第3节 化学反应的速率
第1课时 化学反应速率(基础课)
学习任务 1．通过对氢气与氧气反应历程的探究知道化学反应是有历程的。 2．通过 “镁条与盐酸反应 ”实验探究，知道化学反应速率的表示方法，能进行化学反应速率的简单计算。
旧知回顾 1．化学反应速率的定义：描述化学反应快慢程度的物理量。 2．化学反应速率的表达式(A为反应物，D为反应产物)：v(A)＝或v(D)＝；表示平均反应速率而非瞬时速率。 3．化学反应速率的关系式法计算化学反应速率：化学反应速率数值之比＝化学方程式中各物质化学式前的系数之比。 4．化学反应速率的大小比较：对于反应aA(g)＋bB(g)===cC(g)，若v(A)∶v(B)＝a∶b，二者速率相等 ；若v(A)∶v(B)>a∶b，v(A)>v(B)；v(A)∶v(B)
一、化学反应是有历程的
1．基元反应：大多数化学反应都是分几步完成的，其中的______反应称为基元反应。例如，H·＋O2―→·OH＋O·即为氢气与氧气生成水的反应中的一个基元反应。
2．反应历程
(1)含义：基元反应构成的反应序列。
(2)特点
①反应不同，反应____不相同。
②同一反应，在不同____下的反应历程也可能不同。
(3)决定因素：反应历程由______________________决定。
(4)作用：反应历程的差别造成了____________的不同。
3．从反应机理角度对化学反应的分类
(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)一个化学反应的反应历程是固定的。 ( )
(2)所有的化学反应都是由很多基元反应组成的。 ( )
(3)由多个基元反应组成的化学反应，其反应的快慢由最快的一步基元反应决定。 ( )
二、化学反应速率
1．化学反应速率
(1)表示方法
对于反应体系体积不变的化学反应aA＋bB===dD＋eE，可以用单位时间内某物质__________________________的改变量(取绝对值)来表示。
(2)数学表达式及单位
v(A)＝，单位为_________________或___________________。
(3)特点
①同一反应选用不同的反应物或反应产物表示化学反应速率，数值可能____，但表示的意义____。
②用各物质表示的化学反应速率的数值之比等于化学方程式中各物质化学式前的________。为了统一起见，将化学反应速率定义为v＝·＝·＝·＝·，这样，对于一个化学反应来说，无论用哪一种物质表示，化学反应速率都是相同的。
2．化学反应速率的测定
(1)测定原理：利用化学反应中与某一种化学物质的____(或____)相关的性质进行测定。
(2)物理测定法
测定化学反应速率的关键是测定某一时间间隔内反应体系中某物质____的变化。物质的某些物理性质(如压强、体积、吸光度、电导率等)与其________或____存在函数关系，因此人们常用物理方法，通过准确而快速地测定反应物或反应产物浓度的变化来确定化学反应速率。常用于测定化学反应速率的物理方法有______、比色法、电导法等。
反应4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)在2 L的密闭容器中进行，1 min后，NH3减少了0.12 mol。求：
(1)1 min内，以NH3表示的化学反应速率为________________。
(2)以O2表示的化学反应速率为________________________________________。
(3)以NO表示的化学反应速率为_______________________________________。
(4)以H2O表示的化学反应速率为_______________________________________。
(5)分别用NH3、O2、NO、H2O表示的化学反应速率之比为________。
化学反应速率的计算和比较
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：
t/s 0 500 s 1 000 s
c(H2)/(mol·L-1) 5.00 3.52 2.48
cCO/(mol·L-1) 2.50
1．在500 s内用H2表示的化学反应速率是多少？
2．在500 s时生成的甲醇的浓度是多少？
3．若该反应在不同条件下的反应速率分别为v(H2)＝1 mol·L－1·s－1、v(CO)＝1 mol·L－1·s－1，试比较二者反应速率的快慢。
1．化学反应速率的计算方法
(1)公式法：v＝或v＝。
(2)“三段式”法
①计算步骤：写出化学方程式，列出各反应物和反应产物的起始量、转化量、某时刻量，再根据变化量之比等于化学式前的系数之比，列出关系式计算。
②计算模式
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＋
v(A)＝ mol·L-1·min-1；
v(B)＝ mol·L-1·min-1；
v(C)＝ mol·L-1·min-1。
③注意事项
a．对反应物：c(起始)－c(转化)＝c(某时刻)；
b．对反应产物：c(起始)＋c(转化)＝c(某时刻)。
2．化学反应速率的比较方法
(1)“一看”：看化学反应速率的单位是否一致，若不一致，需转化为同一单位。
(2)“二化”：将不同物质的化学反应速率转化成同一物质的化学反应速率，或分别除以相应物质的系数。
(3)“三比较”：标准统一后比较数值大小，数值越大，反应速率越大。如反应aA＋bB===cC，要比较v(A)与v(B)的相对大小，即比较与，若>，则A表示的反应速率比B表示的大。
1．化学反应4A(s)＋3B(g) 2C(g)＋D(g)，经过2 min，物质B的浓度减少。对此反应速率的表示正确的是( )
A．用A表示的反应速率是0.4 mol·L-1·min-1
B．2 min内，v正(B)和v逆(C)表示的反应速率都是逐渐减小的
C．2 min内的反应速率用C表示是0.3 mol·L-1·min-1
D．分别用B、C、D表示的反应速率的比值是3∶2∶1
2．已知反应 aA(g)＋bB(g) cC(g)，某温度下，在2 L 密闭容器中投入一定量的A、B，两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。
(1)从反应开始到12 s时，用A表示反应的速率为________。
(2)经测定，前4 s内v(C)＝0.05 mol·L-1·s-1，则该反应的化学方程式为_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行，经相同时间后，测得三个容器中的反应速率分别为甲：v(A)＝0.3 mol·L-1·s-1，乙：v(B)＝0.12 mol·L-1·s-1，丙：v(C)＝9.6 mol·L-1·min-1。则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为________________________。
化学反应速率的测定
锌与稀硫酸反应速率的测定
实验 装置
实验Ⅰ 加入a g锌粒，然后快速加入40 mL 1 mol· L-1的硫酸
实验Ⅱ 加入a g锌粒，然后快速加入40 mL 4 mol· L-1的硫酸
1．实验过程中观察到什么现象？收集10 mL气体，实验Ⅰ、Ⅱ哪个需要的时间短？
2．你还能想出哪些方法测定锌与稀硫酸的化学反应速率？
1．化学反应速率是通过实验测定的，测量下列化学反应的速率时，测量依据不合理的是( )
选项 化学反应 测量依据 (单位时间内)
A CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) 压强变化
B Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ H2体积
C 2NO2(g) N2O4(g) 颜色深浅
D Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH 沉淀质量
2．对于反应3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑ ＋4H2O在测量化学反应速率时，以下不可以利用的相关性质为( )
A．气体的体积和体系的压强
B．溶液颜色的深浅
C．固体物质的体积
D．H＋浓度的变化
盐酸与碳酸钙反应生成CO2，运用如图所示装置，可测定该反应的反应速率。请根据要求填空：
(1)连接好仪器后，需要检查________________________________，再加入试剂进行实验。
(2)在锥形瓶中加入5 g碳酸钙，加入20 mL 1 mol·L-1的盐酸。每隔10 s观测注射器中气体的体积，并以mL·s-1为反应速率的单位，计算每10 s内的反应速率。数据处理的结果见下表：
时间/s 10 20 30 40 50 60
气体体积/mL 4 14 25 38 47 55
反应速率/(mL·s-1) 0.4 1.0 1.1 ？ 0.9 0.8
表格中的“？”处应填的数据是________。
(3)从反应速率随时间变化的数据可知，本实验中反应速率与________和________有关。
1．化学反应速率： 用单位时间内某物质浓度(或质量、物质的量等)的改变量(取绝对值)来表示。v(A)＝，单位为mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1。 2．各物质表示的化学反应速率的数值之比等于化学方程式中各物质化学式前的系数之比。
1．某温度下，往密闭容器中加入一定量的A和B，发生反应：2A(g)＋B(g) C(g)。物质C的浓度随反应时间(t)的变化如表。在0～6 s内，平均反应速率为( )
t/s 2 4 6 8
C的浓度/(mol·L-1) 0.22 0.36 0.42 0.46
A．v(A)＝0.070 mol·L-1·s-1
B．v(A)＝0.14 mol·L-1·s-1
C．v(B)＝0.035 mol·L-1·s-1
D．v(C)＝0.42 mol·L-1·s-1
2．已知某条件下，合成氨反应中不同时刻各物质的浓度如下：
N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)
初始浓度/(mol·L-1) 1.0 3.0 0.2
2 s末浓度/(mol·L-1) 0.6 1.8 1.0
4 s末浓度/(mol·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，下列说法正确的是( )
A．2 s末时用氨气的浓度变化表示的反应速率为
B．前2 s内用氨气的浓度变化表示的反应速率为
C．前4 s内用氨气的浓度变化表示的反应速率为
D．2～4 s内用氨气的浓度变化表示的反应速率为
3．反应2A(g)＋B(g)===3C(g)＋4D(g)在不同条件下进行，下列表示该反应速率最快的是( )
A．v(A)＝0.5 mol·L-1·s-1
B．v(B)＝0.3 mol·L-1·s-1
C．v(C)＝0.8 mol·L-1·s-1
D．v(D)＝1.0 mol·L-1·s-1
4．在一定容积的容器中发生反应：2CH4(g)＋2NH3(g)＋3O2(g)===2HCN(g)＋6H2O(g)，15 min 内测得反应速率用HCN的浓度变化表示为0.36 mol·L-1·min-1，该段时间内下列说法正确的是( )
A．15 min内反应消耗氨气5.4 mol
B．可用水蒸气的浓度变化表示该段时间内的反应速率为1.08 mol·L-1·min-1
C．各物质的反应速率关系：2v(CH4)＝2v(NH3)＝3v(O2)
D．15 min时氧气浓度下降到8.1 mol·L-1
5．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为系数。在0～3 min 内，各物质物质的量的变化如表所示：
类别 项目 X Y Z Q
起始/mol 0.7 1.0
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，且v(Z)∶ v(Y)＝1∶ 2。
(1)试确定以下物质的相关量：
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：______________________________。
1/1第3节 化学反应的速率
第1课时 化学反应速率(基础课)
学习任务 1．通过对氢气与氧气反应历程的探究知道化学反应是有历程的。 2．通过 “镁条与盐酸反应 ”实验探究，知道化学反应速率的表示方法，能进行化学反应速率的简单计算。
旧知回顾 1．化学反应速率的定义：描述化学反应快慢程度的物理量。 2．化学反应速率的表达式(A为反应物，D为反应产物)：v(A)＝或v(D)＝；表示平均反应速率而非瞬时速率。 3．化学反应速率的关系式法计算化学反应速率：化学反应速率数值之比＝化学方程式中各物质化学式前的系数之比。 4．化学反应速率的大小比较：对于反应aA(g)＋bB(g)===cC(g)，若v(A)∶v(B)＝a∶b，二者速率相等 ；若v(A)∶v(B)>a∶b，v(A)>v(B)；v(A)∶v(B)一、化学反应是有历程的
1．基元反应：大多数化学反应都是分几步完成的，其中的每一步反应称为基元反应。例如，H·＋O2―→·OH＋O·即为氢气与氧气生成水的反应中的一个基元反应。
2．反应历程
(1)含义：基元反应构成的反应序列。
(2)特点
①反应不同，反应历程不相同。
②同一反应，在不同条件下的反应历程也可能不同。
(3)决定因素：反应历程由反应物的结构和反应条件决定。
(4)作用：反应历程的差别造成了化学反应速率的不同。
3．从反应机理角度对化学反应的分类
(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)一个化学反应的反应历程是固定的。 (×)
(2)所有的化学反应都是由很多基元反应组成的。 (×)
(3)由多个基元反应组成的化学反应，其反应的快慢由最快的一步基元反应决定。 (×)
二、化学反应速率
1．化学反应速率
(1)表示方法
对于反应体系体积不变的化学反应aA＋bB===dD＋eE，可以用单位时间内某物质浓度(或质量、物质的量等)的改变量(取绝对值)来表示。
(2)数学表达式及单位
v(A)＝，单位为mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1。
(3)特点
①同一反应选用不同的反应物或反应产物表示化学反应速率，数值可能不同，但表示的意义相同。
②用各物质表示的化学反应速率的数值之比等于化学方程式中各物质化学式前的系数之比。为了统一起见，将化学反应速率定义为v＝·＝·＝·＝·，这样，对于一个化学反应来说，无论用哪一种物质表示，化学反应速率都是相同的。
2．化学反应速率的测定
(1)测定原理：利用化学反应中与某一种化学物质的浓度(或质量)相关的性质进行测定。
(2)物理测定法
测定化学反应速率的关键是测定某一时间间隔内反应体系中某物质浓度的变化。物质的某些物理性质(如压强、体积、吸光度、电导率等)与其物质的量或浓度存在函数关系，因此人们常用物理方法，通过准确而快速地测定反应物或反应产物浓度的变化来确定化学反应速率。常用于测定化学反应速率的物理方法有量气法、比色法、电导法等。
反应4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)在2 L的密闭容器中进行，1 min后，NH3减少了0.12 mol。求：
(1)1 min内，以NH3表示的化学反应速率为________________。
(2)以O2表示的化学反应速率为________________________________________。
(3)以NO表示的化学反应速率为_______________________________________。
(4)以H2O表示的化学反应速率为_______________________________________。
(5)分别用NH3、O2、NO、H2O表示的化学反应速率之比为________。
[答案] (1)0.06 mol·L-1·min-1 (2)0.075 mol·L-1·min-1 (3)0.06 mol·L-1·min-1 (4)0.09 mol·L-1·min-1 (5)4∶5∶4∶6
化学反应速率的计算和比较
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：
t/s 0 500 s 1 000 s
c(H2)/(mol·L-1) 5.00 3.52 2.48
cCO/(mol·L-1) 2.50
1．在500 s内用H2表示的化学反应速率是多少？
提示：在 500 s内，v(H2)＝＝2.96×10-3 mol·L－1·s－1。
2．在500 s时生成的甲醇的浓度是多少？
提示：在 500 s时反应了的 H2的浓度为Δc(H2)＝1.48 mol·L－1，则生成的 CH3OH的浓度为c(CH3OH)＝Δc(H2)＝ 0.74 mol·L－1。
3．若该反应在不同条件下的反应速率分别为v(H2)＝1 mol·L－1·s－1、v(CO)＝1 mol·L－1·s－1，试比较二者反应速率的快慢。
提示：＜，故后者反应速率快。
1．化学反应速率的计算方法
(1)公式法：v＝或v＝。
(2)“三段式”法
①计算步骤：写出化学方程式，列出各反应物和反应产物的起始量、转化量、某时刻量，再根据变化量之比等于化学式前的系数之比，列出关系式计算。
②计算模式
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＋
v(A)＝ mol·L-1·min-1；
v(B)＝ mol·L-1·min-1；
v(C)＝ mol·L-1·min-1。
③注意事项
a．对反应物：c(起始)－c(转化)＝c(某时刻)；
b．对反应产物：c(起始)＋c(转化)＝c(某时刻)。
2．化学反应速率的比较方法
(1)“一看”：看化学反应速率的单位是否一致，若不一致，需转化为同一单位。
(2)“二化”：将不同物质的化学反应速率转化成同一物质的化学反应速率，或分别除以相应物质的系数。
(3)“三比较”：标准统一后比较数值大小，数值越大，反应速率越大。如反应aA＋bB===cC，要比较v(A)与v(B)的相对大小，即比较与，若>，则A表示的反应速率比B表示的大。
1．化学反应4A(s)＋3B(g) 2C(g)＋D(g)，经过2 min，物质B的浓度减少。对此反应速率的表示正确的是( )
A．用A表示的反应速率是0.4 mol·L-1·min-1
B．2 min内，v正(B)和v逆(C)表示的反应速率都是逐渐减小的
C．2 min内的反应速率用C表示是0.3 mol·L-1·min-1
D．分别用B、C、D表示的反应速率的比值是3∶2∶1
D [物质A是固体，浓度不变，不能用A的浓度表示该反应的反应速率，A项错误；B是反应物，浓度降低，v正(B)逐渐减小，C是反应产物，浓度增大，v逆(C)逐渐增大，B项错误；经过2 min，物质B的浓度减少0.6 mol·L-1，则用C表示的反应速率为0.2 mol·L-1·min-1，C项错误；反应速率之比等于化学方程式中相应物质化学式前的系数之比，则v(B)∶v(C)∶v(D)＝3∶2∶1，D项正确。]
2．已知反应 aA(g)＋bB(g) cC(g)，某温度下，在2 L 密闭容器中投入一定量的A、B，两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。
(1)从反应开始到12 s时，用A表示反应的速率为________。
(2)经测定，前4 s内v(C)＝0.05 mol·L-1·s-1，则该反应的化学方程式为_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行，经相同时间后，测得三个容器中的反应速率分别为甲：v(A)＝0.3 mol·L-1·s-1，乙：v(B)＝0.12 mol·L-1·s-1，丙：v(C)＝9.6 mol·L-1·min-1。则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为________________________。
[答案] (1)0.05 mol·L-1·s-1 (2)3A(g)＋B(g) 2C(g) (3)乙>甲>丙
化学反应速率的测定
锌与稀硫酸反应速率的测定
实验 装置
实验Ⅰ 加入a g锌粒，然后快速加入40 mL 1 mol· L-1的硫酸
实验Ⅱ 加入a g锌粒，然后快速加入40 mL 4 mol· L-1的硫酸
1．实验过程中观察到什么现象？收集10 mL气体，实验Ⅰ、Ⅱ哪个需要的时间短？
提示：锥形瓶内锌粒表面产生气泡。实验Ⅱ所用时间短。
2．你还能想出哪些方法测定锌与稀硫酸的化学反应速率？
提示：①可通过测量相同时间内收集 H2的多少来测定； ②可通过测量一段时间内溶液中c(H＋)的变化来测定；③可通过测量一段时间内锌粒质量的变化来测定。
1．化学反应速率是通过实验测定的，测量下列化学反应的速率时，测量依据不合理的是( )
选项 化学反应 测量依据 (单位时间内)
A CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) 压强变化
B Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ H2体积
C 2NO2(g) N2O4(g) 颜色深浅
D Ca(OH)2＋Na2CO3===CaCO3↓＋2NaOH 沉淀质量
A [化学反应速率通常用单位时间内某反应物浓度的减少量(绝对值)或某反应产物浓度的增加量来表示。A项，该反应是气体分子数不变(反应前后气体的系数之和相等)的反应，反应前后压强不变，不合理；B项，单位时间内H2体积变化越大，则化学反应速率越大，合理；C项，2NO2(g) N2O4(g)，NO2是红棕色气体，N2O4是无色气体，可以用单位时间内气体颜色的变化来衡量反应的快慢，合理；D项，CaCO3为固体，单位时间内产生的沉淀的质量越多，反应速率越大，合理。]
2．对于反应3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑ ＋4H2O在测量化学反应速率时，以下不可以利用的相关性质为( )
A．气体的体积和体系的压强
B．溶液颜色的深浅
C．固体物质的体积
D．H＋浓度的变化
C [固体的浓度为定值，不可以用固体物质的体积变化来测量化学反应速率。]
盐酸与碳酸钙反应生成CO2，运用如图所示装置，可测定该反应的反应速率。请根据要求填空：
(1)连接好仪器后，需要检查________________________________，再加入试剂进行实验。
(2)在锥形瓶中加入5 g碳酸钙，加入20 mL 1 mol·L-1的盐酸。每隔10 s观测注射器中气体的体积，并以mL·s-1为反应速率的单位，计算每10 s内的反应速率。数据处理的结果见下表：
时间/s 10 20 30 40 50 60
气体体积/mL 4 14 25 38 47 55
反应速率/(mL·s-1) 0.4 1.0 1.1 ？ 0.9 0.8
表格中的“？”处应填的数据是________。
(3)从反应速率随时间变化的数据可知，本实验中反应速率与________和________有关。
[答案] (1)装置气密性 (2)1.3 (3)溶液温度 H＋的浓度
1．化学反应速率： 用单位时间内某物质浓度(或质量、物质的量等)的改变量(取绝对值)来表示。v(A)＝，单位为mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1。 2．各物质表示的化学反应速率的数值之比等于化学方程式中各物质化学式前的系数之比。
1．某温度下，往密闭容器中加入一定量的A和B，发生反应：2A(g)＋B(g) C(g)。物质C的浓度随反应时间(t)的变化如表。在0～6 s内，平均反应速率为( )
t/s 2 4 6 8
C的浓度/(mol·L-1) 0.22 0.36 0.42 0.46
A．v(A)＝0.070 mol·L-1·s-1
B．v(A)＝0.14 mol·L-1·s-1
C．v(B)＝0.035 mol·L-1·s-1
D．v(C)＝0.42 mol·L-1·s-1
B [由表格数据可知，0～6 s内，C的平均反应速率为＝0.07 mol·L-1·s-1，由各物质的化学反应速率之比等于化学式前的系数之比可得：A的平均反应速率为0.07 mol·L-1·s-1×2＝0.14 mol·L-1·s-1，B的平均反应速率为0.07 mol·L-1·s-1。]
2．已知某条件下，合成氨反应中不同时刻各物质的浓度如下：
N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)
初始浓度/(mol·L-1) 1.0 3.0 0.2
2 s末浓度/(mol·L-1) 0.6 1.8 1.0
4 s末浓度/(mol·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，下列说法正确的是( )
A．2 s末时用氨气的浓度变化表示的反应速率为
B．前2 s内用氨气的浓度变化表示的反应速率为
C．前4 s内用氨气的浓度变化表示的反应速率为
D．2～4 s内用氨气的浓度变化表示的反应速率为
C [前2 s内，用氨气的浓度变化表示的反应速率为＝0.4 mol·L-1·s-1，前4 s内，用氨气的浓度变化表示的反应速率为＝0.3 mol·L-1·s-1，2～4 s内，用氨气的浓度变化表示的反应速率为＝0.2 mol·L-1·s-1，化学反应速率为平均速率，不是瞬时速率，故A、B、D项错误。]
3．反应2A(g)＋B(g)===3C(g)＋4D(g)在不同条件下进行，下列表示该反应速率最快的是( )
A．v(A)＝0.5 mol·L-1·s-1
B．v(B)＝0.3 mol·L-1·s-1
C．v(C)＝0.8 mol·L-1·s-1
D．v(D)＝1.0 mol·L-1·s-1
B [都换算成用B表示的反应速率：A项，v(B)＝＝0.25 mol·L-1·s-1；B项，v(B)＝0.3 mol·L-1·s-1；C项，v(B)＝＝ mol·L-1·s-1；D项，v(B)＝＝0.25 mol·L-1·s-1。则B项的值最大，反应速率最快。]
4．在一定容积的容器中发生反应：2CH4(g)＋2NH3(g)＋3O2(g)===2HCN(g)＋6H2O(g)，15 min 内测得反应速率用HCN的浓度变化表示为0.36 mol·L-1·min-1，该段时间内下列说法正确的是( )
A．15 min内反应消耗氨气5.4 mol
B．可用水蒸气的浓度变化表示该段时间内的反应速率为1.08 mol·L-1·min-1
C．各物质的反应速率关系：2v(CH4)＝2v(NH3)＝3v(O2)
D．15 min时氧气浓度下降到8.1 mol·L-1
B [15 min内HCN浓度的变化量为×15 min＝5.4 mol·L-1，由化学方程式可知氨气浓度的减少量为5.4 mol·L-1，但容器容积未知，不能计算其物质的量，A项错误；同一化学反应中，不同物质的反应速率之比等于其对应系数之比，则该段时间内用水蒸气的浓度变化表示反应速率为0.36 mol·L-1·min-1×＝1.08 mol·L-1·min-1，B项正确；3v(CH4)＝3v(NH3)＝2v(O2)，C项错误；O2与HCN的系数之比为3∶2，则15 min内氧气浓度减少5.4 mol·L-1×＝8.1 mol·L-1，初始浓度未知，不能确定15 min时氧气的浓度，D项错误。]
5．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为系数。在0～3 min 内，各物质物质的量的变化如表所示：
类别 项目 X Y Z Q
起始/mol 0.7 1.0
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，且v(Z)∶ v(Y)＝1∶ 2。
(1)试确定以下物质的相关量：
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：______________________________。
[答案] (1)2.3 mol 3.0 mol (2)1 4 2 3 (3)0.05 mol·L-1·min-1
数智分层作业(十四) 化学反应速率
(选择题每小题只有一个选项符合题目要求，选择题每小题3分，本试卷共55分)
1．在N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)的反应中，经过一段时间后，NH3的浓度增加了，在此段时间内用N2表示的平均反应速率为0.15 mol·L-1·s-1，则此段时间是( )
A．1 s B．2 s C．4 s D．1.33 s
B [NH3的浓度增加了0.6 mol·L-1，则N2的浓度减小了，根据v＝，可得Δt＝＝＝2 s，B正确。]
2．已知反应4NH3(g)＋5O2(g) 4NO(g)＋6H2O(g)在10 L密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45 mol，则此反应的平均速率v(X)可表示为( )
A．v(NH3)＝0.010 mol·L-1·s-1
B．v(O2)＝0.001 0 mol·L-1·s-1
C．v(NO)＝0.001 0 mol·L-1·s-1
D．v(H2O)＝0.045 mol·L-1·s-1
[答案] C
3．5.6 g铁粉投入到盛有100 mL 2 mol·L-1稀硫酸的烧杯中，2 min时铁粉刚好溶解(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 mol·L-1·min-1
B．v(H2SO4)＝1 mol·L-1·min-1
C．v(H2SO4)＝0.5 mol·L-1·min-1
D．v(FeSO4)＝1 mol·L-1·min-1
C [铁粉为固体，其物质的量浓度可视为常数，不能用来表示化学反应速率，A项错误；反应的铁粉是0.1 mol，参加反应的H2SO4为0.1 mol，所以v(H2SO4)＝0.5 mol·L-1·min-1，v(FeSO4)＝0.5 mol·L-1·min-1，B、D项错误。]
4．在a、b、c、d四个不同的容器中，在不同条件下进行反应2A(g)＋B(g)===3C(g)＋4D(g)。在0～t时间内测得：a容器中v(A)＝1 mol·L-1·s-1，b容器中v(B)＝0.6 mol·L-1·s-1，c容器中v(C)＝1.5 mol·L-1·s-1，d容器中v(D)＝12 mol·L-1·min-1。则在0～t时间内，反应速率最大的是( )
A．a容器中 B．b容器中
C．c容器中 D．d容器中
B [根据反应速率之比等于化学方程式中化学式前的系数之比，将四个不同容器中的反应速率用同一种物质表示，只有这样才能比较出反应速率的大小。如统一用v(B)表示，则a容器中v(B)＝0.5 mol·L-1·s-1，b容器中v(B)＝0.6 mol·L-1·s-1，c容器中v(B)＝0.5 mol·L-1·s-1，要注意d容器中v(D)＝12 mol·L-1·min-1，速率的单位与其他不一致，则转化后v(B)＝0.05 mol·L-1·s-1，由此可知b容器中反应速率最大，B项符合题意。]
5．把0.6 mol X气体和0.6 mol Y气体混合于2 L的密闭容器中，使它们发生反应 3X(g)＋Y(g) nZ(g)＋2W(g)，5 min末生成0.2 mol W。若测知以Z的浓度变化表示的平均反应速率为0.01 mol·L-1·min-1，则化学方程式中的n为( )
A．1 B．2 C．3 D．4
A [5 min内W的平均反应速率v(W)＝＝0.02 mol·L-1·min-1，利用各物质的反应速率之比等于化学方程式中化学式前的系数之比，可知v(Z)∶v(W)＝0.01 mol·L-1·min-1∶0.02 mol·L-1·min-1＝n∶2，解得n＝1，A正确。]
6．一定条件下，在体积为10 L的固定容器中发生反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，反应过程如图所示。下列说法不正确的是( )
A．t1 min时，正、逆反应速率相等
B．X曲线表示NH3的物质的量随时间的变化关系
C．0～8 min，H2的平均反应速率v(H2)＝
D．10～12 min，N2的平均反应速率v(N2)＝
[答案] A
7．(8分)某温度时，在容积为3 L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示，由图中数据分析：
(1)该反应的化学方程式为_________________________________________。(3分)
(2)反应开始至2 min末，X的反应速率约为________。(3分)
(3)该反应是由______(填序号)开始的。(2分)
①正反应 ②逆反应 ③正、逆反应同时
[解析] (1)由题图知Z、Y为反应物，X为反应产物，且该反应为可逆反应，Z、Y、X的系数之比为(2.0－1.6)∶(1.2－1.0)∶(1.0－0.4)＝2∶1∶3。
(2)v(X)＝≈0.067 mol·L-1·min-1。
[答案] (1)2Z＋Y 3X (2)0.067 mol·L-1·min-1 (3)③
8．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，则下列生成NH3的反应速率正确的是( )
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
B [此题为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的量减去分解的HBr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，B项符合题意。]
9．在一定温度时，将1 mol A和2 mol B放入容积为5 L的某密闭容器中发生如下反应：A(s)＋2B(g) C(g)＋2D(g)，经5 min后，测得容器内B的浓度减少了0.2 mol·L-1。下列叙述不正确的是( )
A．在5 min内该反应用C的浓度变化表示的反应速率为0.02 mol·L-1·min-1
B．5 min时，容器内D的浓度为0.2 mol·L-1
C．该可逆反应随反应的进行，容器内压强逐渐增大
D．5 min时容器内气体总的物质的量为3 mol
D [根据题意，可计算v(B)＝0.04 mol·L-1·min-1，则v(C)＝0.02 mol·L-1·min-1，A正确；5 min 时，c(C)＝，则c(D)＝0.2 mol·L-1，B正确；该反应为气体分子数增加的反应，随反应的进行，容器内压强增大，C正确；5 min时，Δn(B)＝0.2 mol·L-1×5 L＝1 mol，Δn(C)＝0.5 mol，Δn(D)＝1 mol，因此气体的物质的量为2 mol－1 mol＋0.5 mol＋1 mol＝2.5 mol，D错误。]
10．一定温度下，向2 L的恒容密闭容器中充入1.0 mol A和1.0 mol B，发生反应A(g)＋B(g) C(g)，经过一段时间后反应达到平衡状态。反应过程中测定的A的物质的量变化如表所示，下列说法正确的是( )
t/s 0 5 15 25 35
n(A)/mol 1.0 0.85 0.81 0.80 0.80
A．前5 s内的平均反应速率v(A)＝0.03 mol·L-1·s-1
B．前15 s内体系的熵值逐渐增大
C．保持温度不变，起始时向容器中充入2.0 mol C，达到平衡时，C的转化率小于80%
D．保持温度不变，起始时向容器中充入0.20 mol A、0.20 mol B和1.0 mol C，反应达到平衡前v正>v逆
C [依据化学平衡列三段式计算：
A(g) ＋ B(g) C(g)
初始量/mol 1.0 1.0 0
转化量/mol 0.20 0.20 0.20
平衡量/mol 0.80 0.80 0.20
此温度下该反应的K＝0.625 mol-1·L。A项，前5 s内的平均反应速率v(A)＝＝0.015 mol·L-1·s-1，故A项错误；B项，前15 s内反应一直正向进行，该反应的正反应为气体分子数减小的反应，则体系的熵值逐渐减小，故B项错误；C项，该情况等效于起始加入2.0 mol A和2.0 mol B，恒容条件下与原平衡相比，相当于增大压强，平衡向正反应方向移动，则平衡时A、B的转化率比原平衡高，故平衡时A、B的物质的量小于1.60 mol，C的物质的量大于0.40 mol，即保持温度不变，起始时向容器中充入2.0 mol C，达到平衡时，C的物质的量大于0.40 mol，参加反应的C的物质的量小于1.60 mol，其转化率 小于80%，故C项正确；D项，Q＝＝·L＞K，说明反应逆向进行，则反应达到平衡前v正＜v逆，故D项错误。]
11．(8分)向2 L密闭容器中通入a mol气体A和b mol气体B，在一定条件下发生反应：
xA(g)＋yB(g) pC(g)＋qD(g)
已知：平均反应速率v(C)＝v(A)；反应2 min时，A的浓度减少了，B的物质的量减少了 mol，有a mol D生成。回答下列问题：
(1)反应2 min内，v(A)＝______，v(B)＝______。(4分)
(2)化学方程式中，x＝_______，y＝_______，p＝________，q＝________。(4分)
[解析] (1)根据化学反应速率定义：v(A)＝＝＝a mol·L-1·min-1，v(B)＝＝＝a mol·L-1·min-1。(2)v(C)＝v(A)＝a mol·L-1·min-1，v(D)＝＝a mol·L-1·min-1，根据各物质反应速率之比等于化学方程式中化学式前的系数之比，可得 x∶y∶p∶q＝∶∶∶，则x＝2，y＝3，p＝1，q＝6。
[答案] (1) mol·L-1·min-1 mol·L-1·min-1 (2)2 3 1 6
12．(12分)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 mol，B为6 mol；5 min时测得C为3 mol，用D表示的化学反应速率v(D)为0.2 mol·L-1·min-1。
试回答下列问题：
(1)5 min时B的物质的量浓度为________。(3分)
(2)5 min内用A表示的化学反应速率v(A)为________。(3分)
(3)化学方程式中n为________。(3分)
(4)此反应在四种不同情况下的反应速率如下：
①v(A)＝5 mol·L-1·min-1
②v(B)＝0.5 mol·L-1·s-1
③v(C)＝4.5 mol·L-1·min-1
④v(D)＝0.8 mol·L-1·s-1
其中反应速率最大的是______(填序号)。(3分)
[答案] (1)2 mol·L-1 (2)0.1 mol·L-1·min-1 (3)2 (4)④
1/1