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高中化學(xué) 第二章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)速率學(xué)案 新人教版選修4

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《高中化學(xué) 第二章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)速率學(xué)案 新人教版選修4》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高中化學(xué) 第二章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)速率學(xué)案 新人教版選修4(17頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第二章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡 第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)速率 [目標(biāo)導(dǎo)航] 1.了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念,會(huì)定量表示化學(xué)反應(yīng)速率。2.掌握化學(xué)反應(yīng)速率的簡(jiǎn)單計(jì)算方法,提高速率概念的理解能力。3.學(xué)會(huì)化學(xué)反應(yīng)速率的測(cè)定方法,會(huì)比較化學(xué)反應(yīng)速率的快慢。 一、化學(xué)反應(yīng)速率 1.定義 用來(lái)衡量化學(xué)反應(yīng)過(guò)程進(jìn)行的快慢程度的物理量。 2.表示方法 (1)可用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物或生成物的濃度變化來(lái)表示。 (2)在容積不變的反應(yīng)容器中,通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來(lái)表示。 3.表達(dá)式及其單位 (1)表達(dá)式:v=。 (2)單位:mol·L-1·min-

2、1[或mol/(L·min)]、mol·L-1·s-1[或mol/(L·s)]。 4.注意事項(xiàng) (1)在某一個(gè)化學(xué)反應(yīng)中無(wú)論是用反應(yīng)物還是用生成物表示化學(xué)反應(yīng)速率,其值均為正值。 (2)化學(xué)反應(yīng)速率表示的均是某一段時(shí)間內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)的平均速率,而不是某一時(shí)刻的化學(xué)反應(yīng)的瞬時(shí)速率。 (3)一個(gè)確定的化學(xué)反應(yīng)涉及反應(yīng)物、生成物多種物質(zhì),因而定量表示一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率時(shí),必須指明是用哪一種物質(zhì)來(lái)表示的。 【合作探究】 1.在C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)的反應(yīng)中,可用哪些物質(zhì)表示反應(yīng)速率?在2Na+2H2O===2NaOH+H2↑的

3、反應(yīng)中呢? 答案 在C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)反應(yīng)中,可以用H2O(g)、CO(g)、H2(g)的濃度變化來(lái)表示反應(yīng)速率,而在2Na+2H2O===2NaOH+H2↑的反應(yīng)中只能用NaOH、H2的濃度變化來(lái)表示,即不能用固體或純液體來(lái)表示反應(yīng)速率,因?yàn)楣腆w或純液體的濃度為常數(shù)。 2.在一個(gè)體積為2 L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng):2SO2+O22SO3,經(jīng)5 s后,測(cè)得SO3的物質(zhì)的量為0.8 mol,填寫(xiě)下表: 有關(guān)反應(yīng)物質(zhì) SO2 O2 SO3 物質(zhì)的量變化/mol 0.8 0.4 0.8 物質(zhì)的量濃度變化/(mol·L-1) 0.4

4、0.2 0.4 化學(xué)反應(yīng)速率/ (mol·L-1·s-1) 0.08 0.04 0.08 速率之比 v(SO2)∶v(O2)∶v(SO3)=2∶1∶2 結(jié)論: ①用不同反應(yīng)物表示化學(xué)反應(yīng)速率時(shí),化學(xué)反應(yīng)速率之比=物質(zhì)的量濃度變化之比=物質(zhì)的量變化之比=化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。 ②同一化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率,用不同物質(zhì)表示時(shí)數(shù)值可能不同,但意義相同。 二、化學(xué)反應(yīng)速率的測(cè)定 1.測(cè)定原理 利用化學(xué)反應(yīng)中與某一種化學(xué)物質(zhì)的濃度(或質(zhì)量)相關(guān)的性質(zhì)進(jìn)行測(cè)定。 2.測(cè)定方法 (1)利用能夠直接觀察的某些性質(zhì)測(cè)定 如通過(guò)測(cè)量釋放出一定體積的氣體的時(shí)間來(lái)測(cè)定反應(yīng)速率

5、,或測(cè)量一定時(shí)間內(nèi)氣體壓強(qiáng)的變化來(lái)測(cè)定反應(yīng)速率。 (2)利用科學(xué)儀器測(cè)量出的性質(zhì)進(jìn)行測(cè)定,如顏色的深淺、光的吸收、光的發(fā)射、導(dǎo)電能力等。 (3)在溶液中,當(dāng)反應(yīng)物或生成物本身有比較明顯的顏色時(shí),常常利用顏色深淺和顯色物質(zhì)濃度間的正比關(guān)系來(lái)跟蹤反應(yīng)的過(guò)程和測(cè)量反應(yīng)速率。 3.測(cè)定實(shí)例 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)定鋅與硫酸反應(yīng)的速率,按下列實(shí)驗(yàn)步驟完成實(shí)驗(yàn): ①按下圖所示安裝裝置,加入鋅粒,然后快速加入40 mL 1 mol·L-1的硫酸,測(cè)量收集10 mL H2所用的時(shí)間。 ②按圖示再安裝一套裝置,加入與前一套裝置相同的鋅粒,然后再快速加入40 mL 4 mol·L-1的

6、硫酸,測(cè)量收集10 mL H2所用的時(shí)間。 回答下列問(wèn)題: (1)實(shí)驗(yàn)所用儀器有:錐形瓶、雙孔塞、分液漏斗、直角導(dǎo)氣管、50 mL注射器、鐵架臺(tái)、秒表。 (2)觀察到的現(xiàn)象是:鋅跟硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氣泡;收集10 mL氣體②所用時(shí)間比①所用時(shí)間短。 (3)所能得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是:4__mol·L-1的硫酸與鋅反應(yīng)比1__mol·L-1的硫酸與鋅反應(yīng)快。 【注意事項(xiàng)】 ①鋅粒的大小(即表面積)基本相同。 ②40 mL的硫酸溶液要迅速加入。 ③裝置氣密性要好,且計(jì)時(shí)要迅速、準(zhǔn)確。 一、化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算方法 【例1】 一定條件下,向2 L密閉容器中加入2 mol

7、 N2和10 mol H2,發(fā)生反應(yīng)N2+3H22NH3,2 min時(shí)測(cè)得剩余N2 1 mol,下列化學(xué)反應(yīng)速率不正確的是(  ) 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 解析 解法一:求化學(xué)反應(yīng)速率,需先求參加反應(yīng)的物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度的變化量和反應(yīng)所耗時(shí)間,據(jù)物質(zhì)的量的變化量與體積的比可得出濃度的變化量:       N2 ?。?/p>

8、  3H2  2NH3 起始量/mol 2 10 0 變化量/mol 2-1 3 2 2 min末量/mol 1 10-3 2 則v(N2)=(2-1)mol/(2 L×2 min)=0.25 mol·L-1·min-1, v(H2)=3 mol/(2 L×2 min)=0.75 mol·L-1·min-1, v(NH3)=2 mol/(2 L×2 min)=0.5 mol·L-1·m

9、in-1。 解法二:v(N2)==0.25 mol·L-1·min-1。 用N2來(lái)表示反應(yīng)速率時(shí),因?yàn)関(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。 答案 C 【規(guī)律總結(jié)】 化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算方法 (1)利用反應(yīng)速率的定義式v=求算。 (2)利用化學(xué)反應(yīng)中各物質(zhì)的速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比的規(guī)律求算。 (3)利用三段式進(jìn)行計(jì)算 ①求解化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算題的一般步驟: a.寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式; b.找

10、出各物質(zhì)的起始量、轉(zhuǎn)化量、某時(shí)刻量; c.根據(jù)已知條件列方程計(jì)算。 模板,對(duì)于反應(yīng):mA+nB===pC+qD。A的濃度為a mol·L-1,B的濃度為b mol·L-1。反應(yīng)從t0 s開(kāi)始進(jìn)行至t1 s時(shí),A消耗了x mol·L-1,則反應(yīng)速率可計(jì)算如下:          mA+ nB===pC+qD 起始濃度/mol·L-1 a b 0 0 轉(zhuǎn)化濃度/mol·L-1 x 最終濃度/mol·L-1 a-x b- 則v(A)=mol·L-1

11、3;s-1,v(B)=mol·L-1·s-1,v(C)=mol ·L-1·s-1,v(D)=mol·L-1·s-1。 ②計(jì)算時(shí)注意以下量的關(guān)系: a.對(duì)反應(yīng)物:c起始-c轉(zhuǎn)化=c某時(shí)刻; b.對(duì)生成物:c起始+c轉(zhuǎn)化=c某時(shí)刻; c.轉(zhuǎn)化率:×100%。 變式訓(xùn)練1 一定溫度下,在2 L的密閉容器中,X、Y、Z三種氣體的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如圖所示。下列描述正確的是(  ) A.反應(yīng)開(kāi)始到10 s,用Z表示的反應(yīng)速率為0.158 mol·L-1·s-1 B.反應(yīng)開(kāi)始到10 s,X的

12、物質(zhì)的量濃度減少了0.79 mol·L-1 C.反應(yīng)開(kāi)始到10 s時(shí),Y的轉(zhuǎn)化率為79.0% D.反應(yīng)的化學(xué)方程式為X(g)+Y(g)Z(g) 答案 C 解析 由圖像中數(shù)據(jù)計(jì)算用不同物質(zhì)的濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率之比,也就是化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,然后即可推出化學(xué)方程式。由圖像可知:X、Y的物質(zhì)的量逐漸減少,為反應(yīng)物,Z的物質(zhì)的量逐漸增多,為生成物。它們的物質(zhì)的量變化分別為X:(1.20-0.41)mol=0.79 mol;Y:(1.00-0.21)mol=0.79 mol;Z:(1.58-0)mol=1.58 mol。故反應(yīng)化學(xué)方程式為X+Y2Z,D項(xiàng)錯(cuò); A項(xiàng):v(Z

13、)===0.079 mol·L-1·s-1;B項(xiàng):Δc(X)===0.395 mol·L-1;C項(xiàng),Y的轉(zhuǎn)化率=×100%=79.0%。 二、化學(xué)反應(yīng)速率的比較 【例2】 對(duì)于反應(yīng)A(g)+3B(g)===2C(g),下列各數(shù)據(jù)表示不同條件下的反應(yīng)速率,其中反應(yīng)進(jìn)行得最快的是(  ) A.v(A)=0.01 mol·L-1·s-1 B.v(B)=0.02 mol·L-1·s-1 C.v(B)=0.60 mol·L-1·min-1 D.v(C)=1.0 mol·L-1

14、3;min-1 解析 對(duì)于同一反應(yīng)在不同條件下的反應(yīng)速率進(jìn)行比較時(shí),必須選定同一種速率單位和同一種物質(zhì),這樣比較才有意義。如選擇B物質(zhì)和單位mol·L-1·min-1,并依據(jù)“各物質(zhì)的速率之比等于化學(xué)方程式中計(jì)量數(shù)之比”進(jìn)行相應(yīng)的換算,然后進(jìn)行對(duì)比。A項(xiàng),v(B)=3v(A)=3×60 s·min-1×0.01 mol·L-1·s-1=1.8 mol·L-1·min-1;B項(xiàng),v(B)=60 s·min-1×0.02mol ·L-1·s-1=1.2 mol

15、83;L-1·min-1;D項(xiàng),v(B)=v(C)=1.5 mol·L-1·min-1,經(jīng)過(guò)比較可知A項(xiàng)反應(yīng)進(jìn)行的最快。 答案 A 【方法總結(jié)】 1.歸一法 依據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,將同一反應(yīng)中的用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率,轉(zhuǎn)化成用同一種物質(zhì)表示的反應(yīng)速率,然后直接依據(jù)數(shù)值進(jìn)行比較。 2.比值法 用各物質(zhì)的量表示的反應(yīng)速率除以對(duì)應(yīng)各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù),然后再對(duì)求出的數(shù)值進(jìn)行大小排序,數(shù)值大的反應(yīng)速率快。例如: 對(duì)于反應(yīng)mA+nBpC+qD,若v(A)/m>v(B)/n,則前者反應(yīng)速率快。 變式訓(xùn)練2 反應(yīng)A+3B===2C+2D在四

16、種不同情況下的反應(yīng)速率分別為 ①v(A)=0.15 mol·L-1·s-1;②v(B)=0.6 mol·L-1·s-1;③v(C)=0.4 mol·L-1·s-1;④v(D)=0.45 mol·L-1·s-1。 該反應(yīng)進(jìn)行的快慢順序?yàn)開(kāi)_______。 答案?、埽劲郏舰冢劲? 解析 解法一:將不同物質(zhì)表示的速率換算為同一物質(zhì)表示的速率,再比較速率數(shù)值的大小。 若以物質(zhì)A為標(biāo)準(zhǔn),將其他物質(zhì)表示的反應(yīng)速率換算為用物質(zhì)A表示的速率,則由方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)知: v(A)∶v(B)=1∶3,則②表示的v(A)=0

17、.2 mol·L-1·s-1; v(A)∶v(C)=1∶2,則③表示的v(A)=0.2 mol·L-1·s-1; v(A)∶v(D)=1∶2,則④表示的v(A)=0.225 mol·L-1·s-1。 故反應(yīng)進(jìn)行的快慢順序?yàn)棰埽劲郏舰冢劲佟? 解法二:由反應(yīng)速率之比與物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,比較后作出判斷。由化學(xué)方程式A+3B===2C+2D得出:a.A與B的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為1∶3,而v(A)∶v(B)=0.15∶0.6=1∶4,故v(B)>v(A),從而得②>①。 b.B與C的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為3∶2,而v(B)∶v(C)=0.6

18、∶0.4=3∶2,故v(B)=v(C),從而得③=②。 c.C與D的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為2∶2=1∶1,而v(C)∶v(D)=0.4∶0.45,故v(D)>v(C),從而得④>③。 故該反應(yīng)進(jìn)行的快慢順序?yàn)棰埽劲郏舰冢劲佟? 1.下列有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的說(shuō)法中正確的是(  ) A.對(duì)任何化學(xué)反應(yīng)來(lái)說(shuō),反應(yīng)速率越大,反應(yīng)現(xiàn)象就越明顯 B.化學(xué)反應(yīng)速率通常用單位時(shí)間內(nèi)任何一種反應(yīng)物濃度的減少或任何一種生成物濃度的增加來(lái)表示 C.若某化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率為0.5 mol·L-1·s-1,就是指在該時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物和生成物的濃度變化都為0.5 mol·L-1·

19、s-1 D.化學(xué)反應(yīng)速率是用來(lái)衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢的尺度 答案 D 解析 A項(xiàng),中和反應(yīng)速率很快,但有的沒(méi)有明顯現(xiàn)象,A錯(cuò);B項(xiàng),在化學(xué)反應(yīng)中,由于固體和純液體的濃度視為常數(shù),其濃度變化值為零,故不能用它們表示反應(yīng)速率,B錯(cuò);C項(xiàng),單位錯(cuò),濃度變化單位應(yīng)為mol·L-1,且由于化學(xué)計(jì)量數(shù)不一定相同,在該時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物和生成物的濃度變化不一定都為0.5 mol·L-1。 2.在2 L密閉容器內(nèi),某氣體反應(yīng)物在2 s內(nèi)由8 mol變?yōu)?.2 mol,則用該氣體表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為(  ) A.0.4 mol·L-1·s-1 B.0.3 mol

20、·L-1·s-1 C.0.2 mol·L-1·s-1 D.0.1 mol·L-1·s-1 答案 C 解析 用該氣體表示反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為v===0.2 mol·L-1·s-1,C正確。 3.在N2+3H22NH3的反應(yīng)中,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,NH3的濃度增加了0.6 mol·L-1,在此段時(shí)間內(nèi)用H2表示的平均反應(yīng)速率為0.45 mol·L-1·s-1,則此段時(shí)間是(  ) A.1 s B.2 s C.44 s D.1.33 s 答案 B 解析 本題考查化學(xué)反應(yīng)

21、速率的有關(guān)計(jì)算。已知用H2表示的平均反應(yīng)速率為0.45 mol·L-1· s-1,則用NH3表示的平均反應(yīng)速率為v(NH3)=v(H2)=×0.45 mol·L-1·s-1= 0.3 mol·L-1·s-1,Δt==2 s,故正確答案為B。 4.在不同條件下,分別測(cè)得反應(yīng)2SO2+O22SO3的化學(xué)反應(yīng)速率,其中表示該反應(yīng)進(jìn)行得最快的是(  ) A.v(SO2)=4 mol·L-1·min-1 B.v(O2)=3 mol·L-1·min-1 C.v(SO2)=0.1 m

22、ol·L-1·s-1 D.v(O2)=0.1 mol·L-1·s-1 答案 D 解析 本題考查的是化學(xué)反應(yīng)速率的比較。以SO2為標(biāo)準(zhǔn),并將單位統(tǒng)一,A、B、C、D選項(xiàng)換算成以SO2為標(biāo)準(zhǔn)的反應(yīng)速率后分別為A.v(SO2)=4 mol·L-1·min-1;B.v(SO2)=2v(O2)=6 mol·L-1·min-1;C.v(SO2)=0.1×60 mol·L-1·min-1=6 mol·L-1·min-1;D.v(SO2)=2v(O2)=2×0.1&

23、#215;60 mol·L-1·min-1=12 mol·L-1·min-1。 5.某溫度時(shí),在2 L容器中X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化關(guān)系曲線如圖所示。 (1)由圖中的數(shù)據(jù)分析,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)____________________________ _________________。 (2)反應(yīng)開(kāi)始至2 min、5 min時(shí)Z的平均反應(yīng)速率為_(kāi)_______________、________________。 (3)5 min后Z的生成速率比5 min末Z的生成速率________(填“大”、“小”或“相等”)。 答

24、案 (1)3X+Y2Z (2)0.05 mol·L-1·min-1 0.04 mol·L-1·min-1 (3)相等 解析 (1)根據(jù)圖示,X減少了0.6 mol,Y減少了0.2 mol,Z生成了0.4 mol,故X、Y、Z的物質(zhì)的量變化之比為3∶1∶2,因5 min后三者共存,故反應(yīng)的方程式為3X+Y2Z。 (2)根據(jù)圖中數(shù)據(jù),依據(jù)反應(yīng)速率計(jì)算公式可計(jì)算出反應(yīng)速率,需注意Z的初始物質(zhì)的量是0.1 mol。 (3)5 min后Z的物質(zhì)的量不再變化,反應(yīng)速率相等。 [基礎(chǔ)過(guò)關(guān)] 一、化學(xué)反應(yīng)速率的概念理解 1.下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率

25、的說(shuō)法,不正確的是(  ) A.化學(xué)反應(yīng)速率是衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢程度的物理量 B.單位時(shí)間內(nèi)某物質(zhì)的濃度變化越大,則該物質(zhì)反應(yīng)就越快 C.化學(xué)反應(yīng)速率可以用單位時(shí)間內(nèi)生成某物質(zhì)的質(zhì)量的多少來(lái)表示 D.化學(xué)反應(yīng)速率常用單位有“mol·L-1·s-1”和“mol·L-1·min-1” 答案 C 解析 化學(xué)反應(yīng)速率是用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來(lái)表示的,即用單位時(shí)間內(nèi)濃度的改變量來(lái)表示。 2.用純凈的CaCO3與1 mol·L-1 100 mL稀鹽酸反應(yīng)制取CO2。關(guān)于此反應(yīng),下列說(shuō)法不正確的是(  ) A.可以用

26、單位時(shí)間內(nèi)CaCO3質(zhì)量的減少表示該反應(yīng)的反應(yīng)速率 B.可以用單位時(shí)間內(nèi)生成H2的量表示該反應(yīng)的反應(yīng)速率 C.可以用單位時(shí)間內(nèi)溶液中Ca2+濃度的增加表示該反應(yīng)的反應(yīng)速率 D.可以用單位時(shí)間內(nèi)CaCO3濃度的變化表示該反應(yīng)的反應(yīng)速率 答案 D 解析 CaCO3為固體,濃度不變化。 二、化學(xué)反應(yīng)速率的比較 3.在2A+B===3C+4D反應(yīng)中,表示該反應(yīng)速率最快的數(shù)據(jù)是(  ) A.v(A)=0.5 mol·L-1·s-1 B.v(B)=0.3 mol·L-1·s-1 C.v(C)=0.8 mol·L-1·s-1

27、D.v(D)=1.0 mol·L-1·s-1 答案 B 解析 都換算成用B表示的反應(yīng)速率: A.v(B)==0.25 mol·L-1·s-1 B.v(B)=0.3 mol·L-1·s-1 C.v(B)== mol·L-1·s-1 D.v(B)==0.25 mol·L-1·s-1 B項(xiàng)值最大,反應(yīng)速率最快。 4.在a、b、c、d四個(gè)不同的容器中,在不同條件下進(jìn)行反應(yīng)2A(g)+B(g)===3C(g)+4D(g)。在0~t時(shí)間內(nèi)測(cè)得:a容器中v(A)=1 mol/(L·s

28、),b容器中v(B)=0.6 mol/(L·s),c容器中v(C)=1.5 mol/(L·s),d容器中v(D)=12 mol/(L·min)。則在0~t時(shí)間內(nèi),反應(yīng)速率最大的是(  ) A.a(chǎn)容器中 B.b容器中 C.c容器中 D.d容器中 答案 B 解析 根據(jù)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,將四個(gè)不同容器中的反應(yīng)速率用同一種物質(zhì)表示,只有這樣才能比較出反應(yīng)速率的大小。如統(tǒng)一用v(B)表示,則a容器中v(B)=0.5 mol/(L·s),b容器中v(B)=0.6 mol/(L·s),c容器中v(B)=0.5 mol/(L·

29、;s),要注意d容器中v(D)=12 mol/(L·min),速率的單位與其他不一致,則轉(zhuǎn)化后v(B)=0.05 mol/(L·s),由此可知b容器中反應(yīng)速率最大。 三、化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算 5.某一反應(yīng)物的濃度是1.0 mol·L-1,經(jīng)過(guò)20 s后,它的濃度變成了0.2 mol·L-1,在這20 s內(nèi)用該物質(zhì)濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率為(  ) 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

30、答案 B 解析 v===0.04 mol·L-1·s-1。A項(xiàng)無(wú)單位,D項(xiàng)單位不正確。 6.將4 mol A氣體和2 mol B氣體在2 L的容器中混合并在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng):2A(g)+B(g)2C(g)。若經(jīng)2 s后測(cè)得C的濃度為0.6 mol·L-1,現(xiàn)有下列幾種說(shuō)法: ①用物質(zhì)A表示的反應(yīng)的平均速率為0.3 mol·L-1·s-1 ②用物質(zhì)B表示的反應(yīng)的平均速率為0.6 mol·L-1·s-1 ③2 s末時(shí)物質(zhì)B的濃度為0.7 mol·L-1 ④2 s末,物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率為70% 其中正

31、確的是(  ) A.①④ B.①③ C.②④ D.③④ 答案 B 解析 2 s末C的濃度為0.6 mol·L-1,則2 s末n(C)=0.6 mol·L-1×2 L=1.2 mol,由三段式表示          2A(g) + B(g)  2C(g) 4 2 0 1.2 0.6 1.2 2.8 1.4 1.2 v(A)==0.3 mol·L-1·s-1, v(B)==0.15 mol·L-1·s-1, A的轉(zhuǎn)

32、化率為×100%=30%, 2 s末時(shí)B的濃度c(B)==0.7 mol·L-1。 7.將固體NH4Br置于密閉容器中,在某溫度下,發(fā)生反應(yīng):NH4Br(s)NH3(g)+HBr(g),2HBr(g)Br2(g)+H2(g),2 min后,測(cè)知H2的濃度為0.5 mol·L-1,HBr的濃度為4 mol· L-1,若上述反應(yīng)速率用v(NH3)表示,則下列速率正確的是(  ) A.0.5 mol·L-1·min-1 B.2.5 mol·L-1·min-1 C.2 mol·L-1·

33、;min-1 D.1.25 mol·L-1·min-1 答案 B 解析 此題為連鎖反應(yīng),即NH4Br(s)分解生成的HBr又有一部分分解,故剩余的HBr的量為NH4Br分解生成的HBr的量減去分解的HBr量,即c(HBr)=c生成(HBr)-c分解(HBr)。又知c(H2)=0.5 mol·L-1,則c分解(HBr)=1 mol·L-1,所以c生成(HBr)=c(HBr)+c分解(HBr)=5 mol· L-1,c(NH3)=c生成(HBr)=5 mol·L-1,v(NH3)==2.5 mol·L-1·mi

34、n-1。 8.把0.6 mol X氣體和0.4 mol Y氣體混合于2 L的密閉容器中,使它們發(fā)生如下反應(yīng):3X(g)+Y(g)nZ(g)+2W(g),5 min末已生成0.2 mol W,若測(cè)知以Z表示的平均反應(yīng)速率為0.01 mol·L-1·min-1,則n是(  ) A.1 B.2 C.3 D.4 答案 A 解析 v(W)====0.02 mol·L-1·min-1,由=,則n===1。 四、化學(xué)反應(yīng)速率圖像 9.用大理石(雜質(zhì)不與稀鹽酸反應(yīng))與稀鹽酸反應(yīng)制CO2,實(shí)驗(yàn)過(guò)程記錄如圖所示,下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(  ) A.

35、OE段表示的反應(yīng)速率最快 B.EF段表示的反應(yīng)速率最快,收集的CO2最多 C.FG段表示的收集的CO2最多 D.OG段表示隨著時(shí)間的推移,反應(yīng)速率逐漸增大 答案 B 解析 CaCO3與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O。圖像的橫坐標(biāo)是時(shí)間,縱坐標(biāo)是生成二氧化碳的體積,很明顯是用單位時(shí)間內(nèi)放出CO2的體積來(lái)表示其反應(yīng)速率的,表現(xiàn)在圖像上就是曲線的斜率,斜率越大,反應(yīng)速率越大,放出的CO2越多。由圖可以看出,EF段反應(yīng)速率最快,收集的CO2最多;整個(gè)反應(yīng)過(guò)程中,反應(yīng)速率加快的幅度先小(OE段)后大(EF段)再小(FG段),而不是逐漸增大,所以只

36、有B項(xiàng)正確。 10.一定溫度下,向容積為2 L的密閉容器中通入兩種氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng),反應(yīng)中各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化如圖所示,對(duì)該反應(yīng)的推斷合理的是(  ) A.該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3B+4D6A+2C B.反應(yīng)進(jìn)行到1 s時(shí),v(A)=v(D) C.反應(yīng)進(jìn)行到6 s時(shí),B的平均反應(yīng)速率為0.05 mol/(L·s) D.反應(yīng)進(jìn)行到6 s時(shí),各物質(zhì)的反應(yīng)速率相等 答案 C 解析 各物質(zhì)的物質(zhì)的量的變化量之比等于化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比, Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)=(1.2-0)mol∶(1.0-0.4)mol∶(1.0-0.2)mol∶(0.

37、4-0)mol=6∶3∶4∶2,所以化學(xué)方程式為3B+4C6A+2D,A項(xiàng)錯(cuò)誤;不論在什么時(shí)刻,用各物質(zhì)表示的速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,B、D項(xiàng)錯(cuò)誤。 [能力提升] 11.根據(jù)反應(yīng)4FeS2+11O2===2Fe2O3+8SO2,試回答下列問(wèn)題。 (1)常選用哪些物質(zhì)來(lái)表示該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率________________。 (2)當(dāng)生成SO2的速率為0.64 mol·L-1·s-1時(shí),則氧氣減少的速率為_(kāi)_____________。 (3)如測(cè)得4 s后O2的濃度為2.8 mol·L-1,此時(shí)間內(nèi)SO2的速率為0.4 mol·L-1

38、·s-1,則開(kāi)始時(shí)氧氣的濃度為_(kāi)_________。 答案 (1)SO2或O2 (2)0.88 mol·L-1·s-1 (3)5.0 mol·L-1 解析 (1)一般不用固體和純液體來(lái)表示反應(yīng)速率,所以可用O2和SO2來(lái)表示該反應(yīng)的反應(yīng)速率。 (2)不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率和方程式中對(duì)應(yīng)化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比,所以氧氣減少的速率為 0.64 mol·L-1·s-1×=0.88 mol·L-1·s-1。 (3)此時(shí)間內(nèi)SO2的速率為0.4 mol·L-1·s-1,則氧氣表示的速率為0

39、.4 mol·L-1·s-1×= 0.55 mol·L-1·s-1,所以氧氣變化濃度為0.55 mol·L-1·s-1×4 s=2.2 mol·L-1,則開(kāi)始時(shí)氧氣的濃度為2.8 mol·L-1+2.2 mol·L-1=5.0 mol·L-1。 12.在25 ℃時(shí),向100 mL含14.6 g氯化氫的鹽酸溶液里放入5.60 g純鐵粉(不考慮反應(yīng)前后溶液體積的變化),反應(yīng)開(kāi)始至2 min末,收集到1.12 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氫氣。在此之后,又經(jīng)過(guò)4 min,鐵粉完全溶解。則:

40、 (1)在前2 min內(nèi)用FeCl2表示的平均反應(yīng)速率是_____________________________________。 (2)在后4 min內(nèi)用HCl表示的平均反應(yīng)速率是______________________________________。 (3)前2 min與后4 min相比,反應(yīng)速率較快的是____________,其原因是____________ ____________________________________________________________。 答案 (1)0.250 mol·L-1·min-1 (2)0.250

41、mol·L-1·min-1 (3)前2 min 隨著反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)物濃度減小,反應(yīng)速率減慢 解析 n(HCl)==0.400 mol,n(Fe)==0.100 mol,n(H2)==0.050 mol。        Fe?。?HCl===FeCl2+H2↑ 起始(mol) 0.100 0.400 0 0 前2 min末(mol) 0.050 0.300 0.050 0.050 后4 min末(mol) 0 0.200 0.100 0.100 (1)v(FeCl2)==0.250 mol·L-1&#

42、183;min-1。 (2)v(HCl)==0.250 mol·L-1·min-1。 (3)后4 min內(nèi),v(FeCl2)=v(HCl)=0.125 mol·L-1·min-1<0.250 mol·L-1·min-1,所以前2 min反應(yīng)速率較快。 13.在一容積為5 L的密閉容器中充入氨氣和氧氣,使其物質(zhì)的量之比為1∶2,并發(fā)生如下反應(yīng):4NH3+5O24NO+6H2O(g),此反應(yīng)在一定條件下進(jìn)行2 min 后,測(cè)得NH3的物質(zhì)的量為2 mol,NH3的轉(zhuǎn)化率為20%。 (1)以NO的濃度變化表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速

43、率是________________。 (2)O2在2 min時(shí)的濃度是____________。 答案 (1)0.05 mol·L-1·min-1 (2)0.875 mol·L-1 解析 設(shè)充入NH3的物質(zhì)的量為a,則a(1-20%)=2 mol,得a=2.5 mol,       4NH3+5O2===4NO+6H2O(g) n(初)/mol 2.5 5 0 0 Δn/mol 0.5 0.625 0.5 0.75 n(末)/mol 2 4.375 0.5 0.75 所以v(N

44、O)==0.05 mol·L-1·min-1, 2 min時(shí)c(O2)==0.875 mol·L-1。 [拓展探究] 14.“碘鐘”實(shí)驗(yàn)中,3I-+S2O===I+2SO的反應(yīng)速率可以用I遇加入的淀粉溶液顯藍(lán)色的時(shí)間t來(lái)度量,t越小,反應(yīng)速率越大。某探究性學(xué)習(xí)小組在20 ℃進(jìn)行實(shí)驗(yàn),得到的數(shù)據(jù)如下表: 實(shí)驗(yàn)編號(hào) ① ② ③ ④ ⑤ c(I-)/mol·L-1 0.040 0.080 0.080 0.160 0.120 c(S2O)/mol·L-1 0.040 0.040 0.080 0.020 0.04

45、0 t/s 88.0 44.0 22.0 44.0 t1 回答下列問(wèn)題: (1)該實(shí)驗(yàn)的目的是______________________________________________________。 (2)顯色時(shí)間t1為_(kāi)_______。 (3)通過(guò)分析比較上述數(shù)據(jù),得到的結(jié)論是_______________________________________ ____________________________________________________________________________。 答案 (1)研究反應(yīng)物I-與S2O的濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響

46、 (2)(或29.3) (3)化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物起始濃度乘積成正比(或顯色時(shí)間與反應(yīng)物起始濃度乘積成反比) 解析 由數(shù)據(jù)表容易發(fā)現(xiàn):②④組所用時(shí)間相同,③組所用時(shí)間為它們的一半,①組所用時(shí)間為它們的2倍。 進(jìn)一步分析:②④兩組中c(I-)與c(S2O)的乘積相等,③組中乘積為②④組的2倍,①組乘積為其一半。 因此可得結(jié)論:當(dāng)c(I-)·c(S2O)相等時(shí),顯色時(shí)間相等,反應(yīng)速率相等,顯色時(shí)間與反應(yīng)速率成反比,即t與c(I-)·c(S2O)成反比。 =,得t1=≈29.3。 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375

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