第2章 第3节 第2课时 影响化学反应速率的因素（教用Word）-【金榜题名】2025-2026学年高二化学选择性必修1高中同步学案（鲁科版）

第2课时　影响化学反应速率的因素 汈汈汈汈汈 学习目标 核心素养 1.通过探讨交流，了解温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响。 2.认识基元反应活化能对化学反应速率的影响，能用一定的理论模型说明外界条件改变对化学反应速率的影响。 1.变化观念：能从内因与外因全面分析影响化学反应速率的因素。 2.微观探析：能从分子的角度，理解活化分子、有效碰撞与化学反应速率的关系。 3.科学探究：能根据“单一变量原则”设计实验，探究各种因素对化学反应速率的影响。 知识点一　浓度、压强对化学反应速率的影响 1．浓度对化学反应速率的影响 (1)其他条件不变时，增大反应物浓度，反应速率加快；减小反应物浓度，反应速率减慢。 (2)反应速率与反应物浓度的定量关系： ①速率方程：对于反应H2O2＋2HI===2H2O＋I2，其反应速率与反应物浓度间的关系v＝kc(H2O2)·c(HI)，其中，k为反应速率常数。 ②反应速率常数(k)：k越大，反应进行得越快。k与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响。 ③反应速率与参与反应的物质浓度的关系式是实验测定的结果，不能随意根据反应的化学方程式直接写出。 2．压强对化学反应速率的影响 (1)温度一定时，对于气体参加的反应：增大压强，气体物质的浓度增大，化学反应速率加快；减小压强，气体物质的浓度减小，化学反应速率减慢。 (2)对于只涉及液体和固体的反应，压强的改变对化学反应速率几乎无影响。 [思考探究] 1．在298 K时，实验测得溶液中的反应H2O2＋2HI===2H2O＋I2在不同浓度时的反应速率如下表： 实验编号 1 2 3 4 5 c(HI)/ (mol·L-1) 0.100 0.200 0.300 0.100 0.100 c(H2O2)/ (mol·L-1) 0.100 0.100 0.100 0.200 0.300 v/(mol· L-1·s-1) 0.0076 0 0.0153 0.0227 0.0151 0.0228 (1)对比实验1、2、3组数据可知，在c(H2O2)相同时，增大c(HI)，测定的化学反应速率增大；对比实验4、5组数据可知，在c(HI)相同时，增大c(H2O2)，测定的化学反应速率增大；由此可以得知，在其他条件不变的情况下，增大反应物的浓度可以增大化学反应速率。 (2)对比实验1、4组数据可知，在c(HI)一定时，c(H2O2)增大一倍，测定的化学反应速率提高一倍；对比实验1、2组数据可知，在c(H2O2)一定时，c(HI)增大一倍；测定的化学反应速率提高一倍。 (3)对比实验2、4组数据和实验3、5组数据，由4组数据可知，在c(HI)和c(H2O2)乘积相同时，测定的化学反应速率有何关系？由此你能得出反应速率与c(HI)和c(H2O2)的关系吗？请用一个表达式来表示。 提示：c(HI)和c(H2O2)乘积相同时，测定的化学反应速率基本相等；反应速率与c(HI)和c(H2O2)的关系可以表示为v＝kc(H2O2)·c(HI)，其中k是常数。 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(如下图)。 (1)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有何关系？向下压缩该活塞，该反应的气体浓度和反应速率将如何变化？ (2)从浓度的角度来解释压强的变化对化学反应速率的影响。 (3)对于固体和液体反应体系，增大压强，反应速率如何变化？ 提示：(1)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。增大压强，气体体积缩小，气体浓度增大，化学反应速率加快。 (2)增大压强→气体体积缩小→反应物浓度增大→化学反应速率加快；反之，化学反应速率减慢。 (3)由于固体、液体微粒间的空隙很小，增大压强几乎不能改变它们的浓度，因此对只有固体或液体参加的反应，压强的变化对其化学反应速率的影响可以忽略不计。 (1)若质量、物质的量、体积等的改变不能使浓度改变，则化学反应速率不改变。 (2)由于固体或纯液体的浓度可视为常数，所以改变固体或纯液体的量，对化学反应速率无影响。 (3)增大固体的表面积能够加快化学反应速率，如用锌粒与盐酸反应制氢气比锌片与盐酸反应制氢气要快。 (4)对于只涉及固体和液体的反应，压强的改变对化学反应速率几乎没有影响。 (5)压强的改变实质是改变反应物的浓度，判断时看反应物的浓度是否发生改变。只有浓度改变了反应速率才改变，不能简单机械地死背结论。 对于有气体参加的反应体系，压强的改变实质是气体物质浓度的改变。有以下几种情况： ①恒温：增大压强→体积减小→浓度增大→反应速率加快； ②恒容：a充入气体反应物→浓度增大→反应速率加快；b充入惰性气体→总压增大，但各物质浓度不变→反应速率不变。 ③恒压：充入惰性气体→体积增大→各反应物浓度减小→反应速率减慢。 [典例1]　下列描述中，正确的画“√”，错误的画“×” (1)增加固体反应物的质量，化学反应速率增大(×) (2)任何反应，增大压强，反应速率一定增大(×) (3)恒温恒容密闭容器中发生全为气体的反应，若容器总压强增大，则反应速率一定增大(×) (4)0.1 mol·L-1的盐酸和0.1 mol·L-1的硝酸分别与大小相同的大理石反应，其化学反应速率相同(√) (5)锌与H2SO4反应，H2SO4的浓度越大，产生H2的速率越快(×) 1．可逆反应3Fe(s)＋4H2O(g)⥫⥬Fe3O4(g)＋4H2(g)在容积可变的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是(　　) A．保持容器体积不变，加入水蒸气 B．将容器的容积缩小一半 C．保持容器容积不变，充入N2使体系压强增大 D．保持压强不变，充入N2使体系容积增大 解析：选C　保持容器体积不变，充入水蒸气使体系压强增大，反应物浓度增大，反应速率增大，故A不选；将容器的体积缩小一半，气体浓度增大，反应速率增大，故B不选；保持体积不变，充入N2，N2不参与反应，反应体系中的各物质的浓度不变，则反应速率不变，故C选；压强不变，充入N2使容器的体积增大，反应气体的浓度减小，反应速率减小，故D不选。 知识点二　温度对化学反应速率的影响 1．规律 化学反应速率常数增大 →化学反应速率增大化学反应速率常数减小 →化学反应速率减小 对于在溶液中发生的反应，温度每升高10_K，反应速率提高到原来的2～4倍。利用这个经验规律，可以对一些化学反应的反应速率做粗略的估计，但这个规律适用范围有限。 2．基元反应过渡状态理论 (1)基元反应过渡状态理论认为：基元反应在从反应物到产物的变化过程中要经历一个中间状态，这个状态称为过渡态。如 (2)活化能：过渡态的能量较高，过渡态的能量与反应物的平均能量之差称为基元反应的活化能，用Ea表示。 一个基元反应的活化能越高，反应越难发生，速率常数越小。如图 (3)解释温度对化学反应速率的影响 升高温度可以提高反应物分子的能量，增大反应物之间的碰撞频率，增大反应物分子形成过滤态的比例，因此升高温度可以加快化学反应速率。 [思考探究] 　过渡态理论认为：化学反应不是通过反应物分子的简单碰撞完成的。在反应物分子生成产物分子的过程中，首先生成一种高能量的活化配合物，高能量的活化配合物再进一步转化为产物分子。按照过渡态理论，NO2 (g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)的反应历程如下，下列有关说法中正确的是(　　) A．第二步活化配合物之间的碰撞一定是有效碰撞 B．活化配合物的能量越高，第一步的反应速率越快 C.第一步反应需要吸收能量 D．该反应的反应速率主要取决于第二步反应 提示：活化分子之间的碰撞不一定能发生反应，不一定是有效碰撞，故A项错误；活化配合物的能量越高，单位体积内的活化分子数目越少，有效碰撞的几率越小，第一步反应速率越慢，故B项错误；第一步反应是断裂化学键，需要吸收能量，故C项正确；反应速率主要取决于慢反应的速率，故D项错误。 答案：C 1．基元反应发生的先决条件 基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞，但是并不是每一次分子碰撞都能发生化学反应。 2．有效碰撞 3．活化能和活化分子 (1)活化分子：能够发生有效碰撞的分子。 对于某一化学反应来说，在一定条件下，反应物分子中活化分子的百分数是一定的。 (2)活化能：活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差，叫做反应的活化能。 (3)活化论和活化分子 4．反应物、生成物的能量与活化能的关系图 5．基元反应发生经历的历程 ―→Ｋ 6．活化分子、有效碰撞与反应速率的关系 　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　,吸收能量Ｆ →← 　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　 [典例2]　下列说法正确的是(　　) A．活化分子具有的能量是活化能 B．活化分子的总数越多，反应速率越大 C．某一反应的活化分子的百分数是个定值 D．单位时间内有效碰撞次数越多，反应速率越大 [解析]　活化分子具有的能量与普通分子具有的能量之差叫活化能，A错误；单位体积内活化分子总数越多，有效碰撞几率越大，反应速率越大，B错误；只有一定条件下，活化分子在反应物中所占百分数才是定值，C错误。 [答案]　D 2．设C(s)＋CO2(g)⥫⥬2CO(g)　ΔH>0，反应速率为v1；N2＋3H2⥫⥬2NH3　ΔH<0，反应速率为v2。对上述反应，当升高温度时，v1和v2的变化情况为(　　) A．同时增大 B．同时减小 C．v1增大，v2减小 D．v1减小，v2增大 解析：选A　对于大多数反应，升高温度，化学反应速率加快。 知识点三　催化剂对化学反应速率的影响 1．催化剂的定义 催化剂是能加快化学反应速率而在反应前后本身的质量和化学性质不变的物质。 2．下表是一些化学反应使用催化剂前后的活化能及反应速率常数之比 化学反应 催化剂 Ea/(kJ·mol-1) 无催化剂 有催化剂 C12H22O11(蔗糖)＋H2O===C6H12O6(葡萄糖)＋C6H12O6(果糖) 蔗糖酶 107 36 9.2×1011 (310 K) 2HI===H2＋I2 金 184 105 1. 6×108 (503 K) CH3CHO===CH4＋CO 碘 210 136 7.5×104 (793 K) 2H2O2===2H2O＋O2 过氧化 氢酶 75 25 5.8×108 (298 K) 根据表格可以得出，使用催化剂时反应的活化能显著降低，反应速率常数显著增大，则化学反应速率变大。 3．催化剂的催化原理 (1)由于催化剂的质量及化学性质在反应前后不变，反应历程中必定既包括有催化剂参与的反应，又包括使催化剂再生成的反应。 (2)催化剂是通过参与反应改变反应历程，降低反应的活化能来提高化学反应速率的。 (3)催化剂的催化原理可表示为 使用催化剂―→改变反应的历程―→降低反应的活化能(如图)―→使更多的反应物分子成为活化分子―→增加单位体积内的活化分子百分数―→加快化学反应速率。 4．催化剂的特点 催化剂对化学反应速率的影响是通过改变反应速率常数来实现的，且与其他因素相比，影响程度较大。 (1)选择性：只对某一反应或某类反应起催化作用。不同的反应有不同的催化剂，且催化剂具有一定的活化温度，催化剂不同，活化温度不同。 (2)高效性：可以大幅度降低反应的活化能，从而有效地提高化学反应速率。 5．其他因素对化学反应速率的影响 如光辐射、放射线辐射、超声波、电弧、强磁场、高速研磨、增大反应物接触面积等，均会对化学反应速率产生影响。 [思考探究] 　已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ。在含少量I－的溶液中，H2O2分解的机理为 H2O2＋I－―→H2O＋IO－　慢 H2O2＋IO－―→H2O＋O2＋I－　快 下列有关该反应的说法正确的是(　　) A．反应速率与I－浓度有关 B．IO－也是该反应的催化剂 C．反应活化能等于98 kJ·mol-1 D．v(H2O2)＝v(H2O)＝v(O2) 提示：H2O2的分解反应主要是由第一个反应决定的，I－浓度越大，反应速率越快，A项正确；根据总反应可确定该反应的催化剂为I－，而IO－为中间产物，B项错误；根据所给信息无法确定反应活化能，C项错误；反应速率关系为v(H2O2)＝v(H2O)＝2v(O2)，D项错误。 答案：A 催化剂对化学反应速率的影响 (1)催化剂能够改变化学反应速率、与浓度、温度等其他因素相比，催化剂对化学反应速率的影响程度更大。 (2)催化剂的作用机理：催化剂通过参与反应改变反应历程、降低反应的活化能来提高化学反应速率。 使用催化剂→改变反应历程→降低反应的活化能(如图)→使更多的反应物分子成为活化分子→增加单位体积内活化分子百分数→加快反应速率。 (3)注意点 ①催化剂不能改变化学反应的平衡常数，不能改变平衡转化率。 ②如果为可逆反应，催化剂可同等程度地改变正、逆反应速率。 ③催化剂中毒：催化剂的催化性能往往因接触少量杂质而明显下降甚至遭到破坏，这种现象叫做催化剂中毒。工业上为了防止催化剂中毒而把原料进行净化。 ④催化剂只有在一定温度下才能最大限度地显示其催化作用，不同的催化剂对温度的要求不一定相同。 [典例3]　下列反应中产生气泡最快的是(　　) 温度 浓度 催化剂 A 25 ℃ 2 mL 5% H2O2 0.1 mol·L-1 FeCl3 2滴 B 25 ℃ 2 mL 8% H2O2 MnO2粉末 C 25 ℃ 2 mL 5% H2O2 MnO2粉末 D 25 ℃ 2 mL 8% H2O2 无 　　[解析]　影响化学反应速率的因素有浓度、温度、催化剂等，其中催化剂影响最大，且二氧化锰的催化效果优于FeCl3和CuCl2；其次为温度，最后影响为浓度，综合得到，产生气泡最快的为选项B。 [答案]　B 3．2SO2＋O22SO3是工业上制造硫酸的重要反应。下列关于该反应的说法正确的是(　　) A．增加O2的浓度能加快反应速率 B．降低体系温度能加快反应速率 C．使用催化剂不影响反应速率 D．一定条件下达到反应限度时SO2全部转化为SO3 解析：选A　降低体系温度能减慢反应速率；使用催化剂能加快反应速率；一定条件下达到反应限度时，因为是可逆反应，SO2不可能全部转化为SO3。 [课堂检测] 1．反应A＋B===C的反应速率方程为v＝kc(A)·c(B)，v为反应速率，k为反应速率常数，是温度的函数。当c(A)＝c(B)＝1 mol·L-1时，反应速率在数值上等于其反应速率常数。下列说法正确的是(　　) A.只增大c(A)时，v增大 B．只增大c(C)时，v增大 C．只升高温度时，k不变 D．只升高温度时，k减小 解析：选A　只增大c(A)或c(B)时，v增大，k不变；只增大c(C)时，v、k都不变；只升高温度时，k增大，v增大。 2．在体积可变的容器中发生反应N2＋3H2⥫⥬2NH3。当增大压强使容器体积缩小时，化学反应速率加快，其主要原因是(　　) A．分子运动速率加快，使反应物分子间的碰撞机会增多 B．反应物分子的能量增加，活化分子百分数增大，有效碰撞次数增多 C．活化分子百分数未变，但单位体积内活化分子数增加，有效碰撞次数增多 D．分子间距离减小，使所有的活化分子间的碰撞都成为有效碰撞 解析：选C　根据有效碰撞理论，增大压强使容器体积缩小时，虽然活化分子百分数未变，但单位体积内活化分子数增加，从而使有效碰撞次数增多，化学反应速率加快。 3．已知某可逆反应在密闭容器中进行：A(g)＋2B(g)⥫⥬3C(g)＋D(s)　ΔH<0，如图中曲线b代表一定条件下该反应的进程。若使曲线b变为曲线a，可采取的措施是(　　) ①增大A的浓度　②缩小容器的容积 ③增大B的浓度　④升高温度　⑤加入合适的催化剂 A．①　　　　　　　　B．②④ C．②⑤ D．②③ 解析：选C　观察图中的曲线a、b，主要看两处：①转折点的先后。转折点对应的横坐标代表达到化学平衡状态所需的时间，题图中曲线a比曲线b先转折，说明曲线a表示的化学反应速率比曲线b表示的化学反应速率大，达到化学平衡所需的时间较短。②水平线的高低。图中曲线b和曲线a的水平线相重合，说明A的转化率不变。所以使曲线b变为曲线a，采取的措施只能是使化学反应速率增大，而不能使化学平衡发生移动。因D呈固态，故该反应是化学方程式中气态物质系数不变的反应，所以加入催化剂或增大压强都只能使化学反应速率增大，而不会使化学平衡发生移动。 4．在密闭容器中，一定条件下进行如下反应：NO(g)＋CO(g)⥫⥬N2(g)＋CO2(g)　ΔH＝－373.2 kJ/mol，达到平衡后，为提高NO的转化率和该反应的速率，可采取的措施是(　　) A．加催化剂同时升高温度 B．加催化剂同时增大压强 C．升高温度同时充入N2 D．降低温度同时增大压强 解析：选B　 加催化剂、升高温度，化学反应速率加快，正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，NO的转化率降低，A错误；加催化剂同时增大压强，化学反应速率加快，平衡正向移动，NO的转化率升高，B正确；升高温度同时充入N2，化学反应速率加快，正反应为放热反应，升高温度、充入N2，均导致平衡逆向移动，NO的转化率降低，C错误；降低温度，反应速率减慢，增大压强，体积减小，浓度增大，反应速率加快，无法确定反应速率的变化，D错误。 5．已知反应2HI(g)⥫⥬H2(g)＋I2(g)的能量变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A．常温下，向体积为V L的容器中充入2 mol HI(g)充分反应，可吸收12.5 kJ的热量 B．加入催化剂，分子的能量不变，但单位体积内活化分子数增多，反应速率加快 C．其他条件不变，升高温度，反应速率加快，HI的分解率不变 D．H2(g)＋I2(g)⥫⥬2HI(g)的活化能为12.5 kJ·mol-1 解析：选B　该反应为可逆反应，充入2 mol Hl(g)充分反应，反应不能进行到底，所以吸收的热量小于12.5 kJ，A错误；加入催化剂，单位体积内活化分子数增多，有效碰撞增多，反应速率加快，B正确；从题图可知，该反应为吸热反应，其他条件不变，升高温度，反应速率加快，平衡右移，HI的分解率增大，C错误；由题图分析可知，H2(g)＋I2(g)⥫⥬2HI(g)的活化能Ea＝(185－12.5)kJ·mol-1＝172.5 kJ·mol-1，D错误。 6．为了研究外界条件对过氧化氢分解速率的影响，甲同学做了以下实验，请回答下列问题： 编号 实验操作 实验现象 ① 分别在试管A、B中加入5 mL 5%的H2O2溶液，各滴入2滴1 mol·L-1 FeCl3溶液。待试管中均有适量气泡出现时，将试管A放入盛有5 ℃左右冷水的烧杯中浸泡；将试管B放入盛有40 ℃左右热水的烧杯中浸泡 试管A中不再产生气泡；试管B中产生的气泡量增大 ② 另取两支试管分别加入5 mL 5%的H2O2溶液和5 mL 10%的H2O2溶液 试管A、B中均未明显见到有气泡产生 请回答下列问题： (1)过氧化氢分解的化学方程式为___________________________________。 (2)实验①的目的是_______________________________； 实验中滴加FeCl3溶液的目的是____________________________________。 (3)实验②未观察到预期的实验现象，为了帮助该同学达到实验目的，你提出的对上述操作的改进意见是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________(用实验中所提供的几种试剂)。 (4)乙同学在50 mL一定浓度的H2O2溶液中加入一定量的MnO2，放出气体的体积(标准状况下)与反应时间的关系如图所示： ①A、B、C三点所表示的瞬时反应速率最小的是________。 ②t1～t3时间内，过氧化氢的分解速率为________ mol·L-1·min-1。 解析：(1)过氧化氢分解生成H2O和O2，化学方程式为2H2O22H2O＋O2↑。 (2)实验①中试管A、B的其他条件相同，只有温度不同，故其目的是探究温度对H2O2分解速率的影响。实验中滴加FeCl3溶液，可加快过氧化氢的分解速率，便于观察实验现象。 (3)实验②未观察到预期的实验现象，可能原因是温度过低、未使用催化剂，故改进措施是将两支试管同时放入盛有相同温度热水的烧杯中，或向两支试管中同时滴入2滴1 mol·L-1 FeCl3溶液，观察产生气泡的速率。 (4)①图中曲线的斜率代表生成O2的反应速率，曲线的斜率越大，则瞬时反应速率越大。图中曲线斜率大小：A>B>C，故C点表示的瞬时反应速率最小。②t1～t3min内，V(O2)由b mL增大到a mL，则有n(H2O2)＝2n(O2)＝＝ mol，故过氧化氢的分解速率为v＝ min＝ mol·L-1·min-1。 答案：(1)2H2O22H2O＋O2↑ (2)探究温度对H2O2分解速率的影响　加快H2O2分解速率，使实验现象易于观察 (3)将两支试管同时放入盛有相同温度热水的烧杯中(或向两支试管中同时滴入2滴1 mol·L-1 FeCl3溶液)，观察产生气泡的速率 (4)①C　②课时作业(十二)　影响化学反应速率的因素 一、选择题 1．在气体参与的反应中，能使反应物中活化分子数和活化分子百分数同时增大的方法是(　　) ①增大反应物的浓度；②升高温度；③增大压强；④加入催化剂 A．①②　　　　　　　　　　B．②③ C．②④ D．③④ 解析：选C　根据活化分子的概念及影响条件知，①、③能增大活化分子的浓度(单位体积内的活化分子数)，加快化学反应速率，但不影响活化分子百分数；而②中升高温度分子能量增加，使活化分子百分数增大，活化分子数也同时增大；④中催化剂降低了活化能，同样使活化分子百分数增大，活化分子数也同时增大。 2．把镁条投入盛有盐酸的敞口容器里，产生氢气的速率变化如图所示。下列影响反应速率的因素有(　　) ①盐酸的浓度　②镁条的表面积 ③溶液的温度　④Cl－的浓度 A．①④ B．③④ C．①②③ D．②③④ 解析：选C　镁条和盐酸反应产生H2的离子方程式为Mg＋2H＋===Mg2+＋H2↑，是镁与H＋间的置换反应，与Cl－无关。在镁条的表面有一层氧化膜，当将镁条投入盐酸中时，随着氧化膜的不断溶解，镁与盐酸接触面积不断增大，产生H2的速率会加快；溶液的温度对该反应也有影响，反应放出热量，使温度升高，反应速率也会加快；随着反应的进行，c(H＋)不断减小，反应速率会逐渐减慢。 3．已知反应2I－＋S2O===I2＋2SO，加入淀粉溶液可观察到溶液变蓝色。反应速率可以用淀粉溶液显蓝色的时间t来度量，t越小，反应速率越大。20 ℃时得到如下实验数据： 实验 编号 c(I－)/ mol·L-1 c(S2O)/ mol·L-1 t/s 1 0.040 0.040 88.0 2 0.080 0.040 44.0 3 0.080 0.080 22.0 4 0.160 0.020 44.0 5 0.120 0.040 29.3 分析上述数据，下列说法正确的是(　　) A．该实验的目的是研究I－与S2O的浓度对反应速率的影响 B．I－的浓度越大，反应速率越快 C．S2O的浓度越小，反应速率越快 D．5个实验中，编号3对应浓度的实验，反应速率最慢 解析：选A　由题目中表格数据可分析出c(I－)、c(S2O)浓度越大，反应速率越快，显蓝色所需时间越少，故实验目的应是研究反应物I－与S2O的浓度对反应速率的影响，A正确；反应速率取决于I－与S2O的浓度，如I－浓度较大，而S2O浓度较小，则反应速率不一定大，B错误；如I－浓度不变，S2O的浓度越小，反应速率越小，C错误；由表中数据可知，编号3对应浓度的实验用时最少，反应最快，D错误。 4．已知反应：Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O。下列各组反应是在相同温度下发生的，则最快产生浑浊的是(　　) 选 项 反应物 硫代硫酸钠溶液 硫酸溶液 A 0.2 mol·L-1，20 mL 0.2 mol·L-1，20 mL B 0.5 mol·L-1，20 mL 0.5 mol·L-1，20 mL C 1.0 mol·L-1，20 mL 1.0 mol·L-1，20 mL D 1.0 mol·L-1，20 mL 1.2 mol·L-1，20 mL 解析：选D　 反应物浓度越大，反应速率越快，则越快产生浑浊。 5．中国化学家研究出一种新型复合光催化剂(C3N4/CQDs)可以利用太阳光高效分解水，其原理如下图所示。下列说法不正确的是(　　) A．使用该光催化剂，提高了化学反应速率，增大了H2O的转化率，实现了太阳能向化学能转化 B．反应Ⅱ中H2O2既作氧化剂又作还原剂 C．反应Ⅰ涉及H2O中化学键的断裂和H2中化学键的形成 D．总反应的化学方程式为2H2O2H2↑＋O2↑ 解析：选A　催化剂可以加快化学反应速率，由于对正、逆反应速率影响相同，因此不能使化学平衡发生移动，故反应物的转化率不变，因此不能提高反应物的转化率，A错误；由图可知反应Ⅱ为H2O2的分解反应，氧元素的化合价部分升高，部分降低，H2O2既作氧化剂又作还原剂，B正确；反应Ⅰ为H2O在C3N4催化作用下反应生成H2O2和H2，涉及H2O化学键的断裂和H2化学键的形成，C正确；将反应Ⅰ和反应Ⅱ相加得总反应的化学方程式为2H2O2H2↑＋O2↑，D正确。 6．一定温度下，向10 mL 0.40 mol·L-1H2O2溶液中加入适量FeCl3溶液，不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表所示： t/min 0 2 4 6 V(O2)/mL 0 9.9 17.2 22.4 资料显示，反应分两步进行： ①2Fe3+＋H2O2===2Fe2+＋O2↑＋2H＋，②H2O2＋2Fe2+＋2H＋===2H2O＋2Fe3+。 反应过程中能量变化如图所示。下列说法错误的是(　　) A．Fe3+的作用是增大过氧化氢的分解速率 B．反应①是吸热反应、反应②是放热反应 C．反应2H2O2(aq)===2H2O(l)＋O2(g)的ΔH＝E1－E2<0 D．0～6 min的平均反应速率v(H2O2)≈3.33×10-2mol·L-1·min-1 解析：选C　反应①＋②可得总反应的化学方程式为2H2O2===2H2O＋O2↑，故Fe3+是催化剂，可增大H2O2的分解速率，故A正确；反应①中反应产物的能量大于反应物的能量，是吸热反应，反应②中反应产物的能量小于反应物的能量，是放热反应，故B正确；焓变＝反应产物的总能量－反应物的总能量，由题图可知反应2H2O2(aq)===2H2O(l)＋O2(g)的ΔH≠E1－E2，故C错误；0～6 min生成O2的物质的量是0.00 1 mol，消耗H2O2的物质的量是0.001 mol×2＝0.002 mol，所以v(H2O2)＝≈3.33×10-2 mol·L-1·min-1，故D正确。 7．反应物浓度的关系是用实验方法测定的，化学反应H2＋Cl2===2HCl的反应速率v可表示为v＝kcm(H2)·cn(Cl2)，式中k为速率常数，m、n的值可用下表中数据确定。 c(H2)/ (mol·L-1) c(Cl2)/ (mol·L-1) v(mol·L-1 ·s-1) 1.0 1.0 10.k 2.0 1.0 2.0k 2.0 4.0 4.0k 由此可推得，m、n值正确的是(　　) A．m＝1，n＝1 B．m＝，n＝ C．m＝，n＝1 D．m＝1，n＝ 解析：选D　按题给数据代入v＝kcm(H2)·cn(Cl2)即可。第一组数据无法计算；代入第二组数据：2.0k＝k(2.0)m(1.0)n，则m＝1；代入第三组数据：4.0k＝k(2.0)m(4.0)n，联立方程解得：m＝1，n＝。 8．对于溶液中的反应：2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4===5Fe2(SO4)3＋2MnSO4＋K2SO4＋8H2O，下列措施一定能使反应的速率提高的是(　　) A．加水 B．加入同浓度的FeSO4溶液 C．向溶液中滴加稀硫酸 D．加入少量的高锰酸钾固体 解析：选D　A项，加水，浓度减小，反应速率减慢；B项，加入同浓度的FeSO4溶液，溶液体积增大，使KMnO4、H2SO4浓度减小，反应速率减慢；C项，向溶液中滴加稀硫酸，反应物KMnO4、FeSO4浓度减小，所以反应速率不一定加快；D项，加入少量的高锰酸钾固体，KMnO4的浓度增大，FeSO4、H2SO4的浓度不变，所以反应速率一定加快。 9．我国科技工作者运用DFT计算研究HCOOH在不同催化剂(Pd和Rh)表面分解产生H2的部分反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用*表示。下列说法错误的是(　　) A．HCOOH吸附在催化剂表面是一个放热过程 B．Pd、Rh作催化剂时HCOOH分解产生H2的反应热不同 C．该反应过程中有C—H键的断裂，还有C===O键的生成 D．HCOO*＋H*===CO2＋2H*是该历程的决速步骤 解析：选B　HCOOH吸附在催化剂表面是能量降低的过程，即为放热过程，故A正确；催化剂能改变反应速率，不改变热效应，则Pd、Rh作催化剂时HCOOH分解产生H2的反应热相同，故B错误；HCOOH催化分解生成CO2和H2，原来HCOOH分子中存在的化学键1个C—H键、1个C===O键、1个C—O键和1个O—H键；而产物中有2个C===O键和1个H—H，说明反应过程中有C—H键的断裂，还有C===O键的生成，故C正确；HCOO*＋H*到过渡态2活化能最大，是反应消耗能量高的过程，速率最慢，故HCOO*＋H*===CO2＋2H*是该历程的决速步骤，故D正确。 10．Burns和Dainton研究发现Cl2与CO合成COCl2的反应机理如下：①Cl2(g)⥫⥬2Cl·(g)快；②CO(g)＋Cl·(g)⥫⥬COCl·(g)快；③COCl·(g) ＋Cl2 (g)⥫⥬COCl2(g)＋Cl·(g)慢。其中反应②存在v正＝k正c(CO)c(Cl·)、v逆＝k逆c(COCl·)。下列说法正确的是(　　) A．反应①的活化能大于反应③的活化能 B．反应②的平衡常数K＝ C．要提高合成COCl2的速率，关键是提高反应①②的速率 D．选择合适的催化剂能加快该反应的速率，并提高COCl2的平衡产率 解析：选B　活化能越小，反应速率越快，则反应①的活化能小于反应③的活化能，故A错误；反应②存在v正＝k正c(CO)c(Cl·)、v逆＝k逆c(COCl·)，平衡时正逆反应速率相等，则K＝＝，故B正确；慢反应决定整个反应速率，要提高合成COCl2的速率，关键是提高反应③的速率，故C错误；催化剂不影响平衡移动，则选择合适的催化剂能加快该反应的速率，而COCl2的平衡产率不变，故D错误。 11．下列表格中的各种情况，可以用下面对应选项中的图像曲线表示的是(　　) 选项 反应 纵坐标 甲 乙 A 外形、大小相近的 金属和水反应 B 4 mL 0.01 mol·L-1 的KMnO4溶液， 分别和不同浓度 的H2C2O4(草酸) 溶液各2 mL反应 C 5 mL 0.1 mol·L-1 Na2S2O3溶液和 5 mL 0.1 mol·L-1 H2SO4溶液反应 D 5 mL 4%的过氧化 氢溶液分解放出O2 反应 速率 Na K 0.1 mol· L-1的 H2C2O4 溶液 0.2 mol· L-1的 H2C2O4 溶液 热水 冷水 无MnO2 粉末 加MnO2 粉末 解析：选C　反应速率与物质本身的性质有关。由于K比Na活泼，故相同大小的K和Na，K的反应速率快，又由于Na、K与H2O反应均为放热反应，随反应进行，放出大量热，反应速率逐渐加快，A图像错误；由于起始时乙中H2C2O4浓度大，故其反应速率比甲中快，B图像错误；由于甲反应是在热水中反应，温度高，故甲的反应速率高于乙的。随反应进行，反应物浓度逐渐减小，故甲、乙中反应速率逐渐减小，C图像正确；MnO2在H2O2分解过程中起催化作用，故乙中反应速率应大于甲中，D图像错误。 二、非选择题 12．某实验小组以H2O2分解为例，研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下方案完成实验。 实验 编号 反应物 催化剂 ① 10 mL 2% H2O2溶液 无 续表 ② 10 mL 5% H2O2溶液 无 ③ 10 mL 5% H2O2溶液 1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液 ④ 10 mL 5%H2O2溶液＋少量HCl溶液 1 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液 ⑤ 10 mL 5%H2O2溶液＋少量NaOH溶液 1 mL 0.1 mol·L-1FeCl3溶液 (1)催化剂能加快化学反应速率的原因是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)实验①和②的目的是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论，资料显示，通常条件下H2O2较稳定，不易分解，为了达到实验目的，你对原实验方案的改进是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)实验③④⑤中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如下图所示。 分析上图能够得出的实验结论是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)加入催化剂能使化学反应速率加快，其原因是加入催化剂降低了反应的活化能，使更多的普通分子变为活化分子，增大了活化分子的碰撞几率，使活化分子的有效碰撞增多，从而加快反应速率。 (2)实验①和②的区别是①中H2O2的浓度小，②中H2O2的浓度大，所以实验①和②的目的是探究浓度对反应速率的影响。为了能够通过实验①和②探究浓度对反应速率的影响，对原实验方案进行改进，可向反应物中加入等量同种催化剂或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中观察实验现象。 (3)由图像知实验⑤反应速率最快，实验④反应速率最慢，说明碱性环境能增大H2O2分解的速率，酸性环境能减小H2O2分解的速率。 答案：(1)降低了反应的活化能 (2)探究浓度对反应速率的影响　向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中) (3)碱性环境能增大H2O2分解的速率，酸性环境能减小H2O2分解的速率 13．(1)某同学设计如下实验方案探究影响锌与稀硫酸反应速率的因素，有关数据如下表所示： 序 号 纯锌粉/g 2.0 mol·L-1 硫酸溶液/mL 温度/℃ 硫酸铜 固体/g 加入 蒸馏 水/mL Ⅰ 2.0 50.0 25 0 0 Ⅱ 2.0 40.0 25 0 10.0 Ⅲ 2.0 50.0 25 0.2 0 Ⅳ 2.0 50.0 25 4.0 0 ①本实验待测数据可以是________________________________________________，实验Ⅰ和实验Ⅱ可以探究________对锌与稀硫酸反应速率的影响。 ②实验Ⅲ和实验Ⅳ的目的是__________________________________，写出有关反应的离子方程式_________________________________________________________。 (2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下表： 实验 序号 体积V/mL K2S2O8 溶液 水 KI溶液 Na2S2O3 溶液 淀粉 溶液 ① 10.0 0.0 4.0 4.0 2.0 ② 9.0 1.0 4.0 4.0 2.0 ③ 8.0 Vx 4.0 4.0 2.0 表中Vx＝________，理由是______________________________________。 解析：(1)实验Ⅰ和实验Ⅱ中，锌的质量和状态相同，硫酸的浓度不同，实验Ⅲ和实验Ⅳ中加入硫酸铜，Cu2+的氧化性强于H＋，首先发生反应Zn＋Cu2+===Zn2+＋Cu，生成的铜附着在锌表面，在稀硫酸溶液中构成原电池，加快锌失电子。但是加入的硫酸铜过多，生成的铜会覆盖在锌表面，阻止锌与稀硫酸进一步反应，产生氢气的速率会减慢。①本实验待测数据可以是“反应结束所需要的时间”或“相同条件下产生等体积的氢气所需要的时间”，实验Ⅰ和实验Ⅱ可以探究硫酸的浓度对反应速率的影响。②实验Ⅲ和实验Ⅳ加入的硫酸铜的质量不同，可以探究加入硫酸铜的质量与反应速率的关系。 (2)实验的目的是探究K2S2O8溶液的浓度对化学反应速率的影响，故应保证每组实验中其他物质的浓度相等，即溶液的总体积相等(即为20.0 mL)，从而可知Vx＝2.0。 答案：(1)①反应结束所需要的时间(或相同条件下产生等体积的氢气所需要的时间)　硫酸浓度 ②探究硫酸铜的质量对反应速率的影响　Zn＋Cu2+===Zn2+＋Cu，Zn＋2H＋===Zn2+＋H2↑ (2)2.0　保证反应物K2S2O8浓度的改变，而其他物质浓度不变 学科网（北京）股份有限公司 $$