第一节 化学反应速率
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第二章 化学反应与能量
第一节 化学反应速率
【学习目标】
1.知道化学反应速率的定量表示方法
2.会设计实验测定某些化学反应的速率
【知识梳理】
一、化学反应速率。
1.概念：化学反应速率是用来衡量化学反应 的物理量,通常用
来表示。
表达式： 。其常用的单位是 或 。
2.化学反应速度的表示方法
可以用反应体系中单位时间内任一物质浓度的变化来表示反应速度。
例如：340K时，N2O5的分解 2N2O5=4NO2+O2
表示反应速率v(N2O5)= v(NO2)= v(O2)=
其中△t表示时间间隔，△C=／C始-C末／，表示反应过程中反应物消耗的浓度或生成物增加的浓度的绝对值，常用单位mol/L。v表示平均速率，因为大部分反应不等速进行，随着各组分浓度的变化，反应速率也会变。开始时，速率快，随着反应的进行速率会减慢。所以我们在表示反应速率使用的是平均速度，我们定义也是平均速率。
例如：某反应的反应物浓度在5min内由6mol/L变成了2mol/L，则以该反应物浓度的变化表示的该反应在这段时间内的平均反应速率为： 。
▲注意：①表示化学反应速率时，必须指明以何种物质的浓度变化表示。
②化学反应速率实际是一段时间内的平均速率，而不是瞬时速率。
③不能用固体和纯液体来表示反应速率。
④化学反应速率都是正值。
⑤对于同一化学反应，用不同的物质表示其化学反应速率数值可能不相同，但其化学反应速率之比等于其计量数之比。如：aA+bB=cC+dD
则：v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=a∶b∶c∶d 或 v(A)/a=v(B)/b=v(C)/c=v(D)/d
3.不同物质表示的化学反应速率的比较
同一化学反应速率用参与反应的不同物质的浓度变化表示时，其数值可能不同，但意义相同，在比较不同情况下的反应速率大小时不能只看数值大小，要把二者换算成用同一物质表示，再进行比较。
比较化学反应速率时要注意：①仅限于同一反应的各种速率（不同条件或不同时段）之间进行比较。②比较时要注意换算成同一物质表示③比较时反应速率的单位要统一。
二、化学反应速率的测定
1.根据颜色变化
在溶液中，当反应物或产物本身有较明显的颜色时，人们常利用 和 间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
现有如课本第20页的图2-1的装置两套A、B，通过分液漏斗分别加入40mL 1mol L-1和40mL 4mol L-1的硫酸后都立即产生气泡，我们可以根据什么来判断A、B两套装置的反应速率大小？
【例1】温度为500℃时，反应4NH3+5O2= 4NO+6H2O在5L的密闭容器中进行，半分钟后NO的物质的量增加了0.3mol，则此反应的平均速率v(x)为
A、v（O2）=0.01mol/（L s） B、v（NO）=0.08mol/（L s）
C、v（H2O）=0.003mol/（L s） D、v（NH3）=0.002mol/（L s）
解析：根据化学方程式4NH3+5O2 4NO+6H2O，NO的物质的量增加了0.3mol，则H2O增加了0.45mol，NH3和O2分别减少了0.3mol和0.375mol。所以，用反应中各气态的反应物和生成物表示的该反应的化学反应速率分别为：
v（NH3）= =0.002mol/（L s） v（O2）= =0.0025mol/（L s）
v（NO）= =0.002mol/（L s） v（H2O）= =0.003mol/（L s）
可见，本题的正确答案是CD。
【例2】对于反应A2+3B2=2AB3来说，下列速率表示该反应最快的是 ，最慢的是 ，快慢程度相同的是 。
A. v(A2)=0.6mol/(L·S) B. v(B2)=2.6mol/(L·min)
C. v(AB3)=12mol/(L·min) D. v(A2)=6mol/(L·min)
解析：比较同一个反应的快慢程度时，首先要将不同物质的速率单位统一。A中(A2)=0.6mol/(L·S)=36mol/(L·min)，比D中的 A2)大。C、D中不同物质的速率之比恰好等于其化学计量数之比，则C、D表示该反应的快慢程度相同。B中的v(B2)=2.6mol/(L·min)，相当于此时(A2)=0.9mol/(L·min)，比A中的(A2)小比D中(A2)=6mol/(L·min)也小。所以反应最快的是A，最慢的是B，快慢程度相同的是C和D。或者将速率的单位统一后，用不同物质的速率除以方程式中这种物质的系数，所得的值越大，反应速率越快。
【例3】将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L容器中混合并在一定条件下发生如下反应：2A(g)+B(g)= 2C(g)
若经2 s后测得C的浓度为0.6 mol Ｌ－1，现有下列几种说法，其中正确的是
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时物质A的转化率为70%
④2 s时物质B的浓度为0.7 mol Ｌ－1
A.①③ B.①④ C.②③ D.③④
解析：由题知2 s时C的浓度为0.6 mol L－1，根据化学方程式中化学计量数比，可算出B的变化浓度为0.3 mol L－1，进而确定B的浓度是cB=(1 mol·L－1－0.3 mol L－1)=
0.7 mol·L－1；A的变化浓度为0.6 mol L－1，从而求A的转化率为30%；用C表示的反应的平均速率为0.3 mol L－1 s－1，可推知用A表示的反应的平均速率为0.3 mol L－1·s－1，用B表示的反应的平均速率为0.15 mol L－1 s－1。对照各选项，符合题意的是B。
【达标训练】
1.下列说法正确的是
A.化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物物质的量的减少或任何一种生成物物质的量的增加
B.化学反应速率为0.8mol/(L·S)是指1秒钟时某物质的浓度为0.8mol/L
C.根据化学反应速率的大小可以知道化学反应速率的快慢
D.对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象就越明显
2.甲乙两容器都进行A→B的反应，甲容器内每分钟减少了4molA，乙容器内每分钟减少了2molA，则甲容器内的化学反应速率比乙容器内要
A.快 B.慢 C.相等 D.无法确定
3.铝与稀硫酸的反应中，已知10s末硫酸的浓度减少了0.6 mol/L，若不考虑反应过程中溶液体积的变化，则10s内生成硫酸铝的平均反应速率是
A. 0.02 mol/(L·min) B. 1.8mol/(L·min)
C. 1.2 mol/(L·min) D. 0.18 mol/(L·min)
4.在10℃时某化学反应速率为0.1 mol/(L s)，若温度每升高10℃反应速率增加到原来的2倍。为了把该反应速率提高到1.6 mol/(L s)，该反应需在什么温度下进行？
A.30℃ B.40℃ C.50℃ D.60℃
5.在m A + n B=p C的反应中，m、n、p为各物质的计量数。现测得C每分钟增加a mol/L，B每分钟减少1.5a mol/L，A每分钟减少0.5a mol/L，则m：n：p为
A. 2：3：2 B. 2：3：3 C. 1：3：2 D. 3：1：2
6.某温度时，浓度都是1mol L-1的两种气体，X2、Y2在密闭容器中反应生成气体Z，达到平衡时c(X2)=0.4mol·L-1、c(Y2)=0.8mol·L-1、c(Z)=0.4mol L-1，则该反应的反应式是
A.X2+2Y2=2XY2 B.2X2+Y2=2X2Y
C.3X2+Y2=2X3Y D.X2+3Y2=2XY3
7．在密闭容器中进行可逆反应，A与B反应生成C，其反应速率分别用υ(A)、υ(B)、υ(C)（mol L-1 s-1）表示，且υ(A)、υ(B)、υ(C)之间有如下所示的关系： υ(B)=3υ(A)； 3υ(C)=2υ(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
8．在一个容积为2L的密闭容器中，发生如下反应：
3X（气）+Y（气）=2Z（气）
若最初加入的X、Y和Z都是1mol，反应中X的平均反应速率为0.12 mol L-1·s-1。若要产物Z为1.8mol，反应所需的时间为
A、5s B、10s C、15s D、20s
9.可逆反应aA(g)＋bB(g)=cC(g)＋dD(g)，取a mol A和b mol B置于V L容器内1 min后，测得容器内A的浓度为x mol L－1，这时B的浓度为 ，C的浓度为 ，这段时间内反应的平均速率若以物质A的浓度变化来表示，应为 。
10.某可逆反应进行过程中，在不同反应时间各物质的量的变化情况如图所示。
则该反应的化学方程式为
；反应开始至2分钟，能用C表示反应速率吗？ （填“能”或“不能”），原因 。
11．在一个容积为3L的密闭容器内进行如下反应：N2（气）+3H2（气）=2NH3（气）。反应开始时，n(N2)=1.5mol，n(H2)= 4.4mol，2min后，n(H2)=0.8mol。试用H2、N2和
NH3的浓度变化来表示该反应的反应速率，并求出2min末的N2的浓度。
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第二章 化学反应与能量
第一节 化学反应速率
【学习目标】
1.知道化学反应速率的定量表示方法
2.会设计实验测定某些化学反应的速率
【知识梳理】
一、化学反应速率。
1.概念：化学反应速率是用来衡量化学反应 的物理量,通常用
来表示。
表达式： 。其常用的单位是 或 。
2.化学反应速度的表示方法
可以用反应体系中单位时间内任一物质浓度的变化来表示反应速度。
例如：340K时，N2O5的分解 2N2O5=4NO2+O2
表示反应速率v(N2O5)= v(NO2)= v(O2)=
其中△t表示时间间隔，△C=／C始-C末／，表示反应过程中反应物消耗的浓度或生成物增加的浓度的绝对值，常用单位mol/L。v表示平均速率，因为大部分反应不等速进行，随着各组分浓度的变化，反应速率也会变。开始时，速率快，随着反应的进行速率会减慢。所以我们在表示反应速率使用的是平均速度，我们定义也是平均速率。
例如：某反应的反应物浓度在5min内由6mol/L变成了2mol/L，则以该反应物浓度的变化表示的该反应在这段时间内的平均反应速率为： 。
▲注意：①表示化学反应速率时，必须指明以何种物质的浓度变化表示。
②化学反应速率实际是一段时间内的平均速率，而不是瞬时速率。
③不能用固体和纯液体来表示反应速率。
④化学反应速率都是正值。
⑤对于同一化学反应，用不同的物质表示其化学反应速率数值可能不相同，但其化学反应速率之比等于其计量数之比。如：aA+bB=cC+dD
则：v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=a∶b∶c∶d 或 v(A)/a=v(B)/b=v(C)/c=v(D)/d
3.不同物质表示的化学反应速率的比较
同一化学反应速率用参与反应的不同物质的浓度变化表示时，其数值可能不同，但意义相同，在比较不同情况下的反应速率大小时不能只看数值大小，要把二者换算成用同一物质表示，再进行比较。
比较化学反应速率时要注意：①仅限于同一反应的各种速率（不同条件或不同时段）之间进行比较。②比较时要注意换算成同一物质表示③比较时反应速率的单位要统一。
二、化学反应速率的测定
1.根据颜色变化
在溶液中，当反应物或产物本身有较明显的颜色时，人们常利用 和 间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
现有如课本第20页的图2-1的装置两套A、B，通过分液漏斗分别加入40mL 1mol L-1和40mL 4mol L-1的硫酸后都立即产生气泡，我们可以根据什么来判断A、B两套装置的反应速率大小？
【例1】温度为500℃时，反应4NH3+5O2= 4NO+6H2O在5L的密闭容器中进行，半分钟后NO的物质的量增加了0.3mol，则此反应的平均速率v(x)为
A、v（O2）=0.01mol/（L s） B、v（NO）=0.08mol/（L s）
C、v（H2O）=0.003mol/（L s） D、v（NH3）=0.002mol/（L s）
解析：根据化学方程式4NH3+5O2 4NO+6H2O，NO的物质的量增加了0.3mol，则H2O增加了0.45mol，NH3和O2分别减少了0.3mol和0.375mol。所以，用反应中各气态的反应物和生成物表示的该反应的化学反应速率分别为：
v（NH3）= =0.002mol/（L s） v（O2）= =0.0025mol/（L s）
v（NO）= =0.002mol/（L s） v（H2O）= =0.003mol/（L s）
可见，本题的正确答案是CD。
【例2】对于反应A2+3B2=2AB3来说，下列速率表示该反应最快的是 ，最慢的是 ，快慢程度相同的是 。
A. v(A2)=0.6mol/(L·S) B. v(B2)=2.6mol/(L·min)
C. v(AB3)=12mol/(L·min) D. v(A2)=6mol/(L·min)
解析：比较同一个反应的快慢程度时，首先要将不同物质的速率单位统一。A中(A2)=0.6mol/(L·S)=36mol/(L·min)，比D中的 A2)大。C、D中不同物质的速率之比恰好等于其化学计量数之比，则C、D表示该反应的快慢程度相同。B中的v(B2)=2.6mol/(L·min)，相当于此时(A2)=0.9mol/(L·min)，比A中的(A2)小比D中(A2)=6mol/(L·min)也小。所以反应最快的是A，最慢的是B，快慢程度相同的是C和D。或者将速率的单位统一后，用不同物质的速率除以方程式中这种物质的系数，所得的值越大，反应速率越快。
【例3】将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L容器中混合并在一定条件下发生如下反应：2A(g)+B(g)= 2C(g)
若经2 s后测得C的浓度为0.6 mol Ｌ－1，现有下列几种说法，其中正确的是
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时物质A的转化率为70%
④2 s时物质B的浓度为0.7 mol Ｌ－1
A.①③ B.①④ C.②③ D.③④
解析：由题知2 s时C的浓度为0.6 mol L－1，根据化学方程式中化学计量数比，可算出B的变化浓度为0.3 mol L－1，进而确定B的浓度是cB=(1 mol·L－1－0.3 mol L－1)=
0.7 mol·L－1；A的变化浓度为0.6 mol L－1，从而求A的转化率为30%；用C表示的反应的平均速率为0.3 mol L－1 s－1，可推知用A表示的反应的平均速率为0.3 mol L－1·s－1，用B表示的反应的平均速率为0.15 mol L－1 s－1。对照各选项，符合题意的是B。
【达标训练】
1.下列说法正确的是
A.化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物物质的量的减少或任何一种生成物物质的量的增加
B.化学反应速率为0.8mol/(L·S)是指1秒钟时某物质的浓度为0.8mol/L
C.根据化学反应速率的大小可以知道化学反应速率的快慢
D.对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象就越明显
2.甲乙两容器都进行A→B的反应，甲容器内每分钟减少了4molA，乙容器内每分钟减少了2molA，则甲容器内的化学反应速率比乙容器内要
A.快 B.慢 C.相等 D.无法确定
3.铝与稀硫酸的反应中，已知10s末硫酸的浓度减少了0.6 mol/L，若不考虑反应过程中溶液体积的变化，则10s内生成硫酸铝的平均反应速率是
A. 0.02 mol/(L·min) B. 1.8mol/(L·min)
C. 1.2 mol/(L·min) D. 0.18 mol/(L·min)
4.在10℃时某化学反应速率为0.1 mol/(L s)，若温度每升高10℃反应速率增加到原来的2倍。为了把该反应速率提高到1.6 mol/(L s)，该反应需在什么温度下进行？
A.30℃ B.40℃ C.50℃ D.60℃
5.在m A + n B=p C的反应中，m、n、p为各物质的计量数。现测得C每分钟增加a mol/L，B每分钟减少1.5a mol/L，A每分钟减少0.5a mol/L，则m：n：p为
A. 2：3：2 B. 2：3：3 C. 1：3：2 D. 3：1：2
6.某温度时，浓度都是1mol L-1的两种气体，X2、Y2在密闭容器中反应生成气体Z，达到平衡时c(X2)=0.4mol·L-1、c(Y2)=0.8mol·L-1、c(Z)=0.4mol L-1，则该反应的反应式是
A.X2+2Y2=2XY2 B.2X2+Y2=2X2Y
C.3X2+Y2=2X3Y D.X2+3Y2=2XY3
7．在密闭容器中进行可逆反应，A与B反应生成C，其反应速率分别用υ(A)、υ(B)、υ(C)（mol L-1 s-1）表示，且υ(A)、υ(B)、υ(C)之间有如下所示的关系： υ(B)=3υ(A)； 3υ(C)=2υ(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
8．在一个容积为2L的密闭容器中，发生如下反应：
3X（气）+Y（气）=2Z（气）
若最初加入的X、Y和Z都是1mol，反应中X的平均反应速率为0.12 mol L-1·s-1。若要产物Z为1.8mol，反应所需的时间为
A、5s B、10s C、15s D、20s
9.可逆反应aA(g)＋bB(g)=cC(g)＋dD(g)，取a mol A和b mol B置于V L容器内1 min后，测得容器内A的浓度为x mol L－1，这时B的浓度为 ，C的浓度为 ，这段时间内反应的平均速率若以物质A的浓度变化来表示，应为 。
10.某可逆反应进行过程中，在不同反应时间各物质的量的变化情况如图所示。
则该反应的化学方程式为
；反应开始至2分钟，能用C表示反应速率吗？ （填“能”或“不能”），原因 。
11．在一个容积为3L的密闭容器内进行如下反应：N2（气）+3H2（气）=2NH3（气）。反应开始时，n(N2)=1.5mol，n(H2)= 4.4mol，2min后，n(H2)=0.8mol。试用H2、N2和
NH3的浓度变化来表示该反应的反应速率，并求出2min末的N2的浓度。
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