第2章 第3节 第1课时 化学反应历程 化学反应速率-【金版新学案】2025-2026学年新教材高二化学选择性必修1同步课堂高效讲义教师用书word（鲁科版 双选）

本讲义聚焦化学反应速率核心知识点，从反应历程（自由基、基元反应等）切入，系统讲解速率概念、表达式、单位及不同物质速率关系，再延伸至测量方法，构建从微观机理到宏观计算的学习支架。 资料通过“三段式”计算、速率比较等例题培养科学思维，结合锌粒与锌粉反应速率测定实验提升科学探究能力，练习题助力课后巩固。课中辅助教师教学，课后帮助学生查漏补缺，符合科学思维与科学探究素养要求。

第3节　化学反应的速率 第1课时　化学反应历程　化学反应速率 [素养发展目标]　1.能从化学反应快慢的角度解释生产、生活中简单的化学现象。2.能进行化学反应速率的简单计算。 一、化学反应是怎样进行的 1．反应历程 (1)自由基（自由原子）：有未成对电子的原子或原子团。如反应H·＋O2―→·OH＋O·中，微粒·H、·OH、O·都称为自由原子或自由基。自由基的反应活性很强，寿命极短。 (2)基元反应：能够一步完成的反应称为基元反应。如H·＋O2→·OH＋O·即为氢气与氧气生成水的反应中的一个基元反应。 (3)反应历程：基元反应构成的反应序列称为反应历程（又称反应机理）。基元反应的总和称为总反应。 (4)复杂反应和简单反应：由几个基元反应组成的总反应也称为复杂反应。大多数反应都是复杂反应，如氢气和氧气反应生成水。由一个基元反应一步完成的反应，又称为简单反应。如酸碱中和反应H＋＋OH－===H2O。 2．反应的进行 一个看似简单的化学反应通常要分几步完成，有的步骤完成得快，有的步骤完成得慢，整个化学反应的快慢取决于反应慢的步骤。 3．影响反应历程的因素 不同的化学反应，反应历程不同，反应物的结构和反应条件决定着一个反应的反应历程。 4．化学反应速率千差万别的原因 反应历程的差别是造成化学反应速率不同的主要原因。 二、化学反应速率 1．化学反应速率的概念 对于反应体积不变的化学反应可以用单位时间内某物质浓度（或质量、物质的量）的改变量（取绝对值）来表示该物质的化学反应速率。 2．化学反应速率的表达式及单位 (1)表示式：v＝＝，其中v表示化学反应速率（取正值），Δc表示物质浓度的变化，Δt表示反应时间变化，Δn表示物质的量的变化，V表示溶液的体积或容器的容积。 (2)常用单位：mol·L-1·min-1或mol·L-1·s-1。 3．同一化学反应中不同物质反应速率的关系 对于任意一个化学方程式mA＋nB===pC＋qD，用不同物质表示同一化学反应在同一时间段内的反应速率时，化学反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。 对化学反应速率的理解 (1)定量表示一个化学反应的反应速率时，必须指明是用哪一种物质来表示。 (2)由公式v(A)＝计算得到的速率是某物质在某一段时间内的平均速率，而不是在某一时刻的瞬时速率。 (3)对于有固体或纯液体参与的反应，由于在一定条件下，固体或纯液体的浓度可视为常数，其在化学反应中的浓度不改变，因此在表示化学反应速率时，不能用固体或纯液体物质。　　 三、化学反应速率的测量方法 1．化学反应速率测定的原理 化学反应速率是可以通过实验测定的。化学反应中发生变化的是体系中参加反应的物质（包括反应物和反应产物），与其中任何一种物质的浓度（或质量）相关的性质在测量反应速率时都可以利用。 2．可用于测量化学反应速率的物质性质 只要该物质的性质容易测定且与反应速率成正比或反比关系，则均可利用，如气体体积、体系压强、颜色的深浅、光的吸收、导电能力等性质都可以用于测量化学反应速率。 例如，在溶液中，反应物或反应产物本身有较明显颜色时，可利用颜色深浅和显色物质浓度的关系来跟踪反应的过程，测量反应速率，如酸性KMnO4溶液和H2C2O4溶液反应，可以根据溶液紫红色褪去所需时间来测定反应速率的大小。再如在恒温恒容的密闭容器中发生合成氨反应：N2＋3H22NH3，体系的压强与气体的物质的量成正比，随着反应的进行，气体的物质的量逐渐减少，体系的压强逐渐减小，所以可以根据压强的变化测定化学反应速率。 1．固体表面的化学过程研究对于化学工业非常重要。在Fe催化剂、一定压强和温度下合成氨的反应机理如图所示：下列说法不正确的是(　　) A．N2和H2分子被吸附在铁表面发生反应 B．吸附在铁表面的N2断裂了N≡N键 C．NH3分子中的N—H键不是同时形成 D.Fe催化剂可以有效提高反应物的平衡转化率 D　[铁为催化剂，N2和H2分子被吸附在铁表面发生反应，故A正确；发生反应时反应物的旧键断裂，吸附在铁表面的N2断裂了N≡N键，故B正确；由图可知NH3分子中的N—H键不是同时形成的， 故C正确；Fe催化剂只能提高反应速率，不能让平衡发生移动，故不能影响平衡转化率，故D错误。] 2．某温度下，反应2N2O5⥫⥬4NO2＋O2开始进行时，c(N2O5)＝0.040 8 mol·L-1。1 min后，c(N2O5)＝0.030 mol·L-1。则该反应的反应速率为(　　) A．v(N2O5)＝1.8×10-4 mol/(L·s) B．v(N2O5)＝1.08×10-2 mol/(L·s) C．v(NO2)＝1.8×10-4 mol/(L·s) D．v(O2)＝1.8×10-4 mol/(L·s) A　[v(N2O5)＝[c始(N2O5)－c末(N2O5)]÷60 s＝(0.040 8 mol·L-1－0.030 mol·L-1)÷60 s＝1.8×10-4 mol/(L·s)。根据各物质的反应速率之比等于其化学计量数之比可知，v(NO2)＝3.6×10-4 mol/(L·s)，v(O2)＝9×10-5 mol/(L·s)。] 3．某学生设计如图所示装置 Ⅰ，测定2 mol·L-1的H2SO4溶液分别与锌粒和锌粉反应的速率。请回答下列问题： Ⅰ　　　　　　　　Ⅱ (1)装置Ⅰ中盛放H2SO4溶液的仪器名称是　　　　。 (2)利用装置Ⅰ进行实验时，限定两次实验时间均为10 min，还需要测定的另一个数据是　　　　　　　　　。 (3)实验结束后，得到的结论是_______________________　　　　　　　　。 (4)该学生又将装置Ⅰ中的气体收集装置改为装置Ⅱ，实验完毕，待气体冷却后，该学生读取读数时，发现滴定管中液面高于干燥管中液面，应首先采取的操作是 ________________________________________________________________________。 解析：　(1)用分液漏斗滴加H2SO4溶液，便于控制酸的用量。(2)因实验目的是测反应速率，限定时间之后，还要测定相同时间内收集的气体的体积。(3)因实验目的是测定2 mol·L-1的H2SO4溶液分别与锌粒和锌粉反应的速率，故得出的结论应是锌粒和锌粉分别与H2SO4溶液反应的快慢，等质量的锌粉比锌粒与H2SO4溶液接触面积大，故锌粉反应速率比锌粒的大。(4)读数时应使左右压强相等以保证读数准确，可通过上下移动滴定管，使左右两边液面相平。 答案：　(1)分液漏斗　(2)收集气体的体积 (3)在其他条件相同时，锌粉的反应速率比锌粒的大 (4)调节滴定管的高度，使两侧液面相平 探究一　化学反应速率的计算 反应：4A(s)＋3B(g)⥫⥬2C(g)＋D(g) (1)完成下列表格，并计算该反应的化学反应速率。 B C D 起始浓度 1 mol·L-1 0 0 浓度变化量 　　　　 　　　　 　　　　 2 min末 0.4 mol·L-1 　　　　 　　　　 v(B)＝　　　　　　　　；v(C)＝__________________；v(D)＝　　　　　　　　。 (1)提示：　0.6 mol·L-1　0.4 mol·L-1　0.2 mol·L-1　0.4 mol·L-1　0.2 mol·L-1　0.3 mol·L-1·min-1　0.2 mol·L-1·min-1　0.1 mol·L-1·min-1 (2)根据以上数据，思考对于同一反应，用不同物质表示的反应速率的数值相同吗？与化学计量数之间有什么关系？ 提示：　用不同物质表示的反应速率的数值可能不同。反应速率的数值之比等于化学计量数之比。 (3)有同学根据(2)中结论求出了A表示的反应速率是0.4 mol·L-1·min-1，你认为是否正确，原因是什么？ 提示：　不正确，固体或纯液体在反应中认为浓度不变，所以不能用固体、纯液体的浓度变化来表示化学反应速率。 1．根据表达式计算：v＝。 2．根据不同物质的反应速率之比等于化学计量数之比进行计算：如反应：mA＋nB===pC，其反应速率之比为v(A)∶v(B)∶v(C)＝m∶n∶p。 3．运用“三段式”进行计算 (1)步骤 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、某时刻量； ③根据已知条件列方程式计算，得出各物质的转化浓度(Δc)； ④根据v＝计算反应速率。 (2)方法 如：反应的化学方程式　　mA　＋　nB===pC 起始浓度(mol·L-1) a b 0 转化浓度(mol·L-1) x t s时的浓度(mol·L-1) a－x b－ v(A)＝ mol·L-1·s-1；v(B)＝ mol·L-1·s-1；v(C)＝ mol·L-1·s-1； α(A)＝×100%；α(B)＝×100%。 说明：对反应物：c某时刻＝c起始－c转化 对反应产物：c某时刻＝c起始＋c转化 转化率α＝×100% 1．将等物质的量的A和B，混合于2 L的密闭容器中，发生反应3A(g)＋B(g)===xC(g)＋2D(g)，经过5 min后测得D的浓度为0.5 mol·L-1，c(A)∶c(B)＝3∶5，C的反应速率是0.1 mol·L-1·min-1。 (1)x的值是　　　　。 (2)A在5 min末的浓度是　　　　　　　。 (3)B的平均反应速率是　　　　　　　　，D的平均反应速率是　　　　　　　　。 解析：　v(D)＝＝0.1 mol·L-1·min-1，与C的反应速率相等，故x＝2。5 min末，c(C)＝0.1 mol·L-1·min-1×5 min＝0.5 mol·L-1。 设起始时A与B的浓度均为c mol·L-1。 　　　　　　　　　　 　3A　＋ 　B===　　2C　＋　2D 起始浓度(mol·L-1) c c 0 0 转化浓度(mol·L-1) 0.75 0.25 0.5 0.5 5 min末浓度(mol·L-1) (c－0.75) (c－0.25) 0.5 0.5 根据题意得(c－0.75)∶(c－0.25)＝3∶5，解得c＝1.5，故A在5 min末的浓度为1.5 mol·L-1－0.75 mol·L-1＝0.75 mol·L-1。 v(B)＝＝0.05 mol·L-1·min-1。 答案：　(1)2　(2)0.75 mol·L-1　(3)0.05 mol·L-1·min-1　0.1 mol·L-1·min-1 探究二　化学反应速率大小的比较方法 1．不同的化学反应，是否现象越明显，反应速率越快？ 提示：　否。有的反应速率很快，但不一定有明显现象。 2．同一化学反应，用不同物质表示的反应速率，是否数值越大，反应速率越快？ 提示：　否。用不同物质表示的反应速率，数值不一定相同，但表达的意义相同，若化学方程式中的化学计量数相同，其数值相同，且化学计量数越大，数值越大。 3．同一个化学反应，用不同物质表示的反应速率，如何比较化学反应速率大小？ 提示：　对于同一个化学反应，用不同物质表示反应速率时，其数值可能不同。通常是先统一单位，然后根据反应速率之比等于相应物质的化学计量数之比将其换算为同一个物质表示的反应速率，再进行比较。 1．定性比较 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等）来定性判断化学反应的快慢。 2．定量比较 对同一化学反应，用不同物质表示化学反应速率时，数值可能不同。比较时应统一单位。 (1)归一法 根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，将用不同物质表示的化学反应速率换算为用同一种物质表示的化学反应速率，最后依据数值大小进行比较。 (2)比值法 比较化学反应速率与其对应的化学计量数的比值，比值大的化学反应速率大。 2．对于反应A(g)＋3B(g)⥫⥬2C(s)＋D(g)来说，在不同条件下下列反应速率中最快的是(　　) A．v(A)＝0.005 mol·L-1·s-1 B．v(B)＝0.6 mol·L-1·min-1 C．v(C)＝0.5 mol·L-1·min-1 D．v(D)＝0.1 mol·L-1·min-1 A　[单位相同的条件下，将不同物质的反应速率与其计量数相比，得到的数值越大其反应速率越快，A.＝ mol·L-1·s-1＝0.3 mol·L-1·min-1；B.＝ mol·L-1·min-1＝0.2 mol·L-1·min-1；C.C为固体，不能表示反应速率；D.v(D)＝0.1 mol·L-1·min-1；通过以上分析知，数值大小顺序是A＞B＞D，所以速率快慢顺序是A＞B＞D，故选A。] 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．单位时间内某物质的浓度变化越大，则该物质反应就越快 C．化学反应速率可以用单位时间内生成某物质的质量的多少来表示 D．化学反应速率常用单位有“mol·L-1·s-1”和“mol·L-1·min-1” C　[化学反应速率是用单位时间内某物质浓度的变化量来表示的，即用单位时间内浓度的改变量来表示。] 2．在一定条件下，将3 mol A和1 mol B两种气体混合于固定容积为2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)===xC(g)＋2D(g)。2 min时测得生成0.4 mol C和0.8 mol D。下列判断不正确的是(　　) A．x＝1 B．2 min内A的反应速率为0.3 mol·L-1·min-1 C．2 min时，A的浓度为0.9 mol·L-1 D．B的转化率为60% D　[由题给数据建立如下“三段式”： 　　　　　　　　　3A(g)＋B(g)⥫⥬xC(g)＋2D(g) 起始量/mol 3 1 0 0 转化量/mol 1.2 0.4 0.4 0.8 2 min时的量/mol 1.8 0.6 0.4 0.8 根据物质的量的变化量之比等于化学计量数之比可知x＝1，A项正确；2 min内A的反应速率v(A)＝＝＝0.3 mol·L-1·min-1，B项正确；2 min时，A的浓度为＝0.9 mol·L-1，C项正确；B的转化率为×100%＝40%，D项错误。] 3．在不同条件下分别测得反应2SO2＋O2⥫⥬2SO3的速率，其中化学反应速率最快的是(　　) A．v(SO2)＝4 mol·L-1·min-1 B．v(O2)＝2 mol·L-1·min-1 C．v(SO2)＝0.1 mol·L-1·min-1 D．v(SO3) ＝0.1 mol·L-1·s-1 D　[反应速率与化学计量数的比值越大，反应速率越快，则A.＝2，B.＝2，C.＝0.05，D.＝3，显然D中比值最大，反应速率最快。] 4．某温度时，在2 L容器中X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化关系曲线如图所示。 (1)由图中的数据分析，该反应的化学方程式为________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)反应开始至2 min、5 min时Z的平均反应速率为　　　　　　、　　　　　　。 (3)5 min后Z的生成速率　　　　（填“大于”、“小于”或“等于”）5 min末Z的生成速率。 解析：　(1)根据图示，X减少了0.6 mol，Y减少了0.2 mol，Z生成了0.4 mol，故X、Y、Z的物质的量变化之比为3∶1∶2，因5 min后三者共存，故反应的化学方程式为3X＋Y⥫⥬2Z。(2)根据图中数据，依据反应速率计算公式可计算出反应速率，需注意Z的初始物质的量是0.1 mol。(3)5 min后Z的物质的量不再变化，反应速率相等。 答案：　(1)3X＋Y⥫⥬2Z　(2)0.05 mol·L-1·min-1　0.04 mol·L-1·min-1　(3)等于 学科网（北京）股份有限公司 $