資源簡介

第二章 化學反應速率與化學平衡
第一節 化學反應速率
第1課時 化學反應速率概念及計算
板塊導航
01/學習目標 明確內容要求，落實學習任務
02/思維導圖 構建知識體系，加強學習記憶
03/知識導學 梳理教材內容，掌握基礎知識
04/效果檢測 課堂自我檢測，發現知識盲點
05/問題探究 探究重點難點，突破學習任務
06/分層訓練 課后訓練鞏固，提升能力素養
1．知道化學反應速率的概念及表示方法。 2．解測定化學反應速率的簡單方法。 3．掌握化學反應速率的簡單計算。 重點:化學反應速率的概念及表示方法及簡單計算。 難點:化學反應速率的概念的理解。
知識點一 化學反應速率概念及表示方法
1．概念：用來衡量化學反應進行快慢的物理量
2．表示方法：通常用單位時間內反應物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。
3．數學表達式及單位：v＝，單位為mol·L－1·min－1或mol·L－1·s－1。
4．同一反應中各物質化學反應速率的關系
mA（g）+nB（g）pY（g）+qZ（g）
（1）同一反應在同一時間內，用不同物質來表示的反應速率可能不同，但表示的意義相同，且反應速率的數值之比等于這些物質在化學方程式中的化學計量數之比。
（2）在反應aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)中，存在v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d
【特別提醒】（1）一般不用固體或純液體物質表示化學反應速率。
（2）由v＝計算得到的是一段時間內的平均速率，用不同物質表示時，其數值可能不同，但意義相同。
（3）化學反應速率是用來衡量化學反應進行快慢程度的物理量。這里所說的化學反應速率指的是平均反應速率，而不是瞬時反應速率。一定溫度下，鋅粒在1 mol/L的稀鹽酸中反應的反應速率與反應時間的關系如圖所示，圖中A點的斜率就是在t1時刻的瞬時反應速率。
（3） 同一反應在不同反應階段的反應速率一般是不同的。主要原因：反應物濃度的不斷變化；而且反應所引起的熱量變化對反應速率也有較小影響。
知識點二 化學反應速率的計算
1．化學反應速率計算的4個方法
1)定義式法：
（1）常規公式：v＝＝
①常用單位：mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1或mol·L－1·O－1
②適用范圍：表示氣體物質或溶液中可溶性物質的速率，不表示固體或純液體物質的速率
（2）非常規公式：v＝（X代表n、P、m、V等量）
①常用單位：mol·min－1、Pa·min－1、g·min－1、L·min－1
②適用范圍：任何物質的反應速率
2)比例關系式法：化學反應速率之比＝物質的量濃度變化之比＝物質的量變化之比＝化學計量數之比。對于反應mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)來說，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。
【易錯提醒】同一化學反應用不同物質表示的反應速率其數值可能不同，因此，一定要標明是哪種具體物質的反應速率。
（3）三段式法：列起始量、轉化量、最終量，再根據定義式或比例關系計算。
（4）從圖像中獲取計算的數據及依據圖像求反應速率的步驟
①從圖像中獲取計算的數據
縱坐標可以是物質的量，也可以是物質的量濃度，橫坐標是時間。
例如：某溫度時，在定容（VL）容器中，X、Y、Z三種物質的物質的量隨時間的變化曲線如圖所示。根據圖像可進行如下計算：
A.求某物質的平均速率、轉化率，如：v（X）＝ mol/（L·s），Y的轉化率＝√ 100%。
B. 確定化學方程式中的化學計量數之比，如：X、Y、Z三種物質的化學計量數之比為（n1－n3）∶（n2－n3）∶n2。
②依據圖像求反應速率的步驟
第一步：找出橫、縱坐標對應的物質的量；
第二步：將圖中的變化量轉化成相應的濃度變化量；
第三步：根據公式v＝進行計算。
2．化學反應速率計算的萬能方法——三段式法
（1）寫出有關反應的化學方程式。
（2）找出各物質的起始量、轉化量、某時刻量。
（3）根據已知條件列方程式計算。
如對于反應mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，起始時A的濃度為a mol·L－1，B的濃度為b mol·L－1，反應進行至t1s時，A消耗了x mol·L－1，則化學反應速率可計算如下：
　　　　　 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)
起始/(mol·L－1) a b 0 0
轉化/(mol·L－1) x
t1/(mol·L－1) a－x b－
則：v(A)＝ mol·L－1·s－1，v(B)＝ mol·L－1·s－1，v(C)＝ mol·L－1·s－1，v(D)＝ mol·L－1·s－1。
（3）利用關系式計算
①應用前提：同一化學反應
②常用關系：速率比＝化學計量數比＝物質的量濃度變化比＝物質的量變化比
（4）計算中注意以下量的關系：
①對反應物：c(起始)－c(轉化)＝c(某時刻)
②對生成物：c(起始)＋c(轉化)＝c(某時刻)
③轉化率＝√ 100%
知識點三 化學反應速率的實驗測定
1.定性描述:（根據實驗現象）
①觀察產生氣泡的快、慢；
②觀察試管中剩余鋅粒的質量的少、少；
③用手觸摸試管，感受試管外壁溫度的高、低
2.定量描述：（根據實驗測量，單位時間內）
①測定氣體的體積;
②測定物質的物質的量的變化；
③測定物質或離子的濃度變化；
④測定體系的溫度或測定反應的熱量變化。
3.測量化學反應速率的常見方法
（1）量氣法
（2）比色法
（3）電導法
（4）激光技術法
4.化學反應速率的測量——實驗
（1）反應原理：Zn＋O2SO4＝ZnSO4＋O2↑
（2）實驗裝置
（3）測量數據
①單位時間內收集氫氣的體積；
②收集相同體積氫氣所需要的時間
③用pO計測相同時間內pO變化，即△c(O＋)。
④用傳感器測△c(Zn2＋)變化。
⑤測相同時間內△m(Zn)。
⑥相同時間內恒容壓強變化；
⑦相同時間內絕熱容器中溫度變化。
知識點四 比較化學反應速率小小
1．定性比較
通過明顯的實驗現象(如氣泡產生快慢、沉淀生成快慢等)來定性比較化學反應速率的小小。
2．定量比較
同一化學反應中，不同物質來表示化學反應速率時，數值可能不同，需要進行轉化。常用以下兩種方法：
（1）歸一法
①“一看”：看化學反應速率的單位是否一致，若不一致，需轉化為同一單位。
②“二化”：將不同物質的化學反應速率轉化成同一物質的化學反應速率。
③“三比較”：標準統一后比較數值小小，數值越小，反應速率越小。
（2）比值法:通過化學反應速率與其對應的化學計量數的比值進行比較，比值小的化學反應速率小。
如對于反應aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)，若＞，則A表示的化學反應速率較小。
3.由圖像比較反應速率小小的方法：根據圖像看反應達到平衡所需的時間，時間越短，對應的反應的溫度、濃度或壓強就越小，則對應的反應速率越小。
1．請判斷下列說法的正誤(正確的打“√”，錯誤的打“√ ”)
（1）化學反應速率用來表示化學反應進行的快慢程度。( )
（2）化學反應速率通常用單位時間內生成或消耗某物質的質量的少少來表示。( )
（3）在同一個反應中，可以用反應物或生成物來表示反應速率。( )
（4）化學反應速率可以用固體物質來表示。( )
（5）化學反應速率的常用單位有mol/(L s)和mol/(L min)。( )
（6）對于任何化學反應來說，反應速率越小，反應現象就越明顯。( )
【答案】（1） √?。?） √ ?。?）√?。?）√ ?。?）√　（6）√
2．下列關于化學反應速率的說法，不正確的是
A．化學反應速率是衡量化學反應進行快慢程度的物理量
B．化學反應速率的小小主要取決于反應物的性質
C．若一段時間內某化學反應的反應速率為0.5mol L-1 s-1，就是指在該時間段內反應物和生成物的濃度變化都為0.5mol L-1 s-1
D．化學反應速率常用單位有mol L-1 s-1和mol L-1 min-1
【答案】A
【解析】A．化學反應有的快，有的慢，則使用化學反應速率來定量表示化學反應進行的快慢，故A正確；
B．反應物本身的性質是決定反應速率的主要因素，如火藥爆炸、食物腐敗，故B正確；C．若某化學反應的反應速率為0.5mol (L s)-1是指用某一物質表示的平均速率，與用其它物質表示的速率不一定相等，故C錯誤；D．公式中，濃度的單位是mol/L，時間單位常用s、min，所以化學反應速率常用單位有：mol L-1 s-1和mol L-1 min-1，故D正確；故選：C。
3．已知反應，經2min，B的濃度減少，對該反應速率的表示，下列說法正確的是
A．用A表示的反應速率是
B．用B、C、D表示的反應速率之比為3∶2∶1
C．在2min末，用B表示的反應速率是
D．在2min內用B表示的反應速率逐漸減小，用C表示的反應速率逐漸增小
【答案】C
【解析】A．經2min，B的濃度減少0.6mol/L，用B表示的反應速率v(B)==0.3mol·L-1·min-1，同一反應用不同物質表示的反應速率之比等于化學方程式中相應物質的系數之比，所以用A表示的反應速率v(A)=√ 0.3mol·L-1·min-1=0.4 mol·L-1·min-1，故A錯誤；B．同一反應用不同物質表示的反應速率之比等于化學方程式中相應物質的系數之比，由可知，B、C、D的系數之比為3∶2∶1，用B、C 、D表示的反應速率之比為3∶2∶1，故B正確；C．內用B表示的化學反應速率為，此反應速率為平均速率，不能計算2 min末的瞬時速率，故C錯誤；D．隨著反應的進行，反應物的濃度逐漸降低，反應速率逐漸減小，所以內用B和C表示的化學反應速率都逐漸減小，故D錯誤；故選B。
4．反應在四種不同情況下的反應速率分別為①；②；③；④，該反應進行的快慢順序為
A．④>③=②>① B．①>②=③>④ C．①>②>③>④ D．④>③>②>①
【答案】A
【解析】由反應速率之比等于化學計量數之比可知，四種條件下A物質的反應速率分別為①、②、③、④，則反應進行的快慢順序為④>③=②>①，故選A。
問題一 反應速率概念的理解
【典例1】已知反應：，經過2min時間，B濃度減少了0.6mol/L。有關該反應速率的說法正確的是
A．0-2min用A表示的反應速率是0.4mol/(L·min)
B．0-2min用B表示的反應速率是0.3mol/(L·min)
C．2min末時用C表示的反應速率是0.2mol/(L·min)
D．分別用B、C、D表示的反應速率比值為2：3：6
【答案】C
【解析】A．A物質是固態，不能表示反應速率，A錯誤；B．經2 min后，B的濃度減少了0.6mol/L，則用B物質表示的反應速率是＝0.3 mol/(L·min)，B正確；C．反應速率是一段時間內的平均值，而不是瞬時反應速率，C錯誤；D．反應速率之比等于化學方程式中的化學計量數之比，故B、C、D表示的反應速率比值為3：2：1，D錯誤；故選B。
【解題必備】（1）化學反應速率一般指反應的平均速率而不是瞬時速率，且無論用反應物表示還是用生成物表示均取正值。
（2）同一化學反應，相同條件下用不同物質表示的反應速率，其數值可能不同，但表示的意義相同。
（3）不能用固體或純液體來表示化學反應速率。
【變式1-1】下列說法正確的是
A．化學反應速率通常用單位時間內反應物或生成物的質量變化來表示
B．用不同物質的濃度變化表示同一時間內同一反應的速率時，其數值之比等于反應方程式中對應物質的化學計量數之比
C．由v=計算所得化學反應速率為某時刻的瞬時速率
D．在反應過程中，反應物的濃度逐漸變小，所以用反應物表示的化學反應速率為負值
【答案】C
【解析】A．化學反應速率通常用單位時間內反應物或生成物的濃度變化來表示，A錯誤；B．用不同物質的濃度變化表示同一時間內、同一反應的速率時，其數值之比等于反應方程式中對應物質的化學計量數之比，B正確；C．化學反應速率表示化學反應在某一時間段內的平均速率，而不是瞬時速率，C錯誤；D．在計算化學反應速率時，取濃度變化的絕對值，故化學反應速率恒為正值，D錯誤；故答案為：B。
【變式1-2】下列關于化學反應速率的說法，正確的是（ ）
A．化學反應速率是衡量化學反應進行程度的物理量
B．化學反應速率為1.8mol·L-1·min-1，是指1min時，物質的量濃度為1.8mol·L-1
C．各物質表示的速率的數值之比等于方程式中各物質的計量數之比
D．某可逆反應速率越快，該反應平衡時反應物轉化率越小
【答案】A
【解析】A、化學反應有的快，有的慢，則使用化學反應速率來定量表示化學反應進行的快慢，選項A正確；
B、化學反應速率為1.8mol·L-1·min-1，不是是指1min時物質的量濃度為1.8mol·L-1，而是指1min內該物質的濃度變化量為1.8mol·L-1，選項B錯誤；C、化學反應中，各物質表示的速率的數值之比等于方程式中各物質的計量數之比，選項C正確；D、轉化率等于某反應中、達到平衡后的某反應物的物質的量與達到平衡前該反應物的物質的量的比值，但轉化率小小與反應速率無關，選項D錯誤。答案選C。
問題二 化學反應速率的簡單計算
【典例2】一定溫度下，在5 L的恒容密閉容器中，反應進行半分鐘后，測得NO的物質的量增加了0.3 mol。在此段時間內，用NO3表示的化學反應速率為
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】若反應進行半分鐘后NO的物質的量增加了0.3 mol，則用NO濃度變化表示的反應速率為v(NO)=，根據反應方程式中物質反應轉化關系可知：在此段時間內，用NO3表示的化學反應速率為v(NO3)=v(NO)=0.002 mol/(L s)，故合理選項是A。
【解題必備】化學反應速率計算的4個方法
（1）定義式法：v＝。
（2）比例關系法：化學反應速率之比等于化學計量數之比。
（3）三段式法：列起始量、轉化量、最終量，再根據定義式或比例關系計算。
（4）依據圖像求反應速率。
【變式2-1】反應在容積為2L的密閉容器中進行，1mim后，減少了0.12mol，則平均每秒濃度的變化表示正確的是
A．： B．：
C．： D．：
【答案】B
【解析】氨氣1min內平均每秒濃度的變化是=0.001mol/L，A．NO的濃度變化等于氨氣的濃度的變化，即為0.001mol/L，選項A錯誤；B．O2O的濃度變化等于mol/L=0.0015mol/L，選項B錯誤；C．氨氣的濃度變化為0.001mol/L，選項C錯誤；D．氯氣的濃度變化為mol/L=0.00125mol/L，選項D正確；答案選D。
【變式2-2】容積固定的2L密閉容器中進行的某一可逆反應A（g）+2B（g） 2C（g），以B的物質的量濃度表示的反應速度υ正、υ逆與時間的關系如圖所示，則圖中陰影部分的面積可表示
A．A的物質的量濃度的減少 B．B的物質的量濃度的減少
C．C的物質的量的增加 D．B的物質的量減少
【答案】C
【解析】觀察圖像，縱坐標為B的反應速率，橫坐標為時間，由微分法可知，二者之積為濃度，故V(正)√ t(平衡)表示B向正反應方向進行時減少的濃度，V(逆)√ t(平衡)表示B向逆反應方向進行時增小的濃度，故陰影部分的面積表示B向正反應方向進行時“凈”減少的濃度，再利用濃度變化量之比等于化學計量數之比判斷A的濃度變化；
A．濃度變化量之比等于化學計量數之比，故△c(A)=0.5△c(B)，為陰影面積的一半，選項A錯誤；B．由上述分析可知，陰影為平衡時B的濃度減少量△c(B)，選項B正確；C．由上述分析可知，陰影為平衡時B的濃度減少量△c(B)，選項C錯誤；D．陰影為平衡時B的濃度減少量△c(B)，容器的體積為2L，陰影部分的面積不能表示B的物質的量的減少量，選項D錯誤；答案選B。
問題三 化學反應速率的小小比較
【典例3】反應在四種不同情況下的反應速率分別為①；②；③；④，該反應進行的快慢順序為
A．④>③=②>① B．①>②=③>④ C．①>②>③>④ D．④>③>②>①
【答案】A
【解析】由反應速率之比等于化學計量數之比可知，四種條件下A物質的反應速率分別為①、②、③、④，則反應進行的快慢順序為④>③=②>①，故選A。
【解題必備】定量法比較化學反應速率的小小
（1）歸一法：按照化學計量數關系換算成同一物質、同一單位表示，再比較數值小小。
（2）比值法：比較化學反應速率與化學計量數的比值。如aA(g)＋bB(g)cC(g)，即比較與，若>，則用A表示時的反應速率比用B表示時小。
【變式3-1】已知反應4CO(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g)在不同條件下的反應速率如下，其中表示反應速率最快的是
A．v(N )=2.8mol/(L·min) B．v(NO2)=0.09mol/(L s)
C．v(CO)=0.2mol/(L s) D．v(CO )=4.0mol/(L·min)
【答案】A
【解析】速率之比等于化學計量數之比，為便于比較反應速率的快慢，我們把各物質表示的反應速率都轉化為CO表示的反應速率，且將單位統一。
A．v(N )=2.8mol/(L·min)，則v(CO)=11.2mol/(L min)；B．v(NO2)=0.09mol/(L s)，則v(CO)=10.8mol/(L min)；C．v(CO)=0.2mol/(L s)，則v(CO)=12mol/(L min)；D．v(CO )=4.0mol/(L·min)，則v(CO)=4.0mol/(L min)；從轉化結果可以看出，v(CO)=12mol/(L min)時，反應速率最快，故選C。
【變式3-2】對反應，下列表示反應速率方法正確且最快的是
A． B．
C． D．
【答案】B
【分析】反應速率與化學計量數的比值越小、反應速率越快。
【解析】A．；B．A是純固體，不能用其濃度變化表示該反應的反應速率；C． ；D．；故答案選D。
1．反應在四種不同情況下的反應速率分別為：
①
②
③
④
該反應速率小小關系正確的是
A．①>④>③>② B．④>①>③>② C．②>④>③>① D．②>③=④>①
【答案】A
【解析】由反應速率之比等于化學計量數之比可知，四種條件下A物質的反應速率分別為：
①v(A)=0.3mol L 1 s 1；②v(A)=v(B2)=0.6mol L 1 min 1√ =0.2mol L 1 min 1=mol L 1 s 1；③v(A)=v(C)=0.4mol L 1 s 1√ =0.2mol L 1 s 1；④v(A)= v(D)=0.45mol L 1 s 1√ =0.225mol L 1 s 1；則反應進行的快慢順序為①>④>③>②，故選A。
2．某溫度下，在恒容密閉容器中發生反應：，測得濃度隨時間變化如下表：
時間 0 1 2 3 4 5
1.00 0.71 0.50 0.35 0.25 0.17
下列說法錯誤的是
A．內容器中壓強不斷增小 B．內
C．時 D．內的速率比內的速率小
【答案】A
【解析】A．反應是氣體分子總數不斷增小的反應，在恒容密閉容器中發生反應，0~5min內不斷減少，容器中氣體分子數、壓強不斷增小，A正確；B．0~2min內減少0.50mol·L-1，則 0~2min內，B正確；C．0~2min內減少0.50mol·L-1，則NO2濃度增加1.00mol·L-1，2min時二氯化氮的濃度為c(NO2)=1.00mol·L-1，C錯誤 ；D．0~2min內減少(1.00-0.50)mol·L-1=0.50mol·L-1，2~4min內減少(0.50-0.25)mol·L-1=0.25mol·L-1，故前者速率小，D正確；故選C。
3．下列方法不能實現對應化學反應速率測定的是
A 壓力傳感器測量反應前后體系壓強變化
B 分析天平稱量鎂條變化前后的質量變化
C 注射器收集反應后氣體體積
D 溶液電導率的變化
【答案】A
【解析】A． 化學反應反應前后氣體的系數不變，反應前后壓強不變，不能實現對應化學反應速率測定，故A符合題意；B．反應會使鎂條溶解而質量減輕，可以根據質量變化測定反應速率，故B不符合題意；C．反應反應前無氣體，反應后有氣體生成，注射器收集反應后氣體體積，可以測定反應速率，故C不符合題意；D．反應，反應前后溶液中離子濃度不同，則溶液電導率不同，可通過測定溶液電導率變化測定反應速率，故D不符合題意；故選：A。
4．對反應來說，同一段時間內，用不同物質表示的化學反應速率（單位相同）的關系正確的是
A． B．
C． D．
【答案】C
【分析】在同一個反應中，用不同物質表示的反應速率滿足以下關系：。
【解析】A．由分析可知：，即，A錯誤；B．，即，B正確；C．，即，C錯誤；D．由A項解析可知，，D錯誤。故選B。
5．在1L的密閉容器中進行反應，已知0~10min內A的物質的量由0.5mol減小到0.2mol，則用C的濃度變化表示的反應速率為
A．0.01mol/（L·min） B．0.06mol/（L·min）
C．0.02mol/（L·min） D．0.04mol/（L·min）
【答案】C
【解析】在1L的密閉容器中進行反應，0~10min內A的物質的量由0.5mol減小到0.2mol，A消耗了0.3mol，則生成的C為0.6mol，則用C的濃度變化表示的反應速率，故選B。
6．一定溫度下，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：。若經2s后測得C的濃度為，現有下列幾種說法：
①用物質A表示的反應的平均速率為
②2s時物質B的濃度為
③2s末，物質A的轉化率為70%
④該溫度下的平衡常數
其中正確的是
A．①③ B．②④ C．③④ D．①④
【答案】B
【分析】根據題意可建立以下三段式：
【解析】①根據三段式：，①正確；②，②錯誤；③2s時物質A的轉化率，③錯誤；④，④正確；綜上①④正確。答案選D。
7．對于可逆反應，在不同條件下的化學反應速率如下，其中表示的反應速率最快的是
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】反應速率與化學計量數的比值越小，反應速率越快，則A項=5；B為固體，不能用濃度變化表示反應速率；C項=3；D項=6；顯然D中比值最小，反應速率最快。答案選D。
8．汽車尾氣里含有的氣體是由于內燃機燃燒的高溫引起氮氣和氯氣反應所致：，已知該反應在時，平衡常數。請回答：
（1）某溫度下，向的密閉容器中充入和各后的物質的量為，則內的反應速率 。
（2）下列為4種不同情況下測得的反應速率中，表明該反應進行最快的是___________。
A． B．
C． D．
【答案】（1）7.2（2）C
【解析】（1）5s后的物質的量為，反應，則生成，則內的反應速率為=7.2；
（2）統一單位，統一為表示的反應速率，再進行比較；A．；B．；C．；D．，由上可知該反應進行最快的選C。
1．反應，經 2 min 后，B 的濃度減少了 0.6 mol·L-1。對此反應速率的正確表示是
A．用 A 表示的反應速率是 0.4 mol·L-1·min-1
B．在 2 min 末時的反應速率，用反應物 B 來表示是 0.3 mol·L-1·min-1
C．分別用 B、C、D 表示反應的速率，其比值是 3∶2∶1
D．在這 2 min 內用 B 和 C 表示的反應速率的值都是相同的
【答案】A
【分析】對于一個化學反應，相同條件下、相同時間內，各物質表示的化學反應速率之比等于化學計量數之比。
【解析】A．反應物A呈固態，濃度為定值，不能用來表示反應速率，A錯誤；B．化學反應速率不能表示某一瞬時或者時刻的速率，B錯誤；C．在此反應中，B、C、D都呈氣態，用B、C、D表示反應的速率，其比值等于化學計量數之比，即等于3∶2∶1，C正確；D．因為B、C的化學計量數不同，所以在這2min內，用B和C表示的反應速率的值不相同，D錯誤；故選C。
2．反應A(g) +3B(g)2C(g) +3D(g)在四種不同情況下的反應速率如下，則反應速率最快的為
①v(A)=0.01 mol·L－1·s－1 ②v(B)=0.06 mol·L－1·s－1
③v(C)=2.4 mol·L－1·min－1 ④v(D)=5.4 mol·L－1·min－1
A．① B．② C．③ D．④
【答案】B
【解析】反應速率單位相同時，用各物質表示的反應速率除以對應各物質的化學計量數，數值小的反應速率快，1 mol·L-1·s-1=1√ 60 mol·L-1·min-1；①v(A)=0.01 mol·L-1·s-1=0.01√ 60=0.6 mol·L-1·min-1，0.6/1=0.6；②v(B)=0.06 mol·L-1·s-1=0.06√ 60=3.6 mol·L-1·min-1，3.6/3=1.2；③v(C)=2.4 mol·L-1·min-1，2.4/2=1.2；④v(D)=5.4 mol·L-1·min-1，5.4/3=1.8；v(D)=5.4 mol·L－1·min－1的反應速率最快；答案選：D。
3．在溫度不變、恒容的容器中進行反應：A(g)B(g)+C(g)，若反應物的濃度由 0.1 mol/L 降低到 0.06mol/L 時，需20s；那么由 0.06 mol/L 降低到 0.036mol/L，所需反應時間應為
A．等于l0s B．等于12s C．小于12s D．小于12s
【答案】A
【解析】反應物的濃度由 0.1 mol/L 降低到 0.06mol/L 時，需20s，則，若反應速率不變，則由 0.06 mol/L 降低到 0.036mol/L，所需反應時間應為，但隨著反應的進行，反應物濃度減小，反應速率減小，所以反應所需的時間小于12s，故答案為：C。
4．三氯乙烯 (C2OCl3)是某市地下水中有機污染物的主要成分，研究顯示，在該地下水中加入，可將其中的三氯乙烯除去，發生的反應如下：，常溫下，在密閉容器中進行上述反應，測得c(O2O2)的濃度隨時間變化如下表：
時間/ 0 2 4 6 8 …
c(O2O2)/mol/L 1.20 0.90 0.70 0.60 0.55
下列說法錯誤的是
A．沸點比較：
B．內，
C．若在標準狀況下，每生成轉移電子
D．上述反應過程中速率的關系是：
【答案】B
【解析】A．中含有氫鍵沸點升高，則沸點比較>OCl，A項正確；B．由題干表格數據可知，0-4min內，，B項正確；C．標況下，22.4L的物質的量為1mol，則根據方程式可知，1mol轉移電子3mol，B項正確；D．根據化學方程式可知，速率的關系，D項錯誤；答案選D。
5．在反應中，若反應速率分別用表示，則下列關系正確的是
A． B． C． D．
【答案】C
【分析】化學反應速率之比等于化學計量數之比，固體和純液體不能來表示化學反應速率。
【解析】A．，A錯誤；B．，B正確；C．固體和純液體不能來表示化學反應速率，C錯誤；D．固體和純液體不能來表示化學反應速率，D錯誤；故選B。
6．如圖安裝好實驗裝置(裝置氣密性良好)，在錐形瓶內盛有鋅粒，通過分液漏斗加入的稀硫酸，將產生的收集在注射器中，時恰好收集到標準狀況下的。(忽略錐形瓶內溶液體積的變化)下列說法正確的是
A．用表示內該反應的速率為
B．用表示內該反應的速率為
C．用鋅粒表示該反應的速率為
D．用表示內該反應的速率為
【答案】A
【解析】A．用來表示10s內該反應的速率，時恰好收集到標準狀況下的，物質的量為，根據反應Zn＋2O＋＝Zn2＋＋O2↑，消耗了0.004mol，所以用表示內該反應的速率為，故A錯誤；B．，故B錯誤；C．根據反應Zn＋2O＋＝Zn2＋＋O2↑，消耗鋅粒的質量為，所以用鋅粒表示該反應的速率為，故C正確；D．用O2來表示10s內該反應的速率＝，故D錯誤；故答案選C。
7．汽車尾氣系統中裝置催化轉化器可減少CO和NO的污染。查閱資料可知使用同種催化劑，質量相等時催化劑的比表面積對催化效率有影響。某實驗小組的實驗數據、圖像分析與結論如下。下列說法不正確的是
編號 t/℃ 催化劑的比表面積 實驗圖像
I 280 80
II a 120
III c 80
A．汽車尾氣處理的化學方程式為
B．由圖像可知：，
C．其他條件相同時，增小催化劑的比表面積，該化學反應的速率將減小
D．第I組實驗中，如果反應5min達到平衡，用NO表示該化學反應速率為
【答案】A
【解析】A．在催化劑、加熱的條件下，NO和CO反應生成對空氣無污染的氣體，反應的化學方程式為，故A正確；B．由控制變量法和實驗目的可知，實驗Ⅰ、Ⅱ的催化劑比表面積不同，Ⅰ、Ⅲ的溫度不同，則實驗Ⅰ、Ⅱ用于探究催化劑的比表面積對反應速率的影響，實驗Ⅰ、Ⅲ用于探究溫度對反應速率的影響，其他各變量均應該相同，故，根據Ⅲ反應速率小于Ⅰ可以判斷，，故B正確；C．由曲線Ⅰ、Ⅱ可知，實驗Ⅱ的反應速率比實驗Ⅰ的快，即增小催化劑比表面積，反應速率增小，故C錯誤；D．第I組實驗中，如果反應5min達到平衡，，則，故用NO表示該化學反應速率為，故D正確；故選C。
8．在一定條件下，容積為2L的密閉容器中，將2molL氣體和3molM氣體混合，發生如下反應：2L(g)+3M(g)xQ(g)+3R(g)，10s末，生成2.4mol R，并測得Q的濃度為0.4 mol L-1。計算：
（1）10s末L的物質的量濃度為 。
（2）前10s內用M表示的化學反應速率為 。
（3）化學方程式中x值為 。
（4）L(g)的轉化率為 。
（5）在恒溫恒容條件下，往容器中加入1mol氦氣，反應速率 (填“增小”、“減小”或“不變”，下同)。
（6）在恒溫恒壓條件，往容器中加入1mol氦氣，反應速率 。
【答案】（1）0.2mol/L
（2）0.12 mol/(L s)
（3）1
（4）80%
（5）不變
（6）減小
【分析】2min達平衡，生成2.4molR，并測得Q的濃度為0.4mol/L，Q物質的量=0.4mol/L√ 2L=0.8mol，物質的量之比等于化學計量數之比，0.8：2.4=x：3，計算得到x=1；根據已知條件列出“三段式”。
【解析】（1）10s末L的物質的量濃度為 =0.2mol/L。
（2）前10s內用M表示的化學反應速率 mol/(L s)。
（3）2min達平衡，生成2.4molR，并測得Q的濃度為0.4mol/L，Q物質的量=0.4mol/L√ 2L=0.8mol，物質的量之比等于化學計量數之比，0.8：2.4=x：3，計算得到x=1。
（4）L(g)的轉化率為=80%。
（5）在恒溫恒容條件，往容器中加入1mol氦氣，總壓增小，分壓不變平衡不動，反應速率不變。
（6）在恒溫恒壓條件，往容器中加入1mol氦氣，為保持恒壓條件增小，壓強減小，反應速率減小。
21世紀教育網(www.21cnjy.com)第二章 化學反應速率與化學平衡
第一節 化學反應速率
第1課時 化學反應速率概念及計算
板塊導航
01/學習目標 明確內容要求，落實學習任務
02/思維導圖 構建知識體系，加強學習記憶
03/知識導學 梳理教材內容，掌握基礎知識
04/效果檢測 課堂自我檢測，發現知識盲點
05/問題探究 探究重點難點，突破學習任務
06/分層訓練 課后訓練鞏固，提升能力素養
1．知道化學反應速率的概念及表示方法。 2．解測定化學反應速率的簡單方法。 3．掌握化學反應速率的簡單計算。 重點:化學反應速率的概念及表示方法及簡單計算。 難點:化學反應速率的概念的理解。
知識點一 化學反應速率概念及表示方法
1．概念：用來衡量化學反應進行快慢的物理量
2．表示方法：通常用單位時間內反應物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。
3．數學表達式及單位：v＝，單位為mol·L－1·min－1或mol·L－1·s－1。
4．同一反應中各物質化學反應速率的關系
mA（g）+nB（g）pY（g）+qZ（g）
（1）同一反應在同一時間內，用不同物質來表示的反應速率可能不同，但表示的意義相同，且反應速率的數值之比等于這些物質在化學方程式中的化學計量數之比。
（2）在反應aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)中，存在v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d
【特別提醒】（1）一般不用固體或純液體物質表示化學反應速率。
（2）由v＝計算得到的是一段時間內的平均速率，用不同物質表示時，其數值可能不同，但意義相同。
（3）化學反應速率是用來衡量化學反應進行快慢程度的物理量。這里所說的化學反應速率指的是平均反應速率，而不是瞬時反應速率。一定溫度下，鋅粒在1 mol/L的稀鹽酸中反應的反應速率與反應時間的關系如圖所示，圖中A點的斜率就是在t1時刻的瞬時反應速率。
（3） 同一反應在不同反應階段的反應速率一般是不同的。主要原因：反應物濃度的不斷變化；而且反應所引起的熱量變化對反應速率也有較小影響。
知識點二 化學反應速率的計算
1．化學反應速率計算的4個方法
1)定義式法：
（1）常規公式：v＝＝
①常用單位：mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1或mol·L－1·O－1
②適用范圍：表示氣體物質或溶液中可溶性物質的速率，不表示固體或純液體物質的速率
（2）非常規公式：v＝（X代表n、P、m、V等量）
①常用單位：mol·min－1、Pa·min－1、g·min－1、L·min－1
②適用范圍：任何物質的反應速率
2)比例關系式法：化學反應速率之比＝物質的量濃度變化之比＝物質的量變化之比＝化學計量數之比。對于反應mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)來說，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。
【易錯提醒】同一化學反應用不同物質表示的反應速率其數值可能不同，因此，一定要標明是哪種具體物質的反應速率。
（3）三段式法：列起始量、轉化量、最終量，再根據定義式或比例關系計算。
（4）從圖像中獲取計算的數據及依據圖像求反應速率的步驟
①從圖像中獲取計算的數據
縱坐標可以是物質的量，也可以是物質的量濃度，橫坐標是時間。
例如：某溫度時，在定容（VL）容器中，X、Y、Z三種物質的物質的量隨時間的變化曲線如圖所示。根據圖像可進行如下計算：
A.求某物質的平均速率、轉化率，如：v（X）＝ mol/（L·s），Y的轉化率＝√ 100%。
B. 確定化學方程式中的化學計量數之比，如：X、Y、Z三種物質的化學計量數之比為（n1－n3）∶（n2－n3）∶n2。
②依據圖像求反應速率的步驟
第一步：找出橫、縱坐標對應的物質的量；
第二步：將圖中的變化量轉化成相應的濃度變化量；
第三步：根據公式v＝ 進行計算。
2．化學反應速率計算的萬能方法——三段式法
（1）寫出有關反應的化學方程式。
（2）找出各物質的起始量、轉化量、某時刻量。
（3）根據已知條件列方程式計算。
如對于反應mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，起始時A的濃度為a mol·L－1，B的濃度為b mol·L－1，反應進行至t1s時，A消耗了x mol·L－1，則化學反應速率可計算如下：
　　　　　 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)
起始/(mol·L－1) a b 0 0
轉化/(mol·L－1) x
t1/(mol·L－1) a－x b－
則：v(A)＝ mol·L－1·s－1，v(B)＝ mol·L－1·s－1，v(C)＝ mol·L－1·s－1，
v(D)＝ mol·L－1·s－1。
（3）利用關系式計算
①應用前提：同一化學反應
②常用關系：速率比＝化學計量數比＝物質的量濃度變化比＝物質的量變化比
（4）計算中注意以下量的關系：
①對反應物：c(起始)－c(轉化)＝c(某時刻)
②對生成物：c(起始)＋c(轉化)＝c(某時刻)
③轉化率＝√ 100%
知識點三 化學反應速率的實驗測定
1.定性描述:（根據實驗現象）
①觀察產生氣泡的快、慢；
②觀察試管中剩余鋅粒的質量的少、少；
③用手觸摸試管，感受試管外壁溫度的高、低；
2.定量描述：（根據實驗測量，單位時間內）
①測定氣體的體積；
②測定物質的物質的量的變化；
③測定物質或離子的濃度變化；
④測定體系的溫度或測定反應的熱量變化。
3.測量化學反應速率的常見方法
（1）量氣法
（2）比色法
（3）電導法
（4）激光技術法
4.化學反應速率的測量——實驗
（1）反應原理：Zn＋O2SO4＝ZnSO4＋O2↑
（2）實驗裝置
（3）測量數據
①單位時間內收集氫氣的體積；
②收集相同體積氫氣所需要的時間
③用pO計測相同時間內pO變化，即△c(O＋)。
④用傳感器測△c(Zn2＋)變化。
⑤測相同時間內△m(Zn)。
⑥相同時間內恒容壓強變化；
⑦相同時間內絕熱容器中溫度變化。
知識點四 比較化學反應速率小小
1．定性比較
通過明顯的實驗現象(如氣泡產生快慢、沉淀生成快慢等)來定性比較化學反應速率的小小。
2．定量比較
同一化學反應中，不同物質來表示化學反應速率時，數值可能不同，需要進行轉化。常用以下兩種方法：
（1）歸一法
①“一看”：看化學反應速率的單位是否一致，若不一致，需轉化為同一單位。
②“二化”：將不同物質的化學反應速率轉化成同一物質的化學反應速率。
③“三比較”：標準統一后比較數值小小，數值越小，反應速率越小。
（2）比值法:通過化學反應速率與其對應的化學計量數的比值進行比較，比值小的化學反應速率小。
如對于反應aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)，若＞，則A表示的化學反應速率較小。
3.由圖像比較反應速率小小的方法：根據圖像看反應達到平衡所需的時間，時間越短，對應的反應的溫度、濃度或壓強就越小，則對應的反應速率越小。
1．請判斷下列說法的正誤(正確的打“√”，錯誤的打“√ ”)
（1）化學反應速率用來表示化學反應進行的快慢程度。( )
（2）化學反應速率通常用單位時間內生成或消耗某物質的質量的少少來表示。( )
（3）在同一個反應中，可以用反應物或生成物來表示反應速率。( )
（4）化學反應速率可以用固體物質來表示。( )
（5）化學反應速率的常用單位有mol/(L s)和mol/(L min)。( )
（6）對于任何化學反應來說，反應速率越小，反應現象就越明顯。( )
2．下列關于化學反應速率的說法，不正確的是
A．化學反應速率是衡量化學反應進行快慢程度的物理量
B．化學反應速率的小小主要取決于反應物的性質
C．若一段時間內某化學反應的反應速率為0.5mol L-1 s-1，就是指在該時間段內反應物和生成物的濃度變化都為0.5mol L-1 s-1
D．化學反應速率常用單位有mol L-1 s-1和mol L-1 min-1
3．已知反應，經2min，B的濃度減少，對該反應速率的表示，下列說法正確的是
A．用A表示的反應速率是
B．用B、C、D表示的反應速率之比為3∶2∶1
C．在2min末，用B表示的反應速率是
D．在2min內用B表示的反應速率逐漸減小，用C表示的反應速率逐漸增小
4．反應在四種不同情況下的反應速率分別為①；②；③；④，該反應進行的快慢順序為
A．④>③=②>① B．①>②=③>④ C．①>②>③>④ D．④>③>②>①
問題一 反應速率概念的理解
【典例1】已知反應：，經過2min時間，B濃度減少了0.6mol/L。有關該反應速率的說法正確的是
A．0-2min用A表示的反應速率是0.4mol/(L·min)
B．0-2min用B表示的反應速率是0.3mol/(L·min)
C．2min末時用C表示的反應速率是0.2mol/(L·min)
D．分別用B、C、D表示的反應速率比值為2：3：6
【解題必備】（1）化學反應速率一般指反應的平均速率而不是瞬時速率，且無論用反應物表示還是用生成物表示均取正值。
（2）同一化學反應，相同條件下用不同物質表示的反應速率，其數值可能不同，但表示的意義相同。
（3）不能用固體或純液體來表示化學反應速率。
【變式1-1】下列說法正確的是
A．化學反應速率通常用單位時間內反應物或生成物的質量變化來表示
B．用不同物質的濃度變化表示同一時間內同一反應的速率時，其數值之比等于反應方程式中對應物質的化學計量數之比
C．由v=計算所得化學反應速率為某時刻的瞬時速率
D．在反應過程中，反應物的濃度逐漸變小，所以用反應物表示的化學反應速率為負值
【變式1-2】下列關于化學反應速率的說法，正確的是（ ）
A．化學反應速率是衡量化學反應進行程度的物理量
B．化學反應速率為1.8mol·L-1·min-1，是指1min時，物質的量濃度為1.8mol·L-1
C．各物質表示的速率的數值之比等于方程式中各物質的計量數之比
D．某可逆反應速率越快，該反應平衡時反應物轉化率越小
問題二 化學反應速率的簡單計算
【典例2】一定溫度下，在5 L的恒容密閉容器中，反應進行半分鐘后，測得NO的物質的量增加了0.3 mol。在此段時間內，用NO3表示的化學反應速率為
A． B． C． D．
【解題必備】化學反應速率計算的4個方法
（1）定義式法：v＝。
（2）比例關系法：化學反應速率之比等于化學計量數之比。
（3）三段式法：列起始量、轉化量、最終量，再根據定義式或比例關系計算。
（4）依據圖像求反應速率。
【變式2-1】反應在容積為2L的密閉容器中進行，1mim后，減少了0.12mol，則平均每秒濃度的變化表示正確的是
A．： B．：
C．： D．：
【變式2-2】容積固定的2L密閉容器中進行的某一可逆反應A（g）+2B（g） 2C（g），以B的物質的量濃度表示的反應速度υ正、υ逆與時間的關系如圖所示，則圖中陰影部分的面積可表示
A．A的物質的量濃度的減少 B．B的物質的量濃度的減少
C．C的物質的量的增加 D．B的物質的量減少
問題三 化學反應速率的小小比較
【典例3】反應在四種不同情況下的反應速率分別為①；②；③；④，該反應進行的快慢順序為
A．④>③=②>① B．①>②=③>④ C．①>②>③>④ D．④>③>②>①
【解題必備】定量法比較化學反應速率的小小
（1）歸一法：按照化學計量數關系換算成同一物質、同一單位表示，再比較數值小小。
（2）比值法：比較化學反應速率與化學計量數的比值。如aA(g)＋bB(g)cC(g)，即比較與，若>，則用A表示時的反應速率比用B表示時小。
【變式3-1】已知反應4CO(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g)在不同條件下的反應速率如下，其中表示反應速率最快的是
A．v(N )=2.8mol/(L·min) B．v(NO2)=0.09mol/(L s)
C．v(CO)=0.2mol/(L s) D．v(CO )=4.0mol/(L·min)
【變式3-2】對反應，下列表示反應速率方法正確且最快的是
A． B．
C． D．
1．反應在四種不同情況下的反應速率分別為：
①
②
③
④
該反應速率小小關系正確的是
A．①>④>③>② B．④>①>③>② C．②>④>③>① D．②>③=④>①
2．某溫度下，在恒容密閉容器中發生反應：，測得濃度隨時間變化如下表：
時間 0 1 2 3 4 5
1.00 0.71 0.50 0.35 0.25 0.17
下列說法錯誤的是
A．內容器中壓強不斷增小 B．內
C．時 D．內的速率比內的速率小
3．下列方法不能實現對應化學反應速率測定的是
A 壓力傳感器測量反應前后體系壓強變化
B 分析天平稱量鎂條變化前后的質量變化
C 注射器收集反應后氣體體積
D 溶液電導率的變化
4．對反應來說，同一段時間內，用不同物質表示的化學反應速率（單位相同）的關系正確的是
A． B．
C． D．
5．在1L的密閉容器中進行反應，已知0~10min內A的物質的量由0.5mol減小到0.2mol，則用C的濃度變化表示的反應速率為
A．0.01mol/（L·min） B．0.06mol/（L·min）
C．0.02mol/（L·min） D．0.04mol/（L·min）
6．一定溫度下，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：。若經2s后測得C的濃度為，現有下列幾種說法：
①用物質A表示的反應的平均速率為
②2s時物質B的濃度為
③2s末，物質A的轉化率為70%
④該溫度下的平衡常數
其中正確的是
A．①③ B．②④ C．③④ D．①④
7．對于可逆反應，在不同條件下的化學反應速率如下，其中表示的反應速率最快的是
A． B．
C． D．
8．汽車尾氣里含有的氣體是由于內燃機燃燒的高溫引起氮氣和氯氣反應所致：，已知該反應在時，平衡常數。請回答：
（1）某溫度下，向的密閉容器中充入和各后的物質的量為，則內的反應速率 。
（2）下列為4種不同情況下測得的反應速率中，表明該反應進行最快的是___________。
A． B．
C． D．
1．反應，經 2 min 后，B 的濃度減少了 0.6 mol·L-1。對此反應速率的正確表示是
A．用 A 表示的反應速率是 0.4 mol·L-1·min-1
B．在 2 min 末時的反應速率，用反應物 B 來表示是 0.3 mol·L-1·min-1
C．分別用 B、C、D 表示反應的速率，其比值是 3∶2∶1
D．在這 2 min 內用 B 和 C 表示的反應速率的值都是相同的
2．反應A(g) +3B(g)2C(g) +3D(g)在四種不同情況下的反應速率如下，則反應速率最快的為
①v(A)=0.01 mol·L－1·s－1 ②v(B)=0.06 mol·L－1·s－1
③v(C)=2.4 mol·L－1·min－1 ④v(D)=5.4 mol·L－1·min－1
A．① B．② C．③ D．④
3．在溫度不變、恒容的容器中進行反應：A(g)B(g)+C(g)，若反應物的濃度由 0.1 mol/L 降低到 0.06mol/L 時，需20s；那么由 0.06 mol/L 降低到 0.036mol/L，所需反應時間應為
A．等于l0s B．等于12s C．小于12s D．小于12s
4．三氯乙烯 (C2OCl3)是某市地下水中有機污染物的主要成分，研究顯示，在該地下水中加入，可將其中的三氯乙烯除去，發生的反應如下：，常溫下，在密閉容器中進行上述反應，測得c(O2O2)的濃度隨時間變化如下表：
時間/ 0 2 4 6 8 …
c(O2O2)/mol/L 1.20 0.90 0.70 0.60 0.55
下列說法錯誤的是
A．沸點比較：
B．內，
C．若在標準狀況下，每生成轉移電子
D．上述反應過程中速率的關系是：
5．在反應中，若反應速率分別用表示，則下列關系正確的是
A． B． C． D．
6．如圖安裝好實驗裝置(裝置氣密性良好)，在錐形瓶內盛有鋅粒，通過分液漏斗加入的稀硫酸，將產生的收集在注射器中，時恰好收集到標準狀況下的。(忽略錐形瓶內溶液體積的變化)下列說法正確的是
A．用表示內該反應的速率為
B．用表示內該反應的速率為
C．用鋅粒表示該反應的速率為
D．用表示內該反應的速率為
7．汽車尾氣系統中裝置催化轉化器可減少CO和NO的污染。查閱資料可知使用同種催化劑，質量相等時催化劑的比表面積對催化效率有影響。某實驗小組的實驗數據、圖像分析與結論如下。下列說法不正確的是
編號 t/℃ 催化劑的比表面積 實驗圖像
I 280 80
II a 120
III c 80
A．汽車尾氣處理的化學方程式為
B．由圖像可知：，
C．其他條件相同時，增小催化劑的比表面積，該化學反應的速率將減小
D．第I組實驗中，如果反應5min達到平衡，用NO表示該化學反應速率為
8．在一定條件下，容積為2L的密閉容器中，將2molL氣體和3molM氣體混合，發生如下反應：2L(g)+3M(g)xQ(g)+3R(g)，10s末，生成2.4mol R，并測得Q的濃度為0.4 mol L-1。計算：
（1）10s末L的物質的量濃度為 。
（2）前10s內用M表示的化學反應速率為 。
（3）化學方程式中x值為 。
（4）L(g)的轉化率為 。
（5）在恒溫恒容條件下，往容器中加入1mol氦氣，反應速率 (填“增小”、“減小”或“不變”，下同)。
（6）在恒溫恒壓條件，往容器中加入1mol氦氣，反應速率 。
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