第二章 第1节 化学反应速率带答案

第二章 化学反应速率和化学平衡
第一节 化学反应速率
一、化学反应速率 1．化学反应速率
化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。

浓度常以mol/L 为单位，时间常以h 、min 或s 为单位，化学反应速率的单位相应为mol/(L·h)、mol/(L·min)或mol/(L·s)。

2．同一反应中不同物质的化学反应速率的表示
对任意一个反应，用符号来代替具体的化学物质，反应方程式表示为m A ＋n B===p Y ＋q Z 。

用不同物质表示的化学反应速率分别为v (A)＝Δc A Δt ，v (B)＝Δc B Δt ，v (Y)＝Δc Y
Δt ，
v (Z)＝Δc Z
Δt。

[自我诊断]
判断正误：
1．化学反应速率为1 mol/(L·s)是指1 s 时某物质的浓度为1 mol/L 。

(×) 2．化学反应的速率数值越大，反应进行的越快。

(×) 3．所有的反应物或生成物都可用来表示化学反应的速率。

(×) 4．根据化学反应速率的大小可以推知化学反应进行的快慢。

(√)
5．由公式v ＝Δc
Δt
计算得到的化学反应速率为平均速率。

(√)
[探究释疑]
1．确定的化学反应，用不同物质表示化学反应速率时数值不一定相同，故描述反应速率时应指明物质。

2．化学反应速率是某一段时间内的平均速率，而不是瞬时速率。

3．化学反应速率无论用反应物还是生成物表示，都取正值。

4．在同一个化学反应中各物质的化学反应速率之比等于它们的化学计量数之比，如一般反应：a A ＋b B===c C ＋d D ，有v (A)∶v (B)∶v (C)∶v (D)＝a ∶b ∶c ∶d 。

因此，在同一个化学反应里，虽然用不同物质表示的化学反应速率不一定相同，但是它们
的实际意义完全相同。

5．固体或纯液体(注意：不是溶液)的物质的量浓度可视为常数，因此，一般不用固体或纯液体表示化学反应速率。

6．比较化学反应速率的大小时，要注意换算成同一种物质来表示，同时注意单位的统一。

且仅限于同一化学反应的各种速率(不同条件或不同时间段)之间进行比较。

7.由于在一定时间内的化学反应，有关物质的物质的量浓度是不断变化
的，所以化学反应速率有平均速率和即时(瞬时)速率之分。

在中学化学里，
通常说的化学反应速率一般是指平均速率。

在速率-时间图像中经常出现瞬
时速率，如锌粒在0.1 mol·L－1的稀盐酸中反应，一定温度下的反应速率与反
应时间的关系如图所示。

在图中图像的A点的纵坐标就是在反应时间t1时刻的瞬时反应速率。

[例题讲练]
例1：下面有关化学反应速率的说法中正确的是(D)
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 mol·(L·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 mol·L－1
D．化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的尺度
例2：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(C) A．v(W)＝3v(Z) B．2v(X)＝3v(Z)
C．2v(X)＝v(Y) D．3v(W)＝2v(X)
二、比较化学反应速率常用方法
1 统一标准法：将以某一物质表示的反应速率选定为比较标准 通常选系数为1的 ，把其他物质表示的反应速率全部换算成用这种物质表示的反应速率，然后直接依据数值的大小比较反应速率的大小。

2 比较比值法：先求出不同的物质表示的反应速率，用各物质表示的反应速率除以化学方程式中各自的化学计量数，然后比较大小，其比值大者反应速率大。

例3：反应A＋3B2C＋2D在四种不同情况下的反应速率分别为
①v(A)＝0.15 mol·L－1·s－1②v(B)＝0.60 mol·L－1·s－1
③v(C)＝0.40 mol·L－1·s－1④v(D)＝0.45 mol·L－1·s－1
该反应进行的快慢顺序为_________④>③＝②>①_______________。

例4：将化合物A的蒸气2 mol充入0.5 L容器中加热，发生分解反应：2A(g)B(g)＋n C(g)，反应到3 min时，容器中A的浓度为1.6 mol·L－1，并测得这段时间内，用C的浓度变化表示的平均反应速率v(C)＝1.2 mol·L－1·min－1。

(1)求化学方程式中的计量数n的值。

n＝3
(2)以B的浓度变化表示该反应的平均速率。

v(B)＝0.4 mol·L－1·min－1
三、【实验探究】 反应速率的测定与比较
实验目的：测定锌和稀硫酸反应的速率。

实验用品：锥形瓶、双孔塞、分液漏斗、直角导管、50 mL注射器、铁架台、秒表、锌粒、1 mol·L－1硫酸、4 mol·L－1硫酸。

实验步骤
(1)连接好装置(如图所示)，加入40 mL 1 mol·L－1的硫酸，测量收集10 mL H2所需的时间。

(2)连接好另一套与(1)一样的装置，加入40 mL 4 mol·L－1的硫酸，测量收集10 mL H2所需的时间。

实验现象
锌跟硫酸反应___产生气泡_____；收集10 mL气体，(2)所用时间比(1)所用时间____短____。

实验结果
实验结论
4 mol·L－1硫酸与锌反应比1 mol·L－1硫酸与锌反应速率____快____。

实验讨论
为使实验的准确性更高，在该实验中应注意哪些问题？
①装置气密性要好，注射器应密闭且内表面与活塞间滑动性好(摩擦力大会导致测量时间不准确)；②锌粒颗粒大小(即表面积大小)基本相同；③加入硫酸溶液要迅速；④计时要准确。

1．化学反应速率是一个只有正值的物理量；对于某个化学反应，用不同物质表示出的反应速率数值可能不同，但意义相同。

2．化学反应速率分为平均速率和瞬时速率，要求计算的速率一般是平均速率。

3．测定、比较化学反应速率时，要注意变化的条件只有一个，其他条件都相同。

4．固体和纯液体的浓度不变，不用其表示速率。

四、 “三段式”模板突破化学反应速率的计算
有关化学反应速率的计算比较多，关系复杂，通过建立化学反应速率计算的解题模式，即“起始、转化、某时刻”三段式，可以使各种数据直观，条理清晰，便于分析和计算。

“三段式”模板突破化学反应速率的计算 1．求解化学反应速率计算题的一般步骤 (1)写出有关反应的化学方程式。

(2)找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。

(3)根据已知条件列方程计算。

例如： m A ＋ n B
p C
起始浓度(mol/L) a b. c
转化浓度(mol/L) x nx m px
m
某时刻浓度(mol/L) a －x b －nx m c ＋px
m
2．计算中注意以下量的关系
(1)反应物：c (起始)－c (转化)＝c (某时刻)。

(2)生成物：c (起始)＋c (转化)＝c (某时刻)。

(3)转化率(仅对反应物)＝c 转化
c 起始 ×100%。

3．运用上述模式解题时的注意事项
(1)起始量、变化量、某时刻的量三者物理量及单位要统一，都是物质的量或物质的量浓度，否则无法计算。

(2)起始量、变化量、某时刻的量中，只有不同物质的变化量之比等于对应物质的化学计量数之比，不同物质的起始量或某时刻的变化量之间没有必然的关系，不能列比例式计算。

[例题讲练]
例3：(1)将4 mol A 气体和2 mol B 气体在2 L 的容器中混合，并在一定条件下发生如下反应：2A(g)＋B(g)
2C(g)，若经2 s 后测得C 的浓度为0.6 mol/L ，现有下列几种说法：
①用物质A 表示的反应速率为0.3 mol/(L·s) ②用物质B 表示的反应速率为0.6 mol/(L·s) ③2 s 时物质A 的转化率为70% ④2 s 时物质B 的浓度为0.7 mol/L 其中正确的是____ B ____。

A ．①③
B ．①④
C ．②③ D.．③④
(2)若不同条件下，①②中用A 、B 表示的反应速率分别为0.3 mol/(L·s)、0.6 mol/(L·s)，哪种物质表示的反应速率更快？B 物质表示的反应速率更快。

(3)若物质A 的转化率经过计算为30%，那么，物质B 的转化率为多少？物质B 的转化率为30%。

能迅速得出答案，因为通入和消耗的A 、B 的物质的量之比均为2∶1，则A 、B 转化率相等。

例4：如图表示800 ℃时密闭容器中A、B、C三种气体物质的浓
度随时间变化的情况，t时刻后各物质浓度保持不变。

试回答：
(1)该反应的反应物是________。

(2)该反应的化学反应方程式为_________________________
_________________________________________________________
_____________________________________________。

(3)若t＝2 min，则0～2 min内用A物质表示的平均反应速率为________。

答案：(1)A(2)3A(g)B(g)＋3C(g)(3)0.6 mol/(L·min)
【演练闯关】
1．对于反应：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，判断正确的是(A)
A．用HCl和CaCl2表示的反应速率数值不同，但所表示的意义相同
B．不能用CaCO3浓度的变化来表示反应速率，但可用水来表示
C．用H2O和CO2表示的化学反应速率相同
D．用CaCl2浓度的减少来表示其反应速率
2．在2 L密闭容器内，某气体反应物在2 s内由8 mol变为7.2 mol，则用该气体表示该反应的平均反应速率为(C)
A．0.4 mol·L－1·s－1B．0.3 mol·L－1·s－1
C．0.2 mol·L－1·s－1 D.．0.1 mol·L－1·s－1
3．在N 2＋3H22NH3的反应中，经过一段时间后，NH3的浓度增加了0.6 mol·L－1，在此段时间内用H2表示的平均反应速率为0.45 mol·L－1·s－1，则此段时间是(B) A．1 s B.．2 s
C．44 s D.．1.33 s
4．反应4A(s)＋3B(g)===2C(g)＋D(g)，经2 min，B的浓度减少0.6 mol·L－1。

对此反应速率的表示正确的是(B)
A．用A表示的反应速率是0.4 mol·L－1·min－1
B．分别用B、C、D表示反应速率，其比值是3∶2∶1
C．在2 min末的反应速率，用B表示是0.3 mol·L－1·min－1
D．在2 min内的反应速率，用C表示是0.3 mol·L－1·min－1
5.某温度时，在2 L容器中X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如右图所示。

根据图中数据，试回答：
(1)反应在2 min内的v(X)＝___0.025 mol·L－1·min－1__，
v(Y)＝____0.075 mol·L－1·min－1___，v(Z)＝____0.05 mol·L－
1·min－1____。

(2)容器内的反应物是___ X、Y _____。

(3)写出该反应的化学方程式：_____ X＋3Y2Z ____。

第二章化学反应速率和化学平衡
第一节化学反应速率
[基础达标]
1．下列说法不正确的是(D)
A．化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的浓度变化量来表示
B．用不同物质的浓度变化表示同一时间内、同一反应的平均速率时，其数值之比等于反应方程式中对应物质的化学计量数之比
C．化学反应速率的单位由时间单位和浓度单位决定
D．在反应过程中，反应物的浓度逐渐变小，所以用反应物表示的化学反应速率为负值2．在化学反应A(g)＋3B(g)2C(g)＋D(g)中，各物质的平均反应速率间的关系式正确的是(D)
A．v(A)＝v(B)B．v(A)＝2v(C)
C．3v(B)＝v(C) D.．v(B)＝3v(D)
3．某温度时，浓度都是1 mol·L－1的两种气体X2和Y2，在密闭容器中发生可逆反应生成气体Z，充分反应后X2的浓度为0.4 mol·L－1，Y2的浓度为0.8 mol·L－1，生成的Z的浓度为0.4 mol·L－1，则该反应(Z用X、Y表示)是(D)
A．X 2＋2Y22XY2 B.．2X2＋Y22X2Y
C．X 2＋3Y22XY3 D.．3X2＋Y22X3Y
4．已知某条件下，合成氨反应的数据如下：
N 2(g)＋3H2(g)2NH3(g)
起始浓度/mol·L－1 1.0 3.0 0.2
2 s末浓度/mol·L－10.6 1.8 1.0
4 s末浓度/mol·L－10.4 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)
A．2 s末氨气的反应速率为0.4 mol·L－1·s－1
B．前2 s时间内氨气的平均反应速率为0.4 mol·L－1·s－1
C．前4 s时间内氨气的平均反应速率为0.3 mol·L－1·s－1
D．2～4 s时间内氨气的平均反应速率为0.2 mol·L－1·s－1
5．NH3和纯净的O2在一定条件下发生反应：
4NH 3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g)
现向一容积不变的2 L密闭容器中充入4 mol NH3和3 mol O2,4 min后，测得生成的H2O占混合气体体积的40%，则下列表示此段时间内该反应的平均速率不正确的是(C) A．v(N2)＝0.125 mol·L－1·min－1
B．v(H2O)＝0.375 mol·L－1·min－1
C．v(O2)＝0.225 mol·L－1·min－1
D．v(NH3)＝0.250 mol·L－1·min－1
6．在四个不同的容器中，在不同条件下进行合成氨的反应。

根据下列在相同时间内测定的结果判断，生成氨的速率最快的是(C)
A．v(H2)＝0.1 mol·L－1·min－1
B．v(N2)＝0.1 mol·L－1·min－1
C．v(N2)＝0.2 mol·L－1·min－1
D．v(NH3)＝0.3 mol·L－1·min－1
7．把0.6 mol X气体和0.6 mol Y气体混合于2 L密闭容器中，使它们发生如下反应：2X(g)＋Y(g)===n Z(g)＋2W(g), 5 min末已生成0.2 mol W，若测知以Z浓度变化来表示的平均反应速率为0.1 mol·L－1·min－1。

(1)上述反应在5 min末时已反应的Y占原有Y的质量分数是多少？
(2) n值是多少？
8．合成氨的反应为N 2＋3H22NH3，现往某2 L的容器中充入2 mol的N2和5 mol的H2，反应5 min后，容器中N2的物质的量减少为1 mol。

试求：
(1)5 min后容器中H2、NH3的物质的量。

(2)5 min内三者的反应速率各是多少？
[能力提升]
1．一定温度下，在2 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，下列描述正确的是(D)
A．反应开始到10 s，用Z表示的反应速率为0.158 mol·L－1·s－1
B．反应开始到10 s，X的物质的量浓度减少了0.79 mol·L－1
C．反应的化学方程式为Z(g)X(g)＋Y(g)
D．反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)2Z(g)
2．在一个10 L的密闭容器中，发生反应H 2(g)＋I2(g)2HI(g)，起始加入H2的物质的量为2 mol，I2的物质的量为5 mol,5 s后，HI的物质的量为0.5 mol，则这5 s内H2的反应速率为(B)
A．0.04 mol·L－1·s－1B．0.005 mol·L－1·s－1
C．0.01 mol·L－1·s－1 D.．0.1 mol·L－1·s－1
3．一定温度下，向一个容积为2 L的真空密闭容器中(事先装入催化剂)通入1 mol N2和3 mol
H2，发生下列反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，3 min后测得密闭容器内的压强是起始时的0.9倍，在此时间内v(H2)是(C)
A．0.2 mol·L－1·min－1B．0.6 mol·L－1·min－1
C．0.1 mol·L－1·min－1 D.．0.3 mol·L－1·min－1
4．2 mol A与2 mol B.混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：2A(g)＋3B(g)2C(g)＋z D(g)。

若2 s后，A的转化率为50%，测得v(D)＝0.25 mol·L－1·s－1，下列推断正确的是(D)
A．v(C)＝0.2 mol·L－1·s－1
B．z＝3
C．B的转化率为25%
D．2 s时C的体积分数约为28.6%
5．将固体NH4Br置于密闭容器中，在某温度下，发生反应：NH4Br(s) NH3(g)＋HBr(g)，2HBr(g)Br 2(g)＋H2(g)，2 min后，测知H2的浓度为0.5 mol·L－1，HBr的浓度为4 mol·L－1，若上述反应速率用v(NH3)表示，则下列速率正确的是(B)
A．0.5 mol·L－1·min－1
B．2.5 mol·L－1·min－1
C．2 mol·L－1·min－1
D．1.25 mol·L－1·min－1
6．为了提高煤的利用率，人们先把煤转化为CO和H2，再将它们转化为甲醇，某实验人
催化剂员在一定温度下的密闭容器中，充入一定量的H2和CO，发生反应：2H2(g)＋CO(g)
CH3OH(g)，测定的部分实验数据如下：
(1)在500 s内用2_____2.96×10 mol/(L·s)_____。

(2)在1 000 s内用CO表示的化学反应速率是___1.26×10－3mol/(L·s)_____，1 000 s 时H2
的转化率是___50.4%_____。

(3)在500 s时生成的甲醇的浓度是___0.74_____mol/L。

7．在10 L密闭容器中充入4 mol N 2、12 mol H2，控制条件发生反应：N2＋3H22NH3,4
min时测得c(NH3)＝0.2 mol·L－1，问：
(1)4 min末c(N2)、c(H2)分别是多少？c(N2)＝0.3 mol·L－1，c(H2)＝0.9 mol·L－1
(2)4 min内该反应的反应速率有几种表示方式？它们之间的关系是怎样的？把结果填入下
表中：
(3)
不是，因为所求反应速率是用4 min内浓度的改变量来表示的，所以是4 min内的平均反应速率，不是4 min末的瞬时速率。