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2-4-1 化学反应速率概念及计算
1．【2017年新课标Ⅲ卷T28（4）】（14分）
砷（As）是第四周期ⅤA族元素，可以形成As2O3、As2O5、H3AsO3、H3AsO4等化合物，有着广泛的用途。回答下列问题：
（4）298 K时，将20 mL 3x mol·L?1 Na3AsO3、20 mL 3x mol·L?1 I2和20 mL NaOH溶液混合，发生反应：AsO33?(aq)+I2(aq)+2OH? AsO43?(aq)+2I?(aq)+ H2O(l)。溶液中c(AsO43?)与反应时间（t）的关系如图所示。
①下列可判断反应达到平衡的是__________（填标号）。
A．溶液的pH不再变化
B．v(I?)=2v(AsO33?)
c．c (AsO43?)/c (AsO33?)不再变化
d．c(I?)=y mol·L?1
②tm时，v正_____ v逆（填“大于”“小于”或“等于”）。
③tm时v逆_____ tn时v逆（填“大于”“小于”或“等于”），理由是_____________。
④若平衡时溶液的pH=14，则该反应的平衡常数K为___________。
【答案】
（4）①ac、大于、 小于、 tm时AsO43-浓度更小，反应速率更慢、K=
【解析】
（4）①a溶液pH不变时，则c（OH-）也保持不变，反应处于平衡状态；b 根据速率关系，v（I-）/2=v(AsO33-)，则b的等式始终成立，反应不一定处于平衡状态；c由于提供的Na3ASO3总量一定，所以c(AsO43-)/c(AsO33-)不再变化时，c(AsO43-)与c(AsO33-)也保持不变，反应处于平衡状态；d c(I-)=y mol/L时，即c(AsO43?)=c(I-)，事实两者浓度关系一定是2c(AsO43?)=c(I-)，则此时不是平衡状态，故答案：ac。②反应从正反应开始进行，tm时反应继续正向进行，v正>v逆。正确答案：大于。③tm时比tn时AsO43-浓度更小，所以逆反应速率也更小，正确答案：小于、tm时AsO43浓度更小，反应速率更慢。④反应前，三种溶液混合后，Na3ASO3浓度为 ，同理I2浓度为xmol/L，反应达到平衡时，生成c（AsO43-）为ymol/L，则反应生成I-浓度c（I-）=2ymol/L，消耗AsO33-、I2浓度均为ymol/L，平衡时c(AsO33-)为 (x-y) mol/L，c（I2）为（x-y）mol/L，溶液中c(OH-)=1mol/L，K=。
2．【2015年新课标1T28（4）】（15分）碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题：
（4）Bodensteins研究了下列反应：
2HI(g)H2(g) + I2(g)
在716K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表：
t/min
0
20
40
60
80
120
x(HI)
1
0.91
0.85
0.815
0.795
0.784
x(HI)
0
0.60
0.73
0.773
0.780
0.784
① 根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为：___________。
② 上述反应中，正反应速率为v正= k正·x2(HI)，逆反应速率为v逆=k逆·x(H2)·x(I2)，其中k正、k逆为速率常数，则k逆为________(以K和k正表示)。若k正 = 0.0027min-1，在t=40min时，v正=__________min-1
【答案】
（4）①；②k逆= k正/K ；1.95×10-3；
【解析】
（4） ①问中的反应是比较特殊的，反应前后气体体积相等，不同的起始态很容易达到等效的平衡状态。大家注意表格中的两列数据是正向和逆向的两组数据。
716K时，取第一行数据计算：2HI（g）H2（g）+I2（g）
n（始）（取1mol） 1 0 0
Δn （0.216） （0.108） （0.108）
n（平） 0.784 （0.108） （0.108）
化学平衡常数为
本小题易错点：计算式会被误以为是表达式。
②问的要点是：平衡状态下，v正= v逆，故有：k正·x2(HI) = k逆·x(H2)·x(I2)
变形：k正/ k逆=｛ x(H2)·x(I2)｝/ x2(HI)=K
故有： k逆= k正/K
考纲中要求了解化学反应速率的概念和定量表示方法；能正确计算化学反应的转化率(a)。具体在复习中我们需要了解化学反应速率的概念、同一反应中用不同的物质来表示遵循速率之比等于计量系数之比、三段式在计算中的应用。考题一般结合一个具体的化学反应或者图像，获取数据，然后对数据分析处理计算。
1．计算化学反应速率的常用方法
（1）定义式法：根据“v＝Δc/Δt”进行计算。
（2）比例式法：根据“化学反应速率之比等于化学计量数之比”进行计算。
（3）三段式法：具体步骤如下。
①写出有关反应的化学方程式。
②找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。
③根据已知条件列方程式计算。
例如，反应　　　　　　mA　　＋nBpC
t0时刻浓度/mol·L－1 a b 0
转化浓度/mol·L－1 x  
t1时刻浓度/mol·L－1 a－x b－ 
则：v(A)＝ mol/(L·s)、v(B)＝ mol/(L·s)、v(C)＝ mol/(L·s)。
2．理解化学反应速率要注意以下几点
（1）化学反应速率一般指平均速率而不是某一时刻的瞬时速率，且无论用反应物还是用生成物表示均取正值。
（2）同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同。
（3）不能用固体或纯液体表示化学反应速率，因为固体或纯液体的浓度视为常数。
1．在一定条件下，反应 N2(g)+3H2(g)2NH3(g) 在 2 L 密闭容器中进行，5min 内NH3的质量增加了1.7g，则反应速率为
A．v(H2)=0.03mol·L-1·min-1 B．v(N2)=0.02mol·L-1·min-1
C．v(NH3)=0.17mol·L-1·min-1 D．v(NH3)=0.01mol·L-1·min-1
【答案】D
【解析】1.7gNH3的物质的量 ，所以氨气的反应速率v(NH3)= mol/(L·min)=0.01 mol/(L·min)；反应速率数值之比等于化学计量系数之比，所以故A,B,C选项错误，D选项正确。
点睛：同一反应同一时间内，各物质的反应速率之比等于其计量数之比，据此计算用氮气、氢气表示的反应速率；注意反应速率的单位是mol/(L·min)或mol·L-1·min-1，不要写成“mol/L”或“mol·L-1·min”等。
2．在10 L密闭容器中充入气体X和Y，发生反应X(g) + Y(g)M(g) + N(g) ΔH，所得实验数据如下表：
实验
编号
温度/℃
起始时物质的量/mol
平衡时物质的量/mol
n(X)
n(Y)
n(M)
①
700
0.40
0.10
0.090
②
800
0.40
0.10
0.080
③
800
0.20
0.05
a
下列说法正确的是
A．①中，若5 min末测得n (M)＝0.050 mol，则0至5 min内，用N表示的平均反应速率υ (N)＝1.0×10? 2 mol/(L·min)
B．800 ℃，该反应的平衡常数K＝2.0
C．③中，达到平衡时，Y的转化率为80%
D．ΔH＞0
【答案】C
【解析】A．①中，若5 min末测得n (M)＝0.050 mol，由化学方程式可知，0至5 min内，用N表示的平均反应速率υ (N)＝υ (M)= 1.0×10?3 mol/(L·min)，A不正确；B．由表中数据可知，800 ℃，该反应的平衡混合物中X、Y、M、N的物质的量浓度分别为0.032 mol/L、0.002 mol/L、0.008 mol/L、0.008mol/L，则平衡常数K＝1.0，B不正确；C．因为该反应前后气体分子数是不变的，故改变压强后化学平衡不移动。③中投料的比例与②相同，所以两次的平衡应是等效的，达到平衡时Y的转化率与②相同，为80%，C正确；D．由①②两实验的数据可知，温度升高后，化学平衡向逆反应方向移动，所以ΔH＜0 ，D不正确。本题选C。
点睛：解化学平衡问题时，要仔细分析图表中的数据，善于发现和利用等效平衡解决问题，这样可事半功倍，不可盲目死算。
3．活性炭可处理大气污染物NO。为模拟该过程，T℃时，在3L密闭容器中加入NO和活性炭粉，反应体系中各物质的量变化如下表所示。下列说法正确的是
活性炭/mol
NO/mol
X/mol
Y/mol
起始时
2.030
0.100
0
0
10min达平衡
2.000
0.040
0.030
0.030
A．X一定是N2，Y一定是CO2
B．10min后增大压强，NO的吸收率增大
C．10min后加入活性炭，平衡向正反应方向移动
D．0~10min的平均反应速率v(NO)=0.002 mol/(L?min)
【答案】D
点睛：化学反应中，各物质的变化量之比等于计量系数之比，故该题的突破口为根据表格数据分析出各物质的△n之比，然后确定化学反应方程式。
4．在一定温度下，将一定量的A和B放入容积为VL的某恒容密闭容器中，发生如下反应：A(s)＋2B(g) 3C(g)＋2D(g)，经5 min后测得容器内C的平均反应速率为0.06mol·L－1·min-1。C的物质的量为1.5mol，则V等于
A．2 B．3 C．4 D．5
【答案】D
【解析】5 min后测得容器内C的平均反应速率为0.06mol·L－1·min-1，根据v=，则△c=vt=0.06mol·L－1·min-1×5 min=0.3mol/L，又因为C的物质的量为1.5mol，因此容器的容积V===5L，故选D。

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