2.1.1 化学反应速率 第1课时（同步课件）-2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

化学反应速率 高中化学 化学反应速率与化学平衡 第二章 化学反应速率与化学平衡 第一节 第1课时 选择性必修第一册 01 02 03 化学反应速率 化学反应速率的测定 相关计算的常见题型 目录 CONTENT 04 随堂练习 part 1 化学反应速率 1．意义： 化学反应速率 01. 定量描述化学反应进行快慢程度的物理量 2．表示方法： 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(均取正值) 3．表达式： Δc表示反应物浓度或生成物浓度的变化，其常用单位是mol·L－1 Δt表示时间的变化，其常用单位是s(秒)或min(分)为单位 4．单位： mol/(L·s)、mol/(L·min) 化学反应速率 01. 4．单位： mol/(L·s)、mol/(L·min) 对于一个化学反应：mA＋nB===pC＋qD，可用任一种物质的物质的量浓度随时间变化来表示该化学反应速率 5．适用范围： 所有的化学反应 (主要是气体和溶液) 化学反应速率 01. 6．“三段式”法在化学反应速率计算中的应用 N2(g)　＋　3H2(g)　　 2NH3(g) 起始时     2 mol       4 mol            0 平衡时   0.5 mol      1.5 mol        1 mol 变化量  1.5 mol      2.5 mol        1 mol 例：在一定条件下，向2 L密闭容器中充入2 mol N2和4 mol H2发生反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，10 min时测定生成NH3 1 mol，则用N2、H2、NH3表示的平均反应速率分别为多少？ 在“三段式”中，转化的部分是按照化学计量系数进行反应的 化学反应速率 01. 6．“三段式”法在化学反应速率计算中的应用 例：在一定条件下，向2 L密闭容器中充入2 mol N2和4 mol H2发生反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，10 min时测定生成NH3 1 mol，则用N2、H2、NH3表示的平均反应速率分别为多少？ 化学反应速率 01. 6．“三段式”法在化学反应速率计算中的应用 (1)反应的转化率(α)： 指已被转化的反应物的物质的量与其初始的物质的物质的量之比 N2的转化率＝ H2的转化率＝ 化学反应速率 01. 6．“三段式”法在化学反应速率计算中的应用 (2)生成物的产率： 指生成物的实际值与理论值(按照方程式计算的出来的)的比值 NH3的产率＝ 化学反应速率 01. 6．“三段式”法在化学反应速率计算中的应用 (3)反应结束时各物质的浓度 c(N2)＝ c(H2)＝ c(NH3)＝ 试着算算NH3的浓度 化学反应速率 01. 6．“三段式”法在化学反应速率计算中的应用 (4)反应结束时各物质的百分含量(气体的体积分数、物质的量分数、质 量分数) N2的体积分数＝ H2的体积分数＝ NH3的体积分数＝ 试着算算NH3的体积分数 化学反应速率 01. 6．“三段式”法在化学反应速率计算中的应用 (5)恒温时，两种容器 恒温恒容   恒温恒容 恒温、恒容时： 化学反应速率 01. 6．“三段式”法在化学反应速率计算中的应用 (5)恒温时，两种容器 恒温恒压   恒温恒压 恒温、恒压时： 【微点拨】 ①一般来说，随着反应的逐渐进行，反应物浓度会逐渐减小，化学反应速率也会逐渐减慢。因此，化学反应速率通常是指某一段时间内的平均反应速率，而不是瞬时反应速率 ②对于一个具体的化学反应，反应物和生成物的物质的量的变化是按化学方程式中化学计量数之比进行的，所以化学反应中各物质的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 化学反应速率 01. 对于一个化学反应：mA＋nB===pC＋qD， 则有： 【微点拨】 ③在同一化学反应中，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，即一种物质的化学反应速率就代表了整个化学反应的反应速率 化学反应速率 01. ④表示化学反应速率时，必须指明用哪种物质作标准，因为同一化学反应，用不同的物质表示的反应速率，其数值可能不同。如：化学反应N2＋3H2 2NH3，用H2表示该反应的反应速率时应写成v(H2) 【微点拨】 ⑤浓度是指物质的量浓度而不是物质的量或质量分数 化学反应速率 01. ⑥化学反应速率与时间和浓度有关，无论是用反应物浓度的减少还是用生成物浓度的增加来表示，都取正值 ⑦在一定温度下，对于固体和纯液体物质来说，其单位体积里的物质的量不会改变，即它们的物质的量浓度为常数，即Δc＝0(无意义)，所以不用固体或纯液体表示反应速率 【对点训练 1 】 1．下列说法中正确的是(　　) A．化学反应速率既有正值，又有负值 B．测定某化学反应从开始到2 s末的反应速率，指的是2 s 末的瞬时速率 C．对于同一化学反应，选用不同的物质表示化学反应速率时，其数值一定不同 D．不能用固体和纯液体表示化学反应速率 D 化学反应速率 01. 2．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，则此反应的反应速率为(　　) A．v(X)＝0.05 mol·L－1·min－1 B．v(Y)＝0.10 mol·L－1·min－1 C．v(Z)＝0.10 mol·L－1·min－1 D．v(W)＝0.10 mol·L－1·s－1 【对点训练 1 】 C 化学反应速率 01. 解析 依题意，v(Y)＝ ＝0.05 mol·L－1·min－1，用单位时间内不同物质的浓度变化量表示的化学反应速率之间的关系为v(X)∶v(Y)∶v(Z)∶v(W)＝3∶1∶2∶2，故v(X)＝0.15 mol·L－1·min－1，v(Z)＝v(W)＝0.10 mol·L－1·min－1，C项正确。 【对点训练 1 】 3．气体A、B分别为0.6 mol和0.5 mol，在0.4 L密闭容器中发生反应：3A＋Ba        C＋2D，经5 min后，此时气体C为0.2 mol；又知在此反应时间内，D的平均反应速率为0.1 mol/(L·min)，下面的结论正确的是(　　) A．此时，反应混合物总物质的量为1 mol               B．B的转化率80% C．A的平均反应速率为0.1 mol/(L·min)                 D．a值为2 D 化学反应速率 01. 解析 先求出v(C)＝0.1 mol/(L·min)，与D速率相同，a＝2，故反应前后总物质的量不变，为1.1 mol。由方程式可知，消耗B为0.1 mol，B的转化率为20%，故B不正确，v(A)＝0.15 mol/(L·min)。 【对点训练 1 】 C 化学反应速率 01. 解析 依题意2 min末c(C)＝0.5 mol·L－1·min－1×2 min＝1 mol·L－1，而c(D)＝0.5 mol·L－1，所以x＝2。 　　　　　　　　   2A(g)＋3B(g) ⇌2C(g)＋D(g) c(起始)/mol·L－1　　   5　　 3 　　 0　　 0 c(变化)/mol·L－1        1    1.5  　 1     0.5 c(2 min末)/mol·L－1    4     1.5 　 1      0.5 可知C正确。 【对点训练 1 】 C 化学反应速率 01. 解析：按浓度变化比例计算需10 s，但反应物浓度小时反应速率慢。 part 2 化学反应速率的测定 1．测定原理： 化学反应速率是可以通过实验测定的。根据化学反应速率表达式，实验中需要测定不同时刻反应物(或生成物)的浓度。实际上任何一种与物质浓度有关的可观测量都可以加以利用 2．测定方法 02. 化学反应速率的测定 (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： 如颜色的深浅、光的吸收、光的发射、导电能力等。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．化学反应速率的定量测定和比较 02. 化学反应速率的测定 实验步骤 实验装置 实验仪器 ①按下图所示安装装置，在锥形瓶内放入2 g锌粒，通过分液漏斗加入40 mL 1 mol·L－1 H2SO4溶液，测量并记录收集10ml H2所用的时间 ②如果用4 mol·L－1 H2SO4溶液代替1 mol·L－1 H2SO4溶液重复上述实验，所用时间会增加还是减少？请通过实验证明，并解释原因 锥形瓶、双孔塞、分液漏斗、直角导气管、50 mL注射器、铁架台、秒表 3．化学反应速率的定量测定和比较 02. 化学反应速率的测定 数据记录     实验现象 实验结论 试剂 1 mol·L－1 H2SO4 4 mol·L－1 H2SO4 锌跟硫酸反应产生气泡；收集10 mL气体，②所用时间比①所用时间短 4 mol·L－1的硫酸与锌反应比1 mol·L－1的硫酸与锌反应快 所用时间 (填“长”或“短”) 长 短 锌跟硫酸反应产生气泡；收集10 mL气体，②所用时间比①所用时间短 4 mol·L－1的硫酸与锌反应比1 mol·L－1的硫酸与锌反应快 反应速率 (填“快”或“慢”) 慢 快 锌跟硫酸反应产生气泡；收集10 mL气体，②所用时间比①所用时间短 4 mol·L－1的硫酸与锌反应比1 mol·L－1的硫酸与锌反应快 【微点拨】 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 02. 化学反应速率的测定 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 【对点训练 2 】 1．下列化学反应速率的测量中，测量依据不可行的是(　　) C 选项 A B C D 化学反应 2NO2(g) ⇌N2O4(g) Zn＋H2SO4=== ZnSO4＋H2↑ CO(g)＋H2O(g)=== CO2(g)＋H2(g) Ca(OH)2＋Na2CO3=== CaCO3↓＋2NaOH 测量依据(单位时间内) 颜色深浅 H2体积变化 压强变化 沉淀质量变化 02. 化学反应速率的测定 2．对于锌粒与稀硫酸的反应，下列说法中不正确的是(　　) A．可选用颗粒大小基本相同的锌粒与不同浓度的硫酸反应，比较二者收集10 mL氢气所用的时间，从而计算反应速率并说明浓度对反应速率的影响 B．可记录溶液中氢离子的浓度随时间的变化(用pH计测定溶液的pH)来测量反应速率 C．可记录溶液的温度变化(用温度计来测量温度)来测量反应速率 D．可选用等质量的Zn片和Zn粒与相同浓度的硫酸反应，记录Zn完全消失的时间，从而计算反应速率并说明固体表面积对反应速率的影响 C 02. 化学反应速率的测定 【对点训练 2 】 3．为测定一定时间内锌和稀硫酸反应的速率，下列测量依据不可行的是(　　) A．m(Zn)的变化 B．c(H＋)的变化 C．硫酸根浓度的变化 D．V(H2)的变化 C 02. 化学反应速率的测定 【对点训练 2 】 part 3 相关计算的 常见题型 题型突破1．求化学反应速率 03. 相关计算的常见题型 【例题1】某温度下，反应2N2O5 ⇌4NO2＋O2开始时c(N2O5)＝0.040 8 mol·L－1，1 min后测得c(N2O5)＝0.030 mol·L－1，则该反应的反应速率为(　　) A．v(N2O5)＝1.08×10－4 mol·L－1·s－1                        B．v(N2O5)＝1.8×10－1 mol·L－1·min－1 C．v(O2)＝9.0×10－5 mol·L－1·s－1                             D．2v(NO2)＝v(N2O5) C 题型突破1．求化学反应速率 【练习1】将5.6 g铁粉投入100 mL 2 mol·L－1的硫酸中，2 min后铁恰好完全溶解。下列有关该反应速率的表示正确的是(忽略溶液体积的变化)(　　) A．用铁表示的反应速率为0.5 mol·L－1·min－1                    B．用硫酸表示的反应速率为0.5 mol·L－1·min－1 C．用硫酸亚铁表示的反应速率为0.25 mol·L－1·min－1         D．用氢气表示的反应速率为0.5 mol·L－1·min－1 03. 相关计算的常见题型 B 题型突破2．化学反应反应速率快慢的比较 【例题2】对于反应：4NH3(g)＋5O2(g) ⇌4NO(g)＋6H2O(g)，下列为四种不同情况下测得的反应速率，其中表明该反应进行最快的是(　　) A．v(NH3)＝0.2 mol·L－1·s－1                                B．v(O2)＝0.24 mol·L－1·s－1 C．v(H2O)＝15 mol·L－1·min－1                             D．v(NO)＝9 mol·L－1·min－1 03. 相关计算的常见题型 A 题型突破2．化学反应反应速率快慢的比较 【练习2】对于可逆反应A(g)＋3B(s) ⇌2C(g)＋2D(g)，在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示的反应速率最快的是(　　) A．v(A)＝0.5mol·L－1·min－1                         B．v(B)＝1.2mol·L－1·s－1 C．v(D)＝0.4mol·L－1·min－1                          D．v(C)＝0.1mol·L－1·s－1 03. 相关计算的常见题型 D 同一化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同，比较化学反应速率的快慢不能只看数值大小，还要进行一定的转化 ①看单位是否统一，若不统一，换算成相同的单位 ②换算成同一物质表示的速率，再比较数值的大小 ③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 的相对大小，若 ，则用v(A)表示的反应速率比用v(B)表示的反应速率大 【解题思路】 题型突破3．根据各物质的反应速率之比写出化学方程式 【例题3】在密闭容器中A与B反应生成C，其反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)表示。已知v(A)、v(B)、v(C)之间有以下关系：2v(B)＝3v(A)＝3v(C)。则此反应可表示为 (　　) A．2A＋3B===2C       B．A＋3B===2C       C．3A＋B===2C       D．A＋B===C 【练习3】一定温度下，浓度均为1 mol·L－1的A2和B2两种气体，在密闭容器内反应生成气体C，反应达平衡后，测得：c(A2)＝0.58 mol·L－1，c(B2)＝0.16 mol·L－1，c(C)＝0.84 mol·L－1，则该反应的正确表达式为(　　) A．2A2＋B2 ⇌2A2B    B．A2＋B2 ⇌2AB C．A2＋B2 ⇌A2B2   D．A2＋2B2 ⇌2AB2 03. 相关计算的常见题型 D A 题型突破4．化学反应速率的图像题 【例题4】某温度下，在2 L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的消耗速率 C．化学计量数之比b∶c＝1∶2 D．12 s内，A和B反应放出的热量为0.2Q kJ 03. 相关计算的常见题型 C 题型突破4．化学反应速率的图像题 【练习4】某温度时，在2 L容器中三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。由图中数据分析，该反应的化学方程式和反应开始至2 min末Z的平均反应速率分别为 (　　) A．X＋3Y ⇌2Z　  0.1 mol·L－1·min－1                  B．2X＋Y ⇌2Z　0.1 mol·L－1·min－1 C．X＋2Y ⇌Z　0.05 mol·L－1·min－1                     D．3X＋Y ⇌2Z　0.05 mol·L－1·min－1 03. 相关计算的常见题型 D 题型突破5．“三段式”法在化学反应速率计算中的妙用 【例题5】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，其中正确的是(　　) ①用物质A表示的反应的平均速率为0.3 mol·L－1·s－1     ②用物质B表示的反应的平均速率为0.6 mol·L－1·s－1 ③2 s末时物质B的浓度为0.7 mol·L－1                        ④2 s末，物质A的转化率为70% A．①④         B．①③         C．②④         D．③④ 03. 相关计算的常见题型 B part 4 随堂练习 随堂练习 03. 1．下列有关化学反应速率的说法正确的是(　　) A．对任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象就越明显 B．化学反应速率是衡量化学反应进行快慢的物理量 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．化学反应速率通常用单位时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加来表示 D 随堂练习 03. 2．用纯净的碳酸钙与1 mol·L－1 100 mL稀盐酸反应制取二氧化碳。关于此反应，下列说法不正确的是(　　) A．可以用单位时间内碳酸钙质量的减少表示该反应的反应速率 B．可以用单位时间内生成二氧化碳的量表示该反应的反应速率 C．可以用单位时间内溶液中Ca2＋浓度的增加表示该反应的反应速率 D．可以用单位时间内碳酸钙浓度的变化表示该反应的反应速率 D 随堂练习 03. 3．一定温度下反应：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－1·min－1 B．分别用B、C、D表示反应速率，其比值是1∶2∶3 C．在2 min末的反应速率，用B表示为0.3 mol·L－1·min－1 D．在这2 min内用B和C表示的瞬时速率的值都是逐渐减小的 D 随堂练习 03. 4．将5.6 g铁粉投入盛有100 mL 2 mol·L－1稀硫酸的烧杯中，2 min时铁粉刚好溶解完全；若反应前后溶液的体积不变，则0～2 min内，该反应的平均速率可表示为(　　) A．v(Fe)＝0.5 mol·L－1·min－1 B．v(H2SO4)＝1 mol·L－1·min－1 C．v(H2)＝1 mol·L－1·min－1 D．v(FeSO4)＝0.5 mol·L－1·min－1 D 解析 5．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－1     ②v(B)＝0.6 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 随堂练习 03. D 解析 6．反应A(g)＋3B(g) ⇌2C(g)＋2D(g)，在四种不同情况下用不同物质表示的反应速率分别如下，其中反应速率最大的是(　　) A．v(A)＝0.05 mol·L－1·s－1                              B．v(B)＝0.06 mol·L－1·min－1 C．v(C)＝0.04 mol·L－1·s－1                              D．v(D)＝0.03 mol·L－1·s－1 随堂练习 03. A 解析 7．一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示，下列描述正确的是(　　) A．反应开始到10 s，用Z表示的反应速率为0.158 mol·L－1·s－1 B．反应开始到10 s，X的物质的量浓度减少了0.79 mol·L－1 C．反应开始到10 s时，Y的转化率为79.0 % D．反应的化学方程式为X(g)＋Y(g) ⇌Z(g) 随堂练习 03. C 解析 8．在密闭容器中A和B反应生成C，其反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)表示，已知v(A)、v(B)、v(C)之间有以下关系：2v(B)=3v(A)，v(A)=2v(C)。则该反应的化学方程式可表示为　(　　) A．2A(g)＋3B(g)===C(g)　　　　　　     B．3A(g)＋2B(g)===2C(g) C．3A(g)＋2B(g)===6C(g)　　　　　      D．A(g)＋B(g)===C(g) 随堂练习 03. A 解析 由2v(B)=3v(A)，v(A)=2v(C)，推知v(A)∶v(B)∶v(C)=2∶3∶1，同一化学反应中，不同物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比，故该反应的化学方程式可表示为2A＋3B===C。 9．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末时测得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末A的物质的量浓度为____________； (2)5 min内用B表示的化学反应速率v(B)为_________________； (3)化学方程式中n为________ (4)此反应在四种不同情况下的反应速率如下，其中反应速率最快的是________(填序号) ①v(A)＝5 mol·L－1·min－1    ②v(B)＝6 mol·L－1·min－1    ③v(C)＝4.5 mol·L－1·min－1   ④v(D)＝8 mol·L－1·min－1 随堂练习 03. 1.5 mol·L－1 0.2 mol·L－1·min－1 2 ① 随堂练习 03. 10．把0.3 mol X气体和0.4 mol Y气体混合于2 L密闭容器中，使它们发生如下反应：4X(g)＋5Y(g)===nZ(g)＋6W(g)，2 min末生成0.3 mol W。若测知Z的浓度变化表示的反应速率为0.05 mol·L－1·min－1。计算： (1)前2 min内用Y的浓度变化表示的反应速率为__________mol·L－1·min－1 (2)化学方程式中n的值是________ (3)X的转化率为________ 随堂练习 03. 0.062 5 4 66.7% 解析 列出三段式： 4X(g)＋5Y(g)===nZ(g)＋6W(g) 起始量/mol       0.3    0.4      0        0 变化量/mol       0.2     0.25     0.05n    0.3 2 min末量/mol  0.1     0.15     0.05n    0.3 感谢您的观看 THANKS