高中化学苏教版 (2019)选择性必修1专题2 化学反应速率与化学平衡第一单元 化学反应速率一等奖课件ppt

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1.变化观念：了解化学反应速率的概念及其表示方法，形成不同的反应可用不同的方法来表示化学反应速率的变化观念。
2.证据推理：根据化学反应速率的测定原理，设计实验学会化学反应速率的测定方法，通过对比的方法，发展基于变量关系的证据推理素养。
一、化学反应速率及其表示方法
二、化学反应速率的测定
化学反应速率及其表示方法
1.化学反应速率的概念及其表示方法
ml·L－1·min－1或ml·L－1·s－1
2.化学反应速率与化学计量数的关系(1)对于化学反应：aA＋bB===cC＋dD若用v表示化学反应速率；Δc表示反应物或生成物的物质的量浓度的变化(取绝对值)；Δt表示一定的时间间隔，则用A、B、C、D四种物质分别表示的化学反应速率表达式为v(A)＝____________；v(B)＝___________；v(C)＝____________；v(D)＝____________。
(2)化学反应速率(v)与化学计量数的关系aA＋bB===cC＋dDv(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d3.化学反应速率大小比较(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与水的反应比Na与水的反应剧烈，则反应速率：K>Na。
(2)定量比较对同一化学反应，用不同物质表示化学反应速率时，数值可能不同，因此比较化学反应速率的大小时不能只看数值，还要进行一定的转化，具体有如下两种方法：①归一法：将不同物质表示的化学反应速率都转化为同一物质表示的化学反应速率，然后进行比较，特别注意在比较时必须要求单位一致。②比值法：将统一单位的各物质表示的化学反应速率与其对应的化学计量数的比值进行比较，比值大的化学反应速率快。
4.化学反应速率的计算(1)公式法：v＝(2)运用同一反应中“速率之比等于化学计量数之比”的规律进行计算对于一个化学反应：mA＋nB===pC＋qD，且有(3)“三段式”法求化学反应速率的解题模式计算反应速率一般用“三段思维法”，即从起始、转化、某时刻量的情况来考虑，这种方法的优点在于各物质的物质的量浓度及变化非常清晰，一目了然。
mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)c始/(ml·L－1) a b 0 0 c转/(ml·L－1) mx nx px qxct/(ml·L－1) a－mx b－nx px qx再利用化学反应速率的定义求算。
(1)化学方程式中，任何一种物质均可用v＝ 求出该物质表示的化学反应速率(　　)(2)化学反应速率为0.8 ml·L－1·s－1是指1 s时某物质的浓度为0.8 ml·L－1(　　)(3)同一化学反应中，不同物质表示的化学速率数值可能不同，但表示的意义(快慢)相同(　　)(4)同一物质表示的化学反应速率，其数值越大，则表示的化学反应速率一定越快(　　)
(5)如果知道某一物质在单位时间内物质的量的变化量，就可以根据公式v＝ 计算出该物质表示的化学反应速率(　　)
H2O2分解时H2O2的物质的量浓度的变化如下表，思考解答下列问题：
(1)请把表中的数据在右图的直角坐标系中表示出来，然后作出H2O2分解反应的浓度—时间曲线。
(2)根据表格或图像分别计算第0～20 min、40～50 min内过氧化氢分解的化学反应速率。
答案　0～20 min过氧化氢分解速率：①H2O2浓度变化量：0.80 ml·L－1－0.40 ml·L－1＝0.40 ml·L－1②时间变化量：20 min
40～50 min过氧化氢分解速率：由(1)图像读出50 min时过氧化氢的浓度约为0.14 ml·L－1，
(3)从H2O2分解反应的浓度—时间曲线上你能获得哪些信息？(按提示填空)信息：①随着反应的进行，相同时间间隔内，H2O2浓度变化量逐渐 ，化学反应速率逐渐 。②图像上某时刻对应点切线的 就是该时刻的瞬时速率。
1.在2 L恒容密闭容器中充入4 ml NH3和6 ml O2，发生反应4NH3(g)＋5O2(g) 4NO(g)＋6H2O(g)。若10 s时容器内剩余2 ml NH3，则0～10 s内用O2的浓度变化表示的平均反应速率是 ml·L－1·s－1B.0.2 ml·L－1·s－ ml·L－1·s－1D.0.1 ml·L－1·s－1
2.对反应2A(g)＋B(s) 3C(g)＋4D(g)来说，下列反应速率最快的是A.v(A)＝0.5 ml·L－1·min－1B.v(B)＝0.05 ml·L－1·s－1C.v(C)＝1.0 ml·L－1·min－1D.v(D)＝1.0 ml·L－1·min－1
同一个化学反应，用不同的物质表示其反应速率时，数值可能不同，比较反应速率快慢时，可根据速率之比等于化学计量数之比换算成用同一种物质(固体及纯液体除外)表示，再进行比较，注意换算时单位要统一(归一法)。A项，v(A)＝0.5 ml·L－1·min－1；B项，B是固态，不能表示化学反应速率；C项，v(A)＝ ≈0.67 ml·L－1·min－1；D项，v(A)＝ ＝0.5 ml·L－1·min－1。也可用比值法，即每种物质表示的化学反应速率与该物质的化学计量数的比值，比值越大，化学反应速率越快。
3.反应：4A(s)＋3B(g)===2C(g)＋D(g)，经2 min后，B的浓度减少0.6 ml·L－1。对此反应速率的表示正确的是A.用A表示的反应速率是0.4 ml·L－1·min－1B.分别用B、C、D表示的反应速率之比是3∶2∶1C.在2 min时的反应速率，用B表示是0.3 ml·L－1·min－1D.在2 min内的反应速率，用C表示是－0.2 ml·L－1·min－1
化学反应速率是一段时间内的平均反应速率，不是瞬时反应速率，只能取正值；不能用固体或纯液体表示某一反应的反应速率。
1.测定原理利用与化学反应中任何一种化学物质的 (或 )相关的性质进行测定。2.测定方法(1)直接观察测定：如 和 等。(2)科学仪器测定：如反应体系颜色的变化。在溶液中，当反应物或生成物本身有较明显的颜色时，可利用 与 的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。
3.化学反应速率测定实验装置图
4.数据记录某一组同学测量数据如下表：
(1)根据所得实验数据，将反应速率结果填入上表。
(2)在下图表格中绘制CO2气体体积[V(CO2)]—反应时间(t)曲线图。
1.该实验中，除了测定相同时间内收集到的CO2的体积来表示化学反应速率，还可根据哪几种方法测定该反应的反应速率？评价这几种方案中，最容易操作的是哪一种？
提示　(1)测量收集一定体积的CO2时所用的时间。(2)测量一段时间内溶液中H＋浓度的变化。(3)测量一段时间内大理石质量的变化。以上三种方法中第(1)种方法和上述实验中测量相同时间内收集到的CO2的体积容易操作。
2.在用上述实验测定大理石与盐酸反应的速率时，为确保测定的准确性，应注意哪些事项？
提示　(1)大理石的颗粒(即表面积)大小基本相同；(2)盐酸要迅速加入；(3)装置气密性良好，且计时要迅速、准确。
1.对于反应3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，在测量化学反应速率时，以下相关性质不可以利用的是A.气体的体积和体系的压强B.溶液颜色的深浅C.固体物质的体积D.H＋浓度的变化量
与化学反应中任何一种化学物质的浓度(或质量)相关的性质在测量化学反应速率时都可以加以利用，包括能够直接观察的某些性质，也包括必须依靠科学仪器才能测量的性质，故A、B、D三项均可以利用。
2.某温度下按如图安装好实验装置，在锥形瓶内装有6.5 g锌粒(颗粒大小基本相同)，通过分液漏斗加入40 mL 2.5 ml·L－1稀硫酸，将产生的H2收集在一个注射器中，0～10 s内收集到气体的体积为50 mL(折合成0 ℃、101 kPa条件下的H2体积为44.8 mL)。下列说法错误的是
A.向溶液中滴加几滴硫酸铜溶液，可加快生成H2的速率B.忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用H＋的浓度变化 表示10 s内该反应的速率为0.01 ml·L－1·s－1C.忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用Zn2＋的浓度变 化表示10 s内该反应的速率为0.01 ml·L－1·s－1D.可通过测定溶液的pH来测定反应速率
锌和硫酸铜反应会生成铜，锌、铜和稀硫酸溶液会发生原电池反应，反应速率加快，A项正确；0 ℃、101 kPa条件下的H2体积为44.8 mL，其物质的量为0.002 ml，则根据反应Zn＋H2SO4===ZnSO4
＋H2↑可知，n消耗(Zn)＝n消耗(H2SO4)＝n(ZnSO4)＝n(H2)＝0.002 ml，v(H＋)＝ ＝0.01 ml·L－1·s－1，v(Zn2＋)＝ ＝0.005 ml·L－1·s－1，B项正确、C项错误；在反应过程中，c(H＋)逐渐减小，故可以通过测定溶液pH来测定反应速率，D项正确。
实验室测定化学反应速率常用的方法(1)对于有气体生成的反应，可测定相同时间内收集气体的体积或收集等量气体所用的时间。(2)对于有固体参加的反应，可测定一段时间内消耗固体质量的多少。(3)对于有酸碱参与的反应，可测定一段时间内溶液中氢离子或氢氧根离子浓度的变化。(4)对于有颜色变化的反应，可测定溶液变色所需时间。(5)对于有沉淀生成的反应，可测定溶液变浑浊所需的时间。
题组一　化学反应速率的理解及表示方法1.下列有关化学反应速率的说法正确的是A.对任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显B.化学反应速率通常用单位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来表示C.若某化学反应的反应速率为0.5 ml·L－1·s－1，就是指在该时间内反应 物和生成物的浓度变化都为0.5 ml·L－1·s－1D.化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的物理量
A项，中和反应速率很快，但有的没有明显现象，错误；B项，在化学反应中，由于固体和纯液体的浓度视为常数，其浓度变化值为零，故不能用它们表示反应速率，错误；C项，浓度变化单位应为ml·L－1，且由于化学计量数不一定相同，在该时间内反应物和生成物的浓度变化不一定都为0.5 ml·L－1，错误。
2.一定温度下，向一密闭容器中充入一定量的N2和O2，在电火花作用下发生反应：N2＋O2===2NO，前4 s用N2表示的反应速率为0.1 ml·L－1·s－1，则8 s末NO的浓度为A.1.6 ml·L－1 B.大于1.6 ml·L－1C.小于1.6 ml·L－1 D.不能确定
前4 s用N2表示的反应速率为0.1 ml·L－1·s－1，则前4 s用NO表示的反应速率为v(NO)＝2v(N2)＝0.2 ml·L－1·s－1，若按照该反应速率，8 s末NO的浓度为0.2 ml·L－1·s－1×8 s＝1.6 ml·L－1，随着反应的进行，反应物的浓度逐渐减小，反应速率逐渐减小，则8 s末NO的浓度小于1.6 ml·L－1。
3.反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)经一段时间后，SO3的浓度增加了0.4 ml·L－1，在这段时间内用O2表示的化学反应速率为0.04 ml·L－1·min－1，则这段时间为A.5 s B.10 s C.300 s D.600 s
该段时间内SO3的浓度增加了0.4 ml·L－1，根据化学方程式，在相同时间内O2的浓度减少了0.2 ml·L－1，所以由公式v＝ 可知，Δt＝ ＝5 min＝300 s。
题组二　化学反应速率的测定4.某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，他在100 mL稀盐酸中加入足量的锌粉，标况下用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下(累计值)，则反应速率最大的时间段是A.0～1 min B.1～2 minC.2～3 min D.3～4 min
0～1 min中生成气体体积为50 mL；1～2 min中生成气体体积为120 mL－50 mL＝70 mL；2～3 min中生成气体体积为232 mL－120 mL＝112 mL；3～4 min中生成气体体积为290 mL－232 mL＝58 mL；4～5 min中生成气体体积为310 mL－290 mL＝20 mL；因此反应速率最大的时间段为2～3 min，故C项正确。
5.室温下按如图所示的装置进行实验(实验过程中反应体系的温度保持不变)，5 s内消耗0.01 ml锌。下列说法正确的是A.可用长颈漏斗替换分液漏斗B.5 s内：v(Zn)＝0.002 ml·L－1·s－1C.5 s内：v(H2SO4)＝0.01 ml·L－1·s－1D.若药品足量，再消耗0.64 g Zn的时间超过5 s
稀硫酸是难挥发性酸溶液，可以用长颈漏斗替换分液漏斗，长颈漏斗底端插入稀硫酸，也可实现实验过程，故A正确；锌为固体，不能用浓度变化表示反应速率，故B错误；
5 s内消耗0.01 ml锌，结合化学方程式定量关系得到消耗硫酸的物质的量为0.01 ml，溶液体积未知，不能计算5 s内v(H2SO4)，故C错误；
若药品足量，再消耗0.64 g Zn，锌的物质的量小于0.01 ml，随反应的进行稀硫酸浓度减小，反应速率减小，但反应是放热反应，温度升高，反应速率加快，再消耗0.64 g Zn的时间可能少于5 s，故D错误。
题组三　化学反应速率的计算与比较6.将5.6 g铁粉投入盛有100 mL 2 ml·L－1稀硫酸的烧杯中，2 min时铁粉刚好溶解完全；若反应前后溶液的体积不变，则0～2 min内，该反应的平均速率可表示为A.v(Fe)＝0.5 ml·L－1·min－1B.v(H2SO4)＝1 ml·L－1·min－1C.v(H2)＝1 ml·L－1·min－1D.v(FeSO4)＝0.5 ml·L－1·min－1
根据反应Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑可知，2 min 时5.6 g (0.1 ml) Fe刚好溶解完全，消耗0.1 ml H2SO4，生成0.1 ml H2和0.1 ml FeSO4。Fe为固体，不能用浓度表示反应速率，A项错误；0～2 min内，硫酸的浓度变化量为 ＝1 ml·L－1，v(H2SO4)＝＝0.5 ml·L－1·min－1，B项错误；不能计算氢气浓度，C项错误；0～2 min内，FeSO4的浓度变化量为 ＝1 ml·L－1，v(FeSO4)＝＝0.5 ml·L－1·min－1，D项正确。
7.(2022·山东省章丘二中高二月考)下列四个数据都表示反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)的正反应速率，其中反应速率相同的是①v(SO2)＝0.3 ml·L－1·min－1　②v(SO3)＝0.9 ml·L－1·min－1　③v(O2)＝0.15 ml·L－1·min－1　④v(O2)＝2.25 ml·L－1·min－1A.①② B.①③ C.③④ D.②④
同一反应中，不同物质表示的反应速率数值之比等于化学方程式中化学计量数之比。用SO2表示的反应速率是0.3 ml·L－1·min－1时，则同一反应中用O2表示的反应速率是0.15 ml·L－1·min－1，①与③代表相同反应速率，所以选B。
8.反应A(g)＋3B(g) 2C(g)＋2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为①v(A)＝0.15 ml·L－1·min－1②v(B)＝0.01 ml·L－1·s－1③v(C)＝0.40 ml·L－1·min－1④v(D)＝0.45 ml·L－1·min－1则该反应在不同情况下进行的快慢顺序为A.④>③＝②>① B.④>③>①>②C.②>④>③>① D.④>③>②>①
方法一：将以不同物质表示的反应速率换算为用同一物质同一单位表示的速率，再比较速率数值的大小。若以物质A为标准，根据用不同物质表示同一反应的速率时，速率之比等于各物质的化学计量数之比，将②③④的反应速率换算为用物质A表示的反应速率，则有
故该反应在不同情况下进行的快慢顺序为④>③＝②>①，故选A。
方法二：首先将反应速率单位统一为ml·L－1·min－1，则②v(B)＝0.60 ml·L－1·min－1，然后根据反应速率与对应物质化学计量数之比的大小进行判断。由化学方程式A(g)＋3B(g) 2C(g)＋2D(g)得出：
题组四　化学反应速率图像分析9.一定温度下，在0.5 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。则从反应开始到10 s末的反应速率用X表示是 ml·L－1·s－1 ml·L－1·s－ ml·L－1·s－1 ml·L－1·s－1
10.(2022·西安一中高二月考)在反应A(g) 2B(g)中，A、B的浓度变化如图所示，则2 min内的平均反应速率表示正确的是A.vA＝9 ml·L－1·min－1B.vA＝4.5 ml·L－1·s－1C.vB＝18 ml·L－1·min－1D.vB＝9 ml·L－1·min－1
11.化合物Bilirubin在一定波长的光照下发生分解反应，反应物浓度随反应时间的变化如图所示，计算用反应物表示的4～8 min内的平均反应速率和推测反应在16 min时反应物的浓度，结果应分别是A.2.5 μml·L－1·min－1和2.0 μml·L－1B.2.5 μml·L－1·min－1和2.5 μml·L－1C.3.0 μml·L－1·min－1和3.0 μml·L－1D.5.0 μml·L－1·min－1和3.0 μml·L－1
4～8 min内反应物浓度减少了10 μml·L－1，则4～8 min内反应物的平均反应速率为2.5 μml·L－1·min－1。图中4 min时反应物浓度为0 min时的 ，8 min时反应物浓度为4 min时的 ，根据这一规律，可以推测12 min时反应物的浓度为8 min时的 ，为5 μml·L－1，16 min时反应物的浓度为12 min时的 ，为2.5 μml·L－1。
12.将6 ml CO2和8 ml H2充入一容积为2 L的密闭容器中(温度保持不变)发生反应CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＜0。测得H2的物质的量随时间变化如图所示(图中字母后的数字表示对应的坐标)。该反应在3～8 min内CO2的平均反应速率是A.0.5 ml·L－1·min－1B.0.1 ml·L－1·min－ ml·L－1·min－1
13.T ℃时，在0.5 L的密闭容器中，气体A与气体B反应生成气体C，反应过程中A、B、C的浓度变化如图所示。则下列结论正确的是A.10 s时反应生成了0.2 ml CB.该反应进行到10 s时，消耗了0.15 ml AC.该反应的化学方程式为3A＋B 2CD.10 s内用B表示的反应速率为0.01 ml·L－1·s－1
10 s时反应生成气体C的物质的量为0.4 ml·L－1×0.5 L＝0.2 ml，消耗A的物质的量为(0.5 ml·L－1－0.3 ml·L－1)×0.5 L＝0.1 ml，A项正确、B项不正确；
Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)＝0.2 ml·L－1∶0.6 ml·L－1∶0.4 ml·L－1＝1∶3∶2，故化学方程式应为A＋3B 2C，C项不正确；10 s内用B表示的反应速率为 ＝0.06 ml·L－1·s－1，D项不正确。
14.根据反应：4FeS2＋11O2 2Fe2O3＋8SO2，试回答下列问题。(1)常选用哪些物质来表示该反应的化学反应速率___________(填化学式)。
一般不用固体和纯液体来表示反应速率，所以可用O2和SO2来表示该反应的化学反应速率。
(2)当生成SO2的速率为0.64 ml·L－1·s－1时，则氧气减少的速率为_________________。
0.88 ml·L－1·s－1
不同物质表示的反应速率和化学方程式中对应化学计量数成正比，所以氧气减少的速率为0.64 ml·L－1·s－1× ＝0.88 ml·L－1·s－1。
(3)若测得4 s后O2的浓度为2.8 ml·L－1，此时间内SO2的反应速率为0.4 ml·L－1·s－1，则开始时氧气的浓度为____________。
此时间内SO2的反应速率为0.4 ml·L－1·s－1，则氧气表示的反应速率为0.4 ml·L－1·s－1× ＝0.55 ml·L－1·s－1，所以氧气的浓度变化为0.55 ml·L－1·s－1×4 s＝2.2 ml·L－1，则开始时氧气的浓度为2.8 ml·L－1＋2.2 ml·L－1＝5.0 ml·L－1。
15.已知反应aA(g)＋bB(g) cC(g)，某温度下，在2 L密闭容器中投入一定量的A、B，两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。
(1)从反应开始到12 s时，用A的浓度变化表示的反应速率为________________。
0.05 ml·L－1·s－1　
0～12 s内，Δc(A)＝0.8 ml·L－1－0.2 ml·L－1＝0.6 ml·L－1，v(A)＝ ＝0.05 ml·L－1·s－1。
(2)经测定，前4 s内v(C)＝0.05 ml·L－1·s－1，则该反应的化学方程式为_____________________。
前4 s内，Δc(A)＝0.8 ml·L－1－0.5 ml·L－1＝0.3 ml·L－1，v(A)＝ ＝0.075 ml·L－1·s－1；v(A)∶v(C)＝a∶c＝0.075 ml·L－1·s－1∶0.05 ml·L－1·s－1＝3∶2；
由图像知，0～12 s内Δc(A)∶Δc(B)＝0.6 ml·L－1∶0.2 ml·L－1＝3∶1＝a∶b，则a∶b∶c＝3∶1∶2，所以该反应的化学方程式为3A(g)＋B(g)2C(g)。
(3)请在图中将生成物C的物质的量浓度随时间的变化曲线绘制出来。
生成物C的浓度从0开始增加，到12 s时达到最大，Δc(A)∶Δc(C)＝a∶c＝3∶2，所以Δc(C)＝0.6 ml·L－1× ＝0.4 ml·L－1；根据图中两条曲线的交点以及化学方程式，可知交点处A和B的物质的量浓度均为0.35 ml·L－1，则此时C的物质的量浓度为0.3 ml·L－1。
(4)若题述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行，经相同时间后，测得三个容器中的反应速率分别为甲：v(A)＝0.3 ml·L－1·s－1，乙：v(B)＝0.12 ml·L－1·s－1，丙：v(C)＝9.6 ml·L－1·min－1。则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为____________。
丙容器中v(C)＝9.6 ml·L－1·min－1＝0.16 ml·L－1·s－1，则丙容器中v(B)＝0.08 ml·L－1·s－1，甲容器中v(B)＝0.1 ml·L－1·s－1，乙容器中v(B)＝0.12 ml·L－1·s－1，故甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为乙＞甲＞丙。
16.某学生设计如图Ⅰ装置，测定2 ml·L－1硫酸分别与锌粒、锌粉反应的速率。请回答下列问题：
(1)图Ⅰ装置中盛放硫酸的仪器名称是___________。
(2)按照图Ⅰ装置实验时，已限定了两次实验时间均为10 min，还需要测定的另一个数据是___________________。
要测定反应速率，则还需要测定的另一个数据是收集到气体的体积。
(3)实验结束后，得到的结论是______________________________________________________________。
条件相同时，锌粉与硫酸的反应速率比锌粒与硫酸的反应速率快
由于增大反应物的接触面积可以加快反应速率，所以该实验中得出的结论是其他条件相同时，锌粉与硫酸的反应速率比锌粒与硫酸的反应速率快。
_________________________________。
(4)该学生又将图Ⅰ装置中的气体收集装置改为图Ⅱ，实验完毕待冷却后，该学生准备读取标定管上液面所处的刻度数时，发现标定管中液面高于干燥管中液面，应首先采取的操作是
调节标定管的高度使得两侧液面相平
由于气体的体积受压强的影响大，所以在读数之前还需要采取的措施是调节标定管的高度，使得两侧液面相平。