第2章 第1节 化学反应速率 第1课时 化学反应速率-【正禾一本通】2025-2026学年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）

第 二 章 化学反应速率与化学平衡 化学·选择性必修1 1 《正禾一本通》PPT均可实现任意编辑，方法如下： 在PPT编辑模式中，双击需编辑内容，呈现word文档，编辑后关闭word文档即可。 第一节　化学反应速率 第1课时　化学反应速率 3 「任务」　学会化学反应速率的表达及简单计算 4 快慢 减小 增大 浓度 时间 × × × × [课后分层练(五)]　化学反应速率 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 34 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 eq \a\vs4\al([学习目标]) 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方法。 2．能进行化学反应速率的简单计算。 百米比赛中可以利用时间长短来比较运动员的成绩。 问题1.对于化学反应，如何比较它们反应的快慢呢？ 提示：可以根据单位时间内反应物或生成物的物理量(如质量、物质的量、物质的量浓度、气体体积、颜色等)变化来表示反应的快慢。 问题2.铁生锈是一个缓慢的过程，但在海边，铁制品生锈速度明显加快，这是什么因素导致了化学反应速率的变化？ 提示：环境因素如湿度、盐分等。 1．化学反应速率的概念及表示 eq \f(Δc(C),Δt) 2．化学反应速率的计算 对于化学反应mA＋nB===pC＋qD，可用任一种物质的 随时间的变化来表示该化学反应的速率，v(A)＝ ，v(B)＝ ，v(C)＝ ，v(D)＝ eq \f(Δc(D),Δt)，且反应速率之比等于对应化学计量数之比，即 eq \f(v(A),m)＝ eq \f(v(B),n)＝ eq \f(v(C),p)＝ eq \f(v(D),q)。 物质的量浓度 － eq \f(Δc(A),Δt) － eq \f(Δc(B),Δt) 压强 深浅 3．化学反应速率的测定 根据化学反应速率表达式，实验中需要测定不同反应时刻反应物(或生成物)的浓度。任何一种与物质 有关的 都可以加以利用，如气体的 、体系的 、颜色的 、光的吸收、导电能力等。 浓度 可观测量 体积 (1)化学反应速率为0.8 mol·L-1·s-1是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L-1( ) (2)在可逆反应中，正反应的化学反应速率是正值，逆反应的化学反应速率是负值( ) (3)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，数值越大，表示化学反应速率越快( ) (4)单位时间内反应物浓度的变化量表示正反应速率，生成物浓度的变化量表示逆反应速率( ) 突破1　化学反应速率及表示 【例1】 反应4A(s)＋3B(g)===2C(g)＋D(g)，经2 min，B的浓度减少0.6 mol·L-1。对此反应速率的表示，正确的是(　　) A．用A表示的反应速率是0.4 mol·(L·min)-1 B．分别用B、C、D表示的反应速率的值相等 C．在2 min末的反应速率用B表示是0.3 mol·(L·min)-1 D．在这2 min内用B和C表示的反应速率的值都是逐渐减小的 解析：选D。物质A为固体，不能用固体的浓度表示反应速率，A错误；同一反应、同一时段内不同物质的反应速率之比等于计量数之比，所以分别用B、C、D表示反应的速率，其比是3∶2∶1，B错误；反应速率表示的是一段时间内的平均速率，不是某一时刻的瞬时速率，C错误。 1．通常不用固体或纯液体浓度的变化表示反应速率，但改变固体表面积会影响化学反应速率。 2．化学反应速率通常是指平均反应速率，而不是瞬时速率，且均 取正值。 3．用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增大来计算速率时易忽略体积，用物质的量变化值除以时间。 ◎鲁科版《化学反应原理》P74 化学反应速率 对于一个具体的化学反应aA＋bB===dD＋eE，用不同的反应物或反应产物表示的化学反应速率的数值往往不同，用各物质表示的化学反应速率的数值之比等于化学方程式中各物质化学式前的系数之比。为了统一起见，将化学反应速率(rate of chemical reaction) 定义为： v＝ eq \f(1,a)· eq \f(|Δc(A)|,Δt)＝ eq \f(1,b)· eq \f(|Δc(B)|,Δt)＝ eq \f(1,d)· eq \f(Δc(D),Δt)＝ eq \f(1,e)· eq \f(Δc(E),Δt) 这样，对于一个化学反应来说，无论用哪一种物质表示，化学反应速率都是相同的。 ◎沪科技版《化学反应原理》P41资料库 瞬时速率 有时我们还要了解瞬时速率。若将观察的时间间隔无限缩小，平均速率的极限值即为瞬时速率。 突破2　化学反应速率大小的比较 【例2】 对于反应2A(g)＋B(g)===3C(g)＋4D(g)，表示该反应的速率最快的是(　　) A．vA＝0.5 mol·L-1·s-1 B．vB＝0.3 mol·L-1·s-1 C．vC＝0.72 mol·L-1·s-1 D．vD＝1.2 mol·L-1·min-1 【命题分析】 本题利用反应速率之比等于化学计量数之比，考查反应速率的大小。 解析：选B。A项， eq \f(v(A),2)＝0.25 mol·L-1·s-1；B项，vB＝0.3 mol·L-1· s-1；C项， eq \f(v(C),3)＝0.24 mol·L-1·s-1；D项， eq \f(v(D),4)＝ eq \f(1.2,4) mol·L-1·min-1＝0.3 mol·L-1·min-1＝0.005 mol·L-1·s-1。 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。如K 与水反应比Na与水反应剧烈，则与水反应速率K＞Na。 2．定量比较 (1)换算成同一物质表示的速率比较，且单位统一。 (2)比较化学反应速率与化学计量数的比值，如aA＋bB===cC，比较 eq \f(v(A),a)与 eq \f(v(B),b)，若 eq \f(v(A),a)＞ eq \f(v(B),b)，则A表示的反应速率比B的大。 突破3　化学反应速率的计算 【例3】 (2024·上海高考节选)F2通入氙(Xe)会产生XeF2、XeF4、XeF6三种氟化物气体。现将1 mol的Xe和9 mol的F2同时通入50 L的容器中，反应10 min后，测得容器内共有8.9 mol气体，且三种氟化物的比例为XeF2∶XeF4∶XeF6＝1∶6∶3，则10 min内XeF4的速率v(XeF4)＝___________。 解析：总反应为22F2＋10Xe===XeF2＋6XeF4＋3XeF6，反应前体系共有10 mol气体，反应后体系共有8.9 mol气体，设生成的XeF4的物质的量是x，利用差量法进行计算： 10Xe＋22F2===XeF2＋6XeF4＋3XeF6　Δn 10 22 1 6 3 22 x　　(10－8.9) mol＝1.1 mol 10 min后生成的XeF4为 eq \f(6×1.1 mol,22)＝0.3 mol ，则10 min内XeF4的速率v(XeF4)＝ eq \f(\f(0.3 mol,50 L),10 min)＝0.000 6 mol·L-1·min-1。 答案：0.000 6 mol·L-1·min-1 1．化学反应速率的计算公式 v＝ eq \f(Δc,Δt)＝ eq \f(Δn,Δt·V)。 单位：mol·L-1·min-1或mol·L-1·s-1 2．对于反应aA＋bB⥫⥬cC＋dD，有 　v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D) ＝Δc(A) ∶Δc(B)∶Δc(C)∶Δc(D) ＝Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D) ＝a∶b∶c∶d。 3．“三段式”法 　　 　mA(g)＋nB(g)===pC(g) 起始浓度 a b c 变化浓度 x eq \f(nx,m) eq \f(px,m) t s时浓度 a－x b－ eq \f(nx,m) c＋ eq \f(px,m) 再利用化学反应速率的定义式计算： v(A)＝ eq \f(x,t) mol·L-1·s-1， v(B)＝ eq \f(nx,mt) mol·L-1·s-1， v(C)＝ eq \f(px,mt) mol·L-1·s-1。 1．一定条件下，在2 L密闭容器中发生反应A(g)＋3B(g)===2C(g)＋4D(g)，测得5 min内，A的物质的量减小了10 mol，则5 min内该反应的化学反应速率是(　　) A．v(A)＝1 mol/(L·min) B．v(B)＝1 mol/(L·min) C．v(C)＝1 mol/(L·min) D．v(D)＝1 mol/(L·min) 答案：A。 2．(2025·河北石家庄高二期中)已知反应：2NO(g)＋Br2(g)⥫⥬2NOBr(g)　ΔH＝－a kJ·mol-1(a>0)。一定条件下，将2 mol NO和2 mol Br2通入2 L的恒容密闭容器中，反应进行10 s时，测得生成0.5 mol NOBr。下列说法正确的是(　　) A．0～10 s内，v(Br2)＝0.025 mol·L-1·s-1 B．第10 s时，v(NOBr)＝0.025 mol·L-1·s-1 C．第10 s时，NO的浓度为0.75 mol·L-1 D．0～10 s内，NO(g)与Br2(g)反应放出的热量为a kJ 答案：C。 3．水煤气变换[CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)]是重要的化工过程。 467 ℃、489 ℃时水煤气变换中CO和H2的分压随时间的变化关系如图所示，实验初始时体系中的pH2O和pCO相等、pCO2和pH2相等。 曲线a的反应在30～90 min内的平均速率 eq \x\to(v)＝___________kPa·min-1(保留两位有效数字)。 答案：0.004 7 1．(2025·湖南长沙明德中学期中)已知反应3X＋2Y⥫⥬Z＋4W(X、Y、Z、W均为气体)在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示反应速率最快的是(　　) A．v(X)＝0.02 mol·L-1·s-1 B．v(Y)＝0.6 mol·L-1·min-1 C．v(Z)＝0.4 mol·L-1·min-1 D．v(W)＝0.08 mol·L-1·s-1 答案：D。 2．(2025·重庆万州三中期中)一定温度下，X、Y、Z三种气体在某2 L的恒容密闭容器中发生反应3X(g)＋Z(g)⥫⥬2Y(g)，其中各气体的物质的量的变化曲线如图所示。下列说法错误的是(　　) A．c为n(Z)随时间的变化曲线 B．t1 min时，v(Y)＝v(Z) C．t1 min时，Y的生成速率大于Y的消耗速率 D．0～15 min内，用X表示的平均反应速率是 0.1 mol·L-1·min-1 答案：B。 3．(2025·云南师大附中高二检测)将3 mol A和2 mol B混合于2 L的恒容密闭容器中，发生反应4A(g)＋B(s)⥫⥬xC(g)＋2D(g)，反应5 min，测得D的浓度为0.5 mol·L-1，以C表示的平均反应速率v(C)＝0.2 mol·L-1·min-1。下列说法正确的是(　　) A．以B表示的平均反应速率为v(B)＝0.1 mol·L-1·min-1 B．5 min时，C的物质的量为1 mol C．该反应方程式中，x＝2 D．5 min时，A的物质的量为1 mol 答案：D。 4．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为化学计量数。在0～3 min内，各物质物质的量的变化如下表所示： 物质 X Y Z Q 起始物质的量/mol 1.2 0 2 min末物质的量/mol 0.8 2.7 0.8 2.7 3 min末物质的量/mol 0.8 已知2 min内v(Q)＝0.3 mol·L-1·min-1，v(Z)∶v(Y)＝2∶3。 (1)试确定以下物质的量：起始时n(Y)＝________，n(Q)＝________。 (2)化学方程式中m＝__________，n＝__________，p＝________，q＝________。 解析：(1)2 min内v(Q)＝0.3 mol·L-1·min-1，则生成Q的物质的量为0.3 mol·L-1·min-1×2 min×2 L＝1.2 mol，则起始时通入Q的物质的量为(2.7－1.2) mol＝1.5 mol，根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，v(Z)∶v(Y)＝2∶3，则变化的Y的物质的量为0.8 mol× eq \f(3,2)＝1.2 mol，即起始通入Y的物质的量为(2.7＋1.2) mol＝3.9 mol。(2)根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，由表可知X、Y、Z、Q变化的物质的量分别为0.4 mol，1.2 mol，0.8 mol，1.2 mol，比值为0.4∶1.2∶0.8∶1.2＝1∶3∶2∶3，则化学方程式中m＝1，n＝3，p＝2，q＝3。 答案：(1)3.9 mol　1.5 mol　(2)1　3　2　3 5．异丙醇(C3H8O)可由生物质转化得到，催化异丙醇脱水制取高值化学品丙烯(C3H6)的工业化技术已引起人们的关注，其主要反应如下： Ⅰ.C3H8O(g)⥫⥬C3H6(g)＋H2O(g)　ΔH1＝＋52 kJ·mol-1 Ⅱ.2C3H6(g)⥫⥬C6H12(g)　ΔH2＝－97 kJ·mol-1 在1 350 ℃下，刚性密闭容器中的反应体系内水蒸气浓度与反应时间关系如下表： 反应时间/μs 0 4 8 12 t 20 H2O浓度/ppm 0 2 400 3 200 3 600 4 000 4 100 4～8 μs内，v(C3H8O)＝________ppm·μs-1。 答案：200 【基础达标练】 1．(2025·广州重点高中联考)某温度下，浓度都是1 mol·L-1的两种气体X2和Y2，在密闭容器中反应生成气体Z。反应2 min后，测得剩余的X2为0.4 mol·L-1，用Y2表示的反应速率v(Y2)＝0.1 mol·L-1·min-1，生成的c(Z)为0.4 mol·L-1，则该反应的化学方程式是(　　) A．X2＋Y2⥫⥬2XY B．2X2＋Y2⥫⥬2X2Y C．3X2＋Y2⥫⥬2X3Y D．X2＋3Y2⥫⥬2XY3 答案：C。 2．(2025·吉林通化一中期中)在恒温恒容的密闭容器中，加入2 mol NO和1 mol O2使其充分反应2NO(g)＋O2(g)⥫⥬2NO2(g)　ΔH＝－113 kJ·mol-1，设NA为阿伏加德罗常数的值，t min时反应达到最大限度，下列说法正确的是(　　) A．放出的热量等于113 kJ B．生成的NO2分子数为2NA C．2v(NO)＝v(O2) D．n(N)∶n(O)＝1∶2 答案：D。 3．X气体和Y气体混合于2 L的容器中发生如下反应：3X(g)＋Y(g) ⥫⥬nZ(g)＋2W(g)。5 min末生成0.2 mol W，若测得以Z的浓度变化表示的平均反应速率为0.01 mol·L-1·min-1，则n的值是(　　 ) A．3 B．1 C．2 D．4 答案：B。 4．(2025·黑龙江哈尔滨高二期末)对反应A(s)＋3B(g)⥫⥬2C(g)，下列表示的反应速率正确且最快的是(　　 ) A．v(B)＝4.8 mol/(L·min) B．v(A)＝6.4 mol/(L·s) C．v(C)＝5.6 mol/(L·min) D．v(B)＝3.0 mol/(L·s) 答案：D。 5．在2 L密闭容器中进行如下反应mX(g)＋nY(g)⥫⥬pZ(g)＋qW(g)，在2 s内用X表示的平均反应速率是 eq \f(0.3m,p) mol·L-1·s-1，则2 s时W增加的物质的量是(　　 ) A． eq \f(1.2q,p) mol B． eq \f(1.2m,p) mol C． eq \f(0.6p,q) mol D． eq \f(0.6m,q) mol 答案：A。 6．(2025·河北衡水高二期中)下列选项中根据测量依据不能求得化学反应速率的是(　　 ) 选项 化学反应 测量依据(单位时间内) A Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ 溶液中H＋的浓度变化 B AgNO3＋NaCl===AgCl↓＋NaNO3 沉淀质量变化 C H2(g)＋I2(g)⥫⥬2HI(g) 温度、体积一定时，体系压强变化 D 2H2O2⥫⥬2H2O＋O2↑ O2的体积 答案：C。 7．将固体NH4I置于2 L密闭容器中，在某一温度下，发生反应NH4I(s) ⥫⥬NH3(g)＋HI(g)，2HI(g)⥫⥬H2(g)＋I2(g)。2 min后H2为1 mol，HI为8 mol，若NH4I的分解速率用v(NH3)表示，下列速率正确的是(　　 ) A．1.25 mol·L-1·min-1 B．2 mol·L-1·min-1 C．5 mol·L-1·min-1 D．2.5 mol·L-1·min-1 答案：D。 8．常压下羰基化法精炼镍Ni(s)＋4CO(g)⥫⥬Ni(CO)4(g)在不同条件下的化学反应速率如下，下列化学反应速率由快到慢的排序正确的是(　　 ) ①v[Ni(CO)4]＝12 mol/min ②v(CO)＝6.0 mol/min ③v(Ni)＝1 mol/s ④v(CO)＝0.5 mol/s A．②>①>③>④ B．③>①>④>② C．①>④>②>③ D．③>④>②>① 答案：B。 9．(2025·山东历城二中期中)已知反应2MnO eq \o\al(－,4)＋5H2C2O4＋6H＋=== 2Mn2+＋10CO2↑＋8H2O，在室温下迅速混合反应液，2 min内测得c(MnO eq \o\al(－,4))从0.1 mol/L减少到0.02 mol/L(反应过程中忽略溶液体积的变化)，下列说法正确的是(　　) A．v(MnO eq \o\al(－,4))＝0.04 mol·L-1·s-1 B．v(Mn2+)＝0.02 mol·L-1·min-1 C．v(H2C2O4)＝0.1 mol·L-1·min-1 D．2 min内产生的CO2为8.96 L 答案：C。 10．在300 ℃时，将6 mol AB2压入一个盛有催化剂的10 L密闭容器中进行反应2AB2(g)⥫⥬A2(g)＋2B2(g)，已知2 min时，容器中剩余2 mol AB2。回答下列问题： (1)2 min时AB2的物质的量浓度是__________。 (2)2 min内平均反应速率：v(A2)＝___________。 (3)发生反应前容器中压强与发生反应后容器中压强之比为_________。 答案：(1)0.2 mol/L　(2)0.1 mol/(L·min)　(3)3∶4 【拓展提能练】 11．(2025·四川绵阳高二检测)某温度下，在容积为2 L的密闭容器中投入一定量的A、B发生反应3A(g)＋bB(g)⥫⥬cC(g)　ΔH＝－Q kJ·mol-1(Q>0)，12 s时反应达到平衡，生成C的物质的量为0.8 mol，反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是(　　 ) A．前12 s内，A的平均反应速率为0.025 mol·L-1·s-1 B．12 s后，A的消耗速率等于B的生成速率 C．化学计量数之比b∶c＝2∶1 D．12 s内，A和B反应放出的热量为 0.4Q kJ 解析：选D。12 s内A反应的物质的量＝0.6 mol/L×2 L＝1.2 mol，结合化学方程式定量关系计算，3A(g)＋B(g)⥫⥬2C(g)　ΔH＝－Q kJ·mol-1，1.2 mol A反应放出热量0.4Q kJ，D正确。 12．(2025·北京海淀区统考)H2(g)＋I2(g)⥫⥬2HI(g)在1 L的恒温容器中进行，反应过程中部分数据见下表： 反应时间/min n(H2)/mol n(I2)/mol n(HI)/mol 0 4 4 0 10 2 若在起始时总压为p0 kPa，反应速率若用单位时间内分压的变化表示，而气态物质分压＝总压×气态物质的物质的量分数，则10 min内H2(g)的反应速率为(　　 ) A．0.25p0 kPa·min-1 B．0.025p0 kPa·min-1 C．0.005p0 kPa·min-1 D．0.016p0 kPa·min-1 答案：B。 13．反应速率v和反应物浓度的关系是用实验方法测定的，化学反应H2＋Cl2===2HCl的反应速率v可表示为v＝kcm(H2)cn(Cl2)，式中k为常数，m、n的值可用下表中数据确定。 序号 eq \f(c(H2),mol·L-1) eq \f(c(Cl2),mol·L-1) eq \f(v,mol·L-1·s-1) ① 1.0 1.0 1.0k ② 2.0 1.0 2.0k ③ 2.0 4.0 4.0k 由此可推得下列m、n的值正确的是(　　 ) A．m＝1，n＝1 B．m＝ eq \f(1,2)，n＝ eq \f(1,2) C．m＝ eq \f(1,2)，n＝1 D．m＝1，n＝ eq \f(1,2) 答案：D。 14．(1)合金贮氢材料具有优异的吸氢性能，在配合氢能的开发中起到重要作用。温度为T1时，2 g某合金4 min内吸收氢气240 mL，吸氢速率v＝___________mL·g-1·min-1。 (2)在新型RuO2催化剂作用下，使HCl转化为Cl2的反应2HCl(g)＋ eq \f(1,2)O2(g) ===H2O(g)＋Cl2(g)具有更好的催化活性。一定条件下测得反应过程中n(Cl2)的数据如下： t/min 0 2.0 4.0 6.0 8.0 n(Cl2)/(10-3 mol) 0 1.8 3.7 5.4 7.2 计算2.0～6.0 min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率是_____mol·min-1。 (3)在T ℃时，向容积为2 L的恒容密闭容器中充入1 mol CO2和一定量的H2发生反应：CO2(g)＋2H2(g)⥫⥬HCHO(g)＋H2O(g)　ΔH<0。 达到平衡时，HCHO的分压与起始的 eq \f(n(H2),n(CO2))的关系如图所示。起始时容器内气体总压强为1.2p kPa，若5 min时反应到达c点，则v(H2)＝______ mol·L-1·min-1。 解析：(3)c点n(H2)∶n(CO2)＝2∶1，则初始时充入1 mol CO2、2 mol H2，起始时容器内气体压强为1.2p kPa，c点平衡时HCHO的分压为0.24p kPa，气体的压强之比等于物质的量之比，则平衡时n(HCHO)＝3 mol× eq \f(0.24p kPa,1.2p kPa)＝0.6 mol，列三段式： 　　　　　　CO2(g)＋2H2(g)⥫⥬HCHO(g)＋H2O(g) 初始量/mol 1 2 0 0 转化量/mol 0.6 1.2 0.6 0.6 平衡量/mol 0.4 0.8 0.6 0.6 则v(H2)＝ eq \f(\f(1.2 mol,2 L),5 min)＝0.12 mol·L-1·min-1。 答案：(1)30　(2)1.8×10-3　(3)0.12 $