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1、第2节化学反应的快慢和限度第1课时 化学反应的快慢 课标要求1了解化学反应速率的概念和常用表示方法。2知道浓度、温度和催化剂等外界条件对化学反应速率的影响，了解调控化学反应速率的方法。1化学反应速率通常用单位时间里反应物浓度或生成物浓度的变化量来表示。2计算公式v，常用单位mol L1s1或molL1min1。3对于AbB=cCdD(A、B、C、D均不是固体或纯液体)，v(A)v(B)v(C)v(D)abcd。4影响化学反应速率的主要因素是反应物的性质；影响化学反应速率的外界因素有温度、浓度、压强、催化剂、固体表面积等。5对同一化学反应而言，其他条件不变的情况下，升高温度、增大浓度、增大压强等
2、都能使反应速率加快。1化学反应速率(1)定义：描述化学反应快慢的物理量。(2)表示方法：用单位时间内反应物浓度或生成物浓度的变化量来表示。(3)计算公式：v。v表示反应速率，c表示反应物(或生成物)浓度的变化量，t表示反应的时间变化量。(4)单位：molL1s1或molL1min1。2化学反应速率的特点(1)化学反应速率反映了化学反应进行的快慢，只取正值，不取负值。(2)化学反应速率通常是指在某一段时间内的平均反应速率，而不是某一时刻的瞬时反应速率。(3)同一化学反应，用不同的反应物或生成物的浓度变化来表示时，反应速率的数值可能不同，但表示的意义相同。即各物质的反应速率之比等于该反应方程式中各
3、物质的化学计量数之比，也等于各物质的浓度变化量之比。如对于反应mAnBpCqD，v(A)v(B)v(C)v(D)mnpqc(A)c(B)c(C)c(D)(4)不同化学反应比较其反应速率的大小时，应统一单位再进行比较。(5)比较反应速率的大小时，不仅要看反应速率数值的大小，还要结合方程式中物质的化学计量数的大小进行比较。对于同一化学反应，用不同的反应物表示的反应速率在比较反应速率大小时，应将不同的反应物转化成同一物质后再进行比较。因此，在表示反应速率时必须指明以哪种物质为标准，否则这个速率的数值没有确定的含义。1已知某条件下，合成氨反应的数据如下：N2(g)3H2(g)2NH3(g)1.03.0
4、0.20.61.81.00.41.21.4当用氨气浓度的增加来表示该反应的速率时，下列说法中错误的是()A2 s末氨气的反应速率0.4 mol(Ls)1B前2 s时间内氨气的平均反应速率0.4 mol(Ls)1C前4 s时间内氨气的平均反应速率0.3 mol(Ls)1D2 s4 s时间内氨气的平均反应速率0.2 mol(Ls)1解析：选AA项，2 s末的速率是瞬时速率，不符合反应速率的含义；B项，v(NH3)0.4 molL1s1，正确；C项，v(NH3)0.3 molL1s1，正确；D项，v(NH3)0.2 molL1s1，正确。2在2 L的容器中，反应N23H22NH3,5分钟内生成0.1
5、 mol NH3。(1)试求v(NH3)是多少。(2)v(H2)、v(N2)分别是多少？解析：v(NH3)c(NH3)/t 0.01 molL1min1v(H2)v(NH3)0.015 molL1min1v(N2)v(NH3)0.005 molL1min1。答案：(1)0.01 molL1min1(2)0.015 molL1min10.005 molL1min11影响化学反应速率的因素(1)内因物质之间能否发生化学反应以及可能发生的化学反应的快慢是由物质本身的性质决定的。(2)外因当其他条件不变时，只改变一个条件，对化学反应速率的影响，如下表所示。条件改变对化学反应速率的影响浓度增大反应物的浓
6、度提高化学反应速率减小反应物的浓度降低化学反应速率温度升高温度提高化学反应速率降低温度降低化学反应速率催化剂多数情况下，使用催化剂能够提高化学反应速率压强(对有气体参加的化学反应)增大压强提高化学反应速率减小压强降低化学反应速率影响化学反应速率的其他因素：a反应物间的接触面积。其他条件不变时，反应物间的接触面积越大，可以提高化学反应速率。b光波、电磁波、超声波、溶剂等也会对化学反应速率产生影响。2调控化学反应速率的意义特别提醒(1)增大固体的量不能加快反应速率。(2)增大压强不一定能加快反应速率，如无气体参加的反应。(3)增大气体反应的压强，实质是增大反应气体的浓度。1用铁片与稀硫酸反应制取氢
7、气时，下列措施不能使氢气生成速率加大的是()加热不用稀硫酸，改用98%的浓硫酸增大稀硫酸的用量不用铁片，改用铁粉ABCD解析：选C用98%的浓硫酸代替稀硫酸，不能增大FeH2SO4=FeSO4H2的反应速率，其原因是Fe在浓硫酸中钝化、不生成H2。2硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3H2SO4=Na2SO4SO2SH2O下列各组实验中最先出现浑浊的是()实验反应温度/Na2S2O3溶液稀H2SO4H2OV/mLc/(molL1)V/mLc/(molL1)V/mLA2550.1100.15B2550.250.210C3550.1100.15D3550.250.210解析：选D
8、升高温度，增大反应物的浓度就能提高化学反应速率，最先出现浑浊，故选D。三级训练节节过关1通过控制或改变反应条件可以加快、减缓甚至阻止反应的进行，使化学反应有利于人类的生存和提高生活质量。下列各图所示的措施中，能加快化学反应速率的是()解析：选CA、D项都是减缓反应速率，B项是增加橡胶轮胎的耐磨性，C项是增大O2的浓度、燃烧速率加快。2氨分解反应在容积为2 L的密闭容器内进行。已知起始时氨气的物质的量为4 mol,5 s末为2.4 mol，则用氨气表示该反应的速率为()A0.32 molL1s1B0.16 molL1s1C1.6 molL1s1D0.8 molL1s1解析：选Bv(NH3)0.1
9、6 molL1s1。3在N23H22NH3的反应中，经过一段时间后，NH3的浓度增加了0.6 molL1，在此时间内用NH3表示的反应速率为0.30 molL1s1。则此一段时间是()A1 s B2 sC0.44 sD1.33 s解析：选Bt2 s。4在2 L容积不变的容器中，发生N23H22NH3的反应。现加入4 mol H2和4 mol N2,10 s内用H2表示的反应速率为0.12 molL1s1，则10 s后容器中N2的物质的量是()A1.6 mol B2.8 molC3.2 molD3.6 mol解析：选Cv(N2)v(H2)0.12 molL1s10.04 molL1s1。ncVv
10、tV0.04 molL1s110 s2 L0.8 mol，故10 s后容器中N2的物质的量为4 mol0.8 mol3.2 mol。5为了研究碳酸钙与稀盐酸反应的反应速率，某同学通过实验测定反应中生成的CO2气体体积随反应时间变化的情况，绘制出如图所示的曲线。请分析讨论以下问题。(1)在Ot1、t1t2、t2t3各相同的时间段里，反应速率最大的是_时间段，收集到气体最多的是_时间段。(2)若CO2的体积是在标准状况下测定，盐酸的体积为100 mL，则t2到t3 min内用盐酸表示的平均速率为_ molL1min1。(忽略盐酸体积变化，用字母表示)解析：(1)从图上可看出，t1t2时间段收集的C
11、O2气体最多。Ot1、t1t2、t2t3时间段时间相同，则t1t2时间段反应速率也最大。(2)由CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O 21x mol mol则v(HCl) molL1min1。答案：(1)t1t2t1t2(2)1决定化学反应速率的主要因素是()A参加反应的物质本身的性质B催化剂C温度、压强以及反应物的接触面积D反应物的浓度解析：选A物质间发生化学反应的快慢，是由物质本质的性质决定的，故A项符合题意。2反应4NH3(g)5O2(g)=4NO(g)6H2O(g)在10 L密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45 mol，则此反应的反应速率可表示为()Av(NH
12、3)0.01 molL1s1Bv(O2)0.001 molL1s1Cv(NO)0.001 molL1s1Dv(H2O)0.045 molL1s1解析：选C根据化学反应速率的计算公式，v(H2O)0.45 mol/(10 L30 s)0.001 5 molL1s1，则v(NH3)v(NO)v(H2O)0.001 molL1s1，v(O2)v(H2O)0.001 25 molL1s1。3某温度下，浓度都是1 molL1的两种气体X2和Y2，在密闭容器中反应生成气体Z。反应2 min后，测得参加反应的X2为0.6 molL1，用Y2的变化表示的反应速率v(Y2)0.1 mol(Lmin)1，生成的c
13、(Z)为0.4 molL1，则该反应的化学方程式是()AX22Y2=2XY2B2X2Y2=2X2YC3X2Y2=2X3YDX23Y2=2XY3解析：选C由v(X2)v(Y2)v(XY2)c(X2)c(Y2)c(XY2)0.6 molL10.2 molL10.4 molL1312。4其他条件不变时，能使反应速率加快的是()A对于反应Na2S2O3H2SO4=Na2SO4SO2SH2O，增大体系的压强B对于N2(g)3H2(g)2NH3(g)，容器体积固定不变时，充入ArC对于N2(g)3H2(g)2NH3(g)，容器体积固定不变时，充入N2D对于N2(g)3H2(g)2NH3(g)，容器气体压强
14、不变时，充入Ar解析：选C增大压强能引起气体反应物浓度增大才能加快反应速率。5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()Av(W)3v(Z) B2v(X)3v(Z)C2v(X)v(Y)D3v(W)2v(X)解析：选C速率之比等于方程式的系数之比，A项，v(W)v(Z)；B项，3v(X)2v(Z)；C项，2v(X)v(Y)；D项，2v(W)3v(X)。6对于化学反应：CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O，下列措施(其他条件一定)中不能增大反应速率的是()A增大HCl的浓度 B减小CaCO3颗粒的直径C升高反应体系的温度D增大CaCl2的浓度解析
15、：选D其他条件一定，升高温度或增大反应物的浓度、减小固态反应物颗粒的直径，都能增大化学反应速率。CaCl2是CaCO3与HCl反应的产物，故增大CaCl2的浓度不能增大化学反应速率。7下列条件下的反应，放出氢气最快的是()金属(相同粉末状)和物质的量(mol)酸的浓度和体积(mL)反应温度AFe0.13 mol L1 HCl1020 BAl0.13 molL1 HCl1020 CCu0.14 molL1 H2SO41020 DMg0.16 molL1 HNO31020 解析：选B铜与硫酸不反应；镁与硝酸产生一氧化氮，不产生氢气；铝比铁活泼，相同条件下与盐酸反应时，铝反应快。8一定温度下，在固定
16、体积的密闭容器中发生下列反应：2HIH2I2。若c(HI)由0.1 molL1降到0.07 molL1时，需要15 s，那么c(HI)由0.07 molL1降到0.05 molL1时，所需反应的时间为()A5 s B10 sC大于10 sD小于10 s解析：选C假设反应速率不变，则t10 s，但由于c(HI)不断减小，引起v(HI)减小，故c(HI)由0.07 molL1降到0.05 molL1所需反应时间增加，故选C。9.把在空气中久置的铝片5.0 g投入盛有500 mL 0.5 molL1硫酸溶液的烧杯中，该铝片与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间的关系可用如图所示的坐标曲线来表示，请回答下
17、列问题：(1)反应时间由Oa不产生氢气的原因是_，有关的化学方程式为_；(2)反应时间由ac产生氢气的速率逐渐增大的主要原因是_；(3)反应时间从c以后，产生氢气的速率逐渐减小的主要原因是_。解析：(1)在空气中久置的铝片表面有氧化铝薄膜，因此，硫酸首先和氧化铝反应，不产生氢气。(2)ac段，虽然硫酸的浓度逐渐减小，但是该反应是放出热量的反应，反应进行中溶液温度逐渐升高，温度升高，化学反应速率增大。(3)反应时间从c以后，硫酸的浓度逐渐减小，成为影响化学反应速率的主要因素，因此化学反应速率逐渐减小。答案：(1)硫酸首先与铝片表面的氧化铝反应，不产生氢气Al2O33H2SO4=Al2(SO4)3
18、3H2O(2)放热使溶液温度升高是影响这段反应速率的主要因素，使反应速率增大(3)硫酸的浓度减小变为影响反应速率的主要因素，使反应速率减小10在一体积固定的密闭容器中加入反应物A、B，发生如下反应：A2B=3C。反应经2 min后，A的浓度从开始时的1.0 molL1降到0.8 molL1。已知反应开始时B的浓度是1.2 molL1，求：(1)2 min末B、C的浓度；(2)以单位时间内A的浓度的减小来表示2 min内该反应的平均速率；(3)不同条件下，测得v(A)0.2 molL1min1，v(B)0.5 molL1min1，v(C)1.2 molL1min1，则哪种情况下反应速率最快？解析
19、：(1)2 min内A的浓度减小0.2 molL1，则由A2B=3C知B也消耗0.22 molL1，C增加0.230.6 molL1，则2 min末B的浓度为1.2 molL10.4 molL10.8 molL1，C的变化浓度即为2 min末C的浓度。(2)v(A)0.1 molL1min1。(3)由规律可知：v(A)v(B)v(C)123，当用v(A)表示v(C)、v(B)时，v(A)v(B)0.5 molL1min10.25 molL1min1v(A)v(C)1.2 molL1min10.4 molL1min1所以v(C)1.2 molL1min1时最快。答案：(1)c(B)0.8 mol
20、L1c(C)0.6 molL1(2)0.1 molL1min1(3)v(C)1.2 molL1min1最快1在2 L的密闭容器中进行如下反应：mX(g)pZ(g)qQ(g)在2秒钟内用X表示的平均反应速率为 molL1s1，则2秒钟内Q物质增加了()A. mol B. molC. mol D. mol解析：选D由v(Q) molL1s1 molL1s1，则n(Q)v(Q)tV mol。2下列判断正确的是()A0.1 molL1盐酸与0.1 molL1醋酸分别与足量Cu(OH)2反应，反应速率相同B0.1 molL1盐酸和0.1 molL1硝酸分别与大小相同的大理石反应，反应速率相同CMg和Fe
21、与0.1 molL1的盐酸反应，反应速率相同D0.1 molL1的盐酸和0.1 molL1的硫酸分别与Mg反应，反应速率相同解析：选BA项，前者c(H)大于后者， 前者反应速率快；B项，二者c(H)相同，均发生反应：CaCO32H=Ca2CO2H2O，反应速率相同；C项，活泼性：MgFe，二者与相同浓度的盐酸反应时，前者反应速率快；D项，后者c(H)大，故后者反应速率快。3已知FeCl3和MnO2都可做H2O2分解制O2的催化剂，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()解析：选D探究温度对反应速率的影响，应在其他条件都相同，不同温度下比较反应速率的大小。4对于反应N2O22N
22、O，在密闭容器中进行，下列哪些条件能加快该反应的速率()A体积不变降低反应物的浓度B体积不变充入N2使压强增大C体积不变充入He气使压强增大D压强不变充入N2使体积增大解析：选B增大压强引起反应物浓度增大时才能加快反应速率。5在恒容密闭容器中发生反应：3CO(g)Fe2O3(s)高温,3CO2(g)2Fe(s)，下列说法正确的是()A增加Fe2O3的量反应速率加快B升高温度反应速率不一定变化C再充入CO反应速率加快D充入N2使压强增大反应速率加快解析：选CFe2O3为固体，增加固体的量，浓度未变，反应速率不变，A错；温度对任何反应都有影响，B错；充入CO后，c(CO)增大，反应速率加快，C正确
23、；充入N2虽然压强增大，但并未引起c(CO)的变化，反应速率不变。6反应A3B=2CD在四种不同情况下的反应速率分别为：v(A)0.15 molL1s1v(B)0.6 molL1s1v(C)0.5 molL1s1v(D)0.45 molL1s1则反应进行由快到慢的顺序为()ABCD解析：选D将各项转化为用同一种物质表示反应速率，再比较数值相对大小。v(A)0.15 molL1s1；v(A)0.2 molL1s1；v(A)0.25 molL1s1；v(A)v(D)0.45 molL1s1。故反应速率：。7化合物Bilirubin在一定波长的光照射下发生分解反应，反应物浓度随反应时间变化如图所示，
24、计算反应48 min间的平均反应速率和推测反应16 min时反应物的浓度，结果应是()A2.5 molL1min1和2.0 molL1B2.5 molL1min1和2.5 molL1C3.0 molL1min1和3.0 molL1D5.0 molL1min1和3.0 molL1解析：选B48 min间化合物Bilirubin的浓度变化为c10 molL1，则v(Bilirubin)2.5 molL1min1；根据图示，每隔4 min化合物Bilirubin的浓度减小一半，则16 min时化合物Bilirubin的浓度为8 min时浓度的1/4，故16 min时其浓度为10 molL11/42.
25、5 molL1，B项正确。8在2 L的密闭容器中有如图所示的反应，看图按要求回答下列问题：(1)图中，反应物：是_，是_。(2)写出反应方程式：_，_。(3)在图中，以010 s内的平均反应速率计算，t6 s时A的浓度是_ molL1。解析：在图和中，都是A的浓度随反应的进行不断减小至不变，B、C的浓度随反应的进行不断增加至不变，所以A为反应物，B、C为生成物。不同的是中A的最终浓度为0，中不为0，所以中的反应是不可逆反应，而中的反应是可逆反应。中，10 s时，变化的c(A)1.2 molL10.8 molL10.4 molL1，所以6 s时变化的c(A)6 s0.24 molL1，此时c(A
26、)0.96 molL1。答案：(1)AA(2)3A=2BCAB2C(3)0.969下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据：实验序号金属质量/g金属状态c(H2SO4) /(molL1)V(H2SO4) /mL溶液温度/金属消失的时间/s反应前反应后10.10丝0.550203450020.10粉末0.55020355030.10丝0.750203625040.10丝0.850203520050.10粉末0.85020362560.10丝1.050203512570.10丝1.05035505080.10丝1.150203410090.10丝1.150304440分析上述数据，回答下列问题：(1)实
27、验4和5表明，_对反应速率有影响，_反应速率越快，能表明同一规律的实验还有_(填实验序号)。(2)仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有_(填实验序号)。(3)本实验中影响反应速率的其他因素还有_，其实验序号是_。(4)实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值(约15 )相近，推测其原因：_。解析：(1)实验4、5的不同在于金属状态分别为金属丝和金属粉末，金属为粉末时消失的时间短，说明反应速率快，亦即固体反应物的表面积越大，反应速率越快；能表明同一规律的还有实验1与2。(2)由于H2SO4浓度不同而影响反应速率的有1,3,4,6,8或2,5。(3)本实验影响反应速率的因素除固体反应物表面积、反应物H2SO4的浓度外，还有反应温度，如6与7或8与9。答案：(1)固体反应物的表面积接触面积越大1,2(2)1,3,4,6,8或2,5(3)反应温度6,7或8,9(4)因每个反应加入的金属质量和硫酸溶液体积均相等，且硫酸过量，产生热量相等，所以溶液温度变化值相近