第二章　化学反应速率和化学平衡

第一节　化学反应速率

一、课标导航

二、核心纲要

1. 化学反应速率

（1）定义：化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的物理量。

（2）表示方法：用单位时间内反应物浓度的减少或生成物的浓度增加来表示。

即

（3）单位：mol/（L·s）或mol/（L·min）。

【注】

① 上述化学反应速率是平均速率，而不是瞬时速率。

② 固体或纯液体的浓度视为常数，其Δc的值不会改变，故一般不用固体或纯液体表示化学反应速率。

③ 无论浓度的变化是增加还是减少，化学反应速率都取正值。

④ 对于同一个反应来说，用不同的物质来表示该反应的速率时，其数值不同，但每种物质都可以用来表示该反应的快慢，且表达的意义是相同的。

⑤ 在同一个反应中，各物质的反应速率之比等于方程式中的化学计量数之比。

⑥ 用化学反应速率来比较不同反应进行得快慢或同一反应在不同条件下反应的快慢时，应选择同一物质来比较。

2. 化学反应速率的测定

（1）原理：化学反应速率是通过实验测定的，任何一种与化学物质浓度（或质量）相关的性质在测量中都可以应用，包括能够直接观察的某些性质（如释放出气体的体积和体系压强），还有颜色的深浅等。

（2）方法：

① 在溶液中，当反应物或产物本身有比较明显的颜色时，我们常利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应过程和测量反应速率。

② 对于有气体生成的反应，可以测定相同时间内气体体积的多少或收集相同体积的气体消耗时间的多少。

【思维技巧】

（1）比较化学反应速率的大小的方法。

① 统一标准法：将以某一物质表示的反应速率选定为比较标准，以其他物质表示的反应速率全部换算成同一物质表示的反应速率，然后按数值的大小直接比较速率的大小。

② 比较比值法：先求出不同的物质表示的速率，用各物质表示的速率除以各物质在化学方程式中各自的化学计量数，然后比较大小，其比值大的反应速率大。

（2）有关化学反应速率的计算规律。

① 在化学反应中物质的变化必经过三态，即起始态、变化态和最终态。对于化学反应速率、化学平衡及其他化学反应方面的计算，如能根据反应方程式，对应地列出三态的变化，那么便可使分析、解题变得一目了然。

② 化学反应速率的计算与分析技巧要充分利用速率之比等于化学方程式中的计量数之比，即对于反应aA+bB=cC+dD，有vA∶vB∶vC∶vD=ΔcA∶ΔcB∶ΔcC∶ΔcD=ΔnA∶ΔnB∶ΔnC∶ΔnD=a∶b∶c∶d

（3）确定化学反应方程式的步骤及方法。

① 反应物和生成物的确定。反应物的物质的量、质量或浓度随反应的进行不断减小，生成物的上述量随反应的进行不断增加。

② 各物质化学计量数的确定。如：aA（g）+bB（g）=cC（g）+dD（g）

a∶b∶c∶d（化学计量数之比）=ΔnA∶ΔnB∶ΔnC∶ΔnD（物质的量的变化量之比）

=ΔcA∶ΔcB∶ΔcC∶ΔcD（物质的量浓度的变化量之比）

=vA∶vB∶vC∶vD（反应速率之比）

（4）转化率。

某反应物M的转化率为：

三、全能突破

基础演练

1. 在比较化学反应速率时，不可以利用的相关性质为（　　）。

A. 气体的体积和体系的压强

B. 颜色的深浅

C. 固体物质的量的多少

D. 反应的剧烈程度

2. 对于反应CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑，下列说法正确的是（　　）。

A. 用HCl和CaCl2表示的反应速率数值不同，但所表示的意义相同

B. 不能用CaCO3的浓度变化来表示反应速率，但可用水来表示

C. 用H2O和CO2表示的化学反应速率相同

D. 用CaCl2浓度的减小表示其反应速率

3. 在不同情况下测得A（g）+3B（g）⇌2C（g）+2D（g）的下列反应速率，其中反应速率最大的是（　　）。

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. 合成氨反应：3H2+N2⇌2NH3其反应速率可以分别用v（H2）、v（N2）、v（NH3）[单位均为mol/（L·s）]表示，则正确的关系是（　　）。

A. v（H2）=v（N2）=v（NH3）

B. v（N2）=2v（NH3）

C. v（H2）=

D. v（N2）=3v（H2）

5. 某温度下，浓度都是1mol/L的两种气体X2和Y2，在密闭容器中反应生成气体Z，经过tmin后，测得各物质的浓度分别为c（X2）=0.4mol/L，c（Y2）=0.6mol/L，c（Z）=0.4mol/L，则该反应的化学方程式可表示为（　　）。

A. 2X2+3Y2⇌2X2Y3

B. 3X2+2Y2⇌2X3Y2

C. X2+2Y2⇌2XY2

D. 2X2+Y2⇌2X2Y

6. 用纯净的CaCO3和稀HCl反应制CO2，实验过程记录如图2-1-1所示。

下列分析正确的是（　　）。

A. OE段表示的反应速率最快

B. EF段表示的反应速率最快

C. GF段收集的CO2最多

D. OG段表示反应速率越来越快

7. 甲乙两容器内都进行A→B的反应，甲中每分钟减少4mol A，乙中每分钟减少2mol A，则两容器中的反应速率（　　）。

A. 甲快

B. 乙快

C. 相等

D. 无法确定

能力提升

8. 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2A（g）+B（g）⇌2C（g），若经2s后测得C的浓度为0.6mol·L-1，现有下列几种说法：

① 用物质A表示的反应的平均速率为0.3mol·L-1·s-1

② 用物质B表示的反应的平均速率为0.6mol·L-1·s-1

③ 2s时物质A的转化率为70%

④ 2s时物质B的浓度为0.7mol·L-1

其中正确的是（　　）。

A. ①③

B. ①④

C. ②③

D. ③④

9. 一定温度下，在2L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2-1-2所示：

下列描述正确的是（　　）。

A. 反应开始到10s，用Z表示的反应速率为0.158mol/（L·s）

B. 反应开始到10s，X的物质的量浓度减少了0.79mol/L

C. 反应开始到10s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）

10. 一定温度下，向容积为2L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图2-1-3所示，对该反应的推断合理的是（　　）。

A. 该反应的化学方程式为3B+4D⇌6A+2C

B. 反应进行到1s时，v（A）=v（D）

C. 反应进行到6s时，B的平均反应速率为0.05mol/（L·s）

D. 反应进行到6s时，各物质的反应速率相等

11. 将6mol H2和3molCO充入容积为0.5L的密闭容器中，进行如下反应：2H2（g）+CO（g）⇌CH3OH（g），6秒末时容器内压强为开始时的0.6倍. 则CO的转化率为（　　）。

A. 30%

B. 40%

C. 60%

D. 80%

12. 在一定条件下，在2L的密闭容器中充入2molSO2和一定量的O2，发生反应2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g），进行到4min时，测得n（SO2）=0.4mol，若反应进行到2min时，容器中n（SO2）为（　　）。

A. 1.6mol

B. 1.2mol

C. 大于1.6mol

D. 小于1.2mol

13. 将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中，发生如下反应3A（g）+B（g）⇌xC（g）+2D（g），经5min后，测得D的浓度为0.5mol/L，c（A）∶c（B）=3∶5，C的平均反应速率为0.1mol/（L·min）。求

（1）此时A的浓度c（A）=_______mol/L，反应开始前容器中的A、B的物质的量：n（A）=n（B）=_______mol。

（2）B的平均反应速率v（B）=_______mol/（L·min）。

（3）x的值为_______。

高考链接

14. （2014北京）在一定温度下，10mL 0.40mol/L H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积（已折算为标准状况）如表2-1-1所示。

下列叙述不正确的是（溶液体积变化忽略不计）（　　）。

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

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

C. 反应6min时，c（H2O2）=0.30mol/L

D. 反应6min时，H2O2分解了50%

巅峰突破

15. 加入0.1mol MnO2粉末于50mL过氧化氢（H2O2，ρ=1.1g/mL）中，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图2-1-4所示。

（1）实验时放出气体的总体积是_______。

（2）放出一半气体所需时间为_______。

（3）反应放出气体所需时间为_______。

（4）A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为_______。

（5）计算H2O2的初始物质的量的浓度。

（6）求反应到2min时，H2O2的质量分数。

注：第12、15题视频二维码参见“答案与提示”部分。