第二章 第一节 第1课时 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同步课堂高效讲义配套课件(人教版 单选)
2025-10-09
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教辅
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版选择性必修1 化学反应原理 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第一节 化学反应速率 |
| 类型 | 课件 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | PPTX |
| 文件大小 | 8.74 MB |
| 发布时间 | 2025-10-09 |
| 更新时间 | 2025-10-09 |
| 作者 | 山东正禾大教育科技有限公司 |
| 品牌系列 | 金版新学案·高中同步课堂高效讲义 |
| 审核时间 | 2025-10-09 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54200401.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
该高中化学课件聚焦化学反应速率,系统讲解概念表示、计算比较及测定方法。通过N₂与H₂反应生成NH₃的实例导入,衔接化学计量数与浓度变化知识,为化学平衡学习搭建认知支架。
其亮点在于以科学思维为核心,用“三段式”计算模型和速率比较方法培养证据推理能力,结合注射器测气体体积等实验设计落实科学探究与实践。例题贴近实际,学生能提升解题技能,教师可直接利用随堂演练和测评优化教学。
内容正文:
第1课时 化学反应速率
第二章 第一节 化学反应速率
1.知道化学反应速率的表示方法,了解测定化学反应速率的简单方法。
2.能进行化学反应速率的简单计算。
学习目标
任务一 化学反应速率
1
任务二 化学反应速率的计算与比较
2
随堂演练
4
内容索引
课时测评
5
任务三 化学反应速率的测定
3
任务一 化学反应速率
返回
新知构建
1.化学反应速率的概念及其表示方法
快慢
减小
增大
浓度
浓度
时间
mol.L-1.min-1
mol.L-1.s-1
2.同一反应中各物质化学反应速率的关系
对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),分别用A、B、C、D表示的化学反应速率的关系为v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=____________。
m∶n∶p∶q
一定温度下,在1 L的密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2,5 min后测得容器中NH3的质量为3.4 g。
(1)分别计算用N2、H2、NH3表示的化学反应速率。
提示:NH3浓度的变化量:÷1 L=0.2 mol/L
N2 + 3H2 2NH3
起始: 1 mol/L 3 mol/L 0
变化: 0.1 mol/L 0.3 mol/L 0.2 mol/L
5 min: 0.2 mol/L
v(N2)==0.02 mol/(L·min)
v(H2)==0.06 mol/(L·min)
v(NH3)==0.04 mol/(L·min)。
交流研讨
(2)N2、H2、NH3的化学反应速率与化学反应的化学计量数之间有何关系?
提示:v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)=0.02∶0.06∶0.04=1∶3∶2,因此,各物质的化学反应速率之比等于化学计量数之比。
1.判断正误
(1)对于任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象就越明显。
提示:错误;有些反应并没有明显的反应现象,即使反应速率快也体现不
出来。
(2)化学反应速率为0.8 mol·L-1·s-1是指1 s内某物质的浓度为0.8 mol·L-1。
提示:错误;化学反应速率为0.8 mol·L-1·s-1是指1 s内某物质的浓度变化量为0.8 mol·L-1。
应用评价
(3)由v=计算平均速率,用反应物表示时为正值,用生成物表示时为负值。
提示:错误;由v=计算平均速率,用反应物和用生成物表示时均为正值。
(4)同一化学反应,相同条件下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。
提示:正确。
(5)在反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)中,t1、t2时刻,SO3(g)的浓度分别是c1、c2,则t1~t2时间内,生成SO3(g)的平均速率为v=。
提示:正确。
2.某一反应物的浓度是1.0 mol/L,经过20 s后,它的浓度变成了0.2 mol/L,在这20 s内它的反应速率为__________________。
0.04 mol/(L·s)
20 s内该物质的浓度变化为Δc=1.0 mol/L-0.2 mol/L=0.8 mol/L,所以20 s内该物质的反应速率为=0.04 mol/(L·s)。
返回
任务二 化学反应速率的计算与比较
返回
新知构建
1.化学反应速率的计算方法
(1)定义式法、关系式法
①利用公式v==计算化学反应速率。
②利用“化学反应速率之比=物质的量浓度变化量之比=化学计量数之比”计算化学反应速率。
已知反应:4A(s)+3B(g)2C(g)+D(g),经过2 min,B浓度减少了0.6 mol/L。有关该反应的反应速率说法正确的是
A.0~2 min用A表示的反应速率是0.4 mol/(L·min)
B.0~2 min用B表示的反应速率是0.3 mol/(L·min)
C.2 min末时用C表示的反应速率是0.2 mol/(L·min)
D.分别用B、C、D表示的反应速率比值为2∶3∶6
交流研讨1
√
提示:A物质是固态,不能用浓度变化表示反应速率,A错误;经2 min后,B的浓度减少了0.6 mol/L,则用B物质表示的反应速率是=0.3 mol/(L·min),B正确;反应速率是一段时间内的平均值,而不是瞬时反应速率,C错误;反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比,故B、C、D表示的反应速率比值为3∶2∶1,D错误。
题后总结
1.用公式v==计算得到的化学反应速率是平均速率,不是瞬时速率,化学反应速率均取正值。
2.浓度的变化量Δc=c(某时刻)-c(初始)
所以一般Δc(反应物)为负值,Δc(生成物)为正值,但是取绝对值后都为正值。
3.同一化学反应,用不同物质表示的化学反应速率其数值可能不同,但表示意义相同,故表示化学反应速率时,必须指明具体物质。
4.固体或纯液体物质的浓度视为常数,不能用固体或纯液体物质的浓度变化来表示化学反应速率。
(2)“三段式”法
①写出有关反应的化学方程式。
②找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。
③根据已知条件列方程计算。
例如: mA + nB pC
起始浓度/(mol·L-1) a b c
转化浓度/(mol·L-1) x
某时刻浓度/(mol·L-1) a-x b- c+
v(B)==。
④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%
在2 L密闭容器中进行反应:mX(g)+nY(g) pZ(g)+qQ(g),式中m、n、p、q为物质的化学计量数。在0~3 min内,各物质的物质的量变化如下表所示:
交流研讨2
物质
时间 X Y Z Q
起始/mol 0.7 1
2 min末/mol 0.8 2.7 0.8 2.7
3 min末/mol 0.8
已知2 min内v(Q)=0.075 mol·L-1·min-1,=。
(1)起始时n(Y)=____________,n(Q)=____________。
2.3 mol
3.0 mol
提示:解题时明确化学反应速率与化学计量数的关系以及化学反应速率计算的方法。对比X的起始量和2 min末的量,可知反应逆向进行。
|Δn(Q)|=|v(Q)·V·Δt|=0.075 mol·L-1·min-1×2 L×2 min=0.3 mol,
对反应过程作“三段式”分析如下:
mX(g)+nY(g) ⥫⥬ pZ(g)+ qQ(g)
起始/mol 0.7 n(Y) 1 n(Q)
转化/mol Δn(X) Δn(Y) |Δn(Z)||Δn(Q)|
2 min末/mol 0.8 2.7 0.8 2.7
故Δn(X)=0.8 mol-0.7 mol=0.1 mol,
Δn(Z)=0.8 mol-1 mol=-0.2 mol,
n(Q)=0.3 mol+2.7 mol=3.0 mol。
(1)因===, Δn(Y)=0.4 mol,
n(Y)=2.7 mol-0.4 mol=2.3 mol。
(2)化学方程式中m=_____,n=_____,p=_____,q=______。
提示:解题时明确化学反应速率与化学计量数的关系以及化学反应速率计算的方法。对比X的起始量和2 min末的量,可知反应逆向进行。
|Δn(Q)|=|v(Q)·V·Δt|=0.075 mol·L-1·min-1×2 L×2 min=0.3 mol,
对反应过程作“三段式”分析如下:
mX(g)+nY(g) ⥫⥬ pZ(g)+ qQ(g)
起始/mol 0.7 n(Y) 1 n(Q)
转化/mol Δn(X) Δn(Y) |Δn(Z)||Δn(Q)|
2 min末/mol 0.8 2.7 0.8 2.7
故Δn(X)=0.8 mol-0.7 mol=0.1 mol,
Δn(Z)=0.8 mol-1 mol=-0.2 mol,
n(Q)=0.3 mol+2.7 mol=3.0 mol。
(2)m∶n∶p∶q=Δn(X)∶Δn(Y)∶| Δn(Z)|∶|Δn(Q)|=0.1 mol∶0.4 mol∶0.2 mol∶0.3 mol=1∶4∶2∶3。
1
4
2
3
(3)用Z表示2 min内的反应速率为___________________。
提示:解题时明确化学反应速率与化学计量数的关系以及化学反应速率计算的方法。对比X的起始量和2 min末的量,可知反应逆向进行。
|Δn(Q)|=|v(Q)·V·Δt|=0.075 mol·L-1·min-1×2 L×2 min=0.3 mol,
对反应过程作“三段式”分析如下:
mX(g)+nY(g) ⥫⥬ pZ(g)+ qQ(g)
起始/mol 0.7 n(Y) 1 n(Q)
转化/mol Δn(X) Δn(Y) |Δn(Z)||Δn(Q)|
2 min末/mol 0.8 2.7 0.8 2.7
故Δn(X)=0.8 mol-0.7 mol=0.1 mol,
Δn(Z)=0.8 mol-1 mol=-0.2 mol,
n(Q)=0.3 mol+2.7 mol=3.0 mol。
(3)=,v(Q)=0.075 mol·L-1·min-1,故v(Z)=0.05 mol·L-1·min-1。
0.05 mol·L-1·min-1
(4)2 min末Q的转化率为__________。
提示:解题时明确化学反应速率与化学计量数的关系以及化学反应速率计算的方法。对比X的起始量和2 min末的量,可知反应逆向进行。
|Δn(Q)|=|v(Q)·V·Δt|=0.075 mol·L-1·min-1×2 L×2 min=0.3 mol,
对反应过程作“三段式”分析如下:
mX(g)+nY(g) ⥫⥬ pZ(g)+ qQ(g)
起始/mol 0.7 n(Y) 1 n(Q)
转化/mol Δn(X) Δn(Y) |Δn(Z)||Δn(Q)|
2 min末/mol 0.8 2.7 0.8 2.7
故Δn(X)=0.8 mol-0.7 mol=0.1 mol,
Δn(Z)=0.8 mol-1 mol=-0.2 mol,
n(Q)=0.3 mol+2.7 mol=3.0 mol。
(4)2 min 末Q的转化率α(Q)=×100%=×100%=10%。
10%
2.比较化学反应速率大小
(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。
①“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。
②“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。
③“三比较”:标准统一后比较数值大小,数值越大,反应速率越大。
反应A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g),在不同情况下测得的反应速率,其中反应速率最慢的是
A.v(D)=0.45 mol·L-1·min-1
B.v(B)=0.6 mol·L-1·s-1
C.v(A)=0.15 mol·L-1·s-1
D.v(C)=0.4 mol·L-1·s-1
交流研讨3
√
提示:在比较同一化学反应在不同情况下的反应速率大小时,应选用同一种物质以相同的单位作为标准。在知道不同物质表示的反应速率时,应根据不同物质表示的同一化学反应的速率之比等于反应方程式中相应物质的化学计量数之比,将之换算成同一种物质以相同的单位表示的反应速率,选项中的速率值都换算成A物质表示的反应速率,据此分析。A.v(A)=v(D)=0.225 mol·L-1·min-1=×0.225 mol·L-1·min-1=0.003 75 mol·L-1·s-1;B.v(A)=v(B)=0.2 mol·L-1·s-1;C.v(A)=0.15 mol·L-1·s-1;D.v(A)=v(C)=
0.2 mol·L-1·s-1;故选A。
应用评价
1.在2 L密闭容器中发生反应:A(g)+4B(g) ⥫⥬2C(g)+2D(g)。已知2 min内B的物质的量由6 mol变为2 mol,下列叙述不正确的是
A.v(A)=0.25 mol·L-1·min-1
B.v(B)=1 mol·L-1·min-1
C.v(C)=0.5 mol·L-1·min-1
D.v(B)∶v(D)=1∶2
√
已知2 min内B的物质的量由6 mol变为2 mol,则v(B)===1 mol·L-1·
min-1,v(A)=v(B)=×1 mol·L-1·min-1=0.25 mol·L-1·min-1,故A正确;v(B)===1 mol·L-1·min-1,故B正确;v(C)=v(B)=×1 mol·L-1·min-1=
0.5 mol·L-1·min-1,故C正确;速率之比等于其化学计量数之比,则v(B)∶v(D)=4∶2=2∶1,故D错误。
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2.对于反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),在四种不同情况下测得的反应速率由快到慢的顺序为__________________(填序号)。
①v(NH3)=0.2 mol·L-1·s-1
②v(O2)=0.24 mol·L-1·s-1
③v(H2O)=15 mol·L-1·min-1
④v(NO)=9 mol·L-1·min-1
①>②>③>④
任务三 化学反应速率的测定
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新知构建
1.测定原理:利用化学反应中与某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)利用能够直接观察的某些性质测定:如通过测量释放出一定体积气体的时间来测定反应速率,或通过测定一定时间内气体压强的变化来测定反应速率。以及颜色深浅、光的吸收、光的发射、导电能力等。
(2)利用科学仪器测量:如在溶液中,当反应物或生成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。
下列方法能实现对应化学反应速率测定的是______________(填序号)。
交流研讨
化学反应 一定时间内
① CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) 用压力传感器测量反应前后体系压强变化
② Mg+2HClMgCl2+H2↑ 用分析天平称量镁条反应前后的质量变化
③ H2O2+2HI2H2O+I2 用比色计测量反应前后颜色深浅
④ Na2S2O3+H2SO4Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O 用浊度计测量反应前后浊度变化
⑤ 2H2O22H2O+O2↑ 用注射器测量反应后气体体积
②③④⑤
应用评价
1.用甲、乙两装置测定锌与稀硫酸反应速率。下列说法错误的是
A.甲乙两实验均需要秒表
B.实验前将乙装置注射器活塞外拉,放开后若回到原位,说明气密性
良好
C.其他条件相同时,乙装置所测速率比甲装置误差小
D.甲、乙装置是通过测单位时间锌的质量变化测定反应速率
√
甲、乙两装置需要测定单位时间内产生氢气的体积,需要用到秒表,故A正确;实验前将乙装置注射器活塞外拉,体系内压强减小,若气密性良好,在外界大气压作用下,活塞会回到原位,故B正确;甲装置中稀硫酸进入体系,占用一定体积,活塞右移,且随着稀硫酸不断加入,锥形瓶中反应生成的水越来越多,加入的稀硫酸溶液被稀释,浓度不确定,会造成误差,用乙装置可以减小稀硫酸溶液体积和浓度的变化造成的实验误差,故C正确;甲、乙装置是通过测定单位时间内产生氢气的体积测定反应速率,故D错误。
2.化学反应速率是描述化学反应进行快慢的物理量。某同学利用如图所示装置测定化学反应速率。(已知:S2+2H+H2O+S↓+SO2↑)
(1)为保证实验的准确性、可靠性,利用该装置进行实
验前应先进行的步骤是__________________;除如图
所示装置的实验用品、仪器外,还需要的一种实验仪
器是______。
检查装置的气密性
秒表
该反应中需要测量生成气体的体积,所以进行实验前应先检查装置的气密性;本实验需要测定反应速率,根据速率计算公式v=可知,该实验中需要计时,所以还需要的仪器为秒表。
(2)若在2 min时收集到224 mL(已折算成标准状况)气体,可计算出这2 min内H+的反应速率,但该测定值比实际值偏小,其原因是_______________
__________________。
部分SO2溶于水,
使得气体体积偏小
该反应速率根据收集的SO2的体积计算,但部分SO2溶于水,使得体积偏小,所以测定值比实际值偏小。
(3)试简述测定该反应的反应速率的其他方法:_______________________
__________________________________________(写一种即可)。
测定一定时间内生成硫单
质的质量或H+浓度的变化(其他合理答案均可)
根据化学方程式可知,测定该反应的反应速率还可以测定一定时间内生成硫单质的质量,也可以测定一定时间内H+浓度的变化。
题后总结
1.对于有气体生成的反应,可测定相同时间内收集气体的多少或测定收集等量气体所耗时间的多少。
2.对于有固体参加的反应,可测定相同时间内消耗固体质量的
多少。
3.对于有酸或碱参加的反应,可测定溶液中c(H+)或c(OH-)的
变化。
4.对于有颜色变化或有沉淀生成的反应,可测定溶液变色或变浑浊所消耗时间的多少。
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随堂演练
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√
化学反应有的快,有的慢,则使用化学反应速率来定量表示化学反应进行的快慢,故A正确;反应物本身的性质是决定反应速率的主要因素,如火药爆炸、食物腐败,故B正确;若某化学反应的反应速率为0.5 mol·(L·s)-1是指用化学计量数为1的物质表示的平均速率,与用其他化学计量数不为1的物质表示的速率不相等,故C错误;公式v=中,浓度的单位是mol/L,时间单位常用s、min,所以化学反应速率常用单位有:mol·L-1·s-1和mol·L-1·min-1,故D正确。
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.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
√
2.在1 L的容器中,用纯净的CaCO3与100 mL稀盐酸反应制取CO2,反应生成CO2的体积随时间的变化关系如图所示(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.OE、EF、FG三段中,EF段收集
到的CO2的量最多
C.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
D.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
根据反应速率的定义,单位时间内反应生成物生成的多或反应
物消耗的多,则速率快。由于横坐标都是1个单位,EF段产生
的CO2多,所以该段反应速率最快,A错误;由图可知,EF段
收集到的CO2的量最多为672 mL-224 mL=448 mL,B正确;
EF段产生的CO2共=0.02 mol,由于反应中n(HCl)∶n(CO2)=2∶1,所以该段消耗n(HCl)=0.04 mol,时间为1 min,所以用盐酸表示的EF段平均化学速率是0.04 mol·L-1·min-1,C错误;由于时间都是1 min,所以三段的速率之比就等于产生CO2的体积之比,即224∶(672-224)∶(784-672)=2∶4∶1,D错误。
√
3.在密闭容器中进行A与B反应生成C的可逆反应,反应速率v(A)、v(B)、v(C)之间存在以下关系:v(C)=2v(A),3v(C)=2v(B),则该反应可以表示为
A.A(g)+B(g) C(g) B.2A(g)+2B(g) 3C(g)
C.A(g)+3B(g) 2C(g) D.3A(g)+B(g) 2C(g)
在同一化学反应中,用不同物质表示的化学反应速率之比等于化学方程式中化学计量数之比。密闭容器中A(g)与B(g)反应生成C(g),其反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)表示,它们之间有以下关系:v(C)=2v(A),3v(C)=2v(B),则化学方程式为A(g)+3B(g) 2C(g),故合理选项是C。
4.聚乙烯醇生产过程中会产生大量副产物乙酸甲酯,其催化醇解反应可用于制备甲醇和乙酸己酯,该反应的化学方程式为CH3COOCH3(l)+C6H13OH(l) CH3COOC6H13(l)+CH3OH(l),反应开始时,己醇和乙酸甲酯按物质的量之比1∶1投料,测得348 K、343 K、338 K三个温度下乙酸甲酯转化率(α)随时间(t)的变化关系如图所示。
(1)曲线①中,A、C两点反应速率大的是___(填
“A”或“C”)。
A
曲线①温度相同,A点的斜率大于C点,故A点的反应速率大;
曲线③温度相同,B点反应物浓度大,则B点正反应速率大。
(2)试比较曲线③中B、D两点正反应速率
v正(B)_____v正(D)(填“大于”“小于”或
“等于”)。
大于
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课时测评
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√
题点一 化学反应速率及其表示方法
1.下列说法正确的是
A.化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的质量变化来表示
B.用不同物质的浓度变化表示同一时间内同一反应的速率时,其数值之比等于反应方程式中对应物质的化学计量数之比
C.由v=计算所得化学反应速率为某时刻的瞬时速率
D.在反应过程中,反应物的浓度逐渐变小,所以用反应物表示的化学反应速率为负值
1
2
3
4
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6
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12
化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的浓度变化来表示,A错误;用不同物质的浓度变化表示同一时间内、同一反应的速率时,其数值之比等于反应方程式中对应物质的化学计量数之比,B正确;化学反应速率表示化学反应在某一时间段内的平均速率,而不是瞬时速率,C错误;在计算化学反应速率时,取浓度变化的绝对值,故化学反应速率恒为正值,D错误。
1
2
3
4
5
6
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11
12
√
2.反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)在容积为2 L的密闭容器中进行,1 min后,NH3减少了0.12 mol,则平均每秒浓度的变化表示正确的是
A.NO:0.001 5 mol·L-1 B.H2O:0.002 mol·L-1
C.NH3:0.06 mol·L-1 D.O2:0.001 25 mol·L-1
氨气1 min内平均每秒浓度的变化是×1 s=0.001 mol/L,NO的浓度变化等于氨气的浓度的变化,即为0.001 mol/L,选项A错误;H2O的浓度变化等于 mol/L=0.0015 mol/L,选项B错误;氨气的浓度变化为0.001 mol/L,选项C错误;氧气的浓度变化为 mol/L=0.001 25 mol/L,选项D正确;答案选D。
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√
在2 L密闭容器中进行,5 min后Y减少了0.5 mol,则v(Y)==0.05 mol/(L·min),不同物质表示反应速率之比等于其化学计量数之比。v(X)=3v(Y)=0.15 mol/(L·min),A错误;v(Y)==0.05 mol/(L·min),B错误;v(Z)=2v(Y)=0.10 mol/(L·min),C正确;v(W)=2v(Y)=0.10 mol/(L·min),D错误。
3.反应3X(g)+Y(g)2Z(g)+2W(g)在2 L密闭容器中进行,5 min后Y减少了0.5 mol,则此反应的速率v为
A.v(X)=0.05 mol/(L·min) B.v(Y)=0.10 mol/(L·min)
C.v(Z)=0.10 mol/(L·min) D.v(W)=0.05 mol/(L·min)
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不同物质表示的反应速率之比等于化学计量数之比,故不同物质表示的反应速率与其化学计量数的比值越大,表示的反应速率越快,注意保持单位一致,据此判断。A.v(O2)=v(SO2)=0.45 mol·L-1·s-1;B.v(O2)=0.4 mol·L-1·s-1;C.v(O2)=v(SO3)=0.25 mol·L-1·s-1;D.v(O2)=1.2 mol·L-1·min-1=×1.2 mol·L-1·s-1=0.02 mol·L-1·s-1;故选A。
题点二 化学反应速率的计算与比较
4.对于反应2SO2(g)+O2(g) ⥫⥬2SO3(g),下列表示中反应速率最大的是
A.v(SO2)=0.9 mol·L-1·s-1 B.v(O2)=0.4 mol·L-1·s-1
C.v(SO3)=0.5 mol·L-1·s-1 D.v(O2)=1.2 mol·L-1·min-1
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5.已知反应:3A(g)+B(g) ⥫⥬xC(g)+2D(g),现将等物质的量的A、B混合于2 L的密闭容器中反应2 min后测得D的浓度为0.5 mol/L,c(A)∶c(B)=3∶5,以C表示的平均反应速率v(C)=0.25 mol·L-1·min-1,下列说法错误的是
A.该化学方程式中,x=2
B.2 min末,C的物质的量为1 mol
C.0~2 min内,A的转化率为50%
D.0~2 min内,该反应的平均反应速率v(A)∶v(D)=2∶3
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设A、B的起始物质的量均为n mol,生成D为2 L×0.5 mol/L=1 mol,v(C)=0.25 mol·L-1·min-1,2 min时,n(C)=0.25 mol·L-1·min-1×2 min×2 L=1 mol,则
x=2,
3A(g) +B(g) ⥫⥬2C(g)+2D(g)
开始(mol) n n 0 0
转化(mol) 1.5 0.5 1 1
2 min(mol) n-1.5 n-0.5 1 1
c(A)∶c(B)=3∶5,则=,解得n=3,据此分析。由分析可知x=2,A正确;根据分析,2 min时,n(C)=0.25 mol·L-1·min-1×2 min×2 L=1 mol,B正确;0~2 min内,A的转化率为×100%=50%,C正确;由方程式可知,v(A)∶v(D)=3∶2,D错误。
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6.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)=0.6 mol·L-1·min-1 ②v(B)=0.45 mol·L-1·s-1 ③v(C)=
0.4 mol·L-1·s-1 ④v(D)=0.45 mol·L-1·s-1
该反应进行的快慢顺序为
A.①>③>④>② B.④>③>②>①
C.①>④>②>③ D.①>④>③>②
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由反应速率之比等于化学计量数之比可知,四种条件下A物质的反应速率分别为①v(A)=0.6 mol·L-1·min-1=0.01 mol·L-1·s-1
②v(A)===0.15 mol·L-1·s-1 ③v(A)===0.2 mol·L-1·s-1 ④v(A)===
0.225 mol·L-1·s-1,则反应进行的快慢顺序为④>③>②>①,B正确。
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题点三 化学反应速率图像分析
7.一定温度下,向容积为2 L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应,反应中各物质的物质的量变化如图所示,对该反应的推断合理的是
A.该反应的化学方程式为3B+4D ⥫⥬ 6A+2C
B.0~1 s内,v(A)=v(C)
C.反应从开始到6 s的时间内,B的平均反应速
率为0.05 mol·L-1·s-1
D.0~6 s内,各物质的反应速率相等
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由图可知反应开始到6 s的时间内, B、C物质的
量分别减少0.6 mol、0.8 mol,A、D物质的量增
加1.2 mol、0.4 mol,根据物质的量变化比等于
化学计量数之比,故该反应的化学方程式为3B
+4C ⥫⥬ 6A+2D,A错误;反应进行到1 s时,根据速率比等于化学计量数之比,v(A)=v(C),B错误;反应从开始到6 s的时间内,B的平均反应速率为=0.05 mol·L-1·s-1,C正确;反应进行到6 s时,反应达到平衡状态,各物质的反应速率之比等于化学计量数之比,D
错误。
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8.容积固定的2 L密闭容器中进行的某一可逆反应A(g)+2B(g) ⥫⥬2C(g),以B的物质的量浓度表示的反应速率v正、v逆与时间的关系如图所示,则图中阴影部分的面积可
表示
A.A的物质的量浓度的减少
B.B的物质的量浓度的减少
C.C的物质的量的增加
D.B的物质的量减少
观察图像,纵坐标为B的反应速率,横坐标为时间,由微分法可知,二者之积为浓度,故v(正)×t(平衡)表示B向正反应方向进行时减少的浓度,v(逆)×t(平衡)表示B向逆反应方向进行时增大的浓度,故阴影部分的面积表示B向正反应方向进行时“净”减少的浓度,即阴影为平衡时B的浓度减少量Δc(B),选项B正确。
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题点四 化学反应速率测定
9.下列方法不能实现对应化学反应速率测定的是
A Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 压力传感器测量反应前后体系压强变化
B Mg+2HClMgCl2+H2↑ 分析天平称量镁条反应前后的质量变化
C 2H2O22H2O+O2↑ 注射器测量反应后气体体积
D Ba(OH)2+H2SO4BaSO4↓+2H2O 溶液电导率的变化
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化学反应Fe2O3+3CO2Fe+3CO2反应前后气体的化学计量数不变,反应前后压强不变,不能实现对应化学反应速率测定,故A符合题意;反应Mg+2HClMgCl2+H2↑会使镁条溶解而质量减轻,可以根据质量变化测定反应速率,故B不符合题意;反应2H2O22H2O+O2↑反应前无气体,反应后有气体生成,注射器测量反应后气体体积,可以测定反应速率,故C不符合题意;反应Ba(OH)2+H2SO4BaSO4↓+2H2O,反应前后溶液中离子浓度不同,则溶液电导率不同,可通过测定溶液电导率变化测定反应速率,故D不符合题意。
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10.如图安装好实验装置(装置气密性良好),在锥形瓶内盛有6.5 g锌粒,通过分液漏斗加入50 mL 2.0 mol·L-1的稀硫酸,将产生的H2收集在注射器中,10 s时恰好收集到标准状况下的H2 44.8 mL。(忽略锥形瓶内溶液体积的变化)下列说法正确的是
A.用H+表示10 s内该反应的速率为0.15 mol·L-1·s-1
B.用Zn2+表示10 s内该反应的速率为0.01 mol·L-1·s-1
C.用锌粒表示该反应的速率为0.013 g·s-1
D.用H2表示10 s内该反应的速率为0.002 mol·L-1·s-1
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用H+来表示10 s内该反应的速率,10 s时恰好收集到标准
状况下的H2 44.8 mL,物质的量为=0.002 mol,
根据反应Zn+2H+Zn2++H2↑,消耗了0.004 mol H+,
所以用H+表示10 s内该反应的速率为=0.008 mol·L-1·s-1,故A错误;v(Zn2+) =v(H+)=0.004 mol·L-1·s-1,故B错误;根据反应Zn+2H+Zn2++H2↑,消耗锌粒的质量为0.002×65=0.13 g,所以用锌粒表示该反应的速率为0.013 g·s-1,故C正确;用H2来表示10 s内该反应的速率==0.000 2 mol·s-1,故D错误;故答案选C。
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11.(12分)(2024·新疆乌鲁木齐第八中学高二期中)在容积为2 L的密闭容器中进行如下反应:A(g)+2B(g) ⥫⥬3C(g)+nD(g),开始时A为4 mol,B为6 mol;5 min时测得C为3 mol,用D表示的化学反应速率v(D)为0.2 mol·L-1·min-1。
试回答下列问题:
(1)5 min时B的物质的量浓度为___________。
2 mol·L-1
5 min时测得C的物质的量为3 mol,根据反应方程式,求出消耗B的物质的量为
2 mol,即5 min时B的物质的量浓度为=2 mol·L-1。
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(2)5 min内用A表示的化学反应速率v(A)为__________________。
0.1 mol·L-1·min-1
根据反应方程式,求出消耗A的物质的量为1 mol,根据化学反应速率数学表达式,v(A)==0.1 mol·L-1·min-1。
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(3)化学方程式中n为___。
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根据化学反应速率之比等于化学计量数之比,v(A)∶v(D)=0.1∶0.2=1∶2,求出n=2。
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(4)此反应在四种不同情况下的反应速率如下:
①v(A)=5 mol·L-1·min-1 ②v(B)=0.5 mol·L-1·s-1
③v(C)=4.5 mol·L-1·min-1 ④v(D)=0.8 mol·L-1·s-1
其中反应速率最快的是____(填序号)。
④
首先单位化为统一,②v(B)=0.5×60 mol·L-1·min-1=30 mol·L-1·min-1,
④v(D)=0.8×60 mol·L-1·min-1=48 mol·L-1·min-1,然后①=5 mol·L-1·min-1;②=15 mol·L-1·min-1;③=1.5 mol·L-1·min-1;④=24 mol·L-1·min-1,反应速率最快的是④。
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12.(18分)某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“条件对化学反应速率的影响”。实验时,先分别量取两种溶液,然后倒入试管中迅速振荡混合均匀,开始计时,通过测定褪色所需时间来判断反应的快慢。该小组设计了如下的方案。
编号 酸性KMnO4溶液 H2C2O4溶液 溶液/℃
浓度/(mol·L-1) 体积/mL 浓度/(mol·L-1) 体积/mL
① 0.010 4.0 0.20 2.0 25
② a 4.0 b 2.0 25
③ 0.010 4.0 0.20 2.0 50
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(1)已知反应后H2C2O4转化为CO2逸出,KMnO4转化为MnSO4。为了观察到紫色褪去,H2C2O4与KMnO4初始的物质的量需要满足的关系为n(H2C2O4)∶n(KMnO4)≥______。
5∶2
利用草酸与高锰酸钾的反应,探究不同温度或不同浓度对化学反应速率的影响,分析影响因素,计算反应速率。已知反应后H2C2O4转化为CO2逸出,KMnO4转化为MnSO4,则反应化学方程式为5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO410CO2↑+2MnSO4+K2SO4+8H2O;根据反应可知,为了观察到紫色褪去,需要高锰酸钾完全反应,则H2C2O4与KMnO4初始的物质的量需要满足的关系为n(H2C2O4)∶n(KMnO4)
≥5∶2。
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(2)实验编号①②可探究反应物浓度对化学反应速率影响,其中a=______,探究温度对化学反应速率影响的实验编号是______(填编号)。
0.010
①③
编号 酸性KMnO4溶液 H2C2O4溶液 溶液/℃
浓度/(mol·L-1) 体积/mL 浓度/(mol·L-1) 体积/mL
① 0.010 4.0 0.20 2.0 25
② a 4.0 b 2.0 25
③ 0.010 4.0 0.20 2.0 50
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利用草酸与高锰酸钾的反应,探究不同温度或不同浓度对化学反应速率的影响,分析影响因素,计算反应速率。实验编号①②可探究反应物浓度对化学反应速率影响,则其他条件相同,通过改变草酸的浓度进行探究,故其中a=0.010;实验①③中实验变量为温度,故探究温度对化学反应速率影响的实验编号是①③。
编号 酸性KMnO4溶液 H2C2O4溶液 溶液/℃
浓度/(mol·L-1) 体积/mL 浓度/(mol·L-1) 体积/mL
① 0.010 4.0 0.20 2.0 25
② a 4.0 b 2.0 25
③ 0.010 4.0 0.20 2.0 50
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(3)实验①测得KMnO4溶液的褪色时间为40 s,忽略混合前后溶液体积的微小变化,0~40 s这段时间内平均反应速率v(KMnO4)=______________________。
1.67×10-4mol/(L·s)
利用草酸与高锰酸钾的反应,探究不同温度或不同浓度对化学反应速率的影响,分析影响因素,计算反应速率。实验①测得KMnO4溶液的褪色时间为40 s,则高锰酸钾完全反应,0~40 s这段时间内平均反应速率v(KMnO4)= mol/(L·s) ≈1.67×10-4 mol/(L·s)。
编号 酸性KMnO4溶液 H2C2O4溶液 溶液/℃
浓度/(mol·L-1) 体积/mL 浓度/(mol·L-1) 体积/mL
① 0.010 4.0 0.20 2.0 25
② a 4.0 b 2.0 25
③ 0.010 4.0 0.20 2.0 50
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(4)请在如图坐标图中,画出25 ℃和50 ℃两种温度下,
c(Mn)~t的变化曲线图。
利用草酸与高锰酸钾的反应,探究不同温度或不同浓度对化学反应速率的影响,分析影响因素,计算反应速率。温度越高则反应速率越快,若保持其他条件不变,则25 ℃时反应速率小于50 ℃时的反应速率,25 ℃
时反应褪色所需要的时间更长;故图像为 。
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(5)该小组的同学实验时发现开始时反应产生气泡非常慢,一段时间后反应产生气泡速率明显加快。其原因可能是_____(填字母)。
A.反应放热导致温度升高 B.压强增大
C.生成物的催化作用 D.反应物接触面积增大
AC
利用草酸与高锰酸钾的反应,探究不同温度或不同浓度对化学反应速率的影响,分析影响因素,计算反应速率。反应放热导致温度升高,温度升高反应速率加快,选项A正确;反应为溶液中反应,压强增大不影响反应速率,选项B错误;催化剂可以加快反应速率,生成物的催化作用是反应速率加快的原因,选项C正确;反应为溶液之间的反应,反应物接触面积不是反应速率加快的原因,选项D错误;答案选AC。
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(6)该小组测定实验①反应过程中溶液不同时间的温度,结果如表:
结合实验目的和表中数据,实验①明显加快的主要原因是_____________
____________________________。
时间/s 0 5 10 15 20 25 35 40 50
温度/℃ 25 26 26 26 26 26 26.5 27 27
生成的锰离子
起催化作用,使反应速率加快
利用草酸与高锰酸钾的反应,探究不同温度或不同浓度对化学反应速率的影响,分析影响因素,计算反应速率。实验为探究“条件对化学反应速率的影响”;随着反应的进行反应速率明显加快,但是溶液温度变化不是很大,说明温度不是反应速率明显加快的主要原因,则实验①明显加快的主要原因是生成的锰离子起催化作用,使反应速率加快。
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第1课时 化学反应速率
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