新疆高二化学上学期课时作业（人教版选择性必修一第二章第一节）

作业大赛---化学反应速率 一、作品基础信息 项目 填写内容 作品名称 【化学反应速率】 学段学科 【高中】【化学】 适用年级 【高二年级】 教材版本 【人教版】 对应内容 【化学反应原理---化学反应速率】 作业类型 【课后作业】 完成时长 总时长__分钟 设计者 【刘萍】 二、设计背景与意图 1. 课标与教材分析 · 课标要求：本作业对应的学科核心素养是变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知，需达成水平2学业质量标准，能定量描述化学反应速率，利用速率与化学计量数的关系进行简单计算，能结合真实生产情境分析反应快慢。 · 教材地位：本节课是化学反应原理模块第二章的开篇内容，承接必修阶段定性认识化学反应快慢，开启从定量角度研究化学反应的学习。核心概念：化学反应速率定义、表达式、单位；核心方法：利用速率之比等于化学计量数之比进行换算；帮助学生建立“化学反应有快慢、可定量测定”的观念，为后续学习影响速率因素、化学平衡、化工条件调控奠定基础。 · 教学重难点：重点是化学反应速率的含义、表达式与相关计算，掌握速率之比等于化学计量数之比的规律；难点是不同物质反应速率的换算、不同单位速率的大小比较，区分平均反应速率与瞬时速率。 2. 学情分析 维度 具体描述 已有基础 学生在必修阶段已经定性认识化学反应存在快慢差异，能够依靠实验现象判断反应快慢，掌握物质的量浓度相关基础计算，具备初步定量分析的能力。 现有困惑 学生容易混淆平均反应速率与瞬时速率，速率单位换算容易出错；不能够熟练运用速率之比等于化学计量数之比，完成不同物质间速率换算；遇到陌生生产情境时，提取有效数据、构建计算模型的能力不足。 差异分析 班级内学生学习水平分层明显，基础薄弱学生仅能套用公式完成简单计算；中等学生可以完成多物质之间的速率换算；学有余力的优等生，需要真实化工类情境任务，进一步锻炼信息提取与综合分析能力。 3. 设计意图 本课时作业立足高二学生认知规律，依据新课标素养导向要求，采用基础巩固、能力提升、综合应用三层梯度化设计，适配不同层次学生的学习需求。作业以化学反应速率核心概念为依托，层层落实速率表达式的规范应用、定量计算及不同物质速率的比例换算，引导学生跳出机械公式套用，从微观活化分子、有效碰撞的本质视角理解浓度、温度、压强等外界条件对反应速率的调控规律，构建“宏观现象—微观机理—定量计算”的完整思维模型。同时，本作业融入新疆本地生活场景与现代煤化工工业真实情境，将抽象的速率理论与区域特色产业生产实际相结合，让学生在解决真实生产问题的过程中体会化学反应速率调控在新疆能源加工、化工生产、本土物产加工中的实际价值，有效实现知识迁移应用，既夯实基础知识、突破重难点易错点，又培养学生利用化学原理分析、解决真实工业生产问题的综合能力，真正落实因材施教与学科核心素养的育人目标。 三、作业目标 目标维度 编号 具体目标 对应核心素养 评价证据 知识理解 A 识记化学反应速率定义、表达式、单位，复述活化分子、有效碰撞概念，辨析外界条件对反应速率影响的微观原理 变化观念与平衡思想 选择题、填空题作答正确率，概念辨析正误 能力运用 B 运用定量计算、有效碰撞模型方法/策略解决速率换算、速率大小比较、工业情境速率分析问题 证据推理与模型认知 计算过程书写、解题模型选用是否合理 思维发展 C 比较、概括、推理、评价、创新分析不同条件下反应速率变化，结合新疆煤化工生产情境解释调控反应速率的思路 证据推理与模型认知 情境题推理逻辑、文字说理的严谨性 情感态度 D 认同化学服务地方产业文化价值，形成利用化学原理调控生产、绿色化工意识或习惯 科学态度与社会责任 课后反思、情境题作答体现的学科价值认知 四、作业内容与目标对应表 题号 题型 题目概要 对应作业目标编号 设计意图 参考答案/评价要点 1 选择题 考查化学反应速率的计算、时间单位换算，利用速率之比等于化学计量数之比进行不同物质速率换算 A 落实反应速率计算公式记忆，掌握同一反应中速率之比等于化学计量数之比，熟练进行不同物质反应速率换算，搭建定量计算的理论基础 浓度变化计算无误；能利用化学计量数，正确换算不同物质的反应速率 2 选择题 考查不同物质表示的反应速率大小比较，包含时间单位换算，利用速率之比等于化学计量数之比换算统一标准进行判断 A、B 落实反应速率与化学计量数比例关系，强化时间单位 min 与 s 的转换，掌握将不同物质速率换算为同一物质速率的解题方法，熟练比较反应速率相对大小 能先统一时间单位，再依据化学计量数完成速率换算，统一基准后准确判断反应速率大小 3 选择题 考查外界条件（温度、压强、固体、惰性气体）对化学反应速率的影响，区分活化分子数目与活化分子百分数 A、C 辨析温度、容器体积、固体反应物、惰性气体等条件对反应速率的影响本质，理清活化分子相关概念，规避常见易错点 能准确判断条件改变对反应速率的影响，分清活化分子数目和活化分子百分数两个概念，辨别干扰选项 4 选择题 考查从图像中读取数据判断反应物与生成物、依据变化量之比书写化学方程式、计算平均反应速率，并辨析化学平衡状态的特征。 B 落实 "证据推理与模型认知" 素养，训练学生从物质的量 — 时间图像中提取定量信息，建立 "变化量之比＝化学计量数之比" 的模型 借助图像获取各物质的物质的量变化量，利用变化量之比等于化学计量数之比、反应速率公式、可逆反应动态平衡特点进行分析判断；能准确读取图像信息，合理选用反应速率模型即可得分。 5 选择题 在容积固定的密闭容器中，给出反应起始和一段时间后 X、Y、Z 的物质的量，求化学计量数m、n的值。 B 运用定量计算策略，利用反应中物质的量变化量之比等于化学计量数之比解决速率相关计算问题，检验解题模型选用是否合理。 利用化学反应中，各物质物质的量变化量之比等于化学计量数之比的规律分析；能够正确计算反应前后各物质的物质的量改变量，选用合适模型完成推导即可得分。 6 选择题 以新疆盐湖特色化工产业为情境，结合总反应与分步反应历程，区分慢反应、快反应，判断反应速率、中间产物、温度对速率影响、活化能相关描述正误 A、D 识记基元反应、决速步骤、活化能等概念，辨析中间产物；结合新疆盐湖化工产业，体会化学服务地方产业的价值，树立利用化学反应原理优化生产、发展绿色化工的意识 利用分步反应中慢反应为决速步、中间产物特点、温度浓度对速率的影响、焓变与活化能的关系进行判断；能识别中间产物，掌握外界条件对反应速率的影响，理解放热反应活化能的大小关系，感受化学在地方化工生产中的应用价值即可得分。 7 选择题 以新疆煤化工煤制甲醇为情境，结合生产实际，判断调控化学反应速率的措施是否合理 A、D 结合新疆本地煤化工工业情境，考查浓度、接触面积、催化剂、温度对化学反应速率的影响，学会从工业生产角度分析反应速率调控思路，体会化学服务地方产业的价值，树立绿色化工生产意识 依据影响反应速率的因素分析生产调控方案；能够辨析温度、浓度、固体表面积、催化剂对反应速率的影响，区分速率变化与生产效益的关系，认识化学原理在地方工业生产中的应用价值即可得分。 8 选择题 考查化学反应速率计算，利用 CO₂体积 - 时间图像，结合化学方程式计量关系进行速率、产物物质的量计算；掌握 V-t 图像斜率与反应速率的关系；分析碳酸钙与盐酸、硫酸反应差异，辨析微溶物对反应的影响。 A、B C、D 本题依托碳酸钙与盐酸制备二氧化碳的经典实验图像情境，分层设置选项。一方面考查化学反应速率公式、化学计量换算、图像斜率判读等基础核心知识；另一方面设置真实实验陷阱，考查微溶硫酸钙对反应的阻碍作用。引导学生结合图像证据推理，区分用不同物质表示反应速率，规避常见计算误区，落实化学核心素养。 能根据标准状况下气体体积算出物质的量，结合方程式完成反应物浓度变化与反应速率计算；能依据化学计量数准确推导生成物物质的量；能识别 V-t 图像斜率代表反应速率，比较不同阶段反应快慢；能理解微溶物覆盖固体表面会终止反应，判断替换酸后产物气体体积变化。 9 填空题 根据同一时间段内反应物、生成物的物质的量变化量之比等于化学计量数之比，确定反应方程式的计量系数。 A、B 基础定量填空题，巩固 Δn 之比等于化学计量数之比的核心规律，训练学生依据物质变化量推导化学方程式，夯实化学反应速率相关定量计算基础。 能掌握物质的量变化量与化学计量数之间的关系，准确计算比例，区分反应物与生成物，正确写出反应计量数。 10. 填空题 以创新改编的碘钟实验为载体，规避原题重复。分层考查实验方法、数据计算、条件判断与规律总结，培养学生实验探究与证据推理的核心素养。 A、B、C 以创新改编的碘钟实验为载体，规避原题重复。分层考查实验方法、数据计算、条件判断与规律总结，培养学生实验探究与证据推理的核心素养。 能熟练运用控制变量法分析实验，准确完成速率相关数据计算，掌握浓度、温度对反应速率的影响规律，并能归纳总结实验结论。 五、作业评价 维度 A（优秀） B（良好） C（待改进） 权重 得分 知识理解 基础题全对，概念精确 少量细节错误 较多基础错误 20% 能力运用 方法恰当，过程清晰，理由充分 方法基本正确 方法不当或缺失 30% 思维发展 观点明确，论证充分，有独创性 表达清楚，欠缺深度 思路混乱，缺乏证据 30% 情感态度 主动投入，积极交流，乐于协作；学习目标明确，能主动反思改进 态度端正，能按要求完成任务；基本参与合作 学习态度消极，被动完成任务，合作意识弱 20% 6、 试题详情 【试题】 一：选择题 1.在 3 L 密闭容器中进行反应：N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g)，0.5 min 后 NH₃的物质的量增加了 0.9 mol，则下列反应速率中，正确的是（ ） A. v(N₂)=0.005 mol・L⁻¹・s⁻¹ B. v(H₂)=0.03 mol・L⁻¹・s⁻¹ C. v(NH₃)=0.02 mol・L⁻¹・s⁻¹ D. v(H₂)=0.015 mol・L⁻¹・s⁻¹ 2.在 4 种不同情况下，反应 A(g) + 2B(g) ⇌ 2C(g) + D(g) 的速率分别表示如下，其中反应速率最大的是（ ） A. v(A)=0.20 mol/(L・min) B. v(B)=0.008 mol/(L・s) C. v(C)=0.40 mol/(L・min) D. v(D)=0.15 mol/(L・min) 3.某温度下，恒容密闭容器中发生反应：2A(g) + B(g)⇌C(g) + D(s)，下列说法正确的是（ ） A. 向容器中充入氦气，正、逆反应速率不变 B. 加入少量固体 D，逆反应速率变大 C. 降低温度，正反应速率减小，逆反应速率增大 D. 扩大容器体积，活化分子百分数减小，有效碰撞减少 4.一定温度下，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. 反应的化学方程式为 X(g) + Y(g) ⇌2Z(g) B. 反应开始到 10s，用Z表示的反应速率为0.3mol・L⁻¹・s⁻¹ C. 10s后，该反应停止进行 D. 反应开始到10s 时，v(X):v(Y)=1:2 5.已知反应 mX (g) + nY (g) = 2Z (g)。在容积固定的密闭容器中通入 4.0 mol X 和 5.0 mol Y，一段时间后，X、Y、Z 的物质的量分别为 2.0 mol、1.0 mol、4.0 mol。化学计量数 m 和 n 分别是（） A. m=1，n=2 B. m=1，n=1 B. m=2，n=1 D. m=2，n=2 6. 我国新疆拥有丰富的盐湖资源，盐湖化工是当地特色绿色产业，科研人员研究卤素相关反应机理，用于开发低能耗的化工制备工艺。已知反应：H₂(g) + 2BrCl (g) = 2HCl (g) + Br₂(g) ΔH=-b kJ/mol (b>0)。 其反应历程如下： ① H₂(g) + BrCl (g) = HBrCl (g) + H (g)　慢反应 ② H (g) + BrCl (g) = HCl (g) + Br (g)　快反应 ③ HBrCl (g) = HCl (g) + Br (g)　快反应 ④ Br (g) + Br (g) = Br₂(g)　快反应 下列有关该反应的说法中，不正确的是（ ） A. 增大 H₂的浓度，可加快总反应速率 B. HBrCl 是该反应的中间产物 C. 升高温度，该反应的正、逆反应速率均增大 D. 该反应正反应活化能大于逆反应活化能 7.新疆煤炭资源储量丰富，煤化工是当地重要支柱产业，化工工程师会运用化学反应速率原理调控煤制甲醇生产。利用煤制合成气（CO、H₂）制备甲醇的反应：CO (g) + 2H₂(g) ⇌ CH₃OH (g)。结合化学反应速率知识，下列调控思路不合理的是（ ） A. 将煤炭粉碎后再进行气化，增大固体接触面积，加快生成合成气的反应速率 B. 向反应容器中充入过量 H₂，提高反应物浓度，加快甲醇合成速率 C. 选用合适的催化剂，降低反应活化能，加快正、逆反应速率 D. 持续降低反应温度，减小能耗，持续提高甲醇的生成速率 8.某学习小组用纯净的 CaCO₃ 与 100 mL 稀盐酸反应，通过测定 CO₂ 的体积（标准状况）研究反应速率的变化，结果如图所示。下列说法正确的是（ ）。 A. OE 段，用 HCl 浓度变化表示的平均反应速率为 0.2 mol・L⁻¹・min⁻¹ B. 反应进行到 2 min 时，溶液中生成 CaCl₂ 的物质的量为 0.06 mol C. OE、EF、FG 三段中，FG 段的反应速率最大 D. 若将稀盐酸换成等体积、等浓度的稀硫酸，最终产生 CO₂ 的体积不变 A. OE 段，用 HCl 浓度变化表示的平均反应速率为 0.2 mol・L⁻¹・min⁻¹ B. 反应进行到 2 min 时，溶液中生成 CaCl₂ 的物质的量为 0.06 mol C. OE、EF、FG 三段中，FG 段的反应速率最大 D. 若将稀盐酸换成等体积、等浓度的稀硫酸，最终产生 CO₂ 的体积不变 二：填空题 9.将等物质的量的 A、B、C、D 四种物质混合，发生反应 aA+bB⇌cC+dD，反应进行一段时间后，测得 A 减少了 2n mol，B 减少了 n mol，C 增加了 2n mol，D 增加了 3n mol，则 a= 、b= 、c= 、d= 。 10.某化学社团开展化学反应速率探究实验 为探究溶液离子反应的快慢规律，社团利用淀粉显色计时实验进行探究，反应原理： 3I⁻ + S₂O₈²⁻ = I₃⁻ + 2SO₄²⁻ 实验中向体系中加入微量淀粉溶液，反应生成的 I₃⁻能使溶液变为蓝色。实验通过记录溶液刚出现蓝色的时间判断反应速率，变色时间越短，化学反应速率越快。实验恒定温度为 20 ℃，控制其他条件相同，测得实验数据如下： 实验编号 ① ② ③ ④ ⑤ c(I⁻)/(mol·L⁻¹) 0.050 0.100 0.100 0.150 0.100 c(S₂O₈²⁻)/(mol·L⁻¹) 0.050 0.050 0.100 0.050 0.150 显色时间 t/s 100.0 50.0 25.0 t₁ t₂ 本实验通过显色时间长短比较反应速率快慢，该研究方法属于________（填 “定性” 或 “定量”）的实验思路；实验过程中必须保持恒定的无关变量是________（写一条）。 根据实验数据规律计算，实验④的显色时间 t₁= s（保留 1 位小数）。 若将实验②体系升温至 30 ℃进行实验，其他条件不变，推测显色时间变化为（填 “变长”“变短” 或 “不变”）。 (4) 根据整套实验规律总结：在一定温度下，________可加快该离子反应的反应速率。 七、答案与解析 1、 【答案】D 【解析】 0.5min=30s Δc(NH₃)=0.9mol÷3L=0.3mol・L⁻¹ v(NH₃)=Δc/Δt=0.3 mol・L⁻¹/30s=0.01 mol・L⁻¹・s⁻¹ 速率之比=化学计量数之比：v(N₂):v(H₂):v(NH₃)=1:3:2 v(H₂)=3/2 × v(NH₃)= 3/2 × 0.01 = 0.015mol・L⁻¹・s⁻¹ 2、 【答案】B 【解析】同一反应，化学反应速率之比等于化学计量数之比：v(A):v(B):v(C):v(D)=1:2:2:1 统一全部换算为 v(A)，单位统一为 mol/(L・min)，1min=60s A. v(A)=0.20mol/(L・min) B. v(B)=0.008mol/(L·s)=0.008×60=0.48 mol/(L·min) v(A)=1/2 × v(B)=1/2 ×0.48=0.24 mol/(L·min) C. v(A)=1/2 × v(C)=1/2 ×0.40=0.20 mol/(L·min) D. v(A)=v(D)=0.15 mol/(L·min) 比较大小：0.24＞0.20=0.20＞0.15，B 对应的反应速率最大。 3、 【答案】A 【解析】A：恒容体系充入氦气，各气体组分浓度不变，反应速率不变。 B：D 是固体，固体用量不影响化学反应速率。 C：降低温度，正、逆反应速率同时减小。 D：扩大容器体积，气体浓度降低，单位体积活化分子数减少，但活化分子百分数保持不变。 4、 【答案】A 【解析】0~10 s： Δn (X)=3-1=2 mol，Δn(Y)=2.5-0.5=2 mol，Δn(Z)=4-0=4 mol Δn (X):Δn (Y):Δn (Z)=2:2:4=1:1:2，方程式 X(g)+Y(g)⇌2Z(g) A 方程式计量数正确，A正确。 B：v(Z)=Δn/(V・Δt)=4 mol÷(2 L×10 s)=0.2 mol・L⁻¹・s⁻¹，B错。 C 10s达平衡，是动态平衡，正逆反应持续进行，不会停止，C错。 D 速率之比等于计量数之比，v (X):v (Y)=1:1，D错。 5、 【答案】A 【解析】 mX (g) + nY (g) = 2Z (g) 起始 (mol)： 4.0 5.0 0 转化 (mol)：2.0 4.0 4.0 终态 (mol)： 2.0 1.0 4.0 转化量之比等于化学计量数之比： m:n:2 = 2.0:4.0:4.0 = 1:2:2 所以 m=1，n=2，答案选 A。 6、 【答案】D 【解析】A：H₂参与慢反应（决速步骤），增大 H₂的浓度，决速步反应速率加快，总反应速率随之加快，A 正确。 B：HBrCl 在反应历程中先产生，后续反应又被消耗，属于反应的中间产物，B 正确。 C：升高温度，活化分子百分数增大，有效碰撞几率提升，该反应的正、逆反应速率均增大，C 正确。 D：该反应 ΔH＜0，为放热反应，ΔH = 正反应活化能−逆反应活化能，因此正反应活化能小于逆反应活化能，D 错误。 7、 【答案】D 【解析】A：将煤炭粉碎，增大固体反应物接触面积，有效碰撞机会增多，可以加快气化反应速率，A 正确。 B：增大反应物 H₂的浓度，单位体积活化分子数目增加，有效碰撞频率提高，甲醇合成的反应速率加快，B 正确。 C：催化剂能够降低反应的活化能，同等程度加快正反应和逆反应的速率，C 正确。 D：降低温度，活化分子百分数减小，正、逆反应速率都会减小，甲醇的生成速率降低，D 错误。 8、 【答案】D 【解析】A：OE 段 ΔV (CO₂)=224 mL=0.01 mol，由 CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O 得 Δn (HCl)=0.02 mol，Δc (HCl)=0.02 mol÷0.1 L=0.2 mol/L，v (HCl)=0.2 mol/L÷1 min=0.2 mol·L⁻¹·min⁻¹。A正确 B（错误）：2 min 时 V (CO₂)=672 mL=0.03 mol，n (CaCl₂)=n (CO₂)=0.03 mol，不是 0.06 mol。 C（错误）：三段斜率（即速率）：EF 段 448 mL/min > OE 段 224 mL/min > FG 段 112 mL/min，EF 段最快，不是 FG 段。 D（错误）：稀硫酸与 CaCO₃ 反应生成微溶的 CaSO₄，会覆盖在 CaCO₃ 表面阻止反应继续进行，最终产生 CO₂ 的体积减小，不是不变。 9、 【答案】2；1；2；3 【解析】同一时间段内，化学反应各物质的物质的量变化量之比等于化学计量数之比。 Δn (A):Δn (B):Δn (C):Δn (D)=2n:n:2n:3n = 2:1:2:3，因此 a=2，b=1，c=2，d=3。 10.【答案】 (1) 定量；淀粉溶液用量（合理即可） (2) 33.3 (3) 变短 (4) 增大反应物的起始浓度 【解析】(1) 定量；淀粉溶液用量（合理即可） 解析：借助测量时间的数值比较反应快慢，属于定量研究；淀粉用量、溶液总体积、搅拌速度等均为无关变量，需要保持不变，防止干扰实验结果。 (2) 33.3 解析：由表格可知，温度不变时，显色时间 t 与 c (I⁻)・c (S₂O₈²⁻) 乘积成反比。实验①：c (I⁻)=0.050，c (S₂O₈²⁻)=0.050，t=100.0 s；实验④：c (I⁻)=0.150，c (S₂O₈²⁻)=0.050，（0.050×0.050）:（0.150×0.050）=t₁:100 t₁≈33.3 s (3) 变短 解析：升高温度，活化分子百分数增大，有效碰撞概率提升，化学反应速率加快，溶液更快变蓝，显色时间变短。 (4) 增大反应物的起始浓度 解析：对比①②、②③组数据，保持一种离子浓度不变，增大另一种反应物浓度，显色时间缩短，反应速率加快。 学科网（北京）股份有限公司 $