《2025年赢在微点轻松课堂微讲小本高中化学选择性必修1》

【例1】 一定条件下，向 2 L 密闭容器中加入 2 mol $\text{N}_2$和 10 mol $\text{H}_2$，发生反应 $\text{N}_2 + 3\text{H}_2\longrightleftharpoons2\text{NH}_3$，2 min 时测得剩余 $\text{N}_2$ 1 mol，下列化学反应速率不正确的是 （ ）
A. $v(\text{N}_2)=0.25\ \text{mol}\cdot\text{L}^{-1}\cdot\text{min}^{-1}$
B. $v(\text{H}_2)=0.75\ \text{mol}\cdot\text{L}^{-1}\cdot\text{min}^{-1}$
C. $v(\text{NH}_3)=1\ \text{mol}\cdot\text{L}^{-1}\cdot\text{min}^{-1}$
D. $v(\text{NH}_3)=0.5\ \text{mol}\cdot\text{L}^{-1}\cdot\text{min}^{-1}$

答案： C 解析 解法一：求化学反应速率，需先求参加反应的物质的物质的量浓度的变化量和反应所耗时间，据物质的量的变化量与体积的比可得出浓度的变化量： \[ \begin{array}{cccc} & \mathrm{N}_{2} & + & 3\mathrm{H}_{2} \rightleftharpoons 2\mathrm{NH}_{3} \\ 起始量/\mathrm{mol} & 2 & 10 & 0 \\ 变化量/\mathrm{mol} & 2 - 1 & 3 & 2 \\ 2\ \mathrm{min}末量/\mathrm{mol} & 1 & 10 - 3 & 2 \end{array} \] 则 $v(\mathrm{N}_{2})=(2 - 1)\ \mathrm{mol}/(2\ \mathrm{L}×2\ \mathrm{min}) = 0.25\ \mathrm{mol}·\mathrm{L}^{-1}·\mathrm{min}^{-1}$，$v(\mathrm{H}_{2}) = 3\ \mathrm{mol}/(2\ \mathrm{L}×2\ \mathrm{min}) = 0.75\ \mathrm{mol}·\mathrm{L}^{-1}·\mathrm{min}^{-1}$，$v(\mathrm{NH}_{3}) = 2\ \mathrm{mol}/(2\ \mathrm{L}×2\ \mathrm{min}) = 0.5\ \mathrm{mol}·\mathrm{L}^{-1}·\mathrm{min}^{-1}$。 解法二：$v(\mathrm{N}_{2})=\frac{(2 - 1)\ \mathrm{mol}}{2\ \mathrm{L}×2\ \mathrm{min}} = 0.25\ \mathrm{mol}·\mathrm{L}^{-1}·\mathrm{min}^{-1}$。 因为 $v(\mathrm{N}_{2}):v(\mathrm{H}_{2}):v(\mathrm{NH}_{3}) = 1:3:2$，故 $v(\mathrm{H}_{2}) = 0.75\ \mathrm{mol}·\mathrm{L}^{-1}·\mathrm{min}^{-1}$，$v(\mathrm{NH}_{3}) = 0.5\ \mathrm{mol}·\mathrm{L}^{-1}·\mathrm{min}^{-1}$。

【变式训练】
1. 一定温度下，在 2 L 密闭容器中，发生反应 $4\text{A}(\text{s}) + 3\text{B}(\text{g})\longrightleftharpoons2\text{C}(\text{s})+\text{D}(\text{g})$，经过 2 min，B 的物质的量减少了 1.2 mol。下列叙述正确的是 （ ）
A. B 的平均反应速率为 $0.005\ \text{mol}\cdot\text{L}^{-1}\cdot\text{s}^{-1}$
B. 在 2 min 末，B 的反应速率为 $0.3\ \text{mol}\cdot\text{L}^{-1}\cdot\text{min}^{-1}$
C. A 的平均反应速率为 $0.4\ \text{mol}\cdot\text{L}^{-1}\cdot\text{min}^{-1}$
D. B、D 的平均反应速率之比为 1 : 1

答案： A 解析 $\Delta c(\mathrm{B}) = 1.2\ \mathrm{mol}÷2\ \mathrm{L}=0.6\ \mathrm{mol}·\mathrm{L}^{-1}$，$\Delta t = 2\ \mathrm{min}=120\ \mathrm{s}$，B的平均反应速率 $v(\mathrm{B})=\frac{0.6\ \mathrm{mol}·\mathrm{L}^{-1}}{120\ \mathrm{s}} = 0.005\ \mathrm{mol}·\mathrm{L}^{-1}·\mathrm{s}^{-1}$，A项正确；在这2 min内，$v(\mathrm{B})$逐渐减小，平均值为 $0.005\ \mathrm{mol}·\mathrm{L}^{-1}·\mathrm{s}^{-1}=0.3\ \mathrm{mol}·\mathrm{L}^{-1}·\mathrm{min}^{-1}$，则在2 min末 $v(\mathrm{B})＜0.3\ \mathrm{mol}·\mathrm{L}^{-1}·\mathrm{min}^{-1}$，B项错误；反应物A是固体，其在一定温度下的物质的量浓度为常数，不能用 $v = \frac{\Delta c}{\Delta t}$ 表示其反应速率，C项错误；在 $4\mathrm{A}(\mathrm{s}) + 3\mathrm{B}(\mathrm{g})\rightleftharpoons 2\mathrm{C}(\mathrm{s}) + \mathrm{D}(\mathrm{g})$ 中，$v(\mathrm{B}):v(\mathrm{D}) = 3:1$，D项错误。

【例2】 反应 $\text{A}(\text{g})+3\text{B}(\text{g})\xlongequal{}2\text{C}(\text{g})+2\text{D}(\text{g})$在四种不同情况下的反应速率分别为
①$v(\text{A}) = 0.15\ \text{mol}\cdot\text{L}^{-1}\cdot\text{min}^{-1}$
②$v(\text{B}) = 0.01\ \text{mol}\cdot\text{L}^{-1}\cdot\text{s}^{-1}$
③$v(\text{C}) = 0.40\ \text{mol}\cdot\text{L}^{-1}\cdot\text{min}^{-1}$
④$v(\text{D}) = 0.45\ \text{mol}\cdot\text{L}^{-1}\cdot\text{min}^{-1}$
则该反应在不同情况下进行的快慢顺序为____________________。

答案： 答案 ④＞③ = ②＞① 解析 方法一：将以不同物质表示的反应速率换算为用同一物质表示的速率，再比较速率数值的大小。 若以物质A为标准，根据用不同物质表示同一反应的速率时，速率之比等于各物质的化学计量数之比，将②③④的反应速率换算为用物质A表示的反应速率，则有： ②$v(\mathrm{A})=\frac{1}{3}v(\mathrm{B})=\frac{1}{3}×0.01\ \mathrm{mol}·\mathrm{L}^{-1}·\mathrm{s}^{-1}×60\ \mathrm{s}·\mathrm{min}^{-1}=0.20\ \mathrm{mol}·\mathrm{L}^{-1}·\mathrm{min}^{-1}$ ③$v(\mathrm{A})=\frac{1}{2}v(\mathrm{C})=\frac{1}{2}×0.40\ \mathrm{mol}·\mathrm{L}^{-1}·\mathrm{min}^{-1}=0.20\ \mathrm{mol}·\mathrm{L}^{-1}·\mathrm{min}^{-1}$ ④$v(\mathrm{A})=\frac{1}{2}v(\mathrm{D})=\frac{1}{2}×0.45\ \mathrm{mol}·\mathrm{L}^{-1}·\mathrm{min}^{-1}=0.225\ \mathrm{mol}·\mathrm{L}^{-1}·\mathrm{min}^{-1}$ 故反应在不同情况下进行的快慢顺序为④＞③ = ②＞①。 方法二：首先将反应速率单位统一为 $\mathrm{mol}·\mathrm{L}^{-1}·\mathrm{min}^{-1}$，则②$v(\mathrm{B}) = 0.60\ \mathrm{mol}·\mathrm{L}^{-1}·\mathrm{min}^{-1}$，然后根据反应速率与对应物质化学计量数之比的大小进行判断。 由反应 $\mathrm{A}(\mathrm{g}) + 3\mathrm{B}(\mathrm{g})\rightleftharpoons 2\mathrm{C}(\mathrm{g}) + 2\mathrm{D}(\mathrm{g})$得出： ①$\frac{v(\mathrm{A})}{1}=0.15\ \mathrm{mol}·\mathrm{L}^{-1}·\mathrm{min}^{-1}$ ②$\frac{v(\mathrm{B})}{3}=0.20\ \mathrm{mol}·\mathrm{L}^{-1}·\mathrm{min}^{-1}$ ③$\frac{v(\mathrm{C})}{2}=0.20\ \mathrm{mol}·\mathrm{L}^{-1}·\mathrm{min}^{-1}$ ④$\frac{v(\mathrm{D})}{2}=0.225\ \mathrm{mol}·\mathrm{L}^{-1}·\mathrm{min}^{-1}$ 故反应在不同情况下进行的快慢顺序为④＞③ = ②＞①。