2.1 第1课时 化学反应速率的表示方法(Word教参)-【新课程学案】2025-2026学年高中化学选择性必修1（苏教版）

专题2|化学反应速率与化学平衡 第一单元　化学反应速率 学习目标 重点难点 1.知道化学反应速率的表示方法,了解测定化学反应速率的简单方法。 2.通过实验探究,了解温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响。知道化学反应是有历程的,认识基元反应活化能对化学反应速率的影响。 重点 1.化学反应速率的概念及其表示方法; 2.温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响。 难点 1.催化剂对反应历程的改变; 2.基元反应活化能对化学反应速率的影响。 第1课时　化学反应速率的表示方法 新知探究(一)——化学反应速率的表示方法 1.化学反应速率的表示方法 化学反应速率可以用单位时间内反应物浓度的减少或者生成物浓度的增加来表示。 数学表达式:v=。 ①Δc表示反应物或生成物物质的量浓度的变化(取绝对值),常用单位为mol·L-1。 ②Δt表示一定的时间间隔,常用单位有s、min或h等。 速率的常用单位有mol·L-1·min-1或mol·L-1·s-1等。 [微点拨]　用浓度变化表示化学反应速率只适用于气体和溶液中的溶质,不适用于固体和纯液体。 2.平均速率与瞬时速率 根据求得的反应速率是在时间间隔Δt内化学反应的平均速率。 若Δt非常小,则平均速率接近某一时刻的瞬时速率,瞬时速率也可以在物质的浓度随时间的变化曲线上通过数学方法求得。 ==3.化学反应速率与化学计量数的关系 对于化学反应:aA(g)+bB(g)==cC(g)+dD(g) v(A)=,v(B)=,v(C)=,v(D)=。 同一化学反应中,用不同反应物表示化学反应速率时,化学反应速率(v)之比=化学计量数之比。 [微点拨]　①化学反应速率(v)之比=物质的量浓度变化(Δc)之比=物质的量变化(Δn)之比。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。 [题点多维训练] 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。 (1)对于任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象越明显 (×) (2)对于任何化学反应来说,都必须用单位时间内反应物或生成物浓度的变化量来表示化学反应速率 (×) (3)化学反应速率为0.8 mol·L-1·s-1是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L-1 (×) (4)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 (√) 2.(2025·南宁阶段检测)反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)经a min后SO3(g)的浓度变化情况如图所示,在0~a min内用O2表示的平均反应速率为0.04 mol·L-1·min-1,则a等于 (　　) A.10　　　　　　　　　B.2.5 C.0.1 D.5 解析:选D　在0~a min内O2表示的平均速率为0.04 mol·L-1·min-1,则v(SO3)=2v(O2)=0.08 mol·L-1·min-1,故反应时间a==5 min,故D正确。 3.反应:4A(s)+3B(g)==2C(g)+D(g),经2 min后,B的浓度减少0.6 mol·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0.4 mol·L-1·min-1 B.分别用B、C、D表示的反应速率之比是3∶2∶1 C.在2 min末的反应速率,用B表示是0.3 mol·L-1·min-1 D.在2 min内的反应速率,用C表示是-0.2 mol·L-1·min-1 解析:选B　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。 新知探究(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 要测定不同时刻反应物或生成物的浓度,可观察、测量体系中某一物质的相关性质,再进行适当的转换和计算。 (1)如过氧化氢的分解反应中有气体生成,可以测量在一定温度和压强下释放出来的气体的体积。 (2)当溶液中存在有色物质时,随着反应的进行,溶液的颜色不断变化,可以用比色的方法测定溶液颜色的深浅,再根据溶液颜色的深浅与有色物质浓度的正比关系,确定反应物或生成物在不同时刻的浓度。 3.测定实例 (1)实验步骤: ①安装仪器,检查气密性,在锥形瓶中放入5 g大理石,加入20 mL 1 mol·L-1的盐酸。每隔10 s观测玻璃注射器中气体的体积,记录数据。 ②以mL·s-1为反应速率的单位,计算每10 s时间间隔内的反应速率。 时间/s 10 20 30 40 50 60 气体体积/mL 4 14 25 38 47 55 反应速率/(mL·s-1) ③在坐标中画出CO2体积[V(CO2)]⁃反应时间(t)曲线图。 (2)不同组实验结果产生差异的原因 　。  解析:每10 s内,气体的反应速率=,据此可以计算60 s时间内,每10 s的反应速率(以mL·s-1为单位)为0.4、1.0、1.1、1.3、0.9、0.8;根据图表描点,可以得到V(CO2)⁃t的曲线图。 答案:(1)②0.4　1.0　1.1　1.3　0.9　0.8 ③ (2)①大理石的大小不同;②注射器内外针筒间的摩擦力不同;③计时器不同可能产生误差 [题点多维训练] 1.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) A CO(g)+H2O(g)==CO2(g) +H2(g) 压强变化 B Zn(s)+H2SO4(aq)==ZnSO4(aq)+H2(g) 氢气体积 C 2NO2(g)⇌N2O4(g) 颜色深浅 D Ca(OH)2(aq)+Na2CO3(aq)==CaCO3(s)+2NaOH(aq) 沉淀质量 解析:选A　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,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;D项,单位时间内产生沉淀的质量越多,速率越快。 2.(2025·四川成都高二校联考期末)实验室用如图所示装置测定化学反应速率,下列说法错误的是 (　　) A.实验中可用秒表进行计时 B.在锥形瓶中加入适量NaHSO4固体,则v(H2)增大 C.可用一段时间内H2的浓度变化表示化学反应速率 D.为减小误差,可在锥形瓶和分液漏斗上口间连接一橡胶管保证液体能够顺利流下 解析:选C　该实验可用秒表计时,故A正确;在锥形瓶中加入适量NaHSO4固体,NaHSO4完全电离,增大了H+浓度,则v(H2)增大,故B正确;反应产生氢气,推动活塞外移,体积在发生改变,不能用一段时间内H2的浓度变化表示化学反应速率,故C错误;为了防止气压过大液体不能够流下来,可在锥形瓶和分液漏斗上口间连接一橡胶管保证液体能够顺利流下,减少误差,故D正确。 3.设计实验测定盐酸与碳酸钙的反应速率,按下列实验步骤完成实验。 (1)按如图装置安装仪器,加入一定量碳酸钙然后快速加入1 mol·L-1的盐酸,测量收集10 mL CO2所用的　　　　　　。  (2)实验中所用仪器:锥形瓶、双孔塞、直角导气管、　　　　　、50 mL注射器、铁架台、　　　　　。  (3)按如图装置,测定1 mol·L-1的盐酸分别与块状碳酸钙、粉状碳酸钙反应的速率,实验时,已限定了两次实验时间均为1 min,还需要测定的另一个数据是　　　　　　　　　　　。实验结束后,得到的结论是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  答案:(1)时间　(2)分液漏斗　秒表　(3)收集到气体的体积　其他条件相同时,粉状碳酸钙与盐酸的反应速率比块状碳酸钙与盐酸的反应速率快 新知探究(三)——化学反应速率的计算与比较 典例导学 　　[典例]　Ⅰ.将等物质的量A、B混合于2 L的密闭容器中,发生反应:3A(g)+B(g)⇌xC(g)+2D(g),经5 min后测得D的浓度为0.5 mol·L-1,c(A)∶c(B)=3∶5,C的平均反应速率是0.1 mol·L-1·min-1。 (1)经5 min后A的浓度为　　　　　　。  (2)反应开始前充入容器中B的物质的量为　　　　　　,5 min时A的转化率为　　　　　　。  (3)B的平均反应速率为　　　　　　。  (4)x的值为　　　　　　。  Ⅱ.对于反应A(g)+3B(g)==2C(g)+2D(g),下列分别表示不同条件下的反应速率,则反应速率大小关系是　　　　　　。  ①v(A)=0.01 mol·L-1·s-1 ②v(B)=1.20 mol·L-1·min-1 ③v(C)=2.40 mol·L-1·min-1 ④v(D)=0.02 mol·L-1·s-1 [解析]　Ⅰ. (1)5 min内C的平均反应速率是0.1 mol·L-1·min-1,则生成C的物质的量是1 mol,生成D的物质的量为1 mol,根据物质的量变化量之比等于相应的化学计量数之比可知,x=2。则 　　　　　　　3A(g)+B(g)⇌2C(g)+2D(g) 起始/mol　　 　n　　n　　　0　　0 转化/mol 1.5 0.5 1.0 1.0 5 min末/mol n-1.5 n-0.5 1.0 1.0 所以有(n-1.5)∶(n-0.5)=3∶5 解得n=3 mol,所以此时A物质的浓度为0.75 mol·L-1。(2)由以上分析可得反应开始前充入容器中B的物质的量为3 mol。A的转化率=×100%=50%;(3)化学反应速率之比等于相应的化学计量数之比,C的平均反应速率是0.1 mol·L-1·min-1,所以B的平均反应速率为0.05 mol·L-1·min-1。 Ⅱ.比较不同条件下的反应速率时应转化成同一物质的速率进行比较,根据化学反应速率之比等于化学计量数之比进行转换,以A的速率为标准,①对应的v(A)=0.01 mol·L-1·s-1=0.6 mol·L-1·min-1;②对应的v(A)===0.4 mol·L-1·min-1;③对应的v(A)===1.20 mol·L-1·min-1;④对应的v(A)===0.01 mol·L-1·s-1=0.6 mol·L-1·min-1。可知反应速率的大小关系为③>①=④>②。 [答案]　Ⅰ. (1)0.75 mol·L-1　(2)3 mol　50%　(3)0.05 mol·L-1·min-1　(4)2 Ⅱ.③>①=④>② [系统融通知能] 1.化学反应速率的计算 (1)公式法:v==。 (2)关系式法 同一反应中“速率之比等于化学计量数之比”。 对于一个化学反应:mA+nB==pC+qD来说,存在如下关系:===(A、B、C、D均不是固体或纯液体)。 (3)“三段式”法 利用转化量之比等于化学计量数之比建立各数据间的关系 如:　　　　　 mA(g)+nB(g)⇌pC(g) 起始/(mol·L-1)　 a　 　 b　　 c 转化/(mol·L-1) x a-x b- c+ 再利用化学反应速率的定义求算 v(A)= mol·L-1·s-1; v(B)= mol·L-1·s-1; v(C)= mol·L-1·s-1。 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%。 2.化学反应速率大小的比较方法 (1)定性比较 通过明显的实验现象(如反应的剧烈程度、产生气泡或沉淀的快慢等)来定性判断化学反应的快慢。 (2)定量比较 归一法 根据化学反应速率之比等于化学计量数之比,将用不同物质表示的化学反应速率换算为用同一种物质表示的化学反应速率,最后依据数值大小进行比较 比值法 对于反应:mA(g)+nB(g)==pC(g)+qD(g),先换算成统一单位,再分别计算、、、的值,数值越大,化学反应速率越大 [题点多维训练] 题点(一)　化学反应速率的计算 1.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,则下列说法中错误的是 (　　) A.用物质A表示反应的平均速率为0.3 mol·L-1·s-1 B.用物质B表示反应的平均速率为0.6 mol·L-1·s-1 C.2 s时物质A的转化率为30% D.2 s时物质B的浓度为0.7 mol·L-1 解析:选B　先利用所给条件列出“三段式”: 　　　　　　　　　2A(g)+B(g)⇌2C(g) 起始浓度/(mol·L-1)　 2　 　1　 　 0 变化浓度/(mol·L-1) 0.6 0.3 0.6 2 s末浓度/(mol·L-1) 1.4 0.7 0.6 依据化学反应速率的定义可知v(A)==0.3 mol·L-1·s-1,A正确;同理可知:v(B)=0.15 mol·L-1·s-1,B错误;2 s 时A的转化率=×100%=30%,C正确;2 s时B的浓度为0.7 mol·L-1,D正确。 2.(2025·衡水中学月考)将等物质的量的A、B混合于2 L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(s)⇌xC(g)+2D(g),经5 min 后,测得D的浓度为0.4 mol·L-1,C的化学反应速率是0.12 mol·L-1·min-1,且此时A、B的物质的量之比为2∶3。下列说法不正确的是 (　　) A.x的值是3 B.开始时A的物质的量为2.8 mol C.5 min内,B的化学反应速率为0.04 mol·L-1·min-1 D.5 min时,容器中气体总的物质的量为3.6 mol 解析:选C　经5 min后,测得D的浓度为0.4 mol·L-1,则D的化学反应速率是0.08 mol·L-1·min-1,C的化学反应速率是0.12 mol·L-1·min-1,则0.12 mol·L-1·min-1∶0.08 mol·L-1·min-1=x∶2,解得x=3,A正确;可列三段式: 根据经5 min后,A、B的物质的量之比为2∶3,可列=,解得a=2.8 mol,故B正确; B是固体,不能用浓度来表示化学反应速率,C错误;根据三段式可知,5 min时,容器中气体总的物质的量为1.6 mol+1.2 mol+0.8 mol=3.6 mol,D正确。 题点(二)　化学反应速率大小的比较 3.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)=2.8 mol·L-1·min-1 B.v(NO2)=0.09 mol·L-1·s-1 C.v(CO)=0.2 mol·L-1·s-1 D.v(CO2)=4.0 mol·L-1·min-1 解析:选C　A.v(N2)=2.8 mol·L-1·min-1,则v(CO)=11.2 mol·L-1·min-1;B.v(NO2)=0.09 mol·L-1·s-1,则v(CO)=10.8 mol·L-1·min-1;C.v(CO)=0.2 mol·L-1·s-1=12 mol·L-1·min-1;D.v(CO2)=4.0 mol·L-1·min-1,则v(CO)=4.0 mol·L-1·min-1;从转化结果可以看出,C项反应速率最快。 4.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①v(A)=0.45 mol·L-1·s-1、②v(B)=0.6 mol·L-1·s-1、③v(C)=0.4 mol·L-1·s-1、④v(D)=0.45 mol·L-1·s-1,该反应在四种不同情况下进行的快慢顺序为 (　　) A.①>③=②>④　　　 B.④>②=③>① C.②>①=④>③ D.①>④>②=③ 解析:选D　①v(A)=0.45 mol·L-1·s-1;②v(A)===0.2 mol·L-1·s-1;③v(A)== mol·L-1·s-1=0.2 mol·L-1·s-1;④v(A)== mol·L-1·s-1=0.225 mol·L-1·s-1;所以其反应速率快慢关系为①>④>②=③。 [课时跟踪检测] 一、选择题 1.下列关于化学反应速率的说法中,不正确的是 (　　) A.化学反应速率是表示化学反应进行快慢程度的物理量 B.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 C.在同一个反应中,可以用反应物或生成物来表示反应速率 D.化学反应速率的常用单位有mol·L-1·s-1和mol·L-1·min-1 解析:选B　化学反应速率常用单位时间内某反应物浓度的减小或某生成物浓度的增加来表示,故B错误。 2.氨分解反应在容积为2 L的密闭容器内进行。已知起始时氨气的物质的量为4 mol,5 s末为2.4 mol,则用氨气表示该反应的速率为 (　　) A.0.32 mol·L-1·s-1 B.0.16 mol·L-1·s-1 C.1.6 mol·L-1·s-1 D.0.8 mol·L-1·s-1 解析:选B　v(NH3)==0.16 mol·L-1·s-1,B正确。 3.对于化学反应3W(g)+2X(g)==4Y(g)+3Z(g),下列反应速率关系中,正确的是 (　　) A.v(W)=3v(Z)　　　　 B.2v(X)=3v(Z) C.2v(X)=v(Y) D.3v(W)=2v(X) 解析:选C　对于任一化学反应,用不同的物质表示该反应的速率,其数值之比等于其化学计量数之比,v(W)∶v(X)∶v(Y)∶v(Z)=3∶2∶4∶3,C正确。 4.对于反应A(g)+3B(g)⇌2C(g)+2D(g)来说,以下表示中,反应速率最快的是 (　　) A.v(A)=0.8 mol·L-1·s-1 B.v(B)=0.4 mol·L-1·s-1 C.v(C)=0.6 mol·L-1·s-1 D.v(D)=1.8 mol·L-1·s-1 解析:选D　A.v(A)=0.8 mol·L-1·s-1;B.v(B)=0.4 mol·L-1·s-1,则v(A)=v(B)≈0.13 mol·L-1·s-1;C.v(C)=0.6 mol·L-1·s-1,则v(A)=v(C)=0.3 mol·L-1·s-1;D.v(D)=1.8 mol·L-1·s-1,则v(A)=v(D)=0.9 mol·L-1·s-1。综上所述,反应速率最快的是D。 5.在容积不变的密闭容器中,A与B反应生成C,其化学反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)表示。已知:2v(B)=3v(A),3v(C)=2v(B),则此反应可表示为 (　　) A.2A+3B==2C B.A+3B==2C C.3A+B==2C D.A+B==C 解析:选A　由2v(B)=3v(A),3v(C)=2v(B)知,v(A)∶v(B)∶v(C)=2∶3∶2,根据A与B反应生成C,可知反应为2A+3B==2C。 6.在一定温度下的容积不变的容器中进行反应:2X(g)⇌2Y(g)+Z(g),若Y的浓度由0.048 mol·L-1增加到0.12 mol·L-1需18 s,那么由0.12 mol·L-1增加到0.2 mol·L-1,需要反应的时间是 (　　) A.等于20 s B.等于18 s C.大于20 s D.大于18 s 解析:选C　如果两段时间内该反应的化学反应速率相同,则生成物浓度的增加量应该与反应时间成正比,即所需时间为20 s;但后期反应物浓度变小,反应速率变慢,因此实际所需时间应该大于20 s,C项正确。 7.(2025·宜春高二检测)下列方法不能实现对应化学反应速率测定的是 (　　) A Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2 压力传感器测量反应前后体系压强变化 B Mg+2HCl==MgCl2+H2↑ 分析天平称量镁条变化前后的质量变化 C 2H2O22H2O+O2↑ 注射器收集反应后气体体积 D Ba(OH)2+H2SO4==BaSO4↓+2H2O 溶液电导率的变化 解析:选A　Fe2O3+3CO==2Fe+3CO2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正确;Mg+2HCl==MgCl2+H2↑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错误;2H2O22H2O+O2↑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错误;电导率与离子浓度有关,Ba(OH)2+H2SO4==BaSO4↓+2H2O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错误。 8.将等物质的量的A、B混合于2 L的恒容密闭容器中,发生反应:3A(g)+B(g)==xC(g)+2D(g),2 min后测得c(D)=0.5 mol·L-1,c(A)∶c(B)=3∶5,以C表示的平均速率v(C)=0.25 mol·L-1·min-1,下列说法正确的是 (　　) A.2 min时,A的物质的量为1.5 mol B.2 min时,A的转化率为60% C.反应速率v(B)=0.25 mol·L-1·min-1 D.该反应方程式中,x=4 解析:选A　由v(C)=0.25 mol·L-1·min-1知,2 min 内C的浓度变化量Δc(C)=0.25 mol·L-1·min-1 ×2 min=0.5 mol·L-1,设A、B初始浓度为a mol·L-1,结合题中数据,可列出“三段式”: 　　　　　　 3A(g)+B(g)==xC(g)+2D(g) 起始浓度/(mol·L-1)　 a　　 a　 　 0　 0 转化浓度/(mol·L-1)　0.75　0.25　 0.5　0.5 终态浓度/(mol·L-1) a-0.75　a-0.25 0.5　 0.5 则2 min时,c(A)∶c(B)=(a-0.75)∶(a-0.25)=3∶5,解得a=1.5 2 min时,A的浓度为1.5-0.75=0.75 mol·L-1,物质的量为1.5 mol,A正确;2 min时,A的转化率为×100%=50%,B错误;v(B)==0.125 mol·L-1·min-1,C错误;由于Δc(C)=Δc(D),x=2,D错误。 9.(2025·泉州高二期末)一定温度下,在2 L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。下列描述正确的是 (　　) A.反应开始到10 s,用Z表示的反应速率为0.158 mol·L-1·s-1 B.反应开始到10 s,X的物质的量浓度减少了0.79 mol·L-1 C.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) 解析:选C　由图像中数据计算用不同物质的浓度变化表示的化学反应速率之比,也就是化学计量数之比,然后即可推出化学方程式。由图像可知:X、Y的物质的量逐渐减少,为反应物,Z的物质的量逐渐增多,为生成物。它们的物质的量变化分别为X:(1.20-0.41)mol=0.79 mol;Y:(1.00-0.21)mol=0.79 mol;Z:(1.58-0)mol=1.58 mol。故反应化学方程式为X(g)+Y(g)⇌2Z(g),D项错;A项:v(Z)===0.079 mol·L-1·s-1;B项:Δc(X)===0.395 mol·L-1;C项,Y的转化率=×100%=79.0%。 10.(2025·徐州高二期末)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 (　　) A.OE段表示的平均速率最快 B.EF段,用盐酸表示该反应的平均反应速率为0.04 mol·L-1·min-1 C.OE、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2∶6∶7 D.G点表示收集的CO2的量最多 解析:选D　相同时间段内,收集到的CO2越多反应速率越大,EF段反应速率最大,A项错误;EF段生成的V(CO2)=672 mL-224 mL=448 mL,n(CO2)= mol=0.02 mol,根据CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2↑+H2O可知,参加反应的氯化氢为0.04 mol,盐酸的浓度变化量为=0.4 mol·L-1,v(HCl)=0.4 mol·L-1·min-1,B项错误;OE、EF、FG三段所用时间相同,而生成的二氧化碳的体积分别为224 mL、448 mL、112 mL,用CO2表示的平均反应速率之比为224∶448∶112=2∶4∶1,C项错误;G点表示从开始到G点收集的二氧化碳,共784 mL,D项正确。 二、非选择题 11.(6分)为了提高煤的利用率,人们先把煤转化为CO和H2,再将它们转化为甲醇。某实验员在一定温度下的密闭容器中,充入一定量的H2和CO,发生反应:2H2(g)+CO(g)CH3OH(g),测定的部分实验数据如下: t/s 0 500 1 000 c(H2)/(mol·L-1) 5.00 3.52 2.48 c(CO)/(mol·L-1) 2.50 (1)在500 s内用H2表示的化学反应速率是　　　　　　。  (2)在1 000 s内用CO表示的化学反应速率是　　　　　　。  (3)在500 s时生成的甲醇的浓度是　　　　。  解析:(1)在500 s内,v(H2)==2.96×10-3 mol·L-1·s-1。(2)在1 000 s内消耗H2的浓度是Δc(H2)=5.00 mol·L-1-2.48 mol·L-1=2.52 mol·L-1,则消耗CO的浓度是Δc(CO)=Δc(H2)=1.26 mol·L-1,用CO表示此段时间的平均速率为v(CO)==1.26×10-3 mol·L-1·s-1。(3)在500 s内消耗H2的浓度为Δc(H2)=1.48 mol·L-1,则生成CH3OH的浓度为Δc(CH3OH)=Δc(H2)=0.74 mol·L-1。 答案:(1)2.96×10-3 mol·L-1·s-1 (2)1.26×10-3 mol·L-1·s-1 (3)0.74 mol·L-1 12.(6分)根据反应:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,试回答下列问题。 (1)常选用哪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·s-1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SO2的反应速率为0.4 mol·L-1·s-1,则开始时氧气的浓度为　　　　　　。  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来表示该反应的化学反应速率。(2)不同物质表示的反应速率和化学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·s-1×=0.88 mol·L-1·s-1。(3)此时间内SO2的速率为0.4 mol·L-1·s-1,则氧气表示的速率为0.4 mol·L-1·s-1×=0.55 mol·L-1·s-1,所以氧气的浓度变化为0.55 mol·L-1·s-1×4 s=2.2 mol·L-1,则开始时氧气的浓度为2.8 mol·L-1+2.2 mol·L-1=5.0 mol·L-1。 答案:(1)O2、SO2　(2)0.88 mol·L-1·s-1 (3)5.0 mol·L-1 13.(8分)在2 L密闭容器中进行反应:mX(g)+nY(g)⇌pZ(g)+qQ(g),式中m、n、p、q为该反应的化学计量数。在0~3 min内,各物质物质的量的变化如下表所示: 物质 X Y Z Q 起始量/mol 0.7 1 2 min末量/mol 0.8 2.7 0.8 2.7 3 min末量/mol 0.8 已知2 min内v(Q)=0.075 mol·L-1·min-1,v(Z)∶v(Y)=1∶2。 (1)试确定:起始时n(Y)=　　　　　　,n(Q)=　　　　　　。  (2)方程式中m=　　　　　　,n=　　　　　　,p=　　　　　　,q=　　　　　　。  (3)用Z表示2 min内的平均反应速率为　　　　。  解析:2 min内v(Q)=0.075 mol·L-1·min-1,则Δn(Q)=0.075 mol·L-1·min-1×2 min×2 L=0.3 mol,根据表中数据可知,2 min内X的物质的量变化为Δn(X)=0.8 mol-0.7 mol=0.1 mol,Z的物质的量变化为Δn(Z)=1 mol-0.8 mol=0.2 mol,根据v(Z)∶v(Y)=1∶2可知,Y的物质的量的变化为Δn(Y)=2Δn(Z)=0.4 mol,反应中各物质的Δn之比等于其在化学方程式中的化学计量数之比,则m∶n∶p∶q=0.1 mol∶0.4 mol∶0.2 mol∶0.3 mol=1∶4∶2∶3,所以m=1、n=4、p=2、q=3,反应方程式是X(g)+4Y(g)⇌2Z(g)+3Q(g)。(1)2 min内生成0.1 mol X,根据X(g)+4Y(g)⇌2Z(g)+3Q(g)可知,生成Y的物质的量是0.4 mol,则起始时Y的物质的量为2.7 mol-0.4 mol=2.3 mol;Q在2 min内减少了0.3 mol,所以Q的起始物质的量是2.7 mol+0.3 mol=3 mol。(2)根据以上分析可知,m=1、n=4、p=2、q=3。(3)2 min内消耗的Z的物质的量是0.2 mol,则用Z表示2 min内的平均反应速率v(Z)==0.05 mol·L-1·min-1。 答案:(1)2.3 mol　3 mol　(2)1　4　2　3 (3)0.05 mol·L-1·min-1 14.(12分)某化学兴趣小组设计实验探究反应速率的测定和比较。 [实验步骤] ①取一套装置(装置如图所示),加入40 mL 1 mol·L-1的稀硫酸,测量收集10 mL H2所需的时间。 ②取另一套装置,加入40 mL 4 mol·L-1的稀硫酸,测量收集10 mL H2所需的时间。 [实验现象] 锌跟稀硫酸反应　　　　,收集10 mL气体,2所用时间比1所用时间　　　　。  [实验结论] 4 mol·L-1稀硫酸与锌反应比1 mol·L-1稀硫酸与锌反应速率　　　　。  [注意事项] (1)锌粒的颗粒(即表面积)大小　　　　;  (2)40 mL的稀硫酸要迅速加入; (3)装置　　　　,且计时要迅速准确;  (4)气体收集可以用排水量气装置代替。 [实验讨论]除本实验测定反应速率的方法外,可行的方案还有: (1) 　; (2) 　; (3) 　。 解析:Zn与H2SO4发生反应生成H2,故看到有气泡产生,因反应物浓度越大,反应越快,故实验2比1所用时间短,此时要保证锌粒的表面积相同,同时该实验装置气密性要良好。测定该实验的反应速率还有如下方法:①测定单位时间内产生H2的体积;②测定一段时间内H+的浓度变化;③测定一定质量的锌粒消失的时间等。 答案:[实验现象]产生气泡　短　[实验结论]大　[注意事项](1)基本相同　(3)气密性良好　[实验讨论](1)测定单位时间内产生H2的体积　(2)测定一段时间内H+的浓度变化　(3)测定一定质量的锌粒消失的时间 1 / 163 学科网（北京）股份有限公司 $$