2018-2019学年高中化学人教版必修二教师用书：第二章 第三节 第1课时　化学反应的速率

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精第三节化学反应的速率和限度第1课时化学反应的速率1．了解化学反应速率的含义及表示方法.2．理解影响化学反应速率的因素.一、化学反应速率1．意义用来衡量化学反应进行的快慢程度的物理量。2．表示方法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(均取正值）来表示。3．表达式若以v表示反应速率,Δc（绝对值)表示物质浓度的变化量，Δt表示变化的时间,则指定物质的化学反应速率的计算公式为v＝eq\f（Δc,Δt）。4．单位mol/(L·s）或mol/（L·min）。二、外界条件对化学反应速率的影响1．探究温度对化学反应速率的影响实验操作试管中均为2mL～3mL相同浓度的滴有FeCl3溶液的H2O2溶液实验现象溶液中产生气泡速率的相对大小为③>②〉①实验结论对于反应2H2O2eq\o（=,\s\up12(催化剂））2H2O＋O2↑来说，其他条件不变时，温度越高，H2O2分解的速率越快2．探究催化剂对化学反应速率的影响实验操作实验现象①有少量气泡出现②产生大量气泡③产生大量气泡实验结论FeCl3、MnO2能加快H2O2分解的反应速率3.其他因素影响化学反应速率的因素除温度和催化剂外，还有反应物浓度、反应物的状态、固体表面积、压强、溶剂、光照等许多因素.人们可以通过这些因素来调控化学反应速率。1．日常生活中的下列现象，其物质变化过程中化学反应速率最快的是()解析：炸药爆炸瞬间即可发生，溶洞形成需上千万年，铁桥生锈需上百年时间,牛奶变质只需几天，故A项反应速率最快。答案:A2．(2018·福建五校联合体期中）在一个2L的容器中，放入2mol气体A,5min后，测得这种气体A还剩余0.5mol，该反应中气体A的化学反应速率是(）A．1.5mol/（L·min) B．0.15mol/(L·min）C．0.75mol/(L·min） D．0.075mol/(L·min）解析：v＝eq\f(Δc，Δt）＝eq\f(\f（2mol－0。5mol，2L),5min）＝0.15mol/(L·min)，B正确。答案：B3．（2018·湖南师大附中期中)定容容器中发生反应I2（g）＋H2(g)2HI（g），下列措施不能提高其反应速率的是（)A．升高温度B．使用催化剂C．充入稀有气体，增大体系压强D．增加I2和H2的起始量解析：升高温度,化学反应速率加快，A不符合题意;使用催化剂使反应速率大大加快，B不符合题意;充入稀有气体，增大体系压强，但是反应物的浓度不变,化学反应速率不变，C符合题意；增加I2和H2的起始量，物质的浓度增大，化学反应速率加快，D不符合题意.答案：C化学反应速率的理解1．化学反应速率表达式为v(B）＝eq\f（ΔcB，Δt)，对于反应物来说：变化浓度(Δc）＝起始浓度(c始)－某时刻浓度（c末);对于生成物来说：变化浓度(Δc)＝某时刻浓度（c末）－起始浓度(c始）。2．一个确定的化学反应涉及反应物、生成物多种物质，因而定量表示一个化学反应的反应速率，必须指明是用哪一种反应物或生成物来表示。3．无论是用反应物的值还是生成物的值来计算，化学反应速率都是正值.4．Δc是表示一段时间Δt内浓度的变化量，所以“化学反应速率”通常指的是平均速率。5．由于表示的是物质的量浓度（单位是mol·L－1），而固态物质或纯液体物质的浓度在一定温度下是一常数,所以这种表示化学反应速率的方法不能适用于固态物质和纯液体物质.6．对同一化学反应，用不同物质浓度变化表示同一时间内的化学反应速率，其数值不一定相同，但表达的意义却完全相同，即一种物质的化学反应速率也就代表了整个化学反应的反应速率。7．对于同一化学反应用不同物质表示的化学反应速率，其数值可能不相同,但其化学反应速率之比等于化学方程式的化学计量数之比,对于反应：aA＋bB=cC＋dD来说，v（A）∶v（B）∶v（C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d⇒eq\f(vA,a）＝eq\f(vB，b)＝eq\f(vC，c)＝eq\f(vD,d)。8．要比较不同条件下同一化学反应的快慢时，要将不同物质表示的反应速率转化成同一物质表示的反应速率，才可比较化学反应的快慢，且要注意单位的统一。9．化学反应速率是用单位时间内物质的量浓度的变化值来表示的，计算时要注意整个反应体系的体积.不能用有关物质的量的变化或质量的变化来计算.在2A＋B=3C＋4D反应中，表示该反应速率最快的是（)A．v(A）＝0.5mol·L－1·s－1B．v（B）＝0.3mol·L－1·s－1C．v（C）＝48mol·L－1·min－1D．v（D)＝1。0mol·L－1·min－1【解析】解法一：转化为同一物质的反应速率进行比较。比较不同条件(或不同时刻）的反应速率，必须转化为同一物质的反应速率再进行比较，同时注意单位要统一。本题可均转化为B物质的反应速率,再进行比较。A项中v（B)＝eq\f(1,2)v(A)＝eq\f（1，2)×0.5×60mol·L－1·min－1＝15mol·L－1·min－1;B项v(B)＝0。3×60mol·L－1·min－1＝18mol·L－1·min－1；C项v(B）＝eq\f（1,3)v（C）＝eq\f(1，3）×48mol·L－1·min－1＝16mol·L－1·min－1；D项v（B)＝eq\f（1，4）v(D）＝eq\f（1,4）×1。0mol·L－1·min－1＝0.25mol·L－1·min－1，故反应速率最快的是B项。解法二：利用速率与化学计量数之比进行比较。不同物质表示的速率之比等于其化学计量数之比，故不同物质表示的速率与其化学计量数的比值越大,表示的反应速率越快。A项eq\f(vA，2)＝15mol·L－1·min－1，B项eq\f（vB,1）＝18mol·L－1·min－1，C项eq\f(vC，3）＝16mol·L－1·min－1，D项eq\f（vD，4）＝0。25mol·L－1·min－1,故B项反应速率最快。【答案】B在mA＋nBpC的反应中,m、n、p为各物质的化学计量数.现测得C每分钟增加amol·L－1，B每分钟减少1。5amol·L－1，A每分钟减少0.5amol·L－1,则m∶n∶p为（）A．2∶3∶2 B．2∶3∶3C．3∶1∶2 D．1∶3∶2解析：在化学反应中各物质的浓度变化之比等于化学方程式的计量数之比，则m∶n∶p＝0.5a∶1.5a∶a＝1∶3∶2，选D项。答案:D影响化学反应速率的因素1．内因影响化学反应速率的内因是反应物自身的性质。如燃烧、爆炸、中和等反应都是很快就能完成，而金属的锈蚀，熔岩的形成、煤和石油的形成等都是比较缓慢的,这些都是由反应物自身的性质决定的.2．外因温度、浓度、压强、催化剂、固体反应物的表面积等影响因素.(1）温度:温度越高,化学反应速率越快；温度越低，反应速率越慢。(2)浓度：一般来说，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；减小反应物浓度,可以减小化学反应速率。增加固体或纯液体的量，不能改变化学反应速率.(3)压强：对于有气体参加的反应来说，增大压强,可以使单位体积内气体的物质的量增大，实际上相当于增大了气体反应物的浓度，所以增大压强，化学反应速率增大。压强的改变只有引起气体浓度的改变时，才能改变化学反应速率。(4)催化剂:催化剂可以改变化学反应速率，常见的催化剂能极大地加快反应速率。(5）增大固体反应物的表面积，增大了反应物的接触面积，能加快化学反应速率。（1)反应E＋F=G在温度T1下进行，反应M＋N=K在温度T2下进行,已知：T1〉T2，且E和F的浓度均大于M和N的浓度,则两者的反应速率()A．前者大 B．后者大C．一样大 D．无法判断（2)等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测定在不同时间产生氢气体积V的数据，根据数据绘制得到下图，则图中曲线a、b、c、d所对应的实验组别可能是(双选)（)组别c（HCl)/mol·L－1温度/℃状态12。025块状22。530块状32.550块状42.530粉末状A．4－3－2－1 B．1－2－3－4C．3－4－2－1 D．1－2－4－3【解析】(1）这两个反应是不同的反应，而决定反应速率的主要因素是内因，故尽管前者的反应温度高、浓度大，但反应速率不一定大于后者。选D。（2）所提供图象横坐标表示反应时间，纵坐标表示生成H2的体积,产生等量的H2，所用时间越短，则反应速率越大。分析图象反应速率由快到慢的顺序是a〉b〉c〉d，1组中温度最低,盐酸浓度最小,且固体为块状，故反应速率最慢，1组对应曲线为d，B、D不正确；由影响反应速率的因素可知，温度越高反应速率越快,粉末状固体比块状固体表面积大，反应速率快，提高温度对速率的影响和将块状固体磨成粉末状对速率的影响大小不确定,故有A、C两种可能。【答案】(1)D（2）AC（2018·福建五校联合体期中）少量铁粉与100mL0.01mol·L－1的稀盐酸反应，反应太慢。为了加快该反应的化学反应速率且不改变H2的产量，可以使用如下方法中的（）①加H2O②滴入几滴浓HNO3③滴入几滴浓盐酸④加NaOH固体⑤加NaCl固体⑥升高温度（不考虑盐酸挥发）⑦改用10mL0。1mol·L－1盐酸A．①⑥⑦ B．②③⑥⑦C．③⑥⑦ D．④⑤⑥⑦解析：加H2O，浓度降低,反应速率减小，①错误；滴入几滴浓HNO3，因硝酸具有强氧化性,不产生氢气，影响氢气的产量，②错误；滴入几滴浓盐酸，浓度增大，反应速率增大，③正确;加NaOH固体，盐酸浓度降低，反应速率减小，④错误;加NaCl固体,溶液浓度不变,反应速率不变,⑤错误;升高温度(不考虑盐酸挥发)，反应速率增大，⑥正确;改用10mL0。1mol·L－1的盐酸，盐酸浓度增大，反应速率增大，⑦正确。答案:C1.在下列过程中,需要加快反应速率的是()A．钢铁腐蚀 B．食物变质C．合成氨 D．塑料老化解析:A、B、D如果加快反应速率会增大材料损耗及资源浪费；C项加快合成氨的速率,会降低成本，增加产量，故选C项.答案：C2．温度为500℃时，反应4NH3＋5O2=4NO＋6H2O在5L的密闭容器中进行，半分钟后NO的物质的量增加了0.3mol，则此反应的平均速率为(）A．v(O2）＝0.01mol/(L·s）B．v（NO)＝0。08mol/(L·s)C．v(NH3）＝0.002mol/（L·s)D．v（H2O）＝0.03mol/（L·s)解析：v(NO）＝eq\f(0.3mol,5L×30s)＝0.002mol/(L·s),故v（NH3)＝0。002mol/（L·s），v(O2)＝eq\f（5,4)×0。002mol/(L·s）＝0.0025mol/(L·s），v（H2O）＝0。003mol/(L·s)，故选C项。答案：C3．（2018·佛山市第一中学期中)把下列四种X溶液分别加入四个盛有10mL2mol/L盐酸的烧杯中，均加水稀释到50mL，此时,X和盐酸缓慢地进行反应，其中反应最快的是()A．10℃20mL3mol/L的X溶液B．20℃30mL2mol/L的X溶液C．20℃10mL4mol/L的X溶液D．10℃10mL2mol/L的X溶液解析:计算出稀释后四种X溶液中的X的物质的量，由于最后溶液的体积都为50mL，则X的物质的量越大，X的浓度越大，而浓度越大、温度越高，反应速率越快。则20mL3mol/L的X溶液，X的物质的量为0.02L×3mol/L＝0.06mol；30mL2mol/L的X溶液，X的物质的量为0。03L×2mol/L＝0。06mol;10mL4mol/L的X溶液，X的物质的量为0。01L×4mol/L＝0。04mol;10mL2mol/L的X溶液，X的物质的量为0.01L×2mol/L＝0。02mol。显然四种情况下,X浓度A＝B＞C＞D,而温度B＝C＞A＝D,故选项B的反应速率最快。答案：B4．对于反应A（g）＋3B(g）=2C（g)＋D（g)来说在四种不同情况下的反应速率分别为:①v（A)＝0。15mol/（L·s)②v（B）＝0.6mol/（L·s）③v（C）＝0。5mol/(L·s）④v(D)＝0。45mol/(L·s)，则反应进行由快到慢的顺序为（）A．④>③〉①〉② B．④>③〉②>①C．②〉③〉④〉① D．②>④〉③>①解析：eq\f（vA,1）＝0。15mol/（L·s），eq\f（vB,3）＝0.2mol/(L·s)，eq\f(vC，2）＝0.25mol/（L·s），eq\f（vD，1)＝0.45mol/(L·s)，故反应速率④>③〉②〉①，选B项。答案：B5．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)黄铁矿煅烧时要粉碎成细小的矿粒：________________________________________________________________________。(3）KI晶体和HgCl2晶体混合后无明显现象，若一起投入水中，很快生成红色的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、同体积的稀硫酸中分别放入同样大小的锌块和镁块，产生气体有快有慢：__________________。(6)同样大小的石灰石分别在0.1mol/L的盐酸和1mol/L的盐酸中反应速率不同：________。(7）夏天时食品易发霉，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有内因，即反应物本身的性质，还有外界因素如：温度、反应物的浓度、催化剂、反应物的状态、固体表面积、压强、溶剂、光照等。解答此类题时要通过对比，找出外界条件或反应物性质的不同,抓住问题的实质，并注意用科学语言规范解答。答案：(1）光（2)反应物的接触面积（3）在溶液中，水作溶剂，增大了反应物接触面积(4)催化剂(5)反应物本身性质（6）反应物的浓度(7）反应温度(8)人体内的生物酶起催化作用,可以降低葡萄糖氧化所需要的能量，所以在人体温度的范围就可以反应1．下列说法正确的是（)A．参加反应物质的性质是决定化学反应速率的主要因素B．化学反应速率只能加快不能减慢C．决定化学反应速率的主要因素是浓度D．增加反应物的用量一定能增大反应速率解析:物质的本身性质为影响化学反应速率的主要因素，如钠可与冷水发生剧烈反应，但铜在高温下与水不反应，A项正确;降低温度、浓度等，可降低反应速率，B项错误；决定化学反应速率的主要因素是物质的本身性质，C项错误；如反应物有固体，则增加固体的量，反应速率不变,D项错误。答案:A2．（2018·北京101中学期中)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：化学反应速率之比等于化学系数之比。v（W)∶v(Z）＝3∶3＝1∶1,A错误；v(X）∶v(Z）＝2∶3，B错误；v（X)∶v（Y)＝2∶4＝1∶2,C正确；v（W)∶v（X)＝3∶2，D错误。答案：C3．（2018·甘肃师大附中期末)下列措施肯定能使化学反应速率增大的是（）A．增大反应物的量 B．增加压强C．升高温度 D．使用催化剂解析:增大固体或液体反应物的量不一定能增大反应速率，A错误；若定容时加入惰性气体，则压强增大，但反应速率不变,B错误;升高温度活化分子百分数增大，反应速率一定加快，C正确；催化剂能加快或减慢反应速率，D错误。答案：C4．如图所示，相等质量的铁和锌与足量的稀H2SO4充分反应，产生氢气的质量(m)与反应时间(t）的正确关系是（)解析:化学反应速率的快慢由物质的本身性质决定,并受外界条件的影响。图象中拐点表示金属已经完全反应。由于Zn比Fe活泼，所以反应速率较快,其反应完全所需时间少（横坐标要小)；相同质量的锌和铁，锌生成的H2的质量少(所以Zn对应纵坐标要小),A正确。答案:A5．下列四个数据都表示合成氨的反应速率，其中代表同一反应的是（)①v(N2)＝0。3mol/(L·min)②v(NH3）＝0.9mol/（L·min)③v(H2）＝0.6mol/（L·min)④v(H2）＝0。0225mol/（L·s)A．①② B．①③C．③④ D．②④解析：合成氨的反应为N2＋3H22NH3，根据反应速率之比等于方程式计量数之比解答本题。A项v(N2)∶v(NH3)＝0.3mol/（L·min)∶0.9mol/（L·min)＝1∶3，不等于化学计量数之比,不能表示相同条件下同一反应；B项v(N2)∶v（H2)＝0.3mol/(L·min)∶0.6mol/（L·min)＝1∶2,不等于化学计量数之比，不能表示相同条件下的同一反应;C项④中v（H2)＝0.0225mol/(L·s）＝1。35mol/（L·min）,而③中v（H2)＝0。6mol/(L·min）,二者不相等，不能表示相同条件下同一反应；D项v(NH3）∶v(H2）＝0。9mol/（L·min）∶1.35mol/（L·min）＝2∶3，等于方程式化学计量数之比，表示相同条件下同一反应，故选D项。答案：D6．(2018·玉溪第一中学月考)已知反应A(g）＋3B(g）2C(g)＋D(g）在某段时间内以A的浓度变化表示的化学反应速率为1mol/（L·min），则此段时间内以C的浓度变化表示的化学反应速率为（)A．0。5mol/(L·min） B．1mol/(L·min）C．2mol/（L·min） D．3mol/（L·min）解析：对于反应A＋3B2C＋D，以A的浓度变化表示的反应速率为1mol/(L·min)，速率之比等于化学计量数之比，所以1∶2＝1mol/(L·min）∶v(C)，解得v(C)＝2mol/（L·min)。答案:C7.将一块除去氧化膜的铝片投入盛氢氧化钠溶液的试管中发现产生氢气的速率变化情况如图所示。(1)写出铝与氢氧化钠溶液反应的离子方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2）t1～t2速率变化的主要原因是__________________________________________________________________________.t2～t3速率变化的主要原因是___________________________________________________________________________。解析：(1)铝与氢氧化钠反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－，2）＋3H2↑。(2)随反应进行，溶液中NaOH的浓度减小，反应速率减慢，但Al与NaOH溶液反应是一个放热反应，使溶液温度升高，反应速率加快。故t1~t2时,温度升高占主要因素，使反应速率加快；而t2～t3时，浓度减小占主要因素，反应速率减小。答案：(1）2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－，2)＋3H2↑（2)铝与NaOH溶液反应放热，温度升高占主要因素，浓度变化较小，故化学反应速率加快当反应进行一段时间，反应的热量变化较小，浓度减小占主要因素，反应速率减小8．将4molA气体和2molB气体在2L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2s后测得C的浓度为0。6mol·L－1,则：（1)用物质A表示的反应速率为________。(2）2s时物质B的浓度为________。(3)反应过程中容器内气体平均相对分子质量如何变化?________(填“增大”“减小"或“不变”，下同)。气体的密度如何变化？__________________。解析:2s时,C的浓度为0。6mol·L－1，则v(C)＝eq\f（ΔcC,Δt)＝eq\f(0.6mol·L－1，2s）＝0。3mol·L－1·s－1，v(A）∶v(C)＝2∶2，即v(A)＝v（C）＝0。3mol·L－1·s－1；同理v(A）∶v(B)＝2∶1，知v（B)＝eq\f(vA，2）＝eq\f(0.3mol·L－1·s－1,2)＝0。15mol·L－1·s－1＝eq\f（ΔcB,Δt)＝eq\f(\f(2mol，2L）－c′B,2s），可解得2s时物质B的浓度：c′(B）＝1mol·L－1－0。3mol·L－1＝0。7mol·L－1;平均相对分子质量M＝eq\f(mg，ng),反应时n（g)减小，m(g)不变，则M增大；而密度ρ＝eq\f(mg，V），因m（g)和V均不变，则ρ不变。答案:(1）0.3mol·L－1·s－1(2）0.7mol·L－1（3)增大不变1．在反应3H2＋N22NH3中，经一段时间后,氨的浓度增加了0。6mol/L，在此时间内用H2表示的平均反应速率为0。45mol/（L·s),则反应所经历的时间为()A．0。44s B．2sC．0.33s D．1s解析:H2表示的平均速率v(H2）＝0.45mol/（L·s)，利用速率之比等于化学计量数之比,所以v(NH3)＝eq\f（2，3）v（H2）＝eq\f(2,3)×0。45mol/（L·s)＝0.3mol/(L·s)，氨的浓度增加了0.6mol/L，Δc（NH3）＝0。6mol/L,根据公式Δt＝eq\f（Δc,v）,则反应所经历的时间为eq\f（0。6mol/L，0。3mol/L·s)＝2s，选B项。答案：B2．(2018·湖南师大附中期中）对于反应4NH3＋5O2=4NO＋6H2O，下列为四种不同情况下测得的反应速率，其中能表明该反应进行最快的是()A．v(NH3）＝0.2mol/（L·s）B．v（O2）＝1。4mol/（L·min）C．v（H2O)＝0.25mol/（L·s)D．v(NO）＝9mol/(L·min）解析:如果都用氧气表示反应速率，则根据反应速率之比是相应的化学计量数之比可知，四个选项中的反应速率分别是[mol/（L·s）］0.25、0。023、0.21、0。188,所以反应速率最快的是选项A.答案：A3．对于反应C(s）＋CO2（g)2CO(g),下列措施可使反应速率增大的是(）①升高温度②增加碳的量③恒温恒容下通入CO2④恒温恒压下充入N2⑤恒温恒容充入N2⑥恒温恒容通入COA．①③④ B．②④⑥C．①③⑥ D．③⑤⑥解析:增大反应速率的措施为升高温度，增大CO2的物质的量，故①③反应速率增大；②增大碳的量不影响反应速率;④措施使容器体积增大，反应物浓度降低，反应速率降低；⑤措施容积不变,参加反应的气体的浓度不变,反应速率不变；⑥恒容通入CO,气体浓度增大,反应速率增大，故选C项。答案：C4．(2018·湖南五市十校期中）C＋CO22COΔH>0，正反应的反应速率为v1；N2＋3H22NH3ΔH<0，正反应的反应速率为v2。对于上述反应，当温度升高时,v1和v2的变化情况为()A．v1减小，v2增大 B．同时减小C．v1增大，v2减小 D．同时增大解析：对于上述两个反应，当温度升高时，v1和v2均增大，D正确。答案：D5．（2018·南昌市第二中学月考）某小组利用H2C2O4溶液和硫酸酸化的KMnO4溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响"。实验时通过测定酸性KMnO4溶液褪色所需时间来判断反应的快慢。该小组设计了如下方案。已知:KMnO4＋H2C2O4＋H2SO4→K2SO4＋MnSO4＋CO2↑＋H2O(未配平)。0。1mol·L－1KMnO4酸性溶液的体积/mL0。6mol·L－1H2C2