2022届高中化学新教材同步选择性必修第一册 第2章 第一节 第1课时 化学反应速率.docx

1、2022 高中化学新教材同步讲义资料 第一节第一节化学反应速率化学反应速率 第第 1 课时课时化学反应速率化学反应速率 核心素养发展目标1.变化观念：了解化学反应速率的概念及其表示方法，形成不同的反应可用不 同的方法来表示化学反应速率的变化观念。2.证据推理：根据化学反应速率的测定原理设计实验，学会化 学反应速率的测定方法，通过对比的方法，发展基于变量关系的证据推理素养。 一、化学反应速率及其测定 1化学反应速率的概念及其表示方法 2化学反应速率的测定 (1)测定原理 利用与化学反应中任何一种化学物质的浓度相关的可观测量进行测定。 (2)测定方法 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：如反应体系颜色的变化。在溶液中，当反应物或生成物本身有较明显的颜色时，可 利用颜色变化和显色物质与浓度变化间的比例关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。 (1)化学反应方程式中，任何一种物质均可用 vc t求出该物质表示的化学反应速率( ) (2)化学反应速率指的是某时刻的瞬时速率() (3)化学反应速率越大，化学反应的现象越明显() (4)同一化学反应中，不同物质表示的化学反应速率可能数值不同，但表示的意义(快慢)相同 () (5)化学反应速率为 0.6 molL 1min1是指 1 min 时某物质的浓度为 0.6 molL1( ) 答案(1)(2)(3)(4)(5) 20

3、22 高中化学新教材同步讲义资料 反应：4A(s)3B(g)2C(g)D(g) (1)完成下列表格，并计算该反应的化学反应速率 BCD 起始浓度1 molL 1 00 浓度变化量0.6 molL 1 0.4 molL 1 0.2 molL 1 2 min 末0.4 molL 1 0.4 molL 1 0.2 molL 1 v(B)0.3 molL 1min1； v(C)0.2 molL 1min1； v(D)0.1 molL 1min1。 (2)根据以上数据，思考对于同一反应，用不同物质表示的反应速率的数值相同吗？与化学计量数之间 有什么关系？ 答案用不同物质表示的反应速率的数值可能不同。反应

4、速率的数值之比等于化学计量数之比。 (3)有同学根据(2)中结论求出了 A 表示的反应速率是 0.4 molL 1min1，你认为是否正确，原因是什 么？ 答案不正确，固体或纯液体在反应中认为浓度不变，所以不能用固体、纯液体的浓度变化来表示化 学反应速率。 (4)以上所求的反应速率是 2 min 末时的瞬时速率吗？ 答案不是，是 2 min 内的平均速率。 2022 高中化学新教材同步讲义资料 二、化学反应速率的计算和比较 1化学反应速率的计算 (1)公式法： vc t n Vt 特别提醒如果题目中给出的是物质的量，在计算速率时应先除以体积，转化为浓度的变化量。 浓度的变化量cc(某时刻)c(

5、初始) 所以一般c(反应物)为负值，c(生成物)为正值， 而 v 是标量，只有正值，所以在计算反应速率时， v(反应物)c反应物 t v(生成物)c生成物 t (2)运用同一反应中“速率之比等于化学计量数之比”的规律进行计算。 对于一个化学反应：mAnB=pCqD，v(A)cA t ，v(B)cB t ，v(C)cC t ， v(D)cD t ，且有：vA m vB n vC p vD q 。 (3)“三段式”法 求解化学反应速率计算题的一般步骤： a写出有关反应的化学方程式； b找出各物质的起始量、转化量、某时刻量；转化量之比等于化学计量数之比； c根据已知条件列方程计算。 反应：mA(g)

6、nB(g)pC(g) 起始浓度/molL 1 abc 转化浓度/molL 1 x nx m px m 某时刻(t s)浓度/molL 1 axbnx m cpx m 再利用化学反应速率的定义式求算 v(A)x t molL 1s1； v(B)nx mt molL 1s1； v(C)px mt molL 1s1。 计算中注意以下量的关系。 对反应物：c(起始)c(转化)c(某时刻)； 对生成物：c(起始)c(转化)c(某时刻)； 2022 高中化学新教材同步讲义资料 转化率c转化 c起始100%。 2化学反应速率的比较方法 (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

7、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：KNa。 (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。 1根据 ct 图像确定化学方程式及速率 T 时，在 0.5 L 的密闭容器中，反应过程中 A、B、C 的浓度变化如图所示： (1)10 s 内 v(B)。 (2)该反应的化学方程式为。 答案(1)0.06

8、 molL 1s1 (2)A3B2C 解析(1)由图像知，v(B)0.70.1 molL 1 10 s 0.06 molL 1s1。 (2)由图像计算出c(A)c(B)c(C)0.20.60.4132，故化学方程式为 A3B2C。 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 v(A)0.15 molL 1min1 v(B)0.01 molL 1s1 v(C)0.40 molL 1min1 v(D)0.45 molL 1min1 则该反应在不同情况下进行的快慢顺序为。 答案 解析方法一：将以不同物质表示的反应速率换算为用同一物质同一单位表示的速率，再比较速率数

9、 值的大小。若以物质 A 为标准，根据用不同物质表示同一反应的速率时，速率之比等于各物质的化学计量 数之比，将的反应速率换算为用物质 A 表示的反应速率，则有： 2022 高中化学新教材同步讲义资料 v(A)1 3v(B) 1 30.01 molL 1s160 smin10.20 molL1min1 v(A)1 2v(C) 1 20.40 molL 1min10.20 molL1min1 v(A)1 2v(D) 1 20.45 molL 1min10.225 molL1min1 故反应在不同情况下进行的快慢顺序为。 方法二：首先将反应速率单位统一为 molL 1min1，则v(B)0.60 m

10、olL1min1，然后根据反应速 率与对应物质化学计量数之比的大小进行判断。由化学方程式 A(g)3B(g)2C(g)2D(g)得出： vA 1 0.15 molL 1min1 vB 3 0.20 molL 1min1 vC 2 0.20 molL 1min1 vD 2 0.225 molL 1min1 故反应在不同情况下进行的快慢顺序为。 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，定系数 由图像计算各物质在相同时间内的浓度(或物质的量)的变化量，从而确定各物质的化学计量数。 (3)看

11、是否共存，定符号 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 方程式中用“=”还是“”。 随堂演练知识落实 1在反应 N23H22NH3中，经过一段时间后，NH3的浓度增加了 0.6 molL 1，在此段时间内用 H2表示的平均反应速率为 0.45 molL 1s1，则此段时间是( ) A1 sB2 sC44 sD1.33 s 答案B 解析已知用 H2表示的平均反应速率为 0.45 molL 1s1，则用 NH3表示的平均反应速率为 v(NH3) 2 3v(H 2)2 30.45 molL 1s10.3 molL1s1，所以t 0.6 molL

12、1 0.3 molL 1s12 s。 2 已知 4NH3(g)5O2(g)=4NO(g)6H2O(g)， 若化学反应速率分别用 v(NH3)、 v(O2)、 v(NO)、 v(H2O)(单 位：molL 1s1)表示，则下列关系正确的是( ) 2022 高中化学新教材同步讲义资料 A.4 5v(NH 3)v(O2)B.5 6v(O 2)v(H2O) C.2 3v(NH 3)v(H2O)D.4 5v(O 2)v(NO) 答案D 解析该反应中 v(NH3)v(O2)v(NO)v(H2O)4546，根据上述关系分析选项，推知 D 项正 确。 3对于反应：4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O

13、(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() Av(NH3)0.2 molL 1s1 Bv(O2)0.24 molL 1s1 Cv(H2O)15 molL 1min1 Dv(NO)9 molL 1min1 答案A 解析首先将四个答案的单位变为相同单位，A 为 0.260 molL 1min112 molL1min1，B 为 0.2460 molL 1min114.4 molL1min1。再将四个速率都除以各自的化学计量数，比较大小。 4对于反应 3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O，在测量化学反应速率时，以下相关性质 不可以利用的是() A气

14、体的体积和体系的压强 B溶液颜色的深浅 C固体物质的体积 DH 浓度的变化 答案C 解析与化学反应中任何一种化学物质的浓度(或质量)相关的性质在测量反应速率时都可以加以利 用，包括能够直接观察的某些性质(如释放出气体的体积和体系压强)，也包括必须依靠科学仪器才能测量 的性质(如颜色的深浅)，故 A、B、D 三项可以利用。 5将 5.6 g 铁粉投入 100 mL 2 molL 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 molL 1min1 B用硫酸表示的反应速率为 0.5 molL 1min1 C用硫

15、酸亚铁表示的反应速率为 0.25 molL 1min1 D用氢气表示的反应速率为 0.5 molL 1min1 答案B 解析发生的化学反应为 FeH2SO4=FeSO4H2，溶液中浓度发生变化的只有反应物硫酸和生成 物硫酸亚铁。5.6 g Fe 的物质的量为 0.1 mol，故反应消耗 H2SO4的物质的量生成 FeSO4的物质的量0.1 2022 高中化学新教材同步讲义资料 mol，v(H2SO4)v(FeSO4) 0.1 mol 2 min0.1 L0.5 molL 1min1。 6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

16、(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 molL 1min 1。计算： (1)前 2 min 内用 Y 的浓度变化表示的反应速率为molL 1min1。 (2)化学方程式中 n 的值是。 (3)X 的转化率为。 答案(1)0.062 5(2)4(3)66.7% 解析列出三段式： 4X(g)5Y(g)=nZ(g)6W(g) 起始量/mol0.30.400 变化量/mol0.20.250.05n0.3 2 min 末量/mol0.10.150.05n0.3 (1)v(Y) 0.25 mol 2 L2 m

17、in0.062 5 molL 1min1。 (2)v(Z) 0.05n mol 2 L2 min0.05 molL 1min1， 解得 n4。 (3)X 的转化率为：0.2 mol 0.3 mol100%66.7%。 题组一化学反应速率及其数学表达式的应用 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程度的物理量 B化学反应速率的大小主要取决于反应物的性质 C化学反应速率可以用单位时间内生成某物质的浓度的多少来表示 D化学反应速率常用单位有 molL 1s1和 molL1min1 答案C 2用纯净的碳酸钙与 1 molL 1 100 mL 稀盐酸反应制取二

18、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 2022 高中化学新教材同步讲义资料 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 答案D 解析CaCO3为固体，浓度不变化。 3 (2019广东深圳耀华实验学校月考)氨分解反应在容积为 2 L 的密闭容器内进行。 已知起始时氨气的 物质的量为 4 mol,5 s 末为 2.4 mol，则用氨气表示该反应的速率为() A0.32 molL 1s1 B0.16 mo

19、lL 1s1 C1.6 molL 1s1 D0.8 molL 1s1 答案B 解析v(NH3)42.4mol 2 L5 s 0.16 molL 1s1，所以 B 项正确。 4反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)经一段时间后，SO3的浓度增加了 0.4 molL 1，在这段时间内用 O2表示的反应速率为 0.04 molL 1min1，则这段时间为( ) A5 sB10 sC300 sD600 s 答案C 解析该段时间内 SO3的浓度增加了 0.4 molL 1，根据化学方程式可知，在相同时间内O2的浓度减少了 0.2 molL 1，所以由公式 vc t可知，t c v 0.2 molL

20、 1 0.04 molL 1min15 min300 s。 题组二化学反应速率与化学计量数关系的应用 5在一个密闭容器中，盛有 N2和 H2，它们的起始浓度分别是 1.8 molL 1和 5.4 molL1，在一定条 件下反应生成 NH3,10 min 后测得 N2的浓度是 0.8 molL 1，则在这 10 min 内 NH3的平均反应速率是( ) A0.1 molL 1min1 B0.2 molL 1min1 C0.3 molL 1min1 D0.6 molL 1min1 答案B 解析v(N2)1.8 molL 10.8 molL1 10 min 0.1 molL 1min1，v(NH3)

21、2v(N2) 0.2 molL 1min1。 6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() Av(X)0.05 molL 1min1 Bv(Y)0.10 molL 1min1 Cv(Z)0.10 molL 1min1 Dv(W)0.10 molL 1s1 2022 高中化学新教材同步讲义资料 答案C 解析依题意，v(Y) 0.5 mol 2 L5 min0.05 molL 1min1，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)3122，故

22、v(X) 0.15 molL 1min1，v(Z)v(W)0.10 molL1min1，C 项正确。 7(2019佛山高二检测)把 X 气体和 Y 气体混合于 2 L 容器中使它们发生如下反应：3X(g) Y(g)nZ(g)2W(g)。5 min 末已生成 0.2 mol W，若测知以 Z 的浓度变化表示的平均反应速率为 0.01 molL 1min1，则上述反应中 Z 气体的化学计量数 n 的值是( ) A1B2C3D4 答案A 解析根据公式 v n Vt计算，5 min 内 W 的平均反应速率 v(W)0.02 molL 1min1，利用各物质的 反应速率之比等于其化学计量数之比， 已知用

23、 Z 的浓度变化表示的平均反应速率为 0.01 molL 1min1， 则 v(Z)v(W)0.01 molL 1min10.02 molL1min1n2，所以 n1。 8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() A2A3B=2CBA3B=2C C3AB=2CDAB=C 答案A 解析根据 2v(B)3v(A)3v(C)可知，v(A)v(B)v(C)232，A 项正确。 题组三化学反应速率大小比较 9(2019甘肃武威第十八中学高二月考)反应

24、 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() Av(A)0.05 molL 1s1 Bv(B)0.06 molL 1min1 Cv(C)0.04 molL 1s1 Dv(D)0.03 molL 1s1 答案A 解析判断反应速率的大小时，可将每个物质的速率除以该物质在方程式中的化学计量数，再进行比 较。vA 1 0.05molL 1s1，vB 3 0.06 molL 1min1 3 0.001 molL 1s1 3 0.0003 mol L 1s1，vC 2 0.02 molL 1s1，vD 2 0.015 molL 1s

25、1，所以 A 项符合题意。 10在四个不同的容器中，在不同的条件下进行合成氨反应。根据在相同时间内测定的结果判断，生 成氨最快的是() Av(H2)0.3 molL 1min1 Bv(N2)0.2 molL 1min1 2022 高中化学新教材同步讲义资料 Cv(NH3)0.25 molL 1min1 Dv(H2)0.4 molL 1min1 答案B 解析对于反应 N2(g)3H2(g)2NH3(g)，以氢气的反应速率为标准进行判断。A 项，v(H2)0.3 molL 1min1； B 项， v(N2)0.2 molL1min1， 反应速率之比等于化学计量数之比， 所以 v(H2)0.6 mo

26、lL 1min1； C 项， v(NH3)0.25 molL1min1， 反应速率之比等于化学计量数之比， 所以 v(H2)0.375 molL 1min1；D 项，v(H2)0.4 molL1min1。所以反应速率最快的是 B 项。 11在不同条件下分别测得反应 2SO2(g)O2(g) 催化剂 2SO3(g)的化学反应速率，其中表示该反应进 行最快的是() Av(SO2)4 molL 1min1 Bv(O2)3 molL 1min1 Cv(SO3)0.1 molL 1s1 Dv(O2)0.1 molL 1s1 答案D 解析统一单位后，根据反应速率之比等于化学计量数之比，将不同物质表示的反应

27、速率换算成同一 种物质表示的反应速率，比较数值大小可知选 D。 题组四化学反应速率图像分析 12一定温度下，在 0.5 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下图所 示，10 s 时达到化学平衡状态。则从反应开始到 10 s 末的反应速率用 X 表示是() A0.08 molL 1s1 B0.30 molL 1s1 C0.16 molL 1s1 D0.32 molL 1s1 答案C 解析根据图像可知从反应开始到 10 s 末 X 的物质的量减少了(1.20.4) mol0.8 mol， 浓度变化量是 0.8 mol 0.5 L 1.6 molL 1，则反应速率是1.

28、6 molL 1 10 s 0.16 molL 1s1。 13.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() 2022 高中化学新教材同步讲义资料 AX3Y2Z0.1 molL 1min1 B2XY2Z0.1 molL 1min1 CX2YZ0.05 molL 1min1 D3XY2Z0.05 molL 1min1 答案D 解析由图像可以看出，反应中 X、Y 的物质的量减少，应为反应物，Z 的物质的量增多，应为生成 物，当反应进行到 2 min 时，n(X)0.3 mol，

29、n(Y)0.1 mol，n(Z)0.2 mol，则n(X)n(Y)n(Z) 312，参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比，则该反应的化学方程式为 3X Y2Z；反应开始至 2 min 末，Z 的平均反应速率 v(Z) 0.2 mol 2 L 2 min 0.05 molL 1min1，故 D 项正确。 14根据反应：4FeS211O2= 高温 2Fe2O38SO2，试回答下列问题。 (1)常选用哪些物质来表示该反应的化学反应速率(填化学式)。 (2)当生成 SO2的速率为 0.64 molL 1s1时，则氧气减少的速率为 。 (3)若测得 4 s 后 O2的浓度为 2.8 molL

30、1，此时间内 SO2的反应速率为 0.4 molL1s1，则开始时氧气 的浓度为。 答案(1)SO2、O2(2)0.88 molL 1s1 (3)5.0 molL 1 解析(1)一般不用固体和纯液体来表示反应速率，所以可用 O2、SO2来表示该反应的反应速率。 (2)不同物质表示的反应速率和方程式中对应化学计量数成正比，所以氧气减少的速率为 0.64 molL 1s111 8 0.88 molL 1s1。 (3)SO2的反应速率为0.4molL 1s1， 则氧气表示的速率为0.4molL1s111 8 0.55molL 1s1， 所以氧气 的变化浓度为0.55molL 1s14 s2.2mol

31、L1， 则开始时氧气的浓度为2.8molL12.2 molL15.0 molL 1。 15(2019山东青岛二中期中)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 molL 1min1。 试回答下列问题： (1)5 min 末 A 的物质的量浓度为。 2022 高中化学新教材同步讲义资料 (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

32、应速率如下： v(A)5 molL 1min1 v(B)6 molL 1min1 v(C)4.5 molL 1min1 v(D)8 molL 1min1 其中反应速率最快的是(填序号)。 答案(1)1.5 molL 1 (2)0.2 molL 1min1 (3)2(4) 解析由题干信息可得： A(g)2B(g)3C(g)nD(g) 起始量/mol460 变化量/mol123 5 min 末/mol343 (1)据以上分析可知，5 min 末 A 的物质的量浓度为3 mol 2 L 1.5 molL 1。(2)据以上分析可知，5 min 内 用 B 表示的化学反应速率 v(B)cB t 2 mo

33、l 2 L5min0.2 molL 1min1。(3)根据同一反应中、同一时间段 内，各物质的反应速率之比等于化学计量数之比，则 v(B)v(D)0.2 mol L 1min10.2 molL1min12n，n2。(4)把所有速率都换算成用 A 表示的反应速率：v(A) 5 molL 1min1；由 v(B)6 molL1min1可知 v(A)3 molL1min1；由 v(C)4.5 molL1min1可 知 v(A)1.5 molL 1min1；由 v(D)8 molL1min1可知 v(A)4 mol L 1min1，综上所述，反应速率最快的是。 16某温度时，在 2 L 容器中，X、Y

34、、Z 三种物质的物质的量随时间的变化关系曲线如图所示。 (1)由图中的数据分析，该反应的化学方程式为。 (2)反应开始至 2 min、5 min 时 Z 的平均反应速率为、。 (3)5 min 后 Z 的生成速率(填“大于”“小于”或“等于”)5 min 末 Z 的生成速率。 答案(1)3XY2Z (2)0.05 molL 1min1 0.04 molL 1min1 (3)等于 2022 高中化学新教材同步讲义资料 解析(1)根据图示，5 min 时，X 减少了 0.6 mol，Y 减少了 0.2 mol，Z 生成了 0.4 mol，故 X、Y、Z 的物质的量变化量之比为 312，因 5 min 后三者共存，故反应的化学方程式为 3XY2Z。 (2)根据图中数据，依据反应速率计算公式可计算出反应速率，需注意 Z 的初始物质的量是 0.1 mol。 (3)5 min 后 Z 的物质的量不再变化，反应速率相等。