第六章　第二节　第1课时　化学反应的速率 学案（含答案）

第二节　化学反应的速率与限度
第1课时　化学反应的速率
[核心素养发展目标]　1.了解化学反应速率的概念和表示方法，并能进行简单计算。2.理解影响化学反应速率的因素及规律，并能合理解释生产、生活中的相关化学现象。3.学会运用变量控制研究影响化学反应速率的方法。
一、化学反应速率及其表示方法
1．化学反应速率
2．实例
已知合成氨反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，其浓度数据如下：
N2 H2 NH3
起始浓度/(mol·L－1) 1.0 3.0 0
2 s末浓度/(mol·L－1) 0.6 1.8 0.8
(1)2 s末，N2、H2、NH3的物质的量浓度变化各为多少？则2 s内用N2、H2、NH3表示的化学反应速率v(N2)、v(H2)、v(NH3)分别为多少？
　
　
(2)同一反应在相同时间内，用不同物质表示的反应速率，其数值是否相同？表示的反应快慢是否相同？用不同物质表示同一反应的反应速率其数值有什么规律？
　
　
(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)对有固体参加的化学反应，可用单位时间固体浓度的改变量表示化学反应速率(　　)
(3)化学反应速率的单位通常为mol·s－1或mol·min－1(　　)
(4)反应速率是指某反应在某时刻的瞬时速率(　　)
(5)化学反应速率为0.8 mol·L－1·s－1是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L－1(　　)
1．(1)在反应A(g)＋3B(g)===2C(g)中，若以物质A表示该反应的化学反应速率为0.2 mol·L－1·min－1，则以物质B表示此反应的化学反应速率为______ mol·L－1·min－1。
(2)在2 L的密闭容器中，充入2 mol N2和3 mol H2，在一定条件下发生反应，3 s后测得N2的物质的量为1.9 mol，则以H2的浓度变化表示的反应速率为___________________________。
(3)将10 mol A和5 mol B放入容积为10 L的密闭容器中，某温度下发生反应：3A(g)＋B(g)??2C(g)，在最初2 s内，消耗A的平均速率为0.06 mol·L－1·s－1，则在2 s 时，容器中有________ mol A，此时C的物质的量浓度为______________________。
2．已知反应4CO(g)＋2NO2(g)N2(g)＋4CO2(g)在不同条件下的化学反应速率如下：
①v(CO)＝1.5 mol·L－1·min－1
②v(NO2)＝0.01 mol·L－1·s－1
③v(N2)＝0.4 mol·L－1·min－1
④v(CO2)＝1.1 mol·L－1·min－1
请比较上述4种情况反应的快慢：________(由大到小的顺序)。
1.对化学反应速率的理解
2．化学反应速率大小的比较方法
(1)归一法：若单位不统一，则要换算成相同的单位；若为不同物质表示的反应速率，则要换算成同一物质来表示反应速率，再比较数值的大小。
(2)比值法：比较化学反应速率与化学计量数的比值，如aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)，比较与，若＞，则说明用A表示的化学反应速率大于用B表示的化学反应速率。
二、影响化学反应速率的因素
1．实验探究——外界条件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 ①产生气泡速率_____ ②产生气泡速率_____ ③产生气泡速率___
实验结论 对于反应2H2O22H2O＋O2↑来说，温度升高，H2O2的分解速率____
(2)催化剂对化学反应速率影响的探究
实验操作
实验现象 ①无明显现象 ②能产生大量气泡 ③能产生大量气泡
实验结论 MnO2、FeCl3可以使H2O2分解的速率______
(3)浓度对化学反应速率影响的探究
实验操作
实验现象 装有12% H2O2溶液的试管产生气泡速率______
实验结论 增大反应物浓度能使H2O2分解速率______
(4)固体反应物表面积对化学反应速率影响的探究
实验操作
实验现象 加粉末状碳酸钙的试管内产生气泡______，加块状碳酸钙的试管内产生气泡______
实验结论 其他条件相同时，固体反应物表面积越大，反应速率______
2.影响化学反应速率的因素
(1)内因
反应物本身的性质是影响化学反应速率的主要因素。
(2)外因(其他条件不变，只改变一个条件)
(1)Na、Mg、Al的金属性决定了它们与水反应的速率大小(　　)
(2)对一定条件下C(s)＋O2(g)CO2(g)的反应，增加C的量，该反应化学反应速率加快(　　)
(3)对于放热反应，升高温度化学反应速率减小(　　)
(4)改变压强，化学反应速率必然改变(　　)
(5)用铁和稀硫酸反应制取氢气时，换成浓硫酸，产生氢气的速率加快(　　)
(6)Fe与盐酸反应时，加入NaCl固体，由于c(Cl－)增大而使反应速率加快(　　)
在带有活塞的密闭容器中发生如下反应：3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)，分析改变下列条件化学反应速率如何改变(填“变大”“变小”或“不变”)，阐述理由。
(1)增加铁片的质量(不考虑表面积的变化)：____________，理由：_________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)保持容器的体积不变，增加水蒸气的通入量：______，理由：__________________________。
(3)保持容器内压强不变，充入一定量的氩气：________，理由：__________________________。
(4)保持容器的容积不变，充入一定量的氩气：________，理由：__________________________。
对于有气体物质参加的反应，改变反应体系的压强，对化学反应速率的影响常有以下几种情况：
①恒温时，增大压强容积减小浓度增大化学反应速率增大。
②恒温恒容时，充入气体反应物总压强增大浓度增大化学反应速率增大。
③恒温恒容时，充入“惰性气体”总压强增大，但各物质的浓度不发生变化，所以化学反应速率不变。
④恒温恒压时，充入“惰性气体”容器容积增大浓度减小化学反应速率减小。
说明：“惰性气体”是指不参与反应的气体。
1．(2022·厦门湖滨中学高一检测)金属Zn与酸反应产生H2的反应速率最大的是(　　)
选项 温度 金属 酸
A 25 ℃ Zn粒 0.1 mol·L－1盐酸
B 25 ℃ Zn粒 0.1 mol·L－1硫酸
C 50 ℃ Zn粉 0.1 mol·L－1硫酸
D 50 ℃ Zn粉 0.1 mol·L－1盐酸
2.为了探究温度对化学反应速率的影响，下列实验方案可行的是(　　)
变量控制探究影响化学反应速率的因素
变量控制探究影响化学反应速率因素的一般原则是“定多变一”，即要保持其他变量不变，改变其中一个变量的值进行实验，测定数据，通过系统实验，找出变量对反应速率的影响。
1．下列关于化学反应速率的说法中，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．在容积不变的反应容器中，化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增来表示
C．若某化学反应在某段时间内的反应速率为0.5 mol·L－1·s－1，就是指在该段时间内反应物和生成物的浓度变化量都为0.5 mol·L－1
D．化学反应速率是可以通过实验测定的
2．一定条件下反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)在10 L的密闭容器中进行，测得2 min内，N2的物质的量由20 mol减小到8 mol，则2 min内N2的反应速率为(　　)
A．1.2 mol·L－1·min－1
B．6 mol·L－1·min－1
C．0.6 mol·L－1·min－1
D．0.4 mol·L－1·min－1
3．(2022·连云港锦屏高级中学高一期中)对于反应4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)，下列反应速率的关系正确是(　　)
A.v(NH3)＝v(O2)
B.v(O2)＝v(H2O)
C.v(NH3)＝v(H2O)
D.v(O2)＝v(NO)
4．容积可变的密闭容器中加入WO3和H2进行反应：WO3(s)＋3H2(g)W(s)＋3H2O(g)，下列说法不正确的是(　　)
A．将容器的体积缩小一半，其反应速率增大
B．保持体积不变，充入氩气，其反应速率不变
C．保持压强不变，充入氖气，H2O(g)的生成速率增大
D．保持压强不变，充入氖气，H2O(g)的生成速率减小
5．在下列事实中，各是什么因素影响了化学反应速率？
(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)黄铁矿煅烧时要粉碎成细小的矿粒：____________________。
(3)熔化的KClO3放出气泡很慢，加入少量MnO2后很快产生气体：__________。
(4)同浓度、同体积的盐酸中放入同样大小的锌粒和镁块，产生气体的速率有快有慢：__________________________。
(5)同样大小的石灰石分别在0.1 mol·L－1的盐酸和1 mol·L－1的盐酸中反应，反应速率不同：________。
(6)夏天食品容易变质，冬天就不易发生该现象：______________________________________。
第1课时　化学反应的速率
一、
1．化学反应过程进行快慢程度　反应物浓度　生成物浓度　　　mol·L－1·s－1　mol·L－1·min－1
2．(1)2 s末，Δc(N2)＝(1.0－0.6) mol·L－1＝0.4 mol·L－1，
Δc(H2)＝(3.0－1.8) mol·L－1＝1.2 mol·L－1，
Δc(NH3)＝(0.8－0) mol·L－1＝0.8 mol·L－1，
2 s内v(N2)＝＝＝0.2 mol·L－1·s－1，
v(H2)＝＝＝0.6 mol·L－1·s－1，
v(NH3)＝＝＝0.4 mol·L－1·s－1。
(2)同一反应在相同时间内，用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但都表示该反应的反应速率，意义相同；用不同物质表示化学反应速率时，化学反应速率之比等于其化学计量数之比。
正误判断
(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×
应用体验
1．(1)0.6　(2)0.05 mol·L－1·s－1　(3)8.8　0.08 mol·L－1
2．③①②④
解析　②经转化可表示为v(CO)＝2v(NO2)＝0.02 mol·L－1·s－1＝1.2 mol·L－1·min－1；③v(CO)＝4v(N2)＝1.6 mol·L－1·min－1；④v(CO)＝v(CO2)＝1.1 mol·L－1·min－1。
二、
1．(1)最慢　较快　最快　加快　(2)加快　(3)更快　加快　(4)较快　较慢　越快
2．(2)增大　减小　增大　减小　增大　减小　改变　表面积
正误判断
(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×
深度思考
(1)不变　纯固体的浓度视为常数，改变用量不影响化学反应速率
(2)变大　增大反应物浓度，化学反应速率增大
(3)变小　保持压强不变，充入氩气，容器体积增大，水蒸气的浓度变小，化学反应速率变小
(4)不变　容器的容积不变，充入氩气，反应物和生成物的浓度均不改变，化学反应速率不变
应用体验
1．C
2．D　[没有对比实验，A错误；催化剂不同，温度不同，无法比较，B错误；前者没有催化剂，后者有催化剂，无法比较，C错误；只有温度不同，其他条件都相同，该方案可行，D正确。]
随堂演练　知识落实
1．C　2.C
3．D　[v(NH3)∶v(O2)＝4∶5，所以v(O2)＝v(NH3)，A错误；v(O2)∶v(H2O)＝5∶6，所以v(H2O)＝v(O2)，B错误；v(NH3)∶v(H2O)＝4∶6，所以v(H2O)＝v(NH3)，C错误；v(NO)∶v(O2)＝4∶5，所以v(NO)＝v(O2)，D正确。]
4．C
5．(1)光照　(2)固体表面积　(3)催化剂　(4)反应物本身的性质　(5)浓度　(6)温度