人教版高中化学选修4教学讲义，复习补习资料（含典例分析，巩固练习）：04【提高】化学反应速率
文档属性
| 名称 | 人教版高中化学选修4教学讲义，复习补习资料（含典例分析，巩固练习）：04【提高】化学反应速率 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 324.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2020-01-16 20:22:05 | ||
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文档简介
化学反应速率
【学习目标】
1、了解化学反应速率的定量表示方法，初步了解测定某些化学反应速率的实验方法；
2、通过实验事实和思考，掌握化学反应速率的表示方法。
【典型例题】
类型一、化学反应速率概念的理解
例题1 下列有关化学反应速率的说法中正确的是（ ）
A．对任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显
B．化学反应速率通常用单位时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加来表示
C．若某化学反应在一定时间段内的反应速率为0.5 mol/(L·s)，则在该时间段内反应物和生成物的浓度变化都为0.5 mol/L
D．化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的尺度
【答案】D
【解析】不是所有化学反应都有明显的现象，A错误；不是所有的物质都可以用来表示反应速率，固体和纯液体一般不用来表示反应速率，因为纯固体和纯液体的浓度不发生变化，视为常数，B错误；反应速率指单位时间内反应物或生成物的浓度变化，C错误。
例题2 一定条件下，向2 L密闭容器中加入2 mol N2和10 mol H2，发生反应N2+3H22NH3，2 min时测得剩余N2为1 mol，此时化学反应速率表示不正确的是（ ）
A．v(N2)=0.25 mol·L―1·min―1
B．v(H2)=0.75 mol·L―1·min―1
C．v(NH3)=1 mol·L―1·min―1
D．v(NH3)=0.25 mol·L―1·min―1
【答案】CD
【解析】解法一：求化学反应速率，需先求物质的量浓度的变化量和反应所耗时间，据物质的量的变化量与体积的比可得出浓度的变化量。
则v(N2)=(2―1) mol/(2 L×2 min)=0.25 min·L－1·min―1，
v(H2)=3 mol/(2 L×2 min)=0.75 mol·L―1·min―1，
v(NH3)=2 mol/(2 L×2 min)=0.5 mol·L―1·min―1。
解法二：用N2来表示其反应速率时，
。
因为v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)=1∶3∶2，则v(H2)=0.75 mol·L―1·min―1，v(NH3)=0.5 mol·L―1·min―1。
例题3 反应2A(g)+B(g)==3C(g)+4D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为：
①v(A)=0.5 mol/(L·s)；②v(B)=0.3 mol/(L·s)；
③v(C)=0.8mol/(L·s)；④v(D)=1 mol/(L·s)。
该反应进行的快慢顺序为________。
【答案】②＞③＞④=①
【解析】解法一：由反应速率之比与物质的化学计量数之比，比较后作出判断。由化学方程式2A(g)+B(g)=3C(g)+4D(g)得出：
a．v(C)∶v(B)=3∶1，而v(C)∶v(B)=0.8∶0.3=8∶3，故v(B)＞v(C)，从而得②＞③。
b．v(A)∶v(D)=1∶4，而v(A)∶v(D)=0.5∶1=1∶4，故v(A)= v(D)，从而④=①。
c．v(C)∶v(D)=3∶4，而v(C)∶v(D)=0.8∶1=4∶5，故v(C)＞v(D)，从而得③＞④。
故该反应进行的快慢顺序为：②＞③＞④=①。
解法二：将不同物质表示的反应速率换算为同一物质表示的反应速率，再比较反应速率数值的大小。
若以物质B为标准，将其他物质表示的反应速率换算为用物质B表示的速率，则有：
v(B)∶v(A)=1∶2，则①表示的v(B)=0.25 mol/(L·s)；
v(B)∶v(C)=1∶3，则③表示的v(B)=0.8/3 mol/(L·s)；
v(B)∶v(D)=1∶4，则④表示的v(B)=0.25 mol/(L·s)。
故反应进行的快慢顺序为：②＞③＞④=①。
举一反三：
【变式1】将等物质的量的A、B混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：3 A(g) + B(g) x C(g) + 2 D(g)，经5 min后，测得D的浓度为0.5 mol/L，C的平均反应速率0.1 mol/(L·min)，且c(A)∶c(B)=3∶5。求：
（1）此时A的浓度及反应开始前放入容器中A、B物质的量；
（2）B的平均反应速率；
（3）x值是多少？
【解析】本题可用三段式法求解，设反应前放入容器中A、B物质的量均a，则其反应前浓度均为0.5a。由5分钟时D的浓度可求出此时D的物质的量，再根据反应方程式中的计量数，可知：
由题意c(A)∶c(B)=3∶5=( a-1.5):( a-0.5)，解得a=3mol，
所以，开始前放入容器中A、B的物质的量均为3mol
5min后A的浓度为：c(A)=(3-1.5)mol/2L=0.75mol/L
B的平均反应速率为：v(B)=0.5mol÷2L÷5min=0.05mol/(L·min)
化学反应中各物质的速率比等于计量系数比：v(B):v(C)=0.05：0.1=1：2，所以x=2
【答案】
（1）此时A的浓度为0.75mol/L，反应开始前放入容器中A、B物质的量均为3mol；
（2）B的平均反应速率为0.05mol/(L·min)；
（3）x值是2。
类型二、化学反应速率的测量
例题4一定温度下，10 mL 0.40 mol/L H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积（已折算为标准状况）如下表。
t/min
0
2
4
6
8
10
V(O2)/mL
0.0
9.9
17.2
22.4
26.5
29.9
下列叙述不正确的是（溶液体积变化忽略不计）（ ）
A．0～6 min的平均反应速率：v(H2O2)≈3.3×10－2mol·L－1·min－1
B．6～10min的平均反应速率：v(H2O2)<3.3×10－2mol·L－1·min－1
C．反应至6 min时，c(H2O2)＝0.30 mol/L
D．反应至6 min时，H2O2分解了50%
【思路点拨】H2O2的催化分解反应为2H2O22H2O＋O2↑，根据生成氧气的体积确定过氧化氢的物质的量。
【答案】C
【解析】0～6 min，n(O2)＝1×10－3mol，n(H2O2)＝2×10－3mol，Δc(H2O2)＝0.2 mol/L，v(H2O2)＝0.2 mol/L÷6 min≈3.3×10－2mol·L－1·min－1，A正确；随着反应进行，过氧化氢浓度减小，反应速率在减小，故B正确；开始n(H2O2)＝4×10－3mol，0～6 min消耗了2×10－3mol，故6 min时，c(H2O2)＝0.2 mol/L，C错误；开始n(H2O2)＝4×10－3mol，0～6 min消耗了2×10－3mol，分解率为50%，D正确。故选C。
【总结升华】化学反应速率是通过实验测定的，因为化学反应中发生变化的是体系中的化学物质（包括反应物和生成物），所以与其中任何一种化学物质的浓度（或质量）相关的性质在测量反应速率时都可以加以利用。用于化学反应速率测量的基本性质：①直接可测量的性质，如释放出气体的体积和体系压强；②依靠科学仪器才能测量的性质，如颜色的深浅、光的吸收、光的反射、导电能力等；③在溶液中，当反应物或产物本身有比较明显的颜色时，常常利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率等。
举一反三：
【变式1】硝基苯甲酸乙酯在OH﹣存在下发生水解反应：
O2NC6H4COOC2H5+OH﹣?O2NC6H4COO﹣+C2H5OH
两种反应物的初始浓度均为0.050mol?L﹣1，15℃时测得O2NC6H4COOC2H5的转化率α随时间变化的数据如表所示．回答下列问题：
列示计算该反应在120～180s与180～240s区间的平均反应速率 、 ；比较两者大小可得出的结论是 ．
【答案】7.3×10﹣5mol/L/s 5.8×10﹣5mol/L/s
反应速率逐渐减小，原因是随着反应进行，反应物浓度降低，反应速率减慢
【解析】120～180s内的平均速率为v==7.3×10﹣5mol/L/s，180～240s区间的平均反应速率为v==5.8×10﹣5mol/L/s。反应速率逐渐减小，原因是随着反应进行，反应物浓度降低，反应速率减慢。
例题5 请你协助化学兴趣小组的同学完成如下实验，并回答相关问题。
实验目的：比较等体积的0.5 mol·L―1硫酸、1 mol·L―1盐酸、1 mol·L―1醋酸分别与金属反应生成氢气的速率和体积。
实验原理：（用离子方程式表示）________________。
实验用品：仪器（略）、药品（除给定的三种酸溶液外，在Na、Mg、Fe三种金属中选择最合适的一种，并说明理由）。选择的金属是________，不选其他两种金属的理由是________________。
实验步骤：
（1）甲同学设计的实验装置（如图所示）：
（2）乙同学认为该装置不能控制三个反应在同一时间发生，并作了相应的改进。你认为乙同学的改进措施是________________。
（3）按改进后的装置进行实验，观察实验现象并得出相关结论。
①反应开始时的速率：v(H2SO4) ________v(HCl) ________v(CH3COOH)（用“＝”“＜”或“＞”填空，下同），反应进行一段时间后的速率：v(H2SO4)=v(HCl) ________v(CH3COOH)；
②最终得到的氢气体积：V(H2/H2SO4) ________V(H2/HCl) ________V(H2/CH3COOH)。
问题讨论：
（4）量筒的规格由________决定。
【答案】实验原理：
2H++Mg==H2↑+Mg2+
2CH3COOH+Mg==H2↑+Mg2++2CH3COO―
实验用品：Mg Na太活泼，能和水反应产生氢气，影响实验结论；Fe与酸反应的速率较慢，实验时间较长
实验步骤：（2）同时用分液漏斗分别向烧瓶中加入酸溶液
（3）①＝ ＞ ＜ ② ＝ ＝
问题讨论：（4）酸溶液的体积
【解析】实验步骤：（2）为控制三个反应器内反应能同时发生，就必须保证能同时向三个反应器中加入酸溶液，因此可采用分液漏斗滴加的方式。
（3）①因为醋酸是弱电解质，故浓度相同的酸，反应开始时醋酸中c(H+)的浓度较小，反应慢，开始一段时间后盐酸和硫酸溶液中c(H+)减少得较快，故反应进行到一定程度后，金属与醋酸的反应速率大于金属与盐酸和硫酸的反应速率。
②金属过量时，产生H2的体积以酸溶液为标准，故三种溶液中产生H2的体积相等。
问题讨论：（4）考查实验基本知识，选取量器的原则是保证一次成功量取，且选用仪器量程不能过大。
举一反三：
【变式1】（2019 北京东城）某化学兴趣小组设计实验探究反应速率的测定和比较。
[实验步骤]（1）取一套装置（装置如图所示），加入40 mL 1 mol·L－1的硫酸，测量收集10 mL H2所需的时间。
（2）取另一套装置，加入40 ml 4 mol·L－1的硫酸，测量收集10 mL H2所需的时间。
[实验现象] 锌跟硫酸反应________；收集10 mL气体，（2）所用时间比（1）所用时间________。
[实验结论] 4 mol·L－1硫酸与锌反应比1 mol·L－1硫酸与锌反应速率________。
[注意事项]（1）锌粒的颗粒（即表面积）大小________；
（2）40 mL硫酸要迅速加入；
（3）装置________，且计时要迅速、准确；
（4）气体收集可以用排水量气装置代替。
[实验讨论] 除本实验测定反应速率的方法外，可行的方案还有：
（1）__________________；（2）__________________；（3）__________________。
【答案】[实验现象] 产生气泡 短
[实验结论] 大
[注意事项]（1）基本相同 （3）气密性良好
[实验讨论]（1）测定一段时间内产生H2的体积 （2）测定一段时间内H+的浓度变化 （3）测定一段时间内锌粒质量的变化
【解析】Zn与H2SO4发生反应生成H2，故看到有气泡产生，且Zn与4 mol·L－1硫酸反应更剧烈，故实验（2）比（1）所用时间短。做此实验时要保证锌粒的表面积基本相同，同时该实验装置气密性要良好。测定反应速率还有如下方法：（1）测定一段时间内产生H2的体积；（2）测定一段时间内H+的浓度变化；（3）测定一段时间内锌粒质量的变化。
类型三、有效碰撞理论
例题6（2019 安徽巢湖市无为县期中）下列说法不正确的是（ ）
A．只有当碰撞的分子具有足够的能量和适当的取向时，才能发生化学变化
B．能发生有效碰撞的分子必须具有足够高的能量
C．无论是吸热反应还是放热反应，升高温度都能增大活化分子百分数
D．活化分子间的碰撞一定是有效碰撞
【思路点拨】本题考查分子有效碰撞的问题，题目难度不大，但本题易错，注意相关知识的积累。
【答案】D
【解析】A项当碰撞的分子具有足够的能量时才能成为活化分子，且适当的取向时发生有效碰撞，可发生化学反应，故A正确；B项能发生有效碰撞的分子必须具有成为活化分子所需的足够高的能量，故B正确；C项升高温度，分子的能量增大，增大活化分子百分数，故C正确；D项活化分子发生碰撞时，只有适当的取向时，才能发生有效碰撞，故D错误。故选D。
【总结升华】升高温度，分子的能量增大，增大活化分子百分数，活化分子发生碰撞时，只有适当的取向时，才能发生有效碰撞，才能发生化学反应。
举一反三：
【变式1】1918年，Lewis提出反应速率的碰撞理论：反应物分子间的相互碰撞是反应进行的必要条件，但并不是每次碰撞都能引起反应，只有少数碰撞才能引起化学反应。能引发化学反应的碰撞称为有效碰撞。
（1）图Ⅰ是HI分解反应中HI分子之间的几种碰撞示意图，其中属于有效碰撞的是________（填“A”“B”或“C”）。
（2）20世纪30年代，Eyring和Pelzer在碰撞理论的基础上提出了化学反应的过渡态理论：化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的，而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能量的过渡态。图Ⅱ是NO2和CO反应生成CO2和NO的过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式：________________。
（3）过渡态理论认为，催化剂改变反应速率的原因是改变了反应的途径，对大多数反应而言主要是通过改变过渡态而使有效碰撞所需要的能量发生变化。请在图Ⅱ中作出NO2和CO反应时使用催化剂而使反应速率加快的能量变化示意图。
【答案】（1）C （2）NO2(g)+CO(g)==CO2(g)+NO(g) ΔH=－234 kJ/mol
（3）如图。
【解析】（1）有效碰撞是发生化学反应的碰撞，即有新物质生成的碰撞，显然选C。（2）当反应物的总能量大于生成物的总能量时，反应放热。反之吸热，注意书写热化学方程式时必须标明反应物和生成物的状态。（3）催化剂的主要作用是使发生有效碰撞所需的能量降低，使发生反应的门槛降低，即过渡态的能量较低。
【巩固练习】
一、选择题
1．在2 L密闭容器中进行如下反应：mX(g)+nY(g)===pZ(g)+qQ(g)，2 s时间内用X表示的平均反应速率为mol/(L·s)，则2 s时间内，Q物质增大的物质的量为（ ）
A．mol B．mol C．mol D．mol
2．（2019 河北保定月考）在一定的温度下，浓度都是3 mol／L的两种气体A2和B2，在密闭容器中反应生成气体Z，经过t min后，测得A2、B2、Z的浓度分别是c (A2)=1.2 mol／L，c (B2)=2.4 mol／L，c (Z)=1.2 mol／L。则该反应的反应式可以表示为（ ）
A．A2+2B2==2AB2 B．2A2+B2==2A2B C．3A2+B2==2A3B D．A2+3B2==2AB3
3．在mA+nBpC的反应中，m、n、p为各物质的化学计量数。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
4．反应2SO2+O22SO3，经过一段时间后，SO3的浓度增加了0.4 mol/L，在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04 mol/(L·s)，则这段时间为（ ）
A．0.1 s B．2.5 s C．5 s D．10 s
5．(2019 临沂模拟)在4 L密闭容器中充入6 mol A气体和5 mol B气体，在一定条件下发生反应：3A(g)+B(g) 2C(g)+xD(g)，5 s达到平衡。达到平衡时，生成了2 mol C，经测定D的浓度为0.5 mol·L-1，下列判断正确的是（ ）
A．x＝1 B．B的转化率为20%
C．平衡时A的浓度为1.50 mol·L-1 D．B的平均反应速率为0.2 mol·L-1·s-1
6．在一定条件下，N2O分解的部分实验数据如下（ ）
反应时间/min
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
c（N2O）/mol?L﹣1
0.100
0.090
0.080
0.070
0.060
0.050
0.040
0.030
0.020
0.010
0.000
下图能正确表示该反应有关物理量变化规律的是（ ）
（注：图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间，c1、c2均表示N2O初始浓度且c1＜c2）
A． B．
C． D．
7．（2019河北唐山期中）已知反应4CO (g)+2NO2 (g)N2 (g)+4CO2 (g)，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 (CO)=1.5 mol·L－1·min－1 B．v (NO2)=0.7 mol·L－1·min－1
C．v (N2)=0.4 mol·L－1·min－1 D．v (CO2)=1.1 mol·L－1·min－1
8．下列说法不正确的是（ ）
A．具有较高能量的反应物分子称为活化分子
B．反应物活化分子间的碰撞不一定是有效碰撞
C．活化能越小，一般分子就越容易成为活化分子
D．反应物活化分子间有合适取向的碰撞才是有效碰撞
9．在温度不变、恒容的容器中进行反应2HIH2+I2（正反应为吸热反应），反应物的浓度由0.1 mol/L降到0.06 mol/L，需要20 s，那么由0.06 mol/L降到0.036 mol/L所需时间为（ ）
A．等于10 s B．等于12 s C．大于12 s D．小于12 s
10．在四种不同条件下测得反应：2SO2+O22SO3的反应速率如下表所示：
（1）
（2）
（3）
（4）
反应速率[mol·L-1·min-1]
v(SO2)
v(O2)
v(SO3)
v(O2)
0.4
0.25
0.5
0.3
其中反应速率最快的是（ ）。
A．（1） B．（2） C．（3） D．（4）
11．在一定温度下，向一个2 L的真空密闭容器中（装有催化剂），通入2 mol N2和2 mol H2，发生反应N2+3H22NH3，经过一段时间后，测得容器内压强为起始时的0.9倍。已知在此段时间内以H2表示的平均反应速率为0.1 mol / (L·min)，则所经过的时间为（ ）
A．1 min B．2 min C．3 min D．6 min
二、填空题
1．（2019 四川成都模拟）将等物质的量的A、B混合气体通入2 L的密闭容器中，发生反应：3A (g)+B (g)xC (g)+2D (g)，5 min时，测得D的浓度为0.5 mol／L，c (A)∶c (B)=3∶5，C的平均反应速率为0.1 mol／(L·min)。
（1）5 min时，c (A)=________mol／L，反应开始前容器中的A、B的物质的量为=________mol。
（2）B的平均反应速率：v (B)=________ mol/(L·min)。
（3）x的值为________。
2．将等物质的量的氢气和碘蒸气充入密闭容器内进行反应：H2+I22HI，反应进行2 min时，测得HI的反应速率为0.1 mol·L－1·min－1，碘蒸气的浓度为0.4 mol·L－1。
（1）反应速率v(H2)=________，v(I2)=________。
（2）H2的起始浓度为________，I2的起始浓度为________。
（3）2 min末时HI的浓度为________。
3．在25℃时，向100 mL含HCl 14.6 g的盐酸溶液里放入5.6 g纯铁粉（不考虑反应前后溶液体积的变化），反应开始至2 min末，共收集到1.12 L（标准状况）氢气。在此之后，又经过4 min铁粉完全溶解。则：
（1）在前2 min内用FeCl2表示的平均反应速率是________。
（2）在后4 min内用HCl表示的平均反应速率是________。
（3）前2 min与后4 min相比，反应速率较快的是________。
4．在一定压强下，某化学反应2AB+D在4种不同条件下进行，B、D起始浓度为0，反应物A的浓度（mol / L）随反应时间（min）的变化情况如下表：
实验
序号
时间
浓度
温度
0
10
20
30
40
50
60
1
800℃
1.0
0.80
0.67
0.57
0.50
0.50
0.50
2
800℃
c2
0.60
0.50
0.50
0.50
0.50
0.50
3
800℃
c3
0.92
0.75
0.63
0.60
0.60
0.60
4
800℃
1.0
0.40
0.25
0.20
0.20
0.20
0.20
根据上述数据，完成下列填空：
（1）在实验1，反应在10～20 min内平均反应速率为________mol / (L·min)。
（2）在实验2，A的初始浓度c2=________mol / L，反应经20分钟就达到平衡，可推测实验2中还隐含的条件是________________。
（3）设实验3的反应速率为v3，实验1的反应速率为v1，则v3________v1（填“＞”、“＝”或“＜”）。且c3________1.0 mol / L（填“＞”、“＝”或“＜”）。
（4）比较实验4和实验1，可推测该反应是________反应（填“吸热”或“放热”）。理由是____________。
【答案与解析】
一、选择题
1．A
【解析】不同物质表示的反应速率之比等于它们的化学计量数之比，X表示的平均反应速率为mol/(L·s)，Q物质表示的反应速率为mol/(L·s)×mol/(L·s)。则Δn(Q)=mol/(L·s)×2 L×2 s=mol。
2．C
【解析】由题意知，A2、B2、Z的浓度变化量分别是：△c (A2)=3 mol／L－1.2 mol／L=1.8 mol／L，△ c (B2)=3 mol／L－2.4 mol／L=0.6 mol／L，△c (Z)=1.2 mol／L，根据各物质浓度变化量之比等于化学方程式中各物质系数之比，故A2、B2、Z的系数之比为118∶0.6∶1.2=3∶1∶2，则反应可以表示为3A2+B2==2Z，根据反应前后原子个数不变，则Z的化学式为A3B，该反应表示为3A2+B2==2A3B。
3．C
【解析】化学反应速率之比等于化学计量数之比，也等于物质的量浓度变化之比，即m∶n∶p=0.5a∶1.5a∶a=1∶3∶2。
4．C
【解析】由v(O2) ∶v(SO3)=1∶2，v(O2)=0.04 mol/(L·s)，可得：v(SO3)=0.08 mo1/(L·s)；再由，可计算出：Δt=5 s。
5．B
【解析】平衡时，n(D)＝0.5 mol·L-1×4 L＝2 mol。
在相同时间内生成C和D的物质的量相等，因此x＝2，A错误；
3A(g) + B(g) 2C(g) + 2D(g)
开始/mol: 6 5 0 0
转化/mol: 3 1 2 2
平衡/mol: 3 4 2 2
α(B)＝1/5×100%＝20%，B正确；
平衡时，c(A)＝ ＝0.75 mol·L-1，C错误；v(B)＝ ＝0.05 mol·L-1·s-1，D错误。
6．A
【解析】A．由表可知，每隔10min，c（N2O）的变化量相等，故单位时间内c（N2O）的变化量是定值，即N2O的分解速率是定值，故A正确；
B．由表可知，每隔10min，c（N2O）的变化量相等，故单位时间内c（N2O）的变化与N2O的起始浓度无关，最终N2O完全分解，故B错误；
C.0﹣50min，c（N2O）由0.1变为0.05，故0.1mol?L﹣1N2O的半衰期为50min，20﹣60min，c（N2O）由0.08变为0.04，故0.08mol?L﹣1N2O的半衰期为40min，故随着浓度的减小，半衰期也在减小，故C错误；
D．由表可知，每隔10min，c（N2O）的变化量相等，故N2O的起始浓度越小，单位时间内的转化率越大，最终N2O完全分解，故D错误，
故选A。
7．C
【解析】用不同物质表示的反应速率比较大小时，可以利用反应速率与系数之比所得的数值进行比较，数值大者反应速率快，A、B、C、D四项中各物质表示的反应速率与其系数之比为0.375 mol·L－1·min－1、0.35 mol·L－1·min－1、0.4 mol·L－1·min－1、0.275 mol·l－1·min－1，故C项表示的反应速率最快。
8．A
【解析】能量高不一定是活化分子，只有能量较高且能发生有效碰撞的分子才称为活化分子，A错；反应物中活化分子间的碰撞不一定发生化学反应，如果分子不是沿着合适取向的碰撞，就不能使旧键断裂，故B正确；活化能越小，则一般分子成为活化分子越容易，具有一定能量的反应物分子间有合适取向的碰撞才能发生反应，能发生反应的碰撞称为有效碰撞。故C、D正确。
9．C
【解析】 先计算出20 s内的反应速率v(HI)=(0.1 mol/L－0.06 mol/L)/20 s=0.002 mol/(L·s)，则20 s后的反应速率v＇＜v(HI)，后一段反应所用时间：t=(0.06 mol/L－0.036 mol/L)/v＇=(0.024 mol/L)/v＇。因为v＇＜0.002 mol/(L·s)，所以t＞12 s。
10．D
【解析】都以O2为标准进行反应速率的比较，则（1）中v(O2)=0.2 mol·L-1·min-1，（3）中v(O2)=0.25 mol·L-1·min-1，故反应速率最快的是（4），故选D。
11． C
【解析】
则
x=0.1，即N2转化的物质的量浓度为0.1 mol / L，
，
Δt=3 min
二、填空题
1．（1）0.75 3 （2）0.05 （3）2
【解析】（1）设起始时通入了a mol的A、B。
3A (g) + B (g)x C(g) + 2D (g)
起始（mol） a a 0 0
5 min时（mol）a－1.5 0－0.5 0.5×2=1
，得a=3，即开始前n (A)=n (B)=3 mol，5 min时。
（2）。
（3），解得x=2。
2．（1）0.05 mol·L－1·min－1 0.05 mol·L－1·min－1
（2）0.5 mol·L－1 0.5 mol·L－1 （3）0.2 mol·L－1
【解析】根据化学反应速率之比等于化学计量数之比等于物质的量浓度变化之比求解。
（1）反应H2+I22HI，则各物质的速率关系为v(HI)=2v(I2)=2v(H2)，又v(HI)=0.1 mol·L－1·min－1，知v(H2)=v(I2)=0.05 mol·L－1·min－1。
（2）设反应容器体积为V L，反应时间为t min，由反应H2+I22HI可得，Δc(HI)=v(HI)×t=0.1 mol·L－1·min－1×2 min=0.2 mol·L－1，则物质的量浓度变化之比为Δc(H2)∶Δc(I2)∶Δc(HI)=1∶1∶2，则Δc(H2)=Δc(I2)=0.1 mol·L－1。
反应后c＇(I2)=c＇(H2)=0.4 mol·L－1，则反应前c(I2)=c(H2)=0.5 mol·L－1。
（3）由Δc(HI)=v(HI)×t知，c(HI)=0.1 mol·L－1·min－1×2 min=0.2 min·L－1。
3．（1）0.25 mol/(L·min) （2）0.25 mol/(L·min) （3）前2 min
【解析】（1）由题目信息“又经过4 min铁粉完全溶解”知，盐酸是过量的，，。由反应方程式Fe+2HCl==FeCl2+H2↑知，前2 min内消耗的铁、盐酸及生成的FeCl3的物质的量分别为0.05 mol、0.1 mol、0.05 mol，故v(FeCl3)==0.25 mol/(L·min)。（2）后4 min消耗的盐酸由铁的量来求，消耗的n(Fe)=0.1 mol－0.05 mol=0.05 mol，故消耗的n(HCl)=2n(Fe)=0.1 mol，v(HCl)==0.25 mo1/(L·min)。（3）因在同一个反应里，v(HCl)=2v(FeCl3)，故（1）中v(HCl)=0.5 mol/(L·min)，可知前2 min反应速率较快。
4．【答案】（1）0.013 （2）1.0 催化剂 （3）＞ ＞（4）吸热 温度升高时，平衡向右移动
【解析】 （2）、由于第二种情况和第一种情况在相同环境下达到的平衡状态相同，所以两者的起始浓度一定相同，所以第二种情况下，c2=1mol/L。
（3）、反应物浓度增大，平衡势必向右移动，但是移动后达到新平衡 新平衡的各组份浓度都要比加入以前要大 就是比旧平衡的各组份浓度要大，最后A的浓度是0.6mol/L，0.6mol/L＞0.5 mol/L，和第一组相比可知起始的c3>1mol/L。
c3的值如果是1.0mol/L，则第三种情况平衡时浓度也应该为0.5mol/L，但是现在是0.6mol/L，所以一定是起始的浓度大了，才有可能在平衡时达到0.6mol/L。因此c3的值一定大于1.0mol/L
【学习目标】
1、了解化学反应速率的定量表示方法，初步了解测定某些化学反应速率的实验方法；
2、通过实验事实和思考，掌握化学反应速率的表示方法。
【典型例题】
类型一、化学反应速率概念的理解
例题1 下列有关化学反应速率的说法中正确的是（ ）
A．对任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显
B．化学反应速率通常用单位时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加来表示
C．若某化学反应在一定时间段内的反应速率为0.5 mol/(L·s)，则在该时间段内反应物和生成物的浓度变化都为0.5 mol/L
D．化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的尺度
【答案】D
【解析】不是所有化学反应都有明显的现象，A错误；不是所有的物质都可以用来表示反应速率，固体和纯液体一般不用来表示反应速率，因为纯固体和纯液体的浓度不发生变化，视为常数，B错误；反应速率指单位时间内反应物或生成物的浓度变化，C错误。
例题2 一定条件下，向2 L密闭容器中加入2 mol N2和10 mol H2，发生反应N2+3H22NH3，2 min时测得剩余N2为1 mol，此时化学反应速率表示不正确的是（ ）
A．v(N2)=0.25 mol·L―1·min―1
B．v(H2)=0.75 mol·L―1·min―1
C．v(NH3)=1 mol·L―1·min―1
D．v(NH3)=0.25 mol·L―1·min―1
【答案】CD
【解析】解法一：求化学反应速率，需先求物质的量浓度的变化量和反应所耗时间，据物质的量的变化量与体积的比可得出浓度的变化量。
则v(N2)=(2―1) mol/(2 L×2 min)=0.25 min·L－1·min―1，
v(H2)=3 mol/(2 L×2 min)=0.75 mol·L―1·min―1，
v(NH3)=2 mol/(2 L×2 min)=0.5 mol·L―1·min―1。
解法二：用N2来表示其反应速率时，
。
因为v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)=1∶3∶2，则v(H2)=0.75 mol·L―1·min―1，v(NH3)=0.5 mol·L―1·min―1。
例题3 反应2A(g)+B(g)==3C(g)+4D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为：
①v(A)=0.5 mol/(L·s)；②v(B)=0.3 mol/(L·s)；
③v(C)=0.8mol/(L·s)；④v(D)=1 mol/(L·s)。
该反应进行的快慢顺序为________。
【答案】②＞③＞④=①
【解析】解法一：由反应速率之比与物质的化学计量数之比，比较后作出判断。由化学方程式2A(g)+B(g)=3C(g)+4D(g)得出：
a．v(C)∶v(B)=3∶1，而v(C)∶v(B)=0.8∶0.3=8∶3，故v(B)＞v(C)，从而得②＞③。
b．v(A)∶v(D)=1∶4，而v(A)∶v(D)=0.5∶1=1∶4，故v(A)= v(D)，从而④=①。
c．v(C)∶v(D)=3∶4，而v(C)∶v(D)=0.8∶1=4∶5，故v(C)＞v(D)，从而得③＞④。
故该反应进行的快慢顺序为：②＞③＞④=①。
解法二：将不同物质表示的反应速率换算为同一物质表示的反应速率，再比较反应速率数值的大小。
若以物质B为标准，将其他物质表示的反应速率换算为用物质B表示的速率，则有：
v(B)∶v(A)=1∶2，则①表示的v(B)=0.25 mol/(L·s)；
v(B)∶v(C)=1∶3，则③表示的v(B)=0.8/3 mol/(L·s)；
v(B)∶v(D)=1∶4，则④表示的v(B)=0.25 mol/(L·s)。
故反应进行的快慢顺序为：②＞③＞④=①。
举一反三：
【变式1】将等物质的量的A、B混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：3 A(g) + B(g) x C(g) + 2 D(g)，经5 min后，测得D的浓度为0.5 mol/L，C的平均反应速率0.1 mol/(L·min)，且c(A)∶c(B)=3∶5。求：
（1）此时A的浓度及反应开始前放入容器中A、B物质的量；
（2）B的平均反应速率；
（3）x值是多少？
【解析】本题可用三段式法求解，设反应前放入容器中A、B物质的量均a，则其反应前浓度均为0.5a。由5分钟时D的浓度可求出此时D的物质的量，再根据反应方程式中的计量数，可知：
由题意c(A)∶c(B)=3∶5=( a-1.5):( a-0.5)，解得a=3mol，
所以，开始前放入容器中A、B的物质的量均为3mol
5min后A的浓度为：c(A)=(3-1.5)mol/2L=0.75mol/L
B的平均反应速率为：v(B)=0.5mol÷2L÷5min=0.05mol/(L·min)
化学反应中各物质的速率比等于计量系数比：v(B):v(C)=0.05：0.1=1：2，所以x=2
【答案】
（1）此时A的浓度为0.75mol/L，反应开始前放入容器中A、B物质的量均为3mol；
（2）B的平均反应速率为0.05mol/(L·min)；
（3）x值是2。
类型二、化学反应速率的测量
例题4一定温度下，10 mL 0.40 mol/L H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积（已折算为标准状况）如下表。
t/min
0
2
4
6
8
10
V(O2)/mL
0.0
9.9
17.2
22.4
26.5
29.9
下列叙述不正确的是（溶液体积变化忽略不计）（ ）
A．0～6 min的平均反应速率：v(H2O2)≈3.3×10－2mol·L－1·min－1
B．6～10min的平均反应速率：v(H2O2)<3.3×10－2mol·L－1·min－1
C．反应至6 min时，c(H2O2)＝0.30 mol/L
D．反应至6 min时，H2O2分解了50%
【思路点拨】H2O2的催化分解反应为2H2O22H2O＋O2↑，根据生成氧气的体积确定过氧化氢的物质的量。
【答案】C
【解析】0～6 min，n(O2)＝1×10－3mol，n(H2O2)＝2×10－3mol，Δc(H2O2)＝0.2 mol/L，v(H2O2)＝0.2 mol/L÷6 min≈3.3×10－2mol·L－1·min－1，A正确；随着反应进行，过氧化氢浓度减小，反应速率在减小，故B正确；开始n(H2O2)＝4×10－3mol，0～6 min消耗了2×10－3mol，故6 min时，c(H2O2)＝0.2 mol/L，C错误；开始n(H2O2)＝4×10－3mol，0～6 min消耗了2×10－3mol，分解率为50%，D正确。故选C。
【总结升华】化学反应速率是通过实验测定的，因为化学反应中发生变化的是体系中的化学物质（包括反应物和生成物），所以与其中任何一种化学物质的浓度（或质量）相关的性质在测量反应速率时都可以加以利用。用于化学反应速率测量的基本性质：①直接可测量的性质，如释放出气体的体积和体系压强；②依靠科学仪器才能测量的性质，如颜色的深浅、光的吸收、光的反射、导电能力等；③在溶液中，当反应物或产物本身有比较明显的颜色时，常常利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率等。
举一反三：
【变式1】硝基苯甲酸乙酯在OH﹣存在下发生水解反应：
O2NC6H4COOC2H5+OH﹣?O2NC6H4COO﹣+C2H5OH
两种反应物的初始浓度均为0.050mol?L﹣1，15℃时测得O2NC6H4COOC2H5的转化率α随时间变化的数据如表所示．回答下列问题：
列示计算该反应在120～180s与180～240s区间的平均反应速率 、 ；比较两者大小可得出的结论是 ．
【答案】7.3×10﹣5mol/L/s 5.8×10﹣5mol/L/s
反应速率逐渐减小，原因是随着反应进行，反应物浓度降低，反应速率减慢
【解析】120～180s内的平均速率为v==7.3×10﹣5mol/L/s，180～240s区间的平均反应速率为v==5.8×10﹣5mol/L/s。反应速率逐渐减小，原因是随着反应进行，反应物浓度降低，反应速率减慢。
例题5 请你协助化学兴趣小组的同学完成如下实验，并回答相关问题。
实验目的：比较等体积的0.5 mol·L―1硫酸、1 mol·L―1盐酸、1 mol·L―1醋酸分别与金属反应生成氢气的速率和体积。
实验原理：（用离子方程式表示）________________。
实验用品：仪器（略）、药品（除给定的三种酸溶液外，在Na、Mg、Fe三种金属中选择最合适的一种，并说明理由）。选择的金属是________，不选其他两种金属的理由是________________。
实验步骤：
（1）甲同学设计的实验装置（如图所示）：
（2）乙同学认为该装置不能控制三个反应在同一时间发生，并作了相应的改进。你认为乙同学的改进措施是________________。
（3）按改进后的装置进行实验，观察实验现象并得出相关结论。
①反应开始时的速率：v(H2SO4) ________v(HCl) ________v(CH3COOH)（用“＝”“＜”或“＞”填空，下同），反应进行一段时间后的速率：v(H2SO4)=v(HCl) ________v(CH3COOH)；
②最终得到的氢气体积：V(H2/H2SO4) ________V(H2/HCl) ________V(H2/CH3COOH)。
问题讨论：
（4）量筒的规格由________决定。
【答案】实验原理：
2H++Mg==H2↑+Mg2+
2CH3COOH+Mg==H2↑+Mg2++2CH3COO―
实验用品：Mg Na太活泼，能和水反应产生氢气，影响实验结论；Fe与酸反应的速率较慢，实验时间较长
实验步骤：（2）同时用分液漏斗分别向烧瓶中加入酸溶液
（3）①＝ ＞ ＜ ② ＝ ＝
问题讨论：（4）酸溶液的体积
【解析】实验步骤：（2）为控制三个反应器内反应能同时发生，就必须保证能同时向三个反应器中加入酸溶液，因此可采用分液漏斗滴加的方式。
（3）①因为醋酸是弱电解质，故浓度相同的酸，反应开始时醋酸中c(H+)的浓度较小，反应慢，开始一段时间后盐酸和硫酸溶液中c(H+)减少得较快，故反应进行到一定程度后，金属与醋酸的反应速率大于金属与盐酸和硫酸的反应速率。
②金属过量时，产生H2的体积以酸溶液为标准，故三种溶液中产生H2的体积相等。
问题讨论：（4）考查实验基本知识，选取量器的原则是保证一次成功量取，且选用仪器量程不能过大。
举一反三：
【变式1】（2019 北京东城）某化学兴趣小组设计实验探究反应速率的测定和比较。
[实验步骤]（1）取一套装置（装置如图所示），加入40 mL 1 mol·L－1的硫酸，测量收集10 mL H2所需的时间。
（2）取另一套装置，加入40 ml 4 mol·L－1的硫酸，测量收集10 mL H2所需的时间。
[实验现象] 锌跟硫酸反应________；收集10 mL气体，（2）所用时间比（1）所用时间________。
[实验结论] 4 mol·L－1硫酸与锌反应比1 mol·L－1硫酸与锌反应速率________。
[注意事项]（1）锌粒的颗粒（即表面积）大小________；
（2）40 mL硫酸要迅速加入；
（3）装置________，且计时要迅速、准确；
（4）气体收集可以用排水量气装置代替。
[实验讨论] 除本实验测定反应速率的方法外，可行的方案还有：
（1）__________________；（2）__________________；（3）__________________。
【答案】[实验现象] 产生气泡 短
[实验结论] 大
[注意事项]（1）基本相同 （3）气密性良好
[实验讨论]（1）测定一段时间内产生H2的体积 （2）测定一段时间内H+的浓度变化 （3）测定一段时间内锌粒质量的变化
【解析】Zn与H2SO4发生反应生成H2，故看到有气泡产生，且Zn与4 mol·L－1硫酸反应更剧烈，故实验（2）比（1）所用时间短。做此实验时要保证锌粒的表面积基本相同，同时该实验装置气密性要良好。测定反应速率还有如下方法：（1）测定一段时间内产生H2的体积；（2）测定一段时间内H+的浓度变化；（3）测定一段时间内锌粒质量的变化。
类型三、有效碰撞理论
例题6（2019 安徽巢湖市无为县期中）下列说法不正确的是（ ）
A．只有当碰撞的分子具有足够的能量和适当的取向时，才能发生化学变化
B．能发生有效碰撞的分子必须具有足够高的能量
C．无论是吸热反应还是放热反应，升高温度都能增大活化分子百分数
D．活化分子间的碰撞一定是有效碰撞
【思路点拨】本题考查分子有效碰撞的问题，题目难度不大，但本题易错，注意相关知识的积累。
【答案】D
【解析】A项当碰撞的分子具有足够的能量时才能成为活化分子，且适当的取向时发生有效碰撞，可发生化学反应，故A正确；B项能发生有效碰撞的分子必须具有成为活化分子所需的足够高的能量，故B正确；C项升高温度，分子的能量增大，增大活化分子百分数，故C正确；D项活化分子发生碰撞时，只有适当的取向时，才能发生有效碰撞，故D错误。故选D。
【总结升华】升高温度，分子的能量增大，增大活化分子百分数，活化分子发生碰撞时，只有适当的取向时，才能发生有效碰撞，才能发生化学反应。
举一反三：
【变式1】1918年，Lewis提出反应速率的碰撞理论：反应物分子间的相互碰撞是反应进行的必要条件，但并不是每次碰撞都能引起反应，只有少数碰撞才能引起化学反应。能引发化学反应的碰撞称为有效碰撞。
（1）图Ⅰ是HI分解反应中HI分子之间的几种碰撞示意图，其中属于有效碰撞的是________（填“A”“B”或“C”）。
（2）20世纪30年代，Eyring和Pelzer在碰撞理论的基础上提出了化学反应的过渡态理论：化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的，而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能量的过渡态。图Ⅱ是NO2和CO反应生成CO2和NO的过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式：________________。
（3）过渡态理论认为，催化剂改变反应速率的原因是改变了反应的途径，对大多数反应而言主要是通过改变过渡态而使有效碰撞所需要的能量发生变化。请在图Ⅱ中作出NO2和CO反应时使用催化剂而使反应速率加快的能量变化示意图。
【答案】（1）C （2）NO2(g)+CO(g)==CO2(g)+NO(g) ΔH=－234 kJ/mol
（3）如图。
【解析】（1）有效碰撞是发生化学反应的碰撞，即有新物质生成的碰撞，显然选C。（2）当反应物的总能量大于生成物的总能量时，反应放热。反之吸热，注意书写热化学方程式时必须标明反应物和生成物的状态。（3）催化剂的主要作用是使发生有效碰撞所需的能量降低，使发生反应的门槛降低，即过渡态的能量较低。
【巩固练习】
一、选择题
1．在2 L密闭容器中进行如下反应：mX(g)+nY(g)===pZ(g)+qQ(g)，2 s时间内用X表示的平均反应速率为mol/(L·s)，则2 s时间内，Q物质增大的物质的量为（ ）
A．mol B．mol C．mol D．mol
2．（2019 河北保定月考）在一定的温度下，浓度都是3 mol／L的两种气体A2和B2，在密闭容器中反应生成气体Z，经过t min后，测得A2、B2、Z的浓度分别是c (A2)=1.2 mol／L，c (B2)=2.4 mol／L，c (Z)=1.2 mol／L。则该反应的反应式可以表示为（ ）
A．A2+2B2==2AB2 B．2A2+B2==2A2B C．3A2+B2==2A3B D．A2+3B2==2AB3
3．在mA+nBpC的反应中，m、n、p为各物质的化学计量数。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
4．反应2SO2+O22SO3，经过一段时间后，SO3的浓度增加了0.4 mol/L，在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04 mol/(L·s)，则这段时间为（ ）
A．0.1 s B．2.5 s C．5 s D．10 s
5．(2019 临沂模拟)在4 L密闭容器中充入6 mol A气体和5 mol B气体，在一定条件下发生反应：3A(g)+B(g) 2C(g)+xD(g)，5 s达到平衡。达到平衡时，生成了2 mol C，经测定D的浓度为0.5 mol·L-1，下列判断正确的是（ ）
A．x＝1 B．B的转化率为20%
C．平衡时A的浓度为1.50 mol·L-1 D．B的平均反应速率为0.2 mol·L-1·s-1
6．在一定条件下，N2O分解的部分实验数据如下（ ）
反应时间/min
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
c（N2O）/mol?L﹣1
0.100
0.090
0.080
0.070
0.060
0.050
0.040
0.030
0.020
0.010
0.000
下图能正确表示该反应有关物理量变化规律的是（ ）
（注：图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间，c1、c2均表示N2O初始浓度且c1＜c2）
A． B．
C． D．
7．（2019河北唐山期中）已知反应4CO (g)+2NO2 (g)N2 (g)+4CO2 (g)，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 (CO)=1.5 mol·L－1·min－1 B．v (NO2)=0.7 mol·L－1·min－1
C．v (N2)=0.4 mol·L－1·min－1 D．v (CO2)=1.1 mol·L－1·min－1
8．下列说法不正确的是（ ）
A．具有较高能量的反应物分子称为活化分子
B．反应物活化分子间的碰撞不一定是有效碰撞
C．活化能越小，一般分子就越容易成为活化分子
D．反应物活化分子间有合适取向的碰撞才是有效碰撞
9．在温度不变、恒容的容器中进行反应2HIH2+I2（正反应为吸热反应），反应物的浓度由0.1 mol/L降到0.06 mol/L，需要20 s，那么由0.06 mol/L降到0.036 mol/L所需时间为（ ）
A．等于10 s B．等于12 s C．大于12 s D．小于12 s
10．在四种不同条件下测得反应：2SO2+O22SO3的反应速率如下表所示：
（1）
（2）
（3）
（4）
反应速率[mol·L-1·min-1]
v(SO2)
v(O2)
v(SO3)
v(O2)
0.4
0.25
0.5
0.3
其中反应速率最快的是（ ）。
A．（1） B．（2） C．（3） D．（4）
11．在一定温度下，向一个2 L的真空密闭容器中（装有催化剂），通入2 mol N2和2 mol H2，发生反应N2+3H22NH3，经过一段时间后，测得容器内压强为起始时的0.9倍。已知在此段时间内以H2表示的平均反应速率为0.1 mol / (L·min)，则所经过的时间为（ ）
A．1 min B．2 min C．3 min D．6 min
二、填空题
1．（2019 四川成都模拟）将等物质的量的A、B混合气体通入2 L的密闭容器中，发生反应：3A (g)+B (g)xC (g)+2D (g)，5 min时，测得D的浓度为0.5 mol／L，c (A)∶c (B)=3∶5，C的平均反应速率为0.1 mol／(L·min)。
（1）5 min时，c (A)=________mol／L，反应开始前容器中的A、B的物质的量为=________mol。
（2）B的平均反应速率：v (B)=________ mol/(L·min)。
（3）x的值为________。
2．将等物质的量的氢气和碘蒸气充入密闭容器内进行反应：H2+I22HI，反应进行2 min时，测得HI的反应速率为0.1 mol·L－1·min－1，碘蒸气的浓度为0.4 mol·L－1。
（1）反应速率v(H2)=________，v(I2)=________。
（2）H2的起始浓度为________，I2的起始浓度为________。
（3）2 min末时HI的浓度为________。
3．在25℃时，向100 mL含HCl 14.6 g的盐酸溶液里放入5.6 g纯铁粉（不考虑反应前后溶液体积的变化），反应开始至2 min末，共收集到1.12 L（标准状况）氢气。在此之后，又经过4 min铁粉完全溶解。则：
（1）在前2 min内用FeCl2表示的平均反应速率是________。
（2）在后4 min内用HCl表示的平均反应速率是________。
（3）前2 min与后4 min相比，反应速率较快的是________。
4．在一定压强下，某化学反应2AB+D在4种不同条件下进行，B、D起始浓度为0，反应物A的浓度（mol / L）随反应时间（min）的变化情况如下表：
实验
序号
时间
浓度
温度
0
10
20
30
40
50
60
1
800℃
1.0
0.80
0.67
0.57
0.50
0.50
0.50
2
800℃
c2
0.60
0.50
0.50
0.50
0.50
0.50
3
800℃
c3
0.92
0.75
0.63
0.60
0.60
0.60
4
800℃
1.0
0.40
0.25
0.20
0.20
0.20
0.20
根据上述数据，完成下列填空：
（1）在实验1，反应在10～20 min内平均反应速率为________mol / (L·min)。
（2）在实验2，A的初始浓度c2=________mol / L，反应经20分钟就达到平衡，可推测实验2中还隐含的条件是________________。
（3）设实验3的反应速率为v3，实验1的反应速率为v1，则v3________v1（填“＞”、“＝”或“＜”）。且c3________1.0 mol / L（填“＞”、“＝”或“＜”）。
（4）比较实验4和实验1，可推测该反应是________反应（填“吸热”或“放热”）。理由是____________。
【答案与解析】
一、选择题
1．A
【解析】不同物质表示的反应速率之比等于它们的化学计量数之比，X表示的平均反应速率为mol/(L·s)，Q物质表示的反应速率为mol/(L·s)×mol/(L·s)。则Δn(Q)=mol/(L·s)×2 L×2 s=mol。
2．C
【解析】由题意知，A2、B2、Z的浓度变化量分别是：△c (A2)=3 mol／L－1.2 mol／L=1.8 mol／L，△ c (B2)=3 mol／L－2.4 mol／L=0.6 mol／L，△c (Z)=1.2 mol／L，根据各物质浓度变化量之比等于化学方程式中各物质系数之比，故A2、B2、Z的系数之比为118∶0.6∶1.2=3∶1∶2，则反应可以表示为3A2+B2==2Z，根据反应前后原子个数不变，则Z的化学式为A3B，该反应表示为3A2+B2==2A3B。
3．C
【解析】化学反应速率之比等于化学计量数之比，也等于物质的量浓度变化之比，即m∶n∶p=0.5a∶1.5a∶a=1∶3∶2。
4．C
【解析】由v(O2) ∶v(SO3)=1∶2，v(O2)=0.04 mol/(L·s)，可得：v(SO3)=0.08 mo1/(L·s)；再由，可计算出：Δt=5 s。
5．B
【解析】平衡时，n(D)＝0.5 mol·L-1×4 L＝2 mol。
在相同时间内生成C和D的物质的量相等，因此x＝2，A错误；
3A(g) + B(g) 2C(g) + 2D(g)
开始/mol: 6 5 0 0
转化/mol: 3 1 2 2
平衡/mol: 3 4 2 2
α(B)＝1/5×100%＝20%，B正确；
平衡时，c(A)＝ ＝0.75 mol·L-1，C错误；v(B)＝ ＝0.05 mol·L-1·s-1，D错误。
6．A
【解析】A．由表可知，每隔10min，c（N2O）的变化量相等，故单位时间内c（N2O）的变化量是定值，即N2O的分解速率是定值，故A正确；
B．由表可知，每隔10min，c（N2O）的变化量相等，故单位时间内c（N2O）的变化与N2O的起始浓度无关，最终N2O完全分解，故B错误；
C.0﹣50min，c（N2O）由0.1变为0.05，故0.1mol?L﹣1N2O的半衰期为50min，20﹣60min，c（N2O）由0.08变为0.04，故0.08mol?L﹣1N2O的半衰期为40min，故随着浓度的减小，半衰期也在减小，故C错误；
D．由表可知，每隔10min，c（N2O）的变化量相等，故N2O的起始浓度越小，单位时间内的转化率越大，最终N2O完全分解，故D错误，
故选A。
7．C
【解析】用不同物质表示的反应速率比较大小时，可以利用反应速率与系数之比所得的数值进行比较，数值大者反应速率快，A、B、C、D四项中各物质表示的反应速率与其系数之比为0.375 mol·L－1·min－1、0.35 mol·L－1·min－1、0.4 mol·L－1·min－1、0.275 mol·l－1·min－1，故C项表示的反应速率最快。
8．A
【解析】能量高不一定是活化分子，只有能量较高且能发生有效碰撞的分子才称为活化分子，A错；反应物中活化分子间的碰撞不一定发生化学反应，如果分子不是沿着合适取向的碰撞，就不能使旧键断裂，故B正确；活化能越小，则一般分子成为活化分子越容易，具有一定能量的反应物分子间有合适取向的碰撞才能发生反应，能发生反应的碰撞称为有效碰撞。故C、D正确。
9．C
【解析】 先计算出20 s内的反应速率v(HI)=(0.1 mol/L－0.06 mol/L)/20 s=0.002 mol/(L·s)，则20 s后的反应速率v＇＜v(HI)，后一段反应所用时间：t=(0.06 mol/L－0.036 mol/L)/v＇=(0.024 mol/L)/v＇。因为v＇＜0.002 mol/(L·s)，所以t＞12 s。
10．D
【解析】都以O2为标准进行反应速率的比较，则（1）中v(O2)=0.2 mol·L-1·min-1，（3）中v(O2)=0.25 mol·L-1·min-1，故反应速率最快的是（4），故选D。
11． C
【解析】
则
x=0.1，即N2转化的物质的量浓度为0.1 mol / L，
，
Δt=3 min
二、填空题
1．（1）0.75 3 （2）0.05 （3）2
【解析】（1）设起始时通入了a mol的A、B。
3A (g) + B (g)x C(g) + 2D (g)
起始（mol） a a 0 0
5 min时（mol）a－1.5 0－0.5 0.5×2=1
，得a=3，即开始前n (A)=n (B)=3 mol，5 min时。
（2）。
（3），解得x=2。
2．（1）0.05 mol·L－1·min－1 0.05 mol·L－1·min－1
（2）0.5 mol·L－1 0.5 mol·L－1 （3）0.2 mol·L－1
【解析】根据化学反应速率之比等于化学计量数之比等于物质的量浓度变化之比求解。
（1）反应H2+I22HI，则各物质的速率关系为v(HI)=2v(I2)=2v(H2)，又v(HI)=0.1 mol·L－1·min－1，知v(H2)=v(I2)=0.05 mol·L－1·min－1。
（2）设反应容器体积为V L，反应时间为t min，由反应H2+I22HI可得，Δc(HI)=v(HI)×t=0.1 mol·L－1·min－1×2 min=0.2 mol·L－1，则物质的量浓度变化之比为Δc(H2)∶Δc(I2)∶Δc(HI)=1∶1∶2，则Δc(H2)=Δc(I2)=0.1 mol·L－1。
反应后c＇(I2)=c＇(H2)=0.4 mol·L－1，则反应前c(I2)=c(H2)=0.5 mol·L－1。
（3）由Δc(HI)=v(HI)×t知，c(HI)=0.1 mol·L－1·min－1×2 min=0.2 min·L－1。
3．（1）0.25 mol/(L·min) （2）0.25 mol/(L·min) （3）前2 min
【解析】（1）由题目信息“又经过4 min铁粉完全溶解”知，盐酸是过量的，，。由反应方程式Fe+2HCl==FeCl2+H2↑知，前2 min内消耗的铁、盐酸及生成的FeCl3的物质的量分别为0.05 mol、0.1 mol、0.05 mol，故v(FeCl3)==0.25 mol/(L·min)。（2）后4 min消耗的盐酸由铁的量来求，消耗的n(Fe)=0.1 mol－0.05 mol=0.05 mol，故消耗的n(HCl)=2n(Fe)=0.1 mol，v(HCl)==0.25 mo1/(L·min)。（3）因在同一个反应里，v(HCl)=2v(FeCl3)，故（1）中v(HCl)=0.5 mol/(L·min)，可知前2 min反应速率较快。
4．【答案】（1）0.013 （2）1.0 催化剂 （3）＞ ＞（4）吸热 温度升高时，平衡向右移动
【解析】 （2）、由于第二种情况和第一种情况在相同环境下达到的平衡状态相同，所以两者的起始浓度一定相同，所以第二种情况下，c2=1mol/L。
（3）、反应物浓度增大，平衡势必向右移动，但是移动后达到新平衡 新平衡的各组份浓度都要比加入以前要大 就是比旧平衡的各组份浓度要大，最后A的浓度是0.6mol/L，0.6mol/L＞0.5 mol/L，和第一组相比可知起始的c3>1mol/L。
c3的值如果是1.0mol/L，则第三种情况平衡时浓度也应该为0.5mol/L，但是现在是0.6mol/L，所以一定是起始的浓度大了，才有可能在平衡时达到0.6mol/L。因此c3的值一定大于1.0mol/L