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人教版 (2019)选择性必修1第二章 化学反应速率与化学平衡第一节 化学反应速率优秀课时作业
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这是一份人教版 (2019)选择性必修1第二章 化学反应速率与化学平衡第一节 化学反应速率优秀课时作业
第05讲化学反应速率知识导航课前引入对于速度这个概念，相信大家都不陌生了。世界上最快的飞机，速度可达7274千米/小时；蜗牛即使全速疾爬，速度也仅为8.5米/小时。对于化学反应，不同的反应，其速率也不一样。如火药的爆炸，可以在瞬间完成；而溶洞的形成，需要百年甚至千年才能完成。那么，如何表示化学反应速率呢？知识精讲一、化学反应速率的概念及其表示方法1．定义：衡量化学反应进行_______的物理量。2．表示方法：单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示。3．表达式：______________________ 单位：________________________【答案】快慢v = eq \f(Δc,Δt)mol·L-1·s-1或mol/（L·s），mol·L-1·min-1或mol/（L·min）。及时小练（1）某反应的反应物A浓度在5 min内由6 mol·L-1变成了2mol·L-1，则v(A)＝。（2）一个2L的容器中，盛入4.0 moL某气体反应物，2min后，测得这种气体反应物还剩余2 moL，该物质的化学反应速率为_________________。【答案】0.8mol·L-1·min-10.5mol·L-1·min-1注意（1）一般来说，化学反应不是等速进行的，因此某一时间内的反应速率实际上是这一段时间内的平均速率。（2）化学反应速率无论是用反应物还是生成物表示，其化学反应速率都为正值。（3）固体或纯液体的浓度视为常数，Δc= 0，因此不用固体或纯液体表示化学反应速率。二、化学反应速率的测定资料卡片——除浓度外，反应速率的其他测量量化学反应速率是可以通过实验测定的。根据化学反应速率表达式，实验中需要测定不同反应时刻反应物（或生成物）的浓度。实际上任何一种与物质浓度有关的可观测量都可以加以利用，如气体的体积、体系的压强、颜色的深浅、光的吸收、导电能力等。例如，对于在溶液中进行的反应，当反应物或生成物本身有比较明显的颜色时，人们常常利用颜色变化与浓度变化间的比例关系来测量反应速率。三、“三段式”计算（1）写出有关反应的化学方程式；（2）标出各物质的起始量、变化量、最终量（可用物质的量，也可用浓度）；（3）根据已知条件列方程式计算。举个例子已知反应：2SO2 + O2 2SO3，4 mol SO2和2mol O2 在2 L的密闭容器中反应2 min 后，SO2的物质的量浓度为1.5 mol/L，求SO2、O2、SO3的反应速率。【答案】2SO2 + O2 2SO3起始量（mol/L） 2 1 0变化量（mol/L） 0.5 0.25 0.5最终量（mol/L） 1.5 0.75 0.5各物质的反应速率为：v(SO2) = eq \f(Δc,Δt) = 0.25 mol·L-1·min-1v(O2) = eq \f(Δc,Δt) = 0.125 mol·L-1·min-1v(SO3) = eq \f(Δc,Δt) = 0.25 mol·L-1·min-1思考与交流：比较用SO2、O2、SO3表示的反应速率，从中你能得出什么结论？四、化学反应速率与化学计量数的关系1．同一反应用不同物质表示化学反应速率时，其数值大小可能不同，但表示的意义相同。2．对于反应mA(g) + nB(g)===pC(g) + qD(g)，当单位相同时，化学反应速率的数值之比等于方程式中各物质的化学计量数之比，即v (A)∶v (B)∶v (C)∶v (D) = ___________________。【答案】m∶n∶p∶q明辨是非（1）化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的尺度（）（2）化学反应速率通常用单位时间内生成或消耗某物质的质量的多少来表示（）（3）对任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显（）（4）在同一个反应中，各物质的反应速率之比等于其化学方程式中的化学计量数之比（）（5）合成氨的反应中，3v (H2) = 2v (NH3) （）【答案】√××√×五、化学反应速率的比较方法1．定性比较通过观察实验现象，如反应的剧烈程度、产生气泡或沉淀的快慢、固体消失或气体充满所需时间的长短等来定性判断化学反应的快慢。如K与水反应比Na与水反应剧烈，则反应速率：K＞Na。2．定量比较同一化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同，比较化学反应速率的快慢不能只看数值大小，还要进行一定的转化。（1）“化物质”：将不同物质的化学反应速率转化成同一物质的化学反应速率，或分别除以相应物质的化学计量数，所得数值大的速率大。（2）“化单位”：若化学反应速率的单位不一致，需转化为同一单位。对点训练 题型一：化学反应速率的含义【例1】（2020·全国）下列关于化学反应速率的说法正确的是A．因是同一反应，所以用不同物质表示化学反应速率时，所得数值是相同的B．根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢C．化学反应速率为“1mol/(L•min)”表示的意思是：时间为1min时，某物质的浓度为1mol/LD．化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或者任何一种生成物浓度的增加【答案】B【详解】A．同一反应，用不同物质表示化学反应速率时，数值比值等于方程式的系数之比，则不一定相等，故A错误；B．化学反应速率的大小可以体现化学反应进行的快慢，即根据化学反应速率的大小可以判断化学反应进行的快慢，故B正确；C．化学反应速率为“1 mol/(L•min)”表示的意思是：时间1min内，某物质的浓度变化量为1mol/L，故C错误；D．化学反应的反应速率不能用固体物质单位时间内浓度的变化量表示，故D错误；故答案为B。【变1-1】（2021·上海市长征中学高二期中）化学反应速率(单位可用mol/(L∙s))表示单位时间内反应物或生成物（ ）A．体积的变化 B．物质的量的变化C．质量的变化 D．物质的量浓度的变化【答案】D【详解】化学反应速率(单位可用mol/(L∙s))表示单位时间内反应物或生成物物质的量浓度的变化，即v(B)=，故D正确。【变1-2】（2021·全国高二期中）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来表示D．化学反应速率可以是正值，也可以是负值【答案】B【详解】A．化学反应速率表示化学反应进行的快慢，不表示反应进行的程度，A错误； B．化学反应速率可以用单位时间内反应物浓度的减少量来表示，也可以用单位时间内生成物浓度的增加量来表示，B正确； C．化学反应速率不能用纯液体或纯固体的物质的量浓度的变化来表示，C错误； D．化学反应速率都是正值，无负值，D错误； 故选B。 题型二：化学反应速率与计量数的关系【例2】合成氨的反应为：3H2 + N22NH3，其反应的速率可分别表示为v (H2)、v (N2)、v (NH3)（单位为），则下列关系正确的是（ ）A．v (H2) = v (N2) = v (NH3) B．v (H2) = 3v (N2) C．v (N2) =2v (NH3) D．v (NH3) = ３２v (H2)【答案】B【变2-1】已知：4NH3(g) + 5O2(g)eq \o(=======,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))4NO(g) + 6H2O(g)，若反应速率分别用v (NH3)、v (O2)、v (NO)、v (H2O)表示，则正确的关系是（ ）A．4/5 v (NH3) = v (O2) B．5/6 v (O2) = v (H2O)C．2/3 v (NH3) = v (H2O) D．4/5 v (O2) = v (NO)【答案】D【变2-2】（2020·宁夏长庆高级中学）已知某反应的各物质浓度数据如下：据此可推算出上述反应化学方程式中，各物质的化学计量数之比是A．9∶3∶4 B．3∶1∶2 C．2∶1∶3 D．3∶2∶1【答案】B【详解】根据起始浓度和2s末浓度可知A、B、C转化的浓度分别为：A：3.0-1.8=1.2mol/L，B：1.0-0.6=0.4mol/L，C：0.8-0=0.8mol/L，转化的物质的量浓度之比等于系数之比，所以a:b:c=3:1:2；B项正确；答案选B。【点睛】在反应中，A、B、C是按方程式的系数比变化的，所以变化的物质的量之比等于方程式的系数比。A、B、C在同一个反应中，体积相同，所以各物质变化的物质的量浓度之比等于变化的物质的量之比，所以变化的物质的量浓度之比等于方程式的系数比。 题型三：化学反应速率的大小比较【例3】对于反应A(g)+2B(g)=3C(s)+2D(g)来说，下列反应速率最快的是（ ）A．v(A)=0.32 mol·L-1·min-1 B．v(B)=0.55 mol·L-1·min-1C．v(C)=0.02 mol·L-1·s-1 D．v(D)=0.01 mol·L-1·s-1【答案】A【详解】首先将用不同物质表示的化学反应速率均转化成物质A表示的化学反应速率，且单位一致，A．v(A)=0.32mol·L-1·min-1；B．v(B)=0.55mol·L-1·min-1，转化为用A表示的反应速率为v(A)=0.275mol·L-1·min-1；C．物质C为固体，浓度视为常数，保持不变，则不能用来表示反应速率；D．v(D)=0.01mol·L-1·s-1，转化为用A表示的反应速率为v(A)=；故A项表示的反应速率最大，故A符合；故选A。【变3-1】（2021·银川市·宁夏大学附属中学高二月考）在2A(g)+B(g)=3C(g)+5D(g)反应中，表示该反应速率最快的是（ ）A．v(A)=2mol·L-1·min-1 B．v(B)=0.3mol·L-1·s-1C．v(C)=0.8mol·L-1·s-1 D．v(D)=1mol·L-1·s-1【答案】B【详解】A．v(A)＝2 mol·L－1·min－1，转化为B并换算单位，v(B)＝0.0167 mol·L－1·s－1；B．v(B)＝0.3 mol·L－1·s－1；C．v(C)＝0.8 mol·L－1·s－1，转化为B为v(B)＝0.267 mol·L－1·s－1；D． v(D)＝1 mol·L－1·s－1，转化为B为v(B)＝0.2 mol·L－1·s－1；综上所述，0.3 mol·L－1·s－1数值最大，反应速率最快，故B正确；答案为B。【变3-2】（2021·湖北孝感市·）反应2A(g)+2B(g)=C(g)+3D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为：①v(A)=0.45mol·L-1·min-1 ②v(B)=0.6mol·L-1·s-1 ③v(C)=0.4mol·L-1·s-1 ④v(D)=0.5mol·L-1·s-1。该反应进行的快慢顺序为A．②>④>①>③ B．③>④>②>① C．③>②>④>① D．④>③>②>①【答案】C【分析】比较反应速率大小，两个相同：单位相同和物质相同，单位都转化成mol • L-1 • min-1 ，物质都转化成A，据此分析。【详解】根据反应速率之比等于化学计量数之比，把四个选项中物质的反应速率都转化成物质A的反应速率，则①v (A) = 0.45mol • L-1 • min-1 ②v (A) = 36 mol • L-1 • min-1 ③v (A) = 48 mol • L-1 • min-1 ④v (A) = 20 mol • L-1 • min-1 所以反应速率大小为：③>②>④>①，故本题答案C。 题型四：化学反应速率的计算【例4】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90 s后测得A的浓度为1 mol/L，物质A表示的反应速率正确的是（ ）A．2 mol/（L·min） B．0.67 mol/（L·min）C．1 mol/（L·min） D．0.5 mol/（L·min）【答案】B【变4-1】（2021·渭南市尚德中学高二月考）某反应2A(g)+B(g)⇌C(g)经10s后A的物质的量浓度为0.2mol/L，B的物质的量浓度降低了0.02mol/L，则A物质的起始浓度为A．0.24 mol/L B．0.6 mol/L C．2.4 mol/L D．4.2 mol/L【答案】A【详解】可逆反应2A(g)+B(g)⇌C(g)，经过10s后，B的浓度降低了0.02mol•L-1，则A的浓度降低了2×0.02mol•L-1=0.04mol•L-1，因此A的起始浓度为0.2mol•L-1+0.04mol•L-1=0.24mol•L-1；答案选A。【变4-2】在N2 + 3H22NH3的反应中，经过一段时间后，NH3的浓度增加了0.6 mol/L。在此时间内，用H2表示的平均反应速率为0.45 mol/（L·s），反应所经过的时间是（ ）A．0.44 s B．1 s C．1.33 s D．2 s【答案】D【变4-3】（2022·全国高三专题练习）把0.6 mol气体X和0.4 mol气体Y混合于2.0 L的密闭容器中，发生如下反应：3X(g)＋Y(g) nZ(g)＋2W(g)，测得5 min末生成0.2 mol W，又知以Z表示的平均反应速率为0.01 mol·L-1·min-1，则n值是A．1 B．2C．3 D．4【答案】A【详解】5 min末生成0.2 mol W可知，W的反应速率v(W)= =0.02mol·L-1·min-1，由化学反应速率之比等于化学计量数之比可得：n：2=0.01mol·L-1·min-1∶0.02mol·L-1·min-1=2∶1，解得n=1，故选A。【变4-4】（2021·古浪县第五中学高二开学考试）在一密闭的2L容器中装有4molSO2和2molO2，在一定条件下开始反应。2min末测得容器中有1.6molSO2，请计算：（1）2min末SO3的浓度_______；（2）2min内SO2的平均反应速率_______。（3）2min内O2的转化率_______。【答案】（1）1.2mol/L（2）0.4mol/(L·min)（3）60%【分析】根据已知，可得容器中装有4molSO2，2min末1.6molSO2，则反应的SO2是2.4mol，得：（1）根据以上分析，2min末SO3的浓度为=1.2mol/L。（2）SO2的平均反应速率为0.4mol/(L·min)。（3）O2的转化率为=60%。题型五：“三段式”的计算【例5】一定温度下，向2L恒容密闭容器中充入0.4molNH3和0.5molO2发生反应4NH3(g)+5O2(g) ⇌ 4NO(g)+6H2O(g)。4min后，NO的浓度为0.06mol·L-1。下列有关说法错误的是（ ）A．4min末，用NO表示的反应速率为0.03mol·L-1·min-1B．4min末，NH3的浓度为0.14mol·L-1C．0～4min内，生成的水的质量为3.24gD．0～4min内，O2的物质的量减少了0.15mol【答案】A【详解】A．4min末，用NO表示的反应速率为=0.015mol·L-1·min-1，A错误；B．4min末，NH3的浓度为=0.14mol·L-1 ，B正确；C．0～4min内，生成的水的物质的量为0.18mol，质量为0.18mol 18g/mol=3.24g ，C正确；D．0～4min内，O2的物质的量减少了0.15mol，D正确；故选A。【变5-1】将6mol A气体和5mol B气体混合放入4L密闭容器中，发生下列反应：3A (g) + B (g) 2C (g) + xD (g) ，经过5min达到化学平衡，此时生成C为2mol，测得D的反应速率为0.1mol/（L·min），计算：① x的值；②平衡时B的转化率；③A的平衡浓度。【答案】平衡时生成C为2 mol，D的平均反应速率为0.1 mol/(L·min) ，生成D的物质的量为0.1 mol/(L·min) × 5 min × 4 L = 2 mol，则①C和D的Δn比等于化学计量数之比，故2 ：2 = 2：x，则x = 2；3A (g) + B (g) 2C (g) + xD (g)起始量（mol） 6 5 0 0变化量（mol） 3 1 2 2最终量（mol） 3 4 2 2②B的转化率=×100%=20% ；③平衡时A的浓度==0.75 mol/L。【变5-2】已知一氧化碳与水蒸气的反应为：CO(g) + H2O (g) CO2(g) + H2(g) ，800℃时，在容积为2.0 L的密闭容器中充入2.0 mol CO(g)和3.0 mol H2O(g)，保持温度不变，4 min后反应达到平衡，测得CO的转化率为60%。求（1）4 min内H2的平均化学反应速率；（2）平衡时H2O (g)的物质的量。【答案】（1）0.15 mol/(L·min)；（2）1.8 mol。 题型六：化学反应速率与图像【例6】（2020·平罗中学高二期中）在一定条件下，A气体与B气体反应生成C气体。反应过程中，反应物与生成物的浓度随时间变化的曲线如图，则下列叙述正确的是A．该反应的化学方程式为3A＋B⇌2CB．在t1～(t1＋10)s时，v(A)=v(B)=0C．t1 s时反应物A的转化率为60%D．0～t1内A应的反应速率为v(A)=0.4mol/(L*s)【答案】A【详解】A．由图可知，A、B为反应物，C为生成物，化学计量数之比为(0.8-0.2):(0.5-0.3):(0.4-0)=3:1:2，该反应为3A+B⇌2C，故A正确；B．在t1～(t1+10)s时，各物质的物质的量不再改变为平衡状态，v(正)=v(逆)≠0，故B错误；C．0～t1 s内时反应物A的转化率为 ×100%=75%，故C错误；D．0～t1 s内，△c(A)=0.6mol/L，A的反应速率为v(A)=mol/(L•s)，故D错误；故选：A。【变6】在某一容积为4L的密闭容器中，A、B、C、D四种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示，完成下列问题：（1）该反应的化学方程式为_______________________________________。（2）前用A的浓度变化表示的化学反应速率为_________________。【答案】（1）2A＋Beq \o(===,\s\up7(D))2C（2）0.25mol·L-1·min-1 题型七：化学反应速率综合【例7】（2020·江苏省南菁高级中学高二月考）在2L密闭容器内，t℃时发生反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，在体系中，n(N2)随时间的变化如下表：(1)上述反应在第5min时，N2的转化率为_______________________；(2)用H2表示从0～2min内该反应的平均速率v(H2)=_____________；(3)t℃时，在4个均为2L密闭容器中不同投料下进行合成氨反应。根据在相同时间内测定的结果，判断该反应进行快慢的顺序为______________。(用字母填空，下同)；a．v(NH3)=0.05mol·L-1·min-1b．v(H2)=0.03mol·L-1·min-1c．v(N2)=0.02mol·L-1·min-1d．v(H2)=0.00lmol·L-1·s-1【答案】70%0.09mol/(L·min)a＞c＝d＞b【详解】(1)上述反应在第5min时，消耗氮气的物质的量是0.20mol－0.06mol＝0.14mol，则N2的转化率为0.14mol/0.20mol×100%＝70%；(2)0～2min内消耗氮气的物质的量是0.20mol－0.08mol＝0.12mol，根据方程式可知消耗氢气是0.36mol，浓度是0.18mol/L，则用H2表示从0～2min内该反应的平均速率v(H2)＝0.18mol/L÷2min＝0.09mol/(L·min)；(3)如果都用氢气表示其反应速率，则根据反应速率之比是相应的化学计量数之比可知a～d分别是（mol·L-1·min-1）0.075、0.03、0.06、0.06，所以该反应进行快慢的顺序为a＞c＝d＞b；提分特训【题1】（2021·全国高二课时练习）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反应物物质的量的减少或生成物物质的量的增加量B．化学反应速率为0.2mol·L-1·min-1，是指反应经过1min后，某物质的浓度是0.2mol·L-1C．对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象越明显D．化学反应速率可以衡量化学反应进行的快慢【答案】D【详解】A．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，故A错误；B．化学反应速率为0.2mol·L-1·min-1，是指反应经过1min后，某物质的浓度减少或增加0.2mol·L-1，故B错误；C．有些反应无明显的现象，如酸碱中和反应，故C错误；D．化学反应速率可以衡量化学反应进行的快慢，故D正确；故选D。【题2】（2021·古浪县第五中学高二开学考试）时，在0.5L的密闭容器中，气体A与气体B反应生成气体C，反应过程中A、B、C的浓度变化如图所示，下列结论正确的是A．10s内用B表示的反应速率为 B．该反应进行到10s时，消耗了0.15mol AC．该反应的化学方程式为 D．10s时反应生成了0.2mol C【答案】D【详解】A．内用B表示的反应速率为，A项错误； B．消耗A的物质的量为，B项错误；C．A、B随时间推移逐渐减小，A、B为反应物，C随时间推移逐渐增加，C为生成物，内，， 10s时反应达到平衡，故反应的化学方程式为，C项错误；D．时反应生成气体C的物质的量为，D项正确；故答案为：D。【题3】反应 A(g) + 3B(g)2C(g) + 2D(g) 在四种不同条件下的反应速率为：（1）v(A)=0.03mol/(L·s)（2）v(B)=3.6mol/(L·min) （3）v(C)=0.04mol/(L·s) （4）v(D)=2.7mol/(L·min)，则该反应速率的快慢顺序为（ ）A．（2）＞（4）＞（3）＞（1） B．（1）＞（4）＞（2）=（3）C．（4）＞（3）=（2）＞（1） D．（2）＞（3）=（4）＞（1）【答案】B【题4】（2020·江苏南通市·）一定温度下，向容积为4L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，下列对反应的推断合理的是A．该反应的化学方程式为B．反应进行到1s时，C．反应进行到6s时，B的平均反应速率为D．反应进行到6s时，各物质的反应速率相等【答案】C【详解】A. 由图可知，反应达到平衡时，B物质减少了0.6mol、C物质减小了0.8mol、A物质增加了1.2mol、D物质增加了0.4mol，所以B、C为反应物，A、D为生成物，物质的量的变化量之比为0.6：0.8：1.2：0.4=3：4：6：2，故反应的化学方程式为：3B+4C6A+2D，故A错误；B. 化学反应速率之比等于化学计量数之比，故反应进行到1s时，，故B错误；C. 反应进行到6s时，B的平均反应速率为，故C正确；D. 化学反应速率之比等于化学计量数之比，故反应进行到6s时，各物质的反应速率不相等，故D错误；故选C。【题5】（2019·湖南衡阳市·衡阳师范学院祁东附属中学高二期中）将4mol A气体和2mol B气体在2L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2s后测得C的浓度为0.6mol/L，现有下列几种说法：①用物质A表示的反应的平均速率为0.3②2s时物质A的转化率为70%③2s时物质B的浓度为0.7mol/L④用物质B表示的反应的平均速率为0.6mol·L-1·s-1其中正确的是A．①④ B．①③ C．②③ D．③④【答案】B【详解】①经2s后测得C的浓度为0.6mol/L，则，化学反应速率之比等于化学计量数之比，则用物质A表示的反应的平均速率为0.3，①项正确；②2s后测得C的浓度为0.6mol/L，则消耗A的物质的量为，则2s时物质A的转化率为，②项错误；③2s后测得C的浓度为0.6mol/L，则消耗B的物质的量浓度0.3mol/L，则2s时物质B的浓度为0.7mol/L，③项正确；④，化学反应速率之比等于化学计量数之比，则用物质B表示的反应的平均速率为，④项错误；答案选B。【题6】（2020·浑源县第七中学校高二月考）在一定温度下，将2molA和2molB两种气体相混合于容积为2L的某密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)⇌xC(g)＋2D(g)，2min末反应达到平衡状态，生成了0.8molD，并测得C的浓度为0.4mol/L，请填写下列空白：（1）x值等于_______。（2）A的转化率为_______。（3）生成D的反应速率为_______。（4）平衡时物质C的体积分数是_______。【答案】（1）2（2）60%（3）0.2mol/(L·min)（4）20%【分析】（1）平衡时C的浓度为0.4mol/L，则n(C)= 0.4mol/L2L=0.8mol，物质的量之比等于化学计量数之比，所以0.8mol:0.8mol=x:2，解得x=2。故答案为：2。（2）设转化的A的物质的量为y，列三段式，=，解得y=1.2，A的转化率为：100%=60%。故答案为：60%。（3）生成D的反应速率为：=0.2mol/(L·min)，故答案为：0.2mol/(L·min)。（4）平衡时，A、B、C、D四种气体的物质的量分别为0.8mol、1.6mol、0.8mol、0.8mol，总物质的量为0.8mol+1.6mol+0.8mol+0.8mol=4.0mol，则平衡时物质C的体积分数是：100%=20%，故答案为：20%。【题7】（2020·吉林油田第十一中学高二期中）根据如图所示图象填空：(1)该反应的化学方程式是_________。(2)在2 min内用A、B、C表示的化学反应速率分别为_______、_______、_____。【答案】3A+2B⇌3C 3mol/(L·min) 2mol/(L·min) 3mol/(L·min) 【详解】(1)根据图像可知，反应物的物质的量减小，生成物的物质的量增大，则A、B为反应物，C为生成物，反应的物质的量浓度之比等于化学计量数之比，∆A：∆B：∆C=6：4：6，则方程式为3A+2B⇌3C；(2)v(A)==3mol/(L·min)；化学反应速率之比等于化学计量数之比，则v(B)= 2mol/(L·min)；v(C)= 3mol/(L·min)。提分作业【练1】在铝与稀硫酸的反应中，已知10s内硫酸的浓度减少了0.6 mol/L，若不考虑反应过程中溶液体积的变化，则10s内生成硫酸铝的平均反应速率是（）A．0.02 mol·L-1·min-1 B．1.8 mol·L-1·min-1C．1.2 mol·L-1·min-1 D．0.18 mol·L-1·min-1【答案】C【练2】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．化学反应速率可以用单位时间内生成某物质的质量的多少来表示D．化学反应速率常用单位有mol·L-1·s-1和mol·L-1·min-1【答案】C【练3】（2019·湖南衡阳市·衡阳师范学院祁东附属中学高二期中）在mA＋nB=pC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2mol·L-1，B每分钟减少1.5mol·L-1，A每分钟减少0.5mol·L-1，则m：n：p为A．1：3：4 B．4：3：1 C．2：3：2 D．2：2：3【答案】A【详解】化学反应速率之比等于化学计量数之比，则m：n：p=0.5mol·L-1：1.5mol·L-1：2mol·L-1=1:3:4，答案选A。【练4】反应：3A(g)+B(g)=2C(g)+2D(g)，在不同条件下，用不同物质表示其反应速率，分别为①v(A)=0.6mol·L-1·min-1②v(B)=0.45mol·L-1·min-1③v(C)=0.15mol·L-1·min-1④v(D)=0.45mol·L-1·min-1则此反应在不同条件下进行快慢顺序正确的是A．①＞②＞③＞④ B．①＞②=④＞③ C．②＞④＞③＞① D．②＞④＞①＞③【答案】D【详解】由于反应速率之比是化学计量数之比，因此根据方程式可知如果都转换成用A物质表示其反应速率，选项①～④分别是[mol/(L·min)]0.6、1.35、0.225、0.675，所以此反应在不同条件下进行快慢顺序为②＞④＞①＞③。答案选D。【练5】（2020·天水市田家炳中学）反应4A(s)+3B(g)=2C(g)+D(g)，经2min，B的浓度减少0.6mol·L-1。对此反应速率的表示，正确的是A．用A表示的反应速率是0.4mol·(L·min)-1B．分别用B、C、D表示反应的速率，其比是3：2：1C．在2min末的反应速率，用B表示是0.3mol·(L·min)-1D．在这2min内用B和C表示的反应速率的值都是逐渐减小的【答案】B【详解】A．物质A为固体，不能用固体的浓度表示反应速率，A错误；B．同一反应、同一时段内不同物质的反应速率之比等于计量数之比，所以分别用B、C、D表示反应的速率，其比是3：2：1，B正确；C．反应速率表示的是一段时间内的平均速率，不是某一时刻的瞬时速率，C错误；D．B为反应物，C为生成物，用B表示的反应速率的值减小，则用C表示的反应速率的值会增大，D错误；综上所述答案为B。【练6】（2021·犍为外国语实验学校高一期中）一定温度下，向2L恒容密闭容器中充入0.4molNH3和0.5molO2发生反应4NH3(g)+5O2(g)⇌4NO(g)+6H2O(g)。2min后，NO的浓度为0.06mol·L-1。下列有关说法不正确的是A．2min末，用NO表示的反应速率为0.06mol·L-1·min-1B．2min末，NH3的浓度为0.14mol·L-1C．0～2min内，生成的水的质量为3.24gD．0～2min内，O2的物质的量减少了0.15mol【答案】A【详解】A．化学反应速率指的是平均反应速率，不是瞬时速率，因此无法计算2min末的瞬时速率，A错误；B． 2min末，NO的浓度为0.06mol·L-1，则参加反应的NH3的浓度为0.06mol·L-1，则2min末，NH3的浓度为0.2mol·L-1-0.06mol·L-1=0.14mol·L-1，B正确；C． 0～2min内，生成的水的物质的量为，质量为0.18mol×18g/mol=3.24g，C正确；D． 0～2min内，O2的物质的量减少了，D正确；故选A。【练7】（2020·南昌县莲塘第三中学高二月考）把0.6molX气体和0.6molY气体混合于2L的密闭容器中，使它们发生反应3X(g)+Y(g)nZ(g)+2W(g)，5min末生成0.2molW。若测知以Z的浓度变化表示的平均反应速率为0.01mol·L-1·min-1，则化学方程式中的n值为A．1 B．2 C．3 D．4【答案】A【详解】（W）==0.02mol/（L•min），（Z）=0.01mol/（L•min），由反应速率之比等于化学计量数之比可知：n:2=0.01mol/（L•min）:0.02mol/（L•min），n=1，则化学反应方程式中n=1，A正确，故选A。【练8】（2021·重庆两江新区西南大学附属中学校高二开学考试）将等物质的量A、B混合于2L的密闭容器中，发生反应：，经5min后测得D的浓度为0.5mol/L，，C的平均反应速率是。（1）经5min后A的浓度为_______。（2）反应开始前充入容器中的B的物质的量为_______。（3）B的平均反应速率为_______。（4）x的值为_______。【答案】（1）0.75mol·L-1（2）3mol（3）0.5mol·L-1·min-1（4）2【分析】（1）C的平均反应速率是，则生成C是1mol，生成D的物质的量为1mol，根据变化量之比是相应的化学计量数之比可知，x=2。则 所以有(n-1.5):(n-0.5)=3:5解得n=3mol，所以此时A物质的浓度为0.75mol/L；故答案为0.75mol/L。（2）由以上分析可得开始前充入容器中的B的物质的量为3mol。（3）反应速率之比是相应的化学计量数之比，由C的平均反应速率是，所以B物质的反应速率为0.05mol·L-1·min-1。（4）C的平均反应速率是，则生成C是1mol，生成D的物质的量为1mol，根据变化量之比是相应的化学计量数之比可知，x=2，故答案为2。【练9】（2021·长春市榆树高级中学高三期末）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下图所示，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0~4 min内A、B的物质的量浓度变化量Δc(A)___________Δc(B)(以上填“＞”“＜”或“=”)。(2)从反应开始至4 min时，A的平均反应速率为___________。(3)该反应的化学方程式为___________。【答案】=＞0.05 mol·L -1 ·min -12A B【详解】 (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Δc(A)==0.2 mol·L-1，Δc(B)==0.1 mol·L-1。(2)v(A)==0.05 mol·L-1·min-1。(3)参加反应的各物质的物质的量之比为n(A)∶n(B)=0.4 mol∶0.2 mol=2∶1。 时间(min)012345N2的物质的量(mol)0.200.100.080.060.060.06
第05讲化学反应速率知识导航课前引入对于速度这个概念，相信大家都不陌生了。世界上最快的飞机，速度可达7274千米/小时；蜗牛即使全速疾爬，速度也仅为8.5米/小时。对于化学反应，不同的反应，其速率也不一样。如火药的爆炸，可以在瞬间完成；而溶洞的形成，需要百年甚至千年才能完成。那么，如何表示化学反应速率呢？知识精讲一、化学反应速率的概念及其表示方法1．定义：衡量化学反应进行_______的物理量。2．表示方法：单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示。3．表达式：______________________ 单位：________________________【答案】快慢v = eq \f(Δc,Δt)mol·L-1·s-1或mol/（L·s），mol·L-1·min-1或mol/（L·min）。及时小练（1）某反应的反应物A浓度在5 min内由6 mol·L-1变成了2mol·L-1，则v(A)＝。（2）一个2L的容器中，盛入4.0 moL某气体反应物，2min后，测得这种气体反应物还剩余2 moL，该物质的化学反应速率为_________________。【答案】0.8mol·L-1·min-10.5mol·L-1·min-1注意（1）一般来说，化学反应不是等速进行的，因此某一时间内的反应速率实际上是这一段时间内的平均速率。（2）化学反应速率无论是用反应物还是生成物表示，其化学反应速率都为正值。（3）固体或纯液体的浓度视为常数，Δc= 0，因此不用固体或纯液体表示化学反应速率。二、化学反应速率的测定资料卡片——除浓度外，反应速率的其他测量量化学反应速率是可以通过实验测定的。根据化学反应速率表达式，实验中需要测定不同反应时刻反应物（或生成物）的浓度。实际上任何一种与物质浓度有关的可观测量都可以加以利用，如气体的体积、体系的压强、颜色的深浅、光的吸收、导电能力等。例如，对于在溶液中进行的反应，当反应物或生成物本身有比较明显的颜色时，人们常常利用颜色变化与浓度变化间的比例关系来测量反应速率。三、“三段式”计算（1）写出有关反应的化学方程式；（2）标出各物质的起始量、变化量、最终量（可用物质的量，也可用浓度）；（3）根据已知条件列方程式计算。举个例子已知反应：2SO2 + O2 2SO3，4 mol SO2和2mol O2 在2 L的密闭容器中反应2 min 后，SO2的物质的量浓度为1.5 mol/L，求SO2、O2、SO3的反应速率。【答案】2SO2 + O2 2SO3起始量（mol/L） 2 1 0变化量（mol/L） 0.5 0.25 0.5最终量（mol/L） 1.5 0.75 0.5各物质的反应速率为：v(SO2) = eq \f(Δc,Δt) = 0.25 mol·L-1·min-1v(O2) = eq \f(Δc,Δt) = 0.125 mol·L-1·min-1v(SO3) = eq \f(Δc,Δt) = 0.25 mol·L-1·min-1思考与交流：比较用SO2、O2、SO3表示的反应速率，从中你能得出什么结论？四、化学反应速率与化学计量数的关系1．同一反应用不同物质表示化学反应速率时，其数值大小可能不同，但表示的意义相同。2．对于反应mA(g) + nB(g)===pC(g) + qD(g)，当单位相同时，化学反应速率的数值之比等于方程式中各物质的化学计量数之比，即v (A)∶v (B)∶v (C)∶v (D) = ___________________。【答案】m∶n∶p∶q明辨是非（1）化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的尺度（）（2）化学反应速率通常用单位时间内生成或消耗某物质的质量的多少来表示（）（3）对任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显（）（4）在同一个反应中，各物质的反应速率之比等于其化学方程式中的化学计量数之比（）（5）合成氨的反应中，3v (H2) = 2v (NH3) （）【答案】√××√×五、化学反应速率的比较方法1．定性比较通过观察实验现象，如反应的剧烈程度、产生气泡或沉淀的快慢、固体消失或气体充满所需时间的长短等来定性判断化学反应的快慢。如K与水反应比Na与水反应剧烈，则反应速率：K＞Na。2．定量比较同一化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同，比较化学反应速率的快慢不能只看数值大小，还要进行一定的转化。（1）“化物质”：将不同物质的化学反应速率转化成同一物质的化学反应速率，或分别除以相应物质的化学计量数，所得数值大的速率大。（2）“化单位”：若化学反应速率的单位不一致，需转化为同一单位。对点训练 题型一：化学反应速率的含义【例1】（2020·全国）下列关于化学反应速率的说法正确的是A．因是同一反应，所以用不同物质表示化学反应速率时，所得数值是相同的B．根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢C．化学反应速率为“1mol/(L•min)”表示的意思是：时间为1min时，某物质的浓度为1mol/LD．化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或者任何一种生成物浓度的增加【答案】B【详解】A．同一反应，用不同物质表示化学反应速率时，数值比值等于方程式的系数之比，则不一定相等，故A错误；B．化学反应速率的大小可以体现化学反应进行的快慢，即根据化学反应速率的大小可以判断化学反应进行的快慢，故B正确；C．化学反应速率为“1 mol/(L•min)”表示的意思是：时间1min内，某物质的浓度变化量为1mol/L，故C错误；D．化学反应的反应速率不能用固体物质单位时间内浓度的变化量表示，故D错误；故答案为B。【变1-1】（2021·上海市长征中学高二期中）化学反应速率(单位可用mol/(L∙s))表示单位时间内反应物或生成物（ ）A．体积的变化 B．物质的量的变化C．质量的变化 D．物质的量浓度的变化【答案】D【详解】化学反应速率(单位可用mol/(L∙s))表示单位时间内反应物或生成物物质的量浓度的变化，即v(B)=，故D正确。【变1-2】（2021·全国高二期中）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来表示D．化学反应速率可以是正值，也可以是负值【答案】B【详解】A．化学反应速率表示化学反应进行的快慢，不表示反应进行的程度，A错误； B．化学反应速率可以用单位时间内反应物浓度的减少量来表示，也可以用单位时间内生成物浓度的增加量来表示，B正确； C．化学反应速率不能用纯液体或纯固体的物质的量浓度的变化来表示，C错误； D．化学反应速率都是正值，无负值，D错误； 故选B。 题型二：化学反应速率与计量数的关系【例2】合成氨的反应为：3H2 + N22NH3，其反应的速率可分别表示为v (H2)、v (N2)、v (NH3)（单位为），则下列关系正确的是（ ）A．v (H2) = v (N2) = v (NH3) B．v (H2) = 3v (N2) C．v (N2) =2v (NH3) D．v (NH3) = ３２v (H2)【答案】B【变2-1】已知：4NH3(g) + 5O2(g)eq \o(=======,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))4NO(g) + 6H2O(g)，若反应速率分别用v (NH3)、v (O2)、v (NO)、v (H2O)表示，则正确的关系是（ ）A．4/5 v (NH3) = v (O2) B．5/6 v (O2) = v (H2O)C．2/3 v (NH3) = v (H2O) D．4/5 v (O2) = v (NO)【答案】D【变2-2】（2020·宁夏长庆高级中学）已知某反应的各物质浓度数据如下：据此可推算出上述反应化学方程式中，各物质的化学计量数之比是A．9∶3∶4 B．3∶1∶2 C．2∶1∶3 D．3∶2∶1【答案】B【详解】根据起始浓度和2s末浓度可知A、B、C转化的浓度分别为：A：3.0-1.8=1.2mol/L，B：1.0-0.6=0.4mol/L，C：0.8-0=0.8mol/L，转化的物质的量浓度之比等于系数之比，所以a:b:c=3:1:2；B项正确；答案选B。【点睛】在反应中，A、B、C是按方程式的系数比变化的，所以变化的物质的量之比等于方程式的系数比。A、B、C在同一个反应中，体积相同，所以各物质变化的物质的量浓度之比等于变化的物质的量之比，所以变化的物质的量浓度之比等于方程式的系数比。 题型三：化学反应速率的大小比较【例3】对于反应A(g)+2B(g)=3C(s)+2D(g)来说，下列反应速率最快的是（ ）A．v(A)=0.32 mol·L-1·min-1 B．v(B)=0.55 mol·L-1·min-1C．v(C)=0.02 mol·L-1·s-1 D．v(D)=0.01 mol·L-1·s-1【答案】A【详解】首先将用不同物质表示的化学反应速率均转化成物质A表示的化学反应速率，且单位一致，A．v(A)=0.32mol·L-1·min-1；B．v(B)=0.55mol·L-1·min-1，转化为用A表示的反应速率为v(A)=0.275mol·L-1·min-1；C．物质C为固体，浓度视为常数，保持不变，则不能用来表示反应速率；D．v(D)=0.01mol·L-1·s-1，转化为用A表示的反应速率为v(A)=；故A项表示的反应速率最大，故A符合；故选A。【变3-1】（2021·银川市·宁夏大学附属中学高二月考）在2A(g)+B(g)=3C(g)+5D(g)反应中，表示该反应速率最快的是（ ）A．v(A)=2mol·L-1·min-1 B．v(B)=0.3mol·L-1·s-1C．v(C)=0.8mol·L-1·s-1 D．v(D)=1mol·L-1·s-1【答案】B【详解】A．v(A)＝2 mol·L－1·min－1，转化为B并换算单位，v(B)＝0.0167 mol·L－1·s－1；B．v(B)＝0.3 mol·L－1·s－1；C．v(C)＝0.8 mol·L－1·s－1，转化为B为v(B)＝0.267 mol·L－1·s－1；D． v(D)＝1 mol·L－1·s－1，转化为B为v(B)＝0.2 mol·L－1·s－1；综上所述，0.3 mol·L－1·s－1数值最大，反应速率最快，故B正确；答案为B。【变3-2】（2021·湖北孝感市·）反应2A(g)+2B(g)=C(g)+3D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为：①v(A)=0.45mol·L-1·min-1 ②v(B)=0.6mol·L-1·s-1 ③v(C)=0.4mol·L-1·s-1 ④v(D)=0.5mol·L-1·s-1。该反应进行的快慢顺序为A．②>④>①>③ B．③>④>②>① C．③>②>④>① D．④>③>②>①【答案】C【分析】比较反应速率大小，两个相同：单位相同和物质相同，单位都转化成mol • L-1 • min-1 ，物质都转化成A，据此分析。【详解】根据反应速率之比等于化学计量数之比，把四个选项中物质的反应速率都转化成物质A的反应速率，则①v (A) = 0.45mol • L-1 • min-1 ②v (A) = 36 mol • L-1 • min-1 ③v (A) = 48 mol • L-1 • min-1 ④v (A) = 20 mol • L-1 • min-1 所以反应速率大小为：③>②>④>①，故本题答案C。 题型四：化学反应速率的计算【例4】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90 s后测得A的浓度为1 mol/L，物质A表示的反应速率正确的是（ ）A．2 mol/（L·min） B．0.67 mol/（L·min）C．1 mol/（L·min） D．0.5 mol/（L·min）【答案】B【变4-1】（2021·渭南市尚德中学高二月考）某反应2A(g)+B(g)⇌C(g)经10s后A的物质的量浓度为0.2mol/L，B的物质的量浓度降低了0.02mol/L，则A物质的起始浓度为A．0.24 mol/L B．0.6 mol/L C．2.4 mol/L D．4.2 mol/L【答案】A【详解】可逆反应2A(g)+B(g)⇌C(g)，经过10s后，B的浓度降低了0.02mol•L-1，则A的浓度降低了2×0.02mol•L-1=0.04mol•L-1，因此A的起始浓度为0.2mol•L-1+0.04mol•L-1=0.24mol•L-1；答案选A。【变4-2】在N2 + 3H22NH3的反应中，经过一段时间后，NH3的浓度增加了0.6 mol/L。在此时间内，用H2表示的平均反应速率为0.45 mol/（L·s），反应所经过的时间是（ ）A．0.44 s B．1 s C．1.33 s D．2 s【答案】D【变4-3】（2022·全国高三专题练习）把0.6 mol气体X和0.4 mol气体Y混合于2.0 L的密闭容器中，发生如下反应：3X(g)＋Y(g) nZ(g)＋2W(g)，测得5 min末生成0.2 mol W，又知以Z表示的平均反应速率为0.01 mol·L-1·min-1，则n值是A．1 B．2C．3 D．4【答案】A【详解】5 min末生成0.2 mol W可知，W的反应速率v(W)= =0.02mol·L-1·min-1，由化学反应速率之比等于化学计量数之比可得：n：2=0.01mol·L-1·min-1∶0.02mol·L-1·min-1=2∶1，解得n=1，故选A。【变4-4】（2021·古浪县第五中学高二开学考试）在一密闭的2L容器中装有4molSO2和2molO2，在一定条件下开始反应。2min末测得容器中有1.6molSO2，请计算：（1）2min末SO3的浓度_______；（2）2min内SO2的平均反应速率_______。（3）2min内O2的转化率_______。【答案】（1）1.2mol/L（2）0.4mol/(L·min)（3）60%【分析】根据已知，可得容器中装有4molSO2，2min末1.6molSO2，则反应的SO2是2.4mol，得：（1）根据以上分析，2min末SO3的浓度为=1.2mol/L。（2）SO2的平均反应速率为0.4mol/(L·min)。（3）O2的转化率为=60%。题型五：“三段式”的计算【例5】一定温度下，向2L恒容密闭容器中充入0.4molNH3和0.5molO2发生反应4NH3(g)+5O2(g) ⇌ 4NO(g)+6H2O(g)。4min后，NO的浓度为0.06mol·L-1。下列有关说法错误的是（ ）A．4min末，用NO表示的反应速率为0.03mol·L-1·min-1B．4min末，NH3的浓度为0.14mol·L-1C．0～4min内，生成的水的质量为3.24gD．0～4min内，O2的物质的量减少了0.15mol【答案】A【详解】A．4min末，用NO表示的反应速率为=0.015mol·L-1·min-1，A错误；B．4min末，NH3的浓度为=0.14mol·L-1 ，B正确；C．0～4min内，生成的水的物质的量为0.18mol，质量为0.18mol 18g/mol=3.24g ，C正确；D．0～4min内，O2的物质的量减少了0.15mol，D正确；故选A。【变5-1】将6mol A气体和5mol B气体混合放入4L密闭容器中，发生下列反应：3A (g) + B (g) 2C (g) + xD (g) ，经过5min达到化学平衡，此时生成C为2mol，测得D的反应速率为0.1mol/（L·min），计算：① x的值；②平衡时B的转化率；③A的平衡浓度。【答案】平衡时生成C为2 mol，D的平均反应速率为0.1 mol/(L·min) ，生成D的物质的量为0.1 mol/(L·min) × 5 min × 4 L = 2 mol，则①C和D的Δn比等于化学计量数之比，故2 ：2 = 2：x，则x = 2；3A (g) + B (g) 2C (g) + xD (g)起始量（mol） 6 5 0 0变化量（mol） 3 1 2 2最终量（mol） 3 4 2 2②B的转化率=×100%=20% ；③平衡时A的浓度==0.75 mol/L。【变5-2】已知一氧化碳与水蒸气的反应为：CO(g) + H2O (g) CO2(g) + H2(g) ，800℃时，在容积为2.0 L的密闭容器中充入2.0 mol CO(g)和3.0 mol H2O(g)，保持温度不变，4 min后反应达到平衡，测得CO的转化率为60%。求（1）4 min内H2的平均化学反应速率；（2）平衡时H2O (g)的物质的量。【答案】（1）0.15 mol/(L·min)；（2）1.8 mol。 题型六：化学反应速率与图像【例6】（2020·平罗中学高二期中）在一定条件下，A气体与B气体反应生成C气体。反应过程中，反应物与生成物的浓度随时间变化的曲线如图，则下列叙述正确的是A．该反应的化学方程式为3A＋B⇌2CB．在t1～(t1＋10)s时，v(A)=v(B)=0C．t1 s时反应物A的转化率为60%D．0～t1内A应的反应速率为v(A)=0.4mol/(L*s)【答案】A【详解】A．由图可知，A、B为反应物，C为生成物，化学计量数之比为(0.8-0.2):(0.5-0.3):(0.4-0)=3:1:2，该反应为3A+B⇌2C，故A正确；B．在t1～(t1+10)s时，各物质的物质的量不再改变为平衡状态，v(正)=v(逆)≠0，故B错误；C．0～t1 s内时反应物A的转化率为 ×100%=75%，故C错误；D．0～t1 s内，△c(A)=0.6mol/L，A的反应速率为v(A)=mol/(L•s)，故D错误；故选：A。【变6】在某一容积为4L的密闭容器中，A、B、C、D四种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示，完成下列问题：（1）该反应的化学方程式为_______________________________________。（2）前用A的浓度变化表示的化学反应速率为_________________。【答案】（1）2A＋Beq \o(===,\s\up7(D))2C（2）0.25mol·L-1·min-1 题型七：化学反应速率综合【例7】（2020·江苏省南菁高级中学高二月考）在2L密闭容器内，t℃时发生反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，在体系中，n(N2)随时间的变化如下表：(1)上述反应在第5min时，N2的转化率为_______________________；(2)用H2表示从0～2min内该反应的平均速率v(H2)=_____________；(3)t℃时，在4个均为2L密闭容器中不同投料下进行合成氨反应。根据在相同时间内测定的结果，判断该反应进行快慢的顺序为______________。(用字母填空，下同)；a．v(NH3)=0.05mol·L-1·min-1b．v(H2)=0.03mol·L-1·min-1c．v(N2)=0.02mol·L-1·min-1d．v(H2)=0.00lmol·L-1·s-1【答案】70%0.09mol/(L·min)a＞c＝d＞b【详解】(1)上述反应在第5min时，消耗氮气的物质的量是0.20mol－0.06mol＝0.14mol，则N2的转化率为0.14mol/0.20mol×100%＝70%；(2)0～2min内消耗氮气的物质的量是0.20mol－0.08mol＝0.12mol，根据方程式可知消耗氢气是0.36mol，浓度是0.18mol/L，则用H2表示从0～2min内该反应的平均速率v(H2)＝0.18mol/L÷2min＝0.09mol/(L·min)；(3)如果都用氢气表示其反应速率，则根据反应速率之比是相应的化学计量数之比可知a～d分别是（mol·L-1·min-1）0.075、0.03、0.06、0.06，所以该反应进行快慢的顺序为a＞c＝d＞b；提分特训【题1】（2021·全国高二课时练习）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反应物物质的量的减少或生成物物质的量的增加量B．化学反应速率为0.2mol·L-1·min-1，是指反应经过1min后，某物质的浓度是0.2mol·L-1C．对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象越明显D．化学反应速率可以衡量化学反应进行的快慢【答案】D【详解】A．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，故A错误；B．化学反应速率为0.2mol·L-1·min-1，是指反应经过1min后，某物质的浓度减少或增加0.2mol·L-1，故B错误；C．有些反应无明显的现象，如酸碱中和反应，故C错误；D．化学反应速率可以衡量化学反应进行的快慢，故D正确；故选D。【题2】（2021·古浪县第五中学高二开学考试）时，在0.5L的密闭容器中，气体A与气体B反应生成气体C，反应过程中A、B、C的浓度变化如图所示，下列结论正确的是A．10s内用B表示的反应速率为 B．该反应进行到10s时，消耗了0.15mol AC．该反应的化学方程式为 D．10s时反应生成了0.2mol C【答案】D【详解】A．内用B表示的反应速率为，A项错误； B．消耗A的物质的量为，B项错误；C．A、B随时间推移逐渐减小，A、B为反应物，C随时间推移逐渐增加，C为生成物，内，， 10s时反应达到平衡，故反应的化学方程式为，C项错误；D．时反应生成气体C的物质的量为，D项正确；故答案为：D。【题3】反应 A(g) + 3B(g)2C(g) + 2D(g) 在四种不同条件下的反应速率为：（1）v(A)=0.03mol/(L·s)（2）v(B)=3.6mol/(L·min) （3）v(C)=0.04mol/(L·s) （4）v(D)=2.7mol/(L·min)，则该反应速率的快慢顺序为（ ）A．（2）＞（4）＞（3）＞（1） B．（1）＞（4）＞（2）=（3）C．（4）＞（3）=（2）＞（1） D．（2）＞（3）=（4）＞（1）【答案】B【题4】（2020·江苏南通市·）一定温度下，向容积为4L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，下列对反应的推断合理的是A．该反应的化学方程式为B．反应进行到1s时，C．反应进行到6s时，B的平均反应速率为D．反应进行到6s时，各物质的反应速率相等【答案】C【详解】A. 由图可知，反应达到平衡时，B物质减少了0.6mol、C物质减小了0.8mol、A物质增加了1.2mol、D物质增加了0.4mol，所以B、C为反应物，A、D为生成物，物质的量的变化量之比为0.6：0.8：1.2：0.4=3：4：6：2，故反应的化学方程式为：3B+4C6A+2D，故A错误；B. 化学反应速率之比等于化学计量数之比，故反应进行到1s时，，故B错误；C. 反应进行到6s时，B的平均反应速率为，故C正确；D. 化学反应速率之比等于化学计量数之比，故反应进行到6s时，各物质的反应速率不相等，故D错误；故选C。【题5】（2019·湖南衡阳市·衡阳师范学院祁东附属中学高二期中）将4mol A气体和2mol B气体在2L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2s后测得C的浓度为0.6mol/L，现有下列几种说法：①用物质A表示的反应的平均速率为0.3②2s时物质A的转化率为70%③2s时物质B的浓度为0.7mol/L④用物质B表示的反应的平均速率为0.6mol·L-1·s-1其中正确的是A．①④ B．①③ C．②③ D．③④【答案】B【详解】①经2s后测得C的浓度为0.6mol/L，则，化学反应速率之比等于化学计量数之比，则用物质A表示的反应的平均速率为0.3，①项正确；②2s后测得C的浓度为0.6mol/L，则消耗A的物质的量为，则2s时物质A的转化率为，②项错误；③2s后测得C的浓度为0.6mol/L，则消耗B的物质的量浓度0.3mol/L，则2s时物质B的浓度为0.7mol/L，③项正确；④，化学反应速率之比等于化学计量数之比，则用物质B表示的反应的平均速率为，④项错误；答案选B。【题6】（2020·浑源县第七中学校高二月考）在一定温度下，将2molA和2molB两种气体相混合于容积为2L的某密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)⇌xC(g)＋2D(g)，2min末反应达到平衡状态，生成了0.8molD，并测得C的浓度为0.4mol/L，请填写下列空白：（1）x值等于_______。（2）A的转化率为_______。（3）生成D的反应速率为_______。（4）平衡时物质C的体积分数是_______。【答案】（1）2（2）60%（3）0.2mol/(L·min)（4）20%【分析】（1）平衡时C的浓度为0.4mol/L，则n(C)= 0.4mol/L2L=0.8mol，物质的量之比等于化学计量数之比，所以0.8mol:0.8mol=x:2，解得x=2。故答案为：2。（2）设转化的A的物质的量为y，列三段式，=，解得y=1.2，A的转化率为：100%=60%。故答案为：60%。（3）生成D的反应速率为：=0.2mol/(L·min)，故答案为：0.2mol/(L·min)。（4）平衡时，A、B、C、D四种气体的物质的量分别为0.8mol、1.6mol、0.8mol、0.8mol，总物质的量为0.8mol+1.6mol+0.8mol+0.8mol=4.0mol，则平衡时物质C的体积分数是：100%=20%，故答案为：20%。【题7】（2020·吉林油田第十一中学高二期中）根据如图所示图象填空：(1)该反应的化学方程式是_________。(2)在2 min内用A、B、C表示的化学反应速率分别为_______、_______、_____。【答案】3A+2B⇌3C 3mol/(L·min) 2mol/(L·min) 3mol/(L·min) 【详解】(1)根据图像可知，反应物的物质的量减小，生成物的物质的量增大，则A、B为反应物，C为生成物，反应的物质的量浓度之比等于化学计量数之比，∆A：∆B：∆C=6：4：6，则方程式为3A+2B⇌3C；(2)v(A)==3mol/(L·min)；化学反应速率之比等于化学计量数之比，则v(B)= 2mol/(L·min)；v(C)= 3mol/(L·min)。提分作业【练1】在铝与稀硫酸的反应中，已知10s内硫酸的浓度减少了0.6 mol/L，若不考虑反应过程中溶液体积的变化，则10s内生成硫酸铝的平均反应速率是（）A．0.02 mol·L-1·min-1 B．1.8 mol·L-1·min-1C．1.2 mol·L-1·min-1 D．0.18 mol·L-1·min-1【答案】C【练2】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．化学反应速率可以用单位时间内生成某物质的质量的多少来表示D．化学反应速率常用单位有mol·L-1·s-1和mol·L-1·min-1【答案】C【练3】（2019·湖南衡阳市·衡阳师范学院祁东附属中学高二期中）在mA＋nB=pC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2mol·L-1，B每分钟减少1.5mol·L-1，A每分钟减少0.5mol·L-1，则m：n：p为A．1：3：4 B．4：3：1 C．2：3：2 D．2：2：3【答案】A【详解】化学反应速率之比等于化学计量数之比，则m：n：p=0.5mol·L-1：1.5mol·L-1：2mol·L-1=1:3:4，答案选A。【练4】反应：3A(g)+B(g)=2C(g)+2D(g)，在不同条件下，用不同物质表示其反应速率，分别为①v(A)=0.6mol·L-1·min-1②v(B)=0.45mol·L-1·min-1③v(C)=0.15mol·L-1·min-1④v(D)=0.45mol·L-1·min-1则此反应在不同条件下进行快慢顺序正确的是A．①＞②＞③＞④ B．①＞②=④＞③ C．②＞④＞③＞① D．②＞④＞①＞③【答案】D【详解】由于反应速率之比是化学计量数之比，因此根据方程式可知如果都转换成用A物质表示其反应速率，选项①～④分别是[mol/(L·min)]0.6、1.35、0.225、0.675，所以此反应在不同条件下进行快慢顺序为②＞④＞①＞③。答案选D。【练5】（2020·天水市田家炳中学）反应4A(s)+3B(g)=2C(g)+D(g)，经2min，B的浓度减少0.6mol·L-1。对此反应速率的表示，正确的是A．用A表示的反应速率是0.4mol·(L·min)-1B．分别用B、C、D表示反应的速率，其比是3：2：1C．在2min末的反应速率，用B表示是0.3mol·(L·min)-1D．在这2min内用B和C表示的反应速率的值都是逐渐减小的【答案】B【详解】A．物质A为固体，不能用固体的浓度表示反应速率，A错误；B．同一反应、同一时段内不同物质的反应速率之比等于计量数之比，所以分别用B、C、D表示反应的速率，其比是3：2：1，B正确；C．反应速率表示的是一段时间内的平均速率，不是某一时刻的瞬时速率，C错误；D．B为反应物，C为生成物，用B表示的反应速率的值减小，则用C表示的反应速率的值会增大，D错误；综上所述答案为B。【练6】（2021·犍为外国语实验学校高一期中）一定温度下，向2L恒容密闭容器中充入0.4molNH3和0.5molO2发生反应4NH3(g)+5O2(g)⇌4NO(g)+6H2O(g)。2min后，NO的浓度为0.06mol·L-1。下列有关说法不正确的是A．2min末，用NO表示的反应速率为0.06mol·L-1·min-1B．2min末，NH3的浓度为0.14mol·L-1C．0～2min内，生成的水的质量为3.24gD．0～2min内，O2的物质的量减少了0.15mol【答案】A【详解】A．化学反应速率指的是平均反应速率，不是瞬时速率，因此无法计算2min末的瞬时速率，A错误；B． 2min末，NO的浓度为0.06mol·L-1，则参加反应的NH3的浓度为0.06mol·L-1，则2min末，NH3的浓度为0.2mol·L-1-0.06mol·L-1=0.14mol·L-1，B正确；C． 0～2min内，生成的水的物质的量为，质量为0.18mol×18g/mol=3.24g，C正确；D． 0～2min内，O2的物质的量减少了，D正确；故选A。【练7】（2020·南昌县莲塘第三中学高二月考）把0.6molX气体和0.6molY气体混合于2L的密闭容器中，使它们发生反应3X(g)+Y(g)nZ(g)+2W(g)，5min末生成0.2molW。若测知以Z的浓度变化表示的平均反应速率为0.01mol·L-1·min-1，则化学方程式中的n值为A．1 B．2 C．3 D．4【答案】A【详解】（W）==0.02mol/（L•min），（Z）=0.01mol/（L•min），由反应速率之比等于化学计量数之比可知：n:2=0.01mol/（L•min）:0.02mol/（L•min），n=1，则化学反应方程式中n=1，A正确，故选A。【练8】（2021·重庆两江新区西南大学附属中学校高二开学考试）将等物质的量A、B混合于2L的密闭容器中，发生反应：，经5min后测得D的浓度为0.5mol/L，，C的平均反应速率是。（1）经5min后A的浓度为_______。（2）反应开始前充入容器中的B的物质的量为_______。（3）B的平均反应速率为_______。（4）x的值为_______。【答案】（1）0.75mol·L-1（2）3mol（3）0.5mol·L-1·min-1（4）2【分析】（1）C的平均反应速率是，则生成C是1mol，生成D的物质的量为1mol，根据变化量之比是相应的化学计量数之比可知，x=2。则 所以有(n-1.5):(n-0.5)=3:5解得n=3mol，所以此时A物质的浓度为0.75mol/L；故答案为0.75mol/L。（2）由以上分析可得开始前充入容器中的B的物质的量为3mol。（3）反应速率之比是相应的化学计量数之比，由C的平均反应速率是，所以B物质的反应速率为0.05mol·L-1·min-1。（4）C的平均反应速率是，则生成C是1mol，生成D的物质的量为1mol，根据变化量之比是相应的化学计量数之比可知，x=2，故答案为2。【练9】（2021·长春市榆树高级中学高三期末）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下图所示，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0~4 min内A、B的物质的量浓度变化量Δc(A)___________Δc(B)(以上填“＞”“＜”或“=”)。(2)从反应开始至4 min时，A的平均反应速率为___________。(3)该反应的化学方程式为___________。【答案】=＞0.05 mol·L -1 ·min -12A B【详解】 (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Δc(A)==0.2 mol·L-1，Δc(B)==0.1 mol·L-1。(2)v(A)==0.05 mol·L-1·min-1。(3)参加反应的各物质的物质的量之比为n(A)∶n(B)=0.4 mol∶0.2 mol=2∶1。 时间(min)012345N2的物质的量(mol)0.200.100.080.060.060.06
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