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专题2 化学反应速率与化学平衡
第一单元 化学反应速率
第1课时 化学反应速率的表示方法
一、化学反应速率
1．化学反应速率的表示方法
(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＝________。
Δc表示________________________________，常用单位________。
Δt表示________________，常用单位________。
(3)常用单位：________________或________________。
(4)实例分析：对于化学反应：aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g)
v(A)= ________，v(B)= ________，v(C)= ________，v(D)= ________
2．平均速率与瞬时速率
根据求得的反应速率是在________________内化学反应的的平均速率。
若Δt非常小，则平均速率________某一时刻的瞬时速率，瞬时速率也可以在__________________ ______曲线上通过数学方法求得。
3．化学反应速率与化学计量数的关系
【交流讨论】N2O5在四氯化碳溶液中的分解反应为：
2N2O5===4NO2 + O2
实验测得，在67 ℃时，反应体系中各物质的浓度随时间的变化如表所示。
请分别用反应物和生成物的物质的量浓度在单位时间内的变化来表示该反应的速率，将计算结果填入表中。
(1)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。
(2)同一化学反应中，用不同反应物表示化学反应速率时，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。
二、化学反应速率的测定
1．测定原理
要测定不同反应物或生成物的浓度，可观察、测量体系中某一物质的____________，再进行适当的转换和计算。
2．常用方法
(1)测量在________________下释放出来的体积的气体。
(2)用比色的方法测量溶液颜色的深浅，再根据溶液颜色的深浅与________________的正比关系，确定反应物或生成物在不同时刻的浓度。
3．实验探究——化学反应速率的测定
(1)按如图所示安装装置，在锥形瓶中放入5 g大理石，加入20 mL 1 mol·L－1盐酸。每隔10 s观测玻璃注射器中气体的体积。
(2)以mL·s－1为反应速率的单位，计算每10 s时间间隔内的反应速率。
(3)以反应时间为横坐标，产生气体的体积为纵坐标，绘制V(CO2)－t曲线。
时间/s 10 20 30 40 50 60
气体体积/mL 4 14 25 38 47 55
反应速率/(mL·s-1)
【名师点拨】不同组实验结果产生差异的原因
(1)大理石的大小不同；
(2)注射器内外针筒间的摩擦力不同；
(3)计时器不同可能产生误差。
1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)化学方程式中，任何一种物质均可用v＝求出该物质表示的化学反应速率(　　)
(2)化学反应速率为0.8 mol·L－1·s－1是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L－1(　　)
(3)同一化学反应中，不同物质表示的化学反应速率数值可能不同，但表示的意义(快慢)相同(　　)
(4)同一物质表示的化学反应速率，其数值越大，则表示的化学反应速率一定越快(　　)
(5)如果知道某一物质在单位时间内物质的量的变化量，就可以根据公式v＝计算出该物质表示的化学反应速率(　　)
(6)在反应2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)中，t1、t2时刻，SO3(g)的浓度分别是c1、c2，则t1～t2时间内，SO3(g)生成的平均速率为v＝(　　)
2．在2 L密闭容器中进行反应：mX(g)＋nY(g)??pZ(g)＋qQ(g)，式中m、n、p、q为物质的化学计量数。在0～3 min内，各物质的物质的量变化如下表所示：
　　　　物质 时间 X Y Z Q
起始/mol 0.7 1
2 min末/mol 0.8 2.7 0.8 2.7
3 min末/mol 0.8
已知2 min内v(Q)＝0.075 mol·L－1·min－1，＝。
(1)起始时n(Y)＝ ，n(Q)＝ 。
(2)化学方程式中m＝ ，n＝ ，p＝ ，q＝ 。
(3)用Z表示2 min内的反应速率为 。
问题一 化学反应速率的表示方法
【典例1】对于反应：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，下列判断正确的是(　　)
A．用HCl和CaCl2表示的化学反应速率数值不同，但所表示的意义相同
B．不能用CaCO3的浓度的变化来表示化学反应速率，但可以用水来表示
C．用H2O和CO2表示的化学反应速率相同
D．用单位时间内CaCl2浓度的减小来表示其化学反应速率
【解题必备】
(1)无论是用某一反应物表示还是用某一生成物表示，由于Δc是取浓度变化的绝对值，因此，化学反应速率都取正值。
(2)化学反应速率可用单位时间内反应体系中反应物或生成物浓度的变化来表示，一般是以最容易测定的一种物质表示，书写时应标明是什么物质的反应速率。
(3)在一定温度下，固体和纯液体物质，其单位体积里的物质的量保持不变，即物质的量浓度为常数，因此它们的化学反应速率也被视为常数。由此可知，现在采用的表示化学反应速率的方法还有一定的局限性。
(4)在同一反应中，用不同的物质表示同一时间内的反应速率时，其数值可能不同，但这些数值所表达的意义是相同的即都是表示同一反应的速率。各物质表示的反应速率的数值有相互关系，彼此可以根据化学方程式中的各化学计量数进行换算。
(5)一般来说在反应过程中都不是等速进行的，因此某一时间内的反应速率实际上是这一段时间内的平均速率。
【变式1-1】下列关于化学反应速率的说法中，正确的是(　　)
A．化学反应速率是指某一时刻，某种反应物的瞬时反应速率
B．化学反应速率为0.8 mol·L－1·s－1是指反应1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L－1
C．根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢
D．化学反应速率可用反应体系中任何一种物质浓度的变化来表示
【变式1-2】下列说法正确的是(　　)
A．化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的质量变化来表示
B．用不同物质的浓度变化表示同一时间内同一反应的速率时，其数值之比等于反应方程式中对应物质的化学计量数之比
C．化学反应速率的单位由时间单位和浓度单位决定
D．在反应过程中，反应物的浓度逐渐变小，所以用反应物表示的化学反应速率为负值
问题二 化学反应速率的计算
【典例2】将等物质的量A、B混合于2 L的密闭容器中，发生反应：3A(g)＋B(g)??xC(g)＋2D(g)，经5 min后测得D的浓度为0.5 mol·L－1，c(A)∶c(B)＝3∶5，C的平均反应速率是0.1 mol·L－1·min－1。
(1)经5 min后A的浓度为 。
(2)反应开始前充入容器中B的物质的量为 。
(3)B的平均反应速率为 。
(4)x的值为 。
【解题必备】
化学反应速率的计算方法
(1)公式法：v＝＝
(2)关系式法
同一反应中“速率之比等于化学计量数之比”。
对于一个化学反应：mA＋nB===pC＋qD来说，存在如下关系：＝＝＝(A、B、C、D均不是固体或纯液体)。
(3)“三段式”法
利用转化量之比等于化学计量数之比建立各数据间的关系
如：　　　　　　mA(g)＋nB(g)??pC(g)　
起始/(mol·L－1)　　a　　　b　　　　c
转化/(mol·L－1)　　x　　　　　　　
　　　a－x　　b－　　c＋
再利用化学反应速率的定义求算
v(A)＝ mol·L－1·s－1；
v(B)＝ mol·L－1·s－1；
v(C)＝ mol·L－1·s－1。
计算中注意以下量的关系：
①对反应物：c(起始)－c(转化)＝c(某时刻)。
②对生成物：c(起始)＋c(转化)＝c(某时刻)。
③转化率＝×100%。
【变式2-1】某学生在一次探究“制取氢气最适宜的金属”的实验时测铝与稀硫酸反应，10 s末硫酸的浓度减少了0.6 mol·L－1，若不考虑反应过程中溶液体积的变化，则10 s内生成硫酸铝的平均反应速率是(　　)
A．0.04 mol·L－1·s－1 B．3.6 mol·L－1·min－1
C．1.2 mol·L－1·min－1 D．0.02 mol·L－1·min－1
【变式2-2】反应4M(s)＋3N(g)===2P(g)＋Q(g)，经2 min后N的浓度减少了0.6 mol·L－1。下列说法正确的是(　　)
A．用M表示的反应速率是0.4 mol·L－1·min－1
B．2 min末，用N表示的反应速率是0.3 mol·L－1·min－1
C．分别用N、P、Q表示的反应速率，其比值是3∶2∶1
D．在2 min内，N和P两物质的浓度是逐渐减小的
问题三 化学反应速率的比较
【典例3】对于反应：4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)，在四种不同情况下测得的反应速率由快到慢的顺序为 (填序号)。
①v(NH3)＝0.2 mol·L－1·s－1
②v(O2)＝0.24 mol·L－1·s－1
③v(H2O)＝15 mol·L－1·min－1
④v(NO)＝9 mol·L－1·min－1
【解题必备】化学反应速率大小的比较方法
(1)定性比较
通过明显的实验现象(如反应的剧烈程度、产生气泡或沉淀的快慢等)来定性判断化学反应的快慢。
(2)定量比较
对同一化学反应，用不同物质表示化学反应速率时，数值可能不同。比较时应统一单位。
①归一法
根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，将用不同物质表示的化学反应速率换算为用同一种物质表示的化学反应速率，最后依据数值大小进行比较。
②比值法
比较化学反应速率与化学计量数的比值。如反应aA+bB=cC，要比较v(A)与v(B)的相对大小，即比较与的大小，若>，则A表示的反应速率比B大。
【变式3-1】在2A(g)＋B(g)??3C(g)＋4D(g)反应中，表示该反应速率最快的是(　　)
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 D．v(D)＝1 mol·L－1·s－1
【变式3-2】对于反应A(g)＋3B(g)===2C(g)＋2D(g)，下列分别表示不同条件下的反应速率，则反应速率大小关系是 。①v(A)＝0.01 mol·L－1·s－1
②v(B)＝1.20 mol·L－1·min－1
③v(C)＝2.40 mol·L－1·min－1
④v(D)＝0.02 mol·L－1·s－1
问题四 化学反应速率的测定
【典例4】某温度下按如图装置进行实验，锥形瓶内盛有6.5 g锌粒(颗粒大小基本相同)，通过分液漏斗加入40 mL 2.5 mol·L－1稀硫酸，将产生的H2收集在一个注射器中，用时10 s时恰好收集到气体的体积为50 mL(折合成0 ℃、101 kPa条件下的H2体积为44.8 mL)，在该温度下，下列说法不正确的是(　　)
A．用锌粒表示的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＋表示的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＋表示的10 s内该反应的速率为0.005 mol·L－1·s－1
D．用H2表示的10 s内该反应的速率为0.002 mol·s－1
【解题必备】测定反应速率的方法
(1)对于有气体生成的反应，可测定相同时间内收集气体的多少或测定收集等量气体所耗时间的多少。
(2)对于有固体参加的反应，可测定相同时间内消耗固体质量的多少。
(3)对于有酸或碱参加的反应，可测定溶液中c(H＋)或c(OH－)的变化。
(4)溶液中当反应物或产物本身有较明显的颜色时，可利用比色的方法测定溶液颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。
【变式4-1】化学反应速率是通过实验测定的，下列化学反应速率的测量中，测量依据不可行的是(　　)
选项 化学反应 测量依据 (单位时间内)
A CO(g)＋H2O(g)===CO2(g) ＋H2(g) 压强变化
B Zn(s)＋H2SO4(aq)===ZnSO4(aq)＋H2(g) 氢气体积
C 2NO2(g)??N2O4(g) 颜色深浅
D Ca(OH)2(aq)＋Na2CO3(aq)===CaCO3(s)＋2NaOH(aq) 沉淀质量
【变式4-2】设计实验测定盐酸与碳酸钙的反应速率，按下列实验步骤完成实验。
(1)按如图装置安装仪器，加入一定量碳酸钙然后快速加入1 mol·L－1的盐酸，测量收集10 mL CO2所用的 。
(2)实验中所用仪器：锥形瓶、双孔塞、直角导气管、 、50 mL注射器、铁架台、 。
(3)按如图装置，测定1 mol·L－1的盐酸分别与块状碳酸钙、粉状碳酸钙反应的速率，实验时，已限定了两次实验时间均为1 min，还需要测定的另一个数据是 。实验结束后，得到的结论是
。
问题五 化学反应速率的图像
【典例5】向体积为2 L的密闭容器中加入0.3 mol A、0.1 mol C和一定量的B三种气体，一定条件下发生如下反应：3A(g)??B(g)＋2C(g)，各物质的浓度随时间的变化如图所示[t0～t1阶段的c(B)变化未画出]。下列说法不正确的是(　　)
A．若t1＝15 s，则用A的浓度变化表示t0～t1阶段的平均反应速率为0.004 mol·L－1·s－1
B．t1时反应物A的转化率为60%
C．B的起始的物质的量为0.04 mol
D．t0～t1阶段，此过程中容器向外界放出的热量为a kJ，该反应的热化学方程式为3A(g)??B(g)＋2C(g) 　ΔH＝－ kJ·mol－1
【解题必备】根据图像确定化学方程式的步骤如下：
(1)根据曲线的变化趋势判断反应物与生成物：曲线下降的物质为反应物，曲线上升的物质为生成物。
(2)物质前化学计量数的确定方法：根据各物质达到平衡时物质的量(物质的量浓度)的变化，即物质的量(物质的量浓度)的变化之比等于各物质的化学计量数之比。
(3)若反应一段时间后，反应物或生成物的浓度（或物质的量）不为零，且不再变化，则该反应为可逆反应。
【变式5-1】用纯净的CaCO3与100 mL稀盐酸反应制取CO2，实验过程记录如图所示(CO2的体积已折算为标准状况下的体积)，下列分析正确的是(　　)
A．OE段表示的平均反应速率最快
B．EF段，用盐酸表示该反应的平均反应速率为0.4 mol·L－1·min－1
C．OE、EF、FG三段中，该反应用二氧化碳表示的平均反应速率之比为2∶6∶7
D．F点收集到的CO2最多
【变式5-2】某温度下，在2 L密闭容器中投入一定量的A、B发生反应：3A(g)＋bB(g)??cC(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1(Q＞0)。12 s时反应达到平衡，生成C的物质的量为0.8 mol，反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．前12 s内，A的平均反应速率为0.025 mol·L－1·s－1
B．12 s后，A的消耗速率等于B的生成速率
C．化学计量数之比b∶c＝1∶2
D．12 s内，A和B反应放出的热量为0.2Q kJ
1．已知反应4NH3＋5O2===4NO＋6H2O，若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示，则下列关系正确的是(　　)
A．v(NH3)＝v(O2) 　 B．v(O2)＝v(H2O)
C．v(NH3)＝v(H2O) 　　 D．v(O2)＝v(NO)
2．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)
3．将5.6 g铁粉投入盛有100 mL 2 mol·L－1稀硫酸的烧杯中，2 min时铁粉刚好溶解完全；若反应前后溶液的体积不变，则0～2 min内，该反应的平均速率可表示为(　　)
A．v(Fe)＝0.5 mol·L－1·min－1 B．v(H2SO4)＝1 mol·L－1·min－1
C．v(H2)＝1 mol·L－1·min－1 D．v(FeSO4)＝0.5 mol·L－1·min－1
4．在2 L容积不变的容器中，发生N2＋3H22NH3的反应。现加入4 mol H2和4 mol N2，10 s内用H2表示的反应速率为0.12 mol·L－1·s－1，则10 s后容器中N2的物质的量是(　　)
A．1.6 mol　 B．2.8 mol　 C．3.2 mol　 D．3.6 mol
5．化学反应的速率是通过实验测定的。下列说法错误的是(　　)
A．酸性KMnO4溶液和H2C2O4溶液反应，可以通过记录溶液褪色的时间来测定反应速率
B．锌与稀硫酸反应，可以通过测量一定时间内产生的H2体积来计算反应速率
C．可以依靠科学仪器测量光的吸收、光的发射、导电能力等来测定反应速率
D．恒温恒容条件下发生反应：H2(g)＋I2(g)??2HI(g)，可以通过测量单位时间内压强的变化来测定反应速率
6．用甲、乙两装置测定锌与稀硫酸的反应速率。下列说法错误的是(　　)
A．甲、乙两实验均需要秒表
B．实验前将乙装置注射器活塞外拉，放开后若回到原位，说明气密性良好
C．其他条件相同时，乙装置所测速率比甲装置误差小
D．甲、乙装置通过测定单位时间内锌的质量变化测定反应速率
7．三氯乙烯(ClHC==CCl2)是地下水中有机污染物的主要成分，研究表明，在地下水中加入高锰酸钾溶液可将其中的三氯乙烯除去，发生的反应如下：
ClHC==CCl2＋2KMnO4===2KCl＋2CO2↑＋2MnO2↓＋HCl。
常温下，在某密闭容器中进行上述反应，测定c(KMnO4)与时间的关系如表所示：
时间/min 0 2 4 6 7 …
c(KMnO4)/(mol·L－1) 1.00 0.70 0.50 0.40 0.35 …
下列推断合理的是(　　)
A．上述反应先慢后快
B．0～4 min内，v(Cl－)＝ mol·L－1·min－1
C．若高锰酸钾完全反应，所用时间为8 min
D．随着反应的进行，c(K＋)逐渐降低
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
9．一定温度下，10 mL 0.40 mol·L－1 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)如下表：
t/min 0 2 4 6 8 10
V(O2)/mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9
下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)(　　)
A．0～6 min的平均反应速率：v(H2O2)≈3.3×10－2 mol·L－1·min－1
B．6～10 min的平均反应速率：v(H2O2)＜3.3×10－2 mol·L－1·min－1
C．反应至6 min时，c(H2O2)＝0.30 mol·L－1
D．反应至6 min时，H2O2分解了50%
10．已知：反应aA(g)＋bB(g)cC(g)，某温度下，在2 L的密闭容器中投入一定量的A、B，两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。
(1)从反应开始到12 s时，用A表示的反应速率为____________。
(2)经测定前4 s内v(C)＝0.05 mol·L－1·s－1，则该反应的化学方程式为________________________。
(3)请在图中将生成物C的物质的量浓度随时间的变化曲线绘制出来。
(4)若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行，经同一段时间后，测得三个容器中的反应速率分别为
甲：v(A)＝0.3 mol·L－1·s－1；
乙：v(B)＝0.12 mol·L－1·s－1；
丙：v(C)＝9.6 mol·L－1·min－1；
则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为____________。
1．把0.6 mol X气体和0.4 mol Y气体混合于2 L密闭容器中，发生反应：3X(g)＋Y(g)nZ(g)＋2W(g)，5 min末生成0.2 mol W，若测知以Z浓度变化来表示的平均速率为0.01 mol·L－1·min－1，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
2．一定温度下，10 mL 0.40 mol·L－1 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)如下表：
t/min 0 2 4 6 8 10
V(O2)/mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9
下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)(　　)
A．0～6 min的平均反应速率：v(H2O2)≈3.3×10－2 mol·L－1·min－1
B．6～10 min的平均反应速率：v(H2O2)＜3.3×10－2 mol·L－1·min－1
C．反应至6 min时，c(H2O2)＝0.30 mol·L－1
D．反应至6 min时，H2O2分解了50%
3．反应速率和反应物浓度的关系是用实验的方法测定的，化学反应H2＋Cl2??2HCl的反应速率v可表示为v＝kcm(H2)·cn(Cl2)，式中k为常数，m、n值可用表中数据确定。
c(H2)/(mol·L－1) c(Cl2)/(mol·L－1) v/(mol·L－1·s－1)
1.0 1.0 1.0k
2.0 1.0 2.0k
2.0 4.0 4.0k
由此可推得m、n的值分别为(　　)
A．m＝1，n＝1 B．m＝，n＝
C．m＝，n＝1 D．m＝1，n＝
4．飞秒化学对了解反应机理十分重要。C2I2F4光分解反应C2I2F4===F2—F2＋2I·经过2×10－15 s后C2I2F4的浓度减少6×10－5 mol·L－1。下列说法正确的是(　　)
A．用I·表示的反应速率是6×1010 mol·L－1·s－1
B．在2×10－15 s时，I·浓度是C2I2F4浓度的2倍
C．2×10－15 s末时C2I2F4的反应速率是3×1010 mol·L－1·s－1
D.F2—F2、I·的速率关系：v＝2v(I·)
5．化学反应速率是描述化学反应进行快慢的物理量。某同学利用如图所示装置测定化学反应速率。(已知：S2O＋2H＋===H2O＋S↓＋SO2↑)
(1)为保证实验的准确性、可靠性，利用该装置进行实验前应先进行的步骤是 ；
除如图所示装置的实验用品、仪器外，还需要的一种实验仪器是 。
(2)若在2 min时收集到224 mL(已折算成标准状况)气体，可计算出这2 min内H＋的反应速率，但该测定值比实际值偏小，其原因是 。
(3)试简述测定该反应的反应速率的其他方法： (写一种即可)。专题2 化学反应速率与化学平衡
第一单元 化学反应速率
第1课时 化学反应速率的表示方法
一、化学反应速率
1．化学反应速率的表示方法
(1)化学反应速率是衡量化学反应快慢的物理量，可以用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示化学反应速率。
(2)数学表达式：v＝。
Δc表示反应物或生成物物质的量浓度的变化(取绝对值)，常用单位mol·L－1。
Δt表示一定的时间间隔，常用单位s、min或h。
(3)常用单位：mol·L-1·min-1或mol·L-1·s-1。
(4)实例分析：对于化学反应：aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g)
v(A)=，v(B)=，v(C)=，v(D)=
2．平均速率与瞬时速率
根据求得的反应速率是在时间间隔Δt内化学反应的的平均速率。
若Δt非常小，则平均速率接近某一时刻的瞬时速率，瞬时速率也可以在物质的浓度随时间的变化曲线上通过数学方法求得。
3．化学反应速率与化学计量数的关系
【交流讨论】N2O5在四氯化碳溶液中的分解反应为：
2N2O5===4NO2 + O2
实验测得，在67 ℃时，反应体系中各物质的浓度随时间的变化如表所示。
请分别用反应物和生成物的物质的量浓度在单位时间内的变化来表示该反应的速率，将计算结果填入表中。
(1)在同一化学反应中，选用不同物质表示化学反应速率，其数值可能相同也可能不相同，但表示的意义相同。
(2)同一化学反应中，用不同反应物表示化学反应速率时，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。
二、化学反应速率的测定
1．测定原理
要测定不同反应物或生成物的浓度，可观察、测量体系中某一物质的相关性质，再进行适当的转换和计算。
2．常用方法
(1)测量在一定温度和压强下释放出来的体积的气体。
(2)用比色的方法测量溶液颜色的深浅，再根据溶液颜色的深浅与有色物质浓度的正比关系，确定反应物或生成物在不同时刻的浓度。
3．实验探究——化学反应速率的测定
(1)按如图所示安装装置，在锥形瓶中放入5 g大理石，加入20 mL 1 mol·L－1盐酸。每隔10 s观测玻璃注射器中气体的体积。
(2)以mL·s－1为反应速率的单位，计算每10 s时间间隔内的反应速率。
(3)以反应时间为横坐标，产生气体的体积为纵坐标，绘制V(CO2)－t曲线。
时间/s 10 20 30 40 50 60
气体体积/mL 4 14 25 38 47 55
反应速率/(mL·s-1) 0.4 1.0 1.1 1.3 0.9 0.8
【名师点拨】不同组实验结果产生差异的原因
(1)大理石的大小不同；
(2)注射器内外针筒间的摩擦力不同；
(3)计时器不同可能产生误差。
1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)化学方程式中，任何一种物质均可用v＝求出该物质表示的化学反应速率(　　)
(2)化学反应速率为0.8 mol·L－1·s－1是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L－1(　　)
(3)同一化学反应中，不同物质表示的化学反应速率数值可能不同，但表示的意义(快慢)相同(　　)
(4)同一物质表示的化学反应速率，其数值越大，则表示的化学反应速率一定越快(　　)
(5)如果知道某一物质在单位时间内物质的量的变化量，就可以根据公式v＝计算出该物质表示的化学反应速率(　　)
(6)在反应2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)中，t1、t2时刻，SO3(g)的浓度分别是c1、c2，则t1～t2时间内，SO3(g)生成的平均速率为v＝(　　)
答案：(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)× (6)√
2．在2 L密闭容器中进行反应：mX(g)＋nY(g)??pZ(g)＋qQ(g)，式中m、n、p、q为物质的化学计量数。在0～3 min内，各物质的物质的量变化如下表所示：
　　　　物质 时间 X Y Z Q
起始/mol 0.7 1
2 min末/mol 0.8 2.7 0.8 2.7
3 min末/mol 0.8
已知2 min内v(Q)＝0.075 mol·L－1·min－1，＝。
(1)起始时n(Y)＝ ，n(Q)＝ 。
(2)化学方程式中m＝ ，n＝ ，p＝ ，q＝ 。
(3)用Z表示2 min内的反应速率为 。
答案：(1)2.3 mol　3.0 mol　(2)1　4　2　3
(3)0.05 mol·L－1·min－1
解析：解题时明确化学反应速率与化学计量数的关系以及化学计算的方法。对比X的起始量和2 min末的量，可知反应逆向进行。
Δn(Q)＝v(Q)·V·Δt＝0.075 mol·L－1·min－1×2 L×2 min＝0.3 mol，
对反应过程作“三段式”分析如下：
mX(g)＋nY(g)??pZ(g)＋qQ(g)
起始/mol　　　0.7　　　n(Y)　　1　　　n(Q)
转化/mol　　　Δn(X)　　Δn(Y)　Δn(Z)　Δn(Q)
2 min末/mol　　0.8　　　2.7　　0.8　　　2.7
故Δn(X)＝0.8 mol－0.7 mol＝0.1 mol，
Δn(Z)＝1 mol－0.8 mol＝0.2 mol，
n(Q)＝0.3 mol＋2.7 mol＝3.0 mol。
(1)因＝＝＝，
Δn(Y)＝0.4 mol，n(Y)＝2.7 mol－0.4 mol＝2.3 mol。
(2)m∶n∶p∶q＝Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)∶Δn(Q)＝0.1 mol∶0.4 mol∶0.2 mol∶0.3 mol＝1∶4∶2∶3。
(3)＝，v(Q)＝0.075 mol·L－1·min－1，故v(Z)＝0.05 mol·L－1·min－1。
问题一 化学反应速率的表示方法
【典例1】对于反应：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，下列判断正确的是(　　)
A．用HCl和CaCl2表示的化学反应速率数值不同，但所表示的意义相同
B．不能用CaCO3的浓度的变化来表示化学反应速率，但可以用水来表示
C．用H2O和CO2表示的化学反应速率相同
D．用单位时间内CaCl2浓度的减小来表示其化学反应速率
答案：A
解析：在同一反应中，各物质表示的化学反应速率之比等于同一时间内各物质的浓度变化之比，用HCl和CaCl2表示的化学反应速率数值不同，但表示的意义相同，故A符合题意； 化学反应速率可用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示，CaCl2是生成物，则可用单位时间内CaCl2浓度的增加表示其反应速率，故D不符合题意。
【解题必备】
(1)无论是用某一反应物表示还是用某一生成物表示，由于Δc是取浓度变化的绝对值，因此，化学反应速率都取正值。
(2)化学反应速率可用单位时间内反应体系中反应物或生成物浓度的变化来表示，一般是以最容易测定的一种物质表示，书写时应标明是什么物质的反应速率。
(3)在一定温度下，固体和纯液体物质，其单位体积里的物质的量保持不变，即物质的量浓度为常数，因此它们的化学反应速率也被视为常数。由此可知，现在采用的表示化学反应速率的方法还有一定的局限性。
(4)在同一反应中，用不同的物质表示同一时间内的反应速率时，其数值可能不同，但这些数值所表达的意义是相同的即都是表示同一反应的速率。各物质表示的反应速率的数值有相互关系，彼此可以根据化学方程式中的各化学计量数进行换算。
(5)一般来说在反应过程中都不是等速进行的，因此某一时间内的反应速率实际上是这一段时间内的平均速率。
【变式1-1】下列关于化学反应速率的说法中，正确的是(　　)
A．化学反应速率是指某一时刻，某种反应物的瞬时反应速率
B．化学反应速率为0.8 mol·L－1·s－1是指反应1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L－1
C．根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢
D．化学反应速率可用反应体系中任何一种物质浓度的变化来表示
答案：C
解析：化学反应速率是指平均速率，A、B错误；不能用固体或纯液体的浓度变化来表示化学反应速率，D错误。
【变式1-2】下列说法正确的是(　　)
A．化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的质量变化来表示
B．用不同物质的浓度变化表示同一时间内同一反应的速率时，其数值之比等于反应方程式中对应物质的化学计量数之比
C．化学反应速率的单位由时间单位和浓度单位决定
D．在反应过程中，反应物的浓度逐渐变小，所以用反应物表示的化学反应速率为负值
答案：B
解析：化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的物质的量浓度变化来表示，A项错误；用不同物质的浓度变化表示同一时间内同一反应的速率时，其数值之比等于反应方程式中对应物质的化学计量数之比，B项正确；化学反应速率的单位由时间单位和物质的量浓度单位决定，C项错误；化学反应速率均为正值，D项错误。
问题二 化学反应速率的计算
【典例2】将等物质的量A、B混合于2 L的密闭容器中，发生反应：3A(g)＋B(g)??xC(g)＋2D(g)，经5 min后测得D的浓度为0.5 mol·L－1，c(A)∶c(B)＝3∶5，C的平均反应速率是0.1 mol·L－1·min－1。
(1)经5 min后A的浓度为 。
(2)反应开始前充入容器中B的物质的量为 。
(3)B的平均反应速率为 。
(4)x的值为 。
答案：(1)0.75 mol·L－1　(2)3 mol
(3)0.05 mol·L－1·min－1　(4)2
解析：(1)5 min内C的平均反应速率是0.1 mol·L－1·min－1，则生成C的物质的量是1 mol，生成D的物质的量为1 mol，根据物质的量变化量之比等于相应的化学计量数之比可知，x＝2。则
　　　　 3A(g)＋B(g)??2C(g)＋2D(g)
起始/mol　 n　 n　 0　 0
转化/mol　 1.5　 0.5　 1.0　 1.0
5 min末/mol　 n－1.5　n－0.5 1.0　 1.0
所以有(n－1.5)∶(n－0.5)＝3∶5
解得n＝3 mol，所以此时A物质的浓度为0.75 mol·L－1。(2)由以上分析可得反应开始前充入容器中B的物质的量为3 mol。(3)化学反应速率之比等于相应的化学计量数之比，C的平均反应速率是0.1 mol·L－1·min－1，所以B的平均反应速率为0.05 mol·L－1·min－1。
【解题必备】
化学反应速率的计算方法
(1)公式法：v＝＝
(2)关系式法
同一反应中“速率之比等于化学计量数之比”。
对于一个化学反应：mA＋nB===pC＋qD来说，存在如下关系：＝＝＝(A、B、C、D均不是固体或纯液体)。
(3)“三段式”法
利用转化量之比等于化学计量数之比建立各数据间的关系
如：　　　　　　mA(g)＋nB(g)??pC(g)　
起始/(mol·L－1)　　a　　　b　　　　c
转化/(mol·L－1)　　x　　　　　　　
　　　a－x　　b－　　c＋
再利用化学反应速率的定义求算
v(A)＝ mol·L－1·s－1；
v(B)＝ mol·L－1·s－1；
v(C)＝ mol·L－1·s－1。
计算中注意以下量的关系：
①对反应物：c(起始)－c(转化)＝c(某时刻)。
②对生成物：c(起始)＋c(转化)＝c(某时刻)。
③转化率＝×100%。
【变式2-1】某学生在一次探究“制取氢气最适宜的金属”的实验时测铝与稀硫酸反应，10 s末硫酸的浓度减少了0.6 mol·L－1，若不考虑反应过程中溶液体积的变化，则10 s内生成硫酸铝的平均反应速率是(　　)
A．0.04 mol·L－1·s－1 B．3.6 mol·L－1·min－1
C．1.2 mol·L－1·min－1 D．0.02 mol·L－1·min－1
答案：C
解析：10 s末硫酸的浓度减少了0.6 mol·L－1，则v(H2SO4)＝＝0.06 mol·L－1·s－1，发生反应：2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑，速率之比等于化学计量数之比，故v[Al2(SO4)3]＝v(H2SO4)＝×0.06 mol·L－1·s－1＝0.02 mol·L－1·s－1＝1.2 mol·L－1·min－1。
【变式2-2】反应4M(s)＋3N(g)===2P(g)＋Q(g)，经2 min后N的浓度减少了0.6 mol·L－1。下列说法正确的是(　　)
A．用M表示的反应速率是0.4 mol·L－1·min－1
B．2 min末，用N表示的反应速率是0.3 mol·L－1·min－1
C．分别用N、P、Q表示的反应速率，其比值是3∶2∶1
D．在2 min内，N和P两物质的浓度是逐渐减小的
答案：C
解析：M为固体，不能用M的浓度变化表示该反应的反应速率，A项错误；用N表示的反应速率为0.3 mol·L－1·min－1，是2 min内的平均反应速率，B项错误；用不同物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比，则v(N)∶v(P)∶v(Q)＝3∶2∶1，C项正确；2 min内，N的浓度逐渐减小，P的浓度逐渐增大，D项错误。
问题三 化学反应速率的比较
【典例3】对于反应：4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)，在四种不同情况下测得的反应速率由快到慢的顺序为 (填序号)。
①v(NH3)＝0.2 mol·L－1·s－1
②v(O2)＝0.24 mol·L－1·s－1
③v(H2O)＝15 mol·L－1·min－1
④v(NO)＝9 mol·L－1·min－1
答案：①>②>③>④
【解题必备】化学反应速率大小的比较方法
(1)定性比较
通过明显的实验现象(如反应的剧烈程度、产生气泡或沉淀的快慢等)来定性判断化学反应的快慢。
(2)定量比较
对同一化学反应，用不同物质表示化学反应速率时，数值可能不同。比较时应统一单位。
①归一法
根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，将用不同物质表示的化学反应速率换算为用同一种物质表示的化学反应速率，最后依据数值大小进行比较。
②比值法
比较化学反应速率与化学计量数的比值。如反应aA+bB=cC，要比较v(A)与v(B)的相对大小，即比较与的大小，若>，则A表示的反应速率比B大。
【变式3-1】在2A(g)＋B(g)??3C(g)＋4D(g)反应中，表示该反应速率最快的是(　　)
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 D．v(D)＝1 mol·L－1·s－1
答案：B
解析：用化学反应速率判断反应快慢时，首先将各物质的反应速率除以其化学方程式中的化学计量数：A选项＝0.25 mol·L－1·s－1，B选项＝0.3 mol·L－1·s－1，C选项＝ mol·L－1·s－1，D选项＝0.25 mol·L－1·s－1；然后比较大小，B选项最大。
【变式3-2】对于反应A(g)＋3B(g)===2C(g)＋2D(g)，下列分别表示不同条件下的反应速率，则反应速率大小关系是 。
①v(A)＝0.01 mol·L－1·s－1
②v(B)＝1.20 mol·L－1·min－1
③v(C)＝2.40 mol·L－1·min－1
④v(D)＝0.02 mol·L－1·s－1
答案：③>①＝④>②
解析：比较不同条件下的反应速率时应转化成同一物质的速率进行比较，根据化学反应速率之比等于化学计量数之比进行转换，以A的速率为标准，①对应的v(A)＝0.01 mol·L－1·s－1＝0.6 mol·L－1·min－1；②对应的v(A)＝＝＝0.4 mol·L－1·min－1；③对应的v(A)＝＝＝1.20 mol·L－1·min－1；④对应的v(A)＝＝＝0.6 mol·L－1·min－1。可知反应速率的大小关系为③>①＝④>②。
问题四 化学反应速率的测定
【典例4】某温度下按如图装置进行实验，锥形瓶内盛有6.5 g锌粒(颗粒大小基本相同)，通过分液漏斗加入40 mL 2.5 mol·L－1稀硫酸，将产生的H2收集在一个注射器中，用时10 s时恰好收集到气体的体积为50 mL(折合成0 ℃、101 kPa条件下的H2体积为44.8 mL)，在该温度下，下列说法不正确的是(　　)
A．用锌粒表示的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＋表示的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＋表示的10 s内该反应的速率为0.005 mol·L－1·s－1
D．用H2表示的10 s内该反应的速率为0.002 mol·s－1
答案：D
解析：0 ℃、101 kPa条件下，H2的体积为44.8 mL，其物质的量为0.002 mol，则根据反应Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑可知：Zn～H2SO4～ZnSO4～H2，Δn(Zn)＝Δn(H2SO4)＝Δn(ZnSO4)＝Δn(H2)＝0.002 mol；Δm(Zn)＝0.002 mol×65 g·mol－1＝0.13 g，v(Zn)＝＝0.013 g·s－1，v(H＋)＝＝0.01 mol·L－1·s－1，v(Zn2＋)＝＝0.005 mol·L－1·s－1，v(H2)＝＝0.000 2 mol·s－1。
【解题必备】测定反应速率的方法
(1)对于有气体生成的反应，可测定相同时间内收集气体的多少或测定收集等量气体所耗时间的多少。
(2)对于有固体参加的反应，可测定相同时间内消耗固体质量的多少。
(3)对于有酸或碱参加的反应，可测定溶液中c(H＋)或c(OH－)的变化。
(4)溶液中当反应物或产物本身有较明显的颜色时，可利用比色的方法测定溶液颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。
【变式4-1】化学反应速率是通过实验测定的，下列化学反应速率的测量中，测量依据不可行的是(　　)
选项 化学反应 测量依据 (单位时间内)
A CO(g)＋H2O(g)===CO2(g) ＋H2(g) 压强变化
B Zn(s)＋H2SO4(aq)===ZnSO4(aq)＋H2(g) 氢气体积
C 2NO2(g)??N2O4(g) 颜色深浅
D Ca(OH)2(aq)＋Na2CO3(aq)===CaCO3(s)＋2NaOH(aq) 沉淀质量
答案：A
解析：A项，该反应是气体分子数不变的反应，反应前后压强不变；B项，单位时间内H2体积变化大，速率快；C项，2NO2(g)??N2O4(g)，NO2是红棕色气体，N2O4是无色气体，可以用单位时间内气体颜色的变化来衡量反应的快慢；D项，单位时间内产生沉淀的质量越多，速率越快。
【变式4-2】设计实验测定盐酸与碳酸钙的反应速率，按下列实验步骤完成实验。
(1)按如图装置安装仪器，加入一定量碳酸钙然后快速加入1 mol·L－1的盐酸，测量收集10 mL CO2所用的 。
(2)实验中所用仪器：锥形瓶、双孔塞、直角导气管、 、50 mL注射器、铁架台、 。
(3)按如图装置，测定1 mol·L－1的盐酸分别与块状碳酸钙、粉状碳酸钙反应的速率，实验时，已限定了两次实验时间均为1 min，还需要测定的另一个数据是 。实验结束后，得到的结论是
。
答案：(1)时间　(2)分液漏斗　秒表　(3)收集到气体的体积　其他条件相同时，粉状碳酸钙与盐酸的反应速率比块状碳酸钙与盐酸的反应速率快
问题五 化学反应速率的图像
【典例5】向体积为2 L的密闭容器中加入0.3 mol A、0.1 mol C和一定量的B三种气体，一定条件下发生如下反应：3A(g)??B(g)＋2C(g)，各物质的浓度随时间的变化如图所示[t0～t1阶段的c(B)变化未画出]。下列说法不正确的是(　　)
A．若t1＝15 s，则用A的浓度变化表示t0～t1阶段的平均反应速率为0.004 mol·L－1·s－1
B．t1时反应物A的转化率为60%
C．B的起始的物质的量为0.04 mol
D．t0～t1阶段，此过程中容器向外界放出的热量为a kJ，该反应的热化学方程式为3A(g)??B(g)＋2C(g) 　ΔH＝－ kJ·mol－1
答案：A
解析：t0～t1阶段，A的浓度变化Δc(A)＝0.15 mol·L－1－0.06 mol·L－1＝0.09 mol·L－1，t0～t1阶段的平均反应速率v(A)＝＝＝0.006 mol·L－1·s－1，A错误；t1时该反应达到平衡，根据选项A中分析可知A的转化率为α(A)＝×100%＝60%，B正确；根据反应3A(g)??B(g)＋2C(g)可知，反应达平衡后Δc(A)＝0.09 mol·L－1，则Δc(B)＝0.03 mol·L－1，由图像可知该反应达平衡后，c(B)＝0.05 mol·L－1，所以B的起始浓度为0.02 mol·L－1，B的起始的物质的量为0.02 mol·L－1×2 L＝0.04 mol，C正确；t0～t1阶段，Δn(A)＝0.09 mol·L－1×2 L＝0.18 mol，此时放热a kJ，如果有3 mol A完全反应，放热为 kJ，即热化学方程式为3A(g)??B(g)＋2C(g)　ΔH＝－ kJ·mol－1，D正确。
【解题必备】根据图像确定化学方程式的步骤如下：
(1)根据曲线的变化趋势判断反应物与生成物：曲线下降的物质为反应物，曲线上升的物质为生成物。
(2)物质前化学计量数的确定方法：根据各物质达到平衡时物质的量(物质的量浓度)的变化，即物质的量(物质的量浓度)的变化之比等于各物质的化学计量数之比。
(3)若反应一段时间后，反应物或生成物的浓度（或物质的量）不为零，且不再变化，则该反应为可逆反应。
【变式5-1】用纯净的CaCO3与100 mL稀盐酸反应制取CO2，实验过程记录如图所示(CO2的体积已折算为标准状况下的体积)，下列分析正确的是(　　)
A．OE段表示的平均反应速率最快
B．EF段，用盐酸表示该反应的平均反应速率为0.4 mol·L－1·min－1
C．OE、EF、FG三段中，该反应用二氧化碳表示的平均反应速率之比为2∶6∶7
D．F点收集到的CO2最多
答案：B
解析：相同时间内，生成的CO2越多，反应速率越快，由图可知，相同时间内，EF段生成的CO2最多，所以EF段反应速率最快，A项错误；由图可知EF段生成的CO2的体积为672 mL－224 mL＝448 mL，即0.02 mol，根据反应CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O可知，参加反应的HCl的物质的量为0.04 mol，则HCl的浓度变化量为＝0.4 mol·L－1，则EF段用盐酸表示该反应的平均反应速率为＝0.4 mol·L－1·min－1，B项正确；OE、EF、FG三段生成的CO2的体积分别为224 mL、448 mL、112 mL，所以OE、EF、FG三段中，该反应用CO2表示的平均反应速率之比为224 mL∶448 mL∶112 mL＝2∶4∶1，C项错误；由图可知，G点收集到784 mL气体，反应结束，则G点收集到的CO2最多，D项错误。
【变式5-2】某温度下，在2 L密闭容器中投入一定量的A、B发生反应：3A(g)＋bB(g)??cC(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1(Q＞0)。12 s时反应达到平衡，生成C的物质的量为0.8 mol，反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．前12 s内，A的平均反应速率为0.025 mol·L－1·s－1
B．12 s后，A的消耗速率等于B的生成速率
C．化学计量数之比b∶c＝1∶2
D．12 s内，A和B反应放出的热量为0.2Q kJ
答案：C
解析：由图像分析可知，前12 s内A的浓度变化为Δc(A)＝0.8 mol·L－1－0.2 mol·L－1＝0.6 mol·L－1，反应速率v(A)＝＝＝0.05 mol·L－1·s－1，A错误；前12 s内B的浓度变化为Δc(B)＝0.5 mol·L－1－0.3 mol·L－1＝0.2 mol·L－1，反应速率v(B)＝＝＝ mol·L－1·s－1，依据题意v(C)＝＝＝＝ mol·L－1·s－1，化学反应速率之比等于化学计量数之比，则3∶b∶c＝0.05∶∶，解得b＝1，c＝2，b∶c＝1∶2，C正确；由上述分析可知，该反应的化学方程式为3A(g)＋B(g)??2C(g)，其中A、B化学计量数不同，12 s后达到平衡状态，A的消耗速率不等于B的生成速率，B错误；3 mol A完全反应放热Q kJ,12 s内A反应的物质的量为(0.8 mol·L－1－0.2 mol·L－1)×2 L＝1.2 mol，则1.2 mol A反应放出的热量为0.4Q kJ，D错误。
1．已知反应4NH3＋5O2===4NO＋6H2O，若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示，则下列关系正确的是(　　)
A．v(NH3)＝v(O2) 　 B．v(O2)＝v(H2O)
C．v(NH3)＝v(H2O) 　　 D．v(O2)＝v(NO)
答案：D
解析：根据化学反应速率之比等于化学方程式中对应的化学计量数之比可得D项正确。
2．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)
答案：B
3．将5.6 g铁粉投入盛有100 mL 2 mol·L－1稀硫酸的烧杯中，2 min时铁粉刚好溶解完全；若反应前后溶液的体积不变，则0～2 min内，该反应的平均速率可表示为(　　)
A．v(Fe)＝0.5 mol·L－1·min－1 B．v(H2SO4)＝1 mol·L－1·min－1
C．v(H2)＝1 mol·L－1·min－1 D．v(FeSO4)＝0.5 mol·L－1·min－1
答案：D
解析：根据反应Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑可知，2 min时5.6 g (0.1 mol)Fe刚好溶解完全，消耗0.1 mol H2SO4，生成0.1 mol H2和0.1 mol FeSO4。Fe为固体，不能用于表示反应速率，A项错误；0～2 min内，硫酸浓度变化量为＝1 mol·L－1，故0～2 min内，v(H2SO4)＝＝0.5 mol·L－1·min－1，B项错误；0～2 min内，H2的浓度变化量为＝1 mol·L－1，故0～2 min内v(H2)＝＝0.5 mol·L－1·min－1，C项错误；0～2 min内，FeSO4的浓度变化量为＝1 mol·L－1，故0～2 min内v(FeSO4)＝＝0.5 mol·L－1·min－1，D项正确。
4．在2 L容积不变的容器中，发生N2＋3H22NH3的反应。现加入4 mol H2和4 mol N2，10 s内用H2表示的反应速率为0.12 mol·L－1·s－1，则10 s后容器中N2的物质的量是(　　)
A．1.6 mol　 B．2.8 mol　 C．3.2 mol　 D．3.6 mol
答案：C
解析：根据速率之比等于化学计量数之比，得v(H2)∶v(N2)＝3∶1即v(N2)＝＝0.04 mol·L－1·s－1，10 s内转化的N2的物质的量为0.04 mol·L－1·s－1×10 s×2 L＝0.8 mol，故10 s后容器中N2的物质的量为4 mol－0.8 mol＝3.2 mol。
5．化学反应的速率是通过实验测定的。下列说法错误的是(　　)
A．酸性KMnO4溶液和H2C2O4溶液反应，可以通过记录溶液褪色的时间来测定反应速率
B．锌与稀硫酸反应，可以通过测量一定时间内产生的H2体积来计算反应速率
C．可以依靠科学仪器测量光的吸收、光的发射、导电能力等来测定反应速率
D．恒温恒容条件下发生反应：H2(g)＋I2(g)??2HI(g)，可以通过测量单位时间内压强的变化来测定反应速率
答案：D
解析：D项中恒温恒容条件下，反应前后气体的压强始终不变，不能通过测量单位时间内压强的变化来测定反应速率。
6．用甲、乙两装置测定锌与稀硫酸的反应速率。下列说法错误的是(　　)
A．甲、乙两实验均需要秒表
B．实验前将乙装置注射器活塞外拉，放开后若回到原位，说明气密性良好
C．其他条件相同时，乙装置所测速率比甲装置误差小
D．甲、乙装置通过测定单位时间内锌的质量变化测定反应速率
答案：D
解析：甲、乙两装置需要测定单位时间内产生氢气的体积，需要用到秒表，故A正确；实验前将乙装置注射器活塞外拉，体系内压强减小，若气密性良好，在外界大气压作用下，活塞会回到原位，故B正确；甲装置中稀硫酸进入体系，占用一定体积，活塞右移，会造成误差，用乙装置可以减小稀硫酸溶液体积变化造成的实验误差，故C正确；甲、乙装置通过测定单位时间内产生氢气的体积测定反应速率，故D错误。
7．三氯乙烯(ClHC==CCl2)是地下水中有机污染物的主要成分，研究表明，在地下水中加入高锰酸钾溶液可将其中的三氯乙烯除去，发生的反应如下：
ClHC==CCl2＋2KMnO4===2KCl＋2CO2↑＋2MnO2↓＋HCl。
常温下，在某密闭容器中进行上述反应，测定c(KMnO4)与时间的关系如表所示：
时间/min 0 2 4 6 7 …
c(KMnO4)/(mol·L－1) 1.00 0.70 0.50 0.40 0.35 …
下列推断合理的是(　　)
A．上述反应先慢后快
B．0～4 min内，v(Cl－)＝ mol·L－1·min－1
C．若高锰酸钾完全反应，所用时间为8 min
D．随着反应的进行，c(K＋)逐渐降低
答案：B
解析：A项，分析表格中的数据可知，题述反应先快后慢，错误；B项，每消耗2 mol KMnO4会生成3 molCl－，0～4 min内，v(Cl－)＝×＝ mol·L－1·min－1，正确；C项，由于反应速率逐渐减小，故高锰酸钾完全反应，反应时间大于8 min，错误；D项，钾离子未参与反应，故钾离子浓度不变，错误。
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
答案：C
解析：由3v(B)＝2v(A)、2v(C)＝3v(B)可推出：＝，＝，即v(A)∶v(B)∶v(C)＝3∶2∶3，速率之比等于化学计量数之比。
9．一定温度下，10 mL 0.40 mol·L－1 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)如下表：
t/min 0 2 4 6 8 10
V(O2)/mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9
下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)(　　)
A．0～6 min的平均反应速率：v(H2O2)≈3.3×10－2 mol·L－1·min－1
B．6～10 min的平均反应速率：v(H2O2)＜3.3×10－2 mol·L－1·min－1
C．反应至6 min时，c(H2O2)＝0.30 mol·L－1
D．反应至6 min时，H2O2分解了50%
答案：C
解析：根据题目信息可知，0～6 min，生成22.4 mL(标准状况下)氧气，消耗0.002 mol H2O2，则v(H2O2)≈3.3×10－2 mol·L－1·min－1，A项正确；随反应物浓度的减小，反应速率逐渐降低，B项正确；反应至6 min时，剩余0.002 mol H2O2，此时c(H2O2)＝0.20 mol·L－1，C项错误；反应至6 min时，消耗0.002 mol H2O2，则H2O2分解了50%，D项正确。
10．已知：反应aA(g)＋bB(g)cC(g)，某温度下，在2 L的密闭容器中投入一定量的A、B，两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。
(1)从反应开始到12 s时，用A表示的反应速率为____________。
(2)经测定前4 s内v(C)＝0.05 mol·L－1·s－1，则该反应的化学方程式为________________________。
(3)请在图中将生成物C的物质的量浓度随时间的变化曲线绘制出来。
(4)若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行，经同一段时间后，测得三个容器中的反应速率分别为
甲：v(A)＝0.3 mol·L－1·s－1；
乙：v(B)＝0.12 mol·L－1·s－1；
丙：v(C)＝9.6 mol·L－1·min－1；
则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为____________。
答案：(1)0.05 mol·L－1·s－1
(2)3A(g)＋B(g)2C(g)
(3)
(4)乙>甲>丙
解析：(1)从0到12 s，Δc(A)＝0.8 mol·L－1－0.2 mol·L－1＝0.6 mol·L－1，v(A)＝＝0.05 mol·L－1·s－1。
(2)前4 s内，Δc(A)＝0.8 mol·L－1－0.5 mol·L－1＝0.3 mol·L－1，v(A)＝＝0.075 mol·L－1·s－1；v(A)∶v(C)＝a∶c＝0.075 mol·L－1·s－1∶0.05 mol·L－1·s－1＝3∶2，由图像知，在12 s时Δc(A)∶Δc(B)＝0.6 mol·L－1∶0.2 mol·L－1＝3∶1＝a∶b，则a、b、c三者的比例关系为3∶1∶2，所以该反应的化学方程式为3A(g)＋B(g)2C(g)。
(3)生成物C的浓度从0开始增加，到12 s时达到最大，Δc(A)∶Δc(C)＝a∶c＝3∶2，所以Δc(C)＝2×＝0.4 mol·L－1。
(4)丙容器中v(C)＝9.6 mol·L－1·min－1＝0.16 mol·L－1·s－1，则甲容器中＝＝0.1 mol·L－1·s－1，乙容器中＝＝0.12 mol·L－1·s－1，丙容器中＝＝
0.08 mol·L－1·s－1，故甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为乙>甲>丙。
1．把0.6 mol X气体和0.4 mol Y气体混合于2 L密闭容器中，发生反应：3X(g)＋Y(g)nZ(g)＋2W(g)，5 min末生成0.2 mol W，若测知以Z浓度变化来表示的平均速率为0.01 mol·L－1·min－1，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
答案：A
解析：利用条件可求：v(W)＝＝0.02 mol·L－1·min－1，利用计量数关系计算得n＝1。
2．一定温度下，10 mL 0.40 mol·L－1 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)如下表：
t/min 0 2 4 6 8 10
V(O2)/mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9
下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)(　　)
A．0～6 min的平均反应速率：v(H2O2)≈3.3×10－2 mol·L－1·min－1
B．6～10 min的平均反应速率：v(H2O2)＜3.3×10－2 mol·L－1·min－1
C．反应至6 min时，c(H2O2)＝0.30 mol·L－1
D．反应至6 min时，H2O2分解了50%
答案：C
解析：根据题目信息可知，0～6 min，生成22.4 mL(标准状况下)氧气，消耗0.002 mol H2O2，则v(H2O2)≈3.3×10－2 mol·L－1·min－1，A项正确；随反应物浓度的减小，反应速率逐渐降低，B项正确；反应至6 min时，剩余0.002 mol H2O2，此时c(H2O2)＝0.20 mol·L－1，C项错误；反应至6 min时，消耗0.002 mol H2O2，则H2O2分解了50%，D项正确。
3．反应速率和反应物浓度的关系是用实验的方法测定的，化学反应H2＋Cl2??2HCl的反应速率v可表示为v＝kcm(H2)·cn(Cl2)，式中k为常数，m、n值可用表中数据确定。
c(H2)/(mol·L－1) c(Cl2)/(mol·L－1) v/(mol·L－1·s－1)
1.0 1.0 1.0k
2.0 1.0 2.0k
2.0 4.0 4.0k
由此可推得m、n的值分别为(　　)
A．m＝1，n＝1 B．m＝，n＝
C．m＝，n＝1 D．m＝1，n＝
答案：D
解析：按题给数据代入v＝kcm(H2)·cn(Cl2)即可。第一组数据无法计算，代入第二组数据：2.0k＝k×(2.0)m×(1.0)n，则m＝1；代入第三组数据：4.0k＝k×(2.0)m×(4.0)n，结合m＝1，则n＝。
4．飞秒化学对了解反应机理十分重要。C2I2F4光分解反应C2I2F4===F2—F2＋2I·经过2×10－15 s后C2I2F4的浓度减少6×10－5 mol·L－1。下列说法正确的是(　　)
A．用I·表示的反应速率是6×1010 mol·L－1·s－1
B．在2×10－15 s时，I·浓度是C2I2F4浓度的2倍
C．2×10－15 s末时C2I2F4的反应速率是3×1010 mol·L－1·s－1
D.F2—F2、I·的速率关系：v＝2v(I·)
答案：A
解析：根据反应方程式中物质反应转化关系可知，C2I2F4与I·化学计量数之比是1∶2，在2×10－15 s后C2I2F4的浓度减少6×10－5 mol·L－1，则I·的浓度变化为1.2×10－4 mol·L－1，则用I·表示的反应速率v(I·)＝＝6×1010 mol·L－1·s－1，A正确；在2×10－15 s时，I·改变的浓度是C2I2F4浓度的2倍，而不是I·浓度是C2I2F4浓度的2倍，B错误；在0～2×10－15 s时C2I2F4的平均反应速率v(C2I2F4)＝＝3×1010 mol·L－1·s－1，而不是2×10－15 s末的瞬时速率，C错误；化学反应速率比等于方程式中相应物质的化学计量数的比，则F2—F2、I·的速率关系：2v＝v(I·)，D错误。
5．化学反应速率是描述化学反应进行快慢的物理量。某同学利用如图所示装置测定化学反应速率。(已知：S2O＋2H＋===H2O＋S↓＋SO2↑)
(1)为保证实验的准确性、可靠性，利用该装置进行实验前应先进行的步骤是 ；
除如图所示装置的实验用品、仪器外，还需要的一种实验仪器是 。
(2)若在2 min时收集到224 mL(已折算成标准状况)气体，可计算出这2 min内H＋的反应速率，但该测定值比实际值偏小，其原因是 。
(3)试简述测定该反应的反应速率的其他方法： (写一种即可)。
答案：(1)检查装置的气密性　秒表　(2)部分SO2溶于水，使得气体体积偏小　(3)测定一定时间内生成硫单质的质量(或H＋浓度的变化)(其他合理答案均可)
解析：(1)该反应中需要测量生成气体的体积，所以进行实验前应先检查装置的气密性；本实验需要测定反应速率，根据速率计算公式v＝可知，该实验中需要计时，所以还需要的仪器为秒表。(2)根据收集的SO2的体积计算速率，但部分SO2溶于水，使得体积偏小，所以测定值比实际值偏小。(3)根据化学方程式可知，测定该反应的反应速率还可以测定一定时间内生成硫单质的质量，也可以测定一定时间内H＋浓度的变化。

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