第2章 第3节 第1课时 化学反应历程与化学反应速率（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高二化学选择性必修1 化学反应原理学习笔记（鲁科版 京粤闽皖豫宁陕专版）

本讲义聚焦化学反应的速率核心知识点，先从微观层面解析化学反应历程，包括基元反应、反应机理及飞秒化学检测技术，再过渡到宏观的速率表示方法、计算（如“三段式”）及测定手段（量气法、比色法等），构建从理论到实践的学习支架。 资料通过机理分析题和“三段式”计算培养学生科学思维（证据推理、模型建构），设计Zn与硫酸反应测H₂体积等实验案例提升科学探究与实践能力，练习题覆盖选择、计算等题型，课中辅助教师教学，课后帮助学生巩固知识、查漏补缺。

第3节　化学反应的速率 第1课时　化学反应历程与化学反应速率 [核心素养发展目标]　1.知道化学反应是有历程的，认识基元反应；了解化学反应速率的概念及其表示方法，形成不同的反应可用不同的方法来表示化学反应速率的变化观念。2.根据化学反应速率的测定原理设计实验，学会化学反应速率的测定方法，通过对比的方法，发展基于变量关系的证据推理素养。 一、化学反应是有历程的 1.化学反应历程的相关概念 (1)基元反应 大多数化学反应都是分几步完成的。其中的每一步反应称为基元反应。 (2)反应历程 基元反应构成的反应序列称为反应历程(又称反应机理)。 (3)复杂反应和简单反应 总反应 基元反应的总和 复杂反应 由几个基元反应组成的总反应。 平常所写的化学方程式是总反应的化学方程式 简单反应 反应物一步直接转化为反应产物的化学反应其总反应就是基元反应 2.反应历程的特点 反应不同，反应历程就不相同；同一反应，在不同条件下的反应历程也可能不同。 3.化学反应速率千差万别的原因 (1)反应物的结构和反应条件决定着一个反应的反应历程，反应历程的差别是造成化学反应速率不同的主要原因。 (2)总反应的反应速率主要由基元反应中的慢反应所决定。 4.反应历程的检测手段——飞秒化学 化学反应，实质上就是旧化学键的伸长、断裂和新化学键的生成过程，是反应物获得能量形成过渡态，再生成产物的过程，其中每一个过程所用时间大都在皮秒(1 ps=10-12 s)和飞秒(1 fs=10-15 s)量级。要实现对反应过程的检测，必须使用时间标度为飞秒量级的手段，如超短脉冲激光技术。 (1)所有的化学反应，都是反应物先断键变成单个原子，然后原子再重新结合成新的物质(　　) (2)同一化学反应，不同条件下，可能有不同的反应历程(　　) (3)H++OH-===H2O既是基元反应又是总反应(　　) 答案　(1)×　(2)√　(3)√ 1.由反应物微粒一步直接实现的化学反应称为基元反应。某化学反应是通过三步基元反应实现：①Ce4++Mn2+―→Ce3++Mn3+；②Ce4++Mn3+―→Ce3++Mn4+；③Ti++Mn4+―→Ti3++Mn2+。由此可知： (1)Mn2+反应前后都存在，是该反应的　　　　。  (2)该反应的中间体有　　　　。  (3)该反应的总反应的方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　。  答案　(1)催化剂　(2)Mn3+ 、Mn4+ 　(3)2Ce4++Ti+2Ce3++Ti3+ 2.甲烷气相热分解反应的化学方程式为2CH4―→CH3—CH3+H2，该反应的机理如下： ①CH4―→·CH3+H·； ②　　　　　　　　　　　　　　　　；  ③CH4+H·―→·CH3+H2； ④·CH3+H·―→CH4。 补充反应②的方程式。 答案　·CH3+CH4―→CH3—CH3+H· 解析　烷烃的热分解反应是典型的自由基反应，自由基反应一般经历链引发、链传递、链终止的过程，故第二步反应属于链传递环节，产物中还有自由基生成，且生成物有乙烷，故确定反应②为·CH3+CH4―→CH3—CH3+H·。 二、化学反应速率的表示方法与简单计算 1.化学反应速率的表示方法 (1)表示方法 对于反应体系体积不变的化学反应aA+bB===dD+eE，可以用单位时间内某物质浓度(或质量、物质的量等)的改变量(取绝对值)来表示。 (2)数学表达式及单位 v(A)=，单位为mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1。 提醒　①不能用固体或纯液体的浓度变化表示反应速率。②反应速率表示一段时间内反应的平均速率。 (3)特点 ①同一反应选用不同的反应物或反应产物表示化学反应速率，数值可能不同，但表示的意义相同。 ②用各物质表示的化学反应速率的数值之比等于化学方程式中各物质化学式前的系数之比。 上述反应中各物质表示的化学反应速率关系：v(A)∶v(B)∶v(D)∶v(E)=a∶b∶d∶e。 (4)统一起见的化学反应速率 ①定义式 v=·=·=·=·。 即：v=v(A)=v(B)=v(D)=v(E)。 ②优点：对于一个化学反应来说，无论用哪一种物质表示，化学反应速率都相同。 2.化学反应速率计算的常用方法 (1)列“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　　　 某时刻(t s)/(mol·L-1)　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。 (2)利用速率之比=化学计量数之比计算。 (1)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)化学方程式中，任何一种物质均可用v=求出用该物质表示的化学反应速率(　　) (3)测定某化学反应从开始到8秒末的反应速率，指的是8秒末的瞬时速率(　　) (4)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，数值越大，表示化学反应速率越大(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)× 1.对于反应4NH3(g)+5O2(g)===4NO(g)+6H2O(g)，在四种不同情况下测得的反应速率由快到慢的顺序为　　　　(填序号)。  ①v(NH3)=0.2 mol·L-1·s-1 ②v(O2)=0.24 mol·L-1·s-1 ③v(H2O)=15 mol·L-1·min-1 ④v(NO)=9 mol·L-1·min-1 答案　①>②>③>④ 2.根据如图所示图像填空： (1)反应物是　　　　，反应产物是　　　　。  (2)在2 min内用A、B、C表示的化学反应速率分别为　　　　、 　　　　、　　　　　。  (3)该化学反应的反应速率v=　　　　　。  答案　(1)A、B　C　(2)3 mol·L-1·min-1　2 mol·L-1·min-1　3 mol·L-1·min-1 (3)1 mol·L-1·min-1 解析　已知在反应过程中反应物的量减少，反应产物的量增多，故A、B为反应物，C为反应产物，由速率的定义得出： v(A)= mol·L-1·min-1=3 mol·L-1·min-1，v(B)= mol·L-1·min-1=2 mol·L-1·min-1，v(C)= mol·L-1·min-1=3 mol·L-1·min-1，故三者的化学式前的系数之比依次为3∶2∶3，则v=v(A)=1 mol·L-1·min-1。 3.在2 L密闭容器中进行反应：mX(g)+nY(g)pZ(g)+qQ(g)。在0~3 min内，各物质的物质的量变化如下表所示： 物质 X Y Z Q 起始物质的量/mol 0.7 1 2 min末物质的量/mol 0.8 2.7 0.8 2.7 3 min末物质的量/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　　　　。  (4)2 min末Q的转化率为　　　　。  答案　(1)2.3 mol　3.0 mol　(2)1　4　2　3 (3)0.05 mol·L-1·min-1　(4)10% 解析　对比X的起始量和2 min末的量，可知反应逆向进行。|Δn(Q)|=0.075 mol·L-1·min-1×2 L×2 min=0.3 mol， 对反应过程列“三段式”分析如下： 　　　　　　mX(g)+nY(g)pZ(g)+qQ(g) 起始/mol　　0.7　　 n(Y)　　1　　　3.0 转化/mol　　0.1　　Δn(Y) 　　0.2　　0.3 2 min末/mol　0.8　　2.7　　　0.8　　2.7 (1)起始时n(Q)=0.3 mol+2.7 mol=3.0 mol。 因==，Δn(Y)=0.4 mol，n(Y)=2.7 mol-0.4 mol=2.3 mol。 (2)m∶n∶p∶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。 (4)2 min 末Q的转化率α(Q)=×100%=10%。 三、化学反应速率的测定 1.测定原理 由于物质的某些物理性质(如压强、体积、吸光度、电导率等)与其物质的量或浓度存在函数关系，因此人们常用物理方法，通过准确而快速地测定反应物或反应产物浓度的变化来确定化学反应速率。 2.测定方法 (1)量气法：通过测量释放出一定体积的气体的时间来测定反应速率，或测定一定时间内气体压强的变化来测定反应速率。 (2)比色法：用分光光度计测量物质对特定波长光波的吸光度，从而测定参与反应的某一物质的浓度，据此计算化学反应速率。 (3)电导法：根据离子导电能力的差异，可以通过电导率的变化测定反应物中离子浓度的变化，进而计算化学反应速率。 1.下列方法能实现对应化学反应速率测定的是　　　　　　(填序号)。  化学反应 一定时间内 ① CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) 用压力传感器测量反应前后体系压强变化 ② Mg+2HCl===MgCl2+H2↑ 用分析天平称量镁条反应前后的质量变化 ③ H2O2+2HI===2H2O+I2 用比色计测量反应前后颜色深浅 ④ Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O 用浊度计测量反应前后浊度变化 ⑤ 2H2O22H2O+O2↑ 用注射器收集反应后气体体积 答案　②③④⑤ 2.某温度下6.5 g锌粒与40 mL 2.5 mol·L-1的硫酸反应，用时10 s时恰好收集H2体积44.8 mL(0 ℃、101 kPa条件下)。 (1)请计算用H+、Zn2+变化表示的化学反应速率。 答案　n(H2)==0.002 mol， 依据离子方程式可知：Zn~2H+~Zn2+~H2， |Δn(Zn2+)|=|Δn(H2)|=0.002 mol，|Δn(H+)|=2|Δn(H2)|=0.004 mol， v(H+)==0.01 mol·L-1·s-1； v(Zn2+)==0.005 mol·L-1·s-1。 (2)为了方便也可以用单位时间内产生H2的物质的量表示该反应的反应速率，则10 s内该反应的速率v(H2)=0.000 2 mol·s-1。  3.密闭容器中有气体参与的化学反应，通常可测量气体压强变化来测定化学反应的速率。如某温度下，在一刚性密闭容器中，充入等物质的量的CO2和H2，此时容器的压强为48 kPa，发生反应CO2(g)+H2(g)HCOOH(g)，6 min时容器压强变为36 kPa，则0~6 min内用H2分压表示的化学反应速率为　　　　kPa·min-1(气体分压=总压×物质的量分数)。  答案　2 解析　根据三段式： 　　CO2(g)+H2(g)HCOOH(g) n0　　a　　　a　　　　 0 n　　x　　　x　　　　x n平　a-x　　a-x　　　　x 恒温恒容时，压强之比等于物质的量之比，所以=，解得x=0.5a，用H2的分压表示的反应速率为v(H2)===2 kPa·min-1。 课时对点练 [分值：100分] [1~8题，每小题6分] 题组一　化学反应是有历程的 1.化学反应是有历程的，下列有关叙述错误的是(　　) A.所有的化学反应都由多个基元反应构成 B.化学反应不同，反应历程就不相同 C.反应物的结构和反应条件决定着一个反应的反应历程 D.由多个基元反应构成的化学反应中，其快慢取决于反应历程中的慢反应 答案　A 解析　某些反应是由多个基元反应构成的，而还有一些反应其本身就是一个基元反应，A错误；每个化学反应都有自己独特的反应历程，反应历程互不相同，B正确。 2.(2024·山东聊城高二联考)已知反应：2NO(g)+Br2(g)2NOBr(g)，其反应机理如下： ①NO(g)+Br2(g)NOBr2(g)　快反应； ②NO(g)+NOBr2(g)2NOBr(g)　慢反应。 下列有关该反应的说法正确的是(　　) A.该反应的反应速率主要取决于反应① B.NOBr2是该反应的催化剂 C.反应①②是基元反应 D.在不同条件下进行该反应，反应机理不会改变 答案　C 解析　慢反应决定整个反应的反应速率，所以该反应的反应速率主要取决于反应②，故A项错误；NOBr2是反应过程中的中间产物，不是该反应的催化剂，故B项错误；同一反应，在不同条件下的反应机理可能不同，故D项错误。 题组二　化学反应速率的表示方法及简单计算 3.一定条件下，向2 L密闭容器中加入2 mol N2和10 mol H2，发生反应：N2+3H22NH3，2 min时测得剩余N2 1 mol，下列表示前2 min内化学反应速率不正确的是(　　) A.v(N2)= 0.25 mol·L-1·min-1 B.v(H2)= 0.75 mol·L-1·min-1 C.v(NH3)= 1 mol·L-1·min-1 D.v(NH3)= 0.5 mol·L-1·min-1 答案　C 解析　v(N2)==0.25 mol·L-1·min-1，因为v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)=1∶3∶2，故v(H2)=0.75 mol·L-1·min-1，v(NH3)=0.5 mol·L-1·min-1。 4.(2024·山东师大附中高二期中)一定温度下，向容积为V L的恒容密闭容器中加入a mol A和b mol B，发生反应：aA(g)+bB(s)cC(g)，5 min时，测得C为x mol，下列有关说法正确的是(　　) A.5 min时，v(C)= mol·L-1·min-1 B.0~5 min内，v(B)= mol·L-1·s-1 C.0~5 min内，v(A)∶v(C)=a∶c D.0~5 min内，用A表示的化学反应速率为V mol·L-1·s-1 答案　C 解析　5 min时，测得C为x mol，则可以列出三段式： 　　　　　　　　　　　aA(g)+bB(s)cC(g) 起始物质的量/mol　　　　a　　b　　　　0 转化物质的量/mol　　　　　　　x 5 min时物质的量/mol　　a-　　b-　　x 化学反应速率一般指单位时间内的平均速率，不是瞬时速率，故A项错误；B为固体，不能用B的浓度变化表示化学反应速率，故B项错误；同一反应中，同一时间段内，各物质的化学反应速率之比等于其化学计量数之比，则0~5 min内，v(A)∶v(C)=a∶c，故C项正确；0~5 min内，用A表示的化学反应速率v(A)== mol·L-1·s-1，故D项错误。 5.在四个不同的容器中，在不同的条件下进行合成氨反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，根据下列在相同时间内测得的结果判断，生成氨的化学反应速率最快的是(　　) A.v(NH3)=0.012 mol·L-1·s-1 B.v(H2)=0.3 mol·L-1·min -1 C.v(N2)=0.2 mol·L-1·min -1 D.v(H2)=0.6 mol·L-1·min -1 答案　A 解析　同一化学反应中，同一时间段内，各物质的反应速率之比等于化学方程式中各物质化学式前的系数之比，则速率与系数的比值越大，说明反应速率越快。A项，v(NH3)=0.012 mol·L-1·s-1=0.72 mol·L-1·min-1，==0.36 mol·L-1·min-1；B项，==0.1 mol·L-1·min-1；C项，=0.2 mol·L-1·min-1；D项，==0.2 mol·L-1·min-1。 6.(2024·北京海淀高二检测)H2(g)+I2(g)2HI(g)在1 L的恒温容器中进行，反应过程中部分数据如表： 反应时间/min n(H2)/mol n(I2)/mol n(HI)/mol 0 4 4 0 10 2 若在起始时总压为p0 kPa，反应速率若用单位时间内分压的变化表示，而气态物质分压=总压×气态物质的物质的量分数，则10 min内H2(g)的反应速率为(　　) A.0.25p0 kPa·min-1 B.0.025p0 kPa·min-1 C.0.005p0 kPa·min-1 D.0.016p0 kPa·min-1 答案　B 解析　H2(g)+I2(g)2HI(g)为反应前后气体总物质的量不变的反应，则反应中的任意时刻总压不变，均为p0 kPa，列三段式： 　　　　　　　　H2(g)+I2(g)2HI(g) 起始/mol　　　　4　　　4　　　　0 转化/mol　　　　2　　　2　　　　4 10 min时/mol　　2　　　2　　　　4 反应前H2(g)的分压为×p0 kPa=0.5p0 kPa，10 min时H2(g)的分压为×p0 kPa=0.25p0 kPa，则10 min内用H2(g)表示的反应速率为=0.025p0 kPa·min-1。 题组三　化学反应速率的测定 7.化学反应速率可以通过实验测定。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。 8.下列测量化学反应速率的依据不可行的是(　　) 选项 化学反应 测量依据(单位时间内) A Zn(s)+H2SO4(aq)===ZnSO4(aq)+H2(g) 温度、压强一定时，气体体积变化 B Na2SO4+BaCl2BaSO4↓+2NaCl 沉淀质量变化 C CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g) 温度、体积一定时，体系压强变化 D H2O2+2HI2H2O+I2 溶液体积一定时，I-的浓度变化 答案　C 解析　C项，该反应是反应前后气体体积不变的反应，所以反应过程中混合气体的压强始终保持不变，测量依据不可行，符合题意。 [9~12题，每小题6分] 9.某温度下，浓度都是1 mol·L-1的两种气体X2和Y2，在密闭容器中反应生成Z，反应2 min后，测得参加反应的X2为0.6 mol·L-1，用Y2变化表示的反应速率v(Y2)=0.1 mol·L-1·min-1，生成的c(Z)=0.4 mol·L-1，则该反应的化学方程式为(　　) A.X2+2Y2===2XY2 B.2X2+Y2===2X2Y C.3X2+Y2===2X3Y D.X2+3Y2===2XY3 答案　C 解析　|Δc(Y2)|=v(Y2)·Δt=0.1 mol·L-1·min-1×2 min=0.2 mol·L-1，X2、Y2、Z变化的物质的量浓度之比为0.6∶0.2∶0.4=3∶1∶2，则化学方程式为3X2+Y2===2Z，再根据质量守恒，可得3X2+Y2===2X3Y，C正确。 10.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。 11.三氯乙烯(ClHCCCl2)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，故若高锰酸钾完全反应，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。 12.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。 13.(8分)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：S2+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。 14.(8分)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)。某科学实验小组将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 转化/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。 15.(12分)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)在图中将反应产物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)=0.2 mol·L-1-0.8 mol·L-1=-0.6 mol·L-1，v(A)==0.05 mol·L-1·s-1。 (2)前4 s内，Δc(A)=0.5 mol·L-1-0.8 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)反应产物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。 学科网（北京）股份有限公司 $