資源簡介

第二章　化學反應速率與化學平衡
第一節　化學反應速率
第3課時　活化能　化學反應的微觀歷程
基礎過關練
題組一　　化學反應的歷程
1.下列關于反應歷程的說法正確的是 (　　)
A.一個化學反應的反應歷程是固定的
B.所有的化學反應都是由很多基元反應組成的
C.反應物的結構和反應條件決定反應歷程
D.簡單反應的反應速率一定比復雜反應的反應速率快
2.甲烷與氯氣在光照條件下存在如下反應歷程(“·”表示電子):
①Cl2 2Cl·(慢反應)
②CH4+Cl· ·CH3+HCl(快反應)
③·CH3+Cl2 CH3Cl+Cl·(快反應)
④·CH3+Cl· CH3Cl(快反應)
已知在一個分步反應中,較慢的一步反應決定總反應的速率。下列說法不正確的是 (　　)
A.總反應的速率主要由反應①決定
B.光照的主要作用是促進反應①的進行從而使總反應速率加快
C.反應②~④都是由微粒通過有效碰撞而發生的反應
D.反應①是釋放能量的過程
題組二　　活化能
3.下列關于化學反應速率的說法正確的是 (　　)
A.升高溫度可降低化學反應的活化能,加快化學反應速率
B.反應物濃度增大,單位體積內活化分子數增多,單位時間內有效碰撞的次數增加,反應速率增大
C.催化劑能增大反應的活化能,從而加快反應速率
D.有氣體參加的化學反應,若增大壓強(縮小反應容器的容積),可增加活化分子的百分數,從而使反應速率加快
4.(經典題)對于反應2NO(g)+2H2(g) N2(g)+2H2O(g),科學家根據光譜研究提出如下反應歷程:
第一步:2NO(g) N2O2(g)　快反應
第二步:N2O2(g)+H2(g) N2O(g)+H2O(g)　慢反應
第三步:N2O(g)+H2(g) N2(g)+H2O(g)　快反應
上述反應中可近似認為第二步反應不影響第一步反應的平衡。下列敘述不正確的是(　　)
A.總反應的速率由第二步反應決定
B.N2O2是反應的中間產物
C.第二步反應的活化能最大
D.若第一步反應的ΔH<0,則升高溫度,第一步反應的正反應速率減小,逆反應速率增大
5.催化劑Ⅰ和Ⅱ均能催化反應R(g) P(g)。反應歷程(如圖)中,M為中間產物。其他條件相同時,下列說法錯誤的是 (　　)
A.使用催化劑Ⅰ或催化劑Ⅱ,均有4個基元反應
B.使用催化劑Ⅰ時,第三個基元反應是決速反應
C.使用催化劑Ⅱ時,反應體系更快達到平衡
D.使用催化劑Ⅰ時,反應過程中M所能達到的最高濃度更大
能力提升練
題組一　　探究微觀反應歷程中物質轉化與能量轉化
1.科研人員利用Cu/ZnO作催化劑,在光照條件下實現了CO2和H2合成CH3OH,該反應歷程示意圖如下:
下列說法不正確的是 (　　)
A.過程Ⅰ中ZnO表面上進行CO2的吸附與轉化
B.過程Ⅴ中生成CH3OH時吸收能量
C.催化劑Cu/ZnO可以降低反應的活化能,增大化學反應速率
D.總反應的化學方程式是CO2+3H2 CH3OH+H2O
2.CH4和Cl2反應生成CH3Cl和HCl的部分反應過程如圖所示。
已知總反應分3步進行:
第1步:Cl2(g) 2·Cl(g)　ΔH1=+242.7 kJ·mol-1;
第2步:CH4(g)+·Cl(g) ·CH3(g)+HCl(g)　ΔH2;
第3步:·CH3(g)+Cl2(g) CH3Cl(g)+·Cl(g)　ΔH3。
下列有關說法正確的是 (　　)
A.ΔH2<0
B.第2步的反應速率小于第3步的反應速率
C.縮小容器體積,活化分子百分數增加,反應速率加快
D.CH4(g)+Cl2(g) CH3Cl(g)+HCl(g)　ΔH=-112.9 kJ·mol-1
題組二　　反應歷程與活化能(能壘)
3.科學家在研究甲醇與水蒸氣重整制氫氣反應機理時,得到甲醇在Pd(Ⅲ)表面發生解離時四個路徑與相對能量關系如圖所示,其中附在Pd(Ⅲ)表面的物種用*標注。下列說法錯誤的是(　　)
A.②中包含C—H鍵的斷裂過程
B.該歷程中能壘(反應活化能)最小的是③
C.該反應的決速步驟為CHO*+3H* CO*+4H*
D.由此歷程可知:CH3OH(g) CO(g)+2H2(g)　ΔH>0
4.H2在石墨烯負載型Pd單原子催化劑(Pd/SVG)上還原NO生成N2和NH3的路徑機理及活化能Ea(單位為kJ·mol-1)如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A.H2還原NO生成N2的決速步為反應⑥
B.Pd/SVG上H2還原NO,更容易生成NH3,不容易生成N2
C.根據如圖數據可計算NO+5H NH3+H2O的ΔH
D.由圖可知,相同催化劑下反應可能存在多種反應歷程
答案與分層梯度式解析
基礎過關練
1.C 2.D 3.B 4.D 5.C
1.C　同一個化學反應在不同條件下反應的歷程可能不同,A錯誤;有些化學反應經過一步就能完成,B錯誤;反應物的結構和反應條件決定反應歷程,C正確;簡單反應的反應速率不一定比復雜反應的反應速率快,D錯誤。
2.D　慢反應決定總反應速率,A正確;光照能加快反應速率,促進反應①的進行從而使總反應速率加快,B正確;反應②~④都是由微粒通過有效碰撞而發生的反應,C正確;反應①是破壞氯氣分子中的共價鍵形成氯原子的過程,應吸收能量,D錯誤。
3.B　升高溫度部分非活化分子吸收能量后變為活化分子,增大了活化分子百分數,化學反應速率加快,但反應的活化能不變,A錯誤;增大反應物濃度,單位體積內活化分子的個數增多,單位時間內有效碰撞的次數增加,反應速率增大,B正確;催化劑能降低反應的活化能,從而加快反應速率,C錯誤;縮小容器容積來增大壓強,增大了單位體積內活化分子個數,但活化分子百分數不變,D錯誤。
4.D　總反應的速率由慢反應決定,第二步反應是慢反應,故總反應的速率由第二步反應決定,A正確;由總反應可知,NO、H2是反應物,N2和H2O是生成物,N2O和N2O2都是反應的中間產物,B正確;反應速率越慢,對應的反應活化能越大,故第二步反應的活化能最大,C正確;升高溫度,第一步反應的正、逆反應速率都增大,D錯誤。
5.C　使用催化劑Ⅰ或催化劑Ⅱ,反應過程中均有4個峰,則均有4個基元反應,A正確;使用催化劑Ⅰ時,第三個基元反應的活化能最大,反應速率最慢,所以此步反應是決速反應,B正確;使用催化劑Ⅱ時,第一個反應在使用催化劑Ⅰ或使用催化劑Ⅱ所有基元反應中活化能最大,反應速率最慢,所以反應體系不能更快達到平衡,C錯誤;由題圖可知,在前兩個基元反應中,使用催化劑Ⅰ活化能較低,反應速率較快,后兩個基元反應中使用催化劑Ⅰ活化能較高,反應速率較慢(破題關鍵),所以使用催化劑Ⅰ時,反應過程中M所能達到的最高濃度更大,D正確。
能力提升練
1.B 2.B 3.C 4.C
1.B　解答本題需要準確分析各步驟的物質轉化。由題圖可知,過程Ⅰ中在ZnO表面吸附CO2,CO2轉化為新物質,A正確;過程Ⅴ是形成新化學鍵的過程,應放出熱量,B錯誤;催化劑Cu/ZnO可以降低反應的活化能,改變反應歷程,從而增大化學反應速率,C正確;該反應總過程是CO2和H2在Cu/ZnO作催化劑、光照條件下合成CH3OH,總反應的化學方程式是CO2+3H2 CH3OH+H2O,D正確。
2.B　從題圖中找出第2步反應的反應物和生成物,觀察二者能量的相對大小(解題技法)可知,第2步反應是吸熱反應,ΔH2>0,A錯誤;觀察題圖可知,第2步反應的活化能(Ea1)大于第3步反應的活化能(Ea2),所以第2步的反應速率小于第3步的反應速率,B正確;縮小容器體積,增大壓強,單位體積內活化分子數增多,而活化分子百分數不變,反應速率加快,C錯誤;根據題圖信息·CH3(g)+Cl2(g) CH3Cl(g)+·Cl(g)　ΔH3=-112.9 kJ·mol-1,CH4(g)+·Cl(g) ·CH3(g)+HCl(g)　ΔH2>0,因此CH4(g)+Cl2(g) CH3Cl(g)+HCl(g)　ΔH=ΔH2+ΔH3>-112.9 kJ·mol-1,D錯誤。
3.C　1個CH3O*中含3個C—H鍵和1個C—O鍵,1個CH2O*中含2個C—H鍵和1個C—O鍵,則②中由CH3O*→CH2O*+H*包含C—H鍵的斷裂過程,A項正確;從題圖可看出,該歷程中③的反應活化能最小,B項正確;總反應速率由反應速率最慢的一步基元反應決定,由題圖可知,反應歷程中能壘最大的是⑤,所以該反應的決速步驟是4H* 2H2,C項錯誤;從題圖中找到反應物和生成物,觀察反應物和生成物的相對能量可知,CH3OH(g) CO(g)+2H2(g)　ΔH>0,D項正確。
4.C　活化能最大的一步為決速步,則H2還原NO生成N2的決速步為反應⑥,A正確;由題圖知,Pd/SVG上H2還原NO,經過①到⑤即可生成NH3,經過①到⑦步才能生成N2,而反應⑥的活化能在①到⑦中最大,更容易生成NH3,不容易生成N2(破題關鍵),B正確;根據題圖數據可計算NO+5H NH3+H2O的正反應的活化能、不知道逆反應的活化能,不能計算ΔH,C錯誤;由題圖可知,相同催化劑下反應可能存在多種反應歷程,可能得到不同產物,D正確。
8第二章　化學反應速率與化學平衡
第一節　化學反應速率
第2課時　影響化學反應速率的因素
基礎過關練
題組一　　外界條件對化學反應速率的影響
1.調控化學反應速率對日常生活和工農業生產都具有重要的意義。下列措施中,主要是通過濃度調控化學反應速率的是 (　　)
A.茶葉使用真空包裝
B.用鐵礦石煉鐵過程中將礦石粉碎
C.低溫保存疫苗
D.氨在催化劑作用下被氧化成NO
2.下列措施對增大化學反應速率有明顯效果的是 (　　)
A.Na與水反應時,增加水的用量
B.Na2SO4溶液與BaCl2溶液反應時,增大壓強
C.常溫下用Al與稀硫酸反應制取H2時,將稀硫酸改為濃硫酸
D.大理石與鹽酸反應制取CO2時,將塊狀大理石改為粉末狀大理石
3.地下水中加入H2O2可將地下的三氯乙烯(C2HCl3)除去,反應如下:3H2O2+C2HCl3 2H2O+2CO2↑+3HCl。常溫下,在某密閉容器中進行上述反應,測得c(H2O2)隨時間的變化如表所示:
時間/min 0 2 4 6 8 ……
c(H2O2)/ (mol·L-1) 1.20 0.90 0.70 0.60 0.55 ……
已知:在反應體系中加入Fe2+,可提高該反應的反應速率。下列說法錯誤的是 (　　)
A.Fe2+為該反應的催化劑
B.反應過程中可能產生O2
C.加熱,正反應速率加快,逆反應速率減小
D.0~4 min內v(H2O2)=0.125 mol·L-1·min-1
題組二　　結合圖像分析化學反應速率的影響因素
4.(經典題)把在空氣中放置過的鎂條投入盛有鹽酸的敞口容器中,
產生H2的速率如圖所示。在下列因素中,影響反應速率的是 (　　)
①鹽酸的濃度　②鎂條的表面積?、廴芤旱臏囟取、蹸l-的濃度
A.①④　　B.③④　　C.①②③　　D.②③
5.等質量的鋅與過量的一定濃度的稀硫酸在不同的實驗條件下進行反應,測定反應過程中產生氫氣體積(V)與時間(t)的數據,根據數據繪制得下圖。下列有關說法不正確的是 (　　)
實驗組別 c(H2SO4)/mol·L-1 溫度/℃ 形狀(鋅)
Ⅰ 2.0 30 塊狀
Ⅱ 2.5 30 塊狀
Ⅲ 2.5 50 粉末狀
Ⅳ 2.5 50 塊狀
A.曲線a、b、c、d對應的實驗組別分別為Ⅲ、Ⅳ、Ⅱ、Ⅰ
B.對比實驗Ⅰ、Ⅱ可說明濃度對化學反應速率的影響
C.對比實驗Ⅱ、Ⅳ可說明溫度對化學反應速率的影響
D.用濃度相同的鹽酸代替硫酸進行實驗,因為都是強酸所以化學反應速率不變
能力提升練
題組一　　化學反應速率影響因素的分析
1.物理學將物質衰變(或消耗)一半所用時間叫“半衰期”。298 K時,在催化劑作用下M生成N,反應物起始濃度與催化劑濃度、反應時間關系如圖所示。下列敘述錯誤的是 (　　)
A.條件Ⅱ,若M起始濃度為9.0 mol·L-1時半衰期為187.5 min
B.條件Ⅲ,M的反應速率為1.2×10-2 mol·L-1·min-1
C.其他條件相同,催化劑濃度越大,反應速率越快
D.其他條件相同時,M起始濃度越大,反應速率越快
2.研究反應2X Y+3Z的速率影響因素,在不同條件下進行4組實驗,Y、Z起始濃度為0,反應物X的濃度隨反應時間的變化情況如圖所示。下列說法不正確的是 (　　)
A.比較實驗①②得出增大反應物濃度,化學反應速率加快
B.比較實驗②④得出升高溫度,化學反應速率加快
C.若實驗②③只有一個條件不同,則實驗③可能使用了催化劑
D.在0~10 min,實驗④的平均反應速率v(Y)=0.06 mol·L-1·min-1
3.丙酮()碘化反應為+I2 I-+H++。某興趣小組在20 ℃時研究了該反應的反應速率。他們在反應開始前加入淀粉溶液,通過觀察淀粉溶液褪色的時間來判斷反應速率的大小。實驗數據如表,其中①~③混合液總體積均為100 mL。
序號 n(丙酮)/mol n(I2)/mol 褪色時間/s
① 0.2 2×10-4 40
② 0.1 2×10-4 80
③ 0.2 1×10-4 20
下列推測合理的是 (　　)
A.實驗①中,v(I2)=5×10-6 mol·L-1·s-1
B.由實驗①②可知,其他條件相同時,c(丙酮)越小,反應速率越快
C.由實驗①③可知,其他條件相同時,c(I2)越小,反應速率越快
D.該反應可能會出現反應速率隨時間先增大后減小的現象
題組二　　化學反應速率影響因素的實驗探究
4.下列有關化學反應速率的實驗探究方案設計合理的是(　　)
選項 實驗方案 實驗目的
A 向等體積等濃度的H2O2溶液中分別加入5滴等濃度的CuSO4和FeCl3溶液,觀察氣體產生的速率 比較Cu2+和Fe3+的催化效果
B 向兩支試管中都加入2 mL 1 mol·L-1的酸性KMnO4溶液,再同時向兩支試管中分別加入2 mL 0.1 mol·L-1的H2C2O4溶液和2 mL 0.05 mol·L-1的H2C2O4溶液,觀察高錳酸鉀溶液褪色所需時間 探究草酸濃度對反應速率的影響
C 2個錐形瓶內各盛有2 g鋅粒(顆粒大小基本相同),通過分液漏斗分別加入40 mL 1 mol·L-1硫酸和40 mL 18 mol·L-1的硫酸,比較兩者收集10 mL氫氣所用的時間 探究硫酸濃度對反應速率的影響
D 3 min后分別混合并振蕩 探究溫度對反應速率的影響
5.室溫下進行下圖所示實驗(已:H2C2O4為二元弱酸)。
試管a、b、c中溶液褪色分別耗時690 s、677 s、600 s。下列說法正確的是 (　　)
A.反應的離子方程式為2Mn 2Mn2++10CO2↑+8H2O
B.試管c反應至300 s時,溶液中剩余的c(KMnO4)=0.002 5 mol/L
C.對比試管a、b,得到的結論是H2C2O4溶液濃度增大,反應速率加快
D.對比試管c、d,可驗證c(H+)對反應速率的影響
6.某小組學生設計了如下探究影響化學反應速率因素的實驗?？蛇x試劑:5% H2O2溶液、1 mol/L FeCl3溶液、蒸餾水、0.1 mol/L Na2S2O3溶液、0.5 mol/L H2SO4溶液、0.1 mol/L H2SO4溶液。
請按要求回答下列問題:
(1)小組確定實驗探究的反應原理及比較反應速率大小的依據(填充空白)。
實驗原理 化學方程式 判斷依據
原理ⅰ 　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　 產生氣 泡快慢
原理ⅱ Na2S2O3+H2SO4 Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O 　　　　　
(2)學生甲選擇原理ⅰ,探究催化劑對該反應速率的影響,必選試劑除5% H2O2溶液外,還應選　　　　　　　　。
(3)學生乙選擇原理ⅱ,設計如圖所示對照實驗,探究H2SO4濃度對該反應速率的影響。
試劑X及其用量:　　　　　　　　。
(4)學生丙選擇原理ⅱ設計實驗,探究影響該反應速率的因素,數據如表所示:
實驗 編號 Na2S2O3溶液 H2SO4溶液 蒸餾水 溫度/ ℃
濃度/ (mol/L) 體積/ mL 濃度/ (mol/L) 體積/ mL 體積/ mL
Ⅰ 0.1 1 0.5 1 V 30
Ⅱ 0.1 2 0.5 1 7 30
Ⅲ 0.1 2 0.5 1 7 40
①對比實驗Ⅰ、Ⅱ,為探究　　　　　　　　對該反應速率的影響。
②V=　　　　,加入V mL水的目的是　　　　　　　　。
③對比上述實驗數據,推測反應速率最快的是　　　　(填實驗編號)。
答案與分層梯度式解析
基礎過關練
1.A 2.D 3.C 4.C 5.D
1.A　茶葉使用真空包裝是通過降低氧氣濃度來改變反應速率的,A符合題意;將鐵礦石粉碎是通過改變接觸面積來改變化學反應速率的,B不符合題意;低溫保存疫苗是通過降低溫度來改變化學反應速率的,C不符合題意;氨氣轉化為一氧化氮是利用催化劑來改變化學反應速率的,D不符合題意。
2.D　水為純液體,增加水的用量,化學反應速率不變,A錯誤;Na2SO4溶液與BaCl2溶液反應沒有氣體參加,增大壓強,化學反應速率不變,B錯誤;常溫下,Al遇濃硫酸發生鈍化,不能制取H2,C錯誤;塊狀大理石改為粉末狀,增大了接觸面積,化學反應速率加快,D正確。
3.C　在反應體系中加入Fe2+,可提高該反應的反應速率,Fe2+為該反應的催化劑,A正確;已知H2O2可以將Fe2+氧化為Fe3+,而Fe3+可以催化H2O2分解為O2,故反應過程中可能產生O2,B正確;加熱,正、逆反應速率都加快(易錯點),C錯誤;0~4 min內,v(H2O2)===0.125 mol·L-1·min-1,D正確。
4.C　鎂與鹽酸反應產生H2,實質是鎂與H+反應,與Cl-無關;在鎂條的表面有一層氧化膜,將鎂條投入鹽酸中,隨著氧化膜的不斷溶解,鎂與鹽酸接觸的面積不斷增大,產生H2的速率會加快;該反應放出熱量,溫度升高,反應速率加快;反應后期,鹽酸的濃度明顯減小,反應速率減慢。
5.D　一定條件下,收集相同體積的氫氣需要的時間越短,化學反應速率越快,由題圖可知,化學反應速率:a>b>c>d。由題表信息可知,實驗Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ中鋅的形狀相同,Ⅳ中的溫度高于Ⅰ、Ⅱ,且Ⅰ中c(H2SO4)最小,則反應速率Ⅳ>Ⅱ>Ⅰ;Ⅲ、Ⅳ中,Ⅲ中反應物的接觸面積大,則反應速率Ⅲ>Ⅳ,所以化學反應速率:Ⅲ>Ⅳ>Ⅱ>Ⅰ,因此曲線a、b、c、d對應的實驗組別分別為Ⅲ、Ⅳ、Ⅱ、Ⅰ,A正確;實驗Ⅰ、Ⅱ中只有c(H2SO4)不同,可以根據實驗Ⅰ、Ⅱ說明濃度對化學反應速率的影響,B正確;實驗Ⅱ、Ⅳ中只有溫度不同,可以根據實驗Ⅱ、Ⅳ說明溫度對化學反應速率的影響,C正確;用濃度相同的鹽酸代替硫酸進行實驗,氫離子濃度減小,因此化學反應速率減慢,D錯誤。
能力提升練
1.D 2.D 3.D 4.D 5.C
1.D　觀察題圖可知,起始濃度與反應時間成正比,設M消耗4.5 mol·L-1時需要的時間為t min,則3.0∶125=4.5∶t,解得t=187.5,A正確;條件Ⅲ時,v(M)=(1.5÷125) mol·L-1·min-1=1.2×10-2 mol·L-1·min-1,B正確;由Ⅰ、Ⅱ可知,其他條件相同,催化劑濃度越大,反應速率越快,C正確;題圖中Ⅰ、Ⅲ的斜率相等,即二者反應速率相等,所以其他條件相同時,反應速率與起始濃度無關,D錯誤。
2.D　實驗①②溫度相同,反應物起始濃度不同,實驗①反應物起始濃度較大,化學反應速率較快,可得出增大反應物濃度,化學反應速率加快,A正確;實驗②④反應物起始濃度相同,但溫度不同,實驗④反應速率較大,說明升高溫度,化學反應速率加快,B正確;實驗②③溫度、反應物起始濃度均相同,實驗③反應速率較大,可能使用了催化劑,C正確;在0~10 min,實驗④X的濃度變化為0.60 mol·L-1,則v(Y)=v(X)=×=0.03 mol·L-1·min-1,D錯誤。
解題技法
利用“控制變量法”解答化學反應速率問題
3.D　實驗①中淀粉溶液褪色時間為40 s,則v(I2)=== mol·L-1·s-1=5×10-5 mol·L-1·s-1,A錯誤;實驗①②中只有c(丙酮)不同,且實驗①的c(丙酮)大、溶液褪色時間短,即其他條件相同時,c(丙酮)越大,反應速率越快,B錯誤;實驗①③中只有c(I2)不同,且實驗③的c(I2)小、褪色時間短,但實驗③中I2的物質的量是①的一半,溶液褪色時間也是①的一半,即改變c(I2),反應速率不變,C錯誤;隨著反應的進行,反應物濃度逐漸減小,若只受反應物濃度的影響,反應速率逐漸減慢,但該反應也可能受溫度或催化劑的影響,故該反應可能會出現反應速率隨時間先增大后減小的現象,D正確。
4.D　陰離子不同,無法比較Cu2+和Fe3+的催化效果,A不合理;兩支試管中的高錳酸鉀均過量,草酸不足,溶液均不會發生明顯褪色,不能探究草酸濃度對反應速率的影響,B不合理;18 mol·L-1的硫酸為濃硫酸,與鋅粒反應生成SO2,不能通過比較收集等量的氫氣所用時間來探究硫酸濃度對反應速率的影響,C不合理;只有溫度不同,其他條件均相同,可探究溫度對反應速率的影響,D合理。
5.C　反應的離子方程式為2Mn+6H++5H2C2O4 2Mn2++10CO2↑+8H2O,A錯誤;試管c中溶液褪色耗時600 s,反應過程中c(KMnO4)逐漸變小,反應變慢,試管c反應至300 s時,溶液中剩余的c(KMnO4)無法求算,B錯誤;對比試管a、b,其他條件相同,H2C2O4濃度不同,試管b中溶液褪色耗時更短,因此可得到H2C2O4溶液濃度增大,反應速率加快,C正確;濃鹽酸做溶劑,溶液中存在Cl-,Cl-也能還原高錳酸鉀,對實驗有干擾,所以對比試管c、d不能驗證c(H+)對反應速率的影響,D錯誤。
6.答案　(1)2H2O2 2H2O+O2↑　溶液變渾濁快慢
(2)1 mol/L FeCl3溶液
(3)2 mL 0.5 mol/L H2SO4溶液
(4)①Na2S2O3溶液的濃度?、?　控制硫酸的起始濃度相同?、邰?br/>解析　(1)原理ⅰ判斷依據為產生氣泡快慢,結合所給的試劑,選擇的反應為2H2O2 2H2O+O2↑。原理ⅱ選擇的反應為Na2S2O3+H2SO4 Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O,生成淡黃色沉淀硫,故判斷依據為溶液變渾濁快慢。
(2)FeCl3對反應2H2O2 2H2O+O2↑具有催化作用,故選擇原理ⅰ,探究催化劑對該反應速率的影響,必選試劑除5% H2O2溶液外,還應選1 mol/L FeCl3溶液。
(3)若要探究H2SO4溶液濃度對反應速率的影響,題圖所示實驗中H2SO4溶液的濃度應不同,Na2S2O3溶液的濃度應相同,所加硫酸的體積應相同,故試劑X及其用量為2 mL 0.5 mol/L H2SO4溶液。
(4)①對比實驗Ⅰ、Ⅱ,所加Na2S2O3溶液的體積不同,即Na2S2O3的物質的量不同,所加H2SO4溶液的體積、濃度均相同,實驗溫度相同,則實驗Ⅰ、Ⅱ為探究Na2S2O3溶液的濃度對該反應速率的影響。②實驗Ⅰ、Ⅱ所加H2SO4溶液的體積、濃度均相同,為保證溶液混合后H2SO4的濃度相同,則要加入蒸餾水,由實驗可知,溶液混合后總體積為10 mL,則V=8。③實驗Ⅲ中溫度最高,Na2S2O3溶液的濃度較大,故推測反應速率最快的是Ⅲ。
13第二章　化學反應速率與化學平衡
第一節　化學反應速率
第1課時　化學反應速率
基礎過關練
題組一　　對化學反應速率的理解
1.下列關于化學反應速率的說法正確的是 (　　)
A.化學反應速率是指在一段時間內反應物物質的量的減小或生成物物質的量的增大
B.化學反應速率為0.2 mol·L-1·min-1是指反應經過1 min后,某物質的濃度是0.2 mol·L-1
C.對于任何化學反應來說,反應速率越快,反應現象越明顯
D.化學反應速率可以衡量化學反應進行的快慢
2.(經典題)一定條件下,在恒容密閉容器中發生反應3CO2(g)+10H2(g) C3H8(g)+6H2O(g),反應速率分別用v(CO2)、v(H2)、v(C3H8)、v(H2O)表示,下列關系式正確的是 (　　)
A.v(C3H8)=v(H2O)
C.v(H2)=v(H2O)
題組二　　化學反應速率的相關計算
3.(易錯題)一定條件下,在2 L密閉容器中發生反應:2A(s)+3B(g) 2C(g)+4D(g),測得5 min時,A的物質的量減小了10 mol,則0~5 min內該反應的平均反應速率為 (　　)
A.v(A)=1.0 mol/(L·min)
B.v(B)=1.5 mol/(L·min)
C.v(C)=2.0 mol/(L·min)
D.v(D)=0.5 mol/(L·min)
4.已知反應:2NO(g)+Br2(g) 2NOBr(g)　ΔH=-a kJ·mol-1(a>0)。一定條件下,將2 mol NO和2 mol Br2(g)通入2 L的恒容密閉容器中。反應進行到10 s時,測得生成0.5 mol NOBr。下列說法正確的是　 (　　)
A.10 s內,v(Br2)=0.025 mol·L-1·s-1
B.第10 s時,v(NOBr)=0.025 mol·L-1·s-1
C.第10 s時,NO的濃度為0.75 mol·L-1
D.10 s內,NO(g)與Br2(g)反應放出的熱量為a kJ
5.反應2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)中SO3的濃度隨時間變化情況如圖所示,在0~a min內用O2表示的平均反應速率為0.04 mol·L-1·min-1,則a等于 (　　)
A.0.1　　　B.2.5　　　C.5　　　D.10
題組三　　化學反應速率大小的比較
6.在四種不同條件下,分別進行反應2M(g)+3N(g) 4P(g)+Q(g),實驗測得反應速率分別為①v(M)=0.20 mol·L-1·min-1、②v(N)=0.45 mol·L-1·min-1、③v(P)=0.40 mol·L-1·min-1、④v(Q)=0.01 mol·L-1·s-1。下列關于四種條件下的反應速率大小關系的比較正確的是 (　　)
A.②>①>③>④　　　　B.④>②>③>①
C.④>③=①>②　　　　D.④>②>①=③
7.(經典題)用純凈的CaCO3與100 mL稀鹽酸反應制取CO2,實驗過程記錄如圖所示(CO2的體積已折算為標準狀況下的體積)。下列敘述不正確的是 (　　)
A.EF段表示的平均反應速率最大
B.EF段,用鹽酸表示該反應的平均反應速率為0.4 mol·L-1·min-1(忽略溶液體積變化)
C.OE、EF、FG三段,用CO2表示的平均反應速率之比為2∶6∶7
D.E、F、G三點中,G點收集的CO2的量最多
題組四　　化學反應速率的測定
8.下列測量化學反應速率的依據不可行的是 (　　)
選項 化學反應 測量依據 (單位時間內)
A 2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4 K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O 溶液顏色變化
B AgNO3+NaCl AgCl↓+NaNO3 沉淀質量變化
C H2(g)+I2(g) 2HI(g) 溫度、容器體積一定時,體系壓強變化
D H2O2+2HI 2H2O+I2 溶液體積一定時,I-的濃度變化
9.為探究Fe3+和Cu2+對H2O2分解反應的催化效果,甲、乙兩組同學分別設計了如圖1、圖2所示的實驗。下列敘述不正確的是 (　　)
圖1
圖2
A.圖1所示實驗可通過觀察產生氣泡的快慢來比較反應速率的大小
B.用圖2裝置比較反應速率大小,可通過測定在相同狀況下反應產生一定體積氣體所需時間的多少
C.若圖1所示的實驗中反應速率為①>②,則一定說明Fe3+比Cu2+對H2O2分解反應的催化效果好
D.為檢查圖2裝置的氣密性,可關閉A處活塞,將注射器活塞拉出一定距離后松開,觀察注射器活塞是否回到原位
10.某?；瘜W活動社團為測定1 mol/L的H2SO4溶液與鋅粒和鋅粉反應的速率,設計如圖1裝置。
(1)圖1中盛裝H2SO4溶液的儀器的名稱是　　　　　　。
(2)按照圖1裝置實驗時,限定了兩次實驗時間均為10 min,還需要測定的另一個數據是　　　　　　　　。
(3)若將圖1裝置中的氣體收集裝置改為圖2裝置,實驗結束后讀取氣體體積時應該注意的問題是　　　　　　　　　(至少回答兩點)。
能力提升練
題組一　　化學反應速率的綜合計算
1.H2(g)+I2(g) 2HI(g)在1 L的恒溫容器中進行,反應過程中部分數據如表:
反應時間/min n(H2)/mol n(I2)/mol n(HI)/mol
0 4 4 0
10 2
若在起始時總壓為p0 kPa,反應速率若用單位時間內分壓的變化表示,而氣態物質分壓=總壓×氣態物質的物質的量分數,則10 min內H2(g)的反應速率為 (　　)
A.0.25p0 kPa·min-1　　　　　B.0.025p0 kPa·min-1
C.0.005p0 kPa·min-1　　　　　D.0.016p0 kPa·min-1
2.在一定溫度下,10 mL 0.40 mol/L H2O2發生催化分解。不同時刻測定生成O2的體積(已折算為標準狀況)如表所示(液體體積變化忽略不計)。下列敘述不正確的是 (　　)
t/min 0 2 4 6 8 10
V(O2)/mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9
A.反應至6 min時,c(H2O2)=0.3 mol/L
B.第6 min后平均反應速率逐漸減慢
C.0~6 min的平均反應速率:v(H2O2)≈3.3×10-2 mol/(L·min)
D.反應至6 min時,過氧化氫的分解率為50%
題組二　　借助圖像考查化學反應速率
3.(經典題)一定溫度下,向容積為2 L的密閉容器中通入兩種氣體發生化學反應,反應中各物質的物質的量的變化如圖所示,下列對該反應的推斷不合理的是 (　　)
A.在0~6 s內,用C表示的化學反應速率約為0.067 mol·L-1·s-1
B.6 s后,反應停止了
C.該反應的化學方程式為3B+4C 6A+2D
D.在0~4 s內,v(A)=3v(D)
4.一定條件下,H2O(g)在某催化劑表面發生分解反應生成H2和O2,測得的實驗結果如圖所示。下列敘述正確的是 (　　)
A.H2O(g)在該催化劑表面的分解反應是可逆反應
B.H2O(g)在該催化劑表面的分解速率與其起始濃度成正比
C.在該催化劑表面H2O(g)分解反應先快后慢
D.ab段O2的平均生成速率為5.0×10-4 mol/(L·min)
5.工業上有一種用CO2生產甲醇的方法:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)。某科學實驗小組將6 mol CO2和8 mol H2充入2 L的密閉容器中,保持溫度不變,測得H2的物質的量隨時間變化如圖所示。
(1)a~b、b~c、c~d三段中,平均反應速率最大的是　　　　段,該時間段內H2的平均反應速率是　　　　　　。
(2)H2的物質的量不再改變時,CO2的轉化率是　　　　　;反應前后容器內的壓強之比是　　　　。
答案與分層梯度式解析
基礎過關練
1.D 2.C 3.B 4.C 5.C 6.D 7.C 8.C
9.C
1.D　化學反應速率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,A錯誤;化學反應速率為0.2 mol·L-1·min-1指反應經1 min后,某物質的濃度減小或增大0.2 mol·L-1,B錯誤;有些化學反應反應速率比較快,但無明顯的現象,C錯誤;化學反應速率可衡量化學反應進行的快慢,D正確。
2.C　根據同一反應中,各物質的化學反應速率之比等于化學計量數之比可知,v(CO2)∶v(H2)∶v(C3H8)∶v(H2O)=3∶10∶1∶6。由此可得10v(C3H8)=v(H2)、6v(C3H8)=v(H2O)、v(CO2)=v(H2)、v(H2)=v(H2O),C正確。
3.B　本題利用v==計算,根據物質的量變化量之比等于化學計量數之比可推算出B、C、D物質的量的變化,然后帶入公式進行求算即可。本題易忽視一般不用固體或純液體表示化學反應速率(易錯點)而錯選A。
4.C　利用三段式分析:
2NO(g)+Br2(g) 2NOBr(g)
起始/mol 2 2 0
轉化/mol 0.5 0.25 0.5
10 s時/mol 2-0.5 2-0.25 0.5
10 s內v(Br2)====0.012 5 mol·L-1·s-1,A項錯誤;根據化學反應速率之比等于化學計量數之比可知v(NOBr)=0.025 mol·L-1·s-1,其表示的是10 s內NOBr的平均反應速率,而不是第10 s時的瞬時速率,B項錯誤;第10 s時,c(NO)===0.75 mol·L-1,C項正確;2 mol NO(g)和1 mol Br2(g)完全反應生成2 mol NOBr(g)時,放出的熱量為a kJ,10 s內有0.5 mol NOBr生成,放出的熱量不為a kJ,D項錯誤。
5.C　由題圖可知,0~a min內Δc(SO3)=0.4 mol·L-1,則有v(SO3)= mol·L-1·min-1。根據化學反應速率之比等于化學計量數之比有v(O2)=v(SO3)= mol·L-1·min-1,又知0~a min內用O2表示的平均反應速率為0.04 mol·L-1·min-1,則有 mol·L-1·min-1=0.04 mol·L-1·min-1,解得a=5,C項正確。
6.D　根據各物質的化學反應速率之比等于化學計量數之比,將選項中各物質表示的化學反應速率轉化為同一物質所表示的化學反應速率后進行比較,注意單位要統一(解題技法)。①v(M)=0.20 mol·L-1·min-1時,v(Q)=v(M)=0.10 mol·L-1·min-1;②v(N)=0.45 mol·L-1·min-1時,v(Q)=v(N)=0.15 mol·L-1·min-1;③v(P)=0.40 mol·L-1·min-1時,v(Q)=v(P)=0.10 mol·L-1·min-1;④v(Q)=0.01 mol·L-1·s-1=0.60 mol·L-1·min-1。反應速率大小關系④>②>①=③,D正確。
易錯分析
化學反應速率大小比較的常見錯誤
　　(1)只看數值。用同一物質表示的化學反應速率比較時,必須要保證單位統一;注意物質不能是固體或純液體。(2)轉化錯誤。同一化學反應中用不同物質表示的反應速率相互轉化時出現錯誤,應按化學反應速率之比等于對應物質的化學計量數之比進行轉化。
7.C　OE、EF、FG三段對應所用時間相同,生成的二氧化碳體積分別為224 mL、(672-224) mL=448 mL、(784-672) mL=112 mL,故EF段表示的平均反應速率最大,A正確;EF段,生成的n(CO2)==0.02 mol,根據關系式CaCO3~2HCl~CO2,則消耗的n(HCl)=2n(CO2)=0.04 mol,用鹽酸表示該反應的平均反應速率為=0.4 mol·L-1·min-1,B正確;OE、EF、FG三段,反應時間相同,生成的CO2的體積之比等于反應速率之比,則用CO2表示的平均反應速率之比為224 mL∶448 mL∶112 mL=2∶4∶1,C錯誤;由題圖可知,E、F、G三點中,G點收集的CO2的量最多,D正確。
8.C　隨反應進行KMnO4溶液濃度逐漸減小,可通過記錄單位時間內溶液顏色變化來測定反應速率,A可行;單位時間內產生沉淀的質量越多,反應速率越快,反之,反應速率越慢,B可行;反應前后氣體分子數不變,即溫度、容器體積一定時,反應前后氣體總壓強不變,C不可行;溶液體積一定時,單位時間內,I-的濃度變化越大,反應速率越快,反之,反應速率越慢,D可行。
解題技法
常采用的測定化學反應速率的方法
　　(1)對于有氣體生成的反應,可測定相同時間內收集氣體的體積或收集等量氣體所用的時間。(2)對于有固體做反應物的反應,可測定一段時間內消耗固體質量的多少。(3)對于有酸、堿參與的反應,可測定一段時間內溶液中H+或OH-濃度的變化。(4)對于有顏色變化的反應,可測定溶液變色所需時間。(5)對于有沉淀生成的反應,可測定溶液變渾濁所需的時間。
9.C　反應速率的大小可以通過觀察產生氣泡的快慢來判斷,A正確;反應速率的大小可以根據產生相同體積的氣體所用時間的多少來判斷,B正確;若題圖1所示實驗中反應速率①>②,則能夠說明FeCl3比CuSO4對H2O2分解反應的催化效果好,Cl-和S對H2O2分解也可能有影響,C錯誤;關閉A處活塞,將注射器活塞拉出一定距離,若裝置氣密性不好,注射器活塞不能回到原位,D正確。
10.答案　(1)分液漏斗　(2)收集到氣體的體積
(3)調節量氣管的高度使得兩側液面相平;視線平視凹液面最低點;待錐形瓶中氣體恢復至室溫
解析　(1)題圖1中盛裝H2SO4溶液的儀器的名稱是分液漏斗。(2)按照題圖1裝置實驗時,限定了兩次實驗時間均為10 min,還需要測定的另一個數據是收集到氣體的體積。
能力提升練
1.B 2.A 3.B 4.D
1.B　H2(g)+I2(g) 2HI(g)為反應前后氣體總物質的量不變的反應,則反應中的任意時刻總壓不變,均為p0 kPa,列三段式:
　　　　　　　　H2(g)+I2(g) 2HI(g)
起始/mol 4 4 0
轉化/mol 2 2 4
10 min時/mol 2 2 4
反應前H2(g)的分壓為×p0 kPa=0.5p0 kPa,10 min時H2(g)的分壓為×p0 kPa=0.25p0 kPa,則10 min內用H2(g)表示的反應速率為=0.025p0 kPa·min-1。
2.A　反應2H2O2 2H2O+O2↑,根據題表中數據可知,0~6 min內產生的氧氣的物質的量Δn(O2)==0.001 mol,Δn(H2O2)=0.002 mol,故反應至6 min時c(H2O2)==0.2 mol/L,A錯誤;在一定溫度下,反應物濃度越大反應速率越快,隨著反應的進行,H2O2的濃度逐漸減小,反應速率逐漸減慢,B正確;0~6 min,v(H2O2)==≈3.3×10-2 mol/(L·min),C正確;反應至6 min時,H2O2的分解率為×100%=50%,D正確。
3.B　在0~6 s內,用C表示的化學反應速率v(C)=≈0.067 mol·L-1·s-1,A正確;6 s后,正、逆反應速率相等但不等于零,反應沒有停止,只是達到化學平衡狀態,B錯誤;由圖中信息可知,0~6 s內B、C的物質的量分別減小0.6 mol、0.8 mol,A、D的物質的量分別增加1.2 mol、0.4 mol,該反應的化學方程式為3B+4C 6A+2D,C正確;在0~4 s內,用不同物質表示該反應的化學反應速率,其化學反應速率之比等于化學計量數之比,即v(A)=3v(D),D正確。
解題技法
n-t或c-t圖的解題技巧
　　(1)看趨勢,定位置:觀察圖像,n(或c)隨時間逐漸減小的物質為反應物,反之為生成物。
　　(2)看變化量,定化學計量數:由圖像數據計算各物質在相同時間內的物質的量(或濃度)的變化量,根據各物質的物質的量(或濃度)的變化量之比等于化學計量數之比,確定各物質的化學計量數。
　　(3)看是否共存,定符號:根據圖像觀察各物質是否最終共存,從而判斷該反應是否為可逆反應,確定在方程式中用“”還是“”。
4.D　
5.答案　(1)a~b　1 mol·L-1·min-1　(2)33.3%　7∶5
解析　(1)a~b段氫氣的平均反應速率為=1 mol·L-1·min-1,b~c段氫氣的平均反應速率為=0.75 mol·L-1·min-1,c~d段氫氣的平均反應速率為=0.1 mol·L-1·min-1,所以平均反應速率最大的是a~b段。
(2)由題圖可知,平衡時氫氣的物質的量為2 mol,列三段式:
　　　　　 3H2(g)+CO2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
起始/mol 　8 　6 　 0 　0
變化/mol 　6 　2 　 2 　2
平衡/mol 　2 　4 　 2 　2
所以平衡時CO2的轉化率為×100%≈33.3%;恒溫、恒容時,氣體壓強之比等于氣體的物質的量之比,所以反應前后容器內的壓強之比是(6+8)∶(4+2+2+2)=7∶5。
14(共32張PPT)
第一節 化學反應速率
知識點 1 化學反應速率
必備知識 清單破
1.化學反應速率
(1)表示: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。
(2)表達式:v= 。
(3)常用單位:mol/(L·min)、mol/(L·s)等。
特別提醒　應用化學反應速率的注意事項
(1)化學反應速率是指某一時間段內的平均反應速率,而不是某一時刻的瞬時速率。
(2)無論是用反應物還是用生成物表示,化學反應速率都取正值。
(3)化學反應速率除可用物質的量濃度表示外,還可用質量、氣體體積等的變化表示;用物質
的量濃度的變化表示化學反應速率時,不用固體或純液體來表示。
2.同一化學反應的反應速率的不同表示
　　同一個化學反應中,可用不同物質表示化學反應速率。如反應mA(g)+nB(g) pY(g)+
qZ(g),用不同物質表示的化學反應速率分別為vA= ,vB= ,vY= ,vZ= ,其數值
可能不同,故表示化學反應速率時必須指明具體物質。不同物質表示的化學反應速率之比等
于化學計量數之比。即 = = = 或v(A)∶v(B)∶v(Y)∶v(Z)=m∶n∶p∶q。
3.化學反應速率的測定
　　物質的某些物理性質(如壓強、體積、吸光度、電導率等)與其物質的量或濃度存在函
數關系。人們常用物理方法準確而快速地測定化學反應速率。
知識拓展
(1)反應速率方程
　　對于反應H2O2+2HI 2H2O+I2,其反應速率與反應物濃度間的關系為v=kc(H2O2)·c(HI),
其中k為反應速率常數。
(2)反應速率常數(k)
含義 表示單位濃度下的化學反應速率
單位 不同反應速率方程中k的單位不同
意義 通常反應速率常數k越大,反應進行得越快
影響因素 與濃度無關,但受溫度、催化劑、固體表面性質等因素的影響
(3)反應速率與參與反應的物質的濃度的關系式是實驗測定的結果,不能隨意根據反應的化
學方程式直接寫出。
4.化學反應速率的計算與大小比較【詳見定點1】
知識點 2 影響化學反應速率的因素
1.決定因素(內因):反應物的組成、結構和性質等。
2.外界因素(外因):濃度、壓強、溫度、催化劑、反應物間的接觸面積、光、電磁波、超聲
波等。(詳見定點2)
3.化學反應速率圖像【詳見定點5】
知識點 3 活化能　有效碰撞理論
1.基元反應
　　大多數化學反應往往是經過多個反應步驟才能實現,每一步反應都稱為基元反應;先后
進行的基元反應反映了化學反應歷程,反應歷程又稱反應機理。
2.有效碰撞
(1)概念
①有效碰撞:把能夠發生化學反應的碰撞叫做有效碰撞。
②活化分子:在化學反應中,能量較高、有可能發生有效碰撞的分子叫做活化分子。
③活化分子百分數:活化分子數占總分子數的百分含量。
(2)發生有效碰撞的條件:①分子必須是活化分子(即具有足夠的能量);②碰撞時具有合適的取向。
(3)活化能
①概念:活化分子具有的平均能量與反應物分子具有的平均能量之差,叫做反應的活化能。
②化學反應中活化能與反應熱的關系
　　圖中E1為正反應的活化能,E2為逆反應的活化能,使用催化劑時的正反應的活化能為E3,
反應熱為E1-E2。
3.利用反應機理圖像分析活化能(能壘)對化學反應速率的影響【詳見定點4】
知識辨析
1.在比較化學反應速率大小時,數值越大則反應速率越快,這種說法對嗎
2.在溶液中進行的化學反應,增大反應物的用量或增大溶液的用量,化學反應速率一定增大,
這種說法對嗎
3.增大反應物濃度,逆反應速率一直不變,這種說法對嗎
4.恒溫恒容的密閉容器中,有氣體參與的反應,增大體系的壓強,化學反應速率不一定加快,這
種說法對嗎
5.活化分子間發生的碰撞一定是有效碰撞,這種說法對嗎
一語破的
1.不對。比較用不同物質的濃度變化來表示的化學反應速率大小時,必須結合化學方程式中
物質的化學計量數對數據進行換算,同時應注意單位統一。
2.不對。溶液中若進行的是固體和溶液的反應,增加固體的用量,對化學反應速率無影響;改
變溶液的用量時,若溶液的濃度不變,對化學反應速率無影響。
3.不對。增大反應物濃度,正反應速率瞬間增大,在改變的瞬間,生成物的濃度可認為不變,逆
反應速率不變;但隨著反應的進行,反應物的濃度逐漸減小,生成物的濃度逐漸增大,導致正反
應速率逐漸減小,逆反應速率逐漸增大,直到兩者相等。
4.對。恒溫恒容時,若增加氣態反應物的量使體系壓強增大,氣態反應物濃度增大,化學反應速率加快;若充入與反應無關的氣體使體系壓強增大,但氣態反應物濃度不變,則化學反應速率不變。
5.不對?；罨肿娱g發生的碰撞不一定是有效碰撞。能夠發生有效碰撞的分子一定要具有
足夠的能量(活化分子具有足夠的能量),同時還要有合適的取向,二者缺一不可。
定點 1 化學反應速率的計算與大小比較
關鍵能力 定點破
1.化學反應速率的計算
(1)利用反應速率的定義式v= = 求算。
(2)利用化學反應中用各物質表示的化學反應速率之比等于化學方程式中各物質的化學計量
數之比的規律求算。
(3)“三段式”法計算化學反應速率
①寫出反應的化學方程式。
②找出各物質的起始量、轉化量、某時刻量。
③根據已知條件計算。
例如:反應 mA(g)+nB(g) pC(g)
起始量/mol·L-1　　 a　　 b　　 c
轉化量/mol·L-1　　 x　　 　　
某時刻量/mol·L-1　 a-x　 b- 　 c+
則v(A)= ,v(B)= ,v(C)= 。
2.化學反應速率的比較
(1)統一標準比較法
　　當比較同一反應的化學反應速率的相對大小時,先按相應的化學方程式中各物質的化學
計量數之比換算成同一物質表示的化學反應速率,單位統一,再比較數值大小。
(2)比值比較法
　　比較化學反應速率與其在相應化學方程式中物質的化學計量數的比值大小。如反應
mA(g)+nB(g) pC(g)在不同條件下的反應速率分別用v(A)、v(B)、v(C)表示, 、
、 的單位相同時,數值越大的表示的反應速率越大。
定點 2 外界因素對化學反應速率的影響
1.濃度、溫度、催化劑對化學反應速率的影響及注意事項
影響因素 對化學反應速率的影響 注意事項
濃度 其他條件不變時,增大反應物的濃度,化學反應速率增大;減小反應物的濃度,化學反應速率減小 ①此規律只適用于有氣體參加或溶液中進行的反應。對于固體或純液體的反應物,其濃度被視為常數,改變它們的用量(忽略表面積變化)不會
改變化學反應速率;
②對于離子反應,只有實際參加反應的各離子濃度發生變化,才會引起化學反應速率的改變
影響因素 對化學反應速率的影響 注意事項
溫度 其他條件不變時,升高溫度,反應速率增大;降低溫度,反應速率減小 ①溫度對反應速率的影響不受體系的限制;
②若是可逆反應,升高溫度,正、逆反應速率都增大,反之均減小
可以改變(加快或減慢)化學反應速率(如不特別說明,催化劑都是指能加快化學反應速率的正催化劑) ①催化劑只能改變化學反應速率,既不能改變反應方向,也不能改變反應熱的大小;
②同一催化劑,能同等程度地改變可逆反應的正、逆反應速率
2.壓強對化學反應速率的影響
(1)影響規律
　　對于有氣體參加的化學反應,其他條件不變時,增大壓強(減小容器的容積),反應物的濃度增大,化學反應速率增大;減小壓強(增大容器的容積),反應物的濃度減小,化學反應速率減小。
特別提醒 ①壓強只對有氣體參加的反應的反應速率有影響。
②壓強對反應速率的影響是通過濃度對反應的影響實現的。
(2)特殊情況
恒溫恒容時 ①充入氣體反應物 總壓強增大 氣體反應物的分壓(或濃度)增大 反應速率增大;
②充入“無關氣體”(如He、Ne、Ar等不參與反應也不干擾反應的氣體,下同) 總壓強增大,但各氣體反應物的分壓不變,即各氣體反應物的濃度不變 反 應速率不變
恒溫恒壓時 充入“無關氣體” 容器容積增大 各氣體反應物的分壓(或濃度)減小 反應速率減小
3.外界因素影響化學反應速率的原因分析
項目外界條件的改變 活化能 分子總數 單位體積內活化分子數 活化分子 百分數 有效碰 撞次數 化學反
應速率
反應物濃度 增大 不變 增加 增加 不變 增加 增大
減小 不變 減少 減少 減少 減小
壓強(有氣體參加的反應) 增大(減小容器的容積) 不變 不變 增加 不變 增加 增大
減小(增大容器的容積) 不變 不變 減少 減少 減小
項目外界條件的改變 活化能 分子總數 單位體積內活化分子數 活化分子 百分數 有效碰 撞次數 化學反
應速率
溫度 升高 不變 不變 增加 增加 增加 增大
降低 不變 不變 減少 減少 減少 減小
催化劑 使用 降低 不變 增加 增加 增加 增大
特別提醒 改變濃度和壓強,不改變活化分子百分數;升高溫度和加入催化劑,可增大活化分
子百分數。

(1)確定變量:明確影響實驗探究結果的因素可能有哪些,即變量。
(2)定多變一:根據實驗目的確定需控制的變量。在探究時,應該先確定其他的因素不變,只改
變一種因素,看這種因素與探究的問題存在怎樣的關系;確定一種因素的影響結果以后,再確
定另一種因素的影響結果;通過分析每種因素與所研究問題之間的關系,得出所有影響因素
與所探究問題之間的關系。
(3)數據有效:注意選擇數據(或設置實驗)要有效,且變量統一,否則無法作出正確判斷。
定點 3 運用控制變量法探究外界因素對化學反應速率的影響
典例 實驗探究影響H2O2分解速率的因素。H2O2溶液濃度在不同條件下隨時間變化的曲線如
圖所示,實驗分組及反應條件分別見表,其中溶液pH均在常溫下測得。

分組 溫度/℃ pH c(Mn2+)/(mol·L-1)
① 60 7 0.000 02
② 60 12 0
③ 60 13 0
④ 60 11 0.000 02
⑤ 70 13 0
下列說法不正確的是 (　 )
A.實驗①、④說明中性條件下,少量Mn2+對H2O2分解速率的影響不大
B.實驗②、③說明其他條件相同時,溶液堿性越強,H2O2分解速率越大
C.實驗③、⑤說明升高溫度可以增大H2O2分解速率
D.實驗④中0~40 min內,H2O2的反應速率為0.022 5 mol·L-1·min-1
思路點撥 首先判斷“變量”,然后結合圖像分析“變量”對H2O2分解速率的影響,最后結
合選項分析判斷。
C
解析 實驗①、④其他條件均相同,溶液pH不同,但①中H2O2 60 min內濃度變化很小,④中H2
O2 60 min內濃度變化較大,說明中性條件下,少量Mn2+對H2O2分解速率的影響不大,A正確;實
驗②、③其他條件均相同,溶液pH不同,而③中H2O2的分解速率大于②,說明溶液堿性越強H2
O2分解速率越快,B正確;實驗③和實驗⑤中H2O2的起始濃度和溫度都不同,由題圖不能說明
升高溫度H2O2的分解速率增大,C錯誤;實驗④中0~40 min內H2O2的反應速率為
=0.022 5 mol·L-1·min-1。
(1)反應歷程中的最大能壘是指正反應過程中最大相對能量的差值,可以用估算的方法進行確定,上圖中E(能壘1)=E(過渡態)-E(吸附態)=[a-(-b)] eV=(a+b) eV。
定點 4 利用反應機理圖像分析活化能(能壘)對化學反應速率的影響
(2)ΔH=E(生成物)-E(反應物)=(-d-0) eV=-d eV。
(3)能壘越大,反應速率越小;多步反應中能壘最大的基元反
應為決速反應。
(4)相同反應物同時發生多個競爭反應,其中能壘最小的反應,
反應速率最大,其對應的產物占比最高。
典例 正丁烷(CH3CH2CH2CH3)催化裂解為乙烷和乙烯的反應歷程如圖(*代表催化劑):
下列說法正確的是 (　 )
A.使用催化劑能降低該反應的ΔH
B.過渡態TS1、TS2、TS3中穩定性最強的是TS1
C.正丁烷裂解生成乙烷和乙烯的反應為放熱反應
D.正丁烷裂解生成乙烷和乙烯的決速步驟是①
思路點撥 分析反應歷程→弄清各步驟的反應物、產物并分析能壘大小,確定決速步驟→分
析總反應的能量變化情況,確定ΔH。
C
解析 結合題圖中相對能量的變化及選項問題分析解答:

定點 5 化學反應速率的有關圖像
1.定性圖像
　　定性圖像主要包括反應速率與反應物濃度、氣體壓強、反應溫度、催化劑等外界條件
的關系,以及反應過程中的速率變化等定性關系。
(1)速率—時間圖:如Zn與足量鹽酸的反應,反應速率隨時間的變化如圖所示。

OA段:Zn與鹽酸的反應是放熱反應,使溶液的溫度升高,化學反應速率逐漸增大;AB段:隨著反
應的進行,H+的濃度逐漸減小,化學反應速率逐漸減小。
(2)速率—溫度圖:其他條件一定,反應速率隨著溫度的升高而增大;其他條件一定,反應速率隨
著溫度的降低而減小,如圖所示。

(3)速率—壓強圖:其他條件一定,增大氣態反應物的壓強(縮小容器的容積),反應速率增大;其
他條件一定,減小氣態反應物的壓強(增大容器的容積),反應速率減小,如圖所示。

2.定量圖像
　　定量圖像主要是指反應物或生成物的物質的量(或物質的量濃度)與反應時間的定量關
系,如圖所示。
　　該類圖像所能解決的問題:(1)確定反應物、生成物;(2)反應起始時進行的方向;(3)確定
是否為可逆反應;(4)確定化學方程式、某段時間內的平均反應速率;(5)確定可逆反應達到平
衡的時刻及達到平衡時各種物質的量的關系。
3.定性與定量相結合的圖像的分析
　　此類圖像通常既包括反應速率的定性比較,如曲線的趨勢等,也包括與反應速率相關的
計算等的定量比較,需要依據相關的計算公式和外界條件對反應速率的影響規律從定量和定
性兩個方面加以分析。
典例 臭氧催化氧化是降解水體中有機污染物的常用方法。某科研小組研究O3降解有機物的
路徑:取四份廢水,保持其他條件相同,第一份直接加入MnO2;第二份直接通入O3;第三份在加
入一定量MnO2的同時通入O3;第四份在加入一定量MnO2(與第三份中量相同)與叔丁醇的同
時通入O3,分別測得四份廢水中有機物的殘留率隨時間的變化如圖所示。

已知:①O3除直接降解有機物外,在溶液中能產生羥基自由基·OH,·OH也能降解水中有機物。
②叔丁醇能迅速結合·OH而將·OH除去。
下列說法不正確的是 (　 )
A.MnO2幾乎不能直接降解有機物
B.MnO2對O3降解有機物有催化作用
C.溶液中產生的·OH降解有機物是該降解過程的主要途徑
D.O3直接降解是該降解過程的主要途徑
思路點撥 首先明確圖像中橫、縱坐標的含義;其次將每個實驗操作與圖像中的曲線結合,
橫向觀察每一條曲線的變化趨勢,進行定性分析;再縱向觀察多條曲線進行分析,最后結合選
項進行解答。
C
解析 由題圖知,只加入二氧化錳時廢水中有機物的殘留率基本不變,即MnO2幾乎不能直接
降解有機物,A正確;根據題圖,對比第二份和第三份可知,加入一定量MnO2的同時通入O3后,
有機物的殘留率明顯減小,因此MnO2對O3降解有機物有催化作用,B正確;對比第三份和第四
份圖像可知,第四份加入的叔丁醇能迅速結合·OH而將·OH除去,但有機物殘留率和第三份相
差不大,即溶液中產生的·OH降解有機物不是該降解過程的主要途徑,O3直接降解才是該降解
過程的主要途徑,C錯誤、D正確。

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