6.2.1化學(xué)反應(yīng)速率（原卷版）

第二節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率與限度（1）化學(xué)反應(yīng)速率【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、掌握化學(xué)反速率的概念及表示方法2、掌握有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算方法【主干知識(shí)梳理】一、化學(xué)反應(yīng)速率1、意義：化學(xué)反應(yīng)速率是用來衡量化學(xué)反應(yīng)過程進(jìn)行快慢程度的物理量2、表示方法：通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少量或生成物濃度的增加量(均取正值)來表示3、表達(dá)式：v＝eq\f(Δc,Δt)或v＝eq\f(Δn,V·Δt)式中：Δc為濃度的變化量，一般以mol·L－1為單位；Δt為時(shí)間，一般以s或min為單位如：某反應(yīng)的反應(yīng)物濃度在5min內(nèi)由6mol/L變成了2mol/L，則以該反應(yīng)物濃度的變化表示的該反應(yīng)在這段時(shí)間內(nèi)的平均反應(yīng)速率為0.8_mol/(L·min)4、單位：mol/(L·s)、mol/(L·min)、mol/(L·h)5、適用范圍：所有的化學(xué)反應(yīng)(主要是氣體和溶液)如：在一個(gè)體積為2L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)2SO2＋O22SO3，經(jīng)過5s后，測(cè)得SO3的物質(zhì)的量為0.8mol。填寫下表：有關(guān)反應(yīng)物質(zhì)SO2O2SO3物質(zhì)的量濃度變化0.4mol·L－10.2mol·L－10.4mol·L－1化學(xué)反應(yīng)速率0.08mol·L－1·s－10.04mol·L－1·s－10.08mol·L－1·s－1化學(xué)反應(yīng)速率之比2∶1∶2【微點(diǎn)撥】=1\*GB3①對(duì)于一個(gè)具體的化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量的變化是按化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比進(jìn)行的，所以化學(xué)反應(yīng)中各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比對(duì)于反應(yīng)aA＋bB=cC＋dD(A、B、C、D均不是固體或純液體)：則：v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)＝Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)∶Δc(D)＝a∶b∶c∶d=2\*GB3②在同一時(shí)間內(nèi)的同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)里，雖然用不同物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率不一定相同，但它們表示的意義相同，即一種物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率就代表了整個(gè)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率=3\*GB3③表示化學(xué)反應(yīng)速率時(shí)，必須指明具體的物質(zhì)，因?yàn)橥换瘜W(xué)反應(yīng)，用不同的物質(zhì)表示的反應(yīng)速率，其數(shù)值可能不同。如：化學(xué)反應(yīng)N2＋3H22NH3，用H2表示該反應(yīng)的反應(yīng)速率時(shí)應(yīng)寫成v(H2)=4\*GB3④濃度是指物質(zhì)的量濃度而不是物質(zhì)的量或質(zhì)量分?jǐn)?shù)=5\*GB3⑤化學(xué)反應(yīng)速率與時(shí)間和濃度有關(guān)，無論是用反應(yīng)物濃度的減少還是用生成物濃度的增加來表示，都取正值=6\*GB3⑥化學(xué)反應(yīng)速率有瞬時(shí)速率和平均速率之分。由于在中學(xué)里研究的是一段時(shí)間內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)，因此化學(xué)反應(yīng)速率是指平均反應(yīng)速率=7\*GB3⑦在一定溫度下，對(duì)于固體和純液體物質(zhì)來說，其單位體積里的物質(zhì)的量不會(huì)改變，即它們的物質(zhì)的量濃度為常數(shù)，即Δc＝0(無意義)，所以不用固體或純液體表示反應(yīng)速率【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1】1、判斷正誤，正確的劃“√”，錯(cuò)誤的劃“×”(1)對(duì)于任何化學(xué)反應(yīng)來說，反應(yīng)速率越大，反應(yīng)現(xiàn)象就越明顯()(2)化學(xué)反應(yīng)速率是指一定時(shí)間內(nèi)任何一種反應(yīng)物濃度的減少或任何一種生成物濃度的增加()(3)化學(xué)反應(yīng)速率為0.8mol·L－1·s－1是指1s時(shí)某物質(zhì)的濃度為0.8mol·L－1()(4)由v＝eq\f(Δc,Δt)計(jì)算平均速率，用反應(yīng)物表示為正值，用生成物表示為負(fù)值()(5)同一化學(xué)反應(yīng)，相同條件下用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率，其數(shù)值可能不同，但表示的意義相同()(6)根據(jù)反應(yīng)速率的大小可以判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢()二、“三段式”法在化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算中的應(yīng)用例：在一定條件下，向2L密閉容器中充入2molN2和4molH2發(fā)生反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，10min時(shí)測(cè)定生成NH31mol，則用N2、H2、NH3表示的平均反應(yīng)速率分別為多少？N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)起始2mol4mol0轉(zhuǎn)化0.5mol1.5mol1mol末1.5mol2.5mol1mol在“三段式”中，轉(zhuǎn)化的部分是按照化學(xué)計(jì)量系數(shù)進(jìn)行反應(yīng)的v(N2)＝eq\f(0.5mol,2L×10min)＝0.025mol/(L·min)v(H2)＝eq\f(1.5mol,2L×10min)＝0.075mol/(L·min)v(NH3)＝eq\f(1mol,2L×10min)＝0.05mol/(L·min)1、反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率(α)：指已被轉(zhuǎn)化的反應(yīng)物的物質(zhì)的量與其初始的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比N2的轉(zhuǎn)化率＝，H2的轉(zhuǎn)化率＝2、生成物的產(chǎn)率：指生成物的實(shí)際值與理論值(按照方程式計(jì)算的出來的)的比值NH3的產(chǎn)率＝3、反應(yīng)結(jié)束時(shí)各物質(zhì)的濃度c(N2)＝，c(H2)＝，c(NH3)＝4、反應(yīng)結(jié)束時(shí)各物質(zhì)的百分含量(氣體的體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù))N2的體積分?jǐn)?shù)＝H2的體積分?jǐn)?shù)＝NH3的體積分?jǐn)?shù)＝5、恒溫時(shí)，兩種容器恒溫恒容恒溫恒壓恒溫、恒容時(shí)：恒溫、恒壓時(shí)：【對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2】1、恒溫下，將1molN2和3molH2在體積為2L的容器中混合，發(fā)生如下反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g),2s時(shí)測(cè)得NH3的體積分?jǐn)?shù)為25%。則下列說法中不正確的是 ()A．用N2濃度的減少表示的平均反應(yīng)速率為0.2mol·L－1·s－1B.2s時(shí)N2的轉(zhuǎn)化率為40%C．2s時(shí)混合氣體中n(N2)：n(H2)：n(NH3)＝3:9:4D．2s時(shí)NH3的濃度為0.4mol·L－1三、化學(xué)反應(yīng)速率的相關(guān)計(jì)算的常見題型題型一、求化學(xué)反應(yīng)速率1、反應(yīng)3X(g)＋Y(g)2Z(g)＋2W(g)在2L密閉容器中進(jìn)行，5min后Y減少了0.5mol，則此反應(yīng)的速率為()A．v(X)＝0.05mol·L－1·min－1B．v(Z)＝0.10mol·L－1·min－1C．v(Y)＝0.10mol·L－1·min－1D．v(W)＝0.05mol·L－1·min－12、反應(yīng)2SO2＋O22SO3經(jīng)一段時(shí)間后，SO3的濃度增加了0.4mol·L－1，在這段時(shí)間內(nèi)用O2表示的反應(yīng)速率為0.04mol·L－1·s－1，則這段時(shí)間為()A．0.1sB．2.5sC．5s D．10s題型二、化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)速率快慢的比較3、反應(yīng)：3A(g)＋B(g)=2C(g)＋2D(g)，在不同條件下,用不同物質(zhì)表示其反應(yīng)速率，①v(A)＝0.6mol·L－1·min－1②v(B)＝0.45mol·L－1·min－1③v(C)＝0.015mol·L－1·min－1④v(D)＝0.45mol·L－1·min－1。則此反應(yīng)在不同條件下進(jìn)行最快的是()A．②③B．①③C．②④D．②4、對(duì)于可逆反應(yīng)A(g)＋3B(s)2C(g)＋2D(g)，在不同條件下的化學(xué)反應(yīng)速率如下，其中表示的反應(yīng)速率最快的是()A．v(A)＝0.5mol·L－1·min－1B．v(B)＝1.2mol·L－1·s－1C．v(D)＝0.4mol·L－1·min－1D．v(C)＝0.1mol·L－1·s－1【解法思路】同一化學(xué)反應(yīng)速率用不同物質(zhì)表示時(shí)數(shù)值可能不同，比較化學(xué)反應(yīng)速率的快慢不能只看數(shù)值大小，還要進(jìn)行一定的轉(zhuǎn)化①看單位是否統(tǒng)一，若不統(tǒng)一，換算成相同的單位②換算成同一物質(zhì)表示的速率，再比較數(shù)值的大?、郾容^化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計(jì)量數(shù)的比值。如反應(yīng)aA＋bBcC，要比較v(A)與v(B)的相對(duì)大小，即：比較eq\f(v(A),a)與\f(v(B),b)的相對(duì)大小，若eq\f(v(A),a)＞\f(v(B),b)，則用v(A)表示的反應(yīng)速率比用v(B)表示的反應(yīng)速率大題型三、根據(jù)各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比寫出化學(xué)方程式5、在密閉容器中進(jìn)行可逆反應(yīng)，A與B反應(yīng)生成C，其反應(yīng)速率分別用v(A)、v(B)、v(C)(mol·L－1·s－1)表示，且v(A)、v(B)、v(C)之間有如下所示的關(guān)系：v(B)＝3v(A)；3v(C)＝2v(B)。則此反應(yīng)可表示為() A．2A＋3B2CB．A＋3B2CC．A＋3B3C D．A＋BC6、已知某反應(yīng)的各物質(zhì)濃度數(shù)據(jù)如下：aA(g)＋bB(g)2C(g)起始濃度(mol·L－1)3.01.002s末濃度(mol·L－1)1.80.60.8據(jù)此可推算出上述反應(yīng)化學(xué)方程式中，各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比是()A．9∶3∶4B．3∶1∶2C．2∶1∶3 D．3∶2∶1題型四、化學(xué)反應(yīng)速率的圖像題7、一定溫度下，向容積為2L的密閉容器中通入兩種氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)中各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化如圖所示，下列對(duì)該反應(yīng)的推斷合理的是()A．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3B＋4D6A＋2CB．反應(yīng)進(jìn)行到6s時(shí)B的轉(zhuǎn)化率為40%C．反應(yīng)進(jìn)行到6s時(shí)，B的平均反應(yīng)速率為0．05mol·L－1·s－1D．反應(yīng)進(jìn)行到6s時(shí)，各物質(zhì)的反應(yīng)速率相等8、一定溫度下，在2L的密閉容器中，X、Y、Z三種氣體的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如下圖所示：下列描述正確的是()A．反應(yīng)開始到10s，用Z表示的平均反應(yīng)速率為0.158mol·L－1·s－1B．反應(yīng)開始到10s，X的物質(zhì)的量濃度減少了0.79mol/LC．反應(yīng)開始到10s時(shí)，Y的轉(zhuǎn)化率為79.0%D．反應(yīng)的化學(xué)方程式為：X(g)＋Y(g)Z(g)題型五、“三段式”法在化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算中的妙用9、將4molA氣體和2molB氣體在2L的容器中混合并在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)：2A(g)＋B(g)2C(g)。若經(jīng)2s后測(cè)得C的濃度為0.6mol·L－1，現(xiàn)有下列幾種說法，其中正確的是()①用物質(zhì)A表示的反應(yīng)的平均速率為0.3mol·L－1·s－1②用物質(zhì)B表示的反應(yīng)的平均速率為0.6mol·L－1·s－1③2s時(shí)物質(zhì)B的濃度為0.7mol·L－1④2s末，物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率為70%A．①④B．①③C．②④D．③④10、可逆反應(yīng)aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，取amolA和bmolB置于VL的容器中，1min后，測(cè)得容器內(nèi)A的濃度為xmol·L－1。這時(shí)B的濃度為__________mol·L－1，C的濃度為__________mol·L－1。這段時(shí)間內(nèi)反應(yīng)的平均速率若以物質(zhì)A的濃度變化來表示，應(yīng)為_____________【課后作業(yè)】1、下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率的說法，不正確的是()A．化學(xué)反應(yīng)速率是衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢程度的物理量B．化學(xué)反應(yīng)速率的大小主要取決于反應(yīng)物的性質(zhì)C．化學(xué)反應(yīng)速率可以用單位時(shí)間內(nèi)生成某物質(zhì)的質(zhì)量的多少來表示D．化學(xué)反應(yīng)速率常用單位有mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－12、下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率的說法正確的是()A．對(duì)于任何化學(xué)反應(yīng)來說，反應(yīng)速率越大，反應(yīng)現(xiàn)象就越明顯B．化學(xué)反應(yīng)速率通常表示一定時(shí)間內(nèi)任何一種反應(yīng)物濃度的減少或任何一種生成物濃度的增加C．化學(xué)反應(yīng)速率為0.8mol·L－1·s－1是指1s時(shí)某物質(zhì)的濃度為0.8mol·L－1D．根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的大小可以知道化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢3、下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率的說法中正確的是()A．化學(xué)反應(yīng)速率可用某時(shí)刻生成物的物質(zhì)的量來表示B．在同一反應(yīng)中，用反應(yīng)物或生成物表示的化學(xué)反應(yīng)速率的值是相等的C．化學(xué)反應(yīng)速率是指反應(yīng)進(jìn)行的時(shí)間內(nèi)，反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加D．可用單位時(shí)間內(nèi)氫離子物質(zhì)的量濃度的變化來表示氫氧化鈉和硫酸的反應(yīng)速率4、已知合成氨反應(yīng)的濃度數(shù)據(jù)如下：N2＋3H22NH3N2H2NH3起始濃度/mol·L－11.03.002s末濃度/mol·L－10.61.80.8當(dāng)用氨氣濃度的增加來表示該化學(xué)反應(yīng)的速率時(shí)，其速率為()A．0.2mol·L－1·s－1B．0.4mol·L－1·s－1C．0.6mol·L－1·s－1 D．0.8mol·L－1·s－15、1L的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)4A(s)＋3B(g)=2C(g)＋D(g)，經(jīng)2min后B的濃度減少0.6mol·L－1。對(duì)此反應(yīng)速率的正確表示是()A．用A表示的反應(yīng)速率是0.4mol·L－1·min－1B．用B、C、D分別表示反應(yīng)的速率，其比值是3∶2∶1C．在2min末的反應(yīng)速率用B表示是0.3mol·L－1·min－1D．在這2min內(nèi)用B表示的速率的值逐漸減小，用C表示的速率的值逐漸增大6、對(duì)于反應(yīng)2A(g)＋B(g)3C(g)＋4D(g)，下列表示的反應(yīng)速率最快的是()A．v(A)＝0.5mol·L－1·s－1B．v(B)＝0.3mol·L－1·s－1C．v(C)＝0.8mol·L－1·s－1D．v(D)＝1mol·L－1·s－17、已知4NH3(g)＋5O2(g)eq\o(=,\s\up11(催化劑),\s\do4(△))4NO(g)＋6H2O(g)，若反應(yīng)速率分別用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示，則正確的關(guān)系式為()A．4v(NH3)＝5v(O2)B．5v(O2)＝6v(H2O)C．2v(NH3)＝3v(H2O)D．4v(O2)＝5v(NO)8、對(duì)于化學(xué)反應(yīng)3W(g)＋2X(g)=4Y(g)＋3Z(g)，下列反應(yīng)速率關(guān)系中，正確的是()A．v(W)＝3v(Z)B．2v(X)＝3v(Z)C．2v(X)＝v(Y) D．3v(W)＝2v(X)9、溫度不變的條件下，在恒容的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)，若N2O4的濃度由0.1mol·L－1降到0.07mol·L－1需要15s，那么N2O4的濃度由0.07mol·L－1降到0.05mol·L－1反應(yīng)所需時(shí)間為()A．等于5sB．等于10sC．大于10s D．小于10s10、某溫度下，濃度都是1mol/L的兩種氣體X2和Y2，在密閉容器中反應(yīng)生成氣體Z。反應(yīng)2min后，測(cè)得參加反應(yīng)的X2為0.6mol/L，用Y2的變化表示的反應(yīng)速率v(Y2)＝0.1mol/(L·min)，生成的c(Z)為0.4mol/L，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式是()A．X2＋2Y22XY2B．2X2＋Y22X2YC．3X2＋Y22X3YD．X2＋3Y22XY311、(雙選)一定溫度下，向容積為2L的密閉容器中通入兩種氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)中各物質(zhì)物質(zhì)的量的變化如圖所示，下列對(duì)該反應(yīng)的推斷合理的是()A．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3B＋4C6A＋2DB．在0～6s內(nèi)，v(A)＝v(D)C．在0～6s內(nèi)，B的化學(xué)反應(yīng)速率為0.05mol·L－1·s－1D．在0～6s內(nèi)，各物質(zhì)的反應(yīng)速率相等12、將6molCO2和8molH2充入一容積為2L的密閉容器中(溫度保持不變)，發(fā)生反應(yīng)CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)。測(cè)得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如圖中實(shí)線所示(圖中字母后的數(shù)字表示對(duì)應(yīng)的坐標(biāo))。該反應(yīng)在1～3min內(nèi)CO2的平均反應(yīng)速率是()A．0.5mol·L－1·min－1 B．0.1mol·L－1·min－1C．0mol·L－1·min－1 D．0.25mol·L－1·min－113、將固體NH4Br置于密閉容器中，在某溫度下，發(fā)生反應(yīng)：NH4Br(s)NH3(g)＋HBr(g)，2HBr(g)Br2(g)＋H2(g)，2min后，測(cè)知H2的濃度為0.5mol·L－1，HBr的濃度為4mol·L－1，若上述反應(yīng)速率用v(NH3)表示，則下列速率正確的是()A．0.5mol·L－1·min－1B．2.5mol·L－1·min－1C．2mol·L－1·min－1D．1.25mol·L－1·min－114、反應(yīng)4A(g)＋5B(g)＝4C(g)＋6D(g)在5L的密閉容器中進(jìn)行，半分鐘后，C的物質(zhì)的量增加了0.3mol。下列論述正確的是()A．A的平均反應(yīng)速率是0.010mol·L－1·s－1B．容器中含D的物質(zhì)的量至少為0.45molC．容器中A、B、C、D的物質(zhì)的量比一定是4:5:4:6D．容器中A的物質(zhì)的量一定增加了0.3mol15、在25℃時(shí)，向100mL含14.6g氯化氫的鹽酸溶液里放入5.60g純鐵粉(不考慮反應(yīng)前后溶液體積的變化)，反應(yīng)開始至2min末，收集到1.12L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氫氣。在此之后，又經(jīng)過4min，鐵粉完全溶解。則：(1)在前2min內(nèi)用FeCl2表示的平均反應(yīng)速率是___________________________________(2)在后4min內(nèi)用HCl表示的平均反應(yīng)速率是___________________________________(3)前2min與后4min相比，反應(yīng)速率較快的是____________，其原因是______________________________16、在一密閉容器中(容積為5L)，充入氨氣和氧氣，使其物質(zhì)的量之比為1∶2，并發(fā)生如下反應(yīng)：4NH3＋5O2eq\o(=,\s\up11(催化劑),\s\do4(△))4NO＋6H2O(g)，此反應(yīng)在一定條件下進(jìn)行2min后，測(cè)得NH3的物質(zhì)的量為2mol，NH3的轉(zhuǎn)化率為20%。(1)以NO的濃度變化表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率是__________________________(2)O2在2min時(shí)的濃度是____________17、在容積為2L的密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng)：A(g)＋2B(g)3C(g)＋nD(g)，開始時(shí)A為4mol，B為6mol；5min末時(shí)測(cè)得C的物質(zhì)的量為3mol，用D表示的化學(xué)反應(yīng)速率v(D)為0.2mol·L－1·min－1。計(jì)算：(1)5min末A的物質(zhì)的量濃度為_______________________________________(2)前5min內(nèi)用B表示的化學(xué)反應(yīng)速率v(B)為___________________________(3)化學(xué)方程式中n值為________