人教版高中化学选择性必修1第二章化学反应速率与化学平衡第一节第1课时化学反应速率课件

(共52张PPT)
[学习目标]
1.知道化学反应速率的表示方法，能进行化学反应速率的简单计算。
2.通过实验探究，了解测定化学反应速率的方法。
1.化学反应速率的表示方法
快慢
浓度
时间
mol·L-1·mol·L-1或mol·L-1·s-1
减小
增大
2.反应中各物质化学反应速率的关系
对于一个化学反应：mA＋nB===pC＋qD，A、B、C、D是气体或溶液时，其反应速率之间的关系为vA∶vB∶vC∶vD＝ 。
m∶n∶p∶q
3.化学反应速率的实验测定
(1)测定依据：化学反应速率的表达式v＝ 。
(2)测定方法：任何一种与物质浓度有关的可观测量都可以加以利用，如气体的体积、体系的压强、颜色的深浅、光的吸收、导电能力等。
[自我思考]
(1)用固体反应物能否表示反应的化学反应速率？说明理由。
提示　不能，“Δc”代表物质浓度的增加或减少，固体无法用浓度来表示。
(2)化学反应速率是瞬时速率还是平均速率？
提示　“Δt”代表某一时间段，故化学反应速率是平均速率。
[正误判断] (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( )
×
(3)测定某化学反应从开始到8秒末的反应速率，指的是8秒末的瞬时速率( )
(4)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，数值越大，表示化学反应速率越大( )
×
×
√
1.在一定条件下，反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)在2 L恒容密闭容器中进行，5 min内NH3的质量增加了1.7 g，则反应速率为(　　)
A.v(NH3)＝0.1 mol·L-1·min-1
B.v(N2)＝0.02 mol·L-1·min-1
C.v(H2)＝0.015 mol·L-1·min-1
D.v(NH3)＝0.17 mol·L-1·min-1
C
2.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
(　　)
A.v(W)＝3v(Z) B.2v(X)＝3v(Z)
C.2v(X)＝v(Y) D.3v(W)＝2v(X)
解析　根据同一反应中化学反应速率之比等于化学计量数之比可知，v(W)∶v(X)∶v(Y)∶v(Z)＝3∶2∶4∶3，故只有C项正确。
C
3.化学反应速率是可以通过实验测定的，下列化学反应速率的测量中，测量依据不可行的是(　　)
选项 化学反应 测量依据(单位时间内)
A CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) 压强变化
B Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ H2体积
C 2NO2 N2O4 颜色深浅
D Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH 沉淀质量
A
解析　反应前后气体的化学计量数之和相等，即压强始终不变，故A不可行；反应产生气体，可以测量单位时间内产生H2的体积，故B可行；NO2为红棕色气体，N2O4为无色气体，反应有明显的颜色变化，故C可行；碳酸钙不溶于水，可以测量单位时间内产生沉淀的质量，故D可行。
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：K＞Na。
(2)定量比较
①“一看”：看化学反应速率的单位是否一致，若不一致，则转化为同一单位。
②“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。
③“三比较”：标准统一后比较数值大小，数值越大，反应速率越大。
[自我思考]
Bodensteins研究反应：H2(g)＋I2(g) 2HI(g)　ΔH<0。温度为T时，在容积为1 L的密闭容器中加入0.5 mol I2和 0.5 mol H2进行实验，测得气体混合物中碘化氢的物质的量分数w(HI)与反应时间t的关系如下表：
t/min 0 20 40 60 80 100
w(HI)/% 0 50 68 76 80 80
容器中，前20 min内的反应速率v(HI)＝__________________。
1.对于可逆反应2M(g)＋2N(s) 3P(g)＋Q(g)，在不同条件下测得的化学反应速率如下，下列反应速率大小关系正确的是(　　)
①v(M)＝4 mol·L-1·min-1 ②v(M)＝0.1 mol·L-1·s-1 ③v(P)＝0.2 mol·L-1·s-1
④v(Q)＝3 mol·L-1·min-1
A.①>④>③>② B.②>③＝①>④
C.③>②＝④>① D.④>③>①>②
C
2.一定温度下，向2 L恒容密闭容器中充入 0.4 mol NH3和0.5 mol O2发生反应4NH3(g)＋5O2(g) 4NO(g)＋6H2O(g)。4 min后，NO的浓度为0.06 mol·L-1。则0～4 min内，用NO表示的反应速率为________________。
0.015 mol·L-1·min-1
3.如图所示，800 ℃时，某反应有关的物质A、B、C的物质的量浓度从开始反应至4 min时的变化图像。请回答下列问题：
(1)该反应的反应物是________。
(2)反应至4 min时，C的浓度是B的浓度的________倍。
(3)该反应的化学方程式是________________。
(4)反应开始至4 min，用A的浓度变化来表示该反应的
化学反应速率为________________。
A
3
2A B＋3C
0.2 mol·L-1·min-1
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，定化学计量数：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，确定在化学方程式中用“===”还是“ ”。
[名师点睛]
1.日常生活中，很多现象都涉及化学反应。下列现象涉及的化学反应进行最慢的是
(　　)
D
A.炸药爆炸 B.铁桥生锈 C.牛奶变质 D.溶洞形成
解析　对比分析四种反应现象可知，进行最慢的应是溶洞的形成。
2.在2 L密闭容器中进行反应A(s)＋B(g) 2C(g)，2 min后，B的物质的量由5 mol减少为3 mol，在此2 min内反应速率表示正确的是(　　)
A.v(A)＝0.5 mol·L-1·min-1
B.v(B)＝1 mol·L-1·min-1
C.v(C)＝1 mol·L-1·min-1
D.v(A)＝1 mol·L-1·min-1
C
3.在密闭容器中进行A(g)与B(g)反应生成C(g)的可逆反应，反应速率v(A)、v(B)、v(C)之间存在以下关系：v(C)＝2v(A)，3v(C)＝2v(B)，则该反应可以表示为(　　)
A.A(g)＋B(g) C(g)
B.2A(g)＋2B(g) 3C(g)
C.A(g)＋3B(g) 2C(g)
D.3A(g)＋B(g) 2C(g)
C
解析　在同一化学反应中，用不同物质表示的化学反应速率，速率之比等于化学方程式中化学计量数之比。密闭容器中A(g)与B(g)反应生成C(g)，其反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)表示，它们之间有以下关系：v(C)＝2v(A)，3v(C)＝2v(B)，则化学方程式为 A(g)＋3B(g) 2C(g)。
4.如图安装好实验装置(装置气密性良好)，在锥形瓶内盛有6.5 g锌粒，通过分液漏斗加入 40 mL 2.5 mol·L-1的稀硫酸，将产生的H2收集在注射器中，10 s时恰好收集到标准状况下的H2 44.8 mL。若忽略锥形瓶内溶液体积的变化，下列说法不正确的是(　　)
A.用H＋表示10 s内该反应的速率为 0.01 mol·L-1·s-1
B.用Zn2+表示10 s内该反应的速率为 0.01 mol·L-1·s-1
C.用锌粒表示10 s内该反应的速率为0.013 g·s-1
D.用H2表示10 s内该反应的速率为 0.000 2 mol·s-1
B
5.某温度时，在一个2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示。
(1)该反应的化学方程式为____________________。
(2)反应开始至2 min，以气体X表示的平均反应速率
为________________；反应开始时与反应达到平衡
状态时的压强之比为________。
(3)若上述反应在甲、乙两个相同容器内同时进行，分别测得甲中v(X)＝9 mol·L-1·min-1，乙中v(Y)＝6 mol·L-1·min-1，则______(填“甲”或“乙”)中反应更快。
3X(g)＋Y(g) 2Z(g)
0.075 mol·L-1·min-1
10∶9
乙
1.对于反应CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，下列说法正确的是(　　)
A.用HCl和CaCl2表示的反应速率数值不同，但所表示的意义相同
B.不能用CaCO3的浓度变化表示反应速率，但可用H2O的浓度变化表示反应速率
C.用H2O和CO2表示的化学反应速率相同
D.用CaCl2浓度的减少表示反应速率
A
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解析　CaCO3是固体，H2O是纯液体，不能用二者的浓度变化表示化学反应速率；CaCl2为生成物，故应用其浓度的增加表示反应速率；在同一反应中，选用不同的物质表示反应速率，反应速率之比等于化学计量数之比，数值可能相同，也可能不同，但所表示的意义相同。
2.在某恒容密闭容器中投入X、Y、W、Q四种物质，经一段时间后测得各物质的物质的量见下表：
C
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时间 X Y W Q
10 min 1.0 mol 3.0 mol 1.0 mol 2.0 mol
20 min 0.5 mol 1.5 mol 2.0 mol 1.0 mol
上述容器中发生反应的化学方程式可能是(　　)
A.X＋2Y 2W＋2Q
B.3X＋Y＋2W 2Q
C.X＋3Y＋2Q 2W
D.X＋2Y＋3Q 2W
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解析　由题表数据可知，X、Y、Q的物质的量减小，W的物质的量增加，说明X、Y、Q是反应物，W是生成物。在同一容器中，相同时间内，各物质的反应速率之比等于物质的量变化之比等于化学计量数之比，故v(X)∶v(Y)∶v(Q)∶v(W)＝0.5 mol∶1.5 mol∶1.0 mol∶1.0 mol＝1∶3∶2∶2，所以该反应的化学方程式为X＋3Y＋2Q 2W，故选C。
3.(2025·河南郑州高二月考)下列测量化学反应速率的依据不可行的是(　　)
C
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选项 化学反应 测量依据(单位时间内)
A 2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===
K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O 溶液颜色变化
B AgNO3＋NaCl===AgCl↓＋NaNO3 沉淀质量变化
C H2(g)＋I2(g) 2HI(g) 温度、体积一定时，体系压强变化
D H2O2＋2HI===2H2O＋I2 溶液体积一定时，I－的浓度变化
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解析　酸性KMnO4溶液和H2C2O4溶液反应生成Mn2+和二氧化碳，随着反应进行高锰酸钾溶液褪色，可以通过记录溶液颜色变化时间来测定反应速率，A不符合题意；单位时间内产生的沉淀的质量越多，则反应速率越快，反之反应速率越慢，测量依据可行，B不符合题意；该反应前后气体分子数不变，故温度、体积一定时，反应前后气体总压不变，则测量依据不可行，C符合题意；单位时间内，I－浓度减小得越多，反应速率越快，反之，反应速率越慢，测量依据可行，D不符合题意。
4.反应2A(g)＋2B(g)===C(g)＋3D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为①v(A)＝0.45 mol·L-1·min-1；②v(B)＝0.6 mol·L-1·s-1；③v(C)＝0.4 mol·L-1·s-1；④v(D)＝0.5 mol·L-1·s-1。该反应进行的快慢顺序为(　　)
A.②＞④＞①＞③ B.③＞④＞②＞①
C.③＞②＞④＞① D.④＞③＞②＞①
C
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解析　根据反应速率之比等于化学计量数之比，将四种不同情况下的反应速率都转化成用物质A表示的反应速率，则①v(A)＝0.45 mol·L-1·min-1；②v(A)＝36 mol·L-1·min-1；③v(A)＝48 mol·L-1·min-1；④v(A)＝20 mol·L-1·min-1，所以该反应进行的快慢顺序为③＞②＞④＞①，故选C。
5.将5.6 g铁粉投入盛有100 mL 2 mol·L-1稀硫酸的烧杯中，2 min时铁粉刚好完全溶解。下列有关这个反应的反应速率的表示正确的是(忽略溶液体积变化)(　　)
A.0～2 min内，铁的反应速率为0.5 mol·L-1·min-1
B.0～2 min内，H2SO4的反应速率为0.5 mol·L-1·min-1
C.2 min末，FeSO4的反应速率为0.5 mol·L-1·min-1
D.0～2 min内，H2的反应速率为0.5 mol·L-1·min-1
B
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6.用甲、乙两装置测定锌与稀硫酸反应速率。下列说法错误的是(　　)
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D
A.甲、乙两实验均需要秒表
B.实验前将乙装置注射器活塞外拉，放开后若回到原位，说明气密性良好
C.其他条件相同时，乙装置所测速率比甲装置误差小
D.甲、乙装置是通过测定单位时间内锌的质量变化测定反应速率
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解析　甲、乙两装置需要测定单位时间内产生氢气的体积，需要用到秒表，A正确；实验前将乙装置注射器活塞外拉，体系内压强减小，若气密性良好，在外界大气压作用下，活塞会回到原位，B正确；甲装置中稀硫酸进入体系，占用一定体积，活塞右移，且随着稀硫酸不断加入，锥形瓶中反应生成的水越来越多，加入的稀硫酸溶液被稀释，浓度不确定，会造成误差，用乙装置可以减小稀硫酸溶液体积和浓度的变化造成的实验误差，故C正确；甲、乙装置是通过测定单位时间内产生氢气的体积测定反应速率，D错误。
7.将固体NH4I置于2 L密闭容器中，在某一温度下，发生反应：NH4I(s) NH3(g)＋HI(g)，2HI(g) H2(g)＋I2(g)。2 min后测得H2为1 mol，HI为8 mol，若NH4I的分解速率用v(NH3)表示，下列速率正确的是(　　)
A.1.25 mol·L-1·min-1 B.2 mol·L-1·min-1
C.2.5 mol·L-1·min-1 D.5 mol·L-1·min-1
C
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解析　2 min后，容器中H2和HI的浓度分别为0.5 mol·L-1、4 mol·L-1。根据反应的化学方程式可知，NH4I分解生成NH3的浓度与HI的浓度相等，NH4I分解生成的HI的浓度c总(HI)＝c(HI)＋2c(H2)＝4 mol·L-1＋2×0.5 mol·L-1＝5 mol·L-1，所以2 min后NH4I分解生成的NH3的浓度：c(NH3)＝c总(HI)＝5 mol·L-1，NH3的平均反应速率为2.5 mol·L-1·min-1，所以C项正确。
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C
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9.固定和利用CO2能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体。工业上有一种用CO2来生产甲醇燃料的方法：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)。某科学实验将6 mol CO2和8 mol H2充入2 L的密闭容器中，测得H2的物质的量随时间的变化如图所示。
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(1)a～b、b～c、c～d、d～e四段中，平均反应速率最大的时间段是________，该时间段内H2的平均反应速率是____________。
(2)H2的物质的量不再改变时，CO2的转化率是________；反应前后容器内的压强之比是________。
a～b
1 mol·L-1·min-1
33.3%
7∶5
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10.(2025·山师附中高二月考)将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的密闭容器中混合，并在一定条件下发生反应2A(g)＋B(g) 2C(g)。若经2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L-1，则下列说法正确的是(　　)
A.用物质A表示的平均反应速率为 0.3 mol·L-1·s-1
B.2 s时物质A的浓度为2.8 mol·L-1
C.2 s时物质B的浓度为1.4 mol·L-1
D.用物质B表示的平均反应速率为 0.6 mol·L-1·s-1
A
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11.某温度下，在2 L密闭容器中投入一定量的A、B发生反应：3A(g)＋bB(g) cC(g)　ΔH＝－Q kJ·mol-1(Q＞0)。12 s时反应达到平衡，生成C的物质的量为0.8 mol，反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是(　　)
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C
A.前12 s内，A的平均反应速率为0.025 mol·L-1·s-1
B.12 s后，A的消耗速率等于B的生成速率
C.化学计量数之比b∶c＝1∶2
D.12 s内，A和B反应放出的热量为0.2Q kJ
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12.将等物质的量的A、B混合放于2 L的密闭容器中，发生反应3A(g)＋B(g) xC(g)＋2D(g)。经5 min 后，测得D的浓度为0.5 mol·L-1，c(A)∶c(B)＝3∶5，v(C)＝0.1 mol·L-1·min-1。
(1)x＝________。
(2)A在5 min末的浓度是__________。
(3)前5 min内B的反应速率v(B)＝_________________，D的反应速率
v(D)＝_______________。
(4)5 min末A的转化率为________。
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0.75 mol·L-1
0.05 mol·L-1·min-1
0.1 mol·L-1·min-1
50%
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