化学反应速率

1．了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法，会进行简单计算。 2．重点理解外界条件（浓度、温度、压强、催化剂等）对反应速率的影响规律。

考点一、化学反应速率

1．定义：

化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量（均取正值）来表示。 要点诠释：

（1）．表达式为：υ = ∆c/∆t。

式中：v—化学反应速率，单位mol/(L•min)、mol/(L•s)、mol/(L•h) Δc—浓度变化，单位mol/L Δt—时间，单位s、min、h

（2）．意义：衡量化学反应进行的快慢。 （3）．不用纯固体、纯液体表示反应速率。

（4）．化学反应速率为某时间段内的平均速率，不指某时刻的瞬时速率。 （5）．化学反应速率须标明物质：同一反应，同样快慢。不同物质浓度变化可能不同，速率数值也就不同，但表示的意义相同。

2．化学反应速率与方程式中各物质化学计量数的关系：

同一反应中，用不同物质（气体或溶液）表示的化学反应速率比=化学计量数之比。 如：化学反应mA(g) + nB(g) = pC(g) + qD(g) v (A)∶v(B) ∶v(C) ∶v(D) = m∶n∶p∶q。 3．化学反应速率的计算格式：

依据化学方程式计算化学反应速率时可按以下格式（“三段式”）求解： （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式计算。

例如：反应 mA + nB

―1

pC

起始浓度（mol·L） a b c

转化浓度（mol·L） x

―1

某时刻浓度（mol / L） a－x 6．比较反应的快慢的方法：

同一化学反应的反应速率用不同物质的浓度变化表示时，数值可能不同，比较化学反应速率的大小不能只看数值大小，而要进行一定的转化。

（1）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aA+bBcC，即比较 与，

若

，则用A表示时的反应速率比用B表示时大。

类型一：化学反应速率的概念

1、一密闭容器内装有N2和H2 ，反应开始时，N2浓度为2 mol/L，H2浓度为5mol/L ，两分钟后，测得N2浓度为1·8mol/L ，则两分钟内N2的平均反应速率是多少？H2和NH3的平均反应速率又分别是多少？ 答案与解析 举一反三

【答案】v（N2）=0·1 mol/（L·min）， v（H2）=0·3 mol/（L·min）， v（NH3）=0·2 mol/（L·min）。 【解析】

v（N2）==0·1 mol/（L·min）

v（H2）=0·3 mol/（L·min） v（NH3）=0·2 mol/（L·min）

【总结升华】通过计算，发现三者速率有何联系：即在同一反应中，用不同物质（气体或溶液）表示的化学反应速率比=化学计量数之比。

【变式1】在一个容积为5 L的密闭容器中进行可逆反应： 4NH3(g)+5O2(g)应的平均速率为（ ）

A．v(O2) = 0.005 mol/(L·s) B．v(NO) = 0.004 mol/(L·s) C．v(H2O)= 0.0015 mol/(L·s) D．v(NH3) = 0.001 mol/(L·s) 答案与解析 【答案】C、D

【解析】根据化学反应速率的概念，可先求出以NO的浓度变化表示的平均速率，然后依据化学方程式的系数关系再换算成其它反应物或生成物的平均速率。 即：v(NO) = 0.3 mol/(5 L×60 s)=0.001 mol/(L·s) 则：

v(NH3) = v(NO) = 0.001 mol/(L·s)

v(O2)= 0.001 mol/(L·s)×5/4 = 0.00125 mol/(L·s) v(H2O) = 0.001 mol/(L·s)×6/4 = 0.0015 mol/(L·s)

注意：化学反应速率是浓度的变化量与反应时间的比，而不是物质的量的变化量与时间的比，应将物质的量除以体积变成浓度。 【变式2】反应2SO2＋O2

2SO3经一段时间后，SO3的浓度增加了0.4 m ol/L，在这段时4NO(g)+6H2O(g)，60s后，NO的物质的量增加了0.3 mol，则此反

间内用O2表示的反应速率为0.04 mol/(L·s)，则这段时间为( )

A．0.1 s B．2.5 s C．5 s D．10 s 答案与解析 【答案】C

【解析】根据方程式可知SO3浓度增加0.4 mol/L，且v(SO3)＝2v(O2)，因此这段时间为： 反应：

2A (g)+B (g) 有下列几种说法：

①用物质A表示的反应的平均速率为0.3 mol / (L·s) ②用物质B表示的反应的平均速率为0.6 mol / (L·s) ③2 s时物质A的转化率为70% ④2 s时物质B的浓度为0.7 mol / L

2C (g)。若经2 s后测得C的浓度为0.6 mol / L，现

【变式3】将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的容器中混合，并在一定条件下发生如下

其中正确的是（ ）

A．①③ B．①④ C．②③ D．③④ 答案与解析 【答案】B

巩固练习

一、选择题（每题有1-2个选项符合题意）

1．反应N2+3H2

2NH3刚开始时，N2的浓度为3mol·L，H2的浓度为5 mol·L，3

―1

―1

－1

min后测得NH3浓度为0.6 mol·L，则此时间内，下列反应速率表示正确的是（ ） A．v (NH3)=0.2 mol·L·s B．v (N2)=1.0 mol·L·min C．v (H2)=1.67 mol·L·min D．v (H2)=0.3 mol·L·min

2．设C(s)+CO2

2CO ；△H>0，反应速率为υ1， N2+3H2

2NH3； △H<0，反

―1

―1

―1

―1

―1

―1

―1

―1

应速率为υ2。 对于上述反应，当温度升高时，υ1和υ2的变化情况为：（ ） A．同时增大 B．同时减小 C．增大，减小 D．减小，增大

3．对于化学反应3W (g)+2X (g)==4Y (g)+3Z (g)，下列反应速率关系中，正确的是（ ）

A．v (W)=3v (Z) B．2v (X)=3v (Z) C．2v (X)=v (Y) D．3v (W)=2v (X)

4．反应C (s)+H2O (g)

CO (g)+H2 (g)在一容积可变的密闭容器中进行，下列条

件的改变对其反应速率几乎无影响的是（ ） A．增加H2O (g)的量 B．将容器的体积缩小一半

C．保持容积不变，充入N2使体系压强增大 D．保持压强不变，充入N2使容器的体积增大

5．在一定温度下，向一个2 L的真空密闭容器中（装有催化剂），通入2 mol N2和2 mol H2，发生反应N2+3H2

2NH3，经过一段时间后，测得容器内压强为起始时的0.9倍。已

知在此段时间内以H2表示的平均反应速率为0.1 mol / (L·min)，则所经过的时间为（ ） A．1 min B．2 min C．3 min D．6 min

6．对于反应2SO2(g)+O2(g)（ ）

A．定容通入大量O2 B．增大容器容积 C．移去部分SO3 D．降低体系温度

7．用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率加大的是（ ） A．加热 B．不用稀硫酸，改用98％浓硫酸 C．滴加少量CuSO4溶液 D．不用铁片，改用铁粉

8．在锌片与盐酸的反应中，加入如下试剂或操作，可使生成氢气速率减慢，但生成氢气的量不变的 是（ ）

A．氯化钠晶体 B．氯化钾溶液 C．水 D．加热

9．等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测定在不同时间t产生氢气体积V的数据，根据数据绘制得到下图，则曲线a、b、c、d所对应的实验组别可能是（ ）

2SO3(g) △H <0，能增大正反应速率的措施是

组别 ① ② ③ ④ c(HCl)（mol / L） 温度（℃） 2.0 2.5 2.5 2.5 25 30 50 30 状态 块状 块状 块状 粉末状 A．④、③、②、① B．①、②、③、④ C．③、④、②、① D．①、②、④、③

10．将固体NH4Br置于密闭容器中，在某温度下，发生反应： NH4Br(s)

NH3(g) + HBr(g)；2 HBr(g)

H2(g) + Br2(g)。

-1

-1

两分钟后，反应达到平衡，测知c(H2)为0.5 mol·L，c(HBr)为4 mol·L。若反应用NH3表示反应速率，则正确的是（ ）

A. 0.5 mol·L·min B. 2.0 mol·L·min C. 2.5 mol·L·min D. 5.0 mol·L·min

-1

-1

-1

-1

-1

-1

-1

-1

二、填空题

1．在下列事实中，什么因素影响了化学反应的速率？

（1）集气瓶中装有H2和Cl2的混合气体，在瓶外点燃镁条时混合气体发生爆炸________； （2）黄铁矿煅烧时要粉碎成细小的矿粒________；

（3）KI晶体和HgCl2晶体混合后无明显现象，若一起投入水中，很快生成红色HgI2________；

（4）熔融的KClO3放出气泡很慢，撒入少量MnO2很快产生气体________；

（5）同浓度、同体积的盐酸中放入同样大小的锌粒和镁粒，产生气体有快有慢________； （6）同样大小的石灰石分别在0.1 mol·L的盐酸和1 mol·L的盐酸中反应速率不同________；

（7）夏天的食品易霉变，冬天就不易发生该现象________。

2、某温度时，在2L容器中X、Y、Z三种物质的量随时间的变化曲线如图所示。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____________。

―1

―1

3．在一定压强下，某化学反应2A

B+D在4种不同条件下进行，B、D起始浓度为

0，反应物A的浓度（mol / L）随反应时间（min）的变化情况如下表：

根据上述数据，完成下列填空：

（1）在实验1，反应在10～20 min内平均反应速率为________mol / (L·min)。 （2）在实验2，A的初始浓度c2=________mol / L，反应经20分钟就达到平衡，可推测实验2中还隐含的条件 是________________。

（3）设实验3的反应速率为v3，实验1的反应速率为v1，则v3________v1（填“＞”、“＝”或“＜”）。

且c3________1.0mol / L（填“＞”、“＝”或“＜”）。

（4）比较实验4和实验1，可推测该反应是________反应（填“吸热”或“放热”）。理由是____________。

4．某实验小组以H2O2分解为例，研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下方案完成实验。

实验编号 ① ② ③ ④ ⑤ 反应物 10 mL 2% H2O2溶液 10 mL 5% H2O2溶液 10 mL 5% H2O2溶液 10 mL 5% H2O2溶液+少量HCl溶液 10 mL 5% H2O2溶液+少量NaOH溶液 催化剂 无 无 1 mL 0.1 mol·L FeCl3溶液 1 mL 0.1 mol·L FeCl3溶液 1 mL 0.1 mol·L FeCl3溶液 －1－1－1 （1）催化剂能加快化学反应速率的原因是________________。

（2）常温下5% H2O2溶液的pH为6，H2O2的电离方程式为________________。 （3）实验①和②的目的是____________。实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示，通常条件下H2O2稳定，不易分解。为了达到实验目的，你对原实验方案的改进是____________。

（4）实验③、④、⑤中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如右图。分析右图能够得出的实验结论

是：________________。

5．某同学在用稀硫酸与锌粒制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题：

（1）上述实验中发生反应的化学方程式有___________； （2）硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是___________；

（3）实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4中溶液，可与实验中CuSO4溶液起相似作用的是_______；

（4）要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有__________________（答

两种）；

（5）为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。

①请完成此实验设计，其中：V1=________，V6=________，V9=________；

②反应一段时间后，实验A中的金属呈______色，实验E中的金属呈______色； ③该同学最后得出的结论为：当加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高。但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因___________。 答案与解析

【答案与解析】 一、选择题：

1．

【答案】D

【解析】由化学反应速率定义，

得

又由v (NH3)∶v (H2)∶v (N2)=2∶3∶1，

。

得v (H2)=v (NH3)=0.3 mol·L·min，

―1－1

v (N2)= 2．

v (NH3)=0.1mol·L·min。

―1―1

【答案】A

【解析】对可逆反应，温度升高，正逆反应速率均加快。 3．

【答案】C

【解析】速率之比等于方程式的计量系数之比， A项，v(W)=v (Z)； B项，3v (X)=2v (Z)； C项，2v (X)=v (Y)； D项，2v(W)=3v (X)。 4．

【答案】C

【解析】A选项中H2O为气态反应物，增加H2O (g)的量反应速率增大；B选项将容器的容积缩小一半，压强增大，反应速率加快；C选项中充入N2使体系压强增大，但容器的容积未变，参加反应的各种气体浓度未变，故反应速率不变；D选项中保持恒压，充入N2使容器容积增大，参加反应的各种气体浓度减小，反应速率减小。 5．

【答案】C 【解析】 N2 + 3H2

2NH3

起始（mol / L） 1 1 0 转化（mol / L） x 3x 2x t时（mol / L） 1－x 1－3x 2x

则

x=0.1，即N2转化的物质的量浓度为0.1 mol / L，

Δt=3 min 6. 【答案】A 【解析】

，

A．通入大量O2，即增加O2的浓度，反应速率加快； B．增大容器容积即减压，反应速率减慢； C．移去部分SO3 即降低O2的浓度，反应速率减慢 D．降低体系温度反应速率减慢 7. 【答案】B

【解析】铁片与98％浓硫酸常温下钝化，加热时不能产生氢气；滴加少量CuSO4溶液能

形成原电池，反应速率加快。 8.

【答案】BC。

【解析】加入水，氢离子浓度减小但氢离子物质的量不变，故可使生成氢气速率减慢，但生成氢气的量不变；加氯化钾溶液相当于加水，因氯化钾不起作用。 9．

【答案】AC

【解析】其他条件一定时，溶液的浓度越大，化学反应速率越快；固体表面积越大，化学反应速率越快；温度越高，化学反应速率越快。所以④、③的速率大于①和②，且②的速率大于①，而④和③温度、表面积各不同，所以它们的速率不能确定。 10.

【答案】C 【解析】

2HBr(g) ＝Br2(g) + H2(g)，c(H2) = 0.5 mol·L , 知该反应消耗的c(HBr) = 1 mol·L，

总的生成的c(HBr) = 4 mol·L+1 mol·L=5 mol·L。NH4Br(s)＝ NH3(g) + HBr(g) ， 则生成的c(NH3)=c(HBr)总=5 mol·L,

得出，v(NH3)= △c(NH3)/t=5 mol·L/2min=2.5 mol·L·min， 所以，答案为C 二、填空题： 1． 【答案】 （1）光照

（2）反应物颗粒大小（反应物的接触面积）

（3）在溶液中，水作溶剂，增大了反应物接触面积 （4）催化剂

（5）反应物本身的性质 （6）反应物的浓度 （7）温度

【解析】影响化学反应速率主要因素有浓度、压强、温度和催化剂等，（2）、其它因素：固体表面积、光照、超声波、放射线、溶剂、电弧、强磁场、研磨等。 2.

【答案】3X＋Y

2Z 0.05 mol·L·min

－1

－1

-1

-1

-1

-1

-1

-1

-1

-1

-1

【解析】写反应的化学方程式，关键是确定X、Y、Z之间谁是反应物、谁是生成物以及方程式中X、Y、Z三种物质的化学计量数。由图示可知X、Y、Z三种物质物质的量的变化量

分别为：

Δn(X)=1.0 mol－0.7 mol=0.3 mol Δn(Y)=1.0 mol－0.9mol=0.1 mol Δn(Z)=0.2 mol－0mol=0.2 mol

故化学方程式中X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为： 0.3 mol∶0.1 mol∶0.2 mol=3∶1∶2 因此，反应的化学方程式为3X＋Y

2Z。

Z物质在2min内的平均反应速率，可通过先求出Z物质的物质的量浓度的变化量，再根据反应速率的计算式(Δc/Δt)求解。综合列式为：

(Z)==0.05 mol·L·min。

－1－1

3．

【答案】（1）0.013 （2）1.0 催化剂 （3）＞ ＞（4）吸热 温度升高时，平衡向右移动 【解析】

（2）、由于第二种情况和第一种情况在相同环境下达到的平衡状态相同，所以两者的起始浓度一定相同，所以第二种情况下，c2=1mol/L。

（3）、反应物浓度增大，平衡势必向右移动，但是移动后达到新平衡 新平衡的各组份浓度都要比加入以前要大 就是比旧平衡的各组份浓度要大，最后A的浓度是0.6mol/L，0.6mol/L＞0.5 mol/L，和第一组相比可知起始的C3>1mol/L。

C3的值如果是1.0mol/L，则第三种情况平衡时浓度也应该为0.5mol/L，但是现在是0.6mol/L，所以一定是起始的浓度大了，才有可能在平衡时达到0.6mol/L。因此C3的值一定大于1.0mol/L 4． 【答案】

（1）降低了活化能 （2）H2O2

H+HO2

+

－

（3）探究浓度对反应速率的影响 向反应物中加入等量同种催化剂（或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中）

（4）碱性环境能增大H2O2分解的速率，酸性环境能减小H2O2分解的速率 5． 【答案】

（1）Zn+CuSO4==ZnSO4+Cu Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑

（2）CuSO4与Zn反应产生的Cu与Zn形成Cu / Zn微电池，加快了氢气产生的速率 （3）Ag2SO4

（4）升高反应温度、适当增加硫酸的浓度、增加锌粒的表面积等

（5）①30 10 17.5 ②灰黑 暗红 ③当加入一定量的CuSO4后，生成的单质Cu会沉积在Zn的表面，降低了Zn与溶液的接触面积 【解析】

（4）根据影响化学反应速率的外界因素，则加快反应速率的方法还有：增大反应物浓度，升高温度，使用催化剂，增大锌粒的比表面积等。注意H2SO4浓度不能过大，浓硫酸与Zn反应不生成H2。

（5）若研究CuSO4的量对H2生成速率的影响，则实验中CuSO4的量不同之外，其他物质的量均相同，则V1=V2=V3=V4=V5=30mL，最终溶液总体积相同，由F可知，溶液的总体积均为50 mL，则V6=10 mL，V9=17.5 mL。随着CuSO4的量增大，则附着在Zn片表面的Cu会越来越多，当Cu完全覆盖Zn片时，Zn不能与H2SO4接触，则H2生成速率会减慢，且Zn片表面的Cu为暗红色。