6.2.1化學反應(yīng)的速率高一化學教學講與練（人教版2019）(原卷版)

第六章化學反應(yīng)與能量第二節(jié)化學反應(yīng)的速率與限度第1課時化學反應(yīng)的速率課程標準核心素養(yǎng)目標1.了解化學反應(yīng)速率的概念和表示方法，并能進行簡單計算。2.理解影響化學反應(yīng)速率的因素及規(guī)律，并能合理解釋生產(chǎn)、生活中的相關(guān)化學現(xiàn)象。3.學會運用變量控制研究影響化學反應(yīng)速率的方法。1.證據(jù)推理與模型認知：能通過“三段式”來計算化學反應(yīng)速率，培養(yǎng)學生“證據(jù)推理和模型認知”的學科素養(yǎng)。2.科學探究與創(chuàng)新意識：通過實驗探究影響化學反應(yīng)速率的因素，能運用變量控制的方法探究影響化學反應(yīng)速率的因素。一、化學反應(yīng)速率及其表示方法1.化學反應(yīng)速率概念及表示方法（1）意義：衡量化學反應(yīng)過程進行的物理量。（2）表示：用單位時間內(nèi)濃度的減小或濃度的增大表示。（3）公式：v（A）＝（4）單位：mol·L－1·min－1或mol·L－1·s－1。2.化學反應(yīng)速率的計算（1）Δt表示某一時間段，故化學反應(yīng)速率是平均速率，而非瞬時速率。（2）表示化學反應(yīng)速率時，必須指明具體的物質(zhì)，因為同一化學反應(yīng)，用不同的物質(zhì)表示反應(yīng)速率，其數(shù)值可能不同。例如，化學反應(yīng)N2＋3H22NH3，用H2表示該反應(yīng)的反應(yīng)速率時應(yīng)寫成v(H2)。（3）對于有固體或純液體參加的反應(yīng)，由于固體或純液體的濃度為一常數(shù)，即Δc＝0(無意義)，所以不用固體或純液體表示反應(yīng)速率。（4）對于一個具體的化學反應(yīng)，反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量的變化是按化學方程式中化學計量數(shù)之比進行的，所以化學反應(yīng)中各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于化學方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)之比。對于反應(yīng)aA＋bB=cC＋dD(A、B、C、D均不是固體或純液體)，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)＝Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)∶Δc(D)＝a∶b∶c∶d。（5）在同一時間內(nèi)的同一個化學反應(yīng)里，雖然用不同物質(zhì)表示的化學反應(yīng)速率不一定相同，但它們表示的意義相同，即一種物質(zhì)的化學反應(yīng)速率就代表了整個化學反應(yīng)的反應(yīng)速率。3.化學反應(yīng)速率大小的比較方法(1)歸一法：若單位不統(tǒng)一，則要換算成相同的單位；若為不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率，則要換算成同一物質(zhì)來表示反應(yīng)速率；再比較數(shù)值的大小。(2)比值法：比較化學反應(yīng)速率與化學計量數(shù)的比值，如aA(g)＋bB(g)=cC(g)＋dD(g)，比較eq\f(v(A),a)與eq\f(v(B),b)，若eq\f(v(A),a)＞eq\f(v(B),b)，則說明用A表示的化學反應(yīng)速率大于用B表示的化學反應(yīng)速率。二、影響化學反應(yīng)速率的因素1.方法引導(dǎo)——變量控制方法探究化學反應(yīng)速率的影響因素，關(guān)鍵是控制好變量，其大致步驟：2.實驗探究——外界條件對化學反應(yīng)速率的影響(1)溫度對化學反應(yīng)速率影響的探究實驗操作實驗現(xiàn)象①產(chǎn)生氣泡速率②產(chǎn)生氣泡速率③產(chǎn)生氣泡速率實驗結(jié)論對于反應(yīng)2H2O2eq\o(=,\s\up7(催化劑))2H2O＋O2↑來說，溫度升高，H2O2的分解速率(2)催化劑對化學反應(yīng)速率影響的探究實驗操作實驗現(xiàn)象①有氣泡出現(xiàn)②能產(chǎn)生氣泡③能產(chǎn)生氣泡實驗結(jié)論MnO2、FeCl3可以使H2O2分解的速率(3)濃度對化學反應(yīng)速率影響的探究實驗操作實驗現(xiàn)象裝有12%H2O2溶液的試管中先產(chǎn)生氣泡實驗結(jié)論增大反應(yīng)物濃度能使H2O2分解速率(4)探究固體反應(yīng)物表面積對化學反應(yīng)速率的影響實驗操作實驗現(xiàn)象加碳酸鈣粉末的試管內(nèi)產(chǎn)生氣泡，加塊狀碳酸鈣的試管內(nèi)產(chǎn)生氣泡實驗結(jié)論其他條件相同時，固體反應(yīng)物表面積越大，反應(yīng)速率(5)壓強對反應(yīng)速率的影響有氣體參加的反應(yīng)，改變壓強對反應(yīng)速率的影響實質(zhì)是改變體積，使反應(yīng)物的濃度改變。(1)壓縮體積或充入氣態(tài)反應(yīng)物，使壓強增大，都能化學反應(yīng)速率。(2)充入非反應(yīng)氣體對化學反應(yīng)速率的影響①恒容時：充入非反應(yīng)氣體→壓強增大，但各物質(zhì)濃度不變→反應(yīng)速率不變。②恒壓時：充入非反應(yīng)氣體→壓強不變→體積增大→各物質(zhì)濃度減小→反應(yīng)速率減慢。【歸納總結(jié)】影響化學反應(yīng)速率的因素1．影響化學反應(yīng)速率的主要因素(內(nèi)因)不同的化學反應(yīng)，具有不同的反應(yīng)速率，因此，參加反應(yīng)的物質(zhì)的性質(zhì)是決定化學反應(yīng)速率的主要因素。2．影響化學反應(yīng)速率的外界因素(外因)(1)溫度：當其他條件不變時，升高溫度，可以增大化學反應(yīng)速率；降低溫度，可以減小化學反應(yīng)速率。(2)催化劑：當其他條件不變時，使用適當?shù)拇呋瘎┩ǔＤ軜O大地加快化學反應(yīng)速率。(3)溶液的濃度：當其他條件不變時，增大反應(yīng)物的濃度，可以增大化學反應(yīng)速率；減小反應(yīng)物的濃度，可以減小化學反應(yīng)速率。①固體或純液體的濃度為常數(shù)，所以增加其用量時，化學反應(yīng)速率不變。②將固體溶于一定溶劑，能增大化學反應(yīng)速率。(4)壓強：①對無氣體參加的化學反應(yīng)，改變壓強時，化學反應(yīng)速率基本不變。如MgO＋2HCl=MgCl2＋H2O。②對有氣體參加的反應(yīng)，壓強對化學反應(yīng)速率的影響可簡化理解為壓強改變→eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(物質(zhì)濃度改度→反應(yīng)速率改變,物質(zhì)濃度不變→反應(yīng)速率不變))a．恒容時：增大壓強eq\o(→,\s\up9(引起))體積縮小eq\o(→,\s\up9(引起))反應(yīng)速率增大。b．氣體反應(yīng)體系中充入惰性氣體(不參與反應(yīng))時對反應(yīng)速率的影響恒容：充入“惰性氣體”→總壓增大→反應(yīng)物濃度不變→反應(yīng)速率不變。恒壓：充入“惰性氣體”→體積增大→反應(yīng)物濃度減小→反應(yīng)速率減小。(5)固體表面積：固體顆粒越小，其單位質(zhì)量的表面積越大，與其他反應(yīng)物的接觸面積越大，化學反應(yīng)速率越大。(6)反應(yīng)物狀態(tài)：一般來說，配成溶液或反應(yīng)物是氣體，都能增大反應(yīng)物之間的接觸面積，有利于增大反應(yīng)速率。(7)形成原電池，可以增大氧化還原反應(yīng)的反應(yīng)速率。探究一化學反應(yīng)速率的有關(guān)計算在一定條件下，向2L密閉容器中充入2molN2和4molH2發(fā)生反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，10min時測定生成NH31mol，則用N2、H2、NH3表示的平均反應(yīng)速率分別為多少？1.“三段式”解答模板①寫出有關(guān)反應(yīng)的化學方程式。②找出各物質(zhì)的起始量、轉(zhuǎn)化量、某時刻量。③根據(jù)已知條件列方程式計算。2.計算舉例反應(yīng)aA（g）+bB（g）cC（g）加入量molmn0轉(zhuǎn)化量molaxbxcx剩余量molm－axn－bxcx①反應(yīng)速率：v（A）＝；v（B）＝；v（C）＝。②反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率α（A）＝×100%。α（B）＝×100%【例1】(2023·湖南雅禮中學高一期末)將4molA和2molB在2L的容器中混合并在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)：2A（s）+B（g）2C（g）若經(jīng)2s（秒）后測得C的濃度為0.6mol·L－1，下列幾種說法，其中正確（）。A．用物質(zhì)A表示反應(yīng)的平均速率為0.3mol·L－1·s－1B．用物質(zhì)B表示的反應(yīng)平均速率為0.6mol·L－1·s－1C．2s時物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率為30%D．2s時物質(zhì)B的濃度為0.7mol·L－11.(2023·黑龍江哈爾濱三中高一期末)某溫度時，在3L密閉容器中X、Y、Z三種氣態(tài)物質(zhì)的物質(zhì)的量（n）隨時間（t）變化的曲線如圖所示，由圖中數(shù)據(jù)分析：（1）該反應(yīng)的化學方程式為：______________________。（2）反應(yīng)開始至2min，用X表示的平均反應(yīng)速率為：______；平衡時，Y的轉(zhuǎn)化率為______；平衡時，Y的濃度為______；（3）在密閉容器里，通入amolX（s）和bmolY（g），發(fā)生反應(yīng)X（s）+Y（g）2Z（g），當改變下列條件時，反應(yīng)速率會發(fā)生什么變化（選填“增大”、“減小”或“不變”）①增加X（s）的質(zhì)量：______。②增大容器的體積：______。探究二化學反應(yīng)速率與化學反應(yīng)限度圖像探究一定溫度下，在2L的密閉容器中，X、Y、Z三種氣體的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如圖所示。下列描述正確的是()A．tmin時該反應(yīng)達到化學平衡狀態(tài)B．反應(yīng)開始到10min，用X表示的反應(yīng)速率為0.079mol·L－1·min－1C．反應(yīng)開始到10min時，Y的轉(zhuǎn)化率為79%D．反應(yīng)的化學方程式為X(g)＋2Y(g)3Z(g)化學反應(yīng)速率與化學反應(yīng)限度問題常以圖像題的形式出現(xiàn)，在相關(guān)圖像的平面直角坐標系中，可能出現(xiàn)的物理量有物質(zhì)的量、濃度、壓強、時間等。這類問題要按照“一看、二想、三判斷”這三個步驟來分析解答。(1)“一看”——看圖像①看面：理解各坐標軸所代表量的意義及曲線所示的是哪些量之間的關(guān)系。②看線：分清正反應(yīng)和逆反應(yīng)，分清突變和漸變、小變和大變；理解曲線“平”與“陡”即斜率大小的意義；理解曲線的變化趨勢并歸納出規(guī)律。若圖中有拐點，可按照先拐先平的規(guī)律，即較早出現(xiàn)拐點的曲線所表示的反應(yīng)先達到平衡，對應(yīng)的溫度高、壓強大。③看點：理解曲線上點的意義，特別是某些特殊點，如坐標軸的交點、幾條曲線的交叉點、極值點、轉(zhuǎn)折點等。分清反應(yīng)物和生成物，濃度減小的是反應(yīng)物，濃度增大的是生成物。④看輔助線：做橫軸或縱軸的垂直線(如等溫線、等壓線、平衡線等)。⑤看量的變化：弄清楚是物質(zhì)的量的變化、濃度的變化還是轉(zhuǎn)化率的變化。(2)“二想”——想規(guī)律如各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化量之比與化學計量數(shù)之比的關(guān)系、各物質(zhì)的化學反應(yīng)速率之比與化學計量數(shù)之比的關(guān)系、外界條件的改變對化學反應(yīng)的影響以及對正、逆反應(yīng)速率的影響規(guī)律等。(3)“三判斷”——利用有關(guān)規(guī)律，結(jié)合圖像，通過對比分析，做出正確判斷?！纠?】(2023·黑龍江省綏化一中高一期末)向絕熱恒容密閉容器中通入SO2和NO2，使反應(yīng)SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)在一定條件下達到平衡，正反應(yīng)速率隨時間變化的曲線如圖所示。由圖可得出的正確結(jié)論是()A．反應(yīng)在c點達到平衡狀態(tài)B．反應(yīng)物濃度：a點小于b點C．反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量D．Δt1＝Δt2時，SO2的轉(zhuǎn)化率：a～b段小于b～c段(2023·江西省九江一中高一期中)一定條件下鐵可以和CO2發(fā)生反應(yīng)：Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)＋CO(g)。一定溫度下，向某密閉容器中加入足量鐵粉并充入一定量的CO2氣體，反應(yīng)過程中CO2氣體和CO氣體的濃度與時間的關(guān)系如圖所示。(1)t1min時，正、逆反應(yīng)速率的大小關(guān)系為v正______v逆(填“＞”“＜”或“＝”)。(2)4min內(nèi)，CO2的轉(zhuǎn)化率為________；CO的平均反應(yīng)速率v(CO)＝______________。(3)下列條件的改變能減慢其反應(yīng)速率的是__________(填序號，下同)。①降低溫度②減少鐵粉的質(zhì)量③保持壓強不變，充入He使容器的體積增大④保持容積不變，充入He使體系壓強增大(4)下列描述能說明上述反應(yīng)已達平衡狀態(tài)的是______。①v(CO2)＝v(CO)②單位時間內(nèi)生成nmolCO2的同時生成nmolCO③容器中氣體壓強不隨時間變化而變化④容器中氣體的平均相對分子質(zhì)量不隨時間變化而變化1．（2023下·浙江臺州洪家中學期中）對于可逆反應(yīng)A(g)+3B(s)2C(g)+2D(g)，在不同條件下的化學反應(yīng)速率如下，其中反應(yīng)速率最快的是A．v(A)=0.3mol/(L·s) B．v(B)=1.8mol/(L·s)C．v(D)=0.7mol/(L·s) D．v(C)=1.5mol/(L·min)2．（2023下·山東濟寧一中高一期中）向密閉容器中充入一定量的N2和H2，10min時測得NH3的物質(zhì)的量濃度為0.6mol/L，反應(yīng)開始的10min內(nèi)，則v(N2)為A．0.06mol/(L·min) B．0.03mol/(L·min) C．0.09mol/(L·min) D．0.3mol/(L·min)3．（2023下·重慶南開中學高一期末）實驗室用如圖裝置測定化學反應(yīng)速率，下列說法錯誤的是A．實驗前關(guān)閉分液漏斗活塞，向右拉注射器活塞，檢查裝置氣密性B．用的體積變化表示化學反應(yīng)速率可能會因為反應(yīng)放熱而不準確C．改用恒壓滴液漏斗可以消除加入硫酸所占體積帶來的誤差D．根據(jù)單位時間內(nèi)鋅帶質(zhì)量的變化不能表示反應(yīng)速率4．（2023下·四川南充高級中學高一期末）已知：4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)。若反應(yīng)速率分別用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示，則下列關(guān)系正確的是A．v(NH3)=v(O2) B．v(O2)=v(NO)C．v(NO)=v(H2O) D．v(O2)=v(H2O)5．（2023下·山東德州一中高一期中）反應(yīng)A＋3B=2C＋D在四種不同情況下的反應(yīng)速率分別為①v(A)=0.15mol·L1·s1②v(B)=0.6mol·L1·s1③v(C)=0.5mol·L1·s1④v(D)=0.45mol·L1·s1，則反應(yīng)速率由快到慢的順序為A．④>③>①>② B．②>④>③>①C．②>③>④>① D．④>③>②>①6．（2023下·甘肅嘉峪關(guān)高一統(tǒng)考）某溫度下，濃度都是1mol·L1的兩種氣體X2和Y2在密閉容器中反應(yīng)生成氣體Z，經(jīng)過tmin后，測得物質(zhì)的濃度分別為c(X2)=0.4mol·L1，c(Y2)=0.8mol·L1，c(Z)=0.4mol·L1，則該反應(yīng)的化學方程式可表示為A．X2＋2Y2=2XY2 B．2X2＋Y2=2X2YC．3X2＋Y2=2X3Y D．X2＋3Y2=2XY37．（2023下·北京順義牛欄山一中期中）把0.6molX氣體和0.4molY氣體混合于2L容器中，使它們發(fā)生如下反應(yīng)：，5min末已生成0.2molW，若測知以Z濃度變化來表示的化學反應(yīng)平均速率為，則上述反應(yīng)中Z氣體的計量系數(shù)n的值是A．1 B．3 C．2 D．48．（2023下·湖北襄樊五中高一期中）在一定條件下，將3molA和1molB兩種氣體混合于容積為2L的恒容密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：。2min末該反應(yīng)達到平衡，測得生成0.4molC和0.8molD,下列判斷不正確的是A．B．B的轉(zhuǎn)化率為60%C．2min內(nèi)A的平均反應(yīng)速率為D．2min時，A的濃度為9．（2023下·陜西師大附中期中）下列說法正確的是A．化學反應(yīng)速率為0.8mol·L1·s1，是指1s時某物質(zhì)的濃度為0.8mol·L1B．由v=計算平均速率，用反應(yīng)物表示為正值，用生成物表示為負值C．同一化學反應(yīng)，相同條件下用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率，數(shù)值越大，表示化學反應(yīng)速率越快D．在2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)反應(yīng)中，t1、t2時刻，SO3(g)濃度分別是c1、c2，則t1～t2時間內(nèi)，生成SO2(g)的平均速率為v=10．（2023下·江蘇鹽城高一期中）在2L密閉容器中存在反應(yīng)A(g)+3B(g)=2C(g)+D(g)，A的物質(zhì)的量在10s內(nèi)從4.0mol變成1.0mol，下列說法正確的是A．v(A)=0.3mol·L1·s1 B．v(B)=0.6mol·L1·s1C．v(C)=0.3mol·L1·s1 D．v(D)=0.4mol·L1·s111．（2023下·黑龍江大慶東風中學期中）一定溫度下，在固定體積的密閉容器中發(fā)生下列反應(yīng)：2HI(g)?H2(g)+I2(g)。若c(HI)由0.1mol/L降到0.08mol/L時，需要20s，那么c(HI)由0.08mol/L降到0.07mol/L時，所需反應(yīng)的時間為A．等于5s B．等于10s C．大于10s D．小于10s12．（2023下·福建福州八中期中）反應(yīng)4A(s)+3B(g)=2C(g)+D(g)，經(jīng)2min，B的濃度減少0.6mol·L?1。對此反應(yīng)速率的表示，正確的是A．用A表示的反應(yīng)速率是0.4mol·(L·min)?1B．分別用B、C、D表示反應(yīng)的速率，其比是3∶2∶1C．在2min末的反應(yīng)速率，用B表示是0.3mol·(L·min)?1D．用B和C表示的反應(yīng)速率對該反應(yīng)的意義不同13．（2023下·湖北襄陽高一聯(lián)考）CaCO3與稀鹽酸反應(yīng)(放熱反應(yīng))生成CO2的量與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖所示，下列結(jié)論不正確的是A．反應(yīng)開始2min內(nèi)平均反應(yīng)速率最大B．反應(yīng)4min后平均反應(yīng)速率最小C．反應(yīng)開始2min—4min內(nèi)，溫度對反應(yīng)速率的影響比濃度大D．反應(yīng)在2min到4min內(nèi)消耗CaCO3的質(zhì)量為20g14．（2023下·湖南衡陽·高一統(tǒng)考期末）一定溫度下，向容積為2L的密閉容器中通入兩種氣體發(fā)生化學反應(yīng)，反應(yīng)中各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化如圖所示，對該反應(yīng)的推斷合理的是A．該反應(yīng)的化學方