2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第七章 第1講 化學(xué)反應(yīng)速率.doc

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2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第七章 第1講 化學(xué)反應(yīng)速率 [考綱要求]　1.了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念、反應(yīng)速率的定量表示方法。2.了解催化劑在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用。3.理解外界條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，認(rèn)識(shí)其一般規(guī)律。4.了解化學(xué)反應(yīng)速率的調(diào)控在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用。 考點(diǎn)一　化學(xué)反應(yīng)速率 1．表示方法 通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。 2．?dāng)?shù)學(xué)表達(dá)式及單位 v＝，單位為mol·L－1·min－1或mol·L－1·s－1。 3．規(guī)律 同一反應(yīng)在同一時(shí)間內(nèi)，用不同物質(zhì)來表示的反應(yīng)速率可能不同，但反應(yīng)速率的數(shù)值之比等于這些物質(zhì)在化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。 深度思考 判斷正誤，正確的劃“√”，錯(cuò)誤的劃“×” (1)對(duì)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(×) (2)化學(xué)反應(yīng)速率是指一定時(shí)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(×) (3)化學(xué)反應(yīng)速率為0.8 mol·L－1·s－1是指1 s時(shí)某物質(zhì)的濃度為0.8 mol·L－1(×) (4)由v＝計(jì)算平均速率，用反應(yīng)物表示為正值，用生成物表示為負(fù)值(×) (5)同一化學(xué)反應(yīng)，相同條件下用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率，其數(shù)值可能不同，但表示的意義相同(√) (6)根據(jù)反應(yīng)速率的大小可以判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢(√) 題組一　“v＝”的應(yīng)用 1. 一定溫度下，在2 L的密閉容器中，X、Y、Z三種氣體的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如圖所示。回答下列問題： (1)從反應(yīng)開始到10 s時(shí)，v(Z)＝_____________________________________________。 (2)反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________________________________。 答案　(1)0.079 mol·L－1·s－1 (2)X(g)＋Y(g)2Z(g) 解析　(1)Δ(Z)＝1.58 mol v(Z)＝＝0.079 mol·L－1·s－1。 (2)ΔX∶ΔY∶ΔZ＝0.79 mol∶0.79 mol∶1.58 mol＝1∶1∶2 所以反應(yīng)的化學(xué)方程式為X(g)＋Y(g)2Z(g)。 2．在一密閉容器中充入一定量的N2和O2，在電火花作用下發(fā)生反應(yīng)N2＋O2===2NO，經(jīng)測(cè)定前3 s用N2表示的反應(yīng)速率為0.1 mol·L－1·s－1，則6 s末NO的濃度為(　　) A．1.2 mol·L－1 B．大于1.2 mol·L－1 C．小于1.2 mol·L－1 D．不能確定 答案　C 解析　本題考查化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算，意在考查學(xué)生對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率公式的靈活運(yùn)用能力。前3 s用N2表示的反應(yīng)速率為0.1 mol·L－1·s－1，即用NO表示的反應(yīng)速率為0.2 mol·L－1·s－1，如果3～6 s的反應(yīng)速率仍為0.2 mol·L－1·s－1，則NO的濃度為1.2 mol·L－1，由于隨著反應(yīng)進(jìn)行，反應(yīng)物的濃度減小，反應(yīng)速率減慢，故應(yīng)小于1.2 mol·L－1。 1.“===”、“”運(yùn)用不準(zhǔn)確。 2．計(jì)算速率時(shí)忽略體積，用物質(zhì)的量變化值除以時(shí)間。 3．單位使用不規(guī)范，如把a(bǔ) mol·L－1·min－1表示為a mol/L·min或a mol/(Lmin)。 題組二　化學(xué)反應(yīng)速率的大小比較 3．已知反應(yīng)4CO＋2NO2N2＋4CO2在不同條件下的化學(xué)反應(yīng)速率如下，其中表示反應(yīng)速率最快的是(　　) A．v(CO)＝1.5 mol·L－1·min－1 B．v(NO2)＝0.7 mol·L－1·min－1 C．v(N2)＝0.4 mol·L－1·min－1 D．v(CO2)＝1.1 mol·L－1·min－1 答案　C 解析　轉(zhuǎn)化為相同的物質(zhì)表示的反應(yīng)速率進(jìn)行比較，B項(xiàng)v(CO)＝1.4 mol·L－1·min－1；C項(xiàng)v(CO)＝1.6 mol·L－1·min－1；D項(xiàng)v(CO)＝1.1 mol·L－1·min－1，C項(xiàng)反應(yīng)速率最快。 4．對(duì)于可逆反應(yīng)A(g)＋3B(s)2C(g)＋2D(g)，在不同條件下的化學(xué)反應(yīng)速率如下，其中表示的反應(yīng)速率最快的是(　　) A．v(A)＝0.5 mol·L－1·min－1 B．v(B)＝1.2 mol·L－1·s－1 C．v(D)＝0.4 mol·L－1·min－1 D．v(C)＝0.1 mol·L－1·s－1 答案　D 解析　本題可以采用歸一法進(jìn)行求解，通過方程式的計(jì)量數(shù)將不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率折算成同一物質(zhì)表示的反應(yīng)速率進(jìn)行比較，B項(xiàng)中的B物質(zhì)是固體，不能表示反應(yīng)速率；C項(xiàng)中對(duì)應(yīng)的v(A)＝0.2 mol·L－1·min－1；D項(xiàng)中對(duì)應(yīng)的v(A)＝3 mol·L－1·min－1。 化學(xué)反應(yīng)速率大小的比較方法 由于同一化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率用不同物質(zhì)表示時(shí)數(shù)值可能不同，所以比較反應(yīng)的快慢不能只看數(shù)值的大小，而要進(jìn)行一定的轉(zhuǎn)化。 (1)看單位是否統(tǒng)一，若不統(tǒng)一，換算成相同的單位。 (2)換算成同一物質(zhì)表示的速率，再比較數(shù)值的大小。 (3)比較化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計(jì)量數(shù)的比值，即對(duì)于一般反應(yīng)aA＋bB===cC＋dD，比較與，若＞，則A表示的反應(yīng)速率比B的大。 題組三　“三段式”模板突破化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算 5．可逆反應(yīng)aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，取a mol A和b mol B置于V L的容器中，1 min后，測(cè)得容器內(nèi)A的濃度為x mol·L－1。這時(shí)B的濃度為______ mol·L－1，C的濃度為______ mol·L－1。這段時(shí)間內(nèi)反應(yīng)的平均速率若以物質(zhì)A的濃度變化來表示，應(yīng)為________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________。 答案　?。瓁　v(A)＝(－x)mol·L－1·min－1 所以此時(shí) c(B)＝mol·L－1＝ mol·L－1， c(C)＝mol·L－1＝(－)mol·L－1， v(A)＝＝(－x)mol·L－1·min－1。 　對(duì)于較為復(fù)雜的關(guān)于反應(yīng)速率的題目 常采用以下步驟和模板計(jì)算 1．寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。 2．找出各物質(zhì)的起始量、轉(zhuǎn)化量、某時(shí)刻量。 3．根據(jù)已知條件列方程式計(jì)算。 例如：反應(yīng)　　　　　　 mA?。B  pC 起始濃度(mol·L－1) a b c 轉(zhuǎn)化濃度(mol·L－1) x 某時(shí)刻濃度(mol·L－1) a－x b－ c＋ 考點(diǎn)二　影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 1．內(nèi)因(主要因素) 反應(yīng)物本身的性質(zhì)。 2．外因(其他條件不變，只改變一個(gè)條件) 3．理論解釋——有效碰撞理論 (1)活化分子、活化能、有效碰撞 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(yīng)的活化能，使用催化劑時(shí)的活化能為E3，反應(yīng)熱為E1－E2。(注：E2為逆反應(yīng)的活化能) ③有效碰撞：活化分子之間能夠引發(fā)化學(xué)反應(yīng)的碰撞。 (2)活化分子、有效碰撞與反應(yīng)速率的關(guān)系 深度思考 1．按要求填空 (1)形狀大小相同的鐵、鋁分別與等濃度的鹽酸反應(yīng)生成氫氣的速率：鐵______鋁(填“大于”、“小于”或“等于”)。 (2)對(duì)于Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，改變下列條件對(duì)生成氫氣的速率有何影響？(填“增大”、“減小”或“不變”) ①升高溫度：________； ②增大鹽酸濃度：__________； ③增大鐵的質(zhì)量：__________； ④增加鹽酸體積：____________； ⑤把鐵片改成鐵粉：____________； ⑥滴入幾滴CuSO4溶液：____________； ⑦加入NaCl固體：____________； ⑧加入CH3COONa固體____________； ⑨加入一定體積的Na2SO4溶液____________。 (3)若把(2)中的稀鹽酸改成“稀硝酸”或“濃硫酸”是否還產(chǎn)生H2，為什么？ 答案　(1)小于　(2)①增大?、谠龃蟆、鄄蛔儭、懿蛔? ⑤增大?、拊龃螈卟蛔儭、鄿p小?、釡p小　(3)不會(huì)產(chǎn)生H2，F(xiàn)e和稀硝酸反應(yīng)生成NO；常溫下，F(xiàn)e在濃硫酸中鈍化。 2．判斷正誤，正確的劃“√”，錯(cuò)誤的劃“×” (1)催化劑能降低反應(yīng)所需的活化能，ΔH也會(huì)發(fā)生變化(×) (2)溫度、催化劑能改變活化分子的百分?jǐn)?shù)(√) (3)對(duì)于反應(yīng)A＋BC，改變?nèi)萜黧w積，化學(xué)反應(yīng)速率一定發(fā)生變化(×) 題組一　濃度與壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 1．對(duì)反應(yīng)A＋BAB來說，常溫下按以下情況進(jìn)行反應(yīng)： ①20 mL溶液中含A、B各0.01 mol?、?0 mL溶液中含A、B各0.05 mol?、?.1 mol·L－1的A、B溶液各10 mL④0.5 mol·L－1的A、B溶液各50 mL 四者反應(yīng)速率的大小關(guān)系是(　　) A．②>①>④>③ B．④>③>②>① C．①>②>④>③ D．①>②>③>④ 答案　A 解析　①中c(A)＝c(B)＝＝0.5 mol·L－1； ②中c(A)＝c(B)＝＝1 mol·L－1； ③中c(A)＝c(B)＝＝0.05 mol·L－1； ④中c(A)＝c(B)＝＝0.25 mol·L－1； 在其他條件一定的情況下，濃度越大，反應(yīng)速率越大，所以反應(yīng)速率由大到小的順序?yàn)棰?①>④>③。 2．一定溫度下，反應(yīng)N2(g)＋O2(g)2NO(g)在密閉容器中進(jìn)行，回答下列措施對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。(填“增大”、“減小”或“不變”) (1)縮小體積使壓強(qiáng)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 氣體反應(yīng)體系中充入惰性氣體(不參與反應(yīng))時(shí) 對(duì)反應(yīng)速率的影響 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(yīng)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(yīng)速率減小。 題組二　外界條件對(duì)反應(yīng)速率影響的綜合判斷 3．硫代硫酸鈉溶液與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，下列各組實(shí)驗(yàn)中最先出現(xiàn)渾濁的是(　　) 選 項(xiàng) 反應(yīng)溫度 /℃ Na2S2O3溶液 稀H2SO4 H2O V/mL c/mol·L－1 V/mL c/mol·L－1 V/mL A 25 5 0.1 10 0.1 5 B 25 5 0.2 5 0.2 10 C 35 5 0.1 10 0.1 5 D 35 5 0.2 5 0.2 10 答案　D 解析　本題考查化學(xué)反應(yīng)速率，意在考查學(xué)生分析外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。結(jié)合選項(xiàng)知混合液的體積都為20 mL，但選項(xiàng)D中反應(yīng)溫度最高、反應(yīng)物Na2S2O3的濃度最大，其反應(yīng)速率最大，故最先看到渾濁(有硫單質(zhì)生成)。 4．等質(zhì)量的鐵與過量的鹽酸在不同的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行反應(yīng)，測(cè)得在不同時(shí)間(t)內(nèi)產(chǎn)生氣體體積(V)的數(shù)據(jù)如圖所示，根據(jù)圖示分析實(shí)驗(yàn)條件，下列說法中一定不正確的是(雙選)(　　) 組別 對(duì)應(yīng)曲線 c(HCl)/mol·L－1 反應(yīng)溫度/℃ 鐵的狀態(tài) 1 a 30 粉末狀 2 b 30 粉末狀 3 c 2.5 塊狀 4 d 2.5 30 塊狀 A．第4組實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)速率最慢 B．第1組實(shí)驗(yàn)中鹽酸的濃度大于2.5 mol·L－1 C．第2組實(shí)驗(yàn)中鹽酸的濃度大于2.5 mol·L－1 D．第3組實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)溫度低于30 ℃ 答案　CD 解析　由圖像可知，1、2、3、4組實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的氫氣一樣多，只是反應(yīng)速率有快慢之分。第4組實(shí)驗(yàn)，反應(yīng)所用時(shí)間最長(zhǎng)，故反應(yīng)速率最慢，A正確；第1組實(shí)驗(yàn)，反應(yīng)所用時(shí)間最短，故反應(yīng)速率最快，根據(jù)控制變量法原則知鹽酸濃度應(yīng)大于2.5 mol·L－1，B正確；第2組實(shí)驗(yàn)，鐵是粉末狀，與3、4組塊狀鐵相區(qū)別，根據(jù)控制變量法原則知鹽酸的濃度應(yīng)等于2.5 mol·L－1，C錯(cuò)誤；由3、4組實(shí)驗(yàn)并結(jié)合圖像知第3組實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)溫度應(yīng)高于30 ℃，D錯(cuò)誤。 考點(diǎn)三　控制變量法探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有多種，在探究相關(guān)規(guī)律時(shí)，需要控制其他條件不變，只改變某一個(gè)條件，探究這一條件對(duì)反應(yīng)速率的影響。變量探究實(shí)驗(yàn)因?yàn)槟軌蚩疾閷W(xué)生對(duì)于圖表的觀察、分析以及處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納得出合理結(jié)論的能力，因而在這幾年高考試題中有所考查。解答此類試題時(shí)，要認(rèn)真審題，清楚實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，弄清要探究的外界條件有哪些。然后分析題給圖表，確定一個(gè)變化的量，弄清在其他幾個(gè)量不變的情況下，這個(gè)變化量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，進(jìn)而總結(jié)出規(guī)律。然后再確定另一個(gè)變量，重新進(jìn)行相關(guān)分析。但在分析相關(guān)數(shù)據(jù)時(shí)，要注意題給數(shù)據(jù)的有效性。 1．某實(shí)驗(yàn)小組以H2O2分解為例，研究濃度、催化劑、溶液酸堿性對(duì)反應(yīng)速率的影響。在常溫下按照如下方案完成實(shí)驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn) 編號(hào) 反應(yīng)物 催化劑 ① 10 mL 2% H2O2溶液 無 ② 10 mL 5% H2O2溶液 無 ③ 10 mL 5% H2O2溶液 1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液 ④ 10 mL 5% H2O2溶液＋少量HCl溶液 1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液 ⑤ 10 mL 5% H2O2溶液＋少量NaOH溶液 1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液 (1)催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率的原因是_____________________________________________ ___________________________。 (2)常溫下5% H2O2溶液的pH約為6，H2O2的電離方程式為_____________________________ ___________________________________________。 (3)實(shí)驗(yàn)①和②的目的是_______________________________________________________。 實(shí)驗(yàn)時(shí)由于沒有觀察到明顯現(xiàn)象而無法得出結(jié)論。資料顯示，通常條件下H2O2穩(wěn)定，不易分解。為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，你?duì)原實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)是______________________________。 (4)實(shí)驗(yàn)③、④、⑤中，測(cè)得生成氧氣的體積隨時(shí)間變化的關(guān)系如下圖： 分析上圖能夠得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是_______________________________________________。 答案　(1)降低了反應(yīng)的活化能　(2)H2O2H＋＋HO (3)探究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響　向反應(yīng)物中加入等量同種催化劑(或?qū)⑹⒂蟹磻?yīng)物的試管放入同一熱水浴中) (4)堿性環(huán)境能增大H2O2分解的速率，酸性環(huán)境能減小H2O2分解的速率 解析　(1)加入催化劑，能降低反應(yīng)的活化能，使更多的分子成為活化分子，從而加快化學(xué)反應(yīng)速率。 (2)常溫下，H2O2的pH約為6，則H2O2為弱酸，其電離方程式為H2O2H＋＋HO。 (3)實(shí)驗(yàn)①、②中均沒有使用催化劑，只是增大了H2O2的濃度，故實(shí)驗(yàn)①、②的目的是探究濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。因?qū)嶒?yàn)過程中現(xiàn)象不明顯，可采用升溫或使用同種催化劑的方法加快反應(yīng)速率來達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹? (4)實(shí)驗(yàn)③、④、⑤中H2O2的濃度相同，并加入相同量的同種催化劑，而改變的條件是④中酸性增強(qiáng)，⑤中堿性增強(qiáng)。通過相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生O2的快慢(⑤>③>④)可得出如下結(jié)論：溶液的堿性增強(qiáng)，能加快H2O2的分解，而溶液的酸性增強(qiáng)，能減慢H2O2的分解。 2．某小組利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反應(yīng)來探究“外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響”。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先分別量取兩種溶液，然后倒入試管中迅速振蕩混合均勻，開始計(jì)時(shí)，通過測(cè)定褪色所需時(shí)間來判斷反應(yīng)的快慢。該小組設(shè)計(jì)了如下方案。 編 號(hào) H2C2O4溶液 酸性KMnO4溶液 溫度℃ 濃度/(mol·L－1) 體積/mL 濃度/(mol·L－1) 體積/mL ① 0.10 2.0 0.010 4.0 25 ② 0.20 2.0 0.010 4.0 25 ③ 0.20 2.0 0.010 4.0 50 (1)已知反應(yīng)后H2C2O4轉(zhuǎn)化為CO2逸出，KMnO4溶液轉(zhuǎn)化為MnSO4，每消耗1 mol H2C2O4轉(zhuǎn)移________mol電子。為了觀察到紫色褪去，H2C2O4與KMnO4初始的物質(zhì)的量需要滿足的關(guān)系為n(H2C2O4)∶n(KMnO4)≥__________________________。 (2)探究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的實(shí)驗(yàn)編號(hào)是________(填編號(hào)，下同)，可探究反應(yīng)物濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的實(shí)驗(yàn)編號(hào)是____________。 (3)實(shí)驗(yàn)①測(cè)得KMnO4溶液的褪色時(shí)間為40 s，忽略混合前后溶液體積的微小變化，這段時(shí)間內(nèi)平均反應(yīng)速率v(KMnO4)＝________ mol·L－1·min－1。 (4)已知50 ℃時(shí)c(MnO)～反應(yīng)時(shí)間t的變化曲線如圖。若保持其他條件不變，請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)圖中，畫出25 ℃時(shí)c(MnO)～t的變化曲線示意圖。 答案　(1)2　2.5　(2)②和③?、俸廷凇?3)0.010(或1.0×10－2) (4) 解析　(1)H2C2O4中碳的化合價(jià)是＋3價(jià)，CO2中碳的化合價(jià)為＋4價(jià)，故每消耗1 mol H2C2O4轉(zhuǎn)移2 mol電子，配平反應(yīng)方程式為2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O，為保證KMnO4完全反應(yīng)，c(H2C2O4)∶c(KMnO4)≥2.5。(2)探究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響，則濃度必然相同，則為編號(hào)②和③；同理探究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響的實(shí)驗(yàn)是①和②。 (3)v(KMnO4)＝(0.010 mol·L－1×)÷()＝0.010 mol·L－1·min－1。 (4)溫度降低，化學(xué)反應(yīng)速率減小，故KMnO4褪色時(shí)間延長(zhǎng)，故作圖時(shí)要同時(shí)體現(xiàn)25 ℃ MnO濃度降低比50 ℃時(shí)MnO的濃度降低緩慢和達(dá)到平衡時(shí)間比50 ℃時(shí)“拖后”。 探究高考　明確考向 1．(xx·新課標(biāo)全國(guó)卷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(jī)理為 H2O2＋I(xiàn)－―→H2O＋I(xiàn)O－　　　　慢 H2O2＋I(xiàn)O－―→H2O＋O2＋I(xiàn)－　　快 下列有關(guān)該反應(yīng)的說法正確的是(　　) A．反應(yīng)速率與I－濃度有關(guān) B．IO－也是該反應(yīng)的催化劑 C．反應(yīng)活化能等于98 kJ·mol－1 D．v(H2O2)＝v(H2O)＝v(O2) 答案　A 解析　A項(xiàng)，將題給兩個(gè)反應(yīng)合并可得總反應(yīng)為2H2O2===2H2O＋O2↑，該反應(yīng)中I－作催化劑，其濃度的大小將影響該反應(yīng)的反應(yīng)速率；B項(xiàng)，該反應(yīng)中IO－是中間產(chǎn)物，不是該反應(yīng)的催化劑；C項(xiàng)，反應(yīng)的活化能表示一個(gè)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生所需要的最小能量，分解1 mol H2O2放出98 kJ熱量，不能據(jù)此判斷該反應(yīng)的活化能；D項(xiàng)，由反應(yīng)速率與對(duì)應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系可知v(H2O2)＝v(H2O)＝2v(O2)。 2．(xx·北京理綜，12)一定溫度下，10 mL 0.40 mol·L－1 H2O2溶液發(fā)生催化分解。不同時(shí)刻測(cè)得生成O2的體積(已折算為標(biāo)準(zhǔn)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(jì))(　　) A．0～6 min的平均反應(yīng)速率： v(H2O2)≈3.3×10－2 mol·L－1·min－1 B．6～10 min的平均反應(yīng)速率： v(H2O2)<3.3×10－2 mol·L－1·min－1 C．反應(yīng)到6 min時(shí)，c(H2O2)＝0.30 mol·L－1 D．反應(yīng)到6 min時(shí)，H2O2分解了50% 答案　C 解析　2H2O22H2O＋O2↑ A項(xiàng)，6 min時(shí)，生成O2的物質(zhì)的量n(O2)＝＝1×10－3 mol，依據(jù)反應(yīng)方程式，消耗n(H2O2)＝2×10－3 mol，所以0～6 min時(shí)，v(H2O2)＝≈3.3×10－2 mol·L－1·min－1，正確；B項(xiàng)，6～10 min時(shí)，生成O2的物質(zhì)的量n(O2)＝≈0.335×10－3 mol，依據(jù)反應(yīng)方程式，消耗n(H2O2)＝0.335×10－3 mol×2＝0.67×10－3 mol,6～10 min時(shí)，v(H2O2)＝≈1.68×10－2 mol·L－1·min－1<3.3×10－2 mol·L－1·min－1，正確；C項(xiàng)，反應(yīng)至6 min時(shí)，消耗n(H2O2)＝2×10－3 mol，剩余n(H2O2)＝0.40 mol·L－1×0.01 L－2×10－3 mol＝2×10－3 mol，c(H2O2)＝＝0.20 mol·L－1，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，反應(yīng)至6 min時(shí)，消耗n(H2O2)＝2×10－3 mol，n(H2O2)總＝4×10－3 mol，所以H2O2分解了50%，正確。 3．(xx·福建理綜，12)在一定條件下，N2O分解的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下： 反應(yīng)時(shí)間/min 0 10 20 30 40 50 c(N2O)/mol·L－1 0.100 0.090 0.080 0.070 0.060 0.050 反應(yīng)時(shí)間/min 60 70 80 90 100 c(N2O)/mol·L－1 0.040 0.030 0.020 0.010 0.000 下圖能正確表示該反應(yīng)有關(guān)物理量變化規(guī)律的是(　　) (注：圖中半衰期指任一濃度N2O消耗一半時(shí)所需的相應(yīng)時(shí)間，c1、c2均表示N2O初始濃度且c1＜c2) 答案　A 解析　分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可看出，相同時(shí)間間隔內(nèi)，N2O物質(zhì)的量濃度變化值相同，可得出結(jié)論：N2O的分解速率與其物質(zhì)的量濃度無關(guān)，故A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；分析數(shù)據(jù)可知： 0．100 mol·L－1→0.050 mol·L－1時(shí)間為50 min， 0．080 mol·L－1→0.040 mol·L－1時(shí)間為40 min， 0．060 mol·L－1→0.030 mol·L－1時(shí)間為30 min， 0．040 mol·L－1→0.020 mol·L－1時(shí)間為20 min， 0．020 mol·L－1→0.010 mol·L－1時(shí)間為10 min，所以隨著N2O物質(zhì)的量濃度的增大，半衰期增大，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；轉(zhuǎn)化率相等的情況下，濃度越大，所需時(shí)間越長(zhǎng)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 4．[xx·廣東理綜，33(1)]H2O2是一種綠色氧化還原試劑，在化學(xué)研究中應(yīng)用廣泛。 某小組擬在同濃度Fe3＋的催化下，探究H2O2濃度對(duì)H2O2分解反應(yīng)速率的影響。限選試劑與儀器：30%H2O2,0.1 mol·L－1Fe2(SO4)3、蒸餾水、錐形瓶、雙孔塞、水槽、膠管、玻璃導(dǎo)管、量筒、秒表、恒溫水浴槽、注射器。 ①寫出本實(shí)驗(yàn)H2O2分解反應(yīng)方程式并標(biāo)明電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目：________________________________________________________________________。 ②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案：在不同H2O2濃度下，測(cè)定________________________(要求所測(cè)得的數(shù)據(jù)能直接體現(xiàn)反應(yīng)速率大小)。 ③設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置，完成上圖的裝置示意圖。 ④參照下表格式，擬定實(shí)驗(yàn)表格，完整體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)方案(列出所選試劑體積、需記錄的待測(cè)物理量和所擬定的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)用字母表示)。 物理量 實(shí)驗(yàn)序號(hào) V[0.1 mol·L－1 Fe2(SO4)3]/mL …… 1 a …… 2 a …… 答案?、佟? ②生成相同體積的氧氣所需要的時(shí)間(或相同時(shí)間內(nèi)，生成氧氣的體積) ③ ④ V(H2O2)/mL V(H2O)/mL V(O2)/mL t/s 1 b c e d 2 c b e f 或 V(H2O2)/mL V(H2O)/mL t/s V(O2)/mL 1 b c e d 2 c b e f 解析?、俜治龌蟽r(jià)并應(yīng)用化合價(jià)變化規(guī)律解決問題。雙氧水中氧元素的化合價(jià)為－1價(jià)，發(fā)生分解反應(yīng)生成氧氣，O2中O的化合價(jià)為0價(jià)，水中O元素的化合價(jià)為－2價(jià)，所以是自身的氧化還原反應(yīng)，用單線橋法表示其電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目： ②做實(shí)驗(yàn)題時(shí)，首先要明確實(shí)驗(yàn)原理。該實(shí)驗(yàn)是探究雙氧水的分解速率，所以應(yīng)測(cè)定不同濃度雙氧水分解時(shí)產(chǎn)生氧氣的速率，即可以測(cè)定相同時(shí)間內(nèi)生成氧氣的體積。③根據(jù)題目給出的限選儀器可以選用導(dǎo)管、水槽、量筒組成氣體收集裝置。④探究時(shí)一定要注意變量的控制，即只改變一個(gè)變量，才能說明該變量對(duì)反應(yīng)的影響。表格中給出了硫酸鐵的量，且體積均相等。而探究的是不同濃度的雙氧水分解的速率，所以必須要有不同濃度的雙氧水，但題給試劑中只有30%的雙氧水，因此還需要蒸餾水，要保證硫酸鐵的濃度相同，必須保證兩組實(shí)驗(yàn)中雙氧水和蒸餾水的總體積相同，且兩組實(shí)驗(yàn)中雙氧水和蒸餾水的體積不同兩個(gè)條件。同時(shí)還要記錄兩組實(shí)驗(yàn)中收集相同體積氧氣所需時(shí)間或相同時(shí)間內(nèi)收集氧氣的體積大小。 5．(xx·安徽理綜，28)某酸性工業(yè)廢水中含有K2Cr2O7。光照下，草酸(H2C2O4)能將其中的Cr2O轉(zhuǎn)化為Cr3＋。某課題組研究發(fā)現(xiàn)，少量鐵明礬[Al2Fe(SO4)4·24H2O]即可對(duì)該反應(yīng)起催化作用。為進(jìn)一步研究有關(guān)因素對(duì)該反應(yīng)速率的影響，探究如下： (1)在25 ℃下，控制光照強(qiáng)度、廢水樣品初始濃度和催化劑用量相同，調(diào)節(jié)不同的初始pH和一定濃度草酸溶液用量，做對(duì)比實(shí)驗(yàn)，完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表(表中不要留空格)。 實(shí)驗(yàn) 編號(hào) 初始pH 廢水 樣品 體積/mL 草酸溶液 體積/mL 蒸餾水 體積/mL ① 4 60 10 30 ② 5 60 10 30 ③ 5 60 測(cè)得實(shí)驗(yàn)①和②溶液中的Cr2O濃度隨時(shí)間變化關(guān)系如圖所示。 (2)上述反應(yīng)后草酸被氧化為________(填化學(xué)式)。 (3)實(shí)驗(yàn)①和②的結(jié)果表明________；實(shí)驗(yàn)①中0～t1時(shí)間段反應(yīng)速率v(Cr3＋)＝________mol·L－1·min－1(用代數(shù)式表示)。 (4)該課題組對(duì)鐵明礬[Al2Fe(SO4)4·24H2O]中起催化作用的成分提出如下假設(shè)，請(qǐng)你完成假設(shè)二和假設(shè)三： 假設(shè)一：Fe2＋起催化作用； 假設(shè)二：________； 假設(shè)三：________； …… (5)請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述假設(shè)一，完成下表中內(nèi)容。 [除了上述實(shí)驗(yàn)提供的試劑外，可供選擇的藥品有K2SO4、FeSO4、K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O、Al2(SO4)3等。溶液中Cr2O的濃度可用儀器測(cè)定] 實(shí)驗(yàn)方案 (不要求寫具體操作過程) 預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論 答案　(1) 實(shí)驗(yàn) 編號(hào) 初始 pH 廢水樣品 體積/mL 草酸溶液 體積/mL 蒸餾水 體積/mL ③ 20 20 (2)CO2 (3)溶液pH對(duì)該反應(yīng)的速率有影響　 (4)Al3＋起催化作用　SO起催化作用 (5) 實(shí)驗(yàn)方案 (不要求寫具體操作過程) 預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論 用等物質(zhì)的量的K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O代替實(shí)驗(yàn)①中的鐵明礬，控制其他條件與實(shí)驗(yàn)①相同，進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn) 反應(yīng)進(jìn)行相同時(shí)間后，若溶液中c(Cr2O)大于實(shí)驗(yàn)①中的c(Cr2O)，則假設(shè)一成立，若兩溶液中的c(Cr2O)相同，則假設(shè)一不成立 (本題屬于開放性試題，合理答案均可) 解析　首先看清實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，確定條件改變的唯一變量，再根據(jù)圖給信息進(jìn)行綜合分析；對(duì)于實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)也主要考慮變量的控制。(1)要保證其他量不變，草酸用量為唯一變量，必須保證溶液的體積為100 mL，所以加入草酸和水的體積之和應(yīng)為40 mL，兩者的具體體積沒有要求，只需與②中數(shù)據(jù)不同即可。(2)此反應(yīng)中鉻的化合價(jià)由＋6價(jià)變?yōu)椋?價(jià)，化合價(jià)降低，所以碳的化合價(jià)應(yīng)升高，草酸中碳的化合價(jià)為＋3價(jià)，反應(yīng)后只能變?yōu)椋?價(jià)，即生成CO2。(3)通過圖像可以明顯看到，實(shí)驗(yàn)①的反應(yīng)速率比實(shí)驗(yàn)②的快，故pH越小，反應(yīng)速率越快，說明溶液pH對(duì)該反應(yīng)的速率有影響；在0～t1時(shí)間段，Cr2O的濃度改變了(c0－c1) mol·L－1，其反應(yīng)速率為(c0－c1)/t1 mol·L－1·min－1，所以v(Cr3＋)＝2(c0－c1)/t1 mol·L－1·min－1。(4)鐵明礬中除結(jié)晶水外，共有三種離子，均可能起催化作用，除Fe2＋外，還有Al3＋和SO。(5)要想驗(yàn)證假設(shè)一正確，必須確定Al3＋和SO不起催化作用，所以可選擇K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O，為了確保Al3＋和SO 的濃度與原來的相同，所以取和鐵明礬相同物質(zhì)的量的K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O。 練出高分 一、單項(xiàng)選擇題 1．某反應(yīng)過程中能量變化如圖所示，下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．該反應(yīng)為放熱反應(yīng) B．催化劑改變了化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng) C．催化劑不改變化學(xué)反應(yīng)過程 D．催化劑改變了化學(xué)反應(yīng)速率 答案　D 解析　A項(xiàng)，反應(yīng)物總能量低于生成物總能量應(yīng)為吸熱反應(yīng)，催化劑降低反應(yīng)所需活化能，改變反應(yīng)過程，改變化學(xué)反應(yīng)速率，但熱效應(yīng)不變，所以D正確。 2．下列說法正確的是(　　) ①參加反應(yīng)的物質(zhì)的性質(zhì)是影響化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素 ②光是影響某些化學(xué)反應(yīng)速率的外界條件之一?、蹧Q定化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素是濃度?、懿还苁裁捶磻?yīng)，增大濃度、加熱、加壓、使用催化劑都可以加快反應(yīng)速率 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 答案　A 解析　影響化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素是參加反應(yīng)的物質(zhì)的性質(zhì)，①正確，③錯(cuò)誤；影響化學(xué)反應(yīng)速率的外因包括濃度、溫度、催化劑、壓強(qiáng)和其他一些條件(如光等)，②正確；加壓對(duì)沒有氣體參加的反應(yīng)影響不大，④錯(cuò)誤。 3．下列有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的說法正確的是(　　) A．用鐵片和稀硫酸反應(yīng)制氫氣時(shí)，可改用98%的濃硫酸加快生成氫氣速率 B．100 mL 2 mol·L－1的鹽酸跟鋅片反應(yīng)，加入適量的氯化鈉溶液，反應(yīng)速率不變 C．SO2的催化氧化是一個(gè)放熱反應(yīng)，所以升高溫度，反應(yīng)速率減慢 D．汽車尾氣中NO和CO可以緩慢反應(yīng)生成N2和CO2，減小壓強(qiáng)反應(yīng)速率減慢 答案　D 解析　常溫下，鐵和濃硫酸發(fā)生鈍化現(xiàn)象，得不到氫氣，故A錯(cuò)誤；溶液中氫離子濃度降低，導(dǎo)致反應(yīng)速率減小，故B錯(cuò)誤；升高溫度反應(yīng)速率增大，故C錯(cuò)誤；減小壓強(qiáng)，反應(yīng)速率減慢，故D正確。 4．反應(yīng)4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)在10 L密閉容器中進(jìn)行，半分鐘后，水蒸氣的物質(zhì)的量增加了0.45 mol，則此反應(yīng)的平均反應(yīng)速率v(X)(反應(yīng)物的消耗速率或產(chǎn)物的生成速率)可表示為(　　) A．v(O2)＝0.001 mol·L－1·s－1 B．v(NH3)＝0.01 mol·L－1·s－1 C．v(NO)＝0.001 mol·L－1·s－1 D．v(H2O)＝0.045 mol·L－1·s－1 答案　C 解析　半分鐘后，水蒸氣的物質(zhì)的量增加了0.45 mol，則水蒸氣的濃度變化量是0.45 mol÷10 L＝0.045 mol·L－1。所以用水蒸氣表示的反應(yīng)速率是0.045 mol·L－1÷30 s＝0.001 5 mol·L－1·s－1，又因?yàn)榉磻?yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，所以v(O2)＝v(H2O)＝×0.001 5 mol·L－1·s－1＝0.001 25 mol·L－1·s－1，v(NH3)＝v(NO)＝×0.001 5 mol·L－1·s－1＝0.001 mol·L－1·s－1，C正確。 5．在容積為2 L的密閉容器中，有反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，經(jīng)過5分鐘達(dá)到平衡，此時(shí)各物質(zhì)的變化為A減少a mol·L－1，B的平均反應(yīng)速率v(B)＝ mol·L－1· min－1，C增加 mol·L－1，這時(shí)若增加系統(tǒng)壓強(qiáng)，發(fā)現(xiàn)A與C的百分含量不變，則m∶n∶p∶q為(　　) A．3∶1∶2∶2 B．1∶3∶2∶2 C．1∶3∶2∶1 D．1∶1∶1∶1 答案　A 解析　B的平均反應(yīng)速率v(B)＝ mol·L－1·min－1，則B的濃度減少 mol·L－1·min－1×5 min＝ mol·L－1。又因?yàn)闈舛鹊淖兓恐仁窍鄳?yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，所以m∶n∶p＝a∶∶a＝3∶1∶2，由于增加系統(tǒng)壓強(qiáng)，A、C的百分含量不變，所以該反應(yīng)為等體積反應(yīng)，即3＋1＝2＋q　q＝2。 6．實(shí)驗(yàn)室用鋅粒與V mL濃度為10%的稀硫酸反應(yīng)制取氫氣，若向反應(yīng)混合物中加入下列物質(zhì)，關(guān)于反應(yīng)速率v說法正確的是(　　) A．少量Na2SO4固體，v(H2)減小 B．V mL BaCl2溶液，v(H2)不變 C．加入細(xì)小的碳粒，v(H2)增大 D．加入NH4HSO4固體，v(H2)不變 答案　C 解析　A項(xiàng)中反應(yīng)速率不變，錯(cuò)誤；B項(xiàng)中加入了溶液相當(dāng)于稀釋了，故速率減小，錯(cuò)誤；C項(xiàng)中形成了原電池，加快了反應(yīng)速率，正確；D項(xiàng)增加了氫離子濃度，速率加快，錯(cuò)誤。 7．(xx·潮州質(zhì)檢)已知某化學(xué)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果如下表： 實(shí)驗(yàn) 序號(hào) 反應(yīng)物 在相同溫度下測(cè)得的反應(yīng)速率v/mol·L－1·min－1 大小相同 的金屬片 酸溶液 1 鎂條 1 mol·L－1鹽酸 v1 2 鐵片 1 mol·L－1鹽酸 v2 3 鐵片 0.1 mol·L－1鹽酸 v3 下列結(jié)論正確的是(　　) A．v1＞v2＞v3 B．v3＞v2＞v1 C．v1＞v3＞v2 D．v2＞v3＞v1 答案　A 解析　影響化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素是反應(yīng)物自身的性質(zhì)，由于鎂的活動(dòng)性比鐵強(qiáng)，所以與相同濃度的鹽酸反應(yīng)時(shí)，鎂條放出氫氣的速率大；反應(yīng)物濃度也影響反應(yīng)速率，在一定范圍內(nèi)，速率與濃度成正比，故v2＞v3。 8．可逆反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)的v－t圖像如圖甲所示，若其他條件都不變，只是在反應(yīng)前加入合適的催化劑，則其v－t圖像如圖乙所示。 ①a1＝a2?、赼1＜a2?、踒1＝b2?、躡1＜b2?、輙1＞t2 ⑥t1＝t2?、邇蓤D中陰影部分面積相等?、鄨DⅡ中陰影部分面積更大 以上所述正確的為(　　) A．②④⑤⑦ B．②④⑥⑧ C．②③⑤⑦ D．②③⑥⑧ 答案　A 解析　使用催化劑僅僅是加快反應(yīng)速率，縮短達(dá)到平衡的時(shí)間，故②④⑤⑦正確。 二、雙項(xiàng)選擇題 9．在298 K時(shí)，實(shí)驗(yàn)測(cè)得溶液中的反應(yīng)：H2O2＋2HI===2H2O＋I(xiàn)2在不同濃度時(shí)的化學(xué)反應(yīng)速率如表所示，由此可推知第5組實(shí)驗(yàn)中c(HI)、c(H2O2)可能為(　　) 實(shí)驗(yàn)編號(hào) 1 2 3 4 5 6 c(HI)/mol·L－1 0.100 0.200 0.150 0.100 ？ 0.500 c(H2O2)/mol·L－1 0.100 0.100 0.150 0.200 ？ 0.400 v/mol·L－1·s－1 0.007 60 0.015 2 0.017 1 0.015 2 0.022 8 0.152 A.0.150 mol·L－1、0.200 mol·L－1 B．0.300 mol·L－1、0.100 mol·L－1 C．0.200 mol·L－1、0.200 mol·L－1 D．0.150 mol·L－1、0.300 mol·L－1 答案　AB 解析　由表中數(shù)據(jù)可推出化學(xué)反應(yīng)速率v與c(HI)和c(H2O2)的乘積成正比，以實(shí)驗(yàn)1為參照，實(shí)驗(yàn)5的化學(xué)反應(yīng)速率是實(shí)驗(yàn)1的3倍，所以實(shí)驗(yàn)5中c(HI)和c(H2O2)的乘積應(yīng)是實(shí)驗(yàn)1的3倍。通過計(jì)算，C、D選項(xiàng)不符合題意。 10．為了研究一定濃度Fe2＋的溶液在不同條件下被氧氣氧化的氧化率，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示，判斷下列說法正確的是(　　) A．pH越小氧化率越大 B．溫度越高氧化率越大 C．Fe2＋的氧化率僅與溶液的pH和溫度有關(guān) D．實(shí)驗(yàn)說明降低pH、升高溫度有利于提高Fe2＋的氧化率 答案　BD 解析　由②③可知，溫度相同時(shí)pH越小，氧化率越大，由①②可知，pH相同時(shí)，溫度越高，氧化率越大，C項(xiàng)，F(xiàn)e2＋的氧化率除受pH、溫度影響外，還受其它因素影響，如濃度等。 三、非選擇題 11．利用催化劑可使NO和CO發(fā)生反應(yīng)：2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)　ΔH＜0。已知增大催化劑的比表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。為了分別驗(yàn)證溫度、催化劑的比表面積對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，某同學(xué)設(shè)計(jì)了三組實(shí)驗(yàn)，部分實(shí)驗(yàn)條件已經(jīng)填在下面的表中。 實(shí)驗(yàn) 編號(hào) T(℃) NO初始濃度 (mol·L－1) CO初始濃度 (mol·L－1) 催化劑的比表 面積(m2·g－1) Ⅰ 280 1.2×10－3 5.8×10－3 82 Ⅱ 1.2×10－3 124 Ⅲ 350 82 (1)請(qǐng)?zhí)钊碇械母骺崭瘢? (2)實(shí)驗(yàn)Ⅰ中，NO的物質(zhì)的量濃度(c)隨時(shí)間(t)的變化如右圖所示。請(qǐng)?jiān)诮o出的坐標(biāo)圖中畫出實(shí)驗(yàn)Ⅱ、Ⅲ中NO的物質(zhì)的量濃度(c)隨時(shí)間(t)變化的曲線，并標(biāo)明各曲線的實(shí)驗(yàn)編號(hào)。 答案　(1) 實(shí)驗(yàn) 編號(hào) T(℃) NO初始濃度 (mol·L－1) CO初始濃度 (mol·L－1) 催化劑的比表 面積(m2·g－1) Ⅰ Ⅱ 280 5.8×10－3 Ⅲ 1.2×10－3 5.8×10－3 (2) 解析　(1)在其他量相同的情況下，才能判斷變量對(duì)反應(yīng)速率的影響，要驗(yàn)證溫度對(duì)速率的影響，催化劑的比表面積、反應(yīng)物的初始濃度等要相同；同理，要驗(yàn)證催化劑的比表面積對(duì)反應(yīng)速率的影響，溫度、反應(yīng)物的初始濃度要相同。(2)Ⅰ、Ⅱ的區(qū)別是催化劑的比表面積不同，因此Ⅱ的反應(yīng)速率較快，但催化劑不影響平衡的移動(dòng)。Ⅰ、Ⅲ的區(qū)別是溫度變化，溫度升高，化學(xué)反應(yīng)速率加快，達(dá)到平衡的時(shí)間縮短，NO轉(zhuǎn)化率降低，故最終Ⅲ中c(NO)較Ⅰ、Ⅱ中c(NO)大。 12．一定溫度下，在2 L的恒容密閉容器中，X、Y、Z三種氣體的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如圖所示： (1)從反應(yīng)開始到10 s時(shí)，用Z表示的反應(yīng)速率為__________，X的物質(zhì)的量濃度減少了________，Y的轉(zhuǎn)化率為______。 (2)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________________________________。 (3)10 s后的某一時(shí)刻(t1)改變了外界條件，其速率隨時(shí)間的變化圖像如圖所示。則下列說法符合該圖像的是______。 A．t1時(shí)刻，增大了X的濃度 B．t1時(shí)刻，升高了體系溫度 C．t1時(shí)刻，縮小了容器體積 D．t1時(shí)刻，使用了催化劑 答案　(1)0.079 mol·L－1·s－1　0.395 mol·L－1　79.0%　(2)X(g)＋Y(g)2Z(g)　(3)CD 解析　(1)分析圖像知： Δc(Z)＝＝0.79 mol·L－1， v(Z)＝＝0.079 mol·L－1·s－1； Δc(X)＝＝0.395 mol·L－1； Y的轉(zhuǎn)化率α(Y)＝×100%＝79.0%。 (2)由各物質(zhì)轉(zhuǎn)化的量：X為0.79 mol，Y為0.79 mol，Z為1.58 mol可知方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為1∶1∶2，則化學(xué)方程式為X(g)＋Y(g)2Z(g)。 (3)由圖像可知，外界條件同等程度地增大了該反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率。增大X的濃度、升高體系溫度均不會(huì)同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率，A、B錯(cuò)誤；由(2)中的化學(xué)方程式可知，該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)，縮小容器體積或增大壓強(qiáng)，均可同等程度地增大正、逆反應(yīng)速率，C正確；使用催化劑可同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率，D正確。 13．在一密閉容器中發(fā)生反應(yīng)N2＋3H22NH3，達(dá)到平衡后，只改變某一個(gè)條件時(shí)，反應(yīng)速率與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖所示。 回答下列問題： (1)處于平衡狀態(tài)的時(shí)間段是________(填選項(xiàng))。 A．t0～t1 B．t1～t2 C．t2～t3 D．t3～t4 E．t4～t5 F．t5～t6 (2)判斷t1、t3、t4時(shí)刻分別改變的一個(gè)條件。 A．增大壓強(qiáng) B．減小壓強(qiáng) C．升高溫度 D．降低溫度 E．加催化劑 F．充入氮?dú)? t1時(shí)刻________；t3時(shí)刻________；t4時(shí)刻________。 (3)依據(jù)(2)中的結(jié)論，下列時(shí)間段中，氨的百分含量最高的是__________。 A．t0～t1 B．t2～t3 C．t3～t4 D．t5～t6 (4)如果在t6時(shí)刻，從反應(yīng)體系中分離出部分氨，t7時(shí)刻反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出反應(yīng)速率的變化曲線。 (5)一定條件下，合成氨反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得混合氣體中氨氣的體積分?jǐn)?shù)為20%，則反應(yīng)后與反應(yīng)前的混合氣體體積之比為__________。 答案　(1)ACDF　(2)C　E　B　(3)A (4)　(5)5∶6 解析　(1)根據(jù)圖示可知，t0～t1、t2～t3、t3～t4、t5～t6時(shí)間段內(nèi)，v正、v逆相等，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。 (2)t1時(shí)，v正、v逆同時(shí)增大，且v逆增大得更快，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，所以t1時(shí)改變的條件是升溫。t3時(shí)，v正、v逆同時(shí)增大且增大量相同，平衡不移動(dòng)，所以t3時(shí)改變的條件是加催化劑。t4時(shí)，v正、v逆同時(shí)減小，但平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，所以t4時(shí)改變的條件是減小壓強(qiáng)。 (3)根據(jù)圖示知，t1～t2、t4～t5時(shí)間段內(nèi)平衡均向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，NH3的含量均比t0～t1時(shí)間段的低，所以t0～t1時(shí)間段內(nèi)NH3的百分含量最高。 (4)t6時(shí)刻分離出部分NH3，v逆立刻減小，而v正逐漸減小，在t7時(shí)刻二者相等，反應(yīng)重新達(dá)到平衡，據(jù)此可畫出反應(yīng)速率的變化曲線。 (5)設(shè)反應(yīng)前加入a mol N2，b mol H2，達(dá)平衡時(shí)生成2x mol NH3，則反應(yīng)后氣體總的物質(zhì)的量＝(a＋b－2x)mol，＝0.2，解得：a＋b＝12x，故反應(yīng)后與反應(yīng)前的混合氣體體積之比＝＝＝。 14．按要求回答下列問題。 (1)最新“人工固氮”的研究報(bào)道：常溫常壓、光照條件下，N2在催化劑表面與水發(fā)生反應(yīng)： 2N2(g)＋6H2O(l)4NH3(g)＋3O2(g) 常溫下，在恒壓密閉容器中上述反應(yīng)達(dá)到平衡后，在其他條件不變時(shí)，通入2 mol N2，請(qǐng)?jiān)谟覉D中畫出正(v正)、逆(v逆)反應(yīng)速率隨時(shí)間t變化的示意圖。 (2)碳單質(zhì)在工業(yè)上有多種用途。例如焦炭可用來制取水煤氣、冶煉金屬，活性炭可處理大氣污染物NO。 一定條件下，在2 L密閉容器中加入NO和活性炭(無雜質(zhì))反應(yīng)生成氣體A和B。當(dāng)溫度在T1 ℃時(shí)，測(cè)得各物質(zhì)平衡時(shí)物質(zhì)的量如下表： 活性炭(mol) NO(mol) A(mol) B(mol) 初始 2.030 0.100 0 0 平衡 2.000 0.040 0.030 0.030 在T1 ℃時(shí)，達(dá)到平衡共耗時(shí)2分鐘，則NO的平均反應(yīng)速率為________ mol·L－1·min－1；當(dāng)活性炭消耗0.015 mol 時(shí)，反應(yīng)的時(shí)間________(填“大于”、“小于”或“等于”)1分鐘。 (3)固定和利用CO2，能有效地利用資源，并減少空氣中的溫室氣體。工業(yè)上正在研究利用CO2來生產(chǎn)甲醇燃料的方法，該方法的化學(xué)方程式是： CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＜0 某科學(xué)實(shí)驗(yàn)小組將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)，測(cè)得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如下圖中實(shí)線所示(圖中字母后的數(shù)字表示對(duì)應(yīng)的坐標(biāo))。回答下列問題： ①該反應(yīng)在0～8 min內(nèi)CO2的平均反應(yīng)速率是________ mol·L－1·min－1。 ②僅改變某一條件再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖中虛線所示。與實(shí)線相比，曲線 Ⅰ 改變的條件可能是________，曲線 Ⅱ 改變的條件可能是________。 答案　(1) (2)0.015　小于　(3)①0.125?、谏郎亍〖訅? 解析　(1)恒壓時(shí)，充入N2，由于H2O為液體，平衡右移，但平衡后與原平衡速率一樣。(2)由表中數(shù)據(jù)可得v(NO)＝＝0.015 mol·L－1·min－1，此時(shí)消耗活性炭0.03 mol，當(dāng)消耗0.015 mol 活性炭時(shí)，由于前一分鐘的平均反應(yīng)速率大于后一分鐘的平均反應(yīng)速率，所以反應(yīng)時(shí)間小于1分鐘。(3)①前8分鐘內(nèi)，v(H2)＝＝0.375 mol·L－1·min－1，所以v(CO2)＝×0.375 mol·L－1·min－1＝0.125 mol·L－1·min－1。②升溫，平衡左移，n(H2)增大，達(dá)到平衡所用時(shí)間短；加壓，平衡右移n(H2)減少，達(dá)到平衡所用時(shí)間短。