2.1.1 化学反应速率 课件 -2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1

复习任务群一 现代文阅读Ⅰ 第二章　化学反应速率与化学平衡 第一节　化学反应速率 第1课时　化学反应速率 1 问题式预习 一、化学反应速率 2 二、化学反应速率的测定 1．测定原理：测定不同反应时刻反应物(或生成物)的______变化。 2．测定方法。 (1)利用科学仪器测量：如通过测量释放出一定体积气体的______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。 (2)利用能够直接观察的某些性质测定：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____________和____________间的比例关系测量反应速率。 浓度 时间 颜色变化 浓度变化 3 任务式研习 任务一　化学反应速率的计算 某温度下按如图所示安装好实验装置，向锥形瓶内放入6.5 g锌粒(颗粒大小基本相同)，通过分液漏斗加入40 mL 2.5 mol·L－1的硫酸，将产生的H2收集在一个注射器中，用时10 s时收集到气体的体积恰好为50 mL(若折合成0 ℃、101 kPa条件下的H2体积为44.8 mL)。 4 活动1　用锌粒(用质量表示)表示10 s内该反应的速率是多少？ 提示：10 s时产生的H2的物质的量为0.002 mol。 Zn　　＋　　H2SO4===ZnSO4　＋　H2↑ 1　 1　　　 1　　　　 1 0．002 mol　0.002 mol　0.002 mol　0.002 mol 5 活动2　忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用H＋表示10 s内该反应的速率是多少？ 6 活动3　忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用Zn2＋表示10 s内该反应的速率是多少？ 活动4　用H2表示10 s内该反应的速率是多少？ 7 1．反应2SO2＋O2 2SO3，经一段时间后，SO3的浓度增加了0.4 mol·L－1，在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04 mol·L－1·s－1，则这段时间为(　　) A．0.1 s B.2.5 s C．5 s D.10 s √ 8 A．用A表示的反应速率是0.4 mol·L－1·min－1 B．用B表示的反应速率是0.3 mol·L－1·min－1 C．2 min末的反应速率用B表示是0.3 mol·L－1·min－1 D．在这2 min内用B表示的反应速率的值是减小的，用C表示的反应速率的值逐渐增大 √ 9 B　解析：A是固体，不能用A的浓度变化表示反应速率，故A不正确；在这2 min内用B表示的平均速率是0.3 mol·L－1·min－1，但2 min末的反应速率小于0.3 mol·L－1·min－1，故B正确，C不正确；D项因v(B)∶v(C)＝3∶2，随反应的进行，B的浓度减小，反应速率逐渐减小，单位时间内生成的C也逐渐减少，故D不正确。 10 3．在某恒容密闭容器中投入X、Y、W、Q四种物质，经过一段时间后，测得各物质的物质的量如下表所示： 上述容器中发生反应的化学方程式可能是(　　) A．X＋2Y===2W＋2Q B．3X＋Y＋2W===2Q C．X＋3Y＋2Q===2W D．X＋2Y＋3Q===2W 物质 X Y W Q 10 min 1.0 mol 3.0 mol 1.0 mol 2.0 mol 20 min 0.5 mol 1.5 mol 2.0 mol 1.0 mol √ 11 C　解析：从表格中的数据可看出X、Y、Q的物质的量减少，而W的物质的量增加，说明X、Y、Q是反应物，W是产物。在同一容器中，相同时间内，各物质的反应速率之比等于物质的量变化量之比，等于化学计量数之比。Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Q)∶Δn(W)＝(1.0 mol －0.5 mol)∶(3.0 mol －1.5 mol)∶(2.0 mol －1.0 mol)∶(2.0 mol －1.0 mol)＝1∶3∶2∶2，所以X、Y、Q、W的化学计量数之比为1∶3∶2∶2，故C正确。 12 4．已知 2C2H2(g)＋5O2(g)===4CO2(g)＋2H2O(g)，若该反应的反应速率分别用 v(C2H2)、v(O2)、v(CO2)、v(H2O) 表示，则下列关系式正确的是(　　) A．v(C2H2)＝2v(CO2) B．v(H2O)＝2v(CO2) C．5v(C2H2)＝2v(O2) D．2v(H2O)＝5v(O2) √ 13 C　解析：用不同物质表示同一反应速率，速率之比等于化学计量数之比，则 v(C2H2)∶v(O2)∶v(CO2)∶v(H2O)＝2∶5∶4∶2，由此得出 2v(C2H2)＝v(CO2)、2v(H2O)＝v(CO2)、5v(C2H2)＝2v(O2)、5v(H2O)＝2v(O2)，故C正确。 14 5．在容积为4 L的密闭容器中，A、B、C、D四种物质的物质的量n(mol)随时间t(min)的变化曲线如图所示。 请完成下列问题： (1)该反应的化学方程式为__________________________________。 (2)前2 min用A的浓度变化表示的化学反应速率为________。 15 16 6．(1)合金贮氢材料具有优异的吸氢性能，在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。 17 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。 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 18 在0～60 s时段，反应速率v(N2O4)为________mol·L－1·s－1。 19 答案：(1)30　(2)1.8×10－3　(3)0.001 0 20 由n(或c)～t图像确定化学方程式的方法 (1)看趋势，定位置 观察图像，n(或c)随时间逐渐减小的物质为反应物，反之为生成物。 (2)看变化量，定化学计量数 由图像计算各物质在相同时间内的n(或c)的变化量，从而确定各物质的化学计量数。 (3)看是否共存，定符号 21 任务二　化学反应速率大小的比较 22 活动1　反应在甲、乙两个容器中进行，2 min 后N2的物质的量分别减少2 mol、1 mol，则反应速率v(甲)>v(乙)，正确吗？ 提示：不正确。应用单位时间内物质的量浓度的变化来表示反应速率，而不是单位时间内物质的量的变化。两个容器的容积未知，无法计算物质的量浓度的变化，故无法比较反应速率。 23 活动2　反应在甲、乙两个容器中进行，某一时刻后甲中v(N2)＝1 mol·L－1·s－1，乙中v(NH3)＝60 mol·L－1·min－1，则反应速率v(乙)>v(甲)，正确吗？ 提示：不正确。比较化学反应速率时应换算成同单位、同物质表示的反应速率后再比较数值大小。乙中v(N2)＝0.5 mol·L－1·s－1，所以v(甲)>v(乙)。 1．甲、乙两容器内都进行A→B的反应，甲容器内每分钟减少4 mol A，乙容器内每分钟减少2 mol A，则甲容器内的反应速率比乙容器内的反应速率 (　　) A．大 B.小 C．相等 D.无法判断 D　解析：由于甲、乙两容器的体积大小未知，仅知道单位时间内A的物质的量的变化值，故不能比较两容器内该反应的反应速率的大小。 √ 25 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 该反应进行的快慢顺序为(　　) A．①＞③>②＞④ B.①＞②＝③＞④ C．②＞①＝④＞③ D.①＞④＞②＝③ √ 26 27 3．关于A(g)＋2B(g)===3C(g)的化学反应，下列表示的反应速率最大的是(　　) A．v(A)＝0.6 mol·L－1·min－1 B．v(B)＝1.2 mol·L－1·min－1 C．v(C)＝1.2 mol·L－1·min－1 D．v(B)＝0.03 mol·L－1·s－1 √ 28 D　解析：A.v(A)＝0.6 mol·L－1·min－1；B.v(B)＝1.2 mol·L－1· min－1，则v(A)＝1.2 mol·L－1·min－1÷2＝0.6 mol·L－1·min－1；C.v(C)＝1.2 mol·L－1·min－1，则v(A)＝1.2 mol·L－1·min－1÷3＝0.4 mol·L－1·min－1；D.v(B)＝0.03 mol·L－1·s－1＝1.8 mol·L－1·min－1，则v(A)＝1.8 mol·L－1·min－1÷2＝0.9 mol·L－1·min－1。由此可知，D项反应速率最大。 29 A．甲容器内反应速率快 B．乙容器内反应速率快 C．甲、乙两容器内反应速率相等 D．无法比较 √ 30 31 5．取50 mL过氧化氢水溶液，在少量I－存在下分解：2H2O2===2H2O＋O2↑。在一定温度下，测得O2的放出量，转换成H2O2浓度(c)如下表： 下列说法不正确的是(　　) A．反应20 min时，测得O2体积为224 mL(标准状况) B．20～40 min，消耗H2O2的平均速率为 0.010 mol·L－1·min－1 C．第30 min时的瞬时速率小于第50 min时的瞬时速率 D．H2O2分解酶或Fe2O3代替I－也可以催化H2O2分解 t/min 0 20 40 60 80 c/(mol·L－1) 0.80 0.40 0.20 0.10 0.050 √ 32 33 反应速率的定量比较 (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，或分别除以相应物质的化学计量数，所得数值大的速率大。 (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。 34 反应掉的m(Zn)＝0.002 mol×65 g·mol－1＝0.130 g，v(Zn)＝＝0.013 g·s－1。 提示：v(H＋)＝＝0.01 mol·L－1·s－1。 提示：v(Zn2＋)＝＝0.005 mol·L－1·s－1。 提示：v(H2)＝＝0.000 2 mol·s－1。  C　解析：因为SO3的浓度增加了0.4 mol·L－1，所以O2的浓度必定减少了0.2 mol·L－1，Δt＝＝5 s。 2．反应4A(s)＋3B(g)2C(g)＋D(g)，经2 min，B的浓度减少了0.6 mol·L－1。对此反应速率的正确表示是(　　) 解析：(1)达到平衡时，A、B、C、D改变的物质的量分别为2 mol、1 mol、2 mol、0 mol，且A、B的物质的量减少，应为反应物；C的物质的量增加，应为生成物；D的物质的量不变，反应中先减少后增加，为催化剂，根据物质的量的变化之比等于化学计量数之比，则反应的化学方程式为2A＋B2C。(2)根据速率计算公式得到化学反应速率。 答案：(1)2A＋B2C (2)0.25 mol·L－1·min－1 (2)在新型催化剂RuO2的作用下，使HCl转化为Cl2的反应为2HCl(g)＋O2(g)===H2O(g)＋Cl2(g)。一定条件下测得反应过程中n(Cl2)的数据如下： (3)在容积为1.00 L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g)2NO2(g)，如图所示。 解析：(1)吸氢速率v＝＝30 mL·g－1·min－1。(2)2.0～6.0 min，Δn(Cl2)＝5.4×10－3 mol－1.8×10－3 mol＝3.6×10－3 mol，v(Cl2)＝＝9.0×10－4 mol·min－1，v(HCl)＝2v(Cl2)＝2×9.0×10－4 mol·min－1＝1.8×10－3 mol·min－1。(3)由题意及图示知，0～60 s时 N2O4消耗的浓度Δc(N2O4)＝0.100 mol·L－1－0.040 mol·L－1＝0.060 mol·L－1，v(N2O4)＝＝0.001 0 mol·L－1·s－1。 根据图像观察各物质是否最终共存(即是否有物质反应完)，从而判断该反应是否为可逆反应，确定在化学方程式中用“===”还是“”。 氨是化肥工业和基本有机化工的主要原料，农业上广泛采用的尿素、硝酸铵、硫酸铵等固体氮肥和磷酸铵、硝酸磷肥等复合肥料，都是以合成氨加工生产为主合成的。合成氨反应的化学方程式为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。 2．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 D　解析：同一化学反应中，在单位相同条件下，化学反应速率与其化学计量数的比值越大，该反应速率越快，①＝ mol·L－1·s－1＝0.45 mol·L－1·s－1，②＝ mol·L－1·s－1＝0.2 mol·L－1·s－1，③＝ mol·L－1·s－1＝0.2 mol·L－1·s－1，④＝ mol·L－1·s－1＝0.225 mol·L－1·s－1，所以其反应速率快慢关系为①＞④＞②＝③。 4．不同温度下，在两个密闭容器中同时进行化学反应：2A(g)＋3B(g)  2C(g)＋D(g)，1 min内甲容器中消耗掉2 mol A物质，乙容器内消耗6 mol A物质，则两容器内的反应速率大小关系为(　　) D　解析：化学反应速率是用单位时间内反应物或反应产物的物质的量浓度变化来表示的。根据v＝，本题中未指明两容器容积的大小，故无法知道浓度大小，不能确定反应速率的相对大小。 C　解析：反应20 min时，过氧化氢的浓度变为0.40 mol·L－1，说明分解的过氧化氢的物质的量n(H2O2)＝(0.80－0.40)mol·L－1×0.05 L＝0.02 mol，过氧化氢分解生成的氧气的物质的量n(O2)＝0.01 mol，标准状况下的体积V＝n·Vm＝0.01 mol×22.4 L·mol－1＝0.224 L＝224 mL，A正确；20～40 min，消耗过氧化氢的浓度为(0.40－0.20) mol·L－1＝0.20 mol·L－1，则这段时间内的平均速率v＝＝＝0.010 mol·L－1·min－1，B正确；随着反应的不断进行，过氧化氢的浓度不断减小，某一时刻分解的过氧化氢的量也不断减小，故第30 min时的瞬时速率大于第50 min 时的瞬时速率，C错误；I－在反应中起到催化的作用，故也可以利用过氧化氢分解酶或Fe2O3代替I－，D正确。 $