人教版高中化学选修4教学讲义，复习补习资料（含典例分析，巩固练习）：04【提高】化学反应速率

化学反应速率 【学习目标】 1、了解化学反应速率的定量表示方法，初步了解测定某些化学反应速率的实验方法； 2、通过实验事实和思考，掌握化学反应速率的表示方法。 【典型例题】 类型一、化学反应速率概念的理解 例题1 下列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．若某化学反应在一定时间段内的反应速率为0.5 mol/(L·s)，则在该时间段内反应物和生成物的浓度变化都为0.5 mol/L D．化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的尺度 【答案】D 【解析】不是所有化学反应都有明显的现象，A错误；不是所有的物质都可以用来表示反应速率，固体和纯液体一般不用来表示反应速率，因为纯固体和纯液体的浓度不发生变化，视为常数，B错误；反应速率指单位时间内反应物或生成物的浓度变化，C错误。 例题2 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，此时化学反应速率表示不正确的是（ ） A．v(N2)=0.25 mol·L―1·min―1 B．v(H2)=0.75 mol·L―1·min―1 C．v(NH3)=1 mol·L―1·min―1 D．v(NH3)=0.25 mol·L―1·min―1 【答案】CD 【解析】解法一：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。 则v(N2)=(2―1) mol/(2 L×2 min)=0.25 min·L－1·min―1， v(H2)=3 mol/(2 L×2 min)=0.75 mol·L―1·min―1， v(NH3)=2 mol/(2 L×2 min)=0.5 mol·L―1·min―1。 解法二：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 mol·L―1·min―1，v(NH3)=0.5 mol·L―1·min―1。 例题3 反应2A(g)+B(g)==3C(g)+4D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为： ①v(A)=0.5 mol/(L·s)；②v(B)=0.3 mol/(L·s)； ③v(C)=0.8mol/(L·s)；④v(D)=1 mol/(L·s)。 该反应进行的快慢顺序为_____。 【答案】②＞③＞④=① 【解析】解法一：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。由化学方程式2A(g)+B(g)=3C(g)+4D(g)得出： a．v(C)∶v(B)=3∶1，而v(C)∶v(B)=0.8∶0.3=8∶3，故v(B)＞v(C)，从而得②＞③。 b．v(A)∶v(D)=1∶4，而v(A)∶v(D)=0.5∶1=1∶4，故v(A)= v(D)，从而④=①。 c．v(C)∶v(D)=3∶4，而v(C)∶v(D)=0.8∶1=4∶5，故v(C)＞v(D)，从而得③＞④。 故该反应进行的快慢顺序为：②＞③＞④=①。 解法二：将不同物质表示的反应速率换算为同一物质表示的反应速率，再比较反应速率数值的大小。 若以物质B为标准，将其他物质表示的反应速率换算为用物质B表示的速率，则有： v(B)∶v(A)=1∶2，则①表示的v(B)=0.25 mol/(L·s)； v(B)∶v(C)=1∶3，则③表示的v(B)=0.8/3 mol/(L·s)； v(B)∶v(D)=1∶4，则④表示的v(B)=0.25 mol/(L·s)。 故反应进行的快慢顺序为：②＞③＞④=①。 举一反三： 【变式1】将等物质的量的A、B混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：3 A(g) + B(g) x C(g) + 2 D(g)，经5 min后，测得D的浓度为0.5 mol/L，C的平均反应速率0.1 mol/(L·min)，且c(A)∶c(B)=3∶5。求： （1）此时A的浓度及反应开始前放入容器中A、B物质的量； （2）B的平均反应速率； （3）x值是多少？ 【解析】本题可用三段式法求解，设反应前放入容器中A、B物质的量均a，则其反应前浓度均为0.5a。由5分钟时D的浓度可求出此时D的物质的量，再根据反应方程式中的计量数，可知： 由题意c(A)∶c(B)=3∶5=( a-1.5):( a-0.5)，解得a=3mol， 所以，开始前放入容器中A、B的物质的量均为3mol 5min后A的浓度为：c(A)=(3-1.5)mol ... ...