化學(xué)反應(yīng)速率簡單計(jì)算試題一、基礎(chǔ)概念計(jì)算題例題1：在2L密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)(\text{N}_2+3\text{H}_2\rightleftharpoons2\text{NH}_3)，起始時(shí)通入4mol(\text{N}_2)和12mol(\text{H}_2)，5分鐘后測得容器內(nèi)(\text{N}_2)濃度為1.5mol/L。（1）計(jì)算用(\text{N}_2)表示的平均反應(yīng)速率；（2）計(jì)算用(\text{NH}_3)表示的平均反應(yīng)速率；（3）求5分鐘內(nèi)(\text{H}_2)的轉(zhuǎn)化率。解析：（1）起始時(shí)(\text{N}_2)濃度為(\frac{4\\text{mol}}{2\\text{L}}=2\\text{mol/L})，5分鐘后濃度變化量(\Deltac(\text{N}_2)=2-1.5=0.5\\text{mol/L})，則(v(\text{N}_2)=\frac{\Deltac}{\Deltat}=\frac{0.5}{5}=0.1\\text{mol/(L·min)})。（2）根據(jù)化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系(v(\text{N}_2):v(\text{NH}_3)=1:2)，可得(v(\text{NH}_3)=2\times0.1=0.2\\text{mol/(L·min)})。（3）(\Deltac(\text{H}_2)=3\times\Deltac(\text{N}_2)=1.5\\text{mol/L})，轉(zhuǎn)化的(\text{H}_2)物質(zhì)的量為(1.5\\text{mol/L}\times2\\text{L}=3\\text{mol})，轉(zhuǎn)化率(=\frac{3}{12}\times100%=25%)。例題2：反應(yīng)(2\text{SO}2+\text{O}2\rightleftharpoons2\text{SO}3)在10L密閉容器中進(jìn)行，0~4分鐘內(nèi)(\text{SO}3)物質(zhì)的量增加了0.4mol。（1）用(\text{O}2)表示的反應(yīng)速率為___；（2）若升高溫度后反應(yīng)速率加快，此時(shí)(v(\text{SO}_2)=0.02\\text{mol/(L·s)})，則(v(\text{O}_2)=)________。解析：（1）(\Deltac(\text{SO}_3)=\frac{0.4\\text{mol}}{10\\text{L}}=0.04\\text{mol/L})，(v(\text{SO}_3)=\frac{0.04}{4}=0.01\\text{mol/(L·min)})，則(v(\text{O}_2)=\frac{1}{2}v(\text{SO}_3)=0.005\\text{mol/(L·min)})。（2）溫度升高不改變速率比值，(v(\text{O}_2)=\frac{1}{2}v(\text{SO}_2)=0.01\\text{mol/(L·s)})（注意單位換算：題目中時(shí)間單位由分鐘變?yōu)槊?，需保持一致性）。二、速率比較與化學(xué)計(jì)量數(shù)推斷題例題3：在四個(gè)不同容器中進(jìn)行反應(yīng)(\text{A}+3\text{B}\rightleftharpoons2\text{C})，測得反應(yīng)速率如下：①(v(\text{A})=0.15\\text{mol/(L·s)})②(v(\text{B})=0.6\\text{mol/(L·s)})③(v(\text{C})=0.4\\text{mol/(L·s)})④(v(\text{A})=0.0075\\text{mol/(L·ms)})（毫秒）則反應(yīng)速率最快的是________（填序號(hào)）。解析：統(tǒng)一用(v(\text{A}))作為基準(zhǔn)：②(v(\text{A})=\frac{1}{3}v(\text{B})=0.2\\text{mol/(L·s)})③(v(\text{A})=\frac{1}{2}v(\text{C})=0.2\\text{mol/(L·s)})④(v(\text{A})=0.0075\\text{mol/(L·ms)}=7.5\\text{mol/(L·s)})（1秒=1000毫秒）因此最快的是④。例題4：某反應(yīng)(x\text{A}+y\text{B}\rightleftharpoonsz\text{C})，在2分鐘內(nèi)(\text{A})減少0.6mol/L，(\text{B})減少0.9mol/L，(\text{C})增加0.6mol/L，則(x:y:z=)________。解析：各物質(zhì)濃度變化量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，即(x:y:z=0.6:0.9:0.6=2:3:2)。三、圖像分析與瞬時(shí)速率題例題5：某溫度下，在恒容容器中發(fā)生反應(yīng)(2\text{NO}_2(g)\rightleftharpoons\text{N}_2\text{O}_4(g))，(\text{NO}_2)濃度隨時(shí)間變化曲線如圖（假設(shè)圖像中0~2s內(nèi)曲線為直線）。（1）0~2s內(nèi)(v(\text{NO}_2)=)_；（2）第3s時(shí)的瞬時(shí)速率(v(\text{NO}2))與0~2s內(nèi)平均速率的大小關(guān)系為（填“＞”“＜”或“＝”）。解析：（1）設(shè)圖像中0s時(shí)(c(\text{NO}_2)=1.0\\text{mol/L})，2s時(shí)(c(\text{NO}_2)=0.4\\text{mol/L})，則(v(\text{NO}_2)=\frac{1.0-0.4}{2}=0.3\\text{mol/(L·s)})。（2）由于反應(yīng)進(jìn)行中反應(yīng)物濃度降低，反應(yīng)速率逐漸減慢，因此第3s時(shí)瞬時(shí)速率小于0~2s內(nèi)平均速率（即“＜”）。四、綜合應(yīng)用題例題6：在1L密閉容器中充入2mol(\text{SO}_2)和1mol(\text{O}_2)，發(fā)生反應(yīng)(2\text{SO}_2+\text{O}_2\rightleftharpoons2\text{SO}_3)，2分鐘后達(dá)到平衡，此時(shí)容器內(nèi)氣體總物質(zhì)的量為2.4mol。（1）計(jì)算(\text{SO}_2)的平衡轉(zhuǎn)化率；（2）若平衡后再加入1mol(\text{O}_2)，重新達(dá)到平衡時(shí)(\text{SO}_2)濃度為1.2mol/L，求第二次平衡時(shí)用(\text{SO}_3)表示的反應(yīng)速率（假設(shè)重新平衡耗時(shí)1分鐘）。解析：（1）設(shè)轉(zhuǎn)化的(\text{O}_2)為(a\\text{mol})，則：起始量（mol）：2（SO?）、1（O?）、0（SO?）變化量（mol）：2a、a、2a平衡量（mol）：2-2a、1-a、2a總物質(zhì)的量(=(2-2a)+(1-a)+2a=3-a=2.4)，解得(a=0.6)(\text{SO}_2)轉(zhuǎn)化率(=\frac{2a}{2}\times100%=60%)。（2）第二次平衡時(shí)(\text{SO}_2)濃度為1.2mol/L，即物質(zhì)的量為1.2mol，轉(zhuǎn)化量為(2-1.2=0.8\\text{mol})，則(\text{SO}_3)生成量為0.8mol，濃度變化量為0.8mol/L，(v(\text{SO}_3)=\frac{0.8}{1}=0.8\\text{mol/(L·min)})。五、易錯(cuò)警示與解題技巧單位統(tǒng)一：計(jì)算時(shí)需確保時(shí)間單位（s/min/h）和濃度單位（mol/L）統(tǒng)一，如將“mol/(L·min)”換算為“mol/(L·s)”需除以60。純固體/液體不參與速率計(jì)算：如反應(yīng)(\text{C}(s)+\text{O}_2(g)=\text{CO}_2(g))，不能用(\text{C})的濃度變化表示速率。平均速率vs瞬時(shí)速率：題目未明確說明時(shí)，“反應(yīng)速率”均指平均速率；瞬時(shí)速率需通過濃度-時(shí)間圖像的斜率計(jì)算。轉(zhuǎn)化率與速率的區(qū)別：轉(zhuǎn)化率(=\frac{\