专题02 化学反应速率（期中复习讲义）高二化学上学期人教版

专题02 化学反应速率 考查重点 命题角度 化学反应速率的概念及测定 了解化学反应速率的概念，会定量表示化学反应速率，学会化学反应速率的测定方法。 化学反应速率的计算和比较 掌握化学反应速率的简单计算，学会比较化学反应速率的快慢。 影响化学反应速率的因素 通过实验，从宏观上认识温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响；能从定性和定量结合的角度，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。 活化能 知道化学反应是有历程的，认识基元反应活化能对化学反应速率的影响；了解活化能、活化分子的含义及其对化学反应速率的影响。 化学反应速率图像 识别化学反应速率的图像，从图像中挖掘信息的能力。 一、化学反应速率的概念及测定 1．定义：衡量化学反应进行_________的物理量。 2．表示方法： (1)化学反应速率可以用单位_________ 、单位_________中反应物或生成物的_________变化来表示； (2)如果反应体系的体积是恒定的，则通常用单位_________内反应物_________的减少或生成物_________ 的增加来表示。 3．表达式：_________；单位：____________、______________或_____________。 4．化学反应速率的特点 (1)在某一个化学反应中，无论是用反应物还是用生成物表示化学反应速率，其值均为____值。 (2)化学反应速率表示的均是某一段时间内化学反应的_________速率，而不是某一时刻化学反应的瞬时速率。 (3)一个确定的化学反应涉及反应物、生成物多种物质，因而定量表示一个化学反应的反应速率时，必须指明是用哪一种_________来表示的。 (4)在同一反应中，用不同的物质表示的化学反应速率，其数值可能____同，但表示的实际意义____同。 (5)在同一化学反应中，用各物质表示的化学反应速率之比等于化学方程式中各物质的_________之比。例如，在反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)中，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=a∶b∶c∶d。 5．化学反应速率的测定 (1)定性描述：(根据实验现象) ①观察产生气泡的_________； ②观察试管中剩余锌粒的质量的_________； ③用手触摸试管，感受试管外壁温度的_________； (2)定量描述：(根据实验测量，单位时间内) ①测定气体的_________； ②测定物质的_________的变化； ③测定物质或离子的_________变化； ④测定体系的_________或测定反应的_________变化。 (3)测量化学反应速率的常见方法 ①量气法；②比色法；③电导法；④激光技术法 (4)化学反应速率的测量——实验 ①反应原理：Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑ ②实验装置 ③测量数据 单位时间内收集氢气的_________； 收集相同体积氢气所需要的_________； 用pH计测相同时间内_________变化，即_________。 用传感器测△c(Zn2＋)变化。 测相同时间内△m(Zn)。 相同时间内恒容_________变化； 相同时间内绝热容器中_________变化。 特｜别｜提｜醒 (1)无论是用某一反应物表示还是用某一生成物表示，由于Δc是取浓度变化的绝对值，因此，其化学反应速率都取正值，且是某一段时间内的平均速率。 (2)化学反应速率可用反应体系中一种反应物或生成物浓度的变化来表示，一般是以最容易测定的一种物质表示，书写时应标明是什么物质的反应速率。 (3)在一定温度下，固体和纯液体物质，其单位体积里的物质的量保持不变，即物质的量浓度为常数，因此它们的化学反应速率也被视为常数。由此可知，现在采用的表示化学反应速率的方法还有一定的局限性。 (4)在同一反应中，用不同的物质表示同一时间的反应速率时，其数值可能不同，但这些数值所表达的意义是相同的即都是表示同一反应的速率。各物质表示的反应速率的数值有相互关系，彼此可以根据化学方程式中的各化学计量数进行换算。 (5)一般来说在反应过程中都不是等速进行的，因此某一时间内的反应速率实际上是这一段时间内的平均速率。 二、化学反应速率的计算和比较 1．化学反应速率的计算 (1)公式法：v＝_________＝ 特别提醒 ①如果题目中给出的是物质的量，在计算速率时应先除以体积，转化为浓度的变化量。 ②浓度的变化量Δc＝c(某时刻)－c(初始)，所以一般Δc(反应物)为负值，Δc(生成物)为正值，而v是标量，只有正值，所以在计算反应速率时， v(反应物)＝；v(生成物)＝。 (2)运用同一反应中“速率之比等于化学计量数之比”的规律进行计算。 对于一个化学反应：mA＋nB===pC＋qD，v(A)＝－，v(B)＝－，v(C)＝， v(D)＝，且有：＝＝＝。 (3)“三段式”法 ①求解化学反应速率计算题的一般步骤： a．写出有关反应的化学方程式； b．找出各物质的起始量、转化量、某时刻量；转化量之比等于化学计量数之比； c．根据已知条件列方程计算。 反应： mA(g)＋nB(g)pC(g) 起始浓度/mol·L－1 a b c 转化浓度/mol·L－1 x 某时刻(t s)浓度/mol·L－1 a－x b－ c＋ 再利用化学反应速率的定义式求算 v(A)＝ mol·L－1·s－1；v(B)＝ mol·L－1·s－1；v(C)＝ mol·L－1·s－1。 ②计算中注意以下量的关系。 对反应物：c(起始)－c(转化)＝c(某时刻)； 对生成物：c(起始)＋c(转化)＝c(某时刻)； 转化率＝×100%。 (4)从图像中获取计算的数据及依据图像求反应速率的步骤 ①从图像中获取计算的数据 纵坐标可以是物质的量，也可以是物质的量浓度，横坐标是时间。 例如：某温度时，在定容(VL)容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图像可进行如下计算： A．某物质的平均速率、转化率，如：v(X)＝__________________，Y的转化率＝_________。 B．确定化学方程式中的化学计量数之比，如：X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为_________。 ②依据图像求反应速率的步骤 第一步：找出横、纵坐标对应的_________； 第二步：将图中的变化量转化成相应的_______________； 第三步：根据公式v＝_________进行计算。 2．化学反应速率的比较方法 (1)定性比较 通过明显的实验现象(如_________产生快慢、_________生成快慢等)来定性比较化学反应速率的大小。 (2)定量比较 同一化学反应中，不同物质来表示化学反应速率时，数值可能不同，需要进行转化。常用以下两种方法： ①归一法 “一看”：看化学反应速率的单位是否一致，若不一致，需转化为_________。 “二化”：将不同物质的化学反应速率转化成_________的化学反应速率。 “三比较”：标准统一后比较数值大小，数值越____，反应速率越____。 ②比值法：通过化学反应速率与其对应的化学计量数的比值进行比较，比值大的化学反应速率____。 如对于反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，若____，则A表示的化学反应速率较____。 3．由图像比较反应速率大小的方法：根据图像看反应达到平衡所需的时间，时间越____，对应的反应的温度、浓度或压强就越____，则对应的反应速率越____。 三、影响化学反应速率的因素 1．内因 在相同条件下，不同的化学反应的反应速率首先是由_________的组成、结构和性质等因素决定的。 2．实验探究浓度对反应速率的影响 实验原理 Na2S2O3＋H2SO4=== ________________________ 实验步骤 实验现象 两支试管中的溶液_________，滴加0.5mol·L-1 H2SO4溶液的试管_________。 实验结论 其他条件相同时，增大反应物浓度，化学反应速率_________。 3．压强对化学反应速率的影响 (1)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。如图所示： 由图可知：其他条件不变时，增大压强，气体体积缩小，浓度_________。 (2)影响规律 对于有气体参加的化学反应，在相同温度下，增大压强(减小容器容积)，反应速率_________；减小压强(增大容器容积)，反应速率_________。 特｜别｜提｜醒 压强对化学反应速率影响的几种情况 改变压强，影响化学反应速率的根本原因是引起了浓度的改变。所以在讨论时，应注意引起压强改变的原因。 1．对于没有气体参与的化学反应，由于改变压强时反应物浓度变化很小，可忽略不计，因此对化学反应速率无影响。 2．对于有气体参与的化学反应，有以下几种情况： (1)恒温时，压缩体积压强增大反应物浓度增大化学反应速率加快。 (2)恒温时，对于恒容密闭容器： ①充入气体反应物气体反应物浓度增大(压强也增大)化学反应速率加快。 ②充入“惰性气体”总压强增大反应物浓度未改变化学反应速率不变。 (3)恒温恒压时 充入“惰性气体”体积增大气体反应物浓度减小化学反应速率减小。 4．探究温度对化学反应速率的影响 0.1mol·L-1 Na2S2O3溶液 0.1mol·L-1 H2SO4溶液 反应温度 记号被遮盖的时间 实现现象、结论与解释 1 10 mL 10 mL 室温 22 s左右 温度越高，反应速率_________，溶液变浑浊越快 2 10 mL 10 mL 40 ℃水浴 13 s左右 (注：不同的实验可能会产生不同的数据) 5．探究催化剂对化学反应速率的影响 取四支试管，分别加入5 mL 10%的过氧化氢溶液。分别进行如下实验： (1)向第一支试管中伸入带火星的檀香，观察现象。 (2)给第二支试管加热后伸入带火星的檀香，观察现象。 (3)向第三支试管中滴加几滴饱和硫酸铜溶液，振荡一会儿后， 伸入带火星的檀香，观察现象。 (4)向第四支试管中加入少量二氧化锰，伸入带火星的檀香，观察现象。 实验编号 现象 原因与结论 1 几乎没有气泡产生，檀香不复燃 H2O2常温下几乎不分解 2 有气泡产生，檀香不复燃 加热后H2O2分解速率加快，但氧气量不大 3 有气泡产生，檀香不复燃 硫酸铜溶液能加快H2O2分解的速率，但氧气量不大 4 有大量气泡产生，檀香复燃 二氧化锰能加快H2O2分解的速率且氧气量大 特｜别｜提｜醒 (1)催化剂只能改变化学反应速率，不能使原来不能发生的反应得以进行。 (2)催化剂一般有选择性，不同的化学反应要选用不同的催化剂。同样的反应物选用不同的催化剂，可以发生不同的反应，从而得到不同的产物。 四、活化能 1．基元反应：大多数的化学反应往往经过多个反应步骤才能实现。其中每一步反应都称为_________。例如H·＋O2→·OH＋O·即为氢气与氧气生成水的反应中的一个基元反应；又如2HI===H2＋I2的2个基元反应为2HI→H2＋2I·、2I·→I2。 2．反应历程 (1)含义：基元反应构成的反应_________。 (2)特点：①反应不同，反应_________不相同。②同一反应，在不同条件下的反应历程也可能不同。 (3)决定因素：反应历程由反应物的_________和反应_________决定。 (4)作用：反应历程的差别造成了化学反应_________的不同。 (5)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_________，但是并不是每一次分子碰撞都能发生_________。 3．有效碰撞：能发生化学反应的碰撞叫_________。 4．有效碰撞必须满足两个条件：①发生碰撞的分子具有足够高的_________；②分子在一定的_________上发生碰撞。 5．活化分子：能够发生_________的分子。 6．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_________，叫做反应的活化能。 7．反应物、生成物的能量与活化能的关系。如图所示，反应的活化能是____，反应热是_________。 8．活化能与化学反应速率的关系：在一定条件下，活化分子所占的百分数是固定不变的。活化分子的百分数越大，单位体积内活化分子数_________，单位时间内有效碰撞的次数_________，化学反应速率_________。 9．有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释 (1)浓度：反应物浓度增大→单位体积内活化分子数_________→单位时间内有效碰撞的次数_________→反应速率_________；反之，反应速率_________。 (2)压强：增大压强→气体体积缩小→反应物浓度_________→单位体积内活化分子数_________→单位时间内有效碰撞的次数_________→反应速率_________；反之，反应速率_________。 即压强对化学反应速率的影响，可转化成浓度对化学反应速率的影响。 (3)温度：微观解释：升高温度→活化分子的百分数_________→单位时间内有效碰撞的次数_________→反应速率_________；反之，反应速率_________。 (4)催化剂：使用催化剂→改变了反应的历程，反应的活化能_________→活化分子的百分数_________→单位时间内有效碰撞的几率增加→反应速率_________。 五、化学反应速率图像 1．瞬时速率—时间图像 由图像变化分析外界条件对其影响，已知反应为mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)　ΔH＝Q kJ·mol－1。 (1)“渐变”类v­t图像 图像 分析 结论 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，________反应物的浓度 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 t1时其他条件不变，________生成物的浓度 (2)“断点”类v­t图像 图像 分析 结论 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m＋n____p＋q(正反应为体积减小的反应) 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′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m＋n____p＋q(正反应为体积增大的反应) 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 t1时其他条件不变，_______反应体系的压强且m＋n____p＋q(正反应为体积增大的反应) t1时其他条件不变，_______温度且ΔH____0(放热反应) 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，_______反应体系的压强且m＋n____p＋q(正反应为体积减小的反应) t1时其他条件不变，_______温度且ΔH____0(吸热反应) (3)“平台”类v­t图像 图像 分析 结论 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时其他条件不变_______反应体系的压强且m＋n____p＋q(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 t1时其他条件不变，_______反应体系的压强且m＋n____p＋q(反应前后气体体积无变化) 2．全程速率—时间图像 例如：Zn与足量盐酸的反应，化学反应速率随时间的变化出现如图所示情况。 原因：(1)AB段(v增大)，反应____热，溶液温度逐渐_______，v_______。 (2)BC段(v减小)，溶液中c(H＋)逐渐_______，v_______。 3．常见v-t图像分析方法 (1)看图像中正、逆反应速率的变化趋势，看二者是_______程度的变化，还是_______程度的变化。_______程度的变化一般从_______ (反应前后气体体积_______的反应)和_______角度考虑;若是_______程度的变化，可从_______、_______、_______ (反应前后气体体积_______的反应)角度考虑。 (2)对于反应速率变化程度不相等的反应，要注意观察改变某个条件瞬间，正、逆反应速率的大小关系及变化趋势。同时要联系外界条件对反应速率的影响规律，加以筛选、验证、排除。 (3)改变条件判断v(正)、v(逆)的相对大小时，可以从平衡移动方向讨论，若平衡正移，v(正) ____v(逆)，若平衡逆移，v(正) ____v(逆)。 题型一 化学反应速率的概念与含义 【典例1】下列有关化学反应速率的认识中错误的是( ) ①可以测定某一反应的瞬时速率 ②只能用单位时间内物质的量浓度变化值表示 ③反应速率越快的反应其现象越明显 ④溶液中发生的反应，速率的快慢主要由温度、浓度决定 A．只有① B．只有①② C．只有③④ D．均错误 方｜法｜点｜拨 1．含义：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。 2．在某一个化学反应中，无论是用反应物还是用生成物表示化学反应速率，其值均为正值。 3．化学反应速率表示的均是某一段时间内化学反应的平均速率，而不是某一时刻化学反应的瞬时速率。 4．一个确定的化学反应涉及反应物、生成物多种物质，因而定量表示一个化学反应的反应速率时，必须指明是用哪一种物质来表示的。 5．在同一反应中，用不同的物质表示的化学反应速率，其数值可能不同，但表示的实际意义相同。 【变式1-1】下列说法正确的是( ) A．化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物质量的变化量来表示 B．用不同物质浓度的变化量表示同一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 C．化学反应速率表示化学反应在某时刻的瞬时速率 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1-2】在1L的密闭容器中进行反应A(g)+B(g)2C(g)，已知0~10min内A的物质的量由0.5mol减小到0.2mol，则用C的浓度变化表示的反应速率为 A．0.01mol/(L·min) B．0.06mol/(L·min) C．0.02mol/(L·min) D．0.04mol/(L·min) 【变式1-3】已知反应：4A(s)+3B(g)2C(g)+D(g)，经过2min时间，B浓度减少了0.6mol/L。有关该反应速率的说法正确的是 A．0-2min用A表示的反应速率是0.4mol/(L·min) B．0-2min用B表示的反应速率是0.3mol/(L·min) C．2min末时用C表示的反应速率是0.2mol/(L·min) D．分别用B、C、D表示的反应速率比值为2：3：6 题型二 化学反应速率的计算 【典例2】某温度下，在恒容密闭容器中发生反应2X(s)Y(g)+2Z(g)，有关数据如下： 时间段/ min 产物Z的平均生成速率/ mol·L－1·min－1 0～2 0.20 0～4 0.15 0～6 0.10 下列说法错误的是( ) A．1 min时，Z的浓度大于 B．2 min时，加入，此时 C．3 min时，Y的体积分数约为33.3% D．5 min时，X的物质的量为 方｜法｜点｜拨 例如： mA(g) + nB(g) pC(g) 起始浓度(mol·L-1) a b c 转化浓度(mol·L-1) x 某时刻浓度(mol·L-1) a-x b- c+ 【变式2-1】X(s)＋3Y(g)Z(g) ΔH＝a kJ·mol-1，一定条件下，将2 mol X和2 mol Y通入2 L的恒容密闭容器中，反应10 s，测得生成0.5 mol Z。下列说法正确的是( ) A．10 s内，v(X)=0.025 mol·L-1·s-1 B．第10 s时，Y的反应速率为0.075 mol·L-1·s-1 C．第10 s时，X为1.5 mol，Y的浓度为0.25 mol·L-1 D．10 s内，X和Y反应放出的热量为a kJ 【变式2-2】反应4A(s)+3B(g)2C(g)+D(g)，经2 min B的浓度减少0.6mol·L-1 。对此反应速率的正确表示是( ) A．用A表示的反应速率是0.8mol·L-1·s-1 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. 3mol·L-1·min-1 D．在这2 min内用B和C表示的反应速率的值都是相同的 【变式2-3】热分解是有效利用H2S的一种有开发前景的方法，反应原理为：H2S(g) H2(g)+S(g)利用作图法可以计算某时刻的瞬时速率(在变化曲线上画出该时刻对应点的切线，切线的斜率就是该时刻的瞬时速率)，反应初期，H2S热分解反应的变化曲线如图所示，则： (1)A点的瞬时反应速率v(H2S)=__________； (2)随着反应的进行，瞬时反应速率的变化趋势是__________。 题型三 化学反应速率快慢的比较 【典例3】在四个不同的容器中进行合成氨的反应。根据下列在相同时间内测定的结果，判断生成氨的速率最快的是( ) A． v(H2)＝0.3 mol·L－1·min－1 B． v(N2)＝0.05 mol·L－1·s－1 C． v(N2)＝0.2 mol·L－1·min－1 D． v(NH3)＝0.3 mol·L－1·min－1 方｜法｜点｜拨 比较化学反应速率大小的常用方法 (1)统一标准法 当比较同一反应的化学反应速率的相对大小时，按相应的化学方程式中各物质的化学计量数之比换算成同一物质表示的化学反应速率，统一单位，再比较数值大小。 (2)比值比较法 比较化学反应速率与其相应化学方程式中物质的化学计量数的比值大小，在单位相同时，数值大者反应速率大，如对于反应mA(g)+nB(g)=pC(g)，v(A)、v(B)、v(C)三者中，单位相同时，数值大者表示的反应速率大。 【变式3-1】反应2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)在四种不同情况下的反应速率如下，其中表示反应速率最快的是( ) A．v(A)=0.5mol•L-1•s-1 B．v(B)=0.4mol•L-1•s-1 C．v(C)=0.8mol•L-1•s-1 D．v(D)=0.5mol•L-1•s-1 【变式3-2】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)= 24mol·L-1·min-1，②v(B)=1.5 mol·L-1·s-1，③v(C)=0.4 mol·L-1·s-1，④v(D)=0.5 mol·L-1·s-1，该反应进行的快慢顺序为( ) A．①<③<②<④ B．④<③<①<② C．②>①>④>③ D．④>③>②>① 【变式3-3】a、b、c三个容器，分别发生合成氨反应，经过相同的一段时间后，测得数据如下表： a b c 反应速率 则三个容器中合成氨的反应速率由大到小的顺序为 A．v(a)>v(b)>v(c) B．v(c)>v(b)>v(a) C．v(c)>v(a)>v(b) D．v(b)>v(a)>v(c) 题型四 影响化学反应速率的常见因素 【典例4】从下列实验事实或操作所得出的相应结论正确的是( ) 选项 实验事实或操作 结论 A 在化学反应前后，催化剂的质量和化学性质都没有发生改变 催化剂一定不参与化学反应 B 物质的量浓度相同的盐酸和硫酸分别与等质量、形状相同的锌粒反应 开始时的反应速率相同 C 在容积可变的密闭容器中发生反应H2(g)+I2(g)2HI(g)，把容积缩小一半 正反应速率加快，逆反应速率不变 D 其他条件相同，Na2S2O3溶液和H2SO4溶液反应，Na2S2O3溶液浓度越大，析出硫沉淀所需时间越短 当其他条件不变时，增大反应物的浓度，化学反应速率加快 方｜法｜点｜拨 内因 反应物的性质 反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快 外因 温度 温度越高，化学反应速率越快 浓度 增大反应物的浓度，可以加快化学反应速率 催化剂 催化剂可以改变化学反应速率 压强 有气体参加的反应，增大压强(减小容器容积)，反应速率加快 其他 ①增大固体反应物的表面积(即粉碎成小颗粒)，反应速率加快 ②形成原电池，通常能加快反应速率 ③超声波、电磁波、光照等也能影响反应速率 【变式4-1】在恒容密闭容器中发生反应：3CO(g)+Fe2O3(s)3CO2(g)+2Fe(s)，下列说法不正确的是( ) A．增加块状Fe2O3的量，反应速率加快 B．升高温度，反应速率加快 C．使用催化剂，反应速率增大 D．充入N2使压强增大，反应速率不变 【变式4-2】(2024-2025·浙江省金兰教育合作组织高二期中)利用反应2CO(g)＋2NO(g)2CO2(g)＋N2(g) 可实现汽车尾气的无害化处理。下列措施能加快反应速率的是( ) A．恒温恒容下，充入He(g) B．将CO2(g)从体系中分离出来 C．恒温恒压下，加入He(g) D．恒温恒容下，充入CO(g) 【变式4-3】反应3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，试回答： (1)增加Fe的量，其反应速率________(填“增大”、“不变”或“减小”，下同)。 (2)将容器的体积缩小一半，其反应速率____________。 (3)保持体积不变，充入N2使体系压强增大，其反应速率____________。 (4)保持压强不变，充入N2使容器的体积增大，其反应速率____________。 题型五 控制变量法的应用 【典例5】某小组利用反应 Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O 探究反应条件对反应速率的影响，设计实验方案如下表。下列有关说法正确的是( ) 实验编号 反应温度/℃ 液体体积/mL 0.1 mol·L -1Na2S2O3(aq) 0.1 mol·L-1稀 H2SO4 H2O ① 25 10 20 0 ② 25 V1 V2 5 ③ 50 V3 V4 V5 A．只能通过单位时间内产生气体的体积判断反应的快慢 B．实验②V1=5，V2=20 C．实验③V3=10，V4=15，V5=5 D．实验结束完后，有少量 S 附着在试管上，可用水冲洗干净 方｜法｜点｜拨 1．“控制变量法”题目的解题策略 2．注意事项 (1)要选择合适的化学反应，所选择的反应不能太灵敏也不能太迟钝。 (2)反应物的浓度要适当，不能太大，而探索浓度变量时，浓度间的差别也不能太大。 (3)要有规律地设计不同反应体系的温度，也要注意物质的相应性质，不能选择会引起反应体系发生变化的温度。 (4)对变量要进行适当组合，组合的一般原则是“变一定多”，即保持其他变量不变，改变其中一个变量的值进行实验，测定数据，通过系列实验，找出变量对反应的影响。 【变式5-1】为了研究外界条件对H2O2分解反应速率的影响，某同学在4支试管中分别加入3mLH2O2溶液，并测量收集VmL气体时所需的时间，实验记录如下： 实验序号 H2O2溶液浓度 H2O2溶液温度(℃) 催化剂 所用时间 ① 5% 20 2滴1mol/LFeCl3 t1 ② 5% 40 2滴1mol/LFeCl3 t2 ③ 10% 20 2滴1mol/LFeCl3 t3 ④ 5% 20 不使用 t4 下列说法中，不正确的是( ) A．实验①②研究温度对反应速率的影响 B．实验②④研究催化剂对反应速率的影响 C．获得相同体积的O2：t1>t3 D．实验③与④比较：t3<t4 【变式5-2】选择不同的反应探究化学反应速率的影响因素，所用试剂不合理的是( ) a．CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O (观察气泡产生的快慢) b．S2O32-+2H+=S↓+SO2+H2O (观察浑浊产生的快慢) 反应 影响因素 所用试剂 A a 接触面积 块状CaCO3、0.5 mol/L HCl 粉末状CaCO3、0.5 mol/L HCl B a H+浓度 块状CaCO3、0.5 mol/L HCl 块状CaCO3、3.0 mol/LHCl C b H+浓度 0.1 mol/L Na2S2O3、稀H2SO4 0.1mol/L Na2S2O3、浓H2SO4 D b 温度 0.1 mol/L Na2S2O3、0.1 Na2S2O3 H2SO4、冷水 0.1 mol/L Na2S2O3、0.1 Na2S2O3 H2SO4、热水 【变式5-3】(2024-2025·浙江省浙东北联盟高二期中)某小组学生设计了如下实验探究影响化学反应速率因素的实验： Ⅰ．甲同学利用如图所示装置测定化学反应速率。 (1)圆底烧瓶中发生反应的离子方程式为 。 (2)通过测定量气筒中收集到的气体体积计算该反应的速率，结果发现测定值比实际值偏小，其原因可能是 。 Ⅱ．乙同学利用反应产生沉淀的快慢探究该化学反应速率的影响因素，数据如下表所示： 实验 Na2S2O3溶液 H2SO4溶液 蒸馏水 浓度/mol·L-1 体积／mL 浓度/mol·L-1 体积／mL 体积／mL 温度/℃ ① 0.1 1 0.5 1 V 30 ② 0.1 2 0.5 1 7 30 ③ 0.1 2 0.5 1 7 40 (3)实验①中，V= 。 (4)实验②、③的目的是 。 题型六 有效碰撞理论 【典例6】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 方｜法｜点｜拨 有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释 其他条件相同时，改变某一反应条件→单位体积内活化分子数目增多(或减少)→单位时间内有效碰撞次数增多(或减少)→化学反应速率增大(或减小)。 【变式6-1】下列对化学反应速率增大原因的分析错误的是( ) A．升高温度，使反应物分子中活化分子百分数增大 B．向反应体系中加入相同浓度的反应物，使活化分子百分数增大 C．对有气体参加的化学反应，增大压强使容器容积减小，单位体积内活化分子数增多 D．加入适宜的催化剂，使反应物分子中活化分子百分数增大 【变式6-2】(2024-2025高二上·浙江省温州环大罗山联盟·期中)下列关于有效碰撞理论与影响速率因素之间关系正确的是( ) A．增大反应物浓度，可以提高活化分子百分数，从而提高反应速率 B．升高温度，反应物分子的能量增加，增加了活化分子的百分数，从而提高反应速率 C．加入催化剂可以降低活化能，活化分子百分数虽然没变，但可以加快反应速率 D．只要增大压强，就可提高单位体积内活化分子数，从而提高反应速率 【变式6-3】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 题型七 活化能与反应历程 【典例7】乙烯与HCl气体催化加成反应的能量与反应历程的关系如图所示，下列说法正确的是( ) A．第一步反应比第二步的快 B．第一步的逆反应活化能比第二步的小 C．两步反应的ΔH均小于0 D．增大压强可以使该反应的ΔH增大 方｜法｜点｜拨 反应物分子间必须相互碰撞，才有可能发生化学反应，但不是每次碰撞都能发生化学反应。发生有效碰撞的条件是：一是反应物分子必须是活化分子，二是在一定方向上发生碰撞。 如图所示： (1)催化剂能够增大化学反应速率的原因是它可使反应途径发生改变，降低反应活化能，使更多的反应物分子成为活化分子，大大增加单位体积内反应物分子中活化分子所占的百分数，从而可以成千上万倍地增大化学反应速率。 (2)对于一个化学反应，不同的催化剂，催化效果不同。实验时应选用合适的催化剂。 (3)找准一“剂”三“物” 一“剂”指催化剂 催化剂在机理图中多数是以完整的循环出现的，以催化剂粒子为主题的多个物种一定在机理图中的主线上 三“物”指反应物、生成物、中间物种(或中间体) 反应物 通过一个箭头进入整个历程的物质一般是反应物 生成物 通过一个箭头最终脱离整个历程的物质多是产物 中间体 通过一个箭头脱离整个历程，但又生成的是中间体，通过两个箭头进入整个历程的中间物质也是中间体，中间体有时在反应历程中用“[ ]”标出 【变式7-1】化学反应：2HI(g)H2(g) +I2(g)    △H实际上是经过两步基元反应完成的：第一步：；第二步：……。该反应过程的能量变化如图所示，下列说法不正确的是( ) A．第一步反应的逆反应的活化能是(E5-E3) B．第二步基元反应是： C．分子有效碰撞几率最大的步骤对应的基元反应是第一步 D．若使用催化剂，(E2-E1)不会发生变化 【变式7-2】在含Fe3+的S2O82-和I-的混合溶液中，反应的分解机理及反应进程中的能量变化如下： 步骤①：2Fe3aq2Iaq=I2aq2Fe2aq 步骤②：2Fe2aq S2O82-aq=2Fe3aq2SO42-aq 下列有关该反应的说法不正确的是( ) A．Fe3+是该反应的催化剂 B．步骤①是总反应的决速步 C．若不加Fe3+，则正反应的活化能比逆反应的大 D．S2O82-与I-的反应为放热反应 【变式7-3】有些科学工作者认为反应物变到生成物，要经过一个中间过渡状态，即反应物分子首先形成活化络合物，反应物→过渡态→生成物，如图所示是[中间过渡态]的能量变化示意图。下列说法错误的是 A．反应速率的快慢与形成活化络合物的浓度有关 B．反应速率的快慢与活化络合物解离的速率有关 C．中间过渡态可能形成了 D．加入催化剂会使反应的和E的数值均变小 基础通关练(测试时间：20分钟) 1．化学反应速率(单位可用mol/(L∙s))表示单位时间内反应物或生成物( ) A．体积的变化 B．物质的量的变化 C．质量的变化 D．物质的量浓度的变化 2．对于化学反应3W(g)＋2X(g)===4Y(g)＋3Z(g)，下列反应速率关系中，正确的是( ) A．v(W)＝3v(Z) B．2v(X)＝3v(Z) C．2v(X)＝v(Y) D．3v(W)＝2v(X) 3．在不同条件下，分别测得反应2SO2＋O22SO3的化学反应速率，其中表示该反应进行得最快的是( ) A．v(SO2)＝4 mol·L－1·min－1 B．v(O2)＝3 mol·L－1·min－1 C．v(SO2)＝0.1 mol·L－1·s－1 D．v(O2)＝0.1 mol·L－1·s－1 4．2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH＝-198kJ·mol−1，在V2O5存在时，该反应的机理为V2O5+SO2=2VO2+SO3 (快)、4VO2+O2=2V2O5 (慢)。下列说法正确的是( ) A．反应速率主要取决于V2O5的质量 B．V2O5是反应的中间产物 C．逆反应的活化能大于198 D．升高温度，正反应速率减慢，逆反应速率加快 5．下列对有关事实或解释不正确的是( ) 编号 事实 解释 ① 锌与稀盐酸反应，加入氯化钠固体，速率加快 增大了氯离子浓度，反应速率加快 ② 锌与稀硫酸反应，滴入较多硫酸铜溶液，生成氢气的速率减慢 锌置换铜的反应干扰了锌置换氢的反应，致使生成氢气的速率变慢 ③ 5%的双氧水中加入二氧化锰粉末，分解速率迅速加快 降低了反应的焓变，活化分子数增多，有效碰撞增多，速率加快 ④ 面粉生产车间容易发生爆炸 固体表面积大，反应速率加快 6．在2L密闭容器中，3molA和1molB发生反应：3A(g)+B(g)⇌2C(g)+2D(g)，10s末时，生成0.6mol/LC，下列说法正确的是( ) A．10s内，v(D)=0.12mol/(L·s) B．10s末时，物质A的转化率为40% C．10s末时，B的物质的量为0.4mol D．10s末时，C的物质的量分数为15% 7．在两个锥形瓶内各盛有2g锌粒(颗粒大小基本相同)，然后通过分液漏斗分别加入40mL1mol/L和40mL4mol/L的硫酸，装置如图。来比较以上两个反应的反应速率，下列说法正确的是( ) A．锌粒和40mL1mol/L硫酸反应过程中，用Zn和H+表示该反应的反应速率的关系为v(Zn)：v(H+)=1：2 B．可以通过比较二者收集相同体积的H2所用的时间来比较两个反应的速率 C．在相同条件下，1mol/L的硫酸与锌的反应速率更快 D．该实验所需要的主要仪器就是以上装置中的仪器，不需要其它仪器 8．向四个容积相同的密闭容器中分别充入一定量的SO2和O2，开始反应时，按正反应速率由大到小顺序排列正确的是( ) 甲：在500 ℃时，SO2和O2各10 mol反应 乙：在500 ℃时，用V2O5作催化剂，10 mol SO2和10 mol O2反应 丙：在450 ℃时，8 mol SO2和5 mol O2反应 丁：在500 ℃时，8 mol SO2和5 mol O2反应 A．甲、乙、丙、丁 B．乙、甲、丙、丁 C．乙、甲、丁、丙 D．丁、丙、乙、甲 9．将1mol X和3mol Y在2L的恒容密闭容器中混合，一定条件下发生反应X(s)+3 Y(g)2Z(g)，10min时测得Y的物质的量为2．4mol。下列说法正确的是( ) A．10min内，X的平均反应速率为0.01mol/(L·min) B．第10min时，Z的浓度为0.4mol/L C．10min时，X的转化率为20% D．反应时，向容器中通入He，容器内压强增大，反应速率加快 10．反应过程Ⅰ、Ⅱ都能将反应物(M)转化为产物(N)。其能量与反应进程的关系如下： 下列有关说法正确的是 A．进程Ⅰ是吸热反应 B．X是催化剂 C．M·X比N·X稳定 D．反应热：Ⅰ>Ⅱ 11．在固体M的催化下，NO的氧化反应：2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ∆H 分两步进行： 步骤Ⅰ．2NO(g)=N2O2(g)   ∆H1 步骤Ⅱ．N2O2(g)+O2(g)2NO2(g) ∆H2 反应过程中能量变化如图所示。下列说法正确的是( ) A．总反应的焓变∆H = E5-E1 B．决定NO氧化反应速率的是步骤Ⅱ C．步骤Ⅱ的活化能为E4-E3 D．催化剂的作用是降低反应的活化能，但活化分子百分数不变 12．甲醇与水蒸气在催化剂作用下发生如下反应： 反应Ⅰ：CH3OH(g)CO (g)+ 2H2(g) ΔH1 反应Ⅱ：CO (g)+ H2O(g)CO2 (g)+ H2(g) ΔH2 根据能量变化示意图，下列说法正确的是( ) A．E3-E2＞E4-E1 B．反应Ⅱ决定整个反应的速率 C．催化剂可以降低总反应的焓变 D．CH3OH(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g) ΔH=ΔH1-ΔH2 13．对水样中溶质M的分解速率影响因素进行研究。在相同温度下，M的物质的量浓度(mol•L-1)随时间(min)变化有关实验数据见表。下列说法不正确的是( ) 时间 水样 0 5 10 15 20 25 Ⅰ(pH=2) 0.40 0.28 0.19 0.13 0.10 0.09 Ⅱ(pH=4) 0.40 0.31 0.24 0.20 0.18 0.16 Ⅲ(pH=4) 0.20 0.15 0.12 0.09 0.07 0.05 Ⅳ(pH=4，含Cu2+) 0.20 0.09 0.05 0.03 0.01 0 A．在内，Ⅰ中M的平均分解速率为0.015mol/(L·min) B．其它条件相同时，水样酸性越强，M的分解速率越快 C．在内，Ⅲ中M的分解百分率比Ⅱ大 D．对比I、Ⅳ可知，Cu2+的存在可加快M的分解速率 14．为了研究外界条件对H2O2分解反应速率的影响，某同学在4支试管中分别加入3mLH2O2溶液，并测量收集VmL气体时所需的时间，实验记录如下： 实验序号 H2O2溶液浓度 H2O2溶液温度(℃) 催化剂 所用时间 ① 5% 20 2滴1mol/LFeCl3 t1 ② 5% 40 2滴1mol/LFeCl3 t2 ③ 10% 20 2滴1mol/LFeCl3 t3 ④ 5% 20 不使用 t4 下列说法中，不正确的是( ) A．实验①②研究温度对反应速率的影响 B．实验②④研究催化剂对反应速率的影响 C．获得相同体积的O2：t1>t3 D．实验③与④比较：t3<t4 重难突破练(测试时间：20分钟) 1．在恒温恒容条件下，发生反应A(s)+2B(g)3X(g)，c(B)随时间的变化如图中曲线甲所示。下列说法不正确的是( ) A．从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率 B．从b点切线的斜率可求得该化学反应在反应开始时的瞬时速率 C．在不同时刻都存在关系：2v(B)=3v(X) D．维持温度、容积、反应物起始的量不变，向反应体系中加入催化剂，c(B)随时间变化关系如图中曲线乙所示 2．乙烯与HCl气体催化加成反应的能量与反应历程的关系如图所示，下列说法正确的是( ) A．第一步反应比第二步的快 B．第一步的逆反应活化能比第二步的小 C．两步反应的ΔH均小于0 D．增大压强可以使该反应的ΔH增大 3．一定条件下，等物质的量的N2和O2在容积为4L的恒容密闭容器中发生如下反应：N2(g)+O2(g)2NO(g)图表示该反应过程中N2的物质的量随反应时间()的变化。下列叙述正确的是( ) A．当反应达到平衡时，O2的转化率为 B．内反应的平均速率为 C．10s末NO的物质的量浓度为 D．a点对应的化学反应速率： 4．一定温度下，在恒容密闭容器中投入1 mol CO2(g)与4 mol H2(g)制备CH3OH(g)，不考虑副反应，其物质的量随时间变化的关系如图所示： 下列说法中正确的是( ) A．该反应的化学方程式为CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g) ＋H2O(g) B．0~30min内，用H2表示的平均反应速率为0.05 mol·L－1·min－1 C．逆反应速率：a点大于b点 D．故选的平衡转化率是50％ 5．NaNO2溶液和NH4Cl溶液可发生反应：NaNO2+NH4Cl=NaCl+N2↑+2H2O，为探究反应速率与c(NaNO2)的关系，进行如下实验：常温常压下，向锥形瓶中加入一定体积(V)的2.0mol·L-1 NaNO2溶液、2.0mol·L-1NH4Cl溶液和水，充分搅拌。控制体系温度，再通过分液漏斗向锥形瓶中加入1.0醋酸。当导管口气泡均匀稳定冒出时，开始用排水法收集气体。用秒表测量收集1.0mLN2所需要的时间(t)实验数据如下表。下列说法正确的是( ) V/mL NaNO2溶液 NH4Cl溶液 醋酸 水 1 4.0 V1 4.0 8.0 334 2 V2 4.0 4.0 V3 150 3 8.0 4.0 4.0 4.0 83 4 12.0 4.0 4.0 0.0 38 A．实验3用表示的反应平均速率 B．若实验4从反应开始到反应结束历时bs，则用NH4Cl表示的反应平均速率 C．V1=4.0；若V2=6.0，则V3=6.0 D．醋酸的作用是加快反应速率，改变其浓度对该反应速率无影响 6．对水样中溶质M的分解速率影响因素进行研究。在相同温度下，M的物质的量浓度(mol•L-1)随时间(min)变化有关实验数据见表。下列说法不正确的是( ) 时间 水样 0 5 10 15 20 25 Ⅰ(pH=2) 0.40 0.28 0.19 0.13 0.10 0.09 Ⅱ(pH=4) 0.40 0.31 0.24 0.20 0.18 0.16 Ⅲ(pH=4) 0.20 0.15 0.12 0.09 0.07 0.05 Ⅳ(pH=4，含Cu2+) 0.20 0.09 0.05 0.03 0.01 0 A．在内，Ⅰ中M的平均分解速率为0.015mol/(L·min) B．其它条件相同时，水样酸性越强，M的分解速率越快 C．在内，Ⅲ中M的分解百分率比Ⅱ大 D．对比I、Ⅳ可知，Cu2+的存在可加快M的分解速率 7．法常用于处理含难降解有机物p -CP的工业废水，在调节好pH和Fe2+浓度的废水中加入H2O2，使产生的羟基自由基氧化降解污染物p -CP。控制p -CP的初始浓度相同，其余实验条件见下表，探究有关因素对该降解反应速率的影响。下列说法不正确的是( ) 实验编号 H2O2溶液 Fe2+溶液 蒸馏水 温度 T/K ① 6.0 1.5 0.30 3.5 10 3 298 ② 6.0 1.5 0.30 3.5 10 3 313 ③ 6.0 3.5 0.30 3.5 x 3 298 ④ 6.0 1.5 0.30 4.5 9 3 298 ⑤ 6.0 1.5 0.30 3.5 10 10 298 A．实验①、⑤的目的是探究pH对p-CP降解速率的影响 B．实验②、④探究的是其它条件不变时，温度对p-CP降解速率的影响 C．实验③中，x=8 D．实验测得温度过高时，降解反应速率减小，可能的原因是H2O2受热分解 8．某同学在实验室研究化学反应快慢的影响因素。 (1)研究催化剂对化学反应快慢的影响，实验步骤如下： I.向3支大小相同的试管a、b、c中各加入2mL5%H2O2溶液； II.向试管a中加入少量MnO2粉末，向试管b中滴加1~2滴1mol•L-1FeCl3溶液。实验后，得出结论：MnO2与FeCl3均能加快H2O2的分解，且前者的催化效率更高。 ①步骤I中分别向3支试管中加入相同体积的溶液的目的是_______________________。 ②设计试管c的目的是_______________________。 ③若继续用上述实验药品研究温度对H2O2分解快慢的影响，为了便于观察，选择的催化剂是___；原因是___________________________________________。 (2)现提供下列实验用品，研究化学反应快慢的影响因素。实验仪器：试管、烧杯、量筒、天平、秒表、酒精灯实验药品：铝片、铝粉、0.5mol·L-1盐酸、5mol·L-1盐酸、蒸馏水。 ①利用所提供实验用品，可研究的化学反应快慢的影响因素有温度、_____________(写两个)，通过_____________(实验现象)判断反应的快慢。 ②设计实验探究温度对化学反应快慢的影响，写出实验步骤(实验仪器和药品任选)：_____________。 9．某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液(H2SO4酸化)反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”。该小组欲通过测定单位时间内生成CO2的体积来判断反应的快慢。设计实验方案如下： 编号 H2C2O4溶液 酸性KMnO4溶液 温度℃ 浓度/mol·L-1 体积/mL 浓度/mol·L-1 体积/mL ① 0.10 20 0.10 30 25 ② 0.20 20 0.10 30 25 ③ 0.20 20 0.10 30 50 (1)已知反应后H2C2O4转化为CO2逸出，MnO4-转化为Mn2+，写出该反应的离子方程式______________；每消耗1 molH2C2O4，则反应中转移________________mol电子。 (2)探究浓度对化学反应速率影响的实验编号是_________，实验②、③探究_________对化学反应速率影响。本实验还可通过测定____________来比较化学反应速率。 (3)小组同学发现反应速率总是如图，其中t1～t2时间内速率变快的主要原因可能是：a、该反应放热，使体系温度升高；b、____________。 (4)若实验①在5 min末收集49.0 mLCO2气体，则在5 min末，c(MnO4-)=_______mol•L-1。(已知25℃时，气体摩尔体积Vm=24.5 L• mol-1) 10．影响化学反应速率的因素很多，某化学小组用实验的方法进行探究。 I．探究活动一： 备选药品：铁片、锌片、0.5mol/LH2SO4、1.5mol/LH2SO4、18.4mol/LH2SO4 甲同学研究的实验报告 实验步骤 现象 结论 ①分别取等体积的1.5mol/L的硫酸于两支试管中； ②_____________________。 反应速率： 锌>铁 金属的性质越活泼，反应速率越快 (1)甲同学实验报告中的实验步骤②为__________________________________。 (2)甲同学的实验目的是_______________________________；要得出正确的实验结论，还需控制的实验条件是__________________。 乙同学为了定量研究浓度对化学反应速率的影响，利用如图所示装置进行实验： (3)乙同学在实验中需要测定的数据是_________________________。 (4)乙同学不会选用___________mol/L硫酸完成该实验，理由是_________________。 II．探究活动二： 备选药品：0.1mol/LNa2S2O3溶液、0.2mol/LNa2S2O3溶液、0.1mol/LH2SO4溶液、0.2mol/LH2SO4溶液。 已知：Na2S2O3＋H2SO4＝Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O 实验编号 Na2S2O3用量 H2SO4用量 温度(℃) ① 0.1mol/L5mL 0.1mol/L5mL 10 ② 0.2mol/L5mL 0.2mol/L5mL 25 ③ 0.1mol/L5mL 0.1mol/L5mL 25 ④ 0.1mol/L5mL 0.1mol/L5mL 40 (1)若想探究温度对化学反应速率的影响，可选的实验编号有___________。 (2)若想探究浓度对化学反应速率的影响，可选的实验编号有___________。 (3)在该实验过程中，需要观察和记录________________，来比较化学反应速率的快慢。 (4)Na2S2O3在碱性溶液中可被I2氧化为Na2SO4，写出该反应的离子方程式___________________。 11．(2024-2025·浙江省星辰联盟高二期中)目前，常利用催化技术将汽车尾气中的NO和CO转化成CO2和N2。为研究如何增大该化学反应的速率，某课题组进行了以下实验探究。 【提出问题】在其他条件不变的情况下，温度或催化剂的比表面积(单位质量的物质所具有的总面积)如何影响汽车尾气的转化速率？ 【查阅资料】使用相同的催化剂，当催化剂质量相等时，催化剂的比表面积对催化效率有影响。 (1)【实验设计】请填写下表中的空白。 编号 t/℃ c(NO)/mol·L-1 c(CO)/mol·L-1 催化剂的比表面积/(m·g) Ⅰ 280 80.0 Ⅱ 12.0 Ⅲ 360 80.0 【图像分析与结论】 三组实验中CO的浓度随时间的变化如图所示。 (2)写出该反应的化学方程式 。 (3)第Ⅰ组实验中，达到平衡时NO的浓度为 (4)由曲线Ⅰ、Ⅱ可知，增大催化剂的比表面积，该化学反应的速率将 (填“增大”“减小”或“无影响”)。 (5)由实验Ⅰ和Ⅲ可得出的结论是 。 30 / 30 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 化学反应速率 考查重点 命题角度 化学反应速率的概念及测定 了解化学反应速率的概念，会定量表示化学反应速率，学会化学反应速率的测定方法。 化学反应速率的计算和比较 掌握化学反应速率的简单计算，学会比较化学反应速率的快慢。 影响化学反应速率的因素 通过实验，从宏观上认识温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响；能从定性和定量结合的角度，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。 活化能 知道化学反应是有历程的，认识基元反应活化能对化学反应速率的影响；了解活化能、活化分子的含义及其对化学反应速率的影响。 化学反应速率图像 识别化学反应速率的图像，从图像中挖掘信息的能力。 一、化学反应速率的概念及测定 1．定义：衡量化学反应进行快慢的物理量。 2．表示方法： (1)化学反应速率可以用单位 时间 、单位体积中反应物或生成物的物质的量变化来表示； (2)如果反应体系的体积是恒定的，则通常用单位 时间 内反应物 浓度 的减少或生成物 浓度 的增加来表示。 3．表达式： v = ；单位：mol·L-1·s-1或mol/(L·s)、 mol·L-1·min-1或mol/(L·min)。 4．化学反应速率的特点 (1)在某一个化学反应中，无论是用反应物还是用生成物表示化学反应速率，其值均为正值。 (2)化学反应速率表示的均是某一段时间内化学反应的平均速率，而不是某一时刻化学反应的瞬时速率。 (3)一个确定的化学反应涉及反应物、生成物多种物质，因而定量表示一个化学反应的反应速率时，必须指明是用哪一种物质来表示的。 (4)在同一反应中，用不同的物质表示的化学反应速率，其数值可能不同，但表示的实际意义相同。 (5)在同一化学反应中，用各物质表示的化学反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。例如，在反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)中，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=a∶b∶c∶d。 5．化学反应速率的测定 (1)定性描述：(根据实验现象) ①观察产生气泡的快、慢； ②观察试管中剩余锌粒的质量的多、少； ③用手触摸试管，感受试管外壁温度的高、低 (2)定量描述：(根据实验测量，单位时间内) ①测定气体的体积; ②测定物质的物质的量的变化； ③测定物质或离子的浓度变化； ④测定体系的温度或测定反应的热量变化。 (3)测量化学反应速率的常见方法 ①量气法；②比色法；③电导法；④激光技术法 (4)化学反应速率的测量——实验 ①反应原理：Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑ ②实验装置 ③测量数据 单位时间内收集氢气的体积； 收集相同体积氢气所需要的时间 用pH计测相同时间内pH变化，即△c(H＋)。 用传感器测△c(Zn2＋)变化。 测相同时间内△m(Zn)。 相同时间内恒容压强变化； 相同时间内绝热容器中温度变化。 特｜别｜提｜醒 (1)无论是用某一反应物表示还是用某一生成物表示，由于Δc是取浓度变化的绝对值，因此，其化学反应速率都取正值，且是某一段时间内的平均速率。 (2)化学反应速率可用反应体系中一种反应物或生成物浓度的变化来表示，一般是以最容易测定的一种物质表示，书写时应标明是什么物质的反应速率。 (3)在一定温度下，固体和纯液体物质，其单位体积里的物质的量保持不变，即物质的量浓度为常数，因此它们的化学反应速率也被视为常数。由此可知，现在采用的表示化学反应速率的方法还有一定的局限性。 (4)在同一反应中，用不同的物质表示同一时间的反应速率时，其数值可能不同，但这些数值所表达的意义是相同的即都是表示同一反应的速率。各物质表示的反应速率的数值有相互关系，彼此可以根据化学方程式中的各化学计量数进行换算。 (5)一般来说在反应过程中都不是等速进行的，因此某一时间内的反应速率实际上是这一段时间内的平均速率。 二、化学反应速率的计算和比较 1．化学反应速率的计算 (1)公式法：v＝＝ 特别提醒 ①如果题目中给出的是物质的量，在计算速率时应先除以体积，转化为浓度的变化量。 ②浓度的变化量Δc＝c(某时刻)－c(初始)，所以一般Δc(反应物)为负值，Δc(生成物)为正值，而v是标量，只有正值，所以在计算反应速率时， v(反应物)＝；v(生成物)＝。 (2)运用同一反应中“速率之比等于化学计量数之比”的规律进行计算。 对于一个化学反应：mA＋nB===pC＋qD，v(A)＝－，v(B)＝－，v(C)＝， v(D)＝，且有：＝＝＝。 (3)“三段式”法 ①求解化学反应速率计算题的一般步骤： a．写出有关反应的化学方程式； b．找出各物质的起始量、转化量、某时刻量；转化量之比等于化学计量数之比； c．根据已知条件列方程计算。 反应： mA(g)＋nB(g)pC(g) 起始浓度/mol·L－1 a b c 转化浓度/mol·L－1 x 某时刻(t s)浓度/mol·L－1 a－x b－ c＋ 再利用化学反应速率的定义式求算 v(A)＝ mol·L－1·s－1；v(B)＝ mol·L－1·s－1；v(C)＝ mol·L－1·s－1。 ②计算中注意以下量的关系。 对反应物：c(起始)－c(转化)＝c(某时刻)； 对生成物：c(起始)＋c(转化)＝c(某时刻)； 转化率＝×100%。 (4)从图像中获取计算的数据及依据图像求反应速率的步骤 ①从图像中获取计算的数据 纵坐标可以是物质的量，也可以是物质的量浓度，横坐标是时间。 例如：某温度时，在定容(VL)容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图像可进行如下计算： A．求某物质的平均速率、转化率，如：v(X)＝ mol/(L·s)，Y的转化率＝×100%。 B． 确定化学方程式中的化学计量数之比，如：X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为(n1－n3)∶(n2－n3)∶n2。 ②依据图像求反应速率的步骤 第一步：找出横、纵坐标对应的物质的量； 第二步：将图中的变化量转化成相应的浓度变化量； 第三步：根据公式v＝进行计算。 2．化学反应速率的比较方法 (1)定性比较 通过明显的实验现象(如气泡产生快慢、沉淀生成快慢等)来定性比较化学反应速率的大小。 (2)定量比较 同一化学反应中，不同物质来表示化学反应速率时，数值可能不同，需要进行转化。常用以下两种方法： ①归一法 “一看”：看化学反应速率的单位是否一致，若不一致，需转化为同一单位。 “二化”：将不同物质的化学反应速率转化成同一物质的化学反应速率。 “三比较”：标准统一后比较数值大小，数值越大，反应速率越大。 ②比值法：通过化学反应速率与其对应的化学计量数的比值进行比较，比值大的化学反应速率大。 如对于反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，若＞，则A表示的化学反应速率较大。 3．由图像比较反应速率大小的方法：根据图像看反应达到平衡所需的时间，时间越短，对应的反应的温度、浓度或压强就越大，则对应的反应速率越大。 三、影响化学反应速率的因素 1．内因 在相同条件下，不同的化学反应的反应速率首先是由反应物的组成、结构和性质等因素决定的。 2．实验探究浓度对反应速率的影响 实验原理 Na2S2O3＋H2SO4=== Na2SO4＋S↓+H2O+SO2↑ 实验步骤 实验现象 两支试管中的溶液均变浑浊，滴加0.5mol·L-1 H2SO4溶液的试管先变浑浊。 实验结论 其他条件相同时，增大反应物浓度，化学反应速率增大。 3．压强对化学反应速率的影响 (1)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。如图所示： 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。 (2)影响规律 对于有气体参加的化学反应，在相同温度下，增大压强(减小容器容积)，反应速率增大；减小压强(增大容器容积)，反应速率减小。 特｜别｜提｜醒 压强对化学反应速率影响的几种情况 改变压强，影响化学反应速率的根本原因是引起了浓度的改变。所以在讨论时，应注意引起压强改变的原因。 1．对于没有气体参与的化学反应，由于改变压强时反应物浓度变化很小，可忽略不计，因此对化学反应速率无影响。 2．对于有气体参与的化学反应，有以下几种情况： (1)恒温时，压缩体积压强增大反应物浓度增大化学反应速率加快。 (2)恒温时，对于恒容密闭容器： ①充入气体反应物气体反应物浓度增大(压强也增大)化学反应速率加快。 ②充入“惰性气体”总压强增大反应物浓度未改变化学反应速率不变。 (3)恒温恒压时 充入“惰性气体”体积增大气体反应物浓度减小化学反应速率减小。 4．探究温度对化学反应速率的影响 0.1mol·L-1 Na2S2O3溶液 0.1mol·L-1 H2SO4溶液 反应温度 记号被遮盖的时间 实现现象、结论与解释 1 10 mL 10 mL 室温 22 s左右 温度越高，反应速率越快，溶液变浑浊越快 2 10 mL 10 mL 40 ℃水浴 13 s左右 (注：不同的实验可能会产生不同的数据) 5．探究催化剂对化学反应速率的影响 取四支试管，分别加入5 mL 10%的过氧化氢溶液。分别进行如下实验： (1)向第一支试管中伸入带火星的檀香，观察现象。 (2)给第二支试管加热后伸入带火星的檀香，观察现象。 (3)向第三支试管中滴加几滴饱和硫酸铜溶液，振荡一会儿后， 伸入带火星的檀香，观察现象。 (4)向第四支试管中加入少量二氧化锰，伸入带火星的檀香，观察现象。 实验编号 现象 原因与结论 1 几乎没有气泡产生，檀香不复燃 H2O2常温下几乎不分解 2 有气泡产生，檀香不复燃 加热后H2O2分解速率加快，但氧气量不大 3 有气泡产生，檀香不复燃 硫酸铜溶液能加快H2O2分解的速率，但氧气量不大 4 有大量气泡产生，檀香复燃 二氧化锰能加快H2O2分解的速率且氧气量大 特｜别｜提｜醒 (1)催化剂只能改变化学反应速率，不能使原来不能发生的反应得以进行。 (2)催化剂一般有选择性，不同的化学反应要选用不同的催化剂。同样的反应物选用不同的催化剂，可以发生不同的反应，从而得到不同的产物。 四、活化能 1．基元反应：大多数的化学反应往往经过多个反应步骤才能实现。其中每一步反应都称为基元反应 。例如H·＋O2→·OH＋O·即为氢气与氧气生成水的反应中的一个基元反应；又如2HI===H2＋I2的2个基元反应为2HI→H2＋2I·、2I·→I2。 2．反应历程 (1)含义：基元反应构成的反应序列。 (2)特点：①反应不同，反应历程不相同。②同一反应，在不同条件下的反应历程也可能不同。 (3)决定因素：反应历程由反应物的结构和反应条件决定。 (4)作用：反应历程的差别造成了化学反应速率的不同。 (5)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。 3．有效碰撞：能发生化学反应的碰撞叫有效碰撞。 4．有效碰撞必须满足两个条件：①发生碰撞的分子具有足够高的能量；②分子在一定的方向上发生碰撞。 5．活化分子：能够发生有效碰撞的分子。 6．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。 7．反应物、生成物的能量与活化能的关系。如图所示，反应的活化能是E1，反应热是E1-E2。 8．活化能与化学反应速率的关系：在一定条件下，活化分子所占的百分数是固定不变的。活化分子的百分数越大，单位体积内活化分子数越多，单位时间内有效碰撞的次数越多，化学反应速率越大。 9．有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释 (1)浓度：反应物浓度增大→单位体积内活化分子数增多→单位时间内有效碰撞的次数增加→反应速率增大；反之，反应速率减小。 (2)压强：增大压强→气体体积缩小→反应物浓度增大→单位体积内活化分子数增多→单位时间内有效碰撞的次数增加→反应速率增大；反之，反应速率减小。 即压强对化学反应速率的影响，可转化成浓度对化学反应速率的影响。 (3)温度：微观解释：升高温度→活化分子的百分数增大→单位时间内有效碰撞的次数增加→反应速率增大；反之，反应速率减小。 (4)催化剂：使用催化剂→改变了反应的历程，反应的活化能降低→活化分子的百分数增大→单位时间内有效碰撞的几率增加→反应速率加快。 五、化学反应速率图像 1．瞬时速率—时间图像 由图像变化分析外界条件对其影响，已知反应为mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)　ΔH＝Q kJ·mol－1。 (1)“渐变”类v­t图像 图像 分析 结论 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，增大反应物的浓度 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，减小反应物的浓度 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，增大生成物的浓度 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 t1时其他条件不变，减小生成物的浓度 (2)“断点”类v­t图像 图像 分析 结论 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，增大反应体系的压强且m＋n＞p＋q(正反应为体积减小的反应) 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′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m＋n＜p＋q(正反应为体积增大的反应) 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，减小反应体系的压强且m＋n＜p＋q(正反应为体积增大的反应) t1时其他条件不变，降低温度且ΔH＜0(放热反应) 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，减小反应体系的压强且m＋n＞p＋q(正反应为体积减小的反应) t1时其他条件不变，降低温度且ΔH＞0(吸热反应) (3)“平台”类v­t图像 图像 分析 结论 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催化剂 t1时其他条件不变增大反应体系的压强且m＋n＝p＋q(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 t1时其他条件不变，减小反应体系的压强且m＋n＝p＋q(反应前后气体体积无变化) 2．全程速率—时间图像 例如：Zn与足量盐酸的反应，化学反应速率随时间的变化出现如图所示情况。 原因：(1)AB段(v增大)，反应放热，溶液温度逐渐升高，v增大。 (2)BC段(v减小)，溶液中c(H＋)逐渐减小，v减小。 3．常见v-t图像分析方法 (1)看图像中正、逆反应速率的变化趋势，看二者是同等程度的变化，还是不同程度的变化。同等程度的变化一般从压强(反应前后气体体积不变的反应)和催化剂角度考虑;若是不同程度的变化，可从温度、浓度、压强(反应前后气体体积改变的反应)角度考虑。 (2)对于反应速率变化程度不相等的反应，要注意观察改变某个条件瞬间，正、逆反应速率的大小关系及变化趋势。同时要联系外界条件对反应速率的影响规律，加以筛选、验证、排除。 (3)改变条件判断v(正)、v(逆)的相对大小时，可以从平衡移动方向讨论，若平衡正移，v(正)>v(逆)，若平衡逆移，v(正)<v(逆)。 题型一 化学反应速率的概念与含义 【典例1】下列有关化学反应速率的认识中错误的是( ) ①可以测定某一反应的瞬时速率 ②只能用单位时间内物质的量浓度变化值表示 ③反应速率越快的反应其现象越明显 ④溶液中发生的反应，速率的快慢主要由温度、浓度决定 A．只有① B．只有①② C．只有③④ D．均错误 【答案】D 【解析】①测定某一反应一段时间内的的平均速率，故①错误；②不仅可以用单位时间内物质的量浓度变化值表示，还可以用单位时间内其他改变量来表示，故②错误；③反应速率越快的反应其现象可能不明显，比如酸碱中和反应，故③错误；④溶液中发生的反应，速率的快慢主要物质本身性质决定，温度、浓度仅仅是一个影响因素，故④错误；因此①②③④错误。故选D。 方｜法｜点｜拨 1．含义：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。 2．在某一个化学反应中，无论是用反应物还是用生成物表示化学反应速率，其值均为正值。 3．化学反应速率表示的均是某一段时间内化学反应的平均速率，而不是某一时刻化学反应的瞬时速率。 4．一个确定的化学反应涉及反应物、生成物多种物质，因而定量表示一个化学反应的反应速率时，必须指明是用哪一种物质来表示的。 5．在同一反应中，用不同的物质表示的化学反应速率，其数值可能不同，但表示的实际意义相同。 【变式1-1】下列说法正确的是( ) A．化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物质量的变化量来表示 B．用不同物质浓度的变化量表示同一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 C．化学反应速率表示化学反应在某时刻的瞬时速率 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】B 【解析】反应速率通常用单位时间内反应物或生成物浓度的变化量来表示，A项错误；化学反应速率为平均反应速率，C项错误；化学反应速率均为正值，D项错误。 【变式1-2】在1L的密闭容器中进行反应A(g)+B(g)2C(g)，已知0~10min内A的物质的量由0.5mol减小到0.2mol，则用C的浓度变化表示的反应速率为 A．0.01mol/(L·min) B．0.06mol/(L·min) C．0.02mol/(L·min) D．0.04mol/(L·min) 【答案】B 【解析】在1L的密闭容器中进行反应A(g)+B(g)2C(g)，0~10min内A的物质的量由0.5mol减小到0.2mol，A消耗了0.3mol，则生成的C为0.6mol，则用C的浓度变化表示的反应速率，故选B。 【变式1-3】已知反应：4A(s)+3B(g)2C(g)+D(g)，经过2min时间，B浓度减少了0.6mol/L。有关该反应速率的说法正确的是 A．0-2min用A表示的反应速率是0.4mol/(L·min) B．0-2min用B表示的反应速率是0.3mol/(L·min) C．2min末时用C表示的反应速率是0.2mol/(L·min) D．分别用B、C、D表示的反应速率比值为2：3：6 【答案】B 【解析】A．A物质是固态，不能表示反应速率，A错误；B．经2 min后，B的浓度减少了0.6mol/L，则用B物质表示的反应速率是＝0.3 mol/(L·min)，B正确；C．反应速率是一段时间内的平均值，而不是瞬时反应速率，C错误；D．反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比，故B、C、D表示的反应速率比值为3：2：1，D错误；故选B。 题型二 化学反应速率的计算 【典例2】某温度下，在恒容密闭容器中发生反应2X(s)Y(g)+2Z(g)，有关数据如下： 时间段/ min 产物Z的平均生成速率/ mol·L－1·min－1 0～2 0.20 0～4 0.15 0～6 0.10 下列说法错误的是( ) A．1 min时，Z的浓度大于 B．2 min时，加入，此时 C．3 min时，Y的体积分数约为33.3% D．5 min时，X的物质的量为 【答案】B 【解析】A项，反应开始一段时间，随着时间的延长，反应物浓度逐渐减小，产物Z的平均生成速率逐渐减小，则0~1 min内Z的平均生成速率大于0~2 min内的，故1 min时，Z的浓度大于0.20 mol·L-1，A正确；B项，4 min时生成的Z的物质的量为，6min时生成的Z的物质的量为，故反应在4min时已达到平衡，设达到平衡时生了，列三段式： 根据，得，则Y的平衡浓度为0.3 mol·L-1，Z的平衡浓度为0.6 mol·L-1，平衡常数，2min时Y的浓度为0.2 mol·L-1，Z的浓度为0.4 mol·L-1，加入后Z的浓度变为0.6 mol·L-1，，反应正向进行，故，B错误；C项，反应生成的Y与Z的物质的量之比恒等于1∶2，反应体系中只有Y和Z为气体，相同条件下，体积之比等于物质的量之比，，故Y的体积分数始终约为33.3%，C正确；D项，由B项分析可知5 min时反应处于平衡状态，此时生成Z为0.6 mol，则X的转化量为0.6 mol，初始X的物质的量为2 mol，剩余X的物质的量为1.4 mol，D正确；故选B。 方｜法｜点｜拨 例如： mA(g) + nB(g) pC(g) 起始浓度(mol·L-1) a b c 转化浓度(mol·L-1) x 某时刻浓度(mol·L-1) a-x b- c+ 【变式2-1】X(s)＋3Y(g)Z(g) ΔH＝a kJ·mol-1，一定条件下，将2 mol X和2 mol Y通入2 L的恒容密闭容器中，反应10 s，测得生成0.5 mol Z。下列说法正确的是( ) A．10 s内，v(X)=0.025 mol·L-1·s-1 B．第10 s时，Y的反应速率为0.075 mol·L-1·s-1 C．第10 s时，X为1.5 mol，Y的浓度为0.25 mol·L-1 D．10 s内，X和Y反应放出的热量为a kJ 【答案】C 【解析】根据题意，列三段式： X(s) ＋ 3Y(g) Z(g) 开始 2 mol 2 mol 0 转化 0.5 mol 1.5 mol 0.5 mol 10 s时 1.5 mol 0.5 mol 0.5 mol X是固体，不能表示反应速率，故A项错误；10 s内，Y的平均反应速率为＝0.075 mol·L-1·s-1，不是瞬时速率，故B项错误；第10 s时，X的物质的量为1.5 mol，Y的浓度为0.25 mol·L-1，故C项正确；该反应中，Y消耗3 mol时，反应放出a kJ热量，10 s内，Y消耗了1.5 mol，则反应放出的热量为0.5a kJ，故D项错误。 【变式2-2】反应4A(s)+3B(g)2C(g)+D(g)，经2 min B的浓度减少0.6mol·L-1 。对此反应速率的正确表示是( ) A．用A表示的反应速率是0.8mol·L-1·s-1 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. 3mol·L-1·min-1 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 【解析】经2 min B的浓度减少0.6 mol·L-1，这2 min内的平均反应速率v(B)=0.3 mol·L-1· min-1，而不是2 min末时的反应速率，C错；根据反应速率之比等于化学计量数之比可知B正确，A、D错误。 【变式2-3】热分解是有效利用H2S的一种有开发前景的方法，反应原理为：H2S(g) H2(g)+S(g)利用作图法可以计算某时刻的瞬时速率(在变化曲线上画出该时刻对应点的切线，切线的斜率就是该时刻的瞬时速率)，反应初期，H2S热分解反应的变化曲线如图所示，则： (1)A点的瞬时反应速率v(H2S)=__________； (2)随着反应的进行，瞬时反应速率的变化趋势是__________。 【答案】(1)0.036 mol·L－1·s－1 (2)逐渐减小 【解析】 (1)切线的斜率就是该时刻的瞬时速率，A点的瞬时反应速率v(H2S)= ；(2)根据图象，随着反应的进行，斜率减小，瞬时反应速率的变化趋势是逐渐减小。 题型三 化学反应速率快慢的比较 【典例3】在四个不同的容器中进行合成氨的反应。根据下列在相同时间内测定的结果，判断生成氨的速率最快的是( ) A． v(H2)＝0.3 mol·L－1·min－1 B． v(N2)＝0.05 mol·L－1·s－1 C． v(N2)＝0.2 mol·L－1·min－1 D． v(NH3)＝0.3 mol·L－1·min－1 【答案】B 【解析】由题意知N2＋3H22NH3，将各选项中反应速率转化为N2的反应速率得，A中v(N2)＝ v(H2)＝0.1 mol·L－1·min－1，B中v(N2)＝ mol·L－1·min－1＝3．0 mol·L－1·min－1，C中 v(N2)＝0.2 mol·L－1·min－1，D中 v(N2)＝v(NH3)＝0.15 mol·L－1·min－1。 方｜法｜点｜拨 比较化学反应速率大小的常用方法 (1)统一标准法 当比较同一反应的化学反应速率的相对大小时，按相应的化学方程式中各物质的化学计量数之比换算成同一物质表示的化学反应速率，统一单位，再比较数值大小。 (2)比值比较法 比较化学反应速率与其相应化学方程式中物质的化学计量数的比值大小，在单位相同时，数值大者反应速率大，如对于反应mA(g)+nB(g)=pC(g)，v(A)、v(B)、v(C)三者中，单位相同时，数值大者表示的反应速率大。 【变式3-1】反应2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)在四种不同情况下的反应速率如下，其中表示反应速率最快的是( ) A．v(A)=0.5mol•L-1•s-1 B．v(B)=0.4mol•L-1•s-1 C．v(C)=0.8mol•L-1•s-1 D．v(D)=0.5mol•L-1•s-1 【答案】D 【解析】反应2A(g)+3B(g)3C(g)+D(g)，根据化学反应速率之比=方程式的系数之比，转化为用D表示的反应速率分别为：A项，v(D)==0.25 mol•L-1•s-1；B项，v(D)= v(B)= 0.4mol•L-1•s-1；C项，v(D)==0.28 mol•L-1•s-1；D项，v(D)=0.5mol•L-1•s-1；综上所述，反应速率最快的是D项表示的速率；故选D。 【变式3-2】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)= 24mol·L-1·min-1，②v(B)=1.5 mol·L-1·s-1，③v(C)=0.4 mol·L-1·s-1，④v(D)=0.5 mol·L-1·s-1，该反应进行的快慢顺序为( ) A．①<③<②<④ B．④<③<①<② C．②>①>④>③ D．④>③>②>① 【答案】C 【解析】同一反应中，不同物质的反应速率与反应方程式中的化学计量数的比值越大，反应速率越快，由题给数据可得：==0.4、==0.5、==0.2、==0.25，则反应进行的快慢顺序为②>①>④>③，故选C。 【变式3-3】a、b、c三个容器，分别发生合成氨反应，经过相同的一段时间后，测得数据如下表： a b c 反应速率 则三个容器中合成氨的反应速率由大到小的顺序为 A．v(a)>v(b)>v(c) B．v(c)>v(b)>v(a) C．v(c)>v(a)>v(b) D．v(b)>v(a)>v(c) 【答案】B 【解析】发生反应：3H2+N2⇌2NH3，单位相同时，反应速率与化学计量数的比值越大，反应速率越快，则：a中 =1，b中 =3，c中v(NH3)=0.2mol•L-1•s-1=v(NH3)=12mol•L-1•min-1，则c中 =6，故反应速率为v(c)＞v(b)＞v(a)；故选B。 题型四 影响化学反应速率的常见因素 【典例4】从下列实验事实或操作所得出的相应结论正确的是( ) 选项 实验事实或操作 结论 A 在化学反应前后，催化剂的质量和化学性质都没有发生改变 催化剂一定不参与化学反应 B 物质的量浓度相同的盐酸和硫酸分别与等质量、形状相同的锌粒反应 开始时的反应速率相同 C 在容积可变的密闭容器中发生反应H2(g)+I2(g)2HI(g)，把容积缩小一半 正反应速率加快，逆反应速率不变 D 其他条件相同，Na2S2O3溶液和H2SO4溶液反应，Na2S2O3溶液浓度越大，析出硫沉淀所需时间越短 当其他条件不变时，增大反应物的浓度，化学反应速率加快 【答案】D 【解析】催化剂参与化学反应，改变了反应的途径，但反应前后其质量和化学性质都不变，A项错误；等物质的量浓度的盐酸和硫酸中，开始时氢离子浓度不同，则反应速率不同，B项错误；容积缩小一半，压强增大，正、逆反应速率均加快，C项错误；Na2S2O3是反应物，其他条件相同，Na2S2O3溶液浓度越大，析出硫沉淀所需时间越短，说明其他条件不变时，增大反应物浓度，化学反应速率加快，D项正确。 方｜法｜点｜拨 内因 反应物的性质 反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快 外因 温度 温度越高，化学反应速率越快 浓度 增大反应物的浓度，可以加快化学反应速率 催化剂 催化剂可以改变化学反应速率 压强 有气体参加的反应，增大压强(减小容器容积)，反应速率加快 其他 ①增大固体反应物的表面积(即粉碎成小颗粒)，反应速率加快 ②形成原电池，通常能加快反应速率 ③超声波、电磁波、光照等也能影响反应速率 【变式4-1】在恒容密闭容器中发生反应：3CO(g)+Fe2O3(s)3CO2(g)+2Fe(s)，下列说法不正确的是( ) A．增加块状Fe2O3的量，反应速率加快 B．升高温度，反应速率加快 C．使用催化剂，反应速率增大 D．充入N2使压强增大，反应速率不变 【答案】A 【解析】A项，Fe2O3为固体，则增加块状Fe2O3的量，反应速率基本不变，故A错误；B项，升高温度，反应速率增大，故B正确；C项，使用催化剂，可增大活化分子百分数，反应速率增大，故C正确；D项，在恒容条件下，充入N2使压强增大，气体反应物和生成物的浓度不变，反应速率不变，故D正确；故选A。 【变式4-2】(2024-2025·浙江省金兰教育合作组织高二期中)利用反应2CO(g)＋2NO(g)2CO2(g)＋N2(g) 可实现汽车尾气的无害化处理。下列措施能加快反应速率的是( ) A．恒温恒容下，充入He(g) B．将CO2(g)从体系中分离出来 C．恒温恒压下，加入He(g) D．恒温恒容下，充入CO(g) 【答案】D 【解析】A．恒温恒容下，充入He(g)，参与反应的气体浓度不变，化学反应速率不变，A不选；B．将CO2(g)从体系中分离出来，CO2(g)的浓度减小，反应速率减小，B不选；C．恒温恒压下，加入He(g)，容器体积增大，参与反应的气体浓度减小，反应速率减小，C不选；D．恒温恒容下，充入CO(g)，CO(g)浓度增大，化学反应速率增大，D选；故选D。 【变式4-3】反应3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，试回答： (1)增加Fe的量，其反应速率________(填“增大”、“不变”或“减小”，下同)。 (2)将容器的体积缩小一半，其反应速率____________。 (3)保持体积不变，充入N2使体系压强增大，其反应速率____________。 (4)保持压强不变，充入N2使容器的体积增大，其反应速率____________。 【答案】(1)不变 (2)增大 (3)不变 (4)减小 【解析】(1)由于Fe是固体，改变Fe的量，反应物浓度不变，故反应速率不变。(2)将容器体积缩小一半，则反应物浓度增大，故反应速率增大。(3)容器体积不变，充入N2，反应物浓度不变，故反应速率不变。(4)保持容器内压强不变，充入N2相当于减小压强，即反应物和生成物浓度均减小，故反应速率减小。 题型五 控制变量法的应用 【典例5】某小组利用反应 Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O 探究反应条件对反应速率的影响，设计实验方案如下表。下列有关说法正确的是( ) 实验编号 反应温度/℃ 液体体积/mL 0.1 mol·L -1Na2S2O3(aq) 0.1 mol·L-1稀 H2SO4 H2O ① 25 10 20 0 ② 25 V1 V2 5 ③ 50 V3 V4 V5 A．只能通过单位时间内产生气体的体积判断反应的快慢 B．实验②V1=5，V2=20 C．实验③V3=10，V4=15，V5=5 D．实验结束完后，有少量 S 附着在试管上，可用水冲洗干净 【答案】B 【解析】A项，通过单位时间内产生气体的体积或产生沉淀的快慢判断反应的快慢，故A错误；B项，若实验②V1=5，V2=20，混合后Na2S2O3的浓度比①小、H2SO4的浓度与①相等，根据控制变量法，可分析Na2S2O3浓度对速率的影响，故B正确；C项，若实验③和①温度不同，实验探究温度对反应速率的影响，所以V3=10，V4=20，V5=0，故C错误；D项，S易溶于CS2，实验结束完后，有少量 S 附着在试管上，可用CS2冲洗，故D错误；故选B。 方｜法｜点｜拨 1．“控制变量法”题目的解题策略 2．注意事项 (1)要选择合适的化学反应，所选择的反应不能太灵敏也不能太迟钝。 (2)反应物的浓度要适当，不能太大，而探索浓度变量时，浓度间的差别也不能太大。 (3)要有规律地设计不同反应体系的温度，也要注意物质的相应性质，不能选择会引起反应体系发生变化的温度。 (4)对变量要进行适当组合，组合的一般原则是“变一定多”，即保持其他变量不变，改变其中一个变量的值进行实验，测定数据，通过系列实验，找出变量对反应的影响。 【变式5-1】为了研究外界条件对H2O2分解反应速率的影响，某同学在4支试管中分别加入3mLH2O2溶液，并测量收集VmL气体时所需的时间，实验记录如下： 实验序号 H2O2溶液浓度 H2O2溶液温度(℃) 催化剂 所用时间 ① 5% 20 2滴1mol/LFeCl3 t1 ② 5% 40 2滴1mol/LFeCl3 t2 ③ 10% 20 2滴1mol/LFeCl3 t3 ④ 5% 20 不使用 t4 下列说法中，不正确的是( ) A．实验①②研究温度对反应速率的影响 B．实验②④研究催化剂对反应速率的影响 C．获得相同体积的O2：t1>t3 D．实验③与④比较：t3<t4 【答案】B 【解析】A项， 实验①②中只有温度不同，故是研究温度对反应速率的影响，故A正确；B项，实验②④中反应温度不同，不能研究催化剂对反应速率的影响，故B错误；C项，①和③比较，③中过氧化氢的浓度大，反应速率快，若获得相同体积的氧气，①的用时长，故C正确；D项，实验③与④比较， ③中过氧化氢的浓度大，使用催化剂，故反应速率快，时间短，故D正确； 故选B。 【变式5-2】选择不同的反应探究化学反应速率的影响因素，所用试剂不合理的是( ) a．CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O (观察气泡产生的快慢) b．S2O32-+2H+=S↓+SO2+H2O (观察浑浊产生的快慢) 反应 影响因素 所用试剂 A a 接触面积 块状CaCO3、0.5 mol/L HCl 粉末状CaCO3、0.5 mol/L HCl B a H+浓度 块状CaCO3、0.5 mol/L HCl 块状CaCO3、3.0 mol/LHCl C b H+浓度 0.1 mol/L Na2S2O3、稀H2SO4 0.1mol/L Na2S2O3、浓H2SO4 D b 温度 0.1 mol/L Na2S2O3、0.1 Na2S2O3 H2SO4、冷水 0.1 mol/L Na2S2O3、0.1 Na2S2O3 H2SO4、热水 【答案】C 【解析】采用控制变量方法进行研究，即只改变一个外界条件，其它外界条件都相同，然后逐一进行分析判断。A项，只有CaCO3的接触面积不相同，其它外界条件相同，两个实验是研究固体与盐酸的接触面积大小对化学反应速率的影响，A正确；B项，该反应的实质是CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O，只有HCl溶液中的c(H+)不相同，其它外界条件相同，是研究H+浓度大小对化学反应速率的影响，B正确；C项，浓硫酸中H2SO4主要以电解质分子存在，稀硫酸中则完全电离产生H+及SO42-，浓硫酸溶于水时会放出大量热量使溶液温度升高，因此两个实验对比，不仅溶液中c(H+)不同，而且溶液温度也不相同，因此不是探究H+浓度大小对化学反应速率的影响，C不正确；D项，两个实验对比，其它外界条件都相同，只有溶液温度不相同，是探究反应温度对化学反应速率的影响，D正确；故选C。 【变式5-3】(2024-2025·浙江省浙东北联盟高二期中)某小组学生设计了如下实验探究影响化学反应速率因素的实验： Ⅰ．甲同学利用如图所示装置测定化学反应速率。 (1)圆底烧瓶中发生反应的离子方程式为 。 (2)通过测定量气筒中收集到的气体体积计算该反应的速率，结果发现测定值比实际值偏小，其原因可能是 。 Ⅱ．乙同学利用反应产生沉淀的快慢探究该化学反应速率的影响因素，数据如下表所示： 实验 Na2S2O3溶液 H2SO4溶液 蒸馏水 浓度/mol·L-1 体积／mL 浓度/mol·L-1 体积／mL 体积／mL 温度/℃ ① 0.1 1 0.5 1 V 30 ② 0.1 2 0.5 1 7 30 ③ 0.1 2 0.5 1 7 40 (3)实验①中，V= 。 (4)实验②、③的目的是 。 【答案】(1)2H++S2O32-=S↓ +SO2↑+H2O (2)产生的SO2气体部分溶于水，使收集到的SO2比理论值少，导致测定值比实际值小 (3)8 (4)其他条件相同时，探究温度对化学反应速率的影响 【解析】Ⅰ．圆底烧瓶内稀硫酸与硫代硫酸钠反应生成硫酸钠、单质硫、二氧化硫和水，用量气筒测量生成的二氧化硫的体积，由于二氧化硫在水中溶解度较大，故测得的二氧化硫体积会偏小； Ⅱ．实验利用反应产生沉淀的快慢探究该化学反应速率的影响因素，根据控制变量法，实验①和②探究的是硫酸浓度的影响，实验②和③探究的是温度的影响，在溶液中进行的实验需要使溶液的总体积保持相等，由此计算V的值。 (1)稀硫酸与硫代硫酸钠反应生成硫酸钠、单质硫、二氧化硫和水，离子方程式为2H++S2O32-=S↓ +SO2↑+H2O； (2)由分析可知，由于二氧化硫在水中溶解度较大，使收集到的SO2比理论值少，导致测定值比实际值小； (3)在溶液中进行的实验需要使溶液的总体积保持相等，由实验②和③可知，溶液的总体积为10mL，故实验①中加入的水的体积V=8mL； (4)由分析可知，实验②、③的目的是其他条件相同时，探究温度对化学反应速率的影响。 题型六 有效碰撞理论 【典例6】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 【答案】C 【解析】A项，由于温度不变，因此分子运动速率不变，错误；B项，由于温度不变，因此反应物分子的能量不变，错误；D项，增大压强使容器体积缩小时，单位体积内反应物浓度增大，单位体积内活化分子间的碰撞不一定都是有效碰撞，只有取向合适才能发生反应，才是有效碰撞，错误。 方｜法｜点｜拨 有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释 其他条件相同时，改变某一反应条件→单位体积内活化分子数目增多(或减少)→单位时间内有效碰撞次数增多(或减少)→化学反应速率增大(或减小)。 【变式6-1】下列对化学反应速率增大原因的分析错误的是( ) A．升高温度，使反应物分子中活化分子百分数增大 B．向反应体系中加入相同浓度的反应物，使活化分子百分数增大 C．对有气体参加的化学反应，增大压强使容器容积减小，单位体积内活化分子数增多 D．加入适宜的催化剂，使反应物分子中活化分子百分数增大 【答案】B 【解析】A项，升温，反应物分子的能量升高，则活化分子百分数增大，A正确；B项，向反应体系中加入相同浓度的反应物，活化分子百分数不改变，B错误；C项，对有气体参加的反应，增大压强使容器减小，则浓度增大，单位体积的活化分子数增多，C正确；D项，加入适宜的催化剂，降低反应的活化能，使反应物中活化分子百分数增大，D正确；故选B。 【变式6-2】(2024-2025高二上·浙江省温州环大罗山联盟·期中)下列关于有效碰撞理论与影响速率因素之间关系正确的是( ) A．增大反应物浓度，可以提高活化分子百分数，从而提高反应速率 B．升高温度，反应物分子的能量增加，增加了活化分子的百分数，从而提高反应速率 C．加入催化剂可以降低活化能，活化分子百分数虽然没变，但可以加快反应速率 D．只要增大压强，就可提高单位体积内活化分子数，从而提高反应速率 【答案】B 【解析】A．增大反应物浓度，增大单位体积内活化分子个数，活化分子百分数不变，故A错误；B．升高温度，活化分子百分数增大，则化学反应速率加快，故B正确；C．催化剂能降低反应所需活化能，增大活化分子百分数，增大化学反应速率，不改变平衡移动，反应物转化率不变，故C错误；D．对于气体反应来说，压缩体积增大压强，增大单位体积内活化分子个数，活化分子有效碰撞几率增大，反应速率加快，对固体反应来说，增大压强无影响，故D错误；故选B。 【变式6-3】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 【答案】C 【解析】A项，由于温度不变，因此分子运动速率不变，错误；B项，由于温度不变，因此反应物分子的能量不变，错误；D项，增大压强使容器体积缩小时，单位体积内反应物浓度增大，单位体积内活化分子间的碰撞不一定都是有效碰撞，只有取向合适才能发生反应，才是有效碰撞，错误。 题型七 活化能与反应历程 【典例7】乙烯与HCl气体催化加成反应的能量与反应历程的关系如图所示，下列说法正确的是( ) A．第一步反应比第二步的快 B．第一步的逆反应活化能比第二步的小 C．两步反应的ΔH均小于0 D．增大压强可以使该反应的ΔH增大 【答案】B 【解析】A项，由图可知，第一部反应的活化能高于第二步，活化能越高反应速率越慢，所以第一步比第二步慢，A错误；B项，由图可知，第一步逆反应的活化能比第二步的小，B正确；C项，第一步反应为吸热反应，ΔH大于0，C错误；D项，对于确定的反应而言，反应热与压强无关，D错误；故选B。 方｜法｜点｜拨 反应物分子间必须相互碰撞，才有可能发生化学反应，但不是每次碰撞都能发生化学反应。发生有效碰撞的条件是：一是反应物分子必须是活化分子，二是在一定方向上发生碰撞。 如图所示： (1)催化剂能够增大化学反应速率的原因是它可使反应途径发生改变，降低反应活化能，使更多的反应物分子成为活化分子，大大增加单位体积内反应物分子中活化分子所占的百分数，从而可以成千上万倍地增大化学反应速率。 (2)对于一个化学反应，不同的催化剂，催化效果不同。实验时应选用合适的催化剂。 (3)找准一“剂”三“物” 一“剂”指催化剂 催化剂在机理图中多数是以完整的循环出现的，以催化剂粒子为主题的多个物种一定在机理图中的主线上 三“物”指反应物、生成物、中间物种(或中间体) 反应物 通过一个箭头进入整个历程的物质一般是反应物 生成物 通过一个箭头最终脱离整个历程的物质多是产物 中间体 通过一个箭头脱离整个历程，但又生成的是中间体，通过两个箭头进入整个历程的中间物质也是中间体，中间体有时在反应历程中用“[ ]”标出 【变式7-1】化学反应：2HI(g)H2(g) +I2(g)    △H实际上是经过两步基元反应完成的：第一步：；第二步：……。该反应过程的能量变化如图所示，下列说法不正确的是( ) A．第一步反应的逆反应的活化能是(E5-E3) B．第二步基元反应是： C．分子有效碰撞几率最大的步骤对应的基元反应是第一步 D．若使用催化剂，(E2-E1)不会发生变化 【答案】C 【解析】第一步反应的逆反应的活化能是(E5-E3)，A项正确；总反应减去第一步基元反应可以得到第二步基元反应，B项正确；分子有效碰撞几率最大的步骤就是决速步，也就是活化能最小的步骤，由图知，第二步的活化能最小，C项不正确；ΔH= E2-E1，催化剂的使用不改变ΔH，D项正确。 【变式7-2】在含Fe3+的S2O82-和I-的混合溶液中，反应的分解机理及反应进程中的能量变化如下： 步骤①：2Fe3aq2Iaq=I2aq2Fe2aq 步骤②：2Fe2aq S2O82-aq=2Fe3aq2SO42-aq 下列有关该反应的说法不正确的是( ) A．Fe3+是该反应的催化剂 B．步骤①是总反应的决速步 C．若不加Fe3+，则正反应的活化能比逆反应的大 D．S2O82-与I-的反应为放热反应 【答案】C 【解析】A项，将步骤①和步骤②中两个反应加和，可确定Fe3+是该反应的催化剂，A正确；B项，从图中可以看出，步骤①的活化能比步骤②大，则步骤①比步骤②慢，步骤①是总反应的决速步，B正确；C项，催化剂不影响反应物和生成物的总能量，不管是否加入催化剂Fe3+，该反应都是放热反应，所以正反应的活化能比逆反应的小，C不正确；D项，由图示可知，S2O82-与I-的反应为S2O82- (aq)+2I-(aq)=2SO42-(aq)+I2(aq) ΔH＜0，则该反应为放热反应，D正确；故选C。 【变式7-3】有些科学工作者认为反应物变到生成物，要经过一个中间过渡状态，即反应物分子首先形成活化络合物，反应物→过渡态→生成物，如图所示是[中间过渡态]的能量变化示意图。下列说法错误的是 A．反应速率的快慢与形成活化络合物的浓度有关 B．反应速率的快慢与活化络合物解离的速率有关 C．中间过渡态可能形成了 D．加入催化剂会使反应的和E的数值均变小 【答案】D 【解析】从图中可以看出该反应为放热反应，反应热为-EkJ/mol。A项，形成活化络合物的浓度越大，活化分子微粒个数越多，反应速率越快，即反应速率的快慢与形成活化络合物的浓度有关，A正确；B项，活化络合物解离成产物分子的速率越快，生成产物的速率越快，即反应速率的快慢与活化络合物解离的速率有关，B正确；C项，根据原子守恒，反应物为NO2和CO，形成的过渡态可能为，C正确；D项，加入催化剂会使反应的活化能降低，但不改变反应热，即减小但E的数值不变，D错误；故选D。 基础通关练(测试时间：20分钟) 1．化学反应速率(单位可用mol/(L∙s))表示单位时间内反应物或生成物( ) A．体积的变化 B．物质的量的变化 C．质量的变化 D．物质的量浓度的变化 【答案】D 【解析】化学反应速率(单位可用mol/(L∙s))表示单位时间内反应物或生成物物质的量浓度的变化，即v(B)=，故D正确。 2．对于化学反应3W(g)＋2X(g)===4Y(g)＋3Z(g)，下列反应速率关系中，正确的是( ) A．v(W)＝3v(Z) B．2v(X)＝3v(Z) C．2v(X)＝v(Y) D．3v(W)＝2v(X) 【答案】C 【解析】对于任一化学反应，用不同的物质表示该反应的速率，其数值之比等于其化学计量数之比，v(W)∶v(X)∶v(Y)∶v(Z)＝3∶2∶4∶3。v(W)＝v(Z)，A错误；3v(X)＝2v(Z)，B错误；2v(X)＝v(Y)，C正确；2v(W)＝3v(X)，D错误。 3．在不同条件下，分别测得反应2SO2＋O22SO3的化学反应速率，其中表示该反应进行得最快的是( ) A．v(SO2)＝4 mol·L－1·min－1 B．v(O2)＝3 mol·L－1·min－1 C．v(SO2)＝0.1 mol·L－1·s－1 D．v(O2)＝0.1 mol·L－1·s－1 【答案】D 【解析】以SO2为标准，并将单位统一，A、B、C、D选项换算成以SO2为标准的反应速率后分别为A．v(SO2)＝4 mol·L－1·min－1；B．v(SO2)＝2v(O2)＝6 mol·L－1·min－1；C．v(SO2)＝0.1×60 mol·L－1·min－1＝6 mol·L－1·min－1；D．v(SO2)＝2v(O2)＝2×0.1×60 mol·L－1·min－1＝12 mol·L－1·min－1。 4．2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH＝-198kJ·mol−1，在V2O5存在时，该反应的机理为V2O5+SO2=2VO2+SO3 (快)、4VO2+O2=2V2O5 (慢)。下列说法正确的是( ) A．反应速率主要取决于V2O5的质量 B．V2O5是反应的中间产物 C．逆反应的活化能大于198 D．升高温度，正反应速率减慢，逆反应速率加快 【答案】C 【解析】A项，由反应机理可得，V2O5是该反应的催化剂，反应速率与催化剂V2O5的质量有一定关系，但主要取决于催化剂V2O5的表面积，A错误；B项，由反应机理可得，V2O5是该反应的催化剂，B错误；C项，ΔH＝正反应的活化能—逆反应的活化能-198kJ·mol−1，所以逆反应的活化能大于198kJ·mol−1，C正确；D项，升高温度，正、逆反应速率均增大，D错误；故选C。 5．下列对有关事实或解释不正确的是( ) 编号 事实 解释 ① 锌与稀盐酸反应，加入氯化钠固体，速率加快 增大了氯离子浓度，反应速率加快 ② 锌与稀硫酸反应，滴入较多硫酸铜溶液，生成氢气的速率减慢 锌置换铜的反应干扰了锌置换氢的反应，致使生成氢气的速率变慢 ③ 5%的双氧水中加入二氧化锰粉末，分解速率迅速加快 降低了反应的焓变，活化分子数增多，有效碰撞增多，速率加快 ④ 面粉生产车间容易发生爆炸 固体表面积大，反应速率加快 【答案】C 【解析】①锌与稀盐酸反应的实质是锌与氢离子反应，即Zn+2H+=Zn2++H2↑，而加入氯化钠固体，氢离子浓度没有改变，反应速率不变，故①错误；②加入较多硫酸铜溶液，铜离子氧化性大于氢离子，锌与硫酸铜反应生成铜，即Zn+Cu2+=Zn2++Cu，不一定有氢气生成，故②错误；③二氧化锰为双氧水的催化剂，即2H2O22H2O+O2↑，催化剂不能改变焓变，但可降低反应的活化能，反应速率加快，故③错误；④面粉生产车间的粉尘与空气形成气溶胶，增大了固体表面积，与氧气反应速率增大，遇到明火易爆炸，故④正确；由上分析①②③错误，C正确；故选C。 6．在2L密闭容器中，3molA和1molB发生反应：3A(g)+B(g)⇌2C(g)+2D(g)，10s末时，生成0.6mol/LC，下列说法正确的是( ) A．10s内，v(D)=0.12mol/(L·s) B．10s末时，物质A的转化率为40% C．10s末时，B的物质的量为0.4mol D．10s末时，C的物质的量分数为15% 【答案】C 【解析】A项，10s末时，生成0.6mol/LC，由反应可知，生成1.2molC的同时也生成1.2molD，则v(D)＝，故A错误；B项，由变化量之比等于化学计量数之比可得，生成1.2molC时，消耗的A的物质的量为1.8mol，则A的转化率=，故B错误；C项，由变化量之比等于化学计量数之比可得，生成1.2molC时，消耗的B的物质的量为0.6mol，则剩余的B的物质的量为1mol-0.6mol=0.4mol，故C正确；D项，平衡时A的物质的量为3mol -1.8mol=1.2mol，B的物质的量为0.4mol，C和D的物质的量均为1.2mol，则C 的物质的量分数为=，故D错误；故选C。 7．在两个锥形瓶内各盛有2g锌粒(颗粒大小基本相同)，然后通过分液漏斗分别加入40mL1mol/L和40mL4mol/L的硫酸，装置如图。来比较以上两个反应的反应速率，下列说法正确的是( ) A．锌粒和40mL1mol/L硫酸反应过程中，用Zn和H+表示该反应的反应速率的关系为v(Zn)：v(H+)=1：2 B．可以通过比较二者收集相同体积的H2所用的时间来比较两个反应的速率 C．在相同条件下，1mol/L的硫酸与锌的反应速率更快 D．该实验所需要的主要仪器就是以上装置中的仪器，不需要其它仪器 【答案】B 【解析】A项，锌是固体，不能用来表示反应速率，故A错误；B项，锌相同，硫酸浓度不同，因此可以通过比较二者收集相同体积的H2所用的时间来比较两个反应的速率，故B正确；C项，其他条件相同，反应物浓度越大，反应速率越快，故40mL4mol/L的硫酸与锌反应的更快，故C错误；D项，测速率还需要测定时间，因此还需要计时器，故D错误；故选B。 8．向四个容积相同的密闭容器中分别充入一定量的SO2和O2，开始反应时，按正反应速率由大到小顺序排列正确的是( ) 甲：在500 ℃时，SO2和O2各10 mol反应 乙：在500 ℃时，用V2O5作催化剂，10 mol SO2和10 mol O2反应 丙：在450 ℃时，8 mol SO2和5 mol O2反应 丁：在500 ℃时，8 mol SO2和5 mol O2反应 A．甲、乙、丙、丁 B．乙、甲、丙、丁 C．乙、甲、丁、丙 D．丁、丙、乙、甲 【答案】C 【解析】甲与乙相比，温度相同，O2、SO2的浓度相等，乙中使用了催化剂，反应速率更快，所以反应速率：乙>甲；甲与丁相比，甲中SO2、O2的物质的量比丁中大，即SO2、O2的浓度比丁中大，其他条件相同，浓度越大，反应速率越快，所以反应速率：甲>丁；丙与丁相比，O2、SO2的浓度相等，丁中温度高，温度越高，反应速率越快，所以反应速率：丁>丙。所以按正反应速率由大到小的顺序为乙、甲、丁、丙。 9．将1mol X和3mol Y在2L的恒容密闭容器中混合，一定条件下发生反应X(s)+3 Y(g)2Z(g)，10min时测得Y的物质的量为2．4mol。下列说法正确的是( ) A．10min内，X的平均反应速率为0.01mol/(L·min) B．第10min时，Z的浓度为0.4mol/L C．10min时，X的转化率为20% D．反应时，向容器中通入He，容器内压强增大，反应速率加快 【答案】C 【解析】A项，X是固体，其浓度不变，因此不能用X表示化学反应速率，A错误； B项，反应开始时n(Y)=3 mol，10 min时测得Y的物质的量为2．4 mol，则△n(Y)=3 mol-2．4 mol=0.6 mol，△n(Z)= 0.4 mol，第10min时，Z的浓度为0.2mol/L，B错误；C项，10min内Y改变的物质的量是0.6 mol，根据物质反应转化关系可知△n(X)=0.2 mol，则10 min时， X的转化率为，C正确；D项，反应时，向容器中通入He，导致容器内气体压强增大，但由于容器的容积不变，则反应物的浓度不变，所以反应速率不变，D错误；故选C。 10．反应过程Ⅰ、Ⅱ都能将反应物(M)转化为产物(N)。其能量与反应进程的关系如下： 下列有关说法正确的是 A．进程Ⅰ是吸热反应 B．X是催化剂 C．M·X比N·X稳定 D．反应热：Ⅰ>Ⅱ 【答案】B 【解析】A项，进程Ⅰ中产物N能力低与反应物M，所以为放热反应；故A错误；B项，由进程Ⅱ可知，反应前为M+X，反应后为N+X，X为催化剂，故B正确；C项，由图可知，M·X能量更高，更活泼，故C错误；D项，X为催化剂，不该改变反应热，所以反应热：Ⅰ=Ⅱ；故D错误；故选B。 11．在固体M的催化下，NO的氧化反应：2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ∆H 分两步进行： 步骤Ⅰ．2NO(g)=N2O2(g)   ∆H1 步骤Ⅱ．N2O2(g)+O2(g)2NO2(g) ∆H2 反应过程中能量变化如图所示。下列说法正确的是( ) A．总反应的焓变∆H = E5-E1 B．决定NO氧化反应速率的是步骤Ⅱ C．步骤Ⅱ的活化能为E4-E3 D．催化剂的作用是降低反应的活化能，但活化分子百分数不变 【答案】B 【解析】A项，由图中信息可知，反应物的总能量为E2，生成物的总能量为E5，则∆H = E5-E2，A不正确；B项，从图中可以看出，步骤Ⅰ的活化能小于步骤Ⅱ的活化能，则决定NO氧化反应速率的是步骤Ⅱ，B正确；C项，步骤Ⅱ中，反应物的总能量为E4，活化分子的最低能量为E3，则活化能为E3-E4，C错误；D项，加入催化剂，降低活化能，活化分子百分数增大，D错误；故选B。 12．甲醇与水蒸气在催化剂作用下发生如下反应： 反应Ⅰ：CH3OH(g)CO (g)+ 2H2(g) ΔH1 反应Ⅱ：CO (g)+ H2O(g)CO2 (g)+ H2(g) ΔH2 根据能量变化示意图，下列说法正确的是( ) A．E3-E2＞E4-E1 B．反应Ⅱ决定整个反应的速率 C．催化剂可以降低总反应的焓变 D．CH3OH(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g) ΔH=ΔH1-ΔH2 【答案】A 【解析】A项，由于绝对值，该值为负值，去掉绝对值后，E3-E2＞E4-E1，A正确；B项，由图可知，反应I正反应的活化能为E1-E5，反应II的活化能为E2-E3，反应I的活化能较大，则反应I的反应速率慢于反应II，反应I决定整个反应的速率，B错误；C项，催化剂可改变反应的活化能，反应的焓变由始态和终态决定，催化剂不改变焓变，C错误；D项，根据盖斯定律，反应I+II可得目标方程CH3OH(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g) ΔH=ΔH1+ΔH2，D错误；故选A。 13．对水样中溶质M的分解速率影响因素进行研究。在相同温度下，M的物质的量浓度(mol•L-1)随时间(min)变化有关实验数据见表。下列说法不正确的是( ) 时间 水样 0 5 10 15 20 25 Ⅰ(pH=2) 0.40 0.28 0.19 0.13 0.10 0.09 Ⅱ(pH=4) 0.40 0.31 0.24 0.20 0.18 0.16 Ⅲ(pH=4) 0.20 0.15 0.12 0.09 0.07 0.05 Ⅳ(pH=4，含Cu2+) 0.20 0.09 0.05 0.03 0.01 0 A．在内，Ⅰ中M的平均分解速率为0.015mol/(L·min) B．其它条件相同时，水样酸性越强，M的分解速率越快 C．在内，Ⅲ中M的分解百分率比Ⅱ大 D．对比I、Ⅳ可知，Cu2+的存在可加快M的分解速率 【答案】D 【解析】A项，在 0∼20min 内 ， Ⅰ中 M 的物质的量浓度变化 0.3mol/L，则 ， Ⅰ中 M 的分解速率为 ，故A正确； B项，对比Ⅰ、Ⅱ组数据， 0−5min 内，Ⅰ中 M 的物质的量浓度变化 0.12mol/L ，Ⅱ中 M 的物质的量浓度变化 0.09mol/L ，则酸性增强，速率增大，故B正确；C项，在 0∼25min 内 ，Ⅲ中 M 的浓度变化 0.15mol，分解率为 ，Ⅱ中变化 0.24mol，分解率为 ，则Ⅲ中 M 的分解百分率比Ⅱ大，故C正确；D项，I和IV中pH不同，因此不能说明Cu2＋存在，IV中M的分解速率大于I，故D错误；故选D。 14．为了研究外界条件对H2O2分解反应速率的影响，某同学在4支试管中分别加入3mLH2O2溶液，并测量收集VmL气体时所需的时间，实验记录如下： 实验序号 H2O2溶液浓度 H2O2溶液温度(℃) 催化剂 所用时间 ① 5% 20 2滴1mol/LFeCl3 t1 ② 5% 40 2滴1mol/LFeCl3 t2 ③ 10% 20 2滴1mol/LFeCl3 t3 ④ 5% 20 不使用 t4 下列说法中，不正确的是( ) A．实验①②研究温度对反应速率的影响 B．实验②④研究催化剂对反应速率的影响 C．获得相同体积的O2：t1>t3 D．实验③与④比较：t3<t4 【答案】B 【解析】A项， 实验①②中只有温度不同，故是研究温度对反应速率的影响，故A正确；B项，实验②④中反应温度不同，不能研究催化剂对反应速率的影响，故B错误；C项，①和③比较，③中过氧化氢的浓度大，反应速率快，若获得相同体积的氧气，①的用时长，故C正确；D项，实验③与④比较， ③中过氧化氢的浓度大，使用催化剂，故反应速率快，时间短，故D正确； 故选B。 重难突破练(测试时间：20分钟) 1．在恒温恒容条件下，发生反应A(s)+2B(g)3X(g)，c(B)随时间的变化如图中曲线甲所示。下列说法不正确的是( ) A．从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率 B．从b点切线的斜率可求得该化学反应在反应开始时的瞬时速率 C．在不同时刻都存在关系：2v(B)=3v(X) D．维持温度、容积、反应物起始的量不变，向反应体系中加入催化剂，c(B)随时间变化关系如图中曲线乙所示 【答案】C 【解析】A项，图象中可以得到单位时间内的浓度变化，反应速率是单位时间内物质的浓度变化计算得到，从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率，A正确； B项，b点处的切线的斜率是此时刻物质浓度除以此时刻时间，为一氧化碳的瞬时速率，B正确； C项，化学反应速率之比等于化学方程式计量数之比分析，3v(B)=2v(X)，C不正确； D项，维持温度、容积不变，向反应体系中加入催化剂，平衡不移动，反应速率增大，达到新的平衡状态，平衡状态与原来的平衡状态相同，D错误；故选C。 2．乙烯与HCl气体催化加成反应的能量与反应历程的关系如图所示，下列说法正确的是( ) A．第一步反应比第二步的快 B．第一步的逆反应活化能比第二步的小 C．两步反应的ΔH均小于0 D．增大压强可以使该反应的ΔH增大 【答案】B 【解析】A项，由图可知，第一部反应的活化能高于第二步，活化能越高反应速率越慢，所以第一步比第二步慢，A错误；B项，由图可知，第一步逆反应的活化能比第二步的小，B正确；C项，第一步反应为吸热反应，ΔH大于0，C错误；D项，对于确定的反应而言，反应热与压强无关，D错误；故选B。 3．一定条件下，等物质的量的N2和O2在容积为4L的恒容密闭容器中发生如下反应：N2(g)+O2(g)2NO(g)图表示该反应过程中N2的物质的量随反应时间()的变化。下列叙述正确的是( ) A．当反应达到平衡时，O2的转化率为 B．内反应的平均速率为 C．10s末NO的物质的量浓度为 D．a点对应的化学反应速率： 【答案】A 【解析】A项，根据图示，当反应达到平衡时，氮气的物质的量由5mol变为2mol，N2和O2的投料相等，则O2的转化率为，故A正确；B项，10s内氮气的物质的量由5mol变为4mol，反应的平均速率为，故B错误； C项，10s内消耗1mol氮气，10s末NO的物质的量是2mol，NO的浓度为 ，故C错误；D项，a点反应达到平衡状态，正逆反应速率比等于系数比，对应的化学反应速率：，故D错误；故选A。 4．一定温度下，在恒容密闭容器中投入1 mol CO2(g)与4 mol H2(g)制备CH3OH(g)，不考虑副反应，其物质的量随时间变化的关系如图所示： 下列说法中正确的是( ) A．该反应的化学方程式为CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g) ＋H2O(g) B．0~30min内，用H2表示的平均反应速率为0.05 mol·L－1·min－1 C．逆反应速率：a点大于b点 D．故选的平衡转化率是50％ 【答案】D 【解析】从图可看出，物质的量随时间逐渐减少的两条曲线从上到下分别表示氢气和二氧化碳的变化曲线，物质的量随时间逐渐增加的曲线表示甲醇的变化曲线，30min时达到平衡。A项，由图像可知该反应有一定的限度，是可逆反应，故用“”表示，A错误；B项，0~30min内，用H2表示的平均反应速率为，B错误；C项，反应未达到平衡之前，逆反应速率一直增大，C错误；D项，CO2达到平衡时转化0.5mol，故平衡转化率是50％，D正确； 故选D。 5．NaNO2溶液和NH4Cl溶液可发生反应：NaNO2+NH4Cl=NaCl+N2↑+2H2O，为探究反应速率与c(NaNO2)的关系，进行如下实验：常温常压下，向锥形瓶中加入一定体积(V)的2.0mol·L-1 NaNO2溶液、2.0mol·L-1NH4Cl溶液和水，充分搅拌。控制体系温度，再通过分液漏斗向锥形瓶中加入1.0醋酸。当导管口气泡均匀稳定冒出时，开始用排水法收集气体。用秒表测量收集1.0mLN2所需要的时间(t)实验数据如下表。下列说法正确的是( ) V/mL NaNO2溶液 NH4Cl溶液 醋酸 水 1 4.0 V1 4.0 8.0 334 2 V2 4.0 4.0 V3 150 3 8.0 4.0 4.0 4.0 83 4 12.0 4.0 4.0 0.0 38 A．实验3用表示的反应平均速率 B．若实验4从反应开始到反应结束历时bs，则用NH4Cl表示的反应平均速率 C．V1=4.0；若V2=6.0，则V3=6.0 D．醋酸的作用是加快反应速率，改变其浓度对该反应速率无影响 【答案】C 【解析】A项，实验在常温常压下进行，不是标准状况，故气体摩尔体积不为22.4L/mol，故速率不是，故A错误；B项，实验4开始时NH4Cl的浓度为=0.4mol/L，从反应开始到反应结束历时bs，则用NH4Cl表示的反应平均速率，故B错误；C项，根据实验3、4可知，溶液的总体积为20.0mL，则V1=20.0—4.0-4.0-8.0=4.0；若V2=6.0，V3=20.0-4.0-4.0-6.0=6.0，故C正确；D项，醋酸的作用是加快反应速率，增大浓度该反应速率加快，故D错误；故选C。 6．对水样中溶质M的分解速率影响因素进行研究。在相同温度下，M的物质的量浓度(mol•L-1)随时间(min)变化有关实验数据见表。下列说法不正确的是( ) 时间 水样 0 5 10 15 20 25 Ⅰ(pH=2) 0.40 0.28 0.19 0.13 0.10 0.09 Ⅱ(pH=4) 0.40 0.31 0.24 0.20 0.18 0.16 Ⅲ(pH=4) 0.20 0.15 0.12 0.09 0.07 0.05 Ⅳ(pH=4，含Cu2+) 0.20 0.09 0.05 0.03 0.01 0 A．在内，Ⅰ中M的平均分解速率为0.015mol/(L·min) B．其它条件相同时，水样酸性越强，M的分解速率越快 C．在内，Ⅲ中M的分解百分率比Ⅱ大 D．对比I、Ⅳ可知，Cu2+的存在可加快M的分解速率 【答案】D 【解析】A项，在 0∼20min 内 ， Ⅰ中 M 的物质的量浓度变化 0.3mol/L，则 ， Ⅰ中 M 的分解速率为 ，故A正确； B项，对比Ⅰ、Ⅱ组数据， 0−5min 内，Ⅰ中 M 的物质的量浓度变化 0.12mol/L ，Ⅱ中 M 的物质的量浓度变化 0.09mol/L ，则酸性增强，速率增大，故B正确；C项，在 0∼25min 内 ，Ⅲ中 M 的浓度变化 0.15mol，分解率为 ，Ⅱ中变化 0.24mol，分解率为 ，则Ⅲ中 M 的分解百分率比Ⅱ大，故C正确；D项，I和IV中pH不同，因此不能说明Cu2＋存在，IV中M的分解速率大于I，故D错误；故选D。 7．法常用于处理含难降解有机物p -CP的工业废水，在调节好pH和Fe2+浓度的废水中加入H2O2，使产生的羟基自由基氧化降解污染物p -CP。控制p -CP的初始浓度相同，其余实验条件见下表，探究有关因素对该降解反应速率的影响。下列说法不正确的是( ) 实验编号 H2O2溶液 Fe2+溶液 蒸馏水 温度 T/K ① 6.0 1.5 0.30 3.5 10 3 298 ② 6.0 1.5 0.30 3.5 10 3 313 ③ 6.0 3.5 0.30 3.5 x 3 298 ④ 6.0 1.5 0.30 4.5 9 3 298 ⑤ 6.0 1.5 0.30 3.5 10 10 298 A．实验①、⑤的目的是探究pH对p-CP降解速率的影响 B．实验②、④探究的是其它条件不变时，温度对p-CP降解速率的影响 C．实验③中，x=8 D．实验测得温度过高时，降解反应速率减小，可能的原因是H2O2受热分解 【答案】B 【解析】A项，由表格数据可知，实验①、⑤所加试剂的体积、浓度和反应温度均相同，只有溶液pH不同，则实验①、⑤的目的是探究溶液pH对p—CP降解速率的影响，故A正确；B项，由表格数据可知，实验②、④所加亚铁离子溶液的浓度和反应温度都不同，实验时变量不唯一化，无法探究温度对p—CP降解速率的影响，故B错误；C项，由表格数据可知，实验①、③是探究过氧化氢浓度对降解速率的影响，实验时应保持单一变量，溶液总体积应为15mL，则x=15−3．5−3．5=8，故C错误；D项，若实验时温度过高，过氧化氢受热分解，反应物浓度减小，p—CP降解速率减小，故D正确；故选B。 8．某同学在实验室研究化学反应快慢的影响因素。 (1)研究催化剂对化学反应快慢的影响，实验步骤如下： I.向3支大小相同的试管a、b、c中各加入2mL5%H2O2溶液； II.向试管a中加入少量MnO2粉末，向试管b中滴加1~2滴1mol•L-1FeCl3溶液。实验后，得出结论：MnO2与FeCl3均能加快H2O2的分解，且前者的催化效率更高。 ①步骤I中分别向3支试管中加入相同体积的溶液的目的是_______________________。 ②设计试管c的目的是_______________________。 ③若继续用上述实验药品研究温度对H2O2分解快慢的影响，为了便于观察，选择的催化剂是___；原因是___________________________________________。 (2)现提供下列实验用品，研究化学反应快慢的影响因素。实验仪器：试管、烧杯、量筒、天平、秒表、酒精灯实验药品：铝片、铝粉、0.5mol·L-1盐酸、5mol·L-1盐酸、蒸馏水。 ①利用所提供实验用品，可研究的化学反应快慢的影响因素有温度、_____________(写两个)，通过_____________(实验现象)判断反应的快慢。 ②设计实验探究温度对化学反应快慢的影响，写出实验步骤(实验仪器和药品任选)：_____________。 【答案】(1)①控制变量 ②作空白对照实验 ③FeCl3溶液 FeCl3作催化剂反应快慢适中，有利于观察反应进行的快慢 (2)①盐酸的浓度、铝的表面积 气泡产生的快慢 ②在2支相同的试管中各装入质量和表面积均相同的铝片，再分别加入相同浓度、相同体积盐酸，将其中一支试管浸入盛有热水的烧杯中，另一支试管置于室温下，观察气泡产生的快慢 【解析】(1)①第I步中3支试管中加入相同量的H2O2溶液，作为相同条件以便于后面实验的可靠性，即目的是控制变量；②c中不加入其它试剂用来与前两支试管作比较，作用是作空白对照实验；③MnO2作催化剂反应激烈，不适合观察反应速率，选择FeCl3作催化剂，原因是FeCl3作催化剂反应快慢适中，有利于观察反应进行的快慢；(2)①实验药品中铝片、铝粉不同的是表面积，盐酸不同的是浓度，因此可探究盐酸的浓度、铝的表面积对反应速率的影响；过氧化氢分解产生氧气，气泡产生的越快，反应速率越快，因此可通过气泡产生的快慢判断反应的快慢；②要探究温度对化学反应快慢的影响，则其它条件要相同，比较只有温度不同的条件下产生气泡的快慢，具体操作可为：在2支相同的试管中各装入质量和表面积均相同的铝片，再分别加入相同浓度、相同体积盐酸，将其中一支试管浸入盛有热水的烧杯中，另一支试管置于室温下，观察气泡产生的快慢。 9．某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液(H2SO4酸化)反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”。该小组欲通过测定单位时间内生成CO2的体积来判断反应的快慢。设计实验方案如下： 编号 H2C2O4溶液 酸性KMnO4溶液 温度℃ 浓度/mol·L-1 体积/mL 浓度/mol·L-1 体积/mL ① 0.10 20 0.10 30 25 ② 0.20 20 0.10 30 25 ③ 0.20 20 0.10 30 50 (1)已知反应后H2C2O4转化为CO2逸出，MnO4-转化为Mn2+，写出该反应的离子方程式______________；每消耗1 molH2C2O4，则反应中转移________________mol电子。 (2)探究浓度对化学反应速率影响的实验编号是_________，实验②、③探究_________对化学反应速率影响。本实验还可通过测定____________来比较化学反应速率。 (3)小组同学发现反应速率总是如图，其中t1～t2时间内速率变快的主要原因可能是：a、该反应放热，使体系温度升高；b、____________。 (4)若实验①在5 min末收集49.0 mLCO2气体，则在5 min末，c(MnO4-)=_______mol•L-1。(已知25℃时，气体摩尔体积Vm=24.5 L• mol-1) 【答案】(1)5H2C2O4+2 MnO4-+6H+=2Mn2+＋10CO2↑＋8H2O 2 mol (2)①和② 温度 KMnO4溶液完全褪色所需时间(或产生相同体积气体所需的时间) (3)产物 Mn2+(或 MnSO4 )具有催化作用 (4)0.052 【解析】(1)根据反应后H2C2O4转化为CO2逸出，KMnO4转化为MnSO4，利用化合价升降相等写出反应的化学方程式为：5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4=MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O，改写成离子方程式为：5H2C2O4+2 MnO4-+6H+=2Mn2+＋10CO2↑＋8H2O；H2C2O4中碳元素的化合价为+3价，变成二氧化碳后化合价总共升高了2(4−3)价，所以每消耗1molH2C2O4转移2mol电子；(2) 探究反应物浓度对化学反应速率影响，除了浓度不同，其他条件完全相同的实验编号是①和②，实验②、③探究温度对化学反应速率影响，本实验还可通过测定KMnO4溶液完全褪色所需时间(或产生相同体积气体所需的时间)来比较化学反应速率； (3) 开始反应物的浓度最大，随着反应的进行，反应物的浓度逐渐减少，反应速率应该变慢，但反应速率t1～t2时间内速率却变快的主要原因可能是a、该反应放热，使体系温度升高；b产物 Mn2+(或 MnSO4 )具有催化作用；(4)二氧化碳的物质的量是 =0.002mol，由方程式5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO4=MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O可知，消耗高锰酸根的物质的量是0.0004mol，浓度的变化量是 =8× mol/L，则在5 min末，c()= mol/L-8× mol/L=0.052 mol/L。 10．影响化学反应速率的因素很多，某化学小组用实验的方法进行探究。 I．探究活动一： 备选药品：铁片、锌片、0.5mol/LH2SO4、1.5mol/LH2SO4、18.4mol/LH2SO4 甲同学研究的实验报告 实验步骤 现象 结论 ①分别取等体积的1.5mol/L的硫酸于两支试管中； ②_____________________。 反应速率： 锌>铁 金属的性质越活泼，反应速率越快 (1)甲同学实验报告中的实验步骤②为__________________________________。 (2)甲同学的实验目的是_______________________________；要得出正确的实验结论，还需控制的实验条件是__________________。 乙同学为了定量研究浓度对化学反应速率的影响，利用如图所示装置进行实验： (3)乙同学在实验中需要测定的数据是_________________________。 (4)乙同学不会选用___________mol/L硫酸完成该实验，理由是_________________。 II．探究活动二： 备选药品：0.1mol/LNa2S2O3溶液、0.2mol/LNa2S2O3溶液、0.1mol/LH2SO4溶液、0.2mol/LH2SO4溶液。 已知：Na2S2O3＋H2SO4＝Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O 实验编号 Na2S2O3用量 H2SO4用量 温度(℃) ① 0.1mol/L5mL 0.1mol/L5mL 10 ② 0.2mol/L5mL 0.2mol/L5mL 25 ③ 0.1mol/L5mL 0.1mol/L5mL 25 ④ 0.1mol/L5mL 0.1mol/L5mL 40 (1)若想探究温度对化学反应速率的影响，可选的实验编号有___________。 (2)若想探究浓度对化学反应速率的影响，可选的实验编号有___________。 (3)在该实验过程中，需要观察和记录________________，来比较化学反应速率的快慢。 (4)Na2S2O3在碱性溶液中可被I2氧化为Na2SO4，写出该反应的离子方程式___________________。 【答案】I．(1)分别投入大小、形状相同的铁、锌 (2)研究金属本身的性质与反应速率的关系 温度相同 (3)一定时间内产生气体的体积(或产生一定体积的气体所需的时间) (4)18.4 常温下，锌与18.4mol/LH2SO4反应产生SO2，使对比实验的反应原理不同， 18.4mol/LH2SO4使铁钝化 II．(1)①、④或①、③或①、③、④ (2)②、③ (3)生成等质量的沉淀所需的时间 (4)S2O32-+10OH-+4I2=2SO42-+8I-+5H2O 【解析】I．(1)甲同学表中实验步骤②为向等体积浓度分别是0.5 mol/L、2 mol/L的硫酸中加入投入大小、形状相同的铁、锌；发现：反应速率：锌>铁，说明金属的性质越活泼，反应速率越快；(2)甲同学的实验目的是研究金属本身的性质与反应速率的关系；要得出正确的实验结论，还需控制的实验条件是反应温度应该相同，这样才能形成对照实验；(3)乙同学在实验中应该测定的数据是一定时间内产生气体的体积(或产生一定体积的气体所需的时间)；若相同的时间内产生的气体体积越大，则反应速率越快；或者收集相同体积的气体，需要的时间越短，则反应速率越快；(4)乙同学不会选用18.4 mol/L硫酸完成该实验，是因为Fe在浓硫酸中会发生钝化现象。 II．(1)若要探究温度对化学反应速率的影响，应该是只改变温度，而其他条件不变。可选择实验组合为①、④或①、③或①、③、④；(2) 若想探究浓度对化学反应速率的影响，应该是只改变浓度，而其他条件不变。可选择实验组合为②、③；(3)在该实验过程中，需要观察和记录生成等质量的沉淀所需的时间，来比较化学反应速率的快慢；(4)Na2S2O3在碱性溶液中可被I2氧化为Na2SO4，本身被还原为I-，反应的离子方程式为S2O32-+10OH-+4I2=2SO42-+8I-+5H2O。 11．(2024-2025·浙江省星辰联盟高二期中)目前，常利用催化技术将汽车尾气中的NO和CO转化成CO2和N2。为研究如何增大该化学反应的速率，某课题组进行了以下实验探究。 【提出问题】在其他条件不变的情况下，温度或催化剂的比表面积(单位质量的物质所具有的总面积)如何影响汽车尾气的转化速率？ 【查阅资料】使用相同的催化剂，当催化剂质量相等时，催化剂的比表面积对催化效率有影响。 (1)【实验设计】请填写下表中的空白。 编号 t/℃ c(NO)/mol·L-1 c(CO)/mol·L-1 催化剂的比表面积/(m·g) Ⅰ 280 80.0 Ⅱ 12.0 Ⅲ 360 80.0 【图像分析与结论】 三组实验中CO的浓度随时间的变化如图所示。 (2)写出该反应的化学方程式 。 (3)第Ⅰ组实验中，达到平衡时NO的浓度为 (4)由曲线Ⅰ、Ⅱ可知，增大催化剂的比表面积，该化学反应的速率将 (填“增大”“减小”或“无影响”)。 (5)由实验Ⅰ和Ⅲ可得出的结论是 。 【答案】(1)280 4.0×10-3 6.5×10-3 4.0×10-3 (2)2NO+2CON2+2CO2 (3)3.50×10-3mol/L (4)增大 (5)温度越高，尾气的转化速率越大 【解析】(1)本实验想要探究在其他条件不变的情况下，温度或催化剂的比表面积对汽车尾气转化速率的影响，应采用控制变量法，实验Ⅰ给出了NO、CO的初始浓度以及催化剂的比表面积，实验Ⅱ催化剂的比表面积与实验Ⅰ不同，因此其它的量需完全相同，通过实验Ⅰ和Ⅱ可探究催化剂的比表面积对汽车尾气的转化速率的影响，故实验Ⅱ中温度与实验Ⅰ相同为280℃，实验Ⅱ中浓度与实验Ⅰ相同，c(CO)=4.0×10-3mol·L-1；实验Ⅲ的温度与实验Ⅰ不同，因此其它的量需完全相同，通过实验Ⅰ和Ⅲ可探究温度对汽车尾气的转化速率的影响；，故实验Ⅲ中浓度与实验Ⅰ相同，则实验Ⅲ中c(NO)=6.5×10-3mol·L-1，c(CO)=4.0×10-3mol·L-1； (2)NO和CO转化成CO2和N2，反应方程式为：2NO+2CON2+2CO2； (3)由以上分析可知起始时实验Ⅲ中c(NO)=6.5×10-3mol·L-1，c(CO)=4.0×10-3mol·L-1，由图象可知，平衡时c(CO)= 1.00×10-3mol/L，则∆c(CO)= 4.00×10-3mol/L-1.00×10-3mol/L=3.00×10-3mol/L，根据2NO+2CON2+2CO2可知，∆c(NO)=∆c(CO)=3.00×10-3mol/L，平衡时c(NO)=6.50×10-3mol/L-3.00×10-3mol/L=3.50×10-3mol/L； (4)由表格可知实验Ⅱ中催化剂的比表面积比实验Ⅰ大，由图象可知实验Ⅱ曲线的斜率较大，即反应速率快，因此增大催化剂的比表面积，该化学反应的速率将增大； (5)根据分析，实验Ⅰ和Ⅲ探究温度对汽车尾气的转化速率的影响，由图象可知，实验Ⅲ的曲线斜率较大，反应速率快，因此温度越高，尾气的转化速率越大。 40 / 41 学科网（北京）股份有限公司 $