第一单元 化学反应速率 第1课时（同步讲义）化学苏教版2019选择性必修1

专题2 化学反应速率与化学平衡 第一单元 化学反应速率 第1课时 化学反应速率的表示方法 教学目标 1．认识化学反应速率，学会化学反应速率的表示方法。 2．能设计简单实验测定化学反应速率。 重点和难点 重点：化学反应速率的表示方法；化学反应速率的简单计算。 难点：化学反应速率的简单计算。 ◆知识点一 化学反应速率 1．化学反应速率的表示方法 (1)化学反应速率是衡量化学反应快慢的物理量，可以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。 (2)数学表达式：v＝。 Δc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mol·L－1。 Δt表示一定的时间间隔，常用单位s、min或h。 (3)常用单位：mol·L-1·min-1或mol·L-1·s-1。 (4)实例分析：对于化学反应：aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g) v(A)=，v(B)=，v(C)=，v(D)= 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 【交流讨论】N2O5在四氯化碳溶液中的分解反应为： 2N2O5===4NO2 + O2 实验测得，在67 ℃时，反应体系中各物质的浓度随时间的变化如表所示。 请分别用反应物和生成物的物质的量浓度在单位时间内的变化来表示该反应的速率，将计算结果填入表中。 (1)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。 (2)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=物质的量浓度变化（Δc）之比=物质的量变化（Δn）之比=化学计量数之比。 【特别提醒】 (1)化学反应速率一般指平均速率而不是某一时刻的瞬时速率，且无论用反应物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)固体或纯液体的浓度视为常数，不能用固体或纯液体的浓度变化计算化学反应速率。 即学即练 1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)化学方程式中，任何一种物质均可用v＝求出该物质表示的化学反应速率(　　) (2)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(　　) (3)同一化学反应中，不同物质表示的化学反应速率数值可能不同，但表示的意义(快慢)相同(　　) (4)同一物质表示的化学反应速率，其数值越大，则表示的化学反应速率一定越快(　　) (5)如果知道某一物质在单位时间内物质的量的变化量，就可以根据公式v＝计算出该物质表示的化学反应速率(　　) (6)在反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)中，t1、t2时刻，SO3(g)的浓度分别是c1、c2，则t1～t2时间内，SO3(g)生成的平均速率为v＝(　　) 答案：(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)× (6)√ 2．下列关于化学反应速率的说法中，正确的是(　　) A．化学反应速率是指某一时刻，某种反应物的瞬时反应速率 B．化学反应速率为0.8 mol·L－1·s－1是指反应1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L－1 C．根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢 D．化学反应速率可用反应体系中任何一种物质浓度的变化来表示 答案：C 解析：化学反应速率是指平均速率，A、B错误；不能用固体或纯液体的浓度变化来表示化学反应速率，D错误。 3．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为物质的化学计量数。在0～3 min内，各物质的物质的量变化如下表所示： 　　　　物质 时间 X Y Z Q 起始/mol 0.7 1 2 min末/mol 0.8 2.7 0.8 2.7 3 min末/mol 0.8 已知2 min内v(Q)＝0.075 mol·L－1·min－1，＝。 (1)起始时n(Y)＝ ，n(Q)＝ 。 (2)化学方程式中m＝ ，n＝ ，p＝ ，q＝ 。 (3)用Z表示2 min内的反应速率为 。 答案：(1)2.3 mol　3.0 mol　(2)1　4　2　3 (3)0.05 mol·L－1·min－1 解析：解题时明确化学反应速率与化学计量数的关系以及化学计算的方法。对比X的起始量和2 min末的量，可知反应逆向进行。 Δn(Q)＝v(Q)·V·Δt＝0.075 mol·L－1·min－1×2 L×2 min＝0.3 mol， 对反应过程作“三段式”分析如下： mX(g)＋nY(g)pZ(g)＋qQ(g) 起始/mol　　　0.7　　　n(Y)　　1　　　n(Q) 转化/mol　　　Δn(X)　　Δn(Y)　Δn(Z)　Δn(Q) 2 min末/mol　　0.8　　　2.7　　0.8　　　2.7 故Δn(X)＝0.8 mol－0.7 mol＝0.1 mol， Δn(Z)＝1 mol－0.8 mol＝0.2 mol， n(Q)＝0.3 mol＋2.7 mol＝3.0 mol。 (1)因＝＝＝， Δn(Y)＝0.4 mol，n(Y)＝2.7 mol－0.4 mol＝2.3 mol。 (2)m∶n∶p∶q＝Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)∶Δn(Q)＝0.1 mol∶0.4 mol∶0.2 mol∶0.3 mol＝1∶4∶2∶3。 (3)＝，v(Q)＝0.075 mol·L－1·min－1，故v(Z)＝0.05 mol·L－1·min－1。 ◆知识点二 化学反应速率的测定 1．测定原理 要测定不同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。 2．常用方法 (1)测量在一定温度和压强下释放出来的体积的气体。 (2)用比色的方法测量溶液颜色的深浅，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．实验探究——化学反应速率的测定 (1)按如图所示安装装置，在锥形瓶中放入5 g大理石，加入20 mL 1 mol·L－1盐酸。每隔10 s观测玻璃注射器中气体的体积。 (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。 (3)以反应时间为横坐标，产生气体的体积为纵坐标，绘制V(CO2)－t曲线。 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) 0.4 1.0 1.1 1.3 0.9 0.8 【特别提醒】 不同组实验结果产生差异的原因 (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。 即学即练 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 答案：A 解析：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．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 一、化学反应速率的表示方法 (1)无论是用某一反应物表示还是用某一生成物表示，由于Δc是取浓度变化的绝对值，因此，化学反应速率都取正值。 (2)化学反应速率可用单位时间内反应体系中反应物或生成物浓度的变化来表示，一般是以最容易测定的一种物质表示，书写时应标明是什么物质的反应速率。 (3)在一定温度下，固体和纯液体物质，其单位体积里的物质的量保持不变，即物质的量浓度为常数，因此它们的化学反应速率也被视为常数。由此可知，现在采用的表示化学反应速率的方法还有一定的局限性。 (4)在同一反应中，用不同的物质表示同一时间内的反应速率时，其数值可能不同，但这些数值所表达的意义是相同的即都是表示同一反应的速率。各物质表示的反应速率的数值有相互关系，彼此可以根据化学方程式中的各化学计量数进行换算。 (5)一般来说在反应过程中都不是等速进行的，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。 实践应用 1．对于反应：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，下列判断正确的是(　　) A．用HCl和CaCl2表示的化学反应速率数值不同，但所表示的意义相同 B．不能用CaCO3的浓度的变化来表示化学反应速率，但可以用水来表示 C．用H2O和CO2表示的化学反应速率相同 D．用单位时间内CaCl2浓度的减小来表示其化学反应速率 答案：A 解析：在同一反应中，各物质表示的化学反应速率之比等于同一时间内各物质的浓度变化之比，用HCl和CaCl2表示的化学反应速率数值不同，但表示的意义相同，故A符合题意； 化学反应速率可用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示，CaCl2是生成物，则可用单位时间内CaCl2浓度的增加表示其反应速率，故D不符合题意。 2．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．化学反应速率的单位由时间单位和浓度单位决定 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：化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的物质的量浓度变化来表示，A项错误；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项正确；化学反应速率的单位由时间单位和物质的量浓度单位决定，C项错误；化学反应速率均为正值，D项错误。 二、化学反应速率的简单计算 化学反应速率的计算方法 (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)。 实践应用 1．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 。 (3)B的平均反应速率为 。 (4)x的值为 。 答案：(1)0.75 mol·L－1　(2)3 mol (3)0.05 mol·L－1·min－1　(4)2 解析：(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。(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。 2．某学生在一次探究“制取氢气最适宜的金属”的实验时测铝与稀硫酸反应，10 s末硫酸的浓度减少了0.6 mol·L－1，若不考虑反应过程中溶液体积的变化，则10 s内生成硫酸铝的平均反应速率是(　　) A．0.04 mol·L－1·s－1 B．3.6 mol·L－1·min－1 C．1.2 mol·L－1·min－1 D．0.02 mol·L－1·min－1 答案：C 解析：10 s末硫酸的浓度减少了0.6 mol·L－1，则v(H2SO4)＝＝0.06 mol·L－1·s－1，发生反应：2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑，速率之比等于化学计量数之比，故v[Al2(SO4)3]＝v(H2SO4)＝×0.06 mol·L－1·s－1＝0.02 mol·L－1·s－1＝1.2 mol·L－1·min－1。 三、化学反应速率的比较 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 对同一化学反应，用不同物质表示化学反应速率时，数值可能不同。比较时应统一单位。 ①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。 ②比值法 比较化学反应速率与化学计量数的比值。如反应aA+bB=cC，要比较v(A)与v(B)的相对大小，即比较与的大小，若>，则A表示的反应速率比B大。 实践应用 1．在2A(g)＋B(g)3C(g)＋4D(g)反应中，表示该反应速率最快的是(　　) A．v(A)＝0.5 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 D．v(D)＝1 mol·L－1·s－1 答案：B 解析：用化学反应速率判断反应快慢时，首先将各物质的反应速率除以其化学方程式中的化学计量数：A选项＝0.25 mol·L－1·s－1，B选项＝0.3 mol·L－1·s－1，C选项＝ mol·L－1·s－1，D选项＝0.25 mol·L－1·s－1；然后比较大小，B选项最大。 2．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 答案：③>①＝④>② 解析：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)＝＝＝0.6 mol·L－1·min－1。可知反应速率的大小关系为③>①＝④>②。 四、化学反应速率的测定 测定反应速率的方法 (1)对于有气体生成的反应，可测定相同时间内收集气体的多少或测定收集等量气体所耗时间的多少。 (2)对于有固体参加的反应，可测定相同时间内消耗固体质量的多少。 (3)对于有酸或碱参加的反应，可测定溶液中c(H＋)或c(OH－)的变化。 (4)溶液中当反应物或产物本身有较明显的颜色时，可利用比色的方法测定溶液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。 实践应用 1．某温度下按如图装置进行实验，锥形瓶内盛有6.5 g锌粒(颗粒大小基本相同)，通过分液漏斗加入40 mL 2.5 mol·L－1稀硫酸，将产生的H2收集在一个注射器中，用时10 s时恰好收集到气体的体积为50 mL(折合成0 ℃、101 kPa条件下的H2体积为44.8 mL)，在该温度下，下列说法不正确的是(　　) A．用锌粒表示的10 s内该反应的速率为0.013 g·s－1 B．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用H＋表示的10 s内该反应的速率为0.01 mol·L－1·s－1 C．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用Zn2＋表示的10 s内该反应的速率为0.005 mol·L－1·s－1 D．用H2表示的10 s内该反应的速率为0.002 mol·s－1 答案：D 解析：0 ℃、101 kPa条件下，H2的体积为44.8 mL，其物质的量为0.002 mol，则根据反应Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑可知：Zn～H2SO4～ZnSO4～H2，Δn(Zn)＝Δn(H2SO4)＝Δn(ZnSO4)＝Δn(H2)＝0.002 mol；Δm(Zn)＝0.002 mol×65 g·mol－1＝0.13 g，v(Zn)＝＝0.013 g·s－1，v(H＋)＝＝0.01 mol·L－1·s－1，v(Zn2＋)＝＝0.005 mol·L－1·s－1，v(H2)＝＝0.000 2 mol·s－1。 2．化学反应的速率是通过实验测定的。下列说法错误的是(　　) A．酸性KMnO4溶液和H2C2O4溶液反应，可以通过记录溶液褪色的时间来测定反应速率 B．锌与稀硫酸反应，可以通过测量一定时间内产生的H2体积来计算反应速率 C．可以依靠科学仪器测量光的吸收、光的发射、导电能力等来测定反应速率 D．恒温恒容条件下发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)，可以通过测量单位时间内压强的变化来测定反应速率 答案　D 解析　D项中恒温恒容条件下，反应前后气体的压强始终不变，不能通过测量单位时间内压强的变化来测定反应速率。 3．用甲、乙两装置测定锌与稀硫酸的反应速率。下列说法错误的是(　　) A．甲、乙两实验均需要秒表 B．实验前将乙装置注射器活塞外拉，放开后若回到原位，说明气密性良好 C．其他条件相同时，乙装置所测速率比甲装置误差小 D．甲、乙装置通过测定单位时间内锌的质量变化测定反应速率 答案　D 解析　甲、乙两装置需要测定单位时间内产生氢气的体积，需要用到秒表，故A正确；实验前将乙装置注射器活塞外拉，体系内压强减小，若气密性良好，在外界大气压作用下，活塞会回到原位，故B正确；甲装置中稀硫酸进入体系，占用一定体积，活塞右移，会造成误差，用乙装置可以减小稀硫酸溶液体积变化造成的实验误差，故C正确；甲、乙装置通过测定单位时间内产生氢气的体积测定反应速率，故D错误。 考点一 化学反应速率计算和比较 【例1】反应4M(s)＋3N(g)===2P(g)＋Q(g)，经2 min后N的浓度减少了0.6 mol·L－1。下列说法正确的是(　　) A．用M表示的反应速率是0.4 mol·L－1·min－1 B．2 min末，用N表示的反应速率是0.3 mol·L－1·min－1 C．分别用N、P、Q表示的反应速率，其比值是3∶2∶1 D．在2 min内，N和P两物质的浓度是逐渐减小的 答案：C 解析：M为固体，不能用M的浓度变化表示该反应的反应速率，A项错误；用N表示的反应速率为0.3 mol·L－1·min－1，是2 min内的平均反应速率，B项错误；用不同物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比，则v(N)∶v(P)∶v(Q)＝3∶2∶1，C项正确；2 min内，N的浓度逐渐减小，P的浓度逐渐增大，D项错误。 解题要点 用“三段式”求解化学反应速率计算题的一般步骤： 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；转化量之比等于化学计量数之比； ③根据已知条件列方程计算。 应用举例 mA(g) + nB(g) pC(g) 起始浓度（mol/L） a b c 转化浓度（mol/L） mx nx px 某时刻浓度（mol/L） a-mx b-nx c+px 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。 【变式1-1】三氯乙烯(ClHC==CCl2)是地下水中有机污染物的主要成分，研究表明，在地下水中加入高锰酸钾溶液可将其中的三氯乙烯除去，发生的反应如下： ClHC==CCl2＋2KMnO4===2KCl＋2CO2↑＋2MnO2↓＋HCl。 常温下，在某密闭容器中进行上述反应，测定c(KMnO4)与时间的关系如表所示： 时间/min 0 2 4 6 7 … c(KMnO4)/ (mol·L－1) 1.00 0.70 0.50 0.40 0.35 … 下列推断合理的是(　　) A．上述反应先慢后快 B．0～4 min内，v(Cl－)＝ mol·L－1·min－1 C．若高锰酸钾完全反应，所用时间为8 min D．随着反应的进行，c(K＋)逐渐降低 答案　B 解析　A项，分析表格中的数据可知，题述反应先快后慢，错误；B项，每消耗2 mol KMnO4会生成3 molCl－，0～4 min内，v(Cl－)＝×＝ mol·L－1·min－1，正确；C项，由于反应速率逐渐减小，故高锰酸钾完全反应，反应时间大于8 min，错误；D项，钾离子未参与反应，故钾离子浓度不变，错误。 【变式1-2】在25 ℃时，向100 mL含HCl 14.6 g的盐酸里放入5.6 g纯铁粉(不考虑反应前后溶液体积的变化)，反应开始至2 min末，收集到1.12 L(标准状况)氢气。在此之后，又经过4 min铁粉完全溶解。则： (1)在前2 min内用FeCl2表示的平均反应速率是___________________。 (2)在后4 min内用HCl表示的平均反应速率是_________________________。 (3)前2 min与后4 min相比，反应速率较快的是___________。 答案 (1)0.25 mol·L－1· min－1 (2)0.25 mol·L－1· min－1 (3)前2 min 解析　(1)由题目信息“又经4 min铁粉完全溶解”知，盐酸是过量的，n(Fe)＝＝0.1 mol，n(H2)＝＝0.05 mol。由反应方程式Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑知，前2 min内消耗的铁、HCl及生成的FeCl2的物质的量分别为0.05 mol、0.1 mol、0.05 mol，故(1)v(FeCl2)＝＝0.25 mol·L－1· min－1。 (2)后4 min消耗的盐酸由铁的量来求，消耗的n(Fe)＝0.1 mol－0.05 mol＝0.05 mol，故消耗的n(HCl)＝2n(Fe)＝0.1 mol，v(HCl)＝＝0.25 mol·L－1· min－1。 (3)因在同一个反应里，v(HCl)＝2v(FeCl2)，可见前2 min较快。 考点二 化学反应速率的图像分析 【例2】向体积为2 L的密闭容器中加入0.3 mol A、0.1 mol C和一定量的B三种气体，一定条件下发生如下反应：3A(g)B(g)＋2C(g)，各物质的浓度随时间的变化如图所示[t0～t1阶段的c(B)变化未画出]。下列说法不正确的是(　　) A．若t1＝15 s，则用A的浓度变化表示t0～t1阶段的平均反应速率为0.004 mol·L－1·s－1 B．t1时反应物A的转化率为60% C．B的起始的物质的量为0.04 mol D．t0～t1阶段，此过程中容器向外界放出的热量为a kJ，该反应的热化学方程式为3A(g)B(g)＋2C(g) 　ΔH＝－ kJ·mol－1 答案：A 解析：t0～t1阶段，A的浓度变化Δc(A)＝0.15 mol·L－1－0.06 mol·L－1＝0.09 mol·L－1，t0～t1阶段的平均反应速率v(A)＝＝＝0.006 mol·L－1·s－1，A错误；t1时该反应达到平衡，根据选项A中分析可知A的转化率为α(A)＝×100%＝60%，B正确；根据反应3A(g)B(g)＋2C(g)可知，反应达平衡后Δc(A)＝0.09 mol·L－1，则Δc(B)＝0.03 mol·L－1，由图像可知该反应达平衡后，c(B)＝0.05 mol·L－1，所以B的起始浓度为0.02 mol·L－1，B的起始的物质的量为0.02 mol·L－1×2 L＝0.04 mol，C正确；t0～t1阶段，Δn(A)＝0.09 mol·L－1×2 L＝0.18 mol，此时放热a kJ，如果有3 mol A完全反应，放热为 kJ，即热化学方程式为3A(g)B(g)＋2C(g)　ΔH＝－ kJ·mol－1，D正确。 解题要点 根据图像确定化学方程式的步骤如下： (1)根据曲线的变化趋势判断反应物与生成物：曲线下降的物质为反应物，曲线上升的物质为生成物。 (2)物质前化学计量数的确定方法：根据各物质达到平衡时物质的量(物质的量浓度)的变化，即物质的量(物质的量浓度)的变化之比等于各物质的化学计量数之比。 (3)若反应一段时间后，反应物或生成物的浓度（或物质的量）不为零，且不再变化，则该反应为可逆反应。 【变式2-1】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段表示的平均反应速率最快 B．EF段，用盐酸表示该反应的平均反应速率为0.4 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．F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，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 mL－224 mL＝448 mL，即0.02 mol，根据反应CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O可知，参加反应的HCl的物质的量为0.04 mol，则HCl的浓度变化量为＝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·min－1，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、EF、FG三段中，该反应用CO2表示的平均反应速率之比为224 mL∶448 mL∶112 mL＝2∶4∶1，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。 【变式2-2】某温度下，在2 L密闭容器中投入一定量的A、B发生反应：3A(g)＋bB(g)cC(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1(Q＞0)。12 s时反应达到平衡，生成C的物质的量为0.8 mol，反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A．前12 s内，A的平均反应速率为0.025 mol·L－1·s－1 B．12 s后，A的消耗速率等于B的生成速率 C．化学计量数之比b∶c＝1∶2 D．12 s内，A和B反应放出的热量为0.2Q kJ 答案：C 解析：由图像分析可知，前12 s内A的浓度变化为Δc(A)＝0.8 mol·L－1－0.2 mol·L－1＝0.6 mol·L－1，反应速率v(A)＝＝＝0.05 mol·L－1·s－1，A错误；前12 s内B的浓度变化为Δc(B)＝0.5 mol·L－1－0.3 mol·L－1＝0.2 mol·L－1，反应速率v(B)＝＝＝ mol·L－1·s－1，依据题意v(C)＝＝＝＝ mol·L－1·s－1，化学反应速率之比等于化学计量数之比，则3∶b∶c＝0.05∶∶，解得b＝1，c＝2，b∶c＝1∶2，C正确；由上述分析可知，该反应的化学方程式为3A(g)＋B(g)2C(g)，其中A、B化学计量数不同，12 s后达到平衡状态，A的消耗速率不等于B的生成速率，B错误；3 mol A完全反应放热Q kJ,12 s内A反应的物质的量为(0.8 mol·L－1－0.2 mol·L－1)×2 L＝1.2 mol，则1.2 mol A反应放出的热量为0.4Q kJ，D错误。 基础达标 1．对于反应：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，下列判断正确的是(　　) A．用HCl和CaCl2表示的化学反应速率数值不同，但所表示的意义相同 B．不能用CaCO3的浓度的变化来表示化学反应速率，但可以用水来表示 C．用H2O和CO2表示的化学反应速率相同 D．用单位时间内CaCl2浓度的减小来表示其化学反应速率 答案　A 解析　在同一反应中，各物质表示的化学反应速率之比等于同一时间内各物质的浓度变化之比，用HCl和CaCl2表示的化学反应速率数值不同，但表示的意义相同，故A符合题意； 化学反应速率可用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示，CaCl2是生成物，则可用单位时间内CaCl2浓度的增加表示其反应速率，故D不符合题意。 2．将15 mol A与B的混合物充入容积为2 L的恒容密闭容器中，在一定温度下发生反应：2A(g)＋3B(g)C(g)＋2D(g)，经过15 min达到化学平衡状态，达到化学平衡状态时容器内的压强是反应前的，则0～15 min内用B的浓度变化表示的反应速率是(　　) A．0.15 mol·L－1·min－1 B．0.3 mol·L－1·min－1 C．0.45 mol·L－1·min－1 D．0.6 mol·L－1·min－1 答案　A 解析　反应达到化学平衡状态时容器中混合气体的物质的量为×15 mol＝12 mol，设初始时A的物质的量是x mol，A的物质的量的变化量是y mol，则 2A(g)　＋3B(g)　 　 C(g)　＋2D(g) 起始/mol　　x　　　　15－x　　　　　0　　　0 转化/mol　　y　　　　1.5y　　　　　　0.5y　　y 平衡/mol　　x－y　　15－x－1.5y　　　0.5y　　y 则x－y＋15－x－1.5y＋0.5y＋y＝12，解得y＝3，所以v(B)＝＝0.15 mol·L－1·min－1。 3．在密闭容器中A与B反应生成C，其反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)表示。已知v(A)、v(B)、v(C)之间有以下关系：2v(B)＝3v(A)、3v(C)＝2v(B)，则此反应可表示为( ) A．2A+3B===2C B．3A+B===2C C．A+3B===2C D．A+B===C 答案 A 解析 由各物质的化学反应速率之比等于化学计量数之比可得：v(A)∶v(B)∶v(C)=∶v(B)∶=2∶3∶2，则中A与B反应生成C的方程式为2A+3B=2C，故A正确；故选A。 4．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。 5．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： 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．②>①=④>③ D．①>④>②=③ 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)=0.45mol⋅L−1⋅min−1=0.0075mol⋅L−1⋅s−1、②v(A)= ==0.2mol⋅ L−1⋅s−1、③v(A)== 0.2mol⋅ L−1⋅s−1、④v(A)= =0.225mol⋅ L−1⋅s−1，则反应进行的快慢顺序为④>③=②>①，故选A。 6．飞秒化学对了解反应机理十分重要。C2I2F4光分解反应C2I2F4===F2—F2＋2I·经过2×10－15 s后C2I2F4的浓度减少6×10－5 mol·L－1。下列说法正确的是(　　) A．用I·表示的反应速率是6×1010 mol·L－1·s－1 B．在2×10－15 s时，I·浓度是C2I2F4浓度的2倍 C．2×10－15 s末时C2I2F4的反应速率是3×1010 mol·L－1·s－1 D.F2—F2、I·的速率关系：v＝2v(I·) 答案　A 解析　根据反应方程式中物质反应转化关系可知，C2I2F4与I·化学计量数之比是1∶2，在2×10－15 s后C2I2F4的浓度减少6×10－5 mol·L－1，则I·的浓度变化为1.2×10－4 mol·L－1，则用I·表示的反应速率v(I·)＝＝6×1010 mol·L－1·s－1，A正确；在2×10－15 s时，I·改变的浓度是C2I2F4浓度的2倍，而不是I·浓度是C2I2F4浓度的2倍，B错误；在0～2×10－15 s时C2I2F4的平均反应速率v(C2I2F4)＝＝3×1010 mol·L－1·s－1，而不是2×10－15 s末的瞬时速率，C错误；化学反应速率比等于方程式中相应物质的化学计量数的比，则F2—F2、I·的速率关系：2v＝v(I·)，D错误。 7．某温度时，在一定体积的密闭容器中，某一可逆反应中气体X、Y的物质的量随时间变化的曲线如图所示，则该反应的化学方程式为( ) A．2X(g) Y(g) B． C．X(g) 2Y(g) D． 答案 A 解析 由图可知，从反应开始，X的物质的量减少，Y的物质的量增加，则X为反应物、Y为生成物，最终X、Y的物质的量都不再改变时都不是零，说明为可逆反应，开始至平衡时，，，则X、Y的化学计量数之比为2∶1，所以反应方程式为2X(g) Y(g)，故选A。 8．向体积为2 L的密闭容器中加入0.3 mol A、0.1 mol C和一定量的B三种气体，一定条件下发生如下反应：3A(g) B(g)＋2C(g)，各物质的浓度随时间的变化如图所示[t0～t1阶段的c(B)变化未画出]。下列说法不正确的是(　　) A．若t1＝15 s，则用A的浓度变化表示t0～t1阶段的平均反应速率为0.004 mol·L－1·s－1 B．t1时反应物A的转化率为60% C．B的起始的物质的量为0.04 mol D．t0～t1阶段，此过程中容器向外界放出的热量为a kJ，该反应的热化学方程式为3A(g)B(g)＋2C(g) 　ΔH＝－ kJ·mol－1 答案　A 解析　t0～t1阶段，A的浓度变化Δc(A)＝0.15 mol·L－1－0.06 mol·L－1＝0.09 mol·L－1，t0～t1阶段的平均反应速率v(A)＝＝＝0.006 mol·L－1·s－1，A错误；t1时该反应达到平衡，根据选项A中分析可知A的转化率为α(A)＝×100%＝60%，B正确；根据反应3A(g)B(g)＋2C(g)可知，反应达平衡后Δc(A)＝0.09 mol·L－1，则Δc(B)＝0.03 mol·L－1，由图像可知该反应达平衡后，c(B)＝0.05 mol·L－1，所以B的起始浓度为0.02 mol·L－1，B的起始的物质的量为0.02 mol·L－1×2 L＝0.04 mol，C正确；t0～t1阶段，Δn(A)＝0.09 mol·L－1×2 L＝0.18 mol，此时放热a kJ，如果有3 mol A完全反应，放热为 kJ，即热化学方程式为3A(g)B(g)＋2C(g)　ΔH＝－ kJ·mol－1，D正确。 9．在2 L刚性密闭容器中，某一反应有关物质A(g)、B(g)、C(g)的物质的量变化如图所示。根据图像回答下列问题： (1)横坐标表示反应过程中 ，纵坐标表示反应过程中 。 (2)该反应的化学方程式是 。 (3)若用A物质的量浓度的变化，表示反应达平衡(2 min)时的正反应速率是 。 答案 (1)时间变化 物质的物质的量的变化 (2)3A(g)+B(g)2C(g) (3)0.15mol·L-1·min-1 解析 (1)根据图中信息可知，横坐标表示反应过程中时间变化，纵坐标表示反应过程中物质的物质的量的变化； (2)反应中A的浓度变化为，B的浓度变化为0.1mol/L，C的浓度变化为=0.2mol/L，反应中A、B为反应物，C为生成物，计量数之比为0.3：0.1：0.2=3：1：2，则该反应的化学方程式是3A(g)+B(g)2C(g)； (3)若用A物质的量浓度的变化，表示反应达平衡(2 min)时的正反应速率是=0.15mol·L-1·min-1。 10．将等物质的量的A和B混合于2 L的密闭容器中，发生反应3A(g)＋B(g)===xC(g)＋2D(g)，经过5 min后测得D的浓度为0.5 mol·L－1，c(A)∶c(B)＝3∶5，C的反应速率是0.1 mol·L－1·min－1。 (1)x的值是________。 (2)A在5 min末的浓度是_______________。 (3)B的平均反应速率是______________，D的平均速率是_____________。 答案　(1)2　(2)0.75 mol·L－1　(3)0.05 mol·L－1·min－1　0.1 mol·L－1·min－1 解析　v(D)＝＝0.1 mol·L－1·min－1，与C的反应速率相等，故x＝2。设起始时A与B的浓度均为c mol·L－1，则 根据题意得(c－0.75)∶(c－0.25)＝3∶5，解得c＝1.5，故A在5 min末的浓度为1.5 mol·L－1－0.75 mol·L－1＝0.75 mol·L－1。v(B)＝＝0.05 mol·L－1·min－1。 综合应用 11．某温度下，在2 L密闭容器中投入一定量的A、B发生反应：3A(g)＋bB(g)cC(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1(Q＞0)。12 s时反应达到平衡，生成C的物质的量为0.8 mol，反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A．前12 s内，A的平均反应速率为0.025 mol·L－1·s－1 B．12 s后，A的消耗速率等于B的生成速率 C．化学计量数之比b∶c＝1∶2 D．12 s内，A和B反应放出的热量为0.2Q kJ 答案　C 解析　由图像分析可知，前12 s内A的浓度变化为Δc(A)＝0.8 mol·L－1－0.2 mol·L－1＝ 0.6 mol·L－1，反应速率v(A)＝＝＝0.05 mol·L－1·s－1，A错误；前12 s内B的浓度变化为Δc(B)＝0.5 mol·L－1－0.3 mol·L－1＝0.2 mol·L－1，反应速率v(B)＝＝＝ mol·L－1·s－1，依据题意v(C)＝＝＝＝ mol·L－1·s－1，化学反应速率之比等于化学计量数之比，则3∶b∶c＝0.05∶∶，解得b＝1，c＝2，b∶c＝1∶2，C正确；由上述分析可知，该反应的化学方程式为3A(g)＋B(g)2C(g)，其中A、B化学计量数不同，12 s后达到平衡状态，A的消耗速率不等于B的生成速率，B错误；3 mol A完全反应放热Q kJ,12 s内A反应的物质的量为(0.8 mol·L－1－0.2 mol·L－1)×2 L＝1.2 mol，则1.2 mol A反应放出的热量为0.4Q kJ，D错误。 12．向一容积为5 L的恒容密闭容器中充入5 mol A与8 mol B，在一定条件下反应：2A(g)＋3B(g) xC(g)＋yD(g)(x、y为正整数)反应进行2 min后达到平衡，这2 min内平均反应速率v(C)＝0.3 mol·L－1·min－1，D的平衡浓度为0.3 mol·L－1，又知v(B)∶v(C)＝3∶2，则下列说法中一定不正确的是(　　) A．x∶y＝2∶1 B．v(A)∶v(C)＝1∶1 C．A的平衡浓度为0.4 mol/L D．A与B的平衡浓度之比为2∶3 答案　D 解析　达到平衡时C的浓度变化为0.6 mol/L，D的平衡浓度为0.3 mol/L，对于可逆反应计量系数之比等于浓度变化量之比，则Δc(C)∶Δc(D)＝x∶y，x∶y＝2∶1，A正确；计量系数之比等于反应速率之比，v(B)∶v(C)＝3∶2，可求出x＝2，y＝1，则v(A)∶v(C)＝1∶1，B正确；由v(A)∶v(C)＝1∶1，Δc(A)＝Δc(C)＝0.6 mol/L，参加反应的A浓度为0.6 mol/L，则A的平衡浓度为1 mol/L－0.6 mol/L＝0.4 mol/L，C正确；计量系数之比等于浓度变化量之比，＝，则参加反应的B的浓度为0.9 mol/L，B的平衡浓度为1.6 mol/L－0.9 mol/L＝0.7 mol/L，A与B的平衡浓度比等于＝，D错误。 13．某温度下，在容积为2 L的密闭容器中投入一定量的A、B发生反应3A(g)＋bB(g)cC(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1(Q>0)，12 s时反应达到平衡(即A和B的量不再发生变化)，生成C的物质的量为0.8 mol，反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A．前12 s内，A的平均反应速率为0.025 mol·L－1·s－1 B．12 s后，物质C的量将会逐渐增大 C．化学计量数之比b∶c＝2∶1 D．12 s内，A和B反应放出的热量为0.4Q kJ 答案　D 解析　图像分析可知A的浓度变化＝0.8 mol/L－0.2 mol/L＝0.6 mol/L，反应速率v＝＝＝0.05 mol/(L·s)，A错误；12 s时反应达到平衡(即A和B的量不再发生变化)，所以C 的量也不再发生变化，B错误；前12 s内，B的浓度变化量为(0.5－0.3) mol/L＝0.2 mol/L，生成C的物质的量的浓度为0.4 mol/L，故b∶c＝0.2 mol/L∶0.4 mol/L＝1∶2，C错误；12 s内反应3 mol A放热Q kJ，反应A的物质的量＝(0.8 mol/L－0.2 mol/L)×2 L＝1.2 mol，结合化学方程式定量关系计算，3A(g)＋B (g)2C(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1，1.2 mol A反应放出热量0.4Q kJ，D正确。 14．化学反应速率是描述化学反应进行快慢的物理量。某同学利用如图所示装置测定化学反应速率。(已知：S2O＋2H＋===H2O＋S↓＋SO2↑) (1)为保证实验的准确性、可靠性，利用该装置进行实验前应先进行的步骤是 ； 除如图所示装置的实验用品、仪器外，还需要的一种实验仪器是 。 (2)若在2 min时收集到224 mL(已折算成标准状况)气体，可计算出这2 min内H＋的反应速率，但该测定值比实际值偏小，其原因是 。 (3)试简述测定该反应的反应速率的其他方法： (写一种即可)。 答案　(1)检查装置的气密性　秒表　(2)部分SO2溶于水，使得气体体积偏小　(3)测定一定时间内生成硫单质的质量(或H＋浓度的变化)(其他合理答案均可) 解析　(1)该反应中需要测量生成气体的体积，所以进行实验前应先检查装置的气密性；本实验需要测定反应速率，根据速率计算公式v＝可知，该实验中需要计时，所以还需要的仪器为秒表。(2)根据收集的SO2的体积计算速率，但部分SO2溶于水，使得体积偏小，所以测定值比实际值偏小。(3)根据化学方程式可知，测定该反应的反应速率还可以测定一定时间内生成硫单质的质量，也可以测定一定时间内H＋浓度的变化。 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的物质的量随时间的变化曲线如图所示。a、b、c、d、e括号内数据表示坐标。 (1)a～b、b～c、c～d、d～e四段中，平均反应速率最大的时间段是 ，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)a～b　1 mol·L－1·min－1　(2)33.3% 7∶5 解析　(1)a～b段氢气的平均反应速率为＝1 mol·L－1·min－1，b～c段氢气的平均反应速率为＝0.75 mol·L－1·min－1，c～d段氢气的平均反应速率为＝0.1 mol·L－1·min－1，所以平均反应速率最大的时间段是a～b，该时间段内H2的平均反应速率是1 mol·L－1·min－1。 (2)由图可知，平衡时氢气的物质的量为2 mol，列三段式： 3H2(g)＋CO2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) 起始/mol　8　　　6　　　　0　　　　　0 变化/mol　6　　　2　　　　2　　　　　2 平衡/mol　2　　　4　　　　2　　　　　2 所以平衡时CO2的转化率为×100%≈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(6＋8)∶(4＋2＋2＋2)＝7∶5。 16．已知反应aA(g)＋bB(g)cC(g)，某温度下，在2 L密闭容器中通入一定量的A、B，两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。 (1)从反应开始到12 s时，用A的浓度变化表示的反应速率为 。 (2)经测定，前4 s内v(C)＝0.05 mol·L－1·s－1，则该反应的化学方程式为 。 (3)在图中将生成物C的物质的量浓度随时间的变化曲线绘制出来。 (4)若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行，经相同时间后，测得三个容器中的反应速率分别为甲：v(A)＝0.3 mol·L－1·s－1，乙：v(B)＝0.12 mol·L－1·s－1，丙：v(C)＝9.6 mol·L－1·min－1。则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为 。 答案　(1)0.05 mol·L－1·s－1　(2)3A(g)＋B(g)2C(g) (3) (4)乙>甲>丙 解析　(1)0～12 s内，Δc(A)＝0.8 mol·L－1－0.2 mol·L－1＝0.6 mol·L－1，v(A)＝＝＝0.05 mol·L－1·s－1。 (2)前4 s内，Δc(A)＝0.8 mol·L－1－0.5 mol·L－1＝0.3 mol·L－1，v(A)＝＝＝0.075 mol·L－1·s－1；v(A)∶v(C)＝a∶c＝0.075 mol·L－1·s－1∶0.05 mol·L－1·s－1＝3∶2；由图像知，0～12 s内，Δc(A)∶Δc(B)＝0.6 mol·L－1∶0.2 mol·L－1＝3∶1＝a∶b，则a∶b∶c＝3∶1∶2，所以该反应的化学方程式为3A(g)＋B(g)2C(g)。 (3)生成物C的浓度从0开始增加，到12 s时达到最大，Δc(A)∶Δc(C)＝a∶c＝3∶2，所以Δc(C)＝＝0.4 mol·L－1；由(2)知4 s时，c(C)＝0.05 mol·L－1·s－1×4 s＝0.2 mol·L－1，从而可绘制C的变化曲线。 (4)丙容器中v(C)＝9.6 mol·L－1·min－1＝0.16 mol·L－1·s－1，则丙容器中v(B)＝0.08 mol·L－1·s－1，甲容器中v(B)＝0.1 mol·L－1·s－1，乙容器中v(B)＝0.12 mol·L－1·s－1，故甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为乙>甲>丙。 拓展培优 17．反应速率和反应物浓度的关系是用实验的方法测定的，化学反应H2＋Cl22HCl的反应速率v可表示为v＝kcm(H2)·cn(Cl2)，式中k为常数，m、n值可用表中数据确定。 c(H2)/(mol·L－1) c(Cl2)/(mol·L－1) v/(mol·L－1·s－1) 1.0 1.0 1.0k 2.0 1.0 2.0k 2.0 4.0 4.0k 由此可推得m、n的值分别为(　　) A．m＝1，n＝1 B．m＝，n＝ C．m＝，n＝1 D．m＝1，n＝ 答案　D 解析　按题给数据代入v＝kcm(H2)·cn(Cl2)即可。第一组数据无法计算，代入第二组数据：2.0k＝k×(2.0)m×(1.0)n，则m＝1；代入第三组数据：4.0k＝k×(2.0)m×(4.0)n，结合m＝1，则n＝。 18．异丙醇(C3H8O)可由生物质转化得到，催化异丙醇脱水制取高值化学品丙烯(C3H6)的工业化技术已引起人们的关注，其主要反应如下： Ⅰ.C3H8O(g)C3H6(g)＋H2O(g)　ΔH1＝＋52 kJ·mol－1 Ⅱ.2C3H6(g)C6H12(g)　ΔH2＝－97 kJ·mol－1 在1 350 ℃下，刚性密闭容器中的反应体系内水蒸气浓度与反应时间关系如下表： 反应时间/μs 0 4 8 12 t 20 H2O浓度/ppm 0 2 440 3 200 3 600 4 000 4 100 (1)4～8 μs内，v(C3H8O)＝________ ppm·μs－1。 (2)t________16(填“>”“<”或“＝”)。 答案　(1)190　(2)> 解析　(1)4～8 μs内，v(H2O)＝ ppm·μs－1＝190 ppm·μs－1，则v(C3H8O)＝v(H2O)＝190 ppm·μs－1；(2)0～4 μs、4～8 μs、8～12 μs，Δc(H2O)逐渐减小，说明反应速率减小，8～12 μs内，Δc(H2O)＝400 ppm，12～t μs内，Δc(H2O)＝400 ppm，则t－12>4，即t>16。 19．丙烯是一种重要的化工原料，可以在催化剂作用下，由丙烷直接脱氢或氧化脱氢制备。 反应Ⅰ(直接脱氢)：C3H8(g)===C3H6(g)＋H2(g)　ΔH1＝＋125 kJ·mol－1 反应Ⅱ(氧化脱氢)：C3H8(g)＋O2(g)===C3H6(g)＋H2O(g)　ΔH2＝－118 kJ·mol－1 在温度为T2时，通入气体分压比为p(C3H8)∶p(O2)∶p(N2)＝10∶5∶85的混合气体，各组分气体的分压随时间的变化关系如图所示。0～1.2 s生成C3H6的平均速率为________ kPa·s－1。 答案　2 解析　0～1.2 s内C3H6的分压由0增大为2.4 kPa，则生成C3H6的平均速率为＝2 kPa·s－1。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题2 化学反应速率与化学平衡 第一单元 化学反应速率 第1课时 化学反应速率的表示方法 教学目标 1．认识化学反应速率，学会化学反应速率的表示方法。 2．能设计简单实验测定化学反应速率。 重点和难点 重点：化学反应速率的表示方法；化学反应速率的简单计算。 难点：化学反应速率的简单计算。 ◆知识点一 化学反应速率 1．化学反应速率的表示方法 (1)化学反应速率是衡量化学反应快慢的物理量，可以用单位时间内反应物浓度的________或生成物浓度的________来表示化学反应速率。 (2)数学表达式：v＝________。 Δc表示反应物或生成物物质的量浓度的________________，常用单位________。 Δt表示________________，常用单位________________。 (3)常用单位：________________或________________。 (4)实例分析：对于化学反应：aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g) v(A)= ________，v(B)= ________，v(C)= ________，v(D)= ________ 2．平均速率与瞬时速率 根据求得的反应速率是在___________内化学反应的的平均速率。 若Δt非常小，则平均速率________某一时刻的瞬时速率，瞬时速率也可以在___________________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 【交流讨论】N2O5在四氯化碳溶液中的分解反应为： 2N2O5===4NO2 + O2 实验测得，在67 ℃时，反应体系中各物质的浓度随时间的变化如表所示。 请分别用反应物和生成物的物质的量浓度在单位时间内的变化来表示该反应的速率，将计算结果填入表中。 (1)在同一化学反应中，选用不同物质表示化学反应速率，其________可能相同也可能不相同，但表示的________相同。 (2)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_____物质的量浓度变化（Δc）之比_____物质的量变化（Δn）之比_____化学计量数之比。 【特别提醒】 (1)化学反应速率一般指平均速率而不是某一时刻的瞬时速率，且无论用反应物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)固体或纯液体的浓度视为常数，不能用固体或纯液体的浓度变化计算化学反应速率。 即学即练 1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)化学方程式中，任何一种物质均可用v＝求出该物质表示的化学反应速率(　　) (2)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(　　) (3)同一化学反应中，不同物质表示的化学反应速率数值可能不同，但表示的意义(快慢)相同(　　) (4)同一物质表示的化学反应速率，其数值越大，则表示的化学反应速率一定越快(　　) (5)如果知道某一物质在单位时间内物质的量的变化量，就可以根据公式v＝计算出该物质表示的化学反应速率(　　) (6)在反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)中，t1、t2时刻，SO3(g)的浓度分别是c1、c2，则t1～t2时间内，SO3(g)生成的平均速率为v＝(　　) 2．下列关于化学反应速率的说法中，正确的是(　　) A．化学反应速率是指某一时刻，某种反应物的瞬时反应速率 B．化学反应速率为0.8 mol·L－1·s－1是指反应1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L－1 C．根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢 D．化学反应速率可用反应体系中任何一种物质浓度的变化来表示 3．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为物质的化学计量数。在0～3 min内，各物质的物质的量变化如下表所示： 　　　　物质 时间 X Y Z Q 起始/mol 0.7 1 2 min末/mol 0.8 2.7 0.8 2.7 3 min末/mol 0.8 已知2 min内v(Q)＝0.075 mol·L－1·min－1，＝。 (1)起始时n(Y)＝ ，n(Q)＝ 。 (2)化学方程式中m＝ ，n＝ ，p＝ ，q＝ 。 (3)用Z表示2 min内的反应速率为 。 ◆知识点二 化学反应速率的测定 1．测定原理 要测定不同反应物或生成物的浓度，可观察、测量体系中某一物质的__________，再进行适当的转换和计算。 2．常用方法 (1)测量在________________下释放出来的体积的气体。 (2)用比色的方法测量溶液颜色的深浅，再根据溶液颜色的深浅与________________的正比关系，确定反应物或生成物在不同时刻的浓度。 3．实验探究——化学反应速率的测定 (1)按如图所示安装装置，在锥形瓶中放入5 g大理石，加入20 mL 1 mol·L－1盐酸。每隔10 s观测玻璃注射器中气体的体积。 (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。 (3)以反应时间为横坐标，产生气体的体积为纵坐标，绘制V(CO2)－t曲线。 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) 【特别提醒】 不同组实验结果产生差异的原因 (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。 即学即练 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 2．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 。 一、化学反应速率的表示方法 (1)无论是用某一反应物表示还是用某一生成物表示，由于Δc是取浓度变化的绝对值，因此，化学反应速率都取正值。 (2)化学反应速率可用单位时间内反应体系中反应物或生成物浓度的变化来表示，一般是以最容易测定的一种物质表示，书写时应标明是什么物质的反应速率。 (3)在一定温度下，固体和纯液体物质，其单位体积里的物质的量保持不变，即物质的量浓度为常数，因此它们的化学反应速率也被视为常数。由此可知，现在采用的表示化学反应速率的方法还有一定的局限性。 (4)在同一反应中，用不同的物质表示同一时间内的反应速率时，其数值可能不同，但这些数值所表达的意义是相同的即都是表示同一反应的速率。各物质表示的反应速率的数值有相互关系，彼此可以根据化学方程式中的各化学计量数进行换算。 (5)一般来说在反应过程中都不是等速进行的，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。 实践应用 1．对于反应：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，下列判断正确的是(　　) A．用HCl和CaCl2表示的化学反应速率数值不同，但所表示的意义相同 B．不能用CaCO3的浓度的变化来表示化学反应速率，但可以用水来表示 C．用H2O和CO2表示的化学反应速率相同 D．用单位时间内CaCl2浓度的减小来表示其化学反应速率 2．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．化学反应速率的单位由时间单位和浓度单位决定 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 二、化学反应速率的简单计算 化学反应速率的计算方法 (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)。 实践应用 1．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 。 (3)B的平均反应速率为 。 (4)x的值为 。 2．某学生在一次探究“制取氢气最适宜的金属”的实验时测铝与稀硫酸反应，10 s末硫酸的浓度减少了0.6 mol·L－1，若不考虑反应过程中溶液体积的变化，则10 s内生成硫酸铝的平均反应速率是(　　) A．0.04 mol·L－1·s－1 B．3.6 mol·L－1·min－1 C．1.2 mol·L－1·min－1 D．0.02 mol·L－1·min－1 三、化学反应速率的比较 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 对同一化学反应，用不同物质表示化学反应速率时，数值可能不同。比较时应统一单位。 ①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。 ②比值法 比较化学反应速率与化学计量数的比值。如反应aA+bB=cC，要比较v(A)与v(B)的相对大小，即比较与的大小，若>，则A表示的反应速率比B大。 实践应用 1．在2A(g)＋B(g)3C(g)＋4D(g)反应中，表示该反应速率最快的是(　　) A．v(A)＝0.5 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 D．v(D)＝1 mol·L－1·s－1 2．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 四、化学反应速率的测定 测定反应速率的方法 (1)对于有气体生成的反应，可测定相同时间内收集气体的多少或测定收集等量气体所耗时间的多少。 (2)对于有固体参加的反应，可测定相同时间内消耗固体质量的多少。 (3)对于有酸或碱参加的反应，可测定溶液中c(H＋)或c(OH－)的变化。 (4)溶液中当反应物或产物本身有较明显的颜色时，可利用比色的方法测定溶液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。 实践应用 1．某温度下按如图装置进行实验，锥形瓶内盛有6.5 g锌粒(颗粒大小基本相同)，通过分液漏斗加入40 mL 2.5 mol·L－1稀硫酸，将产生的H2收集在一个注射器中，用时10 s时恰好收集到气体的体积为50 mL(折合成0 ℃、101 kPa条件下的H2体积为44.8 mL)，在该温度下，下列说法不正确的是(　　) A．用锌粒表示的10 s内该反应的速率为0.013 g·s－1 B．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用H＋表示的10 s内该反应的速率为0.01 mol·L－1·s－1 C．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用Zn2＋表示的10 s内该反应的速率为0.005 mol·L－1·s－1 D．用H2表示的10 s内该反应的速率为0.002 mol·s－1 2．化学反应的速率是通过实验测定的。下列说法错误的是(　　) A．酸性KMnO4溶液和H2C2O4溶液反应，可以通过记录溶液褪色的时间来测定反应速率 B．锌与稀硫酸反应，可以通过测量一定时间内产生的H2体积来计算反应速率 C．可以依靠科学仪器测量光的吸收、光的发射、导电能力等来测定反应速率 D．恒温恒容条件下发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)，可以通过测量单位时间内压强的变化来测定反应速率 3．用甲、乙两装置测定锌与稀硫酸的反应速率。下列说法错误的是(　　) A．甲、乙两实验均需要秒表 B．实验前将乙装置注射器活塞外拉，放开后若回到原位，说明气密性良好 C．其他条件相同时，乙装置所测速率比甲装置误差小 D．甲、乙装置通过测定单位时间内锌的质量变化测定反应速率 考点一 化学反应速率计算和比较 【例1】反应4M(s)＋3N(g)===2P(g)＋Q(g)，经2 min后N的浓度减少了0.6 mol·L－1。下列说法正确的是(　　) A．用M表示的反应速率是0.4 mol·L－1·min－1 B．2 min末，用N表示的反应速率是0.3 mol·L－1·min－1 C．分别用N、P、Q表示的反应速率，其比值是3∶2∶1 D．在2 min内，N和P两物质的浓度是逐渐减小的 解题要点 用“三段式”求解化学反应速率计算题的一般步骤： 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；转化量之比等于化学计量数之比； ③根据已知条件列方程计算。 应用举例 mA(g) + nB(g) pC(g) 起始浓度（mol/L） a b c 转化浓度（mol/L） mx nx px 某时刻浓度（mol/L） a-mx b-nx c+px 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。 【变式1-1】三氯乙烯(ClHC==CCl2)是地下水中有机污染物的主要成分，研究表明，在地下水中加入高锰酸钾溶液可将其中的三氯乙烯除去，发生的反应如下： ClHC==CCl2＋2KMnO4===2KCl＋2CO2↑＋2MnO2↓＋HCl。 常温下，在某密闭容器中进行上述反应，测定c(KMnO4)与时间的关系如表所示： 时间/min 0 2 4 6 7 … c(KMnO4)/ (mol·L－1) 1.00 0.70 0.50 0.40 0.35 … 下列推断合理的是(　　) A．上述反应先慢后快 B．0～4 min内，v(Cl－)＝ mol·L－1·min－1 C．若高锰酸钾完全反应，所用时间为8 min D．随着反应的进行，c(K＋)逐渐降低 【变式1-2】在25 ℃时，向100 mL含HCl 14.6 g的盐酸里放入5.6 g纯铁粉(不考虑反应前后溶液体积的变化)，反应开始至2 min末，收集到1.12 L(标准状况)氢气。在此之后，又经过4 min铁粉完全溶解。则： (1)在前2 min内用FeCl2表示的平均反应速率是___________________。 (2)在后4 min内用HCl表示的平均反应速率是_________________________。 (3)前2 min与后4 min相比，反应速率较快的是___________。 考点二 化学反应速率的图像分析 【例2】向体积为2 L的密闭容器中加入0.3 mol A、0.1 mol C和一定量的B三种气体，一定条件下发生如下反应：3A(g)B(g)＋2C(g)，各物质的浓度随时间的变化如图所示[t0～t1阶段的c(B)变化未画出]。下列说法不正确的是(　　) A．若t1＝15 s，则用A的浓度变化表示t0～t1阶段的平均反应速率为0.004 mol·L－1·s－1 B．t1时反应物A的转化率为60% C．B的起始的物质的量为0.04 mol D．t0～t1阶段，此过程中容器向外界放出的热量为a kJ，该反应的热化学方程式为3A(g)B(g)＋2C(g) 　ΔH＝－ kJ·mol－1 解题要点 根据图像确定化学方程式的步骤如下： (1)根据曲线的变化趋势判断反应物与生成物：曲线下降的物质为反应物，曲线上升的物质为生成物。 (2)物质前化学计量数的确定方法：根据各物质达到平衡时物质的量(物质的量浓度)的变化，即物质的量(物质的量浓度)的变化之比等于各物质的化学计量数之比。 (3)若反应一段时间后，反应物或生成物的浓度（或物质的量）不为零，且不再变化，则该反应为可逆反应。 【变式2-1】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段表示的平均反应速率最快 B．EF段，用盐酸表示该反应的平均反应速率为0.4 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．F点收集到的CO2最多 【变式2-2】某温度下，在2 L密闭容器中投入一定量的A、B发生反应：3A(g)＋bB(g)cC(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1(Q＞0)。12 s时反应达到平衡，生成C的物质的量为0.8 mol，反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A．前12 s内，A的平均反应速率为0.025 mol·L－1·s－1 B．12 s后，A的消耗速率等于B的生成速率 C．化学计量数之比b∶c＝1∶2 D．12 s内，A和B反应放出的热量为0.2Q kJ 基础达标 1．对于反应：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，下列判断正确的是(　　) A．用HCl和CaCl2表示的化学反应速率数值不同，但所表示的意义相同 B．不能用CaCO3的浓度的变化来表示化学反应速率，但可以用水来表示 C．用H2O和CO2表示的化学反应速率相同 D．用单位时间内CaCl2浓度的减小来表示其化学反应速率 2．将15 mol A与B的混合物充入容积为2 L的恒容密闭容器中，在一定温度下发生反应：2A(g)＋3B(g)C(g)＋2D(g)，经过15 min达到化学平衡状态，达到化学平衡状态时容器内的压强是反应前的，则0～15 min内用B的浓度变化表示的反应速率是(　　) A．0.15 mol·L－1·min－1 B．0.3 mol·L－1·min－1 C．0.45 mol·L－1·min－1 D．0.6 mol·L－1·min－1 3．在密闭容器中A与B反应生成C，其反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)表示。已知v(A)、v(B)、v(C)之间有以下关系：2v(B)＝3v(A)、3v(C)＝2v(B)，则此反应可表示为( ) A．2A+3B===2C B．3A+B===2C C．A+3B===2C D．A+B===C 4．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 5．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： 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．②>①=④>③ D．①>④>②=③ 6．飞秒化学对了解反应机理十分重要。C2I2F4光分解反应C2I2F4===F2—F2＋2I·经过2×10－15 s后C2I2F4的浓度减少6×10－5 mol·L－1。下列说法正确的是(　　) A．用I·表示的反应速率是6×1010 mol·L－1·s－1 B．在2×10－15 s时，I·浓度是C2I2F4浓度的2倍 C．2×10－15 s末时C2I2F4的反应速率是3×1010 mol·L－1·s－1 D.F2—F2、I·的速率关系：v＝2v(I·) 7．某温度时，在一定体积的密闭容器中，某一可逆反应中气体X、Y的物质的量随时间变化的曲线如图所示，则该反应的化学方程式为( ) A．2X(g) Y(g) B． C．X(g) 2Y(g) D． 8．向体积为2 L的密闭容器中加入0.3 mol A、0.1 mol C和一定量的B三种气体，一定条件下发生如下反应：3A(g) B(g)＋2C(g)，各物质的浓度随时间的变化如图所示[t0～t1阶段的c(B)变化未画出]。下列说法不正确的是(　　) A．若t1＝15 s，则用A的浓度变化表示t0～t1阶段的平均反应速率为0.004 mol·L－1·s－1 B．t1时反应物A的转化率为60% C．B的起始的物质的量为0.04 mol D．t0～t1阶段，此过程中容器向外界放出的热量为a kJ，该反应的热化学方程式为3A(g)B(g)＋2C(g) 　ΔH＝－ kJ·mol－1 9．在2 L刚性密闭容器中，某一反应有关物质A(g)、B(g)、C(g)的物质的量变化如图所示。根据图像回答下列问题： (1)横坐标表示反应过程中 ，纵坐标表示反应过程中 。 (2)该反应的化学方程式是 。 (3)若用A物质的量浓度的变化，表示反应达平衡(2 min)时的正反应速率是 。 10．将等物质的量的A和B混合于2 L的密闭容器中，发生反应3A(g)＋B(g)===xC(g)＋2D(g)，经过5 min后测得D的浓度为0.5 mol·L－1，c(A)∶c(B)＝3∶5，C的反应速率是0.1 mol·L－1·min－1。 (1)x的值是________。 (2)A在5 min末的浓度是_______________。 (3)B的平均反应速率是______________，D的平均速率是_____________。 综合应用 11．某温度下，在2 L密闭容器中投入一定量的A、B发生反应：3A(g)＋bB(g)cC(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1(Q＞0)。12 s时反应达到平衡，生成C的物质的量为0.8 mol，反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A．前12 s内，A的平均反应速率为0.025 mol·L－1·s－1 B．12 s后，A的消耗速率等于B的生成速率 C．化学计量数之比b∶c＝1∶2 D．12 s内，A和B反应放出的热量为0.2Q kJ 12．向一容积为5 L的恒容密闭容器中充入5 mol A与8 mol B，在一定条件下反应：2A(g)＋3B(g) xC(g)＋yD(g)(x、y为正整数)反应进行2 min后达到平衡，这2 min内平均反应速率v(C)＝0.3 mol·L－1·min－1，D的平衡浓度为0.3 mol·L－1，又知v(B)∶v(C)＝3∶2，则下列说法中一定不正确的是(　　) A．x∶y＝2∶1 B．v(A)∶v(C)＝1∶1 C．A的平衡浓度为0.4 mol/L D．A与B的平衡浓度之比为2∶3 13．某温度下，在容积为2 L的密闭容器中投入一定量的A、B发生反应3A(g)＋bB(g)cC(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1(Q>0)，12 s时反应达到平衡(即A和B的量不再发生变化)，生成C的物质的量为0.8 mol，反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A．前12 s内，A的平均反应速率为0.025 mol·L－1·s－1 B．12 s后，物质C的量将会逐渐增大 C．化学计量数之比b∶c＝2∶1 D．12 s内，A和B反应放出的热量为0.4Q kJ 14．化学反应速率是描述化学反应进行快慢的物理量。某同学利用如图所示装置测定化学反应速率。(已知：S2O＋2H＋===H2O＋S↓＋SO2↑) (1)为保证实验的准确性、可靠性，利用该装置进行实验前应先进行的步骤是 ； 除如图所示装置的实验用品、仪器外，还需要的一种实验仪器是 。 (2)若在2 min时收集到224 mL(已折算成标准状况)气体，可计算出这2 min内H＋的反应速率，但该测定值比实际值偏小，其原因是 。 (3)试简述测定该反应的反应速率的其他方法： (写一种即可)。 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的物质的量随时间的变化曲线如图所示。a、b、c、d、e括号内数据表示坐标。 (1)a～b、b～c、c～d、d～e四段中，平均反应速率最大的时间段是 ，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 。 16．已知反应aA(g)＋bB(g)cC(g)，某温度下，在2 L密闭容器中通入一定量的A、B，两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。 (1)从反应开始到12 s时，用A的浓度变化表示的反应速率为 。 (2)经测定，前4 s内v(C)＝0.05 mol·L－1·s－1，则该反应的化学方程式为 。 (3)在图中将生成物C的物质的量浓度随时间的变化曲线绘制出来。 (4)若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行，经相同时间后，测得三个容器中的反应速率分别为甲：v(A)＝0.3 mol·L－1·s－1，乙：v(B)＝0.12 mol·L－1·s－1，丙：v(C)＝9.6 mol·L－1·min－1。则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为 。 拓展培优 17．反应速率和反应物浓度的关系是用实验的方法测定的，化学反应H2＋Cl22HCl的反应速率v可表示为v＝kcm(H2)·cn(Cl2)，式中k为常数，m、n值可用表中数据确定。 c(H2)/(mol·L－1) c(Cl2)/(mol·L－1) v/(mol·L－1·s－1) 1.0 1.0 1.0k 2.0 1.0 2.0k 2.0 4.0 4.0k 由此可推得m、n的值分别为(　　) A．m＝1，n＝1 B．m＝，n＝ C．m＝，n＝1 D．m＝1，n＝ 18．异丙醇(C3H8O)可由生物质转化得到，催化异丙醇脱水制取高值化学品丙烯(C3H6)的工业化技术已引起人们的关注，其主要反应如下： Ⅰ.C3H8O(g)C3H6(g)＋H2O(g)　ΔH1＝＋52 kJ·mol－1 Ⅱ.2C3H6(g)C6H12(g)　ΔH2＝－97 kJ·mol－1 在1 350 ℃下，刚性密闭容器中的反应体系内水蒸气浓度与反应时间关系如下表： 反应时间/μs 0 4 8 12 t 20 H2O浓度/ppm 0 2 440 3 200 3 600 4 000 4 100 (1)4～8 μs内，v(C3H8O)＝________ ppm·μs－1。 (2)t________16(填“>”“<”或“＝”)。 19．丙烯是一种重要的化工原料，可以在催化剂作用下，由丙烷直接脱氢或氧化脱氢制备。 反应Ⅰ(直接脱氢)：C3H8(g)===C3H6(g)＋H2(g)　ΔH1＝＋125 kJ·mol－1 反应Ⅱ(氧化脱氢)：C3H8(g)＋O2(g)===C3H6(g)＋H2O(g)　ΔH2＝－118 kJ·mol－1 在温度为T2时，通入气体分压比为p(C3H8)∶p(O2)∶p(N2)＝10∶5∶85的混合气体，各组分气体的分压随时间的变化关系如图所示。0～1.2 s生成C3H6的平均速率为________ kPa·s－1。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$