第二章　化學反應速率和化學平衡

第一節　化學反應速率

一、課標導航

二、核心綱要

1. 化學反應速率

（1）定義：化學反應速率是用來衡量化學反應進行快慢的物理量。

（2）表示方法：用單位時間內反應物濃度的減少或生成物的濃度增加來表示。

即

（3）單位：mol/（L·s）或mol/（L·min）。

【注】

① 上述化學反應速率是平均速率，而不是瞬時速率。

② 固體或純液體的濃度視為常數，其Δc的值不會改變，故一般不用固體或純液體表示化學反應速率。

③ 無論濃度的變化是增加還是減少，化學反應速率都取正值。

④ 對于同一個反應來說，用不同的物質來表示該反應的速率時，其數值不同，但每種物質都可以用來表示該反應的快慢，且表達的意義是相同的。

⑤ 在同一個反應中，各物質的反應速率之比等于方程式中的化學計量數之比。

⑥ 用化學反應速率來比較不同反應進行得快慢或同一反應在不同條件下反應的快慢時，應選擇同一物質來比較。

2. 化學反應速率的測定

（1）原理：化學反應速率是通過實驗測定的，任何一種與化學物質濃度（或質量）相關的性質在測量中都可以應用，包括能夠直接觀察的某些性質（如釋放出氣體的體積和體系壓強），還有顏色的深淺等。

（2）方法：

① 在溶液中，當反應物或產物本身有比較明顯的顏色時，我們常利用顏色深淺和顯色物質濃度間的正比關系來跟蹤反應過程和測量反應速率。

② 對于有氣體生成的反應，可以測定相同時間內氣體體積的多少或收集相同體積的氣體消耗時間的多少。

【思維技巧】

（1）比較化學反應速率的大小的方法。

① 統一標準法：將以某一物質表示的反應速率選定為比較標準，以其他物質表示的反應速率全部換算成同一物質表示的反應速率，然后按數值的大小直接比較速率的大小。

② 比較比值法：先求出不同的物質表示的速率，用各物質表示的速率除以各物質在化學方程式中各自的化學計量數，然后比較大小，其比值大的反應速率大。

（2）有關化學反應速率的計算規律。

① 在化學反應中物質的變化必經過三態，即起始態、變化態和最終態。對于化學反應速率、化學平衡及其他化學反應方面的計算，如能根據反應方程式，對應地列出三態的變化，那么便可使分析、解題變得一目了然。

② 化學反應速率的計算與分析技巧要充分利用速率之比等于化學方程式中的計量數之比，即對于反應aA+bB=cC+dD，有vA∶vB∶vC∶vD=ΔcA∶ΔcB∶ΔcC∶ΔcD=ΔnA∶ΔnB∶ΔnC∶ΔnD=a∶b∶c∶d

（3）確定化學反應方程式的步驟及方法。

① 反應物和生成物的確定。反應物的物質的量、質量或濃度隨反應的進行不斷減小，生成物的上述量隨反應的進行不斷增加。

② 各物質化學計量數的確定。如：aA（g）+bB（g）=cC（g）+dD（g）

a∶b∶c∶d（化學計量數之比）=ΔnA∶ΔnB∶ΔnC∶ΔnD（物質的量的變化量之比）

=ΔcA∶ΔcB∶ΔcC∶ΔcD（物質的量濃度的變化量之比）

=vA∶vB∶vC∶vD（反應速率之比）

（4）轉化率。

某反應物M的轉化率為：

三、全能突破

基礎演練

1. 在比較化學反應速率時，不可以利用的相關性質為（　　）。

A. 氣體的體積和體系的壓強

B. 顏色的深淺

C. 固體物質的量的多少

D. 反應的劇烈程度

2. 對于反應CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑，下列說法正確的是（　　）。

A. 用HCl和CaCl2表示的反應速率數值不同，但所表示的意義相同

B. 不能用CaCO3的濃度變化來表示反應速率，但可用水來表示

C. 用H2O和CO2表示的化學反應速率相同

D. 用CaCl2濃度的減小表示其反應速率

3. 在不同情況下測得A（g）+3B（g）?2C（g）+2D（g）的下列反應速率，其中反應速率最大的是（　　）。

A. v（D）=0.4mol·L-1·s-1

B. v（C）=0.5mol·L-1·s-1

C. v（B）=0.6mol·L-1·s-1

D. v（A）=0.15mol·L-1·s-1

4. 合成氨反應：3H2+N2?2NH3其反應速率可以分別用v（H2）、v（N2）、v（NH3）[單位均為mol/（L·s）]表示，則正確的關系是（　　）。

A. v（H2）=v（N2）=v（NH3）

B. v（N2）=2v（NH3）

C. v（H2）=

D. v（N2）=3v（H2）

5. 某溫度下，濃度都是1mol/L的兩種氣體X2和Y2，在密閉容器中反應生成氣體Z，經過tmin后，測得各物質的濃度分別為c（X2）=0.4mol/L，c（Y2）=0.6mol/L，c（Z）=0.4mol/L，則該反應的化學方程式可表示為（　　）。

A. 2X2+3Y2?2X2Y3

B. 3X2+2Y2?2X3Y2

C. X2+2Y2?2XY2

D. 2X2+Y2?2X2Y

6. 用純凈的CaCO3和稀HCl反應制CO2，實驗過程記錄如圖2-1-1所示。

下列分析正確的是（　　）。

A. OE段表示的反應速率最快

B. EF段表示的反應速率最快

C. GF段收集的CO2最多

D. OG段表示反應速率越來越快

7. 甲乙兩容器內都進行A→B的反應，甲中每分鐘減少4mol A，乙中每分鐘減少2mol A，則兩容器中的反應速率（　　）。

A. 甲快

B. 乙快

C. 相等

D. 無法確定

能力提升

8. 將4mol A氣體和2mol B氣體在2L的容器中混合并在一定條件下發生如下反應2A（g）+B（g）?2C（g），若經2s后測得C的濃度為0.6mol·L-1，現有下列幾種說法：

① 用物質A表示的反應的平均速率為0.3mol·L-1·s-1

② 用物質B表示的反應的平均速率為0.6mol·L-1·s-1

③ 2s時物質A的轉化率為70%

④ 2s時物質B的濃度為0.7mol·L-1

其中正確的是（　　）。

A. ①③

B. ①④

C. ②③

D. ③④

9. 一定溫度下，在2L的密閉容器中，X、Y、Z三種氣體的物質的量隨時間變化的曲線如圖2-1-2所示：

下列描述正確的是（　　）。

A. 反應開始到10s，用Z表示的反應速率為0.158mol/（L·s）

B. 反應開始到10s，X的物質的量濃度減少了0.79mol/L

C. 反應開始到10s時，Y的轉化率為79.0%

D. 反應的化學方程式為：X（g）+Y（g）?Z（g）

10. 一定溫度下，向容積為2L的密閉容器中通入兩種氣體發生化學反應，反應中各物質的物質的量變化如圖2-1-3所示，對該反應的推斷合理的是（　　）。

A. 該反應的化學方程式為3B+4D?6A+2C

B. 反應進行到1s時，v（A）=v（D）

C. 反應進行到6s時，B的平均反應速率為0.05mol/（L·s）

D. 反應進行到6s時，各物質的反應速率相等

11. 將6mol H2和3molCO充入容積為0.5L的密閉容器中，進行如下反應：2H2（g）+CO（g）?CH3OH（g），6秒末時容器內壓強為開始時的0.6倍. 則CO的轉化率為（　　）。

A. 30%

B. 40%

C. 60%

D. 80%

12. 在一定條件下，在2L的密閉容器中充入2molSO2和一定量的O2，發生反應2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g），進行到4min時，測得n（SO2）=0.4mol，若反應進行到2min時，容器中n（SO2）為（　　）。

A. 1.6mol

B. 1.2mol

C. 大于1.6mol

D. 小于1.2mol

13. 將等物質的量的A、B混合于2L的密閉容器中，發生如下反應3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g），經5min后，測得D的濃度為0.5mol/L，c（A）∶c（B）=3∶5，C的平均反應速率為0.1mol/（L·min）。求

（1）此時A的濃度c（A）=_______mol/L，反應開始前容器中的A、B的物質的量：n（A）=n（B）=_______mol。

（2）B的平均反應速率v（B）=_______mol/（L·min）。

（3）x的值為_______。

高考鏈接

14. （2014北京）在一定溫度下，10mL 0.40mol/L H2O2溶液發生催化分解。不同時刻測得生成O2的體積（已折算為標準狀況）如表2-1-1所示。

下列敘述不正確的是（溶液體積變化忽略不計）（　　）。

A. 0~6min的平均反應速率：v（H2O2）≈3.3×10-2mol/（L·min）

B. 6~10min的平均反應速率：v（H2O2）<3.3×10-2mol/（L·min）

C. 反應6min時，c（H2O2）=0.30mol/L

D. 反應6min時，H2O2分解了50%

巔峰突破

15. 加入0.1mol MnO2粉末于50mL過氧化氫（H2O2，ρ=1.1g/mL）中，在標準狀況下放出氣體的體積和時間的關系如圖2-1-4所示。

（1）實驗時放出氣體的總體積是_______。

（2）放出一半氣體所需時間為_______。

（3）反應放出氣體所需時間為_______。

（4）A、B、C、D各點反應速率快慢的順序為_______。

（5）計算H2O2的初始物質的量的濃度。

（6）求反應到2min時，H2O2的質量分數。

注：第12、15題視頻二維碼參見“答案與提示”部分。