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鲁科版 (2019)必修 第二册第3节 化学反应的快慢和限度第1课时学案
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这是一份鲁科版 (2019)必修 第二册第3节 化学反应的快慢和限度第1课时学案，文件包含第2章第3节第1课时化学反应的快慢学案教师版2022-2023学年高一化学鲁科版2019必修第二册doc、第2章第3节第1课时化学反应的快慢学案学生版2022-2023学年高一化学鲁科版2019必修第二册doc等2份学案配套教学资源，其中学案共50页， 欢迎下载使用。
自主学习
一、化学反应速率
二、影响化学反应速率的因素
1．化学反应速率的影响因素
2.调控化学反应速率的意义
1．判断下列说法是否正确：
(1)反应速率的单位通常为ml·s－1或ml·min－1。( )
(2)可以用任何物质来表示反应速率。( )
(3)升高反应体系的温度，一定能加快反应速率。( )
2．某实验小组模拟工业上接触法制硫酸的过程，若向体积为2 L的密闭容器中通入10 ml SO2、10 ml O2，发生反应2SO2＋O22SO3。反应5 min时测得SO2的物质的量为6 ml。
完成表格中所缺少的项目：
合作探究
化学反应速率的计算及大小比较
材料一：汽车发生剧烈碰撞时，安全气囊可以瞬间充气，保护生命安全。利用的是2 ml叠氮化钠分解生成2 ml钠单质和3 ml氮气的反应，此反应能在0.01 s内发生，在0.03 s充气到位。
材料二：生活中常见的化学反应，有的进行的很快，几乎瞬间即可完成，还有一些化学反应进行的极其缓慢。因此我们必须思考如何准确的描述化学反应的快慢。
定性描述化学反应进行的快慢
不同化学反应进行的快慢差别很大，在科学研究中，如何描述一个反应进行的快慢？
定量描述化学反应进行的快慢
(1)在相同的条件下，在容积相同的甲、乙两容器中都进行A→B的反应，甲每分钟减少4 ml，乙每分钟减少2 ml，甲中的反应比乙中的快吗？
(2)反应4NH3＋5O24NO＋6H2O 在5 L的密闭容器中反应30 s后，NO增加了0.3 ml。
①用NO的浓度变化表示反应的反应速率为多少？
②用O2的浓度变化来表示此反应速率是多少？
③各物质的速率之比与方程式系数之比有何关系？
(3)用纯净的CaCO3与100 mL稀盐酸反应制取CO2，实验过程记录如图所示(CO2的体积已折算为标准状况下的体积)。
①哪一段表示的平均速率最快？
②EF段，用盐酸表示该反应的平均反应速率为多少？反应速率之比为多少？
③OE、EF、FG三段中，该反应用二氧化碳表示的平均反应速率之比为多少？
1．计算反应速率的方法：
(1)利用反应速率的定义式v＝ eq \f(|Δc|,Δt) 求算。
(2)利用化学反应中各物质的速率之比等于
化学计量数之比的规律求算。
(3)利用三段式进行计算
对于反应：mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g)。t0 s时，A的浓度为a ml·L－1，B的浓度为b ml·L－1。反应进行至t1 s时，A消耗了x ml·L－1，则反应速率可计算如下：
mA ＋ nB pC ＋ qD
起始浓度(ml·L－1) a b 0 0
转化浓度(ml·L－1) x eq \f(nx,m) eq \f(px,m) eq \f(qx,m)
最终浓度(ml·L－1) a－x b－ eq \f(nx,m) eq \f(px,m) eq \f(qx,m)
则v(A)＝ eq \f(x,t1－t0) ml·L－1·s－1，v(B)＝ eq \f(nx,m（t1－t0）) ml·L－1·s－1。
(4)进行化学反应速率的计算时，需注意以下量的关系
①对反应物：c起始－c转化＝c某时刻。
②对生成物：c起始＋c转化＝c某时刻。
③转化率：α＝ eq \f(c转化,c起始) ×100%。
2．化学反应速率大小的比较方法
(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等)来定性判断化学反应的快慢。
(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。比较时应统一单位。
①归一法
根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，将用不同物质表示的化学反应速率换算为用同一种物质表示的化学反应速率，最后依据数值大小进行比较。
②比值法
可通过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大。
思考讨论:
医学上把未满月(出生28天内)新生儿的黄疸，称之为新生儿黄疸，新生儿黄疸是指新生儿时期，由于胆红素代谢异常，引起血清中胆红素浓度升高，而出现以皮肤、黏膜及巩膜黄染为特征的病症，是新生儿中最常见的临床问题。科学家为探究胆红素的作用机理，在特定条件下用一定波长的光照射胆红素，发现其能发生分解反应，反应物浓度随反应时间变化如图所示，试计算反应4～8 min的平均反应速率和推测第16 min反应物的浓度。
【典例】(2021·北京海淀区高一检测)在容积为2 L的密闭容器中进行如下反应：A(g)＋2B(g)===3C(g)＋nD(g)，开始时A为4 ml，B为6 ml，5 min末测得C的物质的量为3 ml，用D表示的化学反应速率v(D)为0.2 ml·L－1·min－1。计算：
(1)5 min末A的物质的量浓度为________。
(2)前5 min内用B表示的化学反应速率v(B)为________。
(3)化学方程式中n＝__________。
(4)此反应在四种不同情况下的反应速率分别为
①v(A)＝5 ml·L－1·min－1
②v(B)＝6 ml·L－1·min－1
③v(C)＝4.5 ml·L－1·min－1
④v(D)＝8 ml·L－1·min－1
其中反应速率最快的是________(填编号)。
规律方法:
计算化学反应速率的一般思路
【备选例题】
将等物质的量的A、B混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)⇌xC(g)＋2D(g)，经5 min时，测得D的浓度为0.5 ml·L－1，c(A)∶c(B)＝3∶5，C的平均反应速率是0.1 ml·L－1·min－1。
回答下列各问题：
(1)5 min内A的平均反应速率为______ ml·L－1·min－1。
(2)x＝________。
(3)此时B的浓度为________ml·L－1。
1．(双选)(2021·烟台高一检测)已知某条件下，合成氨反应的数据如下：
N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)
起始/(ml·L－1) 1.0 3.0 0.2
2 s末/(ml·L－1) 0.6 1.8 1.0
4 s末/(ml·L－1) 0.4 1.2 1.4
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( )
A．2 s末氨气的反应速率＝0.4 ml·L－1·s－1
B．前2 s内氢气的平均反应速率＝0.4 ml·L－1·s－1
C．前4 s内氨气的平均反应速率＝0.3 ml·L－1·s－1
D．2～4 s内氨气的平均反应速率＝0.2 ml·L－1·s－1
2．(2021·深圳高一检测)已知4NH3＋5O24NO＋6H2O，若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示(单位：ml·L－1·min－1)，则正确的关系是( )
A． eq \f(4,5) v(NH3)＝v(O2) B． eq \f(5,6) v(O2)＝v(H2O)
C． eq \f(2,3) v(NH3)＝v(H2O) D． eq \f(4,5) v(O2)＝v(NO)
【拔高题组】
1．(2021·徐州高一检测)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
①v(A)＝0.6 ml·L－1·min－1
②v(B)＝0.45 ml·L－1·min－1
③v(C)＝0.015 ml·L－1·min－1
④v(D)＝0.45 ml·L－1·min－1
则此反应在不同条件下进行最快的是( )
A．③ B．① C．④ D．②
2．(2021·兰州高一检测)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。下列说法正确的是( )
A．用A表示的化学反应速率是0.4 ml·L－1·min－1
B．分别用B、C、D表示化学反应速率，其比值是3∶2∶1
C.在2 min末的反应速率，用B表示是0.3 ml·L－1·min－1
D.在这2 min内B和C两物质的浓度都减小
硫酸的消费量是衡量一个国家化工生产水平的重要标志。而在硫酸的生产中，最关键的一步反应为2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)。
在容积为2 L的恒容密闭容器中，通入0.02 ml O2(g)和0.02 ml SO2(g)，在一定条件下反应生成SO3气体，当反应进行到5 min时，测得容器内有0.012 ml SO3(g)。则：
(1)5 min时，容器内n(O2)＝________，c(SO2)＝________。
(2)0～5 min内，以O2表示的平均反应速率v(O2)＝________。
(3)5 min时，容器内气体的总物质的量与反应前容器内气体的总物质的量之比为________。
外界条件对化学反应速率的影响
材料：工业上生产硫酸，冶炼钢铁等，我们希望这些化学反应的速率更快一些，而钢铁生锈、橡胶老化等给我们的生活带来了不便，我们就要想办法减慢这些化学反应的速率。因此，研究化学反应速率对于提高生产效率、减少浪费、美化生活都有着重要的意义。
探究外界条件对化学反应速率的影响
(1)下列反应分析是哪些因素影响了化学反应速率？
①Na 、Mg分别与水反应时，钠与水反应更为剧烈；
②带火星的木条能在纯氧中复燃；
③新鲜水果和食物保存在冰箱里能存放得更久；
④实验室用H2O2制氧气时，使用二氧化锰作催化剂反应更快；
⑤木材劈得小一些烧得更快。
(2)如何加快铁与盐酸反应的速率？
认识调控化学反应速率在生产生活中的应用
(1)食品添加剂是为改善食品色、香、味等品质，以及为防腐和加工工艺的需要而加入食品中的人工合成的物质或者天然物质。例如油脂抗氧化剂就是一种常见的食品添加剂。请分析油脂抗氧化剂的作用是什么？
(2)在用煤炭或者木柴生火时，我们通常用鼓风机或扇子扇火使炉火更旺，而且如果向炉膛内加入少量的碎煤或碎木屑同样会使炉火更旺。请解释为什么会有上述现象发生？
(3)为什么把食物放在冰箱里保存，可以延缓食物腐败和变质的过程？
1．浓度
(1)只适用于气体参加或在溶液中进行的化
学反应。
(2)在一定温度下，固体或纯液态物质的浓度
是一个常数，改变其用量，对化学反应速率无影响。
2．温度
(1)对任何化学反应都适用，且不受反应物状态的影响。
(2)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，降低温度都能减小化学反应速率。
3．压强
(1)压强对化学反应速率的影响实质是通过改变浓度对化学反应速率的影响实现的。
(2)由于固体或液体的体积受压强的影响很小，所以压强只影响有气体参加的化学反应的反应速率。
(3)改变压强必须引起反应物或生成物的浓度改变才能改变化学反应速率，否则，化学反应速率不变。
如恒温恒容：充入稀有气体→容器压强增大，各反应物的浓度不变→化学反应速率不变。
4．催化剂
催化剂能同等程度地改变正、逆反应的化学反应速率。
5．固体接触面积
化学反应速率与固体颗粒的大小有关，颗粒越小，表面积越大，化学反应速率越快。
知识拓展:压强对反应速率影响的理解
改变气体的压强，实质上是改变气体物质的浓度，从而达到改变(增大或减小)化学反应速率的目的。
常见的有下列几种情况：
(1)恒温时：增大压强 eq \(――→,\s\up7(引起)) 体积缩小 eq \(――→,\s\up7(引起)) 浓度增大 eq \(――→,\s\up7(引起)) 反应速率加快。
(2)恒容时：①充入气体反应物 eq \(――→,\s\up7(引起)) 总压增大 eq \(――→,\s\up7(引起)) 浓度增大 eq \(――→,\s\up7(引起)) 反应速率加快。
②充入“惰性气体” eq \(――→,\s\up7(引起)) 总压增大(各分压不变)―→浓度不变―→反应速率不变。(“惰性气体”是指不参与该反应的气体，并不是专指稀有气体)
(3)恒压时：充入“惰性气体” eq \(――→,\s\up7(引起)) 体积增大 eq \(――→,\s\up7(引起)) 浓度减小 eq \(――→,\s\up7(引起)) 反应速率减慢。
总之，在其他条件一定时，改变压强，若引起浓度改变，则化学反应速率改变。另外，由于压强的变化对固体、液体的体积影响很小，因而对它们浓度改变的影响也很小，可以认为改变压强对它们的反应速率无影响。
思考讨论:
(1)增加反应物的量，化学反应速率一定能加快吗？
(2)增大反应体系的压强，化学反应速率一定能加快吗？
(3)在周朝的时候，古人就发明了一种东西，专门用来保存冰。最开始的时候，冰鉴只是用来保存冰，让皇帝解暑用的，而到了后面，有个御膳房的厨师发现：在北方，冬天下雪的时候，寒气可以让食物更长久，而冰也是一种寒气，所以就发明了用冰鉴进行保鲜。
古代的冰鉴和现代的冰箱能够较长时间保存食物的原理是什么？
【典例】(2021·海口高一检测)为了探究温度、硫酸铜对锌与稀硫酸反应生成氢气速率的影响，某同学设计了如下方案：
下列推断合理的是( )
A．选择Ⅱ和Ⅲ实验探究硫酸铜对反应速率的影响，必须控制t＝25
B．待测物理量是收集等体积(相同条件)的气体所需要的时间，时间越长，反应越快
C．根据该方案，还可以探究稀硫酸浓度对反应速率的影响
D．根据该实验方案得出反应速率的大小可能是Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ>Ⅳ
(1)若Ⅱ中t＝35，画出Ⅱ、Ⅲ实验中产生氢气的量随时间的变化关系(要求在同一个图像中画出)。(关键能力——归纳与论证)
(2)若将稀硫酸溶液的体积均改为20 mL，反应的速率是否有影响？(关键能力——探究与创新)
1．(2021·泰安高一检测)硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，下列各组实验中最先出现浑浊的是( )
2．(2021·邯郸高一检测)在反应C(s)＋CO2(g)===2CO(g)中，可使反应速率增大的措施是( )
①减小体积增大压强 ②增加碳的量 ③通入CO2 ④恒压下充入N2 ⑤恒容下充入N2 ⑥升高温度
A．①③④ B．②④⑥ C．①③⑥ D．③⑤⑥
【拔高题组】
1．(双选)下列有关化学反应速率的说法中，正确的是( )
A．用铁片和稀硫酸反应制取氢气时，改用铁片和浓硫酸可以加快产生氢气的速率
B．100 mL 2 ml·L－1的盐酸与锌反应时，加入适量的氯化钠溶液，生成氢气的速率减慢
C．二氧化硫的催化氧化是一个放热反应，所以升高温度，反应速率减慢
D．汽车尾气中的CO和NO可以缓慢反应生成N2和CO2，减小压强，反应速率减慢
2．某实验小组以H2O2分解为例，研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下方案完成实验。
(1)③比②反应速率快的原因是_____________________。
(2)实验①和②的目的是__________________________。
实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论，资料显示，通常条件下H2O2较稳定，不易分解，为了达到实验目的，你对原实验方案的改进是____________________________。
(3)实验③④⑤中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图所示。
分析如图能够得出什么实验结论？
请根据下列有关规定的情境填空。
(1)①如图是把除去氧化膜的镁条投入稀盐酸中产生氢气的速率随时间的变化关系，曲线前段出现高峰的主要影响因素是________________________。
②如图是过氧化氢在酶的催化作用下分解速率随时间的变化关系，曲线后段明显下降的主要影响因素是________。
(2)利用光能和光催化剂，可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外光照射时，在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下，CH4产量随光照时间的变化如图。在0～15小时内，CH4的平均生成速率Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ从大到小的顺序为____________(填序号)。
课堂测评
1．(水平1)在生产、生活中为加快反应速率而采取的措施合理的是( )
A．食物放在冰箱中
B．在食品中添加适量防腐剂
C．在糕点包装内放置小包除氧剂
D．工业上燃烧硫铁矿制取SO2时，先将矿石粉碎
2．(水平1)5.6 g铁粉投入盛有100 mL 2 ml·L－1稀硫酸的烧杯中，2 min时铁粉刚好完全溶解(溶解前后溶液体积变化忽略不计)，下列表示这个反应的速率正确的是( )
A．v(Fe)＝0.5 ml·L－1·min－1
B．v(H2SO4)＝1 ml·L－1·min－1
C．v(H2SO4)＝0.5 ml·L－1·min－1
D．v(FeSO4)＝1 ml·L－1·min－1
补偿训练:
在2 L密闭容器中发生反应3A(g)＋B(g)===2C(g)，若最初加入A和B的物质的量都是4 ml，前10秒A的平均反应速率为0.15 ml·L－1·s－1，则10秒钟时容器中B的物质的量为( )
A．2.5 ml B．3.7 ml
C．1 ml D．3 ml
3. (水平1·教材习题改编)碳酸钙与稀盐酸反应(放热反应)生成的CO2的量与反应时间的关系如图所示。下列结论中不正确的是( )
A．反应开始2 min内平均反应速率最大
B.反应4 min后反应速率逐渐变小
C．反应开始4 min内温度对反应速率的影响比浓度大
D．反应在第2 min到第4 min间生成CO2的平均反应速率为v(CO2)＝0.1 ml·L－1·min－1
补偿训练:
(水平1)1886年，瑞士化学家Hans Heinrich Landlt 发现了这个很吸引人的实验，他把三种特定的无色液体混合在一起，几秒钟后溶液由无色变为靛蓝色，几秒后褪为无色，接着又呈琥珀色并逐渐加深，靛蓝色又反复出现，几秒后又消失，这样周而复始地呈周期性变化，这个实验有一个名字，叫做碘钟反应。
在碘钟实验中，3I－＋S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(8)) ===I eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋2SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 的反应速率可以用I eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 与加入的淀粉溶液显蓝色的时间来度量。某探究性学习小组在20 ℃时，测定下表中不同浓度下淀粉溶液显蓝色的时间，则时间最短的( )
A.① B．② C．③ D．④
4．(水平2)在不同条件下进行反应A(g)＋3B(g)⇌4C(g)＋2D(g)，其平均反应速率v(X)如下，其中表示反应速率最快的是( )
A．v(A)＝0.4 ml·L－1·s－1
B．v(B)＝0.8 ml·L－1·s－1
C．v(C)＝1.2 ml·L－1·s－1
D．v(D)＝0.7 ml·L－1·s－1
补偿训练:
已知某反应aA(g)＋bB(g) cC(g)的各物质的浓度变化如下：
据此可推算出上述方程式中各物质的化学计量数之比是( )
A．9∶3∶4 B．3∶1∶2
C．2∶1∶3 D．3∶2∶1
5．(水平2)在下列四支试管中发生反应：Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，生成氢气速率最大的是( )
补偿训练:
(双选)在某温度下，往20 mL 0.2 ml·L－1H2O2溶液中滴入几滴FeSO4溶液，发生催化分解，测得不同时刻生成O2的体积(标准状况下)如表：
下列说法正确的是(忽略溶液的体积变化)( )
A．0～4 min内的平均反应速率：v(H2O2)＝3.75×10－2ml·L－1·min－1
B．第8 min时，c(H2O2)＝3.75×10－2ml·L－1
C．反应开始至2 min时，H2O2转化率为75%
D．加入的FeSO4溶液越多，反应速率越快
6．(水平2)某温度下，在2 L密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质发生化学反应时，物质的量随时间变化的关系曲线如图所示：
(1)由图中的数据分析，该反应的化学方程式为_________________。
(2)5 min内用Z表示的平均反应速率为______________。
(3)化学反应速率受到很多因素的影响，例如：实验室制取氢气时一般用粗锌替代纯锌和稀硫酸反应，这是利用________原理加快了氢气生成的速率。
影响因素
变化规律
内因
越活泼,反应越快
外因
温度
升高温度,反应
反应物浓度
增大浓度,反应
催化剂
使用催化剂,改变反应速率
压强(气体反应物)
增大压强,反应
固体接触面积
接触面积越大,反应
物质
SO2
O2
SO3
起始浓度(ml·L－1)
______
______
______
变化浓度Δc(ml·L－1)
______
______
______
5 min时浓度(ml·L－1)
______
______
______
5 min内的化学反应速率
(ml·L－1·min－1)
______
______
______
化学反应速率之比
______
编号
纯锌粉质量
0.2 ml·L-1
稀硫酸体积
温度
硫酸铜固体质量
Ⅰ
2.0 g
10.0 mL
25 ℃
0
Ⅱ
2.0 g
10.0 mL
t ℃
0
Ⅲ
2.0 g
10.0 mL
35 ℃
0.2 g
Ⅳ
2.0 g
10.0 mL
35 ℃
4.0 g
实验
反应温
度/℃
Na2S2O3溶液
稀H2SO4
H2O
V/mL
c/(ml·
L-1)
V/mL
c/(ml·
L-1)
V/mL
A
25
5
0.1
10
0.1
5
B
25
5
0.2
5
0.2
10
C
35
5
0.1
10
0.1
5
D
35
5
0.2
5
0.2
10
实验编号
反应物
催化剂
①
10 mL 2% H2O2溶液
无
②
10 mL 5% H2O2溶液
无
③
10 mL 5% H2O2溶液
1 mL 0.1 ml·L－1FeCl3溶液
④
10 mL 5% H2O2溶液＋少量HCl溶液
1 mL 0.1 ml·L－1FeCl3溶液
⑤
10 mL 5% H2O2溶液＋少量NaOH溶液
1 mL 0.1 ml·L－1FeCl3溶液
实验编号
①
②
③
④
起始浓度
c(I－)/(ml·L－1)
0.040
0.080
0.080
0.080
起始浓度
c(S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(8)) )/(ml·L－1)
0.040
0.040
0.060
0.080
A
B
C
起始浓度/ml·L－1
3.0
1.0
0
2 s末浓度/ml·L－1
1.8
0.6
0.8
试管
等质量铁的形状
温度/℃
硫酸浓度/ml·L－1
A
铁片
25
0.5
B
铁粉
35
0.5
C
铁片
35
1.0
D
铁粉
35
2.0
t/min
0
2
4
8
V(O2)/mL
0
22.4
33.6
36.4
自主学习
一、化学反应速率
二、影响化学反应速率的因素
1．化学反应速率的影响因素
2.调控化学反应速率的意义
1．判断下列说法是否正确：
(1)反应速率的单位通常为ml·s－1或ml·min－1。( )
(2)可以用任何物质来表示反应速率。( )
(3)升高反应体系的温度，一定能加快反应速率。( )
2．某实验小组模拟工业上接触法制硫酸的过程，若向体积为2 L的密闭容器中通入10 ml SO2、10 ml O2，发生反应2SO2＋O22SO3。反应5 min时测得SO2的物质的量为6 ml。
完成表格中所缺少的项目：
合作探究
化学反应速率的计算及大小比较
材料一：汽车发生剧烈碰撞时，安全气囊可以瞬间充气，保护生命安全。利用的是2 ml叠氮化钠分解生成2 ml钠单质和3 ml氮气的反应，此反应能在0.01 s内发生，在0.03 s充气到位。
材料二：生活中常见的化学反应，有的进行的很快，几乎瞬间即可完成，还有一些化学反应进行的极其缓慢。因此我们必须思考如何准确的描述化学反应的快慢。
定性描述化学反应进行的快慢
不同化学反应进行的快慢差别很大，在科学研究中，如何描述一个反应进行的快慢？
定量描述化学反应进行的快慢
(1)在相同的条件下，在容积相同的甲、乙两容器中都进行A→B的反应，甲每分钟减少4 ml，乙每分钟减少2 ml，甲中的反应比乙中的快吗？
(2)反应4NH3＋5O24NO＋6H2O 在5 L的密闭容器中反应30 s后，NO增加了0.3 ml。
①用NO的浓度变化表示反应的反应速率为多少？
②用O2的浓度变化来表示此反应速率是多少？
③各物质的速率之比与方程式系数之比有何关系？
(3)用纯净的CaCO3与100 mL稀盐酸反应制取CO2，实验过程记录如图所示(CO2的体积已折算为标准状况下的体积)。
①哪一段表示的平均速率最快？
②EF段，用盐酸表示该反应的平均反应速率为多少？反应速率之比为多少？
③OE、EF、FG三段中，该反应用二氧化碳表示的平均反应速率之比为多少？
1．计算反应速率的方法：
(1)利用反应速率的定义式v＝ eq \f(|Δc|,Δt) 求算。
(2)利用化学反应中各物质的速率之比等于
化学计量数之比的规律求算。
(3)利用三段式进行计算
对于反应：mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g)。t0 s时，A的浓度为a ml·L－1，B的浓度为b ml·L－1。反应进行至t1 s时，A消耗了x ml·L－1，则反应速率可计算如下：
mA ＋ nB pC ＋ qD
起始浓度(ml·L－1) a b 0 0
转化浓度(ml·L－1) x eq \f(nx,m) eq \f(px,m) eq \f(qx,m)
最终浓度(ml·L－1) a－x b－ eq \f(nx,m) eq \f(px,m) eq \f(qx,m)
则v(A)＝ eq \f(x,t1－t0) ml·L－1·s－1，v(B)＝ eq \f(nx,m（t1－t0）) ml·L－1·s－1。
(4)进行化学反应速率的计算时，需注意以下量的关系
①对反应物：c起始－c转化＝c某时刻。
②对生成物：c起始＋c转化＝c某时刻。
③转化率：α＝ eq \f(c转化,c起始) ×100%。
2．化学反应速率大小的比较方法
(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等)来定性判断化学反应的快慢。
(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。比较时应统一单位。
①归一法
根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，将用不同物质表示的化学反应速率换算为用同一种物质表示的化学反应速率，最后依据数值大小进行比较。
②比值法
可通过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大。
思考讨论:
医学上把未满月(出生28天内)新生儿的黄疸，称之为新生儿黄疸，新生儿黄疸是指新生儿时期，由于胆红素代谢异常，引起血清中胆红素浓度升高，而出现以皮肤、黏膜及巩膜黄染为特征的病症，是新生儿中最常见的临床问题。科学家为探究胆红素的作用机理，在特定条件下用一定波长的光照射胆红素，发现其能发生分解反应，反应物浓度随反应时间变化如图所示，试计算反应4～8 min的平均反应速率和推测第16 min反应物的浓度。
【典例】(2021·北京海淀区高一检测)在容积为2 L的密闭容器中进行如下反应：A(g)＋2B(g)===3C(g)＋nD(g)，开始时A为4 ml，B为6 ml，5 min末测得C的物质的量为3 ml，用D表示的化学反应速率v(D)为0.2 ml·L－1·min－1。计算：
(1)5 min末A的物质的量浓度为________。
(2)前5 min内用B表示的化学反应速率v(B)为________。
(3)化学方程式中n＝__________。
(4)此反应在四种不同情况下的反应速率分别为
①v(A)＝5 ml·L－1·min－1
②v(B)＝6 ml·L－1·min－1
③v(C)＝4.5 ml·L－1·min－1
④v(D)＝8 ml·L－1·min－1
其中反应速率最快的是________(填编号)。
规律方法:
计算化学反应速率的一般思路
【备选例题】
将等物质的量的A、B混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)⇌xC(g)＋2D(g)，经5 min时，测得D的浓度为0.5 ml·L－1，c(A)∶c(B)＝3∶5，C的平均反应速率是0.1 ml·L－1·min－1。
回答下列各问题：
(1)5 min内A的平均反应速率为______ ml·L－1·min－1。
(2)x＝________。
(3)此时B的浓度为________ml·L－1。
1．(双选)(2021·烟台高一检测)已知某条件下，合成氨反应的数据如下：
N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)
起始/(ml·L－1) 1.0 3.0 0.2
2 s末/(ml·L－1) 0.6 1.8 1.0
4 s末/(ml·L－1) 0.4 1.2 1.4
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( )
A．2 s末氨气的反应速率＝0.4 ml·L－1·s－1
B．前2 s内氢气的平均反应速率＝0.4 ml·L－1·s－1
C．前4 s内氨气的平均反应速率＝0.3 ml·L－1·s－1
D．2～4 s内氨气的平均反应速率＝0.2 ml·L－1·s－1
2．(2021·深圳高一检测)已知4NH3＋5O24NO＋6H2O，若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示(单位：ml·L－1·min－1)，则正确的关系是( )
A． eq \f(4,5) v(NH3)＝v(O2) B． eq \f(5,6) v(O2)＝v(H2O)
C． eq \f(2,3) v(NH3)＝v(H2O) D． eq \f(4,5) v(O2)＝v(NO)
【拔高题组】
1．(2021·徐州高一检测)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
①v(A)＝0.6 ml·L－1·min－1
②v(B)＝0.45 ml·L－1·min－1
③v(C)＝0.015 ml·L－1·min－1
④v(D)＝0.45 ml·L－1·min－1
则此反应在不同条件下进行最快的是( )
A．③ B．① C．④ D．②
2．(2021·兰州高一检测)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。下列说法正确的是( )
A．用A表示的化学反应速率是0.4 ml·L－1·min－1
B．分别用B、C、D表示化学反应速率，其比值是3∶2∶1
C.在2 min末的反应速率，用B表示是0.3 ml·L－1·min－1
D.在这2 min内B和C两物质的浓度都减小
硫酸的消费量是衡量一个国家化工生产水平的重要标志。而在硫酸的生产中，最关键的一步反应为2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)。
在容积为2 L的恒容密闭容器中，通入0.02 ml O2(g)和0.02 ml SO2(g)，在一定条件下反应生成SO3气体，当反应进行到5 min时，测得容器内有0.012 ml SO3(g)。则：
(1)5 min时，容器内n(O2)＝________，c(SO2)＝________。
(2)0～5 min内，以O2表示的平均反应速率v(O2)＝________。
(3)5 min时，容器内气体的总物质的量与反应前容器内气体的总物质的量之比为________。
外界条件对化学反应速率的影响
材料：工业上生产硫酸，冶炼钢铁等，我们希望这些化学反应的速率更快一些，而钢铁生锈、橡胶老化等给我们的生活带来了不便，我们就要想办法减慢这些化学反应的速率。因此，研究化学反应速率对于提高生产效率、减少浪费、美化生活都有着重要的意义。
探究外界条件对化学反应速率的影响
(1)下列反应分析是哪些因素影响了化学反应速率？
①Na 、Mg分别与水反应时，钠与水反应更为剧烈；
②带火星的木条能在纯氧中复燃；
③新鲜水果和食物保存在冰箱里能存放得更久；
④实验室用H2O2制氧气时，使用二氧化锰作催化剂反应更快；
⑤木材劈得小一些烧得更快。
(2)如何加快铁与盐酸反应的速率？
认识调控化学反应速率在生产生活中的应用
(1)食品添加剂是为改善食品色、香、味等品质，以及为防腐和加工工艺的需要而加入食品中的人工合成的物质或者天然物质。例如油脂抗氧化剂就是一种常见的食品添加剂。请分析油脂抗氧化剂的作用是什么？
(2)在用煤炭或者木柴生火时，我们通常用鼓风机或扇子扇火使炉火更旺，而且如果向炉膛内加入少量的碎煤或碎木屑同样会使炉火更旺。请解释为什么会有上述现象发生？
(3)为什么把食物放在冰箱里保存，可以延缓食物腐败和变质的过程？
1．浓度
(1)只适用于气体参加或在溶液中进行的化
学反应。
(2)在一定温度下，固体或纯液态物质的浓度
是一个常数，改变其用量，对化学反应速率无影响。
2．温度
(1)对任何化学反应都适用，且不受反应物状态的影响。
(2)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，降低温度都能减小化学反应速率。
3．压强
(1)压强对化学反应速率的影响实质是通过改变浓度对化学反应速率的影响实现的。
(2)由于固体或液体的体积受压强的影响很小，所以压强只影响有气体参加的化学反应的反应速率。
(3)改变压强必须引起反应物或生成物的浓度改变才能改变化学反应速率，否则，化学反应速率不变。
如恒温恒容：充入稀有气体→容器压强增大，各反应物的浓度不变→化学反应速率不变。
4．催化剂
催化剂能同等程度地改变正、逆反应的化学反应速率。
5．固体接触面积
化学反应速率与固体颗粒的大小有关，颗粒越小，表面积越大，化学反应速率越快。
知识拓展:压强对反应速率影响的理解
改变气体的压强，实质上是改变气体物质的浓度，从而达到改变(增大或减小)化学反应速率的目的。
常见的有下列几种情况：
(1)恒温时：增大压强 eq \(――→,\s\up7(引起)) 体积缩小 eq \(――→,\s\up7(引起)) 浓度增大 eq \(――→,\s\up7(引起)) 反应速率加快。
(2)恒容时：①充入气体反应物 eq \(――→,\s\up7(引起)) 总压增大 eq \(――→,\s\up7(引起)) 浓度增大 eq \(――→,\s\up7(引起)) 反应速率加快。
②充入“惰性气体” eq \(――→,\s\up7(引起)) 总压增大(各分压不变)―→浓度不变―→反应速率不变。(“惰性气体”是指不参与该反应的气体，并不是专指稀有气体)
(3)恒压时：充入“惰性气体” eq \(――→,\s\up7(引起)) 体积增大 eq \(――→,\s\up7(引起)) 浓度减小 eq \(――→,\s\up7(引起)) 反应速率减慢。
总之，在其他条件一定时，改变压强，若引起浓度改变，则化学反应速率改变。另外，由于压强的变化对固体、液体的体积影响很小，因而对它们浓度改变的影响也很小，可以认为改变压强对它们的反应速率无影响。
思考讨论:
(1)增加反应物的量，化学反应速率一定能加快吗？
(2)增大反应体系的压强，化学反应速率一定能加快吗？
(3)在周朝的时候，古人就发明了一种东西，专门用来保存冰。最开始的时候，冰鉴只是用来保存冰，让皇帝解暑用的，而到了后面，有个御膳房的厨师发现：在北方，冬天下雪的时候，寒气可以让食物更长久，而冰也是一种寒气，所以就发明了用冰鉴进行保鲜。
古代的冰鉴和现代的冰箱能够较长时间保存食物的原理是什么？
【典例】(2021·海口高一检测)为了探究温度、硫酸铜对锌与稀硫酸反应生成氢气速率的影响，某同学设计了如下方案：
下列推断合理的是( )
A．选择Ⅱ和Ⅲ实验探究硫酸铜对反应速率的影响，必须控制t＝25
B．待测物理量是收集等体积(相同条件)的气体所需要的时间，时间越长，反应越快
C．根据该方案，还可以探究稀硫酸浓度对反应速率的影响
D．根据该实验方案得出反应速率的大小可能是Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ>Ⅳ
(1)若Ⅱ中t＝35，画出Ⅱ、Ⅲ实验中产生氢气的量随时间的变化关系(要求在同一个图像中画出)。(关键能力——归纳与论证)
(2)若将稀硫酸溶液的体积均改为20 mL，反应的速率是否有影响？(关键能力——探究与创新)
1．(2021·泰安高一检测)硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，下列各组实验中最先出现浑浊的是( )
2．(2021·邯郸高一检测)在反应C(s)＋CO2(g)===2CO(g)中，可使反应速率增大的措施是( )
①减小体积增大压强 ②增加碳的量 ③通入CO2 ④恒压下充入N2 ⑤恒容下充入N2 ⑥升高温度
A．①③④ B．②④⑥ C．①③⑥ D．③⑤⑥
【拔高题组】
1．(双选)下列有关化学反应速率的说法中，正确的是( )
A．用铁片和稀硫酸反应制取氢气时，改用铁片和浓硫酸可以加快产生氢气的速率
B．100 mL 2 ml·L－1的盐酸与锌反应时，加入适量的氯化钠溶液，生成氢气的速率减慢
C．二氧化硫的催化氧化是一个放热反应，所以升高温度，反应速率减慢
D．汽车尾气中的CO和NO可以缓慢反应生成N2和CO2，减小压强，反应速率减慢
2．某实验小组以H2O2分解为例，研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下方案完成实验。
(1)③比②反应速率快的原因是_____________________。
(2)实验①和②的目的是__________________________。
实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论，资料显示，通常条件下H2O2较稳定，不易分解，为了达到实验目的，你对原实验方案的改进是____________________________。
(3)实验③④⑤中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图所示。
分析如图能够得出什么实验结论？
请根据下列有关规定的情境填空。
(1)①如图是把除去氧化膜的镁条投入稀盐酸中产生氢气的速率随时间的变化关系，曲线前段出现高峰的主要影响因素是________________________。
②如图是过氧化氢在酶的催化作用下分解速率随时间的变化关系，曲线后段明显下降的主要影响因素是________。
(2)利用光能和光催化剂，可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外光照射时，在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下，CH4产量随光照时间的变化如图。在0～15小时内，CH4的平均生成速率Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ从大到小的顺序为____________(填序号)。
课堂测评
1．(水平1)在生产、生活中为加快反应速率而采取的措施合理的是( )
A．食物放在冰箱中
B．在食品中添加适量防腐剂
C．在糕点包装内放置小包除氧剂
D．工业上燃烧硫铁矿制取SO2时，先将矿石粉碎
2．(水平1)5.6 g铁粉投入盛有100 mL 2 ml·L－1稀硫酸的烧杯中，2 min时铁粉刚好完全溶解(溶解前后溶液体积变化忽略不计)，下列表示这个反应的速率正确的是( )
A．v(Fe)＝0.5 ml·L－1·min－1
B．v(H2SO4)＝1 ml·L－1·min－1
C．v(H2SO4)＝0.5 ml·L－1·min－1
D．v(FeSO4)＝1 ml·L－1·min－1
补偿训练:
在2 L密闭容器中发生反应3A(g)＋B(g)===2C(g)，若最初加入A和B的物质的量都是4 ml，前10秒A的平均反应速率为0.15 ml·L－1·s－1，则10秒钟时容器中B的物质的量为( )
A．2.5 ml B．3.7 ml
C．1 ml D．3 ml
3. (水平1·教材习题改编)碳酸钙与稀盐酸反应(放热反应)生成的CO2的量与反应时间的关系如图所示。下列结论中不正确的是( )
A．反应开始2 min内平均反应速率最大
B.反应4 min后反应速率逐渐变小
C．反应开始4 min内温度对反应速率的影响比浓度大
D．反应在第2 min到第4 min间生成CO2的平均反应速率为v(CO2)＝0.1 ml·L－1·min－1
补偿训练:
(水平1)1886年，瑞士化学家Hans Heinrich Landlt 发现了这个很吸引人的实验，他把三种特定的无色液体混合在一起，几秒钟后溶液由无色变为靛蓝色，几秒后褪为无色，接着又呈琥珀色并逐渐加深，靛蓝色又反复出现，几秒后又消失，这样周而复始地呈周期性变化，这个实验有一个名字，叫做碘钟反应。
在碘钟实验中，3I－＋S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(8)) ===I eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋2SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 的反应速率可以用I eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 与加入的淀粉溶液显蓝色的时间来度量。某探究性学习小组在20 ℃时，测定下表中不同浓度下淀粉溶液显蓝色的时间，则时间最短的( )
A.① B．② C．③ D．④
4．(水平2)在不同条件下进行反应A(g)＋3B(g)⇌4C(g)＋2D(g)，其平均反应速率v(X)如下，其中表示反应速率最快的是( )
A．v(A)＝0.4 ml·L－1·s－1
B．v(B)＝0.8 ml·L－1·s－1
C．v(C)＝1.2 ml·L－1·s－1
D．v(D)＝0.7 ml·L－1·s－1
补偿训练:
已知某反应aA(g)＋bB(g) cC(g)的各物质的浓度变化如下：
据此可推算出上述方程式中各物质的化学计量数之比是( )
A．9∶3∶4 B．3∶1∶2
C．2∶1∶3 D．3∶2∶1
5．(水平2)在下列四支试管中发生反应：Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑，生成氢气速率最大的是( )
补偿训练:
(双选)在某温度下，往20 mL 0.2 ml·L－1H2O2溶液中滴入几滴FeSO4溶液，发生催化分解，测得不同时刻生成O2的体积(标准状况下)如表：
下列说法正确的是(忽略溶液的体积变化)( )
A．0～4 min内的平均反应速率：v(H2O2)＝3.75×10－2ml·L－1·min－1
B．第8 min时，c(H2O2)＝3.75×10－2ml·L－1
C．反应开始至2 min时，H2O2转化率为75%
D．加入的FeSO4溶液越多，反应速率越快
6．(水平2)某温度下，在2 L密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质发生化学反应时，物质的量随时间变化的关系曲线如图所示：
(1)由图中的数据分析，该反应的化学方程式为_________________。
(2)5 min内用Z表示的平均反应速率为______________。
(3)化学反应速率受到很多因素的影响，例如：实验室制取氢气时一般用粗锌替代纯锌和稀硫酸反应，这是利用________原理加快了氢气生成的速率。
影响因素
变化规律
内因
越活泼,反应越快
外因
温度
升高温度,反应
反应物浓度
增大浓度,反应
催化剂
使用催化剂,改变反应速率
压强(气体反应物)
增大压强,反应
固体接触面积
接触面积越大,反应
物质
SO2
O2
SO3
起始浓度(ml·L－1)
______
______
______
变化浓度Δc(ml·L－1)
______
______
______
5 min时浓度(ml·L－1)
______
______
______
5 min内的化学反应速率
(ml·L－1·min－1)
______
______
______
化学反应速率之比
______
编号
纯锌粉质量
0.2 ml·L-1
稀硫酸体积
温度
硫酸铜固体质量
Ⅰ
2.0 g
10.0 mL
25 ℃
0
Ⅱ
2.0 g
10.0 mL
t ℃
0
Ⅲ
2.0 g
10.0 mL
35 ℃
0.2 g
Ⅳ
2.0 g
10.0 mL
35 ℃
4.0 g
实验
反应温
度/℃
Na2S2O3溶液
稀H2SO4
H2O
V/mL
c/(ml·
L-1)
V/mL
c/(ml·
L-1)
V/mL
A
25
5
0.1
10
0.1
5
B
25
5
0.2
5
0.2
10
C
35
5
0.1
10
0.1
5
D
35
5
0.2
5
0.2
10
实验编号
反应物
催化剂
①
10 mL 2% H2O2溶液
无
②
10 mL 5% H2O2溶液
无
③
10 mL 5% H2O2溶液
1 mL 0.1 ml·L－1FeCl3溶液
④
10 mL 5% H2O2溶液＋少量HCl溶液
1 mL 0.1 ml·L－1FeCl3溶液
⑤
10 mL 5% H2O2溶液＋少量NaOH溶液
1 mL 0.1 ml·L－1FeCl3溶液
实验编号
①
②
③
④
起始浓度
c(I－)/(ml·L－1)
0.040
0.080
0.080
0.080
起始浓度
c(S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(8)) )/(ml·L－1)
0.040
0.040
0.060
0.080
A
B
C
起始浓度/ml·L－1
3.0
1.0
0
2 s末浓度/ml·L－1
1.8
0.6
0.8
试管
等质量铁的形状
温度/℃
硫酸浓度/ml·L－1
A
铁片
25
0.5
B
铁粉
35
0.5
C
铁片
35
1.0
D
铁粉
35
2.0
t/min
0
2
4
8
V(O2)/mL
0
22.4
33.6
36.4
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