第4讲 化学反应速率 -2026-2027学年新高二化学人教版选择性必修1暑假衔接讲义

新高二暑假衔接讲义 第4讲 化学反应速率 一、化学反应速率的概念及其表示方法 1.相关概念 注意：增大固体量不改变速率，但可用单位时间内固体质量变化来表示反应快慢 2.大小比较 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、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，则反应速率：K＞Na。 ②定量比较 “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。 “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，或分别除以相应物质的化学计量数，所得数值大的速率大。 “三比较”：标准统一后比较数值大小，数值越大，反应速率越大。 3.说明 ①化学反应速率表示某段时间内的平均反应速率，不表示即时速率 ②化学反应速率只有正值，没有负值 ③随着反应的进行，反应物的浓度等量逐渐减小，反应速率越来越慢 4. 非常规公式：v＝（X代表n、P、m、V等量） ①常用单位：mol·min－1、Pa·min－1、g·min－1、L·min－1 ②适用范围：任何物质的反应速率 二、化学反应速率的测定 资料卡片——除浓度外，反应速率的其他测量量 (1)对于有气体生成的反应：可测定相同时间内收集气体的体积或收集等量气体所用的时间；或恒容容器中测定一段时间内的气体压强变化。(常考仪器：秒表、分液漏斗) (2)对于有固体参加的反应，可测定一段时间内消耗固体质量的多少。 (3)对于有酸碱参与的反应，可测定一段时间内溶液中氢离子或氢氧根离子浓度的变化。 (4)对于有颜色变化的反应，可测定溶液变色所需时间，或仪器测定透光率、颜色深浅等。 (5)对于有沉淀生成的反应，可测定溶液变浑浊所需的时间。 三、“三段式”计算 （1）写出有关反应的化学方程式； ， （2）标出各物质的起始量、变化量、最终量（可用物质的量，也可用浓度）； （3）根据已知条件列方程式计算。 已知反应：2SO2 + O2 2SO3, ΔH＝－Q 4 mol SO2和2 mol O2 在2 L的密闭容器中反应2 min 后，SO2的物质的量浓度为1.5 mol/L。求2 min后，SO2、O2、SO3的反应速率，SO2转化率，体积分数，能量。 拓展： 用SO2压强表示反应速率。已知起始总压强为Po 四、选择性与转化率计算 例：向10L的恒容密闭容器中投入2mol C2H6和3mol CO2 ① ② 温度/K T1 T2 T3 乙烷转化率/% 2.0 12.0 20.0 乙烯选择性/% 95.0 75.0 60.0 乙烯选择性 求：T2 K时，反应①与反应②乙烷的转化量 【判断正误】 （1）化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的尺度（ ） （2）化学反应速率通常用单位时间内生成或消耗某物质的质量的多少来表示（ ） （3）对任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显（ ） （4）在同一个反应中各物质的反应速率之比等于其化学方程式中的化学计量数之比（ ） （5）合成氨的反应中，3v (H2) = 2v (NH3) （ ） 【巩固练习】 例1. 某温度下6.5 g锌粒与40 mL 2.5 mol·L－1的硫酸反应，用时10 s时恰好收集H2体积44.8 mL(0 ℃、101 kPa条件下)。 (1)用锌粒表示的10 s内该反应的速率为 g·s－1。 (2)忽略溶液体积的变化，用H＋表示的10 s内该反应的速率为 mol·L－1·s－1。 (3)忽略溶液体积的变化，用Zn2＋表示的10 s内该反应的速率为 mol·L－1·s－1。 (4)用H2表示的10 s内该反应的速率为 mol·s－1。 【课时跟踪训练】 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．化学反应的速率是通过实验测定的。下列说法错误的是(　　) A．酸性KMnO4溶液和H2C2O4溶液反应，可以通过记录溶液褪色的时间来测定反应速率 B．锌与稀硫酸反应，可以通过测量一定时间内产生的H2体积来计算反应速率 C．可以依靠科学仪器测量光的吸收、光的发射、导电能力等来测定反应速率 D．恒温恒容条件下发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)，可以通过测量单位时间内压强的变化来测定反应速率 3．下列化学反应速率的测量中，测量依据不可行的是(　　) 选项 化学反应 测量依据(单位时间内) A 2NO2(g)N2O4(g) 颜色深浅 B Zn＋H2SO4=== ZnSO4＋H2↑ H2体积变化 C CO(g)＋H2O(g)=== CO2(g)＋H2(g) 压强变化 D Ca(OH)2＋Na2CO3=== CaCO3↓＋2NaOH 沉淀质量变化 4．用甲、乙两装置测定锌与稀硫酸的反应速率。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、乙装置通过测定单位时间内锌的质量变化测定反应速率 5．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 6．将15 mol A与B的混合物充入容积为2 L的恒容密闭容器中，在一定温度下发生反应：2A(g)＋3B(g)C(g)＋2D(g)，经过15 min达到化学平衡状态，达到化学平衡状态时容器内的压强是反应前的，则0～15 min内用B的浓度变化表示的反应速率是(　　) A．0.15 mol·L－1·min－1 B．0.3 mol·L－1·min－1 C．0.45 mol·L－1·min－1 D．0.6 mol·L－1·min－1 7．在2 L的密闭容器中，发生反应：2A(g)＋B(g)2C(g)＋D(g)。若最初加入的A和B都是4 mol，前5 s内v(A)＝0.1 mol·L－1·s－1，则10 s时容器中B的物质的量是(　　) A．等于3 mol B．小于3 mol C．大于3 mol D．等于3.5 mol 8．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 9. 在一定条件下，A气体与B气体反应生成C气体。反应过程中，反应物与生成物的浓度随时间变化的曲线如图，则下列叙述正确的是 A．该反应的化学方程式为3A＋B⇌2C B．在t1～(t1＋10)s时，v(A)=v(B)=0 C．t1 s时反应物A的转化率为60% D．0～t1内A应的反应速率为v(A)=0.4mol/(L*s) 10．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的生成速率 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 11．用纯净的CaCO3与100 mL稀盐酸反应制取CO2，实验过程记录如图所示(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．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 C．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 D．F点收集到的CO2最多 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 新高二暑假衔接讲义 第4讲 化学反应速率 一、化学反应速率的概念及其表示方法 1.相关概念 注意：增大固体量不改变速率，但可用单位时间内固体质量变化来表示反应快慢 2.大小比较 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、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，则反应速率：K＞Na。 ②定量比较 “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。 “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，或分别除以相应物质的化学计量数，所得数值大的速率大。 “三比较”：标准统一后比较数值大小，数值越大，反应速率越大。 3.说明 ①化学反应速率表示某段时间内的平均反应速率，不表示即时速率 ②化学反应速率只有正值，没有负值 ③随着反应的进行，反应物的浓度等量逐渐减小，反应速率越来越慢 4. 非常规公式：v＝（X代表n、P、m、V等量） ①常用单位：mol·min－1、Pa·min－1、g·min－1、L·min－1 ②适用范围：任何物质的反应速率 二、化学反应速率的测定 资料卡片——除浓度外，反应速率的其他测量量 (1)对于有气体生成的反应：可测定相同时间内收集气体的体积或收集等量气体所用的时间；或恒容容器中测定一段时间内的气体压强变化。(常考仪器：秒表、分液漏斗) (2)对于有固体参加的反应，可测定一段时间内消耗固体质量的多少。 (3)对于有酸碱参与的反应，可测定一段时间内溶液中氢离子或氢氧根离子浓度的变化。 (4)对于有颜色变化的反应，可测定溶液变色所需时间，或仪器测定透光率、颜色深浅等。 (5)对于有沉淀生成的反应，可测定溶液变浑浊所需的时间。 三、“三段式”计算 （1）写出有关反应的化学方程式； ， （2）标出各物质的起始量、变化量、最终量（可用物质的量，也可用浓度）； （3）根据已知条件列方程式计算。 已知反应：2SO2 + O2 2SO3, ΔH＝－Q 4 mol SO2和2 mol O2 在2 L的密闭容器中反应2 min 后，SO2的物质的量浓度为1.5 mol/L。求2 min后，SO2、O2、SO3的反应速率，SO2转化率，体积分数，能量。 拓展： 用SO2压强表示反应速率。已知起始总压强为Po 四、选择性与转化率计算 例：向10L的恒容密闭容器中投入2mol C2H6和3mol CO2 ① ② 温度/K T1 T2 T3 乙烷转化率/% 2.0 12.0 20.0 乙烯选择性/% 95.0 75.0 60.0 乙烯选择性 求：T2 K时，反应①与反应②乙烷的转化量 【判断正误】 （1）化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的尺度（ ） （2）化学反应速率通常用单位时间内生成或消耗某物质的质量的多少来表示（ ） （3）对任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显（ ） （4）在同一个反应中各物质的反应速率之比等于其化学方程式中的化学计量数之比（ ） （5）合成氨的反应中，3v (H2) = 2v (NH3) （ ） 【巩固练习】 例1. 某温度下6.5 g锌粒与40 mL 2.5 mol·L－1的硫酸反应，用时10 s时恰好收集H2体积44.8 mL(0 ℃、101 kPa条件下)。 (1)用锌粒表示的10 s内该反应的速率为 g·s－1。 (2)忽略溶液体积的变化，用H＋表示的10 s内该反应的速率为 mol·L－1·s－1。 (3)忽略溶液体积的变化，用Zn2＋表示的10 s内该反应的速率为 mol·L－1·s－1。 (4)用H2表示的10 s内该反应的速率为 mol·s－1。 【课时跟踪训练】 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 答案　C 2．化学反应的速率是通过实验测定的。下列说法错误的是(　　) A．酸性KMnO4溶液和H2C2O4溶液反应，可以通过记录溶液褪色的时间来测定反应速率 B．锌与稀硫酸反应，可以通过测量一定时间内产生的H2体积来计算反应速率 C．可以依靠科学仪器测量光的吸收、光的发射、导电能力等来测定反应速率 D．恒温恒容条件下发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)，可以通过测量单位时间内压强的变化来测定反应速率 答案　D 解析　D项中恒温恒容条件下，反应前后气体的压强始终不变，不能通过测量单位时间内压强的变化来测定反应速率。 3．下列化学反应速率的测量中，测量依据不可行的是(　　) 选项 化学反应 测量依据(单位时间内) A 2NO2(g)N2O4(g) 颜色深浅 B Zn＋H2SO4=== ZnSO4＋H2↑ H2体积变化 C CO(g)＋H2O(g)=== CO2(g)＋H2(g) 压强变化 D Ca(OH)2＋Na2CO3=== CaCO3↓＋2NaOH 沉淀质量变化 【答案】C 【解析】化学反应速率用单位时间内反应物的浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示。2NO2(g)N2O4(g)，NO2是红棕色气体，N2O4是无色气体，可以用单位时间内气体颜色的变化来衡量反应的快慢，故A项正确；可以用单位时间内气体体积变化多少来衡量反应的快慢，故B项正确；该反应是气体体积不变的反应，反应前后压强不变，故C项错误；单位时间内产生的沉淀的质量越大，速率越快，故D项正确。 4．用甲、乙两装置测定锌与稀硫酸的反应速率。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、乙装置通过测定单位时间内锌的质量变化测定反应速率 答案　D 解析　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，会造成误差，用乙装置可以减小稀硫酸溶液体积变化造成的实验误差，故C正确；甲、乙装置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。 5．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 【答案】D 【解析】根据反应Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑可知，2 min 时5.6 g (0.1 mol) Fe刚好溶解完全，消耗0.1 mol H2SO4，生成0.1 mol H2和0.1 mol FeSO4。Fe为固体，不用浓度变化表示反应速率，A项错误；0～2 min内，硫酸浓度变化量为＝1 mol·L－1，故0～2 min内，v(H2SO4)＝＝0.5 mol·L－1·min－1，B项错误；不能计算氢气浓度，C项错误；0～2 min内，FeSO4的浓度变化量为＝1 mol·L－1，故0～2 min内v(FeSO4)＝＝0.5 mol·L－1·min－1，D项正确。 6．将15 mol A与B的混合物充入容积为2 L的恒容密闭容器中，在一定温度下发生反应：2A(g)＋3B(g)C(g)＋2D(g)，经过15 min达到化学平衡状态，达到化学平衡状态时容器内的压强是反应前的，则0～15 min内用B的浓度变化表示的反应速率是(　　) A．0.15 mol·L－1·min－1 B．0.3 mol·L－1·min－1 C．0.45 mol·L－1·min－1 D．0.6 mol·L－1·min－1 答案　A 解析　反应达到化学平衡状态时容器中混合气体的物质的量为×15 mol＝12 mol，设初始时A的物质的量是x mol，A的物质的量的变化量是y mol，则 2A(g)　＋3B(g)　C(g)　＋2D(g) 起始/mol　　x　　　　15－x　　　　0　　　0 转化/mol　　y　　　　1.5y　　　　　0.5y　　y 平衡/mol　　x－y　　15－x－1.5y　　0.5y　　y 则x－y＋15－x－1.5y＋0.5y＋y＝12，解得y＝3，所以v(B)＝＝0.15 mol·L－1·min－1。 7．在2 L的密闭容器中，发生反应：2A(g)＋B(g)2C(g)＋D(g)。若最初加入的A和B都是4 mol，前5 s内v(A)＝0.1 mol·L－1·s－1，则10 s时容器中B的物质的量是(　　) A．等于3 mol B．小于3 mol C．大于3 mol D．等于3.5 mol 答案　C 解析　前5 s内A的平均反应速率为0.1 mol·L－1·s－1，由反应速率之比等于化学计量数之比可知，B的反应速率为0.1 mol·L－1·s－1×＝0.05 mol·L－1·s－1，假设后5 s内平均反应速率不变，则10 s时转化的B的物质的量为0.05 mol·L－1·s－1×10 s×2 L＝1 mol，则10 s时，容器中B的物质的量为4 mol－1 mol＝3 mol，但随着反应的进行，反应物的浓度减小，后5 s内的平均反应速率小于前5 s内的平均反应速率，因此容器中B的物质的量大于3 mol。 8．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 【答案】A 【解析】判断反应速率的大小时，可将每种物质表示的速率除以该物质在方程式中的化学计量数，再进行比较。＝0.05 mol·L－1·s－1，＝＝≈0.000 3 mol·L－1·s－1，＝0.02 mol·L－1·s－1，＝0.015 mol·L－1·s－1，所以A项符合题意。 9. 在一定条件下，A气体与B气体反应生成C气体。反应过程中，反应物与生成物的浓度随时间变化的曲线如图，则下列叙述正确的是 A．该反应的化学方程式为3A＋B⇌2C B．在t1～(t1＋10)s时，v(A)=v(B)=0 C．t1 s时反应物A的转化率为60% D．0～t1内A应的反应速率为v(A)=0.4mol/(L*s) 【答案】A 【详解】 A．由图可知，A、B为反应物，C为生成物，化学计量数之比为(0.8-0.2):(0.5-0.3):(0.4-0)=3:1:2，该反应为3A+B⇌2C，故A正确； B．在t1～(t1+10)s时，各物质的物质的量不再改变为平衡状态，v(正)=v(逆)≠0，故B错误； C．0～t1 s内时反应物A的转化率为 ×100%=75%，故C错误； D．0～t1 s内，△c(A)=0.6mol/L，A的反应速率为v(A)=mol/(L•s)，故D错误； 故选：A。 10．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的生成速率 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 【答案】C 【解析】由图像分析可知，前12 s内A的浓度变化为Δc(A)＝0.2 mol·L－1－0.8 mol·L－1＝－0.6 mol·L－1，反应速率v(A)＝－＝＝0.05 mol·L－1·s－1，A错误；前12 s内B的浓度变化为Δc(B)＝0.3 mol·L－1－0.5 mol·L－1＝－0.2 mol·L－1，反应速率v(B)＝－＝＝ mol·L－1·s－1，依据题意v(C)＝＝＝＝ mol·L－1·s－1，速率之比等于化学计量数之比，则3∶b∶c＝0.05∶∶，b＝1，c＝2，b∶c＝1∶2，C项正确；由上述分析可知，该反应的化学方程式为3A(g)＋B(g)2C(g)，其中A、B化学计量数不同，12 s后达到平衡状态，A的消耗速率不等于B的生成速率，B错误；3 mol A完全反应放热Q kJ,12 s内A反应的物质的量为(0.8 mol·L－1－0.2 mol·L－1)×2 L＝1.2 mol，则1.2 mol A反应放出热量0.4Q kJ，D错误。 11．用纯净的CaCO3与100 mL稀盐酸反应制取CO2，实验过程记录如图所示(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．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 C．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 D．F点收集到的CO2最多 【答案】B 【解析】相同时间内，生成的CO2越多，反应速率越快，由图可知，相同时间内，EF段生成的CO2最多，所以EF段反应速率最快，A项错误；由图可知EF段生成的CO2的体积为672 mL－224 mL＝448 mL，即0.02 mol，根据CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O，可知参加反应的HCl的物质的量为0.04 mol，则盐酸的浓度变化量为＝0.4 mol·L－1，则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，B项正确；OE、EF、FG三段生成的CO2的体积分别为224 mL、448 mL、112 mL，所以OE、EF、FG三段中，该反应用CO2表示的平均反应速率之比为224 mL∶448 mL∶112 mL＝2∶4∶1，C项错误；由图可知，G点收集到784 mL气体，反应结束，则G点收集到的CO2最多，D项错误。 1 学科网（北京）股份有限公司 $