高中化学 21 课时1 化学反应速率的表示方法试题 苏教版选修4.doc

专题二 化学反应速率和化学平衡专题概述本专题的课标要求主要包括：知道化学反应速率的定量表示方法，能通过实验探究温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响，认识其一般规律； 知道活化能的涵义及其对化学反应速率的影响，能用焓变和熵变说明化学反应的方向；能描述化学平衡建立的过程，知道化学平衡常数的涵义，能利用化学平衡常数计算反应物的转化率，能通过实验探究温度、浓度和压强对化学平衡的影响，并能用相关理论加以解释；认识化学反应速率和化学平衡的调控在生产、生活及科学研究领域中的重要作用。本专题知识共分三个部分：第一部分即第一单元：化学反应速率，具体内容包括化学反应速率的表示方法、影响化学反应速率的因素（包括浓度、温度、压强和催化剂等）。第二部分即第二单元：化学反应的方向和限度，具体内容包括化学反应的方向、判断化学反应方向的依据和化学平衡状态及化学平衡常数。第三部分即第三单元：化学平衡的移动，具体内容包括浓度、温度、压强的变化对化学平衡的影响及勒夏特列原理。学生在学习本专题之前，已经通过前面知识的学习定性地认识到化学反应有快有慢，知道反应条件对化学反应的快慢有影响以及许多化学反应中反应物不能完全转化为生成物等相关知识。本专题所介绍的化学反应速率和化学平衡知识是学生在已有知识的基础上进行新知识的学习，是一个深化的过程，同时这一部分知识也是中学化学中的重要理论内容，是高中化学中的重要内容之一。学好本专题，为进一步学习溶液中的化学平衡打下良好的基础。学法指导1.充分利用已有知识的优势，做好复习回顾，在此基础上更好地接受、掌握新知识。2.针对这部分抽象的理论内容，借助教材中的各种形象图示及客观存在的形象事例加以理解。3.对于一些适合大多数情况的规律性知识，注意特殊的知识点，做到牢记。4.对于本专题的重要规律，做好归纳总结。第一单元 化学反应速率2-1 课时1 化学反应速率的表示方法知能定位1.了解化学反应速率的概念和含义。2.掌握化学反应速率的定量表示方法及其简单计算。3.了解化学反应速率的测量方法。4.初步了解化学反应速率图像的意义。情景切入为什么化学反应会有快有慢？怎样定量地表示化学反应速率？自主研习一、化学反应速率及其表示方法1.化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的物理量。通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加表示。2.数学表达式为： v=。3.单位： moll-1min-1或moll-1s-1。二、化学反应速率的测定1.测定原理测定不同反应时刻反应物或生成物的浓度，可通过观察和测量体系中的某物质的相关性质，再进行适当的转换和计算达到测定目的。2.测定方法（1）量气法对于反应2h2o2=2h2o+o2,caco3+2hcl=cacl2+co2+h2o等有气体生成的反应，可测量反应在一定温度和压强下释放出来的气体的体积。（2）比色法有些反应物（或生成物）有颜色，随着反应的进行，溶液的颜色不断变化，可以用比色的方法测定溶液的颜色深浅，换算成反应物（或生成物）在不同反应时刻的浓度。课堂师生互动知识点化学反应速率化学反应速率的特点1.一个确定的化学反应，用不同物质表示化学反应速率时数值不一定相同，描述反应速率时应指明物质。2.化学反应速率是一段时间内的平均速率，而不是瞬时速率。3.无论反应物还是生成物，其化学反应速率值都取正值。4.在同一个化学反应中各物质的化学反应速率之比等于它们的化学计量数之比。如：一般反应： aa+bb=cc+dd,有： v (a)：v (b)： v (c)： v (d)= a：b：c：d。因此，在同一个化学反应里，虽然用不同物质表示的化学反应速率不一定相同，但是它们的实际意义完全相同，即一种物质的化学反应速率也就代表了整个化学反应速率。5.固体或纯液体（注意：不是溶液）的物质的量浓度可视为常数，因此，一般不用固体或纯液体表示化学反应速率。考例在密闭容器中，合成氨反应n2+3h22nh3，开始时c (n2)=8 mol l-1，c(h2)=20 moll-1， 5 min后c(n2) =6 moll-1。求v (n2)、v (nh3)、v (h2)。解析：5 min内n2的浓度变化c（n2）=8 moll-1-6 moll-1=2 moll-1，故v (n2)= =0.4 moll-1min-1。由化学方程式知5 min内c（nh3）=2c (n2) =4 moll-1，c (h2)=3c (n2)=6 moll-1，故v (nh3)= =0.8 moll-1min-1，v (h2)= =1.2 moll-1min-1。答案： v (n2)=0.4 moll-1min-1v (nh3)=0.8 moll-1min-1 v (h2)=1.2 moll-1min-1。变式探究（2011佳木斯高二检测）将4 mol a气体和2 mol b气体在2 l的容器中混合并在一定条件下发生如下反应:2a（g）+b(g) 2c(g)。若经2 s后测得c的浓度为0.6 moll-1，现有下列几种说法：用物质a表示的反应的平均速率为0.3 moll-1s-1用物质b表示的反应的平均速率为0.6 moll-1s-12 s时物质b的浓度为0.7 moll-1在该条件下，再经2 s后c的浓度为1.2 moll-1其中正确的是()a. b.c. d.答案：b解析：2 s后c的浓度为0.6 moll-1，则v (c)= =0.3 moll-1s-1,又因为反应速率之比等于化学计量数之比，所以此时v (a)= v (c)=0.3 moll-1s-1, v (b)= v (c)=0.15 moll-1s-1对b：在2 s时，c (b)v (b)t=0.15 moll-1s-12 s=0.3 moll-1此时，b的浓度为-0.3 moll-1=0.7 moll-1。在该条件下，随着反应的进行，反应速率逐渐减小，所以后2 s内c的反应速率小于0.3 moll-1s-1，即再经2 s后c的浓度小于1.2 moll-1。知识点化学反应速率的计算及比较1.化学反应速率的计算:（1）求解化学反应速率的计算题的一般步骤：写出有关反应的化学方程式。找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。根据已知条件列方程计算。例如：反应ma+nbpc起始浓度(mol/l)abc转化浓度（mol/l）x某时刻浓度(mol/l)a-xb-c+ (2)计算中注意以下量的关系：对反应物： c (起始)c (转化)c（某时刻）对生成物： c (起始)+ c (转化)= c (某时刻)2.化学反应速率的比较：对于同一化学反应的化学反应速率用不同物质表示的数值可能不同，但比较反应速率的快慢不能只看数值的大小，而要进行一定的转化。（1）换算成同一物质来表示，再比较数值大小，并注意单位的统一。（2）比较化学反应速率与化学计量数的比值大小，如反应： aa+bb=cc,即比较与，若，则a的反应速率比b大。特别提醒（1）起始量、转化量、某时刻量三者物理量及单位要统一，都是物质的量或物质的量浓度，否则无法计算。（2）起始量、转化量、某时刻量中，只有不同物质的转化量之比等于对应物质的化学计量数之比，不同物质的起始量或某时刻量之间没有必然的关系，不能列比例式计算。考例对于可逆反应a（g）+3b(g) 2c(g)，在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示反应速率最快的是()a v (a)=0.5 moll-1min-1b.v (b)=1.2 moll-1min-1c. v (c)=0.4 moll-1min-1d.v (c)=1.1 moll-1min-1解析：本题考查有关反应速率的知识。比较速率时，用反应中的任何物质都可以，可把不同物质表示的同一反应转化为同一物质表示。例如本题可以用a物质表示。b项v(b)=1.2 moll-1min-1即v（a）=0.4 moll-1min-1； v（c）=0.4 moll-1min-1即v（a）=0.2 moll-1min-1； v（c）=1.1 moll-1min-1即v（a）=0.55 moll-1min-1。所以d项正确。答案：d变式探究2 反应a+3b=2c+2d在四种不同情况下的反应速率分别为：v (a)=0.15 moll-1min-1， v (b)=0.01 moll-1s-1， v (c)=0.40 moll-1min-1，v（d）=0.45 moll-1min-1，该反应进行的快慢顺序为 （填序号）。答案：=解析：在四种不同情况下的反应速率快慢需用同一物质的变化表示。v (a):v (b): v (c): v (d)=1:3:2:2，转化为用a的浓度变化表示的反应速率为： v（a）=0.15 moll-1min-1， v（b）=0.01 moll-1s-1=0.6 moll-1min-1，则v (a)= v(b)=0.20 moll-1min-1，v（c）=0.40 moll-1min-1，则v（a）=v（c）=0.20 moll-1min-1， v（d）=0.45 moll-1min-1，则v（a）=v（d）=0.225 moll-1min-1，故反应进行的快慢顺序为：=。课后强化作业基础夯实1.反应4nh3（g）+5o2（g）4no(g)+6h2o(g)在10 l密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气物质的量增加了0.45 mol，则此反应的平均速率v（x）（反应物消耗的速率或产物的生成速率）可表示为()a.v（no）=0.0010 moll-1s-1b. v（o2）=0.0010 moll-1s-1c.v（nh3）=0.010 moll-1s-1d.v（h2o）=0.045 moll-1s-1答案：a解析：化学反应的速率一般用反应物或生成物物质的量浓度的改变来表示。同一反应中，用不同物质表示的反应速率之比等于配平该反应的各物质的系数比。据此求算出： v (h2o)=0.45 mol/10 l30 s=0.0015 moll-1s-1； v (nh3)=0.0015 moll-1s-1=0.0010 moll-1s-1； v (o2)=0.0015 moll-1s-1=0.00125 moll-1s-1； v (no)=v (nh3)=0.0010 moll-1s-1。只有v（no）是正确的。2.将1.0 mol pcl5充入容积为2 l的密闭容器中，一段时间后测得pcl5的浓度为0.3 moll-1，已知反应为pcl5pcl3+cl2，在这段时间内的平均反应速率v (pcl3)=0.4 moll-1min-1，则这段时间为()a.30 s b.50 sc.5 s d.1 s答案：a解析：t=0.5 min。3.在2 l密闭容器中，发生3a(g)+b（g）fykn2c（g）的反应，若最初加入的a和b都是4 mol，a的平均速率为0.12 moll-1s-1，则10 s后容器中的b是()a.2.8 mol b.1.6 molc.3.2 mol d.3.6 mol答案：c解析： v (b)=0.12 moll-1s-1=0.04 moll-1s-1， n (b)=4 mol-0.04 moll-1s-110 s2 l=3.2 mol。4.某一反应物的浓度是2.0 moll-1，经过4 min后，它的浓度变成1.68 moll-1，则在这4 min内它的平均反应速率为()a.0.2 moll-1min-1 b.0.1 moll-1min-1c.0.04 moll-1min-1 d.0.08 moll-1min-1答案：d解析：该物质的浓度由2.0 moll-1变为1.68 moll-1，改变了0.32 moll-1。所用时间为4 min，因此它的平均反应速率为：0.32 moll-1/4 min=0.08 moll-1min-1。5.某温度下，浓度都为1 moll-1的两种气体x2和y2在密闭容器中反应生成气体z，经过一段时间后c（x2）为0.4 moll-1， c (y2)为0.8 moll-1， c (z)为0.4 moll-1，则反应为()a.x2+2y22xy2b.2x2+y22x2yc.3x2+y22x3yd.x2+3y22xy3答案：c解析：反应速率比等于物质化学计量系数比。6.已知4nh3+5o24no+6h2o，若反应速率分别用v (nh3)、v (o2)、v (no)、v (h2o)（moll-1min-1）表示，则正确的关系式是()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： v (nh3）:v (o2): v (no): v (h2o)=4:5:4:6，选择时要善于变形，如a项变形即是v（nh3）:v（o2）=5:4。可知d正确。7.在四个不同的容器中，在不同的条件下进行合成氨的反应，根据下列在相同时间内测定的结果判断，生成氨的速率最快的是()a. v（h2）=0.2 moll-1min-1b.v（n2）=0.2 moll-1min-1c. v（n2）=0.02 moll-1s-1d. v（h2）=0.04 moll-1s-1答案：c解析：比较生成氨的速率的快慢时，应换算成用同一物质表示，并注意速率单位的统一。由于v (n2): v (h2)=1:3，所以，a项v（n2）=v（h2）=0.2 moll-1min-1mins-1=0.001 1 moll-1s-1b项v（n2）=0.2 moll-1min-1mins-1=0.0033 moll-1s-1c项v (n2)=0.02 moll-1s-1d项v（n2）=v（h2）=0.04 moll-1s-1=0.013 moll-1s-18.一定条件下，向2 l密闭容器中加入2 mol n2和10 mol h2，发生反应n2+3h22nh3，2 min时测得剩余n2为1 mol，此时表示化学反应速率不正确的是()a.v (n2)=0.25 moll-1min-1b.v (h2)=0.75 moll-1min-1c.v (nh3)=1 moll-1min-1d.v (nh3)=0.25 moll-1min-1答案：cd解析：解法一（模式法）：求化学反应速率，需先求物质的量浓度的变化量和反应所耗时间，据物质的量的变化量与体积的比可得出浓度的变化量n2 + 3h2 2nh3起始量/mol 2 10 02 min末量/mol 1 10-3） 2变化量/mol （2-1） 3 2则v (n2)=(2-1) mol/(2 l2 min)=0.25 moll-1min-1v（h2）=3 mol/(2 l2 min)=0.75 moll-1min-1v（nh3）=2 mol/(2 l2 min)=0.5 moll-1min-1解法二（规律法）：v (n2)= =0.25 moll-1min-1用n2来表示其反应速率时，因为v (n2): v (h2): v (nh3) =1:3:2，则v (h2)=0.75 moll-1min-1， v (nh3)=0.5 moll-1min-1。9.同在室温下，同种规格的铝片分别与下列物质混合，化学反应速率最大的是()a.0.1 moll-1的盐酸15 mlb.0.2 moll-1的盐酸12 mlc.0.15 moll-1的硫酸溶液8 mld.18 moll-1的浓硫酸15 ml答案：c解析：a、b、c三项有关的化学反应均为2al+6h+=2al3+3h2，其中c项中c (h+)最大。d项的浓硫酸使铝钝化。10.已知条件下，合成氨反应的数据如下：n2(g)+3h2(g) 2nh3(g)起始浓度/(mol/l) 1.0 3.0 0.22 s末浓度/(mol/l) 0.6 1.8 1.04 s末浓度/(mol/l) 0.4 1.2 1.4当用氨气浓度的增加来表示该反应的速率时，下列说法中错误的是()a.2 s末氨气的反应速率为0.4 mol/（ls)b.前2 s时间内氨气的平均反应速率为0.4 mol/（ls)c.前4 s时间内氨气的平均反应速率为0.3 mol/（ls)d. 2 s4 s时间内氨气的平均反应速率为0.2 mol/（ls)答案：a解析： 2 s末的速率是瞬时速率，在本题条件下是不能求解的。氨气在0 s2 s时间内，浓度的增加值为： 1.0 mol/l-0.2 mol/l0.8 mol/l,v (nh3)=0.8 mol/l2 s0.4 mol/（ls)，故b项正确。前4 s内氨气的平均反应速率为：(1.4-0.2) mol/l4 s=0.3 mol/(ls)，故c项正确。2 s4 s时间内氨气的平均反应速率为(1.4-1.0) mol/l(4-2)s=0.2 mol/(ls)，故d项正确。能力提升1.甲、乙两容器都在进行ab的反应，甲容器内每分钟减少4 mol a，乙容器内每分钟减少2 mol a，则甲容器内的反应速率比乙容器内的反应速率()a.快 b.慢c.相等 d.无法判断答案：d解析：比较速率的快慢要比较单位时间内某种物质浓度变化的大小,而不是物质的量的变化大小；因甲、乙两容器的容积未知,故无法比较。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，其数值之比等于化学反应方程式中对应物质的化学计量数之比c.对任何化学反应，反应速率越大，反应现象越明显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：a项，化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的浓度变化来表示，而非质量变化；c项，有些反应如h2so4+2naoh=na2so4+2h2o，反应进行很快，但现象不明显；d项，化学反应速率只有正值，没有负值。3.（2011鞍山高二检测）将固体nh4br置于密闭容器中，在某温度下，发生反应：nh4br(s) nh3(g)+hbr(g),2hbr(g) br2(g)+h2(g),2 min后，测知h2的浓度为0.5 moll-1,hbr的浓度为4 moll-1，若上述反应速率用v (nh3)表示，则下列速率正确的是()a.0.5 moll-1min-1b.2.5 moll-1min-1c.2 moll-1min-1d.1.25 moll-1min-1答案：b解析：此题为连锁反应，即nh4br(s)分解生成的hbr又有一部分分解，故剩余的hbr的量为nh4br分解生成的hbr的量减去hbr分解的量，即c (hbr)= c (hbr)生成c (hbr)分解，又知c (h2)=0.5 moll-1，则c (hbr)分解1 moll-1所以c (hbr)生成=c (hbr)+ c (hbr)分解5 moll-1c (nh3)= c (hbr)生成5 moll-1v (nh3)= =2.5 moll-1min-1。4.反应3x(g)+y(g) z(g)+2w(g)在2 l密闭容器中进行，5 min后y减少了0.1 mol，则此反应的平均速率v为()a.v (x)=0.03 moll-1min-1b.v (y)=0.02 moll-1min-1c.v (z)=0.10 moll-1min-1d.v (w)=0.20 moll-1min-1答案：a解析： v (y)= =0.01 moll-1min-1= v (x)=0.03 moll-1min-1，v (z)=0.01 moll-1min-1， v (w)=0.02 moll-1min-1所以a正确。5.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末已生成0.2 mol w，又知以z表示的平均反应速率为0.01 moll-1min-1，则n值是()a.1 b.2c.3 d.4答案：a解析： v (w)= =0.02 moll-1min-1，又因： v (z)=0.01 moll-1min-1，即v (w): v (z)= 0.02:0.01=2:1。6.将n2、h2混合气体分别充入甲、乙、丙三个容器中进行合成氨反应，经过一段时间后各物质反应速率为：甲v（h2）=3 moll-1min-1；乙v (n2)=2 moll-1min-1；丙v (nh3)=1 moll-1min-1。在这段时间内三个容器中合成氨的反应速率()a.甲乙丙 b.甲=乙=丙c.乙甲丙 d.甲丙乙答案：c解析：反应速率的比较应注意，单位一致；另外将各速率换算为同一种物质表示的速率，再进行比较。7.一定温度下，在2 l的密闭容器中，x、y、z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示：下列描述正确的是()a.反应开始到10 s时，用z表示的反应速率为0.158 mol/（ls）b.反应开始到10 s时，x的物质的量浓度减少了0.79 mol/lc.反应开始到10 s时，y的转化率为79.0 %d.反应的化学方程式为:x(g)+y(g) z(g)答案：c解析：a中v (z)= =0.079 mol/(ls),a错误。b中n (x)=1.20 mol-0.41 mol=0.79 mol,而c (x)=0.395 mol/l,b也错误。c中(y)=100%=79.0%,c正确。d中各物质的量变化之比等于化学方程式中化学计量数之比：n (x):n (y):n (z)=(1.20-0.41) mol: (1.00-0.21)mol:1.58 mol=1:1:2,所以化学方程式应为x(g)+y(g) 2z(g)，d项错误。8.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变 化的曲线如右图所示。由图中数据分析：该反应的化学方程式 为 。反应开始至2 min，用z表示的平均反应速率为 。答案：3x+y2z0.05 moll-1min-1解析：由图可知，x、y的物质的量随反应的进行而减小，z的物质的量随反应的进行而增大，则x和y为反应物，z为生成物。n (x)=1.0 mol-0.7 mol=0.3 mol；n (y)=1.0 mol-0.9 mol=0.1 mol；n(z)=0.2 mol-0 mol=0.2 mol；n (x):n (y):n (z)=0.3 mol:0.1 mol:0.2 mol=3:1:2。故反应式为：3x+y=2z。v (z)= =0.05 moll-1min-19.将等物质的量的a和b，混合于2 l的密闭容器中，发生如下反应：3a(g)+b(g) xc(g)+2