1、第三节 化学反应的速率和限度第1课时 化学反应的速率一、化学反应速率及其表示方法1化学反应速率及其表示方法(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。(2)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)来表示。(3)计算：表达式为v或v。式中：c为浓度的变化量，一般以molL1为单位；t为时间，一般以s或min为单位。(4)常用单位molL1s1或molL1min1。2化学反应速率之比与化学计量数的关系在一个体积为2L的密闭容器中发生反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，经过5s后，测得SO3的物质的量为0.8mol。填写下表：有关反
2、应物质SO2(g)O2(g)SO3(g)物质的量浓度变化0.4molL10.2molL10.4molL1化学反应速率0.08molL1s10.04molL1s10.08molL1s1化学反应速率之比212(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。(2)化学反应速率的计算方法定义式法：利用公式v计算化学反应速率，也可以利用该公式计算浓度变化量或反应时间。关系式法：化学反应速率之比物质的量浓度的变化量之比物质的量的变化量之比化学计量数之比。例1在1L的密闭容器中，发生反应4A(s)3B(g)2C(g)D(g)，经2min后B的浓度减
3、少0.6molL1。对此反应速率的正确表示是()A用A表示的反应速率是0.4molL1min1B用B、C、D分别表示反应的速率，其比值是321C在第2min末的反应速率用B表示是0.3molL1min1D在这2min内用B表示的速率的值逐渐减小，用C表示的速率的值逐渐增大考点化学反应速率及应用题点化学反应速率的计算答案B解析A为固体，一般不用固体表示反应速率，所以A项错误；同一反应中，用不同物质表示的反应速率与方程式中各物质的化学计量数成正比，B项正确；反应速率为平均值，并非2 min末的速率，所以C项错误；同一时间段内，用反应物、生成物表示的速率的意义是相同的，变化趋势也是一样的，D项错误。
4、思维启迪(1)固体或纯液体的浓度视为常数，c0，因此不用固体或纯液体表示化学反应速率。(2)化学反应速率是一段时间内的平均反应速率，而不是某一时刻的瞬时速率。例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v(A)0.6molL1min1v(B)0.45molL1min1v(C)0.015molL1min1v(D)0.45molL1min1，则此反应在不同条件下进行最快的是()ABCD考点化学反应速率及应用题点化学反应速率的大小比较答案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v(A)v(B)v(C)v(D)3122，则用A
5、表示的化学反应速率分别为中v(A)0.6molL1min1；中v(A)3v(B)0.45 molL1min131.35 molL1min1；中v(A)v(C)0.015molL1min10.0225molL1min1；中v(A)v(D)0.45molL1min10.675molL1min1；所以在不同条件下，进行最快的是，D项正确。方法规律化学反应速率大小的比较方法(1)归一法：若单位不统一，则要换算成相同的单位；若为不同物质表示的反应速率，则要换算成同一物质来表示反应速率；再比较数值的大小。(2)比值法：比较化学反应速率与化学计量数的比值，如aA(g)bB(g)=cC(g)dD(g)，比较与
6、，若，则说明用A表示的化学反应速率大于用B表示的化学反应速率。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实验操作实验现象产生气泡速率最慢产生气泡速率较快产生气泡速率最快实验结论对于反应2H2O22H2OO2来说，温度升高，H2O2的分解速率加快2.催化剂对化学反应速率影响的探究实验操作实验现象有少量气泡出现能产生大量气泡能产生大量气泡实验结论MnO2、FeCl3可以使H2O2分解的速率加快3.浓度对化学反应速率影响的探究实验操作实验现象装有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H2O2分解速率加快4.影响化学反应速率的因素除温度、催化剂和反应物浓度外，还有
7、反应物的状态、固体的表面积、气体的压强、溶剂、光照等许多因素。影响因素规律内因反应物本身的性质反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快；反之化学反应速率越慢外因浓度增大反应物的浓度，化学反应速率增大；减小反应物的浓度，化学反应速率减小温度升高温度，化学反应速率增大；降低温度，化学反应速率减小催化剂一般地，使用催化剂能极大地加快反应速率固体的表面积增大固体反应物的表面积，化学反应速率加快其他光照、溶剂、形成原电池等，也能影响化学反应速率例3一定条件下，分别对反应C(s)CO2(g)2CO(g)进行如下操作(只改变该条件)：升高反应体系的温度；增加反应物C的用量；缩小反应体系的体积；减少体系中CO
8、的量。上述措施中一定能使反应速率显著变大的是()ABCD考点化学反应速率的影响因素题点化学反应速率影响因素的综合答案D解析升高反应体系的温度，反应速率显著增大，正确；C为固体，增加反应物C的用量，反应速率不变，错误；缩小反应体系的体积，CO2、CO的浓度增大，反应速率增大，正确；减少体系中生成物CO的量，反应速率不可能增大，错误，选D。思维启迪压强对反应速率的影响有气体参加的反应，改变压强对反应速率的影响实质是改变体积，使反应物的浓度改变。(1)压缩体积或充入反应物，使压强增大，都能加快化学反应速率。(2)体积不变，充入不参与反应的气体。虽然总的压强增大，但反应物浓度不发生变化，故化学反应速率
9、不变。例4CaCO3与稀盐酸反应(放热反应)生成CO2的量与反应时间的关系如下图所示。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c(H)减小C反应在24min内平均反应速率最大D反应在24min内生成CO2的平均反应速率为v(CO2)0.06molL1s1考点化学反应速率的影响因素题点化学反应速率图像分析答案D解析随着反应的进行c(H)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24min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
10、，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。思维启迪化学反应速率大小的分析判断(1)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)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。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molL1s1和molL1min1考点化学反应速率及应用题点化学反应速率的概念答案C解析化
11、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。2已知合成氨反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)，其浓度数据如下：N2H2NH3起始浓度/molL11.03.002s末浓度/molL10.61.80.8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()A0.2molL1s1B0.4molL1s1C0.6molL1s1D0.8molL1s1考点化学反应速率及应用题点化学反应速率的计算答案B解析v(NH3)0.4molL1s1，B项正确。3把下列四种X溶液分别加入四个盛有10mL2molL1盐酸的烧杯中，均加水稀释到50mL，此时，X和盐酸缓慢地进行
12、反应，其中反应最快的是()A1020mL3molL1的X溶液B2030mL2molL1的X溶液C2010mL4molL1的X溶液D1010mL2molL1的X溶液考点影响化学反应速率的因素题点外界因素对反应速率的影响答案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
13、两项的大，但B中温度更高，因此B的反应速率最大。4实验室用锌粒与2molL1硫酸溶液制取氢气，下列措施不能增大化学反应速率的是()A用锌粉代替锌粒B改用3molL1硫酸溶液C改用热的2molL1硫酸溶液D向该硫酸溶液中加入等体积的水考点影响化学反应速率的因素题点化学反应速率定向变化措施的确定答案D解析A项，用锌粉代替锌粒，增大表面积，速率加快；B项，改用3 molL1硫酸溶液，浓度增大，速率加快；C项，改用热的2 molL1硫酸溶液，温度升高，速率加快；D项，向该硫酸溶液中加入等体积的水，浓度减小，速率减小。对点训练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正确的是()A对于任何化学
14、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0.8molL1s1是指1s时某物质的浓度为0.8molL1D根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢考点化学反应速率及其应用题点化学反应速率的概念答案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，0.8molL1s1表示1s的时间内，某物质的浓度变化了0.8molL1；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将5.6g铁粉
15、投入足量的100mL2molL1稀硫酸中，2min时铁粉刚好完全溶解。下列有关这个反应的反应速率表示正确的是()A铁的反应速率0.5molL1min1B硫酸的反应速率0.25molL1min1C硫酸亚铁的生成速率0.5molL1min1D氢气的反应速率0.5molL1min1考点化学反应速率及其应用题点化学反应速率的计算答案C解析根据反应速率计算公式，需要计算2 min时间内各物质浓度的变化量。在反应FeH2SO4=FeSO4H2中，溶液中溶质浓度发生变化的只有反应物硫酸和生成物硫酸亚铁。5.6 g Fe的物质的量0.1 mol。参加反应的H2SO4的物质的量生成FeSO4的物质的量0.1 m
16、ol。H2SO4的消耗速率FeSO4的生成速率0.5 molL1min1。3已知4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)，若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示，则正确的关系式为()A4v(NH3)5v(O2)B5v(O2)6v(H2O)C2v(NH3)3v(H2O)D4v(O2)5v(NO)考点化学反应速率及其应用题点化学反应速率与化学计量数的关系答案D解析在同一化学反应里，各物质的反应速率之比等于各物质的化学计量数之比。A选项应为5v(NH3)4v(O2)；B选项应为6v(O2)5v(H2O)；C选项应为3v(NH3)2v(H2O)。4在2A(g
17、)B(g)3C(g)4D(g)反应中，表示该反应速率最快的是()Av(A)0.5molL1s1Bv(B)0.3molL1s1Cv(C)0.8molL1s1Dv(D)1molL1s1考点化学反应速率及应用题点化学反应速率的大小比较答案B解析用反应速率判断反应快慢时，首先把各物质的反应速率除以其化学方程式中的化学计量数：A选项0.25 molL1s1，B选项0.3 molL1s1，C选项 molL1s1，D选项0.25 molL1s1；然后比较大小，B选项最大。5某温度下，浓度都是1molL1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
18、，用Y2表示的反应速率v(Y2)0.1 molL1min1，生成的c(Z)为0.4molL1，则该反应的化学方程式是()AX22Y2=2XY2B2X2Y2=2X2YC3X2Y2=2X3YDX23Y2=2XY3考点化学反应速率及其应用题点确定化学方程式或化学计量数答案C解析用X2表示的反应速率为v(X2)0.3 molL1min1。用Z表示的反应速率为v(Z)0.2 molL1min1。根据X2、Y2和Z反应速率之比即化学方程式中相应物质的化学计量数之比，则v(X2)v(Y2)v(Z)0.3 molL1min10.1 molL1min10.2 molL1min1312。根据原子守恒，可确定Z的化
19、学式为X3Y。故可得出反应的化学方程式为3X2Y2=2X3Y。6(2017陕西咸阳校级期末考试)在2L密闭容器中，发生以下反应：2A(g)B(g)2C(g)D(g)。若最初加入的A和B都是4mol，在前10sA的平均反应速率为0.12molL1s1，则10s时，容器中B的物质的量是()A1.6molB2.8molC2.4molD1.2mol考点化学反应速率及其应用题点化学反应速率的计算答案B解析根据化学反应速率之比等于对应物质的化学计量数之比，可得v(B)0.5v(A)0.50.12 molL1s10.06 molL1s1，则c(B)0.06 molL1s110 s0.6 molL1，n(B)
20、0.6 molL12 L1.2 mol，故10 s时容器中B的物质的量为4 mol1.2 mol2.8 mol。题组二影响化学反应速率的因素7(2017平顶山高一检测)相同温度下，有关反应速率的下列说法中正确的是()A0.1molL1盐酸和0.1molL1硫酸与2molL1NaOH溶液反应的速率相同B大理石块和大理石粉与0.1molL1盐酸反应的速率相同C等量的镁粉、铝粉和0.1molL1盐酸反应的速率相同D0.1molL1盐酸和0.1molL1硝酸与相同形状和大小的大理石反应的速率相同考点影响化学反应速率的因素题点外界条件对反应速率的影响答案D解析A选项是酸碱中和，硫酸的H浓度是盐酸H浓度的
21、2倍，所以速率不同；B选项中大理石块与盐酸接触面积小，反应慢；C选项中Mg比Al活泼，反应速率快。8在反应C(s)CO2(g)=2CO(g)中，可使反应速率增大的措施是()增大压强升高温度通入CO2增加碳的量用等量炭粉代替焦炭ABCD考点影响化学反应速率的因素题点化学反应速率定向变化措施的确定答案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。9下列各组反应(表中物质均为反应物)，反应刚开始时，放出H2的速率最大的是()选项金属(粉末状)酸的浓度体积反应温度A0.1molMg6molL1硝酸10mL60B0.1molMg3m
22、olL1盐酸10mL60C0.1molFe3molL1盐酸10mL60D0.1molMg3molL1硫酸10mL60考点影响化学反应速率的因素题点利用图表探究化学反应速率的变化答案D解析金属与硝酸反应不产生H2，排除A项；Fe不如Mg活泼，排除C项；其他两项中只比较c(H)即可，显然3molL1盐酸中c(H)小于3molL1硫酸中c(H)，因此D项放出H2的速率最大。10某实验探究小组研究320K时N2O5的分解反应：2N2O5=4NO2O2。如图是该小组根据所给表格中的实验数据绘制的。下列有关说法正确的是()t/min01234c(N2O5)/molL10.1600.1140.0800.05
23、60.040c(O2)/molL100.0230.0400.0520.060A.曲线是N2O5的浓度变化曲线B曲线是O2的浓度变化曲线CN2O5的浓度越大，反应速率越快DO2的浓度越大，反应速率越快考点影响化学反应速率的因素题点化学反应速率图像分析答案C解析结合表格中N2O5和O2的初始浓度可知曲线、分别是O2、N2O5的浓度变化曲线，A、B项错误；利用表格中数据进行计算，无论是用N2O5的浓度变化，还是用O2的浓度变化得出的反应速率都随着反应的进行而减小，而随着反应的进行，N2O5的浓度减小，O2的浓度增大，故C项正确，D项错误。11100mL6molL1硫酸溶液与过量锌粒反应，一定温度下，
24、为了减缓反应进行的速率，但又不影响生成氢气的总量，可采取的措施是()A加入少量碳酸钠粉末B加入少量硫酸铜溶液C加入适量NaCl溶液D加热考点影响化学反应速率的因素题点化学反应速率影响因素的应用答案C解析加入少量碳酸钠粉末，消耗硫酸，生成氢气的总量减少，A项错误；加入少量的硫酸铜溶液，锌置换出铜，形成原电池，加快反应速率，B项错误；加入适量NaCl溶液，氢离子浓度减小，反应速率减小，不影响生成氢气的总量，C项正确；温度升高，反应速率增大，D项错误。12(2017淮北高一检测)为了说明影响化学反应快慢的因素，甲、乙、丙、丁四位学生分别设计了如下AD四个实验，你认为结论不正确的是()A相同温度下，将
25、大小、形状相同的镁条和铝条与相同浓度的稀盐酸反应时，两者速率一样大B在相同条件下，等质量的大理石块和大理石粉与相同的盐酸反应，大理石粉反应快C将浓硝酸分别放在冷暗处和强光照射下，会发现光照可以加快浓硝酸的分解D两支试管中分别加入相同质量的氯酸钾，其中一支试管中再加入少量二氧化锰，同时加热，产生氧气的快慢不同考点化学反应速率的影响因素题点化学反应速率影响因素的实验探究答案A解析影响化学反应速率的因素很多，外界条件除浓度、压强、温度、催化剂等主要因素外，还有光照、固体颗粒大小、超声波等。镁和铝由于活泼性不同，决定了镁和盐酸反应比铝和盐酸反应要快得多，反应物的性质是影响反应速率大小的决定因素，A项错
26、误；等质量的固体，表面积越大，速率越大，B项正确；光照可以加快反应速率，C项正确；催化剂可以加快反应速率，D项正确。综合强化13在密闭容器中发生下列反应：I2(g)H2(g)2HI(g)(正反应为放热反应)。起始时，n(H2)amol，n(I2)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(3)再充入amolH2(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考点影响化学反应速率的因素题点化学反应速率影响因素的综合答案(1)增大(2)增大(3)增
27、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。(2)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。(3)再充入amolH2，c(H2)增大，化学反应速率增大。(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。14(1)在反应A(g)3B(g)=2C(g)中，若以物质A表示该反应的化学反应速率为0.2 molL1min1，则以物质B表示此反应的化学反应速率为molL1min1。(2)在2L的密闭容器中，充入2molN2和
28、3molH2，在一定条件下发生反应，3s后测得N2的物质的量为1.9mol，则以H2的浓度变化表示的反应速率为。(3)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0.06molL1s1，则在2s时，容器中有molA，此时C的物质的量浓度为。考点化学反应速率及应用题点化学反应速率的计算答案(1)0.6(2)0.05molL1s1(3)8.80.08molL1解析(1)根据化学方程式中的计量数关系：，v(B)3v(A)30.2molL1min10.6molL1min1。(2)解法一：3s内消耗的N2的物质的
29、量为2mol1.9mol0.1mol，根据化学方程式N23H22NH3，可以计算出3s内消耗的H2的物质的量为0.3mol，根据化学反应速率的计算公式，v(H2)0.05molL1s1。解法二：先计算出用N2表示的化学反应速率：v(N2)molL1s1，再根据化学方程式的计量数关系，计算出用H2表示的化学反应速率：v(H2)3v(N2)0.05 molL1s1。(3)3A(g)B(g)2C(g)起始浓度/molL11.00.50转化浓度/molL10.0620.120.040.082s时浓度/molL11.00.120.880.50.040.460.08则2s时，n(A)0.88molL110
30、L8.8mol，c(C)0.08molL1。15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薄片15200薄片2590粉末2510(1)该实验的目的是探究、对锌和稀盐酸反应速率的影响。(2)实验和表明，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。(4)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：。考点影响化学反应速率的因素题点化学反应速率影响因素的实验探究答案(1)固体表面积温度(2)温度越高(3)(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(1)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 和25 ，可知该实验的目的是探究固体表面积和温度对反应速率的影响。(2)根据表格提供的信息，实验和实验中锌片的形态相同，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。
