2022-2023版高中化學(xué) 第2章 化學(xué)鍵 化學(xué)反應(yīng)與能量 第2節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的快慢和限度 第1課時 化學(xué)反應(yīng)的快慢學(xué)案 魯科版必修2
《2022-2023版高中化學(xué) 第2章 化學(xué)鍵 化學(xué)反應(yīng)與能量 第2節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的快慢和限度 第1課時 化學(xué)反應(yīng)的快慢學(xué)案 魯科版必修2》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2022-2023版高中化學(xué) 第2章 化學(xué)鍵 化學(xué)反應(yīng)與能量 第2節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的快慢和限度 第1課時 化學(xué)反應(yīng)的快慢學(xué)案 魯科版必修2(18頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、2022-2023版高中化學(xué) 第2章 化學(xué)鍵 化學(xué)反應(yīng)與能量 第2節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的快慢和限度 第1課時 化學(xué)反應(yīng)的快慢學(xué)案 魯科版必修2 一、化學(xué)反應(yīng)速率 1.化學(xué)反應(yīng)速率及其表示方法 (1)概念:化學(xué)反應(yīng)速率是用來衡量化學(xué)反應(yīng)過程進(jìn)行快慢程度的物理量。 (2)表示方法:通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少量或生成物濃度的增加量(均取正值)來表示。 (3)表達(dá)式:v=或v=。 式中:Δc為濃度的變化量,一般以mol·L-1為單位; Δt為時間,一般以s或min為單位。 (4)常用單位 mol·L-1·s-1或 mol·L-1·min-1。 2.化學(xué)反應(yīng)速率之比與化學(xué)計量數(shù)的關(guān)系
2、在一個體積為2 L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),經(jīng)過5 s后,測得SO3的物質(zhì)的量為0.8 mol。填寫下表: 有關(guān)反應(yīng)物質(zhì) SO2(g) O2(g) SO3(g) 物質(zhì)的量濃度變化 0.4 mol·L-1 0.2 mol·L-1 0.4 mol·L-1 化學(xué)反應(yīng)速率 0.08 mol·L-1·s-1 0.04 mol·L-1·s-1 0.08 mol·L-1·s-1 化學(xué)反應(yīng)速率之比 2∶1∶2 (1)表示化學(xué)反應(yīng)速率時,必須指明具體的物質(zhì),因為同一化學(xué)反應(yīng),用不同的物質(zhì)表示的反應(yīng)速率,其數(shù)值可能不同。 (2)化學(xué)反應(yīng)速
3、率的計算方法 ①定義式法:利用公式v=計算化學(xué)反應(yīng)速率,也可以利用該公式計算濃度變化量或反應(yīng)時間。 ②關(guān)系式法:化學(xué)反應(yīng)速率之比=物質(zhì)的量濃度的變化量之比=物質(zhì)的量的變化量之比=化學(xué)計量數(shù)之比。 例1 在1 L的密閉容器中,發(fā)生反應(yīng)4A(s)+3B(g)2C(g)+D(g),經(jīng)2 min后B的濃度減少0.6 mol·L-1。對此反應(yīng)速率的正確表示是( ) A.用A表示的反應(yīng)速率是0.4 mol·L-1·min-1 B.用B、C、D分別表示反應(yīng)的速率,其比值是3∶2∶1 C.在第2 min末的反應(yīng)速率用B表示是0.3 mol·L-1·min-1 D.在這2 min內(nèi)用B表示的
4、速率的值逐漸減小,用C表示的速率的值逐漸增大 考點 化學(xué)反應(yīng)速率及應(yīng)用 題點 化學(xué)反應(yīng)速率的計算 答案 B 解析 A為固體,一般不用固體表示反應(yīng)速率,A項錯誤;同一反應(yīng)中,用不同物質(zhì)表示的速率與方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)成正比,B項正確;反應(yīng)速率為平均值,并非2 min末的速率,C項錯誤;同一時間段內(nèi),用反應(yīng)物、生成物表示的速率的意義是相同的,變化趨勢也是一樣的,D項錯誤。 思維啟迪 (1)固體或純液體的濃度視為常數(shù),Δc=0,因此不用固體或純液體表示化學(xué)反應(yīng)速率。 (2)化學(xué)反應(yīng)速率是一段時間內(nèi)的平均反應(yīng)速率,而不是某一時刻的瞬時速率。 (3)同一時間內(nèi)的同一個化學(xué)反應(yīng),雖然
5、用不同物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率不一定相同,但它們表示的意義相同,一種物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率可代表整個化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率。 例2 反應(yīng):3A(g)+B(g)===2C(g)+2D(g),在不同條件下,用不同物質(zhì)表示其反應(yīng)速率,分別為 ①v(A)=0.6 mol·L-1·min-1 ②v(B)=0.45 mol·L-1·min-1 ③v(C)=0.015 mol·L-1·min-1 ④v(D)=0.45 mol·L-1·min-1,則此反應(yīng)在不同條件下進(jìn)行最快的是( ) A.②③ B.①③ C.②④ D.② 考點 化學(xué)反應(yīng)速率及應(yīng)用 題點 化學(xué)反應(yīng)速率的大小比較 答案 D 解
6、析 化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)反應(yīng)方程式中的化學(xué)計量數(shù)之比,即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=3∶1∶2∶2,則用A表示的化學(xué)反應(yīng)速率分別為①中v(A)=0.6 mol·L-1·min-1;②中v(A)=3v(B)=0.45 mol·L-1·min-1×3=1.35 mol·L-1·min-1;③中v(A)=v(C)=×0.015 mol·L-1·min-1=0.022 5 mol·L-1·min-1;④中v(A)=v(D)=×0.45 mol·L-1·min-1=0.675 mol·L-1·min-1;所以在不同條件下,進(jìn)行最快的是②,D項正確。 方法規(guī)律——化學(xué)反應(yīng)速率大小的比較方
7、法 (1)歸一法:若單位不統(tǒng)一,則要換算成相同的單位;若為不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率,則要換算成同一物質(zhì)來表示反應(yīng)速率;再比較數(shù)值的大小。 (2)比值法:比較化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計量數(shù)的比值,如aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g),比較與,若>,則說明用A表示的化學(xué)反應(yīng)速率大于用B表示的化學(xué)反應(yīng)速率。 二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 1.探究反應(yīng)物本身的性質(zhì)與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系 實驗操作 實驗現(xiàn)象 鐵片上產(chǎn)生氣泡但較慢,鎂條上產(chǎn)生氣泡且較快 實驗結(jié)論 ①物質(zhì)之間能否發(fā)生化學(xué)反應(yīng)以及可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的快慢是由物質(zhì)本身的性質(zhì)決定的。 ②其他條件相同時,金屬越活潑,與酸
8、反應(yīng)的速率越大 2.探究反應(yīng)物濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響 實驗操作 實驗現(xiàn)象 加0.5 mol·L-1鹽酸的試管中產(chǎn)生氣泡較慢,加3 mol·L-1鹽酸的試管中產(chǎn)生氣泡較快 實驗結(jié)論 其他條件相同時,反應(yīng)物濃度越大,反應(yīng)速率越大 3.探究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響 實驗操作 實驗現(xiàn)象 加熱的試管中產(chǎn)生氣泡較快,不加熱的試管中產(chǎn)生氣泡較慢 實驗結(jié)論 其他條件相同時,體系溫度越高,反應(yīng)速率越大 4.探究催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響 實驗操作 實驗現(xiàn)象 ①有少量氣泡出現(xiàn) ②能產(chǎn)生大量氣泡 ③能產(chǎn)生大量氣泡 實驗結(jié)論 MnO2、FeCl3可以使
9、H2O2分解的速率加快 5.探究固體反應(yīng)物表面積對化學(xué)反應(yīng)速率的影響 實驗操作 實驗現(xiàn)象 加碳酸鈣粉末的試管內(nèi)產(chǎn)生氣泡較快,加塊狀碳酸鈣的試管內(nèi)產(chǎn)生氣泡較慢 實驗結(jié)論 其他條件相同時,固體反應(yīng)物表面積越大,反應(yīng)速率越大 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素除濃度、溫度、催化劑和固體表面積外,還有反應(yīng)物的狀態(tài)、壓強、溶劑、光波等許多因素。人們可以通過這些因素來調(diào)控化學(xué)反應(yīng)速率。 影響因素 規(guī)律 內(nèi)因 反應(yīng)物本身的性質(zhì) 反應(yīng)物的化學(xué)性質(zhì)越活潑,化學(xué)反應(yīng)速率越快;反之化學(xué)反應(yīng)速率越慢 外因 濃度 增大反應(yīng)物的濃度,化學(xué)反應(yīng)速率增大;減小反應(yīng)物的濃度,化學(xué)反應(yīng)速率減小 溫
10、度 升高溫度,化學(xué)反應(yīng)速率增大; 降低溫度,化學(xué)反應(yīng)速率減小 催化劑 一般地,使用催化劑能極大地加快反應(yīng)速率 固體的表面積 增大固體反應(yīng)物的表面積,化學(xué)反應(yīng)速率加快 其他 光照、溶劑、形成原電池等,也能影響化學(xué)反應(yīng)速率 例3 一定條件下,分別對反應(yīng)C(s)+CO2(g)2CO(g)進(jìn)行如下操作(只改變該條件):①升高反應(yīng)體系的溫度;②增加反應(yīng)物C的用量;③縮小反應(yīng)體系的體積;④減少體系中CO的量。上述措施中一定能使反應(yīng)速率顯著變大的是( ) A.①②③④ B.①③④ C.①② D.①③ 考點 化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素 題點 化學(xué)反應(yīng)速率影響因素的綜合
11、 答案 D 解析?、偕叻磻?yīng)體系的溫度,反應(yīng)速率顯著增大,正確;②C為固體,增加反應(yīng)物C的用量,反應(yīng)速率不變,錯誤;③縮小反應(yīng)體系的體積,CO2、CO的濃度增大,反應(yīng)速率增大,正確;④減少體系中生成物CO的量,反應(yīng)速率不可能增大,錯誤,選D。 思維啟迪——壓強對反應(yīng)速率的影響 有氣體參加的反應(yīng),改變壓強對反應(yīng)速率的影響實質(zhì)是改變體積,使反應(yīng)物的濃度改變。 (1)壓縮體積或充入反應(yīng)物,使壓強增大,都能加快化學(xué)反應(yīng)速率。 (2)體積不變,充入不參與反應(yīng)的氣體。雖然總的壓強增大,但反應(yīng)物濃度不發(fā)生變化,故化學(xué)反應(yīng)速率不變。 例4 CaCO3與稀鹽酸反應(yīng)(放熱反應(yīng))生成CO2的量與反應(yīng)時間
12、的關(guān)系如右圖所示。下列結(jié)論不正確的是( ) A.反應(yīng)開始4 min內(nèi)溫度對反應(yīng)速率的影響比濃度大 B.一段時間后,反應(yīng)速率減小的原因是c(H+)減小 C.反應(yīng)在2~4 min內(nèi)平均反應(yīng)速率最大 D.反應(yīng)在2~4 min內(nèi)生成CO2的平均反應(yīng)速率為v(CO2)=0.06 mol·L-1·s-1 考點 化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素 題點 化學(xué)反應(yīng)速率圖像分析 答案 D 解析 隨著反應(yīng)的進(jìn)行c(H+)減小,而前4 min內(nèi)反應(yīng)速率變大,根據(jù)反應(yīng)是放熱反應(yīng),可推出前4 min內(nèi)溫度對反應(yīng)速率的影響比濃度大,A、B項正確;在2~4 min內(nèi) n(CO2)的變化量最大(或曲線的斜率最大),
13、可判斷出平均反應(yīng)速率最大,C項正確;由題意及圖可知,該題不知道容器體積,故不能計算出反應(yīng)速率。 思維啟迪——化學(xué)反應(yīng)速率大小的分析判斷 (1)在內(nèi)因不相同的情況下(即反應(yīng)物不相同),只能根據(jù)反應(yīng)事實及實驗現(xiàn)象定性分析反應(yīng)的快慢。 (2)在內(nèi)因相同的情況下(即反應(yīng)物相同),可根據(jù)外界條件對反應(yīng)速率的影響來定量判斷反應(yīng)速率的大小。 例5 已知FeCl3和MnO2都可做H2O2分解制O2的催化劑,為了探究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,下列實驗方案可行的是( ) 答案 D 解析 當(dāng)探究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響時,必須保證其他條件相同的情況下,再改變溫度觀察反應(yīng)速率的變化。
14、方法規(guī)律 研究某種因素對同一化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率的影響時,應(yīng)固定其他條件不變,只改變一種條件研究該條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。 1.下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率的說法,不正確的是( ) A.化學(xué)反應(yīng)速率是衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢程度的物理量 B.化學(xué)反應(yīng)速率的大小主要取決于反應(yīng)物的性質(zhì) C.化學(xué)反應(yīng)速率可以用單位時間內(nèi)生成某物質(zhì)的質(zhì)量的多少來表示 D.化學(xué)反應(yīng)速率常用單位有mol·L-1·s-1和mol·L-1·min-1 考點 化學(xué)反應(yīng)速率及應(yīng)用 題點 化學(xué)反應(yīng)速率的概念 答案 C 解析 化學(xué)反應(yīng)速率用單位時間內(nèi)反應(yīng)物或生成物的濃度變化量來表示,而不采用物質(zhì)的質(zhì)量或物質(zhì)的量。
15、 2.已知合成氨反應(yīng)的濃度數(shù)據(jù)如下: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) N2 H2 NH3 起始濃度/mol·L-1 1.0 3.0 0 2 s末濃度/mol·L-1 0.6 1.8 0.8 當(dāng)用氨氣濃度的增加來表示該化學(xué)反應(yīng)的速率時,其速率為( ) A.0.2 mol·L-1·s-1 B.0.4 mol·L-1·s-1 C.0.6 mol·L-1·s-1 D.0.8 mol·L-1·s-1 考點 化學(xué)反應(yīng)速率及應(yīng)用 題點 化學(xué)反應(yīng)速率的計算 答案 B 解析 v(NH3)==0.4 mol·L-1·s-1,B項正確。 3.把下列
16、四種X溶液分別加入四個盛有10 mL 2 mol·L-1鹽酸的燒杯中,均加水稀釋到50 mL,此時,X和鹽酸緩慢地進(jìn)行反應(yīng),其中反應(yīng)最快的是( ) A.10 ℃ 20 mL 3 mol·L-1的X溶液 B.20 ℃ 30 mL 2 mol·L-1的X溶液 C.20 ℃ 10 mL 4 mol·L-1的X溶液 D.10 ℃ 10 mL 2 mol·L-1的X溶液 考點 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 題點 外界因素對反應(yīng)速率的影響 答案 B 解析 在化學(xué)反應(yīng)中,當(dāng)其他條件不變時,濃度越大,反應(yīng)速率越快;溫度越高,反應(yīng)速率越快。本題中要綜合考慮濃度和溫度的影響。先比較濃度的大小,這里的濃
17、度應(yīng)該是混合以后的濃度,由于混合后各燒杯中鹽酸的濃度相等,因此只要比較X的濃度即可,X濃度越大,反應(yīng)速率越快。因為反應(yīng)后溶液的體積均為50 mL,所以X的物質(zhì)的量越大,濃度就越大。通過觀察可知,混合后A、B選項中X的濃度相等,且比C、D兩項的大,但B中溫度更高,因此B的反應(yīng)速率最大。 4.實驗室用鋅粒與2 mol·L-1硫酸溶液制取氫氣,下列措施不能增大化學(xué)反應(yīng)速率的是( ) A.用鋅粉代替鋅粒 B.改用3 mol·L-1硫酸溶液 C.改用熱的2 mol·L-1硫酸溶液 D.向該硫酸溶液中加入等體積的水 考點 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 題點 化學(xué)反應(yīng)速率定向變化措施的確定 答案
18、 D 解析 A項,用鋅粉代替鋅粒,增大表面積,速率加快;B項,改用3 mol·L-1硫酸溶液,濃度增大,速率加快;C項,改用熱的2 mol·L-1硫酸溶液,溫度升高,速率加快;D項,向該硫酸溶液中加入等體積的水,濃度減小,速率減慢。 5.(2017·棗莊高一檢測)在恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng):3CO(g)+Fe2O3(s)3CO2(g)+2Fe(s)。下列說法正確的是( ) A.增加Fe2O3的量反應(yīng)速率加快 B.升高溫度反應(yīng)速率不一定變化 C.再充入CO反應(yīng)速率加快 D.充入N2使壓強增大反應(yīng)速率加快 答案 C 解析 Fe2O3為固體,增加固體的量,濃度未變,反應(yīng)速率不變,A項
19、錯誤;溫度對任何反應(yīng)的速率都有影響,B項錯誤;充入CO后,c(CO)增大,反應(yīng)速率加快,C項正確;恒容充入N2,雖然壓強增大,但并未引起c(CO)的變化,反應(yīng)速率不變,D項錯誤。 6.把在空氣中久置的鋁片5.0 g投入盛有500 mL 0.5 mol·L-1硫酸溶液的燒杯中,該鋁片與硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的速率與反應(yīng)時間的關(guān)系可用如圖所示的坐標(biāo)曲線來表示,請回答下列問題: (1)反應(yīng)時間由O→a不產(chǎn)生氫氣的原因是
20、 , 有關(guān)的化學(xué)方程式為 。 (2)反應(yīng)時間由a→c產(chǎn)生氫氣的速率逐漸增大的主要原因是
21、 。 (3)反應(yīng)時間從c以后,產(chǎn)生氫氣的速率逐漸減小的主要原因是 。 答案 (1)硫酸首先與鋁片表面的氧化鋁反應(yīng),不產(chǎn)生氫氣 Al2O3+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2O (2)反應(yīng)放熱使溶液溫度升高,反應(yīng)速率增大 (3)硫酸的濃度減小使反應(yīng)速率減小 解析 (1)在空氣中久置的鋁片表面有氧化鋁薄膜,因此,硫酸首先和氧化鋁反應(yīng),不產(chǎn)生氫氣。 (2)a→c段,雖然硫酸的濃度逐漸減小,但是
22、該反應(yīng)是放出熱量的反應(yīng),反應(yīng)進(jìn)行中溶液溫度逐漸升高,溫度升高,化學(xué)反應(yīng)速率增大。 (3)反應(yīng)時間從c以后,硫酸的濃度逐漸減小,成為影響化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素,因此化學(xué)反應(yīng)速率逐漸減小。 [對點訓(xùn)練] 題組一 化學(xué)反應(yīng)速率及計算 1.下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率的說法正確的是( ) A.對于任何化學(xué)反應(yīng)來說,反應(yīng)速率越大,反應(yīng)現(xiàn)象就越明顯 B.化學(xué)反應(yīng)速率通常表示一定時間內(nèi)任何一種反應(yīng)物濃度的減少或任何一種生成物濃度的增加 C.化學(xué)反應(yīng)速率為0.8 mol·L-1·s-1是指1 s時某物質(zhì)的濃度為0.8 mol·L-1 D.根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的大小可以知道化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢 考點
23、化學(xué)反應(yīng)速率及其應(yīng)用 題點 化學(xué)反應(yīng)速率的概念 答案 D 解析 A項,化學(xué)反應(yīng)速率越大,反應(yīng)現(xiàn)象不一定越明顯,如鹽酸與氫氧化鈉溶液的反應(yīng);B項,固體或純液體的濃度可視為常數(shù),一般不用固體或純液體表示化學(xué)反應(yīng)速率;C項,0.8 mol·L-1·s-1表示1 s的時間內(nèi),某物質(zhì)的濃度變化了0.8 mol·L-1;D項,化學(xué)反應(yīng)速率就是表示化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢的物理量。 2.將5.6 g鐵粉投入足量的100 mL 2 mol·L-1稀硫酸中,2 min時鐵粉剛好完全溶解。下列有關(guān)這個反應(yīng)的反應(yīng)速率表示正確的是( ) A.鐵的反應(yīng)速率=0.5 mol·L-1·min-1 B.硫酸的反應(yīng)速率=
24、0.25 mol·L-1·min-1 C.硫酸亞鐵的生成速率=0.5 mol·L-1·min-1 D.氫氣的反應(yīng)速率=0.5 mol·L-1·min-1 考點 化學(xué)反應(yīng)速率及其應(yīng)用 題點 化學(xué)反應(yīng)速率的計算 答案 C 解析 根據(jù)反應(yīng)速率計算公式,需要計算2 min時間內(nèi)各物質(zhì)濃度的變化量。在反應(yīng)Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑中,溶液中溶質(zhì)濃度發(fā)生變化的只有反應(yīng)物硫酸和生成物硫酸亞鐵。5.6 g Fe的物質(zhì)的量==0.1 mol。參加反應(yīng)的H2SO4的物質(zhì)的量=生成FeSO4的物質(zhì)的量=0.1 mol。H2SO4的消耗速率=FeSO4的生成速率==0.5 mol·L-1·m
25、in-1。 3.已知4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),若反應(yīng)速率分別用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示,則正確的關(guān)系式為( ) A.4v(NH3)=5v(O2) B.5v(O2)=6v(H2O) C.2v(NH3)=3v(H2O) D.4v(O2)=5v(NO) 考點 化學(xué)反應(yīng)速率及其應(yīng)用 題點 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計量數(shù)的關(guān)系 答案 D 解析 在同一化學(xué)反應(yīng)里,各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比。A選項應(yīng)為5v(NH3)=4v(O2);B選項應(yīng)為6v(O2)=5v(H2O);C選項應(yīng)為3v(NH3)=2v(H2O)。
26、 4.在2A(g)+B(g)3C(g)+4D(g)反應(yīng)中,表示該反應(yīng)速率最快的是( ) A.v(A)=0.5 mol·L-1·s-1 B.v(B)=0.3 mol·L-1·s-1 C.v(C)=0.8 mol·L-1·s-1 D.v(D)=1 mol·L-1·s-1 考點 化學(xué)反應(yīng)速率及應(yīng)用 題點 化學(xué)反應(yīng)速率的大小比較 答案 B 解析 用反應(yīng)速率判斷反應(yīng)快慢時,首先把各物質(zhì)的反應(yīng)速率除以其化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù):A選項=0.25 mol·L-1·s-1,B選項=0.3 mol·L-1·s-1,C選項= mol·L-1·s-1,D選項=0.25 mol·L-1·s-1
27、;然后比較大小,B選項最大。 5.某溫度下,濃度都是1 mol·L-1的兩種氣體X2和Y2,在密閉容器中反應(yīng)生成氣體Z。反應(yīng)2 min后,測得參加反應(yīng)的X2為0.6 mol·L-1,用Y2表示的反應(yīng)速率v(Y2)=0.1 mol·L-1·min-1,生成的c(Z)為0.4 mol·L-1,則該反應(yīng)的化學(xué)方程式是( ) A.X2+2Y2===2XY2 B.2X2+Y2===2X2Y C.3X2+Y2===2X3Y D.X2+3Y2===2XY3 考點 化學(xué)反應(yīng)速率及其應(yīng)用 題點 確定化學(xué)方程式或化學(xué)計量數(shù) 答案 C 解析 用X2表示的反應(yīng)速率為v(X2)==0.3 mol·L
28、-1·min-1。用Z表示的反應(yīng)速率為v(Z)==0.2 mol·L-1·min-1。根據(jù)X2、Y2和Z反應(yīng)速率之比即化學(xué)方程式中相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比,則v(X2)∶v(Y2)∶v(Z)=0.3 mol·L-1·min-1∶0.1 mol·L-1·min-1∶0.2 mol·L-1·min-1=3∶1∶2。根據(jù)原子守恒,可確定Z的化學(xué)式為X3Y。故可得出反應(yīng)的化學(xué)方程式為3X2+Y2===2X3Y。 6.(2017·陜西咸陽校級期末考試)在2 L密閉容器中,發(fā)生以下反應(yīng):2A(g)+B(g)2C(g)+D(g)。若最初加入的A和B都是4 mol,在前10 s A的平均反應(yīng)速率為0.1
29、2 mol·L-1·s-1,則10 s時,容器中B的物質(zhì)的量是( ) A.1.6 mol B.2.8 mol C.2.4 mol D.1.2 mol 考點 化學(xué)反應(yīng)速率及其應(yīng)用 題點 化學(xué)反應(yīng)速率的計算 答案 B 解析 根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率之比等于對應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比,可得v(B)=0.5v(A)=0.5×0.12 mol·L-1·s-1=0.06 mol·L-1·s-1,則Δc(B)=0.06 mol·L-1·s-1×10 s=0.6 mol·L-1,Δn(B)=0.6 mol·L-1×2 L=1.2 mol,故10 s時容器中B的物質(zhì)的量為4 mol-1.2 mol=
30、2.8 mol。 題組二 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 7.(2017·平頂山高一檢測)相同溫度下,有關(guān)反應(yīng)速率的下列說法中正確的是( ) A.0.1 mol·L-1鹽酸和0.1 mol·L-1硫酸與2 mol·L-1 NaOH溶液反應(yīng)的速率相同 B.大理石塊和大理石粉與0.1 mol·L-1鹽酸反應(yīng)的速率相同 C.等量的鎂粉、鋁粉和0.1 mol·L-1鹽酸反應(yīng)的速率相同 D.0.1 mol·L-1鹽酸和0.1 mol·L-1硝酸與相同形狀和大小的大理石反應(yīng)的速率相同 考點 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 題點 外界條件對反應(yīng)速率的影響 答案 D 解析 A選項是酸堿中和,硫酸的H+濃
31、度是鹽酸的2倍,所以速率不同;B選項中大理石塊與鹽酸接觸面積小,反應(yīng)慢;C選項中Mg比Al活潑,反應(yīng)速率快。 8.在反應(yīng)C(s)+CO2(g)===2CO(g)中,可使反應(yīng)速率增大的措施是( ) ①增大壓強?、谏邷囟取、弁ㄈ隒O2?、茉黾犹嫉牧? ⑤用等量炭粉代替焦炭 A.①②③ B.②③④⑤ C.①②③⑤ D.②③④ 考點 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 題點 化學(xué)反應(yīng)速率定向變化措施的確定 答案 C 解析 因為碳是固體,只增加它的量,不能加快反應(yīng)速率,但是若用炭粉代替焦炭,能增大與CO2的接觸面積,所以反應(yīng)速率加快。 9.下列各組反應(yīng)(表中物質(zhì)均為反應(yīng)物),反應(yīng)剛開
32、始時,放出H2的速率最大的是( ) 選項 金屬(粉末狀) 酸的濃度 體積 反應(yīng)溫度 A 0.1 mol Mg 6 mol·L-1 硝酸 10 mL 60 ℃ B 0.1 mol Mg 3 mol·L-1鹽酸 10 mL 60 ℃ C 0.1 mol Fe 3 mol·L-1鹽酸 10 mL 60 ℃ D 0.1 mol Mg 3 mol·L-1硫酸 10 mL 60 ℃ 考點 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 題點 利用圖表探究化學(xué)反應(yīng)速率的變化 答案 D 解析 金屬與硝酸反應(yīng)不產(chǎn)生H2,排除A項;Fe不如Mg活潑,排除C項;其他兩項中只比
33、較c(H+)即可,顯然3 mol·L-1鹽酸中c(H+)小于3 mol·L-1硫酸中c(H+),因此D項放出H2的速率最大。 10.某實驗探究小組研究320 K時N2O5的分解反應(yīng):2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)。如圖是該小組根據(jù)所給表格中的實驗數(shù)據(jù)繪制的。下列有關(guān)說法正確的是( ) t/min 0 1 2 3 4 c(N2O5)/mol·L-1 0.160 0.114 0.080 0.056 0.040 c(O2)/mol·L-1 0 0.023 0.040 0.052 0.060 A.曲線Ⅰ是N2O5的濃度變化曲線 B.
34、曲線Ⅱ是O2的濃度變化曲線 C.N2O5的濃度越大,反應(yīng)速率越快 D.O2的濃度越大,反應(yīng)速率越快 考點 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 題點 化學(xué)反應(yīng)速率圖像分析 答案 C 解析 結(jié)合表格中N2O5和O2的初始濃度可知曲線Ⅰ、Ⅱ分別是O2、N2O5的濃度變化曲線,A、B項錯誤;利用表格中數(shù)據(jù)進(jìn)行計算,無論是用N2O5的濃度變化,還是用O2的濃度變化得出的反應(yīng)速率都隨著反應(yīng)的進(jìn)行而減小,而隨著反應(yīng)的進(jìn)行,N2O5的濃度減小,O2的濃度增大,故C項正確,D項錯誤。 11.一定溫度下,反應(yīng)N2(g)+O2(g)2NO(g)在密閉容器中進(jìn)行,下列措施能增大反應(yīng)速率的是( ) ①縮小體積
35、使壓強增大?、诤闳莩淙隢2 ③恒容充入氦氣?、芎銐撼淙牒? A.①② B.②③ C.③④ D.①④ 答案 A 解析 ①②都能增大物質(zhì)的濃度,所以能使反應(yīng)速率增大,③無影響,④使容器體積增大,反應(yīng)物濃度減小,反應(yīng)速率減小。 12.(2017·淮北高一檢測)為了說明影響化學(xué)反應(yīng)快慢的因素,甲、乙、丙、丁四位學(xué)生分別設(shè)計了如下A~D四個實驗,你認(rèn)為結(jié)論不正確的是( ) A.相同溫度下,將大小、形狀相同的鎂條和鋁條與相同濃度的稀鹽酸反應(yīng)時,兩者速率一樣大 B.在相同條件下,等質(zhì)量的大理石塊和大理石粉與相同濃度的鹽酸反應(yīng),大理石粉反應(yīng)快 C.將濃硝酸分別放在冷暗處和強光照射下,會發(fā)
36、現(xiàn)光照可以加快濃硝酸的分解 D.兩支試管中分別加入相同質(zhì)量的氯酸鉀,其中一支試管中再加入少量二氧化錳,同時加熱,產(chǎn)生氧氣的快慢不同 考點 化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素 題點 化學(xué)反應(yīng)速率影響因素的實驗探究 答案 A 解析 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素很多,外界條件除濃度、壓強、溫度、催化劑等主要因素外,還有光照、固體顆粒大小、超聲波等。鎂和鋁由于活潑性不同,決定了鎂和鹽酸反應(yīng)比鋁和鹽酸反應(yīng)要快得多,反應(yīng)物的性質(zhì)是影響反應(yīng)速率大小的決定因素,A項錯誤;等質(zhì)量的固體,表面積越大,反應(yīng)速率越大,B項正確;光照可以加快反應(yīng)速率,C項正確;催化劑可以加快反應(yīng)速率,D項正確。 [綜合強化] 13.在
37、密閉容器中發(fā)生下列反應(yīng):I2(g)+H2(g)2HI(g)(正反應(yīng)為放熱反應(yīng))。起始時,n(H2)=a mol,n(I2)=b mol。只改變表中列出的條件,其他條件不變,試將化學(xué)反應(yīng)速率的改變填入相關(guān)的表格中(填“增大”“減小”或“不變”)。 編號 改變的條件 反應(yīng)速率 (1) 升高溫度 (2) 加入正催化劑 (3) 再充入a mol H2 (4) 將容器的容積擴(kuò)大到原來的2倍 (5) 保持容積不變,通入b mol Ne 考點 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 題點 化學(xué)反應(yīng)速率影響因素的綜合 答案 (1)增大 (2)增大 (3)增大 (4)
38、減小 (5)不變 解析 (1)不論正反應(yīng)是吸熱還是放熱,升高溫度都會使化學(xué)反應(yīng)速率增大。 (2)若無特別說明,通常所說的催化劑即為“正催化劑”,加入催化劑,可加快化學(xué)反應(yīng)速率。 (3)再充入a mol H2,c(H2)增大,化學(xué)反應(yīng)速率增大。 (4)擴(kuò)大容器的容積,容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度減小,化學(xué)反應(yīng)速率減小。 (5)在密閉容器中通入Ne(g),保持容積不變,并未改變反應(yīng)物濃度,化學(xué)反應(yīng)速率不變。 14.(1)在反應(yīng)A(g)+3B(g)===2C(g)中,若以物質(zhì)A表示該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率為0.2 mol·L-1·min-1,則以物質(zhì)B表示此反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率為 mol·L
39、-1·min-1。 (2)在2 L的密閉容器中,充入2 mol N2和3 mol H2,在一定條件下發(fā)生反應(yīng),3 s后測得N2的物質(zhì)的量為1.9 mol,則以H2的濃度變化表示的反應(yīng)速率為 。 (3)將10 mol A和5 mol B放入容積為10 L的密閉容器中,某溫度下發(fā)生反應(yīng):3A(g)+B(g)2C(g),在最初2 s內(nèi),消耗A的平均速率為0.06 mol·L-1·s-1,則在2 s 時,容器中有 mol A,此時C的物質(zhì)的量濃度為 。 考點 化學(xué)反應(yīng)速率及應(yīng)用 題點 化學(xué)反應(yīng)速率的計算 答案 (
40、1)0.6 (2)0.05 mol·L-1·s-1 (3)8.8 0.08 mol·L-1 解析 (1)根據(jù)化學(xué)方程式中的計量數(shù)關(guān)系:=,v(B)=3v(A)=3×0.2 mol·L-1·min-1=0.6 mol·L-1·min-1。 (2)解法一:3 s內(nèi)消耗的N2的物質(zhì)的量為2 mol-1.9 mol=0.1 mol,根據(jù)化學(xué)方程式N2+3H22NH3,可以計算出3 s內(nèi)消耗的H2的物質(zhì)的量為0.3 mol,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的計算公式,v(H2)==0.05 mol·L-1·s-1。 解法二:先計算出用N2表示的化學(xué)反應(yīng)速率:v(N2)== mol·L-1·s-1,再根據(jù)化學(xué)方程
41、式的計量數(shù)關(guān)系,計算出用H2表示的化學(xué)反應(yīng)速率:v(H2)=3v(N2)=0.05 mol·L-1·s-1。 (3) 3A(g) + B(g) 2C(g) 起始濃度/mol·L-1 1.0 0.5 0 轉(zhuǎn)化濃度/mol·L-1 0.06×2=0.12 0.04 0.08 2 s時濃度/mol·L-1 1.0-0.12=0.88 0.5-0.04=0.46 0.
42、08 則2 s時,n(A)=0.88 mol·L-1×10 L=8.8 mol, c(C)=0.08 mol·L-1。 15.某探究性學(xué)習(xí)小組用相同質(zhì)量的鋅和相同濃度的足量的稀鹽酸反應(yīng)得到實驗數(shù)據(jù)如表所示: 實驗編號 鋅的形態(tài) 反應(yīng)溫度/℃ 收集100 mL氫氣所需時間/s Ⅰ 薄片 15 200 Ⅱ 薄片 25 90 Ⅲ 粉末 25 10 (1)該實驗的目的是探究 、 對鋅和稀鹽酸反應(yīng)速率的影響。 (2)實驗Ⅰ和Ⅱ表明 ,化學(xué)反應(yīng)速率越大。 (3)能表明固體的表面積對反應(yīng)速率有影響的實驗編號是
43、 和 。 (4)請設(shè)計一個實驗方案證明鹽酸的濃度對該反應(yīng)的速率的影響: 。 考點 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 題點 化學(xué)反應(yīng)速率影響因素的實驗探究 答案 (1)固體表面積 溫度 (2)溫度越高 (3)Ⅱ?、蟆?4)在相同的溫度下,采用相同形態(tài)的質(zhì)量相同的鋅片與兩種體積相同但濃
44、度不同的鹽酸反應(yīng) 解析 (1)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有固體表面積、溫度、催化劑、濃度,對氣體來說還有壓強等。根據(jù)表格提供的信息,鋅有薄片和粉末兩種狀態(tài),反應(yīng)溫度有15 ℃和25 ℃,可知該實驗的目的是探究固體表面積和溫度對反應(yīng)速率的影響。(2)根據(jù)表格提供的信息,實驗Ⅰ和實驗Ⅱ中鋅片的形態(tài)相同,溫度不同,溫度高的收集相同體積的氫氣所需時間短,說明化學(xué)反應(yīng)速率大。(3)探究固體表面積對反應(yīng)速率的影響,需要溫度相同。(4)探究濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,必須其他條件相同,故設(shè)計的實驗方案為在相同的溫度下,采用相同形態(tài)的質(zhì)量相同的鋅片與兩種體積相同但濃度不同的鹽酸反應(yīng)。 16.某溫度時,在2 L容
45、器中的X、Y、Z物質(zhì)的量隨時間的變化關(guān)系曲線如下圖所示。 (1)由圖中的數(shù)據(jù)分析,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。 (2)反應(yīng)開始至2 min、5 min時Z的平均反應(yīng)速率為 、 。 (3)5 min后Z的生成速率與6 min末Z的生成速率相比較 (填“大”“小
46、”或“相等”)。 答案 (1)3X+Y2Z (2)0.05 mol·L-1·min-1 0.04 mol·L-1·min-1 (3)相等 解析 (1)由圖可知,X、Y的物質(zhì)的量隨時間的增加而減小、Z的物質(zhì)的量隨時間的增加而增大,所以X、Y為反應(yīng)物,Z為生成物。反應(yīng)進(jìn)行到2 min時,Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)=(1.0 mol-0.7 mol)∶(1.0 mol-0.9 mol)∶(0.3 mol-0.1 mol)=3∶1∶2,X、Y、Z的化學(xué)計量數(shù)之比為3∶1∶2。又因為5 min后各物質(zhì)的物質(zhì)的量不隨時間改變,反應(yīng)物與生成物同時存在,反應(yīng)為可逆反應(yīng),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3X+Y2Z。 (2)2 min內(nèi)v(Z)==0.05 mol·L-1·min-1;5 min內(nèi)v(Z)==0.04 mol·L-1·min-1。 (3)5 min時,反應(yīng)達(dá)到了平衡,各物質(zhì)的反應(yīng)速率不再改變,故5 min后Z的生成速率與6 min末Z的生成速率相等。
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