第二章 重难点二 化学反应速率和化学计量数之间的关系

1．同一化学反应，用不同物质的浓度变化表示的化学反应速率之比等于反应方程式中相应的物质的化学计量数之比，这是有关化学反应速率的计算或换算的依据。

如：对于化学反应a A(g)＋b B(g)===c C(g)＋d D(g)，有下列恒等式：v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d＝△n(A)∶△n(B)∶△n(C)∶△n(D) ＝△c(A)∶△c(B)∶△c(C)∶△c(D) 【重难点点睛】1．反应速率的计算步骤：
①准确找出有关化学平衡的化学方程式；
②找出各物质的初始量、转化量、平衡量(物质的量浓度或物质的量)；
③根据已知条件建立等式关系进行解答。

2．计算方法--“三段式”
例：m A+n B⇌p C+q D
起始：a b 0 0
转化：mx nx px qx
平衡：a-mx b-nx px qx
【重难点指数】★★★
【重难点考向一】判断化学方程式前的系数
【例1】把0.6molX气体和0.4molY气体混合于2L的密闭容器中，使它们发生如下反应
3X(g)+Y(g)⇌nZ(g)+2W(g)，5min末已生成0.2molW，若测知以Z 表示的平均反应速率为
0.01mol•L-1•min-1，
则n是()
A．2 B．4 C．1 D．3
【答案】C
【解析】5min内W的平均化学反应速率v(W)==0.02 mol•L-1•min-1，利用各物质的反应速率之比等于其化学计量数之比，Z浓度变化表示的平均反应速率为0.01 mol•L-1•min-1，则：v(Z)：v(W)=0.01 mol•L-1•min-1：0.02 mol•L-1•min-1=n：2，所以n=1，故选C。

【重难点点睛】考查化学反应速率的定量表示方法，明确同一化学反应各物质的反应速率之比
等于化学计量数之比是解题的关键，根据公式v=计算5min内W的平均化学反应速率v(W)，利用各物质的反应速率之比等于化学计量数之比计算n的值。

【重难点考向二】根据反应速率判断反应原理
【例2】在密闭容器中进行可逆反应，A与B反应生成C，其反应速率可分别用v(A)、v(B)、v(C)表示，且
有如下关系：v(B)=3v(A)，v(C)=2v(A)，3v(C)=2v(B)，则该反应的化学方程式为
____________________________。

【答案】A+3B⇌2C
【名师点睛】考查化学反应速率，难度较小，关键清楚利用速率之比等于化学计量数之比确定各物质的系数，据此书写化学方程式。

【重难点考向三】反应速率快慢比较
【例3】在2A(g)+B(g)⇌3C(g)+4D(g)中，表示该反应速率最快的是()
A．υA=0.5mol•L-1•min-1 B．υB=0.3mol•L-1•min-1
C．υC=0.8mol•L-1•min-1 D．υD=1mol•L-1•min-1
【答案】B
【解析】对于反应2A+B⇌3C+4D，转化用D表示的速率进行比较；A．υA=0.5mol•L-1•min-1，速率之比等于
化学计量数之比，故υD=2υA=2×0.5mol•L-1•min-1=1mol•L-1•min-1；B．υB=0.3mol•L-1•min-1，速率之比等于化
学计量数之比，故υD=4υB=4×0.3mol•L-1•min-1=1.2mol•L-1•min-1，
C．υC=0.8mol•L-1•min-1，速率之比等于化学计量数之比，故υD=
4/3υC=4/3×0.8mol•L-1•min-1=1.07mol•L-1•min-1；D．υD=1mol•L-1•min-1，故反应速率B＞C＞A=D，故选B。

【名师点睛】考查化学反应速率快慢的比较，难度不大，常用比较方法为：1、归一法，即转化为同一物质表示的速率比较，2、比值法，某物质表示的速率与该物质的化学计量数的比值，比值越大，速率越快。

【重难点考向四】速率图像与反应原理
【例4】一定温度下，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示：
（1）反应开始到10s，Z的反应速率为_________________________；
（2）该反应的化学方程式为_________________________。

【答案】（1）0.079mol/(L•s)（2）X+Y⇌2Z
【名师点睛】考查物质的量随时间的变化曲线，以及化学反应速率与化学计量数之间的关系的计算，根据化学反应中各物质的物质的量变化量与化学计量数之比呈正比书写化学方程式。

1．在不同条件下分别测得反应2SO2+O2⇌2SO3的化学反应速率，其中表示该反应进行得最快的是()
A．v (SO2)=4mol/(L•min)B．v (SO2)=0.1mol/(L•s)
C．v (O2)=3mol/(L•min)D．v (O2)=0.1mol/(L•s)
【答案】D
【解析】A．v(SO2)=4mol•L-1•min-1；B．v(SO2)=0.1mol•L-1•S-1=6mol•L-1•min-1；C．v(SO2)=2v(O2)=6 mol•L-1•min-1；D．v(SO2)=2v(O2)=0.2mol•L-1•S-1=12 mol•L-1•min-1；则反应速率最大的为D，故选D。

【名师点睛】考查反应速率的比较，根据反应速率之比等于化学计量数之比，可将各种物质转化成SO2的反应速率，以此可比较反应速率大小，注意时间单位的不同时，要转化为相同单位再比较。

2．将N2和H2置于2L密闭容器中，反应2min后，生成0.8molNH3．在这段时间内，用N2浓度变化表示的反应速率为()
A．0.05mol•L-1•min-1B．0.4mol•L-1•min-1
C．0.1mol•L-1•min-1D．0.2mol•L-1•min-1
【答案】C
【解析】2min内生成0.8molNH3，则v(NH3)==0.2mol/(L•min)，氮气与氢气的反应方程式为：
N2+3H2⇌2NH3，化学速率之比等于化学计量数之比，则
v(N2)=1/2v(NH3)=1/2×0.2mol/(L•min)=0.1mol/(L•min)，故选C。

【名师点睛】考查化学反应速率的计算，注意掌握化学反应速率的概念及表达式，明确化学计量数与反应速率的关系，同一化学反应中，化学反应速率之比等于化学计量数之比，先根据v=计算出用氨气表示的平均反应速率，然后利用化学计量数关系计算出用N2浓度变化表示的反应速率。

3．在化学反应A(g)+3B(g)⇌2C(g)+D(g)中，各物质的平均反应速率间的关系式正确的是() A．v(A)=v(B) B．v(A)=2v(C) C．2v(B)=3v(C) D．3v(B)=v(D)
【答案】C
4．将N2、H2的混合气体分别充入甲、乙、丙三个容器中，进行合成氨反应，经过相同的一段时间后，测得反应速率分别为：甲：v(H2)=3mol•L-1•min-1；乙：v(N2)=2mol•L-1•min-1；丙：v(NH3)=1mol•L-1•min-1．则三个容器中合成氨的反应速率()
A．v(甲)＞v(乙)＞v(丙) B．v(乙)＞v(丙)＞v(甲)
C．v(丙)＞v(甲)＞v(乙) D．v(乙)＞v(甲)＞v(丙)
【答案】D
【解析】合成氨反应为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，以氢气的反应速率为标准进行判断；甲：v(H2)=3mol•L-1•min-1；乙：v(N2)=2mol•L-1•min-1，反应速率之比等于其化学计量数之比，所以v(H2)=3v(N2)=6mol•L-1•min-1；丙：v(NH3)=1mol•L-1•min-1，反应速率之比等于其化学计量数之比，所以
v(H2)=1.5v(N2)=1.5mol•L-1•min-1；所以反应速率v(乙)＞v(甲)＞v(丙)；故选D。

【名师点睛】考查化学反应速率快慢的比较同一化学反应中，同一时间段内，各物质的反应速
率之比等于其化学计量数之比；先把不同物质的反应速率换算成同一物质的反应速率进行比较，从而确定选项。

5．将4mol A气体和2mol B气体在2L的密闭容器内混合，并在一定条件下发生如下反应：2A(g)+B(g)⇌2C(g)，若经2s后测得C的浓度为0.6mol/L，现有下列几种说法：
①用物质A表示的反应的平均速率为0.3mol/(L．s)
②用物质B表示的反应的平均速率为0.6mol/(L．s)
③2s内物质A与B的平均速率满足：2v(A)=v(B)
④2s时物质B的浓度为0.7mol/L
其中正确的是()
A．①③B．①④C．②③D．③④
【答案】B
【名师点睛】考查化学反应速率的计算，把握反应速率与化学计量数的关系为解答的关键，若
经2s后测得C的浓度为0.6mol/L，则v(C)=0.3mol/(L．s)，结合速率之比等于化学计量数之比计算。