6.1.1 化学反应速率（第1课时 化学反应速率的概念和简单计算）-2023-2024学年度高一化学同步精品讲义（沪科版必修第二册）

6.1.1  化学反应速率的概念和简单计算

知识点01  化学反应速率的概念

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____________________或____________________来表示化学反应速率。

2．数学表达式：v＝__________，常用单位__________。

3．用浓度变化表示化学反应速率只适用于气体和溶液中的溶质，不适用于__________和__________。

说明：根据求得的反应速率是平均速率，而不是瞬时速率。

【即学即练1】下列说法中正确的是

A．化学反应速率既有正值，又有负值

B．测定某化学反应从开始到2秒末的反应速率，指的是2秒末的瞬时速率

C．对于同一化学反应，选用不同的物质表示化学反应速率时，其数值一定不同

D．不能用固体和纯液体的浓度变化表示化学反应速率

知识点02  化学反应速率与化学计量数的关系

1．对于化学反应：aA(g)+bB(g) == cC(g)+dD(g)

v(A)= __________，v(B)= __________，v(C)= __________，v(D)= __________

2．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，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，即：v(A)﹕v(B)﹕v(C)﹕v(D) =                 。

【即学即练2】对于化学反应3W(g)＋2X(g) = 4Y(g)＋3Z(g)，下列反应速率关系中，正确的是

A．v(W)＝3v(Z)                  B．2v(X)＝3v(Z)     

C．2v(X)＝v(Y)                  D．3v(W)＝2v(X)

知识点03  以大理石与盐酸的反应为例，测化学反应速率

反应的化学方程式为                              ，使用的是单位时间内                 来描述该反应的快慢。

该实验使用的定量仪器是               ，选用粉状大理石对反应快慢的影响是           。

【即学即练3】用纯净的CaCO3与稀HCl反应制取CO2，实验过程记录如图所示。根据分析、判断，正确的是

A．OE段表示反应速率最快

B．EF段表示反应速率最快，单位时间内收集的CO2最多

C．FG段表示收集的CO2最多

D．OG段表示随着时间的推移，反应速率逐渐增快

常见考法一  化学反应速率的表示方法

【例1】某一反应物的浓度是1.0 mol·L－1，经过20 s后，它的浓度变成了0.2 mol·L－1，在这20 s内用该物质浓度变化表示的化学反应速率为

A．0.04     B．0.04 mol·L－1·s－1      C．0.08 mol·L－1·s－1 D．0.04 mol·L－1

必杀技 

1．化学反应速率是用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增大来表示的。表达式：v = Δc/Δt  单位：mol/(L·s)、mol/(L·min)或mol/(L·h)

2．一般来说，化学反应速率随反应的进行而逐渐减慢。因此，某一段时间内的反应速率，实际是一段时间内的平均速率，而不是指瞬时速率。

【同步练习1】反应A(g)+3B(g) 2C(g)在2 L密闭容器中进行，0.5 min内C的物质的量增加了0.6 mol，下列反应速率正确的是

A．v(A) = 0.005 mol/(L·s)        B．v(C) = 0.02 mol/(L·s)

C．v(B) = v(A)/3                D．v(A)=0.01 mol/(L·s)

常见考法二  化学反应速率与化学计量数的关系

【例2】已知4NH3+5O2=4NO+6H2O(g)，若反应速率分别是v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)(单位：mol•L-1•min-1)。下列关系正确的是

A．  v(NH3)=v(O2)          B．  v(O2)=v(H2O)          C．  v(NH3)=v(H2O)         D．  v(O2)=v(NO)

必杀技

在同一反应中，用不同物质表示的反应速率，数值可能不同，但意义完全相同。对于反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示，当单位相同时，化学反应速率的数值之比等于化学计量数之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。

【同步练习2】有可逆反应：mA(g) + nB(g)xC(g)，已知v(A) = a mol/(L·min)，v(B) = b mol/(L·min)，v(C) = c mol/(L·min)，则x的值为

A．bc/n        B．c/m        C．mc/a        D．mc/b

常见考法三  化学反应速率的快慢比较

【例3】对于A(g)+3B(g) 2C(g) + 2D(g)，在不同条件下的反应速率如下，最慢的是

A．v (A)=0.10 mol·L-1·s-1          B．v (B)=0.6 mol·L-1·s-1

C．v (C)=0.4 mol·L-1·s-1           D．v (D)= 0.15mol·L-1·s-1

必杀技

比较化学反应速率快慢的常用方法：

1．归一法

将同一反应中的不同物质的反应速率转化成同一单位、同一种物质的反应速率，再进行速率的大小比较。（建议：谁的化学计量数大，就用谁来表示，这样数字运算更方便些）

2．比值法

将各物质表示的反应速率转化成同一单位后，再除以对应各物质的化学计量数，然后对求出的数值进行大小排序，数值大的反应速率快。如反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，若，则反应速率A＞B。

【同步练习3】对反应A+BAB来说，常温下按以下情况进行反应：①20 mL溶液中含A、B各0.01 mol；②50 mL溶液中含A、B各0.05 mol；③0.1 mol·L-1的A、B溶液各10 mL；④0.5 mol·L-1的A、B溶液各50 mL。四者反应速率的大小关系是

A．②>①>④>③     B．④>③>②>①

C．①>②>④>③     D．①>②>③>④

常见考法四  化学反应速率的三段式计算

【例4】把0.6 mol气体X和0.4 mol气体Y混合于2.0 L的密闭容器中，发生如下反应：3X(g)＋Y(g) nZ(g)＋2W(g)，测得5 min末生成0.2 mol W，又知以Z表示的平均反应速率为0.01 mol·L-1·min-1，则n值是

A．1    B．2    C．3    D．4

必杀技

对于反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，起始时A的浓度为a mol·L－1，B的浓度为b mol·L－1，反应进行至t1s时，A消耗了x mol·L－1，则化学反应速率可计算如下：

　　　　　 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)

起始/(mol·L－1)  a     b        0     0

转化/(mol·L－1)  x               

t1/(mol·L－1)  a－x    b－        

则：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。

【同步练习4】NH3和纯净的O2在一定条件下发生反应：4NH3(g)＋3O2(g) 2N2(g)＋6H2O(g)，现向一容积不变的2 L密闭容器中充入4 mol NH3和3 mol O2，4 min后，测得生成的H2O占混合气体体积的40%，则下列表示此段时间内该反应的平均速率不正确的是

A．v(N2)＝0.125 mol·L－1·min－1

B．v(H2O)＝0.375 mol·L－1·min－1

C．v(O2)＝0.225 mol·L－1·min－1

D．v(NH3)＝0.250 mol·L－1·min－1

题组A  基础过关练

1．下列食品添加剂中，其使用目的与反应速率有关的是

A．抗氧化剂     B．调味剂          C．着色剂          D．增稠剂

2．反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)经一段时间后，SO3的浓度增加了0.4 mol·L－1，在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04 mol·L－1·s－1，则这段时间为

A．0.1 s　     　B．2.5 s          C．10 s      D．5 s

3．反应4A(s)＋3B(g)===2C(g)＋D(g)，经2 min，B的浓度减少0.6 mol·L－1。对此反应速率的表示正确的是

A．用A表示的反应速率是0.4 mol·L－1·min－1

B．分别用B、C、D表示的反应速率之比是3∶2∶1

C．在2 min末的反应速率，用B表示是0.3 mol·L－1·min－1

D．在2 min内的反应速率，用C表示是0.3 mol·L－1·min－1

4．一定条件下,在一密闭容器中用2.0 mol·L-1 N2与3.0 mol·L-1 H2合成氨，反应进行到2 s时测得NH3的浓度为0.8 mol·L-1，则用氮气表示该反应的反应速率为

A．0.2 mol·(L·s)-1 B．0.4 mol·(L·s)-1

C．0.6 mol·(L·s)-1  D．0.8 mol·(L·s)-1

5．已知某反应aA(g)+bB(g)pC(g)的各物质浓度数据如下:

则上述化学方程式中a∶b∶p为

A．9∶3∶4 B．3∶1∶2        C．2∶2∶3 D．3∶3∶4

6．氨分解反应在容积为2 L的密闭容器内进行。已知起始时氨气的物质的量为4 mol，5 s末为2.4 mol，则用氨气表示该反应的平均速率为

A．0.32 mol/(L·s)　              B．0.16 mol/(L·s)     

C．1.6 mol/(L·s)                 D．0.8 mol/(L·s)

7．对于A(g)＋3B(s) == 2C(g)＋2D(g)，在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示的反应速率最快的是

A．v(A)＝0.5 mol·L－1·min－1          B．v(B)＝1.2 mol·L－1·s－1

C．v(D)＝0.4 mol·L－1·min－1          D．v(C)＝0.1 mol·L－1·s－1

8．在密闭容器里，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3v(B)＝2v(A)、2v(C)＝3v(B)，则此反应可表示为

A．2A＋3B===2C          B．A＋3B===2C

C．3A＋2B===3C          D．A＋B===C

9．已知A(g)＋B(g)  C(g)＋D(g)，某温度时，向一个5 L的密闭容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B，如反应初始6s内A的平均反应速率v(A)=0.003 mol·L-1·s-1，则6s时c(A)=         mol·L-1， C的物质的量为          mol。

10．某温度时，在2 L容器中X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如下图所示。根据图中数据，试回答：

(1)反应在2 min内的v(X)＝__________________，v(Y)＝______________，v(Z)＝____________。

(2)容器内的反应物是____________。

(3)写出该反应的化学方程式：________________________。

题组B  能力提升练

11．在一定条件下，甲、乙两容器中都进行气体反应A2B，甲容器内每分钟减少4 mol A，乙容器内每分钟减少2 mol A，则甲容器内的化学反应速率与乙容器内的化学反应速率相比

A．甲快 B．乙快        C．相等 D．无法判断

12．a、b、c三个容器，分别发生合成氨反应，经过相同的一段时间后，测得数据如下表所示：

则三个容器中合成氨的反应速率由大到小的顺序为

A．v(a)>v(b)>v(c) B．v(b)>v(c)>v(a)

C．v(c)>v(a)>v(b) D．v(b)>v(a)>v(c)

13．对于可逆反应A(g)+3B(s) 2C(g)+2D(g)，在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示的反应速率最快的是

A．v(A)=0.5mol·L-1·min-1 B．v(B)=1.2mol·L-1·s-1

C．v(C)=0.1mol·L-1·s-1 D．v (D)=0.4mol·L-1·min-1

14．把0.6mol X气体和0.4mol Y气体混合于2L容器中，使它们发生如下反应：3X(g)+Y(g)=nZ(g)+2W(g)。5min末生成0.2mol W，若测得以Z浓度变化来表示的化学反应速率为0.01mol/(L·min)，则上述反应中Z气体的化学计量数n的值是

A．1 B．2 C．3 D．4

15．如图所示，某温度下，向锥形瓶内装入6.5 g锌粒，通过分液漏斗向锥形瓶内加入40 mL 2.5 mol·L-1的硫酸，将产生的H2收集在一个注射器中，10 s末恰好收集到50 mL（标准状况下为44.8 mL）气体，在该温度下，下列说法不正确的是

A．用锌粒来表示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+来表示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+来表示10 s 内该反应的速率为0.01 mol·L-1·s-1

D．用H2来表示10 s内该反应的速率为0.000 2 mol·s-1

16．已知TiO2(s)+2C(s) +2Cl2(g) TiCl4(g)+2CO(g) 。若反应容器的容积为2 L，4 min后，测得固体的质量减少了10.4 g，则Cl2的平均反应速率为________mol/(L·min)。（Ti的相对原子质量48）

17．某化合物A的蒸气1mol充入0.5L容器中加热分解：2A(g)→B(g)+nC(g)，反应到第3秒时，容器内A的浓度变为0.8mol·L-1，测得这段时间内，平均速率v(C)=0.6 mol·L-1·s-1，则化学反应方程式中n值为_____， v(B)=_______ mol·L-1·s-1。

题组C  培优拔尖练

18．将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中，发生下列反应：3A(g)＋B(g) == xC(g)＋2D(g)，经2 min后测得D的浓度为0.5 mol·L－1，c(A)︰c(B)＝3︰5， 以C表示的平均速率v(C)＝0.25 mol·L－1·min－1， 下列说法错误的是

A．反应速率v(B)＝0.125mol·L－1·min－1  

B．该反应方程式中，x＝2

C．2min时，C的物质的量为1.0 mol 

D．2min时，A的浓度为1.5 mol·L－1

19．将4 mol A气体和2 mol B气体在体积为2 L的密闭容器中混合，并在一定条件下发生反应：2A(g)＋B(g)xC(g)，经2 s后测得A的物质的量为2.8 mol，C的浓度为0.6 mol/L。现有下列几种说法， 其中正确的是

①2 s内用物质A表示的平均反应速率为0.3 mol/(L·s)

②2 s内用物质B表示的平均反应速率为0.6 mol/(L·s)

③2 s时物质B的转化率为70%

④x＝2

A．①③       B．①④        C．②③        D．③④

20．在容积为2 L的密闭容器中进行如下反应：A(g)＋2B(g)3C(g)＋nD(g)，开始时A为4 mol，B为6 mol；5 min末时测得C的物质的量为3 mol，用D表示的化学反应速率v(D)为0.2 mol·L－1·min－1。计算：

(1)5 min末A的物质的量浓度为________________

(2)前5 min内用B表示的化学反应速率v(B)为____________。

(3)化学方程式中n值为_________。

(4)此反应在四种不同情况下的反应速率分别为

①v(A)＝5 mol·L－1·min－1        ②v(B)＝6 mol·L－1·min－1

③v(C)＝4.5 mol·L－1·min－1       ④v(D)＝8 mol·L－1·min－1

其中反应速率最快的是______________(填编号)。

21．在400 ℃时,将一定量SO2与14 mol O2压入一个盛有催化剂的a L密闭容器中进行反应:2SO2+O22SO3。若2 min后测得容器中剩余2 mol SO2和12 mol O2。

（1）生成了　　　 mol SO3,SO2起始物质的量是　　　 mol。 

（2）v(O2)=　　　　　 mol·(L·min)-1,v(SO3)=　　　　　　 mol·(L·min)-1。 

22．在盛有18 g碳的2 L的密闭容器中充入0.8 mol CO2，一定条件下发生反应:C(s)+CO2(g)2CO(g)。反应5 min时测得CO2的物质的量为0.4 mol。

（1）固体碳减少的质量为　　　　 g，固体或纯液体的浓度视为常数，　　　　(填“可”或“不可”)用碳固体的浓度变化量来表示该反应的化学反应速率。 

（2）请完成下表。

（3）分别用CO2和CO表示的化学反应速率之比=　　　　　　，它与化学方程式中CO2、CO的化学计量数之比　　　　　　　(填“相同”或“不相同”)。