2017-2018學(xué)年高中化學(xué) 專題2 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡 第一單元 第一課時 化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法學(xué)案 蘇教版選修4.doc

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第一課時　 化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法 [課標(biāo)要求] 1．了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念及定量表示方法。 2．掌握化學(xué)反應(yīng)速率的簡單計(jì)算，會比較化學(xué)反應(yīng)速率的快慢。 3．了解化學(xué)反應(yīng)速率的科學(xué)測定方法。 1．化學(xué)反應(yīng)的快慢可以用化學(xué)反應(yīng)速率來衡量。通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或者生成物濃度的增加來表示化學(xué)反應(yīng)速率，v＝。 2．表示化學(xué)反應(yīng)速率應(yīng)注意以下三點(diǎn)：①指明具體物質(zhì)；②不能用固體或純液體表示；③化學(xué)反應(yīng)速率為平均反應(yīng)速率，不是瞬間速率。 3．對于同一化學(xué)反應(yīng)用不同物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率之比＝相應(yīng)物質(zhì)濃度變化量之比＝物質(zhì)的量的變化量之比＝相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。 化學(xué)反應(yīng)速率 1．概念：通常用化學(xué)反應(yīng)速率來衡量化學(xué)反應(yīng)快慢。 2．表示方法：通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。 3．表達(dá)式 若用v表示化學(xué)反應(yīng)速率，Δc表示反應(yīng)物或生成物物質(zhì)的量濃度的變化(取絕對值)，Δt表示一定的時間間隔，則v＝。如對于化學(xué)反應(yīng)aA＋bB===cC＋dD，用A、B、C、D四種物質(zhì)的濃度變化來表示，則v(A)＝，v(B)＝，v(C)＝，v(D)＝。 4．單位：常用molL－1s－1或molL－1min－1。 5．平均速率與瞬時速率 (1)平均速率由v＝求得的。v是在反應(yīng)時間間隔Δt內(nèi)反應(yīng)的平均速率。 (2)瞬時速率：①當(dāng)Δt非常小時，由v＝可求化學(xué)反應(yīng)在某一時刻的瞬時速率。 ②通過ct圖像，運(yùn)用數(shù)學(xué)方法也可求得瞬時速率。 1．下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率的說法中，正確的是(　　) A．化學(xué)反應(yīng)速率是指一定時間內(nèi)任何一種反應(yīng)物濃度的減少或任何一種生成物濃度的增加 B．化學(xué)反應(yīng)速率為0.8 molL－1s－1是指反應(yīng)1 s時某物質(zhì)的濃度為0.8 molL－1 C．根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的大小可以推知化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行得快慢 D．對于一個化學(xué)反應(yīng)來說，其反應(yīng)速率越大，反應(yīng)現(xiàn)象就越明顯 解析：選C　A中若有固體，不可用其表示反應(yīng)速率；B中0.8 molL－1s－1不是指反應(yīng)1 s時某物質(zhì)的濃度為0.8 molL－1，而是指1 s內(nèi)該物質(zhì)的濃度變化量為0.8 molL－1；D中反應(yīng)速率與反應(yīng)現(xiàn)象無必然聯(lián)系。 2．反應(yīng)4A(s)＋3B(g)===2C(g)＋D(g)，經(jīng)2 min，B的濃度減少0.6 molL－1，對此反應(yīng)速率的表示正確的是(　　) A．用A表示的反應(yīng)速率是0.4 mol(Lmin)－1 B．分別用B、C、D表示反應(yīng)的速率，其比值是3∶2∶1 C．在2 min時的反應(yīng)速率，用B表示是0.3 mol(Lmin)－1 D．在這2 min內(nèi)用B和C表示的反應(yīng)速率數(shù)值不同，意義相同 解析：選BD　A為固體，其濃度為常數(shù)，不能用其來表示化學(xué)反應(yīng)速率，A項(xiàng)錯誤；用B、C、D表示的反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式中B、C、D的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，B項(xiàng)正確；在2 min內(nèi)用B表示的反應(yīng)速率為v(B)＝＝0.3 molL－1min－1，是指在2 min內(nèi)的平均速率，不是瞬時速率，C項(xiàng)錯誤；在這2 min內(nèi)用B、C表示的反應(yīng)速率數(shù)值不同，但意義相同，D正確。 [方法技巧] 表示化學(xué)反應(yīng)速率的注意事項(xiàng) (1)化學(xué)反應(yīng)速率，是某一時間段的平均速率而不是瞬時速率。 (2)不論是反應(yīng)物還是生成物，其化學(xué)反應(yīng)速率值都取正值。 (3)固體或純液體(注意：不是溶液)的物質(zhì)的量濃度可視為不變的常數(shù)，因此，一般不用固體或純液體表示化學(xué)反應(yīng)速率。 (4)同一化學(xué)反應(yīng)里，用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率可能不同，但意義相同，故描述反應(yīng)速率時必須指明具體的化學(xué)物質(zhì)。 化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算與比較 1．化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算方法 (1)定義式法 利用公式v(A)＝計(jì)算化學(xué)反應(yīng)速率。 (2)關(guān)系式法 利用化學(xué)反應(yīng)速率之比＝物質(zhì)的量濃度之比＝化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。 如對于反應(yīng)mA＋nB===pY＋qZ， v(A)∶v(B)∶v(Y)∶v(Z)＝m∶n∶p∶q 或v(A)＝v(B)＝v(Y)＝v(Z)。 (3)“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、某時刻量。 c．根據(jù)已知條件列方程計(jì)算。 例如　　　　　　　mA?。B　pC 起始濃度/molL－1　 a　　　　b　　　c 轉(zhuǎn)化濃度/molL－1　 x　　　　　　　 某時刻濃度/molL－1 a－x　　b－　 c＋ v(B)＝＝ ②計(jì)算中注意以下量的關(guān)系： a．對反應(yīng)物：c(起始)－c(轉(zhuǎn)化)＝c(某時刻) b．對生成物：c(起始)＋c(轉(zhuǎn)化)＝c(某時刻) c．轉(zhuǎn)化率＝100% 2．化學(xué)反應(yīng)速率快慢的比較方法——比值法 (1)轉(zhuǎn)化為同一單位表示，其轉(zhuǎn)化公式為1 molL－1s－1＝60 molL－1min－1。 (2)比較化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計(jì)量數(shù)的比值 如反應(yīng)aA＋bB===cC，要比較v(A)與v(B)的相對大小，即比較與，若>，則A表示的反應(yīng)速率比B表示的大。 1．在一定條件下發(fā)生反應(yīng)2A(g)===2B(g)＋C(g)，將2 mol A通入2 L容積恒定的密閉容器中，若維持容器內(nèi)溫度不變，5 min末測得A的物質(zhì)的量為0.8 mol。用B的濃度變化來表示該反應(yīng)的速率為(　　) A．0.24 mol(Lmin)－1 B．0.08 mol(Lmin)－1 C．0.06 mol(Lmin)－1 D．0.12 mol(Lmin)－1 解析：選D　v(A)＝＝＝0.12 mol(Lmin)－1，由化學(xué)方程式知，v(B)＝v(A)＝0.12 mol(Lmin)－1。 2．對于反應(yīng)A(g)＋3B(g)===2C(g)＋2D(g)來說，以下化學(xué)反應(yīng)速率的表示中，反應(yīng)速率最快的是(　　) A．v(A)＝0.015 mol(Ls)－1 B．v(B)＝0.06 mol(Ls)－1 C．v(C)＝0.04 mol(Ls)－1 D．v(D)＝2.7 mol(Lmin)－1 解析：選D　在比較反應(yīng)速率大小時，首先換算成相同單位，v(D)＝2.7 mol(Lmin)－1＝0.045 mol(Ls)－1。其次，用化學(xué)反應(yīng)速率與其化學(xué)計(jì)量數(shù)作比值。A.v(A)＝0.015 mol (Ls)－1，B.v(B)/3＝0.02 mol(Ls)－1，C.v(C)/2＝0.02 mol(Ls)－1，D.v(D)/2＝0.022 5 mol (Ls)－1，數(shù)值大者速率快，因此反應(yīng)速率最快的是D項(xiàng)。 3．將等物質(zhì)的量的A、B混合放于2 L的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)3A(g)＋B(g)===xC(g)＋2D(g)。經(jīng)5 min后測得D的濃度為0.5 molL－1，c(A)∶c(B)＝3∶5，v(C)＝0.1 molL－1 min－1。則： (1)x＝__________。 (2)前5 min內(nèi)B的反應(yīng)速率v(B)＝___________________________________________。 (3)5 min時A的轉(zhuǎn)化率為__________。 解析：(1)v(D)＝＝0.1 molL－1min－1＝v(C)，即v(C)∶v(D)＝1∶1，由此推知x＝2。 (2)v(B)＝v(C)＝0.1 molL－1min－1＝0.05 molL－1min－1。 (3)設(shè)起始A、B的濃度均為a molL－1 　　　　　　　　 3A(g)＋B(g)2C(g)＋2D(g) 起始濃度 (molL－1)　a　　　a 　　　0　　 　0 轉(zhuǎn)化濃度(molL－1)　0.75　 0.25　　 0.5　 　0.5 5 min濃度(molL－1)a－0.75 a－0.25 0.5　　 0.5 (a－0.75)∶(a－0.25)＝3∶5　解得：a＝1.5 所以A的轉(zhuǎn)化率為100%＝50%。 答案：(1)2　(2)0.05 molL－1min－1　(3)50% 化學(xué)反應(yīng)速率的測定 1．測定原理 測定不同反應(yīng)時刻反應(yīng)物或生成物的濃度，可通過觀察和測量體系中的某一物質(zhì)的相關(guān)性質(zhì)，再進(jìn)行適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換和計(jì)算達(dá)到測定目的。 2．測定方法 (1)量氣法 對于反應(yīng)2H2O2===2H2O＋O2↑，CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O等有氣體生成的反應(yīng)，可測量反應(yīng)在一定溫度和壓強(qiáng)下釋放出來的氣體的體積。 (2)比色法 有些反應(yīng)物(或生成物)有顏色，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溶液的顏色不斷變化，可以用比色的方法測定溶液的顏色深淺，換算成反應(yīng)物(或生成物)在不同反應(yīng)時刻的濃度。 3．利用鹽酸與碳酸鈣反應(yīng)測定化學(xué)反應(yīng)速率 (1)實(shí)驗(yàn)裝置 (2)測定方法 ①用v(反應(yīng)物)表示：測定單位時間內(nèi)CaCO3質(zhì)量或H＋濃度的變化； ②用v(生成物)表示：測定單位時間內(nèi)收集到CO2氣體的體積或收集一定體積的CO2所用的時間。 4．測定化學(xué)反應(yīng)速率的一般方法 (1)對于有氣體生成的反應(yīng)，可測定相同時間內(nèi)收集氣體的多少或測定收集等量氣體所耗時間的多少。 (2)對于有固體參加的反應(yīng)，可測定相同時間內(nèi)消耗固體質(zhì)量的多少。 (3)對于有酸或堿參加的反應(yīng)，可測定溶液中c(H＋)或c(OH－)的變化。 (4)對于有顏色變化或有沉淀生成的反應(yīng)，可測定溶液變色或變渾濁所消耗時間的多少。 1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“”)。 對于反應(yīng)CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O，用下列方法來測定反應(yīng)速率是否正確 (1)測定收集一定體積的CO2時所用的時間(　　) (2)測定一段時間內(nèi)溶液中c(H＋)的變化(　　) (3)測定一定質(zhì)量的CaCO3完全溶解所需時間(　　) (4)測定一定時間內(nèi)產(chǎn)生CO2氣體的體積(　　) 答案：(1)√　(2)√　(3)√　(4)√ 2．用大理石(雜質(zhì)不與稀鹽酸反應(yīng))與稀鹽酸反應(yīng)制CO2，實(shí)驗(yàn)過程記錄如右圖所示，下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．OE段表示的反應(yīng)速率最快 B．EF段表示的反應(yīng)速率最快，收集的CO2最多 C．FG段表示的收集的CO2最多 D．OG段表示隨著時間的推移，反應(yīng)速率逐漸增大 解析：選B　CaCO3與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O，圖像的橫坐標(biāo)是時間，縱坐標(biāo)是生成二氧化碳的體積，用單位時間內(nèi)放出CO2的體積來表示其反應(yīng)速率，表現(xiàn)在圖像上就是曲線的斜率，斜率越大，反應(yīng)速率越大，放出的CO2越多。由圖可以看出，EF段反應(yīng)速率最快，收集的CO2最多；整個反應(yīng)過程中，反應(yīng)速率先小(OE段)后大(EF段)再小(FG段)，而不是逐漸增大，所以只有B項(xiàng)正確。 [三級訓(xùn)練節(jié)節(jié)過關(guān)]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．已知反應(yīng)：A＋3B===2C＋D，在某一段時間內(nèi)以A的濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率為1 mol(Lmin)－1，則此段時間內(nèi)以C的濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率為(　　) A．0.5 mol(Lmin)－1　 B．1 mol(Lmin)－1 C．2 mol(Lmin)－1 D．3 mol(Lmin)－1 解析：選C　根據(jù)速率之比等于各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，可得v(A)∶v(C)＝1∶2，而v(A)＝1 mol(Lmin)－1，則v(C)＝2 mol(Lmin)－1。 2．甲、乙兩容器都在進(jìn)行A―→B的反應(yīng)，甲容器內(nèi)每分鐘減少了4 mol A，乙容器內(nèi)每分鐘減少了2 mol A，則甲容器內(nèi)的反應(yīng)速率比乙容器內(nèi)的反應(yīng)速率(　　) A．快 B．慢 C．相等 D．無法判斷 解析：選D　化學(xué)反應(yīng)速率通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。本題中未明確指出容器的容積，故無法判斷。 3．某溫度下，濃度都是1 molL－1的兩種氣體X2和Y2，在密閉容器中反應(yīng)生成Z，經(jīng)過t min后，測得物質(zhì)的濃度分別為c(X2)＝0.4 molL－1，c(Y2)＝0.6 molL－1，c(Z)＝0.4 mol L－1，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式可表示為(　　) A．2X2＋3Y22X2Y3 B．3X2＋2Y22X3Y2 C．X2＋2Y22XY2 D．2X2＋Y22X2Y 解析：選B　由題意知：Δc(X2)＝0.6 molL－1，Δc(Y2)＝0.4 molL－1，Δc(Z)＝0.4 mol L－1。又v＝Δc/Δt，v(X2)∶v(Y2)∶v(Z)＝3∶2∶2，即化學(xué)方程式中X2、Y2、Z的計(jì)量數(shù)依次為3、2、2。 4．在2A＋B3C＋5D反應(yīng)中，表示該反應(yīng)速率最快的是(　　) A．v(A)＝0.5 molL－1s－1 B．v(B)＝0.3 molL－1s－1 C．v(C)＝0.6 molL－1s－1 D．v(D)＝1 molL－1s－1 解析：選B　由反應(yīng)的化學(xué)方程式可得A項(xiàng)，v(A)＝0.25 molL－1s－1，B項(xiàng)，v(B)＝0.3 molL－1s－1，C項(xiàng)，v(C)＝0.2 molL－1s－1，D項(xiàng)，v(D)＝0.2 molL－1s－1，數(shù)值大者反應(yīng)速率快，所以速率最快的為B選項(xiàng)。 5．根據(jù)反應(yīng)4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2，試回答下列問題。 (1)常選用哪些物質(zhì)來表示該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率________。 (2)當(dāng)生成SO2的速率為0.64 molL－1s－1時，則氧氣減少的速率為________。 (3)如測得4 s后O2的濃度為2.8 molL－1，此時間內(nèi)SO2表示的速率為0.4 molL－1s－1，則開始時氧氣的濃度為________________。 解析：(1)一般不用固體和純液體來表示反應(yīng)速率，所以可用O2和SO2來表示該反應(yīng)的反應(yīng)速率。 (2)不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率和方程式中對應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比，所以氧氣減少的速率為0.64 molL－1s－1＝0.88 molL－1s－1。 (3)此時間內(nèi)SO2表示的速率為0.4 molL－1s－1，則氧氣表示的速率為0.4 molL－1s－1＝0.55 molL－1s－1，所以氧氣變化濃度為0.55 molL－1s－14 s＝2.2 molL－1，則開始時氧氣的濃度為2.8 molL－1＋2.2 molL－1＝5 molL－1。 答案：(1)SO2或O2　(2)0.88 molL－1s－1 (3)5 molL－1 一、單項(xiàng)選擇題 1．在N2＋3H2 2NH3的反應(yīng)中，在5 s內(nèi)N2的濃度由6 molL－1減至2 mol L－1。則NH3的平均反應(yīng)速率是(　　) A．2.4 mol(Ls)－1　 B．1.6 mol(Ls)－1 C．0.8 mol(Ls)－1 D．0.08 mol(Ls)－1 解析：選B　v(N2)＝＝0.8 mol(Ls)－1，由化學(xué)方程式知，v(NH3)＝2v(N2)＝1.6 mol(Ls)－1。 2．反應(yīng)2SO2＋O22SO3經(jīng)一段時間后，SO3的濃度增加了0.4 molL－1，在這段時間內(nèi)用O2表示的反應(yīng)速率為0.04 molL－1s－1，則這段時間為(　　) A．0.1 s B．2.5 s C．5 s D．10 s 解析：選C　v(SO3)＝2v(O2)＝0.08 molL－1s－1，故Δt＝＝＝5 s。 3．一定溫度下，向一個容積為2 L的真空密閉容器中(事先裝入催化劑)通入1 mol N2和3 mol H2，發(fā)生下列反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，3 min后測得密閉容器內(nèi)的壓強(qiáng)是起始時的0.9倍，在此時間內(nèi)v(H2)是(　　) A．0.2 mol(Lmin)－1 B．0.6 mol(Lmin)－1 C．0.1 mol(Lmin)－1 D．0.3 mol(Lmin)－1 解析：選C　在容積固定的容器中，壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，反應(yīng)3 min后壓強(qiáng)是起始的0.9倍，物質(zhì)的量為原來的0.9倍，即3.6 mol，減少了0.4 mol，由化學(xué)方程式知，減少的物質(zhì)的量等于生成NH3的物質(zhì)的量，則生成NH3 0.4 mol，v(NH3)＝0.4 mol/2 L3 min＝0.2/3 molL－1min－1，v(H2)＝v(NH3)＝0.1 mol(Lmin)－1。 4．在2 L容器中發(fā)生3A＋B===2C的反應(yīng)，最初加入的A、B都是4 mol，A的反應(yīng)速率為0.12 molL－1s－1,10 s后容器內(nèi)B的物質(zhì)的量為(　　) A．1.6 mol B．2.8 mol C．3.2 mol D．3.6 mol 解析：選C　v(A)＝0.12 molL－1s－1，則v(B)＝v(A)＝0.04 molL－1s－1＝，所以Δc(B)＝0.04 molL－1s－110 s＝0.4 molL－1， 剩余B的物質(zhì)的量為4 mol－0.4 molL－12 L＝3.2 mol。 5．關(guān)于A(g)＋2B(g)3C(g)的化學(xué)反應(yīng)，下列表示的反應(yīng)速率最大的是(　　) A．v(A)＝0.6 mol(Lmin)－1 B．v(B)＝0.3 mol(Ls)－1 C．v(C)＝0.9 mol(Lmin)－1 D．v(C)＝1.2 mol(Lmin)－1 解析：選B　A項(xiàng)，v(A)＝0.6 mol(Lmin)－1，B項(xiàng)，v(B)＝0.15 mol(Ls)－1＝9 mol (Lmin)－1，C項(xiàng)，v(C)＝0.3 mol(Lmin)－1，D項(xiàng)，v(C)＝0.4 mol(Lmin)－1，數(shù)值大者反應(yīng)速率大，B項(xiàng)中化學(xué)反應(yīng)速率最大。 二、不定項(xiàng)選擇題 6．在鋁與稀硫酸的反應(yīng)中，已知10 s末硫酸的濃度減少了0.6 molL－1，若不考慮反應(yīng)過程中溶液體積的變化，則10 s內(nèi)生成硫酸鋁的平均反應(yīng)速率是(　　) A．0.02 mol(Ls)－1 B．1.8 mol(Ls)－1 C．1.2 mol(Ls)－1 D．0.18 mol(Ls)－1 解析：選A　v(H2SO4)＝＝0.06 mol(Ls)－1，由反應(yīng)2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑可知，v[Al2(SO4)3]＝1/3v(H2SO4)＝0.02 mol(Ls)－1。 7．下列都是測定氣體產(chǎn)物(一定時間內(nèi))反應(yīng)速率的裝置圖，不能達(dá)到目的的是(　　) 解析：選AD　A裝置不能用長頸漏斗，D裝置產(chǎn)生的CO2能被Na2CO3溶液吸收。 8．在2CH4＋2NH3＋3O2===2HCN＋6H2O(g)反應(yīng)中，同一時間內(nèi)，測知用HCN表示的反應(yīng)速率為n molL－1min－1，用O2表示的反應(yīng)速率為m molL－1min－1，則m與n的關(guān)系為(　　) A．m＝n B．m＝n C．m＝n D．m＝2n 解析：選C　由化學(xué)方程式可知，v(HCN)＝v(O2)，即n＝m，m＝n，C正確。 三、非選擇題 9．根據(jù)下圖填空： (1)反應(yīng)物是__________；生成物是__________。 (2)在2 min內(nèi)A、B、C三者的反應(yīng)速率值分別是______、________、________。 (3)該反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______________________________________________。 解析：根據(jù)圖像可知，物質(zhì)A、B的量減少，為反應(yīng)物；物質(zhì)C的量增加，為生成物。v(A)＝(8－2)molL－12 min＝6 molL－12 min＝3 molL－1min－1，v(B)＝(8－4)molL－12＝4 molL－12 min＝2 molL－1min－1，v(C)＝(6－0)molL－12 min＝6 molL－12 min＝3 molL－1min－1， n(A)∶n(B)∶n(C)＝3∶2∶3，反應(yīng)后A、B、C共存，為可逆反應(yīng)，則反應(yīng)的化學(xué)方程式為3A＋2B3C。 答案：(1) A、B　C (2)3 molL－1min－1　2 molL－1min－1 3 molL－1min－1 (3)3A＋2B3C 10．有人研究了340 K時N2O5的分解反應(yīng)：2N2O5===4NO2＋O2，所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表格。各物質(zhì)在不同時刻的濃度 編號 1 2 3 4 5 t/min 0 1 2 3 4 c(N2O5)/(molL－1) 0.160 0.114 0.080 0.056 0.040 c(O2)/(molL－1) 0 0.023 0.040 0.052 0.060 (1)圖像能夠非常直觀地描述物理量的變化趨勢。請你作出c(N2O5)－t圖及c(O2)－t圖，描述反應(yīng)物、生成物的濃度與反應(yīng)時間的關(guān)系。 (2)數(shù)據(jù)處理是化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中非常重要的一個環(huán)節(jié)。請按下式計(jì)算化學(xué)反應(yīng)速率，將計(jì)算結(jié)果填入表中。 v(B)＝ Δt t1－t0 t2－t1 t3－t2 t4－t3 v(N2O5)/(molL－1min－1) v(O2)/(molL－1min－1) (3)根據(jù)計(jì)算結(jié)果尋找用各物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率之間的關(guān)系。 解析：橫坐標(biāo)為時間、縱坐標(biāo)為物質(zhì)的量濃度，找到各對應(yīng)點(diǎn)，連線即得圖像，根據(jù)表中數(shù)據(jù)和速率表達(dá)式可得各個數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)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。 答案：(1)如圖所示 (2) Δt t1－t0 t2－t1 t3－t2 t4－t3 v(N2O5)/(molL－1min－1) 0.046 0.034 0.024 0.016 v(O2)/(molL－1min－1) 0.023 0.017 0.012 0.008 (3)用各物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)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。 一、單項(xiàng)選擇題 1．已知：4NH3＋5O2===4NO＋6H2O，若反應(yīng)速率分別用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示，則下列關(guān)系正確的是(　　) A．4v(NH3)＝5v(O2) B．5v(O2)＝6v(H2O) C．3v(NH3)＝2v(H2O) D．5v(O2)＝4v(NO) 解析：選C　由化學(xué)方程式可得v(NH3)＝v(O2)＝v(NO)＝v(H2O)。A項(xiàng)，5v(NH3)＝4v(O2)，錯誤；B項(xiàng)，6v(O2)＝5v(H2O)，錯誤；C項(xiàng)，6v(NH3)＝4v(H2O)，即3v(NH3)＝2v(H2O)，正確；D項(xiàng)，4v(O2)＝5v(NO)，錯誤。 2．反應(yīng)2SO2＋O22SO3經(jīng)a min后，SO3濃度的變化情況如圖所示，在時間0～a min內(nèi)用O2表示的平均反應(yīng)速率為0.04 molL－1min－1，則a等于(　　) A．0.1 B．2.5 C．5 D．10 解析：選C　由圖像可知，v(SO3)＝＝0.4/a molL－1min－1，由化學(xué)方程式可得v(O2)＝v(SO3)＝0.2/a molL－1min－1＝0.04 molL－1min－1，a＝5。 3．將氣體A2、B2各1 mol充入1 L的密閉容器中反應(yīng)，生成氣體C，一段時間后，測得c(A2)為0.58 molL－1，c(B2)為0.16 molL－1，c(C)為0.84 molL－1，則C的化學(xué)式為(　　) A．AB B．A2B C．AB2 D．A2B2 解析：選C　由題意可得A2、B2、C三種物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度的變化值之比為(1－0.58)molL－1∶(1－0.16)molL－1∶0.84 molL－1＝0.42∶0.84∶0.84＝1∶2∶2，則A2、B2、C三種物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為1∶2∶2，A2＋2B2===2C，由質(zhì)量守恒定律可知C的化學(xué)式為AB2。 4．將N2和H2的混合氣體分別充入甲、乙、丙三個容器中進(jìn)行合成氨反應(yīng)，經(jīng)過一段時間后反應(yīng)速率為：v甲(H2)＝3 molL－1min－1，v乙(N2)＝2 molL－1min－1，v丙(NH3)＝1 molL－1min－1。這段時間內(nèi)三個容器中合成氨的反應(yīng)速率的大小關(guān)系為(　　) A．v甲>v乙>v丙 B．v乙>v甲>v丙 C．v甲>v丙>v乙 D．v甲＝v乙＝v丙 解析：選B　根據(jù)反應(yīng)N2＋3H22NH3，v甲(H2)＝1 molL－1min－1；v乙(N2)＝2 mol L－1min－1；v丙(NH3)＝0.5 molL－1min－1，數(shù)值大者速率大，即v乙>v甲>v丙。 5．把0.6 mol X氣體和0.4 mol Y氣體混合于2 L的密閉容器中，使它們發(fā)生如下反應(yīng)3X(g)＋Y(g)nZ(g)＋2W(g)，5 min末已生成0.2 mol W，若測知以Z表示的平均反應(yīng)速率為0.01 molL－1min－1，則n是(　　) A．1 B．2 C．3 D．4 解析：選A　v(W)＝＝＝0.02 molL－1min－1，由＝，則n＝＝＝1。 二、不定項(xiàng)選擇題 6．反應(yīng)4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g)在10 L的密閉容器中進(jìn)行，半分鐘后，水蒸氣的物質(zhì)的量增加了0.45 mol，則此反應(yīng)的平均速率v(X)可表示為(　　) A．v(NH3)＝0.010 molL－1s－1 B．v(O2)＝0.001 0 molL－1s－1 C．v(NO)＝0.001 0 molL－1s－1 D．v(H2O)＝0.045 molL－1s－1 解析：選C　v(H2O)＝＝＝0.001 5 molL－1s－1， 由化學(xué)方程式可知： v(NH3)＝v(H2O)＝0.001 molL－1s－1， v(O2)＝v(H2O)＝0.001 25 molL－1s－1， v(NO)＝v(H2O)＝0.001 molL－1s－1。 7．已知某條件下，合成氨反應(yīng)的數(shù)據(jù)如下： 　　　　　　　　　N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) 起始濃度/(molL－1)　 1.0　　3.0　　 　0.2 2 s末濃度/(molL－1)　0.6　　1.8　　 　1.0 4 s末濃度/(molL－1)　0.4　　1.2　　 　1.4 當(dāng)用氨氣濃度的增加來表示該反應(yīng)的速率時，下列說法中錯誤的是(　　) A．2 s末氨氣的反應(yīng)速率為0.4 mol(Ls)－1 B．前2 s時間內(nèi)氨氣的平均反應(yīng)速率為0.4 mol(Ls)－1 C．前4 s時間內(nèi)氨氣的平均反應(yīng)速率為0.3 mol(Ls)－1 D．2～4 s時間內(nèi)氨氣的平均反應(yīng)速率為0.4 mol(Ls)－1 解析：選AD　前2 s時間內(nèi)，v(NH3)＝＝0.4 mol(Ls)－1，B項(xiàng)正確；前4 s時間內(nèi)，v(NH3)＝＝0.3 mol(Ls)－1，C項(xiàng)正確；2～4 s時間內(nèi)，v(NH3)＝＝0.2 mol(Ls)－1，D項(xiàng)錯誤；由v＝計(jì)算的化學(xué)反應(yīng)速率為平均速率，不是瞬時速率，A項(xiàng)錯誤。 三、非選擇題 8．向2 L密閉容器中通入a mol氣體A和b mol氣體B，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)： xA(g)＋yB(g)pC(g)＋qD(g) 已知：平均反應(yīng)速率v(C)＝v(A)；反應(yīng)2 min時，A的濃度減少了，B的物質(zhì)的量減少了 mol，有a mol D生成。 回答下列問題： (1)反應(yīng)2 min內(nèi)，v(A)＝_____________________________________________， v(B)＝____________。 (2)化學(xué)方程式中，x＝____、y＝____、p＝____、q＝____。 (3)反應(yīng)平衡時，D為2a mol，則B的轉(zhuǎn)化率為________。 解析：(1)A的濃度減少了a/6 molL－1， B減少了a/4 molL－1， 所以v(A)＝＝ molL－1min－1， v(B)＝＝ molL－1min－1。 (2)v(C)＝v(A)則p∶x＝1∶2。 　　　　　xA(g)＋yB(g)pC(g)＋qD(g) 初始濃度 (molL－1)　　　 　　　　　0　　　0 濃度變化 (molL－1)　　　 　　　　　　　 所以x∶y∶p∶q＝2∶3∶1∶6，即x＝2，y＝3，p＝1，q＝6。 (3)反應(yīng)平衡時，D為2a mol，則B消耗掉a mol，所以轉(zhuǎn)化率為100%。 答案：(1) molL－1min－1　 molL－1min－1 (2)2　3　1　6　(3)100% 9．某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究反應(yīng)速率的測定和比較。 [實(shí)驗(yàn)?zāi)康腯測定鋅和稀硫酸反應(yīng)的速率。 [實(shí)驗(yàn)用品]錐形瓶、雙孔塞、分液漏斗、直角導(dǎo)管、50 mL注射器、鐵架臺、秒表、鋅粒、1 molL－1硫酸、4 molL－1硫酸。 [實(shí)驗(yàn)步驟] (1)取一套裝置(裝置如圖所示)，加入40 mL 1 molL－1的硫酸，測量收集10 mL H2所需的時間。 (2)取另一套裝置，加入40 mL 4 molL－1的硫酸，測量收集10 mL H2所需的時間。 [實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象]鋅跟硫酸反應(yīng)________，收集10 mL氣體，(2)所用時間比(1)所用時間________。 [實(shí)驗(yàn)結(jié)果] 加入試劑 反應(yīng)時間 反應(yīng)速率 40 mL 1 molL－1硫酸 40 mL 4 molL－1硫酸 [實(shí)驗(yàn)結(jié)論]4 molL－1硫酸與鋅反應(yīng)比1 molL－1硫酸與鋅反應(yīng)速率________。 [注意事項(xiàng)](1)鋅粒的顆粒(即表面積)大小________； (2)40 mL的硫酸要迅速加入； (3)裝置________，且計(jì)時要迅速準(zhǔn)確； (4)氣體收集可以用排水量氣裝置(如圖)代替。 [實(shí)驗(yàn)討論]除本實(shí)驗(yàn)測定反應(yīng)速率的方法外，可行的方案還有(至少填兩條)： ①________________________________________________________________________， ②________________________________________________________________________， ③________________________________________________________________________， ④________________________________________________________________________。 解析：Zn與稀H2SO4發(fā)生反應(yīng)生成H2，故看到有氣泡產(chǎn)生，因反應(yīng)物濃度越大，反應(yīng)越快，故實(shí)驗(yàn)(2)比(1)所用時間少，此時要保證Zn粒的表面積相同，同時該實(shí)驗(yàn)裝置氣密性要良好。測定該實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)速率還可有如下方法： ①測定單位時間內(nèi)產(chǎn)生H2的體積 ②測一段時間內(nèi)H＋的濃度變化 ③測一段時間內(nèi)Zn粒質(zhì)量的變化 答案：[實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象]產(chǎn)生氣泡　短 [實(shí)驗(yàn)結(jié)果]長　小　短　大 [實(shí)驗(yàn)結(jié)論]大 [注意事項(xiàng)](1)基本相同 　(3)氣密性良好 [實(shí)驗(yàn)討論]①測定單位時間內(nèi)產(chǎn)生H2的體積 ②測定一段時間內(nèi)H＋的濃度變化 ③測定一段時間內(nèi)Zn粒質(zhì)量變化(答兩條即可)