专题2 化学反应与能量转化
微型专题重点突破(三)
一、化学反应速率的计算与比较
例1 NH3和O2在一定条件下发生反应:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g),现向一容积不变的2 L密闭容器中充入4 mol NH3和3 mol O2,4 min后反应达到平衡,测得生成的H2O(g)占混合气体总体积的40%,则下列表示的此段时间内该反应的平均速率不正确的是( )
A.v(N2)=0.125 mol•L-1•min-1
B.v(H2O)=0.375 mol•L-1•min-1
C.v(O2)=0.225 mol•L-1•min-1
D.v(NH3)=0.25 mol•L-1•min-1
答案 C
解析 设转化的NH3的物质的量为x mol,则
4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g)
n(始)/mol 4 3 0 0
n(变)/mol x 0.75x 0.5x 1.5x
n(平)/mol 4-x 3-0.75x 0.5x 1.5x
根据题意,则有1.5x4-x+3-0.75x+0.5x+1.5x×100%=40%,解得x=2,v(NH3)=2 mol2 L×4 min=0.25 mol•L-1•min-1,则v(O2)=0.187 5 mol•L-1•min-1,v(N2)=0.125 mol•L-1•min-1,v(H2O)=0.375 mol•L-1•min-1。
化学反应速率的计算及比较
(1)根据已知数据,找出某一时间段内指定物质的浓度的改变值,然后根据Δc和Δt的比值计算得出反应速率。
(2)已知具体反应方程式和某一物质的反应速率,根据“化学计量数之比等于对应物质的化学反应速率之比,也等于变化量之比”求解其他物质的反应速率。
(3)用不同物质表示的反应速率来判断反应进行的快慢时,不能认为其反应速率数值大,反应速率就快,一定要先转化为同一物质的反应速率再进行比较。
(4)在进行化学反应速率的计算与比较时要注意时间单位的转化。
变式1 在2A(g)+3B(g)===2C(g)+D(g)的反应中,表示反应速率最快的是( )
A.v(A)=0.5 mol•L-1•min-1
B.v(B)=0.6 mol•L-1•min-1
C.v(C)=0.35 mol•L-1•min-1
D.v(D)=0.4 mol•L-1•min-1
答案 D
解析 将用B、C、D物质表示的化学反应速率换算成用A物质表示,然后进行比较。B项,v(A)=23v(B)=23×0.6 mol•L-1•min-1=0.4 mol•L-1•min-1;C项,v(A)=v(C)=0.35 mol•L-1•min-1;D项,v(A)=2v(D)=2×0.4 mol•L-1•min-1=0.8 mol•L-1•min-1,通过数值大小比较知,D项反应速率最快。
二、控制变量法探究影响化学反应速率的因素
例2 (2018•北京市顺义区期末)控制变量是科学研究的重要方法。向2 mL H2O2溶液中滴入2滴1 mol•L-1 CuSO4溶液,下列条件下分解速率最快的是( )
选项 A B C D
H2O2溶液的物质的量浓度(mol•L-1) 1 1 4 4
反应的温度(℃) 5 40 5 40
答案 D