1、化学反应的速率学习目标核心素养建构1.了解化学反应速率的含义及其表示方法。2了解影响化学反应速率的因素。初步了解控制化学反应速率的方法。知 识 梳 理一、化学反应速率1表示化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示。(1)计算公式：v(A)。(2)常用单位：molL1s1或molL1min1。2意义化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量，同一化学反应用不同的物质来表示化学反应速率时，其数值可能不同，但这些数值所表示的意义相同。3规律对于同一反应，用不同的物质来表示反应速率，其比值一定等于化学方程式中相应的化学计量数之比。如对于反应：mA(g)nB(g)
2、pC(g)qD(g)，v(A)v(B)v(C)v(D)mnpq。【自主思考】1甲、乙两容器都进行AB的反应，甲每分钟减少4 mol，乙每分钟减少2 mol，甲中的反应比乙中快吗？提示不一定。因为容器的体积不确定。二、外界条件对化学反应速率的影响1实验探究温度、催化剂对化学反应速率的影响(1)温度对化学反应速率影响的探究实验操作实验现象溶液中产生气泡速率的相对大小为热水常温冷水实验结论其他条件不变时，温度越高，反应速率越大(2)催化剂对化学反应速率影响的探究实验操作实验现象产生气泡的速率的相对大小为，实验结论催化剂能加大H2O2分解的反应速率2.外界条件对化学反应速率的影响【自主思考】2实验室进
3、行化学反应时，通常把一些固体物质溶于水配成溶液再进行反应。原因是什么？提示固体物质溶于水后，增大了接触面积，从而提高了化学反应速率。效 果 自 测1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显()(2)由v计算平均速率，用反应物表示为正值，用生成物表示为负值()(3)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同()(4)化学反应速率为0.8 molL1s1是指1 s时某物质的浓度为0.8 molL1()(5)升温时不论吸热反应还是放热反应，反应速率都增大()(6)一定量的锌与过量的稀硫酸反应制取氢气，为减
4、慢反应速率而又不影响生成H2的量，可向其中加入KNO3溶液()(7)碳酸钙与盐酸反应的过程中，再增加CaCO3固体，反应速率不变，但把CaCO3固体粉碎，可以加快反应速率()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)2在下列事实中，什么因素影响了化学反应的速率？(1)集气瓶中有H2和Cl2的混合气体，在瓶外点燃镁条时发生爆炸：_。(2)黄铁矿煅烧时需粉碎成细小的矿粒：_。(3)KI晶体和HgCl2晶体混合后无明显现象，若一起投入水中，很快生成红色HgI2：_。(4)熔化的KClO3放出气泡很慢，撒入少量MnO2很快产生气体：_。(5)同浓度、同体积的盐酸中放入同样大小的锌粒和镁块，产生气体
5、有快有慢：_。(6)同样大小的石灰石分别在0.1 molL1的盐酸和1 molL1的盐酸中反应速率不同：_。(7)夏天的食品易变霉，冬天就不易发生该现象：_。(8)葡萄糖在空气中燃烧时需要较高的温度，可是在人体内，在正常体温(37 )时，就可以被氧化，这是因为：_。解析影响化学反应速率的因素除了浓度、温度、压强、催化剂以外，光、电磁波、超声波、反应物颗粒的大小、溶剂的性质等，也会对化学反应速率产生影响。答案(1)光(2)反应物的接触面积(3)在溶液中，水作溶剂，增大了接触面积(4)催化剂(5)反应物本身的性质(6)反应物的浓度(7)反应温度(8)人体里的生物酶起催化作用，可以降低葡萄糖氧化反应
6、所需要的能量，所以在人体温度的范围内就可以发生反应探究一、化学反应速率的正确理解及计算方法【合作交流】1一个化学反应的速率可以用任何一种反应物或生成物来表示吗？提示由于c表示的是物质的物质的量浓度的变化，而固态物质和纯液态物质的浓度在一定温度下是常量，所以这种表示化学反应速率的方法不适合固态物质和纯液态物质。2探究在同一化学反应中，用不同物质表示该反应的速率时，各数据之间有什么关系？提示同一化学反应，用不同物质的浓度变化表示的化学反应速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比，这是有关化学反应速率的计算或换算的依据。3思考用v计算出来的速率，是某一时刻的瞬时速率还是某段时间内的平均速率？
7、提示化学反应速率实际上指的是某物质在某一段时间内化学反应的平均速率，而不是某一时刻的瞬时速率。4已知反应A(g)3B(g) 2C(g)，在不同条件下，分别用A、B、C三种物质表示的速率为：v(A)0.2 mol/(Ls)v(B)0.45 mol/(Ls)v(C)0.45 mol/(Ls)，则通过所学知识比较此反应在上述条件下进行的快慢程度。提示用不同物质比较化学反应速率快慢时，要转化为同种物质表示的反应速率，然后再进行比较。根据化学反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比，将中的反应速率都用A表示为：v(A)0.15 mol/(Ls)，v(A)0.225 mol/(Ls)，故三者速率大小为
8、。【点拨提升】1化学反应速率的正确理解2化学反应速率的计算方法(1)根据v(A)计算。(2)根据同一化学反应不同物质的速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比计算。3反应速率大小比较的两种方法同一化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同，比较化学反应速率的快慢不能只看数值大小，还要进行一定的转化：(1)换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值大小。(2)比较化学反应速率与化学计量数的比值。如反应aAbBcC，要比较v(A)与v(B)的相对大小，即比较与的相对大小，若，则用v(A)表示的反应速率比用v(B)表示的反应速率大。【典题例证1】在2 L密闭容器中，发生以下反应：2A(g)B(g) 2C
9、(g)D(g)。若最初加入的A和B都是4 mol，在前10 s A的平均反应速率为0.12 molL1s1，则10 s时，容器中B的物质的量是()A1.6 mol B2.8 molC2.4 mol D1.2 mol解析根据化学反应速率之比等于对应物质的化学计量数之比，可得v(B)0.5v(A)0.50.12 molL1s10.06 molL1s1，则c(B)0.06 molL1s110 s0.6 molL1，n(B)0.6 molL12 L1.2 mol，故10 s时容器中B的物质的量为4 mol1.2 mol2.8 mol。答案B【学以致用1】反应：3A(g)B(g) 2C(g)2D(g)，
10、在不同条件下，用不同物质表示其反应速率，分别为v(A)0.6 molL1min1v(B)0.45 molL1min1v(C)0.015 molL1min1v(D)0.45 molL1min1则此反应在不同条件下进行最快的是()ABCD解析化学反应速率之比等于化学反应方程式中的化学计量数之比，即v(A)v(B)v(C)v(D)3122，则用A表示的化学反应速率分别为v(A)0.6 molL1min1；中v(A)3v(B)0.45 molL1min131.35 molL1min1；中v(A)v(C)0.015 molL1min10.022 5 molL1min1；中v(A)v(D)0.45 mol
11、L1min10.675 molL1min1，所以在不同条件下，进行最快的是，D项正确。答案D探究二、影响化学反应速率的因素【合作交流】1请从化学反应快慢的角度解释人们为什么使用电冰箱保存食物。提示食物腐败是因为发生了化学反应，在其他条件相同时，温度越低，化学反应越慢，人们用电冰箱把食物放置在低温下保存，以减缓食物的腐败。2铁粉与一定浓度的稀盐酸反应时，增加铁粉的用量能否加快化学反应速率？提示不能。对于固态或纯液态物质，浓度可视为常数，改变其用量，浓度不发生改变，不影响化学反应速率。3工业生产硫酸时，要先将黄铁矿矿石(主要成分为FeS2)粉碎后，再投入沸腾炉，为什么？提示将铁矿石粉碎，是为了增大
12、与空气的接触面积，加快反应速率。【点拨提升】化学反应速率影响因素注意点(1)主要因素(内因)不同的化学反应，具有不同的反应速率，因此，参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要因素。(2)外界因素(外因)温度：当其他条件不变时，升高温度，可以增大化学反应速率；降低温度，可以减小化学反应速率。催化剂：当其他条件不变时，使用适当的催化剂通常能极大地加快化学反应速率。浓度：当其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以增大化学反应速率；减小反应物的浓度，可以减小化学反应速率。压强：对于有气体参加的反应，当其他条件不变时，增大气体的压强，可以增大化学反应速率；减小气体的压强，可以减小化学反应速率。固体表面
13、积：固体颗粒越小，其单位质量的表面积越大，与其他反应物的接触面积越大，化学反应速率越大。反应物状态：一般来说，配成溶液或反应物是气体，都能增大反应物之间的接触面积，有利于增大反应速率。形成原电池，可以增大氧化还原反应的反应速率。【典题例证2】一定能使化学反应速率加快的因素是()扩大容器容积使用正催化剂增大反应物的物质的量升高温度缩小容器容积增大压强A. B.C. D.解析对于有气体参加的反应，扩大容器容积，会使物质的浓度降低，反应速率减慢，但对无气体参加的反应没有影响，错误；使用正催化剂，一定能使化学反应速率加快，正确；若反应物是固体或纯液体物质，则增大反应物的物质的量，化学反应速率不变，错误
14、；升高温度一定能使化学反应速率加快，正确；对于有气体参加的反应，缩小容器容积，会导致气体的浓度增大，化学反应速率加快，但对无气体参加的反应没有影响，错误；若反应无气体参加，则增大压强，化学反应速率不变，错误。综上所述，符合题意的为，D正确。答案D【学以致用2】下列各组反应(表中金属粉末均为0.1 mol)，在反应刚开始时，放出H2的速率最大的是()金属(粉末状)酸的浓度及体积反应温度/AMg6 molL1硝酸10 mL60BMg3 molL1盐酸10 mL60CFe3 molL1盐酸10 mL60DMg3 molL1硫酸10 mL60解析影响反应速率的内因是反应物本身的性质，外因是反应条件，C
15、项速率最小。Mg与HNO3不会产生氢气，B、D项只比较c(H)即可，而盐酸为一元强酸，硫酸为二元强酸，因此相同浓度的盐酸与硫酸中，硫酸的c(H)大于盐酸，D项符合题意。答案D1下列有关化学反应速率的说法正确的是()A用铁片和稀硫酸反应制氢气时，改用98%的硫酸可以加快反应速率B100 mL 2 molL1的盐酸与锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率不变CSO2的催化氧化反应是一个放热反应，所以升高温度，反应速率减小D汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2，减小压强时反应速率减小解析铁在浓硫酸中会发生钝化，A项错误；加入氯化钠溶液，盐酸的浓度减小，反应速率减小，B项错误；升高温度
16、，反应速率增大，C项错误。答案D2.把下列选项中四种X溶液分别加入四个盛有相同温度的10 mL 2 molL1盐酸的烧杯中，均加水稀释到100 mL。此时，X与盐酸缓缓地进行反应，其中反应速率最大的是()A.10 20 mL 3 molL1的X溶液B.20 30 mL 2 molL1的X溶液C.20 10 mL 4 molL1的X溶液D.10 20 mL 2 molL1的X溶液解析温度越高，反应速率越大；浓度越大，反应速率越大。由于溶液体积均为100 mL，则X物质的量越大，浓度越大。答案B3在一定条件下，反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)，在2 L密闭容器中进行，5 min内氨的质量增
17、加了1.7 g，则反应速率为()Av(NH3)0.1 molL1min1Bv(N2)0.02 molL1min1Cv(H2)0.015 molL1min1Dv(NH3)0.17 molL1min1解析根据题意知，5 min内氨的质量增加了1.7 g，物质的量增加0.1 mol，v(NH3)n/(Vt)0.01 molL1min1，利用化学反应速率之比等于对应物质的化学计量数之比计算得v(N2)0.005 molL1min1，v(H2)0.015 molL1min1，C项正确。答案C4把镁条投入盛有盐酸的敞口容器中，产生氢气的速率变化曲线如图所示。下列因素中，影响该反应速率的是()盐酸的浓度镁条
18、的表面积溶液的温度Cl的浓度A BC D解析镁与盐酸反应的离子方程式为Mg2H=Mg2H2，与H有关，与Cl无关。在镁与盐酸的反应中，刚开始时H的浓度最大，反应速率应最大，但由于此反应为放热反应，温度升高，化学反应速率还会增大，随着化学反应的进行，H浓度逐渐减小，化学反应速率又逐渐减慢。答案C5某温度下，在2 L密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质发生化学反应时，物质的量随时间变化的关系曲线如图所示：(1)由图中的数据分析，该反应的化学方程式为_。(2)5 min内用Z表示的平均反应速率为_。(3)化学反应速率受到很多因素的影响，例如：实验室制取氢气时一般用粗锌替代纯锌和稀硫酸反应，这是利用_原
19、理加快了氢气生成的速率。解析(1)据图可知，X、Y是反应物，Z是生成物，三者的物质的量变化量分别是0.6 mol、0.2 mol、0.6 mol，且该反应是可逆反应，故该反应的化学方程式是3XY3Z。(2)5 min内Z的反应速率是0.6 mol2 L5 min0.06 molL1min1。(3)粗锌中的杂质，与锌、稀硫酸构成原电池，加快电子的转移，从而加快了化学反应速率。答案(1)3XY3Z(2)0.06 molL1min1(3)原电池课时作业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化学反应速率通常用单位时间内生成或消耗某物质的质量的多少来
20、表示C在同一个反应中，各物质的反应速率之比等于反应方程式中对应物质的化学计量数之比D化学反应速率的常用单位有 molL1s1和 molL1min1解析化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示，B项错误。答案B2反应4A(g)5B(g)=4C(g)6D(g)在5 L的密闭容器中进行，半分钟后，C的物质的量增加了0.3 mol。下列叙述正确的是()A容器中D的物质的量至少为0.45 molBA的平均反应速率是0.01 molL1s1C容器中A、B、C、D的物质的量之比一定是4546D容器中A的物质的量一定增加了0.3 mol解析半分钟后，C的物质的量增加了0.3 m
21、ol，则根据方程式可知半分钟内一定同时生成0.45 mol D，由于不能确定反应前D的物质的量，因此容器中D的物质的量至少为0.45 mol，A项正确；半分钟后，C的物质的量增加了0.3 mol，则根据方程式可知一定同时消耗0.3 mol A，则A的平均反应速率是0.002 molL1s1，B项错误；由于不能确定反应前各物质的物质的量，因此容器中A、B、C、D的物质的量之比不一定是4546，C项错误；容器中A的物质的量一定减少0.3 mol，D项错误。答案A3.在一密闭容器中充入1 mol H2(g)和1 mol I2(g)，压强为p(Pa)，并在一定温度下使其发生反应H2(g)I2(g)2H
22、I(g)。下列说法正确的是()A.保持容器容积不变，向其中加入1 mol I2(g)，化学反应速率不变B.保持容器容积不变，向其中加入1 mol He，化学反应速率加快C.保持容器内气体压强不变，向其中加入1 mol H2(g)和1 mol I2(g)，化学反应速率不变D.保持容器内气体压强不变，向其中加入1 mol He，化学反应速率不变解析保持容器容积不变，向其中加入1 mol I2(g)，反应物浓度增大，反应速率加快，A错误；保持容器容积不变，向其中加入1 mol He，参加反应的物质的浓度不变，则反应速率不变，B错误；保持容器内气体压强不变，向其中加入1 mol H2(g)和1 mol
23、 I2(g)，因物质的量增大1倍，体积也增大1倍，则浓度不变，反应速率不变，C正确；保持容器内气体压强不变，向其中加入1 mol He，体积增大，参加反应的物质的浓度减小，则反应速率减慢，D错误。答案C4某实验探究小组研究320 K时N2O5的分解反应：2N2O54NO2O2。如图是该小组根据所给表格中的实验数据绘制的。下列有关说法正确的是()t/min01234c(N2O5)/(molL1)0.1600.1140.0800.0560.040c(O2)/(molL1)00.0230.0400.0520.060A.曲线是N2O5的浓度变化曲线B曲线是O2的浓度变化曲线CN2O5的浓度越大，反应速
24、率越快DO2的浓度越大，反应速率越快解析结合表格中N2O5和O2的初始浓度可知曲线、分别是O2、N2O5的浓度变化曲线，A、B项错误；利用表格中数据进行计算，无论是用N2O5的浓度变化，还是用O2的浓度变化得出的反应速率都随着反应的进行而减小，而随着反应的进行，N2O5的浓度减小，O2的浓度增大，故C项正确，D项错误。答案C5对于化学反应3W(g)2X(g)=4Y(g)3Z(g)，下列反应速率关系中，正确的是()Av(W)3v(Z) B2v(X)3v(Z)C2v(X)v(Y) D3v(W)2v(X)解析对于同一化学反应用不同物质表示的化学反应速率，反应速率之比等于方程式中对应物质的化学计量数之
25、比。A项，v(W)v(Z)3311，所以v(W)v(Z)，A项错误；B项，v(X)v(Z)23，所以3v(X)2v(Z)，B项错误；C项，v(X)v(Y)2412，所以2v(X)v(Y)，C项正确；D项，v(W)v(X)32，所以2v(W)3v(X)，D项错误。答案C6.在温度不变的条件下，在恒容密闭容器中进行下列反应：N2O4(g)2NO2(g)。若N2O4的浓度由0.1 molL1降到0.07 molL1需要15 s，那么N2O4的浓度由0.07 molL1降到0.05 molL1所需的反应时间()A.等于5 s B.等于10 sC.大于10 s D.小于10 s解析N2O4的浓度变化0.
26、03 molL1需要15 s，N2O4的浓度由0.07 molL1降到0.05 molL1，N2O4的浓度变化为0.02 molL1，若反应速率不变，则所需时间为10 s，但随着反应物浓度的减小，反应速率逐渐减小，故所需时间大于10 s，C项正确。答案C7.反应A3B2C2D在四种不同条件下的反应速率：(1)v(A)0.3 molL1s1；(2)v(B)0.6 molL1s1；(3)v(C)0.4 molL1s1；(4)v(D)0.45 molL1s1，则该反应速率的快慢顺序为()A.(2)(4)(3)(1)B.(2)(3)(4)(1)C.(1)(4)(2)(3)D.(4)(3)(2)(1)解
27、析如果都用物质B表示反应速率，则根据同一反应中各物质表示的反应速率之比等于相应的化学计量数之比可知(1)(4)用物质B表示的反应速率(molL1s1)分别是0.9、0.6、0.6、0.675，所以反应速率的快慢顺序为(1)(4)(2)(3)，C正确。答案C8硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3H2SO4=Na2SO4SO2SH2O，下列各组实验中最先出现浑浊的是()实验反应温度/Na2S2O3溶液稀H2SO4H2OV/mLc/molL1V/mLc/molL1V/mLA2550.1100.15B2550.250.210C3550.1100.15D3550.250.210解析影响
28、化学反应速率的因素众多，本题从浓度和温度两个因素考查，只要抓住浓度越大，温度越高，反应速率越大，D最先出现浑浊。答案D9.一定温度下，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.反应开始到10 s时，用Z表示的反应速率为0.158 molL1s1B.反应开始到10 s时，X的物质的量浓度减少了0.79 molL1C.反应开始到10 s时，Y的转化率为79.0%D.反应的化学方程式为X(g)Y(g)Z(g)解析反应开始到10 s时，用Z表示的反应速率为0.079 molL1s1，故A错误；反应开始到10 s时，X的物质的量浓度减少了0.39
29、5 molL1，故B错误；反应开始到10 s时，Y的转化率为100%79.0%。故C正确；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10 s时.n(X)0.79 mol，n(Y)0.79 mol，n(Z)1.58 mol，则n(X)n(Y)n(Z)112，参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比，则反应的化学方程式为X(g)Y(g)2Z(g)，故D错误。答案C10将等物质的量的A、B混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)B(g) xC(g)2D(g)，经5 min后，测得D的浓度为0.5 molL1，c(A)c(B)35
30、，C的平均反应速率为0.1 mol/(Lmin)。求：(1)5 min后A的浓度c(A)_molL1，反应开始前容器中的A、B的物质的量：n(A)n(B)_mol。(2)B的平均反应速率：v(B)_mol/(Lmin)。(3)x的值为_。解析(1)设原混合物中A、B的物质的量为a mol，列出起始时和5 min时有关物质的物质的量。3A(g)B(g) xC(g)2D(g)起始时/molaa005 min时/mol a1.5 a0.50.1250.52根据c(A)c(B)35，可得，解得a3，即n(A)n(B)3 mol，5 min后c(A)0.75 molL1。(2)v(B)0.05 mol/
31、(Lmin)。(3)由化学计量数之比等于物质的量的变化量之比，则，解得x2。答案(1)0.753(2)0.05(3)211把1 mol X气体和0.5 mol Y气体混合于2 L密闭容器中，发生如下反应：3X(g)Y(g)nZ(g)2W(g)，2 min末生成0.2 mol W，若测得以Z的物质的量浓度变化表示的平均反应速率为0.1 molL1min1，试计算：(1)前2 min内，用X表示的平均反应速率。(2)2 min末时Y的转化率。(3)化学方程式中Z的化学计量数n。解析根据三段式解题3X(g)Y(g) nZ(g)2W(g)起始浓度(molL1) 0.5 0.25 0 0变化浓度(mol
32、L1) 0.15 0.05 0.05n 0.1 0.35 0.2 0.05n 0.1(1)根据2 min末生成0.2 mol W，则消耗X 0.3 mol，v(X)0.3 mol(2 L2 min)0.075 molL1min1。(2)(Y)0.050.25100%20%。(3)根据v(Z)ct0.05n molL12 min0.1 molL1min1，解得n4。答案(1)v(X)0.075 molL1min1(2)(Y)20%(3)n412.表中是稀硫酸与某金属反应的实验数据：实验序号金属质量/g金属状态c(H2SO4) /molL1V(H2SO4) /mL溶液温度金属消失的时间/s反应前反
33、应后10.10丝0.550203450020.10粉末0.55020355030.10丝0.750203625040.10丝0.850203520050.10粉末0.85020362560.10丝1.050203512570.10丝1.05035505080.10丝1.150203410090.10丝1.150405440分析上述数据，回答下列问题：(1)实验4和5表明，_对反应速率有影响，_，反应速率越快，能表明同一规律的实验还有_(填实验序号)。(2)仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有_(填实验序号)。(3)本实验中影响反应速率的其他因素还有_，其实验序号是_。(4)实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值(约15 )相近，推测其原因：_。解析(1)4和5中酸的浓度、反应温度都相等，而金属的状态不同，金属消失的时间不同，所以影响反应速率的因素是固体反应物的表面积。分析其余实验可知，1和2也是一样。再分析实验数据，(2)、(3)问也不难得出。(4)金属的质量相等，如果完全反应，则放出相同的热量。所以，反应前后溶液的温度变化值相近。答案(1)固体反应物的表面积表面积越大1和2(2)1、3、4、6、8或2、5(3)反应温度6和7，8和9(4)可能是硫酸过量，金属全反应，放出的热量相等，使等体积溶液的温度升高值相近
