第二章|化学反应速率与化学平衡
第一节 化学反应速率
学习目标 重点难点
1.知道化学反应速率的表示方法,了解测定化学反应速率的简单方法。能进行化学反应速率的简单计算。 2.通过实验探究,了解温度、压强和催化剂对化学反应速率的影响。 3.知道化学反应是有历程的,认识基元反应活化能对化学反应速率的影响;知道催化剂可以改变反应历程。 重 点 1.化学反应速率的简单计算。 2.反应条件对化学反应速率的影响。
难 点 用碰撞理论说明反应条件对化学反应速率的影响
第1课时 化学反应速率
新知探究(一)——化学反应速率
1.化学反应速率的概念及其表示方法
2.注意事项
(1)化学反应速率通常是指某一段时间内的平均反应速率,而不是瞬时反应速率。
(2)一般不用纯液体或固体来表示化学反应速率。
(3)在同一化学反应中,选用不同物质表示化学反应速率,其数值可能相同也可能不相同,但表示的意义相同。
[题点多维训练]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)对于任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象就越明显 ( )
(2)化学方程式中,任何一种物质均可用v=求出用该物质表示的化学反应速率 ( )
(3)化学反应速率指的是某时刻的瞬时速率 ( )
(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,但表示的意义相同 ( )
2.下列说法正确的是 ( )
A.在化学反应中,固体和纯液体的化学反应速率为零
B.在可逆反应里,当反应达到平衡后,其化学反应速率为零
C.在某一化学反应里,其化学反应速率可以用反应物浓度的改变或生成物浓度的改变来表示,其数值可能相同,也可能不相同
D.化学反应速率用生成物浓度的改变来表示时可以是负值
3.(2025·南宁阶段检测)反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)经a min后SO3(g)的浓度变化情况如图所示,在0~a min内用O2表示的平均反应速率为0.04 mol·L-1·min-1,则a等于 ( )
A.10 B.2.5 C.0.1 D.5
4.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 (` )
A.v(X)=0.05 mol·L-1·min-1
B.v(Y)=0.10 mol·L-1·min-1
C.v(Z)=0.10 mol·L-1·min-1
D.v(W)=0.10 mol·L-1·s-1
新知探究(二)——化学反应速率的计算与大小比较
典例导学
[典例] Ⅰ.将等物质的量A、B混合于2 L的密闭容器中,发生反应:3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g),经5 min 后测得D的浓度为0.5 mol·L-1,c(A)∶c(B)=3∶5,C的平均反应速率是0.1 mol·L-1·min-1。
(1)经5 min后A的浓度为 。
(2)反应开始前充入容器中B的物质的量为 。
(3)B的平均反应速率为 。
(4)x的值为 。
Ⅱ.对于反应A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g),下列分别表示不同条件下的反应速率,则反应速率大小关系是 。
①v(A)=0.01 mol·L-1·s-1
②v(B)=1.20 mol·L-1·min-1
③v(C)=2.40 mol·L-1·min-1
④v(D)=0.02 mol·L-1·s-1
听课记录:
[系统融通知能]
1.化学反应速率的计算方法
(1)利用基本公式:v==。
(2)利用比值计算
速率之比=化学计量数之比=各物质的浓度变化量(Δc)之比=各物质的物质的量变化量(Δn)之比。
(3)“三段式”法计算模板
例如:反应 mA + nB pC
起始浓度/(mol·L-1) a b c
转化浓度/(mol·L-1) x
t时刻浓度/(mol·L-1) a-x b- c+
计算中注意以下量的关系:
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)。
2.化学反应速率大小的比较
(1)转化法
先换算成统一单位,再将不同物质表示的速率换算为用同一物质表示的速率,再比较速率数值的大小,如以物质A为标准,将用其他物质表示的反应速率换算为用物质A表示的速率,并比较数值的大小,确定化学反应速率的大小。
(2)比值法
对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),先换算成统一单位,再分别计算、、、的值,数值越大,化学反应速率越大。
[题点多维训练]
题点(一) 化学反应速率的计算
1.储氢合金材料具有优异的吸氢性能,在配合氢能的开发中起到重要作用。温度为T1时,2 g 某合金4 min内吸收氢气240 mL,吸氢速率v= mL·g-1·min-1。
2.某温度下6.5 g锌粒与40 mL 2.5 mol·L-1的硫酸反应,用时10 s时恰好收集H2体积44.8 mL(0 ℃、101 kPa条件下)。
(1)用锌粒表示的10 s内该反应的速率为 g·s-1。
(2)忽略溶液体积的变化,用H+表示的10 s内该反应的速率为 mol·L-1·s-1。
(3)忽略溶液体积的变化,用Zn2+表示的10 s内该反应的速率为 mol·L-1·s-1。
(4)用H2表示的10 s内该反应的速率为 mol·s-1。
3.在2 L密闭容器中进行反应:mX(g)+nY(g) pZ(g)+qQ(g),式中m、n、p、q为物质的化学计量数。在0~3 min内,各物质的物质的量变化如下表所示:
物质 X Y Z Q
起始/mol 0.7 1
2 min末/mol 0.8 2.7 0.8 2.7
3 min末/mol 0.8
已知2 min内v(Q)=0.075 mol·L-1·min-1,=。
(1)起始时n(Y)= ,n(Q)= 。
(2)化学方程式中m= ,n= ,p= ,q= 。
(3)用Z表示2 min内的反应速率为 。
(4)2 min末Q的转化率为 。
题点(二) 化学反应速率大小的比较
4.(2025·长沙期中检测)已知反应4X+2Y Z+4W(X、Y、Z、W均为气体)在不同条件下的化学反应速率如下,其中表示反应速率最快的是 ( )
A.v(X)=0.02 mol·L-1·s-1
B.v(Y)=0.6 mol·L-1·min-1
C.v(Z)=0.4 mol·L-1·min-1
D.v(W)=0.08 mol·L-1·s-1
5.对于可逆反应2M(g)+2N(s) 3P(g)+Q(g),在不同条件下测得的化学反应速率如下,下列速率关系正确的是 ( )
①v(M)=4 mol·L-1·min-1
②v(M)=0.1 mol·L-1·s-1
③v(P)=0.2 mol·L-1·s-1
④v(Q)=3 mol·L-1·min-1
A.①>④>③>②
B.②>③=①>④
C.③>②=④>①
D.④>③>①>②
第1课时 化学反应速率
新知探究(一)
1.快慢 减小 增加 浓度 时间
mol·L-1·min-1 mol·L-1·s-1
[题点多维训练]
1.(1)× (2)× (3)× (4)√
2.选C 固体或纯液体的浓度视为常数,不能用固体或纯液体的浓度变化量表示化学反应速率,A错误;可逆反应达到平衡的重要特征是正、逆反应速率相等但不为零,B错误;在同一化学反应中,其化学反应速率可以用反应物浓度的改变来表示,也可以用生成物浓度的改变来表示,化学计量数相同的物质表示的化学反应速率相同,化学计量数不同的物质表示的化学反应速率不同,C正确;化学反应速率一律用正值表示,D错误。
3.选D 在0~a min内O2表示的平均速率为0.04 mol·L-1·min-1,则v(SO3)=2v(O2)=0.08 mol·L-1·min-1,故反应时间a==5 min,故D正确。
4.选C 依题意,v(Y)==0.05 mol·L-1·min-1,用单位时间内不同物质的浓度变化量表示的化学反应速率之间的关系为v(X)∶v(Y)∶v(Z)∶v(W)=3∶1∶2∶2,故v(X)=0.15 mol·L-1·min-1,v(Z)=v(W)=0.10 mol·L-1·min-1。
新知探究(二)
[典例] 解析:Ⅰ.(1)5 min内C的平均反应速率是0.1 mol·L-1·min-1,则生成C的物质的量是1 mol,生成D的物质的量为1 mol,根据物质的量变化量之比等于相应的化学计量数之比可知,x=2。则
3A(g)+B(g) 2C(g)+2D(g)
起始/mol n n 0 0
转化/mol 1.5 0.5 1.0 1.0
5 min末/mol n-1.5 n-0.5 1.0 1.0
所以有(n-1.5)∶(n-0.5)=3∶5
解得n=3,所以此时A物质的浓度为0.75 mol·L-1。
(2)由以上分析可得反应开始前充入容器中B的物质的量为3 mol。
(3)化学反应速率之比等于相应的化学计量数之比,C的平均反应速率是0.1 mol·L-1·min-1,所以B的平均反应速率为0.05 mol·L-1·min-1。
Ⅱ.比较不同条件下的反应速率时应转化成同一物质的速率进行比较,根据化学反应速率之比等于化学计量数之比进行转换,以A的速率为标准,①对应的v(A)=0.01 mol·L-1·s-1=0.6 mol·L-1·min-1;②对应的v(A)===0.4 mol·L-1·min-1;③v(A)===1.20 mol·L-1·min-1;④v(A)===0.6 mol·L-1·min-1。可知反应速率的大小关系为③>①=④>②。
答案:Ⅰ.(1)0.75 mol·L-1 (2)3 mol (3)0.05 mol·L-1·min-1
(4)2 Ⅱ.③>①=④>②
[题点多维训练]
1.30
2.解析:0 ℃、101 kPa条件下,H2的体积为44.8 mL,其物质的量为0.002 mol,则根据反应Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑可知:Zn~H2SO4~ZnSO4~H2,|Δn(Zn)|=|Δn(H2SO4)|=|Δn(ZnSO4)|=|Δn(H2)|=0.002 mol。|Δm(Zn)|=0.002 mol×65 g·mol-1=0.13 g,v(Zn)==0.013 g·s-1;v(H+)==0.01 mol·L-1·s-1;v(Zn2+)==0.005 mol·L-1·s-1;v(H2)==0.000 2 mol·s-1。
答案:(1)0.013 (2)0.01 (3)0.005 (4)0.000 2
3.解析:对比X的起始量和2 min 末的量,可知反应逆向进行。
|Δn(Q)|=|v(Q)·V·Δt|=0.075 mol·L-1·min-1×2 L×2 min=0.3 mol,
对反应过程作“三段式”分析如下:
mX(g)+nY(g) pZ(g)+qQ(g)
起始/mol 0.7 n(Y) 1 n(Q)
转化/mol Δn(X) Δn(Y) Δn(Z) Δn(Q)
2 min末/mol 0.8 2.7 0.8 2.7
故Δn(X)=0.8 mol-0.7 mol=0.1 mol
|Δn(Z)|=|0.8 mol-1 mol|=0.2 mol
n(Q)=0.3 mol+2.7 mol=3.0 mol
(1)因=== Δn(Y)=0.4 mol
n(Y)=2.7 mol-0.4 mol=2.3 mol。
(2)m∶n∶p∶q=Δn(X)∶Δn(Y)∶|Δn(Z)|∶|Δn(Q)|=0.1 mol∶0.4 mol∶0.2 mol∶0.3 mol=1∶4∶2∶3。
(3)=,v(Q)=0.075 mol·L-1·min-1,故v(Z)=0.05 mol·L-1·min-1。
(4)2 min 末Q的转化率α(Q)=×100%=×100%=10%。
答案:(1)2.3 mol 3.0 mol (2)1 4 2 3
(3)0.05 mol·L-1·min-1 (4)10%
4.选D 都换算为Z的反应速率进行比较。
A.v(X)=0.02 mol·L-1·s-1==
1.2 mol·L-1·min-1,v(Z)===0.3 mol·L-1·min-1;B.v(Z)===0.3 mol·L-1·min-1;C.v(Z)=0.4 mol·L-1·min-1;
D.v(W)=0.08 mol·L-1·s-1==
4.8 mol·L-1·min-1,v(Z)===1.2 mol·L-1·min-1;则反应速率最快的是D。
5.选C 将①②③④均转化为用物质M表示的速率,换算后①②③④依次为v(M)=4 mol·L-1·min-1、v(M)=6 mol·L-1·min-1、v(M)=8 mol·L-1·min-1、v(M)=6 mol·L-1·min-1,③>②=④>①。
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第二章
化学反应速率与化学平衡
第一节 化学反应速率
学习目标 重点难点 1.知道化学反应速率的表示方法，了解测定化学反应速率的简单方法。能进行化学反应速率的简单计算。 2.通过实验探究，了解温度、压强和催化剂对化学反应速率的影响。 3.知道化学反应是有历程的，认识基元反应活化能对化学反应速率的影响；知道催化剂可以改变反应历程。 重 点 1.化学反应速率的简单计算。
2.反应条件对化学反应速率的影响。
难 点 用碰撞理论说明反应条件对化学反应速率的影响
第1课时 化学反应速率
新知探究(一) 化学反应速率
新知探究(二) 化学反应速率的
计算与大小比较
课时跟踪检测
目录
新知探究(一) 化学反应速率
1.化学反应速率的概念及其表示方法
快慢
减小
增加
浓度
时间
2.注意事项
(1)化学反应速率通常是指某一段时间内的平均反应速率，而不是瞬时反应速率。
(2)一般不用纯液体或固体来表示化学反应速率。
(3)在同一化学反应中，选用不同物质表示化学反应速率，其数值可能相同也可能不相同，但表示的意义相同。
[题点多维训练]
1.判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显( )
(2)化学方程式中，任何一种物质均可用v=求出用该物质表示的化学反应速率( )
(3)化学反应速率指的是某时刻的瞬时速率( )
(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，但表示的意义相同( )
×
×
×
√
√
2.下列说法正确的是 ( )
A.在化学反应中，固体和纯液体的化学反应速率为零
B.在可逆反应里，当反应达到平衡后，其化学反应速率为零
C.在某一化学反应里，其化学反应速率可以用反应物浓度的改变或生成物浓度的改变来表示，其数值可能相同，也可能不相同
D.化学反应速率用生成物浓度的改变来表示时可以是负值
解析:固体或纯液体的浓度视为常数，不能用固体或纯液体的浓度变化量表示化学反应速率，A错误；可逆反应达到平衡的重要特征是正、逆反应速率相等但不为零，B错误；在同一化学反应中，其化学反应速率可以用反应物浓度的改变来表示，也可以用生成物浓度的改变来表示，化学计量数相同的物质表示的化学反应速率相同，化学计量数不同的物质表示的化学反应速率不同，C正确；化学反应速率一律用正值表示，D错误。
3.(2025·南宁阶段检测)反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)经a min后SO3(g)的浓度变化情况如图所示，在0~a min内用O2表示的平均反应速率为0.04 mol·L-1·min-1，则a等于 ( )
A.10 B.2.5
C.0.1 D.5
√
解析:在0~a min内O2表示的平均速率为0.04 mol·L-1·min-1，则v(SO3)=
2v(O2)=0.08 mol·L-1·min-1，故反应时间a==5 min，故D正确。
4.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 ( )
A.v(X)=0.05 mol·L-1·min-1 B.v(Y)=0.10 mol·L-1·min-1
C.v(Z)=0.10 mol·L-1·min-1 D.v(W)=0.10 mol·L-1·s-1
√
解析:依题意，v(Y)==0.05 mol·L-1·min-1，用单位时间内不同物质的浓度变化量表示的化学反应速率之间的关系为v(X)∶v(Y)∶v(Z)∶v(W)=3∶1∶2∶2，故v(X)=0.15 mol·L-1·min-1，v(Z)=v(W)=0.10 mol·L-1·min-1。
新知探究(二) 化学反应速率的
计算与大小比较
典例导学
[典例] Ⅰ.将等物质的量A、B混合于2 L的密闭容器中，发生反应:
3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g)，经5 min 后测得D的浓度为0.5 mol·L-1，c(A)∶c(B)=3∶5，C的平均反应速率是0.1 mol·L-1·min-1。
(1)经5 min后A的浓度为 。
0.75 mol·L-1
[解析] Ⅰ.5 min内C的平均反应速率是0.1 mol·L-1·min-1，则生成C的物质的量是1 mol，生成D的物质的量为1 mol，根据物质的量变化量之比等于相应的化学计量数之比可知，x=2。则
3A(g)+B(g) 2C(g)+2D(g)
起始/mol n n 0 0
转化/mol 1.5 0.5 1.0 1.0
5 min末/mol n-1.5 n-0.5 1.0 1.0
所以有(n-1.5)∶(n-0.5)=3∶5
解得n=3，所以此时A物质的浓度为0.75 mol·L-1。
[典例] Ⅰ.将等物质的量A、B混合于2 L的密闭容器中，发生反应:
3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g)，经5 min 后测得D的浓度为0.5 mol·L-1，c(A)∶c(B)=3∶5，C的平均反应速率是0.1 mol·L-1·min-1。
(2)反应开始前充入容器中B的物质的量为 。
[解析] 由以上分析可得反应开始前充入容器中B的物质的量为3 mol。
[解析] 化学反应速率之比等于相应的化学计量数之比，C的平均反应速率是0.1 mol·L-1·min-1，所以B的平均反应速率为0.05 mol·L-1·min-1。
(3)B的平均反应速率为 。
3 mol
0.05 mol·L-1·min-1
(4)x的值为 。
2
Ⅱ.对于反应A(g)+3B(g)==2C(g)+2D(g)，下列分别表示不同条件下的反应速率，则反应速率大小关系是 。
①v(A)=0.01 mol·L-1·s-1 ②v(B)=1.20 mol·L-1·min-1
③v(C)=2.40 mol·L-1·min-1 ④v(D)=0.02 mol·L-1·s-1
[解析] 比较不同条件下的反应速率时应转化成同一物质的速率进行比较，根据化学反应速率之比等于化学计量数之比进行转换，以A的速率为标准，①对应的v(A)=0.01 mol·L-1·s-1=0.6 mol·L-1·min-1；②对应的v(A)==
=0.4 mol·L-1·min-1；③v(A)===
1.20 mol·L-1·min-1；④v(A)===0.6 mol·L-1·min-1。可知反应速率的大小关系为③>①=④>②。
③>①=④>②
1.化学反应速率的计算方法
(1)利用基本公式:v==。
(2)利用比值计算
速率之比=化学计量数之比=各物质的浓度变化量(Δc)之比=各物质的物质的量变化量(Δn)之比。
[系统融通知能]
(3)“三段式”法计算模板
例如:反应 mA + nB pC
起始浓度/(mol·L-1) a b c
转化浓度/(mol·L-1) x
t时刻浓度/(mol·L-1) a-x b- c+
计算中注意以下量的关系:
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)。
2.化学反应速率大小的比较
(1)转化法
先换算成统一单位，再将不同物质表示的速率换算为用同一物质表示的速率，再比较速率数值的大小，如以物质A为标准，将用其他物质表示的反应速率换算为用物质A表示的速率，并比较数值的大小，确定化学反应速率的大小。
(2)比值法
对于反应mA(g)+nB(g)==pC(g)+qD(g)，先换算成统一单位，再分别计算、、、的值，数值越大，化学反应速率越大。
[题点多维训练]
题点(一) 化学反应速率的计算
1.储氢合金材料具有优异的吸氢性能，在配合氢能的开发中起到重要作用。温度为T1时，2 g 某合金4 min内吸收氢气240 mL，吸氢速率v= mL·g-1·min-1。
30
2.某温度下6.5 g锌粒与40 mL 2.5 mol·L-1的硫酸反应，用时10 s时恰好收集H2体积44.8 mL(0 ℃、101 kPa条件下)。
(1)用锌粒表示的10 s内该反应的速率为 g·s-1。
(2)忽略溶液体积的变化，用H+表示的10 s内该反应的速率为 mol·L-1·s-1。
(3)忽略溶液体积的变化，用Zn2+表示的10 s内该反应的速率为 mol·L-1·s-1。
(4)用H2表示的10 s内该反应的速率为 mol·s-1。
解析:0 ℃、101 kPa条件下，H2的体积为44.8 mL，其物质的量为0.002 mol，则根据反应Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑可知:Zn~H2SO4~ZnSO4~H2，|Δn(Zn)|=|Δn(H2SO4)|=|Δn(ZnSO4)|=|Δn(H2)|=0.002 mol。|Δm(Zn)|=0.002 mol×65 g·mol-1=0.13 g，v(Zn)==0.013 g·s-1；v(H+)==0.01 mol·L-1·s-1；v(Zn2+)==0.005 mol·L-1·s-1；v(H2)==0.000 2 mol·s-1。
0.013
0.01
0.005
0.000 2
3.在2 L密闭容器中进行反应:mX(g)+nY(g) pZ(g)+qQ(g)，式中m、n、p、q为物质的化学计量数。在0~3 min内，各物质的物质的量变化如下表所示:
已知2 min内v(Q)=0.075 mol·L-1·min-1，=。
(1)起始时n(Y)= ，n(Q)= 。
物质 X Y Z Q
起始/mol 0.7 1
2 min末/mol 0.8 2.7 0.8 2.7
3 min末/mol 0.8
解析:对比X的起始量和2 min 末的量，可知反应逆向进行。
|Δn(Q)|=|v(Q)·V·Δt|=0.075 mol·L-1·min-1×2 L×2 min=0.3 mol，
2.3 mol
3.0 mol
对反应过程作“三段式”分析如下:
mX(g)+nY(g) pZ(g)+qQ(g)
起始/mol 0.7 n(Y) 1 n(Q)
转化/mol Δn(X) Δn(Y) Δn(Z) Δn(Q)
2 min末/mol 0.8 2.7 0.8 2.7
故Δn(X)=0.8 mol-0.7 mol=0.1 mol
|Δn(Z)|=|0.8 mol-1 mol|=0.2 mol
n(Q)=0.3 mol+2.7 mol=3.0 mol
(1)因=== Δn(Y)=0.4 mol
n(Y)=2.7 mol-0.4 mol=2.3 mol。
3.在2 L密闭容器中进行反应:mX(g)+nY(g) pZ(g)+qQ(g)，式中m、n、p、q为物质的化学计量数。在0~3 min内，各物质的物质的量变化如下表所示:
已知2 min内v(Q)=0.075 mol·L-1·min-1，=。
(2)化学方程式中m= ，n= ，p= ，q= 。
物质 X Y Z Q
起始/mol 0.7 1
2 min末/mol 0.8 2.7 0.8 2.7
3 min末/mol 0.8
解析:m∶n∶p∶q=Δn(X)∶Δn(Y)∶|Δn(Z)|∶|Δn(Q)|=0.1 mol∶0.4 mol∶0.2 mol∶0.3 mol=1∶4∶2∶3。
1
4
2
3
3.在2 L密闭容器中进行反应:mX(g)+nY(g) pZ(g)+qQ(g)，式中m、n、p、q为物质的化学计量数。在0~3 min内，各物质的物质的量变化如下表所示:
已知2 min内v(Q)=0.075 mol·L-1·min-1，=。
(3)用Z表示2 min内的反应速率为 。
物质 X Y Z Q
起始/mol 0.7 1
2 min末/mol 0.8 2.7 0.8 2.7
3 min末/mol 0.8
解析:=，v(Q)=0.075 mol·L-1·min-1，故v(Z)=0.05 mol·L-1·min-1。
0.05 mol·L-1·min-1
3.在2 L密闭容器中进行反应:mX(g)+nY(g) pZ(g)+qQ(g)，式中m、n、p、q为物质的化学计量数。在0~3 min内，各物质的物质的量变化如下表所示:
已知2 min内v(Q)=0.075 mol·L-1·min-1，=。
(4)2 min末Q的转化率为 。
物质 X Y Z Q
起始/mol 0.7 1
2 min末/mol 0.8 2.7 0.8 2.7
3 min末/mol 0.8
解析:2 min 末Q的转化率α(Q)=×100%=×100%=10%。
10%
√
题点(二) 化学反应速率大小的比较
4.(2025·长沙期中检测)已知反应4X+2Y Z+4W(X、Y、Z、W均为气体)在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示反应速率最快的是( )
A.v(X)=0.02 mol·L-1·s-1
B.v(Y)=0.6 mol·L-1·min-1
C.v(Z)=0.4 mol·L-1·min-1
D.v(W)=0.08 mol·L-1·s-1
解析:都换算为Z的反应速率进行比较。
A.v(X)=0.02 mol·L-1·s-1==1.2 mol·L-1·min-1，v(Z)==
=0.3 mol·L-1·min-1；B.v(Z)===0.3 mol·L-1·min-1；C.v(Z)=0.4 mol·L-1·min-1；D.v(W)=0.08 mol·L-1·s-1==4.8 mol·L-1·min-1，v(Z)===1.2 mol·L-1·min-1；则反应速率最快的是D。
√
5.对于可逆反应2M(g)+2N(s) 3P(g)+Q(g)，在不同条件下测得的化学反应速率如下，下列速率关系正确的是 ( )
①v(M)=4 mol·L-1·min-1 ②v(M)=0.1 mol·L-1·s-1
③v(P)=0.2 mol·L-1·s-1 ④v(Q)=3 mol·L-1·min-1
A.①>④>③>② B.②>③=①>④
C.③>②=④>① D.④>③>①>②
解析:将①②③④均转化为用物质M表示的速率，换算后①②③④依次为v(M)=4 mol·L-1·min-1、v(M)=6 mol·L-1·min-1、v(M)=8 mol·L-1·min-1、v(M)=
6 mol·L-1·min-1，③>②=④>①。
课时跟踪检测
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一、选择题
1.调控化学反应速率对于工业生产至关重要。下列有关化学反应速率的说法正确的是( )
A.化学反应速率为0.8 mol·L-1·s-1是指1 s时某物质的物质的量浓度为
0.8 mol·L-1
B.对于任何化学反应来说，都必须用单位时间内反应物或生成物浓度的变化量来表示化学反应速率
C.在一定温度下，增加某固体物质的质量，不影响化学反应速率
D.同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的化学反应速率，数值越大，表示化学反应速率越快
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解析: 0.8 mol·L-1·s-1是指某物质在一段时间内的浓度变化量，A项错误；一般地，化学反应速率用单位时间内反应物或生成物浓度的变化量来表示，如果是气体参与反应，也可以用一段时间内压强变化来表示，B项错误；固体物质的浓度一般视为常数，则增加某固体物质的质量，不影响化学反应速率，C项正确；同一化学反应在相同条件下，用不同物质表示的化学反应速率，其数值可能不同，但意义相同，都表示该反应的化学反应速率，D项错误。
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2.(2025·石景山区高二期末)已知:4NH3+5O2==4NO+6H2O，若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示，则下列关系正确的是 ( )
A.v(NH3)=v(O2) B.v(O2)=v(H2O)
C.v(NH3)=v(H2O) D.v(O2)=v(NO)
解析:根据速率之比等于化学计量数之比，故v(NH3)∶v(O2)=4∶5，即v(NH3)=v(O2)，故A错误；v(O2)∶v(H2O)=5∶6，即v(O2)=v(H2O)，故B错误；v(NH3)∶v(H2O)=4∶6，即v(NH3)=v(H2O)，故C错误；v(O2)∶v(NO)=5∶4，即v(O2)=v(NO)，故D正确。
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3.一定条件下，向1 L的恒容密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2，进行合成氨反应。经3 s后测得NH3的浓度为0.6 mol·L-1，若NH3的浓度从0.6 mol·L-1增大到1.2 mol·L-1，所用的时间可能 ( )
A.小于3 s B.等于3 s C.大于3 s D.无法判断
解析:经3 s后测得NH3的浓度为0.6 mol·L-1，说明0~3 s，v(NH3)==0.2 mol·L-1·s-1，若反应速率不变，则NH3的浓度从0.6 mol·L-1增大到1.2 mol·L-1，所用的时间为3 s，但化学反应速率随浓度的减小而减慢，因此生成物变化相同的量，所用时间会更长。
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4.(2025·成都期末检测)把0.6 mol X气体和0.4 mol Y气体混合于2 L容器中，使它们发生如下反应:3X(g)+Y(g)==nZ(g)+2W(g)。5 min末生成0.2 mol W，若测得以Z浓度变化来表示的化学反应速率为0.01 mol·L-1·min-1，则上述反应中Z气体的化学计量数n的值是 ( )
A.1 B.2 C.3 D.4
解析:W的平均化学反应速率v===0.02 mol·L-1·min-1，同一化学反应中同一时间段内，各物质的反应速率之比等于化学计量数之比，v(Z)∶v(W)=0.01 mol·L-1·min-1∶0.02 mol·L-1·min-1=n∶2，解得n=1。
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5.我国科学家利用Pt/a MoC催化剂实现氢气的低温制备和存储，涉及的化学反应为CH3OH(g)+H2O(g) 3H2(g)+CO2(g)。不同反应条件下测得反应速率如下，反应速率最大的是( )
A.v(H2O)=0.10 mol·L-1·min-1 B.v(H2)=0.27 mol·L-1·min-1
C.v(CH3OH)=0.01 mol·L-1·s-1 D.v(CO2)=2.0 mol·L-1·h-1
解析: = mol·L-1·min-1=0.10 mol·L-1·min-1；= mol·L-1·min-1=
0.09 mol·L-1·min-1；= mol·L-1·s-1=0.6 mol·L-1·min-1；= mol·L-1·
h-1≈0.033 mol·L-1·min-1；在单位相同的条件下，不同物质的反应速率与其化学计量数的比值越大，其反应速率越大，所以反应快慢顺序是C>A>B>D。
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6.T ℃时，在0.5 L的密闭容器中，气体A与气体B反应生成气体C，反应过程中A、B、C的浓度变化如图所示。则下列结论正确的是( )
A.10 s时反应生成了0.4 mol C
B.该反应进行到10 s时，消耗了0.1 mol A
C.该反应的化学方程式为3A+B==2C
D.10 s内用B表示的反应速率为0.01 mol·L-1·s-1
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解析:根据图示可知在10 s时C的浓度改变了0.4 mol·L-1，由于容器的容积是0.5 L，则10 s时反应生成C的物质的量n(C)=0.4 mol·L-1×0.5 L=0.2 mol，A错误；该反应进行到10 s 时，A的浓度减少0.2 mol·L-1，由于容器的容积是0.5 L，则消耗A的物质的量n(A)=0.2 mol·L-1×0.5 L=0.1 mol，B正确；在10 s后A、B、C三种物质的浓度分别改变了0.2 mol·L-1、0.6 mol·L-1、0.4 mol·L-1，物质改变的浓度比等于化学方程式中相应物质的化学计量数的比，此时物质的浓度不再发生变化，则反应的化学方程式为A+3B 2C，C错误；在10 s时用B的浓度变化表示的反应速率v(B)==0.06 mol·L-1·s-1，D错误。
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7.在标准状况下，将5.6 g铁粉投入100 mL 2 mol·L-1稀硫酸中，2 min时铁粉恰好完全溶解。关于该反应的速率，四位同学提出了四种表示方法:
甲:v(Fe)=2.8 g·min-1；乙:v(H2SO4)=1 mol·L-1·min-1；
丙:v(FeSO4)=0.5 mol·L-1·min-1； 丁:v(H2)=1.12 L·min-1。
下列说法正确的是( )
A.甲错误，因为固体物质不能用来表示反应速率
B.丁错误，因为速率的单位错误
C.只有乙错误
D.只有丙正确
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解析:v(Fe)==2.8 g·min-1，可用固体质量的变化表示反应速率，故A错误；v(H2)==1.12 L·min-1，数据合理，故B错误；v(H2SO4)==0.5 mol·
L-1·min-1，则乙错误，故C正确；v(H2SO4)=v(FeSO4)=0.5 mol·L-1·min-1，甲、丙、丁均正确，故D错误。
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8.(2025·广州期中检测)已知在2 L密闭容器中发生反应4A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g)，经2 min后，B的物质的量减少1.2 mol。下列有关反应速率的说法正确的是 ( )
A.用B、C、D表示的反应速率大小关系为2v(B)=3v(C)=6v(D)
B.用A表示的反应速率是0.4 mol·L-1·min-1
C.用B表示反应在2 min末的反应速率为0.3 mol·L-1·min-1
D.增加A的量，化学反应速率加快
解析:化学反应速率之比等于化学计量数之比，则反应速率大小关系为2v(B)=3v(C)=6v(D)，故A正确；A为纯固体，速率单位为mol·L-1·min-1时，不能用纯固体表示，故B错误；可计算平均速率，不能计算2 min末B的反应速率，故C错误；A为纯固体，增加A的量，化学反应速率不变，故D错误。
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9.反应速率与反应物浓度的关系是用实验方法测定的，化学反应H2+Cl2==2HCl的反应速率v可表示为v=Kcm(H2)cn(Cl2)，式中K为常数，m、n值可用下表中数据确定之。
由此可推得，m、n值正确的是 ( )
A.m=1，n=1 B.m=，n= C.m=，n=1 D.m=1，n=
c(H2)/(mol·L-1) c(Cl2)/(mol·L-1) v/(mol·L-1·s-1)
1.0 1.0 1.0 K
2.0 1.0 2.0 K
2.0 4.0 4.0 K
解析:设三组数据编号分别为①②③，分别代入关系式，则有=2=2m，m=1；=2=4n，n=。
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10.飞秒化学对了解反应机理十分重要。C2I2F4光分解反应C2I2F4==F2—F2+2I·，经过2×10-15 s后C2I2F4的浓度减少6×10-5 mol·L-1。下列说法正确的是( )
A.用I·表示的反应速率是6×1010 mol·L-1·s-1
B.在2×10-15 s时，I·浓度是C2I2F4浓度的2倍
C.2×10-15 s末时C2I2F4的反应速率是3×·s-1
D.F2—F2、I·的速率关系:v(F2—F2)=2v(I·)
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解析:根据反应方程式中物质转化关系可知，C2I2F4与I·化学计量数之比是1∶2，在2×10-15 s后C2I2F4的浓度减少6×10-5 mol·L-1，则I·的浓度变化为1.2×10-4 mol·L-1，则用I·表示的反应速率v(I·)==6×1010 mol·L-1·s-1，A正确；起始到2×10-15 s时，I·改变的浓度是C2I2F4改变的浓度的2倍，而不是I·浓度是C2I2F4浓度的2倍，B错误；在0~2×10-15 s时C2I2F4的平均反应速率v(C2I2F4)==3×1010 mol·L-1·s-1，而不是2×10-15 s末的瞬时速率，C错误；化学反应速率之比等于方程式中相应物质的化学计量数之比，则F2—F2、I·的速率关系:2v(F2—F2)=v(I·)，D错误。
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11.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) Br2(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 ( )
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
解析:此题为连锁反应，即NH4Br(s)分解生成的HBr又有一部分分解，故剩余的HBr的量为NH4Br分解生成的HBr的量减去HBr分解的量，即c(HBr)=
c生成(HBr)-c分解(HBr)，又知c(H2)=0.5 mol·L-1，则c分解(HBr)=1 mol·L-1，所以
c生成(HBr)=c(HBr)+c分解(HBr)=5 mol·L-1，c(NH3)=c生成(HBr)=5 mol·L-1，v(NH3)==2.5 mol·L-1·min-1。
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12.将等物质的量的A、B混合于2 L的恒容密闭容器中，发生反应:
3A(g)+B(g)==xC(g)+2D(g)，2 min后测得c(D)=0.5 mol·L-1，c(A)∶c(B)=3∶5，以C表示的平均速率v(C)=0.25 mol·L-1·min-1，下列说法正确的是 ( )
A.2 min时，A的物质的量为1.5 mol
B.2 min时，A的转化率为60%
C.反应速率v(B)=0.25 mol·L-1·min-1
D.该反应方程式中，x=4
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解析:由v(C)=0.25 mol·L-1·min-1知，2 min 内C的浓度变化量Δc(C)=
0.25 mol·L-1·min-1 ×2 min=0.5 mol·L-1，设A、B初始浓度为a mol·L-1，结合题中数据，可列出“三段式”:
3A(g)+B(g)==xC(g)+2D(g)
起始浓度/(mol·L-1) a a 0 0
转化浓度/(mol·L-1) 0.75 0.25 0.5 0.5
终态浓度/(mol·L-1) a-0.75 a-0.25 0.5 0.5
则2 min时，c(A)∶c(B)=(a-0.75)∶(a-0.25)=3∶5，解得a=1.5
2 min时，A的浓度为1.5-0.75=0.75 mol·L-1，物质的量为1.5 mol，A正确；
2 min时，A的转化率为×100%=50%，B错误；v(B)==0.125 mol·
L-1·min-1，C错误；由于Δc(C)=Δc(D)，x=2，D错误。
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13.一定温度下，10 mL 0.8 mol·L-1H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成的O2的体积(已折算为标准状况下)如表。
下列叙述正确的是(溶液体积变化忽略不计) ( )
A.反应到6 min时，c(H2O2)=0.2 mol·L-1
B.第4 min时的瞬时速率小于第6 min时的瞬时速率
C.反应至6 min时，H2O2分解率为50%
D.0~6 min的平均反应速率:v(H2O2)≈3.3×10-2 mol·L-1·min-1
t/min 0 2 4 6 8 10
v(O2)/mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9
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解析:反应至6 min时，生成O2在标况下的体积为22.4 mL(物质的量为0.001 mol)，消耗H2O2的物质的量为0.002 mol，则c(H2O2)==0.6 mol·L-1，A错误；第4 min时过氧化氢的浓度大于第6 min时过氧化氢的浓度，浓度越大，反应速率越快，故第4 min时瞬时速率大于第6 min时的瞬时速率，B错误；反应至6 min时，生成O2在标准状况下的体积为22.4 mL(物质的量为0.001 mol)，则分解的H2O2的物质的量为0.002 mol，所以H2O2分解率为×100%=25%，C错误；0~6 min时间内，生成Δn(O2)==0.001 mol，由2H2O2 2H2O+O2↑得消耗Δn(H2O2)=2×Δn(O2)=2×0.001 mol=0.002 mol，Δc(H2O2)= mol·L-1=0.20 mol·L-1，所以v(H2O2)=≈3.3×10-2mol·L-1·min-1，D正确。
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二、非选择题
14.(6分)根据反应:4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2，试回答下列问题。
(1)常选用哪些物质来表示该反应的化学反应速率 (填化学式)。
14
解析:一般不用固体和纯液体来表示反应速率，所以可用O2、SO2来表示该反应的化学反应速率。
(2)当生成SO2的速率为0.64 mol·L-1·s-1时，则氧气减少的速率为 。
解析:不同物质表示的反应速率和化学方程式中对应的化学计量数成正比，所以氧气减少的速率为0.64 mol·L-1·s-1×=0.88 mol·L-1·s-1。
O2、SO2
0.88 mol·L-1·s-1
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14.(6分)根据反应:4FeS2+11O22 Fe2O3+8SO2，试回答下列问题。
(3)若测得4 s后O2的浓度为2.8 mol·L-1，此时间内SO2的反应速率为0.4 mol·
L-1·s-1，则开始时氧气的浓度为 。
14
解析:此时间内SO2的速率为0.4 mol·L-1·s-1，则氧气表示的速率为0.4 mol·L-1·
s-1×=0.55 mol·L-1·s-1，所以氧气的浓度变化为0.55 mol·L-1·s-1×4 s=2.2 mol·L-1，则开始时氧气的浓度为2.8 mol·L-1+2.2 mol·L-1=5.0 mol·L-1。
5.0 mol·L-1
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15.(8分)固定和利用CO2能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体。工业上有一种用CO2来生产甲醇燃料的方法:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)。某科学实验将6 mol CO2和8 mol H2充入2 L的密闭容器中，测得H2的物质的量随时间的变化曲线如图所示。a、b、c、d、e括号内数据表示坐标。
(1)a~b、b~c、c~d三段中，平均反应速率最大的时间段是 ，该时间段内H2的平均反应速率是 。
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a~b
1 mol·L-1·min-1
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解析:a~b段氢气的平均反应速率为=1 mol·L-1·min-1，b~c段氢气的平均反应速率为=0.75 mol·L-1·min-1，c~d段氢气的平均反应速率为=0.1 mol·L-1·min-1，所以平均反应速率最大的时间段是a~b，该时间段内H2的平均反应速率是1 mol·L-1·min-1。
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15.(8分)固定和利用CO2能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体。工业上有一种用CO2来生产甲醇燃料的方法:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)。某科学实验将6 mol CO2和8 mol H2充入2 L的密闭容器中，测得H2的物质的量随时间的变化曲线如图所示。a、b、c、d、e括号内数据表示坐标。
(2)H2的物质的量不再改变时，CO2的转化率是 ；反应前后容器内的压强比是 。
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33.3%
7∶5
1
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4
5
6
7
8
9
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11
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解析:由图可知，平衡时氢气的物质的量为2 mol，列三段式:
3H2(g)+CO2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
起始/mol 8 6 0 0
变化/mol 6 2 2 2
平衡/mol 2 4 2 2
所以平衡时CO2的转化率为×100%≈33.3%；恒温、恒容时，气体压强之比等于气体的物质的量之比，所以反应前后容器内的压强比是(6+8)∶(4+2+2+2)=7∶5。
15课时跟踪检测(四) 化学反应速率
一、选择题
1.调控化学反应速率对于工业生产至关重要。下列有关化学反应速率的说法正确的是 ( )
A.化学反应速率为0.8 mol·L-1·s-1是指1 s时某物质的物质的量浓度为0.8 mol·L-1
B.对于任何化学反应来说,都必须用单位时间内反应物或生成物浓度的变化量来表示化学反应速率
C.在一定温度下,增加某固体物质的质量,不影响化学反应速率
D.同一化学反应,相同条件下用不同物质表示的化学反应速率,数值越大,表示化学反应速率越快
2.(2025·石景山区高二期末)已知:4NH3+5O24NO+6H2O,若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示,则下列关系正确的是 ( )
A.v(NH3)=v(O2) B.v(O2)=v(H2O)
C.v(NH3)=v(H2O) D.v(O2)=v(NO)
3.一定条件下,向1 L的恒容密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2,进行合成氨反应。经3 s后测得NH3的浓度为0.6 mol·L-1,若NH3的浓度从0.6 mol·L-1增大到1.2 mol·L-1,所用的时间可能 ( )
A.小于3 s B.等于3 s
C.大于3 s D.无法判断
4.(2025·成都期末检测)把0.6 mol X气体和0.4 mol Y气体混合于2 L容器中,使它们发生如下反应:3X(g)+Y(g)nZ(g)+2W(g)。5 min末生成0.2 mol W,若测得以Z浓度变化来表示的化学反应速率为0.01 mol·L-1·min-1,则上述反应中Z气体的化学计量数n的值是 ( )
A.1 B.2 C.3 D.4
5.我国科学家利用Pt/a MoC催化剂实现氢气的低温制备和存储,涉及的化学反应为CH3OH(g)+H2O(g)3H2(g)+CO2(g)。不同反应条件下测得反应速率如下,反应速率最大的是 ( )
A.v(H2O)=0.10 mol·L-1·min-1
B.v(H2)=0.27 mol·L-1·min-1
C.v(CH3OH)=0.01 mol·L-1·s-1
D.v(CO2)=2.0 mol·L-1·h-1
6.T ℃时,在0.5 L的密闭容器中,气体A与气体B反应生成气体C,反应过程中A、B、C的浓度变化如图所示。则下列结论正确的是 ( )
A.10 s时反应生成了0.4 mol C
B.该反应进行到10 s时,消耗了0.1 mol A
C.该反应的化学方程式为3A+B2C
D.10 s内用B表示的反应速率为0.01 mol·L-1·s-1
7.在标准状况下,将5.6 g铁粉投入100 mL 2 mol·L-1稀硫酸中,2 min时铁粉恰好完全溶解。关于该反应的速率,四位同学提出了四种表示方法:
甲:v(Fe)=2.8 g·min-1;
乙:v(H2SO4)=1 mol·L-1·min-1;
丙:v(FeSO4)=0.5 mol·L-1·min-1;
丁:v(H2)=1.12 L·min-1。
下列说法正确的是 ( )
A.甲错误,因为固体物质不能用来表示反应速率
B.丁错误,因为速率的单位错误
C.只有乙错误
D.只有丙正确
8.(2025·广州期中检测)已知在2 L密闭容器中发生反应4A(s)+3B(g)2C(g)+D(g),经2 min后,B的物质的量减少1.2 mol。下列有关反应速率的说法正确的是 ( )
A.用B、C、D表示的反应速率大小关系为2v(B)=3v(C)=6v(D)
B.用A表示的反应速率是0.4 mol·L-1·min-1
C.用B表示反应在2 min末的反应速率为0.3 mol·L-1·min-1
D.增加A的量,化学反应速率加快
9.反应速率与反应物浓度的关系是用实验方法测定的,化学反应H2+Cl22HCl的反应速率v可表示为v=Kcm(H2)cn(Cl2),式中K为常数,m、n值可用下表中数据确定之。
c(H2)/(mol·L-1) c(Cl2)/ (mol·L-1) v/(mol·L-1·s-1)
1.0 1.0 1.0 K
2.0 1.0 2.0 K
2.0 4.0 4.0 K
由此可推得,m、n值正确的是 ( )
A.m=1,n=1 B.m=,n=
C.m=,n=1 D.m=1,n=
10.飞秒化学对了解反应机理十分重要。C2I2F4光分解反应C2I2F4F2—F2+2I·,经过2×10-15 s后C2I2F4的浓度减少6×10-5 mol·L-1。下列说法正确的是 ( )
A.用I·表示的反应速率是6×1010 mol·L-1·s-1
B.在2×10-15 s时,I·浓度是C2I2F4浓度的2倍
C.2×10-15 s末时C2I2F4的反应速率是3×·s-1
D.F2—F2、I·的速率关系:v(F2—F2)=2v(I·)
11.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)Br2(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 ( )
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
12.将等物质的量的A、B混合于2 L的恒容密闭容器中,发生反应:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g),2 min后测得c(D)=0.5 mol·L-1,c(A)∶c(B)=3∶5,以C表示的平均速率v(C)=0.25 mol·L-1·min-1,下列说法正确的是 ( )
A.2 min时,A的物质的量为1.5 mol
B.2 min时,A的转化率为60%
C.反应速率v(B)=0.25 mol·L-1·min-1
D.该反应方程式中,x=4
13.一定温度下,10 mL 0.8 mol·L-1H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成的O2的体积(已折算为标准状况下)如表。
t/min 0 2 4 6 8 10
v(O2)/mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9
下列叙述正确的是(溶液体积变化忽略不计) ( )
A.反应到6 min时,c(H2O2)=0.2 mol·L-1
B.第4 min时的瞬时速率小于第6 min时的瞬时速率
C.反应至6 min时,H2O2分解率为50%
D.0~6 min的平均反应速率:
v(H2O2)≈3.3×10-2 mol·L-1·min-1
二、非选择题
14.(6分)根据反应:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,试回答下列问题。
(1)常选用哪些物质来表示该反应的化学反应速率 (填化学式)。
(2)当生成SO2的速率为0.64 mol·L-1·s-1时,则氧气减少的速率为 。
(3)若测得4 s后O2的浓度为2.8 mol·L-1,此时间内SO2的反应速率为0.4 mol·L-1·s-1,则开始时氧气的浓度为 。
15.(8分)固定和利用CO2能有效地利用资源,并减少空气中的温室气体。工业上有一种用CO2来生产甲醇燃料的方法:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。某科学实验将6 mol CO2和8 mol H2充入2 L的密闭容器中,测得H2的物质的量随时间的变化曲线如图所示。a、b、c、d、e括号内数据表示坐标。
(1)a~b、b~c、c~d三段中,平均反应速率最大的时间段是 ,该时间段内H2的平均反应速率是 。
(2)H2的物质的量不再改变时,CO2的转化率是 ;反应前后容器内的压强比是 。
课时跟踪检测(四)
1.选C 0.8 mol·L-1·s-1是指某物质在一段时间内的浓度变化量,A项错误;一般地,化学反应速率用单位时间内反应物或生成物浓度的变化量来表示,如果是气体参与反应,也可以用一段时间内压强变化来表示,B项错误;固体物质的浓度一般视为常数,则增加某固体物质的质量,不影响化学反应速率,C项正确;同一化学反应在相同条件下,用不同物质表示的化学反应速率,其数值可能不同,但意义相同,都表示该反应的化学反应速率,D项错误。
2.选D 根据速率之比等于化学计量数之比,故v(NH3)∶v(O2)=4∶5,即v(NH3)=v(O2),故A错误;v(O2)∶v(H2O)=5∶6,即v(O2)=v(H2O),故B错误;v(NH3)∶v(H2O)=4∶6,即v(NH3)=v(H2O),故C错误;v(O2)∶v(NO)=5∶4,即v(O2)=v(NO),故D正确。
3.选C 经3 s后测得NH3的浓度为0.6 mol·L-1,说明0~3 s,v(NH3)==0.2 mol·L-1·s-1,若反应速率不变,则NH3的浓度从0.6 mol·L-1增大到1.2 mol·L-1,所用的时间为3 s,但化学反应速率随浓度的减小而减慢,因此生成物变化相同的量,所用时间会更长。
4.选A W的平均化学反应速率v===0.02 mol·L-1·min-1,同一化学反应中同一时间段内,各物质的反应速率之比等于化学计量数之比,v(Z)∶v(W)=0.01 mol·L-1·min-1∶0.02 mol·L-1·min-1=n∶2,解得n=1。
5.选C = mol·L-1·min-1=0.10 mol·L-1·min-1;= mol·L-1·min-1=0.09 mol·L-1·min-1;= mol·L-1·s-1=0.6 mol·L-1·min-1;= mol·L-1·h-1≈0.033 mol·L-1·min-1;在单位相同的条件下,不同物质的反应速率与其化学计量数的比值越大,其反应速率越大,所以反应快慢顺序是C>A>B>D。
6.选B 根据图示可知在10 s时C的浓度改变了0.4 mol·L-1,由于容器的容积是0.5 L,则10 s时反应生成C的物质的量n(C)=0.4 mol·L-1×0.5 L=0.2 mol,A错误;该反应进行到10 s 时,A的浓度减少0.2 mol·L-1,由于容器的容积是0.5 L,则消耗A的物质的量n(A)=0.2 mol·L-1×0.5 L=0.1 mol,B正确;在10 s后A、B、C三种物质的浓度分别改变了0.2 mol·L-1、0.6 mol·L-1、0.4 mol·L-1,物质改变的浓度比等于化学方程式中相应物质的化学计量数的比,此时物质的浓度不再发生变化,则反应的化学方程式为A+3B 2C,C错误;在10 s时用B的浓度变化表示的反应速率v(B)==0.06 mol·L-1·s-1,D错误。
7.选C v(Fe)==2.8 g·min-1,可用固体质量的变化表示反应速率,故A错误;v(H2)==1.12 L·min-1,数据合理,故B错误;v(H2SO4)==0.5 mol·L-1·min-1,则乙错误,故C正确;v(H2SO4)=v(FeSO4)=0.5 mol·L-1·min-1,甲、丙、丁均正确,故D错误。
8.选A 化学反应速率之比等于化学计量数之比,则反应速率大小关系为2v(B)=3v(C)=6v(D),故A正确;A为纯固体,速率单位为mol·L-1·min-1时,不能用纯固体表示,故B错误;可计算平均速率,不能计算2 min末B的反应速率,故C错误;A为纯固体,增加A的量,化学反应速率不变,故D错误。
9.选D 设三组数据编号分别为①②③,分别代入关系式,则有=2=2m,m=1;=2=4n,n=。
10.选A 根据反应方程式中物质转化关系可知,C2I2F4与I·化学计量数之比是1∶2,在2×10-15 s后C2I2F4的浓度减少6×10-5 mol·L-1,则I·的浓度变化为1.2×10-4 mol·L-1,则用I·表示的反应速率v(I·)==6×1010 mol·L-1·s-1,A正确;起始到2×10-15 s时,I·改变的浓度是C2I2F4改变的浓度的2倍,而不是I·浓度是C2I2F4浓度的2倍,B错误;在0~2×10-15 s时C2I2F4的平均反应速率v(C2I2F4)==3×1010 mol·L-1·s-1,而不是2×10-15 s末的瞬时速率,C错误;化学反应速率之比等于方程式中相应物质的化学计量数之比,则F2—F2、I·的速率关系:2v(F2—F2)=v(I·),D错误。
11.选B 此题为连锁反应,即NH4Br(s)分解生成的HBr又有一部分分解,故剩余的HBr的量为NH4Br分解生成的HBr的量减去HBr分解的量,即c(HBr)=c生成(HBr)-c分解(HBr),又知c(H2)=0.5 mol·L-1,则c分解(HBr)=1 mol·L-1,所以c生成(HBr)=c(HBr)+c分解(HBr)=5 mol·L-1,c(NH3)=c生成(HBr)=5 mol·L-1,v(NH3)==2.5 mol·L-1·min-1。
12.选A 由v(C)=0.25 mol·L-1·min-1知,2 min 内C的浓度变化量Δc(C)=0.25 mol·L-1·min-1 ×2 min=0.5 mol·L-1,设A、B初始浓度为a mol·L-1,结合题中数据,可列出“三段式”:
3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)
起始浓度/(mol·L-1) a a 0 0
转化浓度/(mol·L-1) 0.75 0.25 0.5 0.5
终态浓度/(mol·L-1) a-0.75 a-0.25 0.5 0.5
则2 min时,c(A)∶c(B)=(a-0.75)∶(a-0.25)=3∶5,解得a=1.5
2 min时,A的浓度为1.5-0.75=0.75 mol·L-1,物质的量为1.5 mol,A正确;2 min时,A的转化率为×100%=50%,B错误;v(B)==0.125 mol·L-1·min-1,C错误;由于Δc(C)=Δc(D),x=2,D错误。
13.选D 反应至6 min时,生成O2在标况下的体积为22.4 mL(物质的量为0.001 mol),消耗H2O2的物质的量为0.002 mol,则c(H2O2)==0.6 mol·L-1,A错误;第4 min时过氧化氢的浓度大于第6 min时过氧化氢的浓度,浓度越大,反应速率越快,故第4 min时瞬时速率大于第6 min时的瞬时速率,B错误;反应至6 min时,生成O2在标准状况下的体积为22.4 mL(物质的量为0.001 mol),则分解的H2O2的物质的量为0.002 mol,所以H2O2分解率为×100%=25%,C错误;0~6 min时间内,生成Δn(O2)==0.001 mol,由2H2O22H2O+O2↑得消耗Δn(H2O2)=2×Δn(O2)=2×0.001 mol=0.002 mol,Δc(H2O2)= mol·L-1=0.20 mol·L-1,所以v(H2O2)=≈3.3×10-2mol·L-1·min-1,D正确。
14.解析:(1)一般不用固体和纯液体来表示反应速率,所以可用O2、SO2来表示该反应的化学反应速率。(2)不同物质表示的反应速率和化学方程式中对应的化学计量数成正比,所以氧气减少的速率为0.64 mol·L-1·s-1×=0.88 mol·L-1·s-1。(3)此时间内SO2的速率为0.4 mol·L-1·s-1,则氧气表示的速率为0.4 mol·L-1·s-1×=0.55 mol·L-1·s-1,所以氧气的浓度变化为0.55 mol·L-1·s-1×4 s=2.2 mol·L-1,则开始时氧气的浓度为2.8 mol·L-1+2.2 mol·L-1=5.0 mol·L-1。
答案:(1)O2、SO2 (2)0.88 mol·L-1·s-1
(3)5.0 mol·L-1
15.解析:(1)a~b段氢气的平均反应速率为=1 mol·L-1·min-1,b~c段氢气的平均反应速率为=0.75 mol·L-1·min-1,c~d段氢气的平均反应速率为=0.1 mol·L-1·min-1,所以平均反应速率最大的时间段是a~b,该时间段内H2的平均反应速率是1 mol·L-1·min-1。
(2)由图可知,平衡时氢气的物质的量为2 mol,列三段式:
3H2(g)+CO2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
起始/mol 8 6 0 0
变化/mol 6 2 2 2
平衡/mol 2 4 2 2
所以平衡时CO2的转化率为×100%≈33.3%;恒温、恒容时,气体压强之比等于气体的物质的量之比,所以反应前后容器内的压强比是(6+8)∶(4+2+2+2)=7∶5。
答案:(1)a~b 1 mol·L-1·min-1 (2)33.3% 7∶5
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