2019版高考化學大一輪復習 專題7 化學反應速率和化學平衡 第1講 化學反應速率學案 蘇教版.doc

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第1講　化學反應速率 【2019備考】 最新考綱：1.了解化學反應速率的概念、反應速率的定量表示方法。2.了解催化劑在生產(chǎn)、生活和科學研究領域中的重大作用。3.理解外界條件(濃度、溫度、壓強、催化劑等)對反應速率的影響，認識并能用相關理論解釋其一般規(guī)律。4.了解反應活化能的概念。5.了解化學反應速率的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學研究領域中的重要作用。 考點一　化學反應速率 (頻數(shù)：★★☆　難度：★☆☆) 1．化學反應速率 2．化學反應速率與化學計量數(shù)的關系 (1)內(nèi)容：對于已知反應mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，其化學反應速率可用不同的反應物或生成物來表示，當單位相同時，化學反應速率的數(shù)值之比等于方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。 (2)實例：一定溫度下，在密閉容器中發(fā)生反應：3A(g)＋B(g)2C(g)。已知v(A)＝0.6 molL－1s－1，則v(B)＝0.2 molL－1s－1，v(C)＝0.4 molL－1s－1。 化學反應中各物質(zhì)濃度的計算模式——“三段式” (1)寫出有關反應的化學方程式； (2)找出各物質(zhì)的起始量、轉化量、某時刻量； (3)根據(jù)已知條件列方程式計算。 1．教材基礎知識判斷 (1)化學反應速率是指一定時間內(nèi)任何一種反應物濃度的減少或任何一種生成物濃度的增加(　　) (2)化學反應速率為0.8 molL－1s－1是指1 s時某物質(zhì)的濃度為0.8 molL－1(　　) (3)由v＝計算平均速率，用反應物表示為正值，用生成物表示為負值(　　) (4)同一化學反應，相同條件下用不同物質(zhì)表示的反應速率，其數(shù)值可能不同，但表示的意義相同(　　) (5)有時也可以用單位時間內(nèi)某物質(zhì)質(zhì)量的變化量來表示化學反應速率(　　) 答案　(1)　(2)　(3)　(4)√　(5)√ 2．(SJ選修4P416改編)某溫度下，濃度都是1 molL－1的兩種氣體X2和Y2，在密閉容器中反應生成氣體Z，經(jīng)t min后，測得各物質(zhì)的濃度分別為c(X2)＝0.4 molL－1，c(Y2)＝0.6 molL－1，c(Z)＝0.4 molL－1，則該反應的化學方程式可表示為(　　) A．2X2＋3Y22X2Y3 B．3X2＋2Y22X3Y2 C．X2＋2Y22XY2 D．2X2＋Y22X2Y 答案　B 3．(溯源題)(全國卷)化合物AX3和單質(zhì)X2在一定條件下反應可生成化合物AX5?；卮鹣铝袉栴}： 反應AX3(g)＋X2(g)AX5(g)在容積為10 L的密閉容器中進行。起始時AX3和X2均為0.2 mol。反應在不同條件下進行，反應體系總壓強隨時間的變化如圖所示。 (1)列式計算實驗a從反應開始至達到平衡時的反應速率v(AX5)＝________________________________________________________________。 (2)圖中3組實驗從反應開始至達到平衡時的反應速率v(AX5)由大到小的次序為________(填實驗序號)。 解析　(1)反應開始時氣體總物質(zhì)的量n0＝0.4 mol，總壓強為160 kPa，平衡時總壓強為120 kPa，則平衡時氣體總物質(zhì)的量n＝0.40 mol＝0.30 mol，根據(jù)三段式法有， 所以，(0.20－x)＋(0.20－x)＋x＝0.30，x＝0.10 故，v(AX5)＝≈1.710－4 molL－1min－1。 (2)由(1)可知到達平衡時生成AX5的量為0.10 mol。實驗b從反應開始至達到平衡時所用時間為40 min，其反應速率v(AX5)＝＝2.510－4 molL－1min－1。實驗c達到平衡時氣體總物質(zhì)的量n＝0.40 mol＝0.32 mol，從反應開始到達到平衡時的反應速率v(AX5)＝≈1.810－4 molL－1min－1。所以v(AX5)由大到小的順序是bca。 答案　(1)≈1.710－4 molL－1min－1 (2)bca 探源：本考題源于教材SJ選修4 P32“觀察與思考”及其拓展，對化學反應速率的有關計算進行考查。 題組一　化學反應速率概念理解及應用 1．(2018東城區(qū)期末)在2CH4(g)＋2NH3(g)＋3O2(g)===2HCN(g)＋6H2O(g)反應中，已知v(HCN)＝n molL－1min－1，且v(O2)＝m molL－1min－1，則m與n的關系正確的是(　　) A．m＝1/2n B．m＝2/3n C．m＝3/2n D．m＝2n 解析　已知：v(HCN)＝n molL－1min－1，v(O2)＝m molL－1min－1，反應速率之比等于對應計量數(shù)之比，故n∶m＝2∶3，即m＝3/2n。 答案　C 2．反應4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)在10 L密閉容器中進行，半分鐘后，水蒸氣的物質(zhì)的量增加了0.45 mol，則此反應的平均速率v(x)(反應物的消耗速率或產(chǎn)物的生成速率)可表示為(　　) A．v(NH3)＝0.010 molL－1s－1 B．v(O2)＝0.001 0 molL－1s－1 C．v(NO)＝0.001 0 molL－1s－1 D．v(H2O)＝0.045 molL－1s－1 解析　在10 L密閉容器中進行，半分鐘后，水蒸氣的物質(zhì)的量增加了0.45 mol，則v(H2O)＝＝0.001 5 molL－1s－1，速率之比等于化學計量數(shù)之比，則：v(NH3)＝v(H2O)＝0.001 molL－1s－1；v(O2)＝v(H2O)＝0.001 25 molL－1s－1；v(NO)＝v(H2O)＝0.001 molL－1s－1。 答案　C 題組二　化學反應速率的比較與計算 3．反應A(g)＋3B(g)===2C(g)＋2D(g)在四種不同情況下的反應速率分別為①v(A)＝0.45 molL－1s－1 ②v(B)＝0.6 molL－1s－1?、踲(C)＝0.4 molL－1s－1　④v(D)＝0.45 molL－1s－1。 下列有關反應速率的比較中正確的是(　　) A．④＞③＝②＞① B．①＞④＞②＝③ C．①＞②＞③＞④ D．④＞③＞②＞① 解析　用比值法進行反應速率大小的比較，v(A)＝0.45 molL－1s－1；v(B)＝0.6＝0.2(molL－1s－1)；v(C)＝0.4＝0.2(molL－1s－1)；v(D)＝0.45＝0.225(molL－1s－1)，故①＞④＞②＝③，B項正確。 答案　B 4．一定溫度下，10 mL 0.40 molL－1 H2O2溶液發(fā)生催化分解。不同時刻測得生成O2的體積(已折算為標準狀況)如下表： t/min 0 2 4 6 8 10 V(O2)/mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9 下列敘述不正確的是(溶液體積變化忽略不計)(　　) A．0～6 min的平均反應速率：v(H2O2)≈3.310－2 mol(Lmin)－1 B．6～10 min的平均反應速率：v(H2O2)＜3.310－2 mol(Lmin)－1 C．反應至6 min時，c(H2O2)＝0.30 molL－1 D．反應至6 min時，H2O2分解了50% 解析　根據(jù)題目信息可知，0～6 min，生成22.4 mL(標準狀況)氧氣，消耗 0.002 mol H2O2，則v(H2O2)≈3.310－2 mol(Lmin)－1，A項正確；隨反應物濃度的減小，反應速率逐漸降低，B項正確；反應至6 min時，剩余0.002 mol H2O2，此時c(H2O2)＝0.20 molL－1，C項錯誤；反應至6 min時，消耗0.002 mol H2O2，轉化率為50%，D項正確。 答案　C 【規(guī)律方法】 定量法比較化學反應速率的大小 　(1)歸一法 按照化學計量數(shù)關系換算成同一物質(zhì)、同一單位表示，再比較數(shù)值大小。 (2)比值法 比較化學反應速率與化學計量數(shù)的比值。如aA(g)＋b(B)gcC(g)，即比較與，若>，則用A表示時的反應速率比用B表示時大。 考點二　影響化學反應速率的因素 (頻數(shù)：★★★　難度：★★☆) 1．內(nèi)因 反應物本身的性質(zhì)是影響化學反應速率的主要因素。如相同條件下，Mg、Al與稀鹽酸反應的速率大小關系為：v(Mg)>v(Al)。 2．外因(其他條件不變，只改變一個條件) 3．理論解釋——有效碰撞理論 (1)活化分子：能夠發(fā)生有效碰撞的分子。 (2)活化能：如圖 圖中：E1為正反應的活化能，使用催化劑時的活化能為E3，E2為逆反應的活化能，反應熱為E1－E2。 (3)有效碰撞：活化分子之間能夠引發(fā)化學反應的碰撞。 活化分子、有效碰撞與反應速率的關系 1．(SJ選修4P601改編)中國首條“生態(tài)馬路”在上海復興路隧道建成，它運用了“光觸媒”技術，在路面涂上一種光催化劑涂料，可將汽車尾氣中45%的NO和CO轉化成N2和CO2。下列對此反應的敘述中正確的是(　　) A．使用光催化劑不改變反應速率 B．使用光催化劑能增大NO的轉化率 C．升高溫度能加快反應速率 D．改變壓強對反應速率無影響 答案　C 2．教材知識拓展 一定溫度下，反應N2(g)＋O2(g)2NO(g)在密閉容器中進行，回答下列措施對化學反應速率的影響(填“增大”、“減小”或“不變”)。 (1)縮小體積使壓強增大：________； (2)恒容充入N2：________； (3)恒容充入He：________； (4)恒壓充入He：________。 答案　(1)增大　(2)增大　(3)不變　(4)減小 總結　(1)恒容：充入“惰性氣體”―→總壓增大―→物質(zhì)濃度不變(活化分子濃度不變)―→反應速率不變 (2)恒壓：充入“惰性氣體”―→體積增大―→物質(zhì)濃度減小(活化分子濃度減小)―→反應速率減小 3．(溯源題)(全國卷節(jié)選)COCl2的分解反應為COCl2(g)===Cl2(g)＋CO(g)　ΔH＝＋108 kJmol－1。反應體系達到平衡后，各物質(zhì)的濃度在不同條件下的變化狀況如下圖所示(第10 min到14 min的COCl2濃度變化曲線未示出)： (1)比較第2 min反應溫度T(2)與第8 min反應溫度T(8)的高低：T(2)________T(8)(填“＜”“＞”或“＝”)。 (2)比較產(chǎn)物CO在2～3 min、5～6 min和12～13 min時平均反應速率[平均反應速率分別以v(2～3)、v(5～6)、v(12～13)表示]的大小________。 (3)比較反應物COCl2在5～6 min和15～16 min時平均反應速率的大?。簐(5～6)________v(15～16)(填“＜”“＞”或“＝”)，原因是__________________________________________________________________ _______________________________________________________________。 解析　(1)2 min和8 min時反應都處于平衡狀態(tài)，在4 min時生成物濃度都增大，反應物濃度減小，則改變的條件是升高溫度，故T(2)＜T(8)。 (2)分析圖像表示的意義，根據(jù)圖像可得出平均反應速率為v(5～6)＞v(2～3)＝v(12～13)。 (3)分析圖像可知反應在5～6 min和15～16 min時，反應溫度相同，因為在相同溫度時，該反應的反應物濃度越高，反應速率越大，故v(5～6)＞v(15～16)。 答案　(1)＜　(2)v(5～6)＞v(2～3)＝v(12～13) (3)＞　在相同溫度時，該反應的反應物濃度越高，反應速率越大 探源：本高考題組源于教材SJ選修4 P35～38“活動與探究”及其拓展對外界條件對化學反應速率的影響進行了考查。 題組　影響化學反應速率的因素 1．一定溫度下，反應①C(s)＋CO2(g)===2CO(g)　ΔH＞0，反應②2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g)　ΔH＜0。下列有關以上兩個反應的說法正確的是(　　) A．降低溫度反應①的速度減小，反應②的速率增大 B．增大壓強反應①的速率不變，反應②的速率增大 C．增大壓強反應①的速率增大，反應②的速率增大 D．升高溫度反應①的速率增大，反應②的速率減小 解析　降低溫度反應速率減小，升高溫度反應速率增大，A、D錯；對于有氣體參加的可逆反應，增大壓強，反應速率增大，減小壓強反應速率減小，B錯，C對。 答案　C 2．在一定的條件下，某反應X(g)Y(g)＋Z(g)分解的部分實驗數(shù)據(jù)如下： 反應 時間/min 0 10 20 30 40 50 c(X) /molL－1 0.100 0.090 0.080 0.070 0.060 0.050 反應 時間/min 60 70 80 90 100 c(X) /molL－1 0.040 0.030 0.020 0.010 0.000 下列有關說法正確的是(　　) A．X的濃度越大，反應速率越大 B．X的濃度越大，消耗一半時所用的時間越短 C．X分解的速率與其濃度無關 D．X的分解速率先快后慢 解析　X的分解速率是勻速的，與其濃度無關，A、D錯誤，C正確；X的分解速率不變；X的濃度越大，消耗一半時所用的時間越長，B項錯誤。 答案　C 3．下列說法中正確的是(　　) A．已知t1 ℃時，反應C＋CO22CO　ΔH＞0的速率為v，若升高溫度逆反應速率減小 B．恒壓容器中發(fā)生反應N2＋O22NO，若在容器中充入He，正逆反應的速率均不變 C．當一定量的鋅粉和過量的6 molL－1鹽酸反應時，為了減慢反應速率，又不影響產(chǎn)生H2的總量，可向反應器中加入一些水、CH3COONa溶液或NaNO3溶液 D．對任何一個化學反應，溫度發(fā)生變化，化學反應速率一定發(fā)生變化 解析　溫度升高，正逆反應的速率均增大，A錯誤；在恒壓容器中充入不參加反應的氣體，導致容器的體積增大，反應物和生成物的濃度均減小，正逆反應的速率均減小，B錯誤；若能使溶液中氫離子濃度減小，則反應速率將減慢，因此可選水或CH3COONa溶液，但不能用NaNO3溶液，在酸性溶液中NO將和鋅粉發(fā)生氧化還原反應，生成氮的氧化物，從而使生成的H2的量減少，C錯誤；任何一個化學反應的發(fā)生都有熱效應，因此溫度發(fā)生變化，化學反應速率一定會發(fā)生變化，D正確。 答案　D [試題分析] (2014課標全國Ⅰ，9)已知分解1 mol H2O2放出熱量98 kJ，在含少量I－的溶液中，H2O2分解的機理為： H2O2＋I－―→H2O＋IO－　慢 H2O2＋IO－―→H2O＋O2＋I－　快 下列有關該反應的說法正確的是(　　) A．反應速率與I－的濃度有關 B．IO－也是該反應的催化劑 C．反應活化能等于98 kJmol－1 D．v(H2O2)＝v(H2O)＝v(O2) 解題思路：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 我的答案：　　　　 考查意圖：化學反應速率是化學基本原理的重要內(nèi)容，教材中明確要求比較全面地認識化學反應速率的有關規(guī)律，了解相應的理論和實驗方法，學會定量描述和綜合分析各方面因素的影響。本題通過H2O2分解反應，主要考查考生有關化學反應速率基本知識，并側重于化學反應速率的表達、反應機理、反應活化能概念、催化劑作用的認識和綜合理解。 本題抽樣統(tǒng)計難度為0.359，區(qū)分度為0.306。 解題思路：H2O2的分解速率主要是由第一個反應決定的，I－濃度越大，反應速率越快，A項正確；根據(jù)總反應可知，該反應的催化劑為I－，而IO－為中間產(chǎn)物，B項錯誤；根據(jù)所給信息無法確定反應活化能，C項錯誤；反應速率關系為v(H2O2)＝v(H2O)＝2v(O2)，D項錯誤。 正確答案：A [真題演練] 1．正誤判斷，正確的打“√”，錯誤的打“” (1)使用催化劑能夠降低化學反應的反應熱(ΔH)(　　) (2016天津理綜，3A) (2)FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解，同等條件下二者對H2O2分解速率的改變相同(　　) (2015天津理綜，3C) (3)探究溫度對硫代硫酸鈉與硫酸反應速率的影響時，若先將兩種溶液混合并計時，再用水浴加熱至設定溫度，則測得的反應速率偏高(　　) (2016浙江理綜，8B) (4)探究催化劑對H2O2分解速率的影響：在相同條件下，向一支試管中加入2 mL 5% H2O2和1 mL H2O，向另一支試管中加入2 mL 5% H2O2和1 mL FeCl3溶液，觀察并比較實驗現(xiàn)象(　　) (2015江蘇化學，13D) 答案　(1)　(2)　(3)　(4)√ 2．(2017江蘇化學，10)H2O2分解速率受多種因素影響。實驗測得70 ℃時不同條件下H2O2濃度隨時間的變化如圖所示。下列說法正確的是(　　) A．圖甲表明，其他條件相同時，H2O2濃度越小，其分解速率越快 B．圖乙表明，其他條件相同時，溶液pH越小，H2O2分解速率越快 C．圖丙表明，少量Mn2＋存在時，溶液堿性越強，H2O2分解速率越快 D．圖丙和圖丁表明，堿性溶液中，Mn2＋對H2O2分解速率的影響大 解析　A項，濃度對反應速率的影響是濃度越大，反應速率越快，錯誤；B項，NaOH濃度越大，即pH越大，H2O2分解速率越快，錯誤；C項，由圖，Mn2＋存在時，0.1 molL－1的NaOH時H2O2的分解速率比1 molL－1的NaOH時快，錯誤；D項，由圖可知，堿性條件下，Mn2＋存在時，H2O2分解速率快，正確。 答案　D 3．(1)(2014全國卷Ⅱ節(jié)選)在容積為1.00 L的容器中，通入一定量的N2O4，發(fā)生反應N2O4(g)2NO2(g)，隨溫度升高，混合氣體的顏色變深。 在0～60 s時段，反應速率v(N2O4)為________ molL－1s－1。 (2)[2017天津理綜，10(1)(2)]H2S和SO2會對環(huán)境和人體健康帶來極大的危害，工業(yè)上采取多種方法減少這些有害氣體的排放，回答下列各方法中的問題。 H2S的除去 方法1：生物脫H2S的原理為： H2S＋Fe2(SO4)3===S↓＋2FeSO4＋H2SO4 4FeSO4＋O2＋2H2SO42Fe2(SO4)3＋2H2O ①硫桿菌存在時，F(xiàn)eSO4被氧化的速率是無菌時的5105倍，該菌的作用是____________________________________________________________________ ________________________________________________________________。 ②由圖1和圖2判斷使用硫桿菌的最佳條件為________________________。 若反應溫度過高，反應速率下降，其原因是____________________________ _______________________________________________________________。 解析　(1)由題圖可知，0～60 s時段，N2O4的物質(zhì)的量濃度變化為0.060 molL－1，v(N2O4)＝＝0.001 0 molL－1s－1。 (2)①由硫桿菌存在時的反應速率增大5105倍可知，硫桿菌為該反應的催化劑，該反應中硫桿菌改變了反應路徑，降低了反應的活化能。②由圖1可知，溫度在30 ℃左右時，速率最快；由圖2可知，反應混合液的pH＝2.0左右時，速率最快。由此可推斷使用硫桿菌的最佳條件為溫度為30 ℃、混合液的pH＝2.0。若反應溫度過高，硫桿菌蛋白質(zhì)受熱變性(失去活性)，導致反應速率下降。 答案　(1)0.001 0 (2)①降低反應活化能(或作催化劑) ②30 ℃、pH＝2.0　蛋白質(zhì)變性(或硫桿菌失去活性) 一、選擇題 1．下列說法正確的是(　　) A．催化劑是影響化學反應速率的本質(zhì)因素 B．當反應體系容積不變時，減小反應物的量肯定能降低反應速率 C．可逆反應達到反應限度時，化學反應速率為0 D．化學反應速率可用單位時間內(nèi)反應物的濃度變化量來表示 解析　A項，影響化學反應速率的本質(zhì)因素是反應物的性質(zhì)，A錯；B項，如果反應物是固體或液體，減小反應物的量不會影響反應速率，B錯；C項，達到反應限度時，正、逆反應速率相等，但不為零，C錯。 答案　D 2．(2018山東濟寧中學模擬)一定條件下，在容積固定的某密閉容器中發(fā)生反應N2＋3H22NH3。在10 s內(nèi)N2的濃度由5 mol/L降至4 mol/L，下列說法正確的是(　　) A．用NH3表示的化學反應速率為0.1 mol/(Ls) B．使用合適的催化劑，可以加快該反應的速率 C．增加H2的濃度或降低溫度都會加快該反應的速率 D．反應足夠長時間，N2、H2中至少有一種物質(zhì)濃度降為零 解析　根據(jù)題意v(N2)＝0.1 mol/(Ls)，則v(NH3)＝0.2 mol/(Ls)，A項錯誤；使用合適催化劑能加快合成氨的反應速率，B項正確；降低溫度，反應速率減慢，C項錯誤；N2、H2合成氨的反應為可逆反應，延長反應時間不能改變平衡狀態(tài)，N2、H2的濃度不可能降為0，D項錯誤。 答案　B 3．相同溫度下，下列各組的反應中，前者速率一定大于后者的是(　　) A．10 mL 4 molL－1的NaHCO3溶液＋10 mL 2 molL－1鹽酸＋20 mL水與20 mL 3 molL－1的NaHCO3溶液＋10 mL 2 molL－1鹽酸＋10 mL水 B．同品質(zhì)等質(zhì)量的兩份Al(OH)3分別與2 molL－1硫酸、2 molL－1鹽酸反應 C．表面積完全相同的兩塊鈉分別與200 mL、100 mL水反應 D．0.5 molL－1的NaHCO3溶液分別與1 molL－1鹽酸和0.5 molL－1硫酸混合 解析　雖然前者中NaHCO3溶液的濃度較大，但由所給數(shù)據(jù)知其所含溶質(zhì)的量小于后者，故混合后前者溶液中NaHCO3的濃度小于后者，反應速率較小，A錯誤；B項中反應的本質(zhì)為Al(OH)3＋3H＋===3H2O＋Al3＋，由于H2SO4是二元酸，溶液中c(H＋)比鹽酸中的大，故反應速率大于后者，B正確；C項中水的濃度相同，速率相同，C錯誤；D項中雖然兩種酸中c(H＋)相同，但因不知道所用溶液的體積，故無法判斷混合后(反應前)溶液中c(H＋)、c(HCO)的大小，因此無法確定其反應速率的相對大小，D錯誤。 答案　B 4．下列實驗方案和結論都正確且能證明物質(zhì)性質(zhì)決定反應速率大小的是(　　) 選項 實驗方案 實驗結論 A 常溫下，相同形狀、大小的鈉粒分別與水、乙醇反應 鈉與水反應比鈉與乙醇反應快 B 常溫下，濃硫酸、稀硫酸分別與鋁片反應 濃硫酸與鋁片反應較快 C 硫黃分別在空氣中、氧氣中燃燒 硫黃在氧氣中燃燒生成SO3 D 鐵絲在空氣中不能燃燒，在純氧氣中能燃燒 純氧氣中O2比空氣中O2活潑 解析　A項，水中氫比乙醇中羥基上氫活潑，相同形狀、大小的鈉粒與水反應速率大于乙醇，說明物質(zhì)性質(zhì)決定化學反應速率大小，正確；B項，濃硫酸、稀硫酸中溶質(zhì)相同，但是濃度不同，物質(zhì)性質(zhì)不同，常溫下濃硫酸與鋁片發(fā)生鈍化現(xiàn)象，鋁片表面生成一層致密保護膜，氧化膜阻止?jié)饬蛩崤c內(nèi)部鋁接觸，結論錯誤；C項，硫在氧氣中燃燒比在空氣中燃燒劇烈，S在O2中燃燒生成SO2，結論錯誤；D項，空氣中O2和氧氣中O2的化學性質(zhì)相同，鐵絲在空氣中不能燃燒，在氧氣中能燃燒，是因為O2濃度不同，結論錯誤。 答案　A 5．化學反應4A(s)＋3B(g)2C(g)＋D(g)，經(jīng)2 min，B的濃度減少0.6 molL－1，對此反應速率的表示正確的是(　　) A．用A表示的反應速率是0.4 molL－1min－1 B．分別用B、C、D表示的反應速率其比值是3∶2∶1 C．2 min末的反應速率用B表示是0.3 molL－1min－1 D．2 min內(nèi)，v正(B)和v逆(C)表示的反應速率的值都是逐漸減小的 解析　物質(zhì)A是固體，濃度不變，不能用A表示該反應的反應速率，A錯誤；速率之比等于化學計量數(shù)之比，v(B)∶v(C)∶v(D)＝3∶2∶1，B正確；2 min末的反應速率為即時速率，用B表示的速率0.3 molL－1min－1是2 min內(nèi)的平均速率，C錯誤；B是反應物，濃度降低，v正(B)逐漸減小，C是生成物，濃度增大，v逆(C)逐漸增大，D錯誤。 答案　B 7．(2018貴陽高三監(jiān)測)在一密閉容器中充入1 mol H2和1 mol I2，壓強為p(Pa)，并在一定溫度下使其發(fā)生反應：H2(g)＋I2(g)2HI(g)　ΔH＜0，下列說法正確的是(　　) A．保持容器容積不變，向其中加入1 mol H2(g)，反應速率一定加快 B．保持容器容積不變，向其中加入1 mol N2(N2不參加反應)，反應速率一定加快 C．保持容器內(nèi)氣體壓強不變，向其中加入1 mol N2(N2不參加反應)，反應速率一定加快 D．保持容器內(nèi)氣體壓強不變，向其中加入1 mol H2(g)和1 mol I2(g)，再次平衡時反應速率一定加快 解析　增加反應物的濃度，反應速率加快，A項正確；加入氮氣，因為容器容積不變，反應體系中各氣體的濃度不變，故反應速率不變，B項錯誤；保持壓強不變，加入氮氣，容器容積增大，反應體系中各氣體的濃度減小，反應速率減小，C項錯誤；保持壓強不變，再次充入1 mol H2(g)和1 mol I2(g)，則容器容積增大為原來的2倍，再次平衡反應體系中各氣體的濃度不變，反應速率不變，D項錯誤。 答案　A 8．一定溫度下，A、B、C三個容器中均進行同一反應：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－Q kJmol－1，在相同的時間段內(nèi)，測得： 容器 A B C 反應速率 (molL－1min－1) v(H2)＝3 v(N2)＝3 v(NH3)＝4 則三個容器放出的熱量Q的大小關系是(　　) A．B＞C＞A B．A＞B＞C C．C＞A＞B D．B＞A＞C 解析　將B、C兩個容器內(nèi)的反應速率用H2來表示時，B中v(H2)＝9 molL－1min－1、C中v(H2)＝6 molL－1min－1，反應速率越大，單位時間內(nèi)生成的產(chǎn)物越多，放出的熱量越多。 答案　A 9．一定溫度下，在某密閉容器中發(fā)生反應：2HI(g)H2(g)＋I2(g)　ΔH>0，若15 s內(nèi)c(HI)由0.1 molL－1降到0.07 molL－1，則下列說法正確的是(　　) A．0～15 s內(nèi)用I2表示的平均反應速率為v(I2)＝0.002 molL－1s－1 B．c(HI)由0.07 molL－1降到0.05 molL－1所需的反應時間小于10 s C．升高溫度正反應速率加快，逆反應速率減慢 D．減小反應體系的體積，化學反應速率加快 解析　0～15 s內(nèi)，v(I2)＝v(HI)＝＝0.001 molL－1s－1，A項錯誤；隨著反應的進行，c(HI)減小，v(HI)減小，故c(HI)由0.07 molL－1降到0.05 molL－1所需時間大于10 s，B項錯誤；升高溫度，正、逆反應速率均增大，C項錯誤；減小反應體系的體積，壓強增大，反應速率加快，D項正確。 答案　D 10．在2 L恒容容器中投入2.0 mol X(g)、4.0 mol Y發(fā)生如下反應：X(g)＋Y(？)3Z(g) 測得X物質(zhì)的量與時間的關系如表所示： 時間/min 1 2 4 6 8 X物質(zhì)的量/mol 1.5 1.2 1.0 0.9 0.9 下列說法正確的是(　　) A．增加Y的質(zhì)量，反應速率一定加快 B．0～4 min段Z的平均速率為 molL－1min－1 C．2～4 min段X的平均速率為 molL－1min－1 D．X、Y的反應速率一定相等 解析　Y的狀態(tài)不確定，若Y為液態(tài)或固體，Y的量不影響化學反應速率，A項錯誤；v(Z)＝3＝ molL－1min－1，B項正確；v(X)＝＝ molL－1min－1，C項錯誤；Y可能與X的狀態(tài)不相同，所以，X、Y的反應速率不一定相等，D項錯誤。 答案　B 11．(2017湖北八所重點中學聯(lián)考，13)將6 mol CO2和8 mol H2充入一容積為2 L的密閉容器中(溫度保持不變)發(fā)生反應CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＜0。測得H2的物質(zhì)的量隨時間變化如圖中實線所示(圖中字母后的數(shù)字表示對應的坐標)。該反應在8～10 min內(nèi)CO2的平均反應速率是(　　) A．0.5 molL－1min－1 B．0.1 molL－1min－1 C．0 molL－1min－1 D．0.125 molL－1min－1 解析　由題圖可知，該反應在8至10 min內(nèi)，H2的物質(zhì)的量在對應的c、d點都是2 mol，因為v(H2)＝0 molL－1min－1，說明反應達到平衡，各組分的物質(zhì)的量的變化值為0，則v(CO2)＝0 molL－1min－1，故C正確。 答案　C 12．NaHSO3溶液在不同溫度下均可被過量KIO3氧化，當NaHSO3完全消耗即有I2析出，依據(jù)I2析出所需時間可以求得NaHSO3的反應速率。將濃度均為0.020 molL－1的NaHSO3溶液(含少量淀粉)10.0 mL、KIO3(過量)酸性溶液40.0 mL混合，記錄10～55 ℃間溶液變藍時間，55 ℃時未觀察到溶液變藍，實驗結果如下圖。據(jù)圖分析，下列判斷不正確的是(　　) A．40 ℃之前與40 ℃之后溶液變藍的時間隨溫度的變化趨勢相反 B．圖中b、c兩點對應的NaHSO3反應速率相等 C．圖中a點對應的NaHSO3反應速率為5.010－5 molL－1s－1 D．溫度高于40 ℃時，淀粉不宜用作該實驗的指示劑 解析　由題給圖像可知，溫度低于40 ℃時，溫度升高，溶液變藍的時間變短，但溫度高于40 ℃時情況相反，A項正確；因為b、c兩點的溫度不同，反應速率不可能相等，B項錯誤；圖中a點，所用的時間為80 s，則NaHSO3的反應速率為：(0.020 molL－110.0 mL10－3 L/mL)(50 mL10－3 L/mL)(80 s)＝5.010－5 molL－1s－1，C項正確；由題給條件，55 ℃時未觀察到溶液變藍，所以溫度高于40 ℃，淀粉不宜作該實驗的指示劑，D項正確。 答案　B 二、填空題 13．在一定條件下，二氧化硫和氧氣發(fā)生反應： 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。 (1)降低溫度，化學反應速率________(填“增大”、“減小”或“不變”)。 (2)600 ℃時，在一容積為2 L的密閉容器中，將二氧化硫和氧氣混合，在反應進行至10 min和20 min時，分別改變了影響反應的一個條件，反應過程中SO2、O2、SO3物質(zhì)的量變化如圖所示，前10 min正反應速率逐漸________(填“增大”、“減小”或“不變”)；前15 min內(nèi)用SO3表示平均反應速率為________________。 (3)圖中反應進程，表示正反應速率與逆反應速率相等的時間段是_______________________________________________________________。 (4)根據(jù)如圖判斷，10 min時改變的反應條件可能是________(填寫編號，下同)；20 min時改變的反應條件可能是________。 a．加入催化劑 B．縮小容器容積 c．降低溫度 D．增加O2的物質(zhì)的量 解析　(1)降低溫度，化學反應速率減小。(2)前10 min隨著反應的不斷進行，反應物SO2和O2的濃度不斷減小，正反應速率減小，前15 min內(nèi)用SO3表示的平均反應速率為≈1.3310－3 molL－1min－1。(3)反應過程中SO2、O2、SO3物質(zhì)的量不隨時間變化的時間段，即15～20 min和25～30 min反應處于平衡狀態(tài)。(4)10～15 min三條曲線的斜率突然增大，說明反應速率突然加快，其原因可能是加入催化劑或縮小容器容積。反應進行至20 min時，曲線發(fā)生的變化是O2的物質(zhì)的量突然增大，平衡發(fā)生移動，引起SO2、SO3的物質(zhì)的量隨之發(fā)生變化。 答案　(1)減小 (2)減小　1.3310－3 molL－1min－1 (3)15～20 min，25～30 min (4)ab　d 14．某研究性學習小組利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液之間的反應來探究“外界條件改變對化學反應速率的影響”，實驗如下： 實驗序號 實驗 溫度 /K 參加反應的物質(zhì) 溶液顏色 褪至無色 時所需時 間/s KMnO4溶液(含硫酸) H2C2O4溶液 H2O V/mL c/molL－1 V/mL c/molL－1 V/mL A 293 2 0.02 4 0.1 0 t1 B T1 2 0.02 3 0.1 V1 8 C 313 2 0.02 V2 0.1 1 t1 (1)通過實驗A、B，可探究出________(填外部因素)的改變對反應速率的影響，其中V1＝________，T1＝________；通過實驗____________可探究出溫度變化對化學反應速率的影響。 (2)若t1<8，則由此實驗可以得出的結論是________________________________；利用實驗B中數(shù)據(jù)計算，用KMnO4的濃度變化表示的反應速率為v(KMnO4)＝________。 (3)該反應中有無色無味氣體產(chǎn)生且錳被還原為Mn2＋，寫出相應反應的離子方程式________________________________________________________________。 (4)該小組的一位同學通過查閱資料發(fā)現(xiàn)，上述實驗過程中n(Mn2＋)隨時間變化的趨勢如圖所示，并認為造成此種變化的原因是反應體系中的某種粒子對KMnO4與草酸之間的反應有某種特殊的作用，則該作用是________________________________，相應的粒子最可能是(填序號)________。 解析　分析表中數(shù)據(jù)知，本實驗是探究濃度、溫度變化對反應速率產(chǎn)生的影響。實驗中，探究濃度(溫度)對反應速率的影響時，就要確保影響反應速率的其他因素相同。A、B兩組實驗，草酸濃度不同，故溫度應相同，T1＝293；為使A、B兩組實驗中KMnO4濃度相同，則溶液總體積均應為6 mL，故V1＝1。C組溫度與另外兩組不同，加水量與B組相同，故實驗B、C是探究溫度對化學反應速率的影響，因此V2＝3。由A、B實驗現(xiàn)象及濃度差異知，在其他條件相同的情況下，增大反應物濃度可加快化學反應速率。計算反應速率時，c(KMnO4)應是混合溶液中的濃度。利用實驗B中數(shù)據(jù)計算，v(KMnO4)＝0.02 molL－12 L10－3(6 L10－3)8 s＝8.310－4 molL－1s－1。氣體是CO2，故有MnO＋H2C2O4―→Mn2＋＋CO2，依得失電子守恒有2MnO＋5H2C2O4―→2Mn2＋＋10CO2↑，最后依質(zhì)量守恒原理添加H＋與H2O并配平即可。由圖像知，反應中存在反應速率突然增大的過程，這表明反應中生成的某種粒子對該反應有催化作用，結合反應前后溶液成分的差異知，該粒子是Mn2＋。 答案　(1)濃度　1　293　B、C (2)其他條件相同時，增大反應物濃度、反應速率增大(其他合理說法也對)　8.310－4 molL－1s－1 (3)2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O　(4)催化作用　Mn2＋ 15．影響化學反應速率的因素很多，某課外興趣小組用實驗的方法進行探究。 (1)實驗一：取等物質(zhì)的量濃度、等體積的H2O2溶液分別進行下列實驗，實驗報告如下表所示。 序號 條件 現(xiàn)象 結論 溫度/℃ 催化劑 1 40 FeCl3溶液 2 20 FeCl3溶液 3 20 MnO2 4 20 無 試回答：實驗1、2研究的是其他條件相同時________對H2O2分解速率的影響。 (2)實驗二：經(jīng)研究知Cu2＋對H2O2的分解也具有催化作用，為比較Fe3＋和Cu2＋對H2O2分解的催化效果，該小組的同學分別設計了如圖甲、乙所示的實驗。回答相關問題： ①定性分析：如圖甲可通過觀察________，定性比較得出結論。有同學提出將FeCl3改為Fe2(SO4)3更為合理，其理由是________________________________ ________________________________________________________________。 ②定量分析：為了更精確地研究濃度對反應速率的影響，利用乙圖裝置進行定量實驗。完成該實驗應該測定的實驗數(shù)據(jù)是_____________________________。 解析　該題將對化學反應速率影響因素的探究與實驗融合在一起綜合考查，能力要求較高。(1)實驗1、2的實驗條件只有溫度不同，因此是探究溫度對化學反應速率的影響。(2)①圖甲實驗所采取的實驗條件只有催化劑不同，因此可通過觀察反應產(chǎn)生氣泡的快慢來定性說明催化劑的催化效果，將FeCl3改為Fe2(SO4)3可使催化劑的陰離子相同，排除陰離子對催化效果的干擾。②圖乙可精確測出氣體的體積，因此為定量計算出反應速率，需測得的實驗數(shù)據(jù)為測定產(chǎn)生一定體積的氣體所需的時間。 答案　(1)溫度 (2)①反應產(chǎn)生氣泡的快慢　排除陰離子的干擾 ②測定一定時間內(nèi)產(chǎn)生的氣體體積(或測定產(chǎn)生一定體積的氣體所需的時間) 熱點說明：影響化學反應速率的因素有多種，在探究相關規(guī)律時，需要控制其他條件不變，只改變某一個條件，探究這一條件對反應速率的影響。變量探究實驗因為能夠考查學生對于圖表的觀察、分析以及處理實驗數(shù)據(jù)得出合理結論的能力，因而在這幾年高考試題中常有所涉及。 1．考查形式 (1)以表格的形式給出多組實驗數(shù)據(jù)，讓考生找出每組數(shù)據(jù)的變化對化學反應速率的影響。 (2)給出影響化學反應速率的幾種因素，讓考生設計實驗分析各因素對化學反應速率的影響。 2．解題策略 3．實例分析 探究溫度、催化劑對反應：2H2O2===2H2O＋O2↑的影響，可以確定催化劑(是否加入MnO2)和溫度(加熱、常溫)作為可變量，其他的則控制為不變量。 探究對象的反應 2H2O2===2H2O＋O2↑ 控制的可變量 催化劑 溫度 控制的不變量 濃度、溫度等 濃度、催化劑等 實驗方案 取相同量的5% H2O2于兩支規(guī)格相同的試管中，向其中一支試管中加入少量MnO2，另一支不加，在常溫下觀察。 取相同量的5% H2O2于兩支規(guī)格相同的試管中，給其中一支試管加熱，另一支不加熱，觀察。 根據(jù)兩種條件下的反應都有氣體生成的特征，利用導管將生成的氣體導入水槽中，通過觀察水槽中產(chǎn)生氣泡的劇烈程度，并以此判斷該控制變量對化學反應速率是否產(chǎn)生影響以及具體的影響效果。 [模型解題] 1．碘在科研與生活中有重要作用，某興趣小組用0.20 molL－1 KI、0.4%淀粉溶液、0.20 molL－1 K2S2O8、0.010 molL－1 Na2S2O3等試劑，探究反應條件對化學反應速率的影響。 已知：S2O＋2I－===2SO＋I2(慢) I2＋2S2O===2I－＋S4O(快) (1)向KI、Na2S2O3與淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液，當溶液中的Na2S2O3耗盡后，溶液顏色將由無色變?yōu)樗{色，為確保能觀察到藍色，S2O與S2O初始的物質(zhì)的量需滿足的關系為n(S2O)∶n(S2O)________。 (2)如果實驗中不使用Na2S2O3溶液，可能存在的不足是________。 (3)為探究反應物濃度對化學反應速率的影響，設計的實驗方案如下表： 實驗 序號 試劑體積V/mL 顯色時間 t/s K2S2O8 溶液 KI 溶液 水 Na2S2O3 溶液 淀粉 溶液 ① 10 10 0 4 1 26.8 ② 5 10 5 4 1 54.0 ③ 2.5 10 V1 4 1 108.2 ④ 10 5 5 4 1 53.8 ⑤ 5 7.5 7.5 4 V2 t1 表中V1＝________ mL，理由是___________________________________； V2＝________ mL，理由是______________________________________。 顯色時間t1大約是________。 (4)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以得出的結論是________________________________ ______________________________________________________________。 解析　(1)由已知可得，向KI、Na2S2O3與淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液，先發(fā)生反應S2O＋2I－===2SO＋I2(慢)，后發(fā)生反應I2＋2S2O===2I－＋S4O(快)，當溶液中的Na2S2O3耗盡后，碘才能與淀粉作用使溶液顏色將由無色變?yōu)樗{色，根據(jù)方程式S2O＋2I－===2SO＋I2可知，生成1 mol I2需要1 mol S2O，根據(jù)I2＋2S2O===2I－＋S4O可知，I2與S2O的物質(zhì)的量的關系為1∶2，即反應1 mol I2需2 mol S2O，恰好反應時n(S2O)∶n(S2O)＝1∶2，為確保能觀察到藍色，碘需有剩余，則S2O應少量，所以n(S2O)∶n(S2O)＞1∶2。 (2)如果實驗中不使用Na2S2O3溶液，可能存在的不足是顯色時間太短，不易測量。 (3)該實驗是探究反應物濃度對化學反應速率的影響，實驗①與實驗②對照，溶液體積一直是25 mL，為確保溶液體積不變，所以V1＝7.5 mL，理由是保證每次實驗溶液總體積相等。V2＝1 mL，理由是保證淀粉溶液的用量相同。對比幾組實驗數(shù)據(jù)，顯然時間t1大約是72 s。 (4)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以得出的結論是反應速率與反應物濃度成正比關系，即：反應物濃度越大，反應速率越快。 答案　(1)＞0.5　(2)顯色時間太短，不易測量 (3)7.5　保證每次實驗溶液總體積相等　1　保證淀粉溶液的用量相同　72 s(54 s～72 s) (4)反應速率與反應物濃度成正比關系(反應物濃度越大，反應速率越快) 2．興趣小組探究鋅片與鹽酸、醋酸反應時，濃度或溫度對反應速率的影響，他們準備了以下化學用品：0.20 molL－1與0.40 molL－1的HCl溶液、0.2 molL－1與0.40 molL－1的CH3COOH溶液、0.10 molL－1 CuCl2、鋅片(形狀、大小、質(zhì)量相同)、秒表、碳棒、導線、燒杯、幾支試管和膠頭滴管，酸液溫度控制為298 K和308 K。 (1)酸液都取足量、相同體積，請你幫助完成以下實驗設計表(表中不要留空格)： 實驗 編號 溫度 (K) 鹽酸濃度 (molL－1) 醋酸 濃度 實驗目的 ① 298 0.20 － a.實驗①和②是探究________對鋅與鹽酸反應速率的影響；b．實驗①和③是探究________對鋅與鹽酸反應速率的影響；c.實驗①和④是探究相同溫度下，相同濃度的鹽酸、醋酸與鋅反應速率的區(qū)別。 ② 308 0.20 － ③ 298 0.40 － ④ － (2)若(1)中實驗①鋅片消失的時間是20 s，則鋅片剩余質(zhì)量與時間關系圖如圖。假設：該反應溫度每升高10 ℃，反應速率是原來的2倍；溫度相同、濃度相同時，醋酸的平均反應速度是鹽酸的1/2。請你在此圖中大致畫出“實驗②”(用實線)、“實驗④中醋酸實驗”(用虛線)的鋅片質(zhì)量與時間關系曲線。 (3)某實驗小組在做(1)中實驗④時誤加少量0.10 molL－1 CuCl2溶液，發(fā)現(xiàn)反應速率與(1)中實驗①接近。 該組同學對影響因素提出如下假設，請完成假設三： 假設一：Cu2＋對該反應起催化劑作用 假設二：Cl－對該反應起催化劑作用 假設三：_____________________________________________________ …… (4)請你設計實驗驗證上述假設三是否成立，寫出實驗步驟及預期現(xiàn)象： 實驗步驟 預期現(xiàn)象 解析　(1)實驗①和②的不同點是鹽酸的溫度，所以是探究不同溫度對Zn與鹽酸反應速率的影響，實驗①和③的不同點是鹽酸的濃度，所以是探究不同濃度對Zn與鹽酸反應速率的影響，實驗①和④是探究相同溫度下，相同濃度的鹽酸、醋酸與鋅反應速率的區(qū)別，所以實驗④的溫度是298 K，醋酸的濃度是0.20 mol L－1。 (2)該反應溫度每升高10 ℃，反應速率是原來的2倍，溫度相同、濃度相同時，醋酸的平均反應速率是鹽酸的，與①比較，②溫度升高10 ℃，反應速率是原來的2倍，所以②反應時間縮短到10 s；④的反應速率是①的，則反應時間是①的2倍，即20 s2＝40 s，據(jù)此可畫出圖像。 (3)Zn置換出Cu，構成Zn-Cu原電池，能夠加快反應速率，所以假設3為：形成Zn-Cu原電池，加快反應速率。 (4)設計對照實驗，其中一個為原電池，如①將不連接的銅、鋅電極插入稀硫酸中，此過程中銅電極不反應，鋅電極產(chǎn)生氫氣；②將銅、鋅電極用導線連接放入稀硫酸中，可以觀察到在銅電極上迅速產(chǎn)生氫氣，產(chǎn)生氫氣的速率大于①，根據(jù)①②可知，ZnCu構成原電池后可以大大加快反應速率。 答案　(1)④298　0.20　實驗目的：a.不同溫度　b．不同濃度 (2) (3)形成ZnCu原電池，加快反應速率(其他答案合理亦可) (4)①將不連接的銅、鋅電極插入稀硫酸中，②將銅、鋅電極用導線連接放入稀硫酸中　產(chǎn)生氫氣的速率②大于①，證明構成原電池后可以大大加快反應速率