化學(xué)選擇性必修1學(xué)案第二章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡

Chapter2第一章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡

第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率

第1課時(shí)化學(xué)反應(yīng)速率

［核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)］1.變化觀念：了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念及其表示方法，形成不同的反應(yīng)

可用不同的方法來(lái)表示化學(xué)反應(yīng)速率的變化觀念。2.證據(jù)推理：根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的測(cè)定原

理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，學(xué)會(huì)化學(xué)反應(yīng)速率的測(cè)定方法，通過(guò)對(duì)比的方法，發(fā)展基于變量關(guān)系的證據(jù)推

理素養(yǎng)。

一、化學(xué)反應(yīng)速率及其測(cè)定

1.化學(xué)反應(yīng)速率的概念及其表示方法

化片表示化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)慢的物理量

學(xué)表丞用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減小或生成物

一濃度的型如表示(反應(yīng)體系的體積須恒定)

反

應(yīng)表達(dá)咒二表示濃度的變化

—表示麗的變化

速

率-----Aniol?L??min1或mol?L】?s?

2.化學(xué)反應(yīng)速率的測(cè)定

(1)測(cè)定原理

利用與化學(xué)反應(yīng)中任何一種化學(xué)物質(zhì)的逖度相關(guān)的可觀測(cè)量進(jìn)行測(cè)定。

(2)測(cè)定方法

①直接觀察測(cè)定：如釋放出氣體的體積和體系的壓強(qiáng)等。

②科學(xué)儀器測(cè)定：如反應(yīng)體系顏色的變化。在溶液中，當(dāng)反應(yīng)物或生成物本身有較明顯的顏

色時(shí)，可利用顏色變化和顯色物質(zhì)與濃度變化間的比例關(guān)系來(lái)跟蹤反應(yīng)的過(guò)程和測(cè)量反應(yīng)速

率。

|■正誤判斷」

(1)化學(xué)反應(yīng)方程式中，任何一種物質(zhì)均可用。=乍求出該物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率()

(2)化學(xué)反應(yīng)速率指的是某時(shí)刻的瞬時(shí)速率()

(3)化學(xué)反應(yīng)速率越大，化學(xué)反應(yīng)的現(xiàn)象越明顯()

(4)同一化學(xué)反應(yīng)中，不同物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率可能數(shù)值不同，但表示的意義(快慢)相同

()

(5)化學(xué)反應(yīng)速率為0.6molL'-min】是指1min時(shí)某物質(zhì)的濃度為0.6mol-L'()

答案(1)X(2)X(3)X(4)V(5)X

f深度思考」

反應(yīng)：4A(s)+3B(g)2C(g)+D(g)

(1)完成下列表格，并計(jì)算該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率

BCD

起始濃度1mol-L100

濃度變化量-0.6molL?0.4molL?0.2mol?L?

2min末0.4mol-L-10.4mo卜L?0.2molL-

〃(B)=O3molL〕minr：

v(C)=0.2molL〕mini；

o(D)=0.1molLLmin?。

(2)根據(jù)以上數(shù)據(jù)，思考對(duì)于同一反應(yīng)，用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率的數(shù)值相同嗎？與化學(xué)計(jì)

量數(shù)之間有什么關(guān)系？

答案用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率的數(shù)值可能不同。反應(yīng)速率的數(shù)值之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之

比。

(3)有同學(xué)根據(jù)(2)中結(jié)論求出了A表示的反應(yīng)速率是0.4mol-L〕minr,你認(rèn)為是否正確，原

因是什么？

答案不正確，固體或純液體在反應(yīng)中認(rèn)為濃度不變，所以不能用固體、純液體的濃度變化

來(lái)表示化學(xué)反應(yīng)速率。

(4)以上所求的反應(yīng)速率是2min末時(shí)的瞬時(shí)速率嗎？

答案不是，是2min內(nèi)的平均速率。

■歸納總結(jié)口

在同一化學(xué)反應(yīng)里，用不同的物質(zhì)表示的

反應(yīng)速率可能不同，但意義相同，故描述

反應(yīng)速率時(shí)必家指明具體的物質(zhì)

Ac(A)l_固體或純液體的濃度記為常數(shù),Ac=O,因

“A)=x--此不用固體或純液體的濃度表示化學(xué)反應(yīng)

T-速率

化學(xué)反應(yīng)速率是一段時(shí)間內(nèi)的平均反應(yīng)速

率,而不是瞬時(shí)速率

用不同物質(zhì)表示化學(xué)反應(yīng)速率時(shí)，化學(xué)反

一應(yīng)速率之比=化學(xué)計(jì)量數(shù)之比

二、化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算和比較

1.化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算

（I）公式法：

AcAn

v=~Ki=vKi

特別提醒①如果題目中給出的是物質(zhì)的量，在計(jì)算速率時(shí)應(yīng)先除以沐積，轉(zhuǎn)化為濃度的變

化量。

②濃度的變化量Ac=c（某時(shí)刻）一c（初始）

所以一般Ac（反應(yīng)物）為負(fù)值，Ac（生成物）為正值，

而。是標(biāo)量，只有正值，所以在計(jì)算反應(yīng)速率時(shí)，

“3"-Ac（反應(yīng)物）

0（反應(yīng)物）=----&-----

/足田小、Ac（生成物）

貝生成物）=—&—

（2）運(yùn)用同一反應(yīng)中“速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比”的規(guī)律進(jìn)行計(jì)算。

對(duì)于一個(gè)化學(xué)反應(yīng)：mA+〃B=pC+qD,o（A）=一氣產(chǎn)，o（B）=一"：）,o（C）=氣，，

小、Ac（D）口七0（A）o（B）v（C）P（D）

。（必=i」,且有：—=n=~=—

⑶“三段式”法

①求解化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算題的一般步驟：

a.寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式；

b.找出各物質(zhì)的起始量、轉(zhuǎn)化量、某時(shí)刻量；轉(zhuǎn)化量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比；

C.根據(jù)已知條件列方程計(jì)算。

反應(yīng)：mA(g)+〃B(g)pC(g)

起始濃度/mol-Lrabc

轉(zhuǎn)化濃度/mol.L?x詈管

某時(shí)刻Hs）濃度/molLra-x萬(wàn)一詈。+管

再利用化學(xué)反應(yīng)速率的定義式求算

X——

0(A)=7mold

0(B)=~;mol-L'-s-1；

在。尸雋molL-i.s」。

②計(jì)算中注意以下量的關(guān)系。

對(duì)反應(yīng)物：C(起始)一C(轉(zhuǎn)化)=C(某時(shí)刻)；

對(duì)生成物：。(起始)+c(轉(zhuǎn)化)=c(某時(shí)刻)；

轉(zhuǎn)化率=輟4100%。

2.化學(xué)反應(yīng)速率的比較方法

(1)定性比較

通過(guò)明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，如反應(yīng)的劇烈程度、產(chǎn)生氣泡或沉淀的快慢、固體消失或氣體充滿所

需時(shí)間的長(zhǎng)短等來(lái)定性判斷化學(xué)反應(yīng)的快慢。如K與水反應(yīng)比Na與水反應(yīng)劇烈，則反應(yīng)速

率：K>Nao

(2)定量比較

①“一看”：看化學(xué)反應(yīng)速率的單位是否一致，若不一致，需轉(zhuǎn)化為同一單位。

②“二化”：將不同物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率轉(zhuǎn)化成同一物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率，或分別除以相應(yīng)

物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)，所得數(shù)值大的速率大。

③“三比較”：標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一后比較數(shù)值大小，數(shù)值越大，反應(yīng)速率越大，

|■應(yīng)用體驗(yàn)」

1.根據(jù)c?，圖像確定化學(xué)方程式及速率

TC時(shí)，在0.5L的密閉容器中，反應(yīng)過(guò)程中A、B、C的濃度變化如圖所示：

&|c/mol?L_,

010//S

(1)10s內(nèi)v(B)=________o

(2)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

答案(1)0.06mol-L*-s1

(2)A+3B2C

-1

MILg，入z.(0.7—0.1)mol-L

解析(1)由圖像知，r(B)=訪=0.06mobL。

⑵由圖像計(jì)算出Ac(A)：Ac(B)：Ac(C)=0.2：0.6：0.4=1：3：2,故化學(xué)方程式為A+

3B2C?

2.反應(yīng)A(g)+3B(g)2c(g)+2D(g)在四種不同情況下的反應(yīng)速率分別為

(pi;(A)=0.15mol-L'-min1

②u(B)=0.01molL-,s-1

@p(C)=0.40molL-,-min-,

@^(D)=0.45mol-L'-min1

則該反應(yīng)在不同情況下進(jìn)行的快慢順序?yàn)镺

答案④〉③二②〉①

解析方法一：將以不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率換算為用同一物質(zhì)同一單位表示的速率，再比

較速率數(shù)值的大小。若以物質(zhì)A為標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)用不同物質(zhì)表示同一反應(yīng)的速率時(shí)，速率之比

等于各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，將②③④的反應(yīng)速率換算為用物質(zhì)A表示的反應(yīng)速率，則有：

@y(A)=/(B)=；X0.01molL-I-s-1X60smin-,=0.20molL-|min-,

@v(A)=^v(C)X0.40molL-1niin-1=0.20molL-1min-1

@v(A)=$(D)=；X0.45molL-'min-1=0.225molL'min-1

故反應(yīng)在不同情況下進(jìn)行的快慢順序?yàn)棰堋耽?②〉①。

方法二:首先將反應(yīng)速率單位統(tǒng)一為mobLLmin，則②o(B)=0.60molLlmin，然后根

據(jù)反應(yīng)速率與對(duì)應(yīng)物質(zhì)化學(xué)計(jì)量數(shù)之比的大小進(jìn)行判斷。由化學(xué)方程式A(g)+3B(g)2C(g)

+2D(g)得出：

畔=0.15molL-|min_,

②。，)=0.20mol-L-|-min',

@^^=0.20molL-,min",

學(xué)^=0.225molL-'min-1

故反應(yīng)在不同情況下進(jìn)行的快慢順序?yàn)棰?gt;③=②>①。

-方法指導(dǎo)

由〃(或c)?/圖像確定化學(xué)方程式的方法

(1)看趨勢(shì)，定位置

觀察圖像，〃(或c)隨時(shí)間逐漸減小的物質(zhì)為反應(yīng)物，反之為生成物。

(2)看變化量，定系數(shù)

由圖像計(jì)算各物質(zhì)在相同時(shí)間內(nèi)的濃度(或物質(zhì)的量)的變化量，從而確定各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量

數(shù)。

(3)看是否共存，定符號(hào)

根據(jù)圖像觀察各物質(zhì)是否最終共存(即是否有物質(zhì)反應(yīng)完)，從而判斷該反應(yīng)是否為可逆反應(yīng),

確定在方程式中用還是“"。

隨堂演練知識(shí)落實(shí)

1.在反應(yīng)N2+3H22N%中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，NH3的濃度增加了0.6mol-L在此段

時(shí)間內(nèi)用H?表示的平均反應(yīng)速率為0.45mol-L〕sr,則此段時(shí)間是()

A.1sB.2sC.44sD.1.33s

答案B

解析已知用出表示的平均反應(yīng)速率為0.45mol-f'-s-1,則用NH3表示的平均反應(yīng)速率為

220.6molL

O(NH3)=鏟(H2)=§X0.45molL-1-s-,=0.3molL--1,所以4==2So

0.3molL-1-s

2.已知4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g),若化學(xué)反應(yīng)速率分別用r(NH3)sWO2)、貝NO)、

0(比0)(單位：mol-L〕sr)表示，則下列關(guān)系正確的是()

45

Ag“NH3)=O(C>2)B%V(O2)=O(H2。)

C.jv(NH3)=V(H2O)D.氏(O2)=o(NO)

答案D

解析該反應(yīng)中V(NH3)：〃(。2)：i'(NO)：V(H2O)=4：5：4：6,根據(jù)上述關(guān)系分析選項(xiàng)，推

知D項(xiàng)正確。

3.對(duì)于反應(yīng)：4NH3(g)+5Ch(g)4NO(g)+6H2O(g),下列為四種不同情況下測(cè)得的反應(yīng)速

率，其中表明該反應(yīng)進(jìn)行最快的是()

A.V(NH3)=0.2molL-,?s-,

",",

B.y(O2)=0.24molL.s

C.y(H2O)=15mol-L'min1

D.v(NO)=9molL-1min-1

答案A

解析首先將四個(gè)答案的單位變?yōu)橄嗤瑔挝?，A為0.2X60mol?L〕min-i=12mol-Lrmin，

B為0.24X60molL-,min_,=14.4molf-min-^再將四個(gè)速率都除以各自的化學(xué)計(jì)量數(shù)，

比較大小。

4.對(duì)于反應(yīng)3CI】+8HNO3(稀)=3Cu(NCh)2+2NOf+4H2。，在測(cè)量化學(xué)反應(yīng)速率時(shí)，以下

相關(guān)性質(zhì)不可以利用的是()

A.氣體的體積和體系的壓強(qiáng)

B.溶液顏色的深淺

C.固體物質(zhì)的體積

D.H+濃度的變化

答案C

解析與化學(xué)反應(yīng)中任何一種化學(xué)物質(zhì)的濃度(或質(zhì)量)相關(guān)的性質(zhì)在測(cè)量反應(yīng)速率時(shí)都可以

加以利用，包括能夠直接觀察的某些性質(zhì)(如釋放出氣體的體積和體系壓強(qiáng))，也包括必須依

靠科學(xué)儀器才能測(cè)量的性質(zhì)(如顏色的深淺)，故A、B、D三項(xiàng)可以利用。

5.將5.6g鐵粉投入100mL2moiLi的硫酸中，2min后鐵恰好完全溶解。下列有關(guān)該反應(yīng)

速率的表示正確的是(忽略溶液體積的變化)()

A.用鐵表示的反應(yīng)速率為0.5molL-|min-1

B.用硫酸表示的反應(yīng)速率為0.5mol-L'min-1

C.用硫酸亞鐵表示的反應(yīng)速率為0.25mol?L'min

D.用氫氣表示的反應(yīng)速率為0.5mo卜L'min1

答案B

解析發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為Fe+H2SO4=FeSO4+H2t,溶液中濃度發(fā)生變化的只有反應(yīng)物破

酸和生成物硫酸亞鐵。5.6gFe的物質(zhì)的量為0.1mol,故反應(yīng)消耗H2so4的物質(zhì)的量=生成

o(H2so4)=o(FeSC)4)=c°i=0.5molL-|min-|o

FeSCh的物質(zhì)的量=0.1mol,

LminAu.1L

6.把0.3molX氣體和0.4molY氣體混合于2L密閉容器中，使它們發(fā)生如下反應(yīng)：4X(g)

+5Y(g)『?Z(g)+6W(g),2min末生成0.3molW。若測(cè)知Z的濃度變化表示的反應(yīng)速率為

0.05mol-L-Imin-,o計(jì)算：

⑴前2min內(nèi)用Y的濃度變化表示的反應(yīng)速率為—molL'min^o

(2)化學(xué)方程式中〃的值是。

(3)X的轉(zhuǎn)化率為o

答案(1)0.0625(2)4(3)66.7%

解析列出三段式：

4X(g)+5Y(g)5Z(g)+6W(g)

起始量/mol0.30.400

變化量/mol0.20.250.05〃0.3

2min末量/mol0.10.150.05〃0.3

0.25mol

(,^Y)=ID^=00625mo,L%

0.05nmol

⑵。()=0.05molL-,min

z=2LX2min

解得"=4。

(3)X的轉(zhuǎn)化率為：臀曙義100%W66.7%。

課時(shí)對(duì)點(diǎn)練

g對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練

題組一化學(xué)反應(yīng)速率及其數(shù)學(xué)表達(dá)式的應(yīng)用

1.下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率的說(shuō)法，不正確的是()

A.化學(xué)反應(yīng)速率是衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢程度的物理量

B.化學(xué)反應(yīng)速率的大小主要取決于反應(yīng)物的性質(zhì)

C.化學(xué)反應(yīng)速率可以用單位時(shí)間內(nèi)生成某物質(zhì)的濃度的多少來(lái)表示

D.化學(xué)反應(yīng)速率常用單位有mol-L-'-s-1和molL-'min-1

答案C

2.用純凈的碳酸鈣與1mo卜ICOmL稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳。關(guān)于此反應(yīng)，下列說(shuō)法不

正確的是（）

A.可以用單位時(shí)間內(nèi)碳酸鈣質(zhì)量的減少表示該反應(yīng)的反應(yīng)速率

B.可以用單位時(shí)間內(nèi)生成二氧化碳的量表示該反應(yīng)的反應(yīng)速率

C.可以用單位時(shí)間內(nèi)溶液中Ca2+濃度的增加表示該反應(yīng)的反應(yīng)速率

D.可以用單位時(shí)間內(nèi)碳酸鈣濃度的變化表示該反應(yīng)的反應(yīng)速率

答案D

解析CaCO3為固體，濃度不變化。

3.（2019?廣東深圳罐華實(shí)臉學(xué)校月考）氨分解反應(yīng)在容積為2L的密閉容器內(nèi)進(jìn)行。已知起始

時(shí)氨氣的物質(zhì)的量為4mol,5s末為2.4moL則用氨氣表示該反應(yīng)的速率為（）

A.0.32mol-L-'-s-1

B.0.16mol-L'-s-1

C.1.6mol-L*-s1

D.0.8mol-L!-s1

答案B

解析o（NH3）=（t[22nl"=o]6moi.L「.s，所以B項(xiàng)正確。

4.反應(yīng)：2SO2（g）+O2（g）2sCh（g）經(jīng)一段時(shí)間后，SO3的濃度增加了0.4mollL在這段

時(shí)間內(nèi)用6表示的反應(yīng)速率為0.04moll〕minr,則這段時(shí)間為（）

A.5sB.10sC.300sD.600s

答案C

解析該段時(shí)間內(nèi)SO3的濃度增加了0.4mol1r,根據(jù)化學(xué)方程式可知，在相同時(shí)間內(nèi)O2的濃

度減少了0.2mol?L」，所以由公式。=辭可知，△『華=（）（北二:：\訪-尸5min=300s°

題組二化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系的應(yīng)用

5.在一個(gè)密閉容器中，盛有N?和Hz,它們的起始濃度分別是1.8mo卜171和5.4mol?Lr，在

一定條件下反應(yīng)生成NH^Omin后測(cè)得N2的濃度是0.8mol[r,則在這10min內(nèi)N%的平

均反應(yīng)速率是（）

A.0.1mol-L'-min1

B.0.2mol-L1min1

C.0.3mol-L'min1

D.0.6mol-L'min1

答案B

1-1

Xr_1.8mol-L—0.8mol-L

解析O(N2)=------------[()min------------=0-1mol-L'min1,o(NH3)=2o(N2)=

0.2mol-L'min-'o

6.反應(yīng)：3X(g)+Y(g)2Z(g)+2W(g)在2L密閉容器中進(jìn)行，5min后Y減少了0.5mol,

則此反應(yīng)的反應(yīng)速率為()

A.y(X)=0.05mol-L'min-1

B.y(Y)=0.10mol-L-|min-1

C.v(Z)=0.10molL-|min1

D.v(W)=0.10mol-L-'s-1

答案C

解析依題意，"Y)==0.05molL〕min」,用單位時(shí)間內(nèi)不同物質(zhì)的濃度變化量

cz2L曰zxTDm".in

表示的化學(xué)反應(yīng)速率之間的關(guān)系為0(X)：。(丫)：WZ)：”W)=3：1：2：2,故。(X)=

0.15mol-L-1-min-1,v(Z)=v(W)=0.10mobL-,-min-1,C項(xiàng)正確。

7.(2019?佛山高二檢測(cè))把X氣體和Y氣體混合于2L容器中使它們發(fā)生如下反應(yīng)：3X(g)+

Y(g)〃Z(g)+2W(g)。5min末已生成0.2molW,若測(cè)知以Z的濃度變化表示的平均反應(yīng)

速率為0.01molL-'min則上述反應(yīng)中Z氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)〃的值是()

A.1B.2C.3D.4

答案A

解析根據(jù)公式計(jì)算，5min內(nèi)W的平均反應(yīng)速率o(W)=0.02mol?L-Lmin「,利用

各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，已知用Z的濃度變化表示的平均反應(yīng)速率為

001mol-f'min_1,則p(Z)：〃(W)=0.01mollf'min-1：0.02mol-L-|min_1=n：2,所以n

=lo

8.在密閉容器中A與B反應(yīng)生成C,其反應(yīng)速率分別用o(A)、“B)、o(C)表示。已知0(A)、

0(B)、0(C)之間有以下關(guān)系：2°(B)=3o(A)=3o(C)。則此反應(yīng)可表示為()

A.2A+3B=2CB.A+3B=2C

C.3A+B=2CD.A+B=C

答案A

解析根據(jù)2v(B)=3v(A)=3v(C)^T^,貝A)：v(B)：貝0=2：3：2,A項(xiàng)正確。

題組三化學(xué)反應(yīng)速率大小比較

9.(2019?甘肅武威第十八中學(xué)高二月考)反應(yīng)A(g)+3B(g)2c(g)+2D(g),在四種不同情

況下用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率分別如下，其中反應(yīng)速率最大的是()

A.v(A)=0.05mol-L-,-s-,

B.p(B)=0.06molL-|min-,

C.u(C)=0.04mol-L'-s1

D.v(D)=0.03mol-L'-s-1

答案A

解析判斷反應(yīng)速率的大小時(shí)，可將每個(gè)物質(zhì)的速率除以該物質(zhì)在方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)，

ML,，八0(A)o(B)0.06mol-L'min-10.001mol-L1-s-1

再進(jìn)仃比較。=0.05mol-L'-s,方-=------------------------------^0.0003mol-

Lis，^=0.02molf'-s_1,孚=0.015mol?L〕s-，所以A項(xiàng)符合題意。

10.在四個(gè)不同的容器中，在不同的條件下進(jìn)行合成氨反應(yīng)。根據(jù)在相同時(shí)間內(nèi)測(cè)定的結(jié)果

判斷，生成氨最快的是()

A.U(H2)=0.3mol-L'min-1

B.U(N2)=0.2mol-L'min1

-,",

C.V(NH3)=0.25molLmin

D.I?(H2)=0.4mol-L'min1

答案B

解析對(duì)于反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g),以氫氣的反應(yīng)速率為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判斷。A項(xiàng)，v(H2)

=0.3molL-,min-l：B項(xiàng)，P(N2)=0.2molL-1-min-1,反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，

所以。出2)=0.6molLlminr;C項(xiàng),y(NH3)=0.25mol-L'min1,反應(yīng)速率之比等于化學(xué)

計(jì)量數(shù)之比，所以P(H2)=0.375molL/Lminr；D項(xiàng)，。32)=0.4molL-LmiiTL所以反應(yīng)

速率最快的是B項(xiàng)。

11.在不同條件下分別測(cè)得反應(yīng)2sOXg)+O2(g)催彳劑2sO3(g)的化學(xué)反應(yīng)速率，其中表示

該反應(yīng)進(jìn)行最快的是()

A.V(SO2)=4molL-,min-1

B.U(O2)=3mol-L'-min-1

C.v(SO3)=0.1mol-Lk?

D.o(O2)=0.1mol-L'-s-1

答案D

解析統(tǒng)一單位后，根據(jù)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，將不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率換

算成同一種物質(zhì)表示的反應(yīng)速率，比較數(shù)值大小可知選Do

題組四化學(xué)反應(yīng)速率圖像分析

12.一定溫度下，在0.5L的密閉容器中，X、Y、Z三種氣體的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線

如下圖所示，10s時(shí)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。則從反應(yīng)開(kāi)始到10s末的反應(yīng)速率用X表示是()

物質(zhì)的盤(pán)/mol

A.0.08mol-L-,-s

B.0.30mod

C.0.16mol-L'-s

D.0.32molL-1-s

答案c

解析根據(jù)圖像可知從反應(yīng)開(kāi)始到10s末X的物質(zhì)的量減少了(1.2—0.4)mol=0.8m01,濃度

上。g0.8mol,*eL6mol-L1

變化空我.1/[—=1.6mol-L則反應(yīng)速率正=0.16mol-L'-s。

U?JJL>1UA

13.某溫度時(shí)，在2L容器中一:種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖所示.由圖中數(shù)據(jù)分

析，該反應(yīng)的化學(xué)方程式和反應(yīng)開(kāi)始至2min末Z的平均反應(yīng)速率分別為()

A.X+3Y2Z0.1molL-,min1

B.2X+Y2Z0.1mRL〕min-i

C.X+2YZ0.05molL-,min",

D.3X+Y2Z0.05mobL'min1

答案D

解析由圖像可以看出，反應(yīng)中X、Y的物質(zhì)的量減少，應(yīng)為反應(yīng)物，Z的物質(zhì)的量增多，

應(yīng)為生成物，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到2min時(shí)，An(X)=0.3mol,AM(Y)=0.1mol,An(Z)=0.2mol,則

△〃(X):A〃(Y)：A〃(Z)=3：1：2,參加反應(yīng)的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，則

0.2mol

-2L-

該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3X4-Y2Z;反應(yīng)開(kāi)始至2min末,Z的平均反應(yīng)速率。億)=為由.

=0.05mol-L'min故D項(xiàng)正確。

力綜合強(qiáng)化

14.根據(jù)反應(yīng)：4FeS2+IlO2=^=2Fe2O3+8SO2?試回答下列問(wèn)題。

(1)常選用哪些物質(zhì)來(lái)表示該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率(填化學(xué)式)。

-1

(2)當(dāng)生成SO2的速率為0.64moir's時(shí)，則氧氣減少的速率為

⑶若測(cè)得4s后02的濃度為2.8mo卜L!此時(shí)間內(nèi)SO2的反應(yīng)速率為0.4mol?L9,則開(kāi)

始時(shí)氧氣的濃度為o

-,-,

答案(DSOz、02(2)0.88molL.s

(3)5.0mol-L1

解析(1)一般不用固體和純液體來(lái)表示反應(yīng)速率，所以可用02、SO2來(lái)表示該反應(yīng)的反應(yīng)速

率。

(2)不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率和方程式中對(duì)應(yīng)化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比，所以氧氣減少的速率為

0.64molL-,-s-1義,=0.88mol-L-,-s-,o

(3)S0z的反應(yīng)速率為0.4molL-1^-1,則氧氣表示的速率為0.4mo卜L〕s「＞＜書(shū)=0.55mol-L-'-s"1,

所以氧氣的變化濃度為0.55mol-L-,-s-,X4s=2.2mol-L-1,則開(kāi)始時(shí)氧氣的濃度為2.8mol-L-'+2.2

molL-,=5.0molL-,o

15.(2019?山東青島二中期中)在容積為2L的密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng):A(g)+2B(g)3C(g)

+〃D(g),開(kāi)始時(shí)A為4mol,B為6mol：5min末時(shí)測(cè)得C為3mol?用D表示的化學(xué)反應(yīng)

速率0(D)為0.2mol-L1min1o

試回答下列問(wèn)題：

(1)5min末A的物質(zhì)的量濃度為。

(2)5min內(nèi)用B表示的化學(xué)反應(yīng)速率o(B)為。

(3)化學(xué)方程式中〃為o

(4)此反應(yīng)在四種不同情況下的反應(yīng)速率如下：

①^(A)=5mol-L'min_1

@v(B)=6mol-L'min1

③z;(C)=4.5mol-L'min1

?p(D)=8molL-lmin",

其中反應(yīng)速率最快的是(填序號(hào))。

答案(1)1.5mol-L1(2)0.2mol-L'min1(3)2(4)@

解析由題干信息可得：

A(g)+2B(g)3c(g)+〃D(g)

起始量/mol460

變化量/mol123

5min末/mol343

(I)據(jù)以上分析可知，5min末A的物質(zhì)的量濃度為丁匚=1.5mol-L)。(2)據(jù)以上分析可知，

5min內(nèi)用B表示的化學(xué)反應(yīng)速率o(B)=，H=q[2:n21-=0.2molL-,min_|＜?(3)根據(jù)同一

△12Lxomin

反應(yīng)中、同一時(shí)間段內(nèi)，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，則u(B):v(D)=0.2mol-

-1-,-|

f'min：0.2molL-min=2：nt〃=2。(4)把所有速率都換算成用A表示的反應(yīng)速率：

(DT(A)=5mol-L-,-min-1;②由QB)=6molL-|min-1可知QA)=3molL-|min-1；③由v(C)

=4.5mol-L'min】可知v(A)=1.5mo卜LLmin」；④由。(D)=8mo卜LLmin?可知v(A)=4mo卜

綜上所述，反應(yīng)速率最快的是①。

16.某溫度時(shí)，在2L容器中，X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化關(guān)系曲線如圖所

物質(zhì)的量/mol

5

時(shí)間/min

(1)由圖中的數(shù)據(jù)分析，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為O

(2)反應(yīng)開(kāi)始至2min、5min時(shí)Z的平均反應(yīng)速率為、。

(3)5min后Z的生成速率(填“大于”“小于”或“等于")5min末Z的生成速率。

答案(1)3X+Y2Z

(2)0.05mol-L1-min-10.04mol-L^min1

(3)等于

解析(1)根據(jù)圖示，5min時(shí)，X減少了0.6mol,Y減少了0.2mol,Z生成了0.4mol,故X、

Y、Z的物質(zhì)的量變化量之比為3：1：2,因5min后三者共存，故反應(yīng)的化學(xué)方程式為3X

+Y2Zo

(2)根據(jù)圖中數(shù)據(jù)，依據(jù)反應(yīng)速率計(jì)算公式可計(jì)算出反應(yīng)速率，需注意Z的初始物質(zhì)的量是

0.1moL

(3)5min后Z的物質(zhì)的量不再變化，反應(yīng)速率相等。

第二節(jié)化學(xué)平衡

第1課時(shí)化學(xué)平衡狀態(tài)

［核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)］1.變化觀念與平衡思想：從可逆反應(yīng)化學(xué)平衡狀態(tài)的建立過(guò)程，認(rèn)識(shí)化

學(xué)平衡是一種動(dòng)態(tài)平衡。2.證據(jù)推理與模型認(rèn)知：熟知化學(xué)平衡狀態(tài)的特征，建立化學(xué)平衡

狀態(tài)判斷方法的思維模型。

一、化學(xué)平衡狀態(tài)

1.可逆反應(yīng)

(1)概念：在相同條件下，既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行,同時(shí)又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)。

(2)特征

指“逆反應(yīng)分為方向相反的兩個(gè)方向：正反應(yīng)

雙向性卜一

I方向和逆反應(yīng)方向

|雙同性|—指正、逆反應(yīng)是在相同條件F.同時(shí)進(jìn)行

扁回器黑方轉(zhuǎn)化率小于ioo%,反應(yīng)物與

2.化學(xué)平衡狀態(tài)的建立

在一定條件下的容積不變的密閉容器中，合成氨反應(yīng)如下：用+3出高:化:壓2N%

如圖1所示，N2與比隨著反應(yīng)的進(jìn)行，其濃度逐漸減小,。正逐漸減小,而&NH3)逐漸增大,

。逆逐漸增大，。時(shí)刻，它們的濃度不再改變，。正三。也反應(yīng)達(dá)到平衡。

圖1圖2

如圖2所示，隨著NH3的分解，其濃度逐漸減小，。逆逐漸減小,而eg)、&HG逐漸增大,

。正逐漸增大,12時(shí)刻起，它們的濃度不再改變，。正三。逆，反應(yīng)達(dá)到平衡。

通過(guò)上述兩例說(shuō)明，平衡的建立與建立的途徑無(wú)關(guān)。

3.化學(xué)平衡狀態(tài)的概念

在一定條件下的可逆反應(yīng)，當(dāng)正、逆反應(yīng)的速率相等時(shí),反應(yīng)物和生成物的濃度均保持不變,

即體系的組成不隨時(shí)間而改變，這表明該反應(yīng)中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化達(dá)到了“限度”，這時(shí)的狀態(tài)我們

稱為化學(xué)平衡狀態(tài)，簡(jiǎn)稱化學(xué)平衡。

4.化學(xué)平衡狀態(tài)的特征

即一研究對(duì)象為可逆反應(yīng)

@—正、逆化學(xué)反應(yīng)速率扭箜,即維也

應(yīng))—化學(xué)平衡是動(dòng)態(tài)平衡,即0正=1/逆fo

?—平衡混合物中.各組分的濃度保持一定

含一外界條件改變,化學(xué)平衡狀態(tài)町能發(fā)生改變

|■正誤判斷」

⑴H2與。2點(diǎn)燃可以生成水，電解水又可以生成H2與。2,所以兩個(gè)反應(yīng)是可逆反應(yīng)()

⑵合成氨反應(yīng)中，如果N2過(guò)量，則可以使H2完全消耗()

(3)對(duì)于可逆反應(yīng)，若加入反應(yīng)物，則反應(yīng)先向正反應(yīng)方向進(jìn)行，停止后再向逆反應(yīng)方向進(jìn)行

()

(4)只有可逆反應(yīng)才存在平衡狀態(tài)()

(5)化學(xué)平衡狀態(tài)是一定條件下可逆反應(yīng)進(jìn)行到最大限度的結(jié)果()

(6)化學(xué)反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)的速率都為0()

答案(1)X(2)X(3)X(4)V(5)V(6)X

|■應(yīng)用體驗(yàn)」

1.(2020?成都高二月考河逆反應(yīng)：2SO2(g)4-O2(g)2s03(g),充入由記。組成的氧氣一段

時(shí)間后，18。存在下列物質(zhì)中的()

A.多余的氧氣中

B,生成的三氧化硫中

C.氧氣和二氧化硫中

D.二氧化硫、氧氣和三氧化硫中

答案D

,8|8

解析那02的加入定會(huì)與So2結(jié)合生成含0的SO3,同時(shí)含有0的SO3又會(huì)分解得到SO2

和。2,使得SO2和。2中也含有焦0,因此18。存在于SO2、。2、SO3這三種物質(zhì)中。

2.可逆反應(yīng)在一定條件下達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()

A.正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，且都為零

B.反應(yīng)物和生成物濃度相等

C.反應(yīng)體系中混合物的組成保持不變

D.反應(yīng)物斷開(kāi)化學(xué)鍵吸收的能量等于生成物形成化學(xué)鍵所放出的能量

答案C

解析可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，屬于動(dòng)態(tài)平衡，正、逆反應(yīng)速率相等，但是都不為零，故A錯(cuò)

誤；可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)漸和生成物的濃度不再發(fā)生變化，各組分濃度不變，但是各

組分濃度不一定相等，故B錯(cuò)誤；當(dāng)反應(yīng)體系中各混合物的組成保持不變時(shí)，達(dá)到平衡狀態(tài)，

故C正確：化學(xué)反應(yīng)一定伴隨能量變化，反應(yīng)物斷開(kāi)化學(xué)鍵吸收的能量不等于生成物形成化

學(xué)鍵所放出的能量，故D錯(cuò)誤。

3.一定條件下，向2L恒容密閉容器中充入1molCOCb(g)，發(fā)生反應(yīng)COCb(g)Ch(g)

+CO(g),反應(yīng)過(guò)程中測(cè)得的有關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示，下列說(shuō)法不正確的是()

r/s02468

n(C12)/moI00.300.390.400.40

A.6s之后反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)，容器內(nèi)的壓強(qiáng)不再隨時(shí)間的延續(xù)而改變

B.達(dá)到6s時(shí)，反應(yīng)停止，不再進(jìn)行

C.8s時(shí)，反應(yīng)容器中各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化

D.生成CL的平均反應(yīng)速率：。(0?2s)>p(2?4s)

答案B

解析6s之后氯氣的物質(zhì)的量不再改變，化學(xué)反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài)，容器內(nèi)氣體總物質(zhì)的量保

持不變，因而壓強(qiáng)不變，故A正確：6s時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)，反應(yīng)不會(huì)停止，仍在進(jìn)行，故B

錯(cuò)誤；在8s時(shí)是平衡狀態(tài)，反應(yīng)容器中各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化，故C正確；。?2s生

成氯%0.30mol,2?4s生成氯氣009mol,可知0?2s內(nèi)反應(yīng)生成Ch的平均反應(yīng)速率大，

故D正確。

二、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷方法

1.用本質(zhì)特征判斷

判斷依據(jù)：正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等，即。正=。逆。

(1)同一種物質(zhì)：該物質(zhì)的生成速率等于它的消耗速率。

(2)不同的物質(zhì)：速率之比等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，但必須是不同方向的

速率。

2.用宏觀特征判斷

判斷依據(jù)：反應(yīng)混合物中各組成成分的濃度、含量保持不變。

(1)各組成成分的質(zhì)量、物質(zhì)的量、分子數(shù)、體積(氣體)、物質(zhì)的量濃度均保持不變。

(2)各組成成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、氣體的體積分?jǐn)?shù)均保持不變。

(3)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)物的產(chǎn)率保持不變。

3.用“總壓強(qiáng)、混合氣體的密度、平均摩爾質(zhì)量”判斷平衡狀態(tài)的注意事項(xiàng)

(1)恒溫恒容條件下，用“總壓強(qiáng)、平均摩爾質(zhì)量”判斷平衡狀態(tài)時(shí)，要特別關(guān)注反應(yīng)前后氣

體分子總數(shù)的變化，如：

mA(g)+〃B(g)/?C(g)+qD(g)是否平衡

壓強(qiáng)當(dāng)時(shí)，總壓強(qiáng)一定(其他條件一定)星

當(dāng)m+〃=p+q時(shí)，總壓強(qiáng)一定(其他條件一定)不一定

當(dāng)/n+ziWp+q時(shí)，M一定是

混合氣體的77

當(dāng)zw+"=p+q時(shí)，M一定不一定

(2)恒溫恒容條件下，用“混合氣體的密度”判斷平衡狀態(tài)時(shí)，要特別關(guān)注反應(yīng)前后是否有非

氣態(tài)物質(zhì)參與反應(yīng)，如

關(guān)注各物質(zhì)的狀態(tài)是否平衡

一定)是

C(s)+CO2(g)2C0(g)(p

密度,Nz(g)+3H2(g)2NH3(g)(p一定)不..定

一定)不一定

H2(g)+I2(g)2HI(g)(p

r正誤判斷」

(1)反應(yīng)物和生成物濃度相等時(shí)，化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡()

(2)反應(yīng)混合物中各組分的濃度之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡()

(3)平衡體系的顏色不變時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡()

(4)絕熱的恒容反應(yīng)體系中溫度保擰不變時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡()

(5)1molN三N斷裂的同時(shí)，有6moiN—H形成，說(shuō)明合成氨的反應(yīng)達(dá)到了平衡()

答案(1)X(2)X(3)J(4)7(5)X

|■應(yīng)用體驗(yàn)」

1.在一定溫度下，容積一定的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)A(s)+2B(g)C(g)+D(g),當(dāng)下列物

理量不再發(fā)生變化時(shí)，表明反應(yīng)已達(dá)平衡的是()

①混合氣體的密度②混合氣體的壓強(qiáng)③B的物質(zhì)的量濃度④混合氣體的總物質(zhì)的量

A.①②B.②③C.①③D.①?

答案C

解析①該容器的體積保持不變，根據(jù)質(zhì)量守恒定律知，反應(yīng)前后混合氣體的質(zhì)量會(huì)變，所

以容器內(nèi)氣體的密度會(huì)變，當(dāng)容器中氣體的密度不再發(fā)生變化時(shí)，能表明達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，

故正確：②該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積沒(méi)有變化的反應(yīng)，容器中的壓強(qiáng)始終不發(fā)生變化，所

以壓強(qiáng)不變不能證明達(dá)到了平衡狀態(tài)，故錯(cuò)誤；③B的物質(zhì)的量濃度不變是平衡狀態(tài)的特征

之一，此時(shí)能證明達(dá)到了平衡狀態(tài)，故正確；④該反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體體積不變的可逆

反應(yīng)，無(wú)論該反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，混合氣體的總物質(zhì)的量都不變，所以不能據(jù)此判斷是

否達(dá)到平衡狀態(tài)，故錯(cuò)誤。

2.已知：N2O4(g)2NO2(g)AH>0,現(xiàn)將1molN2O4充入一恒壓密閉容器中，下列示意

圖不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是()

里

拿

拄

r

o

t

O

B

答案

的依

衡狀態(tài)

達(dá)到平

應(yīng)是否

判斷反

能作為

變，不

固定不

，△“

反應(yīng)

特定

一個(gè)

，對(duì)于