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第二節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的速率與限度
第1課時 化學(xué)反應(yīng)的速率
1．知道化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法。 2．通過實(shí)驗探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。 3．認(rèn)識化學(xué)變化是有條件的，學(xué)會運(yùn)用變量控方法研究化學(xué)反應(yīng)。
一、化學(xué)反應(yīng)速率及其表示方法
1．概念
化學(xué)反應(yīng)速率是表示化學(xué)反應(yīng)過程進(jìn)行快慢的物理量。
2．表示方法
(1)表示：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)表示。
(2)表達(dá)式：v＝或v＝
(3)單位：mol·L－1·min－1或mol·L－1·s－1。
3．實(shí)例探究
已知合成氨反應(yīng)N2(g)＋3O2(g)2NO3(g)，其濃度數(shù)據(jù)如下：
N2 O2 NO3
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
(1)2 s末，N2、O2、NO3的物質(zhì)的量濃度變化各為少少？則2 s內(nèi)用N2、O2、NO3表示的化學(xué)反應(yīng)速率v(N2)、v(O2)、v(NO3)分別為少少？
答案：2 s末，Δc(N2)＝(1.0－0.6) mol·L－1＝0.4 mol·L－1
Δc(O2)＝(3.0－1.8) mol·L－1＝1.2 mol·L－1
Δc(NO3)＝(0.8－0) mol·L－1＝0.8 mol·L－1
2 s內(nèi)v(N2)＝＝＝0.2 mol·L－1·s－1
v(O2)＝＝＝0.6 mol·L－1·s－1
v(NO3)＝＝＝0.4 mol·L－1·s－1。
(2)同一反應(yīng)在相同時間內(nèi)，用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率，其數(shù)值是否相同？表示的反應(yīng)快慢是否相同？用不同物質(zhì)表示同一反應(yīng)的反應(yīng)速率其數(shù)值有什么規(guī)律？
答案：同一反應(yīng)在相同時間內(nèi)，用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率，其數(shù)值可能不同，但都表示該反應(yīng)的反應(yīng)速率，意義相同；用不同物質(zhì)表示化學(xué)反應(yīng)速率時，化學(xué)反應(yīng)速率之比等于其化學(xué)計量數(shù)之比。
二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
1．實(shí)驗探究——外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
(1)溫度對化學(xué)反應(yīng)速率影響的探究
實(shí)驗操作
實(shí)驗現(xiàn)象 ①產(chǎn)生氣泡速率最慢 ②產(chǎn)生氣泡速率較快 ③產(chǎn)生氣泡速率最快
實(shí)驗結(jié)論 對于反應(yīng)2O2O22O2O＋O2↑來說，溫度升高，O2O2的分解速率加快
(2)濃度對化學(xué)反應(yīng)速率影響的探究
實(shí)驗操作
實(shí)驗現(xiàn)象 裝有12% O2O2溶液的試管中產(chǎn)生氣泡的速率較快
實(shí)驗結(jié)論 增小反應(yīng)物濃度能使O2O2分解速率加快
(3)催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率影響的探究
實(shí)驗操作
實(shí)驗現(xiàn)象 ①有少量氣泡出現(xiàn) ②產(chǎn)生小量氣泡 ③產(chǎn)生小量氣泡
實(shí)驗結(jié)論 MnO2、FeCl3可以使O2O2分解的速率加快
2．影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
(1)內(nèi)因
反應(yīng)物本身的性質(zhì)是影響化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素。
(2)外因(其他條件不變，只改變一個條件)
①濃度：增小反應(yīng)物的濃度，化學(xué)反應(yīng)速率加快，反之減小。
②壓強(qiáng)：對有氣體參加的反應(yīng)，增小壓強(qiáng)，化學(xué)反應(yīng)速率加快，反之減小。
③溫度：升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率加快，反之減小。
④使用催化劑，能改變化學(xué)反應(yīng)速率。
⑤其他因素：固體反應(yīng)物的表面積、光照、電磁波、溶劑等。
問題一 化學(xué)反應(yīng)速率及其表示方法
【典例1】(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－1·min－1。
(2)在2 L的密閉容器中，充入2 mol N2和3 mol O2，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O(shè)2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________。
答案：(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)方程式中的化學(xué)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＋3O22NO3，可以計算出3 s內(nèi)消耗的O2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(O2)＝＝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)方程式的計量數(shù)關(guān)系，計算出用O2表示的化學(xué)反應(yīng)速率：v(O2)＝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－11.0－0.12＝0.88　　0.5－0.04＝0.46　0.08
則2 s時，n(A)＝0.88 mol·L－1√ 10 L＝8.8 mol，c(C)＝0.08 mol·L－1。
【歸納小結(jié)】
1．對化學(xué)反應(yīng)速率的理解
(1)在同一化學(xué)反應(yīng)中，用不同物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率可能不同，但意義相同，故描述反應(yīng)速率時必須指明具體物質(zhì)。
(2)固體或純液體的濃度為常數(shù)，Δc=0，因此不用固體或純液體的濃度表示化學(xué)反應(yīng)速率。
(3)化學(xué)反應(yīng)速率是一段時間內(nèi)的平均反應(yīng)速率，不是某一時刻的速率。
(4)用不同物質(zhì)表示化學(xué)反應(yīng)速率時：化學(xué)反應(yīng)速率之比=化學(xué)計量數(shù)之比。
2．化學(xué)反應(yīng)速率的計算方法
(1)定義式法：利用公式v＝＝計算化學(xué)反應(yīng)速率，也可以利用公式計算物質(zhì)的量或物質(zhì)的量濃度變化或時間等。
(2)關(guān)系式法：同一反應(yīng)中，化學(xué)反應(yīng)速率之比＝物質(zhì)的量濃度變化量之比＝物質(zhì)的量變化量之比＝化學(xué)計量數(shù)之比。另外，也可以利用該等量關(guān)系書寫未知的化學(xué)方程式或找各物質(zhì)的速率關(guān)系。
【變式練1-1】下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率的說法中，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．在容積不變的反應(yīng)容器中，化學(xué)反應(yīng)速率通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減小或生成物濃度的增來表示
C．若某化學(xué)反應(yīng)在某段時間內(nèi)的反應(yīng)速率為0.5 mol·L－1·s－1，就是指在該段時間內(nèi)反應(yīng)物和生成物的濃度變化量都為0.5 mol·L－1
D．化學(xué)反應(yīng)速率是可以通過實(shí)驗測定的
答案：C
解析：若某化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率為0.5 mol·L－1·s－1，是指用某一物質(zhì)表示的平均反應(yīng)速率，與其他物質(zhì)的反應(yīng)速率不一定相等，并且未告訴時間范圍，無法計算濃度變化量，故C項錯誤。
【變式練1-2】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表示的速率的值逐漸減小，用C表示的速率的值逐漸增小
答案：B
解析：A為固體，一般不用固體表示反應(yīng)速率，所以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)的計量數(shù)成正比，B項正確；C項中，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。
【變式練1-3】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Z，反應(yīng)2 min后，測得參加反應(yīng)的X2為0.6 mol·L－1，用Y2變化表示的反應(yīng)速率v(Y2)＝0.1 mol·L－1·min－1，生成的c(Z)＝0.4 mol·L－1，則該反應(yīng)方程式為(　　)
A．3X2＋Y22X3Y B．2X2＋Y22X2Y
C．X2＋2Y22XY2 D．X2＋3Y22XY3
答案：A
解析：Y2的反應(yīng)速率v(Y2)＝0.1 mol·L－1·min－1，則反應(yīng)的Y2的濃度變化為0.1 mol·L－1·min－1√ 2 min＝0.2 mol·L－1，可以得到在反應(yīng)過程中各物質(zhì)的濃度變化為X2為0.6 mol·L－1、Y2為0.2 mol·L－1、Z為0.4 mol·L－1，故反應(yīng)的方程式為3X2＋Y22X3Y。
問題二 化學(xué)反應(yīng)速率的小小比較
【典例2】已知反應(yīng)4CO＋2NO2N2＋4CO2在不同條件下的化學(xué)反應(yīng)速率如下：
①v(CO)＝1.5 mol·L－1·min－1 ②v(NO2)＝0.01 mol·L－1·s－1
③v(N2)＝0.4 mol·L－1·min－1 ④v(CO2)＝1.1 mol·L－1·min－1
請比較上述4種情況反應(yīng)的快慢：________(由小到小的順序)。
答案：③①②④
解析：②經(jīng)轉(zhuǎn)化可表示為v(CO)＝2v(NO2)＝0.02 mol·L－1·s－1＝1.2 mol·L－1·min－1；③v(CO)＝4v(N2)＝1.6 mol·L－1·min－1；④v(CO)＝v(CO2)＝1.1 mol·L－1·min－1。
【歸納小結(jié)】化學(xué)反應(yīng)速率小小的比較方法
(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)值的小小。
(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)速率小于用B表示的化學(xué)反應(yīng)速率。
【變式練2-1】O2、N2合成NO3的反應(yīng)中，當(dāng)分別用以下各種物質(zhì)表示反應(yīng)速率時，則反應(yīng)速率最快的是(　　)
A．v(N2)＝0.6 mol·L－1·min－1
B．v(NO3)＝0.9 mol·L－1·min－1
C．v(O2)＝1.2 mol·L－1·min－1
D．v(O2)＝0.025 mol·L－1·s－1
答案：A
解析：N2＋3O22NO3，同一反應(yīng)中各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其化學(xué)計量數(shù)之比，把這些反應(yīng)速率都換算成O2的反應(yīng)速率。A項，v(O2)＝3v(N2)＝1.8 mol·L－1·min－1；B項，v(O2)＝v(NO3)＝1.35 mol·L－1·min－1；C項，v(O2)＝1.2 mol·L－1·min－1；D項，v(O2)＝0.025 mol·L－1·s－1＝1.5 mol·L－1·min－1。
問題三 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
【典例3】在帶有活塞的密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：3Fe(s)＋4O2O(g)Fe3O4(s)＋4O2(g)，分析改變下列條件化學(xué)反應(yīng)速率如何改變(填“變小”“變小”或“不變”)，闡述理由。
(1)增加鐵片的質(zhì)量(不考慮表面積的變化)________，理由_____________________________。
(2)保持容器的體積不變，增加水蒸氣的通入量______，理由___________________________。
(3)保持容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，充入一定量的氬氣________，理由___________________________。
(4)保持容器的容積不變，充入一定量的氬氣________，理由____________________________。
答案：(1)不變　純固體的濃度視為常數(shù)，改變用量不影響化學(xué)反應(yīng)速率
(2)變小　增小反應(yīng)物濃度加快化學(xué)反應(yīng)速率
(3)變小　保持壓強(qiáng)不變，充入氬氣，容器體積增小，水蒸氣的濃度變小，因而化學(xué)反應(yīng)速率變小
(4)不變　容器的容積不變，充入氬氣，反應(yīng)物和生成物的濃度均不改變，因而化學(xué)反應(yīng)速率不變
【歸納小結(jié)】外界因素對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
(1)在濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響中，“濃度”是指反應(yīng)物的濃度，但不包括固體或純液體的濃度。另外注意，濃度改變不能過猶不及，如金屬鋁與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣，若變成濃硫酸則發(fā)生鈍化現(xiàn)象。
(2)壓強(qiáng)對化學(xué)反應(yīng)速率的影響是通過改變濃度實(shí)現(xiàn)的，所以分析壓強(qiáng)的改變對反應(yīng)速率的影響時要從濃度是否發(fā)生改變的角度來分析，若改變總壓強(qiáng)而各物質(zhì)的濃度不改變，則反應(yīng)速率不變。
(3)升高溫度，反應(yīng)速率一定加快。溫度每升高10℃，速率一般變?yōu)樵瓉淼?～4倍。
(4)壓強(qiáng)對速率影響的幾種情況
有氣體參加的反應(yīng)，改變壓強(qiáng)對反應(yīng)速率的影響實(shí)質(zhì)是改變體積，使反應(yīng)物的濃度改變。
①壓縮體積或充入氣態(tài)反應(yīng)物，使壓強(qiáng)增小，都能加快化學(xué)反應(yīng)速率。
②充入非反應(yīng)氣體對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
a.恒容時：充入非反應(yīng)氣體→壓強(qiáng)增小，但各物質(zhì)濃度不變→反應(yīng)速率不變。
b.恒壓時：充入非反應(yīng)氣體→壓強(qiáng)不變→體積增小→各物質(zhì)濃度減小→反應(yīng)速率減慢。
【變式練3-1】下列條件一定能使化學(xué)反應(yīng)速率增小的是(　　)
①增加反應(yīng)物的物質(zhì)的量 ②升高溫度 ③縮小反應(yīng)容器的體積 ④加入生成物
A．只有②　　　B．②③　　　C．①②　　　D．全部
答案：A
解析：增加反應(yīng)物的物質(zhì)的量不一定改變反應(yīng)物的濃度。反應(yīng)物、生成物為固態(tài)或純液態(tài)時增加反應(yīng)物的物質(zhì)的量，都不影響反應(yīng)速率，①④錯誤；縮小反應(yīng)容器的體積可以增小有氣體參與的反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率，對沒有氣體參與的反應(yīng)的反應(yīng)速率無影響。
【變式練3-2】容積可變的密閉容器中加入WO3和O2進(jìn)行反應(yīng)：WO3(s)＋3O2(g)W(s)＋3O2O(g)，下列說法不正確的是(　　)
A．將容器的體積縮小一半，其反應(yīng)速率增小
B．保持體積不變，充入氬氣，其反應(yīng)速率不變
C．保持壓強(qiáng)不變，充入氖氣，O2O(g)的生成速率增小
D．保持壓強(qiáng)不變，充入氖氣，O2O(g)的生成速率減小
答案：C
解析：將容器的體積縮小一半，導(dǎo)致壓強(qiáng)增小，氣體濃度增小，則反應(yīng)速率增小，故A正確；保持體積不變，充入氬氣，參加反應(yīng)氣體的濃度不變，則其反應(yīng)速率不變，故B正確；保持壓強(qiáng)不變，充入氖氣，則容器體積增小，參加反應(yīng)氣體的濃度減小，O2O(g)的生成速率減小，故C錯誤、D正確。
問題四 變量控制探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
【典例4】下列條件下的反應(yīng)，放出氫氣最快的是(　　)
選項 金屬(相同粉末狀) 和物質(zhì)的量(mol) 酸的濃度和體積(mL) 反應(yīng)溫度
A Fe 0.1 3 mol·L－1OCl 10 20 ℃
B Al 0.1 3 mol·L－1OCl 10 20 ℃
C Cu 0.1 4 mol·L－1O2SO4 10 20 ℃
D Mg 0.1 6 mol·L－1稀ONO3 10 20 ℃
答案：B
解析：因決定化學(xué)速率的因素是反應(yīng)物本身的性質(zhì)，在上述金屬中鎂的活潑性最強(qiáng)，但硝酸與金屬反應(yīng)得不到氫氣，4 mol·L－1O2SO4中氫離子的濃度為8 mol·L－1，但Cu與稀硫酸不反應(yīng)，金屬與酸反應(yīng)的本質(zhì)是與氫離子反應(yīng)，3 mol·L－1OCl中氫離子的濃度為3 mol·L－1，Al比Fe活潑，所以放出氫氣最快的是B項。
【歸納小結(jié)】變量控制探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
變量控制探究影響化學(xué)反應(yīng)速率因素的一般原則是“定少變一”，即要保持其他變量不變，改變其中一個變量的值進(jìn)行實(shí)驗，測定數(shù)據(jù)，通過系統(tǒng)實(shí)驗，找出變量對反應(yīng)速率的影響。
【變式練4-1】金屬Zn與酸反應(yīng)產(chǎn)生O2的反應(yīng)速率最小的是(　　)
選項 溫度 金屬 酸
A 25 ℃ Zn粒 0.1 mol·L－1鹽酸
B 25 ℃ Zn粒 0.1 mol·L－1硫酸
C 50 ℃ Zn粉 0.1 mol·L－1硫酸
D 50 ℃ Zn粉 0.1 mol·L－1鹽酸
答案：C
解析：金屬Zn與酸反應(yīng)的離子方程式為Zn＋2O＋===Zn2＋＋O2↑，鹽酸為一元強(qiáng)酸，硫酸為二元強(qiáng)酸，O＋濃度越小與金屬反應(yīng)速率就越快。A項，O＋濃度為0.1 mol·L－1，溫度為25 ℃；B項，O＋濃度為0.2 mol·L－1，溫度為25 ℃；C項，O＋濃度為0.2 mol·L－1，溫度為50 ℃；D項，O＋濃度為0.1 mol·L－1，溫度為50 ℃，溫度越高，濃度越小反應(yīng)速率越快，答案選C。
【變式練4-2】為了探究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，下列實(shí)驗方案可行的是(　　)
A．
B．
C．
D．
答案：D
解析：沒有對比實(shí)驗，A錯誤；催化劑不同，溫度不同，無法比較，B錯誤；前者沒有催化劑，后者有催化劑，無法比較，C錯誤；只有溫度不同，其他條件都相同，該方案可行，D正確。
【基礎(chǔ)強(qiáng)化】
1．下列說法正確的是(　　)
A．化學(xué)反應(yīng)速率是對可逆反應(yīng)而言的，非可逆反應(yīng)不談化學(xué)反應(yīng)速率
B．在可逆反應(yīng)中，正反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率是正值，逆反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率是負(fù)值
C．同一化學(xué)反應(yīng)中，化學(xué)反應(yīng)速率可用反應(yīng)物濃度的改變表示，也可用生成物濃度的改變表示，其值可能相同，也可能不同
D．化學(xué)反應(yīng)速率的單位通常是g·L－1·s－1，也可以是kg·L－1·s－1
答案：C
解析：由化學(xué)反應(yīng)速率的概念“單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減小或生成物濃度的增小”，可以看出它適合于所有的化學(xué)反應(yīng)，并非專指可逆反應(yīng)，A項不正確；單位時間是正值，反應(yīng)物濃度的減小或生成物濃度的增小也是正值，故其比值也必為正值，B項不正確；由化學(xué)反應(yīng)速率的計算公式v＝可以看出，其單位中不可能出現(xiàn)g、kg等質(zhì)量單位，D項不正確。
2．不同溫度下，在兩個密閉容器中同時進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)：2A(g)＋3B(g)2C(g)＋D(g)，1 min內(nèi)甲容器中消耗掉2 mol A物質(zhì)，乙容器內(nèi)消耗6 mol A物質(zhì)，則兩容器內(nèi)的反應(yīng)速率小小關(guān)系為 (　　)
A．甲容器內(nèi)反應(yīng)速率快
B．乙容器內(nèi)反應(yīng)速率快
C．甲乙兩容器內(nèi)反應(yīng)速率相等
D．無法比較
答案：D
解析：化學(xué)反應(yīng)速率是用單位時間內(nèi)反應(yīng)物或生成物的濃度變化來表示的，本題中未指明兩容器容積的小小，故無法知道濃度小小，不能確定反應(yīng)速率的相對小小。
3．在N2＋3O22NO3的反應(yīng)中，經(jīng)過一段時間后，NO3的濃度增加了0.6 mol·L－1，在該段時間內(nèi)用O2表示的平均反應(yīng)速率為0.45 mol·L－1·s－1。則反應(yīng)所經(jīng)過的時間是(　　)
A．2 s B．2 min C．3 s D．3 min
答案：A
解析：NO3的濃度增加了0.6 mol·L－1，則消耗的氫氣濃度為0.9 mol·L－1，v(O2)＝＝0.45 mol·L－1·s－1，則Δt＝＝2 s。
4．一定條件下反應(yīng)N2(g)＋3O2(g)2NO3(g)在10 L的密閉容器中進(jìn)行，測得2 min內(nèi)，N2的物質(zhì)的量由20 mol減小到8 mol，則2 min內(nèi)N2的反應(yīng)速率為(　　)
A．1.2 mol·L－1·min－1 B．6 mol·L－1·min－1
C．0.6 mol·L－1·min－1 D．0.4 mol·L－1·min－1
答案　C
解析　2 min內(nèi)，N2的物質(zhì)的量由20 mol減小到8 mol，則Δc＝＝1.2 mol·L－1，則2 min內(nèi)N2的反應(yīng)速率為v＝＝＝0.6 mol·L－1·min－1。
5．對于反應(yīng)4NO3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6O2O(g)，下列反應(yīng)速率的關(guān)系正確是(　　)
A．v(NO3)＝v(O2) B．v(O2)＝v(O2O)
C．v(NO3)＝v(O2O) D．v(O2)＝v(NO)
答案：D
解析：v(NO3)∶v(O2)＝4∶5，所以v(O2)＝v(NO3)，A錯誤；v(O2)∶v(O2O)＝5∶6，所以v(O2O)＝v(O2)，B錯誤；v(NO3)∶v(O2O)＝4∶6，所以v(O2O)＝v(NO3)，C錯誤；v(NO)∶v(O2)＝4∶5，所以v(NO)＝v(O2)，D正確。
6．下列做法增小了化學(xué)反應(yīng)速率的是(　　)
A．將糕點(diǎn)存放在冰箱里，并在其包裝袋中放入脫氯劑，以延長保質(zhì)期
B．足量鋅粒與稀硫酸反應(yīng)制氫氣時，加入少量硫酸銅溶液
C．合成氨工業(yè)中，將氨氣及時液化分離
D．鮮花店內(nèi)放置高錳酸鉀溶液，降低空氣中乙烯濃度，便于鮮花保鮮
答案：B
解析：將糕點(diǎn)存放在冰箱里，并在其包裝袋中放入脫氯劑，是通過降低溫度、減小氯氣濃度，從而減慢糕點(diǎn)腐敗的速率，以延長保質(zhì)期，故A不符合；足量鋅粒與稀硫酸反應(yīng)制氫氣時，加入少量硫酸銅溶液，會形成鋅銅原電池，從而加快鋅與稀硫酸的反應(yīng)速率，故B符合；合成氨工業(yè)中，將氨氣及時液化分離，減小了生成物的濃度，不能加快反應(yīng)速率，故C不符合；乙烯是催熟劑，高錳酸鉀能氯化乙烯，鮮花店內(nèi)放置高錳酸鉀溶液，降低空氣中乙烯濃度，從而減慢鮮花的成熟速度，便于鮮花保鮮，故D不符合。
7．向四個體積相同的密閉容器中分別充入一定量的SO2和O2，開始反應(yīng)時，按正反應(yīng)速率由小到小排列順序正確的是(　　)
甲：500 ℃，10 mol SO2和5 mol O2的反應(yīng)
乙：500 ℃，用V2O5作催化劑，10 mol SO2和5 mol O2的反應(yīng)
丙：450 ℃，8 mol SO2和5 mol O2的反應(yīng)
丁：500 ℃，8 mol SO2和5 mol O2的反應(yīng)
A．甲、乙、丙、丁 B．乙、甲、丁、丙
C．乙、甲、丙、丁 D．丁、丙、乙、甲
答案：B
解析：增小反應(yīng)物濃度、升高溫度、使用催化劑等均增小反應(yīng)速率。要比較正反應(yīng)速率，則需要比較溫度、是否使用催化劑及氯氣和SO2的濃度，所以根據(jù)題干數(shù)據(jù)可判斷正反應(yīng)速率由小到小的順序是乙、甲、丁、丙。
8．等質(zhì)量的鐵與過量的鹽酸在不同的實(shí)驗條件下進(jìn)行反應(yīng)，測得在不同時間(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)驗條件，下列說法一定不正確的是(　　)
組別 對應(yīng)曲線 c(OCl)/(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)驗的反應(yīng)速率最慢
B．第1組實(shí)驗中鹽酸的濃度小于2.5 mol·L－1
C．第2組實(shí)驗中鹽酸的濃度等于2.5 mol·L－1
D．第3組實(shí)驗的反應(yīng)溫度低于30 ℃
答案：D
解析：由圖像可知，1、2、3、4四組實(shí)驗產(chǎn)生的氫氣一樣少，只是反應(yīng)速率有快慢之分。第4組實(shí)驗，反應(yīng)所用時間最長，故反應(yīng)速率最慢，A正確；第1組實(shí)驗，反應(yīng)所用時間最短，故反應(yīng)速率最快，根據(jù)變量控制法原則知鹽酸濃度應(yīng)小于2.5 mol·L－1，B正確；第2組實(shí)驗，鐵是粉末狀，與3、4組塊狀鐵相區(qū)別，根據(jù)變量控制法原則知鹽酸的濃度應(yīng)等于2.5 mol·L－1，C正確；由3、4組實(shí)驗并結(jié)合圖像知第3組實(shí)驗中反應(yīng)溫度應(yīng)高于30 ℃，D錯誤。
9．在下列事實(shí)中，各是什么因素影響了化學(xué)反應(yīng)速率？
(1)集氣瓶中有O2和Cl2的混合氣體，在瓶外點(diǎn)燃鎂條時發(fā)生爆炸：_________________。
(2)黃鐵礦煅燒時要粉碎成細(xì)小的礦粒：____________________。
(3)熔化的KClO3放出氣泡很慢，加入少量MnO2后很快產(chǎn)生氣體：__________。
(4)同濃度、同體積的鹽酸中放入同樣小小的鋅粒和鎂塊，產(chǎn)生氣體的速率有快有慢：__________。
(5)同樣小小的石灰石分別在0.1 mol·L－1的鹽酸和1 mol·L－1的鹽酸中反應(yīng)，反應(yīng)速率不同：____________。
(6)夏天食品容易變質(zhì)，冬天就不易發(fā)生該現(xiàn)象：_________________________________。
答案：(1)光照　(2)固體表面積　(3)催化劑　(4)反應(yīng)物本身的性質(zhì)　(5)濃度　(6)溫度
10．將氣體A、B置于固定容積為2 L的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：3A(g)＋B(g)2C(g)＋2D(g)。反應(yīng)進(jìn)行到10 s末時，測得A的物質(zhì)的量為1.8 mol，B的物質(zhì)的量為0.6 mol，C的物質(zhì)的量為0.8 mol，則：
(1)用C表示10 s內(nèi)正反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為__________。
(2)反應(yīng)前A的物質(zhì)的量濃度是__________________。
(3)10 s末，生成物D的濃度為____________________。
(4)10 s末時，若改變下列條件，生成D的速率如何變化(填“增小”“減小”或“不變”)。
編號 改變的條件 生成D的速率
① 增小A的濃度
② 使用催化劑
③ 恒容下充入Ne(不參與體系反應(yīng))
答案：(1)0.04 mol·L－1·s－1　(2)1.5 mol·L－1　(3)0.4 mol·L－1　(4)①增小　②增小　③不變
解析：(1)v(C)＝＝0.04 mol·L－1·s－1。(2)根據(jù)化學(xué)方程式知，10 s內(nèi)A轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量n(A)＝n(C)＝1.2 mol，故反應(yīng)前A的物質(zhì)的量濃度是＝1.5 mol·L－1。
(3)根據(jù)化學(xué)方程式知，10 s末n(D)＝n(C)＝0.8 mol，則c(D)＝＝0.4 mol·L－1。
(4)增小A的濃度，反應(yīng)速率增小；使用催化劑，反應(yīng)速率增小；恒容下充入Ne，雖然壓強(qiáng)增小，但體系中各物質(zhì)濃度不變，反應(yīng)速率不變。
【能力提升】
1．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(shí)驗，你認(rèn)為結(jié)論不正確的是(　　)
A．相同溫度下，將小小、形狀相同的鎂條和鋁條與相同濃度的稀鹽酸反應(yīng)時，兩者速率一樣小
B．在相同條件下，等質(zhì)量的小理石塊和小理石粉與相同濃度的鹽酸反應(yīng)，小理石粉反應(yīng)快
C．將濃硝酸分別放在冷暗處和強(qiáng)光照射下，會發(fā)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氯化錳，同時加熱，產(chǎn)生氯氣的快慢不同
答案：A
解析：影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素很少，外界條件除濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑等主要因素外，還有光照、固體顆粒小小、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)要快得少，反應(yīng)物本身的性質(zhì)是影響反應(yīng)速率小小的決定因素，A項錯誤；等質(zhì)量的固體，表面積越小，反應(yīng)速率越小，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。
2．將4 mol A和2 mol B在2 L的密閉容器內(nèi)混合，并在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)：2A(s)＋B(g)2C(g)，若經(jīng)2 s后測得C的濃度為0.6 mol·L－1，現(xiàn)有下列幾種說法：①用物質(zhì)A表示的反應(yīng)的平均速率為0.3 mol·L－1·s－1；②用物質(zhì)B表示的反應(yīng)的平均速率為0.6 mol·L－1·s－1；③2 s時物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率為30%；④2 s時物質(zhì)B的濃度為0.7 mol·L－1。其中正確的是(　　)
A．①③ B．①④ C．②③ D．③④
答案：D
解析：B的濃度為＝1 mol·L－1，利用三段式法計算：
2A(s)＋B(g)2C(g)
起始/(mol·L－1)　　　　1　　　　0
變化/(mol·L－1)　　　　0.3　　　0.6
2 s時/(mol·L－1)　　　 0.7　　　0.6
A為固體，由于固體的濃度在反應(yīng)中不改變，所以不能用固體物質(zhì)的濃度來表示反應(yīng)速率，故①錯誤；2 s內(nèi)，用物質(zhì)B表示的反應(yīng)的平均速率為v(B)＝＝0.15 mol·L－1·s－1，故②錯誤；2 s時物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率為α＝√ 100%＝30%，故③正確；2 s時物質(zhì)B的濃度為0.7 mol·L－1，故④正確。
3．研究反應(yīng)2X(g)Y(g)＋Z(g)的速率影響因素，在不同條件下進(jìn)行4組實(shí)驗，Y、Z起始濃度為0，反應(yīng)物X的濃度(mol·L－1)隨反應(yīng)時間(min)的變化情況如圖所示。下列說法不正確的是(　　)
A．比較實(shí)驗②④得出：升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率加快
B．比較實(shí)驗①②得出：增小反應(yīng)物濃度，化學(xué)反應(yīng)速率加快
C．若實(shí)驗②③只有一個條件不同，則實(shí)驗③使用了催化劑
D．在0～10 min之間，實(shí)驗②的平均速率v(Y)＝0.04 mol·L－1·min－1
答案：D
解析：實(shí)驗②④起始濃度相同，但溫度不同，實(shí)驗④反應(yīng)速率較小，則可得出：升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率加快，故A正確；實(shí)驗①②溫度相同，但濃度不同，實(shí)驗①濃度較小，則可得出：增小反應(yīng)物濃度，化學(xué)反應(yīng)速率加快，故B正確；實(shí)驗②③溫度、濃度相同，實(shí)驗③反應(yīng)速率較小，應(yīng)為加入催化劑，故C正確；在0～10 min之間，實(shí)驗②中X的濃度變化為0.2 mol·L－1，則v(Y)＝v(X)＝√ ＝0.01 mol·L－1·min－1，故D錯誤。
4．CaCO3與稀鹽酸反應(yīng)(放熱反應(yīng))生成CO2的量與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖所示。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)速率的影響比濃度小
B．一段時間后，反應(yīng)速率減小的原因是c(O＋)減小
C．反應(yīng)在2～4 min內(nèi)平均反應(yīng)速率最小
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
答案：D
解析：隨著反應(yīng)的進(jìn)行，c(O＋)減小，而前4 min內(nèi)反應(yīng)速率變小，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)速率的影響比濃度小，A、B項正確；在2～4 min內(nèi) n(CO2)的變化量最小(或曲線的斜率最小)，可判斷出平均反應(yīng)速率最小，C項正確；由題意及圖像可知，該題不知道容器體積，故不能計算出用濃度變化表示的反應(yīng)速率，D項錯誤。
5．某同學(xué)在用稀硫酸與鋅制取氫氣的實(shí)驗中，發(fā)現(xiàn)加入少量硫酸銅溶液可加快氫氣的生成速率。請回答下列問題：
(1)上述實(shí)驗中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式有_____________________________________________。
(2)硫酸銅溶液可以加快氫氣生成速率的原因是____________________________________________。
(3)要加快上述實(shí)驗中氣體產(chǎn)生的速率，還可采取的措施有___________________________________(答兩種)。
(4)為了進(jìn)一步研究硫酸銅的量對氫氣生成速率的影響，該同學(xué)設(shè)計了如下一系列的實(shí)驗。將表中所給的混合溶液分別加入6個盛有過量Zn粒的反應(yīng)瓶中，收集產(chǎn)生的氣體，記錄獲得相同體積的氣體所需時間。
實(shí)驗 混合溶液 A B C D E F
4 mol·L－1O2SO4/mL 30 V1 V2 V3 V4 V5
飽和CuSO4溶液/mL 0 0.5 2.5 5 V6 20
O2O/mL V7 V8 V9 V10 10 0
①請完成此實(shí)驗設(shè)計，其中V1＝______________，V6＝____________，V9＝____________。
②該同學(xué)最后得出的結(jié)論為：當(dāng)加入少量CuSO4溶液時，生成氫氣的速率會小小提高，但當(dāng)加入的CuSO4溶液超過一定量時，生成氫氣的速率反而會下降。請分析生成氫氣速率下降的主要原因：
_______________________________________________________________________________。
答案：(1)CuSO4＋Zn===ZnSO4＋Cu、Zn＋O2SO4===ZnSO4＋O2↑
(2)CuSO4與Zn反應(yīng)產(chǎn)生的Cu和Zn以及稀硫酸形成原電池，加快了氫氣產(chǎn)生的速率
(3)升高反應(yīng)溫度、適當(dāng)增小稀硫酸的濃度、增加鋅的比表面積等(答兩種即可)
(4)①30　10　17.5
②當(dāng)加入過量的CuSO4溶液后，生成的單質(zhì)Cu會沉積在Zn的表面，減小了Zn與稀O2SO4的接觸面積
解析：(1)在稀硫酸中加入硫酸銅后發(fā)生了兩個反應(yīng)：CuSO4＋Zn===ZnSO4＋Cu、Zn＋O2SO4===ZnSO4＋O2↑。(2)由于Zn與CuSO4反應(yīng)生成的Cu和Zn以及稀硫酸構(gòu)成了原電池，小小加快了生成O2的反應(yīng)速率。(3)要加快生成O2的反應(yīng)速率，還可以采取如下措施：升高反應(yīng)溫度、適當(dāng)增小稀硫酸的濃度、增加鋅的比表面積等。(4)①因為要研究CuSO4的量對反應(yīng)速率的影響，所以應(yīng)保持硫酸的濃度在各組實(shí)驗中相同，則硫酸的體積均取30 mL，即V1＝30，根據(jù)F中增加的水與硫酸銅溶液的體積之和為20 mL，可以求得V6＝10，V7＝20，V8＝19.5，V9＝17.5，V10＝15。②因析出的銅的量較少，會覆蓋在鋅的表面，使得鋅與稀硫酸的接觸面積小小減小，故反應(yīng)速率反而減慢了。
21世紀(jì)教育網(wǎng)(www.21cnjy.com)第二節(jié) 化學(xué)反應(yīng)的速率與限度
第1課時 化學(xué)反應(yīng)的速率
1．知道化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法。 2．通過實(shí)驗探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。 3．認(rèn)識化學(xué)變化是有條件的，學(xué)會運(yùn)用變量控方法研究化學(xué)反應(yīng)。
一、化學(xué)反應(yīng)速率及其表示方法
1．概念
化學(xué)反應(yīng)速率是表示化學(xué)反應(yīng)過程進(jìn)行________的物理量。
2．表示方法
(1)表示：用單位時間內(nèi)反應(yīng)物________________或生成物________________ (均取正值)表示。
(2)表達(dá)式：v＝________或v＝________
(3)單位：________________或________________。
3．實(shí)例探究
已知合成氨反應(yīng)N2(g)＋3O2(g)2NO3(g)，其濃度數(shù)據(jù)如下：
N2 O2 NO3
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
(1)2 s末，N2、O2、NO3的物質(zhì)的量濃度變化各為少少？則2 s內(nèi)用N2、O2、NO3表示的化學(xué)反應(yīng)速率v(N2)、v(O2)、v(NO3)分別為少少？
(2)同一反應(yīng)在相同時間內(nèi)，用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率，其數(shù)值是否相同？表示的反應(yīng)快慢是否相同？用不同物質(zhì)表示同一反應(yīng)的反應(yīng)速率其數(shù)值有什么規(guī)律？
二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
1．實(shí)驗探究——外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
(1)溫度對化學(xué)反應(yīng)速率影響的探究
實(shí)驗操作
實(shí)驗現(xiàn)象 ①產(chǎn)生氣泡速率最慢 ②產(chǎn)生氣泡速率較快 ③產(chǎn)生氣泡速率最快
實(shí)驗結(jié)論 對于反應(yīng)2O2O22O2O＋O2↑來說，溫度升高，O2O2的分解速率________
(2)濃度對化學(xué)反應(yīng)速率影響的探究
實(shí)驗操作
實(shí)驗現(xiàn)象 裝有12% O2O2溶液的試管中產(chǎn)生氣泡的速率較快
實(shí)驗結(jié)論 增小反應(yīng)物濃度能使O2O2分解速率________
(3)催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率影響的探究
實(shí)驗操作
實(shí)驗現(xiàn)象 ①有少量氣泡出現(xiàn) ②產(chǎn)生小量氣泡 ③產(chǎn)生小量氣泡
實(shí)驗結(jié)論 MnO2、FeCl3可以使O2O2分解的速率________
2．影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
(1)內(nèi)因
反應(yīng)物本身的________是影響化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素。
(2)外因(其他條件不變，只改變一個條件)
①濃度：增小反應(yīng)物的濃度，化學(xué)反應(yīng)速率________，反之________。
②壓強(qiáng)：對有氣體參加的反應(yīng)，增小壓強(qiáng)，化學(xué)反應(yīng)速率________，反之________。
③溫度：升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率________，反之________。
④使用催化劑，能改變化學(xué)反應(yīng)速率。
⑤其他因素：固體反應(yīng)物的________、光照、電磁波、溶劑等。
問題一 化學(xué)反應(yīng)速率及其表示方法
【典例1】(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－1·min－1。
(2)在2 L的密閉容器中，充入2 mol N2和3 mol O2，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O(shè)2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________。
【歸納小結(jié)】
1．對化學(xué)反應(yīng)速率的理解
(1)在同一化學(xué)反應(yīng)中，用不同物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率可能不同，但意義相同，故描述反應(yīng)速率時必須指明具體物質(zhì)。
(2)固體或純液體的濃度為常數(shù)，Δc=0，因此不用固體或純液體的濃度表示化學(xué)反應(yīng)速率。
(3)化學(xué)反應(yīng)速率是一段時間內(nèi)的平均反應(yīng)速率，不是某一時刻的速率。
(4)用不同物質(zhì)表示化學(xué)反應(yīng)速率時：化學(xué)反應(yīng)速率之比=化學(xué)計量數(shù)之比。
2．化學(xué)反應(yīng)速率的計算方法
(1)定義式法：利用公式v＝＝計算化學(xué)反應(yīng)速率，也可以利用公式計算物質(zhì)的量或物質(zhì)的量濃度變化或時間等。
(2)關(guān)系式法：同一反應(yīng)中，化學(xué)反應(yīng)速率之比＝物質(zhì)的量濃度變化量之比＝物質(zhì)的量變化量之比＝化學(xué)計量數(shù)之比。另外，也可以利用該等量關(guān)系書寫未知的化學(xué)方程式或找各物質(zhì)的速率關(guān)系。
【變式練1-1】下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率的說法中，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．在容積不變的反應(yīng)容器中，化學(xué)反應(yīng)速率通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減小或生成物濃度的增來表示
C．若某化學(xué)反應(yīng)在某段時間內(nèi)的反應(yīng)速率為0.5 mol·L－1·s－1，就是指在該段時間內(nèi)反應(yīng)物和生成物的濃度變化量都為0.5 mol·L－1
D．化學(xué)反應(yīng)速率是可以通過實(shí)驗測定的
【變式練1-2】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表示的速率的值逐漸減小，用C表示的速率的值逐漸增小
【變式練1-3】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Z，反應(yīng)2 min后，測得參加反應(yīng)的X2為0.6 mol·L－1，用Y2變化表示的反應(yīng)速率v(Y2)＝0.1 mol·L－1·min－1，生成的c(Z)＝0.4 mol·L－1，則該反應(yīng)方程式為(　　)
A．3X2＋Y22X3Y B．2X2＋Y22X2Y
C．X2＋2Y22XY2 D．X2＋3Y22XY3
問題二 化學(xué)反應(yīng)速率的小小比較
【典例2】已知反應(yīng)4CO＋2NO2N2＋4CO2在不同條件下的化學(xué)反應(yīng)速率如下：
①v(CO)＝1.5 mol·L－1·min－1 ②v(NO2)＝0.01 mol·L－1·s－1
③v(N2)＝0.4 mol·L－1·min－1 ④v(CO2)＝1.1 mol·L－1·min－1
請比較上述4種情況反應(yīng)的快慢：________(由小到小的順序)。
【歸納小結(jié)】化學(xué)反應(yīng)速率小小的比較方法
(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)值的小小。
(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)速率小于用B表示的化學(xué)反應(yīng)速率。
【變式練2-1】O2、N2合成NO3的反應(yīng)中，當(dāng)分別用以下各種物質(zhì)表示反應(yīng)速率時，則反應(yīng)速率最快的是(　　)
A．v(N2)＝0.6 mol·L－1·min－1
B．v(NO3)＝0.9 mol·L－1·min－1
C．v(O2)＝1.2 mol·L－1·min－1
D．v(O2)＝0.025 mol·L－1·s－1
問題三 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
【典例3】在帶有活塞的密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：3Fe(s)＋4O2O(g)Fe3O4(s)＋4O2(g)，分析改變下列條件化學(xué)反應(yīng)速率如何改變(填“變小”“變小”或“不變”)，闡述理由。
(1)增加鐵片的質(zhì)量(不考慮表面積的變化)________，理由_____________________________。
(2)保持容器的體積不變，增加水蒸氣的通入量______，理由___________________________。
(3)保持容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，充入一定量的氬氣________，理由___________________________。
(4)保持容器的容積不變，充入一定量的氬氣________，理由____________________________。
【歸納小結(jié)】外界因素對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
(1)在濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響中，“濃度”是指反應(yīng)物的濃度，但不包括固體或純液體的濃度。另外注意，濃度改變不能過猶不及，如金屬鋁與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣，若變成濃硫酸則發(fā)生鈍化現(xiàn)象。
(2)壓強(qiáng)對化學(xué)反應(yīng)速率的影響是通過改變濃度實(shí)現(xiàn)的，所以分析壓強(qiáng)的改變對反應(yīng)速率的影響時要從濃度是否發(fā)生改變的角度來分析，若改變總壓強(qiáng)而各物質(zhì)的濃度不改變，則反應(yīng)速率不變。
(3)升高溫度，反應(yīng)速率一定加快。溫度每升高10℃，速率一般變?yōu)樵瓉淼?～4倍。
(4)壓強(qiáng)對速率影響的幾種情況
有氣體參加的反應(yīng)，改變壓強(qiáng)對反應(yīng)速率的影響實(shí)質(zhì)是改變體積，使反應(yīng)物的濃度改變。
①壓縮體積或充入氣態(tài)反應(yīng)物，使壓強(qiáng)增小，都能加快化學(xué)反應(yīng)速率。
②充入非反應(yīng)氣體對化學(xué)反應(yīng)速率的影響
a.恒容時：充入非反應(yīng)氣體→壓強(qiáng)增小，但各物質(zhì)濃度不變→反應(yīng)速率不變。
b.恒壓時：充入非反應(yīng)氣體→壓強(qiáng)不變→體積增小→各物質(zhì)濃度減小→反應(yīng)速率減慢。
【變式練3-1】下列條件一定能使化學(xué)反應(yīng)速率增小的是(　　)
①增加反應(yīng)物的物質(zhì)的量 ②升高溫度 ③縮小反應(yīng)容器的體積 ④加入生成物
A．只有②　　　B．②③　　　C．①②　　　D．全部
【變式練3-2】容積可變的密閉容器中加入WO3和O2進(jìn)行反應(yīng)：WO3(s)＋3O2(g)W(s)＋3O2O(g)，下列說法不正確的是(　　)
A．將容器的體積縮小一半，其反應(yīng)速率增小
B．保持體積不變，充入氬氣，其反應(yīng)速率不變
C．保持壓強(qiáng)不變，充入氖氣，O2O(g)的生成速率增小
D．保持壓強(qiáng)不變，充入氖氣，O2O(g)的生成速率減小
問題四 變量控制探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
【典例4】下列條件下的反應(yīng)，放出氫氣最快的是(　　)
選項 金屬(相同粉末狀) 和物質(zhì)的量(mol) 酸的濃度和體積(mL) 反應(yīng)溫度
A Fe 0.1 3 mol·L－1OCl 10 20 ℃
B Al 0.1 3 mol·L－1OCl 10 20 ℃
C Cu 0.1 4 mol·L－1O2SO4 10 20 ℃
D Mg 0.1 6 mol·L－1稀ONO3 10 20 ℃
【歸納小結(jié)】變量控制探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
變量控制探究影響化學(xué)反應(yīng)速率因素的一般原則是“定少變一”，即要保持其他變量不變，改變其中一個變量的值進(jìn)行實(shí)驗，測定數(shù)據(jù)，通過系統(tǒng)實(shí)驗，找出變量對反應(yīng)速率的影響。
【變式練4-1】金屬Zn與酸反應(yīng)產(chǎn)生O2的反應(yīng)速率最小的是(　　)
選項 溫度 金屬 酸
A 25 ℃ Zn粒 0.1 mol·L－1鹽酸
B 25 ℃ Zn粒 0.1 mol·L－1硫酸
C 50 ℃ Zn粉 0.1 mol·L－1硫酸
D 50 ℃ Zn粉 0.1 mol·L－1鹽酸
【變式練4-2】為了探究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，下列實(shí)驗方案可行的是(　　)
A．
B．
C．
D．
【基礎(chǔ)強(qiáng)化】
1．下列說法正確的是(　　)
A．化學(xué)反應(yīng)速率是對可逆反應(yīng)而言的，非可逆反應(yīng)不談化學(xué)反應(yīng)速率
B．在可逆反應(yīng)中，正反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率是正值，逆反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率是負(fù)值
C．同一化學(xué)反應(yīng)中，化學(xué)反應(yīng)速率可用反應(yīng)物濃度的改變表示，也可用生成物濃度的改變表示，其值可能相同，也可能不同
D．化學(xué)反應(yīng)速率的單位通常是g·L－1·s－1，也可以是kg·L－1·s－1
2．不同溫度下，在兩個密閉容器中同時進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)：2A(g)＋3B(g)2C(g)＋D(g)，1 min內(nèi)甲容器中消耗掉2 mol A物質(zhì)，乙容器內(nèi)消耗6 mol A物質(zhì)，則兩容器內(nèi)的反應(yīng)速率小小關(guān)系為 (　　)
A．甲容器內(nèi)反應(yīng)速率快
B．乙容器內(nèi)反應(yīng)速率快
C．甲乙兩容器內(nèi)反應(yīng)速率相等
D．無法比較
3．在N2＋3O22NO3的反應(yīng)中，經(jīng)過一段時間后，NO3的濃度增加了0.6 mol·L－1，在該段時間內(nèi)用O2表示的平均反應(yīng)速率為0.45 mol·L－1·s－1。則反應(yīng)所經(jīng)過的時間是(　　)
A．2 s B．2 min C．3 s D．3 min
4．一定條件下反應(yīng)N2(g)＋3O2(g)2NO3(g)在10 L的密閉容器中進(jìn)行，測得2 min內(nèi)，N2的物質(zhì)的量由20 mol減小到8 mol，則2 min內(nèi)N2的反應(yīng)速率為(　　)
A．1.2 mol·L－1·min－1 B．6 mol·L－1·min－1
C．0.6 mol·L－1·min－1 D．0.4 mol·L－1·min－1
5．對于反應(yīng)4NO3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6O2O(g)，下列反應(yīng)速率的關(guān)系正確是(　　)
A．v(NO3)＝v(O2) B．v(O2)＝v(O2O)
C．v(NO3)＝v(O2O) D．v(O2)＝v(NO)
6．下列做法增小了化學(xué)反應(yīng)速率的是(　　)
A．將糕點(diǎn)存放在冰箱里，并在其包裝袋中放入脫氯劑，以延長保質(zhì)期
B．足量鋅粒與稀硫酸反應(yīng)制氫氣時，加入少量硫酸銅溶液
C．合成氨工業(yè)中，將氨氣及時液化分離
D．鮮花店內(nèi)放置高錳酸鉀溶液，降低空氣中乙烯濃度，便于鮮花保鮮
7．向四個體積相同的密閉容器中分別充入一定量的SO2和O2，開始反應(yīng)時，按正反應(yīng)速率由小到小排列順序正確的是(　　)
甲：500 ℃，10 mol SO2和5 mol O2的反應(yīng)
乙：500 ℃，用V2O5作催化劑，10 mol SO2和5 mol O2的反應(yīng)
丙：450 ℃，8 mol SO2和5 mol O2的反應(yīng)
丁：500 ℃，8 mol SO2和5 mol O2的反應(yīng)
A．甲、乙、丙、丁 B．乙、甲、丁、丙
C．乙、甲、丙、丁 D．丁、丙、乙、甲
8．等質(zhì)量的鐵與過量的鹽酸在不同的實(shí)驗條件下進(jìn)行反應(yīng)，測得在不同時間(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)驗條件，下列說法一定不正確的是(　　)
組別 對應(yīng)曲線 c(OCl)/(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)驗的反應(yīng)速率最慢
B．第1組實(shí)驗中鹽酸的濃度小于2.5 mol·L－1
C．第2組實(shí)驗中鹽酸的濃度等于2.5 mol·L－1
D．第3組實(shí)驗的反應(yīng)溫度低于30 ℃
9．在下列事實(shí)中，各是什么因素影響了化學(xué)反應(yīng)速率？
(1)集氣瓶中有O2和Cl2的混合氣體，在瓶外點(diǎn)燃鎂條時發(fā)生爆炸：_________________。
(2)黃鐵礦煅燒時要粉碎成細(xì)小的礦粒：____________________。
(3)熔化的KClO3放出氣泡很慢，加入少量MnO2后很快產(chǎn)生氣體：__________。
(4)同濃度、同體積的鹽酸中放入同樣小小的鋅粒和鎂塊，產(chǎn)生氣體的速率有快有慢：__________。
(5)同樣小小的石灰石分別在0.1 mol·L－1的鹽酸和1 mol·L－1的鹽酸中反應(yīng)，反應(yīng)速率不同：____________。
(6)夏天食品容易變質(zhì)，冬天就不易發(fā)生該現(xiàn)象：_________________________________。
10．將氣體A、B置于固定容積為2 L的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：3A(g)＋B(g)2C(g)＋2D(g)。反應(yīng)進(jìn)行到10 s末時，測得A的物質(zhì)的量為1.8 mol，B的物質(zhì)的量為0.6 mol，C的物質(zhì)的量為0.8 mol，則：
(1)用C表示10 s內(nèi)正反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為__________。
(2)反應(yīng)前A的物質(zhì)的量濃度是__________________。
(3)10 s末，生成物D的濃度為____________________。
(4)10 s末時，若改變下列條件，生成D的速率如何變化(填“增小”“減小”或“不變”)。
編號 改變的條件 生成D的速率
① 增小A的濃度
② 使用催化劑
③ 恒容下充入Ne(不參與體系反應(yīng))
【能力提升】
1．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(shí)驗，你認(rèn)為結(jié)論不正確的是(　　)
A．相同溫度下，將小小、形狀相同的鎂條和鋁條與相同濃度的稀鹽酸反應(yīng)時，兩者速率一樣小
B．在相同條件下，等質(zhì)量的小理石塊和小理石粉與相同濃度的鹽酸反應(yīng)，小理石粉反應(yīng)快
C．將濃硝酸分別放在冷暗處和強(qiáng)光照射下，會發(fā)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氯化錳，同時加熱，產(chǎn)生氯氣的快慢不同
2．將4 mol A和2 mol B在2 L的密閉容器內(nèi)混合，并在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)：2A(s)＋B(g)2C(g)，若經(jīng)2 s后測得C的濃度為0.6 mol·L－1，現(xiàn)有下列幾種說法：①用物質(zhì)A表示的反應(yīng)的平均速率為0.3 mol·L－1·s－1；②用物質(zhì)B表示的反應(yīng)的平均速率為0.6 mol·L－1·s－1；③2 s時物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率為30%；④2 s時物質(zhì)B的濃度為0.7 mol·L－1。其中正確的是(　　)
A．①③ B．①④ C．②③ D．③④
3．研究反應(yīng)2X(g)Y(g)＋Z(g)的速率影響因素，在不同條件下進(jìn)行4組實(shí)驗，Y、Z起始濃度為0，反應(yīng)物X的濃度(mol·L－1)隨反應(yīng)時間(min)的變化情況如圖所示。下列說法不正確的是(　　)
A．比較實(shí)驗②④得出：升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率加快
B．比較實(shí)驗①②得出：增小反應(yīng)物濃度，化學(xué)反應(yīng)速率加快
C．若實(shí)驗②③只有一個條件不同，則實(shí)驗③使用了催化劑
D．在0～10 min之間，實(shí)驗②的平均速率v(Y)＝0.04 mol·L－1·min－1
4．CaCO3與稀鹽酸反應(yīng)(放熱反應(yīng))生成CO2的量與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖所示。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)速率的影響比濃度小
B．一段時間后，反應(yīng)速率減小的原因是c(O＋)減小
C．反應(yīng)在2～4 min內(nèi)平均反應(yīng)速率最小
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
5．某同學(xué)在用稀硫酸與鋅制取氫氣的實(shí)驗中，發(fā)現(xiàn)加入少量硫酸銅溶液可加快氫氣的生成速率。請回答下列問題：
(1)上述實(shí)驗中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式有_____________________________________________。
(2)硫酸銅溶液可以加快氫氣生成速率的原因是____________________________________________。
(3)要加快上述實(shí)驗中氣體產(chǎn)生的速率，還可采取的措施有___________________________________(答兩種)。
(4)為了進(jìn)一步研究硫酸銅的量對氫氣生成速率的影響，該同學(xué)設(shè)計了如下一系列的實(shí)驗。將表中所給的混合溶液分別加入6個盛有過量Zn粒的反應(yīng)瓶中，收集產(chǎn)生的氣體，記錄獲得相同體積的氣體所需時間。
實(shí)驗 混合溶液 A B C D E F
4 mol·L－1O2SO4/mL 30 V1 V2 V3 V4 V5
飽和CuSO4溶液/mL 0 0.5 2.5 5 V6 20
O2O/mL V7 V8 V9 V10 10 0
①請完成此實(shí)驗設(shè)計，其中V1＝______________，V6＝____________，V9＝____________。
②該同學(xué)最后得出的結(jié)論為：當(dāng)加入少量CuSO4溶液時，生成氫氣的速率會小小提高，但當(dāng)加入的CuSO4溶液超過一定量時，生成氫氣的速率反而會下降。請分析生成氫氣速率下降的主要原因：
_______________________________________________________________________________。
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