1、第二章化学反应速率和化学平衡 第一节 化学反应速率目标要求1.知道化学反应速率的定量表示方法，知道v的含义。2.知道一个反应中化学反应速率可以用不同物质表示。3.理解反应mAnBpYqZ中，v(A)v(B)v(Y)v(Z)mnpq的含义并能运用此关系进行简单的计算。4.知道化学反应速率实验测定的基本原理和方法。一、化学反应速率1化学反应速率的含义化学反应速率用单位时间内反应物或生成物浓度的变化来表示。在容积不变的反应器中，通常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。其数学表达式为v。(1)式中v表示反应速率；c表示各反应物或生成物浓度，c表示其浓度的变化(取其绝对值)；t表示时
2、间，t表示时间变化。(2)单位：molL1s1或molL1min1或molL1h1等。2化学反应速率与化学计量数之间的关系对任意一个反应，用符号来代替具体的化学物质，反应方程式表示为mAnB=pYqZ用不同物质表示的反应速率其关系是v(A)v(B)v(Y)v(Z)mnpq。二、化学反应速率的测定1测定原理利用与化学反应中任何一种化学物质的浓度(或质量)相关的性质进行测定。2测定方法(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，可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。(2)根据释放出气体的体积2 g锌粒分别与40 mL 1 molL1的H2SO4
3、和40 mL 4 molL1的H2SO4反应，当收集到同样多的H2时，后者所用的时间较短，说明4 molL1的H2SO4与锌反应比1 molL1的H2SO4与锌反应的速率快。知识点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化学反应速率是指在一段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0.8 molL1s1，是指在1 s时某物质的浓度是0.8 molL1C化学反应速率可以衡量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，反应现象越明显答案C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；化学反应速率是表示
4、某一时间段内的平均速率而不是瞬时速率。2已知某条件下，合成氨反应的数据如下：N2(g)3H2(g)高温、高压催化剂 2NH3(g)1.0 3.00.2 0.6 1.81.0 0.4 1.21.4当用氨气浓度的增加来表示该反应的速率时，下列说法中错误的是()A2 s末氨气的反应速率为0.4 molL1s1B前2 s时间内氨气的平均反应速率为0.4 molL1s1C前4 s时间内氨气的平均反应速率为0.3 molL1s1D24 s时间内氨气的平均反应速率为0.2 molL1s1答案A解析反应速率不是瞬时速率，要计算反应速率，关键要抓住t时间段对应的c的量。知识点二化学反应速率与化学计量数的关系3反
5、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0.3 molL1min1答案B解析固体A不具有浓度概念，该物质的反应不能用molL1min1的单位来表示。42 mol A与2 mol B混合于2L的密闭容器中，发生如下反应：2A(g)3B(g) 2C(g)zD(g)若2 s后，A的转化率为50%，测得v(D)0.25 molL1s
6、1，下列推断正确的是()Av(C)v(D)0.2 molL1s1Bz3CB的转化率为75%D反应前与2 s后容器的压强比为43答案C解析A的起始量为2 mol，转化50%即转化1 mol，根据反应关系知B转化1.5 mol，C生成1 mol，又因为v(D)0.25 molL1s1，可计算出2 s时D的生成量为0.25 molL1s12L2 s1 mol，故知z2，B错；v(C)v(D)v(A)0.25 molL1s1，故A错；B的转化率为100%75%，C正确；反应达2 s时，容器内总物质的量为nAnBnCnD1 mol0.5 mol1 mol1 mol3.5 mol。故反应前后的容器中气体总
7、物质的量之比为43.5，压强比为43.5，D错。知识点三化学反应速率的测量5在通过实验测量化学反应速率时，不可以利用的相关性质为()A气体的体积和体系的压强B颜色的深浅C物质的浓度(或质量)D元素的化合价答案D练基础落实1在N23H22NH3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，则反应所经过的时间是()A0.44 s B1 s C1.33 s D2 s答案D解析NH3的浓度增加了0.6 molL1，H2的浓度减少了0.9 molL1，根据v，v(H2)，t2 s。2某温度时，在一体积不变的容器中充入A、B
8、各1 mol，反应进行到10 s时，测得容器中含有A：0.8 mol；B：0.4 mol；C：0.4 mol。据此回答该反应的化学方程式为：()AA3B=C B2AB=C CA3B=2C DA3B=3C答案C3反应4NH3(g)5O2(g) 4NO(g)6H2O(g)在5L密闭容器中进行，半分钟后NO的物质的量增加了0.3 mol，则此反应的平均速率v为()Av(O2)0.01 molL1s1Bv(NO)0.08 molL1s1Cv(H2O)0.003 molL1s1Dv(NH3)0.001 molL1s1答案C解析v(NO)0.002 molL1s1，B项错；则v(H2O)v(NO)0.00
9、2 molL1s10.003 molL1s1，C项正确；v(NH3)v(NO)0.002 molL1s1，D项错；v(O2)v(NO)0.002 molL1s10.002 5 molL1s1，A项错。4把0.6 mol X气体和0.6 mol Y气体混合于2L的容器中，使它们发生如下反应：3X(g)Y(g) nI(g)2W(g)，5 min 末生成0.2 mol W，若测得以I的浓度变化表示的平均反应速率为0.01 molL1min1，则化学反应方程式中的n值为()A4 B3 C2 D1答案D解析v(I)0.01 molL1min1，t5 min，V2L。则n(I)0.01 molL1min1
10、2L5 min0.1 mol，n(W)0.2 mol，故n(I)n(W)n2，n1。练方法技巧反应速率的比较方法5在不同条件下分别测得反应2SO2(g)O2(g)催化剂2SO3(g)的化学反应速率，其中表示该反应进行的最快的是()Av(SO2)4 molL1min1 Bv(O2)3 molL1min1Cv(SO2)0.1 molL1s1 Dv(O2)0.1 molL1s1答案D解析比较：必须统一标准。换算成同一物质进行比较是关键，本题首先需要统一单位。差量分析法6一定温度下，向一个容积为2L的真空密闭容器中(事先装入催化剂)通入1 mol N2和3 mol H2，发生下列反应：N23H2高温、
11、高压催化剂2NH3,3 min后测得密闭容器内的压强是起始时的0.9倍，在此时间内v(H2)是()A0.2 molL1min1 B0.6 molL1min1C0.1 molL1min1 D0.3 molL1min1答案C解析3 min后压强是起始时的0.9倍，则气体总物质的量是起始时的0.9倍，则反应后的混合物的物质的量为(1 mol3 mol)0.93.6 mol，n0.4 mol，根据反应式知生成NH3 0.4 mol，推算出消耗H2 0.6 mol，故v(H2)0.1 molL1min1。图象分析法7.一定温度下，在2L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。
12、下列叙述正确的是()A反应开始到10 s末时，用Z表示的反应速率为0.158 molL1s1B反应开始到10 s末时，X的物质的量浓度减少了0.79 molL1C反应开始到10 s时，Y的转化率为79.0%D反应的化学方程式为X(g)Y(g)Z(g)答案C解析分析图象，关键是看变化量和走势，从走势分析X、Y是反应物，Z是生成物，初步分析它们的变化量分别为n(X)1.20 mol0.41 mol0.79 mol，n(Y)1.0 mol0.21 mol0.79 mol，n(Z)1.58 mol，首先确定该反应的化学方程式为X(g)Y(g)=2Z(g)。据选项要求分别计算出v(Z)0.079 mol
13、L1s1；c(X)0.395 molL1；(Y)100%79%，只有C选项正确。练综合拓展8某温度时，在VL密闭容器中，A、B、C三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示，由图中数据分析： (1)反应的化学方程式为_。(2)从开始到t1 min末时，用物质C表示的反应速率为_。答案(1)4A2B=3C(2)v(C) molL1min1解析观察图象中曲线的走势确定反应物、生成物，根据量变确定各物质的计量数之比，再根据时间变化和容器的体积可计算各物质的反应速率。9.下表所列数据是某高温下金属镁和镍分别在氧气中进行氧化反应时，在金属表面生成氧化薄膜的实验记录，a和b均为与温度有关的常数。反应时间t
14、/h1491625MgO层厚y/nm0.05a0.20a0.45a0.80a1.25aNiO层厚y/nmb2b3b4b5b(1)金属在高温下的氧化腐蚀速率可以用金属氧化膜的生成速率来表示，其理由是_。(2)金属氧化膜的膜厚y跟时间t所呈现的关系是：MgO氧化膜的膜厚y属于_型，NiO氧化膜的膜厚y则属于_型。(填“直线”或“抛物线”或“双曲线”或“对数”等类型)(3)Mg与Ni相比较，金属_具有更好的耐氧化腐蚀性，其理由是_。答案(1)化学反应的快慢既可以用反应物的消耗速率表示，又可以用生成物的生成速率表示，所以金属的腐蚀速率可以用其氧化物的生成速率来表示(2)直线抛物线(3)Ni据(2)可知y随时间t的增加比y随时间t的增加缓慢，故Ni的耐腐蚀性比Mg好