2.1.1 化学反应速率概念及计算（第1课时）-【帮课堂】2024-2025学年高二化学同步学与练（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 第1课时 化学反应速率概念及计算 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1．知道化学反应速率的概念及表示方法。 2．解测定化学反应速率的简单方法。 3．掌握化学反应速率的简单计算。 重点:化学反应速率的概念及表示方法及简单计算。 难点:化学反应速率的概念的理解。 知识点一 化学反应速率概念及表示方法 1．概念：用来衡量化学反应进行快慢的物理量 2．表示方法：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。 3．数学表达式及单位：v＝，单位为mol·L－1·min－1或mol·L－1·s－1。 4．同一反应中各物质化学反应速率的关系 mA（g）+nB（g）pY（g）+qZ（g） （1）同一反应在同一时间内，用不同物质来表示的反应速率可能不同，但表示的意义相同，且反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的化学计量数之比。 （2）在反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)中，存在v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d 【特别提醒】（1）一般不用固体或纯液体物质表示化学反应速率。 （2）由v＝计算得到的是一段时间内的平均速率，用不同物质表示时，其数值可能不同，但意义相同。 （3）化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量。这里所说的化学反应速率指的是平均反应速率，而不是瞬时反应速率。一定温度下，锌粒在1 mol/L的稀盐酸中反应的反应速率与反应时间的关系如图所示，图中A点的斜率就是在t1时刻的瞬时反应速率。 （3） 同一反应在不同反应阶段的反应速率一般是不同的。主要原因：反应物浓度的不断变化；而且反应所引起的热量变化对反应速率也有较大影响。 知识点二 化学反应速率的计算 1．化学反应速率计算的4个方法 1)定义式法： （1）常规公式：v＝＝ ①常用单位：mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1或mol·L－1·h－1 ②适用范围：表示气体物质或溶液中可溶性物质的速率，不表示固体或纯液体物质的速率 （2）非常规公式：v＝（X代表n、P、m、V等量） ①常用单位：mol·min－1、Pa·min－1、g·min－1、L·min－1 ②适用范围：任何物质的反应速率 2)比例关系式法：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。对于反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)来说，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。 【易错提醒】同一化学反应用不同物质表示的反应速率其数值可能不同，因此，一定要标明是哪种具体物质的反应速率。 （3）三段式法：列起始量、转化量、最终量，再根据定义式或比例关系计算。 （4）从图像中获取计算的数据及依据图像求反应速率的步骤 ①从图像中获取计算的数据 纵坐标可以是物质的量，也可以是物质的量浓度，横坐标是时间。 例如：某温度时，在定容（VL）容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图像可进行如下计算： A.求某物质的平均速率、转化率，如：v（X）＝ mol/（L·s），Y的转化率＝×100%。 B. 确定化学方程式中的化学计量数之比，如：X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为（n1－n3）∶（n2－n3）∶n2。 ②依据图像求反应速率的步骤 第一步：找出横、纵坐标对应的物质的量； 第二步：将图中的变化量转化成相应的浓度变化量； 第三步：根据公式v＝进行计算。 2．化学反应速率计算的万能方法——三段式法 （1）写出有关反应的化学方程式。 （2）找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。 （3）根据已知条件列方程式计算。 如对于反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，起始时A的浓度为a mol·L－1，B的浓度为b mol·L－1，反应进行至t1s时，A消耗了x mol·L－1，则化学反应速率可计算如下： 　　　　　 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 起始/(mol·L－1) a b 0 0 转化/(mol·L－1) x t1/(mol·L－1) a－x b－ 则：v(A)＝ mol·L－1·s－1，v(B)＝ mol·L－1·s－1，v(C)＝ mol·L－1·s－1，v(D)＝ mol·L－1·s－1。 （3）利用关系式计算 ①应用前提：同一化学反应 ②常用关系：速率比＝化学计量数比＝物质的量浓度变化比＝物质的量变化比 （4）计算中注意以下量的关系： ①对反应物：c(起始)－c(转化)＝c(某时刻) ②对生成物：c(起始)＋c(转化)＝c(某时刻) ③转化率＝×100% 知识点三 化学反应速率的实验测定 1.定性描述:（根据实验现象） ①观察产生气泡的快、慢； ②观察试管中剩余锌粒的质量的多、少； ③用手触摸试管，感受试管外壁温度的高、低 2.定量描述：（根据实验测量，单位时间内） ①测定气体的体积; ②测定物质的物质的量的变化； ③测定物质或离子的浓度变化； ④测定体系的温度或测定反应的热量变化。 3.测量化学反应速率的常见方法 （1）量气法 （2）比色法 （3）电导法 （4）激光技术法 4.化学反应速率的测量——实验 （1）反应原理：Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑ （2）实验装置 （3）测量数据 ①单位时间内收集氢气的体积； ②收集相同体积氢气所需要的时间 ③用pH计测相同时间内pH变化，即△c(H＋)。 ④用传感器测△c(Zn2＋)变化。 ⑤测相同时间内△m(Zn)。 ⑥相同时间内恒容压强变化； ⑦相同时间内绝热容器中温度变化。 知识点四 比较化学反应速率大小 1．定性比较 通过明显的实验现象(如气泡产生快慢、沉淀生成快慢等)来定性比较化学反应速率的大小。 2．定量比较 同一化学反应中，不同物质来表示化学反应速率时，数值可能不同，需要进行转化。常用以下两种方法： （1）归一法 ①“一看”：看化学反应速率的单位是否一致，若不一致，需转化为同一单位。 ②“二化”：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。 ③“三比较”：标准统一后比较数值大小，数值越大，反应速率越大。 （2）比值法:通过化学反应速率与其对应的化学计量数的比值进行比较，比值大的化学反应速率大。 如对于反应aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)，若＞，则A表示的化学反应速率较大。 3.由图像比较反应速率大小的方法：根据图像看反应达到平衡所需的时间，时间越短，对应的反应的温度、浓度或压强就越大，则对应的反应速率越大。 1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) （1）化学反应速率用来表示化学反应进行的快慢程度。( ) （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）在同一个反应中，可以用反应物或生成物来表示反应速率。( ) （4）化学反应速率可以用固体物质来表示。( ) （5）化学反应速率的常用单位有mol/(L∙s)和mol/(L∙min)。( ) （6）对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显。( ) 【答案】（1） √　（2） ×　（3）√　（4）×　（5）√　（6）× 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．若一段时间内某化学反应的反应速率为0.5mol•L-1•s-1，就是指在该时间段内反应物和生成物的浓度变化都为0.5mol•L-1•s-1 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 【解析】A．化学反应有的快，有的慢，则使用化学反应速率来定量表示化学反应进行的快慢，故A正确； B．反应物本身的性质是决定反应速率的主要因素，如火药爆炸、食物腐败，故B正确；C．若某化学反应的反应速率为0.5mol•(L•s)-1是指用某一物质表示的平均速率，与用其它物质表示的速率不一定相等，故C错误；D．公式中，浓度的单位是mol/L，时间单位常用s、min，所以化学反应速率常用单位有：mol•L-1•s-1和mol•L-1•min-1，故D正确；故选：C。 3．已知反应，经2min，B的浓度减少，对该反应速率的表示，下列说法正确的是 A．用A表示的反应速率是 B．用B、C、D表示的反应速率之比为3∶2∶1 C．在2min末，用B表示的反应速率是 D．在2min内用B表示的反应速率逐渐减小，用C表示的反应速率逐渐增大 【答案】B 【解析】A．经2min，B的浓度减少0.6mol/L，用B表示的反应速率v(B)==0.3mol·L-1·min-1，同一反应用不同物质表示的反应速率之比等于化学方程式中相应物质的系数之比，所以用A表示的反应速率v(A)=×0.3mol·L-1·min-1=0.4 mol·L-1·min-1，故A错误；B．同一反应用不同物质表示的反应速率之比等于化学方程式中相应物质的系数之比，由可知，B、C、D的系数之比为3∶2∶1，用B、C 、D表示的反应速率之比为3∶2∶1，故B正确；C．内用B表示的化学反应速率为，此反应速率为平均速率，不能计算2 min末的瞬时速率，故C错误；D．随着反应的进行，反应物的浓度逐渐降低，反应速率逐渐减小，所以内用B和C表示的化学反应速率都逐渐减小，故D错误；故选B。 4．反应在四种不同情况下的反应速率分别为①；②；③；④，该反应进行的快慢顺序为 A．④>③=②>① B．①>②=③>④ C．①>②>③>④ D．④>③>②>① 【答案】A 【解析】由反应速率之比等于化学计量数之比可知，四种条件下A物质的反应速率分别为①、②、③、④，则反应进行的快慢顺序为④>③=②>①，故选A。 ►问题一 反应速率概念的理解 【典例1】已知反应：，经过2min时间，B浓度减少了0.6mol/L。有关该反应速率的说法正确的是 A．0-2min用A表示的反应速率是0.4mol/(L·min) B．0-2min用B表示的反应速率是0.3mol/(L·min) C．2min末时用C表示的反应速率是0.2mol/(L·min) D．分别用B、C、D表示的反应速率比值为2：3：6 【答案】B 【解析】A．A物质是固态，不能表示反应速率，A错误；B．经2 min后，B的浓度减少了0.6mol/L，则用B物质表示的反应速率是＝0.3 mol/(L·min)，B正确；C．反应速率是一段时间内的平均值，而不是瞬时反应速率，C错误；D．反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比，故B、C、D表示的反应速率比值为3：2：1，D错误；故选B。 【解题必备】（1）化学反应速率一般指反应的平均速率而不是瞬时速率，且无论用反应物表示还是用生成物表示均取正值。 （2）同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同。 （3）不能用固体或纯液体来表示化学反应速率。 【变式1-1】下列说法正确的是 A．化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的质量变化来表示 B．用不同物质的浓度变化表示同一时间内同一反应的速率时，其数值之比等于反应方程式中对应物质的化学计量数之比 C．由v=计算所得化学反应速率为某时刻的瞬时速率 D．在反应过程中，反应物的浓度逐渐变小，所以用反应物表示的化学反应速率为负值 【答案】B 【解析】A．化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的浓度变化来表示，A错误；B．用不同物质的浓度变化表示同一时间内、同一反应的速率时，其数值之比等于反应方程式中对应物质的化学计量数之比，B正确；C．化学反应速率表示化学反应在某一时间段内的平均速率，而不是瞬时速率，C错误；D．在计算化学反应速率时，取浓度变化的绝对值，故化学反应速率恒为正值，D错误；故答案为：B。 【变式1-2】下列关于化学反应速率的说法，正确的是（    ） A．化学反应速率是衡量化学反应进行程度的物理量 B．化学反应速率为1.8mol·L-1·min-1，是指1min时，物质的量浓度为1.8mol·L-1 C．各物质表示的速率的数值之比等于方程式中各物质的计量数之比 D．某可逆反应速率越快，该反应平衡时反应物转化率越大 【答案】C 【解析】A、化学反应有的快，有的慢，则使用化学反应速率来定量表示化学反应进行的快慢，选项A正确； B、化学反应速率为1.8mol·L-1·min-1，不是是指1min时物质的量浓度为1.8mol·L-1，而是指1min内该物质的浓度变化量为1.8mol·L-1，选项B错误；C、化学反应中，各物质表示的速率的数值之比等于方程式中各物质的计量数之比，选项C正确；D、转化率等于某反应中、达到平衡后的某反应物的物质的量与达到平衡前该反应物的物质的量的比值，但转化率大小与反应速率无关，选项D错误。答案选C。 ►问题二 化学反应速率的简单计算 【典例2】一定温度下，在5 L的恒容密闭容器中，反应进行半分钟后，测得NO的物质的量增加了0.3 mol。在此段时间内，用NH3表示的化学反应速率为 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】若反应进行半分钟后NO的物质的量增加了0.3 mol，则用NO浓度变化表示的反应速率为v(NO)=，根据反应方程式中物质反应转化关系可知：在此段时间内，用NH3表示的化学反应速率为v(NH3)=v(NO)=0.002 mol/(L∙s)，故合理选项是A。 【解题必备】化学反应速率计算的4个方法 （1）定义式法：v＝。 （2）比例关系法：化学反应速率之比等于化学计量数之比。 （3）三段式法：列起始量、转化量、最终量，再根据定义式或比例关系计算。 （4）依据图像求反应速率。 【变式2-1】反应在容积为2L的密闭容器中进行，1mim后，减少了0.12mol，则平均每秒浓度的变化表示正确的是 A．： B．： C．： D．： 【答案】D 【解析】氨气1min内平均每秒浓度的变化是=0.001mol/L，A．NO的浓度变化等于氨气的浓度的变化，即为0.001mol/L，选项A错误；B．H2O的浓度变化等于mol/L=0.0015mol/L，选项B错误；C．氨气的浓度变化为0.001mol/L，选项C错误；D．氧气的浓度变化为mol/L=0.00125mol/L，选项D正确；答案选D。 【变式2-2】容积固定的2L密闭容器中进行的某一可逆反应A（g）+2B（g） 2C（g），以B的物质的量浓度表示的反应速度υ正、υ逆与时间的关系如图所示，则图中阴影部分的面积可表示 A．A的物质的量浓度的减少 B．B的物质的量浓度的减少 C．C的物质的量的增加 D．B的物质的量减少 【答案】B 【解析】观察图像，纵坐标为B的反应速率，横坐标为时间，由微分法可知，二者之积为浓度，故V(正)×t(平衡)表示B向正反应方向进行时减少的浓度，V(逆)×t(平衡)表示B向逆反应方向进行时增大的浓度，故阴影部分的面积表示B向正反应方向进行时“净”减少的浓度，再利用浓度变化量之比等于化学计量数之比判断A的浓度变化； A．浓度变化量之比等于化学计量数之比，故△c(A)=0.5△c(B)，为阴影面积的一半，选项A错误；B．由上述分析可知，阴影为平衡时B的浓度减少量△c(B)，选项B正确；C．由上述分析可知，阴影为平衡时B的浓度减少量△c(B)，选项C错误；D．阴影为平衡时B的浓度减少量△c(B)，容器的体积为2L，阴影部分的面积不能表示B的物质的量的减少量，选项D错误；答案选B。 ►问题三 化学反应速率的大小比较 【典例3】反应在四种不同情况下的反应速率分别为①；②；③；④，该反应进行的快慢顺序为 A．④>③=②>① B．①>②=③>④ C．①>②>③>④ D．④>③>②>① 【答案】A 【解析】由反应速率之比等于化学计量数之比可知，四种条件下A物质的反应速率分别为①、②、③、④，则反应进行的快慢顺序为④>③=②>①，故选A。 【解题必备】定量法比较化学反应速率的大小 （1）归一法：按照化学计量数关系换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值大小。 （2）比值法：比较化学反应速率与化学计量数的比值。如aA(g)＋bB(g)cC(g)，即比较与，若>，则用A表示时的反应速率比用B表示时大。 【变式3-1】已知反应4CO(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g)在不同条件下的反应速率如下，其中表示反应速率最快的是 A．v(N₂)=2.8mol/(L·min) B．v(NO2)=0.09mol/(L∙s) C．v(CO)=0.2mol/(L∙s) D．v(CO₂)=4.0mol/(L·min) 【答案】C 【解析】速率之比等于化学计量数之比，为便于比较反应速率的快慢，我们把各物质表示的反应速率都转化为CO表示的反应速率，且将单位统一。 A．v(N₂)=2.8mol/(L·min)，则v(CO)=11.2mol/(L∙min)；B．v(NO2)=0.09mol/(L∙s)，则v(CO)=10.8mol/(L∙min)；C．v(CO)=0.2mol/(L∙s)，则v(CO)=12mol/(L∙min)；D．v(CO₂)=4.0mol/(L·min)，则v(CO)=4.0mol/(L∙min)；从转化结果可以看出，v(CO)=12mol/(L∙min)时，反应速率最快，故选C。 【变式3-2】对反应，下列表示反应速率方法正确且最快的是 A． B． C． D． 【答案】D 【分析】反应速率与化学计量数的比值越大、反应速率越快。 【解析】A．；B．A是纯固体，不能用其浓度变化表示该反应的反应速率；C． ；D．；故答案选D。 1．反应在四种不同情况下的反应速率分别为： ① ② ③ ④ 该反应速率大小关系正确的是 A．①>④>③>② B．④>①>③>② C．②>④>③>① D．②>③=④>① 【答案】A 【解析】由反应速率之比等于化学计量数之比可知，四种条件下A物质的反应速率分别为： ①v(A)=0.3mol⋅L−1⋅s−1；②v(A)=v(B2)=0.6mol⋅L−1⋅min−1×=0.2mol⋅L−1⋅min−1=mol⋅L−1⋅s−1；③v(A)=v(C)=0.4mol⋅L−1⋅s−1×=0.2mol⋅L−1⋅s−1；④v(A)= v(D)=0.45mol⋅L−1⋅s−1×=0.225mol⋅L−1⋅s−1；则反应进行的快慢顺序为①>④>③>②，故选A。 2．某温度下，在恒容密闭容器中发生反应：，测得浓度随时间变化如下表： 时间 0 1 2 3 4 5 1.00 0.71 0.50 0.35 0.25 0.17 下列说法错误的是 A．内容器中压强不断增大 B．内 C．时 D．内的速率比内的速率大 【答案】C 【解析】A．反应是气体分子总数不断增大的反应，在恒容密闭容器中发生反应，0~5min内不断减少，容器中气体分子数、压强不断增大，A正确；B．0~2min内减少0.50mol·L-1，则 0~2min内，B正确；C．0~2min内减少0.50mol·L-1，则NO2浓度增加1.00mol·L-1，2min时二氧化氮的浓度为c(NO2)=1.00mol·L-1，C错误 ；D．0~2min内减少(1.00-0.50)mol·L-1=0.50mol·L-1，2~4min内减少(0.50-0.25)mol·L-1=0.25mol·L-1，故前者速率大，D正确；故选C。 3．下列方法不能实现对应化学反应速率测定的是 A 压力传感器测量反应前后体系压强变化 B 分析天平称量镁条变化前后的质量变化 C 注射器收集反应后气体体积 D 溶液电导率的变化 【答案】A 【解析】A． 化学反应反应前后气体的系数不变，反应前后压强不变，不能实现对应化学反应速率测定，故A符合题意；B．反应会使镁条溶解而质量减轻，可以根据质量变化测定反应速率，故B不符合题意；C．反应反应前无气体，反应后有气体生成，注射器收集反应后气体体积，可以测定反应速率，故C不符合题意；D．反应，反应前后溶液中离子浓度不同，则溶液电导率不同，可通过测定溶液电导率变化测定反应速率，故D不符合题意；故选：A。 4．对反应来说，同一段时间内，用不同物质表示的化学反应速率（单位相同）的关系正确的是 A． B． C． D． 【答案】B 【分析】在同一个反应中，用不同物质表示的反应速率满足以下关系：。 【解析】A．由分析可知：，即，A错误；B．，即，B正确；C．，即，C错误；D．由A项解析可知，，D错误。故选B。 5．在1L的密闭容器中进行反应，已知0~10min内A的物质的量由0.5mol减小到0.2mol，则用C的浓度变化表示的反应速率为 A．0.01mol/（L·min） B．0.06mol/（L·min） C．0.02mol/（L·min） D．0.04mol/（L·min） 【答案】B 【解析】在1L的密闭容器中进行反应，0~10min内A的物质的量由0.5mol减小到0.2mol，A消耗了0.3mol，则生成的C为0.6mol，则用C的浓度变化表示的反应速率，故选B。 6．一定温度下，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：。若经2s后测得C的浓度为，现有下列几种说法： ①用物质A表示的反应的平均速率为 ②2s时物质B的浓度为 ③2s末，物质A的转化率为70% ④该温度下的平衡常数 其中正确的是 A．①③ B．②④ C．③④ D．①④ 【答案】D 【分析】根据题意可建立以下三段式： 【解析】①根据三段式：，①正确；②，②错误；③2s时物质A的转化率，③错误；④，④正确；综上①④正确。答案选D。 7．对于可逆反应，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． B． C． D． 【答案】D 【解析】反应速率与化学计量数的比值越大，反应速率越快，则A项=5；B为固体，不能用浓度变化表示反应速率；C项=3；D项=6；显然D中比值最大，反应速率最快。答案选D。 8．汽车尾气里含有的气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致：，已知该反应在时，平衡常数。请回答： （1）某温度下，向的密闭容器中充入和各后的物质的量为，则内的反应速率 。 （2）下列为4种不同情况下测得的反应速率中，表明该反应进行最快的是___________。 A． B． C． D． 【答案】（1）7.2（2）C 【解析】（1）5s后的物质的量为，反应，则生成，则内的反应速率为=7.2； （2）统一单位，统一为表示的反应速率，再进行比较；A．；B．；C．；D．，由上可知该反应进行最快的选C。 1．反应，经 2 min 后，B 的浓度减少了 0.6 mol·L-1。对此反应速率的正确表示是 A．用 A 表示的反应速率是 0.4 mol·L-1·min-1 B．在 2 min 末时的反应速率，用反应物 B 来表示是 0.3 mol·L-1·min-1 C．分别用 B、C、D 表示反应的速率，其比值是 3∶2∶1 D．在这 2 min 内用 B 和 C 表示的反应速率的值都是相同的 【答案】C 【分析】对于一个化学反应，相同条件下、相同时间内，各物质表示的化学反应速率之比等于化学计量数之比。 【解析】A．反应物A呈固态，浓度为定值，不能用来表示反应速率，A错误；B．化学反应速率不能表示某一瞬时或者时刻的速率，B错误；C．在此反应中，B、C、D都呈气态，用B、C、D表示反应的速率，其比值等于化学计量数之比，即等于3∶2∶1，C正确；D．因为B、C的化学计量数不同，所以在这2min内，用B和C表示的反应速率的值不相同，D错误；故选C。 2．反应A(g) +3B(g)2C(g) +3D(g)在四种不同情况下的反应速率如下，则反应速率最快的为 ①v(A)=0.01 mol·L－1·s－1           ②v(B)=0.06 mol·L－1·s－1 ③v(C)=2.4 mol·L－1·min－1          ④v(D)=5.4 mol·L－1·min－1 A．① B．② C．③ D．④ 【答案】D 【解析】反应速率单位相同时，用各物质表示的反应速率除以对应各物质的化学计量数，数值大的反应速率快，1 mol·L-1·s-1=1×60 mol·L-1·min-1；①v(A)=0.01 mol·L-1·s-1=0.01×60=0.6 mol·L-1·min-1，0.6/1=0.6；②v(B)=0.06 mol·L-1·s-1=0.06×60=3.6 mol·L-1·min-1，3.6/3=1.2；③v(C)=2.4 mol·L-1·min-1，2.4/2=1.2；④v(D)=5.4 mol·L-1·min-1，5.4/3=1.8；v(D)=5.4 mol·L－1·min－1的反应速率最快；答案选：D。 3．在温度不变、恒容的容器中进行反应：A(g)B(g)+C(g)，若反应物的浓度由 0.1 mol/L 降低到 0.06mol/L 时，需20s；那么由 0.06 mol/L 降低到 0.036mol/L，所需反应时间应为 A．等于l0s B．等于12s C．大于12s D．小于12s 【答案】C 【解析】反应物的浓度由 0.1 mol/L 降低到 0.06mol/L 时，需20s，则，若反应速率不变，则由 0.06 mol/L 降低到 0.036mol/L，所需反应时间应为，但随着反应的进行，反应物浓度减小，反应速率减小，所以反应所需的时间大于12s，故答案为：C。 4．三氯乙烯 (C2HCl3)是某市地下水中有机污染物的主要成分，研究显示，在该地下水中加入，可将其中的三氯乙烯除去，发生的反应如下：，常温下，在密闭容器中进行上述反应，测得c(H2O2)的浓度随时间变化如下表： 时间/ 0 2 4 6 8 … c(H2O2)/mol/L 1.20 0.90 0.70 0.60 0.55 下列说法错误的是 A．沸点比较： B．内， C．若在标准状况下，每生成转移电子 D．上述反应过程中速率的关系是： 【答案】D 【解析】A．中含有氢键沸点升高，则沸点比较>HCl，A项正确；B．由题干表格数据可知，0-4min内，，B项正确；C．标况下，22.4L的物质的量为1mol，则根据方程式可知，1mol转移电子3mol，B项正确；D．根据化学方程式可知，速率的关系，D项错误；答案选D。 5．在反应中，若反应速率分别用表示，则下列关系正确的是 A． B． C． D． 【答案】B 【分析】化学反应速率之比等于化学计量数之比，固体和纯液体不能来表示化学反应速率。 【解析】A．，A错误；B．，B正确；C．固体和纯液体不能来表示化学反应速率，C错误；D．固体和纯液体不能来表示化学反应速率，D错误；故选B。 6．如图安装好实验装置(装置气密性良好)，在锥形瓶内盛有锌粒，通过分液漏斗加入的稀硫酸，将产生的收集在注射器中，时恰好收集到标准状况下的。(忽略锥形瓶内溶液体积的变化)下列说法正确的是 A．用表示内该反应的速率为 B．用表示内该反应的速率为 C．用锌粒表示该反应的速率为 D．用表示内该反应的速率为 【答案】C 【解析】A．用来表示10s内该反应的速率，时恰好收集到标准状况下的，物质的量为，根据反应Zn＋2H＋＝Zn2＋＋H2↑，消耗了0.004mol，所以用表示内该反应的速率为，故A错误；B．，故B错误；C．根据反应Zn＋2H＋＝Zn2＋＋H2↑，消耗锌粒的质量为，所以用锌粒表示该反应的速率为，故C正确；D．用H2来表示10s内该反应的速率＝，故D错误；故答案选C。 7．汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NO的污染。查阅资料可知使用同种催化剂，质量相等时催化剂的比表面积对催化效率有影响。某实验小组的实验数据、图像分析与结论如下。下列说法不正确的是 编号 t/℃ 催化剂的比表面积 实验图像 I 280 80 II a 120 III c 80 A．汽车尾气处理的化学方程式为 B．由图像可知：， C．其他条件相同时，增大催化剂的比表面积，该化学反应的速率将减小 D．第I组实验中，如果反应5min达到平衡，用NO表示该化学反应速率为 【答案】C 【解析】A．在催化剂、加热的条件下，NO和CO反应生成对空气无污染的气体，反应的化学方程式为，故A正确；B．由控制变量法和实验目的可知，实验Ⅰ、Ⅱ的催化剂比表面积不同，Ⅰ、Ⅲ的温度不同，则实验Ⅰ、Ⅱ用于探究催化剂的比表面积对反应速率的影响，实验Ⅰ、Ⅲ用于探究温度对反应速率的影响，其他各变量均应该相同，故，根据Ⅲ反应速率大于Ⅰ可以判断，，故B正确；C．由曲线Ⅰ、Ⅱ可知，实验Ⅱ的反应速率比实验Ⅰ的快，即增大催化剂比表面积，反应速率增大，故C错误；D．第I组实验中，如果反应5min达到平衡，，则，故用NO表示该化学反应速率为，故D正确；故选C。 8．在一定条件下，容积为2L的密闭容器中，将2molL气体和3molM气体混合，发生如下反应：2L(g)+3M(g)xQ(g)+3R(g)，10s末，生成2.4mol R，并测得Q的浓度为0.4 mol•L-1。计算： （1）10s末L的物质的量浓度为 。 （2）前10s内用M表示的化学反应速率为 。 （3）化学方程式中x值为 。 （4）L(g)的转化率为 。 （5）在恒温恒容条件下，往容器中加入1mol氦气，反应速率 (填“增大”、“减小”或“不变”，下同)。 （6）在恒温恒压条件，往容器中加入1mol氦气，反应速率 。 【答案】（1）0.2mol/L （2）0.12 mol/(L•s) （3）1 （4）80% （5）不变 （6）减小 【分析】2min达平衡，生成2.4molR，并测得Q的浓度为0.4mol/L，Q物质的量=0.4mol/L×2L=0.8mol，物质的量之比等于化学计量数之比，0.8：2.4=x：3，计算得到x=1；根据已知条件列出“三段式”。 【解析】（1）10s末L的物质的量浓度为 =0.2mol/L。 （2）前10s内用M表示的化学反应速率 mol/(L•s)。 （3）2min达平衡，生成2.4molR，并测得Q的浓度为0.4mol/L，Q物质的量=0.4mol/L×2L=0.8mol，物质的量之比等于化学计量数之比，0.8：2.4=x：3，计算得到x=1。 （4）L(g)的转化率为=80%。 （5）在恒温恒容条件，往容器中加入1mol氦气，总压增大，分压不变平衡不动，反应速率不变。 （6）在恒温恒压条件，往容器中加入1mol氦气，为保持恒压条件增大，压强减小，反应速率减小。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第二章 化学反应速率与化学平衡 第一节 化学反应速率 第1课时 化学反应速率概念及计算 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1．知道化学反应速率的概念及表示方法。 2．解测定化学反应速率的简单方法。 3．掌握化学反应速率的简单计算。 重点:化学反应速率的概念及表示方法及简单计算。 难点:化学反应速率的概念的理解。 知识点一 化学反应速率概念及表示方法 1．概念：用来衡量化学反应进行快慢的物理量 2．表示方法：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。 3．数学表达式及单位：v＝，单位为mol·L－1·min－1或mol·L－1·s－1。 4．同一反应中各物质化学反应速率的关系 mA（g）+nB（g）pY（g）+qZ（g） （1）同一反应在同一时间内，用不同物质来表示的反应速率可能不同，但表示的意义相同，且反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的化学计量数之比。 （2）在反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)中，存在v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d 【特别提醒】（1）一般不用固体或纯液体物质表示化学反应速率。 （2）由v＝计算得到的是一段时间内的平均速率，用不同物质表示时，其数值可能不同，但意义相同。 （3）化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量。这里所说的化学反应速率指的是平均反应速率，而不是瞬时反应速率。一定温度下，锌粒在1 mol/L的稀盐酸中反应的反应速率与反应时间的关系如图所示，图中A点的斜率就是在t1时刻的瞬时反应速率。 （3） 同一反应在不同反应阶段的反应速率一般是不同的。主要原因：反应物浓度的不断变化；而且反应所引起的热量变化对反应速率也有较大影响。 知识点二 化学反应速率的计算 1．化学反应速率计算的4个方法 1)定义式法： （1）常规公式：v＝＝ ①常用单位：mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1或mol·L－1·h－1 ②适用范围：表示气体物质或溶液中可溶性物质的速率，不表示固体或纯液体物质的速率 （2）非常规公式：v＝（X代表n、P、m、V等量） ①常用单位：mol·min－1、Pa·min－1、g·min－1、L·min－1 ②适用范围：任何物质的反应速率 2)比例关系式法：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。对于反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)来说，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。 【易错提醒】同一化学反应用不同物质表示的反应速率其数值可能不同，因此，一定要标明是哪种具体物质的反应速率。 （3）三段式法：列起始量、转化量、最终量，再根据定义式或比例关系计算。 （4）从图像中获取计算的数据及依据图像求反应速率的步骤 ①从图像中获取计算的数据 纵坐标可以是物质的量，也可以是物质的量浓度，横坐标是时间。 例如：某温度时，在定容（VL）容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图像可进行如下计算： A.求某物质的平均速率、转化率，如：v（X）＝ mol/（L·s），Y的转化率＝×100%。 B. 确定化学方程式中的化学计量数之比，如：X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为（n1－n3）∶（n2－n3）∶n2。 ②依据图像求反应速率的步骤 第一步：找出横、纵坐标对应的物质的量； 第二步：将图中的变化量转化成相应的浓度变化量； 第三步：根据公式v＝ 进行计算。 2．化学反应速率计算的万能方法——三段式法 （1）写出有关反应的化学方程式。 （2）找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。 （3）根据已知条件列方程式计算。 如对于反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，起始时A的浓度为a mol·L－1，B的浓度为b mol·L－1，反应进行至t1s时，A消耗了x mol·L－1，则化学反应速率可计算如下： 　　　　　 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 起始/(mol·L－1) a b 0 0 转化/(mol·L－1) x t1/(mol·L－1) a－x b－ 则：v(A)＝ mol·L－1·s－1，v(B)＝ mol·L－1·s－1，v(C)＝ mol·L－1·s－1， v(D)＝ mol·L－1·s－1。 （3）利用关系式计算 ①应用前提：同一化学反应 ②常用关系：速率比＝化学计量数比＝物质的量浓度变化比＝物质的量变化比 （4）计算中注意以下量的关系： ①对反应物：c(起始)－c(转化)＝c(某时刻) ②对生成物：c(起始)＋c(转化)＝c(某时刻) ③转化率＝×100% 知识点三 化学反应速率的实验测定 1.定性描述:（根据实验现象） ①观察产生气泡的快、慢； ②观察试管中剩余锌粒的质量的多、少； ③用手触摸试管，感受试管外壁温度的高、低； 2.定量描述：（根据实验测量，单位时间内） ①测定气体的体积； ②测定物质的物质的量的变化； ③测定物质或离子的浓度变化； ④测定体系的温度或测定反应的热量变化。 3.测量化学反应速率的常见方法 （1）量气法 （2）比色法 （3）电导法 （4）激光技术法 4.化学反应速率的测量——实验 （1）反应原理：Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑ （2）实验装置 （3）测量数据 ①单位时间内收集氢气的体积； ②收集相同体积氢气所需要的时间 ③用pH计测相同时间内pH变化，即△c(H＋)。 ④用传感器测△c(Zn2＋)变化。 ⑤测相同时间内△m(Zn)。 ⑥相同时间内恒容压强变化； ⑦相同时间内绝热容器中温度变化。 知识点四 比较化学反应速率大小 1．定性比较 通过明显的实验现象(如气泡产生快慢、沉淀生成快慢等)来定性比较化学反应速率的大小。 2．定量比较 同一化学反应中，不同物质来表示化学反应速率时，数值可能不同，需要进行转化。常用以下两种方法： （1）归一法 ①“一看”：看化学反应速率的单位是否一致，若不一致，需转化为同一单位。 ②“二化”：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。 ③“三比较”：标准统一后比较数值大小，数值越大，反应速率越大。 （2）比值法:通过化学反应速率与其对应的化学计量数的比值进行比较，比值大的化学反应速率大。 如对于反应aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)，若＞，则A表示的化学反应速率较大。 3.由图像比较反应速率大小的方法：根据图像看反应达到平衡所需的时间，时间越短，对应的反应的温度、浓度或压强就越大，则对应的反应速率越大。 1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) （1）化学反应速率用来表示化学反应进行的快慢程度。( ) （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）在同一个反应中，可以用反应物或生成物来表示反应速率。( ) （4）化学反应速率可以用固体物质来表示。( ) （5）化学反应速率的常用单位有mol/(L∙s)和mol/(L∙min)。( ) （6）对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显。( ) 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．若一段时间内某化学反应的反应速率为0.5mol•L-1•s-1，就是指在该时间段内反应物和生成物的浓度变化都为0.5mol•L-1•s-1 D．化学反应速率常用单位有mol•L-1•s-1和mol•L-1•min-1 3．已知反应，经2min，B的浓度减少，对该反应速率的表示，下列说法正确的是 A．用A表示的反应速率是 B．用B、C、D表示的反应速率之比为3∶2∶1 C．在2min末，用B表示的反应速率是 D．在2min内用B表示的反应速率逐渐减小，用C表示的反应速率逐渐增大 4．反应在四种不同情况下的反应速率分别为①；②；③；④，该反应进行的快慢顺序为 A．④>③=②>① B．①>②=③>④ C．①>②>③>④ D．④>③>②>① ►问题一 反应速率概念的理解 【典例1】已知反应：，经过2min时间，B浓度减少了0.6mol/L。有关该反应速率的说法正确的是 A．0-2min用A表示的反应速率是0.4mol/(L·min) B．0-2min用B表示的反应速率是0.3mol/(L·min) C．2min末时用C表示的反应速率是0.2mol/(L·min) D．分别用B、C、D表示的反应速率比值为2：3：6 【解题必备】（1）化学反应速率一般指反应的平均速率而不是瞬时速率，且无论用反应物表示还是用生成物表示均取正值。 （2）同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同。 （3）不能用固体或纯液体来表示化学反应速率。 【变式1-1】下列说法正确的是 A．化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的质量变化来表示 B．用不同物质的浓度变化表示同一时间内同一反应的速率时，其数值之比等于反应方程式中对应物质的化学计量数之比 C．由v=计算所得化学反应速率为某时刻的瞬时速率 D．在反应过程中，反应物的浓度逐渐变小，所以用反应物表示的化学反应速率为负值 【变式1-2】下列关于化学反应速率的说法，正确的是（    ） A．化学反应速率是衡量化学反应进行程度的物理量 B．化学反应速率为1.8mol·L-1·min-1，是指1min时，物质的量浓度为1.8mol·L-1 C．各物质表示的速率的数值之比等于方程式中各物质的计量数之比 D．某可逆反应速率越快，该反应平衡时反应物转化率越大 ►问题二 化学反应速率的简单计算 【典例2】一定温度下，在5 L的恒容密闭容器中，反应进行半分钟后，测得NO的物质的量增加了0.3 mol。在此段时间内，用NH3表示的化学反应速率为 A． B． C． D． 【解题必备】化学反应速率计算的4个方法 （1）定义式法：v＝。 （2）比例关系法：化学反应速率之比等于化学计量数之比。 （3）三段式法：列起始量、转化量、最终量，再根据定义式或比例关系计算。 （4）依据图像求反应速率。 【变式2-1】反应在容积为2L的密闭容器中进行，1mim后，减少了0.12mol，则平均每秒浓度的变化表示正确的是 A．： B．： C．： D．： 【变式2-2】容积固定的2L密闭容器中进行的某一可逆反应A（g）+2B（g） 2C（g），以B的物质的量浓度表示的反应速度υ正、υ逆与时间的关系如图所示，则图中阴影部分的面积可表示 A．A的物质的量浓度的减少 B．B的物质的量浓度的减少 C．C的物质的量的增加 D．B的物质的量减少 ►问题三 化学反应速率的大小比较 【典例3】反应在四种不同情况下的反应速率分别为①；②；③；④，该反应进行的快慢顺序为 A．④>③=②>① B．①>②=③>④ C．①>②>③>④ D．④>③>②>① 【解题必备】定量法比较化学反应速率的大小 （1）归一法：按照化学计量数关系换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值大小。 （2）比值法：比较化学反应速率与化学计量数的比值。如aA(g)＋bB(g)cC(g)，即比较与，若>，则用A表示时的反应速率比用B表示时大。 【变式3-1】已知反应4CO(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g)在不同条件下的反应速率如下，其中表示反应速率最快的是 A．v(N₂)=2.8mol/(L·min) B．v(NO2)=0.09mol/(L∙s) C．v(CO)=0.2mol/(L∙s) D．v(CO₂)=4.0mol/(L·min) 【变式3-2】对反应，下列表示反应速率方法正确且最快的是 A． B． C． D． 1．反应在四种不同情况下的反应速率分别为： ① ② ③ ④ 该反应速率大小关系正确的是 A．①>④>③>② B．④>①>③>② C．②>④>③>① D．②>③=④>① 2．某温度下，在恒容密闭容器中发生反应：，测得浓度随时间变化如下表： 时间 0 1 2 3 4 5 1.00 0.71 0.50 0.35 0.25 0.17 下列说法错误的是 A．内容器中压强不断增大 B．内 C．时 D．内的速率比内的速率大 3．下列方法不能实现对应化学反应速率测定的是 A 压力传感器测量反应前后体系压强变化 B 分析天平称量镁条变化前后的质量变化 C 注射器收集反应后气体体积 D 溶液电导率的变化 4．对反应来说，同一段时间内，用不同物质表示的化学反应速率（单位相同）的关系正确的是 A． B． C． D． 5．在1L的密闭容器中进行反应，已知0~10min内A的物质的量由0.5mol减小到0.2mol，则用C的浓度变化表示的反应速率为 A．0.01mol/（L·min） B．0.06mol/（L·min） C．0.02mol/（L·min） D．0.04mol/（L·min） 6．一定温度下，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：。若经2s后测得C的浓度为，现有下列几种说法： ①用物质A表示的反应的平均速率为 ②2s时物质B的浓度为 ③2s末，物质A的转化率为70% ④该温度下的平衡常数 其中正确的是 A．①③ B．②④ C．③④ D．①④ 7．对于可逆反应，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． B． C． D． 8．汽车尾气里含有的气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致：，已知该反应在时，平衡常数。请回答： （1）某温度下，向的密闭容器中充入和各后的物质的量为，则内的反应速率 。 （2）下列为4种不同情况下测得的反应速率中，表明该反应进行最快的是___________。 A． B． C． D． 1．反应，经 2 min 后，B 的浓度减少了 0.6 mol·L-1。对此反应速率的正确表示是 A．用 A 表示的反应速率是 0.4 mol·L-1·min-1 B．在 2 min 末时的反应速率，用反应物 B 来表示是 0.3 mol·L-1·min-1 C．分别用 B、C、D 表示反应的速率，其比值是 3∶2∶1 D．在这 2 min 内用 B 和 C 表示的反应速率的值都是相同的 2．反应A(g) +3B(g)2C(g) +3D(g)在四种不同情况下的反应速率如下，则反应速率最快的为 ①v(A)=0.01 mol·L－1·s－1           ②v(B)=0.06 mol·L－1·s－1 ③v(C)=2.4 mol·L－1·min－1          ④v(D)=5.4 mol·L－1·min－1 A．① B．② C．③ D．④ 3．在温度不变、恒容的容器中进行反应：A(g)B(g)+C(g)，若反应物的浓度由 0.1 mol/L 降低到 0.06mol/L 时，需20s；那么由 0.06 mol/L 降低到 0.036mol/L，所需反应时间应为 A．等于l0s B．等于12s C．大于12s D．小于12s 4．三氯乙烯 (C2HCl3)是某市地下水中有机污染物的主要成分，研究显示，在该地下水中加入，可将其中的三氯乙烯除去，发生的反应如下：，常温下，在密闭容器中进行上述反应，测得c(H2O2)的浓度随时间变化如下表： 时间/ 0 2 4 6 8 … c(H2O2)/mol/L 1.20 0.90 0.70 0.60 0.55 下列说法错误的是 A．沸点比较： B．内， C．若在标准状况下，每生成转移电子 D．上述反应过程中速率的关系是： 5．在反应中，若反应速率分别用表示，则下列关系正确的是 A． B． C． D． 6．如图安装好实验装置(装置气密性良好)，在锥形瓶内盛有锌粒，通过分液漏斗加入的稀硫酸，将产生的收集在注射器中，时恰好收集到标准状况下的。(忽略锥形瓶内溶液体积的变化)下列说法正确的是 A．用表示内该反应的速率为 B．用表示内该反应的速率为 C．用锌粒表示该反应的速率为 D．用表示内该反应的速率为 7．汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NO的污染。查阅资料可知使用同种催化剂，质量相等时催化剂的比表面积对催化效率有影响。某实验小组的实验数据、图像分析与结论如下。下列说法不正确的是 编号 t/℃ 催化剂的比表面积 实验图像 I 280 80 II a 120 III c 80 A．汽车尾气处理的化学方程式为 B．由图像可知：， C．其他条件相同时，增大催化剂的比表面积，该化学反应的速率将减小 D．第I组实验中，如果反应5min达到平衡，用NO表示该化学反应速率为 8．在一定条件下，容积为2L的密闭容器中，将2molL气体和3molM气体混合，发生如下反应：2L(g)+3M(g)xQ(g)+3R(g)，10s末，生成2.4mol R，并测得Q的浓度为0.4 mol•L-1。计算： （1）10s末L的物质的量浓度为 。 （2）前10s内用M表示的化学反应速率为 。 （3）化学方程式中x值为 。 （4）L(g)的转化率为 。 （5）在恒温恒容条件下，往容器中加入1mol氦气，反应速率 (填“增大”、“减小”或“不变”，下同)。 （6）在恒温恒压条件，往容器中加入1mol氦气，反应速率 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$