1、第一节第一节 化学反应速率化学反应速率 第第 1 1 课时课时 化学反应速率化学反应速率 题组一 化学反应速率及其表示方法 1下列关于化学反应速率的说法，不正确的是( ) A化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量 B化学反应速率的大小主要取决于反应物的性质 C若一段时间内某化学反应的反应速率为 0.5 mol L 1 s1，就是指在该时间段内反应物和生 成物的浓度变化都为 0.5 mol L 1 s1 D化学反应速率常用单位有 mol L 1 s1 和 mol L 1 min1 答案 C 2把 0.6 mol X 气体和 0.4 mol Y 气体混合于 2 L 的容器中，发生反应 3X
2、(g)Y(g)nZ(g) 2W(g)。5 min 末生成 0.2 mol W。若测知以 Z 浓度变化来表示的反应速率为 0.01 mol L 1 min 1，上述反应中 Z 气体的化学计量数 n 的值是( ) A1 B2 C3 D4 答案 A 解析 利用条件可求 v(W) 0.2 mol 2 L5 min0.02 mol L 1 min1， 又知以 Z 浓度变化表示的反应 速率为 0.01 mol L 1 min1，因此 W 和 Z 的化学计量数之比为 21，即 n1，所以 A 项正 确。 3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) A 2NO
3、2(g)N2O4(g) 颜色深浅 B ZnH2SO4= ZnSO4H2 H2体积变化 C CO(g)H2O(g)= CO2(g)H2(g) 压强变化 D Ca(OH)2Na2CO3= CaCO32NaOH 沉淀质量变化 答案 C 解析 化学反应速率用单位时间内反应物的浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示。 2NO2(g)N2O4(g)，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，故 A 项正确；可以用单位时间内气体体积变化多少来衡量反应的快 慢，故 B 项正确；该反应是气体体积不变的反应，反应前后压强不变，故 C 项错误；单位时 间内产生的沉淀的
4、质量越大，速率越快，故 D 项正确。 题组二 化学反应速率与化学计量数关系的应用 4 (2020 郑州高二期末)将 5.6 g 铁粉投入盛有 100 mL 2 mol L 1 稀硫酸的烧杯中， 2 min 时铁 粉刚好溶解完全；若反应前后溶液的体积不变，则 02 min 内，该反应的平均速率可表示为 ( ) Av(Fe)0.5 mol L 1 min1 Bv(H2SO4)1 mol L 1 min1 Cv(H2)1 mol L 1 min1 Dv(FeSO4)0.5 mol L 1 min1 答案 D 解析 根据反应FeH2SO4=FeSO4H2可知， 2 min 时5.6 g (0.1 mo
5、l) Fe刚好溶解完全， 消耗 0.1 mol H2SO4，生成 0.1 mol H2和 0.1 mol FeSO4。Fe 为固体，不用浓度变化表示反应速 率， A 项错误； 02 min 内， 硫酸浓度变化量为0.1 mol 0.1 L 1 mol L 1， 故 02 min 内， v(H 2SO4) 1 mol L 1 2 min 0.5 mol L 1 min1，B 项错误；不能计算氢气浓度，C 项错误；02 min 内， FeSO4的浓度变化量为0.1 mol 0.1 L 1 mol L 1，故 02 min 内 v(FeSO 4)1 mol L 1 2 min 0.5 mol L 1
6、 min1，D 项正确。 5反应 A(g)3B(g)2C(g)2D(g)，在四种不同情况下用不同物质表示的反应速率分别 如下，其中反应速率最大的是( ) Av(A)0.05 mol L 1 s1 Bv(B)0.06 mol L 1 min1 Cv(C)0.04 mol L 1 s1 Dv(D)0.03 mol L 1 s1 答案 A 解析 判断反应速率的大小时，可将每种物质表示的速率除以该物质在方程式中的化学计量 数，再进行比较。vA 1 0.05 mol L 1 s1，vB 3 0.06 mol L 1 min1 3 0.001 mol L 1 s1 3 0.000 3 mol L 1 s1
7、，vC 2 0.02 mol L 1 s1，vD 2 0.015 mol L 1 s1，所以 A 项符合题意。 6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)0.45 mol L 1 s1 v(B)0.6 mol L 1 s1 v(C)0.4 mol L 1 s1 v(D)0.45 mol L 1 s1 该反应在四种不同情况下进行的快慢顺序为( ) A B C D 答案 D 解析 因在同一化学反应中，在反应速率的单位相同的条件下，用不同物质表示的化学反应 速率与其化学式前的系数的比值越大， 该反应速率越快， vA 1 0.45 mol L 1 s1；
8、vB 3 0.2 mol L 1 s1；vC 2 0.2 mol L 1 s1；vD 2 0.225 mol L 1 s1，所以该反应在不同情 况下，反应速率的快慢关系为，故 D 正确。 7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 mol L 1，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 mol L 1 s1 用物质 B 表示的反应的平均速率为 0.6 mol L 1 s1 2 s 末时物质 B 的浓度为 0.7 mol L 1 2 s 末
9、，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 mol L 1，则 2 s 末 n(C)0.6 mol L12 L1.2 mol，由三段式 表示： 2A(g) B(g) 2C(g) 开始/mol 4 2 0 转化/mol 1.2 0.6 1.2 2 s 末/mol 2.8 1.4 1.2 v(A) 1.2 mol 2 L2 s0.3 mol L 1 s1 v(B) 0.6 mol 2 L2 s0.15 mol L 1 s1 A 的转化率为1.2 mol 4 mol 100%30% 2 s 末时 B 的浓度 c(B)1.4 m
10、ol 2 L 0.7 mol L 1。 8t 时，10 L 0.40 mol L 1 H 2O2溶液发生催化分解：2H2O2=2H2OO2，不同时刻测得 生成 O2的体积如下表，已知反应至 6 min 时，H2O2分解了 50%(已折算为标准状况) t/min 0 2 4 6 V(O2)/L 0 9.9 17.2 V？ 下列叙述正确的是(溶液体积变化忽略不计)( ) A02 min H2O2平均反应速率比 46 min 慢 B反应至 6 min 时，共产生 O2 44.8 L C06 min 的平均反应速率 v(H2O2)3.310 2 mol L1 min1 D反应至 6 min 时，c(H
11、2O2)0.3 mol L 1 答案 C 题组三 化学反应速率图像分析 9将 6 mol CO2和 8 mol H2充入一容积为 2 L 的密闭容器中(温度保持不变)发生反应 CO2(g) 3H2(g)CH3OH(g)H2O(g) H0。测得 H2的物质的量随时间变化如图所示(图中字 母后的数字表示对应的坐标)。该反应在 38 min 内 CO2的平均反应速率是( ) A0.5 mol L 1 min1 B0.1 mol L 1 min1 C0 D0.033 mol L 1 min1 答案 D 10在一定条件下，密闭容器内某一反应中 A、B 的物质的量随时间变化的曲线如图所示， 下列说法正确的
12、是( ) A化学方程式为 A2B Bt1时，A 的反应速率是 B 的 2 倍 Ct2时，A、B 的反应速率相等 Dt2时，用 A 表示的反应速率为2 t2 mol L 1 min1 答案 B 解析 A 项， t2时 A 的物质的量减少了 4 mol， B 的物质的量增加了 2 mol， 因此 A 为反应物， B 为生成物，化学方程式为 2AB，错误；B 项，t1时，A 的物质的量减少了 2 mol，B 的 物质的量增大了 1 mol，因此 A 的反应速率是 B 的 2 倍，正确；C 项，t2时，A 的物质的量 减少了 4 mol，B 的物质的量增加了 2 mol，因此两者的反应速率不相等，错误
13、；D 项，图像 中只给出了 A、B 物质的量的变化，没有给出体积的数值，因此用 A 表示的反应速率不一定 为2 t2 mol L 1 min1，错误。 11用纯净的 CaCO3与 100 mL 稀盐酸反应制取 CO2，实验过程记录如图所示(CO2的体积已 折算为标准状况下的体积)，下列分析正确的是( ) AOE 段表示的平均反应速率最快 BEF 段，用盐酸表示该反应的平均反应速率为 0.4 mol L 1 min1 COE、EF、FG 三段中，该反应用二氧化碳表示的平均反应速率之比为 267 DF 点收集到的 CO2最多 答案 B 解析 相同时间内，生成的 CO2越多，反应速率越快，由图可知，
14、相同时间内，EF 段生成 的 CO2最多，所以 EF 段反应速率最快，A 项错误；由图可知 EF 段生成的 CO2的体积为 672 mL224 mL448 mL，即 0.02 mol，根据 CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O，可知 参加反应的 HCl 的物质的量为 0.04 mol，则盐酸的浓度变化量为0.04 mol 0.1 L 0.4 mol L 1，则 EF 段用盐酸表示该反应的平均反应速率为0.4 mol L 1 1 min 0.4 mol L 1 min1，B 项正确；OE、 EF、FG 三段生成的 CO2的体积分别为 224 mL、448 mL、112 mL，所以 OE、E
15、F、FG 三段 中，该反应用 CO2表示的平均反应速率之比为 224 mL448 mL112 mL241，C 项错 误；由图可知，G 点收集到 784 mL 气体，反应结束，则 G 点收集到的 CO2最多，D 项错误。 12 将固体 NH4I 置于 2 L 密闭容器中， 在某一温度下， 发生反应： NH4I(s)NH3(g)HI(g)， 2HI(g)H2(g)I2(g)。 2 min 后测知 H2为 1 mol， HI 为 8 mol， 若 NH4I 的分解速率用 v(NH3) 表示，下列速率正确的是( ) A1.25 mol L 1 min1 B2 mol L 1 min1 C2.5 mol
16、 L 1 min1 D5 mol L 1 min1 答案 C 解析 2 min 后，容器中 H2和 HI 的浓度分别为 0.5 mol L 1、4 mol L1。根据反应可知，碘 化铵分解生成的氨气浓度与碘化氢浓度相等，碘化铵分解生成的碘化氢的浓度为 c(HI) 2c(H2)4 mol L 120.5 mol L15 mol L1， 所以 2 min 后碘化铵分解生成的氨气的浓度： c(NH3)c总(HI)5 mol L 1，氨气的平均反应速率为 2.5 mol L1 min1，所以 C 项正确。 13根据反应：4FeS211O2= 高温 2Fe2O38SO2，试回答下列问题。 (1)常选用哪
17、些物质来表示该反应的化学反应速率_(填化学式)。 (2)当生成 SO2的速率为 0.64 mol L 1 s1 时，则氧气减少的速率为_。 (3)若测得 4 s 后 O2的浓度为 2.8 mol L 1，此时间内 SO 2的反应速率为 0.4 mol L 1 s1，则开 始时氧气的浓度为_。 答案 (1)O2、SO2 (2)0.88 mol L 1 s1 (3)5.0 mol L 1 解析 (1)一般不用固体和纯液体来表示反应速率，所以可用 O2、SO2来表示该反应的反应速 率。 (2)不同物质表示的反应速率和方程式中对应的化学计量数成正比，所以氧气减少的速率为 0.64 mol L 1 s1
18、11 8 0.88 mol L 1 s1。 (3)此时间内 SO2的速率为 0.4 mol L 1 s1，则氧气表示的速率为 0.4 mol L1 s111 8 0.55 mol L 1 s1，所以氧气的浓度变化为 0.55 mol L1 s14 s2.2 mol L1，则开始时氧气 的浓度为 2.8 mol L 12.2 mol L15.0 mol L1。 14在容积为 2 L 的密闭容器中进行如下反应：A(g)2B(g)3C(g)nD(g)，开始时 A 为 4 mol，B 为 6 mol；5 min 末时测得 C 为 3 mol，用 D 表示的化学反应速率 v(D)为 0.2 mol L
19、1 min1。 试回答下列问题： (1)5 min 末 A 的物质的量浓度为_。 (2)5 min 内用 B 表示的化学反应速率 v(B)为_。 (3)化学方程式中 n 为_。 (4)此反应在四种不同情况下的反应速率如下： v(A)5 mol L 1 min1 v(B)6 mol L 1 min1 v(C)4.5 mol L 1 min1 v(D)8 mol L 1 min1 其中反应速率最快的是_(填序号)。 答案 (1)1.5 mol L 1 (2)0.2 mol L1 min1 (3)2 (4) 解析 由题干信息可得： A(g)2B(g)3C(g)nD(g) 起始量/mol 4 6 0
20、变化量/mol 1 2 3 5 min 末/mol 3 4 3 (1)5 min末A的物质的量浓度为3 mol 2 L 1.5 mol L 1。 (2)5 min内用B表示的化学反应速率v(B) cB t 2 mol 2 L5 min0.2 mol L 1 min1。(3)根据同一反应中、同一时间段内，各物质的 反应速率之比等于化学计量数之比，则 v(B)v(D)0.2 mol L 1 min10.2 mol L1 min1 2n，n2。(4)把所有速率都换算成用 A 表示的反应速率：v(A)5 mol L 1 min1； 由v(B)6 mol L 1 min1可知v(A)3 mol L1 m
21、in1； 由v(C)4.5 mol L1 min1可知v(A) 1.5 mol L 1 min1；由 v(D)8 mol L1 min1 可知 v(A)4 mol L 1 min1，综上所述， 反应速率最快的是。 15固定和利用 CO2能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体。工业上有一种用 CO2 来生产甲醇燃料的方法：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)。某科学实验将 6 mol CO2 和 8 mol H2充入 2 L 的密闭容器中，测得 H2的物质的量随时间变化如图曲线所示。a、b、 c、d、e 括号内数据表示坐标。 (1)ab、bc、cd、de 四段中，平均反应速率最
22、大的时间段是_，该时间段 内 H2的平均反应速率是_。 (2)H2的物质的量不再改变时，CO2的转化率是_；反应前后容器内的压强比是 _。 答案 (1)ab 1 mol L 1 min1 (2)33.3% 75 解析 (1)ab 段氢气的平均反应速率为8 mol6 mol 2 L1 min 1 mol L 1 min1，bc 段氢气的平均 反应速率为6 mol3 mol 2 L2 min 0.75 mol L 1 min1， cd 段氢气的平均反应速率为3 mol2 mol 2 L5 min 0.1 mol L 1 min1，所以平均反应速率最大的时间段是 ab，该时间段内 H 2的平均反应速率 是 1 mol L 1 min1。 (2)由图可知，平衡时氢气的物质的量为 2 mol，列三段式有： 3H2(g)CO2(g)CH3OH(g)H2O(g) 起始量/mol 8 6 0 0 变化量/mol 6 2 2 2 平衡量/mol 2 4 2 2 所以平衡时 CO2的转化率为2 mol 6 mol100%33.3%；恒温、恒容时，气体压强之比等于气体的 物质的量之比，所以反应前后容器内的压强比是(68)(4222)75。
