第一节 化学反应速率
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[课标要求]
1．了解化学反应速率的概念和表示方法。
2．掌握化学反应速率的简单计算。
3．了解化学反应速率的测定方法。,
1.化学反应速率三个“1”：
(1)1个公式：v＝。
(2)1个关系：化学反应速率之比＝化学计量数之比。
(3)1种换算：1 mol·L－1·s－1＝60 mol·L－1·min－1。
2．表示化学反应速率“三项注意”：
(1)指明具体的物质。
(2)不能用固体或纯液体物质表示。
(3)是平均反应速率，不是瞬时速率。
1．含义：定量描述化学反应快慢程度的物理量。
2．表示方法：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。
3．表达式：v(A)＝。
4．单位：常用mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1等。
5．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mA＋nB===pY＋qZ
(1)用不同物质表示的反应速率分别为
v(A)＝，v(B)＝，v(Y)＝，v(Z)＝。
(2)化学反应中各物质的化学反应速率之比等于化学计量数之比。即v(A)∶v(B)∶v(Y)∶v(Z)＝m∶n∶p∶q或v(A)＝v(B)＝v(Y)＝v(Z)。
[特别提醒]
(1)化学反应速率，是某一时间段的平均速率而不是瞬时速率。
(2)不论是反应物还是生成物，其化学反应速率值都取正值。
(3)固体或纯液体(不是溶液)的物质的量浓度可视为不变的常数，因此，一般不用固体或纯液体表示化学反应速率。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或生成物浓度的增加( )
(2)化学反应速率为0.8 mol·L－1·s－1是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L－1( )
(3)根据化学反应速率的大小可以推知化学反应进行的快慢( )
(4)对于化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显( )
答案：(1)× (2)× (3)√ (4)×
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( )
A．v(W)＝3v(Z) B．2v(X)＝3v(Z)
C．2v(X)＝v(Y) D．3v(W)＝2v(X)
解析：选C 对于化学反应：3W(g)＋2X(g)??4Y(g)＋3Z(g)，v(W)＝v(X)＝v(Y)＝v(Z)。A项，v(W)＝v(Z)，错误；B项，3v(X)＝2v(Z)，错误；C项，2v(X)＝v(Y)，正确；D项，2v(W)＝3v(X)，错误。
化学反应速率的测定依据是与反应体系中任何一种化学物质的浓度(或质量)相关的性质的变化。
1．根据颜色变化
在溶液中，当反应物或生成物本身有较明显的颜色时，人们常利用颜色深浅和显色物质浓度的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。
2．根据释放出气体的体积
安装如图所示的两套装置A、B(锌粒大小相同)，通过分液漏斗分别加入40 mL 1 mol·L－1和40 mL 4 mol·L－1的硫酸后都立即产生气泡，我们可以根据产生相同体积的氢气所需要的时间长短来判断A、B两套装置的反应速率大小。
3．测定化学反应速率的一般方法
(1)对于有气体生成的反应，可测定相同时间内收集气体的多少或测定收集等量气体所耗时间的多少。
(2)对于有固体参加的反应，可测定相同时间内消耗固体质量的多少。
(3)对于有酸或碱参加的反应，可测定溶液中c(H＋)或c(OH－)的变化。
(4)对于有颜色变化或有沉淀生成的反应，可测定溶液变色或变浑浊所消耗时间的多少。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
对于反应CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O，用下列方法来测定反应速率是否正确
(1)测定收集一定体积的CO2时所用的时间( )
(2)测定一段时间内溶液中c(H＋)的变化( )
(3)测定一定质量的CaCO3完全溶解所需时间( )
(4)测定一定时间内产生CO2气体的体积( )
答案：(1)√ (2)√ (3)√ (4)√
2．用大理石(杂质不与稀盐酸反应)与稀盐酸反应制CO2，实验过程记录如右图所示，下列有关说法正确的是( )
A．OE段表示的反应速率最快
B．EF段表示的反应速率最快，收集的CO2最多
C．FG段表示的收集的CO2最多
D．OG段表示随着时间的推移，反应速率逐渐增大
解析：选B CaCO3与稀盐酸反应的化学方程式为CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O，图像的横坐标是时间，纵坐标是生成二氧化碳的体积，用单位时间内放出CO2的体积来表示其反应速率，表现在图像上就是曲线的斜率，斜率越大，反应速率越大，放出的CO2越多。由图可以看出，EF段反应速率最快，收集的CO2最多；整个反应过程中，反应速率先小(OE段)后大(EF段)再小(FG段)，而不是逐渐增大，所以只有B项正确。
1．化学反应速率的计算方法
(1)定义式法
利用公式v(A)＝计算化学反应速率。
(2)关系式法
利用化学反应速率之比＝物质的量浓度之比＝化学计量数之比。
(3)“三段式”法
①求解化学反应速率计算题的一般步骤：
a．写出有关反应的化学方程式。
b．找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。
c．根据已知条件列方程计算。
例如 mA ＋ nB?? pC
起始浓度/(mol·L－1) a b c
转化浓度/(mol·L－1) x
某时刻浓度/(mol·L－1) a－x b－ c＋
v(B)＝＝
②计算中注意以下量的关系：
a．对反应物：c(起始)－c(转化)＝c(某时刻)
b．对生成物：c(起始)＋c(转化)＝c(某时刻)
c．转化率＝×100%
2．化学反应速率快慢的比较方法——比值法
(1)转化为同一单位表示，其转化公式为1 mol·L－1·s－1＝60 mol·L－1·min－1。
(2)比较化学反应速率与化学计量数的比值。
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．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2 s末测得C的浓度为 0.6 mol·L－1，现有下列几种说法：
①用物质A表示的反应的平均速率为0.3 mol·L－1·s－1
②用物质B表示的反应的平均速率为0.6 mol·L－1·s－1
③2 s末，物质A的转化率为70%
④2 s末，物质B的浓度为0.7 mol·L－1
其中正确的是( )
A．①③ B．①④
C．②③ D．③④
解析：选B 由三段式表示：
2A(g)＋B(g)??2C(g)
起始浓度/(mol·L－1) 2 1 0
转化浓度/(mol·L－1) 0.6 0.3 0.6
2 s末浓度/(mol·L－1) 1.4 0.7 0.6
所以v(A)＝＝0.3 mol·L－1·s－1
v(B)＝v(A)＝0.15 mol·L－1·s－1
A的转化率为×100%＝30%，
2 s末时c(B)＝0.7 mol·L－1。
2．在2A(g)＋B(g)??3C(g)＋5D(g)反应中，表示该反应速率最快的是( )
A．v(A)＝2 mol·L－1·min－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 mol·L－1·s－1
解析：选B v(A)＝1 mol·L－1·min－1＝ mol·L－1·s－1，v(B)＝0.3 mol·L－1·s－1，v(C)＝ mol·L－1·s－1，v(D)＝0.2 mol·L－1·s－1，数值大者反应速率快，故速率B>C>D>A。
[三级训练·节节过关]
1．下列关于化学反应速率的说法，不正确的是( )
A．化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量
B．单位时间内某物质的浓度变化越大，则该物质反应就越快
C．化学反应速率可以用单位时间内生成某物质的质量的多少来表示
D．化学反应速率常用单位有“mol·L－1·s－1”和“mol·L－1·min－1”
解析：选C 化学反应速率是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的，即用单位时间内浓度的改变量来表示。
2．有关反应：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，下列说法正确的是( )
A．用HCl和CaCl2表示的反应速率数值不同，但表示的意义相同
B．不能用CaCO3的浓度变化来表示反应速率，但可用H2O的来表示
C．用H2O和CO2表示的化学反应速率相同
D．用CaCl2浓度的减少表示其反应速率
解析：选A 在溶液中，对于固体和水，我们认为其浓度是个定值。一般我们只用溶液和气体的浓度变化来表示化学反应速率。
3．在一定条件下发生反应2A(g)===2B(g)＋C(g)，将2 mol A 通入2 L容积恒定的密闭容器中，若维持容器内温度不变，5 min末测得A的物质的量为0.8 mol。用B的浓度变化来表示该反应的速率为( )
A．0.24 mol·L－1·min－1 B．0.08 mol·L－1·min－1
C．0.06 mol·L－1·min－1 D．0.12 mol·L－1·min－1
解析：选D Δn(A)＝2 mol－0.8 mol＝1.2 mol，v(A)＝Δn(A)/V·t＝＝0.12 mol·L－1·min－1，由化学方程式知，v(B)＝v(A)＝0.12 mol·L－1·min－1，则B的反应速率为0.12 mol·L－1·min－1。
4．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：
t/s
0
500
1 000
c(H2)/(mol·L－1)
5.00
3.52
2.48
c(CO)/(mol·L－1)
2.50
(1)在500 s内用H2表示的化学反应速率是________。
(2)在1 000 s内用CO表示的化学反应速率是________，1 000 s时CO的转化率是________。
(3)在500 s时生成的甲醇的浓度是________ mol·L－1。
解析：(1)在500 s内，v(H2)＝
＝ 2.96×10－3 mol·L－1·s－1。(2)在1 000 s内，H2的浓度减少了5.00 mol·L－1－2.48 mol·L－1＝2.52 mol·L－1，则CO的浓度减少了×2.52 mol·L－1＝1.26 mol·L－1，用CO表示的化学反应速率为v(CO)＝＝1.26×10－3 mol·L－1·s－1，CO的转化率为×100%＝50.4%。(3)在500 s内，H2的浓度为减少了1.48 mol·L－1，则生成的CH3OH的浓度为×1.48 mol·L－1＝0.74 mol·L－1。
答案：(1)2.96×10－3 mol·L－1·s－1
(2)1.26×10－3 mol·L－1·s－1 50.4% (3)0.74
1．下列说法正确的是( )
A．化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的质量变化来表示
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．化学反应速率表示化学反应在某时刻的瞬时速率
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
解析：选B 反应速率通常用单位时间内反应物或生成物浓度的变化量来表示，A错误；化学反应速率为平均速率，C错误；化学反应速率均为正值，不出现负值，因为Δc(变化量)不能为负，D错误。
2．已知4NH3＋5O2===4NO＋6H2O，若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示，则正确的关系是( )
A.v(NH3)＝v(O2) B.v(O2)＝v(H2O)
C.v(NH3)＝v(H2O) D.v(O2)＝v(NO)
解析：选D 根据化学方程式可得v(NH3)＝v(O2)＝v(NO)＝v(H2O)。A项，v(NH3)＝v(O2)，错误；B项，v(O2)＝v(H2O)，错误；C项，v(NH3)＝v(H2O)，错误；D项，v(O2)＝v(NO)，正确。
3．甲、乙两个容器内都在进行A→B的反应，甲中每分钟减少4 mol A，乙中每分钟减少2 mol A，则两容器中的反应速率( )
A．甲快 B．乙快
C．相等 D．无法确定
解析：选D 因为不知道甲、乙两个容器的容积，无法确定浓度，所以无法比较反应速率。
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。对此反应速率的正确表示是( )
A．用A表示的反应速率是0.8 mol·L－1·s－1
B．分别用B、C、D表示反应的速率，其比值是3∶2∶1
C．在2 min末时的反应速率，用反应物B来表示是0.3 mol·L－1·min－1
D．在这2 min内用B和C表示的反应速率的值是相同的
解析：选B 2 min B的浓度减少0.6 mol·L－1，这2 min内的平均反应速率v(B)＝0.3 mol·L－1·min－1，而不是2 min末时的反应速率，C错；根据反应速率之比等于化学计量数之比可知B正确，A、D错误。
5．在密闭容器中A与B反应生成C，其反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)表示。已知v(A)、v(B)、v(C)之间有以下关系2v(B)＝3v(A)，3v(C)＝2v(B)。则此反应可表示为( )
A．2A＋3B===2C B．A＋3B===2C
C．3A＋B===2C D．A＋B===C
解析：选A 根据速率关系：3v(A)＝2v(B)，3v(C)＝2v(B)，得v(A)∶v(B)∶v(C)＝2∶3∶2，用不同物质表示的速率之比等于其化学计量数之比，所以化学方程式为2A＋3B===2C。
6．已知反应A??2B，A、B的浓度变化如图所示，下列反应速率正确的是( )
A．v(A)＝9 mol·L－1·min－1
B．v(B)＝18 mol·L－1·min－1
C．v(A)＝4.5 mol·L－1·min－1
D．v(B)＝4.5 mol·L－1·min－1
解析：选C 根据图像可知，v(A)＝(18－9)mol·L－1÷2 min＝4.5 mol·L－1·min－1，v(B)＝(18－0)mol·L－1÷2 min＝9 mol·L－1·min－1，C项正确。
7．2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)的反应中，经过一段时间后，SO3的浓度增加了0.9 mol·L－1，此时间内用O2表示的平均速率为0.45 mol·L－1·s－1，则这段时间是( )
A．1 s B．0.44 s
C．2 s D．1.33 s
解析：选A 此时间内用O2表示的平均速率为0.45 mol·L－1·s－1，则用三氧化硫表示的反应速率为0.9 mol·L－1·s－1，t×0.9 mol·L－1·s－1＝0.9 mol·L－1，得t＝1 s。
8．在铝与稀硫酸的反应中，已知10 s末硫酸的浓度减少了0.6 mol·L－1，若不考虑反应过程中溶液体积的变化，则10 s内生成硫酸铝的平均反应速率是( )
A．0.02 mol·L－1·min－1
B．1.8 mol·L－1·min－1
C．1.2 mol·L－1·min－1
D．0.18 mol·L－1·min－1
解析：选C v(H2SO4)＝
＝0.06 mol·L－1·s－1，v[Al2(SO4)3]
＝×0.06 mol·L－1·s－1＝0.02 mol·L－1·s－1×60 s·min－1＝1.2 mol·L－1·min－1。
9．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________。
(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)如测得4 s后O2的浓度为2.8 mol·L－1，此时间内SO2表示的速率为0.4 mol·L－1·s－1，则开始时氧气的浓度为________________。
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和SO2来表示该反应的反应速率。
(2)不同物质表示的反应速率和方程式中对应物质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表示的速率为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，所以氧气变化浓度为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 mol·L－1。
答案：(1)SO2或O2 (2)0.88 mol·L－1·s－1
(3)5 mol·L－1
10．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关系曲线如图所示。
(1)由图中的数据分析，该反应的化学方程式为______________________________
________________________________________________________________________。
(2)反应开始至2 min、5 min时Z的平均反应速率为__________、______________。
(3)5 min后Z的生成速率比5 min末Z的生成速率________(填“大”“小”或“相等”)。
解析：(1)根据图示，X减少了0.6 mol，Y减少了0.2 mol，Z生成了0.4 mol，故X、Y、Z的物质的量变化之比为3∶1∶2，因5 min后三者共存，该反应为可逆反应，反应的化学方程式为3X＋Y??2Z。
(2)根据图中数据，依据反应速率计算公式可计算出反应速率，需注意Z的初始物质的量是0.1 mol。
(3)5 min后Z的物质的量不再变化，反应速率相等。
答案：(1)3X＋Y??2Z (2)0.05 mol·L－1·min－1 0.04 mol·L－1·min－1 (3)相等
1．已知反应：A＋3B===2C＋D，在某一段时间内以A的浓度变化表示的化学反应速率为1 mol·L－1·min－1，则此段时间内以C的浓度变化表示的化学反应速率为( )
A．0.5 mol·L－1·min－1 B．1 mol·L－1·min－1
C．2 mol·L－1·min－1 D．3 mol·L－1·min－1
解析：选C 根据速率之比等于各物质的化学计量数之比，可得v(A)∶v(C)＝1∶2，而v(A)＝1 mol·L－1·min－1，则v(C)＝2 mol·L－1·min－1。
2.反应2SO2＋O2??2SO3经a min后，SO3浓度的变化情况如图所示，在时间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．0.1 B．2.5
C．5 D．10
解析：选C 由图像可知，v(SO3)＝＝ mol·L－1·min－1，由化学方程式可得v(O2)＝v(SO3)＝ mol·L－1·min－1＝0.04 mol·L－1·min－1，a＝5。
3．将气体A2、B2各1 mol充入1 L的密闭容器中反应，生成气体C，一段时间后，测得c(A2)为0.58 mol·L－1，c(B2)为0.16 mol·L－1，c(C)为0.84 mol·L－1，则C的化学式为( )
A．AB B．A2B
C．AB2 D．A2B2
解析：选C 由题意可得A2、B2、C三种物质的物质的量浓度的变化值之比为(1－0.58)mol·L－1∶(1－0.16) mol·L－1∶0.84 mol·L－1＝0.42∶0.84∶0.84＝1∶2∶2，则A2、B2、C三种物质的化学计量数之比为1∶2∶2，A2＋2B2===2C，由质量守恒定律可知C的化学式为AB2。
4．反应4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)在10 L的密闭容器中进行，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
解析：选C v(H2O)＝＝
＝0.0015 mol·L－1·s－1
由化学方程式可知：
v(NH3)＝v(H2O)＝0.001 mol·L－1·s－1，
v(O2)＝v(H2O)＝0.00125 mol·L－1·s－1，
v(NO)＝v(H2O)＝0.001 mol·L－1·s－1。
5．在一定条件下，对于A2(g)＋3B2(g)??2AB3(g)反应来说，以下化学反应速率的表示中，化学反应速率最快的是( )
A．v(A2)＝0.8 mol·L－1·s－1
B．v(A2)＝30 mol·L－1·min－1
C．v(AB3)＝1.0 mol·L－1·s－1
D．v(B2)＝1.2 mol·L－1·s－1
解析：选A A项，v(A2)＝0.8 mol·L－1·s－1，B项v(A2)＝0.5 mol·L－1·s－1，C项，v(AB3)＝0.5 mol·L－1·s－1，D项，v(B2)＝0.4 mol·L－1·s－1，数值大的反应速率快。
6．把0.6 mol X气体和0.4 mol Y气体混合于2 L的密闭容器中，使它们发生如下反应3X(g)＋Y(g)??nZ(g)＋2W(g)，5 min末已生成0.2 mol W，若测知以Z表示的平均反应速率为0.01 mol·L－1·min－1，则n是( )
A．1 B．2
C．3 D．4
解析：选A v(W)＝＝
＝0.02 mol·L－1·min－1，由＝，
则n＝＝＝1。
7.一定温度下，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( )
A．反应开始到10 s时，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时，X的物质的量浓度减少了0.79 mol·L－1
C．反应开始到10 s时，Y的转化率为39.5%
D．反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)??2Z(g)
解析：选D A项，v(Z)＝1.58 mol/(2 L·10 s)＝0.079 mol·L－1·s－1，错误；B项，反应开始到10 s，X的物质的量浓度减少了(1.0 mol－0.41 mol)/2 L＝0.395 mol·L－1，错误；C项，Y的转化率(1.00 mol－0.21 mol)/1 mol×100%＝79.0%，错误；D项，根据题给图像知，随反应进行X、Y的物质的量逐渐减小，Z的物质的量逐渐增大，则X、Y是反应物，Z是生成物，10 s后X、Y、Z的物质的量不变，则反应是可逆反应，且Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)＝(1.20－0.41)mol∶(1.00－0.21)mol∶1.58 mol＝1∶1∶2，参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比，反应化学方程式为X(g)＋Y(g)??2Z(g)，正确。
8．aX(g)＋bY(g)??cZ(g)＋dW(g)在一定体积的密闭容器中反应5 min达到平衡时，X减少n mol·L－1，Y减少 mol·L－1，Z增加 mol·L－1。若将体系压强增大，W的百分含量不发生变化。则化学方程式中各物质的化学计量数之比a∶b∶c∶d应为( )
A．3∶1∶2∶1 B．1∶3∶2∶2
C．1∶3∶1∶2 D．3∶1∶2∶2
解析：选D 增大体系压强时，W的百分含量不发生变化，说明a＋b＝c＋d。由Δc(X)∶Δc(Y)∶Δc(Z)＝n∶∶＝3∶1∶2可知a∶b∶c∶d＝3∶1∶2∶2。
9．将等物质的量的A和B，混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)===xC(g)＋2D(g)，经过5 min后测得D的浓度为0.5 mol·L－1，c(A)∶c(B)＝3∶5，C的反应速率是0.1 mol·L－1·min－1，A在5 min末的浓度是________，B的平均反应速率是________，x的值是________。
解析：反应生成C的浓度：0.1 mol·L－1·min－1×5 min＝0.5 mol·L－1。因为反应生成的C与D相等，故x＝2。
设起始时A与B的浓度均为c。
由： 3A ＋ B?? 2C ＋ 2D
起始浓度(mol·L－1) c c 0 0
变化浓度(mol·L－1) 0.75 0.250.5 0.5
5 min末浓度(mol·L－1) (c－0.75) (c－0.25) 0.50.5
根据题意得：(c－0.75)∶(c－0.25)＝3∶5
解得：c＝1.5 mol·L－1
从而A在5 min末的浓度为
1．5 mol·L－1－0.75 mol·L－1＝0.75 mol·L－1
v(B)＝＝0.05 mol·L－1·min－1。
答案：0.75 mol·L－1 0.05 mol·L－1·min－1 2
10．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)＝______________________。
(2)化学方程式中，x＝______、y＝______、p＝______、q＝______。
(3)反应平衡时，D为2a mol，则B的转化率为______________________________。
解析：(1)A的浓度减少了 mol·L－1，B减少了 mol·L－1，所以v(A)＝＝ mol·L－1·min－1，
v(B)＝＝ mol·L－1·min－1。
(2)v(C)＝v(A)则p∶x＝1∶2。
xA(g)＋yB(g)??pC(g)＋qD(g)
初始浓度
(mol·L－1) 0 0
浓度变化
(mol·L－1)
所以x∶y∶p∶q＝2∶3∶1∶6，即x＝2，y＝3，p＝1，q＝6。
(3)反应平衡时，D为2a mol，则B消耗掉a mol，所以转化率为×100%。
答案：(1) mol·L－1·min－1 mol·L－1·min－1
(2)2 3 1 6 (3)×100%
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课时跟踪检测（五） 化学反应速率
1．下列说法正确的是( )
A．化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的质量变化来表示
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．化学反应速率表示化学反应在某时刻的瞬时速率
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
解析：选B 反应速率通常用单位时间内反应物或生成物浓度的变化量来表示，A错误；化学反应速率为平均速率，C错误；化学反应速率均为正值，不出现负值，因为Δc(变化量)不能为负，D错误。
2．已知4NH3＋5O2===4NO＋6H2O，若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示，则正确的关系是( )
A.v(NH3)＝v(O2) B.v(O2)＝v(H2O)
C.v(NH3)＝v(H2O) D.v(O2)＝v(NO)
解析：选D 根据化学方程式可得v(NH3)＝v(O2)＝v(NO)＝v(H2O)。A项，v(NH3)＝v(O2)，错误；B项，v(O2)＝v(H2O)，错误；C项，v(NH3)＝v(H2O)，错误；D项，v(O2)＝v(NO)，正确。
3．甲、乙两个容器内都在进行A→B的反应，甲中每分钟减少4 mol A，乙中每分钟减少2 mol A，则两容器中的反应速率( )
A．甲快 B．乙快
C．相等 D．无法确定
解析：选D 因为不知道甲、乙两个容器的容积，无法确定浓度，所以无法比较反应速率。
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。对此反应速率的正确表示是( )
A．用A表示的反应速率是0.8 mol·L－1·s－1
B．分别用B、C、D表示反应的速率，其比值是3∶2∶1
C．在2 min末时的反应速率，用反应物B来表示是0.3 mol·L－1·min－1
D．在这2 min内用B和C表示的反应速率的值是相同的
解析：选B 2 min B的浓度减少0.6 mol·L－1，这2 min内的平均反应速率v(B)＝
0.3 mol·L－1·min－1，而不是2 min末时的反应速率，C错；根据反应速率之比等于化学计量数之比可知B正确，A、D错误。
5．在密闭容器中A与B反应生成C，其反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)表示。已知v(A)、v(B)、v(C)之间有以下关系2v(B)＝3v(A)，3v(C)＝2v(B)。则此反应可表示为( )
A．2A＋3B===2C B．A＋3B===2C
C．3A＋B===2C D．A＋B===C
解析：选A 根据速率关系：3v(A)＝2v(B)，3v(C)＝2v(B)，得v(A)∶v(B)∶v(C)＝2∶3∶2，用不同物质表示的速率之比等于其化学计量数之比，所以化学方程式为2A＋3B===2C。
6．已知反应A??2B，A、B的浓度变化如图所示，下列反应速率正确的是( )
A．v(A)＝9 mol·L－1·min－1
B．v(B)＝18 mol·L－1·min－1
C．v(A)＝4.5 mol·L－1·min－1
D．v(B)＝4.5 mol·L－1·min－1
解析：选C 根据图像可知，v(A)＝(18－9)mol·L－1÷2 min＝4.5 mol·L－1·min－1，v(B)＝(18－0)mol·L－1÷2 min＝9 mol·L－1·min－1，C项正确。
7．2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)的反应中，经过一段时间后，SO3的浓度增加了
0.9 mol·L－1，此时间内用O2表示的平均速率为0.45 mol·L－1·s－1，则这段时间是( )
A．1 s B．0.44 s
C．2 s D．1.33 s
解析：选A 此时间内用O2表示的平均速率为0.45 mol·L－1·s－1，则用三氧化硫表示的反应速率为0.9 mol·L－1·s－1，t×0.9 mol·L－1·s－1＝0.9 mol·L－1，得t＝1 s。
8．在铝与稀硫酸的反应中，已知10 s末硫酸的浓度减少了0.6 mol·L－1，若不考虑反应过程中溶液体积的变化，则10 s内生成硫酸铝的平均反应速率是( )
A．0.02 mol·L－1·min－1
B．1.8 mol·L－1·min－1
C．1.2 mol·L－1·min－1
D．0.18 mol·L－1·min－1
解析：选C v(H2SO4)＝
＝0.06 mol·L－1·s－1，v[Al2(SO4)3]
＝×0.06 mol·L－1·s－1＝0.02 mol·L－1·s－1×60 s·min－1＝1.2 mol·L－1·min－1。
9．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________。
(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)如测得4 s后O2的浓度为2.8 mol·L－1，此时间内SO2表示的速率为0.4 mol·L－1·s－1，则开始时氧气的浓度为________________。
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和SO2来表示该反应的反应速率。
(2)不同物质表示的反应速率和方程式中对应物质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表示的速率为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，所以氧气变化浓度为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 mol·L－1。
答案：(1)SO2或O2 (2)0.88 mol·L－1·s－1
(3)5 mol·L－1
10．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关系曲线如图所示。
(1)由图中的数据分析，该反应的化学方程式为______________________________
________________________________________________________________________。
(2)反应开始至2 min、5 min时Z的平均反应速率为__________、______________。
(3)5 min后Z的生成速率比5 min末Z的生成速率________(填“大”“小”或“相等”)。
解析：(1)根据图示，X减少了0.6 mol，Y减少了0.2 mol，Z生成了0.4 mol，故X、Y、Z的物质的量变化之比为3∶1∶2，因5 min后三者共存，该反应为可逆反应，反应的化学方程式为3X＋Y??2Z。
(2)根据图中数据，依据反应速率计算公式可计算出反应速率，需注意Z的初始物质的量是0.1 mol。
(3)5 min后Z的物质的量不再变化，反应速率相等。
答案：(1)3X＋Y??2Z (2)0.05 mol·L－1·min－1 0.04 mol·L－1·min－1 (3)相等
1．已知反应：A＋3B===2C＋D，在某一段时间内以A的浓度变化表示的化学反应速率为1 mol·L－1·min－1，则此段时间内以C的浓度变化表示的化学反应速率为( )
A．0.5 mol·L－1·min－1 B．1 mol·L－1·min－1
C．2 mol·L－1·min－1 D．3 mol·L－1·min－1
解析：选C 根据速率之比等于各物质的化学计量数之比，可得v(A)∶v(C)＝1∶2，而v(A)＝1 mol·L－1·min－1，则v(C)＝2 mol·L－1·min－1。
2.反应2SO2＋O2??2SO3经a min后，SO3浓度的变化情况如图所示，在时间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．0.1 B．2.5
C．5 D．10
解析：选C 由图像可知，v(SO3)＝＝ mol·L－1·min－1，由化学方程式可得v(O2)＝v(SO3)＝ mol·L－1·min－1＝0.04 mol·L－1·min－1，a＝5。
3．将气体A2、B2各1 mol充入1 L的密闭容器中反应，生成气体C，一段时间后，测得c(A2)为0.58 mol·L－1，c(B2)为0.16 mol·L－1，c(C)为0.84 mol·L－1，则C的化学式为( )
A．AB B．A2B
C．AB2 D．A2B2
解析：选C 由题意可得A2、B2、C三种物质的物质的量浓度的变化值之比为(1－0.58)mol·L－1∶(1－0.16) mol·L－1∶0.84 mol·L－1＝0.42∶0.84∶0.84＝1∶2∶2，则A2、B2、C三种物质的化学计量数之比为1∶2∶2，A2＋2B2===2C，由质量守恒定律可知C的化学式为AB2。
4．反应4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)在10 L的密闭容器中进行，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
解析：选C v(H2O)＝＝
＝0.0015 mol·L－1·s－1
由化学方程式可知：
v(NH3)＝v(H2O)＝0.001 mol·L－1·s－1，
v(O2)＝v(H2O)＝0.00125 mol·L－1·s－1，
v(NO)＝v(H2O)＝0.001 mol·L－1·s－1。
5．在一定条件下，对于A2(g)＋3B2(g)??2AB3(g)反应来说，以下化学反应速率的表示中，化学反应速率最快的是( )
A．v(A2)＝0.8 mol·L－1·s－1
B．v(A2)＝30 mol·L－1·min－1
C．v(AB3)＝1.0 mol·L－1·s－1
D．v(B2)＝1.2 mol·L－1·s－1
解析：选A A项，v(A2)＝0.8 mol·L－1·s－1，B项v(A2)＝0.5 mol·L－1·s－1，C项，v(AB3)＝0.5 mol·L－1·s－1，D项，v(B2)＝0.4 mol·L－1·s－1，数值大的反应速率快。
6．把0.6 mol X气体和0.4 mol Y气体混合于2 L的密闭容器中，使它们发生如下反应3X(g)＋Y(g)??nZ(g)＋2W(g)，5 min末已生成0.2 mol W，若测知以Z表示的平均反应速率为0.01 mol·L－1·min－1，则n是( )
A．1 B．2
C．3 D．4
解析：选A v(W)＝＝
＝0.02 mol·L－1·min－1，由＝，
则n＝＝＝1。
7.一定温度下，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( )
A．反应开始到10 s时，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时，X的物质的量浓度减少了0.79 mol·L－1
C．反应开始到10 s时，Y的转化率为39.5%
D．反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)??2Z(g)
解析：选D A项，v(Z)＝1.58 mol/(2 L·10 s)＝0.079 mol·L－1·s－1，错误；B项，反应开始到10 s，X的物质的量浓度减少了(1.0 mol－0.41 mol)/2 L＝0.395 mol·L－1，错误；C项，Y的转化率(1.00 mol－0.21 mol)/1 mol×100%＝79.0%，错误；D项，根据题给图像知，随反应进行X、Y的物质的量逐渐减小，Z的物质的量逐渐增大，则X、Y是反应物，Z是生成物，10 s后X、Y、Z的物质的量不变，则反应是可逆反应，且Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)＝(1.20－0.41)mol∶(1.00－0.21)mol∶1.58 mol＝1∶1∶2，参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比，反应化学方程式为X(g)＋Y(g)??2Z(g)，正确。
8．aX(g)＋bY(g)??cZ(g)＋dW(g)在一定体积的密闭容器中反应5 min达到平衡时，X减少n mol·L－1，Y减少 mol·L－1，Z增加 mol·L－1。若将体系压强增大，W的百分含量不发生变化。则化学方程式中各物质的化学计量数之比a∶b∶c∶d应为( )
A．3∶1∶2∶1 B．1∶3∶2∶2
C．1∶3∶1∶2 D．3∶1∶2∶2
解析：选D 增大体系压强时，W的百分含量不发生变化，说明a＋b＝c＋d。由Δc(X)∶Δc(Y)∶Δc(Z)＝n∶∶＝3∶1∶2可知a∶b∶c∶d＝3∶1∶2∶2。
9．将等物质的量的A和B，混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)===xC(g)＋2D(g)，经过5 min后测得D的浓度为0.5 mol·L－1，c(A)∶c(B)＝3∶5，C的反应速率是0.1 mol·L－1·min－1，A在5 min末的浓度是________，B的平均反应速率是________，x的值是________。
解析：反应生成C的浓度：0.1 mol·L－1·min－1×5 min＝0.5 mol·L－1。因为反应生成的C与D相等，故x＝2。
设起始时A与B的浓度均为c。
由： 3A ＋ B?? 2C ＋ 2D
起始浓度(mol·L－1) c c 0 0
变化浓度(mol·L－1) 0.75 0.250.5 0.5
5 min末浓度(mol·L－1) (c－0.75) (c－0.25) 0.50.5
根据题意得：(c－0.75)∶(c－0.25)＝3∶5
解得：c＝1.5 mol·L－1
从而A在5 min末的浓度为
1．5 mol·L－1－0.75 mol·L－1＝0.75 mol·L－1
v(B)＝＝0.05 mol·L－1·min－1。
答案：0.75 mol·L－1 0.05 mol·L－1·min－1 2
10．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)＝______________________。
(2)化学方程式中，x＝______、y＝______、p＝______、q＝______。
(3)反应平衡时，D为2a mol，则B的转化率为______________________________。
解析：(1)A的浓度减少了 mol·L－1，B减少了 mol·L－1，所以v(A)＝＝ mol·L－1·min－1，
v(B)＝＝ mol·L－1·min－1。
(2)v(C)＝v(A)则p∶x＝1∶2。
xA(g)＋yB(g)??pC(g)＋qD(g)
初始浓度
(mol·L－1) 0 0
浓度变化
(mol·L－1)
所以x∶y∶p∶q＝2∶3∶1∶6，即x＝2，y＝3，p＝1，q＝6。
(3)反应平衡时，D为2a mol，则B消耗掉a mol，所以转化率为×100%。
答案：(1) mol·L－1·min－1 mol·L－1·min－1
(2)2 3 1 6 (3)×100%
