化学反应速率的计算方法归纳

1化学反应速率的计算方法归纳化学反应速率的相关计算，是化学计算中的一类重要问题，常以选择题、填空题得形式出现在各类试题中，也是高考考查的一个重要知识点。本文针对化学反应速率计算题的类型进行归纳总结。1．根据化学反应速率的定义计算公式：公式：V=△C/t【例1】在密闭容器中，合成氨反应N2+3H2→2NH3，开始时N2浓度8mol/L，H2浓度20mol/L，5min后N2浓度变为6mol/L，求该反应的化学反应速率。解：用N2浓度变化表示：V(N2)=△C/t=（8mol/L-6mol/L)/5min=0.4mol/(L·min)用H2浓度变化表示：V(H2)=0.4mol/(L·min)×3=1.2mol/(L·min)；用NH3浓度变化表示：V(NH3)=0.4mol/(L·min)×2=0.8mol/(L·min)；2.根据化学计量数之比，计算反应速率：在同一个反应中，各物质的反应速率之比等于方程式中的系数比。对于反应来说，则有。【例2】反应4NH3＋5O24NO＋6H2O在5L密闭容器中进行，半分钟后，NO的物质的量增加了0.3mol，则此反应的平均速率（X）（表示反应物的消耗速率或生成物的生成速率）为A.（O2）＝0.01mol·L－1·s－1B.（NO）＝0.008mol·L－1·s－1C.（H2O）＝0.003mol·L－1·s－1D.（NH3）＝0.002mol·L－1·s－1解析：反应的平均速率是指单位时间内某物质浓度的变化量。已知容器体积为5L，时间半分钟即30s，NO的物质的量（变化量）为0.3mol，则c（NO）2＝0.3mol/5L＝0.06mol·L－1。所以（NO）＝0.06mol·L－1／30s＝0.002mol·L－1·s－1。即可求出：（O2）＝0.002mol·L－1·s－1×＝0.0025mol·L－1·s－1；（H2O）＝0.002mol·L－1·s－1×＝0.003mol·L－1·s－1；（NH3）＝0.002mol·L－1·s－1×＝0.002mol·L－1·s－1。答案为：CD。3.温度对化学反应速率的影响计算：【例3】某一化学反应的反应速率在每升高10度时就增大到原来的3倍，若此反应的温度从20度升高到50度时，则其反应速率是原来的（）A.6倍B.9倍C.18倍D.27倍解析：温度每升高10度时就增大到原来的3倍，则v末=v初×3（T末-T初）/10=3（50-20）/10=33=27.答案：D4、根据已知的浓度、温度等条件，比较反应速率的大小【例4】把下列四种X溶液分别加入四个盛有10mL2mol/L盐酸的烧杯中，均加水稀释到50mL，此时，X和盐酸缓慢地进行反应，其中反应最快的是（）A.10℃20mL3mol/L的X溶液B.20℃30mL2mol/L的X溶液C.20℃10mL4mol/L的X溶液D.10℃10mL2mol/L的X溶液解析：在化学反应中，当其它条件不变时，浓度越大，反应速率越快；温度越高，反应速率越快。在本题中要综合考虑浓度和温度的影响。先比较浓度的大小，这里的浓度应该是混合以后的浓度，由于混合后各烧杯中盐酸的浓度相等，因此只要比较X的浓度，X浓度越大，反应速率越快。因为反应后溶液的体积均为50mL，所以X的物质的量最大，浓度就最大。通过观察可知，混合后A、B选项中X的浓度相等，且最大，但B中温度更高，因此B的反应速率最快。3答案：B5、利用参加反应的各物质物质的量浓度的变化或物质的量的变化数值或相关图像，确定化学反应方程式：【例5】某温度时，在2L容器中X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化，曲线如下图所示，由图中数据分析，该可逆反应的化学方程式为_________________________；该反应开始至2min，Z的平均反应速率为：___________________________________。解析：从本题的图形分析中可知，X、Y是随着反应的进行（时间的增加）物质的量逐渐减少，与此相反，Z的物质的量是随着反应的进行（时间的增加）而逐渐增大，所以X、Y在反应方程式的左边，为反应物；而Z在反应方程式的右边，为生成物。X、Y、Z在方程式中的化学计量数应通过其相应的速率之比确定。从图中的数据分析可知，用X、Y、Z表示的反应速率分别为：V（Y）=V（X）=V（Z）=。则V（X）∶V（Y）∶V（Z）=0.075∶0.025∶0.05=3：1：2，化学反应方程式为：3X+Y=2Z。答案：3X+Y=2Z0.05mol·L－1·min－16、化学反应速率的测定实验和计算：测定反应速率的方式和途径：化学反应的速率是通过实验测定的。测定方法有：直接观察某些性质（如释放出气体的体积和体系压强）；科学仪器测定（如颜色的深浅、光的吸收和发射、导电能力等）；溶液中，常利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。【例6】某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，他在100mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下（表中气体体积为累计值，且已转化为标准状况）：时间（min）123454氢气体积（mL）50120232290310①哪一时间段（指0～1、1～2、2～3、3～4、4～5min）反应速率最大，原因是②哪一段时段的反应速率最小，原因是③求2～3分钟时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率（设溶液体积不变，要写出计算过程④如果反应太激烈，为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量，他在盐酸中分别加入等体积的下列溶液：A蒸馏水、BNaCl溶液、CNaNO3溶液、DCuSO4溶液、ENa2CO3溶液，你认为可行的是解析：①根据气体的体积与时间的关系，可知在2～3内，气体体积变化最大，因此反应最快，原因是此时溶液中酸的浓度比较大，溶液温度比较高，温度和浓度两个量结合得最好；②最后一组数据变化最小，反应最慢，主要是由于此时酸的浓度太小，虽然温度比较高，但影响反应速率的主要因素是浓度而不再是温度；③在2～3内，生成H2的物质的量n=(232mL-120mL)/22400mL/(L•mol)=0.005mol;由2H+～H2，则△c(H+)=0.005mol×2/0.1L=0.1mol/L,反应时间为1min,因此v=0.1mol/（L•min）;④要实现上述目标，加入的物质只能影响c(H+)但不能改变H+的物质的量。因此选择AB.答案：①2～3min，温度对反应速率影响占主导作用4～5min，浓度对反应速率影响占主导作用。③0.1mol/（L•min）。④AB7.与给出的化学反应速率常数相关的信息题。有的试题中涉及到化学反应速率常数，但化学反应速率常数只能出现在信息中，我们可以根据相关信息获得各种参数后再解题。5【例题7】Fe3+和I-在水溶液中的反应如下：2I-+2Fe3+=2Fe2++I2（水溶液）。正向反应速率和I-、Fe3+的浓度关系为υ=k[I-]m[Fe3+]n（k为常数）[I-]（mol·L-1）[Fe3+]（mol·L-1）υ（mol·L-1·s-1）（1）0.200.800.032k（2）0.600.400.144k（3）0.800.200.128k通过所给数据计算得知：在υ=k[I-]m[Fe3+]n中，m、n的值为______。A.m=1，n=1B.m=1，n=2C.m=2，n=1D.m=2，n=2碘离子浓度对反应速率的影响______铁离子浓度对反应速率的影响。（选填：小于、大于、等于）解析：三组数据代进去0.032k=k×o.2m×0.8n0.144k=k×0.6m×0.4n0.128k=k×0.8m×0.2n解得，m=2，n=1答案：C;大于【巩固练习】1.反应4A（气）+5B（气）=4C（气）+6D（气）在5L的密闭容器中进行，半分钟后，C的物质的量增加了0.3mol。下列论述正确的是（）。A.A的平均反应速率是0.010mol·L-1·s-1B.容器中含D的物质的量至少为0.45molC.容器中A、B、C、D的物质的量比一定是4:5:4:6D.容器中A的物质的量一定增加了0.3mol答案：B2.在一定条件下，向2L密闭容器中加入2molN2和10molH2发生反应，2min时，测得剩余N2为1mol，对于这个化学反应速率表示不正确的是（）6A、B、C、D、答案：C、D。3.反应：3A（g）＋B（g）＝2C（g）＋2D（g），在不同条件下的反应速率分别为：①vA=0.6mol/(L·S)②vB=0.5mol/(L·S)③vC=0.4mol/(L·S)④vD=6mol/(L·min)。则此反应在不同条件下，进行得最快的是()A.②B.①和③C.④D.①答案：B4.在一个容积为2L的密闭容器中，发生如下反应：3X（气）+Y（气）2Z（气）若最初加入的X、Y和Z都是1mol，5min后反应容器中X的浓度变为0.6mol/(L•min)。若要使反应容器中X的浓度变为0.2mol/(L•min，反应所需的时间可能为（）A.5minB.10minC.8minD.15min答案：D5.在密闭容器中进行可逆反应，A与B反应生成C，其反应速率分别用υ（A）、υ（B）、υ（C）（mol·L-1·s-1）表示，且υ（A）、υ（B）、υ（C）之间有如下所示的关系：υ（B）=3υ（A）；3υ（C）=2υ（B）。则此反应可表示为（）A.2A+3B＝2CB.A＋3B＝2CC.3A+B＝2CD.A＋B＝Ｃ答案：B715.在锌与某浓度的盐酸反应的实验中，一个学生得到下面的结果：锌的质量（g）锌的形状温度（℃）溶解于酸花的时间（s）A2薄片5400B2薄片15200C2薄片25100D2薄片3550E2薄片4525F2粉末155利用从A到F的结果：（1）画一幅以时间对温度的曲线图（纵轴表示时间，横轴表示温度）。（2）利用你所画成的曲线图，你能得出关于温度影响反应速率的什么结论？（3）20℃时，2g锌箔溶解于酸中需花多长时间？（4）对比结果B与F，解释结果F为什么那么快？解析和答案：（1）可作如下图：（2）从这5组实验数据可归纳出，温度对该反应速度影响的规律为：温度每升高10℃，反应速率加快到原来的两倍。（3）题目要求用已得有关反应速率的规律来求解20℃时的反应时间。根据（1）中的图象可求得，当温度为20℃时，反应时间约需150s。（4）对比B和F，反应温度相同，酸的浓度也相同，锌的质量也相同。但B中2g锌全部溶解用了200s的时间，而F中只需要5s的时间，F中反应速率比B中反应速率快了40倍。这是因为B中锌是块状，F中锌是粉末状，粉末状时锌与酸溶液的接触面要比块状时的接触面大得。