内容正文:
2.1 化学反应速率
题型01 化学反应速率
题型02 化学反应速率大小比较
题型03 化学反应速率的影响因素
题型04 实验探究外界因素对化学反应速率的影响
题型05 基元反应与过渡态
题型06 活化能与碰撞理论
题型07 碰撞理论解释化学反应速率的影响因素
题型08 化学反应速率图像
题型09 化学反应速率的应用
题型01 化学反应速率
化学反应速率的定义
化学反应速率可以用单位时间内,反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示。
单位:mol/(L·min) 或mol/(L·s)
【注意】
(1)通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示,所以反应速率是正值;
(2)化学反应速率是一段时间内的 平均反应速率 ;
(3)不能用固体或纯液体来表示化学反应速率;
对于一个化学反应:m A (g) + n B (g) == p C (g) + q D (g)
υ(A)︰υ(B)︰υ(C)︰υ(D) = m︰n︰p︰q
也可表达为
同一反应中,各物质的速率之比等于他们在化学方程式中的化学计量数之比。
【典例1】(25-26高二上·黑龙江鸡西三校联考·期中)1L密闭容器中进行反应:,2min内的物质的量由2减小到0.8,则用的浓度变化表示的化学反应速率为
A.2.4 B.1.8 C.1.2 D.0.6
【变式1-1】(25-26高二上·辽宁朝阳建平县高级中学·月考)一定温度下,密闭容器中发生反应,A的初始浓度为,10s后,A的浓度降到。下列说法正确的是
A.
B.
C.由继续降到所需时间大于10s
D.缩小容器的容积,反应速率减小
【变式1-2】(25-26高二上·吉林长春外国语学校·月考)反应2SO2+O22SO3经一段时间后,SO3的浓度增加了0.4mol·L-1,在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04mol·L-1·s-1,则这段时间为
A.0.1s B.2.5s C.5s D.10s
【变式1-3】(25-26高二上·吉林长春第八中学·月考)在反应中,表示该反应速率最快的是
A.mol·L-1·s-1 B.mol·L-1·s-1
C.mol·L-1·s-1 D.mol·L-1·min-1
题型02 化学反应速率大小比较
化学反应速率大小比较
(1)对于同一个化学反应,在比较化学反应速率的大小时,应用同一种物质、同一单位表示化学反应速率,再进行比较。不能单纯比较数值的大小。
单位换算:1 mol/(L·min) = mol/(L·s)
(2)对于反应m A (g) + n B (g) == p C (g) + q D (g)
也可比较、
【典例2】(25-26高二上·内蒙古呼伦贝尔海拉尔第二中学·)化学反应在4种不同情况下的化学反应速率分别为①;②;③;④。下列有关化学反应速率的比较正确的是
A.②<①<④<③ B.①<③<②=④
C.①>②=③>④ D.①>②>③>④
【变式2-1】(25-26高二上·内蒙古巴彦淖尔第一中学·月考)已知4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g),若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示,则正确的关系是
A.v(NH3)=v(O2) B.v(O2)=v(H2O) C.v(NH3)=v(H2O) D.v(O2)=v(NO)
【变式2-2】(25-26高二上·内蒙古巴彦淖尔第一中学·月考)对于反应,下列表示中反应速率最大的是
A.v(A)=0.3mol/(L·s) B.v(B)=0.4mol/(L·s)
C.v(C)=0.5mol/(L·s) D.v(D)=0.8mol/(L·s)
【变式2-3】(25-26高二上·黑龙江龙东十校联盟·期中)反应在某条件下的化学反应速率分别为:
①mol/(L·s) ②mol/(L·min)
③mol/(L·min) ④mol/(L·s)
其中该反应化学反应速率最快的是
A.① B.② C.③ D.④
题型03 化学反应速率的影响因素
一、内因:物质自身的性质
二、外因:
1、反应物的浓度:
其他条件相同时,增大反应物浓度,化学反应速率 加快 ;减小反应物浓度,化学反应速率 减慢 。
2、反应的温度:
升高温度,化学反应速率 加快 ;降低温度,化学反应速率 减慢 。
3、催化剂:一般情况下,催化剂能 加快 化学反应速率。
4、压强(有气体参加的反应):
(1)一般情况下,有气体参加的反应,缩小体积,增大压强,反应物浓度 增大 ,化学反应速率 加快 ;
增大体积,减小压强,反应物浓度 减小 ,化学反应速率 减慢 ;
(2)恒容密闭容器中,通入反应物气体,反应物浓度 增大 ,化学反应速率 加快 ;
(3)恒容密闭容器中,通入惰性气体或无关气体,反应物浓度 不变 ,化学反应速率 不变 ;
(4)恒压密闭容器,通入惰性气体或无关气体,体积 增大 ,反应物浓度 减小 ,化学反应速率 减慢 。
【典例3】(25-26高二上·黑龙江齐齐哈尔六校联谊·期中)硫酸和过量的铁片反应,为加快反应速率,但又不影响生成氢气的总量,可采取的措施有
①多加几块铁片 ②再加入硫酸 ③改用的浓硫酸 ④加入少量碳酸钠固体 ⑤加入少量固体 ⑥铁片改为铁粉
A.①⑤ B.⑤⑥ C.③⑥ D.④⑤
【变式3-1】(25-26高二上·吉林长春第二中学·月考)化学与生产、生活息息相关,下列说法错误的是
A.将花盖梨放在冰雪里保存以减缓腐败速率
B.合成氨工业中采取高压条件可以加快反应速率
C.万佛堂石窟易受酸雨腐蚀,pH<7的雨水为酸雨
D.燃烧天然气烹制延吉冷面时,包含了化学能转化为热能的过程
【变式3-2】(25-26高二上·辽宁点石联考·月考)东北这片土地上孕育出许多的民间智慧,下列生活中的措施主要目的是加快反应速率的是
A.用菜窖储存大白菜
B.哈尔滨红肠中按国家标准添加适量亚硝酸钠
C.腊月制作东北大酱时在温热的环境下发酵
D.东北大铁锅洗干净后擦干水分
【变式3-3】(25-26高二上·吉林白城实验高级中学·开学考)在一容积可变的密闭容器中加入和进行反应:,下列说法不正确的是( )
A.将容器的体积缩小一半,其反应速率增大
B.保持体积不变,充入氩气,其反应速率不变
C.保持压强不变,充入氖气,的生成速率增大
D.保持压强不变,充入氖气,的生成速率减小
题型04 实验探究外界因素对化学反应速率的影响
1、浓度对反应速率的影响:
实验原理:Na2S2O3+H2SO4 = Na2SO4+ SO2↑+S↓+H2O
浓度
试剂
实验现象
实验结论
第一组
2mL0.1 mol/L Na2S2O3溶液和2mL 0.1 mol/L H2SO4溶液
较慢产生淡黄色沉淀
其他条件相同时,增大反应物浓度,化学反应速率加快;减小反应物浓度,化学反应速率减慢。
第二组
2mL0.1 mol/L Na2S2O3溶液和2mL 0.5 mol/L H2SO4溶液
较快产生淡黄色沉淀
2、温度对反应速率的影响:
温度
试剂
反应条件
实验现象
实验结论
第一组
2mL0.1 mol/L Na2S2O3溶液
和
2mL 0.5 mol/L H2SO4溶液
将试管置于冷水中
较慢产生淡黄色沉淀
其他条件相同时,升温加快反应速率,降温减慢反应速率
第二组
将试管置于热水中
较慢产生淡黄色沉淀
3、催化剂对反应速率的影响:
催化剂
试剂
实验现象
实验结论
第一组
2 mL 5% H2O2溶液和几滴1 mol/L FeCl3溶液
较多气泡产生
其他条件相同时,加入催化剂,加快反应速率
第二组
2 mL 5% H2O2溶液
几乎无气泡
【典例4】(25-26高二上·吉林白城一中·月考)某实验小组以的分解为例,研究浓度、催化剂、溶液的酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下方案设计实验。
实验编号
反应物
催化剂
①
10mL2%溶液
无
②
10mL5%溶液
无
③
10mL5%溶液+3滴蒸馏水
1mL溶液
④
10mL5%溶液+3滴溶液
1mL溶液
⑤
10mL5%溶液+3滴溶液
1mL溶液
(1)常温下5%溶液的pH约为6,类似于二元弱酸溶液,的电离方程式为 。
(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。为了达到实验目的,请你提出改进措施 。
(3)实验③④⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图所示。
分析图中能够得出的实验结论是 。
【变式4-1】(25-26高二上·吉林延边第二中学·月考)下列实验装置、操作均正确且能达到实验目的的是
A.用装置①探究不同阳离子对的分解的催化作用
B.用装置②验证该反应是放热反应
C.用装置③探究常温下浓度对化学反应速率的影响
D.用装置④测定锌与稀硫酸的反应速率
【变式4-2】(25-26高二上·吉林延边第二中学·月考)以反应为例探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时,分别量取溶液和酸性溶液,迅速混合并开始计时,通过测定溶液褪色所需时间来判断反应的快慢。
编号
H2C2O4溶液
酸性KMnO4溶液
H2O
温度/℃
浓度/mol·L-1
体积/mL
浓度/mol·L-1
体积/mL
体积/mL
①
0.10
3.0
0.010
3.0
0
25
②
0.10
2.0
0.010
3.0
V1
25
③
0.10
V2
0.010
3.0
1.0
50
下列说法不正确的是
A.实验②中,实验③
B.实验①测得溶液的褪色时间为40s,则这段时间内平均反应速率
C.实验①和②是探究浓度对化学反应速率的影响,实验②和③是探究温度对化学反应速率的影响
D.实验①和②起初反应均很慢,过了一会速率突然增大,可能是生成对反应起催化作用
【变式4-3】(25-26高二上·辽宁鞍山·期中)下图是测定铁屑与稀硫酸反应速率的装置图(每次用相同体积的硫酸,忽略反应前后溶液体积变化),结合已学知识分析下列相关说法中正确的是
A.用一根导管将分液漏斗上端气体和锥形瓶内气体连通,操作更容易,结果更准确
B.将稀硫酸改为浓硫酸,反应速率明显加快
C.若第一次测得,第二次测得,则第一次速率大
D.每次测得反应速率均先加快,后逐渐减慢,说明硫酸的浓度先增大,后减小
题型05 基元反应与过渡态
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。
基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞。
2、反应历程:反应历程是化学中用来描述某一化学变化所经由的全部基元反应。
大多数化学反应都是分几步完成的,基元反应的总和称为总反应。由几个基元反应组成的总反应也称复杂反应。
总反应速率的快慢由 慢 的基元反应决定。
3、过渡态:
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。
【典例5】亚硫酸钠溶液中加入过量的碘酸钾酸性溶液,反应的化学方程式为(未配平):。该反应过程和机理较复杂,一般认为分为以下几步:
①(慢)
②(快)
③(快)
④(快)
⑤(快)
下列推测错误的是
A.若预先加入淀粉溶液,由题述看,必须在离子消耗完时,蓝色现象才会产生
B.此反应的总的反应速率由第①步反应决定
C.此反应的总的反应速率由第⑤步反应决定
D.若反应中有5mol电子转移,则生成的物质的量是0.5mol
【变式5-1】一定条件下,分解形成碳的反应历程如图所示。下列有关说法不正确的是
A.该反应为吸热反应
B.该反应历程共分4步进行
C.该反应的快慢取决于第4步反应
D.该反应的所有基元反应都需要吸收热量
【变式5-2】某反应可有效降低汽车尾气污染物的排放,一定条件下该反应的反应历程如图所示(TS表示过渡态)。下列说法正确的是
A.加入催化剂可以改变反应的速率和焓变△H
B.总反应的速率主要由反应②决定
C.该反应经历三个基元反应
D.该反应过程可以实现氮的固定
【变式5-3】(1)已知2HI⇌H2+I2经过两步完成,
第1步:……
第2步:2I·→I2
写出第1步基元反应: 。
(2)已知氧气氧化溴化氢气体的反应历程:
a.HBr+O2→HOOBr
b.HOOBr+HBr→2HOBr
c.HOBr+HBr→H2O+Br2
该反应过程中的中间体有 。
写出O2氧化HBr的总反应 。
题型06 活化能与碰撞理论
1、有效碰撞:我们把能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞。
有效碰撞必须满足两个条件:
①反应物分子必须具有一定能量 ②碰撞时要有合适的取向
2、活化分子与活化能:
活化分子:能发生有效碰撞的分子;
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。
上图中,表示正反应的活化能的是 E1 ;逆反应的活化能的是 E2 ;
反应热为 E1-E2 。
【典例6】(25-26高二上·吉林通化梅河口第五中学·月考)一定条件下,容器内发生反应:,其能量变化如图所示.
下列说法错误的是
A.该反应的决速步骤为
B.该反应的焓变
C.反应物的键能之和小于生成物的键能之和
D.若加入催化剂,可以增大活化分子百分数
【变式6-1】(24-25高二上·吉林友好学校第78届·期末)已知 ,在V2O5存在时,该反应机理为:①(快)②(慢),下列说法错误的是
A.该反应速率主要由第②步基元反应决定
B.V2O5为该过程的催化剂,VO2为中间产物
C.V2O5的存在提高了该反应的反应速率和产率
D.催化剂能降低反应的活化能,提高活化分子百分数
【变式6-2】(25-26高二上·内蒙古巴彦淖尔第一中学·月考)已知反应,若向该溶液中加入含Fe3+的某溶液,反应机理如下图,有关该反应的说法不正确的是
①
②
A.反应①吸热反应,反应②是放热反应
B.Fe2+是该反应过程中的产生的中间产物
C.若不加催化剂,总反应中正反应的活化能大于逆反应的活化能
D.反应①和反应②相比,反应②更容易发生,反应①为决速步
【变式6-3】(24-25高二上·吉林“BEST合作体”·期末)氧化亚氮()是一种强温室气体,且易转换成颗粒污染物。碘蒸气存在能大幅度提高分解速率,反应历程为:
第一步:(快反应)
第二步:(慢反应)
第三步:(快反应)
实验表明,含碘时分解速率方程(k为速率常数)。下列表述正确的是
A.分解反应中,(含碘)>(无碘)
B.第三步对总反应速率起决定作用
C.第二步活化能比第三步小
D.浓度与分解速率无关
题型07 碰撞理论解释化学反应速率的影响因素
化学反应速率主要取决于有效碰撞的频率,单位时间内有效碰撞的次数越多,化学反应速率 越快 。
1、反应物浓度:
反应物浓度增大,单位体积内活化分子数 增多 ,活化分子百分数 不变 ,单位时间内有效碰撞次数增加,化学反应速率加快;同理,反应物浓度减小,单位体积内活化分子数 减小 ,活化分子百分数 不变 ,单位时间内有效碰撞次数减少,化学反应速率减慢。
2、温度:
升高温度,活化分子数 增多 ,活化分子百分数 增大 ,单位时间内有效碰撞次数增加,化学反应速率加快;降低温度,活化分子数 减少 ,活化分子百分数 减小 ,单位时间内有效碰撞次数增加,化学反应速率减慢。
3、催化剂:
加入催化剂,活化能 降低 ,单位体积内活化分子数 增多 ,活化分子百分数 增大 ,单位时间内有效碰撞次数增加,化学反应速率加快。
4、压强:
其他条件相同时,增大反应体系压强,单位体积内活化分子数 增多 ,单位体积内活化分子百分数不变,单位时间内有效碰撞次数增多,化学反应速率加快。
恒温恒容向反应体系内充惰性气体,单位体积内活化分子数 不变 ,化学反应速率 不变 。
恒温恒压向反应体系内充惰性气体,体积 增大 ,反应物浓度 减小 ,单位体积内活化分子数 减少 ,化学反应速率 减慢 。
【典例7】(25-26高二上·吉林长春第二实验中学·月考)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.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
C.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
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7-1】(25-26高二上·吉林长春外国语学校·月考)对反应(P为中间产物),在有、无催化剂条件下反应历程如图所示。下列说法正确的是
A.在有催化剂条件下,反应快慢取决于步骤②
B.使用催化剂或升高温度均可提高活化分子百分数
C.使用催化剂后,可明显提高N的平衡产率
D.由图可知,相同条件下稳定性:
【变式7-2】(25-26高二上·黑龙江哈尔滨第一中学·期中)对反应(P为中间产物),在有、无催化剂条件下反应历程如图所示。下列说法正确的是
A.在有催化剂条件下,反应快慢取决于步骤①
B.增大反应物浓度或升高温度均可提高活化分子百分数
C.使用催化剂后,可明显提高M的平衡转化率
D.由图可知,相同条件下稳定性:
【变式7-3】(25-26高二上·黑龙江大庆实验中学·月考)以废旧铅酸蓄电池中的含铅废料和为原料,通过不同过程、实现铅的再生利用。过程涉及如下两个反应:
①
②
各过程的能量变化如上图,下列说法错误的是
A.过程的反应为:
B.过程中,①反应速率比②慢。
C.升高温度,反应②的限度和速率均增大,有利于提高的转化率
D.与过程相比,过程增大了单位体积内活化分子的数目
题型08 化学反应速率图像
化学反应速率表示单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量;
同一反应,各物质的化学反应速率之比 = 各物质的化学计量数之比
例:某温度时,在一个容积为2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示。
分析得知,反应物为X和Y ,生成物为 Z ;
2min内,X、Y、Z的物质的量的变化量分别为 0.3 mol、 0.1 mol、 0.2 mol,
故反应方程式为3X+Y2Z 。
【典例8】(25-26高二上·吉林长春第八中学·月考)某温度下,在2L恒容密闭容器中X、Y、Z三种物质(均为气态)间进行反应,其物质的量随时间的变化曲线如图。据图回答:
(1)该反应的化学方程式可表示为 。
(2)反应起始至(设),的平均反应速率是 。若开始压强为,则时容器中气体的分压 (气体的分压等于该气体的体积分数乘以总压)。
(3)在时, (填>,<,或者=),下列可判断反应已达到化学平衡状态的是 (填字母,下同)。
A. B.X、Y的反应速率比为
C.混合气体的密度不变 D.生成的同时生成
【变式8-1】(25-26高二上·内蒙古包头第一中学·月考)某温度下,在2 L恒容密闭容器中投入一定量的A、B,发生反应:,12 s时生成C的物质的量为0.8 mol(反应进程如图所示)。下列说法中正确的是
A.12 s时,B的转化率为40%
B.0∼2 s内,D的平均反应速率为0.2 mol⋅L⋅s
C.化学计量系数之比,且
D.图中两曲线相交时,A的消耗速率等于A的生成速率
【变式8-2】(25-26高二上·黑龙江哈尔滨第三中学校·月考)向某恒容密闭容器中充入一定量的气体A和气体B,发生反应:,正反应速率随时间变化的曲线如图所示。下列说法错误的是
A.时刻反应物的浓度大于时刻反应物的浓度
B.逆反应速率在时刻达到最大
C.反应在时刻后处于化学平衡状态
D.到正反应速率升高的原因可能是此反应放热
【变式8-3】(25-26高二上·黑龙江哈尔滨第三中学校·月考)下列图像及对应的叙述错误的是
A.图1中的阴影部分代表反应物浓度实际减小的量
B.图2中所示反应的化学方程式可以表示为
C.图3表示足量锌分别与盐酸、硫酸反应产生氢气的体积随时间变化的图像
D.图4表示等质量的金刚石、石墨在氧气中完全燃烧时放出的热量不相等
题型09 化学反应速率的应用
反应物的转化率 = 反应物的变化量 / 反应物的总量 × 100%
产率 = 生成物的实际产量 / 生成物的理论产量 × 100%
【典例9】(25-26高二上·吉林油田高级中学·)已知:4FeO+10H2O=4Fe(OH)3↓+8OH-+3O2↑。测得 c(FeO)在不同条件下变化如图甲、乙、丙、丁所示。 下列说法正确的是
A.图甲表明,其他条件相同时,温度越低 FeO转化速率越快
B.图乙表明,其他条件相同时,溶液碱性越强 FeO转化速率越快
C.图丙表明,其他条件相同时,钠盐都是 FeO优良的稳定剂
D.图丁表明,其他条件相同时,pH=11 条件下加入 Fe3+能加快 FeO的转化
【变式9-1】(25-26高二上·内蒙古巴彦淖尔第一中学·月考)某化学小组为了探究外界条件对化学反应速率的影响,进行了酸性KMnO4与H2C2O4反应如下实验。
【实验数据】
实验序号
温度/℃
试管中所加试剂及其用量/mL
溶液紫色褪至无色时所需时间/min
0.04 mol/L KMnO4溶液
0.36 mol/L稀硫酸
0.2 mol/LH2C2O4溶液
H2O
①
20
1.0
1.0
2.0
2.0
4.0
②
20
1.0
1.0
3.0
Vx
3.6
③
40
1.0
1.0
2.0
2.0
0.92
(1)实验中酸性KMnO4与H2C2O4反应离子方程式 。
(2)实验①、②探究的是 对反应速率的影响,表中vx= 。
(3)由实验①、③可得出的结论是 。
(4)实验①中,4.0 min内,用KMnO4表示的化学反应速率为 (保留三位有效数字)。
(5)①反应过程中,反应速率随时间的变化趋势如图所示。其中,因反应放热导致温度升高对速率影响不大,试推测速率迅速增大的主要原因 。
②若用实验证明你的推测,除了表中试剂外,还需向试管中加入少量固体,该固体应为 (填标号)。
A.KCl B.MnSO4 C.MnO2 D.MnCl2
【变式9-2】(25-26高二上·黑龙江齐齐哈尔六校联谊·期中)将的溶液加到的溶液中,利用氯离子传感器采集混合溶液中的质量浓度数据,通过计算机处理数据获得如图变化曲线。回答下列问题:
(1)将该反应的化学计量数填在空格中: 。
(2)内用物质的量浓度变化表示的反应速率为 。
(3)内化学反应速率不断增大,实验小组提出了如下三种假设及验证方案(注:和对速率无影响)。
方案
序号
假设
实验设计
I
反应放热使溶液温度升高,反应速率加快
在混合液中插入测量仪器,并观察温度变化
Ⅱ
Ⅲ
酸性增强使反应速率加快
①方案Ⅰ中插入混合液中的测量仪器是 (填写仪器名称)。
②方案Ⅱ提出的假设可能是 。
③方案Ⅲ中的实验1加入蒸馏水的目的是 ,某同学认为方案Ⅲ设计的不严谨,请提出改进意见: 。
④除了上述三种假设外,导致速率加快的原因还可能是 (写出一种即可)。
(4)超过,反应速率逐渐下降,其主要原因是 。
【变式9-3】(25-26高二上·内蒙古多校联考·月考)I.化学反应速率对日常生活和工农业生产都具有重要意义。某研究小组探究影响化学反应速率的因素。
实验i:
实验序号
反应温度
加入0.1 mol/L Na2S2O3溶液的体积
加入0.1 mol/L H2SO4溶液的体积
加入水的体积
出现浑浊的时间
①
20℃
2 mL
2 mL
0
s
②
40℃
2 mL
mL
0
s
③
20℃
1 mL
2 mL
mL
s
(1)硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应生成淡黄色沉淀和刺激性气味气体,写出该反应的离子方程式: 。
(2)根据“控制变量”的原则,实验①②探究的是 对化学反应速率的影响。
(3)实验①③探究浓度对化学反应速率的影响,则 。
(4)、、由大到小的顺序是 。
实验ii:将打磨后的镁条放入锥形瓶中,再将注射器中某浓度的盐酸压入锥形瓶中,通过数字传感器测定实验中密闭容器(气密性良好)内压强与时间的关系,如图所示。
(5)①图中ab、bc、cd三段中,产生氢气最快的为 段;从反应开始到反应结束,请具体阐述氢气生成速率发生变化的原因: 。
②图中cd段容器内压强逐渐减小的原因可能是 。
Ⅱ.图像分析。
T℃时,在恒温恒容的密闭容器中发生反应:,反应过程中各物质浓度的变化曲线如图所示:
(6)表示H2浓度变化的曲线是 (填“A”“B”或“C”)。
(7)0~25 min N2的平均反应速率为 。
/
学科网(北京)股份有限公司
$
2.1 化学反应速率
题型01 化学反应速率
题型02 化学反应速率大小比较
题型03 化学反应速率的影响因素
题型04 实验探究外界因素对化学反应速率的影响
题型05 基元反应与过渡态
题型06 活化能与碰撞理论
题型07 碰撞理论解释化学反应速率的影响因素
题型08 化学反应速率图像
题型09 化学反应速率的应用
题型01 化学反应速率
化学反应速率的定义
化学反应速率可以用单位时间内,反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示。
单位:mol/(L·min) 或mol/(L·s)
【注意】
(1)通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示,所以反应速率是正值;
(2)化学反应速率是一段时间内的 平均反应速率 ;
(3)不能用固体或纯液体来表示化学反应速率;
对于一个化学反应:m A (g) + n B (g) == p C (g) + q D (g)
υ(A)︰υ(B)︰υ(C)︰υ(D) = m︰n︰p︰q
也可表达为
同一反应中,各物质的速率之比等于他们在化学方程式中的化学计量数之比。
【典例1】(25-26高二上·黑龙江鸡西三校联考·期中)1L密闭容器中进行反应:,2min内的物质的量由2减小到0.8,则用的浓度变化表示的化学反应速率为
A.2.4 B.1.8 C.1.2 D.0.6
【答案】B
【详解】在1L的密闭容器中进行反应, 2min内的物质的量由2mol减小到0.8mol,则用的浓度变化表示的反应速率v(N2)== =0.6mol/(L•min),v(N2):v(H2)=1:3,所以v(H2)=3×0.6mol/(L•min)=1.8mol/(L•min)。
答案选B。
【变式1-1】(25-26高二上·辽宁朝阳建平县高级中学·月考)一定温度下,密闭容器中发生反应,A的初始浓度为,10s后,A的浓度降到。下列说法正确的是
A.
B.
C.由继续降到所需时间大于10s
D.缩小容器的容积,反应速率减小
【答案】C
【详解】A.根据A的浓度变化计算,v(A)=0.003 mol/(L·s),v(B)=v(A)/3=0.001 mol/(L·s),A错误;
B.根据反应计量关系,,即3v(C)=2v(A),,等式关系错误,B错误;
C.随着反应进行,反应物浓度降低,反应速率逐渐减小,因此从0.07 mol/L降到0.04 mol/L所需时间大于前10秒的等量变化时间,C正确;
D.缩小容器容积会增大压强,但反应前后气体分子数相等,浓度增大导致正、逆反应速率均增大,D错误;
故选C。
【变式1-2】(25-26高二上·吉林长春外国语学校·月考)反应2SO2+O22SO3经一段时间后,SO3的浓度增加了0.4mol·L-1,在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04mol·L-1·s-1,则这段时间为
A.0.1s B.2.5s C.5s D.10s
【答案】C
【详解】用O2表示的反应速率为0.04mol•L-1•s-1,由速率之比等于化学计量数之比可知,v(SO3)=2v(O2)= 0.08mol·L-1·s-1,这段时间内SO3的浓度增加了0.4mol·L-1,根据0.08mol·L-1·s-1,则这段时间为5s,故选:C。
【变式1-3】(25-26高二上·吉林长春第八中学·月考)在反应中,表示该反应速率最快的是
A.mol·L-1·s-1 B.mol·L-1·s-1
C.mol·L-1·s-1 D.mol·L-1·min-1
【答案】B
【详解】A.mol·L-1·s-1
B.mol·L-1·s-1;
C.mol·L-1·s-1
D.mol·L-1·min-1=0.25 mol·L-1·s-1;
所以B的数值最大,反应速率最快,选B。
题型02 化学反应速率大小比较
化学反应速率大小比较
(1)对于同一个化学反应,在比较化学反应速率的大小时,应用同一种物质、同一单位表示化学反应速率,再进行比较。不能单纯比较数值的大小。
单位换算:1 mol/(L·min) = mol/(L·s)
(2)对于反应m A (g) + n B (g) == p C (g) + q D (g)
也可比较、
【典例2】(25-26高二上·内蒙古呼伦贝尔海拉尔第二中学·)化学反应在4种不同情况下的化学反应速率分别为①;②;③;④。下列有关化学反应速率的比较正确的是
A.②<①<④<③ B.①<③<②=④
C.①>②=③>④ D.①>②>③>④
【答案】A
【分析】同一化学反应,化学反应速率之比等于化学计量数之比。
【详解】比较反应快慢转化为同一种物质表示进行比较。以CS2的反应速率为标准,
①;
②;
③;
④。
反应的快慢:②<①<④<③;
故选A。
【变式2-1】(25-26高二上·内蒙古巴彦淖尔第一中学·月考)已知4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g),若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示,则正确的关系是
A.v(NH3)=v(O2) B.v(O2)=v(H2O) C.v(NH3)=v(H2O) D.v(O2)=v(NO)
【答案】D
【分析】反应速率比等于系数比;
【详解】A.,A错误;
B.,B错误;
C.,C错误;
D.,D正确;
故选D。
【变式2-2】(25-26高二上·内蒙古巴彦淖尔第一中学·月考)对于反应,下列表示中反应速率最大的是
A.v(A)=0.3mol/(L·s) B.v(B)=0.4mol/(L·s)
C.v(C)=0.5mol/(L·s) D.v(D)=0.8mol/(L·s)
【答案】D
【分析】反应速率与化学计量数成正比,反应速率与化学计量数比值越大,反应速率越快
【详解】A.v(A)=0.3mol/(L·s),直接表示A的速率,无需转换;
B.v(B)=0.4mol/(L·s),根据反应系数,v(A)=v(B)≈0.133mol/(L·s),B转换后速率较小;
C.v(C)=0.5mol/(L·s),根据反应系数,v(A)=v(C)=0.25mol/(L·s),C转换后速率仍较小;
D.v(D)=0.8mol/(L·s),根据反应系数,v(A)=v(D)=0.4mol/(L·s),D转换后速率最大;
故选D。
【变式2-3】(25-26高二上·黑龙江龙东十校联盟·期中)反应在某条件下的化学反应速率分别为:
①mol/(L·s) ②mol/(L·min)
③mol/(L·min) ④mol/(L·s)
其中该反应化学反应速率最快的是
A.① B.② C.③ D.④
【答案】D
【详解】将①v(C2H4)=0.2 mol/(L·s)直接作为基准速率,无需转换,对应速率为0.2 mol/(L·s);②,按化学计量数3:1换算为;③,按化学计量数2:1换算为;④,按化学计量数2:1换算为;综合可得,④中为最大速率;
故选D。
题型03 化学反应速率的影响因素
一、内因:物质自身的性质
二、外因:
1、反应物的浓度:
其他条件相同时,增大反应物浓度,化学反应速率 加快 ;减小反应物浓度,化学反应速率 减慢 。
2、反应的温度:
升高温度,化学反应速率 加快 ;降低温度,化学反应速率 减慢 。
3、催化剂:一般情况下,催化剂能 加快 化学反应速率。
4、压强(有气体参加的反应):
(1)一般情况下,有气体参加的反应,缩小体积,增大压强,反应物浓度 增大 ,化学反应速率 加快 ;
增大体积,减小压强,反应物浓度 减小 ,化学反应速率 减慢 ;
(2)恒容密闭容器中,通入反应物气体,反应物浓度 增大 ,化学反应速率 加快 ;
(3)恒容密闭容器中,通入惰性气体或无关气体,反应物浓度 不变 ,化学反应速率 不变 ;
(4)恒压密闭容器,通入惰性气体或无关气体,体积 增大 ,反应物浓度 减小 ,化学反应速率 减慢 。
【典例3】(25-26高二上·黑龙江齐齐哈尔六校联谊·期中)硫酸和过量的铁片反应,为加快反应速率,但又不影响生成氢气的总量,可采取的措施有
①多加几块铁片 ②再加入硫酸 ③改用的浓硫酸 ④加入少量碳酸钠固体 ⑤加入少量固体 ⑥铁片改为铁粉
A.①⑤ B.⑤⑥ C.③⑥ D.④⑤
【答案】B
【详解】①铁片过量,增加铁片不会显著增大表面积,反应速率无明显提升,且总量由硫酸决定,①不符合题意;
②加入硫酸会增加总量,导致总量增加,②不符合题意;
③浓硫酸可能使铁钝化或生成等产物,总量减少,③不符合题意;
④碳酸钠与反应,减少总量,④不符合题意;
⑤与Fe反应生成Cu,形成原电池加快反应速率,但总量未变,总量不变,⑤符合题意;
⑥铁粉增大表面积,加快反应速率,且铁过量不影响总量,⑥正确符合题意;
综上,⑤⑥均符合要求,故答案选B。
【变式3-1】(25-26高二上·吉林长春第二中学·月考)化学与生产、生活息息相关,下列说法错误的是
A.将花盖梨放在冰雪里保存以减缓腐败速率
B.合成氨工业中采取高压条件可以加快反应速率
C.万佛堂石窟易受酸雨腐蚀,pH<7的雨水为酸雨
D.燃烧天然气烹制延吉冷面时,包含了化学能转化为热能的过程
【答案】C
【详解】A.低温能减缓微生物活动,从而延缓腐败,A正确;
B.高压增加反应物浓度,加快合成氨反应速率,B正确;
C.酸雨指pH<5.6的雨水,而非pH<7,C错误;
D.燃烧天然气释放热能,属于化学能转化为热能,D正确;
答案选C。
【变式3-2】(25-26高二上·辽宁点石联考·月考)东北这片土地上孕育出许多的民间智慧,下列生活中的措施主要目的是加快反应速率的是
A.用菜窖储存大白菜
B.哈尔滨红肠中按国家标准添加适量亚硝酸钠
C.腊月制作东北大酱时在温热的环境下发酵
D.东北大铁锅洗干净后擦干水分
【答案】C
【详解】A.用菜窖储存大白菜通过低温减缓呼吸作用,属于减慢反应速率,A不符合题意;
B.添加亚硝酸钠主要目的是防腐(抑制细菌生长),属于减慢反应速率,B不符合题意;
C.温热环境提高温度,加快发酵反应中酶的催化速率,属于加快反应速率,C符合题意;
D.擦干水分减少铁与水的接触,减缓铁锅生锈(氧化反应),属于减慢反应速率,D不符合题意;
综上所述,答案为C。
【变式3-3】(25-26高二上·吉林白城实验高级中学·开学考)在一容积可变的密闭容器中加入和进行反应:,下列说法不正确的是( )
A.将容器的体积缩小一半,其反应速率增大
B.保持体积不变,充入氩气,其反应速率不变
C.保持压强不变,充入氖气,的生成速率增大
D.保持压强不变,充入氖气,的生成速率减小
【答案】C
【详解】A.将体积缩小,各气体的浓度均增大,反应速率加快,故A正确;
B.体积不变充人氩气,、的浓度不变,反应速率不变,故B正确;
C.压强不变,充入氖气,体积增大,、的浓度减小,反应速率减慢,故C错误;
D.压强不变,充入氖气,体积增大,、的浓度减小,反应速率减慢,故D正确;
故答案:C。
【点睛】根据影响化学反应速率的因素回答。增加物浓度化学反应速率加快,升高温度化学反应速率加快,增大压强化学反应速率加快。
题型04 实验探究外界因素对化学反应速率的影响
1、浓度对反应速率的影响:
实验原理:Na2S2O3+H2SO4 = Na2SO4+ SO2↑+S↓+H2O
浓度
试剂
实验现象
实验结论
第一组
2mL0.1 mol/L Na2S2O3溶液和2mL 0.1 mol/L H2SO4溶液
较慢产生淡黄色沉淀
其他条件相同时,增大反应物浓度,化学反应速率加快;减小反应物浓度,化学反应速率减慢。
第二组
2mL0.1 mol/L Na2S2O3溶液和2mL 0.5 mol/L H2SO4溶液
较快产生淡黄色沉淀
2、温度对反应速率的影响:
温度
试剂
反应条件
实验现象
实验结论
第一组
2mL0.1 mol/L Na2S2O3溶液
和
2mL 0.5 mol/L H2SO4溶液
将试管置于冷水中
较慢产生淡黄色沉淀
其他条件相同时,升温加快反应速率,降温减慢反应速率
第二组
将试管置于热水中
较慢产生淡黄色沉淀
3、催化剂对反应速率的影响:
催化剂
试剂
实验现象
实验结论
第一组
2 mL 5% H2O2溶液和几滴1 mol/L FeCl3溶液
较多气泡产生
其他条件相同时,加入催化剂,加快反应速率
第二组
2 mL 5% H2O2溶液
几乎无气泡
【典例4】(25-26高二上·吉林白城一中·月考)某实验小组以的分解为例,研究浓度、催化剂、溶液的酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下方案设计实验。
实验编号
反应物
催化剂
①
10mL2%溶液
无
②
10mL5%溶液
无
③
10mL5%溶液+3滴蒸馏水
1mL溶液
④
10mL5%溶液+3滴溶液
1mL溶液
⑤
10mL5%溶液+3滴溶液
1mL溶液
(1)常温下5%溶液的pH约为6,类似于二元弱酸溶液,的电离方程式为 。
(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。为了达到实验目的,请你提出改进措施 。
(3)实验③④⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图所示。
分析图中能够得出的实验结论是 。
【答案】 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) 碱性环境能增大的分解速率,酸性环境能减小的分解速率
【详解】(1)由题给信息可知的电离方程式应为。
(2)实验①②中均没有使用催化剂,只是改变了的浓度,故实验①②的目的是探究浓度对化学反应速率的影响。因实验过程中现象不明显,可采用升高温度或使用同种催化剂的方法加快反应速率来达到实验目的。
(3)实验③④⑤中的浓度相同,并加入相同量的同种催化剂,改变的条件是④中酸性增强,③中碱性增强。通过比较未完全分解前相同时间内产生的体积(⑤③④)可得出如下结论:溶液的碱性增强,能增大的分解速率,而溶液的酸性增强,能减小的分解速率。
【变式4-1】(25-26高二上·吉林延边第二中学·月考)下列实验装置、操作均正确且能达到实验目的的是
A.用装置①探究不同阳离子对的分解的催化作用
B.用装置②验证该反应是放热反应
C.用装置③探究常温下浓度对化学反应速率的影响
D.用装置④测定锌与稀硫酸的反应速率
【答案】B
【详解】A.装置①中阳离子的种类和浓度均不同,要探究不同阳离子的催化作用,应该控制阳离子的浓度相同,A错误;
B.水与CaO反应后,大试管内温度会发生变化,导致大试管内气压变化,若观察到U形管中红墨水左低右高,说明大试管内气压增大,反应放热,B正确;
C.要探究浓度对反应速率的影响,则应该选用同种酸,且铁在浓硫酸中发生钝化,应该都选择盐酸,C错误;
D.锌与稀硫酸反应生成氢气,生成的氢气会从长颈漏斗中逸出,应该选择分液漏斗,而且测定反应速率还需要测定反应时间,D错误;
故答案选B。
【变式4-2】(25-26高二上·吉林延边第二中学·月考)以反应为例探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时,分别量取溶液和酸性溶液,迅速混合并开始计时,通过测定溶液褪色所需时间来判断反应的快慢。
编号
H2C2O4溶液
酸性KMnO4溶液
H2O
温度/℃
浓度/mol·L-1
体积/mL
浓度/mol·L-1
体积/mL
体积/mL
①
0.10
3.0
0.010
3.0
0
25
②
0.10
2.0
0.010
3.0
V1
25
③
0.10
V2
0.010
3.0
1.0
50
下列说法不正确的是
A.实验②中,实验③
B.实验①测得溶液的褪色时间为40s,则这段时间内平均反应速率
C.实验①和②是探究浓度对化学反应速率的影响,实验②和③是探究温度对化学反应速率的影响
D.实验①和②起初反应均很慢,过了一会速率突然增大,可能是生成对反应起催化作用
【答案】B
【分析】分析表中数据可知,实验①和实验②只是草酸浓度不同,即实验①和实验②是探究浓度对化学反应速率的影响;实验②和③只是温度不同,所以实验②和③是探究温度对化学反应速率的影响;
【详解】A.做对比实验时只有1个变量,结合分析可知,每个实验中溶液总体积均为3.0mL+3.0 mL =6.0 mL,则实验②中,实验③,故A正确;
B.高锰酸钾完全反应,混合后溶液中高锰酸钾的浓度为,这段时间内平均反应速率v(KMnO4)==1.25×10−4mol⋅L−1⋅s−1,故B错误;
C.据分析,实验①和②是探究浓度对化学反应速率的影响,实验②和③是探究温度对化学反应速率的影响,故C正确;
D.加入催化剂或升高温度,能明显加快反应速率,在其它条件都相同时,开始速率很小,过一会儿速率突然增大,有可能反应放热温度明显升高引起的,也可能是反应生成了具有催化作用的物质,其中水没有这种作用,CO2释放出去了,所以可能起催化作用的是Mn2+,故D正确;
本题选B。
【变式4-3】(25-26高二上·辽宁鞍山·期中)下图是测定铁屑与稀硫酸反应速率的装置图(每次用相同体积的硫酸,忽略反应前后溶液体积变化),结合已学知识分析下列相关说法中正确的是
A.用一根导管将分液漏斗上端气体和锥形瓶内气体连通,操作更容易,结果更准确
B.将稀硫酸改为浓硫酸,反应速率明显加快
C.若第一次测得,第二次测得,则第一次速率大
D.每次测得反应速率均先加快,后逐渐减慢,说明硫酸的浓度先增大,后减小
【答案】A
【详解】A.用导管将分液漏斗上端气体和锥形瓶内气体连通,可起到平衡气压和减小误差的作用,稀硫酸更容易滴下,也能避免将加入硫酸的体积当做生成的体积,选项A正确;
B.铁遇浓硫酸会钝化,选项B错误;
C.反应速率要用同一物质比较才能直接比较大小,根据方程式:,第二次,比第一次速率大,选项C错误;
D.反应速率先加快是因为该反应放热,温度升高,后减慢是因为硫酸浓度减小,选项D错误;
答案选A。
题型05 基元反应与过渡态
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。
基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞。
2、反应历程:反应历程是化学中用来描述某一化学变化所经由的全部基元反应。
大多数化学反应都是分几步完成的,基元反应的总和称为总反应。由几个基元反应组成的总反应也称复杂反应。
总反应速率的快慢由 慢 的基元反应决定。
3、过渡态:
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。
【典例5】亚硫酸钠溶液中加入过量的碘酸钾酸性溶液,反应的化学方程式为(未配平):。该反应过程和机理较复杂,一般认为分为以下几步:
①(慢)
②(快)
③(快)
④(快)
⑤(快)
下列推测错误的是
A.若预先加入淀粉溶液,由题述看,必须在离子消耗完时,蓝色现象才会产生
B.此反应的总的反应速率由第①步反应决定
C.此反应的总的反应速率由第⑤步反应决定
D.若反应中有5mol电子转移,则生成的物质的量是0.5mol
【答案】C
【详解】A.由反应④可知,亚硫酸根的还原性大于碘离子,可被碘单质氧化,故需消耗完亚硫酸根离子,才会生成碘单质,才会有溶液变蓝的现象产生,A项正确;
B.由慢反应决定整个反应过程的速率,故反应速率由①步反应决定,B项正确;
C.由慢反应决定整个反应过程的速率,故反应速率由①步反应决定,C项错误;
D.碘元素化合价由碘酸钾中碘元素+5价,降低为碘单质中0价,每生成1mol碘单质,转移10mol电子,5mol电子转移生成碘的物质的量为0.5mol,D项正确;
答案选C。
【变式5-1】一定条件下,分解形成碳的反应历程如图所示。下列有关说法不正确的是
A.该反应为吸热反应
B.该反应历程共分4步进行
C.该反应的快慢取决于第4步反应
D.该反应的所有基元反应都需要吸收热量
【答案】D
【详解】A.该反应物的能量小于生成物的总能量,故为吸热反应,故A正确;
B.该反应4个H原子逐步失去,故共分4步进行,故B正确;
C.第4步基元反应到过渡态需要吸收的能量最多,该基元反应最慢,故C正确;
D.由图象可知,第3步基元反应需要放出热量,其余需要吸收热量,故D错误。
【变式5-2】某反应可有效降低汽车尾气污染物的排放,一定条件下该反应的反应历程如图所示(TS表示过渡态)。下列说法正确的是
A.加入催化剂可以改变反应的速率和焓变△H
B.总反应的速率主要由反应②决定
C.该反应经历三个基元反应
D.该反应过程可以实现氮的固定
【答案】C
【详解】A.催化剂可以改变反应的速率,不能改变焓变△H,A项错误;
B.总反应的速率主要由反应活化能最大的一步决定,反应①活化能最大为,反应的速率主要由反应①决定,B项错误;
C.由反应历程可判断该反应经历三个基元反应,C项正确;
D.氮的固定为游离态氮转化为氮的化合物的过程,该反应过程不属于氮的固定,D项错误;
答案选C。
【变式5-3】(1)已知2HI⇌H2+I2经过两步完成,
第1步:……
第2步:2I·→I2
写出第1步基元反应: 。
(2)已知氧气氧化溴化氢气体的反应历程:
a.HBr+O2→HOOBr
b.HOOBr+HBr→2HOBr
c.HOBr+HBr→H2O+Br2
该反应过程中的中间体有 。
写出O2氧化HBr的总反应 。
【答案】(1)2HI→H2+2I·
(2)HOOBr、HOBr
4HBr+O2=2H2O+2Br2
【详解】
(1)第1步反应=等于总反应-第2步反应,第1步基元反应:2HI→H2+2I·。
(2)中间体是在反应过程中即作为生成物,又作为后续反应的反应物的物质,根据已知反应可知该反应过程中的中间体有HOOBr、HOBr;
有反应历程可知该反应最终产物为Br2和H2O,总反应为4HBr+O2=2H2O+2Br2。
题型06 活化能与碰撞理论
1、有效碰撞:我们把能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞。
有效碰撞必须满足两个条件:
①反应物分子必须具有一定能量 ②碰撞时要有合适的取向
2、活化分子与活化能:
活化分子:能发生有效碰撞的分子;
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。
上图中,表示正反应的活化能的是 E1 ;逆反应的活化能的是 E2 ;
反应热为 E1-E2 。
【典例6】(25-26高二上·吉林通化梅河口第五中学·月考)一定条件下,容器内发生反应:,其能量变化如图所示.
下列说法错误的是
A.该反应的决速步骤为
B.该反应的焓变
C.反应物的键能之和小于生成物的键能之和
D.若加入催化剂,可以增大活化分子百分数
【答案】B
【详解】A.过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能,活化能越大反应越慢,决定总反应速率的是慢反应,该反应的决速步骤为,A正确;
B.该反应的焓变为1mol氢气和1mol碘蒸气的总能量与能量之间的差值,不是,B错误;
C.由图可知,该反应为放热反应,则反应物的键能之和小于生成物的键能之和,C正确;
D.催化剂可以降低反应活化能,使活化分子的数目增加,提高活化分子百分数,D正确;
答案选B。
【变式6-1】(24-25高二上·吉林友好学校第78届·期末)已知 ,在V2O5存在时,该反应机理为:①(快)②(慢),下列说法错误的是
A.该反应速率主要由第②步基元反应决定
B.V2O5为该过程的催化剂,VO2为中间产物
C.V2O5的存在提高了该反应的反应速率和产率
D.催化剂能降低反应的活化能,提高活化分子百分数
【答案】C
【详解】A.慢反应决定总反应速率,第②步为慢反应,该反应速率主要由第②步基元反应决定,故A正确;
B.V2O5为该过程的催化剂,第①步反应得到VO2,第②步反应消耗VO2,VO2为中间产物,故B正确;
C.V2O5为该过程的催化剂,V2O5的存在提高了该反应的反应速率,不能提高产率,故C错误;
D.催化剂能降低反应的活化能,提高活化分子百分数,所以催化剂能加快反应速率,故D正确;
选C。
【变式6-2】(25-26高二上·内蒙古巴彦淖尔第一中学·月考)已知反应,若向该溶液中加入含Fe3+的某溶液,反应机理如下图,有关该反应的说法不正确的是
①
②
A.反应①吸热反应,反应②是放热反应
B.Fe2+是该反应过程中的产生的中间产物
C.若不加催化剂,总反应中正反应的活化能大于逆反应的活化能
D.反应①和反应②相比,反应②更容易发生,反应①为决速步
【答案】C
【详解】A.由图可知,反应物的总能量低于生成物的总能量,反应①是吸热反应,反应物的总能量高于生成物的总能量,反应②是放热反应,A正确;
B.反应①生成,反应②消耗,Fe2+是该反应过程中的产生的中间产物,B正确;
C.若不加催化剂,总反应是放热反应,正反应的活化能小于逆反应的活化能,C错误;
D.由图可知,反应①比反应②所需活化能大,反应②更容易发生,反应①为决速步,D正确;
故选C。
【变式6-3】(24-25高二上·吉林“BEST合作体”·期末)氧化亚氮()是一种强温室气体,且易转换成颗粒污染物。碘蒸气存在能大幅度提高分解速率,反应历程为:
第一步:(快反应)
第二步:(慢反应)
第三步:(快反应)
实验表明,含碘时分解速率方程(k为速率常数)。下列表述正确的是
A.分解反应中,(含碘)>(无碘)
B.第三步对总反应速率起决定作用
C.第二步活化能比第三步小
D.浓度与分解速率无关
【答案】A
【详解】A.由题可知,碘蒸气的存在能大幅度提高N2O的分解速率,v=k•c(N2O)•c0.5(I2)中v与k成正比,则k(含碘)>k(无碘),故A正确;
B.慢反应对总反应速率起决定作用,所以第二步起决定作用,故B错误;
C.第二步反应慢,活化能大,即第二步活化能比第三步大,故C错误;
D.根据N2O分解速率方程v=k•c(N2O)•c0.5(I2), I2浓度与N2O分解速率有关,故D错误;
答案选A。
题型07 碰撞理论解释化学反应速率的影响因素
化学反应速率主要取决于有效碰撞的频率,单位时间内有效碰撞的次数越多,化学反应速率 越快 。
1、反应物浓度:
反应物浓度增大,单位体积内活化分子数 增多 ,活化分子百分数 不变 ,单位时间内有效碰撞次数增加,化学反应速率加快;同理,反应物浓度减小,单位体积内活化分子数 减小 ,活化分子百分数 不变 ,单位时间内有效碰撞次数减少,化学反应速率减慢。
2、温度:
升高温度,活化分子数 增多 ,活化分子百分数 增大 ,单位时间内有效碰撞次数增加,化学反应速率加快;降低温度,活化分子数 减少 ,活化分子百分数 减小 ,单位时间内有效碰撞次数增加,化学反应速率减慢。
3、催化剂:
加入催化剂,活化能 降低 ,单位体积内活化分子数 增多 ,活化分子百分数 增大 ,单位时间内有效碰撞次数增加,化学反应速率加快。
4、压强:
其他条件相同时,增大反应体系压强,单位体积内活化分子数 增多 ,单位体积内活化分子百分数不变,单位时间内有效碰撞次数增多,化学反应速率加快。
恒温恒容向反应体系内充惰性气体,单位体积内活化分子数 不变 ,化学反应速率 不变 。
恒温恒压向反应体系内充惰性气体,体积 增大 ,反应物浓度 减小 ,单位体积内活化分子数 减少 ,化学反应速率 减慢 。
【典例7】(25-26高二上·吉林长春第二实验中学·月考)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.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
C.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
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】C
【详解】A.增大反应物浓度,可以增大单位体积内活化分子个数,但活化分子百分数不变,A错误;
B.催化剂能降低反应所需活化能,活化分子的数目和百分数增大,有效碰撞的次数增大,化学反应速率加快,B错误;
C.升高温度,活化分子的数目和百分数增大,有效碰撞的次数增大,化学反应速率加快,C正确;
D.对于非气体参加的反应,增大压强,反应体系中各物质的浓度不变,反应速率不变,D错误;
故选C。
【变式7-1】(25-26高二上·吉林长春外国语学校·月考)对反应(P为中间产物),在有、无催化剂条件下反应历程如图所示。下列说法正确的是
A.在有催化剂条件下,反应快慢取决于步骤②
B.使用催化剂或升高温度均可提高活化分子百分数
C.使用催化剂后,可明显提高N的平衡产率
D.由图可知,相同条件下稳定性:
【答案】B
【详解】A.在有催化剂条件下,反应分两步:M→P(步骤①,活化能E1)和P→N(步骤②,活化能E2)。反应快慢取决于活化能更大的慢步骤,由图可知步骤①的活化能E1大于步骤②的E2,故反应快慢取决于步骤①,A错误;
B.使用催化剂可降低活化能,使更多普通分子变为活化分子;升高温度能增加分子能量,使更多分子达到活化能以上,二者均能提高活化分子百分数,B正确;
C.催化剂仅改变反应速率,不影响平衡移动,因此N的平衡产率不变,C错误;
D.物质能量越低越稳定,由图可知能量:P>M>N,故稳定性:N>M>P,D错误;
故选B。
【变式7-2】(25-26高二上·黑龙江哈尔滨第一中学·期中)对反应(P为中间产物),在有、无催化剂条件下反应历程如图所示。下列说法正确的是
A.在有催化剂条件下,反应快慢取决于步骤①
B.增大反应物浓度或升高温度均可提高活化分子百分数
C.使用催化剂后,可明显提高M的平衡转化率
D.由图可知,相同条件下稳定性:
【答案】A
【详解】A.活化能高的步骤反应速率慢,属于决速步骤。由图可知,在有催化剂条件下,步骤①的活化能高于②,则反应快慢取决于步骤①,A正确;
B.增大反应物浓度,可增大单位体积内活化分子数目,但活化分子百分数不变;升高温度,反应物分子能量增加,使一部分原来能量较低的分子变成活化分子,可提高活化分子百分数,B错误;
C.使用催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率,不能使平衡发生移动,则使用催化剂后,不能提高M的平衡转化率,C错误;
D.相同条件下,物质具有的能量越低越稳定,由图可知,物质的能量:,则相同条件下稳定性:,D错误;
故选A。
【变式7-3】(25-26高二上·黑龙江大庆实验中学·月考)以废旧铅酸蓄电池中的含铅废料和为原料,通过不同过程、实现铅的再生利用。过程涉及如下两个反应:
①
②
各过程的能量变化如上图,下列说法错误的是
A.过程的反应为:
B.过程中,①反应速率比②慢。
C.升高温度,反应②的限度和速率均增大,有利于提高的转化率
D.与过程相比,过程增大了单位体积内活化分子的数目
【答案】C
【详解】A.反应a和反应b总反应相同,根据①+②得总反应,所以过程a的反应为:,A正确;
B.由图可知,①反应的活化能大于②,活化能越大,反应速率越慢,所以①反应速率比②慢,B正确;
C.反应②为,由能量图可知其反应物能量高于产物,为放热反应,升高温度,反应速率增大,但平衡逆向移动,限度减小,转化率降低,C错误;
D.由图可知,过程b活化能低于过程a,说明过程b使用了催化剂,降低反应的活化能,增大了单位体积内活化分子的数目,D正确;
故选C。
题型08 化学反应速率图像
化学反应速率表示单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量;
同一反应,各物质的化学反应速率之比 = 各物质的化学计量数之比
例:某温度时,在一个容积为2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示。
分析得知,反应物为X和Y ,生成物为 Z ;
2min内,X、Y、Z的物质的量的变化量分别为 0.3 mol、 0.1 mol、 0.2 mol,
故反应方程式为3X+Y2Z 。
【典例8】(25-26高二上·吉林长春第八中学·月考)某温度下,在2L恒容密闭容器中X、Y、Z三种物质(均为气态)间进行反应,其物质的量随时间的变化曲线如图。据图回答:
(1)该反应的化学方程式可表示为 。
(2)反应起始至(设),的平均反应速率是 。若开始压强为,则时容器中气体的分压 (气体的分压等于该气体的体积分数乘以总压)。
(3)在时, (填>,<,或者=),下列可判断反应已达到化学平衡状态的是 (填字母,下同)。
A. B.X、Y的反应速率比为
C.混合气体的密度不变 D.生成的同时生成
【答案】(1)
(2)
(3) > D
【来源】吉林省长春市第八中学2025-2026学年高二上学期10月月考化学试题
【详解】(1)由图可知,X为反应物,Y和Z为生成物,时三种物质的变化量分别为0.8mol、1.2mol、0.4mol,在化学反应中,各个物质的物质的量变化值与化学计量数成正比,则反应的化学方程式为。
(2)反应起始至(设),的平均反应速率是;
相同条件下,气体的分压之比等于其物质的量之比,有,则,则气体的分压。
(3)在时,反应未达到平衡,反应在向正反应方向进行,则>;
根据反应方程式,A.当时,不符合反应速率之比等于化学计量数之比,反应未达到平衡状态,A错误;
B.在反应的任意时刻化学反应速率之比等于化学计量数之比,且X、Y的反应速率比一直为,无法判断反应是否达到平衡状态,B错误;
C.混合气体的质量不变,容器体积不变,则密度恒定不变,故不能判断反应是否达到平衡状态,C错误;
D.生成的同时生成,说明正逆反应速率相等,反应已达到化学平衡状态,D正确;
故选D。
【变式8-1】(25-26高二上·内蒙古包头第一中学·月考)某温度下,在2 L恒容密闭容器中投入一定量的A、B,发生反应:,12 s时生成C的物质的量为0.8 mol(反应进程如图所示)。下列说法中正确的是
A.12 s时,B的转化率为40%
B.0∼2 s内,D的平均反应速率为0.2 mol⋅L⋅s
C.化学计量系数之比,且
D.图中两曲线相交时,A的消耗速率等于A的生成速率
【答案】A
【来源】内蒙古包头市第一中学2025-2026学年高二上学期月考化学试题
【详解】A.12s时,B的物质的量浓度变化为0.5mol/L-0.3mol/L=0.2molL ,则B的转化率为×100%=40% ,故A正确;
B.D的状态为固体,通常不用物质的量浓度变化表示反应速率,故B错误;
C.12s时生成C的物质的量浓度变化为=0.4mol/L,二者的化学计量数之比等于物质的量浓度变化之比,则b:c=0.2mol/L:0.4mol/L=1:2,故2v(B)=v(C),故C错误;
D.图中两曲线相交之后,A 、B的浓度继续变化,此时反应继续正向进行,则A的消耗速率大于A的生成速率,故D错误;
故答案选A。
【变式8-2】(25-26高二上·黑龙江哈尔滨第三中学校·月考)向某恒容密闭容器中充入一定量的气体A和气体B,发生反应:,正反应速率随时间变化的曲线如图所示。下列说法错误的是
A.时刻反应物的浓度大于时刻反应物的浓度
B.逆反应速率在时刻达到最大
C.反应在时刻后处于化学平衡状态
D.到正反应速率升高的原因可能是此反应放热
【答案】B
【来源】黑龙江省哈尔滨市第三中学校2025-2026学年高二上学期9月月考 化学试卷
【详解】A.由图知,随着反应的进行,反应物浓度减小,因此时刻反应物浓度大于时刻,A正确;
B.开始时,逆反应速率为零,平衡时逆反应速率最大,因此逆反应速率在时刻达到最大,B错误;
C.c点之后,反应物浓度减小,正反应速率减小,该阶段影响反应速率的主要因素为浓度;之后,正反应速率不变,则反应在时刻后处于化学平衡状态,C正确;
D.c点之前,正反应速率增大,说明该阶段影响反应速率的主要因素不是浓度,可能是温度,则该反应放热,D正确;
故选B。
【变式8-3】(25-26高二上·黑龙江哈尔滨第三中学校·月考)下列图像及对应的叙述错误的是
A.图1中的阴影部分代表反应物浓度实际减小的量
B.图2中所示反应的化学方程式可以表示为
C.图3表示足量锌分别与盐酸、硫酸反应产生氢气的体积随时间变化的图像
D.图4表示等质量的金刚石、石墨在氧气中完全燃烧时放出的热量不相等
【答案】C
【来源】黑龙江省哈尔滨市第三中学校2025-2026学年高二上学期9月月考化学试卷
【详解】A.图1为v-t图像,反应速率v=Δc/Δt,阴影部分为v正与v逆曲线间的面积,代表从反应开始到平衡过程中净反应速率的积分,即反应物浓度实际减小的量,A正确;
B.图2中,10s达到平衡时,Δn(Z)=1.58mol,Δn(X)=1.20mol-0.41mol=0.79mol,Δn(Y)=1.00mol-0.21mol=0.79mol,Δn(X):Δn(Y):Δn(Z)=0.79:0.79:1.58=1:1:2,化学方程式为X+Y⇌2Z,B正确;
C.0.1mol/L盐酸中c(H⁺)=0.1mol/L,0.1mol/L硫酸中c(H+)=0.2mol/L,与足量Zn反应时,硫酸的反应速率更快,500mL 0.1mol/L盐酸中n(H⁺)=0.5L×0.1mol/L=0.05mol,200mL 0.1mol/L硫酸中n(H+)=0.2L×0.1mol/L×2=0.04mol,与足量Zn反应时,盐酸产生H2更多,而图中曲线a的反应速率快且生成的气体多,不符合题意,C错误;
D.图4中,1mol金刚石与O2总能量高于1mol石墨与O2总能量,燃烧生成相同CO2时,金刚石放热更多,因此等质量的金刚石、石墨在氧气中完全燃烧时放出的热量不相等,D正确;
故选C。
题型09 化学反应速率的应用
反应物的转化率 = 反应物的变化量 / 反应物的总量 × 100%
产率 = 生成物的实际产量 / 生成物的理论产量 × 100%
【典例9】(25-26高二上·吉林油田高级中学·)已知:4FeO+10H2O=4Fe(OH)3↓+8OH-+3O2↑。测得 c(FeO)在不同条件下变化如图甲、乙、丙、丁所示。 下列说法正确的是
A.图甲表明,其他条件相同时,温度越低 FeO转化速率越快
B.图乙表明,其他条件相同时,溶液碱性越强 FeO转化速率越快
C.图丙表明,其他条件相同时,钠盐都是 FeO优良的稳定剂
D.图丁表明,其他条件相同时,pH=11 条件下加入 Fe3+能加快 FeO的转化
【答案】D
【来源】吉林省油田高级中学2025-2026学年高二上学期期初考试化学试题
【详解】A.由甲图可知,升高温度,FeO的浓度变化较大,可知温度越高FeO转化速率越快,故A错误;
B.由乙图可知碱性越强,FeO的浓度变化越小,则碱性越强FeO转化速率越小,故B错误;
C.由丙图可知在磷酸钠溶液中,FeO的浓度变化较大,可知钠盐不都是FeO优良的稳定剂,其中醋酸钠为优良的稳定剂,故C错误;
D.由丁图可知铁离子浓度越大,FeO的浓度变化越大,故D正确;
故答案为D。
【变式9-1】(25-26高二上·内蒙古巴彦淖尔第一中学·月考)某化学小组为了探究外界条件对化学反应速率的影响,进行了酸性KMnO4与H2C2O4反应如下实验。
【实验数据】
实验序号
温度/℃
试管中所加试剂及其用量/mL
溶液紫色褪至无色时所需时间/min
0.04 mol/L KMnO4溶液
0.36 mol/L稀硫酸
0.2 mol/LH2C2O4溶液
H2O
①
20
1.0
1.0
2.0
2.0
4.0
②
20
1.0
1.0
3.0
Vx
3.6
③
40
1.0
1.0
2.0
2.0
0.92
(1)实验中酸性KMnO4与H2C2O4反应离子方程式 。
(2)实验①、②探究的是 对反应速率的影响,表中vx= 。
(3)由实验①、③可得出的结论是 。
(4)实验①中,4.0 min内,用KMnO4表示的化学反应速率为 (保留三位有效数字)。
(5)①反应过程中,反应速率随时间的变化趋势如图所示。其中,因反应放热导致温度升高对速率影响不大,试推测速率迅速增大的主要原因 。
②若用实验证明你的推测,除了表中试剂外,还需向试管中加入少量固体,该固体应为 (填标号)。
A.KCl B.MnSO4 C.MnO2 D.MnCl2
【答案】(1)2+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
(2) 草酸浓度 1.0
(3)升高温度,化学反应速率加快,降低温度,反应速率减慢
(4)0.00168 mol/(L·min)
(5) 反应产生的Mn2+对该反应起催化作用,能够使反应速率加快 B
【来源】内蒙古巴彦淖尔市第一中学2025-2026学年高二上学期9月月考化学试题
【分析】KMnO4具有强氧化性,H2C2O4具有还原性,二者发生氧化还原反应生成锰离子和二氧化碳,在测定反应速率时,通常采用控制变量方法进行研究,根据单位时间内物质浓度改变值计算反应速率,且外界条件对化学反应速率的影响因素中,影响大小关系为:催化剂>温度>浓度,据此分析解答。
【详解】(1)KMnO4具有强氧化性,H2C2O4具有还原性,在酸性溶液中二者发生氧化还原反应生成锰离子和二氧化碳,反应的离子方程式为:2+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;
(2)对比实验①和②,可知二者的其它条件都相同,只有草酸的浓度不同,探究的是草酸浓度改变对反应速率的影响;
实验①和②的总液体体积应保持一致,实验①的总液体体积为V总=1.0 mL+1.0 mL+2.0 mL+2.0 mL=6.0 mL,则Vx=6.0 mL-1.0mL-1.0mL-3.0 mL=1.0 mL;
(3)由实验①、③可观察到:两实验的试剂量用量完全相同,仅温度不同,且温度升高为40℃时褪色时间由4.0 min缩短至0.92 min,说明升高温度,使化学反应速率加快,降低温度,反应速率减慢;
(4)实验①中KMnO4的初始浓度为0.04 mol/L,体积为1.0 mL,混合溶液总反应体积=6.0 mL,因此混合后KMnO4的浓度为c(KMnO4)=≈0.0067mol/L,则在4.0 min内,用KMnO4表示的化学反应速率为v(KMnO4)= ≈0.00168 mol/(L·min);
(5)①影响化学反应速率的因素有催化剂、温度、浓度等,根据题意可知∶因反应放热导致温度升高对速率影响不大,在时间t1-t2过程中,随着反应的进行,反应物浓度逐渐减小,但反应速率却逐渐增大,可推知速率迅速增大的主要原因是反应产生了Mn2+,Mn2+对化学反应起了催化作用;
②若用实验证明推测的正确性,除了表中试剂外,还需向试管中加入少量固体,该固体中应该含有Mn2+,含有Mn2+的物质有MnSO4、MnCl2,但MnCl2还会产生Cl-,与实验中的离子不同,产生多个变量,不符合控制变量的研究方法,不能使用,故加入的固体物质应为MnSO4,故合理选项是B。
【变式9-2】(25-26高二上·黑龙江齐齐哈尔六校联谊·期中)将的溶液加到的溶液中,利用氯离子传感器采集混合溶液中的质量浓度数据,通过计算机处理数据获得如图变化曲线。回答下列问题:
(1)将该反应的化学计量数填在空格中: 。
(2)内用物质的量浓度变化表示的反应速率为 。
(3)内化学反应速率不断增大,实验小组提出了如下三种假设及验证方案(注:和对速率无影响)。
方案
序号
假设
实验设计
I
反应放热使溶液温度升高,反应速率加快
在混合液中插入测量仪器,并观察温度变化
Ⅱ
Ⅲ
酸性增强使反应速率加快
①方案Ⅰ中插入混合液中的测量仪器是 (填写仪器名称)。
②方案Ⅱ提出的假设可能是 。
③方案Ⅲ中的实验1加入蒸馏水的目的是 ,某同学认为方案Ⅲ设计的不严谨,请提出改进意见: 。
④除了上述三种假设外,导致速率加快的原因还可能是 (写出一种即可)。
(4)超过,反应速率逐渐下降,其主要原因是 。
【答案】(1)1 3 1 3 3
(2)0.005
(3) 温度计 生成的能够加快反应速率 保证实验1和实验2混合溶液体积相等(或保证实验1和实验2混合溶液中、的浓度分别相等) 将实验1中的蒸馏水改为的(或)溶液 生成的能加快反应速率(或其他合理答案)
(4)、浓度的降低对速率的影响成为主要影响因素
【来源】黑龙江省齐齐哈尔市六校联谊2025-2026学年高二上学期11月期中考试 化学试题
【详解】(1)该反应中氯元素化合价由价变为价,得6个电子,而硫元素化合价由价变为价,失2个电子,根据氧化还原反应电子得失守恒进行配平得到方程式为:。
(2)时物质的量浓度变化为,则用物质的量浓度变化来表示的反应速率为:。
(3)①假设Ⅰ提出该反应放热使得速率加快,所以应在一开始就需要测量温度,插入混合液中的测量仪器为:温度计;
②方案Ⅱ对比实验中加入了NaCl固体,则会使生成的氯离子浓度变大,改变了氯离子的浓度,实验探究的是会加快了化学反应速率,故方案Ⅱ提出的假设可能是:生成的能加快反应速率;
③根据控制变量原则,所有实验组合的总体积要保持相等,则方案Ⅲ中的实验1加入蒸馏水的目的是:保证实验1和实验2混合溶液体积相等(或保证实验1和实验2混合溶液中、的浓度分别相等);方案Ⅲ中向烧杯①中加入1mL水相当于直接稀释了该溶液,则变量不唯一,需要保持两只烧杯中除氢离子外原本各参加反应的离子浓度不变,所以可以将加入的1mL水改为溶液,就能使两溶液中氯离子浓度也保持一致;故改进意见为:将1mL水改为溶液(或NaCl溶液);
④除了上述三种假设外,导致速率加快的原因还可能有:生成的能加快反应速率(或其他合理答案也可)。
(4)超过后,随着化学反应的进行,体系中的各物质浓度都会逐渐降低,所以反应速率也会逐渐减慢;故其主要原因为:、浓度的降低对速率的影响成为主要影响因素。
【变式9-3】(25-26高二上·内蒙古多校联考·月考)I.化学反应速率对日常生活和工农业生产都具有重要意义。某研究小组探究影响化学反应速率的因素。
实验i:
实验序号
反应温度
加入0.1 mol/L Na2S2O3溶液的体积
加入0.1 mol/L H2SO4溶液的体积
加入水的体积
出现浑浊的时间
①
20℃
2 mL
2 mL
0
s
②
40℃
2 mL
mL
0
s
③
20℃
1 mL
2 mL
mL
s
(1)硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应生成淡黄色沉淀和刺激性气味气体,写出该反应的离子方程式: 。
(2)根据“控制变量”的原则,实验①②探究的是 对化学反应速率的影响。
(3)实验①③探究浓度对化学反应速率的影响,则 。
(4)、、由大到小的顺序是 。
实验ii:将打磨后的镁条放入锥形瓶中,再将注射器中某浓度的盐酸压入锥形瓶中,通过数字传感器测定实验中密闭容器(气密性良好)内压强与时间的关系,如图所示。
(5)①图中ab、bc、cd三段中,产生氢气最快的为 段;从反应开始到反应结束,请具体阐述氢气生成速率发生变化的原因: 。
②图中cd段容器内压强逐渐减小的原因可能是 。
Ⅱ.图像分析。
T℃时,在恒温恒容的密闭容器中发生反应:,反应过程中各物质浓度的变化曲线如图所示:
(6)表示H2浓度变化的曲线是 (填“A”“B”或“C”)。
(7)0~25 min N2的平均反应速率为 。
【答案】(1)
(2)温度
(3)1
(4)t3>t1>t2
(5) ab 反应初期,反应物盐酸浓度高,且反应放热,温度升高,所以氢气生成速率最快,反应后期,反应物盐酸浓度小,反应放出的热量逐渐散去,温度逐渐降低,所以氢气生成速率减慢 cd段反应已结束,容器内热量逐渐散失,根据PV=nRT,温度降低,容器内压强逐渐减小
(6)A
(7)0.002 mol·L-1·min-1
【来源】内蒙古多校联考2025-2026学年高二上学期9月月考化学试题
【详解】(1)硫代硫酸钠和稀硫酸生成淡黄色沉淀S和刺激性气体SO2的离子方程式为:。
(2)对比实验①②,反应温度不同,则其他条件必须相同,所以V1 =2 mL,探究温度对反应速率的影响。
(3)实验①与实验③加入硫代硫酸钠体积不同,则其他条件相同,加入水体积V1=1 mL。
(4)实验②温度最高,且浓度大,反应速率最快,实验③浓度最小,反应速率最小,则t3>t1>t2。
(5)产生H2速率越快,气体分子增加的速率越快,压强变化的越快,根据图像ab段压强变化最快,产生氢气最快;反应初期,反应物盐酸浓度高,且反应放热,温度升高,所以氢气生成速率最快,反应后期,反应物盐酸浓度小,反应放出的热量逐渐散去,温度逐渐降低,所以氢气生成速率减慢;cd段反应已结束,容器内热量逐渐散失,根据PV=nRT,温度降低,容器内压强逐渐减小。
(6)由图得平衡时,A浓度减少0.15 mol/L,B浓度减少0.05 mol/L,C浓度增加,为NH3,根据化学计量数,H2的物质的量减少为N2的三倍,所以B为N2,A为H2。
(7)B为N2,0~25 minN2的平均反应速率为
/
学科网(北京)股份有限公司
$