第5讲 实验探究影响化学反应速率的因素-2025-2026学年新高二上学期化学暑假衔接讲义人教版（2019）

新高二暑假化学衔接 第5讲 实验探究影响化学反应速率的因素、化学反应速率图像 ( 模块导航 ) ( 模块一 探究外界条件对化学反应速率的影响 ) 1． 探究外界条件对化学反应速率的影响 （1） 浓度对化学反应速率的影响 实验探究——硫代硫酸钠与硫酸的反应 实验过程 取两支大小相同的试管，分别加入5 mL 0.1 mol·L－1 Na2S2O3溶液，向其中一支试管(左图)加入5 mL 0.1 mol·L－1 H2SO4溶液，另一支试管(右图)加入5 mL 0.5 mol·L－1 H2SO4溶液，振荡。观察、比较两支试管中溶液出现浑浊的快慢 实验装置 化学方程式 Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O 实验现象 两支试管中的溶液均变浑浊，滴加0.5 mol·L－1 H2SO4溶液的试管先变浑浊 实验结论 增大浓度，化学反应速率增大 规律 当其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以增大化学反应速率；减小反应物的浓度，可以减小化学反应速率 注意 ( ① 浓度对化学反应速率的影响 只适用于气体或溶液的反应，对于纯固体或液体的反应物，一般情况下其浓度是常数， 因此改变固体或纯液体物质的用量对化学反应速率无影响 ② 固体物质的表面积的大小会影响化学反应速率，一般来说，固体的颗粒越细，表面积越大，反应速率越快 ③ 对于离子反应，只有实际参加反应的各离子浓度发生变化，才会引起化学反应速率的改变 ④ 随着化学反应的进行，反应物的浓度会逐渐减小，因此一般反应速率也会逐渐减小 ) (2)压强对化学反应速率的影响 研究对象——气体模型的理解 对于气体来说，在一定温度下，一定质量的气体所占的体积与压强成反比 由图可知：其他条件不变时，增大压强，气体体积缩小，浓度增大 规律 对于气体反应，当其他条件不变时，增大压强，气体体积缩小，浓度增大，化学反应速率加快；减小压强，气体体积增大，浓度减小，化学反应速率减慢 注意 ( ① 压强对化学反应速率的影响只适用有气体参加的反应 ② 压强对于反应速率的影响是通过对浓度的影响实现 的， P 增大→ c 浓度 成比例增大， P 减小→ c 浓度 成比例减小 ) (3)温度对化学反应速率的影响 实验探究——硫代硫酸钠与硫酸的反应 实验过程 取两支大小相同的试管，各加入5 mL 0.1 mol·L－1 Na2S2O3溶液和5mL 0.1 mol·L－1 H2SO4溶液，分别放入盛有75℃ 热水和25℃ 冷水的两个烧杯中。观察、比较两支试管中溶液出现浑浊的快慢 实验装置 化学方程式 Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O 实验现象 混合后均出现浑浊，但75 ℃热水一组首先出现浑浊 实验结论 若其他条件相同，升高温度，化学反应速率增大 规律 当其他条件不变时，升高温度，可以增大化学反应速率；降低温度，可以减小化学反应速率 注意 ( ① 温度对反应速率的影响不受反应物聚集状态的限制， 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，故不能认为升高温度只会增大吸热反应的反应速率， 如 ： 木炭燃烧是放热反应，温度越高，燃烧越快 ② 大量实验证明，温度每升高10℃，化学反应速率通常增大为原来的2～4倍。这表明温度对反应速率的影响非常显著 ) (4)催化剂对化学反应速率的影响 实验探究 实验过程 取两支大小相同的试管，分别加入2 mL 5% H2O2溶液，向其中一支试管(右图)滴加2滴1 mol·L－1 FeCl3溶液。观察、比较两支试管中气泡出现的快慢 实验装置 化学方程式 2H2O22H2O＋O2↑ 实验现象 前者无明显现象，后者出现大量气泡，说明加入FeCl3，H2O2分解速率迅速 实验结论 催化剂能加快化学反应速率 规律 当其他条件不变时，使用催化剂，化学反应速率增大 ( 模块 二 速率-时间图像 ) 1．图像类型 由图像变化分析外界条件对其影响，已知反应为aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)　ΔH＝Q kJ·mol－1。 (1)浓度-v­t图像 改变条件 图像 分析 t1时其他条件不变，增大反应物的浓度 t1时v′正突然增大，v′逆逐渐增大；v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动 t1时其他条件不变，减小反应物的浓度 t1时v′正突然减小，v′逆逐渐减小；v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动 t1时其他条件不变，增大生成物的浓度 t1时v′逆突然增大，v′正逐渐增大；v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动 t1时其他条件不变，减小生成物的浓度 t1时v′逆突然减小，v′正逐渐减小；v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动 (2)压强-v­t图像 改变条件 图像 分析 t1时其他条件不变，增大反应体系的压强且a＋b＞c＋d(正反应为体积减小的反应) t1时v′正、v′逆均突然增大，且v′正＞v′逆；平衡向正反应方向进行 t1时其他条件不变，减小反应体系的压强且a＋b＞c＋d(正反应为体积减小的反应) t1时v′逆、v′正均突然减小，且v′逆＞v′正；平衡向逆反应方向进行 t1时其他条件不变，增大反应体系的压强且a＋b＜c＋d(正反应为体积增大的反应) t1时v′正、v′逆均突然增大，且v′逆＞v′正；平衡向逆反应方向进行 t1时其他条件不变，减小反应体系的压强且a＋b＜c＋d(正反应为体积增大的反应) t1时v′正、v′逆均突然减小，且v′正＞v′逆；平衡向正反应方向进行 t1时其他条件不变增大反应体系的压强且a＋b＝c＋d(反应前后气体体积无变化) t1时v′正、v′逆均突然增大且v′正＝v′逆，平衡不移动 t1时其他条件不变，减小反应体系的压强且a＋b＝c＋d(反应前后气体体积无变化) t1时v′正、v′逆均突然减小且v′正＝v′逆，平衡不移动 (3)温度-v­t图像 改变条件 图像 分析 t1时其他条件不变，升高温度且ΔH＞0(吸热反应) t1时v′正、v′逆均突然增大，且v′正＞v′逆；平衡向正反应方向进行 t1时其他条件不变，降低温度且ΔH＞0(吸热反应) t1时v′逆、v′正均突然减小，且v′逆＞v′正；平衡向逆反应方向进行 t1时其他条件不变，升高温度且ΔH＜0(放热反应) t1时v′正、v′逆均突然增大，且v′逆＞v′正；平衡向逆反应方向进行 t1时其他条件不变，降低温度且ΔH＜0(放热反应) t1时v′正、v′逆均突然减小，且v′正＞v′逆；平衡向正反应方向进行 (4)催化剂-v­t图像 t1时其他条件不变使用正催化剂 t1时v′正、v′逆均突然增大且v′正＝v′逆，平衡不移动 t1时其他条件不变使用负催化剂 t1时v′正、v′逆均突然减小且v′正＝v′逆，平衡不移动 【例1 】某实验小组用0.1mol/LNa2S2O3溶液和0.1mol/LH2SO4溶液为反应物，探究外界条件对化学反应速率的影响，实验记录如下表。已知反应： 实验序号 温度/℃ Na2S2O3/mL H2SO4/mL H2O/mL 出现沉淀所需的时间/s Ⅰ 0 5 5 10 12 Ⅱ 0 5 10 5 t1 Ⅲ 0 5 7 a 10 Ⅳ 30 5 5 10 t2 下列说法正确的是 A．实验Ⅱ中 B．实验Ⅲ中a=5 C．对比实验Ⅰ、Ⅱ可得：温度相同时，增大反应物浓度，化学反应速率减慢 D．可以预测实验Ⅳ： 【答案】D 【解析】A．实验Ⅱ硫酸的浓度大于实验Ⅲ，浓度越大反应速率越快，所以t1＜10，A错误；B．根据控制变量法，需混合后溶液总体积相等，其它几组实验液体的总体积均为20mL，因此实验Ⅲ中a=8，B错误；C．实验Ⅰ用时12s，实验Ⅱ用时＜10s，因此温度相同时，增大反应物浓度，化学反应速率加快，C错误；D．温度越高，反应速率越快，实验Ⅰ与实验Ⅳ浓度相同，实验Ⅳ的温度高，因此可以预测实验Ⅳ：t2＜12，D正确；答案选D。 【例2】按要求回答下列问题 （1）在密闭容器中反应：2SO2+O2⇌2SO3     △H=-QkJmol∙L-1到平衡时，由于条件改变而引起反应速率和化学平衡的变化情况如图1所示，a→b过程中改变的条件可能是 ；b→c过程中改变的条件可能是 ；若增大压强时，将反应速率变化情况画在c～d处(d前已经达到化学平衡) 。 （2）在一个容积固定的密闭容器中进行反应2X(g)+Y(g)⇌2Z(g)，已知将2molX和1molY充入该容器，反应在绝热条件下进行达到平衡时，加入催化剂和未加催化剂的速率-时间图(v-t)如图所示，下列说法正确的有 (填序号) ①a1>a2 ②b1>b2 ③t1>t2 ④两图阴影部分面积一样大 ⑤加催化剂的图阴影面积更大 （3）可逆反应CO(g)+H2(g)⇌H2O(g)+C(s)，在500K下，向体积为2L的密闭刚性容器中充入1molCO和2molH2进行反应，经10min达到平衡。若初始压强为akPa，平衡时H2的转化率为25%。CO在10min内的平均速率为 ； 【答案】（1）升高温度 减小SO3浓度 （2）③④ （3）0.025mol⋅L−1⋅min−1 【解析】（1）a→b过程中改变条件时正、逆反应速率都增大且逆反应速率大于正反应速率，平衡逆向移动，且逆反应吸热，则改变的条件是升高温度；b→c过程中改变的条件时正反应速率不变，逆反应速率减小，平衡正向移动，则改变的条件是减小SO3浓度；若增大压强时，正、逆反应速率都增大且正反应速率大于逆反应速率，平衡正向移动，再次平衡时正、逆反应速率都大于原来平衡速率，其图象为： （2）加入催化剂可以加快正、逆反应速率，则a1<a2、b1<b2，缩短反应到达平衡的时间，则t1>t2，但不能使平衡发生移动，图中阴影部分面积表示反应物浓度的变化量，则两图阴影部分面积一样大，故说法正确的有③④； （3）CO在10min内的平均速率为； ( 题型归纳 ) 【题型1 控制变量法探究影响化学反应速率的因素】 1.1实验小组探究双氧水与KI的反应，实验方案如下表。 序号 ① ② ③ 实验装置及操作 实验现象 溶液无明显变化 溶液立即变为黄色，产生大量无色气体；溶液温度升高；最终溶液仍为黄色 溶液立即变为棕黄色，产生少量无色气体；溶液颜色逐渐加深，温度无明显变化；最终有紫黑色沉淀析出 下列说法不正确的是 A．KI对H2O2的分解有催化作用 B．①为了排除稀硫酸对实验的干扰 C．对比②和③，②中的现象可能是因为H2O2分解的速率大于H2O2氧化KI的速率 D．实验②③中的温度差异说明，H2O2氧化KI的反应放热 【答案】D 【解析】A．由实验①②的实验现象可知，实验①无明显现象，实验②溶液立即变为黄色，产生大量无色气体说明碘化钾是过氧化氢溶液发生分解反应的催化剂，对过氧化氢的分解有催化作用，故A正确；B．③中向H2O2溶液中加入稀硫酸和KI固体，为了排除稀硫酸会催化H2O2分解，需要设置试验①，故B正确；C．对比②和③，由实验③的现象溶液立即交为棕黄色，产生少量无色气体；溶液颜色逐渐加深，温度无明显变化；最终有紫黑色沉淀析出溶液无明显变化，可知酸性条件下H2O2氧化KI的速率更大，C正确；D．实验②中主要发生H2O2分解，温度明显升高，而实验③中主要发生H2O2氧化KI的反应，温度无明显变化，说明H2O2催化分解是一个放热反应，不能说明H2O2氧化KI的反应放热，D错误；故选D。 1.2探究 2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+l0CO2↑+8H2O 反应速率的影响因素，有关实验数据如下表所示： 编号 温度℃ 催化剂(g) 酸性KMnO4溶液 H2C2O4溶液 KMnO4溶液褪色平均时间(min) 体积(mL) 浓度(mol/L) 体积(mL) 浓度(mol/L) 1 25 0.5 4 0.1 8 0.2 12.7 2 80 0.5 4 0.1 8 0.2 a 3 25 0.5 4 0.01 8 0.2 6.7 4 25 0 4 0.01 8 0.2 b 下列说法不正确的是 A．a<12.7，b>6.7 B．可通过比较收集相同体积CO2所消耗的时间来判断反应速率快慢 C．用H2C2O4表示该反应速率，v(实验1)约为6.6×l0-3 mol·L-1·min-1 D．用KMnO4表示该反应速率，v(实验3)>v(实验1) 【答案】D 【解析】A．温度越高，反应速率越快，催化剂可以加快反应速率，所以a<12.7，b>6.7，A正确；B．判断反应速率的快慢，可以通过单位时间内生成的产物的量的多少来判断，所以可通过比较收集相同体积CO2所消耗的时间来判断反应速率快慢，B正确；C．根据和之间的变化关系：，即消耗的物质的量为：，，C正确；D．实验1和3比较，只有高锰酸钾的浓度不同，且实验1中浓度较大，所以速率v(实验3)<v(实验1)，D错误；故选D。 1.3室温下，用溶液、溶液和蒸馏水进行表中的5个实验，分别测量浑浊度随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是 编号 溶液 溶液 蒸馏水 浑浊度随时间变化的曲线 ① 1.5 3.5 10 ② 2.5 3.5 9 ③ 3.5 3.5 8 ④ 3.5 2.5 9 ⑤ 3.5 1.5 10 A．实验中反应的离子方程式： B．实验①②③或③④⑤均可探究反应物浓度对反应速率的影响 C．溶液浓度对该反应速率的影响比小 D．将实验①的试剂浸泡在热水中一段时间后再混合，其浑浊度曲线可能为a 【答案】C 【解析】A．和硫酸反应生成硫酸钠、单质硫和二氧化硫，离子方程式为：，A正确；B．实验①②③其他条件相同，随着浓度增大，反应速率加快，实验③④⑤其他条件相同，随着H2SO4浓度减小，反应速率减慢，说明增大反应物浓度可增大该反应速率，B正确；C．由①②③和③④⑤的速率变化图像可知，降低Na2S2O3溶液浓度比降低H2SO4溶液浓度对该反应化学反应速率影响程度更大，则溶液浓度对该反应速率的影响比大，C错误；D．将实验①的试剂浸泡在热水中一段时间后再混合，则温度升高，反应速率变化，其浑浊度曲线可能为a，D正确；故选C。 【题型2 化学反应速率图像】 2.1某密闭容器中发生如下反应：X(g)+Y(g)2Z(g) △H＜0。如图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系，t2、t3、t5时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法中正确的是 A．t2时一定加入了催化剂 B．t3-t4平衡正向移动 C．t5时可能增大了压强 D．t6之后转化率最低 【答案】B 【解析】A．由图可知，t2时刻，改变条件，正、逆反应速率同等程度增大，平衡不移动，该反应为气体分子数不变的反应，增大压强平衡不移动，且正逆反应速率同等增大，故也可能是改变压强，A错误；B．t3时刻，改变条件，正、逆反应速率降低，且逆反应速率降低更多，平衡向正反应移动，B正确；C．该反应为气体分子数不变的反应，增大压强正逆反应速率同等增大，平衡不移动，C错误；D．t2～t3平衡不移动，转化率不变；反应为放热反应，t3时刻改变条件，正、逆反应速率都降低，且逆反应速率降低更多，则改变条件为降低温度，t3～t4时刻，平衡向正反应移动，转化率增大；t5时刻改变条件，正、逆反应速率都升高，且逆反应速率降低升高更多，则改变条件为升高温度，t5～t6时刻，平衡向逆反应移动，转化率降低；对比t3、t6时刻平衡时速率可知，t5时刻升高温度幅度没有t3时刻降温幅度大，则t6时刻平衡较t3时刻，相当于平衡正向移动，t6时刻转化率大于t3时刻，D错误；故选B。 2.2向两个锥形瓶中分别加入0.05g镁条，塞紧橡胶塞，然后用注射器分别注入2mL盐酸、2mL醋酸，测得锥形瓶内气体的压强随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是 A．镁条与两种酸的反应均放热 B．100s时的瞬时速率 C．醋酸的平均反应速率呈现“慢―快―慢”的趋势 D．300s内平均反应速率 【答案】B 【解析】A．活泼金属和酸的反应为放热反应 ，A正确；B．由图可知，100s时盐酸反应接近结束，此时盐酸反应生成的氢气的速率弱于醋酸，B错误；C．醋酸溶液与镁的反应为放热反应，反应放出的热量使反应温度升高，使反应速率加快，随着反应进行，溶液中醋酸的浓度减小，反应速率又会减慢，所以反应中醋酸的平均反应速率呈现“慢一快一慢”的趋势，C正确；D．由图可知，300s时锥形瓶内气体的压强相等，说明300s内盐酸的平均反应速率与醋酸溶液相等，D正确；故选B。 2.3恒温条件下，将酸性溶液和溶液混合，发生反应：。用浓度的变化表示的反应速率随时间的变化关系如图所示。下列说法不正确的是 A．时间段消耗的比时间段消耗的少 B．与时刻的相等 C．反应速率逐渐增大的原因可能是生成的起催化作用 D．随着反应进行，溶液中减小 【答案】B 【解析】A．时间段的反应速率小于时间段，所以时间段消耗的比时间段消耗的少，故A正确；B．时刻的大于时刻的，故B错误；C．反应速率逐渐增大的原因可能是生成的起催化作用，故C正确；D．反应消耗氢离子，所以随着反应进行，溶液中减小，故D正确；选B。 ( 模块 三 分层训练 ) 1．水溶液中歧化反应的催化过程分为两步：①；②。为探究①、②的反应速率与歧化反应速率的关系，设计如下实验（已知易溶于KI溶液，发生反应而呈棕褐色）： 序号 实验操作 实验现象 Ⅰ 2mL 0.4 KI溶液中加入18mL 饱和溶液 溶液变黄，一段时间后出现浑浊 Ⅱ 2mL c KI与0.2 混合溶液中加入18mL 饱和溶液 溶液变黄，出现浑浊比实验Ⅰ快 Ⅲ 2mL 0.2 溶液中加入18mL 饱和溶液 无明显现象 Ⅳ 2mL溶有0.0002 的0.2 KI溶液中加入18mL 饱和溶液 溶液棕褐色很快褪去变成黄色，出现浑浊比实验Ⅰ快 下列说法错误的是 A．实验Ⅱ是实验Ⅰ的对照实验，c＝0.4 B．对比实验Ⅰ、Ⅳ可知反应②是歧化反应的决速步 C．对比实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可知无催化作用但可加快歧化反应速率 D．水溶液中歧化反应的化学方程式为 【答案】B 【解析】A实验Ⅱ是实验Ⅰ的对照实验，变量为，则需保持KI浓度相同，c＝0.4，故A正确；B．由催化历程知二氧化硫先和碘离子反应生成碘单质和硫单质、然后碘单质和二氧化硫反应生成硫酸根和碘离子，Ⅳ中碘化钾溶液中溶解的有碘单质，即Ⅳ中反应②的反应较①快，可知反应①是歧化反应的决速步骤，故B错误；C．比较Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，只有Ⅰ中只含碘化钾、Ⅱ中含有碘化钾和硫酸、Ⅲ中只含硫酸，反应快慢顺序为Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ，且Ⅲ中没有明显现象，说明不反应，Ⅱ中含有酸导致其反应速率加快，所以得出结论是碘离子是二氧化硫岐化反应的催化剂，氢离子单独存在时不具有催化作用，但氢离子可以加快岐化反应速率，故C正确；D．①；②，I-是SO2歧化反应的催化剂，消去I-得到总反应为3SO2+2H2O=S↓+2H2SO4，故D正确；故选：B。 2．恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解反应：，测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化如下表所示，下列说法不正确的是 编号 表面积/ 时间/min 0 20 40 60 80 ① a 2.40 2.00 1.60 1.20 0.80 ② a 1.20 0.80 0.40 x ③ 2a 2.40 1.60 0.80 0.40 0.40 A．实验①，0～20min， B．实验②，60min时处于平衡状态，x＜0.2 C．相同条件下，增加氨气的浓度，反应速率增大 D．实验①达平衡时氨气浓度为 【答案】C 【解析】A．实验①中，0～20min，氨气浓度变化量为，，A正确；B．催化剂表面积大小只影响反应速率，不影响平衡移动，实验③中氨气初始浓度与实验①中一样，实验③达到平衡时氨气浓度为，则实验①达平衡时氨气浓度也为，而恒温恒容条件下，实验②相对于实验①为减小压强，平衡正向移动，因此实验②处于平衡状态时，由表格数据可知，三个实验均是匀速的，实验②中20min内减少，又因该反应为可逆反应，不能反应完全，则60min时实验②处于平衡状态，x＜0.2，B正确；C．实验①和实验②催化剂表面积相同，实验①中氨气初始浓度是实验②中氨气初始浓度的两倍，实验①、实验②中0～20min、20～40min氨气浓度变化量都是，C错误；D．由B选项的分析可知实验①达到平衡时氨气浓度为，D正确；故选C。 3．一定条件下，反应  ，达到平衡后改变某一条件，反应速率随时间变化图像如下，有关改变条件正确的是 A．图像A改变的条件是升高温度 B．图像B改变的条件是增大压强 C．图像C改变的条件是减少反应物浓度 D．图像D改变的条件是使用催化剂 【答案】D 【解析】A．升高温度则正、逆反应速率都会增大，而图像A中当时逆反应速率没有变，A错误；B．该反应气体分子数减小的反应，加压平衡正向移动，则增大压强，正速率会更大一些，B错误；C．减小反应物浓度时逆反应速率不变，C错误；D．使用催化剂平衡不移动，同时正、逆反应速率都增大，D正确；故选D。 4．已知：A(g)+2B(g)⇌3C(g)　ΔH<0。向恒温恒容密闭容器中充入1 mol A和2 mol B发生反应，t1时达到平衡状态Ⅰ，在t2时改变某一条件，t3时重新达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间的变化如图所示。t2时改变的条件是 A．降低温度 B．向容器中加入C C．增大压强 D．通入He 【答案】B 【分析】根据图示可知：反应从正反应方向开始，至t1时刻反应达到平衡状态，在t2时刻正反应速率瞬间不变，然后逐渐增大，说明改变的外界条件应该是向容器中加入生成物C，然后根据问题逐一分析解答。 【解析】A．降低温度，正逆反应速率均减小，A错误；B．向容器中加入C，逆反应速率突然增大，正反应速率逐渐增大，符合图示，B正确；C．该反应为体积不变的反应，增大压强，正逆反应速率相等，平衡不移动，C错误；D．通入He，各物质浓度不变，速率不变，D错误；故选B。 5．在某一恒温体积可变的密闭容器中发生反应：X(g)+Y(g)2Z(g)　ΔH<0，t1时刻达到平衡后，在t2时刻改变某一条件，其反应过程中逆反应速率变化如图所示。下列说法正确的是 A．O~t2时，v正>v逆 B．t2时刻改变的条件是向密闭容器中加Z C．t2时刻改变的条件是从密闭容器中抽出了Y D．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，平衡常数Ⅰ<Ⅱ 【答案】B 【解析】A．t1~ t2内为平衡状态，所以，A错误；B．该反应是气体分子数不变的反应，据题图可知t2时刻逆反应速率瞬间增大，平衡逆向移动，达到的新平衡速率与原平衡相同，条件为恒温，新平衡时各物质的物质的量比原平衡大，容器容积变大，所以改变的条件为向密闭容器中加入Z，B正确；C．根据上面分析，改变的条件为向密闭容器中加入Z，C错误；D．温度不变，平衡常数不变，D错误；故选：B。 6．某合成氨速率方程为：(k为速率常数)，部分数据如下表。下列说法正确的是 实验 1 m n p q 2 2m n p 2q 3 m n 0.1p 10q 4 m 2n p 2.828q A．α=1，γ=-1 B．采用适当催化剂，反应活化能、焓变均减小 C．恒容容器中反应时，充He气，压强增大反应速率加快 D．k与物质性质有关，与反应温度、压强、反应物浓度无关 【答案】A 【解析】A．将实验1、2的数据代入方程，可得α=1，将1、3的数据代入方程，可得γ=-1，A正确；B．催化剂不能改变化学反应的焓变，可以降低反应的活化能，B错误；C．恒容容器中反应，充入He，N2、H2、NH3三种气体的浓度不变，v不变，C错误；D．k为速率常数，与反应温度有关，与反应压强、反应物浓度无关，D错误；故答案选A。 7．某学习小组研究过氧化氢溶液与氢碘酸（）反应：，室温下得到实验数据如下表。已知：该反应的速率方程可表示为。 实验编号 ① ② ③ ④ ⑤ 从混合至溶液出现棕黄色的时间 13 下列说法不正确的是 A．实验①进行后测得，则 B．对比表中数据，， C．实验③若改用，推测出现棕黄色的时间约为 D．将实验⑤的温度升高，溶液出现棕黄色时间变长，可能是温度升高使双氧水分解 【答案】C 【解析】A．实验①进行20s后测得c(H2O2)=0.08mol⋅L−1，则H2O2浓度减少了0.02mol⋅L-1，由变化浓度之比等于系数比，转化HI的浓度为0.04mol⋅L-1，v(HI)=0.002mol⋅L−1⋅s−1，故A正确；B．由表中数据可知，当H2O2浓度一定时，HI浓度增大几倍，化学反应速率就增大几倍；当HI浓度一定时，H2O2浓度增大几倍，化学反应速率就增大几倍，则由该反应的速率方程，可知a=1，b=1；故B正确；C．浓度增大几倍，化学反应速率就增大几倍，实验③若改用0.4mol⋅L−1HI，推测出现棕黄色的时间约为3.25s，故C错误；D．温度升高，溶液出现棕黄色所需时间变长，可能的原因是温度升高后，H2O2分解造成浓度降低，反应速率减慢，故D正确；故选C。 8．氨是最重要的氮肥，是产量最大的化工产品之一、其合成原理为：N2 (g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH = - 92.4kJ·mol-1。在密闭容器中，投入1molN2和3molH2在催化剂作用下发生反应，下图是某一时间段反应速率与反应进程的关系曲线图。 （1）测得反应放出的热量 92.4kJ(填“小于”“大于”或“等于”)。 （2）当反应达到平衡时，N2和H2的转化率之比是 。 （3）降低平衡体系的温度(保持体积不变)，平衡混合气体的平均相对分子质量将 (填“变大”“变小”或“不变”)。 （4）t1、t4时刻，体系中分别是什么条件发生了变化？t1 t4 。 【答案】（1）小于 （2）1:3 （3）变大 （4）升高温度 减小压强 【解析】（1）根据N2 (g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH = - 92.4kJ·mol-1，在密闭容器中，投入1molN2和3molH2不可能完全反应，故测得反应放出的热量小于92.4kJ。 （2）因投入1molN2和3molH2其比值等于化学计量数之比，转化量等于化学计量数之比，则当反应达到平衡时，N2和H2的转化率之比等于化学计量数之比，即1:3。 （3）该反应是正向放热，降低平衡体系的温度(保持体积不变)，平衡朝正向移动，气体总物质的量减少，而该体系物质均为气态，气体的总质量不变，则平均摩尔质量增大，故平衡混合气体的平均相对分子质量将变大。 （4）从图象分析，t1时刻，正逆反应速率均瞬间增大，且逆反应速率增大更多，平衡朝逆反应方向移动，该反应是正向放热过程，故t1时刻升高了温度；t4时刻，正逆反应速率均瞬间减小，且正反应速率下降更多，平衡朝逆反应方向移动，该反应是逆向气体物质系数增大的反应，故t4时刻减小了压强； 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$新高二暑假化学衔接 第5讲 实验探究影响化学反应速率的因素、化学反应速率图像 ( 模块导航 ) ( 模块一 探究外界条件对化学反应速率的影响 ) 1． 探究外界条件对化学反应速率的影响 （1） 浓度对化学反应速率的影响 实验探究——硫代硫酸钠与硫酸的反应 实验过程 取两支大小相同的试管，分别加入5 mL 0.1 mol·L－1 Na2S2O3溶液，向其中一支试管(左图)加入5 mL 0.1 mol·L－1 H2SO4溶液，另一支试管(右图)加入5 mL 0.5 mol·L－1 H2SO4溶液，振荡。观察、比较两支试管中溶液出现浑浊的快慢 实验装置 化学方程式 实验现象 实验结论 规律 注意 ( ① 浓度对化学反应速率的影响 只适用于气体或溶液的反应，对于纯固体或液体的反应物，一般情况下其浓度是常数， 因此改变固体或纯液体物质的用量对化学反应速率无影响 ② 固体物质的表面积的大小会影响化学反应速率，一般来说，固体的颗粒越细，表面积越大，反应速率越快 ③ 对于离子反应，只有实际参加反应的各离子浓度发生变化，才会引起化学反应速率的改变 ④ 随着化学反应的进行，反应物的浓度会逐渐减小，因此一般反应速率也会逐渐减小 ) (2)压强对化学反应速率的影响 研究对象——气体模型的理解 对于气体来说，在一定温度下，一定质量的气体所占的体积与压强成反比 由图可知：其他条件不变时，增大压强，气体体积缩小，浓度增大 规律 注意 ( ① 压强对化学反应速率的影响只适用有气体参加的反应 ② 压强对于反应速率的影响是通过对浓度的影响实现 的， P 增大 → c 浓度 成比例增大， P 减小 → c 浓度 成比例减小 ) (3)温度对化学反应速率的影响 实验探究——硫代硫酸钠与硫酸的反应 实验过程 取两支大小相同的试管，各加入5 mL 0.1 mol·L－1 Na2S2O3溶液和5mL 0.1 mol·L－1 H2SO4溶液，分别放入盛有75℃ 热水和25℃ 冷水的两个烧杯中。观察、比较两支试管中溶液出现浑浊的快慢 实验装置 化学方程式 实验现象 实验结论 规律 注意 ( ① 温度对反应速率的影响不受反应物聚集状态的限制， 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，故不能认为升高温度只会增大吸热反应的反应速率， 如 ： 木炭燃烧是放热反应，温度越高，燃烧越快 ② 大量实验证明，温度每升高10 ℃ ，化学反应速率通常增大为原来的2～4倍。这表明温度对反应速率的影响非常显著 ) (4)催化剂对化学反应速率的影响 实验探究 实验过程 取两支大小相同的试管，分别加入2 mL 5% H2O2溶液，向其中一支试管(右图)滴加2滴1 mol·L－1 FeCl3溶液。观察、比较两支试管中气泡出现的快慢 实验装置 化学方程式 实验现象 实验结论 规律 ( 模块 二 速率-时间图像 ) 1．图像类型 由图像变化分析外界条件对其影响，已知反应为aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)　ΔH＝Q kJ·mol－1。 (1)浓度-v­t图像 改变条件 图像 分析 t1时其他条件不变， 反应物的浓度 t1时v′正突然增大，v′逆逐渐增大；v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动 t1时其他条件不变， 反应物的浓度 t1时v′正突然减小，v′逆逐渐减小；v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动 t1时其他条件不变， 生成物的浓度 t1时v′逆突然增大，v′正逐渐增大；v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动 t1时其他条件不变， 生成物的浓度 t1时v′逆突然减小，v′正逐渐减小；v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动 (2)压强-v­t图像 改变条件 图像 分析 t1时其他条件不变， 反应体系的压强且a＋b c＋d(正反应为体积减小的反应) t1时v′正、v′逆均突然增大，且v′正＞v′逆；平衡向正反应方向进行 t1时其他条件不变， 反应体系的压强且a＋b c＋d(正反应为体积减小的反应) t1时v′逆、v′正均突然减小，且v′逆＞v′正；平衡向逆反应方向进行 t1时其他条件不变， 反应体系的压强且a＋b c＋d(正反应为体积增大的反应) t1时v′正、v′逆均突然增大，且v′逆＞v′正；平衡向逆反应方向进行 t1时其他条件不变， 反应体系的压强且a＋b c＋d(正反应为体积增大的反应) t1时v′正、v′逆均突然减小，且v′正＞v′逆；平衡向正反应方向进行 t1时其他条件不变 反应体系的压强且a＋b c＋d(反应前后气体体积无变化) t1时v′正、v′逆均突然增大且v′正＝v′逆，平衡不移动 t1时其他条件不变， 反应体系的压强且a＋b c＋d(反应前后气体体积无变化) t1时v′正、v′逆均突然减小且v′正＝v′逆，平衡不移动 (3)温度-v­t图像 改变条件 图像 分析 t1时其他条件不变， 温度且ΔH 0(吸热反应) t1时v′正、v′逆均突然增大，且v′正＞v′逆；平衡向正反应方向进行 t1时其他条件不变， 温度且ΔH 0(吸热反应) t1时v′逆、v′正均突然减小，且v′逆＞v′正；平衡向逆反应方向进行 t1时其他条件不变， 温度且ΔH 0(放热反应) t1时v′正、v′逆均突然增大，且v′逆＞v′正；平衡向逆反应方向进行 t1时其他条件不变， 温度且ΔH 0(放热反应) t1时v′正、v′逆均突然减小，且v′正＞v′逆；平衡向正反应方向进行 (4)催化剂-v­t图像 t1时其他条件不变使用 t1时v′正、v′逆均突然增大且v′正＝v′逆，平衡不移动 t1时其他条件不变使用 t1时v′正、v′逆均突然减小且v′正＝v′逆，平衡不移动 【例1 】某实验小组用0.1mol/LNa2S2O3溶液和0.1mol/LH2SO4溶液为反应物，探究外界条件对化学反应速率的影响，实验记录如下表。已知反应： 实验序号 温度/℃ Na2S2O3/mL H2SO4/mL H2O/mL 出现沉淀所需的时间/s Ⅰ 0 5 5 10 12 Ⅱ 0 5 10 5 t1 Ⅲ 0 5 7 a 10 Ⅳ 30 5 5 10 t2 下列说法正确的是 A．实验Ⅱ中 B．实验Ⅲ中a=5 C．对比实验Ⅰ、Ⅱ可得：温度相同时，增大反应物浓度，化学反应速率减慢 D．可以预测实验Ⅳ： 【例2】按要求回答下列问题 （1）在密闭容器中反应：2SO2+O2⇌2SO3     △H=-QkJmol∙L-1到平衡时，由于条件改变而引起反应速率和化学平衡的变化情况如图1所示，a→b过程中改变的条件可能是 ；b→c过程中改变的条件可能是 ；若增大压强时，将反应速率变化情况画在c～d处(d前已经达到化学平衡) 。 （2）在一个容积固定的密闭容器中进行反应2X(g)+Y(g)⇌2Z(g)，已知将2molX和1molY充入该容器，反应在绝热条件下进行达到平衡时，加入催化剂和未加催化剂的速率-时间图(v-t)如图所示，下列说法正确的有 (填序号) ①a1>a2 ②b1>b2 ③t1>t2 ④两图阴影部分面积一样大 ⑤加催化剂的图阴影面积更大 （3）可逆反应CO(g)+H2(g)⇌H2O(g)+C(s)，在500K下，向体积为2L的密闭刚性容器中充入1molCO和2molH2进行反应，经10min达到平衡。若初始压强为akPa，平衡时H2的转化率为25%。CO在10min内的平均速率为 ； ( 题型归纳 ) 【题型1 控制变量法探究影响化学反应速率的因素】 1.1实验小组探究双氧水与KI的反应，实验方案如下表。 序号 ① ② ③ 实验装置及操作 实验现象 溶液无明显变化 溶液立即变为黄色，产生大量无色气体；溶液温度升高；最终溶液仍为黄色 溶液立即变为棕黄色，产生少量无色气体；溶液颜色逐渐加深，温度无明显变化；最终有紫黑色沉淀析出 下列说法不正确的是 A．KI对H2O2的分解有催化作用 B．①为了排除稀硫酸对实验的干扰 C．对比②和③，②中的现象可能是因为H2O2分解的速率大于H2O2氧化KI的速率 D．实验②③中的温度差异说明，H2O2氧化KI的反应放热 1.2探究 2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+l0CO2↑+8H2O 反应速率的影响因素，有关实验数据如下表所示： 编号 温度℃ 催化剂(g) 酸性KMnO4溶液 H2C2O4溶液 KMnO4溶液褪色平均时间(min) 体积(mL) 浓度(mol/L) 体积(mL) 浓度(mol/L) 1 25 0.5 4 0.1 8 0.2 12.7 2 80 0.5 4 0.1 8 0.2 a 3 25 0.5 4 0.01 8 0.2 6.7 4 25 0 4 0.01 8 0.2 b 下列说法不正确的是 A．a<12.7，b>6.7 B．可通过比较收集相同体积CO2所消耗的时间来判断反应速率快慢 C．用H2C2O4表示该反应速率，v(实验1)约为6.6×l0-3 mol·L-1·min-1 D．用KMnO4表示该反应速率，v(实验3)>v(实验1) 1.3室温下，用溶液、溶液和蒸馏水进行表中的5个实验，分别测量浑浊度随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是 编号 溶液 溶液 蒸馏水 浑浊度随时间变化的曲线 ① 1.5 3.5 10 ② 2.5 3.5 9 ③ 3.5 3.5 8 ④ 3.5 2.5 9 ⑤ 3.5 1.5 10 A．实验中反应的离子方程式： B．实验①②③或③④⑤均可探究反应物浓度对反应速率的影响 C．溶液浓度对该反应速率的影响比小 D．将实验①的试剂浸泡在热水中一段时间后再混合，其浑浊度曲线可能为a 【题型2 化学反应速率图像】 2.1某密闭容器中发生如下反应：X(g)+Y(g)2Z(g) △H＜0。如图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系，t2、t3、t5时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法中正确的是 A．t2时一定加入了催化剂 B．t3-t4平衡正向移动 C．t5时可能增大了压强 D．t6之后转化率最低 2.2向两个锥形瓶中分别加入0.05g镁条，塞紧橡胶塞，然后用注射器分别注入2mL盐酸、2mL醋酸，测得锥形瓶内气体的压强随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是 A．镁条与两种酸的反应均放热 B．100s时的瞬时速率 C．醋酸的平均反应速率呈现“慢―快―慢”的趋势 D．300s内平均反应速率 2.3恒温条件下，将酸性溶液和溶液混合，发生反应：。用浓度的变化表示的反应速率随时间的变化关系如图所示。下列说法不正确的是 A．时间段消耗的比时间段消耗的少 B．与时刻的相等 C．反应速率逐渐增大的原因可能是生成的起催化作用 D．随着反应进行，溶液中减小 ( 模块 三 分层训练 ) 1．水溶液中歧化反应的催化过程分为两步：①；②。为探究①、②的反应速率与歧化反应速率的关系，设计如下实验（已知易溶于KI溶液，发生反应而呈棕褐色）： 序号 实验操作 实验现象 Ⅰ 2mL 0.4 KI溶液中加入18mL 饱和溶液 溶液变黄，一段时间后出现浑浊 Ⅱ 2mL c KI与0.2 混合溶液中加入18mL 饱和溶液 溶液变黄，出现浑浊比实验Ⅰ快 Ⅲ 2mL 0.2 溶液中加入18mL 饱和溶液 无明显现象 Ⅳ 2mL溶有0.0002 的0.2 KI溶液中加入18mL 饱和溶液 溶液棕褐色很快褪去变成黄色，出现浑浊比实验Ⅰ快 下列说法错误的是 A．实验Ⅱ是实验Ⅰ的对照实验，c＝0.4 B．对比实验Ⅰ、Ⅳ可知反应②是歧化反应的决速步 C．对比实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可知无催化作用但可加快歧化反应速率 D．水溶液中歧化反应的化学方程式为 2．恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解反应：，测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化如下表所示，下列说法不正确的是 编号 表面积/ 时间/min 0 20 40 60 80 ① a 2.40 2.00 1.60 1.20 0.80 ② a 1.20 0.80 0.40 x ③ 2a 2.40 1.60 0.80 0.40 0.40 A．实验①，0～20min， B．实验②，60min时处于平衡状态，x＜0.2 C．相同条件下，增加氨气的浓度，反应速率增大 D．实验①达平衡时氨气浓度为 3．一定条件下，反应  ，达到平衡后改变某一条件，反应速率随时间变化图像如下，有关改变条件正确的是 A．图像A改变的条件是升高温度 B．图像B改变的条件是增大压强 C．图像C改变的条件是减少反应物浓度 D．图像D改变的条件是使用催化剂 4．已知：A(g)+2B(g)⇌3C(g)　ΔH<0。向恒温恒容密闭容器中充入1 mol A和2 mol B发生反应，t1时达到平衡状态Ⅰ，在t2时改变某一条件，t3时重新达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间的变化如图所示。t2时改变的条件是 A．降低温度 B．向容器中加入C C．增大压强 D．通入He 5．在某一恒温体积可变的密闭容器中发生反应：X(g)+Y(g)2Z(g)　ΔH<0，t1时刻达到平衡后，在t2时刻改变某一条件，其反应过程中逆反应速率变化如图所示。下列说法正确的是 A．O~t2时，v正>v逆 B．t2时刻改变的条件是向密闭容器中加Z C．t2时刻改变的条件是从密闭容器中抽出了Y D．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，平衡常数Ⅰ<Ⅱ 6．某合成氨速率方程为：(k为速率常数)，部分数据如下表。下列说法正确的是 实验 1 m n p q 2 2m n p 2q 3 m n 0.1p 10q 4 m 2n p 2.828q A．α=1，γ=-1 B．采用适当催化剂，反应活化能、焓变均减小 C．恒容容器中反应时，充He气，压强增大反应速率加快 D．k与物质性质有关，与反应温度、压强、反应物浓度无关 7．某学习小组研究过氧化氢溶液与氢碘酸（）反应：，室温下得到实验数据如下表。已知：该反应的速率方程可表示为。 实验编号 ① ② ③ ④ ⑤ 从混合至溶液出现棕黄色的时间 13 下列说法不正确的是 A．实验①进行后测得，则 B．对比表中数据，， C．实验③若改用，推测出现棕黄色的时间约为 D．将实验⑤的温度升高，溶液出现棕黄色时间变长，可能是温度升高使双氧水分解 8．氨是最重要的氮肥，是产量最大的化工产品之一、其合成原理为：N2 (g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH = - 92.4kJ·mol-1。在密闭容器中，投入1molN2和3molH2在催化剂作用下发生反应，下图是某一时间段反应速率与反应进程的关系曲线图。 （1）测得反应放出的热量 92.4kJ(填“小于”“大于”或“等于”)。 （2）当反应达到平衡时，N2和H2的转化率之比是 。 （3）降低平衡体系的温度(保持体积不变)，平衡混合气体的平均相对分子质量将 (填“变大”“变小”或“不变”)。 （4）t1、t4时刻，体系中分别是什么条件发生了变化？t1 t4 。 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$