资源描述
第一节化学反应速率学习目标定位1.了解化学速率的概念，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，学会化学反应速率的测定方法，会比较化学反应速率的快慢。一、化学反应速率表示方法与计算1.化学反应速率是定量描述化学反应进行快慢程度的物理量。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。其数学表达式为v或v。化学反应速率的单位常用molL1s1或molL1min1表示。2.在一个容积为2 L的密闭容器中发生反应：2SO2O22SO3，经5 s后，测得SO3的物质的量为0.8 mol，填写下表：有关反应物质SO2O2SO3物质的量变化(mol)0.80.40.8物质的量浓度变化(molL1)0.40.20.4化学反应速率(molL1s1)0.080.040.08速率之比v(SO2)v(O2)v(SO3)2123.分析上表可知：(1)一般来说，随着反应的逐渐进行，反应物浓度会逐渐减小，化学反应速率也会逐渐减慢。因此，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标准，在速率v的后面将该物质的化学式用括号括起来。(3)用不同反应物表示化学反应速率时，化学反应速率之比物质的量浓度变化之比物质的量变化之比化学计量数之比。(1)固体或纯液体的浓度记为常数，c0，因此不用固体或纯液体表示化学反应速率。(2)化学反应速率是一段时间(t)内的平均反应速率，而不是瞬时反应速率。(3)无论是反应物还是生成物，其化学反应速率均取正值。(4)在描述或计算某物质表示的化学反应速率大小时，必须注明其单位，否则毫无意义。例1反应4A(s)3B(g)=2C(g)D(g)，经2 min，B的浓度减少0.6 molL1。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 molL1min1B.分别用B、C、D表示的反应速率之比是321C.在2 min末的反应速率，用B表示是0.3 molL1min1D.在2 min内的反应速率，用C表示是0.2 molL1min1答案B解析化学反应速率是一段时间内的平均反应速率，不是瞬时反应速率，只能取正值；不能用固体或纯液体表示某一反应的反应速率。考点化学反应速率题点化学反应速率的概念例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(g)3H2(g)2NH3(g)，2 min时测得剩余N2 1 mol，下列化学反应速率不正确的是()A.v(N2)0.25 molL1min1B.v(H2)0.75 molL1min1C.v(NH3)1 molL1min1D.v(NH3)0.5 molL1min1答案C解析求化学反应速率，需先求参加反应的物质的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： N2(g)3H2(g)2NH3(g)起始量/mol 2 10 0变化量/mol 21 3 22 min末量/mol 1 103 2则v(N2)0.25 molL1min1，v(H2)0.75 molL1min1，v(NH3)0.5 molL1min1。考点化学反应速率题点化学反应速率的计算方法点拨计算方法(三段式法)(1)计算模型对于反应：mA(g)nB(g)=pC(g)qD(g)。A的浓度为a molL1，B的浓度为b molL1，C的浓度为c molL1,D的浓度为d molL1。反应从t0 s开始进行至t1 s时,A消耗了x molL1，则反应速率可计算如下：例如：反应mA(g)nB(g)pC(g)qD起始浓度(molL1) a b c d转化浓度(molL1) x 某时刻浓度(molL1) ax b c dv(B)。(2)注意事项对反应物：c(起始)c(转化)c(某时刻)对生成物：c(起始)c(转化)c(某时刻)例3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。考点化学反应速率题点化学反应速率大小的比较方法点拨比较同一化学反应不同条件下反应速率快慢的方法“一看”：看化学反应速率的单位是否统一；“二化”：将不同的化学反应速率转化为同一种物质的化学反应速率或分别除以相应物质的化学计量数；“三比较”：比较同一种物质的化学反应速率的数值或分别除以相应物质的化学计量数之后的数值，数值越大，反应速率越大。如反应aA(g)bB(g)=cC(g)，比较与，若，则v(A)表示的反应速率大于v(B)表示的反应速率。二、化学反应速率的测定1.已知反应ZnH2SO4=ZnSO4H2，你有几种方法测定该反应的反应速率？试判断所设计实验的可行性。答案(1)测量收集一定体积的H2时所用的时间或测量一段时间内收集到H2的体积。(2)测量一段时间内溶液中H浓度的变化。(3)测量一段时间内锌粒质量的变化。以上三种方法中第(1)种方法最容易操作。2.设计实验测定锌与硫酸反应的速率，按下列实验步骤完成实验：按下图所示安装装置，加入锌粒，然后快速加入40 mL 1 molL1的硫酸，测量收集10 mL H2所用的时间。按图示再安装一套装置，加入与前一套装置相同的锌粒，然后再快速加入40 mL 4 molL1的硫酸，测量收集10 mL H2所用的时间。回答下列问题：(1)实验所用仪器有：锥形瓶、双孔塞、分液漏斗、直角导气管、50 mL注射器、铁架台、秒表。(2)观察到的现象是：锌跟硫酸反应产生气泡；收集10 mL气体所用时间比所用时间短。(3)所能得出的实验结论是：4 molL1的硫酸与锌反应比1 molL1的硫酸与锌反应快。(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。例4化学反应速率是通过实验测定的，下列化学反应速率的测量中，测量依据不可行的是()选项化学反应测量依据(单位时间内)ACO(g) H2O(g)=CO2(g) H2(g)压强变化BZn(s)H2SO4(aq)=ZnSO4(aq)H2(g)H2体积C2NO2(g)N2O4(g)颜色深浅DCa(OH)2(aq)Na2CO3(aq)=CaCO3(s)2NaOH(aq)沉淀质量答案A解析化学反应速率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。A项，该反应是气体分子数不变的反应，反应前后压强不变；B项，单位时间内H2体积变化大，速率快；C项，2NO2N2O4，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；D项，单位时间内产生的沉淀的质量越多，速率越快。1.下列对“化学反应速率”的理解正确的是()A.化学反应速率表示的是化学反应进行的程度B.化学反应速率可以用单位时间内反应物浓度的变化来表示C.化学反应速率可以用任何一种反应物或生成物的浓度变化来表示D.化学反应速率可以是正值，也可以是负值答案B解析化学反应速率表示化学反应进行的快慢程度，不表示反应进行的程度，A项错误；化学反应速率可以用单位时间内反应物浓度的减少来表示，也可以用单位时间内生成物浓度的增加来表示，B项正确；反应速率不能用纯液体或纯固体来表示，C项错误；化学反应速率都是正值、无负值，D项错误。考点化学反应速率题点化学反应速率的概念2.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 s C.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3.(2017湖北沙市中学高二月考)在密闭容器里，A与B反应生成C，其反应速率分别用vA、vB、vC表示，已知2vB3vA、3vC2vB，则此反应可表示为()A.A3B=2C B.2A3B=2CC.3AB=2C D.AB=C答案B解析已知2vB=3vA、3vC=2vB，反应速率之比等于相应的化学计量数之比，则vAvBvC232，因此反应方程式为2A3B=2C。考点化学反应速率题点化学反应速率的计算4.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5.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 (填“大于”“小于”或“等于”)5 min末Z的生成速率。答案(1)3XY2Z(2)0.05 molL1min10.04 molL1min1(3)等于解析(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312，因5 min后三者共存，故反应的方程式为3XY2Z。(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。考点化学反应速率的图像计算题题点nt图像题对点训练题组一化学反应速率的概念1.下列关于化学反应速率的说法正确的是()A.化学反应速率是指单位时间内任何一种反应物物质的量浓度的减少或任何一种生成物物质的量浓度的增加B.化学反应速率为0.1 molL1s1是指1秒钟时某物质的浓度为0.1 molL1C.根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢D.对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象就越明显答案C解析反应速率不能用纯液体或纯固体来表示，A项错误；反应速率是平均反应速率而不是瞬时速率，B项错误；化学反应速率是用来表示化学反应进行快慢的物理量，C项正确；有些反应，反应速率很快，反应现象却不明显，如酸碱中和反应，D项错误。考点化学反应速率题点化学反应速率的概念2.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来表示反应速率，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题组二根据定义式进行化学反应速率的有关计算3.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 molL1s1 B.0.3 molL1s1C.0.2 molL1s1 D.0.1 molL1s1考点化学反应速率题点化学反应速率的计算答案C解析用该气体表示反应的平均反应速率为v0.2 molL1s1，C正确。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考点化学反应速率题点化学反应速率的计算答案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。5.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Z气体的化学计量数n的值是()A.1 B.2 C.3 D.4考点化学反应速率题点化学反应速率的计算答案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。6.一定温度下，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考点化学反应速率题点化学反应速率的计算答案C解析各物质的物质的量的变化量之比等于化学方程式中化学计量数之比，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，A项错误；不论在什么时刻，用各物质表示的化学反应速率之比等于化学计量数之比，B、D项错误。题组三根据三段式进行化学反应速率的有关计算7.在可逆反应2A(g)3B(g)xC(g)D(g)中，已知：反应开始加入的物质只有A、B，起始浓度A为5 molL1，B为3 molL1，前2 min C的平均反应速率为0.5 molL1min1,2 min后，测得D的浓度为0.5 molL1，则关于此反应的下列说法中正确的是()A.2 min末时A和B的浓度之比为53B.x1C.2 min末时B的浓度为1.5 molL1D.2 min末时A消耗的浓度为0.5 molL1考点化学反应速率题点化学反应速率的综合答案C解析依题意2 min末c(C)0.5 molL1min12 min1 molL1，而c(D)0.5 molL1，所以x2。 2A(g)3B(g)2C(g)D(g)c(起始)/molL1 53 00c(变化)/molL1 1 1.5 1 0.5c(2 min末)/molL1 4 1.5 1 0.5可知C正确。8.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考点化学反应速率题点化学反应速率的计算答案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。9.(2017张家口高二测试)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反应：2A(g)B(g) 2C(g)。若2 s末测得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 molL1s1；2 s末，物质A的转化率为70 %；2 s末，物质B的浓度为0.7 molL1。其中正确的是()A. B.C. D.考点化学反应速率题点化学反应速率的计算答案B解析由三段式表示：2A(g)B(g)2C(g)开始物质的量浓度(molL1) 2 1 0转化物质的量浓度(molL1) 0.6 0.3 0.62 s末物质的量浓度(molL1) 1.4 0.7 0.6所以v(A)0.3 molL1s1，v(B)0.15 molL1s1，A的转化率为100 %30 %。题组四化学反应速率的大小比较10.下列四个数据都表示反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g)的正反应速率，其中反应速率相同的是()v(SO2)0.3 molL1min1v(SO3)0.9 molL1min1v(O2)0.15 molL1min1v(O2)2.25 molL1min1A. B.C. D.答案B解析同一反应中，不同物质表示的反应速率的数值之比等于化学计量数之比。以SO2表示的速率是0.3 molL1min1，同一反应中用O2表示的速率是0.15 molL1min1，代表相同反应速率。11.(2017佳木斯一中月考)对于可逆反应A(g)3B(s)2C(g)2D(g)，在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示的反应速率最快的是()A.v(A)0.5 molL1min1B.v(B)1.2 molL1s1C.v(C)0.1 molL1s1D.v(D)0.4 molL1min1考点化学反应速率题点化学反应速率大小的比较答案C解析根据反应速率之比等于相应的化学计量数之比，可将各种物质表示的反应速率转化为A表示的反应速率，以此可比较各项反应速率的大小，注意单位须换算成统一的速率单位。A项，v(A)0.5 molL1min10.008 3 molL1s1；B项，由于B是固体，不能用其表示反应速率；C项，v(A)v(C)0.05 molL1s1；D项，v(A)v(D)0.2 molL1min10.003 molL1s1；故反应速率最快的为C项。12.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0t时间内测得：a容器中v(A)1 molL1s1，b容器中v(B)0.6 molL1s1，c容器中v(C)1.5 molL1s1，d容器中v(D)12 molL1min1。则在0t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容器中考点化学反应速率题点化学反应速率大小的比较答案B解析根据反应速率之比等于化学计量数之比，将四个不同容器中的反应速率用同一种物质表示，比较反应速率的大小。如统一用v(B)表示，则a容器中v(B)0.5 molL1s1，b容器中v(B)0.6 molL1s1，c容器中v(B)0.5 molL1s1，要注意d容器中v(D)12 molL1min1，速率的单位与其他不一致，则转化后v(B)0.05 molL1s1，由此可知b容器中反应速率最大。综合强化13.某温度时，在2 L容器中，某一反应中A、B的物质的量随时间变化的曲线如图所示，由图中数据分析得：(1)在4 min末时，A、B的物质的量浓度c(A) c(B)，从04 min内A、B的物质的量浓度变化量c(A) c(B)(以上填“”“(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)，从0到4 min内c(A)0.2 molL1，c(B)0.1 molL1。(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。14.某学生设计如图装置，测定2 molL1的硫酸分别与锌粒、锌粉反应的速率。请回答：(1)装置图中盛放硫酸的仪器名称是 。(2)按照图装置实验时，已限定了两次实验时间均为10 min，还需要测定的另一个数据是 。(3)实验结束后，得到的结论是 。(4)该学生又将图装置中的气体收集装置改为图，实验完毕待冷却后，该生准备读取滴定管上液面所在处的刻度数，发现滴定管中液面高于干燥管中液面，应首先采取的操作是 。考点化学反应速率题点化学反应速率的测定答案(1)分液漏斗(2)收集到气体的体积(3)其他条件相同时，锌粉与硫酸的反应速率比锌粒与硫酸的反应速率快(4)调节滴定管的高度使得两侧液面相平解析(1)根据装置的特点可知，装置图中盛放硫酸的仪器名称是分液漏斗。(2)要测定反应速率，则还需要测定的另一个数据是收集到气体的体积。(3)由于增大反应物的接触面积可以加快反应速率，所以该实验中得出的结论是其他条件相同时，锌粉与硫酸的反应速率比锌粒与硫酸的反应速率快。(4)由于气体的体积受压强的影响大，所以在读数之前还需要采取的措施是调节滴定管的高度，使得两侧液面相平。15.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表示的反应速率为 。(2)经测定，前4 s内v(C)0.05 molL1s1，则该反应的化学方程式为 。(3)请在图中将生成物C的物质的量浓度随时间的变化曲线绘制出来。(4)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，测量三个容器中的反应速率分别为甲：v(A)0.3 molL1s1，乙：v(B)0.12 molL1s1，丙：v(C)9.6 molL1min1.则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为 。考点化学反应速率题点化学反应速率的综合答案(1)0.05 molL1s1(2)3A(g)B(g)2C(g)(3)(4)乙甲丙解析(1)012 s内，c(A)0.8 molL10.2 molL10.6 molL1，v(A)0.6 molL112 s0.05 molL1s1。(2)前4 s内，c(A)0.8 molL10.5 molL10.3 molL1，v(A)0.3 molL14 s0.075 molL1s1；v(A)v(C)ac0.075 molL1s10.05 molL1s132；由图像知，012 s内c(A)c(B)0.6 molL10.2 molL131ab，则abc312，所以该反应的化学方程式为3A(g)B(g)2C(g)。(3)生成物C的浓度从0开始增加，到12 s时达到最大，c(A)c(C)ac32，所以c(C)20.6 molL130.4 molL1，则该曲线如图所示：。(4)丙容器中v(C)9.6 molL1min10.16 molL1s1，则丙容器中v(B)0.08 molL1s1，甲容器中v(B)0.1 molL1s1，乙容器中v(B)0.12 molL1s1，故甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为乙甲丙。
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