高二化学培优第四讲讲解.docx
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高二化学培优第四讲讲解
高二化学（B）第一讲化学反应速率
考点一化学反应速率
知识梳理
一、化学反应速率
1.表述方法：
化学反应速率用单位时间内反应物或生成物的物质的量的变化来表示。
在容积不变的反应器中，通常是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。
2．数学表达式：
υ＝
式中υ表示反应速率，c表示各反应物或生成物的浓度，Δc表示其浓度变化（取其绝对值），t表示时间，Δt表示时间变化。
3．特别说明：
（1）速率表述的共同之处：
①都有一个确定的起点（速率＝0）；②都有一个与速率大小相匹配的时间单位；③都有能说明体系某种变化的可计量的性质（如质量、体积、压强、浓度等）。
（2）以具体某一种物质B表示的化学反应速率为：
υ（B）＝
Δc的单位一般用mol/L表示；而Δt的单位一般用s（秒）、min（分钟）、h（小时）等表示；所示υ的单位可以是mol/（L·s）或mol/（L·min）或mol/（L·h）等。
（3）由于Δc是取浓度变化的绝对值，故反应速率都取正值。
（4）对于一个确定的化学反应，涉及反应物和生成物多种物质，中学化学里，通常笼统地说化学反应速率的快慢时，往往对整体化学反应而言，如中和反应很快、酯化较慢；这里的反应速率，是用某一具体物质定量地表达某一反应的反应快慢。
要定量地表达整个反应速率需通过实验测定反应速率常数，然后由反应速率常数和物质的浓度具体表达出来，在此未涉及。
（5）同一个化学反应，在同一段时间内，用不同物质表示反应速率时，数值不同，但表达的意义却相同。
（6）在一定温度下，固体和纯液体物质，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。
（7）由于在一定时间内的化学反应，有关物质的物质的量浓度是连续地变化的，所以化学反应速率有平均速率和即时（或瞬时）速率之分。
在中学化学里，通常说的化学反应速率一般是指平均速率。
在速率——时间图像中经常出现瞬时速率，如锌粒在0.1mol/L的稀盐酸中反应，一定温度下的反应速率与反应时间的关系如下图所示。
图像的A点就是在反应时间t1时刻的瞬时反应速率。
典例精讲
【例1】A下面有关化学反应速率的说法中正确的是（ ）
A．对任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显
B．化学反应速率通常用单位时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加来表示
C．若某化学反应的反应速率为0.5mol/（L·s）就是指在该时间内反应物和生成物的浓度变化都为0.5mol/（L·s）
D．化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的尺度
【解析】化学反应速率是用来衡量化学反应进行的快慢的。
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来表示。
并要指明是以哪一种物质为标准，因为以不同的物质来表示的反应速率也不相同，且固体物质的浓度变化无法确定。
【答案】 D
【例2】B下面有关化学反应速率的说法中正确的是（ ）
A．对任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显
B．化学反应速率通常用单位时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加来表示
C．若某化学反应的反应速率为0.5mol/（L·s）就是指在该时间内反应物和生成物的浓度变化都为0.5mol/（L·s）
D．化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的尺度
【解析】化学反应速率是用来衡量化学反应进行的快慢的。
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来表示。
并要指明是以哪一种物质为标准，因为以不同的物质来表示的反应速率也不相同，且固体物质的浓度变化无法确定。
【答案】 D
【例3】C将4molA气体和2molB气体在2L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2s后测得C的浓度为0.6mol·L－1，现有下列几种说法：
①用物质A表示的反应的平均速率为0.3mol·L－1·s－1
②用物质B表示的反应的平均速率为0.6mol·L－1·s－1
③2s时物质B的浓度为0.7mol·L－1
④在该条件下，再经2s后C的浓度为1.2mol·L－1
其中正确的是（ ）
A．①④ B．①③
C.②④ D．③④
【解析】2s后C的浓度为0.6mol/L，则生成C为0.6mol/L×2L＝1.2mol，消耗A1.2mol，消耗B0.6mol，则Δc（A）＝
＝0.6mol/L，
Δc（B）＝
＝0.3mol/L
故υ（A）＝
＝
＝0.3mol/（L·s）
υ（B）＝
＝0.15mol/（L·s）
2s时B的浓度为
＝0.7mol/L，
υ（C）＝υ（A）＝0.3mol·L－1·s－1
在该条件下，随着反应的进行，反应速率逐渐减小，所以后2s内C的反应速率小于0.3mol·L－1·s－1，即再经2s后C的浓度小于1.2mol·L－1
【答案】B
方法归纳
应熟练掌握化学反应速率的概念及表示方法并能理解其含义。
课堂练习1
1.A某一反应物的浓度是1.0mol/L，经过20s后，它的浓度变成了0.2mol/L，在这20s用该物质浓度变化表示的化学反应速率为（ ）
A．0.04 B．0.04mol/（L·s）
C．0.08mol/（L·s）D．0.04mol/L
2．A下列关于化学反应速率的说法正确的是（ ）
A．化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物物质的量的减少或任何一种生成物物质的量的增加
B．化学反应速率为0.8/（L·s）是指反应进行1秒钟时某物质的浓度为0.8mol·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．对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象就越明显
3B.反应4A（s）＋3B（g）2C（g）＋D（g），经2minB的浓度减少0.6mol·L－1。
对此反应速率的正确表示是（ ）
A．用A表示的反应速率是0.8mol·L－1·s－1
B．分别用B、C、D表示反应的速率，其比值是3:
2:
1
C．在2min末时的反应速率，用反应物B来表示是0.3mol·L－1·min－1
D．在这2min内用B和C表示的反应速率的值都是相同的
4.B反应N2＋3H22NH3刚开始时，N2的浓度为3mol/L，H2的浓度为5mol/L,3min后测得NH3浓度为0.6mol/L，则此时间内，下列反应速率表示正确的是（ ）
A．v（H2）＝0.3mol/（L·min）
B．v（N2）＝1.0mol/（L·min）
C．v（NH3）＝0.2mol/（L·min）
D．v（H2）＝1.67mol/（L·min）
5.B已知反应4NH3＋5O24NO＋6H2O，若反应速率分别用v（NH3）、v（O2）、v（H2O）、v（NO）[mol/（L·min）]来表示，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）
6B．在2A＋B===3C＋4D反应中，表示该反应速率最快的数据是（ ）
A．vA＝0.5mol·L－1·s－1
B．vB＝0.3mol·L－1·s－1
C．vC＝0.8mol·L－1·s－1
D．vD＝1.0mol·L－1·s－1
7．C把0.6mol气体X和0.4mol气体Y混合于2.0L的密闭容器中，发生如下反应3X（g）＋Y（g）nZ（g）＋2W（g），测得5min末已生成0.2molW，又知以Z表示的平均反应速率为0.01mol·L－1·min_1，则n值是（ ）
A．1B．2
C．3D．4
8.C把0.6mol气体X和0.4mol气体Y混合于2.0L的密闭容器中，发生如下反应3X（g）＋Y（g）nZ（g）＋2W（g），测得5min末已生成0.2molW，又知以Z表示的平均反应速率为0.01mol·L－1·min_1，则n值是（ ）
A．1B．2
C．3D．4
9.C某温度下按如图安装好实验装置，在锥形瓶内盛6.5g锌粒（颗粒大小基本相同），通过分液漏斗加入40mL2.5mol/L的硫酸溶液，将产生的H2收集在一个注射器中，用时10s时恰好收集到气体的体积为50mL（若折合成0℃、101kPa条件下的H2体积为44.8mL），在该温度下，下列说法不正确的是（ ）
A．用锌粒来表示10s内该反应的速率为0.013g/s
B．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用H＋来表示10s内该反应的速率0.01mol/（L·s）
C．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用Zn2＋来表示10s内该反应的速率0.01mol/（L·s）
D．用H2来表示10s内该反应的速率为0.0002mol/s
考点二化学反应速率的计算及比较
知识梳理
1.将化学反应速率的概念和化学方程式的意义联系起来，充分利用以下相等的比例关系：
化学方程式中各物质前的化学计量数之比＝各物质在化学反应中变化的物质的量之比＝各物质在反应中变化的物质的量浓度之比＝用各物质表示的该化学反应在一定时间内的平均反应速率之比。
2．求解化学反应速率的计算题一般步骤：
（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计算。
例如：
反应 mA＋nBpC
起始浓度（mol/L） a b c
转化浓度（mol/L） x
某时刻浓度（mol/L） a－x b－
c＋
（4）计算中注意以下量关系：
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%
3．化学反应速率的比较
（1）选用同种物质作标准
换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值大小。
（2）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υ（A）与υ（B）的相对大小，即比较
与
，若
＞
，则A的反应速率比B大。
注意：
（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。
典例精讲
【例4】A在25℃时，2L的密闭容器中A、B、C三种气体的初始浓度和2min末浓度如下表（该反应为可逆反应）：
物质
A
B
C
初始浓度/mol·L－1
1.0
2.0
0
2min时浓度/mol·L－1
0.4
0.2
1.2
请填写下列空白：
（1）该反应方程式可表示为：
________；反应2min后，A的转化率为________。
（2）从反应开始到达2min末，A的平均反应速率为________．
【解析】
（1）由题意可知，A、B为反应物，C为产物。
同一时间内，反应速率之比等于物质的量浓度变化量之比，Δc（A）＝1.0mol·L－1－0.4mol·L－1＝0.6mol·L－1，Δc（B）＝1.8mol·L－1，Δc（C）＝1.2mol·L－1，v（A）v（B）v（C）＝132，根据化学反应速率之比等于化学反应计量数之比，则得反应方程式为：
A＋3B2C。
（2） A＋ 3B 2C
初（mol·L－1）:
1.02.00
转（mol·L－1）:
0.61.81.2
2mol末（mol·L－1）:
0.40.21.2
A的转化率＝
×100%＝60%
v（A）＝
＝0.3mol/（L·min）。
【答案】
（1）A＋3B2C 60%
（2）0.3mol/（L·min）
【例5】B将4molA气体和2molB气体在2L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2s后测得C的浓度为0.6mol·L－1，现有下列几种说法：
①用物质A表示的反应的平均速率为0.3mol·L－1·s－1 ②用物质B表示的反应的平均速率为0.6mol·L－1·s－1 ③2s时物质B的浓度为0.7mol·L－1 ④2s末，物质A的转化率为70%
其中正确的是（ ）
A．①④ B．①③ C．②④ D．③④
【解析】
2s末C的浓度为0.6mol·L－1，则2s末n（C）＝0.6mol·L－1×2L＝1.2mol，由三段式表示
2A＋B2C
开始的物质的量/mol420
转化的物质的量/mol1.20.61.2
2s末物质的量/mol2.81.41.2
v（A）＝
＝0.3mol/（L·s）
v（B）＝
＝0.15mol/（L·s）
A的转化率为
×100%＝30%
2s末时B的浓度c（B）＝
＝0.7mol/L。
【答案】B
【例6】B一密闭容器内装有SO2和O2，反应开始时，SO2浓度为2mol/L，O2浓度为2mol/L，两分钟后，测得SO2浓度为1.8mol/L，则两分钟内SO2的平均反应速率是多少？
O2和SO3的平均反应速率又分别是多少？
通过计算，比较三者速率有何联系？
【解析】 2SO2＋O22SO3
起始浓度（mol/L） 2 2 0
变化浓度（mol/L） 0.2 0.1 0.2
2min后浓度（mol/L）1.8 1.9 0.2
所以：
υ（SO2）＝
＝0.1mol/（L·min）
υ（O2）＝
＝0.05mol/（L·min）
υ（SO3）＝
＝0.1mol/（L·min）
υ（SO2）:
υ（O2）:
υ（SO3）＝2:
1:
2，同一反应在相同条件下可用不同物质来表示其反应速率，其比值等于化学方程式中相应的化学计量数之比。
【答案】SO2的平均反应速率为0.1mol/（L·min），O2的平均反应速率为0.05mol/（L·min），SO3的平均反应速率为0.1mol/（L·min），三者速率之比等于化学反应方程式中相应的化学计量数之比。
【例7】C一定温度下，在2L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10s时，用Z表示的反应速率为0.158mol/（L·s）
B．反应开始到10s时，X的物质的量浓度减少了0.79mol/L
C．反应开始到10s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）
【解析】 首先根据各物质的物质的量随时间的变化曲线，明确X、Y为反应物，Z为产物，反应开始到10s时，υ（Z）＝
＝0.079mol·L－1·s－1，υ（X）＝
＝
×0.079mol·L－1·s－1，υ（Y）＝
＝
×0.079mol·L－1·s－1。
由速率之比等于各物质的计量数之比得，n（X）:
n（Y）:
n（Z）＝1:
1:
2，化学反应方程为X（g）＋Y（g）2Z（g），因此A、B、D项错。
【答案】C
方法归纳
比较反应速率大小时，不仅要看反应速率数值的大小，还要结合化学方程式中物质的化学计量数的大小进行比较。
（有时还要考虑速率的单位）
方法一：
由反应速率之比与物质的化学计量数之比，比较后作出判断。
方法二：
将不同物质表示的速率换算为用同一物质表示的速率，再比较速率数值的大小。
在同一个反应中用不同的物质来表示同一段时间内的反应速率时，其数值可以是不同的，但表示这个反应速率的含义是相同的。
课堂练习2
1A．下列哪些是影响化学反应速率的主要因素 （ ）
A.压强B.温度C.催化剂 D.反应物的性质
2A．在2升的密闭容器中,发生以下反应:
2A（g）+B（g）
2C（g）+D（g）。
若最初加入的A和B都是4mol，在前10秒钟A的平均反应速度为0.12mol/（L·ｓ），则10秒钟时，容器中B的物质的量是（）。
A.1.6molB.2.8molC.2.4molD.1.2mol
3B．在一定条件下，向1L密闭容器中加入2molN2和10molH2，发生反应N2+3H2
2NH3，2分钟末时，测得剩余氮气为1mol，下列有关该反应的反应速率的描述中不正确的是（）。
A．υ（N2）＝0.5mol／（L·min）B．υ（H2）＝1.5mol／（L·min）
C．υ（NH3）＝2mol／（L·min）D．υ（N2）＝1mol／（L·min）
4B．反应A＋3B＝2C＋2D在四种不同情况下的反应速率分别为：
①υ（A）＝0.15mol·L－1·s－1
②υ（B）＝0.6mol·L－1·s－1
③υ（C）＝0.4mol·L－1·s－1
④υ（D）＝0.45mol·L－1·s－1
该反应进行的快慢顺序为（ ）
A．④＞③＝②＞① B．④＜③＝②＜①
C．①＞②＞③＞④D．④＞③＞②＞①
5.B在2A＋B
3C＋5D反应中，表示该反应速率最快的是（）。
A．υ（A）＝0.5mol／（L·ｓ）B．υ（B）＝0.3mol／（L·ｓ）
C．υ（C）＝0.8mol／（L·ｓ）D．υ（D）＝1mol／（L·ｓ）
6.B将固体NH4Br置于2.0L的密闭容器中，在某温度下发生如下反应：
NH4Br（s）NH3（g）＋HBr（g）
2HBr（g）Br2（g）＋H2（g）
2min后，测得H2为1mol，HBr为8mol，则上述反应中生成NH3的速率为（ ）
A．0.5mol/（L·min） B．2mol/（L·min）
C．2.5mol/（L·min）D．5mol/（L·min）
7B．在密闭容器中进行可逆反应，A与B反应生成C，其反应速率分别用υ（A）、υ（B）、υ（C）（mol·L-1·s-1）表示，且υ（A）、υ（B）、υ（C）之间有如下所示的关系：
υ（B）=3υ（A）；
3υ（C）=2υ（B）。
则此反应可表示为（）。
（A）2A+3B＝2C（B）A＋3B＝2C
（C）3A+B＝2C（D）A＋B＝Ｃ
8.C用纯净的CaCO3与稀盐酸反应制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，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
9C．甲乙两个容器内都在进行A→B的反应，甲中每分钟减少4molA，乙中每分钟减少2molA，则两容器中的反应速率（）。
A.甲快B.乙快C.相等D.无法确定
10.B将气体A2和B2各1mol充入容积为1L的容器中反应生成气体C，反应一段时间后，测得c（A2）＝0.58mol/L，c（B2）＝0.16mol/L，c（C）＝0.84mol/L，则C的化学式为（ ）
A．ABB．A2B
C．AB2D．A2B3
11B．在一密闭容器中充入一定量的N2和H2，经测定反应开始后的2s内氢气的平均速率：
ν（H2）=0.45mol／（L·s），则2s末NH3的浓度为（）。
A．0.50mol／LB．0.60mol／L
C．0.45mol／LD．0.55mol／L
12C．下列情况下，反应速率相同的是（）。
A．等体积0.1mol/LHCl和0.1mol/LH2SO4分别与0.2mol/LNaOH溶液反应
B．等质量锌粒和锌粉分别与等量1mol/LHCl反应
C．等体积等浓度HCl和HNO3分别与等质量的Na2CO3粉末反应
D．等体积0.2mol/LHCl和0.1mol/LH2SO4与等量等表面积等品质石灰石反应
作业布置
1A.可逆反应A（S）+3B（g） 2C（g）+ D（g）在2L的密闭容器中反应，10min后，C的物质的量增加了0.6mol，则该反应的平均速率表示正确的是（ ）
A. VA==0.03mol/L•min B. VB==0.045 mol/L•min C. VC==0.06 mol/L•min D.VD==0.03 mol/L•min
2.A已知4A+5B=2C+2D，则关于反应速率，正确的关系是（ ）
A．4V（A）= 5V（B） B．5V（B）=6V（D） C．2V（A）=3V（D） D．2V（B）=5V（C ）
3.B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图1-3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，Z的平均反应速率为____________。
4.B可逆反应2A+B 3C+4D，在四种不同情况下的反应速率如下，其中反应进行得最快的是（ ）
A. VA==0.5mol/L•s B. VB==0.3 mol/L•s C. VC==0.8mol/L•s D.VD==1.0 mol/L•s
5.B在四个不同的容器中，在不同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 υ（H2） =0.1mol/L•min Bυ（N2） =0.1mol/L•min C υ（N2） =0.2mol/L•min D υ（NH3） =0.3mol/L•min
6.C在一容积为2L的容器中，加入0.8mol和0.4mol的H2和N2，，在2s末时，测得容器中含有0.12mol的NH3，求υ（H2）、υ（NH3）、υ（N2）各是多少？
7.C一定温度下，向一个容积为2升的真空密闭空间中通入1摩尔N2和3摩尔H2，3分钟后测得密闭容器内的压强是起始时的0.9倍，在此时间段内H2的反应速率是多少？
8.C反应2NH3（g）+CO2（g）==可逆号==CO（NH2）2（s）+H2O（g）
已达到平衡。
若增大压强，平衡移动，但混合气体的平均相对分子质量不变，问：
起始时，NH3与CO2的体积比？
9.C将体积比为1：
3的N2、H2的混合气体通入密闭容器中，在一定条件下发生反应，达到化学平衡时，测得混合气体中N2的体积分数为20%。
求：
（1）平衡混合气体中NH3的体积分数是多少？
（2）容器里的压强为反应前的多少倍？
10C.2、将等物质的量的A.B混合于2L的密闭容器中,发生如下反应:
3A（气）+B（气）xC（气）+2D（气）
经5min达到平衡时,测得C〔D〕=0.5mol/L,C〔A〕:
C〔B〕=3:
5,C的平均反应速率是0.1mol/L·min.
（1）则C〔A〕平=mol/L,
（2）B的平均反应速率为mol/L·min,（3）x值是.
11C、将等物质的量的A，B混合于2L的混合容器中，发生如下反应，3A（g）+B（g）------>xC（g）+2D（g）,该反应维可逆反应，经5min后，测得D的浓度为0.5mol/L,
c（A）:
c（B）=3:
5,C的平均反应速率为0.1mol/（L.min）,试求
（1）此时A的浓度及反应开始前A，B的物质的量
（2）B的平均反应速率
（3）x的值
12、C在25℃时，向100m
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