第6章 4 第二节 第1课时 化学反应的速率（Word教参）-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中化学必修第二册（人教版）

本讲义聚焦化学反应速率的核心知识点，系统梳理速率的概念及表示方法，通过实例明确固体浓度为常数不可用于表示速率，进而讲解公式法与“三段式”计算，最终结合实验探究温度、浓度等外因对速率的影响，构建完整知识支架。 资料以实验探究为特色，通过H₂O₂分解等实验培养科学探究与实践能力，用“三段式”计算和变量控制法提升科学思维，联系食品保存等生活实例强化科学态度与责任。课中辅助实验教学，课后通过练习题帮助学生查漏补缺。

第二节　化学反应的速率与限度 第1课时　化学反应的速率 【学习目标】　1.了解化学反应速率的概念和表示方法，并能进行简单计算。　 2．理解影响化学反应速率的因素及规律，并能合理解释生产、生活中的相关化学现象。　 3．学会运用变量控制法探究影响化学反应速率的因素。 知识点一　化学反应速率及其表示方法 1．化学反应速率 　1.对于有固体参加的化学反应，能否用单位时间内固体浓度的改变量表示化学反应速率？ 答案：固体的浓度记为常数，Δc＝0，因此不能用单位时间内固体浓度的改变量表示化学反应速率。 2．实例 在一个容积为2 L的密闭容器中发生反应2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g)，经过5 s后，测得生成SO3的物质的量为0.8 mol。填写下表： 有关反 应物质 SO2(g) O2(g) SO3(g) 物质的 量浓度 变化 0.4_ mol·L-1 0.2_ mol·L-1 0.4_ mol·L-1 平均反 应速率 0.08_mol· L-1·s-1 0.04_mol· L-1·s-1 0.08_mol· L-1·s-1 化学反 应速率 之比 v(SO2)∶v(O2)∶v(SO3)＝2∶1∶2 　2.同一反应在相同时间内，用不同物质表示的反应速率，其数值是否相同？表示的反应快慢是否相同？用不同物质表示同一反应的反应速率，其数值有什么规律？ 答案：同一反应在相同时间内，用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但都表示该反应的反应速率，意义相同，表示化学反应进行的快慢相同；用不同物质表示同一反应的化学反应速率时，各物质的化学反应速率之比等于其化学计量数之比。 1．下列关于化学反应速率的说法正确的是(　　) A.化学反应速率是衡量化学反应过程进行快慢的物理量 B.可用纯固体的浓度变化来表示化学反应速率 C.化学反应速率指的是某时刻的瞬时速率 D.化学反应速率越大，现象越明显 解析：选A。纯固体的浓度视为常数，不能用其浓度的变化表示化学反应速率，B错误；化学反应速率指的是某时间段内的平均速率，C错误；化学反应速率大的反应不一定有明显的现象，如酸碱中和反应，D错误。 2．已知4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)，若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示，则正确的关系式为(　　) A.4v(NH3)＝5v(O2)　 B.5v(O2)＝6v(H2O) C.2v(NH3)＝3v(H2O) D.4v(O2)＝5v(NO) 解析：选D。根据反应速率关系可知，5v(NH3)＝4v(O2)，6v(O2)＝5v(H2O)，3v(NH3)＝2v(H2O)，4v(O2)＝5v(NO)。 3．(1)在反应A(g)＋3B(g)===2C(g)中，若以物质A的浓度变化表示该反应的反应速率为0.2 mol·L-1·min-1，则以物质B的浓度变化表示该反应的反应速率为________mol·L-1·min-1。 (2)在容积为2 L的密闭容器中，充入2 mol N2和3 mol H2，在一定条件下发生反应，若3 s后测得N2的物质的量为1.9 mol，则以H2的浓度变化表示的反应速率为_________________________。 (3)将10 mol A和5 mol B放入容积为10 L的密闭容器中，某温度下发生反应3A(g)＋B(g)===2C(g)，最初2 s内，消耗A的平均速率为0.06 mol·L-1·s-1，在2 s 时，容器中有________mol A，此时C的物质的量浓度为________。 解析：(1)根据化学方程式中的化学计量数关系：＝，v(B)＝3v(A)＝3×0.2 mol·L-1·min-1＝0.6 mol·L-1·min-1。 (2)3 s内消耗N2的物质的量为2 mol－1.9 mol＝0.1 mol，根据化学方程式N2＋3H22NH3，可以计算出3 s内消耗H2的物质的量为0.3 mol，v(H2)＝＝0.05 mol·L-1·s-1。 (3)最初2 s内，消耗A的平均速率为0.06 mol·L-1·s-1，则消耗A的物质的量为0.06 mol·L-1·s-1×10 L×2 s＝1.2 mol，2 s时，容器中有10 mol－1.2 mol＝8.8 mol A；根据化学方程式可知，此时生成C的物质的量为1.2 mol ×＝0.8 mol，物质的量浓度为＝0.08 mol·L-1。 答案：(1)0.6　(2)0.05 mol·L-1·s-1　 (3)8.8　0.08 mol·L-1 知识点二　化学反应速率的计算和比较 1．化学反应速率的计算方法 (1)公式法：v＝或v＝。 (2)“三段式”法 ①计算步骤：写出化学方程式，列出各反应物和生成物的起始量、转化量、某时刻量，再根据各物质的转化量之比等于其化学计量数之比，列出关系式计算。 ②计算模式 反应　　　　　mA(g)＋nB(g)===pC(g) 　a 　b 　c 　x 　 　 a－x b－ c＋ v(A)＝ mol·L-1·min-1 v(B)＝ mol·L-1·min-1 v(C)＝ mol·L-1·min-1 ③注意事项 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)。　 2．化学反应速率的比较方法 (1)“一看”：看反应速率的单位是否一致，若不一致，则需转化为同一单位。 (2)“二化”：将不同物质的反应速率转化成同一物质的反应速率，或分别除以相应物质的化学计量数。 (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。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表示的反应速率大。 1．(2025·北京海淀区高一期末)已知化学反应4CO＋2NO2⥫⥬N2＋4CO2在不同条件下的反应速率如下，其中表示反应速率最大的是(　　) A.v(CO)＝1.5 mol·L-1·min-1 B.v(NO2)＝0.7 mol·L-1·min-1 C.v(N2)＝0.4 mol·L-1·min-1 D.v(CO2)＝1.1 mol·L-1·min-1 解析：选C。A项，v(N2)＝v(CO)＝×1.5 mol·L-1·min-1＝0.375 mol·L-1·min-1；B项，v(N2)＝v(NO2)＝×0.7 mol·L-1·min-1＝0.35 mol·L-1·min-1；C项，v(N2)＝0.4 mol·L-1·min-1；D项，v(N2)＝v(CO2)＝×1.1 mol·L-1·min-1＝0.275 mol·L-1·min-1；其中表示反应速率最大的是C项。 2．将4 mol A和2 mol B在容积为2 L的容器中混合，并在一定条件下发生反应2A(s)＋B(g)===2C(g)，经2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L-1。下列说法正确的是(　　) A.用物质A的浓度变化表示反应的平均速率为0.3 mol·L-1·s-1 B.用物质B的浓度变化表示反应的平均速率为0.6 mol·L-1·s-1 C.v(B)∶v(C)＝2∶1 D.2 s时物质B的浓度为0.7 mol·L-1 解析：选D。根据题意，2 s末C的物质的量为0.6 mol·L-1×2 L＝1.2 mol，列“三段式”： 　　　　　2A(s)＋B(g)===2C(g) 起始量/mol 4 2 0 转化量/mol 1.2 0.6 1.2 2 s时量/mol 2.8 1.4 1.2 物质A是固体，其浓度为常数，不能用浓度变化表示该反应的速率，A错误；用物质B的浓度变化表示反应的平均速率v(B)＝＝0.15 mol·L-1·s-1，B错误；根据同一反应中，各物质的化学反应速率之比等于相应的化学计量数之比可知，v(B)∶v(C)＝1∶2，C错误；2 s时物质B的浓度c(B)＝＝0.7 mol·L-1，D正确。 3．在容积为2 L的密闭容器中，把2 mol X和2 mol Y混合，发生反应3X(g)＋Y(g)===nP(g)＋2Q(g)，当反应2 min后，测得P的浓度为 0.8 mol·L-1，Q的浓度为0.4 mol·L-1。下列判断不正确的是(　　) A.n＝4 B.2 min内v(X)＝v(Y) C.反应2 min后X的浓度为0.4 mol·L-1 D.2 min内用Y的浓度变化表示的平均反应速率为0.1 mol·L-1·min-1 解析：选B。根据题意，列“三段式”： 　　　　　 3X(g)＋Y(g)===nP(g)＋2Q(g) 1 1 0 0 0.6 0.2 0.8 0.4 0.4 0.8 0.8 0.4 各物质的化学计量数之比等于相应的浓度变化量之比，故n＝4，A正确；各物质的反应速率之比等于相应的化学计量数之比，故2 min内v(X)＝3v(Y)，B不正确；反应2 min后X的浓度为0.4 mol·L-1，C正确；2 min内用Y的浓度变化表示的平均反应速率v(Y)＝＝0.1 mol·L-1·min-1，D正确。 知识点三　影响化学反应速率的因素 1．方法导引——变量控制 探究化学反应速率的影响因素，关键是控制好变量。大致步骤如下： 2．实验探究——外界条件对化学反应速率的影响 (1)温度对化学反应速率影响的探究 实验 操作 实验 现象 ①中产生气泡速率最小，②中产生气泡速率较大，③中产生气泡速率最大 实验 结论 对于反应2H2O22H2O＋O2↑来说，其他条件相同时，升高温度，H2O2的分解速率增大 (2)反应物浓度对化学反应速率影响的探究 实验 操作 　 实验 现象 ①中产生气泡速率较小，②中产生气泡速率较大 实验 结论 其他条件相同时，反应物浓度越大，化学反应速率越大 (3)催化剂对化学反应速率影响的探究 实验 操作 实验 现象 ①有少量气泡出现，②产生大量气泡 实验 结论 其他条件相同时，加入催化剂FeCl3，H2O2的分解速率增大 (4)固体反应物表面积对化学反应速率影响的探究 实验 操作 实验 现象 ①中产生气泡速率较小，②中产生气泡速率较大 实验 结论 其他条件相同时，固体反应物表面积越大，反应速率越大 3.影响化学反应速率的因素 (1)内因：反应物本身的性质是化学反应速率的决定因素。 (2)外因 　在带有活塞的密闭容器中发生反应3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)，分析改变下列条件时，化学反应速率如何改变，并阐述理由。 (1)增加铁片的质量(不考虑表面积的变化)：____________，理由：_______________________________________________________________________。 (2)保持容器容积不变，增加水蒸气的通入量：____________，理由：_______________________________________________________________________。 (3)保持容器内压强不变，充入一定量的氩气：____________，理由：______________________________________________________________________。 (4)保持容器容积不变，充入一定量的氩气：____________，理由：________________________________________________________________________。 答案：(1)不变　纯固体的浓度视为常数，改变其用量不影响化学反应速率 (2)增大　增大反应物浓度，化学反应速率增大 (3)减小　保持压强不变，充入氩气，容器容积增大，水蒸气的浓度减小，化学反应速率减小 (4)不变　保持容器容积不变，充入氩气，水蒸气的浓度不变，化学反应速率不变 　 压强对化学反应速率的影响 对于有气体物质参加的反应，改变反应体系的压强，对化学反应速率的影响常有以下几种情况： (1)恒温时，增大压强―→容器容积减小―→浓度增大―→化学反应速率增大。 (2)恒温恒容时，充入气体反应物―→总压强增大―→浓度增大―→化学反应速率增大。 (3)恒温恒容时，充入“惰性气体”―→总压强增大，但各物质的浓度不发生变化―→化学反应速率不变。 (4)恒温恒压时，充入“惰性气体”―→容器容积增大―→浓度减小―→化学反应速率减小。 [说明]　此处“惰性气体”是指不参与反应的气体。 1．化学与生活息息相关。下列措施中与改变反应速率无关的是(　　) A.铁制器皿涂油刷漆 B.食品包装袋内充入氮气 C.厨房中尽量使用铁锅而不使用铝锅 D.将酸奶存放在冰箱中 答案：C 2．某小组设计如下图所示的实验探究影响H2O2分解速率的因素。下列分析错误的是(　　) A.该实验探究的是温度对反应速率的影响 B.该实验要控制MnO2的质量、颗粒大小相同 C.实验中，H2O2的浓度越大越好 D.温度相同时，若用FeCl3代替MnO2，则反应速率不相同 解析：选C。两个装置中的变量是温度，所以该实验探究的是温度对反应速率的影响，A正确；由于二氧化锰是催化剂且探究的是温度对反应速率的影响，因此该实验要控制MnO2的质量、颗粒大小相同，B正确；H2O2浓度过大，反应速率过大，不易控制，所以实验中H2O2的浓度不宜过大，C错误；温度相同时，若用FeCl3代替MnO2，由于改变了催化剂，因此反应速率不相同，D正确。 3．(2025·湛江高一质检)在5 mL 1 mol·L-1 H2O2溶液中，加入少量FeCl3粉末，发生反应①2Fe3+＋H2O2===O2↑＋2Fe2+＋2H＋；②2Fe2+＋H2O2＋2H＋===2H2O＋2Fe3+。下列有关说法正确的是(　　) A.向溶液中再加入少量NaCl粉末，增加了Cl－浓度，反应速率增大 B.Fe2+是H2O2分解的催化剂 C.升高温度，能增大H2O2的分解速率 D.将1 mol·L-1 H2O2溶液的体积增至10 mL，则H2O2的分解速率增至原来的2倍 解析：选C。反应速率与Cl－浓度无关，A错误；Fe3+是H2O2分解的催化剂，B错误；升高温度，能增大化学反应速率，C正确；溶液体积增大，但c(H2O2)不变，反应速率不变，D错误。 4．下列调控化学反应速率的措施或实验中，分别利用或体现了哪些影响化学反应速率的因素？ (1)向炉膛内鼓风，用煤粉代替煤块可以使炉火更旺。 鼓风：______________________________________； 煤粉代替煤块：__________________________________。 (2)把食品存放在冰箱里，在糕点包装袋内放置除氧剂可以延长食品保质期。 冰箱：______________；除氧剂：_______________________。 (3)利用H2O2分解制氧气时加入固体MnO2。 固体MnO2：________。 (4)铁在空气中和在纯氧中反应的剧烈程度明显不同。 纯氧：________________。 答案：(1)反应物的浓度　反应物的接触面积　(2)温度　反应物的浓度　(3)催化剂　(4)反应物的浓度 1．(2025·成都高一月考)对于反应CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，下列判断正确的是(　　) A.用HCl和CaCl2的浓度变化表示的化学反应速率数值不同，但所表示的意义相同 B.不能用CaCO3的浓度变化来表示化学反应速率，但可以用H2O来表示 C.用H2O和CO2的浓度变化表示的化学反应速率相同 D.用单位时间内CaCl2浓度的减小来表示其化学反应速率 解析：选A。在同一反应中，由于各物质的化学计量数不同，用不同物质的浓度变化表示化学反应速率时，其反应速率数值不同，但表示的都是同一个化学反应的速率，意义相同，故A正确；碳酸钙固体和纯液体水的浓度都为定值，不能用来表示化学反应速率，故B、C错误；氯化钙是生成物，应用单位时间内其浓度的增大来表示反应速率，故D错误。 2．在铝与稀硫酸的反应中，已知10 s末硫酸的浓度减少了0.6 mol·L-1，若不考虑反应过程中溶液体积的变化，则10 s内生成硫酸铝的平均反应速率是(　　) A.1.2 mol·L-1·min-1 B.0.02 mol·L-1·min-1 C.1.8 mol·L-1·min-1 D.0.18 mol·L-1·min-1 解析：选A。10 s末硫酸的浓度减少了0.6 mol·L-1，故v(H2SO4)＝＝0.06 mol·L-1·s-1；铝与稀硫酸反应的化学方程式为2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑，各物质的反应速率之比等于相应的化学计量数之比，故v[Al2(SO4)3]＝v(H2SO4)＝×0.06 mol·L-1·s-1＝0.02 mol·L-1·s-1＝1.2 mol·L-1·min-1。 3．(2025·怀仁一中高一统考)在密闭容器中W与X反应生成Y和Z，其反应速率分别为v(W)、v(X)、v(Y)、v(Z)，已知存在如下关系：v(W)＝2v(X)，v(Y)＝2v(X)，v(Z)＝2v(W)，则此反应可表示为(　　) A.W＋2X===Y＋4Z B.W＋2X===Y＋2Z C.2W＋X===2Y＋4Z D.2W＋X===2Y＋2Z 解析：选C。在密闭容器中W与X反应生成Y和Z，则W、X为反应物，Y、Z为生成物，已知存在如下关系：＝2，＝2，＝2，可得到v(Z)∶v(W)∶v(Y)∶v(X)＝4∶2∶2∶1，故此反应可表示为2W＋X===2Y＋4Z，故C正确。 4．对于反应C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)，现采取下列措施，其中能够使反应速率增大的是(　　) A.恒容下充入氦气 B.增加碳的质量 C.缩小容器容积，增大压强 D.降低反应温度 解析：选C。A项，恒容下充入氦气，反应速率不变；B项，碳为固体，增加碳的质量，反应速率不变；C项，缩小容器容积，增大压强，反应速率增大；D项，降低反应温度，反应速率减小。 5．为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，某化学研究小组的同学分别设计了如下图甲、乙所示的实验装置。请回答相关问题： (1)定性分析：如图甲可通过观察________的快慢，定性比较得出结论。有同学提出将0.1 mol·L-1 FeCl3溶液改为________mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液更为合理，理由是_____________________________________________ ______________________________________________________________________________________________。 (2)定量分析：如图乙所示，实验时均以生成40 mL气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略。实验中需要测量的数据是_________________________________________________________。 (3)查阅资料得知：将作为催化剂的Fe2(SO4)3 溶液加入H2O2溶液后，溶液中会发生两个氧化还原反应，且两个反应中H2O2均参加了反应，试从催化剂的角度分析，这两个氧化还原反应的离子方程式分别是2Fe3+＋H2O2===2Fe2+＋O2↑＋2H＋和_________________________。 解析：(1)H2O2在催化剂的作用下分解生成气体，所以可以通过观察产生气泡的快慢来判断两种催化剂的效果；FeCl3和CuSO4中阴离子不相同，SO和Cl－是否有催化作用也未知，所以为了排除阴离子差异的干扰，需要将0.1 mol·L-1 FeCl3溶液改为0.05 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液，以确保Fe3+的量和Cu2+的量相同。(2)根据题意可知，两个实验均生成40 mL气体，其他影响因素已忽略，故需要测量生成40 mL气体所需要的时间。(3)催化剂在整个化学反应中，参加了反应，但反应前后催化剂的质量与化学性质不变，总反应为2H2O2===2H2O＋O2↑，用总反应减去给出反应的离子方程式就可以得到另一个反应的离子方程式：2Fe2+＋H2O2＋2H＋===2Fe3+＋2H2O。 答案：(1)产生气泡　0.05　排除阴离子差异的干扰 (2)生成40 mL气体所需要的时间 (3)2Fe2+＋H2O2＋2H＋===2Fe3+＋2H2O 学科网（北京）股份有限公司 $