2.3 化学反应的速率 第1课时（导学案）化学沪科版2020选择性必修1

2.3 化学反应的速率 第1课时 化学反应速率的概念和测定 一、知识目标 1.理解化学反应速率的概念，掌握其表示方法、定义式和常用单位，能进行化学反应速率的简单计算。 2.明确化学反应速率的注意事项，理解同一化学反应中不同物质表示的反应速率之比等于化学计量数之比。 3.掌握化学反应速率大小的比较方法，包括定性比较和定量比较（归一法、比值法）。 4.了解变量控制法测定化学反应速率的原理、测定项目和测定方法，能设计简单的实验方案测定反应速率。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：通过实验现象宏观辨识化学反应的快慢，从微观角度理解化学反应速率与反应物浓度变化的关系。 2.证据推理与模型认知：建立化学反应速率的计算模型，通过实验数据推理反应速率的大小和影响因素。 3.科学探究与创新意识：通过设计实验方案测定化学反应速率，培养科学探究能力和创新意识。 4.科学态度与社会责任：认识提高化学反应速率对减弱汽车尾气污染等实际问题的重要性，培养社会责任感。 一、学习重点 1.化学反应速率的概念、表示方法、计算及大小比较。 2.变量控制法测定化学反应速率。 二、学习难点 1.同一化学反应中不同物质表示的反应速率之间的关系。 2.实验方案的设计与变量控制。 1．化学反应速率的概念及表示 （1）概念：用来衡量化学反应进行 的物理量 （2）表示方法：通常用单位时间内反应物浓度的 或生成物浓度的 来表示。 （3）数学表达式及单位：v＝，单位为 或 。 （4）同一反应中各物质化学反应速率的关系 mA（g）+nB（g）pY（g）+qZ（g） ①同一反应在同一时间内，用不同物质来表示的反应速率可能 ，但表示的意义 ，且反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的 之比。 ②在反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)中，存在 【注意】应用化学反应速率需注意以下问题： （1）化学反应速率是标量，只有 而没有 ； （2）一般计算出来的化学反应速率是一段时间内的 速率，不同时刻的化学反应速率是不相同的； （3）对于纯液体或固体物质，反应在其表面进行，它们的“浓度” 是 变的，因此一般 用固体、纯液体表示化学反应速率； （4）对于同一化学反应，用不同的物质表示其化学反应速率在数值上可能 同，但其意义相同，化学反应速率之比等于 之比。 2．化学反应速率的比较方法 （1）定性比较 通过明显的实验现象(如 产生快慢、 生成快慢等)来定性比较化学反应速率的大小。 （2）定量比较 同一化学反应中，不同物质来表示化学反应速率时，数值可能不同，需要进行转化。常用以下两种方法： ①归一法 “一看”：看化学反应速率的单位是否一致，若不一致，需转化为 。 “二化”：将不同物质的化学反应速率转化成 的化学反应速率。 “三比较”：标准统一后比较数值大小，数值越 ，反应速率越 。 ②比值法:通过化学反应速率与其对应的化学计量数的比值进行比较，比值大的化学反应速率 。 如对于反应aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)，若 ，则A表示的化学反应速率较 。 （3）由图像比较反应速率大小的方法：根据图像看反应达到平衡所需的时间，时间越 ，对应的反应的温度、浓度或压强就越 ，则对应的反应速率越 。 3．化学反应速率的测定 （1）定性描述：（根据实验现象） ①观察产生气泡的 ； ②观察试管中剩余锌粒的质量的 ； ③用手触摸试管，感受试管外壁温度的 （2）定量描述：（根据实验测量，单位时间内） ①测定气体的 ; ②测定物质的 的变化； ③测定物质或离子的 变化； ④测定体系的 或测定反应的 变化。 （3）测量化学反应速率的常见方法 ①量气法；②比色法；③电导法；④激光技术法 （4）化学反应速率的测量——实验 ①反应原理：Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑ ②实验装置 ③测量数据 单位时间内收集氢气的 ； 收集相同体积氢气所需要的 用pH计测相同时间内 变化，即 。 用传感器测△c(Zn2＋)变化。 测相同时间内△m(Zn)。 相同时间内恒容 变化； 相同时间内绝热容器中 变化。 问题探究 1.汽车尾气反应的意义 o汽车尾气中和在常温常压下可自发反应：，但实际反应速率极慢。请查找资料，说明除了提高该反应速率减弱尾气污染外，在工业生产和日常生活中还有哪些通过提高反应速率来实现有益目的的例子？ 2.化学反应速率测定方法的拓展 o教材中介绍了量气法、比色法、电导法、激光技术法等测定化学反应速率的方法。请查阅资料，了解这些方法的具体原理和适用范围，并举例说明。 问题思考 1.化学反应速率的概念理解 o什么是化学反应速率？若反应体系的体积恒定，通常用什么来表示化学反应速率？其定义式和常用单位分别是什么？ 2.化学反应速率的单位换算 o已知，那么等于多少？ o化学反应速率是一段时间内的平均速率还是某一时刻的瞬时速率？用浓度变化表示化学反应速率时，对反应物和生成物的状态有什么要求？表示化学反应速率时，有什么需要特别指明的？ 4.同一反应中不同物质表示的反应速率关系 o对于反应，各物质表示的反应速率分别为、、、，它们之间有什么关系？ 5.化学反应速率大小的比较方法 o请说明定性比较和定量比较化学反应速率大小的方法分别有哪些？ 6.化学反应速率的计算 o在密闭容器中合成氨的反应，开始时，的浓度为，的浓度为，后的浓度为。分别用、、浓度变化表示该化学反应速率。 7.化学反应速率大小的比较 o反应，在不同条件下，用不同物质表示其反应速率，分别为：①；②；③；④。则此反应在不同条件下进行最快的是哪个？ 8.变量控制法测定化学反应速率 o根据化学反应速率表达式，实验中需要测定哪些量？测定项目和测定方法分别有哪些？ 归纳总结 1.化学反应速率的相关知识总结 o请归纳总结化学反应速率的概念、表示方法、定义式、常用单位、注意事项以及大小比较方法。 2.变量控制法测定化学反应速率的总结 o以溶液催化分解实验为例，总结变量控制法测定化学反应速率的实验原理、测定项目、测定方法、案例分析和思路归纳。 1.下列关于化学反应速率的说法，不正确的是() A. 化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量 B. 可用单位时间内氢离子浓度的变化表示氢氧化钠与硫酸中和反应的速率 C. 在同一化学反应中，用反应物或生成物表示的化学反应速率的数值相等 D. 化学反应速率常用单位有mol·L-1·s-1和mol·L-1·min-1 2.反应：3A(g)＋B(g)＝2C(g)＋2D(g)，在不同条件下，用不同物质表示其反应速率，分别为 ①v(A)＝0.6mol·L-1·min-1 ②v(B)＝0.45mol·L-1·min-1 ③v(C)＝0.015mol·L-1·min-1 ④v(D)＝0.45mol·L-1·min-1 则此反应在不同条件下进行最快的是( ) A. ②③ B. ①③ C. ②④ D. ② 3.已知合成氨反应N2(g)＋3H2(g) ⇌2NH3(g)，其浓度数据如下：   N2 H2 NH3 起始浓度/mol·L－1 1.0 3.0 0 2 s末浓度/mol·L－1 0.6 1.8 0.8 当用氨气浓度的增加来表示该化学反应的速率时，其速率为() A. 0.2mol·L-1·s-1 B. 0.4mol·L-1·s-1 C. 0.6mol·L-1·s-1 D. 0.8mol·L-1·s-1 4.在盛有18g碳、2L的密闭容器中，充入0.8molCO2，一定条件下发生C(s)＋CO2(g)=2CO(g)，反应5min时测得CO2的物质的量为0.4mol。 （1）固体碳减少的质量______g，固体或纯液体的浓度视为常数，是否可用碳固体的浓度变化量来表示该反应的化学反应速率_____(填“是”或“否”)。 （2）请完成下表中相关空格 物质 CO2 CO 起始浓度(mol·L-1) 0.4 0 变化浓度(mol·L-1) ____ ____ 5 min时浓度(mol·L-1) 0.2 ____ 5 min内的化学反应速率 数值 ____ ____ 单位 mol·L-1·min-1 mol·L-1·min-1 5.用等质量的锌与等体积过量盐酸在不同条件下进行如下5组实验，测定收集相同条件下等体积的氢气所用时间。 组别 A B C D E 盐酸浓度/mol·L－1 2.0 2.0 2.5 2.5 2.5 温度/°C 25 30 30 50 50 锌粒状态 块状 粉末 粉末 块状 粉末 回答下列问题： （1）探究浓度对化学反应速率的影响应选用哪两组实验数据____。 （2）探究温度对化学反应速率的影响应选用哪两组实验数据____。 （3）探究接触面积对化学反应速率的影响应选用哪两组实验数据____。 （4）上述5组实验中测定收集等体积的氢气需要时间最短的是___。 （5）实验完成后，某同学又用A组实验药品滴加两滴氯化铜，发现产生氢气的速率明显加快，解释速率加快的原因是__________________________。 一、化学反应速率 （一）定义：通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示 （二）表示方法： Δc：反应物浓度或生成物浓度的变化，常用单位：mol/L（或mol•L-1） Δt:反应时间的变化，常用单位：s或min v：化学反应速率，常用单位：mol/(L•s)或（mol•L-1•s-1）、mol/(L•min) 或（mol•L-1•min -1） （三）意义：衡量化学反应进行快慢的物理量 （四）注意事项： 1、同一反应，用不同物质表示的反应速率其数值可能不同，但表示的意义相同，即表示整个化学反应的快慢，故表示一个化学反应的反应速率时，必须指明是用哪种物质来表示 2、化学反应速率没有负值，均取正值 3、化学反应速率是一段时间内的平均反应速率，而不是某一时刻的瞬时反应速率 4、反应方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的化学反应速率之比，等于变化的浓度之比，等于变化的物质的量之比。例如：aA+bB=cC+dD a:b:c:d=vA:vB:vC:vD=ΔcA:ΔcB:ΔcC:ΔcD=ΔnA:ΔnB:ΔnC:ΔnD 5、固体或纯液体（不是溶液），其浓度可视为常数，因此一般不用固体或纯液体表示反应速率 （五）比较大小： 1、比较大小时，要先转化为同一物质的化学反应速率，再进行比较，同时要注意时间单位的转化 2、比较大小时，可以比较速率与计量数的比值。例如：比较aA+bB=cC+dD中A与B 的速率大小，可比较 与的大小，若>，则A的速率大于B的速率 （六）计算——“三段式” 1、写出有关反应的化学方程式 2、设未知数，列出各物质的起始量、转化量、某时刻（或平衡）量 3、根据已知条件得出各物质的转化浓度（Δc） 4、根据速率的计算公式计算反应速率 考点一　化学反应速率 1．对于反应：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，下列判断正确的是(　　) A．用HCl和CaCl2表示的化学反应速率数值不同，但所表示的意义相同 B．不能用CaCO3的浓度的变化来表示化学反应速率，但可以用水来表示 C．用H2O和CO2表示的化学反应速率相同 D．用单位时间内CaCl2浓度的减小来表示其化学反应速率 2．下列关于化学反应速率的说法，不正确的是(　　) A．化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量 B．化学反应速率的大小主要取决于反应物的性质 C．若一段时间内某化学反应的反应速率为0.5 mol·L－1·s－1，就是指在该时间段内反应物和生成物的浓度变化都为0.5 mol·L－1·s－1 D．化学反应速率常用单位有mol·L－1·s－1和mol·L－1·min－1 3．化学反应的速率是通过实验测定的。下列说法错误的是(　　) A．酸性KMnO4溶液和H2C2O4溶液反应，可以通过记录溶液褪色的时间来测定反应速率 B．锌与稀硫酸反应，可以通过测量一定时间内产生的H2体积来计算反应速率 C．可以依靠科学仪器测量光的吸收、光的发射、导电能力等来测定反应速率 D．恒温恒容条件下发生反应：H2(g)＋I2(g) ⇌ 2HI(g)，可以通过测量单位时间内压强的变化来测定反应速率 考点二　化学反应速率的计算与比较 1．反应4M(s)＋3N(g)===2P(g)＋Q(g)，经2 min后N的浓度减少了0.6 mol·L－1。下列说法正确的是(　　) A．用M表示的反应速率是0.4 mol·L－1·min－1 B．2 min末，用N表示的反应速率是0.3 mol·L－1·min－1 C．分别用N、P、Q表示的反应速率，其比值是3∶2∶1 D．在2 min内，N和P两物质的浓度是逐渐减小的 2．反应A(g)＋3B(g) ⇌2C(g)＋2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为 ①v(A)＝0.45 mol·L－1·s－1②v(B)＝0.6 mol·L－1·s－1③v(C)＝0.4 mol·L－1·s－1④v(D)＝0.45 mol·L－1·s－1 该反应在四种不同情况下进行的快慢顺序为(　　) A．①>③＝②>④ B．④>②＝③>① C．②>①＝④>③ D．①>④>②＝③ 3．三氯乙烯(ClHC==CCl2)是地下水中有机污染物的主要成分，研究表明，在地下水中加入高锰酸钾溶液可将其中的三氯乙烯除去，发生的反应如下： ClHC==CCl2＋2KMnO4===2KCl＋2CO2↑＋2MnO2↓＋HCl。 常温下，在某密闭容器中进行上述反应，测定c(KMnO4)与时间的关系如表所示： 时间/min 0 2 4 6 7 … c(KMnO4)/(mol·L－1) 1.00 0.70 0.50 0.40 0.35 … 下列推断合理的是(　　) A．上述反应先慢后快 B．0～4 min内，v(Cl－)＝ mol·L－1·min－1 C．若高锰酸钾完全反应，所用时间为8 min D．随着反应的进行，c(K＋)逐渐降低 4．将15 mol A与B的混合物充入容积为2 L的恒容密闭容器中，在一定温度下发生反应：2A(g)＋3B(g) ⇌C(g)＋2D(g)，经过15 min达到化学平衡状态，达到化学平衡状态时容器内的压强是反应前的，则0～15 min内用B的浓度变化表示的反应速率是(　　) A．0.15 mol·L－1·min－1 B．0.3 mol·L－1·min－1 C．0.45 mol·L－1·min－1 D．0.6 mol·L－1·min－1 考点三　化学反应速率图像 1.向体积为2 L的密闭容器中加入0.3 mol A、0.1 mol C 和一定量的B三种气体，一定条件下发生如下反应：3A(g) ⇌B(g)＋2C(g)，各物质的浓度随时间的变化如图所示[t0～t1阶段的c(B)变化未画出]。下列说法不正确的是(　　) A．若t1＝15 s，则用A的浓度变化表示t0～t1阶段的平均反应速率为0.004 mol·L－1·s－1 B．t1时反应物A的转化率为60% C．B的起始的物质的量为0.04 mol D．t0～t1阶段，此过程中容器向外界放出的热量为a kJ，该反应的热化学方程式为3A(g)B(g)＋2C(g)　ΔH＝－ kJ·mol－1 2．将6 mol CO2和8 mol H2充入一容积为2 L的密闭容器中(温度保持不变)发生反应CO2(g)＋3H2(g) ⇌ CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＜0。测得H2的物质的量随时间变化如图所示(图中字母后的数字表示对应的坐标)。该反应在3～8 min内CO2的平均反应速率是(　　) A．0.5 mol·L－1·min－1 B．0.1 mol·L－1·min－1 C．0 D．0.033 mol·L－1·min－1 3．在一定条件下，密闭容器内某一反应中A、B的物质的量随时间变化的曲线如图所示，下列说法正确的是(　　) A．化学方程式为A⇌2B B．t1时，A的反应速率是B的2倍 C．t2时，A、B的反应速率相等 D．t2时，用A表示的反应速率为 mol·L－1·min－1 4．用纯净的CaCO3与100 mL稀盐酸反应制取CO2，实验过程记录如图所示(CO2的体积已折算为标准状况下的体积)，下列分析正确的是(　　) A．OE段表示的平均反应速率最快 B．EF段，用盐酸表示该反应的平均反应速率为0.4 mol·L－1·min－1 C．OE、EF、FG三段中，该反应用二氧化碳表示的平均反应速率之比为2∶6∶7 D．F点收集到的CO2最多 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2.3 化学反应的速率 第1课时 化学反应速率的概念和测定 一、知识目标 1.理解化学反应速率的概念，掌握其表示方法、定义式和常用单位，能进行化学反应速率的简单计算。 2.明确化学反应速率的注意事项，理解同一化学反应中不同物质表示的反应速率之比等于化学计量数之比。 3.掌握化学反应速率大小的比较方法，包括定性比较和定量比较（归一法、比值法）。 4.了解变量控制法测定化学反应速率的原理、测定项目和测定方法，能设计简单的实验方案测定反应速率。 二、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：通过实验现象宏观辨识化学反应的快慢，从微观角度理解化学反应速率与反应物浓度变化的关系。 2.证据推理与模型认知：建立化学反应速率的计算模型，通过实验数据推理反应速率的大小和影响因素。 3.科学探究与创新意识：通过设计实验方案测定化学反应速率，培养科学探究能力和创新意识。 4.科学态度与社会责任：认识提高化学反应速率对减弱汽车尾气污染等实际问题的重要性，培养社会责任感。 一、学习重点 1.化学反应速率的概念、表示方法、计算及大小比较。 2.变量控制法测定化学反应速率。 二、学习难点 1.同一化学反应中不同物质表示的反应速率之间的关系。 2.实验方案的设计与变量控制。 1．化学反应速率的概念及表示 （1）概念：用来衡量化学反应进行快慢的物理量 （2）表示方法：通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。 （3）数学表达式及单位：v＝，单位为mol·L－1·min－1或mol·L－1·s－1。 （4）同一反应中各物质化学反应速率的关系 mA（g）+nB（g）pY（g）+qZ（g） ①同一反应在同一时间内，用不同物质来表示的反应速率可能不同，但表示的意义相同，且反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的化学计量数之比。 ②在反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)中，存在v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d 【注意】应用化学反应速率需注意以下问题： （1）化学反应速率是标量，只有 数值 而没有 方向 ； （2）一般计算出来的化学反应速率是一段时间内的 平均 速率，不同时刻的化学反应速率是不相同的； （3）对于纯液体或固体物质，反应在其表面进行，它们的“浓度” 是 不 变的，因此一般 不能 用固体、纯液体表示化学反应速率； （4）对于同一化学反应，用不同的物质表示其化学反应速率在数值上可能 不 同，但其意义相同，化学反应速率之比等于 化学计量系数 之比。 2．化学反应速率的比较方法 （1）定性比较 通过明显的实验现象(如气泡产生快慢、沉淀生成快慢等)来定性比较化学反应速率的大小。 （2）定量比较 同一化学反应中，不同物质来表示化学反应速率时，数值可能不同，需要进行转化。常用以下两种方法： ①归一法 “一看”：看化学反应速率的单位是否一致，若不一致，需转化为同一单位。 “二化”：将不同物质的化学反应速率转化成同一物质的化学反应速率。 “三比较”：标准统一后比较数值大小，数值越大，反应速率越大。 ②比值法:通过化学反应速率与其对应的化学计量数的比值进行比较，比值大的化学反应速率大。 如对于反应aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)，若＞，则A表示的化学反应速率较大。 （3）由图像比较反应速率大小的方法：根据图像看反应达到平衡所需的时间，时间越短，对应的反应的温度、浓度或压强就越大，则对应的反应速率越大。 3．化学反应速率的测定 （1）定性描述：（根据实验现象） ①观察产生气泡的快、慢； ②观察试管中剩余锌粒的质量的多、少； ③用手触摸试管，感受试管外壁温度的高、低 （2）定量描述：（根据实验测量，单位时间内） ①测定气体的体积; ②测定物质的物质的量的变化； ③测定物质或离子的浓度变化； ④测定体系的温度或测定反应的热量变化。 （3）测量化学反应速率的常见方法 ①量气法；②比色法；③电导法；④激光技术法 （4）化学反应速率的测量——实验 ①反应原理：Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑ ②实验装置 ③测量数据 单位时间内收集氢气的体积； 收集相同体积氢气所需要的时间; 用pH计测相同时间内pH变化，即△c(H＋)。 用传感器测△c(Zn2＋)变化。 测相同时间内△m(Zn)。 相同时间内恒容压强变化； 相同时间内绝热容器中温度变化。 问题探究 1.汽车尾气反应的意义 o汽车尾气中和在常温常压下可自发反应：，但实际反应速率极慢。请查找资料，说明除了提高该反应速率减弱尾气污染外，在工业生产和日常生活中还有哪些通过提高反应速率来实现有益目的的例子？ 答案：工业生产中，合成氨反应，通过使用合适的催化剂和控制反应条件来提高反应速率，从而提高氨气的产量；日常生活中，食物的发酵过程，通过控制温度等条件提高发酵速率，缩短发酵时间。 2.化学反应速率测定方法的拓展 o教材中介绍了量气法、比色法、电导法、激光技术法等测定化学反应速率的方法。请查阅资料，了解这些方法的具体原理和适用范围，并举例说明。 答案：量气法是通过测量反应中产生或消耗气体的体积变化来测定反应速率，适用于有气体参与或生成的反应，如锌与稀硫酸反应制取氢气，通过测量一定时间内产生氢气的体积来计算反应速率。比色法是利用物质对光的吸收特性，通过测量溶液颜色的变化来测定反应速率，适用于有颜色变化的反应，如高锰酸钾与草酸的反应，通过测量溶液颜色的褪去程度来计算反应速率。电导法是通过测量溶液导电能力的变化来测定反应速率，适用于有离子浓度变化的反应，如酸碱中和反应。激光技术法是利用激光与物质的相互作用，测量反应过程中物质的浓度、温度等物理量的变化来测定反应速率，常用于研究快速反应。 问题思考 1.化学反应速率的概念理解 o什么是化学反应速率？若反应体系的体积恒定，通常用什么来表示化学反应速率？其定义式和常用单位分别是什么？ 答案：化学反应速率是用来衡量化学反应过程进行快慢程度的物理量。若反应体系的体积恒定，通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示化学反应速率（均取正值）。其定义式为，也可以表示为，常用单位有或。 2.化学反应速率的单位换算 o已知，那么等于多少？ 答案：因为，所以。 3.化学反应速率的注意事项 o化学反应速率是一段时间内的平均速率还是某一时刻的瞬时速率？用浓度变化表示化学反应速率时，对反应物和生成物的状态有什么要求？表示化学反应速率时，有什么需要特别指明的？ 答案：化学反应速率是一段时间内的平均速率，不是某一时刻的瞬时速率。用浓度变化表示化学反应速率只适用于气体和溶液中的溶质，纯液体和纯固体的浓度恒定不变，不能用其浓度来表示化学反应速率；纯液体表示速率可用或，纯固体表示速率可用或。同时，表示化学反应速率时，必须指明用哪种物质作标准，在的后面将该物质的化学式用括号括起来。 4.同一反应中不同物质表示的反应速率关系 o对于反应，各物质表示的反应速率分别为、、、，它们之间有什么关系？ 答案：同一化学反应中，选用不同物质表示化学反应速率，其数值可能相同也可能不相同，但表示的意义相同且化学反应速率之比等于化学计量数之比，即，也可以写成。 5.化学反应速率大小的比较方法 o请说明定性比较和定量比较化学反应速率大小的方法分别有哪些？ 答案：定性比较可以通过明显的实验现象，如反应的剧烈程度、产生气泡或沉淀的快慢、固体消失或气体充满所需时间的长短等来定性判断化学反应的快慢。定量比较有归一法和比值法。归一法就是若单位不统一，则要换算成相同的单位；若为不同物质表示的反应速率，则要换算成同一物质来表示反应速率，再比较数值的大小。比值法就是比较化学反应速率与化学计量数的比值，如对于反应，若，则用表示的化学反应速率大于用表示的化学反应速率。 6.化学反应速率的计算 o在密闭容器中合成氨的反应，开始时，的浓度为，的浓度为，后的浓度为。分别用、、浓度变化表示该化学反应速率。 答案：首先计算，根据，，，则。由化学反应速率之比等于化学计量数之比，，所以；，所以。 7.化学反应速率大小的比较 o反应，在不同条件下，用不同物质表示其反应速率，分别为：①；②；③；④。则此反应在不同条件下进行最快的是哪个？ 答案：本题可采用比值法比较反应速率大小。对于反应，、、、的数值越大，反应速率越快。①；②；③；④。比较可得，即②的反应速率最快。 8.变量控制法测定化学反应速率 o根据化学反应速率表达式，实验中需要测定哪些量？测定项目和测定方法分别有哪些？ 答案：实验中需要测定不同反应时刻反应物（或生成物）的浓度以及对应的时间。测定项目有气体的体积、体系的压强、颜色的深浅、离子浓度、浑浊度、导电能力、酸碱度等。测定方法有量气法、比色法、电导法、激光技术法等。 归纳总结 1.化学反应速率的相关知识总结 o请归纳总结化学反应速率的概念、表示方法、定义式、常用单位、注意事项以及大小比较方法。 答案： 概念：衡量化学反应过程进行快慢程度的物理量。 表示方法：单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量（反应体系体积恒定）。 定义式：或。 常用单位：、。 注意事项：平均速率，非瞬时速率；适用于气体和溶液中的溶质；速率之比等于化学计量数之比；表示时需指明用哪种物质作标准。 大小比较方法：定性比较通过实验现象判断；定量比较有归一法和比值法。 2.变量控制法测定化学反应速率的总结 o以溶液催化分解实验为例，总结变量控制法测定化学反应速率的实验原理、测定项目、测定方法、案例分析和思路归纳。 答案： 实验原理：测定不同反应时刻反应物（或生成物）的浓度。 测定项目：气体的体积、体系的压强、颜色的深浅、离子浓度、浑浊度、导电能力、酸碱度等。 测定方法：量气法、比色法、电导法、激光技术法等。 案例分析：在一定温度下，溶液发生催化分解的实验，反应方程式为。可以通过测量一定时间内产生氧气的体积，进而得到氧气的浓度变化，再计算反应速率。 思路归纳：明确探究问题，如比较不同条件下化学反应速率的大小；寻找关联时间，即测量不同反应时刻的相关物理量；控制相关变量，如反应物的浓度、温度、催化剂等；改变研究因素，如改变反应物的浓度、温度等，观察反应速率的变化。 1.下列关于化学反应速率的说法，不正确的是() A. 化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量 B. 可用单位时间内氢离子浓度的变化表示氢氧化钠与硫酸中和反应的速率 C. 在同一化学反应中，用反应物或生成物表示的化学反应速率的数值相等 D. 化学反应速率常用单位有mol·L-1·s-1和mol·L-1·min-1 【答案】C 【解析】A. 化学反应速率就是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量，A选项正确；B. 氢氧化钠与硫酸中和反应的实质是氢离子和氢氧根离子反应，所以可用单位时间内氢离子浓度的变化表示该反应的速率，B选项正确；C. 在同一化学反应中，用不同物质表示化学反应速率时，其数值之比等于化学计量数之比，不一定相等，C选项错误；D. 化学反应速率常用单位有mol·L－1·s－1和mol·L－1·min－1，D选项正确。答案选C。 2.反应：3A(g)＋B(g)＝2C(g)＋2D(g)，在不同条件下，用不同物质表示其反应速率，分别为 ①v(A)＝0.6mol·L-1·min-1 ②v(B)＝0.45mol·L-1·min-1 ③v(C)＝0.015mol·L-1·min-1 ④v(D)＝0.45mol·L-1·min-1 则此反应在不同条件下进行最快的是( ) A. ②③ B. ①③ C. ②④ D. ② 【答案】D 3.已知合成氨反应N2(g)＋3H2(g) ⇌2NH3(g)，其浓度数据如下：   N2 H2 NH3 起始浓度/mol·L－1 1.0 3.0 0 2 s末浓度/mol·L－1 0.6 1.8 0.8 当用氨气浓度的增加来表示该化学反应的速率时，其速率为() A. 0.2mol·L-1·s-1 B. 0.4mol·L-1·s-1 C. 0.6mol·L-1·s-1 D. 0.8mol·L-1·s-1 【答案】B 【解析】化学反应速率的计算公式，(c)为浓度变化量，(t)为时间变化量。用氨气浓度的增加来表示反应速率，(c(NH3)=0.8mol·L-1 - 0mol·L-1 = 0.8mol·L-1)，(t = 2s)，则(v(NH3)===0.4mol·L-1·s-1)。答案选B。 4.在盛有18g碳、2L的密闭容器中，充入0.8molCO2，一定条件下发生C(s)＋CO2(g)=2CO(g)，反应5min时测得CO2的物质的量为0.4mol。 （1）固体碳减少的质量_g，固体或纯液体的浓度视为常数，是否可用碳固体的浓度变化量来表示该反应的化学反应速率_(填“是”或“否”)。 （2）请完成下表中相关空格 物质 CO2 CO 起始浓度(mol·L-1) 0.4 0 变化浓度(mol·L-1) ____ ____ 5 min时浓度(mol·L-1) 0.2 ____ 5 min内的化学反应速率 数值 ____ ____ 单位 mol·L-1·min-1 mol·L-1·min-1 【答案】（1）4.8；否；（2）0.2；0.4；0.4；0.04；0.08 【解析】 （1）反应中(n(CO2)减少了(0.8mol - 0.4mol = 0.4mol)，根据化学方程式(C(s)＋CO2(g)=2CO(g))，可知消耗(C)的物质的量也为(0.4mol)，(m(C)=nM = 0.4mol×12g/mol = 4.8g)。因为固体的浓度恒定不变，不能用其浓度来表示化学反应速率，所以不能用碳固体的浓度变化量来表示该反应的化学反应速率。 （2） (CO2)的起始浓度为(0.4mol/L)，5min时浓度为(0.2mol/L)，则变化浓度为(0.4mol/L - 0.2mol/L = 0.2mol/L)；根据化学计量数之比，(CO)的变化浓度为(0.2mol/L×2 = 0.4mol/L)，5min时(CO)的浓度为(0.4mol/L)；(CO2)的反应速率(v(CO2)==0.04mol·L-1·min-1)，(CO)的反应速率v(CO)==0.08mol·L-1·min-1)。 5.用等质量的锌与等体积过量盐酸在不同条件下进行如下5组实验，测定收集相同条件下等体积的氢气所用时间。 组别 A B C D E 盐酸浓度/mol·L－1 2.0 2.0 2.5 2.5 2.5 温度/°C 25 30 30 50 50 锌粒状态 块状 粉末 粉末 块状 粉末 回答下列问题： （1）探究浓度对化学反应速率的影响应选用哪两组实验数据____。 （2）探究温度对化学反应速率的影响应选用哪两组实验数据____。 （3）探究接触面积对化学反应速率的影响应选用哪两组实验数据____。 （4）上述5组实验中测定收集等体积的氢气需要时间最短的是___。 （5）实验完成后，某同学又用A组实验药品滴加两滴氯化铜，发现产生氢气的速率明显加快，解释速率加快的原因是__________________________。 【答案】（1）BC；（2）CE；（3）DE；（4）E；（5）Zn与Cu2＋反应生成Cu单质，在锌块表面形成Zn—Cu原电池，加快化学反应速率 【解析】（1）探究浓度对化学反应速率的影响，应控制其他条件相同，只改变盐酸浓度，所以应选用BC两组实验数据。 （2）探究温度对化学反应速率的影响，应控制其他条件相同，只改变温度，所以应选用CE两组实验数据。 （3）探究接触面积对化学反应速率的影响，应控制其他条件相同，只改变锌粒状态，所以应选用DE两组实验数据。 （4）温度越高、盐酸浓度越大、锌粒接触面积越大，反应速率越快，收集等体积氢气所需时间越短，所以E组实验收集等体积氢气需要时间最短。 （5）滴加氯化铜后，(Zn)与(Cu2+)反应生成(Cu)单质，在锌块表面形成(Zn - Cu)原电池，原电池能加快化学反应速率。 一、化学反应速率 （一）定义：通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示 （二）表示方法： Δc：反应物浓度或生成物浓度的变化，常用单位：mol/L（或mol•L-1） Δt:反应时间的变化，常用单位：s或min v：化学反应速率，常用单位：mol/(L•s)或（mol•L-1•s-1）、 mol/(L•min) 或（mol•L-1•min -1） （三）意义：衡量化学反应进行快慢的物理量 （四）注意事项： 1、同一反应，用不同物质表示的反应速率其数值可能不同，但表示的意义相同，即表示整个化学反应的快慢，故表示一个化学反应的反应速率时，必须指明是用哪种物质来表示 2、化学反应速率没有负值，均取正值 3、化学反应速率是一段时间内的平均反应速率，而不是某一时刻的瞬时反应速率 4、反应方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的化学反应速率之比，等于变化的浓度之比，等于变化的物质的量之比。例如：aA+bB=cC+dD a:b:c:d=vA:vB:vC:vD=ΔcA:ΔcB:ΔcC:ΔcD=ΔnA:ΔnB:ΔnC:ΔnD 5、固体或纯液体（不是溶液），其浓度可视为常数，因此一般不用固体或纯液体表示反应速率 （五）比较大小： 1、比较大小时，要先转化为同一物质的化学反应速率，再进行比较，同时要注意时间单位的转化 2、比较大小时，可以比较速率与计量数的比值。例如：比较aA+bB=cC+dD中A与B 的速率大小，可比较 与的大小，若>，则A的速率大于B的速率 （六）计算——“三段式” 1、写出有关反应的化学方程式 2、设未知数，列出各物质的起始量、转化量、某时刻（或平衡）量 3、根据已知条件得出各物质的转化浓度（Δc） 4、根据速率的计算公式计算反应速率 考点一　化学反应速率 1．对于反应：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，下列判断正确的是(　　) A．用HCl和CaCl2表示的化学反应速率数值不同，但所表示的意义相同 B．不能用CaCO3的浓度的变化来表示化学反应速率，但可以用水来表示 C．用H2O和CO2表示的化学反应速率相同 D．用单位时间内CaCl2浓度的减小来表示其化学反应速率 答案　A 解析　在同一反应中，各物质表示的化学反应速率之比等于同一时间内各物质的浓度变化之比，用HCl和CaCl2表示的化学反应速率数值不同，但表示的意义相同，故A符合题意； 化学反应速率可用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示，CaCl2是生成物，则可用单位时间内CaCl2浓度的增加表示其反应速率，故D不符合题意。 2．下列关于化学反应速率的说法，不正确的是(　　) A．化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量 B．化学反应速率的大小主要取决于反应物的性质 C．若一段时间内某化学反应的反应速率为0.5 mol·L－1·s－1，就是指在该时间段内反应物和生成物的浓度变化都为0.5 mol·L－1·s－1 D．化学反应速率常用单位有mol·L－1·s－1和mol·L－1·min－1 答案　C 3．化学反应的速率是通过实验测定的。下列说法错误的是(　　) A．酸性KMnO4溶液和H2C2O4溶液反应，可以通过记录溶液褪色的时间来测定反应速率 B．锌与稀硫酸反应，可以通过测量一定时间内产生的H2体积来计算反应速率 C．可以依靠科学仪器测量光的吸收、光的发射、导电能力等来测定反应速率 D．恒温恒容条件下发生反应：H2(g)＋I2(g) ⇌ 2HI(g)，可以通过测量单位时间内压强的变化来测定反应速率 答案　D 解析　D项中恒温恒容条件下，反应前后气体的压强始终不变，不能通过测量单位时间内压强的变化来测定反应速率。 考点二　化学反应速率的计算与比较 1．反应4M(s)＋3N(g)===2P(g)＋Q(g)，经2 min后N的浓度减少了0.6 mol·L－1。下列说法正确的是(　　) A．用M表示的反应速率是0.4 mol·L－1·min－1 B．2 min末，用N表示的反应速率是0.3 mol·L－1·min－1 C．分别用N、P、Q表示的反应速率，其比值是3∶2∶1 D．在2 min内，N和P两物质的浓度是逐渐减小的 答案　C 解析　M为固体，不能用M的浓度变化表示该反应的反应速率，A项错误；用N表示的反应速率为0.3 mol·L－1·min－1，是2 min内的平均反应速率，B项错误；用不同物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比，则v(N)∶v(P)∶v(Q)＝3∶2∶1，C项正确；2 min内，N的浓度逐渐减小，P的浓度逐渐增大，D项错误。 2．反应A(g)＋3B(g) ⇌2C(g)＋2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为 ①v(A)＝0.45 mol·L－1·s－1②v(B)＝0.6 mol·L－1·s－1③v(C)＝0.4 mol·L－1·s－1④v(D)＝0.45 mol·L－1·s－1 该反应在四种不同情况下进行的快慢顺序为(　　) A．①>③＝②>④ B．④>②＝③>① C．②>①＝④>③ D．①>④>②＝③ 答案　D 解析　因在同一化学反应中，在反应速率的单位相同的条件下，用不同物质表示的化学反应速率与其化学式前的系数的比值越大，该反应速率越快，①＝0.45 mol·L－1·s－1；②＝0.2 mol·L－1·s－1；③＝0.2 mol·L－1·s－1；④＝0.225 mol·L－1·s－1，所以该反应在不同情况下，反应速率的快慢关系为①>④>②＝③，故D正确。 3．三氯乙烯(ClHC==CCl2)是地下水中有机污染物的主要成分，研究表明，在地下水中加入高锰酸钾溶液可将其中的三氯乙烯除去，发生的反应如下： ClHC==CCl2＋2KMnO4===2KCl＋2CO2↑＋2MnO2↓＋HCl。 常温下，在某密闭容器中进行上述反应，测定c(KMnO4)与时间的关系如表所示： 时间/min 0 2 4 6 7 … c(KMnO4)/(mol·L－1) 1.00 0.70 0.50 0.40 0.35 … 下列推断合理的是(　　) A．上述反应先慢后快 B．0～4 min内，v(Cl－)＝ mol·L－1·min－1 C．若高锰酸钾完全反应，所用时间为8 min D．随着反应的进行，c(K＋)逐渐降低 答案　B 解析　A项，分析表格中的数据可知，题述反应先快后慢，错误；B项，每消耗2 mol KMnO4会生成3 molCl－，0～4 min内，v(Cl－)＝×＝ mol·L－1·min－1，正确；C项，由于反应速率逐渐减小，故高锰酸钾完全反应，反应时间大于8 min，错误；D项，钾离子未参与反应，故钾离子浓度不变，错误。 4．将15 mol A与B的混合物充入容积为2 L的恒容密闭容器中，在一定温度下发生反应：2A(g)＋3B(g) ⇌C(g)＋2D(g)，经过15 min达到化学平衡状态，达到化学平衡状态时容器内的压强是反应前的，则0～15 min内用B的浓度变化表示的反应速率是(　　) A．0.15 mol·L－1·min－1 B．0.3 mol·L－1·min－1 C．0.45 mol·L－1·min－1 D．0.6 mol·L－1·min－1 答案　A 解析　反应达到化学平衡状态时容器中混合气体的物质的量为×15 mol＝12 mol，设初始时A的物质的量是x mol，A的物质的量的变化量是y mol，则 2A(g)　＋3B(g)　　C(g)　＋2D(g) 起始/mol　　x　　　　15－x　　　　0　　　0 转化/mol　　y　　　　1.5y　　　　　0.5y　　y 平衡/mol　　x－y　　15－x－1.5y　　0.5y　　y 则x－y＋15－x－1.5y＋0.5y＋y＝12，解得y＝3，所以v(B)＝＝0.15 mol·L－1·min－1。 考点三　化学反应速率图像 1.向体积为2 L的密闭容器中加入0.3 mol A、0.1 mol C 和一定量的B三种气体，一定条件下发生如下反应：3A(g) ⇌B(g)＋2C(g)，各物质的浓度随时间的变化如图所示[t0～t1阶段的c(B)变化未画出]。下列说法不正确的是(　　) A．若t1＝15 s，则用A的浓度变化表示t0～t1阶段的平均反应速率为0.004 mol·L－1·s－1 B．t1时反应物A的转化率为60% C．B的起始的物质的量为0.04 mol D．t0～t1阶段，此过程中容器向外界放出的热量为a kJ，该反应的热化学方程式为3A(g)B(g)＋2C(g)　ΔH＝－ kJ·mol－1 答案　A 解析　t0～t1阶段，A的浓度变化Δc(A)＝0.06 mol·L－1－0.15 mol·L－1＝－0.09 mol·L－1，t0～t1阶段的平均反应速率v(A)＝－＝＝0.006 mol·L－1·s－1，A错误；t1时该反应达到平衡，根据选项A中分析可知A的转化率为α(A)＝×100%＝60%，B正确；根据反应3A(g)B(g)＋2C(g)可知，反应达平衡后Δc(A)＝－0.09 mol·L－1，则Δc(B)＝0.03 mol· L－1，由图像可知该反应达平衡后，c(B)＝0.05 mol·L－1，所以B的起始浓度为0.02 mol·L－1，B的起始的物质的量为0.02 mol·L－1×2 L＝0.04 mol，C正确；t0～t1阶段，Δn(A)＝0.09 mol· L－1×2 L＝0.18 mol，此时放热a kJ，如果有3 mol A完全反应，放热为 kJ，即热化学方程式为3A(g)B(g)＋2C(g)　ΔH＝－ kJ·mol－1，D正确。 2．将6 mol CO2和8 mol H2充入一容积为2 L的密闭容器中(温度保持不变)发生反应CO2(g)＋3H2(g) ⇌ CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＜0。测得H2的物质的量随时间变化如图所示(图中字母后的数字表示对应的坐标)。该反应在3～8 min内CO2的平均反应速率是(　　) A．0.5 mol·L－1·min－1 B．0.1 mol·L－1·min－1 C．0 D．0.033 mol·L－1·min－1 答案　D 3．在一定条件下，密闭容器内某一反应中A、B的物质的量随时间变化的曲线如图所示，下列说法正确的是(　　) A．化学方程式为A⇌2B B．t1时，A的反应速率是B的2倍 C．t2时，A、B的反应速率相等 D．t2时，用A表示的反应速率为 mol·L－1·min－1 答案　B 解析　A项，t2时A的物质的量减少了4 mol，B的物质的量增加了2 mol，因此A为反应物，B为生成物，化学方程式为2A⇌B，错误；B项，t1时，A的物质的量减少了2 mol，B的物质的量增大了1 mol，因此A的反应速率是B的2倍，正确；C项，t2时，A的物质的量减少了4 mol，B的物质的量增加了2 mol，因此两者的反应速率不相等，错误；D项，图像中只给出了A、B物质的量的变化，没有给出体积的数值，因此用A表示的反应速率不一定为 mol·L－1·min－1，错误。 4．用纯净的CaCO3与100 mL稀盐酸反应制取CO2，实验过程记录如图所示(CO2的体积已折算为标准状况下的体积)，下列分析正确的是(　　) A．OE段表示的平均反应速率最快 B．EF段，用盐酸表示该反应的平均反应速率为0.4 mol·L－1·min－1 C．OE、EF、FG三段中，该反应用二氧化碳表示的平均反应速率之比为2∶6∶7 D．F点收集到的CO2最多 答案　B 解析　相同时间内，生成的CO2越多，反应速率越快，由图可知，相同时间内，EF段生成的CO2最多，所以EF段反应速率最快，A项错误；由图可知EF段生成的CO2的体积为 672 mL－224 mL＝448 mL，即0.02 mol，根据CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O，可知参加反应的HCl的物质的量为0.04 mol，则盐酸的浓度变化量为＝0.4 mol·L－1，则EF段用盐酸表示该反应的平均反应速率为＝0.4 mol·L－1·min－1，B项正确；OE、EF、FG三段生成的CO2的体积分别为224 mL、448 mL、112 mL，所以OE、EF、FG三段中，该反应用CO2表示的平均反应速率之比为224 mL∶448 mL∶112 mL＝2∶4∶1，C项错误；由图可知，G点收集到784 mL气体，反应结束，则G点收集到的CO2最多，D项错误。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$