专题2 第1单元 第1课时 化学反应速率的表示方法（Word教参）-【精讲精练】2025-2026学年高中化学选择性必修第一册（苏教版）

本讲义聚焦化学反应速率的表示方法这一核心知识点，从概念引入（定义及公式v=Δc/Δt），到理解可用物质（排除固体/纯液体），再到计算（三段式、速率比较），最后延伸至测定方法（气体体积、颜色变化等），构建递进式学习支架帮助学生系统掌握。 该资料通过问题讨论（如“哪些物质可表速率”）引导证据推理，结合N₂O₅分解浓度表格培养数据分析与模型建构的科学思维，实验测定部分强化科学探究与实践能力。课中辅助教师实例教学，课后学生可借练习题巩固计算与测定方法，有效查漏补缺。

第一单元　化学反应速率 第1课时　化学反应速率的表示方法 [学习目标]　 1.知道化学反应速率的表示方法。 2.能进行化学反应速率的计算。 3.了解测定化学反应速率的简单方法。 [对应学生用书P44] 知识点一　化学反应速率及其表示方法 1．化学反应速率的概念及其表示方法 2．对于化学反应aA＋bB===cC＋dD 若用v表示化学反应速率，Δc表示反应物或生成物的物质的量浓度的变化(绝对值)，Δt表示一定时间间隔，则用A、B、C、D四种物质分别表示的化学反应速率表达式为： v(A)＝____；v(B)＝____； v(C)＝____；v(D)＝____。 一、化学反应速率的理解 1．在C(s)＋H2O(g)⥫⥬CO(g)＋H2(g)的反应中，可用哪些物质表示反应速率？在2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑的反应中呢？ 提示　在C(s)＋H2O(g)⥫⥬CO(g)＋H2(g)反应中，可以用H2O(g)、CO(g)、H2(g)的浓度变化来表示反应速率，而在2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑的反应中只能用NaOH、H2的浓度变化来表示，即不能用固体或纯液体来表示反应速率，因为固体或纯液体的浓度为常数。 1．对于反应：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，下列说法正确的是(　　) A．用HCl和CaCl2表示的反应速率数值不同，但所表示的意义相同 B．不能用CaCO3的浓度变化来表示反应速率，但可用水来表示 C．用H2O和CO2表示的化学反应速率相同 D．用CaCl2浓度的减小表示其反应速率 解析　因为CaCO3是固体，H2O为纯液体，不能用其浓度的变化来表示化学反应速率；CaCl2为生成物，应用其浓度的增加表示反应速率，B、C、D错误；在同一反应中，选用不同的物质表示反应速率，反应速率数值之比等于化学方程式中化学计量数之比，数值可能相同，也可能不同，但意义相同，A正确。 答案　A 2．一定温度下，N2O5在四氯化碳溶液中的分解反应为2N2O5===4NO2＋O2，1.00 mol·L-1 N2O5分解过程中不同时刻N2O5的浓度如下表。 (1)补充完成表格。 t/min 0 1 2 3 4 c(N2O5)/(mol·L-1) 1.00 0.71 0.50 0.35 0.25 c(NO2)/(mol·L-1) 0 c(O2)/(mol·L-1) 0 (2)按要求解答下列问题： 计算0～2 min，2～3 min内分别用N2O5、NO2、O2表示的化学反应速率填入下表。 速率/mol·L-1·min-1 时间(Δt)/min　　 v(N2O5) v(NO2) v(O2) v(N2O5)∶v(NO2)∶v(O2) 0～2 2∶4∶1 2～3 2∶4∶1 (3)结论： ①在同一个化学反应中，用不同物质表示的化学反应速率，其数值大小________相同，但表示的速率________，即一种物质的速率就代表了整个化学反应的速率。 ②用不同反应物表示化学反应速率时，化学反应速率之比＝________________________________________________________________________ ＝物质的量变化量之比＝________________________________________________________________________。 答案　(1)0.58　1.00　1.30　1.50　0.145　0.25　0.325　0.375 (2)0.25　0.5　0.125　0.15　0.3　0.075 (3)①不一定　相同　②物质的量浓度变化量之比　化学计量数之比 二、化学反应速率的计算与比较 2．如图表示800 ℃时，气体A分解为B和C两种气体(2A⥫⥬3B＋C)时，A、B、C三种气体的浓度随时间变化的情况，t1是到达平衡状态的时间。 (1)如何表示上述反应中A的消耗速率以及B和C的生成速率(假设t1＝2 min)? 提示　据速率计算公式v＝，可得v(A)＝＝0.4 mol·L-1·min-1。同样，可以计算出v(B)＝＝0.6 mol·L-1·min-1，v(C)＝＝0.2 mol·L-1·min-1。 (2)上述反应中A的消耗速率以及B和C的生成速率的数值是否相等？大小有何关系？ 提示　由计算结果可知，A的消耗速率以及B和C的生成速率的数值不相等，但它们的数值大小满足化学反应中各物质的反应速率之比等于其化学计量数之比。 1．化学反应速率的计算方法 (1)定义式法 利用公式v(A)＝计算化学反应速率。 (2)关系式法 利用化学反应速率之比＝变化浓度之比＝化学计量数之比。 (3)“三段式”法 ①求解化学反应速率计算题的一般步骤： a．写出有关反应的化学方程式。 b．找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。 c．根据已知条件列方程计算。 例如：　　　　 mA　＋　nB　⥫⥬　pC 起始(mol·L-1) a b c 转化(mol·L-1) x 某时刻(mol·L-1) a－x b－ c＋ v(B)＝＝ ②计算中注意以下量的关系： a．对反应物：c(起始)－c(转化)＝c(某时刻) b．对生成物：c(起始)＋c(转化)＝c(某时刻) c．转化率＝×100% 2．化学反应速率快慢的比较方法——比值法 (1)转化为同一单位表示，其转化公式为1 mol·L-1·s-1＝60 mol·L-1·min-1。 (2)比较化学反应速率与化学计量数的比值 如反应aA＋bB===cC，要比较v(A)与v(B)的相对大小，即比较与，若＞，则A表示的反应速率比B表示的大。 3．将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应：2A(g)＋B(g)⥫⥬2C(g)。若经2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L-1，现有下列几种说法： ①用物质A表示的反应平均速率为0.6 mol·L-1·s-1； ②用物质B表示的反应的平均速率为0.15 mol·L-1·s-1； ③2 s时物质A的浓度为1.4 mol·L-1； ④2 s时物质B的浓度为0.3 mol·L-1。 其中正确的是(　　) A．①③ 　　　　　　　　 B．①④ C．②③ D．③④ 解析　由已知2 s后C的浓度为0.6 mol·L-1，根据n＝cV可知，C的物质的量为1.2 mol。则： 　　　 　2A(g)＋B(g)⥫⥬2C(g) 开始(mol) 4 2 0 转化(mol) 1.2 0.6 1.2 2 s时(mol) 2.8 1.4 1.2 v(A)＝＝0.3 mol·L-1·s-1，①错误；②v(B)＝＝0.15 mol·L-1·s-1，②正确；③根据“三段式”可知，2 s时物质A的浓度＝＝1.4 mol·L-1，③正确；④根据“三段式”可知，2 s时物质B的浓度＝＝0.7 mol·L-1，④错误。 答案　C 4．已知：反应aA(g)＋bB(g)⥫⥬cC(g)，某温度下，在2 L的密闭容器中投入一定量的A、B，两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。 (1)从反应开始到12 s时，用A表示的反应速率为________。 (2)经测定前4 s内v(C)＝0.05 mol·L-1·s-1，则该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。 (3)请在图中将生成物C的物质的量浓度随时间的变化曲线绘制出来。 (4)若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行，经同一段时间后，测得三个容器中的反应速率分别为 甲：v(A)＝0.3 mol·L-1·s-1； 乙：v(B)＝0.12 mol·L-1·s-1； 丙：v(C)＝9.6 mol·L-1·min-1； 则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为________________。 解析　(1)从0到12 s，Δc(A)＝0.8 mol·L-1－0.2 mol·L-1＝0.6 mol·L-1，v(A)＝＝0.05 mol·L-1·s-1。 (2)前4 s内，Δc(A)＝0.8 mol·L-1－0.5 mol·L-1＝0.3 mol·L-1，v(A)＝＝0.075 mol·L-1·s-1；v(A)∶v(C)＝a∶c＝0.075 mol·L-1·s-1∶0.05 mol·L-1·s-1＝3∶2，由图像知，在12 s时Δc(A)∶Δc(B)＝0.6 mol·L-1∶0.2 mol·L-1＝3∶1＝a∶b，则a、b、c三者的比例关系为3∶1∶2，所以该反应的化学方程式为3A(g)＋B(g)⥫⥬2C(g)。 (3)生成物C的浓度从0开始增加，到12 s时达到最大，Δc(A)∶Δc(C)＝a∶c＝3∶2，所以Δc(C)＝2×＝0.4 mol·L-1。 (4)丙容器中v(C)＝9.6 mol·L-1·min-1＝0.16 mol·L-1·s-1，则甲容器中＝＝0.1 mol·L-1·s-1，乙容器中＝＝0.12 mol·L-1·s-1，丙容器中＝＝0.08 mol·L-1·s-1，故甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为乙>甲>丙。 答案　(1)0.05 mol·L-1·s-1　(2)3A(g)＋B(g)⥫⥬2C(g)　(3) (4)乙>甲>丙 知识点二　化学反应速率的测定 1．测定原理 利用与化学反应中任何一种化学物质的__浓度__(或__质量__)相关的性质进行测定。 2．测定方法 (1)直接观察测定：如__释放出气体的体积__和__体系的压强__等。 (2)科学仪器测定：如反应体系颜色的变化。在溶液中，当反应物或产物本身有较明显的颜色时，可利用__颜色深浅__和__显色物质浓度__间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。 3．实验室测定化学反应速率常用的方法 (1)对于有气体生成的反应：可测定__相同时间内收集气体的体积__或__收集等量气体所用的时间__。 (2)对于有固体参加的反应，可测定一段时间内__消耗固体质量的多少__。 (3)对于有酸碱参与的反应，可测定一段时间内溶液中__氢离子或氢氧根离子浓度__的变化。 (4)对于有颜色变化的反应，可测定__溶液变色所需时间__。 (5)对于有沉淀生成的反应，可测定__溶液变浑浊所需的时间__。 1．化学反应速率是怎样得来的？ 提示　化学反应速率是通过实验测定的。注意：我们熟知化学反应速率计算的一些问题，但要记住：化学反应速率是通过实验测定的。 2．测定化学反应速率可以测定哪些内容？ 提示　因为化学反应中发生变化的是体系中的化学物质(包括反应物和生成物)，所以与其中任何一种化学物质的浓度(或质量)相关的性质在测量反应速率时都可以加以利用，包括能够直接观察到的某些性质(如颜色的深浅)，也包括必须依靠科学仪器才能测量的性质(如释放出气体的体积和体系压强、光的吸收、光的发射、导电能力等)。在物质的诸多性质中，特别是在溶液中，当反应物或生成物本身有比较明显的颜色时，人们常常利用颜色深浅和显色物质浓度间的关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。 测量一个化学反应的速率，需要测定某一时间段内单位时间内某物质浓度的改变量。但是，一般来说在测量时化学反应仍在进行，应用一般化学分析方法测定反应速率存在困难。一个近似的办法是使反应立即停止(如果可以)，如通过稀释、降温、加入阻化剂或除去催化剂等方法可以使反应变得很慢，进行化学分析。但这样既费时费力，又不准确，可以研究的反应也有限。广泛使用的方法是测量物质的性质，如压力、电导率、吸光度等，通过它们与物质浓度的关系实现连续测定。 1．对于反应3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，在测量化学反应速率时，以下相关性质不可以利用的是(　　) A．气体的体积和体系的压强 B．溶液颜色的深浅 C．固体物质的体积 D．H＋浓度的变化量 答案　C 2．两套如图所示装置，各盛有3 g大理石(颗粒大小相同)，分别加入40 mL 1 mol·L-1和40 mL 4 mol·L-1的盐酸，比较二者收集100 mL CO2时所用的时间。 (1)当收集到100 mL CO2时，哪个实验所耗时间较长？为什么？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ (2)活塞外移的情况是________(填字母)。 A．均匀外移 B．先快后慢 C．先慢后快 D．先慢后快然后又逐渐减慢 你选择的理由是_______________________________________________________。 解析　(1)稀盐酸的浓度越大，反应速率越快，所以收集100 mL CO2时1 mol·L-1的盐酸所耗时间长。 (2)因为反应是放热反应，随温度的升高，反应速率逐渐加快。但随反应的进行，氢离子的浓度会逐渐降低，因此反应速率会再慢慢的降低。 答案　(1)1 mol·L-1的盐酸所耗时间长，因为浓度小的反应速率慢。 (2)D　此反应是放热反应，温度升高，反应速率加快；随着反应的进行，H＋浓度不断减小，反应速率减慢 [对应学生用书P48] 1．已知反应A(g)＋3B(g)⥫⥬2C(g)，在10 s内，A的浓度由4 mol/L变成了2 mol/L，则以A的浓度变化表示的反应速率为(　　) A．0.2 mol/(L·s)　 B．0.3 mol/(L·s) C．0.4 mol/(L·s) D．0.1 mol/(L·s) 解析　在10 s内A的浓度变化为4 mol/L－2 mol/L＝2 mol/L，则以A的浓度变化表示的反应速率为v(A)＝＝＝0.2 mol/(L·s)。 答案　A 2．可逆反应2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g)在不同条件下的反应速率如下，其中反应速率最快的是(　　) A．v(SO2)＝0.5 mol/(L·s) B．v(O2)＝1 mol/(L·min) C．v(SO3)＝0.6 mol/(L·s) D．v(O2)＝0.4 mol/(L·s) 解析　都转化为用v(SO2)表示的速率进行比较。A项，v(SO2)＝0.5 mol/(L·s)；B项，v(O2)＝1 mol/(L·min)≈0.017 mol/(L·s)，则v(SO2)＝2v(O2)＝0.034 mol/(L·s)；C项，v(SO3)＝0.6 mol/(L·s)，则v(SO2)＝v(SO3)＝0.6 mol/(L·s)；D项，v(O2)＝0.4 mol/(L·s)，则v(SO2)＝2v(O2)＝0.8 mol/(L·s)；故反应速率D＞C＞A＞B。 答案　D 3．已知：4NH3＋5O2⥫⥬4NO＋6H2O，若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)[mol/(L·min)]表示，则正确的关系式是(　　) A．4v(NH3)＝5v(O2) B．4v(O2)＝5v(NO) C．2v(NH3)＝3v(H2O) D．5v(O2)＝6v(H2O) 解析　对于反应4NH3＋5O2===4NO＋6H2O，速率之比等于化学计量数之比，故5v(NH3)＝4v(O2)，4v(O2)＝5v(NO)，3v(NH3)＝2v(H2O)，6v(O2)＝5v(H2O)。 答案　B 4．T ℃时，在0.5 L的密闭容器中，气体A与气体B反应生成气体C，反应过程中A、B、C的浓度变化如图所示。则下列结论正确的是(　　) A.10 s时反应生成了0.2 mol C B．该反应进行到10 s时，消耗了0.15 mol A C．该反应的化学方程式为3A＋B⥫⥬2C D．10 s内用B表示的反应速率为0.01 mol·L-1·s-1 解析　10 s时反应生成气体C的物质的量为0.4 mol·L-1×0.5 L＝0.2 mol，消耗A的物质的量为(0.5 mol·L-1－0.3 mol·L-1)×0.5 L＝0.1 mol，故A项正确，B项不正确；Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)＝0.2 mol·L-1∶0.6 mol·L-1∶0.4 mol·L-1＝1∶3∶2，故化学方程式为A＋3B⥫⥬2C，C项不正确；10 s内用B表示的反应速率为＝0.06 mol·L-1·s-1，D项不正确。 答案　A 5．为了提高煤的利用率，人们先把煤转化为CO和H2，再将它们转化为甲醇，某实验人员在一定温度下的密闭容器中，充入一定量的H2和CO，发生反应：2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)，测定的部分实验数据如下： t/s 0 500 1000 c(H2)(mol·L-1) 5.00 3.52 2.48 c(CO)(mol·L-1) 2.50 (1)在500 s内用H2表示的化学反应速率是　　　　　　　　　。 (2)在1000 s内用CO表示的化学反应速率是　　　　　；1000 s时H2的转化率是　　　　。 (3)在500 s时生成的甲醇的浓度是　　　　mol·L-1。 解析　(1)在500 s内，v(H2)＝＝2.96×10-3 mol·L-1·s-1。(2)在1000 s时Δc(H2)＝5.00 mol·L-1－2.48 mol·L-1＝2.52 mol·L-1，则Δc(CO)＝Δc(H2)＝1.26 mol·L-1，用CO表示的化学反应速率为v(CO)＝＝1.26×10-3 mol·L-1·s-1，H2的转化率为×100%＝50.4%。(3)在500 s时反应了的H2的浓度为c(H2)＝1.48 mol·L-1，则生成的CH3OH的浓度为c(CH3OH)＝c(H2)＝0.74 mol·L-1。 答案　(1)2.96×10-3 mol·L-1·s-1 (2)1.26×10-3 mol·L-1·s-1　50.4% (3)0.74 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$