第二章 化学反应速率与化学平衡
|第一节 化学反应速率|
课时5 化学反应速率
1. 知道化学反应速率的表示方法。
2. 了解化学反应速率的计算方法。
一、能力打底 概念辨析
判断下列说法的正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。
(1) 对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象越明显。( × )
(2) 单位时间内反应物浓度的变化量表示正反应速率，生成物浓度的变化量表示逆反应速率。( × )
(3) 化学反应速率为0.68mol/(L·s)是指1s时某物质的浓度为0.68mol/L。( × )
(4) 同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同。( √ )
(5) 同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，数值越大，表示化学反应速率越大。( × )
二、化学反应速率的表示、定义及速率与化学计量数的关系
① 浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质， 固体和纯液体 的浓度视为常数。
② 对于化学反应aA＋bB===cC＋dD, v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝ a∶b∶c∶d 。
三、同一化学反应中反应快慢的比较方法(如：aA＋bB===cC)
举例 说明
归一法 v(A)＝0.6mol/(L·s)、v(B)＝1.8mol/(L·s)、v(C)＝0.8mol/(L·s) 均换算成A的反应速率，数值越大，反应速率越大
比值法 比较与，若＞，则A表示的反应速率比B的大 化学反应速率与化学计量数的比值越大，反应速率越大
特别提醒 ① 看单位是否统一，若不统一，换算成相同的单位② 由于同一化学反应的反应速率用不同物质表示时数值可能不同，所以比较反应的快慢不能只看数值的大小，而要进行一定的转化
四、化学反应中各物质浓度的计算模式——“三步法”
1. 写出反应的化学方程式；
2. 找出起始量、转化量、某时刻量；
3. 列化学方程式进行计算。
mA ＋ nB pC
起始/(mol/L) a b c
变化/(mol/L) x
某时刻/(mol/L) a－x b－ c＋
下列关于化学反应速率的说法正确的是( B )
A.化学反应速率是对可逆反应而言的，非可逆反应不谈化学反应速率
B.对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象不一定越明显
C.化学反应速率为0.8mol/(L·s)的含义是1s时，某物质的浓度是0.8mol/L
D.0.1mol/L盐酸和0.1mol/L醋酸分别与形状和大小相同的大理石反应的速率相同
[解析] 化学反应速率是指单位时间内物质的量浓度的变化，是对于所有的化学反应而言的，A错误；有的反应没有现象，因此反应速率越大，反应现象不一定越明显，B正确；化学反应速率为0.8mol/(L·s)的含义是1s内某物质的浓度变化为0.8mol/L，C错误；醋酸为弱酸，氢离子浓度比盐酸小，盐酸与大理石反应的速率较大，D错误。
反应4A(s)＋3B(g)2C(g)＋D(g)，经2 min后，B的浓度减少了0.6 mol/L。对此反应速率的正确表示是( C )
A．用A表示的反应速率是0.8mol/(L·s)
B．在2min末时的反应速率，用反应物B来表示是0.3mol/(L·min)
C．分别用B、C、D表示反应的速率，其比值是3∶2∶1
D．在这2min内，用B和C表示的反应速率的值都是相同的
[解析] A是固体，不能用A表示反应速率，A错误；在2min内的反应速率，用反应物B来表示是0.3mol/(L·min)，B错误；反应速率比等于系数比，分别用B、C、D表示反应的速率，其比值是3∶2∶1，C正确；在这2min内，B和C表示的反应速率的比值都是3∶2，D错误。
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右图所示。下列描述正确的是( D )
A.反应开始到10 s时，用Z表示的反应速率为0.158 mol/(L·s)
B.反应开始到10 s时，X的物质的量浓度减少了0.79 mol/L
C.反应到达10 s时，c(Y)＝0.105 mol/(L·s)
D.反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)===2Z(g)
[解析] 由0～10 s，n(Z)由0增加到1.58 mol，故v(Z)＝＝0.079 mol/(L·s)，A错误；反应开始到10 s时，X的物质的量浓度减少＝0.395 mol/L，B错误；10 s时，c(Y)＝＝0.105 mol/L，单位有误，C错误；相同时间内X、Y、Z的物质的量的变化值之比为0.79 mol∶0.79 mol∶1.58 mol＝1∶1∶2，故反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)===2Z(g)，D正确。
1. (2024·常州期中)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90 s后测得A的浓度为1 mol/L，则下列用A表示的反应速率正确的是( B )
A．2mol/(L·min) B.0.67mol/(L·min)
C.1mol/(L·min) D.0.5mol/(L·min)
[解析] 已知开始时A的浓度为＝2 mol/L，90 s后A的浓度为1 mol/L，则A的反应速率为0.67 mol/(L·min)，故答案选B。
2. (2024·南通期末)关于A(g)＋2B(g)===3C(g)的化学反应，下列表示的反应速率最大的是( B )
A.v(A)＝0.6 mol/(L·min) B.v(B)＝0.3 mol/(L·s)
C. v(C)＝0.9 mol/(L·min) D.v(C)＝1.2 mol/(L·min)
[解析] 根据反应速率与化学计量数的比值大小确定，比值大的反应快。A项，＝0.6；B项，＝＝9；C项，＝0.3；D项，＝0.4。B正确。
3. (2024·南渡中学)化学反应4A(s)＋3B(g)2C(g)＋D(g)，经2 min，物质B的浓度减少0.6 mol/L。下列对此反应速率的表示正确的是( D )
A.用A表示的反应速率是0.4 mol/(L·min)
B. 2 min内，v(B)和v(C)之间关系为3v(B)＝2v(C)
C. 2 min末的反应速率用B表示是0.3 mol/(L·min)
D. 分别用B、C、D表示的反应速率的比值是3∶2∶1
[解析] 物质A是固体，浓度不变，不能用A表示该反应的反应速率， A错误；不同物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比，则＝，即2v(B)＝3v(C), B错误；2 min末的反应速率为瞬时速率，用B表示的反应速率0.3 mol/(L·min)是2 min内的平均反应速率， C错误；反应速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比，则v(B)∶v(C)∶v(D)＝3∶2∶1, D正确。
4. 某温度时，在V L密闭容器中A、B、C三种物质的物质的量随时间变化的曲线如右图所示，由图中数据分析：
(1)反应的化学方程式为 4A＋2B3C 。
(2)从开始到t1min末时，用物质C表示的反应速率为 mol/(L·min) 。
1. 下列说法中正确的是( D )
A.化学反应速率既有正值，又有负值
B. 测定某化学反应从开始到2s末的反应速率，指的是2s末的瞬时速率
C. 对于同一化学反应，选用不同的物质表示化学反应速率时，其数值一定不同
D. 不能用固体和纯液体表示化学反应速率
2. (2024·南京一中)反应3X(g)＋Y(g)===2Z(g)＋2W(g)在2 L密闭容器中进行，5 min 后Y减少了0.5 mol，则此反应的反应速率为( C )
A.v(X)＝0.05 mol/(L·min) B.v(Y)＝0.10 mol/(L·min)
C. v(Z)＝0.10 mol/(L·min) D.v(W)＝0.10 mol/(L·s)
[解析] 依题意知，v(Y)＝＝0.05 mol/(L·min)，用单位时间内不同物质的浓度变化量表示化学反应速率之间的关系为v(X)∶v(Y)∶v(Z)∶v(W)＝3∶1∶2∶2，v(X)＝0.15 mol/(L·min)，v(Z)＝v(W)＝0.10 mol/(L·min)，C正确。
3.(2024·苏州期中)接触法制备硫酸的关键步骤是SO2在V2O5的催化作用下与空气中的O2在接触室发生可逆反应，其热化学方程式为2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－198 kJ/mol。下列4个数据是在不同条件下测得的该反应的速率，其中反应最快的是( C )
A．v(SO2)＝0.2 mol/(L·min) B.v(O2)＝0.1 mol/(L·min)
C.v(SO3)＝0.01 mol/(L·s) D.v(SO2)＝0.004 mol/(L·s)
[解析] 根据反应速率之比等于化学计量数之比，换算为同一物质的相同单位进行比较，据此解题。A项，当v(SO2)＝0.2 mol/(L·min)时，v(O2)＝0.1 mol/(L·min)；B项，v(O2)＝0.1 mol/(L·min)；C项，当v(SO3)＝0.01 mol/(L·s)＝0.6 mol/(L·min)时，v(O2)＝0.3 mol/(L·min)；D项，当v(SO2)＝0.004 mol/(L·s)＝0.24 mol/(L·min)时，v(O2)＝0.12 mol/(L·min)。故可知C项表示的反应最快。
4. 一定量的物质A(s)和B(g)充入2 L密闭容器中，发生反应4A(s)＋3B(g)2C(g)＋D(g)，经2 min后，物质B减少了1.2 mol。下列说法正确的是( D )
A.用A表示的反应速率是0.4 mol/(L·min)
B. 2 min内，3v(B)＝2v(C)＝v(D)
C. 在2 min末时的反应速率，用反应物B表示是0.6 mol/(L·min)
D. 在2 min内，C的浓度增加了0.4 mol/L
[解析] 不能用单位时间内固体的浓度变化表示化学反应速率，A错误；化学反应速率之比等于化学计量数之比，所以2v(B)＝3v(C)，v(C)＝2v(D)，B错误；反应速率为一段时间内的平均速率，无法得出瞬时速率，C错误；c＝＝＝0.4 mol/L，D正确。
5. 一定温度下，向容积为4L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如下图所示，下列对反应的推断合理的是( C )
A.该反应的化学方程式为3B＋4C6A＋3D
B. 反应进行到1s时，v(A)＝v(D)
C. 反应进行到6s时，B的平均反应速率为0.025mol/(L·s)
D. 反应进行到6s时，各物质的反应速率相等
[解析] 由图可知，B、C的物质的量减少，A、D的物质的量增加，则B、C为反应物、A、D为生成物，结合图中物质的量的变化量可知，v(B)∶v(C)∶v(A)∶v(D)＝(1.0－0.4)∶(1.0－0.2)∶(1.2－0)∶(0.4－0)＝3∶4∶6∶2，反应6s达到平衡，则反应为3B＋4C6A＋2D，A错误；反应进行到1s时，由速率之比等于化学计量数之比可知v(A)＝3v(D)，B错误；反应进行到6s时，B的平均反应速率为＝0.025mol/(L·s)，C正确；化学反应速率之比等于化学计量数之比，故反应进行到6s时，各物质的反应速率不相等，D错误。
6.(2022·句容模拟)取50mL过氧化氢水溶液，在少量I－存在下分解：2H2O2===2H2O＋O2↑。在一定温度下，测得O2的放出量转换成H2O2的浓度(c)如下表。下列说法错误的是( C )
t/min 0 20 40 60 80
c/[mol/L] 0.80 0.40 0.20 0.10 0.050
A.反应20 min时，测得O2的体积为224 mL(标准状况)
B.20～40 min，消耗H2O2的平均速率为0.010 mol/(L·min)
C.第30 min时的瞬时速率小于第50 min时的瞬时速率
D.用H2O2分解酶或Fe2O3代替I－，也可以催化H2O2分解
[解析] 反应20 min时，过氧化氢的浓度为0.40 mol/L，说明分解的过氧化氢的物质的量n(H2O2)＝(0.80－0.40)mol/L×0.05 L＝0.02 mol，过氧化氢分解生成的氧气的物质的量n(O2)＝0.01 mol，标准状况下的体积为224 mL，A正确；20～40 min，消耗过氧化氢的浓度为(0.40－0.20)mol/L＝0.20 mol/L，则这段时间内的平均速率v＝＝＝0.010 mol/(L·min)，B正确；随着反应的进行，过氧化氢的浓度不断减小，某一时刻分解的过氧化氢的量也不断减小，故第30 min时的瞬时速率大于第50 min时的瞬时速率，C错误；I－在反应中起催化的作用，故也可以利用H2O2分解酶或Fe2O3代替，D正确。
7. 一定温度下，在2L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右图所示，下列描述正确的是( D )
A.反应开始到10s内，用Z表示的反应速率为 0.158 mol/(L·s)
B. 10s后，该反应停止进行
C. 反应的化学方程式为2X(g)＋Y(g)2Z(g)
D. 反应开始到10s内，平均反应速率为 v(X)＝v(Y)＝0.0395mol/(L·s)
[解析] 10s内，用Z表示的反应速率为 v(Z)＝＝＝0.079mol/(L·s)，A错误；由图可知，10s后，该反应达到平衡状态，化学平衡状态是动态平衡，v正＝v逆≠0，B错误；由图可知，随反应进行，X、Y的物质的量减小，Z的物质的量增大，所以X、Y是反应物，Z是生成物，10s后X、Y、Z的物质的量为定值，不为0，反应是可逆反应，且Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)＝(1.20－0.41)∶(1.00－0.21)∶1.58＝1∶1∶2，反应的化学方程式为X＋Y??2Z，C错误；速率之比等于化学计量数之比，所以10s内，平均反应速率v(X)＝v(Y)＝v(Z)＝×0.079mol/(L·s)＝0.0395mol/(L·s)，D正确。
8. CaCO3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。下列结论错误的是( D )
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. 0～2 min、2～4 min、4～6 min三个时间段内的平均反应速率最大的是2～4 min
D. 反应在2～4min内生成CO2的平均反应速率为v(CO2)＝0.06mol/(L·s)
[解析] 由图像可知，反应刚开始时反应速率较小，然后逐渐增大，该反应为放热反应，温度逐渐升高，则开始4min内温度对反应速率的影响比浓度大，A正确；随反应进行，氢离子的浓度降低，反应速率减小，B正确；由图像可知，0～2min内生成CO2 0.1mol,2～4min 内生成CO2 0.2mol,4～6min 内生成CO2 0.1mol，则反应刚开始时反应速率较小，然后逐渐增大，最后减小，反应在2～4min内平均反应速率最大，C正确；由图像可知，2～4min内生成CO2 0.2mol，但体积未知，不能计算CO2的平均反应速率，D错误。
9. (2024·前黄中学)已知：4NH3＋5O2===4NO＋6H2O。若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示，则正确的关系式是( B )
A.4v(NH3)＝5v(O2) B.4v(O2)＝5v(NO)
C. 2v(NH3)＝3v(H2O) D.5v(O2)＝6v(H2O)
[解析] 对于已知反应，速率之比等于化学计量数之比，故5v(NH3)＝4v(O2)，4v(O2)＝5v(NO)，3v(NH3)＝2v(H2O)，6v(O2)＝5v(H2O)，B正确。
10. 将2mol X和2mol Y充入2L密闭容器中发生如下反应：X(g)＋3Y(g)2Z(g)＋aQ(g)。2min后达到平衡时生成0.8mol Z，测得Q的浓度为0.4mol/L，下列叙述错误的是( B )
A.a的值为2 B.平衡时X的浓度为0.2mol/L
C. Y的转化率为60% D.v(Y)＝0.3mol/(L·min)
[解析] X(g)＋3Y(g)2Z(g)＋aQ(g)
起始/(mol/L) 1 1 0 0
变化/(mol/L) 0.2 0.6 0.4 0.4
平衡/(mol/L) 0.8 0.4 0.4 0.4
2∶a＝0.4∶0.4，a＝2，A正确；平衡时，c(X)＝0.8mol/L，B错误；α(Y)＝×100%＝60%，C正确；v(Y)＝＝0.3mol/(L·min)，D正确。
11．(2023·盐城模拟)X(g)＋3Y(g)2Z(g) ΔH＝－a kJ/mol。一定条件下，将1 molX和3 molY通入2 L 恒容密闭容器中，反应10min，测得Y的物质的量为2.4 mol。下列说法正确的是( B )
A．10min内，Y的平均反应速率为0.03 mol/(L·s)
B.10min内，消耗0.2 molX，生成0.4 molZ
C．第10min时，X的反应速率为0.01 mol/(L·min)
D.10min内，X和Y反应放出的热量为a kJ
[解析] 10 min内，用Y表示平均反应速率为＝＝0.03 mol/(L·min)＝0.000 5 mol/(L·s)，A错误；根据化学方程式可知，10 min 内，消耗0.2 molX，生成0.4 molZ，B正确；化学反应速率表示的是平均速率，不是瞬时速率，故第10min时，无法计算其速率，C错误；10 min内，生成2 mol Z放出热量a kJ，则生成0.4 mol Z放出热量为×a kJ＝0.2a kJ，D错误。
12. (1) 700 ℃时，向容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的CO和H2，发生如下反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。反应过程中测定的部分数据见下表：
反应时间/min n(CO)/mol n(H2)/mol
0 0.60 1.20
20 0.20
30 0.30
反应在30min内的平均速率v(CH3OH)＝ 0.007 5 mol/(L·min)。
(2) Bodensteins研究反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g) ΔH<0。温度为T ℃时，将0.5 mol H2与0.5 mol I2通入体积为1L的密闭容器中进行实验，测得气体混合物中HI的物质的量分数w(HI)与反应时间t的关系如下表所示。
t/min 0 20 40 60 80 100
w(HI)/% 0 50 68 76 80 80
容器中，前20min的平均反应速率v(HI)＝ 0.025mol/(L·min) 。
[解析] (1) 30min时转化的H2为 0.9 mol，则生成的CH3OH为0.45mol，反应在30min内的平均速率为v(CH3OH)＝＝0.0075mol/(L·min)。(2) 根据在20min时w(HI)＝50%可知，在该时间段内生成HI 0.5mol，故v(HI)＝＝0.025 mol/(L·min)。
13．(2023·南通模拟)某温度下，在2 L密闭容器中投入一定量的A、B发生反应：3A(g)＋bB(g)cC(g) ΔH＝－Q kJ/mol(Q>0)，12s时反应达到平衡，生成C的物质的量为0.8 mol，反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如右图所示。下列说法错误的是( B )
A．前12s内，A的平均反应速率为0.05 mol/(L·s)
B.12s后，A的消耗速率等于B的生成速率
C.化学计量数之比b∶c＝1∶2
D.12s内，A和B反应放出的热量为0.4Q kJ
[解析] 根据图像可知，12 s内A的物质的量浓度变化为(0.8－0.2)mol/L＝0.6 mol/L，用A表示的反应速率v(A)＝＝0.05 mol/(L·s)，A正确；12 s内消耗B的物质的量浓度为(0.5－0.3)mol/L＝0.2 mol/L，根据化学方程式推出b为1，利用速率之比等于化学计量数之比，12 s后，A的消耗速率与B的生成速率之比为3∶1，B错误；12 s时生成C的物质的量为0.8 mol，则有b∶c＝(0.2 mol/L×2 L)∶0.8 mol＝1∶2，C正确；生成2 molC时放出热量Q，则生成0.8 molC时放出热量为kJ＝0.4Q kJ，D正确。(共14张PPT)
高中化学
人教版 选择性必修1
第一节 化学反应速率
课时5 化学反应速率
第二章 化学反应速率与化学平衡
目
录
Contents
关键能力
举题说法
关键能力
一、能力打底 概念辨析
判断下列说法的正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。
(1)对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象越明显。( )
(2)单位时间内反应物浓度的变化量表示正反应速率，生成物浓度的变化量表示逆反应速率。( )
(3) 化学反应速率为0.68mol/(L·s)是指1s时某物质的浓度为0.68mol/L。( )
(4)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同。( )
(5)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，数值越大，表示化学反应速率越大。( )
×
×
×
√
×
二、化学反应速率的表示、定义及速率与化学计量数的关系
① 浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质，________________的浓度视为常数。
② 对于化学反应aA＋bB===cC＋dD, v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝____________。
固体和纯液体
a∶b∶c∶d
三、同一化学反应中反应快慢的比较方法(如：aA＋bB===cC)
四、化学反应中各物质浓度的计算模式——“三步法”
1. 写出反应的化学方程式；
2. 找出起始量、转化量、某时刻量；
3. 列化学方程式进行计算。
举题说法
1
下列关于化学反应速率的说法正确的是( )
A.化学反应速率是对可逆反应而言的，非可逆反应不谈化学反应速率
B.对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象不一定越明显
C.化学反应速率为0.8mol/(L·s)的含义是1s时，某物质的浓度是0.8mol/L
D.0.1mol/L盐酸和0.1mol/L醋酸分别与形状和大小相同的大理石反应的速率相同
[解析] 化学反应速率是指单位时间内物质的量浓度的变化，是对于所有的化学反应而言的，A错误；有的反应没有现象，因此反应速率越大，反应现象不一定越明显，B正确；化学反应速率为0.8mol/(L·s)的含义是1s内某物质的浓度变化为0.8mol/L，C错误；醋酸为弱酸，氢离子浓度比盐酸小，盐酸与大理石反应的速率较大，D错误。
B
2
A．用A表示的反应速率是0.8mol/(L·s)
B．在2min末时的反应速率，用反应物B来表示是0.3mol/(L·min)
C．分别用B、C、D表示反应的速率，其比值是3∶2∶1
D．在这2min内，用B和C表示的反应速率的值都是相同的
[解析] A是固体，不能用A表示反应速率，A错误；在2min内的反应速率，用反应物B来表示是0.3mol/(L·min)，B错误；反应速率比等于系数比，分别用B、C、D表示反应的速率，其比值是3∶2∶1，C正确；在这2min内，B和C表示的反应速率的比值都是3∶2，D错误。
C
3
(2022·如皋中学)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右图所示。下列描述正确的是( )
D
A.反应开始到10 s时，用Z表示的反应速率为0.158 mol/(L·s)
B.反应开始到10 s时，X的物质的量浓度减少了0.79 mol/L
C.反应到达10 s时，c(Y)＝0.105 mol/(L·s)
D.反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)===2Z(g)
