2.3.1 化学反应的快慢 -【帮课堂】2024-2025学年高一化学同步学与练（鲁科版2019必修第二册）

第2章 化学键 化学反应规律 第三节 化学反应的快慢和限度 第1课时 化学反应的快慢 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1.知道化学反应速率的概念和表示方法。 2.通过实验探究影响化学反应速率的因素。 3.认识化学变化是有条件的，学习运用变量控制法研究化学反应。 重点：影响化学反应速率的因素、反应速率的计算。 难点：变量控制法研究影响反应速率的因素。 一、化学反应速率 1．化学反应速率 （1）定义 描述化学 的物理量。 （2）表示方法 用单位时间 的减少量(绝对值)或 的增加量来表示。 （3）表达式(A为反应物，D为生成物) v(A)＝或v(D)＝。 （4）单位 mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1。 【特别提醒】 (1)化学反应速率反映了化学反应进行的快慢。 (2)化学反应速率通常是指在某一段时间内的平均反应速率，而不是某一时刻的瞬时反应速率。 2．表示化学反应速率的注意事项 (1)对化学反应速率表达式的理解 (2)不论反应物还是生成物，其化学反应速率均取正值。 (3)在描述或计算某物质表示的化学反应速率大小时，必须注明其单位，否则无意义。 3．化学反应速率的计算 (1)定义式法：v＝＝。 (2)关系式法 对于反应：aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)，满足如下关系：v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d＝Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)∶Δc(D)＝Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)。 即化学反应速率之比＝ 之比＝物质的量浓度变化量之比＝物质的量变化量之比。 (3)三段式法 ①计算模式 设a mol/L、b mol/L分别为A、B两物质的起始浓度，mx mol/L为反应物A的转化浓度，则： mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)　　　 a　　　　b　　　　0　　 0 mx　　　nx　　　 px　 　qx a－mx　 b－nx　　px　　qx ②计算步骤 ―→―→ 4.化学反应速率大小的比较方法 (1)归一法：若单位不统一，则要换算成相同的单位；若为不同物质表示的反应速率，则要换算成同一物质来表示反应速率；再比较数值的大小。 (2)比值法：比较化学反应速率与化学计量数的比值，如aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)，比较与，若＞，则说明用A表示的化学反应速率大于用B表示的化学反应速率。 二、影响化学反应速率的因素 1．主要因素：化学反应速率的大小主要取决于物质本身的 。 2．外界因素(其他条件相同时) 3．影响化学反应速率的主要因素 (1)规律：反应物本身的内在性质是化学反应速率的决定因素。反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快；反之，化学反应速率越慢。 (2)实例：相同条件下，表面积相同的镁片和铁片分别与同浓度的盐酸反应时，前者反应速率更快。 三、影响化学反应速率的因素探究 1.浓度 (1)只适用于气体参加或在溶液中进行的化学反应。 (2)在一定温度下，固体或纯液态物质的浓度是一个常数，改变其用量，对化学反应速率无影响。 (3)化学反应速率与固体颗粒的大小有关，颗粒越小，表面积越大，化学反应速率越快。 2．温度 (1)对任何化学反应都适用，且不受反应物状态的影响。 (2)不论是吸热反应还是放热反应，升高温度都能 化学反应速率，降低温度都能 化学反应速率。 3．压强 (1)压强对化学反应速率的影响实质是通过改变 对化学反应速率的影响实现的。 (2)由于固体或液体的体积受压强的影响很小，所以压强只影响有气体参加的化学反应的反应速率。 (3)改变压强必须引起反应物或生成物的浓度改变才能改变化学反应速率，否则，化学反应速率不变。 如恒温恒容：充入稀有气体→容器压强增大，各反应物的浓度不变→化学反应速率不变。 【特别提醒】“惰性气体”(不参加反应的气体)对反应速率的影响 (1)恒容：充入“惰性气体”总压强增大―→物质浓度不变，反应速率不变。 (2)恒压：充入“惰性气体”体积增大物质浓度减小反应速率减小。 4．催化剂 催化剂能同等程度地改变正、逆反应的化学反应速率。 5.其他因素 固体物质的反应速率与其物质的量无关，而与其接触面积有关，颗粒越小，表面积越大，反应速率 。 1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)化学反应越快现象越明显。(　　) (2)v(A)＝0.1 mol·L－1·s－1指1 s时c(A)＝0.1 mol·L－1。(　　) (3)A(s)＋B(g)===C(g)中，v(A)∶v(B)∶v(C)＝1∶1∶1。(　　) (4)根据化学反应速率的大小可以知道化学反应的快慢。(　　) (5)对于反应H2＋Cl2===2HCl，化学反应速率可表示为v＝a mol·L－1·s－1。(　　) (6)增加反应物的量，一定能加快反应速率。(　　) (7)增大反应体系的压强，一定能加快反应速率。(　　) (8)升高反应体系的温度，一定能加快反应速率。(　　) (9)使用催化剂一般能加快反应速率。(　　) (10)一个化学反应的快慢主要取决于反应温度。(　　) 2．下列说法不正确的是(　　) A．化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度或生成物浓度的变化量来表示 B．用不同物质表示同一反应的平均速率时，其数值之比等于反应方程式中对应物质的化学计量数之比 C．化学反应速率的单位由时间单位和浓度单位共同决定 D．在反应过程中，反应物的浓度逐渐变小，所以用反应物表示的化学反应速率为负值 3．少量铁片与100 mL 0.01 mol/L的稀盐酸反应，为了加快反应速率且不改变H2的产量，可以使用如下方法中的(　　) ①加水　②加KNO3溶液　③滴入几滴浓盐酸 ④加入少量铁粉　⑤加NaCl溶液　⑥滴入几滴硫酸铁溶液　⑦升高温度(不考虑盐酸挥发)　⑧改用10 mL 0.1 mol/L 的盐酸 A．①⑥⑦　　　　　　　　　 B．③⑤⑧ C．③⑦⑧ D．②③④⑥⑦⑧ ►问题一 反应速率的概念及表示方法 【典例1】下列说法不正确的是(　　) A．化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度或生成物浓度的变化量来表示 B．用不同物质表示同一反应的平均速率时，其数值之比等于反应方程式中对应物质的化学计量数之比 C．化学反应速率的单位由时间单位和浓度单位共同决定 D．在反应过程中，反应物的浓度逐渐变小，所以用反应物表示的化学反应速率为负值 【变式1-1】下列说法正确的是(　　) A．化学反应速率是对可逆反应而言的，非可逆反应不谈化学反应速率 B．在可逆反应中，正反应的化学反应速率是正值，逆反应的化学反应速率是负值 C．同一化学反应中，化学反应速率可用反应物浓度的改变表示，也可用生成物浓度的改变表示，其值可能相同，也可能不同 D．化学反应速率的单位通常是g·L－1·s－1，也可以是kg·L－1·s－1 【变式1-2】下列说法不正确的是(　　) A．化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的物质的量浓度变化量来表示 B．化学反应速率是衡量化学反应快慢的物理量 C．用不同物质的浓度变化量表示同一段时间内、同一反应的速率时，其数值之比等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比 D．若某化学反应的反应速率为0.5 mol·L－1·s－1，就是指在1 s内反应物和生成物的浓度变化量都为0.5 mol·L－1 ►问题二 反应速率的计算 【典例2】一定条件下反应N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)在10 L的密闭容器中进行，测得2 min内，N2的物质的量由20 mol减小到8 mol，则2 min内N2的反应速率为(　　) 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 【变式2-1】在N2＋3H2 2NH3的反应中，经过一段时间后，NH3的浓度增加了0.6 mol·L－1，在该段时间内用H2表示的平均反应速率为0.45 mol·L－1· s－1。则反应所经过的时间是(　　) A．2 s B．2 min C．3 s D．3 min 【变式2-2】已知某条件下，合成氨反应的数据如下表。N2＋3H22NH3 N2 H2 NH3 起始浓度/mol·L－1 1.0 3.0 0.2 2 s末浓度/mol·L－1 0.6 1.8 1.0 4 s末浓度/mol·L－1 0.4 1.2 1.4 当用氨气浓度的增加来表示该反应的速率时，下列说法中错误的是(　　) A．2 s末氨气的反应速率为0.4 mol·L－1·s－1 B．前2 s时间内氨气的平均反应速率为0.4 mol·L－1·s－1 C．前4 s时间内氨气的平均反应速率为0.3 mol·L－1·s－1 D．2～4 s时间内氨气的平均反应速率为0.2 mol·L－1·s－1 ►问题三 反应速率大小比较 【典例3】反应A(g)＋3B(g)===2C(g)＋2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为 ①v(A)＝0.15 mol·L－1·s－1 ②v(B)＝0.6 mol·L－1·s－1 ③v(C)＝0.4 mol·L－1·s－1 ④v(D)＝0.45 mol·L－1·s－1 该反应进行的快慢顺序为(　　) A．④>②＝③>① B．④>②>③>① C．①>②＝③>④ D．①>②>③>④ 【变式3-1】将N2、H2的混合气体分别充入甲、乙、丙三个容器后，测得化学反应速率分别为甲：v(H2)＝3 mol/(L·min)；乙：v(N2)＝2 mol/(L·min)；丙：v(NH3)＝1 mol/(L·s)。则三个容器中合成氨的反应速率由大到小的顺序为(　　) A．v(甲)>v(乙)>v(丙) B．v(乙)>v(丙)>v(甲) C．v(丙)>v(乙)>v(甲) D．v(乙)>v(甲)>v(丙) 【变式3-2】用锌粒与2 mol·L－1的稀硫酸混合制备氢气时，若向其中分别再加入少量等体积的下列物质：①KCl溶液、②4 mol·L－1盐酸、③CuCl2溶液、④4 mol·L－1 CH3COONa溶液，则加入后反应生成氢气速率的大小顺序是(　　) A．③＞④＞① B．①＞②＞④ C．②＞①＞④ D．④＞③＞② ►问题四 反应速率的影响因素 【典例4】下列有关反应速率的说法正确的是(　　) A．用铁片和稀硫酸反应制氢气时，改用98%的硫酸可以加快反应速率 B．100 mL 2 mol·L－1的盐酸跟锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率不变 C．SO2的催化氧化反应是一个放热的反应，所以升高温度，反应速率变慢 D．汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2，减小压强反应速率变慢 【变式4-1】等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测定反应过程中产生氢气体积V的数据，根据数据绘制得下图，则曲线a、b、c、d所对应的实验组别，有关说法错误的是(　　) 实验组别 c(HCl)/mol·L－1 温度/℃ 形状(Fe) Ⅰ 2.0 30 块状 Ⅱ 2.5 30 块状 Ⅲ 2.5 50 粉末状 Ⅳ 2.5 50 块状 A.曲线a对应的实验组别为Ⅰ B.对比实验Ⅰ、Ⅱ说明浓度对化学反应速率的影响 C.对比实验Ⅱ、Ⅳ说明温度对化学反应速率的影响 D.曲线a、b、c、d对应的实验组别分别为Ⅲ、Ⅳ、Ⅱ、Ⅰ 【变式4-2】容积可变的密闭容器中加入WO3和H2进行反应：WO3(s)＋3H2(g)W(s)＋3H2O(g)，下列说法不正确的是(　　) A．将容器的体积缩小一半，其反应速率增大 B．保持体积不变，充入氩气，其反应速率不变 C．保持压强不变，充入氖气，H2O(g)的生成速率增大 D．保持压强不变，充入氖气，H2O(g)的生成速率减小 ►问题五 化学反应速率的图像 【典例5】CaCO3与稀盐酸反应(放热反应)生成CO2的量与反应时间的关系如下图所示。下列结论不正确的是(　　) A．反应开始4 min内温度对反应速率的影响比浓度大 B．一段时间后，反应速率减小的原因是c(H＋)减小 C．反应在2～4 min内平均反应速率最大 D．反应在2～4 min内生成CO2的平均反应速率为v(CO2)＝0.06 mol·L－1·s－1 【变式5-1】在一定条件下，密闭容器内某一反应中A、B的物质的量随时间变化的曲线如图所示，下列说法正确的是(　　) A．化学方程式为A2B B．t1时，A的反应速率是B的2倍 C．t2时，A、B的反应速率相等 D．t2时，用A表示的反应速率为 mol·L－1·min－1 【变式5-2】 某温度下，在2 L密闭容器中投入一定量的A、B发生反应：3A(g)＋bB(g)cC(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1(Q＞0)。12 s时反应达到平衡，生成C的物质的量为0.8 mol，反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A．前12 s内，A的平均反应速率为0.025 mol·L－1·s－1 B．12 s后，A的消耗速率等于B的生成速率 C．化学计量数之比b∶c＝1∶2 D．12 s内，A和B反应放出的热量为0.2Q kJ ►问题六 反应速率实验探究 【典例6】Ⅰ.为比较Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解的催化效果，某化学研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。请回答相关问题： (1)定性分析：如图甲可通过观察________的快慢，定性比较得出结论。有同学提出将0.1 mol·L－1 FeCl3改为________mol·L－1 Fe2(SO4)3更为合理，其理由是______________________________。 (2)定量分析：如图乙所示，实验时均以生成40 mL气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略。实验中需要测量的数据是________。 (3)查阅资料得知：将作为催化剂的Fe2(SO4)3溶液加入H2O2溶液后，溶液中会发生两个氧化还原反应，且两个反应中H2O2均参加了反应，试从催化剂的角度分析，这两个氧化还原反应的离子方程式分别是2Fe3＋＋H2O2===2Fe2＋＋O2↑＋2H＋和_________________________。 Ⅱ.欲用如图所示实验来证明MnO2是H2O2分解反应的催化剂。 (1)该实验不能达到目的，若想证明MnO2是催化剂还需要确认__________________________。 (2)加入0.10 mol MnO2粉末于50 mL H2O2溶液中，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。 写出H2O2在二氧化锰作用下发生反应的化学方程式：_______________________________。 【变式6-1】某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题： (1)上述实验中发生反应的化学方程式有__________________________________________________。 (2)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是______________________________________。 (3)要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有______________________(答两种)。 (4)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列的实验。将表中所给的混合溶液分别加入6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。 实验　 混合溶液 A B C D E F 4 mol·L－1 H2SO4/mL 30 V1 V2 V3 V4 V5 饱和CuSO4溶液/mL 0 0.5 2.5 5 V6 20 H2O/mL V7 V8 V9 V10 10 0 ①请完成此实验设计，其中V1＝________，V6＝______，V9＝________。 ②该同学最后得出的结论为：当加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高，但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析生成氢气速率下降的主要原因： _____________________________________________________________________________________。 【变式6-2】(1)某课外兴趣小组对H2O2的分解速率进行实验探究。下表是该小组研究影响过氧化氢(H2O2)分解速率的因素时采集的一组数据。表中数据为在不同条件下用10 mL H2O2制取150 mL O2所需的时间。 浓度 时间/s 反应条件 30%H2O2 15%H2O2 10%H2O2 5%H2O2 无催化剂、不加热 几乎不反应 几乎不反应 几乎不反应 几乎不反应 无催化剂、加热 360 480 540 720 MnO2做催化剂、加热 10 25 60 120 ①上述实验结果体现了__________、__________、__________等因素对过氧化氢分解速率的影响； ②从上述影响过氧化氢分解速率的因素中任选一个，说明该因素对化学反应速率的影响：_______________________________________________________________________________。 (2)某温度时，在一个2 L的密闭容器中，M、N、W三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。根据图中数据，试填写下列空白： ①该反应的化学方程式为___________________________________________； ②从开始至4 min，N的平均反应速率为____________。 1．下列说法不正确的是 A．化学反应速率是用来表示一段时间内化学反应快慢的物理量 B．化学反应速率通常用反应物或生成物物质的量浓度随时间的变化表示 C．对于同一时间、同一个反应，化学反应速率用不同物质表示时数值不同 D．用不同物质表示化学反应速率时，其数值之比等于方程式中计量数之比 2．日常生活中的下列现象，其物质变化过程中化学反应速率最快的是 A．钢铁的生锈腐蚀 B．豆浆腐败变酸 C．黑火药开山炸石 D．溶洞的形成 3．下列关于化学反应速率的说法，不正确的是 A．反应速率越快现象越明显 B．纯固体不用浓度来表示化学反应速率 C．是衡量化学反应进行快慢程度的物理量 D．由反应物质本身的性质决定 4．为了更好地利用化学反应中的物质和能量变化，在化学研究和工业生产中还需要关注化学反应的快慢和程度。下列关于化学反应速率的说法正确的是 A．根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢 B．对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象就越明显 C．化学反应速率为0.8mol·(L·s)−1是指1s时某物质的浓度为0.8mol·L−1 D．化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物物质的量的减少或任何一种生成物物质的量的增加 5．下列关于化学反应速率的说法正确的是 A．常温下生铁与稀盐酸的反应速率比纯铁与稀盐酸的反应速率小 B．对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显 C．在1L密闭容器中发生反应：C+H2O(g)CO+H2，再加入炭粉，反应速率增大 D．100mL 2mol/L的盐酸与锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率变慢 6．某化学反应在2L密闭容器中进行，反应物浓度在20s内由6.00mol变为2.00mol，则以该反应物浓度的变化表示20s内的平均反应速率为 A． B． C． D． 7．已知反应在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示反应速率最慢的是 A． B．v(CO)=1.5mol/(L·min) C． D． 8．已知在密闭容器中发生反应，经后，的物质的量减少。下列有关反应速率的说法正确的是 A．用表示的反应速率大小关系为 B．用表示的反应速率是 C．用B表示反应在末的反应速率为 D．增加A的量，化学反应速率加快 9．某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，在400mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如表(累计值)。下列有关说法正确的是 时间/min 1 2 3 4 5 氢气体积/mL(标准状况) 100 240 464 576 620 A．2～3min的时间段反应速率最大 B．3～4分钟时间段所消耗的盐酸的物质的量为0.005mol C．保持生成H2的量不变，把稀盐酸换成同体积的浓盐酸可加快反应速率 D．随着反应进行，盐酸浓度不断减小，该反应速率一直在减小 10．反应，经2 min后，B的浓度减少了0.6 mol/L。对此反应速率的叙述正确的是 A．用A表示的反应速率是 B．分别用B、C、D表示反应的速率，其比值是3：2：1 C．在2 min末时的反应速率，用反应物B来表示是0.3 mol/(L·min) D．在这2 min内用B和C表示的反应速率的值都是相同的 11．一定温度下，向容积为的密闭容器中通入两种气体并使其发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，对该反应的推断合理的是 A．该反应的化学方程式为 B．内，各物质的反应速率相等 C．内，B的平均反应速率为 D．内， 12．700℃时，向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO(g)和H2O(g)，发生反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，部分数据见表： 反应时间/min n(CO)/mol n(H2O)/mol 0 1.20 0.60 t1 0.80 t2 0.20 下列说法正确的是 A．反应在t1min内的平均速率为v(H2)=mol•L-1•min-1 B．温度升至800℃，则正反应速率加快，逆反应速率减慢 C．反应在t1min时未达到平衡 D．反应在t2min时，H2O的转化率约为66.7% 13．一定温度下，2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随反应时间的变化曲线如图所示，10s时达到平衡。下列说法不正确的是 A．反应的化学方程式为： B．时，Z和X浓度相等，正反应速率大于逆反应速率 C．当X的物质的量不再随时间而变化，此时正、逆反应速率相等，但不为零 D．从反应开始到10s内，用Z的浓度变化表示的平均反应速率为 14．一定温度下，容积为1 L的密闭容器内，某一反应体系中X、Y的物质的量随时间的变化曲线如图所示，下列说法错误的是 A．时Y的浓度是X的2倍 B．时，平均反应速率mol⋅L⋅min C．时正反应速率等于逆反应速率 D．时向容器中加入催化剂，Y的转化率增大 15．一定温度下，在5L的密闭容器中投入一定量的气体A、气体B发生反应生成气体C，12s时生成C的物质的量为1.2mol(过程如图)。下列说法正确的是 A．该反应的化学方程式为 B．2s内用气体A表示的化学反应速率为 C．12s时容器内的气体压强与起始时的气体压强之比为13：11 D．4s时正反应速率等于逆反应速率 16．一定条件下，向5L恒容密闭容器中加入6molA和2molB，发生如下反应：；时，剩余1.2molB，并测得C的浓度为。下列说法正确的是 A． B．内，A的平均反应速率为 C．当容器内剩余0.4molB时，反应时间为4min D．其它条件相同，若起始时向2.5L容器中充入6molA和2molB，当剩余1.2molB时，消耗时间等于2min 17．在某温度下，的恒容密闭容器中，发生反应的浓度随时间的变化如图所示，下列说法正确的是    A．时用表示的平均速率为 B．时，的体积分数约为 C．时体系的压强与平衡时体系的压强之比为 D．平衡后的转化率为 18．一定温度下向容器中加入A发生反应如下：①A→B，②A→C，③BC．反应体系中A、B、C的浓度随时间t的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 A．反应开始至t1时，化学反应速率①>② B．t2时，B的消耗速率大于生成速率 C．t3时，c(C)=c0-c(B) D．t3后，反应停止了 19．如图所示为时A、B、C三种气体在密闭容器中反应时的浓度变化情况，则下列说法错误的是 A．2min后反应达到平衡状态 B．前2min，A的分解速率为0.1 C．发生的反应可表示为 D．2min时，A、B、C的浓度之比为 20．在体积都为2L的恒容容器中，200℃和T℃时，发生如下反应，A的物质的量浓度(单位：mol/L)随时间变化的有关实验数据见下表： 时间/min温度/℃ 0 2 4 6 8 10 容器1 200 0.80 0.55 0.35 0.20 0.15 0.15 容器2 T 1.00 0.65 0.35 0.18 0.18 0.18 下列有关该反应的描述正确的是 A．在200℃时，6min时用A表示的化学反应速率为0.1mol/(L·min) B．从表中可以看出T<200℃ C．T℃下，6min时反应刚好达到平衡状态 D．向容器1中通入氦气，容器中总压强增大，反应速率不变 ( 6 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第2章 化学键 化学反应规律 第三节 化学反应的快慢和限度 第1课时 化学反应的快慢 板块导航 01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务 02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆 03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识 04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点 05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务 06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养 1.知道化学反应速率的概念和表示方法。 2.通过实验探究影响化学反应速率的因素。 3.认识化学变化是有条件的，学习运用变量控制法研究化学反应。 重点：影响化学反应速率的因素、反应速率的计算。 难点：变量控制法研究影响反应速率的因素。 一、化学反应速率 1．化学反应速率 （1）定义 描述化学反应快慢的物理量。 （2）表示方法 用单位时间某反应物浓度的减少量(绝对值)或某生成物的浓度的增加量来表示。 （3）表达式(A为反应物，D为生成物) v(A)＝或v(D)＝。 （4）单位 mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1。 【特别提醒】 (1)化学反应速率反映了化学反应进行的快慢。 (2)化学反应速率通常是指在某一段时间内的平均反应速率，而不是某一时刻的瞬时反应速率。 2．表示化学反应速率的注意事项 (1)对化学反应速率表达式的理解 (2)不论反应物还是生成物，其化学反应速率均取正值。 (3)在描述或计算某物质表示的化学反应速率大小时，必须注明其单位，否则无意义。 3．化学反应速率的计算 (1)定义式法：v＝＝。 (2)关系式法 对于反应：aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)，满足如下关系：v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d＝Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)∶Δc(D)＝Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)。 即化学反应速率之比＝化学计量数之比＝物质的量浓度变化量之比＝物质的量变化量之比。 (3)三段式法 ①计算模式 设a mol/L、b mol/L分别为A、B两物质的起始浓度，mx mol/L为反应物A的转化浓度，则： mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)　　　 a　　　　b　　　　0　　 0 mx　　　nx　　　 px　 　qx a－mx　 b－nx　　px　　qx ②计算步骤 ―→―→ 4.化学反应速率大小的比较方法 (1)归一法：若单位不统一，则要换算成相同的单位；若为不同物质表示的反应速率，则要换算成同一物质来表示反应速率；再比较数值的大小。 (2)比值法：比较化学反应速率与化学计量数的比值，如aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)，比较与，若＞，则说明用A表示的化学反应速率大于用B表示的化学反应速率。 二、影响化学反应速率的因素 1．主要因素：化学反应速率的大小主要取决于物质本身的内在性质。 2．外界因素(其他条件相同时) 3．影响化学反应速率的主要因素 (1)规律：反应物本身的内在性质是化学反应速率的决定因素。反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快；反之，化学反应速率越慢。 (2)实例：相同条件下，表面积相同的镁片和铁片分别与同浓度的盐酸反应时，前者反应速率更快。 三、影响化学反应速率的因素探究 1.浓度 (1)只适用于气体参加或在溶液中进行的化学反应。 (2)在一定温度下，固体或纯液态物质的浓度是一个常数，改变其用量，对化学反应速率无影响。 (3)化学反应速率与固体颗粒的大小有关，颗粒越小，表面积越大，化学反应速率越快。 2．温度 (1)对任何化学反应都适用，且不受反应物状态的影响。 (2)不论是吸热反应还是放热反应，升高温度都能增大化学反应速率，降低温度都能减小化学反应速率。 3．压强 (1)压强对化学反应速率的影响实质是通过改变浓度对化学反应速率的影响实现的。 (2)由于固体或液体的体积受压强的影响很小，所以压强只影响有气体参加的化学反应的反应速率。 (3)改变压强必须引起反应物或生成物的浓度改变才能改变化学反应速率，否则，化学反应速率不变。 如恒温恒容：充入稀有气体→容器压强增大，各反应物的浓度不变→化学反应速率不变。 【特别提醒】“惰性气体”(不参加反应的气体)对反应速率的影响 (1)恒容：充入“惰性气体”总压强增大―→物质浓度不变，反应速率不变。 (2)恒压：充入“惰性气体”体积增大物质浓度减小反应速率减小。 4．催化剂 催化剂能同等程度地改变正、逆反应的化学反应速率。 5.其他因素 固体物质的反应速率与其物质的量无关，而与其接触面积有关，颗粒越小，表面积越大，反应速率越快。 1．请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)化学反应越快现象越明显。(　　) (2)v(A)＝0.1 mol·L－1·s－1指1 s时c(A)＝0.1 mol·L－1。(　　) (3)A(s)＋B(g)===C(g)中，v(A)∶v(B)∶v(C)＝1∶1∶1。(　　) (4)根据化学反应速率的大小可以知道化学反应的快慢。(　　) (5)对于反应H2＋Cl2===2HCl，化学反应速率可表示为v＝a mol·L－1·s－1。(　　) (6)增加反应物的量，一定能加快反应速率。(　　) (7)增大反应体系的压强，一定能加快反应速率。(　　) (8)升高反应体系的温度，一定能加快反应速率。(　　) (9)使用催化剂一般能加快反应速率。(　　) (10)一个化学反应的快慢主要取决于反应温度。(　　) 【答案】(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)× (6)×　(7)×　(8)√　(9)√　(10)× 2．下列说法不正确的是(　　) A．化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度或生成物浓度的变化量来表示 B．用不同物质表示同一反应的平均速率时，其数值之比等于反应方程式中对应物质的化学计量数之比 C．化学反应速率的单位由时间单位和浓度单位共同决定 D．在反应过程中，反应物的浓度逐渐变小，所以用反应物表示的化学反应速率为负值 【答案】D 【解析】化学反应速率用单位时间内反应物浓度的减少量(绝对值)或生成物浓度的增加量来表示，都是正值，故D错误。 3．少量铁片与100 mL 0.01 mol/L的稀盐酸反应，为了加快反应速率且不改变H2的产量，可以使用如下方法中的(　　) ①加水　②加KNO3溶液　③滴入几滴浓盐酸 ④加入少量铁粉　⑤加NaCl溶液　⑥滴入几滴硫酸铁溶液　⑦升高温度(不考虑盐酸挥发)　⑧改用10 mL 0.1 mol/L 的盐酸 A．①⑥⑦　　　　　　　　　 B．③⑤⑧ C．③⑦⑧ D．②③④⑥⑦⑧ 【答案】C 【解析】①加水，降低了盐酸的浓度，故反应速率减慢；②在稀盐酸中加硝酸钾溶液相当于加入硝酸，不会生成氢气；③加浓盐酸，增大了盐酸的浓度，反应速率加快；④加入铁粉，铁与盐酸反应生成氢气的量增多；⑤加氯化钠溶液，相当于稀释盐酸，故反应速率减慢；⑥滴加硫酸铁溶液，铁与硫酸铁反应，使得与盐酸反应的铁减少，故减少了产生氢气的量，并且稀释了盐酸，反应速率减慢；⑦升高温度，反应速率加快；⑧改用浓度大的盐酸，反应速率加快，故符合题意的是③⑦⑧。 ►问题一 反应速率的概念及表示方法 【典例1】下列说法不正确的是(　　) A．化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度或生成物浓度的变化量来表示 B．用不同物质表示同一反应的平均速率时，其数值之比等于反应方程式中对应物质的化学计量数之比 C．化学反应速率的单位由时间单位和浓度单位共同决定 D．在反应过程中，反应物的浓度逐渐变小，所以用反应物表示的化学反应速率为负值 【答案】D 【解析】化学反应速率用单位时间内反应物浓度的减少量(绝对值)或生成物浓度的增加量来表示，都是正值，故D错误。 【变式1-1】下列说法正确的是(　　) A．化学反应速率是对可逆反应而言的，非可逆反应不谈化学反应速率 B．在可逆反应中，正反应的化学反应速率是正值，逆反应的化学反应速率是负值 C．同一化学反应中，化学反应速率可用反应物浓度的改变表示，也可用生成物浓度的改变表示，其值可能相同，也可能不同 D．化学反应速率的单位通常是g·L－1·s－1，也可以是kg·L－1·s－1 【答案】C 【解析】由化学反应速率的概念“单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量”，可以看出它适合于所有的化学反应，并非专指可逆反应，A项不正确；单位时间是正值，反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量也是正值，故其比值也必为正值，B项不正确；由化学反应速率的计算公式v＝可以看出，其单位中不可能出现g、kg等质量单位，D项不正确。 【变式1-2】下列说法不正确的是(　　) A．化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的物质的量浓度变化量来表示 B．化学反应速率是衡量化学反应快慢的物理量 C．用不同物质的浓度变化量表示同一段时间内、同一反应的速率时，其数值之比等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比 D．若某化学反应的反应速率为0.5 mol·L－1·s－1，就是指在1 s内反应物和生成物的浓度变化量都为0.5 mol·L－1 【答案】D 【解析】给定化学反应的反应速率是用其中的某种物质来表示的，故给定的速率只能说明该时间段内这种物质浓度的变化量，至于其他物质浓度的改变量需要通过反应的化学计量数来确定，D项错误。 ►问题二 反应速率的计算 【典例2】一定条件下反应N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)在10 L的密闭容器中进行，测得2 min内，N2的物质的量由20 mol减小到8 mol，则2 min内N2的反应速率为(　　) 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内，N2的物质的量由20 mol减小到8 mol，则Δc＝＝1.2 mol·L－1，则2 min内N2的反应速率为v＝＝＝0.6 mol·L－1·min－1，故选C。 【变式2-1】在N2＋3H2 2NH3的反应中，经过一段时间后，NH3的浓度增加了0.6 mol·L－1，在该段时间内用H2表示的平均反应速率为0.45 mol·L－1· s－1。则反应所经过的时间是(　　) A．2 s B．2 min C．3 s D．3 min 【答案】A 【解析】NH3的浓度增加了0.6 mol·L－1，则消耗的氢气浓度为0.9 mol·L－1，v(H2)＝＝0.45 mol·L－1·s－1，则Δt＝＝2 s，答案为A。 【变式2-2】已知某条件下，合成氨反应的数据如下表。N2＋3H22NH3 N2 H2 NH3 起始浓度/mol·L－1 1.0 3.0 0.2 2 s末浓度/mol·L－1 0.6 1.8 1.0 4 s末浓度/mol·L－1 0.4 1.2 1.4 当用氨气浓度的增加来表示该反应的速率时，下列说法中错误的是(　　) A．2 s末氨气的反应速率为0.4 mol·L－1·s－1 B．前2 s时间内氨气的平均反应速率为0.4 mol·L－1·s－1 C．前4 s时间内氨气的平均反应速率为0.3 mol·L－1·s－1 D．2～4 s时间内氨气的平均反应速率为0.2 mol·L－1·s－1 【答案】A 【解析】化学反应速率是平均反应速率，而不是瞬时速率，A错误；前2 s时间内氨气的平均反应速率为＝0.4 mol·L－1·s－1，B正确；前4 s时间内氨气的平均反应速率为＝0.3 mol·L－1·s－1，C正确；2～4 s时间内氨气的平均反应速率为＝0.2 mol·L－1·s－1，D正确。 ►问题三 反应速率大小比较 【典例3】反应A(g)＋3B(g)===2C(g)＋2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为 ①v(A)＝0.15 mol·L－1·s－1 ②v(B)＝0.6 mol·L－1·s－1 ③v(C)＝0.4 mol·L－1·s－1 ④v(D)＝0.45 mol·L－1·s－1 该反应进行的快慢顺序为(　　) A．④>②＝③>① B．④>②>③>① C．①>②＝③>④ D．①>②>③>④ 【答案】A 【解析】将各项换算成用A表示的反应速率分别为①0.15 mol·L－1·s－1；②0.2 mol·L－1·s－1；③0.2 mol·L－1·s－1；④0.225 mol·L－1·s－1；故④>②＝③>①。 【变式3-1】将N2、H2的混合气体分别充入甲、乙、丙三个容器后，测得化学反应速率分别为甲：v(H2)＝3 mol/(L·min)；乙：v(N2)＝2 mol/(L·min)；丙：v(NH3)＝1 mol/(L·s)。则三个容器中合成氨的反应速率由大到小的顺序为(　　) A．v(甲)>v(乙)>v(丙) B．v(乙)>v(丙)>v(甲) C．v(丙)>v(乙)>v(甲) D．v(乙)>v(甲)>v(丙) 【答案】C 【解析】N2、H2合成氨的反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，三个容器中合成氨的反应速率均转化为用N2表示的反应速率为甲：v(N2)＝v(H2)＝1 mol/(L·min)；乙：v(N2)＝2 mol/(L·min)；丙：v(N2)＝v(NH3)＝0.5 mol/(L·s)＝30 mol/(L·min)，即v(丙)>v(乙)>v(甲)。 【变式3-2】用锌粒与2 mol·L－1的稀硫酸混合制备氢气时，若向其中分别再加入少量等体积的下列物质：①KCl溶液、②4 mol·L－1盐酸、③CuCl2溶液、④4 mol·L－1 CH3COONa溶液，则加入后反应生成氢气速率的大小顺序是(　　) A．③＞④＞① B．①＞②＞④ C．②＞①＞④ D．④＞③＞② 【答案】C 【解析】①加入等体积KCl溶液，导致溶液体积变大，氢离子的浓度减小；②加入等体积4 mol·L－1 盐酸，氢离子的浓度不变；③加入等体积CuCl2溶液，与锌发生置换生成铜，铜与锌的稀硫酸构成原电池加快化学反应的速率；④加入等体积4 mol·L－1CH3COONa溶液，氢离子与醋酸根离子反应生成醋酸，导致溶液中氢离子的浓度比①还小，根据影响反应速率的因素可知，氢离子的浓度越大反应速率越快，则加入后反应生成氢气速率的大小顺序是③＞②＞①＞④。 ►问题四 反应速率的影响因素 【典例4】下列有关反应速率的说法正确的是(　　) A．用铁片和稀硫酸反应制氢气时，改用98%的硫酸可以加快反应速率 B．100 mL 2 mol·L－1的盐酸跟锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率不变 C．SO2的催化氧化反应是一个放热的反应，所以升高温度，反应速率变慢 D．汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2，减小压强反应速率变慢 【答案】D 【解析】铁遇浓硫酸钝化，不能加快反应速率，不选A；加入氯化钠溶液，盐酸的浓度减小，反应速率减慢，不选B；升高温度，反应速率加快，不选C；减小压强，反应速率减慢，选D。 【变式4-1】等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测定反应过程中产生氢气体积V的数据，根据数据绘制得下图，则曲线a、b、c、d所对应的实验组别，有关说法错误的是(　　) 实验组别 c(HCl)/mol·L－1 温度/℃ 形状(Fe) Ⅰ 2.0 30 块状 Ⅱ 2.5 30 块状 Ⅲ 2.5 50 粉末状 Ⅳ 2.5 50 块状 A.曲线a对应的实验组别为Ⅰ B.对比实验Ⅰ、Ⅱ说明浓度对化学反应速率的影响 C.对比实验Ⅱ、Ⅳ说明温度对化学反应速率的影响 D.曲线a、b、c、d对应的实验组别分别为Ⅲ、Ⅳ、Ⅱ、Ⅰ 【答案】A 【解析】因为铁是等物质的量，盐酸的量过量，故生成H2的体积相同，但化学反应速率随反应物浓度增大而增大，随温度升高而增大，随反应物接触面积增大而增大，由图表和图像可知，a曲线为实验Ⅲ对应的曲线，故A项错误。 【变式4-2】容积可变的密闭容器中加入WO3和H2进行反应：WO3(s)＋3H2(g)W(s)＋3H2O(g)，下列说法不正确的是(　　) A．将容器的体积缩小一半，其反应速率增大 B．保持体积不变，充入氩气，其反应速率不变 C．保持压强不变，充入氖气，H2O(g)的生成速率增大 D．保持压强不变，充入氖气，H2O(g)的生成速率减小 【答案】C 【解析】将容器的体积缩小一半，导致压强增大，气体浓度增大，则反应速率增大，故A正确；保持体积不变，充入氩气，参加反应气体的浓度不变，则其反应速率不变，故B正确；保持压强不变，充入氖气，则容器体积增大，参加反应气体的浓度减小，H2O(g)的生成速率减小，故C错误，D正确。 ►问题五 化学反应速率的图像 【典例5】CaCO3与稀盐酸反应(放热反应)生成CO2的量与反应时间的关系如下图所示。下列结论不正确的是(　　) A．反应开始4 min内温度对反应速率的影响比浓度大 B．一段时间后，反应速率减小的原因是c(H＋)减小 C．反应在2～4 min内平均反应速率最大 D．反应在2～4 min内生成CO2的平均反应速率为v(CO2)＝0.06 mol·L－1·s－1 【答案】D 【解析】随着反应的进行，c(H＋)减小，而前4 min内反应速率变大，根据反应是放热反应，可推出前4 min内温度对反应速率的影响比浓度大，A、B项正确；在2～4 min内n(CO2)的变化量最大(或曲线的斜率最大)，可判断出平均反应速率最大，C项正确；由题意及图像可知，该题不知道容器体积，故不能计算出反应速率。 【变式5-1】在一定条件下，密闭容器内某一反应中A、B的物质的量随时间变化的曲线如图所示，下列说法正确的是(　　) A．化学方程式为A2B B．t1时，A的反应速率是B的2倍 C．t2时，A、B的反应速率相等 D．t2时，用A表示的反应速率为 mol·L－1·min－1 【答案】B 【解析】A项，t2时A的物质的量减少了4 mol，B的物质的量增加了2 mol，因此A为反应物，B为生成物，化学方程式为2AB，错误；B项，t1时，A的物质的量减少了2 mol，B的物质的量增大了1 mol，因此A的反应速率是B的2倍，正确；C项，t2时，A的物质的量减少了4 mol，B的物质的量增加了2 mol，因此两者的反应速率不相等，错误；D项，图像中只给出了A、B物质的量的变化，没有给出体积的数值，因此用A表示的反应速率不一定为 mol·L－1·min－1，错误。 【变式5-2】 某温度下，在2 L密闭容器中投入一定量的A、B发生反应：3A(g)＋bB(g)cC(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1(Q＞0)。12 s时反应达到平衡，生成C的物质的量为0.8 mol，反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A．前12 s内，A的平均反应速率为0.025 mol·L－1·s－1 B．12 s后，A的消耗速率等于B的生成速率 C．化学计量数之比b∶c＝1∶2 D．12 s内，A和B反应放出的热量为0.2Q kJ 【答案】C 【解析】由图像分析可知，前12 s内A的浓度变化为Δc(A)＝0.2 mol·L－1－0.8 mol·L－1＝－0.6 mol·L－1， 反应速率v(A)＝－＝＝0.05 mol·L－1·s－1，A错误；前12 s内B的浓度变化为Δc(B)＝0.3 mol·L－1－0.5 mol·L－1＝－0.2 mol·L－1，反应速率v(B)＝－＝＝ mol·L－1·s－1，依据题意v(C)＝＝＝＝ mol·L－1·s－1，速率之比等于化学计量数之比，则3∶b∶c＝0.05∶∶，b＝1，c＝2，b∶c＝1∶2，C项正确；由上述分析可知，该反应的化学方程式为3A(g)＋B(g)2C(g)，其中A、B化学计量数不同，12 s后达到平衡状态，A的消耗速率不等于B的生成速率，B错误；3 mol A完全反应放热Q kJ,12 s内A反应的物质的量为(0.8 mol·L－1－0.2 mol·L－1)×2 L＝1.2 mol，则1.2 mol A反应放出热量0.4Q kJ，D错误。 ►问题六 反应速率实验探究 【典例6】Ⅰ.为比较Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解的催化效果，某化学研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。请回答相关问题： (1)定性分析：如图甲可通过观察________的快慢，定性比较得出结论。有同学提出将0.1 mol·L－1 FeCl3改为________mol·L－1 Fe2(SO4)3更为合理，其理由是______________________________。 (2)定量分析：如图乙所示，实验时均以生成40 mL气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略。实验中需要测量的数据是________。 (3)查阅资料得知：将作为催化剂的Fe2(SO4)3溶液加入H2O2溶液后，溶液中会发生两个氧化还原反应，且两个反应中H2O2均参加了反应，试从催化剂的角度分析，这两个氧化还原反应的离子方程式分别是2Fe3＋＋H2O2===2Fe2＋＋O2↑＋2H＋和_________________________。 Ⅱ.欲用如图所示实验来证明MnO2是H2O2分解反应的催化剂。 (1)该实验不能达到目的，若想证明MnO2是催化剂还需要确认__________________________。 (2)加入0.10 mol MnO2粉末于50 mL H2O2溶液中，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。 写出H2O2在二氧化锰作用下发生反应的化学方程式：_______________________________。 【答案】Ⅰ.(1)产生气泡　0.05　排除阴离子的干扰　(2)产生40 mL气体需要的时间　 (3)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O Ⅱ.(1)MnO2的质量和化学性质是否改变 (2)2H2O22H2O＋O2↑ 【解析】Ⅰ.(1)甲中加入催化剂的现象是有气泡生成，催化剂的作用是加快反应速率，所以可以通过观察产生气泡的快慢来判断两种催化剂的效果；Cl－本身具有很弱的还原性，H2O2具有强氧化性，更重要的是，SO和Cl－是否有催化效果也未知，所以为了排除阴离子差异的干扰，需要将0.1 mol·L－1 FeCl3换为0.05 mol·L－1Fe2(SO4)3，以确保Fe3＋的量和Cu2＋的量相同。(2)题中已告知两个实验都生成40 mL的气体，其他影响因素已忽略，说明催化剂效果的数据只能是反应速率，故需要测量生成40 mL气体所需要的时间。(3)催化剂在整个化学反应中，可以看成是先参加了反应，再被生成了，这两个反应相加就是一个总反应，催化剂刚好被抵消了，表现为不参加反应；总反应为2H2O2===2H2O＋O2↑，用总反应减去这个离子方程式就可以得到另一个离子方程式：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。Ⅱ.(1)化学反应前后，催化剂的质量和化学性质不变；要想证明MnO2是催化剂，还要验证这两点都不变才行。(2)该反应的化学方程式为2H2O22H2O＋O2↑。 【变式6-1】某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题： (1)上述实验中发生反应的化学方程式有__________________________________________________。 (2)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是______________________________________。 (3)要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有______________________(答两种)。 (4)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列的实验。将表中所给的混合溶液分别加入6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。 实验　 混合溶液 A B C D E F 4 mol·L－1 H2SO4/mL 30 V1 V2 V3 V4 V5 饱和CuSO4溶液/mL 0 0.5 2.5 5 V6 20 H2O/mL V7 V8 V9 V10 10 0 ①请完成此实验设计，其中V1＝________，V6＝______，V9＝________。 ②该同学最后得出的结论为：当加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高，但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析生成氢气速率下降的主要原因： _____________________________________________________________________________________。 【答案】(1)CuSO4＋Zn===ZnSO4＋Cu，Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ (2)CuSO4与Zn反应产生的Cu和Zn以及稀硫酸形成原电池，加快了氢气产生的速率 (3)升高反应温度、适当增大硫酸的浓度、增加锌的比表面积等(答两种即可) (4)①30　10　17.5 ②当加入过量的CuSO4溶液后，生成的单质Cu会沉积在Zn的表面，减小了Zn与稀H2SO4的接触面积 【解析】(1)在稀硫酸中加入硫酸铜后发生了两个反应：CuSO4＋Zn===ZnSO4＋Cu，Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。(2)由于Zn与CuSO4反应生成的Cu和Zn以及稀硫酸构成了原电池，大大加快了生成H2的反应速率。(3)要加快生成H2的反应速率，还可以采取如下措施：升高反应温度、适当增大硫酸的浓度、增加锌的比表面积等。(4)①因为要研究CuSO4的量对反应速率的影响，所以应保持硫酸的浓度在各组实验中相同，则硫酸溶液的体积均取30 mL，即V1＝30，根据F中增加的水与硫酸铜溶液的体积之和为20 mL，可以求得V6＝10，V7＝20，V8＝19.5，V9＝17.5，V10＝15。②因析出的铜的量较多，会覆盖在锌的表面，使得锌与稀硫酸接触面积大大减小，故反应速率反而减慢了。 【变式6-2】(1)某课外兴趣小组对H2O2的分解速率进行实验探究。下表是该小组研究影响过氧化氢(H2O2)分解速率的因素时采集的一组数据。表中数据为在不同条件下用10 mL H2O2制取150 mL O2所需的时间。 浓度 时间/s 反应条件 30%H2O2 15%H2O2 10%H2O2 5%H2O2 无催化剂、不加热 几乎不反应 几乎不反应 几乎不反应 几乎不反应 无催化剂、加热 360 480 540 720 MnO2做催化剂、加热 10 25 60 120 ①上述实验结果体现了__________、__________、__________等因素对过氧化氢分解速率的影响； ②从上述影响过氧化氢分解速率的因素中任选一个，说明该因素对化学反应速率的影响：_______________________________________________________________________________。 (2)某温度时，在一个2 L的密闭容器中，M、N、W三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。根据图中数据，试填写下列空白： ①该反应的化学方程式为___________________________________________； ②从开始至4 min，N的平均反应速率为____________。 【解析】(1)①根据表格分析可知，实验结果体现了浓度、温度、催化剂等因素对过氧化氢分解速率的影响。 ②在其他条件不变时，温度升高，化学反应速率加快；在其他条件不变时，反应物浓度增大，化学反应速率加快；在其他条件不变时，使用催化剂比不使用催化剂反应速率大大加快。 (2)①在4 min时，M、N的物质的量都减小0.4 mol，W的物质的量增加0.8 mol，则M、N是反应物，W是生成物；由于物质改变的物质的量之比等于化学计量数之比，故该反应的化学方程式是M＋N===2W。 ②从开始至4 min，N的平均反应速率v(N)＝＝0.05 mol/(L·min)。 【答案】(1)①浓度　温度　催化剂 ②温度升高，化学反应速率加快(或反应物浓度增大，化学反应速率加快或使用合适的催化剂，化学反应速率加快) (2)①M＋N===2W　②0.05 mol/(L·min) 1．下列说法不正确的是 A．化学反应速率是用来表示一段时间内化学反应快慢的物理量 B．化学反应速率通常用反应物或生成物物质的量浓度随时间的变化表示 C．对于同一时间、同一个反应，化学反应速率用不同物质表示时数值不同 D．用不同物质表示化学反应速率时，其数值之比等于方程式中计量数之比 【答案】C 【解析】A．化学反应速率是用来表示一段时间内化学反应快慢的物理量，A正确； B．化学反应速率通常用反应物或生成物物质的量浓度随时间的变化表示，B正确； C．对于同一时间、同一个反应，化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同，用不同物质表示化学反应速率时，其数值之比等于方程式中对应物质的化学计量数之比，若化学计量数相同，也可能出现用不同物质表示化学反应速率，而速率数值相同的情况，C错误； D．用不同物质表示化学反应速率时，其数值之比等于方程式中对应物质的化学计量数之比，D正确； 故选C。 2．日常生活中的下列现象，其物质变化过程中化学反应速率最快的是 A．钢铁的生锈腐蚀 B．豆浆腐败变酸 C．黑火药开山炸石 D．溶洞的形成 【答案】C 【解析】黑火药开山炸石发生剧烈的氧化还原反应，反应速率很快瞬间完成；而豆浆腐败变酸大概需要几天、钢铁的生锈腐蚀大概需要几个月、溶洞的形成需要万年，均为缓慢的化学变化过程；故最快的是C； 故选C。 3．下列关于化学反应速率的说法，不正确的是 A．反应速率越快现象越明显 B．纯固体不用浓度来表示化学反应速率 C．是衡量化学反应进行快慢程度的物理量 D．由反应物质本身的性质决定 【答案】A 【解析】A．反应速率大，不一定有明显的现象，如酸碱中和反应，A错误； B．纯固体的浓度视为是常数，不能表示化学反应速率，B正确； C．化学反应有的快，有的慢，则使用化学反应速率来定量表示化学反应进行的快慢，C正确； D．反应物本身的性质是决定反应速率的主要因素，如火药爆炸瞬间完成、食物腐败速率缓慢，D正确； 故答案选A。 4．为了更好地利用化学反应中的物质和能量变化，在化学研究和工业生产中还需要关注化学反应的快慢和程度。下列关于化学反应速率的说法正确的是 A．根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢 B．对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象就越明显 C．化学反应速率为0.8mol·(L·s)−1是指1s时某物质的浓度为0.8mol·L−1 D．化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物物质的量的减少或任何一种生成物物质的量的增加 【答案】A 【解析】A．化学反应速率是用来表示反应快慢的物理量，根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢，A正确； B．有些化学反应酸碱中和反应瞬间就能完成，但几乎没有明显现象发生，B错误； C．化学反应速率为0.8mol·(L·s)−1是指1s内某物质的浓度变化为0.8mol·L−1，而不是1s时的瞬时浓度，C错误； D．化学反应速率一般以某物质单位时间内的浓度变化量来表示，D错误； 故选A。 5．下列关于化学反应速率的说法正确的是 A．常温下生铁与稀盐酸的反应速率比纯铁与稀盐酸的反应速率小 B．对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显 C．在1L密闭容器中发生反应：C+H2O(g)CO+H2，再加入炭粉，反应速率增大 D．100mL 2mol/L的盐酸与锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率变慢 【答案】D 【解析】A．生铁中含有碳杂质，形成原电池，加快反应速率，故常温下生铁与稀盐酸的反应速率比纯铁与稀盐酸的反应速率大，故A错误； B．对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象不一定就越明显，比如酸碱中和反应，故B错误； C．在1L密闭容器中发生反应：C+H2O(g)CO+H2，由于炭粉是固体，再加入炭粉，反应速率不变，故C错误； D．100mL 2mol/L的盐酸与锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，由于溶液中含有水，溶液体积增大，氢离子浓度减小，因此反应速率变慢，故D正确。 综上所述，答案为D。 6．某化学反应在2L密闭容器中进行，反应物浓度在20s内由6.00mol变为2.00mol，则以该反应物浓度的变化表示20s内的平均反应速率为 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】反应物的反应前浓度为=3mol/L，反应物的反应后浓度为=1mol/L，则以该反应物浓度的变化表示20s内的平均反应速率为=； 故选B。 7．已知反应在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示反应速率最慢的是 A． B．v(CO)=1.5mol/(L·min) C． D． 【答案】A 【分析】同一化学反应中，同一时间段内，各物质的反应速率之比等于其计量数之比，把不同物质的反应速率换算成同一物质的反应速率进行比较，数值越小的反应速率越慢，同时注意单位的统一。 【解析】A．v(CO)=2v(NO2)=1.4mol/(L·min)； B．v(CO)=1.5mol/(L·min)； C．v(CO)=4v(N2)=0.16mol/(L⋅s)=9.6mol/(L·min)； D．v(CO)=v(CO2)=0.1mol/(L⋅s) =6mol/(L·min)； 反应速率大小顺序是C＞D＞B＞A，所以反应速率最慢的是A； 故选A。 8．已知在密闭容器中发生反应，经后，的物质的量减少。下列有关反应速率的说法正确的是 A．用表示的反应速率大小关系为 B．用表示的反应速率是 C．用B表示反应在末的反应速率为 D．增加A的量，化学反应速率加快 【答案】A 【解析】A．反应速率之比等于化学计量数之比，用表示的反应速率大小关系为，故A正确； B．A是固体，反应过程浓度视为不变，不能作为表示反应速率的物质，故B错误； C．反应速率是指某一时段内的平均速率，不是某时刻的瞬时速率，故C错误； D．因A物质为纯固体，增加A的量，化学反应速率不变，故D错误； 故选A。 9．某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，在400mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如表(累计值)。下列有关说法正确的是 时间/min 1 2 3 4 5 氢气体积/mL(标准状况) 100 240 464 576 620 A．2～3min的时间段反应速率最大 B．3～4分钟时间段所消耗的盐酸的物质的量为0.005mol C．保持生成H2的量不变，把稀盐酸换成同体积的浓盐酸可加快反应速率 D．随着反应进行，盐酸浓度不断减小，该反应速率一直在减小 【答案】A 【解析】A．在0～1、1～2、2～3、3～4、4～5min时间段内，产生标准状况下氢气的体积分别为100mL、140mL、224mL、112mL、54mL，由此可知反应速率最大的时间段为2～3 min，故A项正确； B．3～4分钟时间段生成氢气112mL，物质的量为，反应方程式为，由反应式系数得所消耗的盐酸的物质的量为，故B项错误； C．保持生成的量不变，把稀盐酸换成同体积的浓盐酸，则需控制加入锌粉的量，锌与溶液接触面积情况未知，反应速率不一定加快，故C项错误； D．随着反应进行，盐酸浓度不断减小，但反应会放出热量，导致该反应速率先增大在减小，故D项错误； 故选A。 10．反应，经2 min后，B的浓度减少了0.6 mol/L。对此反应速率的叙述正确的是 A．用A表示的反应速率是 B．分别用B、C、D表示反应的速率，其比值是3：2：1 C．在2 min末时的反应速率，用反应物B来表示是0.3 mol/(L·min) D．在这2 min内用B和C表示的反应速率的值都是相同的 【答案】B 【分析】反应，经2 min后，B的浓度减少了0.6 mol/L，用B浓度变化表示的反应速率v(B)==0.3 mol/(L·min)，然后根据用不同物质反应速率时的关系v(B)：v(C)：v(D)=3：2：1进行计算判断。 【解析】A．A是固体物质，其浓度不变，因此不能用A物质表示的反应速率，A错误； B．在该反应中B、C、D三种气体物质反应消耗的物质的量的比是3：2：1，反应在同一容器中进行，容器的容积相同，在相同时间内反应时间也相同，故分别用B、C、D表示反应的速率，v(B)：v(C)：v(D)=3：2：1，B正确； C．化学反应速率是平均速率，不是瞬时速率，因此不能计算出2 min末时用B浓度变化表示的反应速率，C错误； D．由于在反应方程式中，物质B、C的化学计量数不同，因此在这2 min内用B和C表示的反应速率的值是不相同的，D错误； 故合理选项是B。 11．一定温度下，向容积为的密闭容器中通入两种气体并使其发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，对该反应的推断合理的是 A．该反应的化学方程式为 B．内，各物质的反应速率相等 C．内，B的平均反应速率为 D．内， 【答案】C 【解析】A．由图可知，反应达到平衡时A物质增加了1.2mol－0=1.2mol、D物质增加了0.4mol－0=0.4mol、B物质减少了1.0mol－0.4mol=0.6mol、C物质减少了1.0mol－0.2mol=0.8mol，所以A、D为生成物，B、C为反应物，反应系数之比等于其物质的量变化之比=1.2mol：0.6mol：0.8mol：0.4mol=6:3:4:2，所以反应方程式为：3B+4C⇌6A+2D，故A错误； B．由A可知，该物质的反应系数不同，所以该物质的反应速率不可能相等，故B错误； C．由图可知，6s时，v(B)= =0.05mol·L-1·s-1，故C正确； D．由A的反应方程式可知，A和C的化学计量系数不相等，所以任何时刻不可能出现v(A)=v(C)，故D错误; 故选C。 12．700℃时，向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO(g)和H2O(g)，发生反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，部分数据见表： 反应时间/min n(CO)/mol n(H2O)/mol 0 1.20 0.60 t1 0.80 t2 0.20 下列说法正确的是 A．反应在t1min内的平均速率为v(H2)=mol•L-1•min-1 B．温度升至800℃，则正反应速率加快，逆反应速率减慢 C．反应在t1min时未达到平衡 D．反应在t2min时，H2O的转化率约为66.7% 【答案】D 【解析】A．t1min时，生成H2的物质的量为，则在t1min内的平均速率为v(H2)==mol•L-1•min-1，A错误； B．温度升高，正、逆反应速率均加快，B错误； C．t1min时，H2O的物质的量为，t1和t2min时H2O的物质的量不变，说明反应在t1min时达到平衡，C错误； D．根据表格数据，反应在t2min时，H2O的转化率为，D正确； 答案选D。 13．一定温度下，2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随反应时间的变化曲线如图所示，10s时达到平衡。下列说法不正确的是 A．反应的化学方程式为： B．时，Z和X浓度相等，正反应速率大于逆反应速率 C．当X的物质的量不再随时间而变化，此时正、逆反应速率相等，但不为零 D．从反应开始到10s内，用Z的浓度变化表示的平均反应速率为 【答案】D 【解析】A．由图可知，X、Y为反应物，不能完全转化，该反应为可逆反应，Z为生成物，X、Y、Z的系数比为(1.2-0.41)mol：(1-0.21)mol：1.58mol=1：1：2，化学方程式为：X(g)+Y(g)⇌2Z(g)，A正确； B．由图可知，反应正向建立平衡，t1时，Z和X浓度相等，反应未达平衡状态，故(正)＞(逆)，B正确； C．由图可知，当X的物质的量不再随时间而变化，此时正、逆反应速率相等，但不为零，C正确； D．由题干图像信息可知，反应开始到10s，用Z表示的反应速率为=0.079mol/(L•s)，D错误； 故答案为：D。 14．一定温度下，容积为1 L的密闭容器内，某一反应体系中X、Y的物质的量随时间的变化曲线如图所示，下列说法错误的是 A．时Y的浓度是X的2倍 B．时，平均反应速率mol⋅L⋅min C．时正反应速率等于逆反应速率 D．时向容器中加入催化剂，Y的转化率增大 【答案】D 【分析】时X的物质的量增大了3mol-2mol=1mol，Y的物质的量减小了：8mol-6mol=2mol，X为生成物，Y为反应物，Y、X的计量数之比为2mol:1mol=2:1，所以该反应的化学方程式为：2Y(g)X(g)； 【解析】A．时Y、X的物质的量分别是6 mol、3 mol，因此Y的浓度是X的2倍，A正确； B．时，平均反应速率，B正确； C．之后，Y、X物质的量不变，达到平衡状态，则反应的正、逆反应速率相等，C正确；   D．催化剂改变反应速率，不影响平衡移动，Y的转化率不变，D错误； 故选D。 15．一定温度下，在5L的密闭容器中投入一定量的气体A、气体B发生反应生成气体C，12s时生成C的物质的量为1.2mol(过程如图)。下列说法正确的是 A．该反应的化学方程式为 B．2s内用气体A表示的化学反应速率为 C．12s时容器内的气体压强与起始时的气体压强之比为13：11 D．4s时正反应速率等于逆反应速率 【答案】B 【分析】12s是物质的量不再变化可知其反应达到平衡，12s时，A的物质的量减少了1.6mol-0.4mol=1.2mol，B的物质的量减少了1.0mol-0.6mol=0.4mol，C生成了1.2mol，根据变化量之比等于化学计量系数比，该反应的化学方程式为。 【解析】A．根据分析可知该反应的化学方程式为，故A错误； B．2s内用气体A表示的化学反应速率为，故B正确； C．体积相同，温度相同，装置内压强之比就等于气体物质的量之比，反应前气体总的物质的量为2.6mol，12s时，12s时容器内的气体压强与起始时的气体压强之比等于物质的量之比，即为11：13，故C错误； D．4s时，反应没有达到平衡，正、逆反应速率不相等，故D错误； 故选：B。 16．一定条件下，向5L恒容密闭容器中加入6molA和2molB，发生如下反应：；时，剩余1.2molB，并测得C的浓度为。下列说法正确的是 A． B．内，A的平均反应速率为 C．当容器内剩余0.4molB时，反应时间为4min D．其它条件相同，若起始时向2.5L容器中充入6molA和2molB，当剩余1.2molB时，消耗时间等于2min 【答案】A 【解析】A．在化学方程式中，转化物质的量之比等于化学计量数之比，2min时，，，因此x=2，A正确； B．内，A的平均反应速率为，B错误； C．随着反应进行反应物浓度减小，反应速率减小，所以再反应0.8molB剩余0.4molB，所需的时间超过2min，反应需要总时间大于4min，C错误； D．其它条件相同，容积缩小反应物浓度增大，反应速率较快，当剩余1.2mol B时，消耗时间小于2min，D错误； 故选A。 17．在某温度下，的恒容密闭容器中，发生反应的浓度随时间的变化如图所示，下列说法正确的是    A．时用表示的平均速率为 B．时，的体积分数约为 C．时体系的压强与平衡时体系的压强之比为 D．平衡后的转化率为 【答案】D 【解析】A．X为固体，没有浓度因而也没有反应速率这一概念，A错误； B．2min时，生成Z的物质的量为0.4mol，则生成Y的物质的量为0.2mol，因为X为固体，故此时Y的体积分数为0.2mol÷0.6mol=33%，B错误； C．2min时，生成Z0.4mol，生成Y0.2mol，气体总物质的量为0.6mol，而平衡时生成Z0.6mol，生成Y0.3mol，气体总物质的量为0.9mol，故2min时体系的压强与平衡时体系的压强之比为2：3，C错误； D．平衡时生成Z0.6mol，则反应掉X0.6mol，X初始物质的量为2mol，则平衡后X的转化率为0.6mol÷2mol=30%，D正确； 故答案选D。 18．一定温度下向容器中加入A发生反应如下：①A→B，②A→C，③BC．反应体系中A、B、C的浓度随时间t的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 A．反应开始至t1时，化学反应速率①>② B．t2时，B的消耗速率大于生成速率 C．t3时，c(C)=c0-c(B) D．t3后，反应停止了 【答案】D 【解析】A．由0到t1可知，生成物中B多C少，说明化学反应速率①>②，A正确； B．t2时，B在减少，C在增加，则B的消耗速率大于生成速率，B正确； C．由A→B，A→C可知其转化为1:1，t3时，体系中没有A的剩余，故，则，C正确； D．B⇌C为可逆反应，t3后B和C的浓度不再变化，说明反应达到平衡状态，为动态平衡，并未停止反应，D错误； 故选D。 19．如图所示为时A、B、C三种气体在密闭容器中反应时的浓度变化情况，则下列说法错误的是 A．2min后反应达到平衡状态 B．前2min，A的分解速率为0.1 C．发生的反应可表示为 D．2min时，A、B、C的浓度之比为 【答案】C 【解析】A．2min后A、B、C的浓度不再变化，反应达到平衡状态，故A正确； B．前2min，A的分解速率为，故B正确； C．根据图像可知，反应过程中A的浓度减小，B、C的浓度增大，因此A为反应物，B、C为生成物，根据0~2min内浓度的变化量∆c(A)=(0.4-0.2)mol/L=0.2mol/L、∆c(B)=(0.3-0.1)mol/L=0.2mol/L、∆c(C)=0.1mol/L，变化量与化学计量数成正比，可以确定反应为，故C错误； D．据图可知2min时，A、B、C的浓度分别为0.2mol/L、0.3mol/L 、0.1mol/L，比值为2:3:1，故D正确； 故答案为C。 20．在体积都为2L的恒容容器中，200℃和T℃时，发生如下反应，A的物质的量浓度(单位：mol/L)随时间变化的有关实验数据见下表： 时间/min温度/℃ 0 2 4 6 8 10 容器1 200 0.80 0.55 0.35 0.20 0.15 0.15 容器2 T 1.00 0.65 0.35 0.18 0.18 0.18 下列有关该反应的描述正确的是 A．在200℃时，6min时用A表示的化学反应速率为0.1mol/(L·min) B．从表中可以看出T<200℃ C．T℃下，6min时反应刚好达到平衡状态 D．向容器1中通入氦气，容器中总压强增大，反应速率不变 【答案】D 【解析】A．在200℃时，0~6min内用A表示的平均化学反应速率为0.1mol/(L·min)，故A错误； B．从表中可以看出，相同时间内容器2中A的变化量大于容器1，容器2反应速率快， 所以T>200℃，故B错误； C．T℃下，可能是4~6min内某一时刻反应刚好达到平衡状态，故C错误； D．向容器1中通入氦气，容器中总压强增大，浓度不变，反应速率不变，故D正确； 选D。 ( 6 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$