第6章 第2节 新知探究课9 化学反应的速率-【名师导航】2023-2024学年高中化学必修第二册同步讲义(人教版2019)

第二节　化学反应的速率与限度 新知探究课9　化学反应的速率 1．了解化学反应速率的表示方法及基本计算，培养“宏观辨识与模型认知”的核心素养。 2．通过实验探究影响化学反应速率的因素，并了解“变量控制”法探究影响化学反应速率的因素，培养“科学探究与模型认知”的核心素养。 一、化学反应速率及其表示方法 1．表示方法：化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增大来表示(取正值)。 2．表达式：v＝，单位：mol/(L·min)或mol/(L·s)。 3．示例：某反应的反应物浓度在5 min内由6 mol/L变成了2 mol/L，则以该反应物浓度的变化表示的该反应在这段时间内的平均反应速率为0.8 mol/(L·min)。 　(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)化学反应速率用来表示化学反应进行的快慢程度。 (　　) (2)化学反应速率通常用单位时间内生成或消耗某物质的质量的多少来表示。 (　　) (3)在同一个反应中，可以用反应物或生成物浓度的变化量来表示反应速率。 (　　) (4)化学反应速率为0.8 mol·L-1·s-1是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L-1。 (　　) [答案]　(1)√　(2)×　(3)√　(4)× 二、影响反应速率的因素 1．方法引导——变量控制方法 探究化学反应速率的影响因素，关键是控制好变量。其大致步骤如下： 2．实验探究 (1)反应温度的影响 实验 操作 在两支大小相同的试管中均加入2 mL 5% H2O2溶液，同时滴入2滴1 mol/L FeCl3溶液。待试管中均有适量气泡出现时，将其中一支试管放入盛有冷水的烧杯中，另一支试管放入盛有热水的烧杯中 实验现象 冷水 热水 产生气泡速率较慢 产生气泡速率较快 实验结论 温度越高，H2O2的分解速率越快，反应越快 (2)反应物浓度的影响 实验操作 在两支大小相同的试管中均加入2.0 g颗粒大小、形状相同的大理石碎块，分别滴加2 mL不同浓度的盐酸 实验现象 0.1 mol/L盐酸 1 mol/L盐酸 产生气泡速率较慢 产生气泡速率较快 实验结论 盐酸的浓度越大，碳酸钙与盐酸的反应速率越快 (3)催化剂的影响 实验操作 在两支大小相同的试管中均加入2 mL 5% H2O2溶液，其中一支试管中滴入2滴1 mol/L FeCl3溶液 实验现象 未加FeCl3溶液 滴加FeCl3溶液 产生气泡速率很慢 产生气泡速率较快 实验结论 使用催化剂，可加快H2O2的分解速率 3．探究总结 外界因素 规律(其他条件不变) 浓度 增大反应物的浓度，化学反应速率增大； 减小反应物的浓度，化学反应速率减小 温度 升高温度，化学反应速率增大； 降低温度，化学反应速率减小 压强 对于有气体参加的反应，增大气体的压强，化学反应速率增大；减小气体的压强，化学反应速率减小 催化剂 一般地，使用催化剂能极大地增大反应速率 固体的表面积 增大固体反应物的表面积，化学反应速率增大 其他 光照、溶剂、形成原电池等，也能影响化学反应速率 　(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)任何化学反应，只要增加体系的压强，反应速率一定增大。 (　　) (2)做化学实验时，通常将固体药品研细并混匀，是为了增大固体间的接触面积，加快反应速率。 (　　) (3)升高温度时，不论吸热反应还是放热反应，化学反应速率一般都增大。 (　　) (4)增大反应物的用量，反应速率一定增大。 (　　) [答案]　(1)×　(2)√　(3)√　(4)× 化学反应速率的理解、计算及大小比较 1．锌与稀硫酸反应制取氢气反应中，用哪些物质可以表示该反应的速率？ 提示：硫酸、硫酸锌、Zn的质量变化。硫酸、硫酸锌溶解于水中，浓度可以表示；锌是固体，浓度几乎不变，可用Zn和质量变化表示；由于氢气脱离了溶液，故其浓度无法表示，可用H2体积变化量表示。 2．在一定条件下，在容积为2 L的密闭容器中发生反应：N2＋3H2⥫⥬2NH3，已知该状态下N2、H2和NH3均为气体。 (1)若在5 min内，测知NH3的质量增加1.7 g，则这5 min内，用NH3表示的反应速率是多少？ 提示：v(NH3)＝＝＝0.01 mol·L-1·min-1。 (2)若已知NH3的反应速率为0.2 mol·L-1·min-1，你能计算出H2的反应速率吗？ 提示：依据化学反应速率之比等于化学计量数之比可知：v(H2)＝v(NH3)＝×0.2 mol·L-1·min-1＝0.3 mol·L-1·min-1。 (3)若将等量的N2和H2的混合气体分别充入甲、乙、丙三个容器中，进行上述反应，经过相同的时间后，测得反应速率分别为甲：v(H2)＝1 mol·L-1·min-1，乙：v(N2)＝2 mol·L-1·min-1，丙：v(NH3)＝3 mol·L-1·min-1。则三个容器中合成氨的反应速率大小关系是怎样的？ 提示：甲：v(H2)＝1 mol·L-1·min-1；乙：v(N2)＝2 mol·L-1·min-1，以氮气的化学反应速率为标准进行判断，根据化学反应速率之比等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比可知，容器甲中：v(N2)＝v(H2)＝×1 mol·L-1·min-1＝ mol·L-1·min-1；容器乙中：v(N2)＝2 mol·L-1·min-1，容器丙中：v(N2)＝v(NH3)＝×3 mol·L-1·min-1＝1.5 mol·L-1·min-1。则反应速率：v(乙)＞v(丙)＞v(甲)。 1．化学反应速率的理解 (1)表示化学反应速率时，必须指明具体的物质，因为同一化学反应，用不同的物质表示的反应速率，其数值可能不同。 (2)固体或纯液体的浓度视为常数，因此不用固体或纯液体浓度的变化量表示化学反应速率。 (3)用不同物质表示的化学反应速率之间的关系 对于任意反应aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)，单位一致时总有v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d或＝＝＝。 2．化学反应速率大小的比较 (1)换算成用同一物质、同一单位表示，再比较数值大小。 (2)比较化学反应速率与化学计量数的比值。如反应aA＋bB===cC，要比较v(A)与v(B)的相对大小，即比较与的相对大小，若＞，则用v(A)表示的反应速率比用v(B)表示的反应速率大。 1．下列关于化学反应速率的叙述不正确的是(　　) A．化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量 B．若某化学反应的反应速率为0.5 mol/(L·s)，就是指在1秒内，该反应反应物和生成物的浓度变化都为0.5 mol/L C．化学反应速率也可以用单位时间内生成某物质的质量多少来表示 D．在容积不变的反应器中，化学反应速率通常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 B　[化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量(均取正值)来表示，A正确；若某化学反应的反应速率为0.5 mol/(L·s)，是指用某一物质表示的平均速率，与其他物质的速率不一定相等，B错误；可用浓度、压强、质量等物理量的变化量表示化学反应速率，则化学反应速率也可以用单位时间内生成某物质的质量多少来表示，C正确；化学反应速率通常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，D正确。] 2．(1)在反应A(g)＋3B(g)===2C(g)中，若以物质A表示的该反应的化学反应速率为0.2 mol·L-1·min-1，则以物质B表示此反应的化学反应速率为_________ mol·L-1·min-1。 (2)将10 mol A和5 mol B放入容积为10 L的密闭容器中，某温度下发生反应：3A(g)＋B(g)⥫⥬2C(g)，在最初2 s 内，消耗A的平均速率为0.06 mol·L-1·s-1，则在2 s 时，容器中有______ mol A，此时C的物质的量浓度为________。 [解析]　(1)根据化学方程式中的化学计量数关系，＝，v(B)＝3v(A)＝3×0.2 mol·L-1·min-1＝0.6 mol·L-1·min-1。 (2)　　　 　3A(g)　 ＋ B(g)⥫⥬　 2C(g) 起始浓度/(mol·L-1) 1.0 0.5 0 转化浓度/(mol·L-1) 0.06×2＝0.12 0.04 0.08 2 s时浓度/(mol·L-1) 1.0－0.12＝0.88 0.5－0.04＝0.46 0.08 则2 s时，n(A)＝0.88 mol·L-1×10 L＝8.8 mol，c(C)＝0.08 mol·L-1。 [答案]　(1)0.6　(2)8.8　0.08 mol·L-1 影响化学反应速率的因素 1．已知存在反应：2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O。依据下列图示，回答下列问题。 (1)乙试管的反应速率明显高于甲试管，可能的原因是什么？ 提示：该反应体系中硫酸锰固体作催化剂，可以加快反应速率。 (2)反应刚开始，甲的反应速率比较慢，但是反应一段时间后，反应速率明显加快，这是什么原因？ 提示：反应生成的硫酸锰是催化剂，可以加快反应速率。 2．在一密闭容器中充入1 mol H2和1 mol I2，压强为p(Pa)，并在一定温度下使其发生反应：H2(g)＋I2(g)⥫⥬2HI(g)。该密闭容器有一个可移动的活塞(如图)。 (1)向下压缩该活塞，该反应的反应速率将如何变化？ 提示：加快。 (2)从浓度的角度来解释压强的变化对反应速率的影响。 提示：气体的压强增大，气体的体积就缩小，增加了单位体积的反应物的物质的量，即增加反应物的浓度，因而可以增大化学反应的速率。 (3)保持容器内气体压强不变，向其中充入1 mol Ar(Ar不参加反应)，反应速率将如何变化？ 提示：减慢。保持压强不变，向其中充入Ar ，体积变大，反应物浓度减小，反应速率减慢。 (4)保持容器内气体压强不变，向其中再充入1 mol H2(g)和1 mol I2(g)，反应速率将如何变化？ 提示：不变。保持压强不变，向其中再充入1 mol H2和1 mol I2，体积增大，但是反应物浓度不变，反应速率不变。 影响化学反应速率的因素 1．内因——决定因素 决定化学反应速率的主要原因是反应物本身的性质。例如：Mg、Zn分别与等浓度的盐酸反应时，Mg发生的反应更剧烈，反应更快。 2．外因(其他条件不变时) 3．压强对反应速率影响的原因 对于有气体物质参加的反应，改变反应体系的压强，对化学反应速率的影响常有以下几种情况： (1)恒温时，增大压强容积减小浓度增大化学反应速率增大； (2)恒温恒容时，充入气体反应物总压强增大浓度增大化学反应速率增大； (3)恒温恒容时，充入“惰性气体”总压强增大，但各物质的浓度不发生变化，所以化学反应速率不变； (4)恒温恒压时，充入“惰性气体”容器容积增大浓度减小化学反应速率减小。 说明：“惰性气体”是指不参与反应的气体。 3．下列有关化学反应速率的说法正确的是(　　) A．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 B．用锌片和稀硫酸反应制取氢气时，用粗锌比纯锌反应生成氢气的速率更快 C．反应C＋H2O⥫⥬CO＋H2在一容积可变的密闭容器中进行，增加C的量，其反应速率增大 D．汽车尾气中的NO和CO可以反应生成N2和CO2，减小压强反应速率加快 B　[在盐酸中加入氯化钠溶液，盐酸浓度变小，反应速率减慢，A错误；粗锌中含有杂质，与锌在稀硫酸中形成原电池，生成氢气的速率会加快，B正确；反应C(s)＋H2O(g)⥫⥬CO(g)＋H2(g)在一容积可变的密闭容器中进行，C为固体，增加C(s)的量，反应速率不变，C错误；汽车尾气中的NO和CO可以反应生成N2和CO2，减小压强，反应速率减慢，D错误。] 4．反应C＋H2O⥫⥬CO＋H2在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变能使瞬间正反应速率增大的是(　　) A．增加碳单质的量(不计固体接触面积变化对反应速率的影响) B．保持体积不变，充入N2使体系压强增大 C．将容器的体积缩小一半 D．保持压强不变，充入N2使体系体积增大 C　[碳为固体，浓度视为常数，化学反应速率不变，A错误；恒容状态下，充入非反应气体，组分浓度不变，化学反应速率不变，B错误；体积缩小，增大压强，化学反应速率增大，C正确；恒压状态下，充入非反应气体，体积增大，组分的浓度减小，化学反应速率减缓，D错误。] 1．明确一个化学反应速率的表达式：v(A)＝＝。 2．熟记一个定量关系：化学反应速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。 3．理解影响化学反应速率的四因素：升高温度、使用催化剂、增大反应物浓度、增大固体反应物的表面积均可增大反应速率。 4．微观辨识压强对化学反应速率的影响：改变压强来影响化学反应速率是通过改变气体反应物浓度而实现的，若压强改变而浓度不变，则速率不变。 1．下列有关化学反应速率的认识正确的是(　　) A．同一化学反应的速率恒定不变 B．化学反应速率能够描述反应进行的快慢 C．反应速率越快，反应物的转化率越高 D．固态物质间的反应无法表示其反应速率 B　[同一化学反应，随着反应的进行，反应物浓度降低，反应速率减小，A错误；化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量，通常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(只取正值)，B正确；化学反应速率越快，达到平衡所需的时间越少，转化率的大小与速率无关，C错误；固体因浓度是定值，不存在浓度差，不能用单位时间内浓度的变化来表示其反应速率，但固态物质间的反应可以用单位时间固体反应物质量减小或生成物质量增加来表示。单位一般为g/s、g/min，D错误。] 2．下列措施能明显增大原反应的化学反应速率的是(　　) A．Na与水反应时，增加水的质量 B．H2SO4与NaOH两溶液反应时，增大压强 C．实验室制氢气时，将稀硫酸改为98%的浓硫酸与Zn反应 D．在工业合成氨反应中，温度和容器容积一定时，增加氮气的量 D　[水为纯液体，增加水的用量，浓度不变，反应速率不变，A错误；反应在溶液中进行，反应物和生成物均无气体，增大压强，反应速率基本不变，B错误；将稀硫酸改为98%的浓硫酸，浓硫酸与Zn反应生成二氧化硫气体，不生成氢气，C错误；恒温恒容条件下，在工业合成氨的反应中，增加氮气的量，反应物浓度增大，则反应速率增大，D正确。] 3．化学反应4A(s)＋3B(g)⥫⥬2C(g)＋D(g)，经2 min，物质B的浓度减少0.06 mol·L-1。对此反应速率的表示正确的是(　　) A．用A表示的反应速率是0.4 mol·L-1·min-1 B．2 min内，v正(B)和v逆(C)表示的反应速率的值都是逐渐减小的 C．2 min末的反应速率用B表示是0.3 mol·L-1·min-1 D．分别用B、C、D表示的反应速率的比值是3∶2∶1 D　[物质A是固体，浓度不变，不能用A的浓度表示该反应的反应速率，A错误；B是反应物，浓度降低，v正(B)逐渐减小，C是生成物，浓度增大，v逆(C)逐渐增大，B错误；2 min末的反应速率为瞬时速率，用B表示的反应速率0.3 mol·L-1·min-1是2 min内的平均反应速率，C错误；反应速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比，则v(B)∶v(C)∶v(D)＝3∶2∶1，D正确。] 4．化学兴趣小组为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，他们在100 mL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(标准状况)，实验记录如下(累计值)： 时间/min 1 2 3 4 5 氢气体积/mL 50 120 232 290 310 (1)在0～1 min、1～2 min、2～3 min、3～4 min、4～5 min时间段中，反应速率最大的时间段是______________，原因为_____________________________ ____________________________________________________________________； 反应速率最小的时间段是__________________，原因为_____________________ ____________________________________________________________________。 (2)在2～3 min内，用盐酸的浓度变化表示的反应速率为__________________。 (3)为了减缓反应速率但不减少产生氢气的量，在盐酸中分别加入等体积的下列溶液，其中可行的是________。 A．蒸馏水　　　　 B．Na2SO4溶液 C．NaNO3溶液 D．Na2CO3溶液 [解析]　(1)5段时间内收集的氢气体积分别是50 mL、70 mL、112 mL、58 mL、20 mL，所以根据在相同时间内收集到的氢气体积可知，2～3 min内产生的氢气最多，所以反应速率最快，这是由于该反应是放热反应，此时温度较高，反应速率快；4～5 min内产生的氢气最少，因此反应速率最慢，这是由于此时溶液中H＋ 浓度小，因而反应速率慢；(2)此阶段产生氢气的物质的量为＝0.005 mol，消耗盐酸的物质的量为2×0.005 mol＝0.01 mol，V(HCl)＝＝ 0.1 mol·L-1·min-1；(3)加入蒸馏水，稀释溶液，降低浓度，化学反应速率减缓，溶液中H＋总物质的量不变，氢气总量不变，故A符合题意；加入Na2SO4溶液，相当于加水稀释，故B符合题意；加入NaNO3后，硝酸根在酸性环境下会氧化Zn生成氮氧化物，同时消耗氢离子，产生氢气的量会减小，C不符合题意；盐酸和碳酸钠反应，消耗盐酸，影响氢气的产量，D不符合题意。 [答案]　(1)2～3 min　该反应是放热反应，2～3 min时溶液温度较高，反应速率最快　4～5 min　此时反应物的浓度较小，反应速率最慢　(2)0.1 mol·L-1·min-1　(3)AB 新知探究课固基练(九)　化学反应的速率 1．下列关于化学反应速率的说法正确的是(　　) A．因是同一反应，所以用不同物质表示化学反应速率时，所得数值是相同的 B．根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢 C．化学反应速率为“1 mol/(L·min)”表示的意思是：时间为1 min时，某物质的浓度为1 mol/L D．化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或者任何一种生成物浓度的增加 B　[同一反应，用不同物质表示化学反应速率时，数值比值等于物质的化学计量数之比，则不一定相等，A错误；化学反应速率的大小可以体现化学反应进行的快慢，即根据化学反应速率的大小可以判断化学反应进行的快慢，B正确；化学反应速率为“1 mol/(L·min)”表示的意思是时间在1 min内，某物质的浓度变化量为1 mol/L，C错误；化学反应的反应速率不能用固体物质单位时间内浓度的变化量表示，D错误。] 2．在反应C(s)＋CO2(g)2CO(g)中，可使化学反应速率明显增大的措施是(　　) ①增大压强　②升高温度　③增大CO2的浓度　④增加碳的量　⑤降低压强 A．①②③　　　　 B．②③④ C．①②③④ D．②③④⑤ A　[①该反应是有气体参加和生成的反应，增大压强，化学反应速率明显增大；②升高温度，化学反应速率明显增大；③增大二氧化碳的浓度，反应物浓度增大，化学反应速率明显增大；④碳是浓度为定值的固体，增加碳的量，反应速率不变；⑤该反应是有气体参加和生成的反应，降低压强，化学反应速率明显减小；①②③符合题意，故选A。] 3．反应4A(s)＋3B(g)===2C(g)＋D(g)，经2 min B的浓度减小0.6 mol/L。对此反应速率的表示正确的是(　　) A．用A表示的反应速率是0.8 mol/(L·s) 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 B　[反应物A是固体，浓度为常数，不用其表示反应的速率，A不正确；化学反应速率之比等于化学计量数之比，故分别用B、C、D表示反应的速率，其比值是3∶2∶1，B正确；v(B)＝ ＝0.3 mol/(L·min)是2 min内的平均反应速率，而不是2 min末时的反应速率，C不正确；反应中B和C的化学计量数不同，则B和C表示的反应速率的值不同，D不正确。] 4．可逆反应2A＋B⥫⥬3C＋2D，在四种不同情况下的反应速率如下，其中反应进行得最快的是(　　) A．v＝0.9 mol/ B．v＝0.6 mol/ C．v＝0.9 mol/ D．v＝0.01 mol/ B　[化学反应速率之比等于化学计量数之比，故反应速率与其化学计量数的比值越大，反应速率越快，＝0.45 mol/(L·min)，＝0.6 mol/(L·min)，＝0.3 mol/(L·min)，＝0.3 mol/(L·min)，根据计算可以看出v(B)＝0.6 mol/(L·min)是速率最快的。] 5．下列有关化学反应速率的说法，正确的是(　　) A．100 mL 2 mol/L的盐酸与锌反应时，加入适量的硫酸钠溶液，生成氢气的速率不变 B．用铁片和稀硫酸反应制取氢气时，改用铁片和浓硫酸可以加快产生氢气的速率 C．密闭容器中的反应：N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)，当温度、压强不变时，充入惰性气体，反应速率减慢 D．相同质量的碳酸钙固体，块状、粉末状分别与1 mol/L足量盐酸反应，产生的气体的量相同，粉末状的需要的时间长 C　[A错误，加入硫酸钠溶液，溶液体积增大，氢离子浓度减小，反应速率减小；B错误，浓硫酸具有强氧化性，常温下使铁钝化；C正确，当温度、压强不变时，充入惰性气体，容器的容积增大，参加反应的物质的浓度减小，则反应速率减慢；D错误，粉末状碳酸钙与盐酸的接触面积大，反应速率大，所以产生相同量的气体，需要的时间短。] 6．将4 mol A和2 mol B在2 L的密闭容器中混合，并在一定条件下发生如下反应：2A(s)＋B(g)⥫⥬2C(g)，反应2 s 后测得C的浓度为0.6 mol·L-1。下列说法正确的是(　　) A．用物质A表示2 s内的平均反应速率为0.3 mol·L-1·s-1 B．用物质B表示2 s内的平均反应速率为0.6 mol·L-1·s-1 C．2 s时v(C)＝0.3 mol·L-1·s-1 D．2 s时物质B的浓度为0.7 mol·L-1 D　[不能用固体物质的浓度变化表示化学反应速率，A错误；化学反应速率是平均值不是瞬时值，C错误；据题目条件知v(C)＝＝0.3 mol·L-1·s-1，则v(B)＝＝0.15 mol·L-1·s-1，则2 s时物质B的浓度为＝，B错误，D正确。] 7．工业上用化学气相沉积法制备氮化硅，其反应：3SiCl4(g)＋2N2(g)＋6H2(g)Si3N4(s)＋12HCl(g)　ΔH＜0。某温度和压强条件下，分别将0.3 mol SiCl4(g)、0.2 mol N2(g)、0.6 mol H2(g)充入2 L密闭容器内，进行上述反应，5 min所得Si3N4(s)的质量是5.60 g(Si3N4的摩尔质量为140 g/mol)。 (1)H2的平均反应速率是________。 (2)5 min时容器内N2的浓度是________。 (3)5 min时容器内HCl的物质的量分数是________。 (4)5 min时SiCl4(g)的转化率是________。 (5)5 min时容器内的压强是原来的________倍。 [解析]　5 min所得Si3N4(s)的物质的量为n＝＝0.04 mol， 　 　　3SiCl4(g)＋ 2N2(g) ＋ 6H2(g) ⥫⥬ Si3N4(s)＋ 12HCl(g) 开始： 0.3 mol 0.2 mol 0.6 mol 0 0 转化： 0.12 mol 0.08 mol 0.24 mol 0.04 mol 0.48 mol 平衡： 0.18 mol 0.12 mol 0.36 mol 0.04 mol 0.48 mol (1)H2的平均反应速率是v＝＝＝0.024 mol·L-1·min-1。(2)5 min时容器内N2的浓度是c＝＝＝0.06 mol·L-1。(3)5 min时容器内HCl的物质的量分数是n%＝×100%≈42%。(4)5 min时SiCl4(g)的转化率是α＝×100%＝40%。(5)根据压强之比等于物质的量之比，＝＝＝，p(后)≈1.04p(前)，因此5 min时容器内的压强是原来的1.04倍。 [答案]　(1)0.024 mol·L-1·min-1　(2)0.06 mol·L-1　(3)42%　(4)40%　(5)1.04 8．为了研究碳酸钙与盐酸反应的反应速率，某同学通过实验测定碳酸钙固体与足量稀盐酸反应生成CO2的体积随时间的变化情况，绘制出如图所示的曲线甲。下列有关说法不正确的是(　　) A．在O～t1 s、t1～t2 s、t2～t3 s中，t1～t2 s生成的CO2气体最多 B．因反应放热，导致O～t1 s内的反应速率逐渐增大 C．若用单位时间内CO2的体积变化来表示该反应的反应速率，则t2～t3 s内的反应速率为 mL·s-1 D．将碳酸钙固体研成粉末，则曲线甲将变成曲线乙 D　[由题图可知，t1～t2 s生成的CO2气体最多，故A正确；O～t1 s，随着反应的进行，反应物的浓度是减小的，反应速率增大说明该反应一定放热，温度升高，反应速率加快，故B正确；由题图知：若用单位时间内CO2的体积变化来表示该反应的反应速率，则t2～t3 s内的反应速率为 mL·s-1，故C正确；将碳酸钙固体研成粉末，反应物的接触面积增大，反应速率加快，而曲线乙表示生成CO2的速率比曲线甲慢，故D错误。] 9．在一定温度下，把6.0 mol M和5.0 mol N混合于2.0 L的密闭容器中，发生反应的化学方程式为3M(g)＋N(g)⥫⥬xP(g)＋2W(g)(x为正整数)，10 min后反应达到平衡，容器内的压强变小，已知W的平均反应速率为0.10 mol·L-1·min-1，下列说法错误的是(　　) A．M的转化率为50% B．M的平均反应速率为0.3 mol·L-1·min-1 C．x的值为1 D．平衡时P的浓度为0.5 mol·L-1 B　[已知W的平均反应速率为0.10 mol·L-1·min-1，则Δn(W)＝0.10 mol·L-1·min-1×2 L×10 min＝2 mol，根据改变量之比等于化学计量数之比，则Δn(M)＝3 mol，M的转化率为×100%＝50%，A正确；根据速率之比等于化学计量数之比，因此M的平均反应速率为v(M)＝0.10 mol·L-1·min-1×1.5＝0.15 mol·L-1·min-1，B错误；10 min后反应达到平衡，容器内的压强变小，说明该反应是体积减小的反应，3＋1＞x＋2，又由于x是正整数，因此x的值为1，C正确；P的化学计量数是1，根据改变量之比等于化学计量数之比，Δn(M)＝3 mol，则Δn(P)＝1 mol，平衡时P的浓度为＝0.5 mol·L-1，D正确。] 10．(素养题)研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。已知：SO2歧化反应的离子方程式：===＋S↓ (1)①I－可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂，可能的歧化过程如下，将ⅱ补充完整。 ⅰ.SO2＋4I－＋4H＋===S↓＋2I2＋2H2O ⅱ.I2＋2H2O＋________===________＋________＋2I－ ②已知该反应为放热反应。加入催化剂，该反应放出的热量将________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，反应速率________。 (2)探究ⅰ、ⅱ反应速率与SO2歧化反应速率的关系，实验如下：分别将18 mL SO2饱和液加入2 mL下列试剂中，密闭放置观察现象(已知：I2易溶解在KI溶液中)。 序号 A B C D 试剂组成 0.4 mol·L-1 KI a mol·L-1KI 0.2 mol·L-1 H2SO4 0.2 mol·L-1 H2SO4 0.2 mol·L-1 KI 0.000 2 mol·L-1 I2 实验现象 溶液变黄，一段时间后出现浑浊 溶液变黄，出现浑浊较A快 无明显现象 溶液由棕褐色很快褪色，出现浑浊较A快 ①B是A的对比实验，则a＝________。 ②比较A、B、C，可得出的结论是__________________________________ ________________________________________________________________。 ③实验表明，SO2的歧化反应速率：D>A。结合ⅰ、ⅱ反应速率解释原因：____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 [解析]　(1)①总反应为3SO2＋2H2O===2H2SO4＋S↓，I－可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂，催化剂在反应前后质量和化学性质不变，(总反应－反应ⅰ)÷2得===＋4H＋＋2I－， ②催化剂加快反应速率，但不会改变反应放出或减少的热量。(2)①B是A的对比实验，采用变量控制法，B比A多加了0.2 mol·L-1 H2SO4，A与B中KI浓度应相等，则a＝0.4。②对比A与B，加入H＋可以加快SO2歧化反应的速率；对比B与C，单独H＋不能催化SO2的歧化反应；比较A、B、C，可得出的结论是I－是SO2歧化反应的催化剂，H＋单独存在时不具有催化作用，但H＋可以加快歧化反应速率；③对比D和A，D中加入KI的浓度小于A，D中多加了I2，反应ⅰ消耗H＋和I－，反应ⅱ中消耗I2，D中“溶液由棕褐色很快褪色，变成黄色，出现浑浊较A快”，反应速率D>A，由此可见，反应ⅱ比反应ⅰ速率快，反应ⅱ产生H＋使c(H＋)增大，从而使反应ⅰ加快。 [答案]　(1)①SO2　　4H＋　②不变　增大　(2)① 0.4　②I－是SO2歧化反应的催化剂，H＋单独不具有催化作用，但H＋可以加快歧化反应的速率　③反应ⅱ比ⅰ速率快，D中由反应ⅱ产生的H＋使ⅰ加快 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$