第六章 第二节 第1课时　化学反应的速率 学案（含答案）—2024春高中化学人教版必修二

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
化学反应速率
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
2 s内，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？
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思考　根据上述计算，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？
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1．判断正误
(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，可用单位时间内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(　　)
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
探究温度、浓度、催化剂对化学反应速率的影响
实验操作 实验现象 实验结论
①产生气泡 速率______ ②产生气泡速率______ 对于反应2H2O22H2O＋O2↑来说，温度升高，H2O2的分解速率________
滴加1 mol·L－1盐酸的试管产生气泡速率____ 增大反应物盐酸的浓度，生成CO2的速率________
①无明显现象 ②能产生________ MnO2可以使H2O2的分解速率________
思考1　在 1 L密闭容器中充入一定量的N2和H2，在一定的温度和压强下反应生成氨气。当使容器的体积缩小时，化学反应的速率会发生如何变化？
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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(变量控制法：其他条件不变，只改变一个条件)
思考2　下列现象体现了哪些影响化学反应速率的因素？
(1)向炉膛内鼓风，用煤粉代替煤块可以使炉火更旺。
鼓风：________________；煤粉代替煤块：______________________。
(2)把食品存放到冰箱内，糕点包装内放除氧剂可以延长食品保质期。
冰箱：____________；除氧剂：___________________________________。
(3)利用H2O2分解制氧气时加入固体MnO2 。
固体MnO2：________。
(4)铁在空气中和在纯氧中反应的剧烈程度明显不同。
纯氧：________________________。
1．判断正误
(1)无论是吸热反应还是放热反应，温度升高，反应速率一定增大(　　)
(2)对一定条件下发生的反应：C(s)＋O2(g)===CO2(g)，增加C的量，化学反应速率加快(　　)
(3)改变压强，化学反应速率一定改变(　　)
(4)铁和硫酸反应时，硫酸浓度越大，产生H2的速率越大(　　)
(5)增加水的量，能使Mg与H2O的反应速率大于Na与H2O的反应速率(　　)
(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(　　)
2．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．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大来表示
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．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(　　)
3．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
4．(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________。
第1课时　化学反应的速率
一、
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
例　2 s内，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。
思考　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。
应用体验
1．(1)×　(2)×　(3)×　(4)×
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．较慢　较快　加快　更快　加快　大量气泡　加快
思考1　有气体参加的反应，增大压强，容器的体积缩小，浓度增大，化学反应速率加快。
2．(2)增大　减小　增大　减小　增大　减小　改变　表面积
思考2　(1)增大氧气浓度 　增大反应物的接触面积
(2)降温　降低反应物的浓度　(3)催化剂　(4)纯氧的氧气浓度更大
应用体验
1．(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×
2．(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，化学反应速率变大
(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，因而化学反应速率变小
(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，因而化学反应速率不变
随堂演练　知识落实
1．C　[若某化学反应的反应速率为0.5 mol·L－1·s－1，是指用某一物质表示的平均反应速率，与其他物质的反应速率不一定相等，并且未告诉时间范围，无法计算浓度变化量，故C项错误。]
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。]
3．C　[将容器的体积缩小一半，导致压强增大，气体浓度增大，则反应速率增大，故A正确；保持体积不变，充入氩气，参加反应气体的浓度不变，则其反应速率不变，故B正确；保持压强不变，充入氖气，则容器体积增大，参加反应气体的浓度减小，H2O(g)的生成速率减小，故C错误、D正确。]
4．(1)0.6　(2)0.05 mol·L－1·s－1　(3)8.8　0.08 mol·L－1