内容正文:
假期必刷3 化学反应速率
化
学
反
应
速
率
化学反应速率的
概念及表示方法
概念
表达式:v=ΔcΔt
单位:molL-1s-1、
molL-1min-1
ì
î
í
ï
ï
ï
ï
ï
ï
ï
ï
化学反应速率与化学计量数的关系
化学反应速率的测量方法
化学反应速率的计算
依据
方法
常见题型
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ï
一、化学反应速率
1.概念
化学反应速率是定量描述
的物理量.
2.表示方法
(1)可用单位时间内反应物或生成物的
的变化来表示.
(2)在容积不变的反应器中,可用单位时间内
反应 物 或 生 成 物 来
表示.
3.表达式及其单位
(1)表达式 .
(2)常用单位: 或 .
二、化学反应速率的测定
化学反应速率是通过实验测定的.包括能
够直接观察的某些性质,如
和 ;也包括必须依靠仪器测量的
性质,如 、 、 、
等.
一、1.化学反应进行快慢 2.(1)物质的量
(2)浓度的减少 浓度的增加
3.(1)v=ΔcΔt
(2)molL-1min-1 molL-1s-1
二、释放出的气体的体积 体系压强 颜色的
深浅 光的吸收 光的发射 导电能力
1.化学与生活密切相关,下列措施的目的是加
快反应速率的是 ( )
A.在食品中添加苯甲酸钠做防腐剂
B.工业制硫酸时,将黄铁矿粉碎煅烧
C.在钢铁中加入铬、镍等金属元素制成不
锈钢
D.在水果罐头中加入抗坏血酸做抗氧化剂
2.下列说法正确的是 ( )
A.化学反应速率为08molL-1s-1,是
指1s时某物质的浓度为08molL-1
B.由v=ΔcΔt
计算平均速率,用反应物表示为
正值,用生成物表示为负值
C.同一化学反应,相同条件下用不同物质
表示的反应速率,数值越大,表示化学反
应速率越快
D.在2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)反应
中,t1、t2 时刻,SO3(g)浓度分别是c1、c2,
则t1~t2 时间段内,生成SO2(g)的平均
速率为v=
c2-c1
t2-t1
7
3.在一定条件下,对于 A2(g)+3B2(g)
2AB3(g)反应来说,以下化学反应速率的表
示中,化学反应速率最快的是 ( )
A.v(A2)=0.8molL-1s-1
B.v(A2)=30molL-1min-1
C.v(AB3)=1.0molL-1s-1
D.v(B2)=1.2molL-1s-1
4.化学反应的速率是通过实验测定的.下列
说法错误的是 ( )
A.酸性KMnO4 溶液和 H2C2O4 溶液反应,
可以通过记录溶液褪色时间来测定反应
速率
B.锌与稀硫酸反应,可以通过测量一定时
间内产生的 H2 体积来计算反应速率
C.可以依靠科学仪器测量光的吸收、光的
发射、导电能力等来测定反应速率
D.恒温恒容条件下发生反应:CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g),可以通过测量单
位时间内压强的变化来测定反应速率
5.在密闭容器中A(g)与B(g)反应生成C(g),
其反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)表示.
已知v(A)、v(B)、v(C)之间有以下关系:
2v(A)=3v(B);v(C)=2v(B).则此反应
可表示为 ( )
A.3A(g)+2B(g) 4C(g)
B.2A(g)+3B(g) 6C(g)
C.3A(g)+2B(g) C(g)
D.2A(g)+3B(g) 4C(g)
6.2022年10月5日,在“铜催化”领域贡献突
出的卡罗琳等人获得了诺贝尔化学奖.利
用铜催化剂可实现甲醇(CH3OH)的催化制
氢,反应机理如下图所示.下列说法正确
的是 ( )
A.该反应的ΔH<0
B.CO属于反应过程中的中间产物
C.反应过程中有非极性键的断裂与形成
D.反应Ⅱ的正反应活化能为(a+b)kJmol-1
7.(双选)一定温度下,10mL0.40molL-1
H2O2 溶液发生催化分解,不同时刻测得生
成O2 的体积(已折算为标准状况)如下表.
t/min 0 2 4 6 8 10
V(O2)/mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9
下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略
不计) ( )
A.0~6min的平均反应速率:v(H2O2)≈
3.3×10-2molL-1min-1
B.6~10min的平均反应速率:v(H2O2)<
3.3×10-2molL-1min-1
C.反应至6min时,c(H2O2)=0.30molL-1
D.反应至6min时,H2O2 分解了40%
8.(双选)某工业流程中,进入反应塔的混合气
体中的 NO和 O2 的物质的量分数分别为
0.10和0.06,发生化学反应2NO(g)+O2(g)
2NO2(g),在其他条件相同时,测得实
验数据如下表.根据表中数据,下列说法正
确的是 ( )
压强/(×
105Pa)
温度/℃
NO达到所列转化率需要的时间/s
50% 90% 98%
1.0
30 12 250 2830
90 25 510 5760
8.0
30 0.2 3.9 36
90 0.6 7.9 74
A.升高温度,反应速率变慢
B.增大压强,反应速率变慢
C.在1.0×105Pa、90℃条件下,当转化率为
98%时,反应已达到平衡
D.若进入反应塔的混合气体为amol,反应
速率 以v=|Δn|Δt
表示,则在8.0×105Pa、
30℃条件下,转化率从50%增至90%时段
NO的反应速率为4a370mol
s-1
8
9.根 据 反 应 4FeS2 +11O2
高温
2Fe2O3 +
8SO2,试回答下列问题.
(1)常选用哪些物质来表示该反应的化学
反应速率: .
(2)当生成SO2 的速率为0.64molL-1s-1
时,则氧气减小的速率为 .
(3)如测得4s后O2 的浓度为2.8molL-1,
此时间内SO2 表示的速率为0.4molL-1
s-1,则开始时氧气的浓度为 .
10.实验:定性探究影响化学反应速率的外界
因素
实验原理:Na2S2O3+H2SO4 Na2SO4
+SO2↑ +S↓ +H2O、2H2O2
催化剂
2H2O+O2↑
影响因素 实验步骤 实验现象 实验结论
浓度
均 出 现
,
但 后 者
增 大 浓
度,化 学
反 应 速
率
温度
混 合 后
均 出 现
,
但 70℃
热 水 一
组
升 高 温
度,化 学
反 应 速
率
催化剂
前 者
,后
者
催 化 剂
能
化 学
反 应
速率
1.(2024安徽高考
真题)某温度下,在
密闭容器中充入一
定量的 X(g),发生
下列反应:X(g)
Y(g)(ΔH1<0),Y(g) Z(g)(ΔH2<0),
测得各气体浓度与反应时间的关系如图所
示.下列反应进程示意图符合题意的是
( )
2.(2024浙江高考真题)汽车尾气中的
NO和CO在催化剂作用下发生反应:2NO
+2CO
催化剂
2CO2+N2
,下列说法不正确
的是(NA 为阿伏加德罗常数的值) ( )
A.生成1molCO2 转移电子的数目为2NA
B.催化剂降低NO与CO反应的活化能
C.NO是氧化剂,CO是还原剂
D.N2 既是氧化产物又是还原产物
反应速率和反应浓度之间的定量关系
经过 长 期 实 践,人 们 总 结 出 反 应 速 率
和反应 浓 度 之 间 存 在 定 量 关 系.恒 温 下,
对于简 单 反 应 来 说,化 学 反 应 速 率 同 反 应
物浓度的 方 次(反 应 物 浓 度 的 方 次 等 于 反
应方程式 中 各 物 质 的 化 学 计 量 数)的 乘 积
成正比.对 于 反 应 mA+nBpC来 说,
v=kcm(A)cn(B),其 中k为 常 数.现
有化 学 反 应 aA+bBcC,在25℃时将
A、B两溶液按 不 同 浓 度 混 合,测 得 A的 反
应速率如下表:
A的浓度/
(molL-1)
B的浓度/
(molL-1)
v(A)/(molL-1
s-1)
1.0 1.0 1.2×10-2
1.0 4.0 1.92×10-1
4.0 1.0 4.8×10-2
思考:(1)分 析 以 上 数 据,并 求 出a、b
的值.
(2)若以v(B)表示该反应的速率,其表达
式中k值应为多少?
9
烷的 ΔH<0,ΔS<0,根据 ΔG=ΔH-TΔS<0可知,乙
烯加氢制备乙烷在低温下可自发进行,D项错误.
3.C
4.D A.c代表反应 H2(g)+
1
2O2
(g)H2O(g)所放出
的能量,a代表旧键断裂所吸收的能量,故 A 错误;B.该
反应反应物的总能量大于生成物的总能量,为放热反应,
故B错误;C.由图可知d<b,故 C 错误;D.由图可知,
d=c,故 D正确.答案选 D.
5.D A.若只用③的键能数据,没有 H2O(g)H2O(l)
ΔH=-44kJmol-1无法算出 H2 的燃烧热,故 A 错
误;B.1molH2(l)所具有的能量低于1molH2(g)所具有
的能量,根 据 2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH =
-483.6kJmol-1分析,1molH2(l)燃烧生成 H2O(g)
时,放出的热量将低于241.8kJ,故 B错误;C.要测出燃
烧热,则生成稳定的氧化物即液态水,而此装置有隔热装
置,氢气和氧气反应生成气态水,若用题图所示装置,无
法测出 H2 的燃烧热,故C错误;D.化学反应的本质是旧
化学键的断裂和新化学键的形成,断键吸收热量,成键释
放能量,因此化学键断裂和形成时的能量变化是化学反
应中能量变化的主要原因,故 D正确;答案为 D.
6.B A.正交硫和单斜硫均是硫元素组成的单质,二者互
为同素异形体,A 错误;B.温度低于955℃且压强大于
01Pa,正交硫是固态,通过降压可发生升华现象,B 正
确;C.图中 M→N过程为固态硫的液化,该过程先由正交
硫经过转化为单斜硫再变成液体,中间发生了化学变化,
C错误;D.在同压条件下,升温由正交硫转化为单斜硫,
说明单斜硫能量高,单斜硫燃烧热高,ΔH 均为负值,则
ΔH1>ΔH2,D错误.
7.AC
8.AC ①×2-②得2C(s)+O2(g)2CO(g) ΔH=
2ΔH1-ΔH2,已知碳燃烧生成 CO是放热反应,即2ΔH1
-ΔH2<0,得2ΔH1<ΔH2,所以 A 正确、D 错误;碳燃
烧生成 CO2 和 CO,燃烧生成 CO2 都是放热反应,所以
ΔH1<0,ΔH2<0,则B错误;由①×2+③-②即得反应
⑤,所以 ΔH5=ΔH3+2ΔH1-ΔH2,因此C正确.
9.解析:(1)氮的固定是游离态的氮转变为化合态的氮,因
此属于氮的固定的是①②;反应③是氨气催化氧化生成
一氧化 氮 和 水,其 化 学 方 程 式 为 4NH3+5O2
催化剂
△
4NO+6H2O.
(2)只有高锰酸钾具有氧化性,其余物质不具有氧化性,
因此可以用作氧化 NO 的是 D;若 以 NaClO 溶 液 氧 化
NO,写出该反应的化学方程式,并用双线桥法标出反应
中电子的得失和数目为:
NaClO+NONaC
得到2e-
↓
l+N
失去2e-
↑
O2.
(3)①过程Ⅰ是断键,因此为吸热过程;过程Ⅱ生成的化
学键有碳氧极性键和氮氮非极性键.答案为:吸热;极性
键和非极性键.
②已知过程Ⅰ的焓变为akJmol-1,过程Ⅱ的焓变为
bkJmol-1,根据盖斯定律,该反应的热化学方程式为
2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH=(a+b)
kJmol-1.
答案:(1)①② 4NH3+5O2
催化剂
△
4NO+6H2O
(2)D NaClO+NONaC
得到2e-
↓
l+N
失去2e-
↑
O2 (3)①吸热 极性键
和非极性键 ②2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)
ΔH=(a+b)kJmol-1
高考冲浪
1.D A.由盖斯定律可知反应2CO(g)+2H2(g)CO2(g)
+CH4(g)的焓变 ΔH=-2×41.2kJmol-1-164.7
kJmol-1=-247.1kJmol-1,A 错误;B.CO2(g)+
4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)为放热反应,升高温度平
衡逆向移动,CH4 的含量降低,故 CH4 的平衡选择性随
着温度的升高而降低,B错误;C.由图可知温度范围约为
450℃~550℃时二氧化碳实际转化率趋近于平衡转化
率,此时为最适温度,温度继续增加,催化剂活性下降,
C错误;D.450℃时,提高
n起始(H2)
n起始(CO2)
的值可提高二氧化
碳的平衡转化率,增大压强反应Ⅰ平衡正向移动,可提高
二氧化碳的平衡转化率,均能使 CO2 平衡转化率达到 X
点的值,D正确;答案选 D.
2.A A.虽然2ΔH1≈ΔH2,但 ΔH2≠ΔH3,说明碳碳双键
加氢放出的热量与分子内碳碳双键数目、双键的位置有
关,不能简单地说碳碳双键加氢放出的热量与分子内碳
碳双键数目成正比,A 错误;B.ΔH2<ΔH3,即单双键交
替的物质能量低,更稳定,说明单双键交替的两个碳碳双
键间存在相互作用,有利于物质稳定,B正确;C.由图示
可知,反应Ⅰ为:
(l)+H2(g) (l) ΔH1,
反应Ⅳ为:
+3H2(g) (l) ΔH4,故反应
Ⅰ是1mol碳碳双键加成,如果苯环上有三个完全独立的
碳碳三键,则3ΔH1=ΔH4,现有3ΔH1<ΔH4,说明苯分
子中不存在三个完全独立的碳碳双键,C正确;D.由图示
可知,反应Ⅰ为:
(l)+H2(g) (l) ΔH1,
反应Ⅲ为:
(l)+2H2(g) (l) ΔH3,反
应Ⅳ为:
+3H2(g) (l) ΔH4,ΔH3-
ΔH1<0,即
(l)+H2(g)
(l) ΔH<0,
ΔH4-ΔH3>0,即
+H2(g)
(l) ΔH>
0,则说明
具有的总能量小于
,能量越低越稳
定,则说明苯分子具有特殊稳定性,D正确.答案选 A.
假期必刷3 化学反应速率
1.B A.食品中添加防腐剂苯甲酸钠的目的是防止食品腐
败变质,即减慢食品变质的反应速率,A 项不符合题意;
B.将黄铁矿粉碎再煅烧可增大 FeS2 与 O2 的接触面积,
加快反应速率,B项符合题意;C.在钢铁中加入铬、镍等
金属元素制成不锈钢可防止钢铁锈蚀,C项不符合题意;
D.在水果罐头中加入抗氧化剂抗坏血酸,可以减慢水果
罐头氧化变质的反应速率,D项不符合题意.
2.D A.化学反应速率为08molL-1s-1,是指在1s
的时间内某物质的浓度变化了08molL-1,故 A 错
误;B.化学反应速率可以用单位时间内反应物浓度的减
少或生成物 浓 度 的 增 加 来 表 示,都 是 正 值,故 B 错 误;
C.同一化学反应,相同条件下用不同物质表示的反应速
26
率之比等于方程式的化学计量数之比,数值可能不同,但
意义是相同的,表示的都是该化学反应在这一段时间段
内的平均速率,故C错误;D.同一化学反应,相同条件下
用不同物质表示的反应速率之比等于方程式的化学计量
数之比,所以在2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)反应中,
t1、t2 时刻,SO3(g)浓度分别是c1、c2,则t1~t2 时间段内,
消耗SO3 的平均速率等于生成SO2(g)的平均速率:v=
c2-c1
t2-t1
;答案选 D.
3.A
4.D A.高锰酸钾具有强氧化性,能将草酸氧化为二氧化
碳,本身被还原为锰离子而褪色,可以通过记录溶液褪色
时间来测定反应速率,故 A正确;B.锌与稀硫酸反应生成
氢气,可以通过测量一定时间内产生的 H2 体积来计算反
应速率,故B正确;C.在化学反应过程中,参与反应物质
的某些性质如光的吸收、光的发射、导电能力等发生改
变,可以依靠科学仪器测量光的吸收、光的发射、导电能
力等来测定反应速率,故C正确;D.反应前后气体总压不
变,所以不能通过测量压强来测定反应速率,故 D 错误;
答案选 D.
5.A
6.B A.根据能量图示,反应物的总能量低于生成物的总
能量,该反应为吸热反应,ΔH>0,A 项错误;B.反应Ⅰ生
成CO,反应Ⅱ消耗CO,所以CO属于反应过程中的中间
产物,B项正确;C.反应Ⅰ断开了 C-H 键、H-O 键,形
成了 H-H 键,反应Ⅱ断开了 O-H 键,形成了 C-O
键、H-H 键,所以反应过程中有非极性键的形成,但没
有断裂,C项错误;D.根据图示,反应Ⅱ的正反应活化能
为akJmol-1,D项错误;答案选B.
7.CD 8.AD
9.解析:(1)一般不用固体和纯液体来表示反应速率,所以
可用 O2 和SO2 来表示该反应的反应速率.
(2)不同物质表示的反应速率和方程式中对应化学计量数成
正比,所以氧气减少的速率为0.64molL-1s-1×118=
0.88molL-1s-1.
(3)此时间内SO2 表示的速率为0.4molL-1s-1,
则氧气表示的速率为0.4molL-1s-1×118=
0.55 molL-1 s-1,所 以 氧 气 的 变 化 浓 度 为
0.55molL-1s-1×4s=2.2molL-1,则开始时
氧气 的 浓 度 为 2.8 molL-1 +2.2 molL-1 =
5molL-1.
答案:(1)SO2 或 O2
(2)0.88molL-1s-1
(3)5molL-1
10.解析:按照图示实验,控制其他条件一样,只改变 H2SO4
的浓度,可看到两试管均出现浑浊,但后者由于 H2SO4
浓度更大,出现浑浊更快,此实验说明增大浓度,化学反
应速率增大;控制其他条件一样,只改变温度,可看到混
合后均出现浑浊,但70℃热水一组相比于25℃冷水一组
而言首先出现浑浊,此实验说明升高温度,化学反应速
率增大;控制其他条件一样,只改变催化剂,可看到前者
未加催化剂溶液无明显现象,后者因加催化剂溶液中出
现大量气泡,此实验说明催化剂能加快化学反应速率.
答案:浑浊 出现浑浊更快 增大 浑浊 首先出现浑
浊 增大 无明显现象 出现大量气泡 加快
高考冲浪
1.B A.X(g) Y(g)和 Y(g) Z(g)的 ΔH 都小于0,
而图像显示 Y的能量高于 X,即图像显示 X(g) Y(g)
为吸热反应,A 项不符合题意;B.图像显示 X(g) Y
(g)和 Y(g) Z(g)的 ΔH 都小于0,且 X(g) Y(g)
的活化能小于 Y(g) Z(g)的活化能,B项符合题意;C.
图像显示 X(g) Y(g)和 Y(g) Z(g)的 ΔH 都小于
0,但图像上 X(g) Y(g)的活化能大于 Y(g) Z(g)
的活化能,C项不符合题意;D.图像显示 X(g) Y(g)
和 Y(g) Z(g)的 ΔH 都大于0,且 X(g) Y(g)的活
化能大于 Y(g) Z(g)的活化能,D项不符合题意.
2.D NO中 N 的化合价为+2价,降低为0价的 N2,1个
NO得2个电子,作氧化剂,发生还原反应,CO 中 C 为
+2,化合价升高为+4的 CO2,失去2个电子,作还原剂
发生氧化反应;A.根据分析,生成1molCO2 转移2NA
的电子,A正确;B.催化剂通过降低活化能,提高反应速
率,B正确;C.根据分析,NO 是氧化剂,CO 是还原剂,C
正确;D.根据分析,N2 为还原产物,CO2 为氧化产物,D
错误.
假期必刷4 化学平衡
1.A A.该反应为放热反应,则 ΔH<0,该反应为熵减的反
应,则 ΔS<0,故 A正确;B.反应达到平衡后,再通入一定
量O2,则正反应速率与逆反应速率都增大,重新达到新平
衡时正向反应速率增大,故 B错误;C.其他条件相同,增
大
n(O2)
n(NO)
,NO转化率增大,故C错误;D.反应的平衡常数
可表示为K=
c2(NO2)
c2(NO)c(O2)
,故 D错误.
2.B
3.A A.气体平均摩尔质量=气体的总质量÷气体的总物
质的量,随着正反应的发生,气体的质量变大,但气体的
总物质的量不变,故气体的平均摩尔质量是一个变量,当
气体平均摩尔质量不变时能说明该反应达到平衡,A 符
合题意;B.反应前后气体的分子数不变,故在一定的温度
下容器内压强不变,不能说明该反应达到平衡状态,B不
符合题意.C.容器中n(CO)=n(CO2)不能说明两种气
体的浓度不再发生变化,因此不能说明该反应达到平衡,
C不符合题意;D.v(CO)=v(CO2)不能说明正反应速率
等于逆反应速率,故不能说明该反应达到平衡状态,D不
符合题意;答案选 A.
4.B 2molN2 和3molH2 反应,假设反应能够进行到底,
则3molH2 完全反应,生成2molNH3,此时 NH3 的浓
度为02molL-1,但由于反应是可逆反应,不能完全反
应,所以 NH3 浓度达不到02molL-1.
5.B A.催化剂能降低 NO和CO反应的活化能,加快反应
速率,故 A 正确;B.平衡常数只与温度有关,加入少量
CaO,平衡常数不变,故 B错误;C.充入等体积的 NO 和
CO,其初始物质的量相等,二者化学计量数之比为1∶1,
则达到平衡时,NO、CO的转化率相等,故C正确;D.反应
前后气体体积减小,当气体总压强不变时,各物质浓度不
变,则反应达到平衡状态,故 D正确.
6.C A.在恒温恒容条件下,充入“惰气”,化学反应各物质
浓度不变,反应速率不变,选项 A错误;B.在恒温恒压下,
平衡后充入CH3OH,容器体积增大,一氧化碳、氢气浓度
减小,平衡向右移动,选项 B错误;C.单位时间内氢气的
产率可以表示反应速率,加入催化剂,反应速率增大,提
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