内容正文:
第08讲 化学反应的速率
内容导航——预习四步曲
第一步:学
析教材 学知识:教材精讲精析、全方位预习
第二步:练
练习题 强方法:教材习题学解题、强化关键解题方法
练考点 会应用:核心考点精准练、快速掌握知识应用
第三步:记
串知识 识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第四步:测
过关测 稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点1:化学反应速率
1.化学反应速率及其表示方法
(1)概念
用来衡量化学反应进行 的物理量。化学反应正方向(从左向右)进行的反应速率称为 反应速率;化学反应逆方向(从右向左)进行的反应速率称为 反应速率。
(2)表示方法
定性描述:根据化学反应的实验现象进行描述,能用来表示速率快慢的实验现象有①冒 快慢② 变化快慢③ 物质的减少快慢④出现 的快慢⑤ 变化快慢,如钠、钾与水的反应,前者剧烈反应,能快速放出气泡,后者剧烈反应不但能快速放出气泡还会发生爆炸,显然钾与水反应的速率 。
定量表示:化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的 量或生成物浓度的 量(均取 值)来表示。
(3)计算公式及单位
v= 或v= 单位: 或 或
其中,v:物质的化学反应速率,∆c:表示反应物或生成物的浓度变化量,∆n:表示反应物或生成物的物质的量变化量,V:表示反应体系的总体积,∆t:表示反应时间的变化。
2.化学反应速率与化学计量数的关系
(1)实例探究
已知合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),其浓度数据如下:
N2
H2
NH3
起始浓度/(mol·L-1)
1.0
3.0
0
2 s末浓度/(mol·L-1)
0.6
1.8
0.8
①2 s末,N2、H2、NH3的物质的量浓度变化各为多少?
②2 s内用N2、H2、NH3表示的化学反应速率v(N2)、v(H2)、v(NH3)分别为多少?
③各速率比值为多少?
【解析】①2 s末,Δc(N2)=(1.0-0.6) mol·L-1=0.4 mol·L-1
Δc(H2)=(3.0-1.8) mol·L-1=1.2 mol·L-1
Δc(NH3)=(0.8-0) mol·L-1=0.8 mol·L-1
②2 s内v(N2)===0.2 mol·L-1·s-1
v(H2)===0.6 mol·L-1·s-1
v(NH3)===0.4 mol·L-1·s-1。
③v(N2):v(H2):v(NH3)=0.2:0.6:0.4=1:3:2
①反应的转化率(α):指已被转化的反应物的物质的量与其初始的物质的物质的量之比
②生成物的产率:指生成物的实际值与理论值(按照方程式计算的出来的)的比值
(2)结论
同一反应在同一时间内,用不同物质来表示的反应速率可能不同,但表示的意义相同(即快慢程度相同),且反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的 之比。
如在反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)中,存在v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=
①化学反应速率是指某时间段内的 反应速率,而不是某时刻的 速率。
②化学反应速率可用来衡量化学反应进行的快慢,均为 值。
③因为纯固体、纯液体的浓度视为 值,所以该表达式只适用于有气态物质参加或溶液中的反应,虽然不能用固体的浓度变化表示反应速率,但可以用单位时间 的变化量来表示反应速率的快慢。
④同一反应选用不同物质浓度的改变量表示速率,数值可能 ,但表示的意义 。因此,表示化学反应的速率时,必须说明是用反应物或生成物中的哪种物质做标准。
3.化学反应速率大小的比较方法
(1)归一法:若单位不统一,则要换算成相同的单位;若为不同物质表示的反应速率,则要根据化学计量数换算成同一物质来表示反应速率,再比较数值的大小。
(2)比值法:比较化学反应速率与化学计量数的 ,如aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g),比较与,若>,则说明用A表示的化学反应速率大于用B表示的化学反应速率。
知识点2:影响化学反应速率的因素
1.内因(主要因素)
化学反应速率大小主要由物质本身的 决定,在其他条件相同时,反应物的化学性质越活泼,化学反应速率越快;反应物的化学性质越不活泼,化学反应速率越慢。如其他条件相同时,Al、Fe和盐酸反应,反应速率由快到慢的顺序为Al>Fe。
2.实验探究——外界条件对化学反应速率的影响
(1)温度对化学反应速率影响的探究
反应原理
2H2O22H2O+O2↑
实验操作
实验现象
产生气泡的快慢:③>②>①
实验结论
当其他条件相同时,升高温度化学反应速率 ,温度降低反应速率 。
①无论是放热反应还是吸热反应,升温都能 化学反应速率。不能认为升温只会加快吸热反应的反应速率,温度对反应速率的影响与吸热、放热无关,也与反应物的状态 。
(2)浓度对化学反应速率影响的探究
反应原理
Fe+2HCl===FeCl2+H2↑
实验操作
实验现象
加0.1 mol/L盐酸的试管中铁片表面产生气泡的速率较小,加1 mol/L盐酸的试管中铁片表面产生气泡的速率较大
实验结论
当其他条件相同时,增大反应物浓度,化学反应速率 ;减小反应物浓度,化学反应速率
①纯液体和固体没有浓度,所以改变反应中纯液体和固体的用量 反应速率。
(3)催化剂对化学反应速率影响的探究
反应原理
2H2O2===2H2O+O2↑、2H2O22H2O+O2↑
实验操作
向三支试管中各加入2mL 10%H2O2溶液,再向其中的两支试管中分别加入少量MnO2粉末和2滴1 mol/LFeCl3溶液
实验现象
A、B试管中的反应剧烈,产生气泡的快慢:A>B>C
实验结论
当其他条件相同时,催化剂能改变(该实验为加快)化学反应速率;同一化学反应的催化剂可能不止一种,且催化效率一般 。如本实验中的催化效率:MnO2>FeCl3
催化剂的特点
1.有的催化剂能增大反应速率,为 催化剂;有的催化剂能减小反应速率,为 催化剂;若无特殊说明,一般指正催化剂。
2.催化剂一般都 化学反应,使反应历程发生改变,从而改变化学反应速率,在反应前后催化剂自身的组成、化学性质和质量 ,但物理性质可能发生改变。
3.催化剂具有专一性,某物质对一个反应有催化作用,对另一个反应不一定有催化作用。
(4)固体反应物表面积对化学反应速率影响的探究
反应原理
CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O
实验操作
实验现象
含粉末状大理石的试管内产生气泡的速率较大,含块状大理石的试管内产生气泡的速率较小
实验结论
当其他条件相同时,增大固体反应物的表面积(如固体反应物由块状变为粉末状),化学反应速率 ;减小固体反应物的表面积,化学反应速率
(5)压强对化学反应速率的影响
①压强改变对化学反应速率的影响是通过改变 实现的。若反应物全部为固体或液体,压强变化对其浓度几乎 ,故可认为压强不影响非气相反应的反应速率。
②分析压强改变对化学反应速率的影响,关键是看参加反应的气体浓度是否变化。若气体浓度有变化,则化学反应速率改变;若气体浓度无变化,则化学反应速率不改变。具体可分为以下几种情况:
恒温时
恒温恒容时
a.充入气体反应物
b.充入惰性气体
恒温恒压时
(5)其他因素:光、超声波、扩散速度、溶剂等。
影响化学反应速率的因素
规律(在其他条件相同时)
内因
化学性质
反应物的化学性质越活泼,化学反应速率越快;反之则越慢
外因
温度
升高温度,化学反应速率加快;反之减慢
催化剂
使用催化剂,化学反应速率改变
反应物的浓度
增大反应物的浓度,化学反应速率加快;反之减慢
气态反应物的压强
增大气态反应物的压强,化学反应速率加快;反之减慢
固体反应物的表面积
增大固体反应物的表面积,化学反应速率加快;反之减慢
原电池
有原电池形成时,化学反应速率加快
其他
电磁波、超声波、溶剂等会影响化学反应速率
教材习题03(P49)
下列措施中,不能增大化学反应速率的是
A.Zn与稀硫酸反应制取H2时,加入蒸馏水
B.Al在O2中燃烧生成Al2O3时,用铝粉替代铝片
C.CaCO3与稀盐酸反应生成CO2时,适当升高温度
D.用KClO3固体分解制取O2时,固体中添加少量MnO2
解题方法
A.Zn与稀硫酸反应制取H2时,加入蒸馏水,硫酸浓度减小,反应速率减小,故A符合题意;
B.Al在O2中燃烧生成Al2O3时,用铝粉替代铝片,增大接触面积,反应速率加快,故B不符合题意;
C.CaCO3与稀盐酸反应生成CO2时,适当升高温度,反应速率加快,故C不符合题意;
D.用KClO3固体分解制取O2时,固体中添加少量MnO2作催化剂,反应速率加快,故D不符合题意;
【答案】
教材习题08(P50)
日常生活中的下列做法,与调控反应速率有关的是 (填序号),请利用本节所学知识进行解释 。
①食品抽真空包装
②在铁制品表面刷油漆
③向门窗合页里注油
④用冰箱冷藏食物
解题方法
①食品抽真空包装是通过隔绝氧气,来降低氧气浓度,从而降低反应速率,故①符合题意
②在铁制品表面刷油漆是通过隔绝氧气,来降低氧气浓度,从而降低反应速率,故②符合题意;
③向门窗合页里注油是用来减小摩擦的,而与调控反应速率无关,故③不符合题意;
④用冰箱冷藏食物是通过降低温度来降低反应速率,故④符合题意;
故答案:①②④;①食品抽真空包装是通过隔绝氧气,来降低氧气浓度,从而降低反应速率,故①符合题意
②在铁制品表面刷油漆是通过隔绝氧气,来降低氧气浓度,从而降低反应速率,故②符合题意;
③向门窗合页里注油是用来减小摩擦的,而与调控反应速率无关,故③不符合题意;
④用冰箱冷藏食物是通过降低温度来降低反应速率,故④符合题意。
【答案】
考点一 化学反应速率的大小比较
1.在容积不变的密闭容器中,与反应生成,其化学反应速率分别用表示。已知:,则该反应可表示为
A. B.
C. D.
2.已知反应A(g)+3B(g)=2C(g)+2D(g),在不同条件下的反应速率最快的是
A.v(A)=0.45 mol/(L·min) B.v(B)= 0.6 mol/(L·s)
C.v(C)= 0.3 mol/(L·s) D.v(D)= 0.45 mol/(L·s)
3.已知:若反应速率分别用、、,表示,则下列关系式正确的是
A. B.
C. D.
考点二 化学反应速率的简单计算
4.一定温度下,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示:
下列描述正确的是
A.反应开始到10 s,用Z表示的反应速率为0.158 mol·L-1·s-1
B.反应开始到10 s,X的物质的量浓度减少了0.79 mol·L-1
C.反应开始到10 s时,Y的转化率为79%
D.反应的化学方程式为X(g)+Y(g)⇌Z(g)
5.某温度下,在3L的恒容密闭容器中投入一定量的A、B,发生反应:3A(g)+bB(g)cC(g)+2D(s),12s时生成C的物质的量为1.2 mol。下列说法中正确的是
A.图中两曲线相交时,反应达到平衡状态
B.化学计量系数b:c=1:3
C.12 s时,B的转化率为40%,反应速率v(A)=0.05 mol·L-1·s-1
D.保持体积不变,充入He能减慢其反应速率
6.将等物质的量的A、B混合于2 L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g),经5 min后,测得D的浓度为0.5 mol/L,,C的平均反应速率为。求:
(1)此时A的浓度 mol/L,反应开始前容器中的A、B的物质的量:n(A)=n(B)= mol;
(2)前5 min内用B表示的平均反应速率v(B)= ;
(3)化学反应方程式中x的值为 。
考点三 改变化学反应速率的方法
7.反应在一容积可变的密闭容器中进行,下列条件的改变对反应速率几乎没有影响的是
A.保持压强恒定,充入氮气 B.升温
C.保持体积不变,增加的量 D.保持其他条件不变,再加入一定量的碳粉
8.少量铁粉与足量的的稀硫酸反应,为了加快反应速率且不改变生成的总量,可行性方案是
①适当升高温度;②再加入的稀盐酸;③滴入几滴硫酸铜溶液;④加几滴浓硝酸;⑤适当加压
A.①② B.① C.③⑤ D.①④
9.下列关于化学反应速率的说法中,正确的是
①用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率
②决定化学反应速率的主要因素是反应物的浓度
③一定量的锌与过量的稀硫酸反应制取氢气,为减慢反应速率而又不影响生成H2的量,可向其中加入KNO3溶液
④汽车尾气中的NO和CO反应转化为无害的N2和CO2,减小压强,反应速率减慢
⑤增大压强,一定能加快化学反应速率
⑥用锌与稀硫酸反应制H2时,滴加几滴硫酸铜溶液能加快反应速率
⑦使用催化剂,可与加快反应速率
A.①⑤⑥ B.④⑥⑦ C.②③⑥⑦ D.③④⑥⑦
考点四 探究化学反应速率的影响因素
10.某课外兴趣小组用浓度均为的溶液和稀硫酸探究影响化学反应速率的因素,设计实验方案如下表。下列说法不正确的是
实验编号
反应温度/℃
液体体积/mL
Na2S2O3
稀硫酸
H2O
①
25
10
20
0
②
25
V
20
5
③
50
10
20
0
A.该实验的化学方程式为
B.该实验可通过产生浑浊的时间或单位时间内产生气体的体积判断反应的快慢
C.实验①和③是探究温度对反应速率的影响,③的反应速率更快
D.实验①和②是探究溶液浓度对反应速率的影响,V=10
11.某小组为了探究影响NaHSO3溶液与KMnO4溶液在酸性条件下反应速率的因素,设计如表所示的实验方案。下列说法错误的是
实验序号
V(NaHSO3)/mL(c=0.2mol·L-1)
V(KMnO4)/mL(c=0.1mol·L-1)
V(H2SO4)/mL(c=0.6mol·L-1)
V(MnSO4)/mL(c=0.1mol·L-1)
V(H2O)/mL
褪色时间t/min
1
3.0
2.0
1.0
0
2.0
8
2
3.0
2.0
2.0
0
a
6
3
4.0
2.0
2.0
0
0
4
4
3.0
2.0
1.0
0.5
b
3
A.a=1.0,b=1.5
B.溶液的酸碱性会影响该反应的化学反应速率
C.该反应的离子方程式为
D.上表数据可证明Mn2+对该反应有催化作用
12.某化学实验兴趣小组为探究浓度和温度对化学反应速率的影响,在实验室进行了如下实验。回答下列问题:
Ⅰ.探究浓度对化学反应速率的影响。
T℃时,取两支大小相同的试管,分别加入2 mL和的溶液,向盛有溶液的试管中加入1 mL蒸馏水,摇匀。再同时向上述两支试管中加入溶液,振荡。观察、比较两支试管中溶液出现浑浊所需时间。
实验编号
加入溶液的体积/mL
加入蒸馏水的体积/mL
加入溶液的体积/mL
出现浑浊所需时间
1
2
0
2
2
1
1
2
(1)已知,则上述实验表明,反应物的物质的量浓度越大,反应速率 (填“越快”或“越慢”)。
(2)实验1中发生反应的离子方程式为 。
(3)实验2中,若将产生的气体通入澄清石灰水(足量)中,可观察到的现象为 ,发生反应的化学方程式为 。
Ⅱ.探究温度对化学反应速率的影响。
另取两支大小相同的试管,均加入溶液,分别放入盛有冷水和热水的两个烧杯中进行水浴。再同时向上述两支试管中加入溶液,振荡。观察、比较两支试管中溶液出现浑浊所需时间。
实验编号
加入溶液的体积/mL
水浴温度/℃
加入溶液的体积/mL
出现浑浊所需时间
3
2
2
4
2
2
已知:,。
(4)①对比实验2和实验4, (填“能”或“不能”)得出温度对反应速率的影响大于物质的量浓度对反应速率的影响,理由为 。
②若将实验3中产生的气体M缓慢通过酸性高锰酸钾溶液,可观察到酸性高锰酸钾溶液褪色,该反应体现了气体M的 性。
(5)综上所述,温度和浓度是影响化学反应速率的因素,请写出其他影响化学反应速率的因素: (写1种即可)。
知识导图记忆
知识目标复核
【学习目标】
1.了解化学反应速率的概念,认识化学反应速率的表示方法。
2.能够进行化学反应速率的简单计算,学会比较化学反应速率的大小。
3.通过实验探究影响化学反应速率的影响因素,总结温度、浓度、催化剂、压强等因素对反应的影响。
【学习重难点】
1.化学反应速率的计算和比较
2.实验探究影响化学反应速率的影响因素
一、单选题
1.关于化学反应速率的说法正确的是
A.化学反应速率可表示反应进行的程度
B.化学反应速率是指一定时间内,任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加
C.对于任何化学反应来说,反应速率越快,反应现象就越明显
D.根据反应速率的大小可知化学反应进行的相对快慢
2.下列做法增大了化学反应速率的是
A.将糕点存放在冰箱里,并在其包装袋中放入脱氧剂,以延长保质期
B.足量锌粒与稀硫酸反应制氢气时,加入少量硫酸铜溶液
C.合成氨工业中,将氨气及时液化分离
D.鲜花店内放置高锰酸钾溶液,降低空气中乙烯浓度,便于鲜花保鲜
3.在反应中,表示该反应速率最快的是
A. B.
C. D.
4.下列措施对增大反应速率明显有效的是
A.温度容积不变时向C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)反应体系中增加C的量
B.Fe与稀硫酸反应制取H2时,改用浓硫酸
C.过氧化氢分解时加入适量的MnO2
D.合成氨反应中在恒温、恒容条件下充入氩气使体系压强增大
5.对于硫酸工业中的催化氧化反应,下列说法错误的是
A.使用催化剂能加快化学反应速率 B.增大压强对反应速率无影响
C.降低反应温度,化学反应速率减慢 D.增大浓度,化学反应速率增大
6.在密闭容器中W与X反应生成Y和Z,其反应速率分别为、、、,已知存在如下关系:,,,则此反应可表示为
A. B.
C. D.
7.在反应中(各物质均为气体),表示该反应速率最快的是
A. B.
C. D.
8.反应,经过2min,B的浓度减少0.6mol/L,对此反应速率的表示正确的是
A.用A表示的反应速率为0.4mol/(L·min)
B.分别用B、C、D表示的反应速率的比值为3:2:1
C.在2min末的反应速率,用B表示是:0.3mol/(L·min)
D.在这2min内用D表示的化学反应速率为:0.2mol/(L·min)
9.为研究不同状态块状、粉末状碳酸钙固体与盐酸反应的反应速率,某同学通过实验测定数据得出如图所示的曲线。下列有关说法中正确的
A.曲线乙表示的是粉末状碳酸钙固体与盐酸反应
B.随着反应进行,盐酸浓度降低,反应速率不断降低
C.若用单位时间内的体积变化来表示该反应的速率,则时间内甲的平均反应速率为
D.两次实验,粉末状固体最终生成的的量更多
10.在可逆反应:2A(g)+3B(g)=xC(g)+D(g)中,已知:起始浓度A为5mol/L,B为3mol/L,C的反应速率为0.5 mol/(L·min),2min后,测得D的浓度为0.5mol/L。则关于此反应的下列说法正确的是
A.2min末时A和B的浓度之比为5:3
B.x=1
C.2min末时B的浓度为1.5mol/L
D.2min末时A的消耗浓度为0.5mol/L
11.反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是
①增加碳的量
②将容器的体积减小一半
③保持体积不变,充入氮气使体系的压强增大
④保持压强不变,充入氮气使体系的体积增大
A.①② B.②③ C.①③ D.③④
二、解答题
12.一定温度下,向的密闭容器中加入,反应后,测得容器中的物质的量为。
(1)分别求出内用和表示的化学反应速率是多少? 。
(2)用和表示的化学反应速率的数值是否相等 ?其数值大小有何关系 ?
13.为了探究温度对H2O2分解反应速率的影响,借助如图所示实验装置(夹持装置略去),进行了两次实验,两次实验的部分设计如表所示:
实验1
实验2
MnO2的质量/克
0.5
0.5
5%的H2O2的体积/毫升
40
待填
水浴温度/°C
20
80
(1)实验2中应加入5%H2O2 毫升:
(2)在两次实验中,可通过 来比较H2O2分解反应速率的大小:
(3)实验2中水浴温度控制在80°C时,测定的反应速率会比真实值偏大,其原因除锥形瓶内气体受热膨胀外,还有 ;
(4)实验结束后若要将MnO2从混合物汇总分离出来,可采取的方法是 。
14.(1)在反应A(g)+3B(g)=2C(g)中,若以物质A表示的该反应的化学反应速率为0.2 mol·L−1·min−1,则以物质B表示此反应的化学反应速率为 mol·L−1·min−1。
(2)在2 L的密闭容器中,充入2 mol N2和3 mol H2,在一定条件下发生反应,3 s后测得N2为1.9 mol,则以H2的浓度变化表示的反应速率为 。
(3)将10 mol A和5 mol B放入容积为10 L的密闭容器中,某温度下发生反应:3A(g)+B(g)2C(g),在最初2 s内,消耗A的平均速率为0.06 mol·L−1·s−1,则在2 s时,容器中有 mol A,此时C的物质的量浓度为 。
15.某温度时,在2L的密闭容器中,X、Y、Z(均为气体)三种物质的量随时间的变化曲线如图所示。
(1)由图中所给数据进行分析,该反应的化学方程式为
(2)反应从开始至2min,用Z的浓度变化表示的平均反应速率为v(Z)= 。
(3)2min反应达平衡容器内混合气体的总压强比起始时 (填“增大”“减小”或“不变”);混合气体密度比起始时 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)下列措施能加快反应速率的是 。
A.恒压时充入He B.恒容时充入He
C.恒容时充入X D.及时分离出Z
E.升高温度F.选择高效的催化剂
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第08讲 化学反应的速率
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第一步:学
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知识点1:化学反应速率
1.化学反应速率及其表示方法
(1)概念
用来衡量化学反应进行快慢的物理量。化学反应正方向(从左向右)进行的反应速率称为正反应速率;化学反应逆方向(从右向左)进行的反应速率称为逆反应速率。
(2)表示方法
定性描述:根据化学反应的实验现象进行描述,能用来表示速率快慢的实验现象有①冒气泡快慢②颜色变化快慢③固体物质的减少快慢④出现浑浊的快慢⑤温度变化快慢,如钠、钾与水的反应,前者剧烈反应,能快速放出气泡,后者剧烈反应不但能快速放出气泡还会发生爆炸,显然钾与水反应的速率快。
定量表示:化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量(均取正值)来表示。
(3)计算公式及单位
v=或v= 单位:mol/(L·s) 或 mol/(L·min) 或 mol/(L·h)
其中,v:物质的化学反应速率,∆c:表示反应物或生成物的浓度变化量,∆n:表示反应物或生成物的物质的量变化量,V:表示反应体系的总体积,∆t:表示反应时间的变化。
2.化学反应速率与化学计量数的关系
(1)实例探究
已知合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),其浓度数据如下:
N2
H2
NH3
起始浓度/(mol·L-1)
1.0
3.0
0
2 s末浓度/(mol·L-1)
0.6
1.8
0.8
①2 s末,N2、H2、NH3的物质的量浓度变化各为多少?
②2 s内用N2、H2、NH3表示的化学反应速率v(N2)、v(H2)、v(NH3)分别为多少?
③各速率比值为多少?
【解析】①2 s末,Δc(N2)=(1.0-0.6) mol·L-1=0.4 mol·L-1
Δc(H2)=(3.0-1.8) mol·L-1=1.2 mol·L-1
Δc(NH3)=(0.8-0) mol·L-1=0.8 mol·L-1
②2 s内v(N2)===0.2 mol·L-1·s-1
v(H2)===0.6 mol·L-1·s-1
v(NH3)===0.4 mol·L-1·s-1。
③v(N2):v(H2):v(NH3)=0.2:0.6:0.4=1:3:2
①反应的转化率(α):指已被转化的反应物的物质的量与其初始的物质的物质的量之比
②生成物的产率:指生成物的实际值与理论值(按照方程式计算的出来的)的比值
(2)结论
同一反应在同一时间内,用不同物质来表示的反应速率可能不同,但表示的意义相同(即快慢程度相同),且反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的化学计量数之比。
如在反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)中,存在v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=a∶b∶c∶d
①化学反应速率是指某时间段内的平均反应速率,而不是某时刻的瞬时速率。
②化学反应速率可用来衡量化学反应进行的快慢,均为正值。
③因为纯固体、纯液体的浓度视为定值,所以该表达式只适用于有气态物质参加或溶液中的反应,虽然不能用固体的浓度变化表示反应速率,但可以用单位时间固体质量的变化量来表示反应速率的快慢。
④同一反应选用不同物质浓度的改变量表示速率,数值可能不同,但表示的意义相同。因此,表示化学反应的速率时,必须说明是用反应物或生成物中的哪种物质做标准。
3.化学反应速率大小的比较方法
(1)归一法:若单位不统一,则要换算成相同的单位;若为不同物质表示的反应速率,则要根据化学计量数换算成同一物质来表示反应速率,再比较数值的大小。
(2)比值法:比较化学反应速率与化学计量数的比值,如aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g),比较与,若>,则说明用A表示的化学反应速率大于用B表示的化学反应速率。
知识点2:影响化学反应速率的因素
1.内因(主要因素)
化学反应速率大小主要由物质本身的性质决定,在其他条件相同时,反应物的化学性质越活泼,化学反应速率越快;反应物的化学性质越不活泼,化学反应速率越慢。如其他条件相同时,Al、Fe和盐酸反应,反应速率由快到慢的顺序为Al>Fe。
2.实验探究——外界条件对化学反应速率的影响
(1)温度对化学反应速率影响的探究
反应原理
2H2O22H2O+O2↑
实验操作
实验现象
产生气泡的快慢:③>②>①
实验结论
当其他条件相同时,升高温度化学反应速率加快,温度降低反应速率减慢。
①无论是放热反应还是吸热反应,升温都能加快化学反应速率。不能认为升温只会加快吸热反应的反应速率,温度对反应速率的影响与吸热、放热无关,也与反应物的状态无关。
(2)浓度对化学反应速率影响的探究
反应原理
Fe+2HCl===FeCl2+H2↑
实验操作
实验现象
加0.1 mol/L盐酸的试管中铁片表面产生气泡的速率较小,加1 mol/L盐酸的试管中铁片表面产生气泡的速率较大
实验结论
当其他条件相同时,增大反应物浓度,化学反应速率增大;减小反应物浓度,化学反应速率减小
①纯液体和固体没有浓度,所以改变反应中纯液体和固体的用量不会改变反应速率。
(3)催化剂对化学反应速率影响的探究
反应原理
2H2O2===2H2O+O2↑、2H2O22H2O+O2↑
实验操作
向三支试管中各加入2mL 10%H2O2溶液,再向其中的两支试管中分别加入少量MnO2粉末和2滴1 mol/LFeCl3溶液
实验现象
A、B试管中的反应剧烈,产生气泡的快慢:A>B>C
实验结论
当其他条件相同时,催化剂能改变(该实验为加快)化学反应速率;同一化学反应的催化剂可能不止一种,且催化效率一般不同。如本实验中的催化效率:MnO2>FeCl3
催化剂的特点
1.有的催化剂能增大反应速率,为正催化剂;有的催化剂能减小反应速率,为负催化剂;若无特殊说明,一般指正催化剂。
2.催化剂一般都参与化学反应,使反应历程发生改变,从而改变化学反应速率,在反应前后催化剂自身的组成、化学性质和质量不变,但物理性质可能发生改变。
3.催化剂具有专一性,某物质对一个反应有催化作用,对另一个反应不一定有催化作用。
(4)固体反应物表面积对化学反应速率影响的探究
反应原理
CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O
实验操作
实验现象
含粉末状大理石的试管内产生气泡的速率较大,含块状大理石的试管内产生气泡的速率较小
实验结论
当其他条件相同时,增大固体反应物的表面积(如固体反应物由块状变为粉末状),化学反应速率增大;减小固体反应物的表面积,化学反应速率减小
(5)压强对化学反应速率的影响
①压强改变对化学反应速率的影响是通过改变气体浓度实现的。若反应物全部为固体或液体,压强变化对其浓度几乎无影响,故可认为压强不影响非气相反应的反应速率。
②分析压强改变对化学反应速率的影响,关键是看参加反应的气体浓度是否变化。若气体浓度有变化,则化学反应速率改变;若气体浓度无变化,则化学反应速率不改变。具体可分为以下几种情况:
恒温时
恒温恒容时
a.充入气体反应物
b.充入惰性气体
恒温恒压时
(5)其他因素:光、超声波、扩散速度、溶剂等。
影响化学反应速率的因素
规律(在其他条件相同时)
内因
化学性质
反应物的化学性质越活泼,化学反应速率越快;反之则越慢
外因
温度
升高温度,化学反应速率加快;反之减慢
催化剂
使用催化剂,化学反应速率改变
反应物的浓度
增大反应物的浓度,化学反应速率加快;反之减慢
气态反应物的压强
增大气态反应物的压强,化学反应速率加快;反之减慢
固体反应物的表面积
增大固体反应物的表面积,化学反应速率加快;反之减慢
原电池
有原电池形成时,化学反应速率加快
其他
电磁波、超声波、溶剂等会影响化学反应速率
教材习题03(P49)
下列措施中,不能增大化学反应速率的是
A.Zn与稀硫酸反应制取H2时,加入蒸馏水
B.Al在O2中燃烧生成Al2O3时,用铝粉替代铝片
C.CaCO3与稀盐酸反应生成CO2时,适当升高温度
D.用KClO3固体分解制取O2时,固体中添加少量MnO2
解题方法
A.Zn与稀硫酸反应制取H2时,加入蒸馏水,硫酸浓度减小,反应速率减小,故A符合题意;
B.Al在O2中燃烧生成Al2O3时,用铝粉替代铝片,增大接触面积,反应速率加快,故B不符合题意;
C.CaCO3与稀盐酸反应生成CO2时,适当升高温度,反应速率加快,故C不符合题意;
D.用KClO3固体分解制取O2时,固体中添加少量MnO2作催化剂,反应速率加快,故D不符合题意;
【答案】A
教材习题08(P50)
日常生活中的下列做法,与调控反应速率有关的是 (填序号),请利用本节所学知识进行解释 。
①食品抽真空包装
②在铁制品表面刷油漆
③向门窗合页里注油
④用冰箱冷藏食物
解题方法
①食品抽真空包装是通过隔绝氧气,来降低氧气浓度,从而降低反应速率,故①符合题意
②在铁制品表面刷油漆是通过隔绝氧气,来降低氧气浓度,从而降低反应速率,故②符合题意;
③向门窗合页里注油是用来减小摩擦的,而与调控反应速率无关,故③不符合题意;
④用冰箱冷藏食物是通过降低温度来降低反应速率,故④符合题意;
故答案:①②④;①食品抽真空包装是通过隔绝氧气,来降低氧气浓度,从而降低反应速率,故①符合题意
②在铁制品表面刷油漆是通过隔绝氧气,来降低氧气浓度,从而降低反应速率,故②符合题意;
③向门窗合页里注油是用来减小摩擦的,而与调控反应速率无关,故③不符合题意;
④用冰箱冷藏食物是通过降低温度来降低反应速率,故④符合题意。
【答案】 ①②④ ①食品抽真空包装是通过隔绝氧气,来降低氧气浓度,从而降低反应速率;
②在铁制品表面刷油漆是通过隔绝氧气,来降低氧气浓度,从而降低反应速率;
③向门窗合页里注油是用来减小摩擦的,而与调控反应速率无关;
④用冰箱冷藏食物是通过降低温度来降低反应速率。
考点一 化学反应速率的大小比较
1.在容积不变的密闭容器中,与反应生成,其化学反应速率分别用表示。已知:,则该反应可表示为
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】根据速率关系,2v(A)=3v(B)得,对应化学计量数,即a=3,b=2。同理,2v(C)=3v(B)得,对应,b=2时,c=3。反应式为,答案选D。
2.已知反应A(g)+3B(g)=2C(g)+2D(g),在不同条件下的反应速率最快的是
A.v(A)=0.45 mol/(L·min) B.v(B)= 0.6 mol/(L·s)
C.v(C)= 0.3 mol/(L·s) D.v(D)= 0.45 mol/(L·s)
【答案】D
【分析】同一反应中不同物质的反应速率之比等于计量数之比,都转化为用同一单位、A物质表示的反应速率,然后进行比较。
【解析】A.v(A)= mol/(L·s)= 0.0075 mol/(L·s);
B.v(B)=0.6mol/(L·s),v(A)=v(B)=0.2 mol/(L·s);
C.v(C)= 0.3mol/(L·s),v(A)=v(C)=0.15 mol/(L·s);
D.v(D)= 0.45mol/(L·s),v(A)=v(D)=0.225 mol/(L·s);
综上所述反应速率最大的为D,故答案为D。
3.已知:若反应速率分别用、、,表示,则下列关系式正确的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】A.根据反应式速率之比等于系数之比,,即,A错误;
B.,即,B错误;
C.,即,C错误;
D.,即,D正确;
故选D。
考点二 化学反应速率的简单计算
4.一定温度下,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示:
下列描述正确的是
A.反应开始到10 s,用Z表示的反应速率为0.158 mol·L-1·s-1
B.反应开始到10 s,X的物质的量浓度减少了0.79 mol·L-1
C.反应开始到10 s时,Y的转化率为79%
D.反应的化学方程式为X(g)+Y(g)⇌Z(g)
【答案】C
【解析】A.反应开始到 10s, 用 Z 表示的反应速率 =0.079mol/(L⋅s) ,故 A 错误;
B. 反应开始到 10s,X 的物质的量浓度减少了 =0.395mol/L ,故 B 错误;
C. 反应开始到 10s 时 ,Y 的物质的量减少了 1.0-0.21=0.79 mol ,则其转化率为 =79%,故 C 正确;
D. 由图象可以看出 , 反应中 X 、 Y 的物质的量减少 , 应为反应物 ,Z的物质的量增多 , 应为生成物 , 当反应进行到 10s时 ,Δn(X)=0.79mol,Δn(Y)=0.79mol,Δn(Z)=1.58mol, 则 Δn(X):Δn(Y):Δn(Z)=1:1:2, 参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比 , 则反应的方程式为 X(g)+Y(g)2Z(g) ,故 D 错误;
故选C。
5.某温度下,在3L的恒容密闭容器中投入一定量的A、B,发生反应:3A(g)+bB(g)cC(g)+2D(s),12s时生成C的物质的量为1.2 mol。下列说法中正确的是
A.图中两曲线相交时,反应达到平衡状态
B.化学计量系数b:c=1:3
C.12 s时,B的转化率为40%,反应速率v(A)=0.05 mol·L-1·s-1
D.保持体积不变,充入He能减慢其反应速率
【答案】C
【解析】A.图中两曲线为A和B的浓度变化曲线,相交时仅表示二者浓度相等,但反应达到平衡状态的标志是各物质浓度不再变化(曲线水平),相交时浓度仍在变化,A错误;
B.12 s时生成C的浓度Δc(C)=,由图像知,A的浓度变化Δc(A)=0.8 mol/L-0.2 mol/L=0.6 mol/L,B的浓度变化Δc(B)=0.5 mol/L-0.3 mol/L=0.2 mol/L。根据反应3A(g)+bB(g)⇌cC(g)+2D(s),浓度变化比等于计量数之比:3:b:c=Δc(A):Δc(B):Δc(C)=0.6:0.2:0.4=3:1:2,故b=1,c=2,b:c=1:2,B错误;
C.B的初始浓度为0.5 mol/L,Δc(B)=0.2 mol/L,转化率=×100%=40%;v(A)==0.05 mol·L-1·s-1,C正确;
D.恒容条件下充入He,各反应物浓度不变,反应速率不变,D错误;
答案选C。
6.将等物质的量的A、B混合于2 L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g),经5 min后,测得D的浓度为0.5 mol/L,,C的平均反应速率为。求:
(1)此时A的浓度 mol/L,反应开始前容器中的A、B的物质的量:n(A)=n(B)= mol;
(2)前5 min内用B表示的平均反应速率v(B)= ;
(3)化学反应方程式中x的值为 。
【答案】(1)0.75 3
(2)0.05
(3)2
【分析】C的平均反应速率为,则5 min后,C的浓度为0.5 mol/L。所以根据反应速率之比是相应的化学计量数之比可知,x=2。
所以,解得;
【解析】(1)此时A的浓度
反应开始前容器中的A、B的物质的量:,故答案为:0.75;3;
(2)前5 min内用B表示的平均反应速率,故答案为:0.05;
(3)由题干可知,。根据反应速率之比等于化学计量数之比,有 。又知 ,故 ,解得 。
考点三 改变化学反应速率的方法
7.反应在一容积可变的密闭容器中进行,下列条件的改变对反应速率几乎没有影响的是
A.保持压强恒定,充入氮气 B.升温
C.保持体积不变,增加的量 D.保持其他条件不变,再加入一定量的碳粉
【答案】D
【解析】A.保持压强恒定,充入氮气时,容器体积增大,各气体浓度降低,反应速率减小,A错误;
B.升温会加快反应速率,B错误;
C.保持体积不变增加的量,浓度增大,反应速率加快,C错误;
D.碳为固体,增加其用量不会改变浓度,对反应速率无影响,D正确;
故答案选D。
8.少量铁粉与足量的的稀硫酸反应,为了加快反应速率且不改变生成的总量,可行性方案是
①适当升高温度;②再加入的稀盐酸;③滴入几滴硫酸铜溶液;④加几滴浓硝酸;⑤适当加压
A.①② B.① C.③⑤ D.①④
【答案】B
【分析】少量铁粉与足量的的稀硫酸反应:,Fe不足,酸过量,现在要加快反应速率但又不改变生成的总量,则可行的方案可以为:
【解析】① 升高温度可以加快反应速率且不改变生成的总量,符合题意;
② 再加入的稀盐酸,不变,反应速率不变,不符合题意;
③ 滴入几滴硫酸铜溶液,Fe置换出Cu形成原电池会加快反应速率,但硫酸铜会消耗Fe,使Fe的量减少,会减少生成总量,不符合题意;
④ 加几滴浓硝酸,硝酸有强氧化性,且与Fe反应不生成,会导致的量减少,不符合题意;
⑤ 加压对溶液体系反应的速率影响很小,可忽略不计,不符合题意;
综上所述,符合题意的为①,故答案为B。
9.下列关于化学反应速率的说法中,正确的是
①用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率
②决定化学反应速率的主要因素是反应物的浓度
③一定量的锌与过量的稀硫酸反应制取氢气,为减慢反应速率而又不影响生成H2的量,可向其中加入KNO3溶液
④汽车尾气中的NO和CO反应转化为无害的N2和CO2,减小压强,反应速率减慢
⑤增大压强,一定能加快化学反应速率
⑥用锌与稀硫酸反应制H2时,滴加几滴硫酸铜溶液能加快反应速率
⑦使用催化剂,可与加快反应速率
A.①⑤⑥ B.④⑥⑦ C.②③⑥⑦ D.③④⑥⑦
【答案】B
【解析】①常温条件下,浓硫酸使铁钝化,阻碍后续反应的进行,错误;
②反应速率主因是物质本身性质,错误;
③加入KNO3会引入,酸性条件下具有氧化性,与Zn反应生成其他气体,H2量减少,错误;
④反应2NO+2CO→N2+2CO2,气体体积减少,降压使浓度降低,速率减慢,正确;
⑤无气体时增大压强不影响速率,错误;
⑥Zn与CuSO4置换出Cu,形成原电池加快反应,正确;
⑦催化剂可加快速率,正确。
答案选B。
考点四 探究化学反应速率的影响因素
10.某课外兴趣小组用浓度均为的溶液和稀硫酸探究影响化学反应速率的因素,设计实验方案如下表。下列说法不正确的是
实验编号
反应温度/℃
液体体积/mL
Na2S2O3
稀硫酸
H2O
①
25
10
20
0
②
25
V
20
5
③
50
10
20
0
A.该实验的化学方程式为
B.该实验可通过产生浑浊的时间或单位时间内产生气体的体积判断反应的快慢
C.实验①和③是探究温度对反应速率的影响,③的反应速率更快
D.实验①和②是探究溶液浓度对反应速率的影响,V=10
【答案】D
【解析】A.化学方程式为,反应前后原子守恒,方程式正确,A正确;
B.反应生成S沉淀(浑浊)和SO₂气体,可通过浑浊出现时间或气体体积变化判断速率,B正确;
C.实验①和③温度不同,其他条件相同,③温度更高,反应速率更快,C正确;
D.实验①总液体体积为30mL(10+20+0),实验②需保持总体积30mL,因此V=5(V+20+5=30),而非V=10,D错误;
综上答案为D。
11.某小组为了探究影响NaHSO3溶液与KMnO4溶液在酸性条件下反应速率的因素,设计如表所示的实验方案。下列说法错误的是
实验序号
V(NaHSO3)/mL(c=0.2mol·L-1)
V(KMnO4)/mL(c=0.1mol·L-1)
V(H2SO4)/mL(c=0.6mol·L-1)
V(MnSO4)/mL(c=0.1mol·L-1)
V(H2O)/mL
褪色时间t/min
1
3.0
2.0
1.0
0
2.0
8
2
3.0
2.0
2.0
0
a
6
3
4.0
2.0
2.0
0
0
4
4
3.0
2.0
1.0
0.5
b
3
A.a=1.0,b=1.5
B.溶液的酸碱性会影响该反应的化学反应速率
C.该反应的离子方程式为
D.上表数据可证明Mn2+对该反应有催化作用
【答案】C
【解析】A.实验各组总体积应相同,实验1总体积为3.0+2.0+1.0+0+2.0=8.0(mL)。实验2中总体积为3.0+2.0+2.0+a=8.0 (mL),解得a=1.0;实验4中3.0+2.0+1.0+0.5+b=8.0(mL),解得b=1.5。A正确;
B.实验1和2的变量为H2SO4的量(酸性强弱不同),褪色时间不同(8 min→6 min),说明酸性浓度影响反应速率,故溶液的酸碱性会影响反应速率。B正确;
C.NaHSO3为弱酸的酸式盐,在水溶液中不能完全电离为SO,离子方程式中HSO不可拆分。选项C的方程式错误地将HSO拆为SO,与实际反应不符。正确的离子方程式为:5HSO+2MnO+H+=2Mn2++5SO+3H2O,C错误;
D.实验4加入MnSO4(引入Mn2+),褪色时间从实验1的8 min缩短至3 min,且其他条件(如H2SO4浓度)一致,说明Mn2+具有催化作用。D正确;
故选C。
12.某化学实验兴趣小组为探究浓度和温度对化学反应速率的影响,在实验室进行了如下实验。回答下列问题:
Ⅰ.探究浓度对化学反应速率的影响。
T℃时,取两支大小相同的试管,分别加入2 mL和的溶液,向盛有溶液的试管中加入1 mL蒸馏水,摇匀。再同时向上述两支试管中加入溶液,振荡。观察、比较两支试管中溶液出现浑浊所需时间。
实验编号
加入溶液的体积/mL
加入蒸馏水的体积/mL
加入溶液的体积/mL
出现浑浊所需时间
1
2
0
2
2
1
1
2
(1)已知,则上述实验表明,反应物的物质的量浓度越大,反应速率 (填“越快”或“越慢”)。
(2)实验1中发生反应的离子方程式为 。
(3)实验2中,若将产生的气体通入澄清石灰水(足量)中,可观察到的现象为 ,发生反应的化学方程式为 。
Ⅱ.探究温度对化学反应速率的影响。
另取两支大小相同的试管,均加入溶液,分别放入盛有冷水和热水的两个烧杯中进行水浴。再同时向上述两支试管中加入溶液,振荡。观察、比较两支试管中溶液出现浑浊所需时间。
实验编号
加入溶液的体积/mL
水浴温度/℃
加入溶液的体积/mL
出现浑浊所需时间
3
2
2
4
2
2
已知:,。
(4)①对比实验2和实验4, (填“能”或“不能”)得出温度对反应速率的影响大于物质的量浓度对反应速率的影响,理由为 。
②若将实验3中产生的气体M缓慢通过酸性高锰酸钾溶液,可观察到酸性高锰酸钾溶液褪色,该反应体现了气体M的 性。
(5)综上所述,温度和浓度是影响化学反应速率的因素,请写出其他影响化学反应速率的因素: (写1种即可)。
【答案】(1)越快
(2)
(3)澄清石灰水变浑浊
(4)不能 未控制变量,也未给出具体的时间段 还原
(5)催化剂或压强
【分析】利用控制单一变量法,即改变温度、反应物浓度等测定硫代硫酸钠与硫酸反应速率,研究反应速率的影响因素。
【解析】(1)实验1混合后浓度大于实验2,根据,则表明反应物的物质的量浓度越大,反应速率越快,故答案为:越快;
(2)实验1中与硫酸反应生成硫单质和二氧化硫,离子方程式为:;
(3)实验2中,产生的气体为二氧化硫,将二氧化硫通入澄清石灰水(足量)中反应生成难溶于水的,因此溶液变浑浊,化学方程式为:,故答案为:澄清石灰水变浑浊;;
(4)①实验2和实验4中,与及与的大小均未告知,且有温度和浓度两个变量,不能得出温度对反应速率的影响大于物质的量浓度对反应速率的影响,故答案为:不能;未控制变量,也未给出具体的时间段;
②气体M为,缓慢通过酸性高锰酸钾溶液,把氧化成,自身被还原为,体现了的还原性,故答案为:还原性;
(5)除了温度和浓度是影响化学反应速率的因素外,还有催化剂或压强也会影响化学反应速率,故答案为:催化剂或压强。
知识导图记忆
知识目标复核
【学习目标】
1.了解化学反应速率的概念,认识化学反应速率的表示方法。
2.能够进行化学反应速率的简单计算,学会比较化学反应速率的大小。
3.通过实验探究影响化学反应速率的影响因素,总结温度、浓度、催化剂、压强等因素对反应的影响。
【学习重难点】
1.化学反应速率的计算和比较
2.实验探究影响化学反应速率的影响因素
一、单选题
1.关于化学反应速率的说法正确的是
A.化学反应速率可表示反应进行的程度
B.化学反应速率是指一定时间内,任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加
C.对于任何化学反应来说,反应速率越快,反应现象就越明显
D.根据反应速率的大小可知化学反应进行的相对快慢
【答案】D
【解析】A.化学反应速率可表示反应进行的快慢,A错误;
B.反应中固体和纯液体不能表示反应速率,B错误;
C.有些反应无反应现象,如酸碱中和反应,盐酸和氢氧化钠溶液反应瞬间进行速率大,但反应现象不明显,C错误;
D.化学反应速率的大小是衡量反应快慢的物理量,根据化学反应速率的大小可知化学反应进行的快慢,D正确;
故选D。
2.下列做法增大了化学反应速率的是
A.将糕点存放在冰箱里,并在其包装袋中放入脱氧剂,以延长保质期
B.足量锌粒与稀硫酸反应制氢气时,加入少量硫酸铜溶液
C.合成氨工业中,将氨气及时液化分离
D.鲜花店内放置高锰酸钾溶液,降低空气中乙烯浓度,便于鲜花保鲜
【答案】B
【解析】A.将糕点存放在冰箱里,并在其包装袋中放入脱氧剂,能降低温度,减小氧气的浓度,减小化学反应速率,延长保质期,A不符合题意;
B.锌置换出硫酸铜溶液中的铜,锌、铜和稀硫酸构成原电池,加快化学反应速率,B符合题意;
C.合成氨工业中,将氨气及时液化分离,生成物浓度减小,反应速率减小,C不符合题意;
D.乙烯是催熟剂,酸性高锰酸钾溶液能氧化乙烯,鲜花店内放置高锰酸钾溶液,吸收了乙烯,降低空气中乙烯浓度,减小化学反应速率,便于鲜花保鲜,D不符合题意;
故选B。
3.在反应中,表示该反应速率最快的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由方程式可知,化学反应速率与化学计量数的比值越大,反应速率越快,由题给数据可知
;
;
;
1.5mol/(L·min);
则反应速率最快的为1.6mol/(L·min);
答案选B。
4.下列措施对增大反应速率明显有效的是
A.温度容积不变时向C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)反应体系中增加C的量
B.Fe与稀硫酸反应制取H2时,改用浓硫酸
C.过氧化氢分解时加入适量的MnO2
D.合成氨反应中在恒温、恒容条件下充入氩气使体系压强增大
【答案】C
【解析】A.碳为固体,反应体系中增加C的量不影响反应速率,A错误;
B.铁与浓硫酸发生钝化反应,阻碍了反应的进行,B错误;
C.二氧化锰可以催化过氧化氢加快反应速率,C正确;
D.恒温、恒容条件下充入氩气使体系压强增大,但是不改变反应物的浓度,反应速率不受影响,D错误;
故选C。
5.对于硫酸工业中的催化氧化反应,下列说法错误的是
A.使用催化剂能加快化学反应速率 B.增大压强对反应速率无影响
C.降低反应温度,化学反应速率减慢 D.增大浓度,化学反应速率增大
【答案】B
【解析】A.使用催化剂,能降低反应活化能,反应速率加快,A正确;
B.该反应为气态物质之间的反应,增大压强可增大反应物和生成物的浓度,反应速率加快,B错误;
C.温度越低,反应速率越慢,C正确;
D.增大反应物的浓度,化学反应速率增大,D正确;
故答案为B。
6.在密闭容器中W与X反应生成Y和Z,其反应速率分别为、、、,已知存在如下关系:,,,则此反应可表示为
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】在密闭容器中W与X反应生成Y和Z,则W、X为反应物,Y、Z是生成物,已知存在如下关系:,,,则得到,则此反应可表示为,故C正确。
综上所述,答案为C。
7.在反应中(各物质均为气体),表示该反应速率最快的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】单位换算一致后,将各反应速率换算为同一物质进行比较,假如都换算为A物质的速率,则
A项为:;则A项为;
B项为;
C项为;
D项为。
故选B。
8.反应,经过2min,B的浓度减少0.6mol/L,对此反应速率的表示正确的是
A.用A表示的反应速率为0.4mol/(L·min)
B.分别用B、C、D表示的反应速率的比值为3:2:1
C.在2min末的反应速率,用B表示是:0.3mol/(L·min)
D.在这2min内用D表示的化学反应速率为:0.2mol/(L·min)
【答案】B
【解析】A.A是固体,不能用A的浓度变化表示反应速率,故A错误;
B.同一化学反应,用不同物质表示的速率比等于系数比,分别用B、C、D表示的反应速率的比值为3:2:1,故B正确;
C.在2min内的平均反应速率,用B表示是:0.3mol/(L·min),故C错误;
D.经过2min,B的浓度减少0.6mol/L,则D的浓度增大0.2mol/L,在这2min内用D表示的化学反应速率为:0.1mol/(L·min),故D错误;
选B。
9.为研究不同状态块状、粉末状碳酸钙固体与盐酸反应的反应速率,某同学通过实验测定数据得出如图所示的曲线。下列有关说法中正确的
A.曲线乙表示的是粉末状碳酸钙固体与盐酸反应
B.随着反应进行,盐酸浓度降低,反应速率不断降低
C.若用单位时间内的体积变化来表示该反应的速率,则时间内甲的平均反应速率为
D.两次实验,粉末状固体最终生成的的量更多
【答案】C
【解析】A.粉末状碳酸钙固体与盐酸反应,生成二氧化碳的量不变,但接触面积增大、反应速率加快,时间减少,而曲线甲用时小,则曲线甲表示的是粉末状碳酸钙固体与盐酸反应,A错误;
B.碳酸钙与盐酸反应放热,升高温度加快反应速率,则反应开始时,温度对反应速率的影响起主要作用,导致0-t1内的反应速率逐渐增大,随着反应的进行,浓度降低起主要作用,反应速率才不断降低,B错误;
C.由题意,v=,可知,t2-t3甲的平均反应速率v(CO2)=mL·s-1,C正确;
D.探究反应速率的影响因素时,只控制一个变量,则为研究不同状态(块状、粉末状)碳酸钙固体与盐酸反应的反应速率,两次实验所取碳酸钙固体质量一样,与足量的盐酸反应,生成二氧化碳的量相同,D错误;
故选C。
10.在可逆反应:2A(g)+3B(g)=xC(g)+D(g)中,已知:起始浓度A为5mol/L,B为3mol/L,C的反应速率为0.5 mol/(L·min),2min后,测得D的浓度为0.5mol/L。则关于此反应的下列说法正确的是
A.2min末时A和B的浓度之比为5:3
B.x=1
C.2min末时B的浓度为1.5mol/L
D.2min末时A的消耗浓度为0.5mol/L
【答案】C
【解析】,据此分析解题:
A.2min末时,A和B的浓度之比为4:1.5=8:3,A错误;
B.C的反应速率为mol/L=0.5mol/(L•min),解得x=2,B错误;
C.2min末时,B的浓度为1.5mol/L,C正确;
D.2min末时,A的消耗浓度为1mol/L,D错误;
故答案为:C。
11.反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是
①增加碳的量
②将容器的体积减小一半
③保持体积不变,充入氮气使体系的压强增大
④保持压强不变,充入氮气使体系的体积增大
A.①② B.②③ C.①③ D.③④
【答案】C
【解析】①C是固体,没有浓度可言,不影响反应速率,故①正确;
②将容器的体积缩小一半,气体物质浓度增大,反应速率增大,故②错误;
③保持体积不变,充入He.使体系压强增大,但参加反应的气体的浓度不变,则反应速率不变,故③正确;
④保持压强不变,充入He使容器体积变大,参加反应的气体的分压减小,反应速率减小,故④错误;
只有①③正确,故答案为C。
【点睛】考查反应速率的影响因素,反应中有固体参加,改变固体的量对反应速率没有影响,而温度、浓度、催化剂、压强、反应物的接触面积等因素影响化学反应速率,注意惰性气体对反应原理没有影响,但如果改变了反应物的浓度,则影响反应速率。
二、解答题
12.一定温度下,向的密闭容器中加入,反应后,测得容器中的物质的量为。
(1)分别求出内用和表示的化学反应速率是多少? 。
(2)用和表示的化学反应速率的数值是否相等 ?其数值大小有何关系 ?
【答案】(1)、、
(2)不相等
【解析】(1)由三段式可知:
则、、。
(2)反应速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比,则,故用和表示的化学反应速率的数值不相等。
13.为了探究温度对H2O2分解反应速率的影响,借助如图所示实验装置(夹持装置略去),进行了两次实验,两次实验的部分设计如表所示:
实验1
实验2
MnO2的质量/克
0.5
0.5
5%的H2O2的体积/毫升
40
待填
水浴温度/°C
20
80
(1)实验2中应加入5%H2O2 毫升:
(2)在两次实验中,可通过 来比较H2O2分解反应速率的大小:
(3)实验2中水浴温度控制在80°C时,测定的反应速率会比真实值偏大,其原因除锥形瓶内气体受热膨胀外,还有 ;
(4)实验结束后若要将MnO2从混合物汇总分离出来,可采取的方法是 。
【答案】(1)40
(2)相同的时间内注射器内气体的体积多少
(3)温度较高时水蒸发成水蒸气
(4)过滤、洗涤、干燥
【解析】(1)实验探究温度对H2O2分解反应速率的影响时,变量应是温度,其余的量应相同,所以实验2中应加入5%H2O240毫升;
(2)在两次实验中,可通过相同的时间内注射器内气体的体积多少来比较H2O2分解反应速率的大小;
(3)实验2中水浴温度控制在80°C时,测定的反应速率会比真实值偏大,其原因除锥形瓶内气体受热膨胀外,还有温度较高时水蒸发成水蒸气;
(4)实验结束后若要将MnO2从混合物汇总分离出来,由于MnO2不溶于水,可采取的方法是过滤、洗涤、干燥。
14.(1)在反应A(g)+3B(g)=2C(g)中,若以物质A表示的该反应的化学反应速率为0.2 mol·L−1·min−1,则以物质B表示此反应的化学反应速率为 mol·L−1·min−1。
(2)在2 L的密闭容器中,充入2 mol N2和3 mol H2,在一定条件下发生反应,3 s后测得N2为1.9 mol,则以H2的浓度变化表示的反应速率为 。
(3)将10 mol A和5 mol B放入容积为10 L的密闭容器中,某温度下发生反应:3A(g)+B(g)2C(g),在最初2 s内,消耗A的平均速率为0.06 mol·L−1·s−1,则在2 s时,容器中有 mol A,此时C的物质的量浓度为 。
【答案】 0.6 0.05 mol·L−1·s−1 8.8 0.08 mol·L−1
【解析】(1)根据化学方程式中的计量数关系可知=,v(B)=3v(A)=3×0.2 mol·L−1·min−1=0.6 mol·L−1·min−1。(2)3 s内消耗的N2的物质的量为2 mol−1.9 mol=0.1 mol,根据化学方程式N2+3H22NH3,可以计算出3 s内消耗的H2的物质的量为0.3 mol,根据化学反应速率的计算公式可知v(H2)==0.05 mol·L−1·s−1。(3)在最初2 s内,消耗A的平均速率为0.06 mol·L−1·s−1,则消耗A的浓度是0.06 mol·L−1·s−1×2s=0.12mol/L,根据方程式可知
3A(g)+B(g)2C(g)
起始浓度(mol/L) 1 0.5 0
转化浓度(mol/L) 0.12 0.04 0.08
2s时浓度(mol/L)0.88 0.46 0.08
则在2 s时,容器中A的物质的量是0.88mol/L×10L=8.8mol,此时C的物质的量浓度为0.08molL。
15.某温度时,在2L的密闭容器中,X、Y、Z(均为气体)三种物质的量随时间的变化曲线如图所示。
(1)由图中所给数据进行分析,该反应的化学方程式为
(2)反应从开始至2min,用Z的浓度变化表示的平均反应速率为v(Z)= 。
(3)2min反应达平衡容器内混合气体的总压强比起始时 (填“增大”“减小”或“不变”);混合气体密度比起始时 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)下列措施能加快反应速率的是 。
A.恒压时充入He B.恒容时充入He
C.恒容时充入X D.及时分离出Z
E.升高温度F.选择高效的催化剂
【答案】 3X+Y⇌2Z 0.05mol·L-1·min-1 减小 不变 CEF
【分析】X、Y的物质的量随时间的变化在减小,Z的物质的量随时间的变化在增加,故X、Y是反应物,Z是生成物,根据变化的物质的量之比等于化学计量数之比可以得到反应的化学方程式。根据计算出Z的速率。根据化学方程式确定平衡容器内混合气体的压强变化,根据密度公式计算。从影响化学反应的速率因素考虑,据此分析。
【解析】(1)X、Y的起始物质的量均为1mol,随着时间的变化,物质的量在减小,为反应物,Z的起始物质的量为0,为生成物,2分钟后,X、Y、Z的物质的量不再发生变化,达到平衡状态,平衡时,X、Y、Z的物质的量分别为0.7mol、0.9mol、0.2mol, X、Y、Z的变化的物质的量分别为0.3mol、0.1mol、0.2mol,变化的物质的量之比等于化学计量数之比,可以得到化学反应方程式为:3X+Y⇌2Z;
(2)反应从开始至2min,容器的体积为2L,用Z的浓度变化表示的平均反应速率为;
(3)根据反应方程式:3X+Y⇌2Z,X、Y、Z均为气体,X、Y的起始物质的量均为1mol,起始气体的总物质的量为2mol,由图中数据可知,平衡时气体的总物质的量为0.7mol+0.9mol+0.2mol=1.8mol,在相同情况下,气体的压强之比等于物质的量之比,故2min反应达平衡时,容器内混合气体的总压强比起始时减小;从开始到平衡,质量是守恒的,体积是不变的,所以密度始终不变;
(4) A.恒压时充入He,体系分压减小,反应速率减小,故A错误;
B.恒容时充入He,不影响体系压强和浓度,反应速率不变,故B错误;
C.恒容时充入X,X的浓度增大,反应速率加快,故C正确;
D.及时分离出Z,浓度不增加,压强减小,平衡右移,反应速率不加快,故D错误;
E.升高温度,任何化学反应速率加快,故E正确;
F.选择高效的催化剂,反应速率加快,故F正确;
故答案为:CEF;
【点睛】恒压时充入He,体系分压减小,反应速率减小;恒容时充入He,不影响体系压强和浓度,反应速率不变,是学生的易错点。
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