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第2課時　影響化學反應速率的因素
基礎過關練
題組一　　影響化學反應速率的因素
1.合成氨的反應為N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),下列反應條件的改變對反應的影響正確的是(　　)
A.減小H2的濃度能加快反應速率
B.添加催化劑對反應速率無影響
C.升高溫度能加快反應速率
D.增大N2的濃度可以使H2完全轉化為NH3
2.下列關于化學反應速率的說法中,正確的是(　　)
①反應4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)在2 L的密閉容器中進行,1 min后,NH3減少了0.12 mol,則1 min末的化學反應速率為v(NO)=0.06 mol·L-1·min-1
②H2(g)+S(s) H2S(g)恒壓條件下充入He,化學反應速率不變
③恒容條件下充入氣體,增大壓強,一定能加快化學反應速率
④一定量的鋅與過量的稀硫酸反應制取氫氣,為減緩反應速率,可向其中加入CH3COONa溶液
⑤煅燒黃鐵礦時將礦石磨成粉末可以加快反應速率
⑥用鐵片和稀硫酸反應制取氫氣時,改用98%的濃硫酸可以加快產生氫氣的速率
⑦光是影響某些化學反應速率的外界條件之一
A.①②⑦　　　　　　B.①②⑤
C.④⑤⑦　　　　　　D.③④⑥
3.對于反應4A(s)+2B(g) 3C(g),下列說法正確的是　(　　)
A.體積不變充入惰性氣體,反應速率減慢
B.其他條件不變,降低溫度,反應速率減慢
C.其他條件不變,增大壓強,活化分子百分數增大,化學反應速率加快
D.若增加或減少A的物質的量,反應速率一定會發生明顯的變化
4.足量的Zn粉與50 mL 0.1 mol·L-1的稀硫酸充分反應。為了減小此反應的速率而不改變H2的產量,可以采用如下方法中的(　　)
①加Na2SO4溶液
②改用50 mL 0.1 mol·L-1的稀鹽酸
③減壓
④改用50 mL 0.1 mol·L-1的硝酸
⑤冰水浴
⑥加Na2CO3溶液
A.①②③④　　　　B.①⑤ C.①⑤⑥　　　　 D.②⑤⑥
5.下列實驗操作不能達到實驗目的的是(　　)
選項 實驗目的 實驗操作
A 探究催化劑對反應速率的影響 2支各盛有2 mL 0.1 mol/L過氧化氫溶液的試管,向其中一支試管中滴加FeCl3溶液,觀察實驗現象
B 探究濃度對反應速率的影響 在錐形瓶內各盛有2 g鋅粒(顆粒大小基本相同),然后通過分液漏斗分別加入40 mL 1 mol/L和40 mL 2 mol/L的硫酸,比較兩者收集10 mL氫氣所用的時間
C 探究濃度對反應速率的影響 向2支各盛有2 mL 0.01 mol/L酸性KMnO4溶液的試管中,分別加入2 mL 0.1 mol/L H2C2O4溶液和2 mL 0.2 mol/L H2C2O4溶液,記錄溶液褪色所需的時間
D 探究固體表面積對反應速率的影響 稱取相同質量的塊狀大理石和粉末狀純堿,加入盛有濃度、體積均相同的鹽酸的小燒杯中,觀察實驗現象
6.某探究小組利用丙酮的溴代反應(CH3COCH3+Br2 CH3COCH2Br+HBr)來研究反應物濃度與反應速率的關系。反應速率v(Br2)通過測定溴的顏色消失所需的時間來確定。在一定溫度下,獲得如下實驗數據:
實驗 序號 初始濃度c/mol·L-1 溴顏色消失所需時間t/s
CH3COCH3 HCl Br2
① 0.80 0.20 0.0010 290
② 1.60 0.20 0.0010 145
③ 0.80 0.40 0.0010 145
④ 0.80 0.20 0.0020 580
分析實驗數據所得出的結論中,不正確的是(　　)
A.增大c(CH3COCH3),v(Br2)增大
B.實驗②和③的v(Br2)相等
C.增大c(HCl),v(Br2)增大
D.增大c(Br2),v(Br2)增大
題組二　　碰撞理論、活化能、基元反應
7.下列有關有效碰撞理論和活化能的認識,不正確的是(　　)
A.選用適當的催化劑,降低活化能,活化分子百分數增加,有效碰撞頻率增加,故反應速率增大
B.溫度升高,分子動能增加,活化分子百分數增加,有效碰撞頻率增加,故反應速率增大
C.增大壓強(對于氣體反應),活化分子百分數增加,故反應速率增大
D.H+和OH-的反應活化能接近于零,反應幾乎在瞬間完成
8.已知CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)　ΔH=-41 kJ·mol-1,下列敘述正確的是(　　)
A.恒溫恒壓條件下充入惰性氣體,活化分子數不變,反應速率不變
B.恒溫恒容條件下,加入水蒸氣,活化分子百分數增大,反應速率加快
C.升高溫度,活化分子百分數增大,有效碰撞頻率增加,反應速率加快
D.加入合適的催化劑,可降低反應的活化能和焓變,活化分子百分數增大,反應速率加快
9.一定條件下,向某密閉容器中充入HI,發生反應:2HI(g) H2(g)+I2(g)　ΔH>0,達到平衡狀態。該反應經過以下兩步基元反應完成:
①2HI(g) H2(g)+2I·(g)　ΔH1
②2I·(g) I2(g)　ΔH2
下列分析不正確的是(　　)
A.ΔH1<0、ΔH2>0
B.反應物的分子必須發生有效碰撞才能發生基元反應
C.其他條件不變,縮小容器容積,①的反應速率增大
D.加入催化劑,能降低該反應的活化能
10.已知反應2NO(g)+2H2(g) N2(g)+2H2O(g)的速率方程為v=kc2(NO)·c(H2)(k為速率常數),其反應歷程如下:
①2NO+H2 N2+H2O2　慢
②H2O2+H2 2H2O　快
下列說法不正確的是(　　)
A.增大c(NO)、c(H2),均可加快總反應的反應速率
B.c(NO)、c(H2)增大相同的倍數,對總反應的反應速率的影響程度 相同
C.該反應的快慢主要取決于反應①
D.升高溫度,可加快反應①、②的速率
能力提升練
題組一　　化學反應速率的影響因素
1.為研究某溶液中溶質R的分解速率的影響因素,分別用三份不同初始濃度的R溶液在不同溫度下進行實驗,c(R)隨時間變化如圖。下列說法錯誤的是(　　)
A.25 ℃時,10~30 min內,R分解的平均速率為0.030 mol·L-1·min-1
B.對比30 ℃和10 ℃曲線,可以得出結論:R的分解速率隨溫度升高而增大
C.對比30 ℃和25 ℃曲線,在0~50 min內,能說明R分解的平均速率隨溫度升高而增大
D.對比30 ℃和10 ℃曲線,在50 min時,R的分解率相等
2.甲異腈(CH3NC)在恒容密閉容器中可發生異構化反應:CH3NC(g) CH3CN(g),反應過程中甲異腈濃度c隨時間t的變化曲線如圖所示(圖中T表示溫度)。該反應的反應速率v與c的關系為v=kc,k為速率常數,a點和b點反應速率相等,即v(a)=v(b)。下列說法錯誤的是(　　)
A.bf段用甲異腈表示的反應速率為1.0×10-4 mol/(L·min)
B.a點反應物的活化分子數多于d點
C.T1>T2
D.3v(d)=2v(e)
向恒溫恒容密閉容器中充入氣體A,發生反應:xA(g) yB(g)+ zC(g),各物質的濃度隨時間的變化如表所示。下列敘述正確的是(　　)
時間/s c(A)/ (mol·L-1) c(B)/ (mol·L-1) c(C)/ (mol·L-1)
0 0.540 0 0
5 0.530 0.015 0.020
15 0.514 0.039 0.052
30 0.496 0.066 0.088
A.0~30 s內B的平均生成速率為2.2×10-3 mol·L-1·s-1
B.x+y=3
C.若起始時在容器中通入氦氣,使容器內壓強增大,各物質反應速率均加快
D.隨著反應的進行,A的反應速率不斷減慢,是因為該反應是吸熱反應
4.室溫下進行下圖所示實驗。(已知: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+16H++5C2 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H+濃度對反應速率的影響
題組二　　基元反應、活化能對化學反應速率的影響
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和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
6.Ni可活化C2H6制得CH4,其反應歷程如圖所示:
下列說法正確的是(　　)
A.總反應的ΔH>0
B.Ni不是該反應的催化劑
C.“中間體1→中間體2”的活化能大于“中間體2→中間體3”的活化能
D.總反應的快慢由“中間體1→中間體2”決定
7.已知反應S2(aq)+2I-(aq) 2S(aq)+I2(aq),若往該溶液中加入含Fe3+的某溶液,反應機理:①2Fe3+(aq)+2I-(aq) I2(aq)+ 2Fe2+(aq);②2Fe2+(aq)+S2(aq) 2Fe3+(aq)+2S(aq)。下列說法不正確的是(　　)
A.增大S2濃度、I-濃度,反應①、反應②的反應速率均加快
B.Fe3+是該反應的催化劑
C.因為正反應的活化能比逆反應的活化能小,所以該反應是放熱反應
D.往該溶液中滴加淀粉溶液,溶液不變藍
8.研究表明N2O與CO在Fe+作用下發生反應的能量變化及反應過程如圖所示,下列說法錯誤的是(　　)
A.反應總過程ΔH<0
B.Fe+使反應的活化能降低
C.總反應若在2 L的密閉容器中進行,溫度越高反應速率一定越快
D.Fe++N2O FeO++N2、FeO++CO Fe++CO2兩步反應均為放熱反應
題組三　　控制變量法的應用
9.某學習小組利用過氧化氫的分解反應探究影響反應速率的外界因素。實驗設計如下:
實驗 編號 H2O2溶液 溫度/℃ 收集50 mL O2 所需時間/s
Ⅰ 5 mL 12%的H2O2溶液 20 t1
Ⅱ 5 mL 12%的H2O2溶液 50 t2
Ⅲ 5 mL 4%的H2O2溶液 20 t3
Ⅳ 5 mL 4%的H2O2溶液(少量MnO2粉末) 20 t4
下列說法錯誤的是(　　)
A.設計實驗Ⅰ、Ⅱ的目的是探究溫度對反應速率的影響
B.設計實驗Ⅰ、Ⅲ的目的是探究濃度對反應速率的影響
C.t4D.無法比較t1、t2、t3的大小
10.某課題組利用催化技術將汽車尾氣中的NO和CO轉化為對空氣無污染的氣體,通過控制變量法設計三組實驗測得溫度或催化劑的比表面積影響汽車尾氣的轉化速率的數據如表所示,三組實驗中CO濃度隨時間變化的曲線如圖。已知:使用相同的催化劑,當催化劑質量相等時,催化劑的比表面積對催化效率有影響。
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 80.0
Ⅱ a 6.50×10-3 b 120.0
Ⅲ c 6.50×10-3 d 80.0
下列說法錯誤的是(　　)
A.汽車尾氣處理的化學方程式為2NO+2CO 2CO2+N2
B.a=280,c>280
C.b=d=4.00×10-3
D.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 減小
11.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,下列說法正確的是(　　)
A.其他條件相同時,降冰片烯濃度越大,反應速率越大
B.其他條件相同時,催化劑濃度越大,反應速率越小
C.條件②,反應進行時間內以降冰片烯表示的反應速率為 0.012 mol·L-1·min-1
D.條件①,降冰片烯起始濃度為3.0 mol·L-1時,半衰期為125 min
12.某同學做濃度對化學反應速率的影響的實驗時,將3支試管分別編號為①②③,實驗結束后記錄的數據如下表所示:
試管 編號 加3%Na2S2O3 溶液 加H2O 加H2SO4 溶液 出現渾濁 的時間
① 3 mL 3 mL 5滴 33 s
② a mL 2 mL 5滴 28 s
③ 5 mL b mL 5滴 16 s
下列敘述不正確的是(　　)
A.反應的化學方程式為Na2S2O3+H2SO4 Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O
B.Na2S2O3的濃度越大,反應速率越快
C.a=4
D.b=2
答案與分層梯度式解析
第2課時　影響化學反應速率的因素
基礎過關練
1.C　升高溫度能加快反應速率,C項正確。
2.C　1 min內v(NO)=0.06 mol·L-1·min-1,不是1 min末的瞬時速率,①錯誤;恒壓條件下充入He,體系中反應物濃度減小破題關鍵,反應速率也減小,②錯誤;沒有氣體參加的反應,在恒容條件下充入氣體,增大壓強,不能加快化學反應速率,③錯誤;加入CH3COONa溶液,c(H+)減小,反應速率減慢,④正確;煅燒黃鐵礦時將礦石磨成粉末,增大了固體的表面積,可以加快反應速率,⑤正確;鐵遇濃硫酸鈍化,不生成氫氣,⑥錯誤;如H2與Cl2的混合氣體在光照條件下能爆炸,⑦正確;選C。
3.B　體積不變充入惰性氣體,反應體系中各物質的濃度不變,所以反應速率不變,A錯誤;其他條件不變,降低溫度,反應速率減慢,B正確;增大壓強,單位體積內活化分子數增大,化學反應速率加快,C錯誤;A為固體,增加或減少A的物質的量,反應速率均不變,D錯誤。
4.B　①Na2SO4溶液中的水稀釋硫酸使溶液中c(H+)減小,反應速率減小,但生成氫氣的量不變,正確;②改用同體積同濃度的稀鹽酸,c(H+)降低,反應速率減小,生成氫氣的量減小,錯誤;③反應在溶液中進行,減壓對反應速率基本無影響,錯誤;④硝酸具有強氧化性,與Zn發生反應不生成氫氣,而是生成NO氣體易錯點,錯誤;⑤冰水浴使反應溫度降低,反應速率減小,由于H+的物質的量不變,所以最終產生的氫氣的總量不變,正確;⑥Na2CO3與硫酸反應產生CO2氣體,反應消耗硫酸,導致生成氫氣的總量減小,錯誤。
5.D　2支各盛有2 mL 0.1 mol/L過氧化氫溶液的試管,向其中一支試管中滴加FeCl3溶液,觀察產生氣泡的速率,可以探究催化劑對反應速率的影響,A能達到實驗目的;相同的鋅粒和不同濃度的硫酸反應,收集相同體積的氣體所需要的時間不同,反應速率不同,可以探究濃度對反應速率的影響,B能達到實驗目的;相同濃度的酸性KMnO4溶液(少量)與不同濃度的H2C2O4溶液反應,溶液褪色所需的時間不同,可以探究濃度對反應速率的影響,C能達到實驗目的;大理石和純堿性質不同,與鹽酸反應速率不同,無法探究固體表面積對反應速率的影響,D不能達到實驗目的。
6.D　實驗①和②進行比較,②相當于將①中c(CH3COCH3)增大為原來的二倍,反應時間變為原來的一半,則表明v(Br2)增大,A項正確;從題表中數據可以看出,實驗②和③中反應所需的時間相同,Br2初始濃度相等,則v(Br2)相等,B項正確;實驗①和③進行比較,③相當于將①中c(HCl)增大為原來的二倍,反應時間變為原來的一半,則表明v(Br2)增大,C項正確;實驗①和④進行比較,④相當于將①中c(Br2)增大為原來的二倍,反應時間也變為原來的二倍,則表明v(Br2)不變,D項錯誤。
7.C　選用適當的催化劑,降低反應的活化能,使更多分子成為活化分子,活化分子的數目和百分數增加,有效碰撞頻率增加,反應速率增大,故A正確;升高溫度,更多分子吸收能量成為活化分子,分子動能增加,活化分子百分數增加,有效碰撞頻率增加,反應速率增大,故B正確;對于氣體反應,增大壓強,反應物濃度增大,單位體積內活化分子的數目增加,但活化分子百分數不變,故C錯誤;H+和OH-的反應活化能接近于零,反應速率快,反應能在瞬間完成,故D正確。
8.C　恒溫恒壓條件下充入惰性氣體,雖然活化分子數不變,但是容器容積增大,反應物和生成物濃度均減小,故反應速率減慢,A錯誤;恒溫恒容條件下,加入水蒸氣,單位體積內H2O(g)的活化分子數增大,但活化分子百分數不變,B錯誤;升高溫度,活化分子數目增多,分子總數不變,故活化分子百分數增大,有效碰撞頻率增加,反應速率加快,C正確;加入合適的催化劑,可降低反應的活化能,活化分子百分數增大,反應速率加快,但催化劑不能改變焓變,D錯誤。
易錯提示　反應物濃度增大→單位體積內活化分子數增大→單位時間內有效碰撞次數增加→反應速率加快;反之,反應速率減慢。(注意:濃度改變引起單位體積內活化分子數目的改變,而活化分子百分數不變。)
9.A　化學鍵形成過程放熱,則ΔH2<0,又因ΔH=ΔH1+ΔH2>0,則ΔH1> 0,A項錯誤;反應物的分子必須發生有效碰撞,才能發生基元反應,B項正確;其他條件不變,縮小容器容積,HI的濃度增大,①的反應速率增大,C項正確;加入催化劑,能降低該反應的活化能,D項正確。
10.B　速率方程為v=kc2(NO)·c(H2),增大c(NO)、c(H2),均可加快總反應的反應速率,故A正確;根據速率方程,c(NO)、c(H2)增大相同的倍數,對總反應的反應速率影響不同,如若c(NO)、c(H2)分別增大到原來的兩倍,反應速率將分別增大4倍、2倍,故B錯誤;反應速率由最慢的一步決定,該反應的快慢主要取決于反應①,故C正確;升高溫度,可以增大活化分子百分數,反應速率加快,故D正確。
能力提升練
1.B　根據v=,代入R在10~30 min內的濃度變化,得v(R)= =0.030 mol·L-1·min-1,A項正確;對比30 ℃和10 ℃曲線,相同時間內有溫度和濃度兩個變量影響速率,因此不能得出R的分解速率隨溫度升高而增大,B項錯誤;對比30 ℃和25 ℃曲線,30 ℃曲線對應的濃度低,但在50 min時R完全分解,能說明R分解的平均速率隨溫度升高而增大,C項正確;在50 min時,無論10 ℃還是30 ℃均無R剩余,因此分解率均為100%,D項正確。
2.C　bf段用甲異腈表示的反應速率為v===1.0× 10-4 mol/(L·min),A正確;a、d兩點相比較,a點甲異腈的濃度比d點甲異腈的濃度大,且其他條件相同,故a點反應物的活化分子數多于d點,B正確;設T1時,速率常數為k1,T2時,速率常數為k2,v(a)= v(b),k1×20×10-3 mol/L=k2×10×10-3 mol/L,則=破題關鍵,由于k2=2k1, v=kc,則濃度相同的時候,v2>v1,溫度越高,反應速率越大,故T2>T1,C錯誤;v(d)=k2×5×10-3 mol/L,v(e)=k1×15×10-3 mol/L,k2=2k1,可得3v(d)=2v(e),D正確。
3.A　由題表可知0~30 s內,B的平均生成速率為=2.2× 10-3 mol·L-1·s-1,A項正確;由題表可知,0~5 s消耗0.010 mol·L-1 A,生成0.015 mol·L-1 B和0.020 mol·L-1 C,所以x∶y∶z=0.010∶ 0.015∶0.020=2∶3∶4,化學方程式為2A(g) 3B(g)+4C(g),x+y= 5,B項錯誤;恒溫恒容條件下,通入氦氣,不影響反應物濃度,即不影響反應速率,C項錯誤;該反應在恒溫恒容條件下進行,隨著反應進行,A的濃度逐漸降低,A的反應速率不斷減慢,D項錯誤。
4.C　反應的離子方程式為2Mn+6H++5H2C2O4 2Mn2++10CO2↑+ 8H2O,A錯誤;混合溶液中,c(KMnO4)==0.005 mol/L,試管c中溶液褪色耗時600 s,反應過程中高錳酸鉀濃度逐漸減小,反應速率逐漸變慢,試管c反應至300 s時,溶液中剩余的c(KMnO4)< 0.002 5 mol/L,B錯誤;對比試管a、b,只有H2C2O4濃度不同,得到的結論是H2C2O4溶液濃度增大,反應速率加快,C正確;對比試管c、d,由于試管d中為濃鹽酸作溶劑,而濃鹽酸中的Cl-也能還原高錳酸鉀,所以不能驗證H+濃度對反應速率的影響,D錯誤。
5.C　使用催化劑Ⅰ和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,第一個反應在所有基元反應中活化能最大,反應速率最慢,所以它決定反應體系更慢達到平衡,C錯誤;由題圖可知,在前兩個基元反應中,使用催化劑Ⅰ時,活化能較低,反應速率較快,在后兩個基元反應中,使用催化劑Ⅰ時,活化能較高,反應速率較慢,故使用催化劑Ⅰ時,反應過程中M所能達到的最高濃度更大,D正確。
6.B　由題圖可知反應物的總能量大于生成物的總能量,故總反應為放熱反應,A錯誤;根據圖示,Ni是反應物,不是催化劑,B正確;由題圖可知,“中間體1→中間體2”的活化能為-28.89 kJ·mol-1- (-56.21 kJ·mol-1)=27.23 kJ·mol-1,“中間體2→中間體3”的活化能為49.50 kJ·mol-1-(-154.82 kJ·mol-1)=204.32 kJ·mol-1,C錯誤;總反應的快慢由最慢的反應決定解題技法,中間體2到中間體3的反應速率最慢,總反應的快慢由“中間體2→中間體3”決定,D錯誤。
7.D　增大S2濃度,反應②速率加快,生成Fe3+濃度增大,導致反應①速率加快,同理增大I-濃度,反應①速率加快,生成Fe2+濃度增大,導致反應②速率加快,A正確;根據總反應方程式可知,Fe3+是該反應的催化劑,B正確;正反應的活化能比逆反應的活化能小,ΔH=正反應活化能-逆反應活化能,該反應是放熱反應,C正確;反應體系中存在I2,加入淀粉則溶液變藍,D錯誤。
8.C　由題圖可知反應物的總能量高于生成物的總能量,即該反應是放熱反應,所以反應的ΔH<0,A項正確;Fe+是催化劑,可降低該反應的活化能,B項正確;總反應為N2O+CO N2+CO2,反應過程中使用了催化劑,催化劑的活性與溫度有關,因此溫度越高,反應速率不一定越 快易錯點,C項錯誤;由題圖可知Fe++N2O FeO++N2、FeO++CO Fe++ CO2兩步反應中反應物的總能量均高于生成物的總能量,所以這兩步反應均為放熱反應,D項正確。
9.D　實驗Ⅰ、Ⅱ中雙氧水的濃度相同,溫度不同,因此設計實驗Ⅰ、Ⅱ的目的是探究溫度對反應速率的影響,A正確;實驗Ⅰ、Ⅲ中溫度相同,雙氧水濃度不同,因此設計實驗Ⅰ、Ⅲ的目的是探究濃度對反應速率的影響,B正確;實驗Ⅲ、Ⅳ中雙氧水的濃度相同、溫度相同,但實驗Ⅳ中加入二氧化錳作催化劑,因此反應速率快,則t410.D　在催化劑、加熱的條件下,NO和CO反應生成對空氣無污染的氣體,反應的化學方程式為2NO+2CO 2CO2+N2,A正確;由控制變量法和實驗目的可知,實驗Ⅰ、Ⅱ催化劑的比表面積不同,實驗Ⅰ、Ⅲ的溫度不同,則實驗Ⅰ、Ⅱ用于探究催化劑的比表面積對反應速率的影響,實驗Ⅰ、Ⅲ用于探究溫度對反應速率的影響,其他變量均應該相同,a=280,b=d=4.00×10-3,根據實驗Ⅲ反應速率大于實驗Ⅰ可以判斷c>280,B、C正確;由曲線Ⅰ、Ⅱ可知,實驗Ⅱ的反應速率比實驗Ⅰ的快,即增大催化劑比表面積,反應速率增大,D錯誤。
11.D　由曲線①③知,其他條件相同時,①的降冰片烯的濃度是③的2倍,反應完所需時間也是③的2倍,不能得出“其他條件相同時,降冰片烯濃度越大,反應速率越大”的結論,A錯誤;由曲線①②知,其他條件相同,②的催化劑濃度為①的2倍,②的降冰片烯反應完所需時間為①的,則其他條件相同時,催化劑濃度越大,反應速率越大,B錯誤;②的降冰片烯初始濃度為3 mol·L-1,125 min時降冰片烯濃度降為0,該時間段內以降冰片烯表示該反應的反應速率為=0.024 mol·L-1·min-1,C錯誤;條件①降冰片烯起始濃度為3 mol·L-1,降為1.5 mol·L-1,用時125 min,D正確。
12.D　反應的化學方程式為Na2S2O3+H2SO4 Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O, A正確;在其他條件不變時,反應物的濃度越大,反應速率越快,B正確;該實驗是研究濃度對化學反應速率的影響,根據①可知,3% Na2S2O3溶液與所加水的總體積為6 mL,則a=4,b=1,C正確,D錯誤。
1專題2　化學反應速率與化學平衡
第一單元　化學反應速率
第1課時　化學反應速率的表示方法
基礎過關練
題組一　　化學反應速率的概念及簡單計算
1.下列說法正確的是(　　)
A.化學反應速率通常用單位時間內反應物或生成物的質量變化來 表示
B.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
C.化學反應速率的單位通常由時間單位和物質的量單位決定
D.在化學反應過程中,反應物的濃度逐漸變小,所以用反應物表示的化學反應速率為負值
2.在密閉容器里,A與B反應生成C,其反應速率分別用vA、vB、vC表示,已知2vB=3vA、3vC=2vB,則此反應可表示為(　　)
A.A+3B 2C　　　　　　B.2A+3B 2C
C.3A+B 2C　　　　　　D.A+B C
3.在恒溫、體積為2 L的密閉容器中進行反應:2A(s) 3B(g)+C(g),若反應物在前20 s由 3 mol降為1.8 mol,則前20 s的平均反應速率為(　　)
A.v(A)=0.06 mol·L-1·s-1
B.v(B)=0.045 mol·L-1·s-1
C.v(C)=0.03 mol·L-1·s-1
D.v(A)=0.03 mol·L-1·s-1
4.將4 mol A氣體和2 mol B氣體在2 L的密閉容器中混合并在一定條件下發生如下反應:2A(g)+B(g) 3C(g)+4D(s),經2 s后測得C的濃度為0.9 mol·L-1,則下列說法中不正確的是(　　)
A.0~2 s內,用物質A表示的平均反應速率為0.3 mol·L-1·s-1
B.0~2 s內,用物質D表示的平均反應速率為0.6 mol·L-1·s-1
C.2 s時,物質A的轉化率為30%
D.用A、B、C表示的反應速率之比為2∶1∶3
5.(經典題)某溫度時,在2 L密閉容器中,某一反應中A、B氣體(該反應只涉及A、B兩種物質)的物質的量隨時間變化的曲線如圖所示。
(1)在4 min末時,A、B的物質的量濃度c(A)　　　　(填“>”“<”或“=”)c(B)。
(2)從反應開始至4 min時,A的平均反應速率為　　　　　　。
(3)該反應的化學方程式為　　　　　　　　　　。
題組二　　化學反應速率的比較
6.在不同條件下進行反應2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g),下列表示的反應速率最快的是(　　)
A.v(O2)=3 mol/(L·min)
B.v(SO2)=0.6 mol/(L·s)
C.v(SO3)=0.5 mol/(L·s)
D.v(O2)=0.2 mol/(L·s)
7.(經典題)反應A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(g)在四種不同情況下的反應速率分別為①v(A)=0.25 mol/(L·s),②v(B)=27 mol/(L·min),③v(C)=0.4 mol/(L·s),④v(D)=36 mol/(L·min)。下列有關反應速率的比較中正確的是(　　)
A.④>②>③>①　　　　　　B.①>④>②>③
C.①>②>③>④　　　　　　D.④>①>③>②
8.向體積均為2 L的A、B、C三個密閉容器中分別充入1 mol X氣體和3 mol Y氣體,發生反應:X(g)+3Y(g) 2Z(g)。2 min后反應達到最大限度,測得A中剩余0.4 mol X,B中Y的濃度為0.5 mol/L,C中用Z表示的反應速率為v(Z)=0.3 mol/(L·min)。則0~2 min內三個容器中反應速率的大小關系為(　　)
A.B>A>C　　　　　　B.A>B=C
C.B>A=C　　　　　　D.A>B>C
題組三　　化學反應速率的測定
9.取500 mL過氧化氫水溶液,在少量I-存在下分解:2H2O2(aq) 2H2O(l)+O2(g)。在常溫常壓下,測得O2的放出量轉換成H2O2的濃度(c)如下表:
t/min 0 20 40 60 80
c/(mol·L-1) 0.80 0.40 0.20 0.10 0.050
下列說法正確的是(　　)
A.反應20 min時,測得O2的體積為448 mL
B.40~60 min,消耗H2O2的平均速率為0.2 mol·L-1·min-1
C.第30 min的瞬時速率大于第50 min的瞬時速率
D.第100 min時,H2O2分解完全
10.某溫度下按如圖安裝好實驗裝置,在錐形瓶內盛6.5 g鋅粒(顆粒大小基本相同),通過分液漏斗加入40 mL 2.5 mol·L-1的硫酸,將產生的H2收集在一個注射器中,用時10 s時收集到氣體的體積為 50 mL(折合成0 ℃、101 kPa條件下的H2體積為44.8 mL),在該溫度下,下列說法不正確的是　(　　)
A.可以通過測定鋅粒減少質量來測定反應速率
B.忽略錐形瓶內溶液體積的變化,用H+來表示10 s內該反應的速率為0.01 mol·L-1·s-1
C.忽略錐形瓶內溶液體積的變化,用Zn2+來表示10 s內該反應的速率為0.01 mol·L-1·s-1
D.以mol·s-1為單位用H2來表示10 s內該反應的速率為 0.000 2 mol·s-1
11.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中盛有H2SO4溶液的儀器名稱是　　　　　　。
(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,實驗完畢待冷卻后,該學生準備讀取量氣管上液面所在處的刻度,發現量氣管中液面高于干燥管中液面,應首先采取的操作是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
能力提升練
題組一　　化學反應速率的理解與應用
1.飛秒化學對了解反應機理十分重要。C2I2F4光分解反應為C2I2F4(g) F2—F2(g)+2I·(g),經過2×10-15 s C2I2F4的濃度減少6×10-5 mol·L-1。下列說法正確的是(　　)
A.用I·表示的反應速率是6×1010 mol·L-1·s-1
B.在2×10-15 s時,I·濃度是C2I2F4濃度的2倍
C.2×10-15 s末時C2I2F4的反應速率是3×1010 mol·L-1·s-1
D.F2—F2、I·的化學反應速率關系:v(F2—F2)=2v(I·)
2.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通入2 L的恒容密閉容器中。反應進行10 s時,測得生成0.5 mol NOBr。下列說法正確的是(　　)
A.0~10 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.0~10 s內,NO(g)與Br2(g)反應放出的熱量為a kJ
題組二　　結合圖像計算化學反應速率
3.一定溫度下,在容積為2 L的密閉容器中發生化學反應,反應中各物質的物質的量變化如圖所示,對該反應的推斷合理的是(　　)
A.該反應的化學方程式為6A+2D 3B+4C
B.反應進行到1 s時,v(A)=v(B)
C.反應進行到5 s時,各物質的正反應速率相等
D.0~5 s,v(B)=0.06 mol·L-1·s-1
4.在恒溫恒容條件下,發生反應:C(s)+CO2(g) 2CO(g),測得c(CO2)與時間的關系如圖,下列敘述錯誤的是(　　)
A.a~b段CO平均速率v=2.5×10-3 mol·L-1·s-1
B.其他條件不變,相對甲曲線,乙曲線加入了催化劑
C.不同時刻均存在2v逆(CO2)=v逆(CO)
D.b點逆反應速率小于c點正反應速率
5.為了研究在MnO2存在下H2O2的分解速率,某學生將少許MnO2粉末加入50 mL密度為1.1 g/cm3的過氧化氫溶液中,通過實驗測定,在標準狀況下放出氣體的體積和時間的關系如圖所示。請據圖回答下列問題:
(1)放出一半氣體所需要的時間為　　　。
(2)A、B、C、D各點反應速率大小的順序是　　　　。
(3)過氧化氫溶液的初始物質的量濃度為　　　　。
答案與分層梯度式解析
專題2　化學反應速率與化學平衡
第一單元　化學反應速率
第1課時　化學反應速率的表示方法
基礎過關練
1.B　化學反應速率通常用單位時間內反應物或生成物的物質的量濃度的變化來表示,故A錯誤;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,故C錯誤;反應過程中,反應物濃度逐漸變小,用反應物或生成物濃度的變化量表示的化學反應速率均為正值,故D錯誤。
2.B　A與B是反應物,C是生成物。由于2vB=3vA、3vC=2vB,若用N代表化學計量數,則N(A)∶N(B)∶N(C)=vA∶vB∶vC=2∶3∶2高頻考點,故化學方程式為2A+3B 2C,B正確。
方法點撥　在同一反應中用不同物質表示反應速率時,速率之比等于化學方程式中相應物質的化學計量數之比。
3.B　A是固體,物質的量濃度是定值,不能表示反應速率,故A、D不符合題意;反應物20 s內減少了1.2 mol,則B增加了1.8 mol,B的反應速率為v(B)===0.045 mol·L-1·s-1,故B符合題意; v(C)=v(B)=×0.045 mol·L-1·s-1=0.015 mol·L-1·s-1,故C不符合題意。
4.B　將4 mol A氣體和2 mol B氣體在2 L的密閉容器中混合并在一定條件下發生反應2A(g)+B(g) 3C(g)+4D(s),經2 s后測得C的濃度為0.9 mol·L-1,依據三段式列式計算:
　　　　　 2A(g)+B(g) 3C(g)+4D(s)
起始/mol 4 2 0
轉化/mol 1.2 0.6 1.8
2 s時/mol 2.8 1.4 1.8
0~2 s內用物質A表示的平均反應速率===0.3 mol·L-1·s-1,A正確;D為固體,不能用其濃度變化表示反應速率,B錯誤;2 s時物質A的轉化率=×100%=30%,C正確;化學反應速率之比等于化學計量數之比,D正確。
5.答案　(1)=
(2)0.05 mol/(L·min)
(3)2A(g) B(g)
解析　(1)由題圖可以看出,在4 min末n(A)=n(B)=0.4 mol,又因體積相等,所以c(A)=c(B)。
(2)v(A)===0.05 mol/(L·min)。
(3)從反應開始至4 min末時,反應物和生成物的化學反應速率之比為v(A)∶v(B)=∶=2∶1,化學計量數之比等于各組分表示的化學反應速率之比,則該反應的化學方程式為2A(g) B(g)。
6.B　v(SO2)∶v(O2)∶v(SO3)=2∶1∶2,對于同一個反應,反應速率的快慢需用同一種物質表示的反應速率比較,若均換算成v(SO3)進行比較,則A項v(SO3)=2v(O2)=2×3 mol/(L·min)=6 mol/(L·min)= 0.1 mol/(L·s),B項v(SO3)=v(SO2)=0.6 mol/(L·s),C項v(SO3)= 0.5 mol/(L·s),D項v(SO3)=2v(O2)=0.4 mol/(L·s),可知表示的反應速率最快的是B項。
7.D?、賤(A)=0.25 mol/(L·s)=15 mol/(L·min); ②v(A)=v(B)= ×27 mol/(L·min)=9 mol/(L·min); ③v(A)=v(C)=×0.4 mol/ (L·s)=12 mol/(L·min); ④v(A)=v(D)=×36 mol/(L·min)= 18 mol/(L·min),則反應速率快慢為④>①>③>②。
8.C　A中:2 min后反應達到最大限度,測得A中剩余0.4 mol X,消耗X的物質的量為1 mol-0.4 mol=0.6 mol,v(X)==0.15 mol/ (L·min);B中:Y的濃度為0.5 mol/L,消耗Y的濃度=1.5 mol/L-0.5 mol/L=1 mol/L,v(Y)==0.5 mol/(L·min),v(X)=v(Y)≈ 0.167 mol/(L·min);C中:v(Z)=0.3 mol/(L·min),v(X)=v(Z)= 0.15 mol/(L·min),比較可知這段時間內三個容器中反應速率的大小關系為B>A=C。
9.C　常溫常壓下氣體摩爾體積不等于22.4 L/mol,A項錯誤;40~ 60 min,消耗H2O2的平均速率v===0.005 mol·L-1·min-1,B項錯誤;隨著反應的進行,反應物濃度減小,反應速率減小,所以第 30 min的瞬時速率大于第50 min的瞬時速率,C項正確;60~80 min,反應消耗H2O2的物質的量濃度為0.050 mol·L-1,剩余的H2O2的物質的量濃度為0.050 mol·L-1,隨著反應的進行,反應物濃度減小,反應速率減小,所以在第100 min時,剩余的H2O2不可能分解完全,D項錯誤。
10.C　可以通過測定單位時間內鋅粒減少質量來測定反應速率,A項正確;H2的物質的量為0.002 mol,忽略錐形瓶內溶液體積的變化,用H+來表示10 s內該反應的速率為 mol·L-1·s-1=0.01 mol·L-1·s-1,B項正確;生成Zn2+的物質的量等于生成H2的物質的量,為0.002 mol,忽略錐形瓶內溶液體積的變化,用Zn2+來表示10 s內該反應的速率為v(Zn2+)=0.005 mol·L-1·s-1,C項錯誤;用H2來表示10 s內該反應的速率為 mol·s-1=0.000 2 mol·s-1,D項正確。
11.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
解析　(1)題圖1中盛放H2SO4溶液的儀器是分液漏斗。(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反應產生H2的體積。
能力提升練
1.A　由化學方程式中物質轉化關系可知C2I2F4與I·化學計量數之比是1∶2,經過2×10-15 s C2I2F4的濃度減少6×10-5 mol·L-1,則I·的濃度增加了1.2×10-4 mol·L-1,則用I·表示該時間段的反應速率v(I·)==6×1010 mol·L-1·s-1,A正確;無法確定該時刻I·及C2I2F4的濃度關系,B錯誤;在0~2×10-15 s時間段內,C2I2F4的平均反應速率v(C2I2F4)==3×1010 mol·L-1·s-1,而不是2×10-15 s末的瞬時速率為3×1010 mol·L-1·s-1,C錯誤;化學反應速率之比等于方程式中相應物質的化學計量數之比,則F2—F2、I·的速率關系:2v(F2—F2)=v(I·),D錯誤。
方法點撥　對于新情境中的陌生反應及陌生物質反應速率的分析,需從反應速率的定義入手,找到某物質的Δc,從而計算反應速率,再結合反應速率之比等于化學計量數之比,計算其他物質的反應速率等。
2.C　利用三段式分析:
　　　　　　2NO(g)+Br2(g) 2NOBr(g)
初始/mol 2 2 0
轉化/mol 0.5 0.25 0.5
10 s時/mol 1.5 1.75 0.5
0~10 s內,v(Br2)====0.012 5 mol·L-1·s-1,A項錯誤;利用公式v(A)=計算的是A物質的平均速率而不是瞬時速率,v(NOBr)=0.025 mol·L-1·s-1表示的是0~10 s內的平均速率,不能表示第10 s時NOBr的瞬時速率,B項錯誤;第10 s時,c(NO)= ==0.75 mol·L-1,C項正確;該可逆反應的反應熱表示 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,0~10 s內,有0.5 mol NOBr生成,放出熱量為 0.25a kJ,D項錯誤。
3.D　根據題圖可知,反應進行到5 s時,達平衡狀態,該時間段內A的物質的量增加1.0 mol,D的物質的量增加0.4 mol,A、D是反應產物;B的物質的量減少0.6 mol,C的物質的量減少0.8 mol,B、C是反應物。反應中物質的物質的量變化之比等于化學計量數之比,設A、B、C、D的化學計量數分別為a、b、c、d,則a∶b∶c∶d=1.0∶0.6∶0.8∶0.4=5∶3∶4∶2,該反應的化學方程式為3B+4C 5A+2D,A錯誤;反應進行到1 s時,A和B的物質的量相等,但反應速率不相等
易錯點,B錯誤;反應進行到5 s時,達到平衡狀態,各物質的正反應速率不再變化,因為化學計量數不同,所以各物質的反應速率不相等,C錯誤;0~5 s,v(B)==0.06 mol·L-1·s-1,D正確。
4.A　a~b段二氧化碳濃度的變化量為0.50 mol·L-1-0.35 mol·L-1= 0.15 mol·L-1,則一氧化碳的反應速率為×2=2.5× 10-4 mol·L-1·s-1,A錯誤;乙曲線的反應速率大于甲曲線,平衡時二氧化碳的濃度相等,則其他條件不變,相對甲曲線,乙曲線的改變條件為加入催化劑,B正確;由化學反應速率之比等于化學計量數之比可知,不同時刻均存在2v逆(CO2)=v逆(CO),C正確;反應向正反應方向進行,c點時,反應達到平衡,正、逆反應速率相等,a點到c點的過程中逆反應速率增大,則b點逆反應速率小于c點正反應速率,D正確。
5.答案　(1)1 min　(2)D>C>B>A　(3)0.11 mol/L
解析　(1)由題圖可知,放出一半氣體所需要的時間為1 min。
(2)隨著反應的進行,過氧化氫溶液的濃度逐漸減小,反應速率也逐漸減小。
(3)該反應的化學方程式為2H2O2 2H2O+O2↑,在5 min后,收集到的氣體體積不再增加,說明過氧化氫完全分解,由題圖可知,生成氧氣的體積為60 mL(標準狀況),則:
2H2O2 2H2O+O2↑
2 mol　　 22.4 L
n(H2O2)　 0.06 L
n(H2O2)=≈0.005 36 mol,所以c(H2O2)=≈0.11 mol/L。
2(共33張PPT)
1.常用單位時間內反應物或生成物的濃度變化來表示化學反應速率。
2.可用不同的物質來表示同一反應的反應速率。如反應mA+nB pY+qZ,用v表示化學反
應速率,Δc表示反應物或生成物物質的量濃度的變化(取絕對值),Δt表示一定的時間間隔,則
用不同物質表示的化學反應速率分別為v(A)= ,v(B)= ,v(Y)= ,v(Z)= 。
第一單元 化學反應速率
必備知識 清單破
知識點 1 化學反應速率(詳見定點1)

3.測定原理與方法
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,因此人們常用物理方法準確而快速地測定反應物或生成物濃度的變化來確定某反應的化
學反應速率。
1.分子碰撞與有效碰撞
(1)反應物分子間必須相互碰撞才有可能發生反應,反應速率的大小與單位時間內反應物分
子間的碰撞次數成正比。
知識點 2 碰撞理論
(2)能發生化學反應的碰撞叫有效碰撞。
(3)有效碰撞必須滿足兩個條件:①發生碰撞的分子具有足夠高的能量,能量越高,有效碰撞的
頻率越高,則反應速率越快。②分子在一定的方向上發生碰撞。

2.活化分子和活化能
(1)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?；罨肿影俜謹凳侵?br/>活化分子數在總分子數中占的比例。在一定條件下,活化分子所占的百分數固定不變,升高
溫度,活化分子的百分數會增大。活化分子的百分數越大,單位時間內有效碰撞的次數越多,
化學反應速率越快。
(2)活化能:活化分子的平均能量與所有分子的平均能量之差?；罨茉叫? 活化分子的
百分數越大 單位體積內活化分子數目越多 有效碰撞次數越多 反應速率越
快?；罨芘c反應的焓變關系:

E1:正反應的活化能。
E2:活化分子變成生成物分子放出的能量,也可認為是逆反應的活化能。
E1-E2:反應熱,即ΔH=E1-E2。
3.過渡態理論
反應物轉化為生成物的過程中要經過能量較高的過渡狀態,過渡狀態的平均能量與反應物分
子的平均能量的差為反應的活化能。圖1中Ea為正反應的活化能,Ea'為逆反應的活化能,活化
能越小,反應速率越大。

圖1
圖2
催化劑可以降低反應的活化能(如圖2);催化劑具有選擇性,只對某一反應或某類反應起催化作用。
有催化劑參與的反應,活化能(Ea1)較小,則反應速率較大;而沒有催化劑參與的反應,活化能(Ea2)
較大,則反應速率較小。
影響化學反應速率的外界因素有濃度、壓強、溫度、催化劑、反應物間的接觸面積、光、
電磁波、超聲波等。
知識點 3 影響化學反應速率的外界因素(詳見定點2)
知識辨析
1.增大壓強可以加快有氣體參與的反應的反應速率,是因為活化分子百分數增大。這種說法
對嗎
2.鋅與硫酸反應時,硫酸的濃度越大,產生H2的速率越快。這種說法對嗎
3.催化劑可以降低反應的活化能,也可以改變反應的焓變。這種說法對嗎
4.升高溫度,反應速率一定加快。這種說法對嗎
5.基元反應中的快反應對化學反應速率起決定作用。這種說法對嗎
6.對于一個在溶液中進行的反應,增大溶液的用量,化學反應速率一定增大,這種說法對嗎
一語破的
1.不對。增大壓強不能增大活化分子的百分數,可以增大單位體積內活化分子的數目,使反應
速率加快。
2.不對。對較稀硫酸,增大濃度生成氫氣的速率會加快,對濃硫酸,增大硫酸濃度,不生成氫
氣。
3.不對。催化劑只能改變活化能,不能改變反應的焓變。
4.不對。若反應需要催化劑,升高溫度需考慮催化劑的活性,若升高溫度,催化劑活性降低,則
反應速率減慢。
5.不對?；磻械穆磻獙Ψ磻俾势饹Q定作用。
6.不對。改變溶液的用量時,若溶液的濃度不變,則對化學反應速率無影響。
　
1.化學反應速率表示的注意點
(1)固體或純液體的濃度在反應中不發生變化,所以一般不用固體或純液體表示反應速率。
(2)無論是反應物還是生成物,其化學反應速率的值都取正值。
(3)在同一個化學反應里,不同物質所表示的化學反應速率數值不一定相同,但它們的實際意
義完全相同。表示化學反應速率時,應注明是用哪種物質。
(4)根據 求得的反應速率是在時間間隔Δt內化學反應的平均速率,若時間間隔Δt非常小,則
平均速率接近某一時刻的瞬時(即時)速率。下圖是某一反應過程的瞬時反應速率圖像。
關鍵能力 定點破
定點 1 反應速率的表示、計算、比較

2.化學反應速率的計算
(1)利用反應速率的定義式計算反應速率。
(2)化學反應中各物質的化學計量數之比=各物質變化的物質的量之比=化學反應速率之
比。常利用化學反應中各物質的速率之比等于化學計量數之比求算反應速率。
(3)利用三段式進行計算
a.寫出有關反應的化學方程式;
b.找出各物質的起始量、轉化量、某時刻量;
c.結合已知條件,列方程計算。對于反應:mA+nB pC+qD(A、B、C、D均為氣體),t0 s時A
的濃度為a mol/L,B的濃度為b mol/L,反應進行至t1 s時,A的濃度減少了x mol/L,則反應速率可
計算如下:
mA + nB pC + qD
t0 s(mol/L)　 a　 b　　 0　　0
轉(mol/L)　 x　 　 　
t1 s(mol/L)　 a-x b- 　 　
則v(A)= mol/(L·s);v(B)= mol/(L·s);v(C)= mol/(L·s);
v(D)= mol/(L·s);A的轉化率= ×100%= ×100%。
3.化學反應速率的大小比較
(1)歸一法:先統一單位,再依據化學反應速率之比等于化學計量數之比,將同一反應中的用不
同物質表示的反應速率轉化成用同一種物質來表示,再依據數值大小進行比較。
(2)比值法:用各物質表示的反應速率除以對應物質的化學計量數,然后再對求出的數值進行
大小排序,數值大的反應速率快。例如:對于反應mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),若v(A)/m>
v(B)/n,則用v(A)表示的反應速率大于用v(B)表示的反應速率。
典例 一定溫度下,10 mL 0.40 mol/L H2O2溶液發生催化分解。不同時刻測得生成O2的體積
(已折算為標準狀況)如下表。
t/min 0 2 4 6 8 10
V(O2)/mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 ……
下列敘述不正確的是(溶液體積變化忽略不計) (　 )
A.0~6 min的平均反應速率:v(H2O2)≈3.3×10-2 mol·L-1·min-1
B.6~10 min的平均反應速率:v(H2O2)<3.3×10-2 mol·L-1·min-1
C.反應至6 min時,c(H2O2)=0.30 mol·L-1
D.反應至6 min時,H2O2分解了50%
C
思路點撥：本題依據反應速率定義計算反應速率,其中B項,6~10 min的平均反應速率可以依
據濃度減小反應速率相應減小進行分析。
解析：0~6 min,Δn(O2)=1×10-3 mol,Δn(H2O2)=2×10-3 mol,Δc(H2O2)=0.20 mol·L-1,v(H2O2)=0.20 mol·L-1÷6 min≈3.3×10-2 mol·L-1·min-1,A正確;隨著反應進行,過氧化氫濃度減小,反應速率也在減小,故B正確;開始n(H2O2)=4×10-3 mol,0~6 min消耗了2×10-3 mol,故6 min時,
c(H2O2)=0.20 mol·L-1,C錯誤;開始n(H2O2)=4×10-3 mol,0~6 min消耗了2×10-3 mol,分解了50%,D正確。
　
1.濃度
其他條件相同時,增大反應物濃度,反應速率增大,減小反應物濃度,反應速率減小。
微觀探析:①增大反應物濃度 單位體積內活化分子數增多 有效碰撞次數增加
反應速率增大;②減小反應物濃度 單位體積內活化分子數減少 有效碰撞次數減少
反應速率減小。
對于純固體或純液體的反應物,一般情況下其濃度是常數,改變它們的量不會改變化學反應
速率。但固體反應物的表面積越大,反應速率越大。
定點 2 外界條件對化學反應速率的影響
微觀探析:①增大壓強 單位體積內活化分子數增多 有效碰撞次數增加 反應速率
加快;②減小壓強 單位體積內活化分子數減少 有效碰撞次數減少 反應速率減小。
恒溫恒容時:①充入氣體反應物 總壓增大(濃度增大 ) 反應速率增大;②充入“惰
氣” 總壓增大,但各參與反應的氣體的分壓不變,即其濃度不變,反應速率不變。
恒溫恒壓時:充入“惰氣” 容器體積增大 氣體反應物濃度減小 反應速率減小。
對于沒有氣體參與的化學反應,由于改變壓強物質的濃度變化很小,可忽略改變壓強對化學
反應速率的影響。
2.壓強
對于有氣體參加的反應,在密閉容器中保持溫度不變時,減小容器容積,增大壓強,相當于增大反應物的濃度,反應速率增大;增大容器容積,減小壓強,相當于減小反應物的濃度,反應速率減小。
3.溫度
其他條件相同時,溫度升高,反應速率增大;溫度降低,反應速率減小。升高溫度 活化分子
百分數增大 有效碰撞的次數增加 化學反應速率增大。
4.催化劑(使用催化劑一般加快反應速率)
　　加入合適的催化劑 使發生反應所需的活化能降低 反應體系中含有的活化分
子百分數增大 有效碰撞次數增加 反應速率增大。
5.其他因素
反應物間的接觸面積、光、電磁波、超聲波等因素也會對反應速率產生影響。
典例 某小組探究實驗條件對反應速率的影響,設計如下實驗,并記錄結果如下:
編號 溫度 H2SO4溶液 KI溶液 1%淀粉溶液 出現藍色時間
① 20 ℃ 0.10 mol·L-1 10 mL 0.40 mol·L-1 5 mL 1 mL 40 s
② 20 ℃ 0.10 mol·L-1 10 mL 0.80 mol·L-1 5 mL 1 mL 21 s
③ 50 ℃ 0.10 mol·L-1 10 mL 0.40 mol·L-1 5 mL 1 mL 5 s
④ 80 ℃ 0.10 mol·L-1 10 mL 0.40 mol·L-1 5 mL 1 mL 未見藍色
下列說法正確的是 (　 )
A.由實驗①②可知,反應速率v與c(I-)成正相關
B.實驗①②③④中,應將H2SO4溶液與淀粉溶液先混合
C.在I-被O2氧化過程中,H+只是降低活化能
D.由實驗③④可知,溫度越高,反應速率越小
A
思路點撥：考查反應物濃度與化學反應速率的關系。一般其他條件相同的情況下,反應物的
濃度越大,反應速率越大。
解析 ：實驗①②中其他條件相同,c(I-):①<②,且反應速率:①<②,所以由實驗①②知反應速率
v與c(I-)成正相關,A正確;實驗①~④中,應將KI溶液與淀粉溶液先混合,再加入H2SO4溶液,在酸
性條件下O2與I-發生氧化還原反應,測定出現藍色的時間,B錯誤;在I-被O2氧化過程中,H+作為
反應物參加了反應,C錯誤;實驗④中溫度升高,生成的碘單質能被氧氣繼續氧化,所以④不變
色,D錯誤。

1.速率—時間圖
(1)Zn與足量鹽酸的反應
定點 3 反應速率與圖像
AB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
BC段:隨著反應的進行,鹽酸的濃度逐漸減
小,化學反應速率逐漸減小
(2)H2C2O4溶液中加入酸性KMnO4溶液
化學方程式 2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4 K2SO4+2MnSO4+
10CO2↑+8H2O
AB段:反應產生的Mn2+對該反應起催化作用
BC段:隨著反應的進行,反應物的濃度逐漸減
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,隨著溫度的降低而減小。

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),反應速率隨著壓強的增大而增大,
減小氣態反應物的壓強(增大容器的容積),反應速率隨著壓強的減小而減小。

情境探究
　　過氧化氫(H2O2)為無色透明液體,是一種強氧化劑,還原產物為水,不會產生污染,在工業
上被稱為綠色氧化劑。其水溶液俗稱雙氧水,適用于醫用傷口消毒、環境消毒和食品消毒。
過氧化氫在常溫下可分解成水和氧氣,但分解速率慢,改變條件可以加快反應速率,例如升高
溫度、加入適當的催化劑(MnO2、某些金屬離子如Fe3+、Cu2+等)。
素養 科學探究與創新意識——反應條件對化學反應速率的影響
學科素養 情境破
問題1 如何通過實驗驗證加熱可加快過氧化氫的分解速率
提示 取等體積、等濃度的5%的雙氧水于兩支試管中,其中一支置于熱水中,另一支置于冷
水中,對比反應現象。
問題2 為比較Fe3+和Cu2+對H2O2分解的催化效果,實驗小組的同學設計了如圖所示的實驗裝置
進行實驗。

　　上述實驗設計是否合理 若不合理請簡述理由并提出改進措施。
提示 兩鹽溶液中所含的陰離子不同,對實驗會造成干擾。為消除陰離子不同造成的干擾,
可將0.1 mol·L-1的FeCl3溶液改為0.05 mol·L-1的Fe2(SO4)3溶液,或者將0.1 mol·L-1的CuSO4溶液改為0.1 mol·L-1的CuCl2溶液。
問題3 用Fe2(SO4)3溶液(催化劑)、30%的H2O2溶液和蒸餾水,設計實驗探究H2O2溶液的濃度對
過氧化氫分解反應的反應速率的影響。
提示 實驗中需控制雙氧水濃度不同,催化劑的濃度相同。取用不同體積的雙氧水,為保證
反應過程中催化劑濃度相同,所取用蒸餾水的量需保證最終溶液的總體積相等。同時實驗記
錄收集相同體積氧氣所需時間或相同時間內收集氧氣的體積。
講解分析
一般通過對照實驗探究外界條件對反應速率的影響,探究時一定要注意變量的控制,即只改
變一個變量,才能說明該變量對反應的影響。
1.探究催化劑對反應速率的影響,需要其他條件都相同,只控制一個催化劑變量,即加催化劑
和不加催化劑或加不同的催化劑,需考慮所加催化劑溶液的體積對濃度可能造成的影響,對
照實驗中需加一定量蒸餾水,保證反應物濃度相同。
2.探究濃度對化學反應速率的影響,同樣需控制其他條件相同,對照實驗中需保證混合后的溶
液總體積相同。濃度對反應速率的影響一般只適用于氣體或溶液間的反應。對于固體或純
液體反應物,改變它們的量不會改變化學反應速率。固體物質的反應速率與接觸面積有關,
顆粒越細,表面積越大,反應速率就越快。塊狀反應物可以通過研細來增大表面積,從而加快
化學反應速率。
3.若探究溫度對反應速率的影響,特別注意必是恒容容器中進行的反應,如果容器的體積可
變,隨著溫度的變化,容器的體積會發生變化,則反應物的濃度也會發生改變。
例題 利用如圖裝置探究銅粉與下表中所列試劑的反應,在試管中加入一定量銅粉,加入試劑
后,立即塞上橡膠塞,實驗現象如下表所示。
資料:Cu2++4NH3 [Cu(NH3)4]2+,[Cu(NH3)4]2+呈絳藍色。

典例呈現
序號 試劑 現象
① 10 mL濃氨水,3 mL H2O 溶液變為絳藍色,左側水柱上升
② 10 mL濃氨水,3 mL H2O2溶液 溶液變為絳藍色,且比①深
③ 10 mL 20% HNO3溶液,3 mL H2O 溶液快速變藍,產生無色氣體,左側水柱下降
④ 10 mL 20% HNO3溶液,3 mL H2O2溶液 溶液變藍比③慢,產生無色氣體,左側水柱下降
A.①中實驗現象說明O2參與了反應
B.②中溶液顏色比①深可能是由于H2O2氧化Cu生成Cu2+
C.③中左側水柱下降可能是反應產生NO氣體導致的
D.④比③變藍慢是由于H2O2分解造成自身消耗
下列推斷不正確的是 (　 )
D
素養解讀：本題為探究實驗,可培養學生科學探究與創新意識的核心素養?；瘜W是以實驗為
基礎的學科,通常是根據實驗的現象進行分析,作出對實驗結果的合理解釋。
信息提取：根據實驗過程及實驗現象作出合理的推斷:將銅氧化需要較強的氧化劑,實驗①
中濃氨水不能將銅氧化,因此可推測有其他氧化劑參與反應;實驗②中過氧化氫有強氧化性,
可在一定條件下將銅氧化;實驗③中硝酸具有強氧化性,常溫下能將銅氧化;實驗④中硝酸與
過氧化氫兩種氧化劑同時使用要考慮相互之間的影響。
解題思路：溶液變為絳藍色,說明銅被氧化;左側水柱上升,說明裝置內氣體減少,由此推測,裝
置內的氧氣在濃氨水中將銅氧化,A正確;②中溶液顏色比①中的深,說明生成的含銅化合物
濃度更大,對比可知,過氧化氫的存在,增大了銅的溶解量,B正確;根據現象及硝酸的強氧化性
可知,銅被硝酸氧化,硝酸被還原成NO,C正確;根據實驗現象可知,過氧化氫的存在干擾了硝
酸與銅的反應,硝酸的還原產物為NO,如果過氧化氫分解產生O2,O2會與NO反應生成紅棕色
的NO2,與實驗現象不相符,D錯誤。
思維升華
　　對照實驗遵循對照原則、單一變量原則、科學性原則等。目的在于消除無關變量對實
驗結果的影響。對照實驗通常是一個對照組,一個或者多個實驗組,但是每個實驗組和對照
組之間只能有一個因素不同,也就是遵循單一變量原則。

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