資源簡介

第1講　化學反應速率
【復習目標】
1.了解化學反應速率的概念和定量表示方法并能夠進行簡單計算。
2.了解反應活化能的概念,了解催化劑的重要作用。
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,能用相關理論解釋其一般規律。
考點一　化學反應速率的概念及計算
1.化學反應速率的含義與表示方法
注意事項:(1)化學反應速率一般指平均速率而不是某一時刻的瞬時速率,且無論用反應物還是用生成物表示均取正值。
(2)不能用固體或純液體的濃度變化來表示化學反應速率,因為固體或純液體的濃度視為常數。
2.化學反應速率與化學計量數的關系
同一反應,當用不同的反應物或生成物表示其化學反應速率時,速率的數值之比等于對應物質的　　　 　　　之比。對于反應aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),存在v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=　　　　　　。
3.化學反應中各物質濃度的計算方法——“三段式”
(1)寫出有關反應的化學方程式。
(2)找出各物質的起始量、轉化量、某時刻量。
(3)根據已知條件列方程式計算。
例如:　　　　　　　mA(g)+nB(g)pC(g)
t0 s時/(mol·L-1) a b 0
轉化/(mol·L-1) x
t1 s時/(mol·L-1) a-x b-
則v(A)= mol·L-1·s-1,
v(B)= mol·L-1·s-1,
v(C)= mol·L-1·s-1。
[理解·辨析] 判斷正誤
(1)化學反應速率為0.8 mol·L-1·s-1,是指1 s時某物質的濃度為0.8 mol·L-1。(　　)
(2)通常情況下,化學反應速率的單位由時間單位和物質的量濃度單位決定。(　　)
(3)同一化學反應,相同條件下用不同物質表示的反應速率,數值越大,表示化學反應速率越大。(　　)
(4)同一化學反應,相同條件下用不同物質表示的反應速率,其數值可能不同,但表示的意義相同。(　　)　　　　　　 　　　　　 　　　　　
一、化學反應速率的計算
1.汽車尾氣在三元催化轉化中發生的反應為 2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)。一定溫度下,在恒容密閉容器中充入1 mol CO(g)、1 mol NO(g)發生上述反應,測得NO的濃度隨時間的變化如圖所示。下列敘述錯誤的是(　　)
[A] 2 min時正反應速率大于逆反應速率
[B] 0～4 min內CO的轉化率α=×100%
[C] 當NO消耗速率等于N2消耗速率一半時到達8 min對應狀態
[D] 2～4 min內N2平均速率v(N2)= mol·L-1·min-1
二、化學反應速率大小比較
2.反應A(g)+3B(g)2C(g)+3D(g)在四種不同情況下的反應速率如下,則反應速率由大到小的順序為(　　)
①v(A)=0.01 mol·L-1·s-1
②v(B)=0.06 mol·L-1·s-1
③v(C)=2.4 mol·L-1·min-1
④v(D)=3.5 mol·L-1·min-1
[A] ②>③>④>① [B] ④>②=③>①
[C] ②=③>④>① [D] ④>①>②>③
比較化學反應速率大小的思維模型
三、用壓強等物理量表示的化學反應速率計算
3.一定溫度下,利用測壓法在剛性反應器中研究固體催化劑作用下的A的分解反應:A(g)B(g)+2C(g)。體系的總壓強p隨時間t的變化見下表。
t/min 0 100 150 250 420 500 580
p/kPa 12.1 13.3 13.9 15.1 17.14 x 19.06
(1)100～150 min內,消耗A的平均速率為　　　　kPa·min-1。
(2)推測x為　　　　。
4.(2021·湖北卷,19節選)丙烯是一種重要的化工原料,可以在催化劑作用下,由丙烷直接脫氫或氧化脫氫制備。
反應Ⅰ(直接脫氫):C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)　ΔH1=+125 kJ·mol-1
反應Ⅱ(氧化脫氫):C3H8(g)+O2(g)C3H6(g)+H2O(g)　ΔH2=-118 kJ·mol-1
在溫度為T2時,通入氣體分壓比為p(C3H8)∶p(O2)∶p(N2)=10∶5∶85的混合氣體,各組分氣體的分壓隨時間的變化關系如圖所示。0～1.2 s生成C3H6的平均速率為　　　　kPa·s-1。
四、化學反應速率常數的計算
5.(2024·黑龍江哈爾濱模擬)工業上利用CH4(混有CO和H2)與水蒸氣在一定條件下制取H2,原理為CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),該反應的逆反應速率表達式為v逆=
k·c(CO)·c3(H2),k為速率常數,在某溫度下測得實驗數據如下表所示:
CO濃度/ (mol·L-1) H2濃度/ (mol·L-1) 逆反應速率/ (mol·L-1·min-1)
0.1 c1 8.0
c2 c1 16.0
c2 0.15 6.75
由上述數據可得該溫度下,c2=　　　　　　,該反應的逆反應速率常數k=　
L3·mol-3·min-1。
考點二　影響化學反應速率的因素
一、影響化學反應速率的因素
1.主要因素——內因
反應物的組成、結構和性質等,起決定性作用。如Na、Mg、Al與酸反應的速率大小關系為　　　　　　　　。
2.外界因素——外因(只改變一個條件,其他條件保持不變)
[注意] (1)濃度主要是指密閉容器中氣體的濃度或溶液中分子、離子的濃度。
(2)壓強的改變主要是通過改變容器的容積實現的。
二、理論解釋
1.有效碰撞與活化能
反 應 歷 程 2HIH2+I2的反應歷程如下: 2HIH2+2I· 2I·I2 其中每一步反應都稱為　　　　反應
有 效 碰 撞 定義 能夠發生化學反應的碰撞叫有效碰撞
條件 (1)反應物分子必須具有一定的能量; (2)碰撞時有　　　　
活 化 分 子 能夠發生有效碰撞的分子(必須具有足夠的能量)
續　表
活 化 能 活化能越小,化學反應速率　　　
2.活化分子、有效碰撞與化學反應速率的關系
(1)關系:條件改變→活化分子數變化→有效碰撞次數變化→化學反應速率變化。
(2)變化。
條件 改變 單位體積內 有效碰 撞次數 化學反 應速率
分子 總數 活化 分子數 活化 分子 百分數
增大反 應物濃度 　 　 　 　 　
增大壓強 　 　 　 　 　
升高溫度 　 　 　 　 　
加催化劑 　 　 　 　 　
[理解·辨析] 判斷正誤
(1)升高溫度時,不論正反應是吸熱還是放熱,正、逆反應的速率都增大。(　　)
(2)對于反應:A+BC,改變容器容積,化學反應速率一定發生變化。(　　)
(3)碳酸鈣與鹽酸反應過程中,再增加CaCO3固體,反應速率不變,但把CaCO3固體粉碎,可以增大反應速率。(　　)
(4)增大反應物的濃度,能夠增大活化分子百分數,所以反應速率增大。(　　)
(5)使用合適的催化劑,能增大活化分子百分數,所以反應速率增大。(　　)
一、壓強對化學反應速率的影響
1.在C(s)+CO2(g)2CO(g)的反應中,現采取下列措施,其中能夠使反應速率增大的是(　　)
①縮小容器容積,增大壓強　②增加碳的量　③恒容下通入CO2　④恒容下充入N2　⑤恒壓下充入N2
[A] ①④ [B] ②③⑤
[C] ①③ [D] ①②④
2.一定溫度下,反應H2(g)+I2(g)2HI(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)縮小容積使壓強增大:　　　　　,原因是　　　　　　　　　　　　　　。
(2)恒容充入H2:　　　　　。
(3)恒容充入He:　　　　,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)恒壓充入He:　　　　　　。
惰性氣體對反應速率的影響
二、固體表面積對化學反應速率的影響
3.(2024·黑龍江齊齊哈爾期末)汽車尾氣系統中安裝催化轉化器可減少CO和NO的污染。查閱資料可知使用同種催化劑,質量相等時催化劑的比表面積對催化效率有影響。某實驗小組的實驗數據、圖像分析與結論如下。下列說法不正確的是(　　)
編 號 t/℃ c(NO)/ (mol·L-1) c(CO)/ (mol·L-1) 催化劑的比 表面積/ (m2/g)
Ⅰ 280 6.50×10-3 4.00×10-3 80
Ⅱ a 6.50×10-3 4.00×10-3 120
Ⅲ c 6.50×10-3 4.00×10-3 80
[A] 汽車尾氣處理的化學方程式為2NO+2CO2CO2+N2
[B] 由圖像可知:a=280,c<280
[C] 其他條件相同時,增大催化劑的比表面積,該化學反應的速率將增大
[D] 若Ⅰ組實驗5 min達到平衡,該段時間內化學反應速率v(NO)=6×10-4 mol·L-1·min-1
4.圖1為從廢鉬催化劑(主要成分為MoO3、MoS2,含少量NiS、NiO、Fe2O3等)中回收利用金屬的部分流程。
“焙燒”時將純堿和廢鉬催化劑磨成粉末后采取如圖2所示的“多層逆流焙燒”,其目的是
　。
三、控制變量法探究影響化學反應速率的因素
5.(2024·黑龍江龍東五地市期中聯考)某研究人員通過測定不同條件下的化學反應速率得到以下兩組數據(Ea為反應活化能)。
第1組:
實驗 Ea/(kJ·mol-1) 溫度/K
a 100 298/318 14.0
第2組:
實驗 Ea/(kJ·mol-1) 溫度/K
b 100 298 3 205
c 120 298
基于數據分析和平衡原理判斷,下列說法錯誤的是(　　)
[A] 一般離子反應的活化能接近零,所以反應速率很大
[B] 吸熱反應中,溫度升高對于放熱方向的反應速率影響較大
[C] 其他條件相同時,溫度升高,化學反應速率增大
[D] 該實驗的目的是對比溫度和活化能對化學反應速率的影響程度
6.(2024·江西景德鎮模擬)某同學設計如下實驗方案探究影響鋅與稀硫酸反應速率的因素,有關數據如下表所示:
序號 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
純鋅粉/g 2.0 2.0 2.0 2.0
2.0 mol·L-1 硫酸溶液/mL 50.0 40.0 50.0 50.0
續　表
溫度/℃ 25 25 25 25
硫酸銅固體/g 0 0 0.2 4.0
加入蒸餾水/mL 0 10.0 0 0
(1)本實驗待測數據可以是 　　　　　　　　　,實驗Ⅰ和實驗Ⅱ可以探究　　　　　　對鋅與稀硫酸反應速率的影響。
(2)實驗Ⅲ和實驗Ⅳ的目的是 　　　　　　　　　　　　,寫出有關反應的離子方程式:　 　。
利用“控制變量法”討論外界條件對化學反應速率的影響:
1.(2024·甘肅卷,4)下列措施能降低化學反應速率的是(　　)
[A] 催化氧化氨制備硝酸時加入鉑
[B] 中和滴定時,邊滴邊搖錐形瓶
[C] 鋅粉和鹽酸反應時加水稀釋
[D] 石墨合成金剛石時增大壓強
2.(2022·浙江6月選考,20)恒溫恒容的密閉容器中,在某催化劑表面上發生氨的分解反應:2NH3(g)N2(g)+3H2(g),測得不同起始濃度和催化劑表面積下氨濃度隨時間的變化如下表所示,下列說法不正確的是(　　)
編 號 表面積/ cm2 c(NH3)/(10-3 mol/L)
0 min 20 min 40 min 60 min 80 min
① a 2.40 2.00 1.60 1.20 0.80
② a 1.20 0.80 0.40 x
③ 2a 2.40 1.60 0.80 0.40 0.40
[A] 實驗①,0～20 min,v(N2)=1.00×10-5 mol/(L·min)
[B] 實驗②,60 min時處于平衡狀態,x≠0.40
[C] 相同條件下,增加氨的濃度,反應速率增大
[D] 相同條件下,增加催化劑的表面積,反應速率增大
3.(2024·安徽卷,12)室溫下,為探究納米鐵去除水樣中Se的影響因素,測得不同條件下Se濃度隨時間變化關系如圖。
實驗序號 水樣體 積/mL 納米鐵 質量/mg 水樣初始pH
① 50 8 6
② 50 2 6
③ 50 2 8
下列說法正確的是(　　)
[A] 實驗①中,0～2小時內平均反應速率 v(Se)=2.0 mol·L-1·h-1
[B] 實驗③中,反應的離子方程式為2Fe+Se+8H+2Fe3++Se+4H2O
[C] 其他條件相同時,適當增加納米鐵質量可增大反應速率
[D] 其他條件相同時,水樣初始pH越小,Se的去除效果越好
4.(2021·福建卷,12節選)NaNO2溶液和NH4Cl溶液可發生反應:NaNO2+NH4ClN2↑+NaCl+2H2O。為探究反應速率與c(NaNO2)的關系,利用下列裝置(夾持儀器略去)進行實驗。
實驗步驟:往A中加入一定體積(V)的2.0 mol·L-1NaNO2溶液、2.0 mol·L-1NH4Cl溶液和水,充分攪拌。控制體系溫度,通過分液漏斗往A中加入 1.0 mol·L-1醋酸。當導管口氣泡均勻穩定冒出時,開始用排水法收集氣體。用秒表測量收集1.0 mL N2所需的時間,重復多次取平均值(t)。
回答下列問題。
(1)若需控制體系的溫度為36 ℃,采取的合理加熱方式為　　　　　　　　　　。
(2)每組實驗過程中,反應物濃度變化很小,忽略其對反應速率測定的影響。實驗數據如下表所示。
實驗 編號 V/mL t/s
NaNO2 溶液 NH4Cl 溶液 醋酸 水
1 4.0 V1 4.0 8.0 334
2 V2 4.0 4.0 V3 150
3 8.0 4.0 4.0 4.0 83
4 12.0 4.0 4.0 0.0 38
①V1=　　　　,V3=　　　　。
②該反應的速率方程為v=k·cm(NaNO2)·c(NH4Cl)·c(H+),k為反應速率常數。利用實驗數據計算得m=　　　　(填整數)。
③醋酸的作用是　 。
第1講　化學反應速率
考點一　化學反應速率的概念及計算
必備知識整合
1.快慢　　mol·L-1·s-1　mol·L-1·min-1
2.化學計量數　a∶b∶c∶d
[理解·辨析] (1)×　(2)√　(3)×　(4)√
【提示】 (1)化學反應速率為平均速率,不能表示某時刻的物質的濃度。
(2)化學反應速率通常用單位時間內反應物濃度的減小或生成物濃度的增大來表示,單位是 mol·L-1·s-1 或 mol·L-1·min-1,單位由時間單位和物質的量濃度的單位決定。
(3)用不同物質的濃度變化表示同一時間內、同一反應的速率時,其數值之比等于化學方程式中對應物質的化學計量數之比,相同條件下用不同物質表示的反應速率,數值越大,不能表示化學反應速率越大。
關鍵能力提升
1.C　由題圖可知,2 min時反應沒有達到平衡,向正反應方向進行,故正反應速率大于逆反應速率,A正確;0～4 min內NO的轉化率為α=×100%,根據轉化率定義,NO、CO起始投料相等、化學計量數相同,則0～4 min內它們的轉化率相等,B正確;8 min時達到平衡狀態,此時NO消耗速率等于N2消耗速率的2倍,C錯誤;2～4 min內NO平均速率v(NO)= mol·L-1·min-1,在相同時間內,N2的平均速率是NO的一半,
v(N2)= mol·L-1·min-1,D正確。
2.C　①v(A)=0.01 mol·L-1·s-1,則=0.01 mol·L-1·s-1;②v(B)=0.06 mol·L-1·s-1,=
0.02 mol·L-1·s-1;③v(C)=2.4 mol·L-1·min-1,=1.2 mol·L-1·min-1=0.02 mol·L-1·s-1;④v(D)=3.5 mol·L-1·min-1,= mol·L-1·min-1≈0.019 mol·L-1·s-1。反應速率與化學計量數的比值越大,則反應速率越大,根據分析可知,反應速率由大到小的順序為②=③>④>①。
3.【答案】 (1)0.006　(2)18.1
【解析】 (1)A(g)B(g)+2C(g)反應前后氣體壓強變化和生成C的量成正比,同時A的消耗量為氣體變化量的,用壓強代替濃度,故100～150 min 體系壓強變化為 13.9 kPa-13.3 kPa=0.6 kPa,消耗A的平均速率為=0.006 kPa·min-1。
(2)0～100 min,壓強變化1.2 kPa,150～250 min,壓強變化1.2 kPa,故100～500 min,壓強變化 1.2×4 kPa=4.8 kPa,500 min時,體系壓強為 13.3 kPa+4.8 kPa=18.1 kPa。
4.【答案】 2
【解析】 由圖可知,0～1.2 s內,C3H6的分壓由0增大到 2.4 kPa,則生成C3H6的平均速率為 v(C3H6)== kPa·s-1=2 kPa·s-1。
5.【答案】 0.2　1.0×104
【解析】 根據v逆=k·c(CO)·c3(H2),由表中數據可得(c1 mol·L-1)3=,
c2 mol·L-1=,有k××=16.0 mol·L-1·min-1,
解得k=1.0×104 L3·mol-3·min-1,代入c2的等式可得c2=0.2。
考點二　影響化學反應速率的因素
必備知識整合
一、1.Na>Mg>Al　
2.增大　不變　增大　減小　氣體　增大　減小　增大　相同　接觸面積
二、1.基元　合適的取向　活化能　反應熱　E3　越大
2.(2)增加　增加　不變　增加　增大　增加　增加　不變　增加　增大　不變　增加　增加　增加　增大　不變　增加　增加　增加　增大
[理解·辨析] (1)√　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√
【提示】 (1)升高溫度時,增大了單位體積內活化分子百分數,不論正反應是吸熱反應還是放熱反應,正、逆反應速率都增大。
(2)若沒有氣體參加,則改變容器容積,化學反應速率不變。
(3)化學反應中,固體的濃度視為常數,固體質量的多少不影響反應速率,但反應物的接觸面積越大,反應速率越大。
(4)增大反應物的濃度,單位體積內活化分子數增多,反應速率增大,但活化分子百分數不變。
(5)使用合適的催化劑,降低反應的活化能,使部分不是活化分子的分子成為活化分子,增大活化分子百分數,所以反應速率增大。
關鍵能力提升
1.C　該反應為有氣體參加的反應,縮小容器容積,增大壓強,反應速率增大,①符合題意;碳為固體,增加碳的量,反應速率不變,②不符合題意;恒容下通入CO2,反應物濃度增大,反應速率增大,③符合題意;恒容下充入N2,參與反應的各物質的物質的量濃度不變,反應速率不變,④不符合題意;恒壓下充入N2,容器容積增大,參與反應的各物質的物質的量濃度減小,反應速率減小,⑤不符合題意。
2.(1)增大　單位體積內,活化分子數目增加,有效碰撞的次數增多　(2)增大　(3)不變　單位體積內活化分子數不變　(4)減小
3.B　汽車尾氣中NO和CO在催化劑作用下生成二氧化碳和氮氣,化學方程式為2NO+2CO2CO2+N2,故A正確;由題圖可知,Ⅰ、Ⅱ平衡不移動,則溫度相同,所以a=280,反應Ⅲ速率大,可知溫度高,則c>280,故B錯誤;根據實驗Ⅰ、Ⅱ可知,其他條件相同時,增大催化劑的比表面積,該化學反應的速率將增大,故C正確;若Ⅰ組實驗5 min達到平衡,CO濃度降低3×10-3 mol·L-1,NO的濃度降低 3×10-3 mol·L-1,該段時間內化學反應速率v(NO)==6×10-4 mol·L-1·min-1,故D正確。
4.增大反應物接觸面積,增大反應速率,提高原料利用率
5.B　離子反應中,離子已經是活化離子,其活化能幾乎為零,所以反應速率很大,故A正確;對于吸熱反應,溫度升高,對于吸熱方向的反應速率的影響較大,故B錯誤;從第1組的實驗結果可知,溫度升高,反應速率增大,故C正確;第1組實驗中溫度不同,溫度高的反應速率更大,第2組實驗中活化能不同,活化能低的反應速率更大,故D正確。
6.【答案】 (1)反應結束所需要的時間(或相同條件下產生等體積的氫氣所需要的時間)　硫酸濃度
(2)探究硫酸銅的質量對反應速率的影響　Zn+Cu2+Zn2++Cu,Zn+2H+Zn2++H2↑
【解析】 實驗Ⅰ和實驗Ⅱ中,鋅的質量和狀態相同,硫酸溶液的濃度不同,實驗Ⅲ和實驗Ⅳ中加入硫酸銅固體,Cu2+的氧化性強于H+,首先發生反應 Zn+Cu2+Zn2++Cu,生成的銅附著在鋅表面,在稀硫酸中構成原電池,加快鋅失電子,但是加入的硫酸銅過多,生成的銅會覆蓋在鋅表面,阻止鋅與稀硫酸進一步反應,產生氫氣的速率會減小。(1)本實驗待測數據可以是反應結束所需要的時間或相同條件下產生等體積的氫氣所需要的時間;實驗Ⅰ和實驗Ⅱ可以探究硫酸的濃度對反應速率的影響。(2)實驗Ⅲ和實驗Ⅳ加入的硫酸銅的質量不同,可以探究硫酸銅的質量對反應速率的影響。
真題驗收
1.C　催化劑可以改變化學反應速率,一般來說,催化劑可以用來增大化學反應速率,故催化氧化氨制備硝酸時加入鉑可以增大化學反應速率,A不符合題意;中和滴定時,邊滴邊搖錐形瓶,可以讓反應物快速接觸,可以增大化學反應速率,B不符合題意;鋅粉和鹽酸反應時加水稀釋會減小鹽酸的濃度,會減小化學反應速率,C符合題意;石墨合成金剛石,該反應中沒有氣體參與,增大壓強不會改變化學反應速率,D不符合題意。
2.C　由表格中數據可知,0～20 min,平均反應速率 v(N2)=v(NH3)==1.00×10-5mol/(L·min),A項正確;根據實驗③,反應平衡時 c(NH3)=0.40×10-3 mol/L,則 c(N2)=1.00×10-3 mol/L,c(H2)=3.00×10-3 mol/L,該反應的平衡常數K==,若x=0.40,則此時c(N2)=0.40×10-3 mol/L,c(H2)=1.20×10-3 mol/L,濃度商為≠K,B項正確;對比實驗①②可知,增加氨的濃度,反應速率不變,C項錯誤;對比實驗①③可知,催化劑表面積增大,反應速率增大,D項正確。
3.C　實驗①中,0～2小時內平均反應速率v(Se)==2.0×10-3 mol·L-1·h-1,A不正確;實驗③中水樣初始pH=8,溶液顯弱堿性,離子方程式中不能用H+配電荷守恒,B不正確;由實驗①和②可知,在相同時間內,實驗①中Se濃度的變化量大,因此,其他條件相同時,適當增加納米鐵質量可增大反應速率,C正確;由實驗③和②可知,在相同時間內,實驗②中Se濃度的變化量大,因此,其他條件相同時,適當減小水樣初始pH,Se的去除效果更好,但是當水樣初始pH太小時,納米鐵與H+反應速率增大,會導致與Se反應的納米鐵減少,因此,水樣初始pH越小時,Se的去除效果不一定越好,D不正確。
4.【答案】 (1)水浴加熱
(2)①4.0　6.0　②2　③增大反應速率
【解析】 (1)若需控制體系的溫度為36 ℃,可采取水浴加熱使溫度均勻平穩。
(2)①為探究反應速率與c(NaNO2)的關系,NH4Cl溶液濃度應不變,根據實驗3和4的數據可知溶液總體積為 20 mL,故V1為4.0;根據變量單一可知V2為6.0,V3為6.0。
②反應物濃度增大,反應速率增大,根據實驗1和3數據分析,實驗3的c(NaNO2)是實驗1的2倍,實驗1和3所用的時間比為≈4,根據分析可知速率和濃度的平方成正比,故m=2。
③醋酸在反應前后沒變,起催化劑作用,可增大反應速率。
(
第
12
頁
)(共121張PPT)
化學反應速率
第1講
1.了解化學反應速率的概念和定量表示方法并能夠進行簡單計算。
2.了解反應活化能的概念,了解催化劑的重要作用。
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,能用相關理論解釋其一般規律。
1.化學反應速率的含義與表示方法
快慢
mol·L-1·s-1
mol·L-1·min-1
注意事項:(1)化學反應速率一般指平均速率而不是某一時刻的瞬時速率,且無論用反應物還是用生成物表示均取正值。
(2)不能用固體或純液體的濃度變化來表示化學反應速率,因為固體或純液體的濃度視為常數。
2.化學反應速率與化學計量數的關系
化學計量數
a∶b∶c∶d
3.化學反應中各物質濃度的計算方法——“三段式”
(1)寫出有關反應的化學方程式。
(2)找出各物質的起始量、轉化量、某時刻量。
(3)根據已知條件列方程式計算。
[理解·辨析] 判斷正誤
(1)化學反應速率為0.8 mol·L-1·s-1,是指1 s時某物質的濃度為0.8 mol·L-1。
(　 　)
×
【提示】 (1)化學反應速率為平均速率,不能表示某時刻的物質的濃度。
(2)通常情況下,化學反應速率的單位由時間單位和物質的量濃度單位決定。(　 　)
√
【提示】 (2)化學反應速率通常用單位時間內反應物濃度的減小或生成物濃度的增大來表示,單位是 mol·L-1·s-1 或mol·L-1·min-1,單位由時間單位和物質的量濃度的單位決定。
(3)同一化學反應,相同條件下用不同物質表示的反應速率,數值越大,表示化學反應速率越大。(　 　)
×
【提示】 (3)用不同物質的濃度變化表示同一時間內、同一反應的速率時,其數值之比等于化學方程式中對應物質的化學計量數之比,相同條件下用不同物質表示的反應速率,數值越大,不能表示化學反應速率越大。
(4)同一化學反應,相同條件下用不同物質表示的反應速率,其數值可能不同,但表示的意義相同。(　 　)
√
一、化學反應速率的計算
下列敘述錯誤的是(　　)
[A] 2 min時正反應速率大于逆反應速率
C
[C] 當NO消耗速率等于N2消耗速率一半時到達8 min對應狀態
二、化學反應速率大小比較
①v(A)=0.01 mol·L-1·s-1 ②v(B)=0.06 mol·L-1·s-1
③v(C)=2.4 mol·L-1·min-1 ④v(D)=3.5 mol·L-1·min-1
[A] ②>③>④>① [B] ④>②=③>①
[C] ②=③>④>① [D] ④>①>②>③
C
思維建模
比較化學反應速率大小的思維模型
三、用壓強等物理量表示的化學反應速率計算
t/min 0 100 150 250 420 500 580
p/kPa 12.1 13.3 13.9 15.1 17.14 x 19.06
(1)100～150 min內,消耗A的平均速率為　　 　　kPa·min-1。
0.006
(2)推測x為　　　　。
【解析】 (2)0～100 min,壓強變化1.2 kPa,150～250 min,壓強變化1.2 kPa,故100～500 min,壓強變化 1.2×4 kPa=4.8 kPa,500 min時,體系壓強為
13.3 kPa+4.8 kPa=18.1 kPa。
18.1
4.(2021·湖北卷,19節選)丙烯是一種重要的化工原料,可以在催化劑作用下,由丙烷直接脫氫或氧化脫氫制備。
在溫度為T2時,通入氣體分壓比為p(C3H8)∶p(O2)∶p(N2)=10∶5∶85的混合氣體,各組分氣體的分壓隨時間的變化關系如圖所示。0～1.2 s生成C3H6的平均速率為　　　　kPa·s-1。
2
四、化學反應速率常數的計算
CO濃度/(mol·L-1) H2濃度/(mol·L-1) 逆反應速率/(mol·L-1·min-1)
0.1 c1 8.0
c2 c1 16.0
c2 0.15 6.75
由上述數據可得該溫度下,c2=　　　　 　　,該反應的逆反應速率常數k=　 L3·mol-3·min-1。
0.2
1.0×104
影響化學反應速率的因素
考點二
一、影響化學反應速率的因素
1.主要因素——內因
反應物的組成、結構和性質等,起決定性作用。如Na、Mg、Al與酸反應的速率大小關系為 。
Na>Mg>Al
2.外界因素——外因
(只改變一個條件,其
他條件保持不變)
增大
不變
增大
減小
氣體
增大
減小
增大
相同
接觸面積
[注意] (1)濃度主要是指密閉容器中氣體的濃度或溶液中分子、離子的
濃度。
(2)壓強的改變主要是通過改變容器的容積實現的。
二、理論解釋
1.有效碰撞與活化能
基元
有效 碰撞 定義 能夠發生化學反應的碰撞叫有效碰撞
條件 (1)反應物分子必須具有一定的能量;
(2)碰撞時有
活化 分子 能夠發生有效碰撞的分子(必須具有足夠的能量)
合適的取向
活 化 能
活化能越小,化學反應速率
活化能
反應
熱
E3
越大
2.活化分子、有效碰撞與化學反應速率的關系
(1)關系:條件改變→活化分子數變化→有效碰撞次數變化→化學反應速率
變化。
(2)變化。
條件 改變 單位體積內 有效碰 撞次數 化學反
應速率
分子總數 活化分子數 活化分子 百分數
增大反 應物濃度 　 　 　 　 　
增大壓強 　 　 　 　 　
升高溫度 　 　 　 　 　
加催化劑 　 　 　 　 　
增加
增加
不變
增加
增大
增加
增加
不變
增加
增大
不變
增加
增加
增加
增大
不變
增加
增加
增加
增大
[理解·辨析] 判斷正誤
【提示】 (1)升高溫度時,增大了單位體積內活化分子百分數,不論正反應是吸熱反應還是放熱反應,正、逆反應速率都增大。
×
【提示】 (2)若沒有氣體參加,則改變容器容積,化學反應速率不變。
(1)升高溫度時,不論正反應是吸熱還是放熱,正、逆反應的速率都增大。
(　 　)
√
(3)碳酸鈣與鹽酸反應過程中,再增加CaCO3固體,反應速率不變,但把CaCO3固體粉碎,可以增大反應速率。(　 　)
√
【提示】 (3)化學反應中,固體的濃度視為常數,固體質量的多少不影響反應速率,但反應物的接觸面積越大,反應速率越大。
×
(4)增大反應物的濃度,能夠增大活化分子百分數,所以反應速率增大。(　　)
【提示】 (4)增大反應物的濃度,單位體積內活化分子數增多,反應速率增
大,但活化分子百分數不變。
(5)使用合適的催化劑,能增大活化分子百分數,所以反應速率增大。(　 　)
√
【提示】 (5)使用合適的催化劑,降低反應的活化能,使部分不是活化分子的分子成為活化分子,增大活化分子百分數,所以反應速率增大。
一、壓強對化學反應速率的影響
①縮小容器容積,增大壓強　②增加碳的量　③恒容下通入CO2　④恒容下充入N2　⑤恒壓下充入N2
[A] ①④ [B] ②③⑤
[C] ①③ [D] ①②④
C
【解析】 該反應為有氣體參加的反應,縮小容器容積,增大壓強,反應速率增大,①符合題意;碳為固體,增加碳的量,反應速率不變,②不符合題意;恒容下通入CO2,反應物濃度增大,反應速率增大,③符合題意;恒容下充入N2,參與反應的各物質的物質的量濃度不變,反應速率不變,④不符合題意;恒壓下充入N2,容器容積增大,參與反應的各物質的物質的量濃度減小,反應速率減小,⑤不符合題意。
(1)縮小容積使壓強增大: 　　,原因是
　　　　　　　　　　。
(2)恒容充入H2:　　　　　。
(3)恒容充入He: 　　,原因是　　　　　　　　　　　 　　。
(4)恒壓充入He:　　　　　　。
增大
單位體積內,活化分子數目增加,
有效碰撞的次數增多
增大
不變
單位體積內活化分子數不變
減小
思維建模
惰性氣體對反應速率的影響
二、固體表面積對化學反應速率的影響
3.(2024·黑龍江齊齊哈爾期末)汽車尾氣系統中安裝催化轉化器可減少CO和NO的污染。查閱資料可知使用同種催化劑,質量相等時催化劑的比表面積對催化效率有影響。某實驗小組的實驗數據、圖像分析與結論如下。
編號 t/℃ c(NO)/(mol·L-1) c(CO)/(mol·L-1) 催化劑的比
表面積/(m2/g)
Ⅰ 280 6.50×10-3 4.00×10-3 80
Ⅱ a 6.50×10-3 4.00×10-3 120
Ⅲ c 6.50×10-3 4.00×10-3 80
下列說法不正確的是(　　)
[B] 由圖像可知:a=280,c<280
[C] 其他條件相同時,增大催化劑的比表面積,該化學反應的速率將增大
[D] 若Ⅰ組實驗5 min達到平衡,該段時間內化學反應速率v(NO)=6×
10-4 mol·L-1·min-1
B
4.圖1為從廢鉬催化劑(主要成分為MoO3、MoS2,含少量NiS、NiO、Fe2O3等)中回收利用金屬的部分流程。
增大反應物接觸面積,增大反應速率,提高原料利用率
“焙燒”時將純堿和廢鉬催化劑磨成粉末后采取如圖2所示的“多層逆流焙
燒”,其目的是 　。
三、控制變量法探究影響化學反應速率的因素
5.(2024·黑龍江龍東五地市期中聯考)某研究人員通過測定不同條件下的化學反應速率得到以下兩組數據(Ea為反應活化能)。
第1組:
第2組:
基于數據分析和平衡原理判斷,下列說法錯誤的是(　　)
[A] 一般離子反應的活化能接近零,所以反應速率很大
[B] 吸熱反應中,溫度升高對于放熱方向的反應速率影響較大
[C] 其他條件相同時,溫度升高,化學反應速率增大
[D] 該實驗的目的是對比溫度和活化能對化學反應速率的影響程度
B
【解析】 離子反應中,離子已經是活化離子,其活化能幾乎為零,所以反應速率很大,故A正確;對于吸熱反應,溫度升高,對于吸熱方向的反應速率的影響較大,故B錯誤;從第1組的實驗結果可知,溫度升高,反應速率增大,故C正確;第1組實驗中溫度不同,溫度高的反應速率更大,第2組實驗中活化能不同,活化能低的反應速率更大,故D正確。
6.(2024·江西景德鎮模擬)某同學設計如下實驗方案探究影響鋅與稀硫酸反應速率的因素,有關數據如下表所示:
序號 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ
純鋅粉/g 2.0 2.0 2.0 2.0
2.0 mol·L-1硫酸溶液/mL 50.0 40.0 50.0 50.0
溫度/℃ 25 25 25 25
硫酸銅固體/g 0 0 0.2 4.0
加入蒸餾水/mL 0 10.0 0 0
(1)本實驗待測數據可以是
　　　　 　,實驗Ⅰ和實驗Ⅱ可以探究　　 　　對鋅與稀硫酸反應速率的影響。
反應結束所需要的時間(或相同條件下產生等
體積的氫氣所需要的時間)
硫酸濃度
(1)本實驗待測數據可以是反應結束所需要的時間或相同條件下產生等體積的氫氣所需要的時間;實驗Ⅰ和實驗Ⅱ可以探究硫酸的濃度對反應速率的影響。
(2)實驗Ⅲ和實驗Ⅳ的目的是 　　　　　　　 　　　　　,寫出有關反應的離子方程式:　 　。
探究硫酸銅的質量對反應速率的影響
【解析】 (2)實驗Ⅲ和實驗Ⅳ加入的硫酸銅的質量不同,可以探究硫酸銅的質量對反應速率的影響。
思維建模
利用“控制變量法”討論外界條件
對化學反應速率的影響:
1.(2024·甘肅卷,4)下列措施能降低化學反應速率的是(　　)
[A] 催化氧化氨制備硝酸時加入鉑
[B] 中和滴定時,邊滴邊搖錐形瓶
[C] 鋅粉和鹽酸反應時加水稀釋
[D] 石墨合成金剛石時增大壓強
C
【解析】 催化劑可以改變化學反應速率,一般來說,催化劑可以用來增大化學反應速率,故催化氧化氨制備硝酸時加入鉑可以增大化學反應速率,A不符合題意;中和滴定時,邊滴邊搖錐形瓶,可以讓反應物快速接觸,可以增大化學反應速率,B不符合題意;鋅粉和鹽酸反應時加水稀釋會減小鹽酸的濃度,會減小化學反應速率,C符合題意;石墨合成金剛石,該反應中沒有氣體參與,增大壓強不會改變化學反應速率,D不符合題意。
編號 表面積/cm2 c(NH3)/(10-3 mol/L)
0 min 20 min 40 min 60 min 80 min
① a 2.40 2.00 1.60 1.20 0.80
② a 1.20 0.80 0.40 x
③ 2a 2.40 1.60 0.80 0.40 0.40
[A] 實驗①,0～20 min,v(N2)=1.00×10-5 mol/(L·min)
[B] 實驗②,60 min時處于平衡狀態,x≠0.40
[C] 相同條件下,增加氨的濃度,反應速率增大
[D] 相同條件下,增加催化劑的表面積,反應速率增大
C
實驗序號 水樣體積/mL 納米鐵質量/mg 水樣初始pH
① 50 8 6
② 50 2 6
③ 50 2 8
下列說法正確的是(　　)
C
實驗步驟:往A中加入一定體積(V)的2.0 mol·L-1
NaNO2溶液、2.0 mol·L-1NH4Cl溶液和水,
充分攪拌。控制體系溫度,通過分液漏斗往
A中加入 1.0 mol·L-1醋酸。當導管口氣泡均勻穩定冒出時,開始用排水法收集氣體。用秒表測量收集1.0 mL N2所需的時間,重復多次取平均值(t)。
回答下列問題。
(1)若需控制體系的溫度為36 ℃,采取的合理加熱方式為　　　　 　　。
水浴加熱
【解析】 (1)若需控制體系的溫度為36 ℃,可采取水浴加熱使溫度均勻
平穩。
(2)每組實驗過程中,反應物濃度變化很小,忽略其對反應速率測定的影響。實驗數據如下表所示。
實驗 編號 V/mL t/s
NaNO2溶液 NH4Cl溶液 醋酸 水
1 4.0 V1 4.0 8.0 334
2 V2 4.0 4.0 V3 150
3 8.0 4.0 4.0 4.0 83
4 12.0 4.0 4.0 0.0 38
①V1=　　　　,V3=　　　　。
4.0
【解析】 (2)①為探究反應速率與c(NaNO2)的關系,NH4Cl溶液濃度應不變,根據實驗3和4的數據可知溶液總體積為20 mL,故V1為4.0;根據變量單一可知V2為6.0,V3為6.0。
6.0
②該反應的速率方程為v=k·cm(NaNO2)·c(NH4Cl)·c(H+),k為反應速率常數。利用實驗數據計算得m=　　　　(填整數)。
2
③醋酸的作用是　 。
增大反應速率
【解析】 ③醋酸在反應前后沒變,起催化劑作用,可增大反應速率。
課時作業31　化學反應速率及其影響因素
(時間:30分鐘　滿分:100分)
一、選擇題(共12小題,每小題6分,共72分)
1.通過改變反應條件可以加快、減緩甚至阻止反應的進行。下列措施是為了增大化學反應速率的是(　　)
[A] 鋼鐵部件表面進行“烤藍”處理
[B] 燈泡里充入氮氣
[C] 谷物釀酒時使用酒曲
[D] 夏天將食物放入冰箱
C
【解析】 鋼鐵部件表面進行“烤藍”處理是為了形成保護膜,減小反應速率,
A不符合題意;氮氣化學性質穩定,燈泡里充入氮氣可以防止燈絲被氧化,是為了減小反應速率,B不符合題意;酒曲是催化葡萄糖分解為酒精的催化劑,可以增大谷物釀酒的速率,C符合題意;夏天將食物放入冰箱,溫度降低,是為了減小食物腐敗的速率,D不符合題意。
[A] v(SO2)=0.2 mol·L-1·min-1 [B] v(O2)=0.1 mol·L-1·min-1
[C] v(SO3)=0.01 mol·L-1·s-1 [D] v(SO2)=0.004 mol·L-1·s-1
C
【解析】 根據反應速率之比等于化學計量數之比,換算為同一物質、相同單位進行比較。
A.當v(SO2)=0.2 mol·L-1·min-1 時,v(O2)=0.1 mol·L-1·min-1;
B.v(O2)=0.1 mol·L-1·min-1;
C.當v(SO3)=0.01 mol·L-1·s-1=0.6 mol·L-1·min-1 時,v(O2)=0.3 mol·L-1·min-1;
D.當v(SO2)=0.004 mol·L-1·s-1=0.24 mol·L-1·min-1 時,
v(O2)=0.12 mol·L-1·min-1。
綜上所述,C項表示的反應最快。
[A] 向容器中充入氬氣,反應速率不變
[B] 加入少量W,逆反應速率增大
[C] 升高溫度,正反應速率增大,逆反應速率減小
[D] 將容器的容積壓縮,可增大活化分子的百分數,有效碰撞次數增多
A
【解析】 恒容通“惰性氣體”,反應物濃度沒有改變,反應速率不變,A正確;W為固體,加入W,反應速率不改變,B錯誤;升高溫度,v正、v逆均增大,C錯誤;改變壓強,活化分子百分數不變,D錯誤。
4.下列關于有效碰撞理論的說法一定正確的是(　　)
[A] 催化劑在化學反應過程中參與了反應,使用催化劑,單位體積內活化分子數增大,反應速率增大
[B] 增大濃度,活化分子百分數增大,反應速率增大
[C] 升高溫度,反應的活化能降低,反應速率增大
[D] 增大壓強,所有反應的有效碰撞概率增大,反應速率增大
A
【解析】 催化劑降低了反應的活化能,一些普通分子成為了活化分子,單位體積內活化分子數增大,反應速率增大,故A正確;增大反應物濃度,可增大單位體積內活化分子數,但不會增大單位體積內活化分子的百分數,故B錯誤;升高溫度并不能降低反應的活化能,而是部分普通分子獲得能量轉化為活化分子,導致活化分子百分數增大,有效碰撞概率增大,從而使化學反應速率增大,故C錯誤;壓強改變只對有氣體參加的反應有影響,若反應中無氣體參與,改變壓強反應速率不變,故D錯誤。
選項 [A] [B] [C] [D]
反應溫度/℃ 25 25 35 35
Na2S2O3溶液 V/mL 5 5 5 5
c/(mol·L-1) 0.1 0.2 0.1 0.2
稀硫酸 V/mL 10 5 10 5
c/(mol·L-1) 0.1 0.2 0.1 0.2
H2O V/mL 5 10 5 10
D
【解析】 結合選項知混合液的體積都為20 mL,但選項D中反應溫度最高、反應物Na2S2O3的濃度最大,其反應速率最大,故最先出現渾濁(有硫單質
生成)。
6.I-可以作為水溶液中的SO2歧化反應的催化劑,可能的催化過程如下:
為探究ⅰ、ⅱ反應速率與SO2歧化反應速率的關系,實驗如下:分別將18 mL SO2飽和溶液加入 2 mL 下列試劑中,密閉放置,觀察現象。(已知I2易溶解在KI溶液中)
序號 試劑組成 實驗現象
Ⅰ 0.4 mol·L-1KI溶液 溶液變黃,一段時間后出現渾濁
Ⅱ a mol·L-1KI、 0.2 mol·L-1H2SO4溶液 溶液變黃,出現渾濁較Ⅰ快
Ⅲ 0.2 mol·L-1H2SO4溶液 無明顯現象
Ⅳ 0.2 mol·L-1KI溶液、 0.000 2 mol I2 溶液由棕褐色很快褪色,變成黃色,出現渾濁較Ⅰ快
下列說法不正確的是(　　)
[B] Ⅱ是Ⅰ的對比實驗,則a=0.4
[C] 比較Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,可得出的結論是I-是SO2歧化反應的催化劑,H+單獨存在時不具有催化作用,但H+可以增大SO2歧化反應的速率
[D] 實驗表明,SO2歧化反應的速率Ⅳ>Ⅰ,原因是反應ⅰ比反應ⅱ快;Ⅳ中由反應ⅱ產生的H+使反應ⅰ加快
D
Ⅳ中“溶液由棕褐色很快褪色,變成黃色,出現渾濁較Ⅰ快”,說明SO2歧化反應速率Ⅳ>Ⅰ,對比Ⅳ和Ⅰ,Ⅳ中加入的KI的濃度小,但加入了I2,反應ⅰ消耗H+和I-,反應ⅱ消耗I2,由此說明反應ⅱ比反應ⅰ快,反應ⅱ產生的H+使反應ⅰ加快,D錯誤。
7.(2021·遼寧卷,12)某溫度下,降冰片烯在鈦雜環丁烷催化下聚合,反應物濃度與催化劑濃度及時間關系如圖。已知反應物消耗一半所需的時間稱為半衰期,下列說法錯誤的是(　　)
[A] 其他條件相同時,催化劑濃度越大,反應速率越大
[B] 其他條件相同時,降冰片烯濃度越大,反應速率越大
[C] 條件①,反應速率為0.012 mol·L-1·min-1
[D] 條件②,降冰片烯起始濃度為3.0 mol·L-1時,半衰期為62.5 min
B
【解析】 由圖中曲線①②可知,其他條件相同時,催化劑濃度越大,反應所需的時間越短,故反應速率越大,A項正確;由圖中曲線①③可知,其他條件相同時,降冰片烯濃度①是③的兩倍,所用時間①也是③的兩倍,反應速率相等,故說明反應速率與降冰片烯濃度無關,B項錯誤;
8.某小組為了研究外界條件對化學反應速率的影響,設計實驗方案如下表。
實驗編號 ① ② ③
室溫下,試管中所加試劑及其用量 0.2 mol·L-1 2C2O4溶液 2.0 mL 3.0 mL 3.0 mL
H2O 2.0 mL a mL 1.0 mL
0.04 mol·L-1 KMnO4溶液 1.0 mL 1.0 mL 1.0 mL
0.36 mol·L-1稀硫酸 1.0 mL 1.0 mL 1.0 mL
MnSO4固體 — — 少量
室溫下溶液顏色褪至無色時所需 時間 4.1 min 3.7 min t min
下列說法正確的是(　　)
[B] 實驗①和③探究MnSO4固體對反應速率的影響
[C] 實驗①和②探究H2C2O4溶液濃度對反應速率的影響,a=1.0
[D] MnSO4對該反應有催化作用,增大反應速率,t>3.7
C
[A] 水樣pH越大,M的分解速率越小
[B] 水樣中添加Cu2+,能增大M的分解速率
[C] 由①③得,反應物濃度越大,M的分解速率越小
[D] 在0～20 min內,②中M的分解速率為0.015 mol·L-1·min-1
C
9.對水樣中影響M分解速率的因素進行研究。在相同溫度下,M的物質的量濃度[c(M)]隨時間(t)的變化如圖所示。下列說法不正確的是(　　)
【解析】 相同時間段,濃度變化值越大,反應速率越大。①和②中M的初始濃度相同,pH ①>②,0～10 min,c(M)變化值 ①<②,說明水樣pH越大,M的分解速率越小,故A正確;對于③④,M的初始濃度都為0.20 mol·L-1,pH=4時,③中不加Cu2+,④中加Cu2+,0～10 min,c(M)變化值③<④,反應速率③<④,所以水樣中添加Cu2+,能增大M的分解速率,故B正確;
下列說法錯誤的是(　　)
[A] 比較實驗①②得出:增大反應物濃度,化學反應速率增大
[B] 若實驗②③只有一個條件不同,則實驗③使用了催化劑
[C] 比較實驗②④得出:升高溫度,化學反應速率增大
[D] 0～10 min內,實驗②的平均反應速率v(H2)=0.04 mol·L-1·min-1
D
【解析】 實驗①②中溫度相同,實驗①HI的起始濃度大,達到平衡所需時間短,反應速率大,故增大反應物濃度,化學反應速率增大,故A正確;實驗②③中反應溫度和反應物起始濃度相同,實驗③反應速率大,但平衡狀態與實驗②相同,故實驗③使用了催化劑,故B正確;實驗②④中反應物起始濃度相同,實驗④反應溫度高,達到平衡所需時間短,反應速率大,故升高溫度,化學反應速率增大,故C正確;
①k為速率常數,只與催化劑、溫度、固體接觸面積有關,與濃度、壓強無關;
③化學上,將物質消耗一半所用時間稱為半衰期。
在某溫度下,實驗測得c(X2Y)與時間變化的關系如下表所示:
t/min 0 20 40 60 80 100
c(X2Y)/(mol·L-1) 0.100 0.080 0.060 0.040 0.020 0
下列敘述正確的是(　　)
[A] 升高溫度,速率常數k減小
[B] 該反應屬于一級反應
[C] 其他條件不變,若X2Y起始濃度為c mol·L-1,則半衰期為500c min
[D] 升溫或增大催化劑表面積,反應10 min時X2Y濃度凈減小于0.010 mol·L-1
C
【解析】 觀察表格數據可知,相同時間內物質濃度變化值相等,即反應速率為常數且與濃度無關,n=0,則v=k,沒有相關溫度與平衡及速率的關系,無法確認k與溫度的關系,A錯誤;觀察表格數據可知,相同時間內物質濃度變化值相等,即反應速率為常數且與濃度無關,n=0,該反應屬于零級反應,B錯誤;
[A] n=2,Ⅰ條件下k=0.075 mol·L-1·min-1
[B] 其他條件相同,S(催化劑)越大,k越大
[C] 其他條件相同,c(N2O)增大,反應速率不變
A
二、非選擇題(共2小題,共28分)
13.(10分,每空2分)碘在科研與生活中有重要應用。某興趣小組用0.50 mol·L-1KI溶液、0.2%淀粉溶液、0.20 mol·L-1K2S2O8溶液、0.10 mol·L-1 Na2S2O3溶液等試劑,探究反應條件對化學反應速率的影響。
<2
(2)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 體積V/mL
K2S2O8溶液 水 KI溶液 Na2S2O3溶液 淀粉溶液
① 10.0 0.0 4.0 4.0 2.0
② 9.0 1.0 4.0 4.0 2.0
③ 8.0 Vx 4.0 4.0 2.0
表中Vx=　　,理由是　 　。
2.0
保證反應物K2S2O8的濃度改變,而其他物質的濃度不變
【解析】 (2)實驗的目的是探究K2S2O8溶液的濃度對化學反應速率的影響,故應保證每組實驗中其他物質的濃度相等,即溶液的總體積相等(為 20.0 mL),從而可知Vx=2.0。
【答案】 (3)
14.(18分,每空2分)調控化學反應速率對化工生產有重要的意義,某校實驗小組欲通過實驗探究濃度、催化劑、溫度等條件對反應速率的影響。
Ⅰ.第一實驗小組以H2O2分解為例,探究濃度、催化劑、溶液的酸堿性對反應速率的影響。在常溫下按照下表方案完成實驗。
編號 反應物 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-1FeCl3溶液
④ 10 mL 5% H2O2溶液+少量HCl溶液 1 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液
⑤ 10 mL 5% H2O2溶液+少量NaOH溶液 1 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液
⑥ 10 mL 5% H2O2溶液+1 mL H2O 無
(1)H2O2分解的化學方程式為 　　　　　　　　　　　　。
(2)選取實驗①②探究濃度對速率的影響時,由于沒有觀察到明顯現象而無法得出結論。資料顯示,通常條件下H2O2穩定,不易分解。為了達到實驗目的,你對原實驗方案的改進是
　。
向反應物中加入等量同種催化劑(或將盛有反應物的試管放在同一熱水浴中)
【解析】 (2)實驗①和②的實驗目的為探究濃度對化學反應速率的影響,通常條件下H2O2穩定,不易分解,為了使H2O2分解,可向反應物中加入等量同種催化劑或將盛有反應物的試管放在同一熱水浴中。
(3)選取實驗　　　　(填實驗序號),可完成催化劑對反應速率影響的探究。
【解析】 (3)探究催化劑對反應速率的影響時,應保證除了催化劑以外的其他反應條件相同,則實驗③⑥可完成催化劑對反應速率影響的探究。
③⑥
(4)實驗③④⑤中,測得生成氧氣的體積隨時間變化的關系如圖所示。分析圖示能夠得出的實驗結論是
　。
在FeCl3作催化劑條件下,堿性環境能增大H2O2分解的速率,酸性環境能減小H2O2分解的
速率
實驗序號 A溶液 B溶液
① 20 mL 0.1 mol·L-1H2C2O4溶液 30 mL 0.01 mol·L-1KMnO4溶液
② 20 mL 0.2 mol·L-1H2C2O4溶液 30 mL 0.01 mol·L-1KMnO4溶液
(5)該實驗探究的是　　　　對化學反應速率的影響。相同時間內針筒中所得CO2的體積大小關系是　　　　　　(用實驗序號表示)。
濃度
②>①
【解析】 (5)實驗①②中KMnO4溶液濃度相同、H2C2O4溶液濃度不同,實驗①②可探究草酸的濃度對化學反應速率的影響,②中A溶液的濃度比①中大,化學反應速率大,則相同時間內所得CO2的體積大,即相同時間內針筒中所得CO2的體積大小關系是②>①。
5.2×10-3
1×10-3
(7)小組同學發現反應速率變化如圖乙,其中t1～t2時間內速率增大的主要原因可能是①產物Mn2+是反應的催化劑;
②
　 。
該反應為放熱反應,反應放出的熱量使環境溫度升高,增大了反應速率
【解析】 (7)t1～t2時間內速率增大的主要原因可能是①產物Mn2+是反應的催化劑;②該反應為放熱反應,反應放出的熱量使環境溫度升高,增大了反應速率。課時作業31　化學反應速率及其影響因素
(時間:30分鐘　滿分:100分)
一、選擇題(共12小題,每小題6分,共72分)
1.通過改變反應條件可以加快、減緩甚至阻止反應的進行。下列措施是為了增大化學反應速率的是(　　)
[A] 鋼鐵部件表面進行“烤藍”處理
[B] 燈泡里充入氮氣
[C] 谷物釀酒時使用酒曲
[D] 夏天將食物放入冰箱
2.接觸法制備硫酸中的關鍵步驟是SO2在V2O5催化作用下與空氣中的O2在接觸室發生可逆反應,其熱化學方程式為2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH=-198 kJ·mol-1。下列4個數據是在不同條件下測得的該反應的速率,其中反應最快的是(　　)
[A] v(SO2)=0.2 mol·L-1·min-1
[B] v(O2)=0.1 mol·L-1·min-1
[C] v(SO3)=0.01 mol·L-1·s-1
[D] v(SO2)=0.004 mol·L-1·s-1
3.某溫度下,在容積一定的密閉容器中進行反應:2X(g)+Y(g)Z(g)+W(s)　ΔH>0。下列敘述正確的是(　　)
[A] 向容器中充入氬氣,反應速率不變
[B] 加入少量W,逆反應速率增大
[C] 升高溫度,正反應速率增大,逆反應速率減小
[D] 將容器的容積壓縮,可增大活化分子的百分數,有效碰撞次數增多
4.下列關于有效碰撞理論的說法一定正確的是(　　)
[A] 催化劑在化學反應過程中參與了反應,使用催化劑,單位體積內活化分子數增大,反應速率增大
[B] 增大濃度,活化分子百分數增大,反應速率增大
[C] 升高溫度,反應的活化能降低,反應速率增大
[D] 增大壓強,所有反應的有效碰撞概率增大,反應速率增大
5.硫代硫酸鈉溶液與稀硫酸反應的化學方程式為Na2S2O3+H2SO4Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O,下列各組實驗中最先出現渾濁的是(　　)
選項 [A] [B] [C] [D]
反應溫度/℃ 25 25 35 35
Na2S2O3 溶液 V/mL 5 5 5 5
c/(mol·L-1) 0.1 0.2 0.1 0.2
稀硫酸 V/mL 10 5 10 5
c/(mol·L-1) 0.1 0.2 0.1 0.2
H2O V/mL 5 10 5 10
6.I-可以作為水溶液中的SO2歧化反應的催化劑,可能的催化過程如下:
ⅰ.SO2+4I-+4H+S↓+2I2+2H2O
ⅱ.I2+2H2O+SO2S+4H++2I-
為探究ⅰ、ⅱ反應速率與SO2歧化反應速率的關系,實驗如下:分別將18 mL SO2飽和溶液加入 2 mL 下列試劑中,密閉放置,觀察現象。(已知I2易溶解在KI溶液中)
序號 試劑組成 實驗現象
Ⅰ 0.4 mol·L-1 KI溶液 溶液變黃,一段時間后出現渾濁
Ⅱ a mol·L-1KI、 0.2 mol·L-1 H2SO4溶液 溶液變黃,出現渾濁較Ⅰ快
Ⅲ 0.2 mol·L-1 H2SO4溶液 無明顯現象
Ⅳ 0.2 mol·L-1 KI溶液、 0.000 2 mol I2 溶液由棕褐色很快褪色,變成黃色,出現渾濁較Ⅰ快
下列說法不正確的是(　　)
[A] 水溶液中SO2歧化反應的化學方程式為3SO2+2H2O2H2SO4+S↓
[B] Ⅱ是Ⅰ的對比實驗,則a=0.4
[C] 比較Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,可得出的結論是I-是SO2歧化反應的催化劑,H+單獨存在時不具有催化作用,但H+可以增大SO2歧化反應的速率
[D] 實驗表明,SO2歧化反應的速率Ⅳ>Ⅰ,原因是反應ⅰ比反應ⅱ快;Ⅳ中由反應ⅱ產生的H+使反應ⅰ加快
7.(2021·遼寧卷,12)某溫度下,降冰片烯在鈦雜環丁烷催化下聚合,反應物濃度與催化劑濃度及時間關系如圖。已知反應物消耗一半所需的時間稱為半衰期,下列說法錯誤的是(　　)
[A] 其他條件相同時,催化劑濃度越大,反應速率越大
[B] 其他條件相同時,降冰片烯濃度越大,反應速率越大
[C] 條件①,反應速率為0.012 mol·L-1·min-1
[D] 條件②,降冰片烯起始濃度為3.0 mol·L-1時,半衰期為62.5 min
8.某小組為了研究外界條件對化學反應速率的影響,設計實驗方案如下表。
實驗編號 ① ② ③
室溫下,試管中所加試劑及其用 量 0.2 mol·L-1 H2C2O4溶液 2.0 mL 3.0 mL 3.0 mL
H2O 2.0 mL a mL 1.0 mL
0.04 mol·L-1 KMnO4溶液 1.0 mL 1.0 mL 1.0 mL
0.36 mol·L-1 稀硫酸 1.0 mL 1.0 mL 1.0 mL
MnSO4固體 — — 少量
室溫下溶液顏色褪至無色時所需時間 4.1 min 3.7 min t min
下列說法正確的是(　　)
[A] 反應原理為5C2+2Mn+16H+10CO2↑+2Mn2++8H2O
[B] 實驗①和③探究MnSO4固體對反應速率的影響
[C] 實驗①和②探究H2C2O4溶液濃度對反應速率的影響,a=1.0
[D] MnSO4對該反應有催化作用,增大反應速率,t>3.7
9.對水樣中影響M分解速率的因素進行研究。在相同溫度下,M的物質的量濃度[c(M)]隨時間(t)的變化如圖所示。下列說法不正確的是(　　)
[A] 水樣pH越大,M的分解速率越小
[B] 水樣中添加Cu2+,能增大M的分解速率
[C] 由①③得,反應物濃度越大,M的分解速率越小
[D] 在0～20 min內,②中M的分解速率為0.015 mol·L-1·min-1
10.某研究小組為探究影響化學反應速率的因素,以反應2HI(g)H2(g)+I2(g)為研究對象設計如下實驗:在恒容密閉容器中,改變實驗條件,得到反應物HI的濃度(mol·L-1)隨反應時間(min)的變化情況如圖所示,已知初始時H2、I2的起始濃度為0。下列說法錯誤的是(　　)
[A] 比較實驗①②得出:增大反應物濃度,化學反應速率增大
[B] 若實驗②③只有一個條件不同,則實驗③使用了催化劑
[C] 比較實驗②④得出:升高溫度,化學反應速率增大
[D] 0～10 min內,實驗②的平均反應速率v(H2)=0.04 mol·L-1·min-1
11.(2024·遼寧沈陽模擬)金(Au)表面發生分解反應2X2Y(g)2X2(g)+Y2(g),其速率方程為 v=k·cn(X2Y)。已知部分信息如下:
①k為速率常數,只與催化劑、溫度、固體接觸面積有關,與濃度、壓強無關;
②n為反應級數,可以取整數、分數,如0、1、2、等;
③化學上,將物質消耗一半所用時間稱為半衰期。
在某溫度下,實驗測得c(X2Y)與時間變化的關系如下表所示:
t/min 0 20 40 60 80 100
c(X2Y)/ (mol·L-1) 0.100 0.080 0.060 0.040 0.020 0
下列敘述正確的是(　　)
[A] 升高溫度,速率常數k減小
[B] 該反應屬于一級反應
[C] 其他條件不變,若X2Y起始濃度為c mol·L-1,則半衰期為500c min
[D] 升溫或增大催化劑表面積,反應10 min時X2Y濃度凈減小于0.010 mol·L-1
12.某溫度下,在金表面發生反應2N2O(g)2N2(g)+O2(g),其速率方程為v=k·cn(N2O)(k為速率常數)。反應過程中,c(N2O)與S(催化劑)及時間的關系如圖所示。已知 (半衰期)為反應物消耗一半所用的時間,下列敘述錯誤的是(　　)
[A] n=2,Ⅰ條件下k=0.075 mol·L-1·min-1
[B] 其他條件相同,S(催化劑)越大,k越大
[C] 其他條件相同,c(N2O)增大,反應速率不變
[D] 該溫度下,當S(催化劑)=450 m2·g-1、c起始(N2O)=3.0 mol·L-1時,為20 min
二、非選擇題(共2小題,共28分)
13.(10分,每空2分)碘在科研與生活中有重要應用。某興趣小組用0.50 mol·L-1KI溶液、0.2%淀粉溶液、0.20 mol·L-1K2S2O8溶液、0.10 mol·L-1 Na2S2O3溶液等試劑,探究反應條件對化學反應速率的影響。
已知:S2+2I-2S+I2(慢),I2+2S22I-+S4(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　　　　耗盡后,溶液顏色將由無色變為藍色。為確保能觀察到藍色,S2與S2初始的物質的量需滿足的關系為n(S2)∶n(S2)　　　　　　　　　。
(2)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 體積V/mL
K2S2O8 溶液 水 KI 溶液 Na2S2O3 溶液 淀粉 溶液
① 10.0 0.0 4.0 4.0 2.0
② 9.0 1.0 4.0 4.0 2.0
③ 8.0 Vx 4.0 4.0 2.0
表中Vx=　　　　,理由是　 　。
(3)已知某條件下,c(S2)和反應時間(t)的變化曲線如圖所示,若保持其他條件不變,請在坐標圖中,分別畫出降低反應溫度和加入催化劑時c(S2)t的變化曲線示意圖(進行相應的標注)。
14.(18分,每空2分)調控化學反應速率對化工生產有重要的意義,某校實驗小組欲通過實驗探究濃度、催化劑、溫度等條件對反應速率的影響。
Ⅰ.第一實驗小組以H2O2分解為例,探究濃度、催化劑、溶液的酸堿性對反應速率的影響。在常溫下按照下表方案完成實驗。
編號 反應物 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
⑥ 10 mL 5% H2O2溶 液+1 mL H2O 無
(1)H2O2分解的化學方程式為 　　　　　　　　　　　　。
(2)選取實驗①②探究濃度對速率的影響時,由于沒有觀察到明顯現象而無法得出結論。資料顯示,通常條件下H2O2穩定,不易分解。為了達到實驗目的,你對原實驗方案的改進是
　。
(3)選取實驗　　　　(填實驗序號),可完成催化劑對反應速率影響的探究。
(4)實驗③④⑤中,測得生成氧氣的體積隨時間變化的關系如圖所示。分析圖示能夠得出的實驗結論是 　 。
Ⅱ.第二實驗小組欲用酸性KMnO4溶液和H2C2O4(草酸)溶液反應探究影響反應速率的因素,離子方程式為2Mn+5H2C2O4+6H+2Mn2++10CO2↑+8H2O。該實驗小組欲通過測定單位時間內生成CO2的速率探究某種影響化學反應速率的因素,設計實驗方案如下表(KMnO4溶液已酸化),實驗裝置如圖甲所示:
實驗 序號 A溶液 B溶液
① 20 mL 0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液 30 mL 0.01 mol·L-1 KMnO4溶液
② 20 mL 0.2 mol·L-1 H2C2O4溶液 30 mL 0.01 mol·L-1 KMnO4溶液
(5)該實驗探究的是　　　　對化學反應速率的影響。相同時間內針筒中所得CO2的體積大小關系是　　　　　　(用實驗序號表示)。
(6)若實驗①在2 min末收集了4.48 mL CO2(標準狀況下),則在2 min末,c(Mn)=
　　　　 mol·L-1(假設混合溶液的體積為 50 mL),2 min內H2C2O4的消耗速率為 v(H2C2O4)=　　　　 mol·L-1·min-1。
(7)小組同學發現反應速率變化如圖乙,其中 t1～t2時間內速率增大的主要原因可能是①產物Mn2+是反應的催化劑;② 　。
課時作業31　化學反應速率及其影響因素
1.C　鋼鐵部件表面進行“烤藍”處理是為了形成保護膜,減小反應速率,A不符合題意;氮氣化學性質穩定,燈泡里充入氮氣可以防止燈絲被氧化,是為了減小反應速率,B不符合題意;酒曲是催化葡萄糖分解為酒精的催化劑,可以增大谷物釀酒的速率,C符合題意;夏天將食物放入冰箱,溫度降低,是為了減小食物腐敗的速率,D不符合題意。
2.C　根據反應速率之比等于化學計量數之比,換算為同一物質、相同單位進行比較。A.當v(SO2)=0.2 mol·L-1·min-1時,v(O2)=0.1 mol·L-1·min-1;B.v(O2)=0.1 mol·L-1·min-1;C.當v(SO3)=0.01 mol·L-1·s-1=0.6 mol·L-1·min-1 時,v(O2)=0.3 mol·L-1·min-1;D.當v(SO2)=
0.004 mol·L-1·s-1=0.24 mol·L-1·min-1 時,v(O2)=0.12 mol·L-1·min-1。綜上所述,C項表示的反應最快。
3.A　恒容通“惰性氣體”,反應物濃度沒有改變,反應速率不變,A正確;W為固體,加入W,反應速率不改變,B錯誤;升高溫度,v正、v逆均增大,C錯誤;改變壓強,活化分子百分數不變,D錯誤。
4.A　催化劑降低了反應的活化能,一些普通分子成為了活化分子,單位體積內活化分子數增大,反應速率增大,故A正確;增大反應物濃度,可增大單位體積內活化分子數,但不會增大單位體積內活化分子的百分數,故B錯誤;升高溫度并不能降低反應的活化能,而是部分普通分子獲得能量轉化為活化分子,導致活化分子百分數增大,有效碰撞概率增大,從而使化學反應速率增大,故C錯誤;壓強改變只對有氣體參加的反應有影響,若反應中無氣體參與,改變壓強反應速率不變,故D錯誤。
5.D　結合選項知混合液的體積都為20 mL,但選項D中反應溫度最高、反應物Na2S2O3的濃度最大,其反應速率最大,故最先出現渾濁(有硫單質生成)。
6.D　根據題中催化過程,可得水溶液中SO2歧化反應的化學方程式為3SO2+2H2O2H2SO4+S↓,A正確;Ⅱ是Ⅰ的對比實驗,采用控制變量法,Ⅱ比Ⅰ多加了0.2 mol·L-1H2SO4溶液,Ⅰ與Ⅱ中KI濃度應相等,則a=0.4,B正確;對比Ⅰ與Ⅱ,加入H+可以增大SO2歧化反應的速率,對比Ⅱ與Ⅲ,H+單獨存在時不能催化SO2的歧化反應,比較Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可知,I-是SO2歧化反應的催化劑,C正確;Ⅳ中“溶液由棕褐色很快褪色,變成黃色,出現渾濁較Ⅰ快”,說明SO2歧化反應速率Ⅳ>Ⅰ,對比Ⅳ和Ⅰ,Ⅳ中加入的KI的濃度小,但加入了I2,反應ⅰ消耗H+和I-,反應ⅱ消耗I2,由此說明反應ⅱ比反應ⅰ快,反應ⅱ產生的H+使反應ⅰ加快,D錯誤。
7.B　由圖中曲線①②可知,其他條件相同時,催化劑濃度越大,反應所需的時間越短,故反應速率越大,A項正確;由圖中曲線①③可知,其他條件相同時,降冰片烯濃度①是③的兩倍,所用時間①也是③的兩倍,反應速率相等,故說明反應速率與降冰片烯濃度無關,B項錯誤;由圖中數據可知,條件①,反應速率為v===0.012 mol·L-1·min-1,C項正確;反應物消耗一半所需的時間稱為半衰期,由圖中數據可知,條件②,降冰片烯起始濃度為3.0 mol·L-1時,半衰期為=62.5 min,D項正確。
8.C　反應原理為5H2C2O4+2Mn+6H+10CO2↑+2Mn2++8H2O,故A錯誤;根據控制變量法,探究MnSO4固體對反應速率的影響應選用實驗②和③,故B錯誤;實驗①和②探究H2C2O4溶液濃度對反應速率的影響,a=1.0,故C正確;MnSO4對該反應有催化作用,增大反應速率,t<3.7,故D錯誤。
9.C　相同時間段,濃度變化值越大,反應速率越大。①和②中M的初始濃度相同,pH ①>②,0~10 min,c(M)變化值 ①<②,說明水樣pH越大,M的分解速率越小,故A正確;對于③④,M的初始濃度都為0.20 mol·L-1,pH=4時,③中不加Cu2+,④中加Cu2+,0~10 min,c(M)變化值③<④,反應速率③<④,所以水樣中添加Cu2+,能增大M的分解速率,故B正確;①③中pH相同,M的初始濃度①>③,0~10 min,c(M)變化值①>③,反應速率①>③,說明反應物濃度越大,M的分解速率越大,故C錯誤;0~20 min內,②中M的分解速率v(M)= mol·L-1·min-1=0.015 mol·L-1·min-1,故D正確。
10.D　實驗①②中溫度相同,實驗①HI的起始濃度大,達到平衡所需時間短,反應速率大,故增大反應物濃度,化學反應速率增大,故A正確;實驗②③中反應溫度和反應物起始濃度相同,實驗③反應速率大,但平衡狀態與實驗②相同,故實驗③使用了催化劑,故B正確;實驗②④中反應物起始濃度相同,實驗④反應溫度高,達到平衡所需時間短,反應速率大,故升高溫度,化學反應速率增大,故C正確;0~10 min內,實驗②HI的濃度變化量為(1-0.80)
mol·L-1=0.20 mol·L-1,氫氣的濃度變化量為0.10 mol·L-1,平均反應速率v(H2)==
0.01 mol·L-1·min-1,故D錯誤。
11.C　觀察表格數據可知,相同時間內物質濃度變化值相等,即反應速率為常數且與濃度無關,n=0,則v=k,沒有相關溫度與平衡及速率的關系,無法確認k與溫度的關系,A錯誤;觀察表格數據可知,相同時間內物質濃度變化值相等,即反應速率為常數且與濃度無關,n=0,該反應屬于零級反應,B錯誤;因為反應速率不變,則半衰期與起始濃度成正比,若X2Y起始濃度為c mol·L-1,則半衰期為=500c min,C正確;升溫反應速率增大,增大催化劑表面積,反應速率增大,反應10 min時X2Y濃度凈減大于0.010 mol·L-1,D錯誤。
12.A　根據題圖可知,Ⅰ和Ⅲ的S(催化劑)相同,起始濃度不同,但反應速率相同,說明反應速率與起始濃度無關,所以n=0,k=v(N2O)=0.075 mol·L-1·min-1,A錯誤,C正確;由題圖可知,Ⅱ斜率最大,即在其他條件相同時,S(催化劑)越大,k越大,B正確;該溫度下,S(催化劑)=
450 m2·g-1,c起始(N2O)=3.0 mol·L-1時,由題圖可知,消耗一半N2O即消耗1.5 mol·L-1
N2O所用的時間為 20 min,所以為20 min,D正確。
13.【答案】 (1)S2(其他合理寫法也可)　<2
(2)2.0　保證反應物K2S2O8的濃度改變,而其他物質的濃度不變
(3)
【解析】 (1)淀粉溶液遇I2顯藍色,溶液由無色變為藍色時,溶液中有I2,說明Na2S2O3耗盡。由題給離子方程式可得關系式S2~I2~2S2,n(S2)∶n(S2)<2時,能確保觀察到藍色。(2)實驗的目的是探究K2S2O8溶液的濃度對化學反應速率的影響,故應保證每組實驗中其他物質的濃度相等,即溶液的總體積相等(為 20.0 mL),從而可知Vx=2.0。(3)降低溫度時,化學反應速率減小,相同時間內c(S2)變化減小;加入催化劑時,化學反應速率增大,相同時間內c(S2)變化增大。
14.【答案】 (1)2H2O2O2↑+2H2O
(2)向反應物中加入等量同種催化劑(或將盛有反應物的試管放在同一熱水浴中)
(3)③⑥
(4)在FeCl3作催化劑條件下,堿性環境能增大H2O2分解的速率,酸性環境能減小H2O2分解的速率
(5)濃度　②>①
(6)5.2×10-3　1×10-3
(7)該反應為放熱反應,反應放出的熱量使環境溫度升高,增大了反應速率
【解析】 (2)實驗①和②的實驗目的為探究濃度對化學反應速率的影響,通常條件下H2O2穩定,不易分解,為了使H2O2分解,可向反應物中加入等量同種催化劑或將盛有反應物的試管放在同一熱水浴中。
(3)探究催化劑對反應速率的影響時,應保證除了催化劑以外的其他反應條件相同,則實驗③⑥可完成催化劑對反應速率影響的探究。
(5)實驗①②中KMnO4溶液濃度相同、H2C2O4溶液濃度不同,實驗①②可探究草酸的濃度對化學反應速率的影響,②中A溶液的濃度比①中大,化學反應速率大,則相同時間內所得CO2的體積大,即相同時間內針筒中所得CO2的體積大小關系是②>①。
(6)4.48 mL CO2(標準狀況下)的物質的量為=2×10-4 mol,根據題給離子方程式可知,在2 min末,c(Mn)==5.2×10-3 mol·L-1;2 min內,消耗草酸的物質的量為 1×10-4 mol,物質的量濃度為2×10-3 mol·L-1,則 v(H2C2O4)==1×10-3 mol·L-1·min-1。
(7)t1~t2時間內速率增大的主要原因可能是①產物Mn2+是反應的催化劑;②該反應為放熱反應,反應放出的熱量使環境溫度升高,增大了反應速率。
(
第
8
頁
)

展開更多......

收起↑