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第1课时化学反应速率学习目标定位1.了解化学反应速率的概念，会定量表示化学反应速率。2.掌握化学反应速率的简单计算，会比较化学反应速率的快慢。一、化学反应速率的表示方法1.化学反应速率：通常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。2.数学表达式为v或v。3.常用单位为molL1min1、molL1h1、molL1s1。4.对于化学反应mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)。在一定条件下分别用A、B、C、D表示同一时间内化学反应速率时，v(A)v(B)v(C)v(D)mnpq。化学反应速率应用中的注意事项(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)在表示化学反应速率时，不能用固体或纯液体物质来表示。(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。因此，表示化学反应速率时，必须指明用哪种物质作为标准，在v的后面将该物质的化学式用括号括起来。例1对于反应：CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2，下列说法正确的是()A.用HCl和CaCl2表示的反应速率数值不同，但所表示的意义相同B.不能用CaCO3的浓度变化来表示反应速率，但可用水来表示C.用H2O和CO2表示的化学反应速率相同D.用CaCl2浓度的减小表示其反应速率答案A解析因为CaCO3是固体，H2O为纯液体，不能用其浓度的变化来表示化学反应速率，D中CaCl2为生成物，故应用其浓度的增加表示反应速率，故B、C、D项错误；在同一反应中，选用不同的物质表示反应速率，反应速率数值之比等于化学方程式中化学计量数之比，数值可能相同，也可能不同，但意义相同，故A项正确。考点化学反应速率题点化学反应速率的概念与表示方法方法总结对于反应CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O，可以用下列方法来测定反应速率：(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。例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，反应速率逐渐增大答案B解析CaCO3与稀盐酸反应的化学方程式为CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O。图像的横坐标是时间，纵坐标是生成二氧化碳的体积，很明显是用单位时间内放出CO2的体积来表示其反应速率的，表现在图像上就是曲线的斜率，斜率越大，反应速率越大，单位时间内放出的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，反应速率加快的幅度先小(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。考点化学反应速率的图像题题点气体体积Vt图像方法规律物质的量(气体体积或物质的量浓度、反应物转化率及物质的百分含量)时间曲线中，斜率大小可以表示反应速率的大小。二、化学反应速率的计算与比较1.利用反应速率的定义式v求算。2.利用化学反应中各物质的速率之比等于化学计量数之比的规律求算。例3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。(1)某同学计算此反应的平均速率v(H2O) molL1s10.015 molL1s1，判断该同学计算结果是否正确？_，若不正确请改正：_。(2)计算用NH3表示的反应速率v(NH3)_。答案(1)不正确v(H2O)0.001 5 molL1s1(2)0.001 molL1s1解析(1)c(H2O)0.045 molL1，v(H2O)0.001 5 molL1s1。(2)v(NH3)v(H2O)0.001 5 molL1s10.001 molL1s1。3.利用三段式进行计算对于反应：mA(g)nB(g)=pC(g)qD(g)。t0 s时，A的浓度为a molL1，B的浓度为b molL1。反应进行至t1 s时，A消耗了x molL1，则反应速率可计算如下： mA nB=pCqD起始浓度(molL1) a b 0 0转化浓度(molL1) x 最终浓度(molL1) ax b 则v(A) molL1s1，v(B) molL1s1。例4反应A(g)3B(g)2C(g)2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为v(A)0.15 molL1min1v(B)0.01 molL1s1v(C)0.40 molL1min1v(D)0.45 molL1min1则该反应在不同情况下进行的快慢顺序为_。答案解析方法一：将以不同物质表示的反应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。若以物质A为标准，根据用不同物质表示同一反应的速率时，速率之比等于各物质的化学计量数之比，将、的反应速率换算为用物质A表示的反应速率，则有：v(A)v(B)0.01 molL1s160 smin10.20 molL1min1v(A)v(C)0.40 molL1min10.20 molL1min1v(A)v(D)0.45 molL1min10.225 molL1min1故反应在不同情况下进行的快慢顺序为。方法二：首先将反应速率单位统一为molL1min1，则v(B)0.60 molL1min1，然后根据反应速率与对应物质化学计量数之比的大小进行判断。由化学方程式A(g)3B(g)2C(g)2D(g)得出：0.15 molL1min10.20 molL1min10.20 molL1min10.225 molL1min1故反应在不同情况下进行的快慢顺序为。方法点拨化学反应速率的大小比较方法方法1：首先统一单位，然后转化为同一物质的反应速率，再比较大小。方法2：首先统一单位，然后同除以对应物质的化学计量数，再比较大小。例5将化合物A的蒸气1 mol充入0.5 L容器中加热分解：2A(g)B(g)nC(g)。反应到3 min时，容器内A的浓度为0.8 molL1，测得这段时间内，平均速率v(C)0.6 molL1min1，则化学反应方程式中n值为_，v(B)_。答案30.2 molL1min1解析因为化学反应方程式中各物质的化学计量数之比等于相应物质的反应速率之比，所以欲求n值，可先求v(A)的值。c(A)2 molL10.8 molL11.2 molL1，A的化学反应速率：v(A)0.4 molL1min1，则v(A)v(C)2n0.4 molL1min10.6 molL1min123，故n3。v(B)v(A)0.4 molL1min10.2 molL1min1。考点化学反应速率题点化学反应速率的计算易错警示(1)计算化学反应速率时，容易忽视体积，而用物质的量变化除以时间。(2)利用反应速率之比等于化学计量数之比计算反应速率时，容易忽略化学计量间的比值。例6一定温度下，某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，请回答下列问题：(1)该反应的反应物是_。(2)010 s时，平均反应速率v(Z)_。(3)010 s时，平均反应速率v(X)_(填“”“”或“”)v(Y)。(4)该反应的化学方程式为_。答案(1)X、Y(2)0.079 molL1s1(3) (4)XY2Z解析(1)由图像信息可知，反应过程中X、Y的物质的量不断减少，故X、Y为反应物。(2)v(Z)0.079 molL1s1。(3)010 s时，c(X)c(Y)，故v(X)v(Y)。(4)由图中信息可知n(X)n(Y)n(Z)112，即三者在化学方程式中的系数之比为112，反应物、生成物共存，故为可逆反应。考点化学反应速率的图像计算题题点nt图像题易错警示书写可逆反应的化学方程式时，容易将可逆号写成等号。1.在2 L密闭容器内，某气体反应物在2 s内由8 mol变为7.2 mol，则用该气体表示该反应的平均反应速率为()A.0.4 molL1s1B.0.3 molL1s1C.0.2 molL1s1D.0.1 molL1s1答案C解析v0.2 molL1s1。考点化学反应速率题点化学反应速率的计算2.已知4NH3(g)5O2(g)=4NO(g)6H2O(g)，若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)(molL1min1)来表示，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)答案D考点化学反应速率题点化学反应速率的计算3.对于反应A(g)3B(g)=2C(g)，下列各数据表示不同条件下的反应速率，其中反应进行得最快的是()A.v(A)0.01 molL1s1B.v(B)0.02 molL1s1C.v(B)0.60 molL1min1D.v(C)1.0 molL1min1答案A解析对于同一反应在不同条件下的反应速率进行比较时，必须选定同一种速率单位和同一种物质，这样比较才有意义。如选择B物质和单位molL1min1，并依据“各物质的速率之比等于化学方程式中计量数之比”进行相应的换算，然后进行对比。A项，v(B)3v(A)360 smin10.01 molL1s11.8 molL1min1；B项，v(B)60 smin10.02 molL1s11.2 molL1min1；D项，v(B)v(C)1.5 molL1min1，经过比较可知A项反应进行的最快。考点化学反应速率题点化学反应速率大小的比较4.一定温度下，向容积为2 L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，对该反应的推断合理的是()A.该反应的化学方程式为3B4D6A2CB.反应进行到1 s时，v(A)v(D)C.反应进行到6 s时，B的平均反应速率为0.05 molL1s1D.反应进行到6 s时，各物质的反应速率相等答案C解析A中各物质的物质的量变化之比等于化学方程式中计量数之比，n(A)n(B)n(C)n(D)(1.20) mol(1.00.4) mol(1.00.2) mol(0.40) mol6342，所以化学方程式为3B4C6A2D，错误；不论在什么时刻，用各物质表示的速率之比等于计量数之比，B、D错误。考点化学反应速率的图像计算题题点nt图像题5.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0.6 molL1，在此段时间内用H2表示的平均反应速率为0.45 molL1s1，则此段时间是()A.1 s B.2 sC.44 s D.1.33 s答案B解析本题考查化学反应速率的有关计算。已知用H2表示的平均反应速率为0.45 molL1s1，则用NH3表示的平均反应速率为v(NH3)v(H2)0.45 molL1s10.3 molL1s1，t2 s。考点化学反应速率题点化学反应速率的计算6.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，某实验人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/s05001 000c(H2)/molL15.003.522.48c(CO)/molL12.50(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_。答案(1)2.96103 molL1s1(2)1.26103 molL1s150.4%(3)0.74 molL1解析(1)在500 s内，v(H2)2.96103 molL1s1。(2)在1 000 s内反应了的H2的浓度是c(H2)5.00 molL12.48 molL12.52 molL1，则反应了的CO的浓度是c(CO)c(H2)1.26 molL1，用CO表示此段时间的平均速率为v(CO)1.26103 molL1s1，CO的转化率为100%50.4%。(3)在500 s内反应了的H2的浓度为c(H2)1.48 molL1，则生成的CH3OH的浓度为c(CH3OH)c(H2)0.74 molL1。考点化学反应速率题点化学反应速率的计算对点训练题组1化学反应速率的表示方法1.已知某条件下，合成氨反应的数据如下：N2(g)3H2(g)2NH3(g)起始浓度(molL1) 1.0 3.0 0.22 s末浓度(molL1) 0.6 1.8 1.04 s末浓度(molL1) 0.4 1.2 1.4当用氨气浓度的增加来表示该反应的化学反应速率时，下列说法错误的是()A.24 s内的平均反应速率为0.2 molL1s1B.前4 s内的平均反应速率为0.3 molL1s1C.前2 s内的平均反应速率为0.4 molL1s1D.2 s末的反应速率为0.4 molL1s1答案D解析化学反应速率是表示一段时间内的平均反应速率而不是某一时刻的瞬时速率。考点化学反应速率题点化学反应速率的概念与表示方法2.甲、乙两容器都在进行AB的反应，甲容器内每分钟减少了4 mol A，乙容器内每分钟减少了2 mol A，则甲容器内的反应速率比乙容器内的反应速率要()A.快 B.慢C.相等 D.无法判断答案D解析v(A)，因不知道甲、乙两容器的体积大小，无法计算反应速率，故无法比较。考点化学反应速率题点化学反应速率的概念与表示方法题组2化学反应速率的计算3.氨分解反应在容积为2 L的密闭容器内进行。已知起始时氨气的物质的量为4 mol,5 s末为2.4 mol，则用氨气表示该反应的速率为()A.0.32 molL1s1B.0.16 molL1s1C.1.6 molL1s1 D.0.8 molL1s1答案B解析v(NH3)0.16 molL1s1，B正确。考点化学反应速率题点化学反应速率的计算4.在2 L的密闭容器中，发生反应3A(g)B(g)2C(g)，若最初加入的A和B都是4 mol，测得10 s内A的平均速率v(A)0.12 molL1s1，则反应进行到10 s时容器中B的物质的量是()A.1.6 mol B.2.8 molC.3.2 mol D.3.6 mol答案C解析10 s内v(B)v(A)0.04 molL1s1，故10 s内，n(B)10 s0.04 molL1s12 L0.8 mol，因此10 s时，容器内n(B)4 mol0.8 mol3.2 mol。考点化学反应速率题点化学反应速率的计算5.反应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，该过程中X的浓度减少n molL1，Y的浓度减少 molL1，Z的浓度增加 molL1。若增大体系压强，W的百分含量不发生变化，则化学方程式中各物质的系数之比abcd应为()A.3121 B.1322C.1312 D.3122答案D解析增大体系压强时，W的百分含量不发生变化，说明abcd。由c(X)c(Y)c(Z)n312可知，abcd3122。考点化学反应速率题点化学反应速率的计算6.在一定温度下，向一个2 L的真空密闭容器中(预先装入催化剂)通入1 mol N2和3 mol H2，经过一段时间后，测得容器内压强是起始时的0.9倍。在此时间段内H2的平均反应速率为0.1 molL1min1，则经过时间为()A.2 min B.3 min C.4 min D.5 min答案B解析N23H22NH3起始(mol) 1 3 0转化(mol) x 3x 2x剩余(mol) 1x 33x 2x由题意得：0.9x0.2v(H2)0.1 molL1min1t3 min。考点化学反应速率题点化学反应速率的计算7.把0.6 mol X气体和0.4 mol Y气体混合于2 L容器中，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浓度变化来表示的平均速率为0.01 molL1min1，上述反应中n的值是()A.1 B.2 C.3 D.4答案A解析利用条件可求：v(W)0.02 molL1min1，利用计量数关系计算得n1。考点化学反应速率题点化学反应速率的计算8.反应4A(s)3B(g),2C(g)D(g)，经2 min B的浓度减小0.6 molL1。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 molL1min1B.用B、C、D表示反应的速率其比值是321C.在2 min末，v(B)0.3 molL1min1D.在这2 min内用B和C表示的反应速率的值相同答案B解析A为固体，一般不能用固体表示反应速率，因为固体的浓度一般视为常数；经2 min B的浓度减小0.6 molL1，则2 min内的平均反应速率v(B)0.3 molL1min1，而不是2 min末时的反应速率；根据反应速率之比等于系数之比可知B项正确，D项错误。考点化学反应速率题点化学反应速率的计算题组3化学反应速率的综合应用9.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)。若经2 s后测得C的浓度为0.6 molL1，现有下列几种说法：用物质A表示的反应的平均速率为0.3 molL1s1用物质B表示的反应的平均速率为0.6 molL1s12 s末时物质B的浓度为0.7 molL12 s末，物质A的转化率为70%其中正确的是()A. B. C. D.答案B解析2 s末C的浓度为0.6 molL1，则2 s末n(C)0.6 molL12 L1.2 mol，由三段式表示 2A(g) B(g)2C(g)开始的物质的量(mol) 4 2 0转化的物质的量(mol) 1.2 0.6 1.22 s末的物质的量(mol) 2.8 1.4 1.2v(A)0.3 molL1s1，v(B)0.15 molL1s1，A的转化率为100%30%，2 s末时B的浓度c(B)0.7 molL1。考点化学反应速率题点化学反应速率的计算10.一定温度下在密闭容器内进行着某一反应，X气体、Y气体的物质的量随反应时间变化的曲线如下图所示。下列叙述中正确的是()A.反应的化学方程式为5Y(g)X(g)B.t1时，Y的浓度是X浓度的1.5倍C.t2时，正、逆反应速率相等D.t3时，增大压强，v正增大，v逆减小答案B解析t1时Y为6 mol，X为4 mol，故B正确；t2时X、Y物质的量浓度相等，但未达到平衡状态，故正、逆反应速率不相等，故C不正确；t3时的曲线表明已达平衡，故v正v逆，增大压强时，v正和v逆同时增大，D项不正确。考点化学反应速率的图像计算题题点nt图像题 综合强化11.已知：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H49.0 kJmol1。一定条件下，向体积为1 L的密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间的变化曲线如下图所示。下列叙述正确的是()A.欲增大平衡状态时CH3OH/CO2的比值，可采用升高温度的方法B.3 min时，CO2的消耗速率等于CH3OH的生成速率，且二者浓度相同C.欲提高H2的平衡转化率只能加压减小反应容器的体积D.从反应开始到平衡，H2的平均反应速率v(H2)0.075 molL1min1答案B解析升高温度，平衡向左移动，CO2增大，CH3OH减小，CH3OH/CO2减小，A项不正确；降温、减小H2O(g)或CH3OH(g)浓度、增大CO2浓度也能提高H2的转化率，C项不正确；v(H2)3v(CO2)30.225 molL1min1，D项不正确。考点化学反应速率的图像计算题题点ct图像题12.一定温度下，10 mL 0.40 molL1 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/min0246810V(O2)/mL0.09.917.222.426.529.9下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)()A.06 min的平均反应速率：v(H2O2)3.3102 molL1min1B.610 min的平均反应速率：v(H2O2)3.3102 molL1min1C.反应至6 min时，c(H2O2)0.30 molL1D.反应至6 min时，H2O2分解了50%答案C解析H2O2分解到6 min时的分解量：222.4103 L22.4 Lmol10.002 0 mol。06 min：v(H2O2)0.002 0 mol0.01 L6 min3.3102 molL1min1，A正确；其他条件相同，反应物的浓度减小，化学反应速率减小。610 min比06 min c(H2O2)小，则610 min v(H2O2)”“(2)0.05 molL1min1(3)2AB解析(1)由图可以看出，在4 min末n(A)n(B)0.4 mol，又因体积相等，所以c(A)c(B)，04 min内c(A)0.2 molL1，c(B)0.1 molL1。(2)v(A)0.05 molL1min1。(3)参加反应的各物质的物质的量之比为n(A)n(B)0.4 mol0.2 mol21,4 min后的一段时间以后A、B的物质的量不再改变，证明该反应达到化学平衡，此反应为可逆反应。考点化学反应速率的图像计算题题点nt图像题14.已知NO2和N2O4可以相互转化：2NO2(g)N2O4(g)Hv(b)(4)0.08 molL1 min1(5)增加NO2浓度解析(1)题给反应为2NO2(g)N2O4(g)，图像中的X表示反应物NO2，Y表示生成物N2O4。(2)水平线表示可逆反应处于化学平衡状态，b、c、d三点处于平衡状态。(3)c、d为同一平衡状态v(c)v(d)，b为原平衡状态，b处反应物浓度小于d处的，所以反应速率v(d)v(b)。(4)由图可计算出v(N2O4)0.04 molL1 min1，再据v(NO2)v(N2O4)20.08 molL1 min1。(5)由图知25 min时是增加NO2的浓度。考点化学反应速率的图像计算题题点ct图像题15.在体积为1 L的溶液中，反应A2BC分别在三种不同实验条件下进行，它们的起始浓度均为c(A)0.100 molL1、c(B)0.200 molL1及c(C)0 molL1。反应物A的浓度随时间的变化如下图所示：请回答下列问题：(1)与比较，和分别仅改变一种反应条件。所改变的条件和判断的理由是_；_。(2)实验平衡时B的转化率为_；实验平衡时C的浓度为_。(3)该反应的H_(填“”“温度升高平衡向正反应方向移动，故该反应是吸热反应解析(1)使用了(正)催化剂；理由：因为从图可看出，两者最终的平衡浓度相同，即最终的平衡状态相同，而比所需要的时间短，显然反应速率加快了，故由影响反应速率和影响平衡的因素可知是加入了(正)催化剂。升高温度；理由：因为该反应是在溶液中进行的反应，所以不可能是改变压强引起速率的改变，又由于各物质起始浓度相同，故不可能是改变浓度影响反应速率，再由于和相比达到平衡所需时间短，平衡时浓度更小，故不可能是使用催化剂，故改变的条件只能是升高温度。(2)中达到平衡时A转化了0.040 mol，由反应计量数可知B转化了0.080 mol，所以B的转化率为100%40%；同样在中A转化了0.060 mol，则生成C为0.060 mol，体积不变，即平衡时c(C)0.060 molL1。(3)H0；理由：由和进行对比可知升高温度后A的平衡浓度减小，即A的转化率升高，平衡向正反应方向移动，所以正反应是吸热反应，H0。考点化学反应速率的图像题题点ct图像题
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