第壹節 化學反應速率
（壹）典型例題
例1已知合成氨反應為：N2＋3H2 2NH3，在壹定溫度下，向1 L密閉容器中，加入2 mol N2和5 mol H2，壹定條件下使之反應，經過2 min後測得NH3為0.4 mol，求以N2、H2、NH3表示的反應速率以及三者之比。?
解析化學反應速率是用來衡量化學反應進行快慢的，通常用單位時間內某壹種反應物或生成物的物質的量濃度得變化值來表示。其單位為mol/(L·min)或mol/(L·s)等。
①公式：
△C是物質的量濃度的變化而非物質的量的變化，更非質量的變化．這種變化對於反應物而言是濃度的減少，對於生成物而言是濃度的增加。這裏濃度的變化實際是取絕對值，是正數。
②化學反應速率的單位是由濃度單位和時間單位組成的，為mol/（L·min）或mol/（L·s），兩單位間可以換算：60mol/(L·min)=1mol/(L·s)
③化學反應速率是指平均反應速率，而不是瞬時反應速率．即為壹段時間內的平均值，而非某個時刻的反應速率。而且在不同的時間段，化學反應速率的數值不同．
④同壹反應，可以選用不同物質的濃度變化表示化學反應速率，所以必須標明是何種物質表示的化學反應速率。用不同物質表示的反應速率雖然數值不同，但表示的都是同壹反應在同壹時間段內的速率，它們的意義相同，並且數值之比等於這些物質在化學方程式中的化學計量數之比。
⑤並非所有的物質都可以用這種方法表示化學反應速率，固體或純液體因無濃度變化，所以無法用這種方式表示化學反應速率。化學平衡計算的基本模式——平衡“三步曲”：
例: mA + nB pC + qD
起始: a b 0 0
轉化: mx nx px qx
平衡: a-mx b-nx px qx
其中：①轉化量與方程式中各物質的系數成比例；②這裏a、b可指物質的量、濃度、體積等。③對反應物：平衡濃度=起始濃度-轉化濃度；對生成物：平衡濃度=起始濃度+轉化濃度
由定義式法求反應速率，需先求濃度的變化量和時間，據濃度的變化量可得出物質的量的變化量與體積的比。?
N2＋3H2 2NH3?
起始c(mol·L－1)： 0?
變化c(mol·L－1)： 0.2 0.6 ?
所以，v（N2）＝ ＝0．1 mol·L－1·min－1?
v（H2）＝ ＝0．3 mol·L－1·min－1?
v（NH3）＝ ＝0．2 mol·L－1·min－1?
v（N2）∶v（H2）∶v（NH3）＝0．1∶0．3∶0．2＝1∶3∶2?
答案1∶3∶2?
例2已知4NH3＋5O2 == 4NO＋6H2O 若反應速率分別用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)[mol/(L·min)]表示，則正確的是（ ）
A． B．
C． D．
解析鞏固化學反應速率的定義表示式，掌握其基本計算，並通過實例進壹步理解：同壹個化學反應用不同物質表示，其數值可能不同，但意義相同，其數值之比等於化學方程式中的計量系數之比。從化學計量數看，在相同條件下，v(H2O)>v(O2)>v(NH3)=v(NO)，所以只有D選項是正確的。
答案D
例3可逆反應A（g）+ 4B（g） C（g）+ D（g），在四種不同情況下的反應速率如下，其中反應進行得最快的是（ ）
A. vA==0.15mol/(L·min) B. vB==0.6 mol/(L·min)
C. vC==0.4 mol/(L·min) D.vD==0.01 mol/(L·s)
解析用化學反應速率來比較不同反應進行得快慢或同壹反應在不同條件下反應的快慢時，應選擇同壹物質來比較。解決此題應註意將四種情況下的反應速率換算成同壹種物質並統壹單位來比較。答案選D。
答案D
［例4］某溫度時，在2 L容器中X、Y、Z三種物質的量隨時間的變化曲線如圖所示。由圖中數據分析，該反應的化學方程式為_________。反應開始至2 min，Z的平均反應速率為 。
點撥寫反應的化學方程式，關鍵是確定X、Y、Z之間誰是反應物、誰是生成物以及方程式中X、Y、Z三種物質的化學計量數。
分析由圖示可知X、Y、Z三種物質物質的量的變化量分別為：
Δn(X)=1.0 mol－0.7 mol=0.3 mol
Δn(Y)=1.0 mol－0.9 mol=0.1 mol
Δn(Z)=0.2 mol－0 mol=0.2 mol
故化學方程式中X、Y、Z三種物質的化學計量數之比為：
0.3 mol∶0.1 mol∶0.2 mol=3∶1∶2
因此，反應的化學方程式為3X+Y 2Z。
Z物質在2 min內的平均反應速率，可通過先求出Z物質的物質的量濃度的變化量，再根據反應速率的計算式(Δc/Δt)求解。綜合列式為：
(Z)= =0.05 mol·L－1·min－1。
答案 3X+Y 2Z 0.05 mol·L－1·min－1
（二）基礎練習
壹、選擇題
1．下列關於化學反應速率的說法中，正確的是（ ） C
A．化學反應速率通常表示壹定時間內任何壹種反應物物質的量的減少或任何壹種生成物物質的量的增加
B．化學反應速率為0.8mol/（L·s）是指1秒鐘時某物質的濃度為0.8mol/L
C．根據化學反應速率的大小可以知道化學反應進行的快慢
D．對於任何化學反應來說，反應速率越快，反應現象就越明顯
2．在下列四種溶液中，分別加入少量固體二氧化錳，能產生氣體的是（ ）
A．3%H2O2溶液 B.1 mol / L NaOH溶液
C. 1 mol / L KClO3溶液 D. 1 mol / L鹽酸
3．在密閉容器中進行可逆反應，A與B反應生成C，其反應速率分別用vA、vB、vC〔mol／(L·s)〕表示， 且vA、vB、vC之間有以下關系：vB=3vA，vC=2vA，3vC＝2vB，則此反應表示為：（ ）
A．A(氣)＋B(氣) C(氣) B．2A(氣)＋2B(氣) 3C(氣)
C．3A(氣)＋B(氣) 2C(氣) D．A(氣)＋3B(氣) 2C(氣)
4．反應A（氣）+ 3B（氣）== 2C（氣）+ 2D（氣），在四種不同條件下的反應速率如下，其中表示反應最快的是（ ）
A、 = 0.15 mol / (L·min) B、 = 0.6 mol / (L·min)
C、 = 0.2 mol / (L·min) D、 = 0.01 mol / (L·min)
5．在密閉容器中充入N2和H2，合成NH3，到2秒末測得， (H2) ==0.45 mol / (L·s)，則2秒末NH3的濃度為（ ）
A. 0.5 mol / L B. 0.45 mol / L C. 0.6 mol / L D. 0.55 mol / L
6．已知反應A+3B==2C+D在某段時間內以A的濃度變化表示的化學反應速率為1mol/(L·min)，則此段時間內以C的濃度變化表示的化學反應速率為（ ）
A.0.5mol/(L·min) B.1 mol/(L·min) C.2 mol/(L·min) D.3 mol/(L·min)
7. 反應 剛開始時， 的濃度為 ， 的濃度 ， 後測得 濃度為 ，則此時間內，下列反應速率表示正確的是（ ）
A. B.
C. D.
8. 已知某反應的各物質濃度數據如下：
起始濃度（ ）
2s末濃度（ ）
據此可推算出上述方程式中各物質的計量數之比是（ ）
A. 9：3：4 B. 3：1：2 C. 2：1：3 D. 3：2：1
9. 將 和 放入10L真空容器內，某溫度下發生反應：
，在最初的0.2s內，消耗A的平均速率為 ，則在0.2s時，容器中C的物質的量是（ ）
A. B. C. D.
10. 在 的反應中，經過壹段時間內， 的濃度增加了 ，在此段時間內用 表示的平均反應速率為 ，則所經過的時間是（ ）
A. B. C. D.
11. 壹定溫度下，向壹個容積為2L的真空密閉容器中（事先裝入催化劑）通入 和 ， 後測得密閉容器內的壓強是起始時的0.9倍，在此時間內 是（ ）
A. B.
C. D.
12．反應 2A == B + 3C，在20℃時進行， = 5 mol / (L。s)，已知每升溫10℃，該反應速率增大到原來的2倍，則當其它條件不變而溫度升到50℃時，反應速率 是
A.20 mol / (L。s) B.40 mol / (L。s) C.60 mol / (L。s) D.15 mol / (L。s)
13．在溫度不變，恒容的容器中進行反應H2 2H ，若反應物的濃度由0.1mol/L降到0.06mol/L需20s，那麽由0.06mol/L降到0.036mol/L所需的時間為 （ ）
A.等於10s B.等於12s C.大於12s D.小於12s
14.在壹定條件下，可逆反應X(g)+3Y(g) Z(g)，反應終止時有37.5％的Y轉化為氣體Z，若X的轉化率為25％，起始時充入容器中X與Y的物質的量比是（ ）
A．1：3 B.2：3 C.3：1 D.1：2
15．在壹密閉容器中，用等物質的量的A和B發生如下反應：
A（氣）+2B（氣） 2C（氣）反應達到平衡時，若混合氣體中A和B的物質的量之和與C的物質的量相等，則這時A的轉化率為( )
A.40% B.50% C.60% D.70%
16．將4 molA氣體和2 molB氣體在2 L的容器中混合並在壹定條件下發生如下反應：2A（g）+ B（g） 2C（g） 。若經2 s後測得C的濃度為0.6 mol / L，現有下列幾種說法：
①用物質A表示的反應的平均速率為0.3 mol / (L·s)
②用物質B表示的反應的平均速率為0.6 mol / (L·s)
③2 s時物質A的轉化率為70%
④2 s時物質B的濃度為0.7 mol / L
其中正確的是（ ）
A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ③④
二、填空題
17．在2 L密閉容器中發生3A（g）+ B（g） 2C（g）的反應。若最初加入的A和B的物質的量都是4 mol ，A的平均反應速率是0.12 mol / (L。s)，則10 s後，容器中B的物質的量是_________mol。
18．某反應在催化劑的的作用下按以下兩步進行：第壹步為X+Y=Z；第二步為Y+Z=M+N+X。此反應的總的化學方程式是 ，反應的催化劑是 。
19. 可逆反應： ，取 和 置於VL容器內。1分鐘後，測得容器內A的濃度為 ，這時B的濃度為________ ，C的濃度為_______ 。這段時間內反應的平均速率若以物質A的濃度變化來表示，應為___________。
20．在25℃時，向100 mL含氯化氫14.6 g的鹽酸溶液裏放入5.6 g純鐵粉（不考慮反應前後溶液的體積變化），反應開始至2 min末，收集到1.12 L（標準狀況）H2 ，在此之後，又經過4 min鐵粉完全溶解。則：
（1）在前2 min內，用FeCl2 表示的平均反應速率是_________。
（2）在後4min內，用HCl表示的平均反應速率是_________。
（3）前2 min與後4 min相比，反應速率______較快。
三、計算題
21．將c摩爾HCl與d摩爾O2混合加到有催化劑的容器中，發生反應：4HCl（氣）＋O2（氣） 2H2O（氣）＋2Cl2（氣），當有e摩爾H2O生成時達到平衡。求此時Cl2的質量分數和體積分數。
（三）能力測試
1．實驗測得：若溫度每升高10℃，化學反應速率增加2～4倍。今有某反應在100℃時需0.2 s完成，當溫度變為30℃時，完成該反應最多需要( )
A. 54.6 min B. 25.6 s C. 0.0015 s D. 25.6 h
2．在碘化鉀和硫酸的混合溶液中加入過氧化氫水溶液，迅速發生反應，放出大量氣體，反應過程表示如下 ：
①H2O2+2KI+H2SO4==I2+K2SO4+2H2O；
②H2O2+I2==2HIO；
③H2O2+2HIO==I2+O2↑+2H2O
（1）H2O2在反應③中的作用是_________（填正確選項的標號）。
A．氧化劑 B.還原劑
C.既是氧化劑又是還原劑 D. 既不是氧化劑也不是還原劑
（2）有人認為上述反應說明了碘單質是過氧化氫分解的催化劑，妳認為_______（填“對”或“不對”），其理由是_________________________________。
（3）上述反應說明H2O2、I2、HIO氧化性從強到弱的順序是_____________。
（4）已知H2O2+2KI I2+2KOH，試用H2O2、KI溶液、澱粉溶液、水等藥品，設計壹個實驗來說明與壹定量H2O2反應的KI溶液濃度越大，反應速率越快。