高中化学必修2资源-第二章 第三节 第1课时化学反应的速率

第三节化学反应的速率和限度

第1课时化学反应的速率

［学习目标定位］1.通过实验认识化学反应速率及其影响因素。2.能进行化学反应速率的计

算、转化与比较，学会控制化学反应速率的常用方法。

新知导学新知探究点点落实

一、化学反应速率

L观察下列图片，说说哪些图片表示的过程中化学反应较快？哪些表示的化学反应较慢？

溶洞的形成火箭发射汽油的燃烧铁制品生锈

答案火箭发射、汽油的燃烧过程中化学反应较快；溶洞的形成、铁制品生锈过程中化学反

应较慢。

2.如何定性判断下列化学反应进行的快慢？

(l)Zn+H2sO4===ZnSO4+H2f

(2)Ca(OH)2+CO2===CaCO3l+H20

3+

(3)Fe+3SCN-===Fe(SCN)3

答案常通过化学反应现象变化的快慢来定性判断化学反应速率的快慢：（1）观察气泡逸出

的快慢；（2）观察沉淀产生的快慢；（3）观察溶液颜色变化的快慢。

3.化学反应速率

（1）概念：化学反应速率是用来衡量化学反应过程进行快慢程度的物理量。

⑵表示方法: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（均取正值）来表

△cLn

⑶计算：表达式为l/=—fig1/=—

△rV-IAL

式中：为浓度的变化量,一般以mohL-i为单位;为时间，■-般以s或min为单位。

⑷常用单位mol・L--1或mol・L-i・min-<

4.在一个体积为2L的密闭容器中发生反应2s。2+022s。3，经过5s后，测得S03

的物质的量为0.8mol,填写下表：

有关反应物质

SO2O2SO3

物质的量浓度变化0.4mol・L-i0.2mol・L-i0.4molL1

化学反应速率0.080.040.08moILLs-1

化学反应速率之比2:1:2

5.某一化学反应在第5s时的反应速率是0.2mol-Li-s-1的说法正确吗？

答案不正确。通常所说的化学反应速率是指一段时间内的平均反应速率，而不是某一时刻

的瞬时速率。

6.一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？

答案由于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

定温度下是常数，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。

L归纳总结

1.表示化学反应速率时，必须指明具体的物质，因为同一化学反应，用不同的物质表示的反

应速率，其数值可能不同。例如，化学反应N2+3H22NH3,用出表示该反应的反应

速率时应写成MH2)。

2.对于有固体或纯液体参加的反应，由于固体或纯液体的浓度为一常数，即0(无意义)，

所以不用固体或纯液体表示反应速率。

3.对于一个具体的化学反应,反应物和生成物的物质的量的变化是按化学方程式中化学计量

数之比进行的，所以化学反应中各物质的反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量

数之比。

对于反应aA+dB===a+oD(A、B、C、D均不是固体或纯液体),u(A):u(B):u(C):u(D)

=An(A):△n(B):A"(C):An(D)=A«A):Ac(B):△«):Ac(D)=a:b:c:

4.在同一时间内的同一个化学反应里，虽然用不同物质表示的化学反应速率不一定相同，但

它们表示的意义相同，即一种物质的化学反应速率就代表了整个化学反应的反应速率。

5.化学反应速率的计算模式

设amol-L--bmol-L-1分别为A、B两物质的起始浓度，mxmol-L-1为反应物A的转

化浓度，〃xm。卜「i为反应物B的转化浓度，贝！I：

/77A(g)+〃B(g)pC(g)+qD(g)

起始浓度/mo卜LTab00

变化浓度/m。卜L-imxnxpxqx

终态浓度/moM_」a-mxb-nxpxqx

\活学活用

1.下列关于化学反应速率的说法正确的是()

A.对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显

B.化学反应速率通常表示一定时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的

增加

C.化学反应速率为0.8mol-L-i-s-是指1s时某物质的浓度为0.8mol-L-i

D.根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢

答案D

解析A项，化学反应速率越大，反应现象不一定越明显，如盐酸与氢氧化钠溶液的反应；

B项，固体或纯液体的浓度可视为常数，一般不用固体或纯液体表示化学反应速率；C项，

0.8mo卜L-Ls-1表示1s的时间内，某物质的浓度变化了0.8mo卜L-1;D项，化学反应速

率就是表示化学反应进行快慢的物理量。

2.反应：3A(g)+B(g)===2C(g)+2D(g),在不同条件下，用不同物质表示其反应速率，分

别为

①u(A)=0.6mol-L-^min-1②u(B)=0.45mol-L_1min-1③i/(C)=0.015mol-L-

i・min-1④u(D)=0.45mol-L-i-min-1,则此反应在不同条件下进行最快的是()

A.②③B.①③C.②④D.②

答案D

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

YA):u(B):MC):u(D)=3:1:2:2,则用A表示的化学反应速率分别为①中心)=0.6

mol-L*^min-1;②中v<A)=3v<B)=0.45mol-L"^minXx3=1.35mol-L^miir1;③中

3333

>4A)=_u(C)=~x0.015mol-L^-min-1=0.0225mol-L^miiT1;④中u<A)=~u(D)=~

x0.45mol-L-i-min-1=0.675mo卜L-min-i;所以在不同条件下,进行最快的是②,D

项正确。

二、影响化学反应速率的因素

1.温度对化学反应速率影响的探究

1

实验操作

试管中均为2-•3mL相同浓度的滴有FeCb溶液的H2O2溶液

实验现象①产生气泡速率最慢②产生气泡速率较快③产生气泡速率最快

实验结论对于反应2H2O2-笆缈-2H2O+O2T来说，温度越图,H2O2的分解速率越快

2.催化剂对化学反应速率影响的探究

L拦rMnO2

T7铲容液1粉末

实验操作

UH2O2UH2O2LJH2O2

更溶液殳■溶液/溶液

①②③

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

MnO2.FeCb可以使也。2分解的速率加快

3.浓度对化学反应速率影响的探究

!FeCh|FeCh

卜溶液上溶液

D0

实验操作

4%40/容液12%HQ?溶液

实验现象

装有12%H2O2溶液的试管中先产生气泡

实验结论增大反应物浓度能使山。2分解速率加快

4.影响化学反应速率的因素除遍度、催化剂和反应物浓度外,还有反应物的忧查、固体的表

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。

L归纳总结-

1.影响化学反应速率的主要因素(内因)

不同的化学反应，具有丕同的反应速率，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影响化学反应速率的外界因素(外因)

Q)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。

提醒：不论是吸热反应还是放热反应，升高温度都能增大化学反应速率，故不能认为升高温

度只会增大吸热反应的反应速率，如木炭燃烧是放热反应，温度越高，燃烧越快。

(2)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。

(3)溶液的浓度：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。

(4)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。

(5)固体表面积：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。

(6)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。

(7)形成原电池，可以增大氧化还原反应的反应速率。

\J活学活用

3.把下列四种X溶液分别加入四个盛有10mL2moM.-1盐酸的烧杯中，均加水稀释到50

mL,此时，X和盐酸缓慢地进行反应，其中反应最快的是（）

A.10℃20mL3mokL1的X溶液

B.20℃30mL2moH_-1的X溶液

C.20℃10mL4mo卜L-i的X溶液

D.10℃10mL2mohL-1的X溶液

答案B

解析在化学反应中，当其他条件不变时，浓度越大，反应速率越快；温度越高，反应速率

越快。本题中要综合考虑浓度和温度的影响。先比较浓度的大小，这里的浓度应该是混合以

后的浓度，由于混合后各烧杯中盐酸的浓度相等，因此只要比较X的浓度即可,X浓度越大,

反应速率越快。因为反应后溶液的体积均为50mL，所以X的物质的量越大，浓度就越大。

通过观察可知，混合后A、B选项中X的浓度相等，且比C、D两项的大，但B中温度更高，

因此B的反应速率最大。

思维启迪分析判断影响化学反应速率大小的因素时应遵循以下思路

（1）先看内因

在内因不相同的情况下（即反应物不相同），只能根据反应事实及实验现象定性分析反应的快

慢。

（2）内因相同时，再看外因

在内因相同的情况下（即反应物相同），可根据外界条件对反应速率的影响来定量判断反应速

率的大小。

4.在下列事实中，判断什么因素影响了化学反应的速率。

Q)集气瓶中有H2和的混合气体，在瓶外点燃镁条时发生爆炸：.

(2)黄铁矿城烧时需粉碎成细小的矿粒：.

(3)KI晶体和HgCI2晶体混合后无明显现象，若一起投入水中，很快生成红色的

Hgl2:.

(4)熔化的KCI03放出气泡很慢，撒入少量MnO2很快产生气体：.

⑸同浓度、同体积的盐酸中放入同样大小的锌粒和镁块，产生气体有快有

慢：.

⑹同样大小的石灰石分别在0」m。卜「1的盐酸和1moH.」的盐酸中反应速率不

同：O

(7)夏天的食品易霉变，冬天就不易发生该现象：

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

(8)葡萄糖在空气中燃烧时需要较高的温度,可是在人体内正常体温(37。。下，就可以被氧

化，这是因为：____________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

答案Q)光(2)反应物的表面积

(3)水作溶剂，增大了反应物的接触面积

(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)人体内的生物酶起催化作用

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。

1.下列关于化学反应速率的说法中正确的是()

A.化学反应速率可用某时刻生成物的物质的量来表示

B.在同一反应中，用反应物或生成物表示的化学反应速率的值是相等的

C.化学反应速率是指反应进行的时间内，反应物浓度的减少或生成物浓度的增加

D.可用单位时间内氢离子物质的量浓度的变化来表示氢氧化钠和硫酸的反应速率

答案D

解析化学反应速率是用单位时间内反应物或生成物浓度的变化值来表示的平均速率，故

A、C两项错误；因化学反应速率与各反应物、生成物的化学计量系数成正比，如果方程式

中反应物与生成物的计量系数不同，则反应速率的值不相同，B选项错误。

2.已知合成氨反应的浓度数据如下：

N2+3H22NH3

N2H2NH3

起始浓度1.03.00

2s末浓度/mol-L-i0.61.80.8

当用氨气浓度的增加来表示该化学反应的速率时，其速率为（）

A.0.2mol-L-i,s—B.0.4mol-L^-s•1

C.0.6mol-L^s-1D.0.8molL-^-S-1

答案B

0.8mol-L'1

解析MNH3）=----------------=0.4mol-L-i-s-1,B项正确。

2s

3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（）

①盐酸的浓度②镁条的表面积③溶液的温度④CI-的浓度

A.①④B.③④

C.①③D.②③

答案C

解析镁与盐酸反应的离子方程式为Mg+2H+===Mg2++H2T,与H+有关，与Q-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。

4.反应4A⑸+3B(g)===2C(g)+D(g),2min内B的浓度减少0.6mol-L-i,对此化学反

应速率表示正确的是()

A.用A表示的反应速率是0.4mol-L-i-min-i

B.分别用B、C、D表示的反应速率之比是3:2:1

C.在2min末的反应速率，用B表示是0.3mol-Li-min-1

D.在这2min内B和C两物质浓度都是逐渐减小的

答案B

解析A为固体，一般不用固体表示反应速率，因为固体的浓度T殳视为常数，A项错误;

同一反应用不同物质表示的反应速率，其数值与方程式中化学计量数成正比，B项正确；MB）

=0.3mol-L-1-min-i为平均值，并非2min末的速率，C项错误；B为反应物，C为生成

物，两者不可能同时减小，D项错误。

5.某探究性学习小组用相同质量的锌和相同浓度的足量的稀盐酸反应得到实验数据如表所

示：

实验编号锌的形态反应温度/℃收集100mL氢气所需时间/s

I薄片15200

n薄片2590

m粉末2510

Q）该实验的目的是探究、对锌和稀盐酸反应速率的影响。

（2）实验I和II表明，化学反应速率越大。

（3）能表明固体的表面积对反应速率有影响的实验编号是和。

⑷请设计一个实验方案证明盐酸的浓度对该反应的速率的影响：

答案（1）固体表面积温度（2）温度越高（3）口m（4）在相同的温度下,采用相同形态

的质量相同的锌片与两种体积相同但浓度不同的盐酸反应

解析Q）影响化学反应速率的因素有固体表面积、温度、催化剂、浓度，对气体来说还有

压强等。根据表格提供的信息，锌有薄片和粉末两种状态，反应温度有15乙和25℃o⑵

根据表格提供的信息，实验I和实验口中锌片的形态相同，温度不同，温度高的收集相同体

积的氢气所需时间短，说明化学反应速率大。（3）探究固体表面积对反应速率的影响，需要

温度相同。（4）探究浓度对化学反应速率的影响，必须其他条件相同，故设计的实验方案为

在相同的温度下，采用相同形态的质量相同的锌片与两种体积相同但浓度不同的盐酸反应。

课时作业分层设计基能并重

［基础过关］

题组一化学反应速率及计算

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.化学反应速率的大小主要取决于反应物的性质

C.化学反应速率可以用单位时间内生成某物质的质量的多少来表示

D.化学反应速率常用单位有molLis」和mol-L^min-1

答案C

解析化学反应速率用单位时间内反应物或生成物的浓度变化量来表示，而不采用物质的质

量或物质的量。

催化剂

2.已知4NH3（g）+5O2（g）4NO（g）+6H2O（g）,若反应速率分别用MNH/乂。2）、

YNO)、MH2O)表示，则正确的关系式为()

A.4k(NH3)=5k(O2)

B.5k(。2)=6小0)

C.2U(NH3)=3U(H2O)

D.4Mo2)=5u(N0)

答案D

解析在同一化学反应里，各物质的速率之比等于各物质的化学计量数之比。A选项应为

5册3)=442)；B选项应为6Mo2)=5砒0)；(2选项应为3U(NH3)=2U(H2O)。

3.反应2s。2+022s03经一段时间后，S03的浓度增加了0.4mol-L-】，在这段时间内

用02表示的反应速率为0.04mol-L-1-s-i,则这段时间为()

A.0.1sB.2.5s

C.5sD.10s

答案C

解析乂。2)=0.04mo卜LT・S-1,则心。3)=0.08molL-«一1,由Af=A(XSO3)/u(SO3),

代入数据计算得△上5s。故选C。

4.已知某反应的各物质浓度数据如下：

aA(g)+bB(g)2C(g)

起始浓度(molLi)3.01.00

2s末浓度(mol-L-i)1.80.60.8

据此可推算出上述反应化学方程式中，各物质的化学计量数之比是()

A.9:3:4B.3:1:2

C.2:1:3D.3:2:1

答案B

解析各物质的反应速率之比等于它们在化学方程式中的化学计量数之比。MA)=

3.0mol-L-1-1.8mol-L_11.0mol-L-1-0.6mol-L-1

---------------------------------=0.6mol-L-I-s-1,u(B)=----------------------------------=0.2

0.8mol-L-1-0

mol-L-i-s1,u(C)=-------------------=0.4mol-L-~s-化学计量数之比为0.6：0.2:0.4,

即3:1:2。

5.对于反应2A(g)+B(g)3C(g)+4D(g),下列表示的反应速率最快的是()

A.u(A)=0.5mol-L-^s1

B.u(B)=0.3mol-Li-s-1

CMC)=0.8mol-L1^-1

D.u(D)=1mol-L^-s-1

答案B

解析正确的思路应是根据反应速率与化学方程式中化学计量数之间的关系将各物质的反

应速率转化为用同一种物质表示的速率。A项中据MA)推知MB)=0.25m。卜L-i-s-1,C项

中据推出u(B)~0.27mol-L^-s-1,D项中据u(D)推出u(B)=0.25mo卜L-~s-1，故反

应速率最快的是B选项。

题组二影响化学反应速率的因素

6.在反应(:⑸+CO2(g)===2CO(g)中，可使反应速率增大的措施是()

①增大压强②升高温度③通入CO2④增加碳的量⑤用等量炭粉代替焦炭

A.①②③B.②③④⑤

C.①②③⑤D.②③④

答案C

解析因为碳是固体，只增加它的量，不能加快反应速率，但是若用炭粉代替焦炭，能增大

与CO2的接触面积，所以反应速率加快。

7.用锌片与1moll】稀盐酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率增大的是

()

A.对该反应体系加热

B.加入少量NaCI溶液

C.不用锌片，改用锌粉

D.加入少量1mo卜11硫酸

答案B

解析B项，NaCI溶液不参与反应且使盐酸浓度变小；C项，改用锌粉能增大接触面积；

D项，加入H2s。4能增大H+浓度。

8.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（）

rbHFee%溶液+

i1样子5%的H2（X

A4）t的水明22

十%FeCh溶液+

室

/5%的H2O2温Mn

B.40七的水­^股5%的HO

r22

的皿

MnO2+

C.40七的水隹目篡温

5%的HO

-Tn22

rrrTFeC,3溶液+K

D.4X）t：的水上留''%而凡。2室温WFeCh溶液+

5%的H2O2

答案D

解析没有对比实验，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，且温度不同，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。

9.硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2s2O3+H2s04===Na2s。4+SO2f+

SI+H20,下列各组实验中最先出现浑浊的是（）

Na2s2O3溶液稀H2s04H20

实验反应温度/℃

c/mol-L-c/mobL-

kZmLkZmLkZmL

i1

A2550.1100.15

B2550.250.210

C3550.1100.15

D3550.250.210

答案D

解析影响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正确。

10.CaCO3与稀盐酸反应（放热反应）生成CO2的量与反应时间的关系

如右图所示。下列结论不正确的是（）

A.反应开始4min内温度对反应速率的影响比浓度大

B.一段时间后，反应速率减小的原因是GH+）减小

C.反应在2~4min内平均反应速率最大

1

D.反应在2~4min内生成CO2的平均反应速率为u（CO2）=0.06molL-^s

答案D

解析随着反应的进行GH+）减小，而前4min内反应速率变大，根据反应是放热反应，

可推出前4min内温度对反应速率的影响比浓度大，A、B项正确；在2~4min内n（CO2）

的变化量最大（或曲线的斜率最大），可判断出平均反应速率最大，C项正确；由题意及图可

知，该题不知道容器体积，故不能计算出反应速率。

［能力提升］

.在密闭容器中发生下列反应(正反应为放热反应)。起始时〃山)

11l2(g)+H2(g)2Hl(g)

=amol,〃(功=bmol,只改变表中列出的条件，其他条件不变,试将化学反应速率的改

变填入相关的表格中(填"增大""减小"或"不变")。

编号改变的条件反应速率

(1)升高温度

(2)加入正催化剂

再充入a

(3)molH2

(4)将容器的容积扩大到原来的2倍

(5)保持容积不变，通入bmolNe

答案⑴增大⑵增大⑶增大(4)减小(5)不变

解析(1)不论正反应是吸热还是放热，升高温度都会使化学反应速率增大。

⑵若无特别说明，通常所说的催化剂即为“正催化剂"，加入催化剂，可加快化学反应速

率。

再充入a增大，化学反应速率增大。

(3)molH2,GHz)

(4)扩大容器的容积，容器内各物质的浓度减小，化学反应速率减小。

(5)在密闭容器中通入Ne(g)，保持容积不变，并未改变反应物浓度，化学反应速率不变。

12.⑴在反应A(g)+3B(g)===2C(g)中，若以物质A表示的该反应的化学反应速率为0.2

mol-L-^min-1,则以物质B表示此反应的化学反应速率为molL-^min-

⑵在2L的密闭容器中，充入2molN2和3molH2,在一定条件下发生反应，3s后测得

叱的物质的量为1.9mol,则以出的浓度变化表示的反应速率为。

⑶将10molA和5molB放入容积为10L的密闭容器中，某温度下发生反应：3A(g)+

B(g)2C(g),在最初2s内，消耗A的平均速率为0.06mol・L--，则在2s时，容

器中有molA,止匕时C的物质的量浓度为。

答案(1)0.6(2)0.05mol-L-i-s-1

(3)8.80.08mol-L-1

izB3

解析Q)根据化学方程式中的计量数关系：MT-=1，MB)=3MA)=3x0.2mol-L-i-min

-i=0.6

(2)解法一：3s内消耗的N2的物质的量为2mol-1.9mol=0.1mol,根据化学方程式

N2+3H2器仍署2NH3,可以计算出3s内消耗的H2的物质的量为0.3mol,根据化学反

催化剂

0.3mol

应速率的计算公式，KH)=a,=0.05mol-L-i-s4

22Lx3s

2mol-1.9mol1

解法二：先计算出用史表示的化学反应速率：U(N2)=—丁=------=—molL-i-s-i,

2Lx3s60

再根据化学方程式的计量数关系，计算出用久表示的化学反应速率：U(H2)=3V(N2)=0.05

molL_1-s_1,

⑶3A(g)+B(g)2C(g)

起始浓度mol-L11.00.50

转化浓度mol-L10.06x2=0.120.040.08

2s时浓度mol-L11.0-0.12=0.880.5-0.04=0.460.08

则2s时，n(A)=0.88mol-L-ixlOL=8.8mol,c(C)=0.08mol-L-1.

13.某学生为了探究锌与盐酸反应过程中速率的变化，在100mL稀盐酸中加入足量的锌,

用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下：

时间/min12345

氢气体积/mL50120232290310

⑴(填"0~1""1~2""2~3""3~4"或"4~5")min时间段反应速率最

大,原因是____________________________________________________