苏教版 (2019)必修 第二册化学反应速率与反应限度学案设计

这是一份苏教版 (2019)必修 第二册化学反应速率与反应限度学案设计，共6页。学案主要包含了课前预习，课堂探究，分层练习题等内容，欢迎下载使用。
适用版本：苏教版（2019）必修第二册
适用年级：高一下学期
对应课时：6.1 化学反应的速率与限度（第 1 课时）
课时安排：1 课时（45 分钟）
学习目标：
1. 理解化学反应速率的定义、物理意义及表示方法，能根据定义进行简单计算
2. 掌握化学反应速率与化学计量数的定量关系，能进行不同物质间速率的换算
3. 明确影响化学反应速率的内因与外因，能结合实验现象分析外界条件对速率的影响
4. 学会设计简单实验探究影响化学反应速率的因素，提升实验分析与逻辑推理能力
学习重难点：
重点：化学反应速率的计算、速率与化学计量数的关系、外界条件对速率的影响
难点：不同物质间反应速率的换算、控制变量法在实验探究中的应用
一、课前预习：知识铺垫与问题思考
1. 生活中的化学反应速率
请列举 3 个生活中体现 “化学反应快慢不同” 的实例：
① ____________________（如：铁生锈与烟花燃放）
② ____________________
③ ____________________
思考：如何定量描述化学反应进行的快慢？为什么需要定量描述？
2. 相关概念回顾
（1）浓度的定义：单位体积溶液中所含溶质的物质的量，单位为______（如 ml・L⁻¹）。
（2）化学计量数：化学方程式中各物质化学式前的数字，表示反应中各物质的______之比。
（3）可逆反应：在同一条件下，既能向______方向进行，又能向______方向进行的反应（如 2SO₂ + O₂
2SO₃）。

二、课堂探究：知识点精讲与例题解析
模块 1 化学反应速率的定义与表示方法
1. 定义解读
化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量，通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物
浓度的增加量来表示（注意：均取正值）。
2. 数学表达式与单位
表达式：
其中：
表示某物质浓度的变化量（反应物
末态，生成物
初始），
初始
末态
单位为 ml・L⁻¹；
表示反应时间，单位为 s、min、h 等；
表示反应速率，常用单位为 ml・L⁻¹・s⁻¹、ml・L⁻¹・min⁻¹。
3. 注意事项
（1）不能用固体或纯液体表示反应速率：固体、纯液体的浓度视为常数（单位体积内粒子数目不变），
浓度变化量为 0，如 C (s) + O₂(g) = CO₂(g) 中，不能用 C 表示速率。
（2）化学反应速率是平均速率：表示某一段时间内的平均快慢，而非某一时刻的瞬时速率（实验中可通
过测定一段时间内的浓度变化计算）。
（3）同一反应中，用不同物质表示的速率数值可能不同，但意义相同：速率之比等于化学计量数之比。
例题 1（基础计算）
在 2 L 密闭容器中发生反应：2H₂(g) + O₂(g) = 2H₂O (g)，10 min 内 H₂的物质的量从 4.0 ml 减少到 2.4
ml，求：
（1）10 min 内 H₂的浓度变化量
（2）用 H₂表示的平均反应速率
（3）用 O₂表示的平均反应速率
（4）用 H₂O 表示的平均反应速率
答案：
；
；
；
。
（1）0.8 ml·L⁻¹；（2）0.08 ml·L⁻¹·min⁻¹；（3）0.04 ml·L⁻¹·min⁻¹；（4）0.08 ml·L⁻¹·min⁻¹。
模块 2 化学反应速率与化学计量数的关系
1. 定量关系
对于任意反应：
（A、B 为反应物，C、D 为生成物， 、 、 、 为化学计量
数），各物质的反应速率之比等于其化学计量数之比，即：
∶
∶
∶
∶
∶
∶

2. 推导依据
反应中各物质的物质的量变化量之比等于化学计量数之比（
∶
∶
∶
∶
∶
∶
），同一容器中体积 相同，故浓度变
），
化量之比也等于化学计量数之比（
结合速率公式 相同，故速率之比等于化学计量数之比。
∶
∶
∶
∶
∶
∶
，
模块 3 影响化学反应速率的因素
1. 内因：反应物本身的性质（决定因素）
不同物质的结构与性质不同，反应速率差异显著。例如：
金属活动性：Na 与水反应剧烈（速率快），Fe 与水在常温下几乎不反应（速率慢）；
化学键强度：H₂与 F₂反应速率远快于 H₂与 I₂（F-F 键能小于 I-I 键能，更易断裂）。
2. 外因：外界条件（可调控因素）
外界条件
影响规律（其他条件不变）
微观解释（活化分子理论）
增大反应物浓度，速率增大；减小反应物
浓度，速率减小
浓度增大→单位体积内活化分子数增多
浓度
→有效碰撞频率增大→速率增大
升高温度，速率增大；降低温度，速率减
小（通常温度每升高 10℃，速率增大
2~4 倍）
温度升高→活化分子百分数增多（更多
分子获得能量成为活化分子）→有效碰
撞频率增大→速率增大
温度
压强增大→气体浓度增大→单位体积内
活化分子数增多→有效碰撞频率增大→
速率增大
压强（气
体反应）
增大压强（缩小体积），速率增大；减小
压强（扩大体积），速率减小
加入正催化剂，速率显著增大；加入负催
化剂，速率减小（通常不特别说明时，催
化剂指正催化剂）
催化剂降低反应活化能→活化分子百分
数显著增多→有效碰撞频率增大→速率
增大
催化剂
增大反应物接触面积（如块状→粉末状、
接触面积增大→反应物粒子碰撞机会增
接触面积
搅拌），速率增大
多→有效碰撞频率增大→速率增大
注意事项
（1）压强的影响本质是 “浓度的变化”：若恒容条件下通入惰性气体（如 Ar），气体总压强增大，但反应
物浓度不变，反应速率不变；若恒压条件下通入惰性气体，体积增大，反应物浓度减小，反应速率减
小。
（2）催化剂的专一性：一种催化剂通常只对某一反应或某类反应有效（如 MnO₂是 H₂O₂分解的催化
剂，但对 N₂与 H₂的反应无效）。

例题 3（外界条件对速率的影响分析）
下列措施中，能加快锌与稀硫酸反应生成 H₂速率的是（ ）
A. 加入适量蒸馏水稀释稀硫酸
C. 加入少量 CuSO₄溶液
解析：
B. 用锌块代替锌粉
D. 降低反应温度至 0℃
A 选项：稀释稀硫酸→H⁺浓度减小→速率减小，错误；
B 选项：锌块比锌粉表面积小→接触面积减小→速率减小，错误；
C 选项：Zn 与 CuSO₄反应生成 Cu，形成 Zn-Cu 原电池（原电池能加快氧化还原反应速率）→速率增
大，正确；
D 选项：降低温度→活化分子百分数减少→速率减小，错误。
答案：C
三、分层练习题：基础巩固→能力提升→拓展探究
（一）基础巩固题（必做，考查核心概念与简单计算）
1. 下列关于化学反应速率的说法中，错误的是（ ）
A. 化学反应速率可用单位时间内反应物浓度的减少量表示
B. 化学反应速率的数值越大，说明反应进行得越快
C. 对于同一反应，用不同物质表示的速率数值可能不同，但意义相同
D. 化学反应速率是衡量化学反应进行快慢的物理量
2. 在 3 L 密闭容器中发生反应：2SO₂(g) + O₂(g) = 2SO₃(g)，5 min 内 SO₂的物质的量从 3.0 ml 减少
到 1.2 ml，则 5 min 内 SO₂的平均反应速率为（ ）
A. 0.12 ml·L⁻¹·min⁻¹ B. 0.18 ml·L⁻¹·min⁻¹
C. 0.24 ml·L⁻¹·min⁻¹ D. 0.36 ml·L⁻¹·min⁻¹
3. 对于反应 4NH₃(g) + 5O₂(g) = 4NO (g) + 6H₂O (g)，下列速率关系正确的是（ ）
A. 4v(NH₃) = 5v(O₂) B. 6v(O₂) = 5v(H₂O)
C. 4v(NH₃) = 6v(H₂O) D. 5v(O₂) = 4v(NO)
4. 填空：在密闭容器中发生反应：C (s) + H₂O (g) CO (g) + H₂(g)，不能用______（填物质名称）表
示反应速率，原因是____________________；若 10 s 内 H₂O 的浓度减少 0.2 ml・L⁻¹，则用 H₂O 表
示的速率为______，用 CO 表示的速率为______。
5. 简述 “实验室用氯酸钾制氧气时，加入少量 MnO₂”“食物冷藏保存”“工业合成氨时采用高压” 分别利
用了哪些影响反应速率的因素？
① 加入 MnO₂：；
② 食物冷藏：；
③ 合成氨采用高压：____________________。

（二）能力提升题（选做，考查综合计算与实验分析）
1. （改编自 2024 年江苏南京高一下期末真题）某实验小组探究 “浓度对 H₂O₂分解速率的影响”，实验
装置为 “分液漏斗 + 锥形瓶 + 导气管 + 量筒”（通过测定相同时间内收集 O₂的体积判断速率），实
验数据如下：
实验
编号
H₂O₂溶液浓度（质
量分数）
反应温度
（℃）
催化剂（MnO₂
质量）
30 s 内收集 O₂的体积
（mL）
①
②
③
5%
25
25
25
0.1 g
0.1 g
0.1 g
45
10%
15%
92
138
（1）写出 H₂O₂在 MnO₂催化下分解的化学方程式：。
（2）该实验的变量是，控制不变的变量是____________________（写出 2 个）。
（3）分析实验数据，得出的结论是：____________________。
（4）若实验①中 30 s 内收集的 O₂折算为标准状况下的体积为 44.8 mL，计算 30 s 内 H₂O₂的平均反应
速率（假设 H₂O₂溶液体积为 100 mL，密度近似为 1 g・mL⁻¹）。
1. 在 2 L 恒容密闭容器中加入 2 ml A 和 3 ml B，发生反应：2A (g) + B (g) = 3C (g) + D (s)，反应进
行到 5 min 时，测得 A 的物质的量为 1.2 ml。
（1）计算 5 min 内用 A 表示的平均反应速率；
（2）计算 5 min 内用 C 表示的平均反应速率；
（3）判断 D 的物质的量变化对反应速率是否有影响，并说明理由；
（4）若将容器体积压缩至 1 L，其他条件不变，反应速率会如何变化？为什么？
（三）拓展探究题（挑战，考查实验设计与创新思维）
1. 某化学兴趣小组想探究 “硫酸铜溶液对锌与稀硫酸反应速率的影响”，现有锌粒、稀硫酸（1 ml・
L⁻¹）、硫酸铜溶液（0.1 ml・L⁻¹）、试管、秒表等实验用品。
（1）请设计实验方案，写出实验步骤（需控制变量，明确观察或测定的物理量）：
① ____________________；
② ____________________；
③ ；
④ 。
（2）预测实验现象：若硫酸铜溶液能加快反应速率，则会观察到。
（3）思考：硫酸铜溶液加快反应速率的可能原因是什么？（提示：锌与硫酸铜反应生成铜）
（4）若实验中加入的硫酸铜溶液过多，反而会导致反应速率减慢，可能的原因是。