6.1 化学反应速率与反应限度 第1课时（同步讲义）化学苏教版必修第二册

本高中化学讲义聚焦化学反应速率及其影响因素，系统讲解速率定义、定量表达式v=Δc/Δt，推导不同物质速率与化学计量数关系，分析内因（反应物性质）和外因（浓度、温度等）对速率的影响规律，为后续化学平衡及工业条件选择奠定基础。 资料通过硫代硫酸钠与硫酸反应等实验探究浓度、温度影响，运用控制变量法培养科学探究能力，“三段式”计算及速率比较方法提升科学思维。即学即练与考点解析助力课中教学实施，课后可帮助学生巩固知识、查漏补缺。

专题6 化学反应与能量变化 第一单元 化学反应速率与反应限度 第1课时 化学反应速率及其影响 教学目标 1、 理解化学反应速率的定义，掌握其定量表示方法（表达式 v＝，能准确区分平均速率与瞬时速率，熟练运用常用单位mol/(L·min) 或mol/(L·s) 进行相关计算。 2、 能根据化学方程式中各物质的化学计量数，推导不同物质表示的反应速率之比，具备速率大小的比较能力（归一法、比值法）。 3、 明确影响化学反应速率的内因（反应物本身性质）与外因（浓度、温度、压强、催化剂、固体颗粒度等），掌握各因素对速率影响的规律（如浓度增大、温度升高、加入催化剂均加快反应速率）。 4、 初步了解有效碰撞理论的核心观点，能结合该理论简单解释外界条件对反应速率的影响机制。 重点和难点 重点：外界条件（浓度、温度、压强、催化剂）对化学反应速率的影响规律，这是后续学习化学平衡、工业生产条件选择的核心基础。 难点：化学反应速率概念的准确理解：学生易混淆“浓度变化量”与“物质的量变化量”，忽略速率表达式中“单位体积”的要求，对平均速率的含义理解不透彻。 ◆知识点一 化学反应速率 1、意义：化学反应速率是用来衡量化学反应过程进行快慢程度的物理量 2、表示方法：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、表达式：v＝或v＝ 式中：Δc为浓度的变化量，一般以mol·L－1为单位；Δt为时间，一般以s或min为单位 如：某反应的反应物浓度在5 min内由6 mol/L变成了2 mol/L，则以该反应物浓度的变化表示的该反应在这段时间内的平均反应速率为0.8mol/(L·min) 4、单位：mol/(L·s)、mol/(L·min)、mol/(L·h) 5、适用范围：所有的化学反应 (主要是气体和溶液) 如：在一个体积为2 L的密闭容器中发生反应2SO2＋O22SO3，经过5 s后，测得SO3的物质的量为0.8 mol。填写下表： 有关反应物质 SO2 O2 SO3 物质的量浓度变化 0.4 mol·L－1 0.2 mol·L－1 0.4 mol·L－1 化学反应速率 0.08 mol·L－1·s－1 0.04 mol·L－1·s－1 0.08 mol·L－1·s－1 化学反应速率之比 2∶1∶2 特别提醒 1、对于一个具体的化学反应，反应物和生成物的物质的量的变化是按化学方程式中化学计量数之比进行的，所以化学反应中各物质的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 对于反应aA＋bB===cC＋dD(A、B、C、D均不是固体或纯液体)：则：v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)＝Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)∶Δc(D)＝a∶b∶c∶d 2、在同一时间内的同一个化学反应里，虽然用不同物质表示的化学反应速率不一定相同，但它们表示的意义相同，即一种物质的化学反应速率就代表了整个化学反应的反应速率 3、表示化学反应速率时，必须指明具体的物质，因为同一化学反应，用不同的物质表示的反应速率，其数值可能不同。如：化学反应N2＋3H22NH3，用H2表示该反应的反应速率时应写成v(H2) 4、浓度是指物质的量浓度而不是物质的量或质量分数 5、化学反应速率与时间和浓度有关，无论是用反应物浓度的减少还是用生成物浓度的增加来表示，都取正值 6、化学反应速率有瞬时速率和平均速率之分。由于在中学里研究的是一段时间内的化学反应，因此化学反应速率是指平均反应速率 7、在一定温度下，对于固体和纯液体物质来说，其单位体积里的物质的量不会改变，即它们的物质的量浓度为常数，即Δc＝0(无意义)，所以不用固体或纯液体表示反应速率 即学即练 1．在反应中，表示该反应速率最快的是 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．将转换为； B．转化为秒，；； C．将转换为； D．； 综上所述该反应速率最快的是D，故选D。 2．反应，经2min，B的浓度减少0.8mol/L。有关该反应的速率说法正确的是 A．用B、C、D表示的反应速率之比为4∶3∶1 B．用B、C表示该反应的反应速率大小不同，意义也不同 C．增加固体A的质量可以加快正反应速率 D．在2min末，用B表示的反应速率是0.4mol/(L•min) 【答案】A 【详解】A．各物质的速率之比等于化学计量数之比，根据反应式可知 B、C、D的速率之比为4:3:1，A项正确； B．用B、C表示的速率大小不同，但意义相同，均表示同一反应的整体速率，只是数值因化学计量数不同而不同，B项错误； C．固体A的浓度视为常数，增加其质量不会改变反应速率，C项错误； D．题目中0.8mol/L是2min内的平均速率（0.4mol/(L·min)），而非2min末的瞬时速率，D项错误； 答案选A。 3．对于可逆反应，在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示的反应速率最快的是 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A．； B．B为固体，不考虑气相体系中的反应速率； C．； D．； 综上所述，反应速率最快的为A：，故答案为A。 ◆知识点二 影响化学反应速率的因素 1、影响化学反应速率的主要因素——内因 不同的化学反应，具有不同的反应速率，因此，参加反应的物质的本身性质是决定化学反应速率的主要因素。如：形状大小相同的铁、铝分别与等浓度的盐酸反应生成氢气的速率：铁小于铝 2、影响化学反应速率的外界因素——外因 （1）浓度对化学反应速率的影响 ①实验探究——硫代硫酸钠与硫酸的反应 实验过程 取两支大小相同的试管，分别加入2 mL 和 1 mL 0.1mol/L Na2S2O3溶液，向盛有1 mL 0.1mol/L Na2S2O3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2 mL 0.1mol/L H2SO4溶液，振荡。观察、比较两支试管中溶液出现浑浊的快慢 化学方程式 Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O 实验编号 加入0.1mol/L Na2S2O3溶液的体积/mL 加入水的体积/mL 加入0.1mol/L H2SO4溶液的体积/mL 出现浑浊的快慢 1 2 0 2 2 1 1 2 实验结论 ②影响规律：当其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以增大化学反应速率；减小反应物的浓度，可以减小化学反应速率 特别提醒 1、浓度对化学反应速率的影响只适用于气体或溶液的反应，对于纯固体或液体的反应物，一般情况下其浓度是常数，因此改变它们的量不会改变化学反应速率 2、固体物质的反应速率与接触面积有关，颗粒越细，表面积越大，反应速率就越快。块状固体可以通过研细来增大表面积，从而加快化学反应速率 3、对于离子反应，只有实际参加反应的各离子浓度发生变化，才会引起化学反应速率的改变 4、随着化学反应的进行，反应物的浓度会逐渐减小，因此一般反应速率也会逐渐减小 （2）压强对化学反应速率的影响 ①影响规律：对于气体反应，当其他条件不变时，增大压强，气体体积缩小，浓度增大，化学反应速率加快；减小压强，气体体积增大，浓度减小，化学反应速率减慢 ②原因：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 特别提醒 1、压强对化学反应速率的影响只适用有气体参加的反应 2、压强对于反应速率的影响是通过对浓度的影响实现的，P增大→c浓度成比例增大，P减小→c浓度成比例减小 （3）温度对化学反应速率的影响 ①实验探究——硫代硫酸钠与硫酸的反应 实验过程 取两支大小相同的试管，各加入2 mL 0.1mol/L Na2S2O3溶液，分别放入盛有冷水和热水的两个烧杯中。再同时向上述两支试管中加入2 mL 0.1mol/L H2SO4溶液，振荡。观察、比较两支试管中溶液出现浑浊的快慢 化学方程式 Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O 实验编号 加入0.1mol/L Na2S2O3溶液的体积/mL 加入0.1mol/L H2SO4溶液的体积/mL 水浴温度/℃ 出现浑浊的快慢 1 2 2 冷水 2 2 2 热水 实验结论 ②影响规律：当其他条件不变时，升高温度，可以增大化学反应速率；降低温度，可以减小化学反应速率 特别提醒 1、 温度对反应速率的影响不受反应物聚集状态的限制，不论是吸热反应还是放热反应，升高温度都能增大化学反应速率，故不能认为升高温度只会增大吸热反应的反应速率，如：木炭燃烧是放热反应，温度越高，燃烧越快。 2、实验测定，温度每升高10oC，化学反应速率通常增大到原来2～4倍。 （4）催化剂对化学反应速率的影响 ①实验探究 实验过程 向三支大小相同的试管中各加入2 mL 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1mol/LFeCl3溶液。观察、比较三支试管中气泡出现的快慢 化学方程式 2H2O22H2O＋O2↑ 实验操作 实验现象 ①有少量气泡出现；②产生大量气泡；③产生大量气泡 实验结论 MnO2、FeCl3可以使H2O2分解的速率加快 ②影响规律：当其他条件不变时，使用催化剂，化学反应速率增大 3、“惰性”气体对化学反应速率的影响 （1）惰性气体：化学反应速率中的“惰性气体”指的是不与反应物、生成物(体系中)任何成分发生化学反应的气体。如：向N2  +  3H22NH3充入CO2、He，其中CO2、He则称为惰性气体 （2）惰性气体对化学反应速率的影响：以反应N2  +  3H22NH3为例 ①恒温恒容时(T、V一定时) 恒温恒容 分析思路 充入惰性气体体系总压增大，但体积不变，即各物质的浓度不变，故反应速率不变 ②恒温恒压时（T、P一定时） 恒温恒压 分析思路 充入惰性气体体积增大各反应物浓度减少反应速率减小 或充入惰性气体体系的分压减小，相当于减小压强，故反应速率减小 特别提醒 对于压强的改变，只有引起反应体系中反应物浓度变化，才对反应速率产生影响。改变压强，其实是改变了反应物的浓度 即学即练 1．下列措施能明显加快反应速率的是 A．Na与水反应，增加水的用量 B．C与CO2反应中，加入木炭 C．Fe与稀硫酸反应制取H2，改用浓硫酸 D．大理石和盐酸反应制取CO2，将块状大理石改为粉末状 【答案】D 【详解】A．水是纯液体，增加用量不会改变其浓度，反应速率不变，A不符合题意； B．固体C的浓度视为定值，加入更多木炭若不改变表面积，反应速率不变，B不符合题意； C．浓硫酸会使Fe钝化，反应速率大幅降低甚至停止，C不符合题意； D．块状大理石改为粉末状，增大接触面积，反应速率明显加快，D符合题意； 故选D。 2．下列有关化学反应速率的实验探究方案设计合理的是 实验方案 实验目的 A 向等体积、等浓度的溶液中分别加入5滴等浓度的溶液和溶液。观察产生气体的快慢 比较与的催化效果 B 两支试管中都加入的酸性溶液，再同时向两支试管中分别加入的溶液和的溶液，观察高锰酸钾溶液褪色所需时间 探究浓度对反应速率影响 C 两个锥形瓶内各盛有铝片(片状大小相同)，然后分别加入40mL的硫酸溶液和40mL的硫酸溶液，比较两者收集氢气所用的时间 探究硫酸浓度对反应速率影响 D 取两支大小相同的试管，各加入溶液，分别放入盛有冷水热水的两个烧杯中。再同时向上述两支试管中加入溶液，振荡。比较两支试管溶液出现浑浊的快慢 探究温度对反应速率的影响 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．向等体积、等浓度的溶液中分别加入5滴等浓度的溶液和溶液，两者的阴离子不同，无法单独比较与的催化效果，A错误； B．两组实验中的物质的量均不足，两组实验中酸性溶液均无法完全褪色，无法比较浓度对反应速率的影响，B错误； C．的硫酸为浓硫酸，会使铝片表面钝化，且浓硫酸与铝片反应也不生成氢气，无法比较硫酸浓度对反应速率的影响，C错误； D．两支试管中仅温度不同（冷水和热水），其他条件（浓度、体积等）均相同，发生反应，可准确探究温度对反应速率的影响，D正确；故答案选D。 3．调控反应条件对生产和科研具有重要价值。下列措施可减慢化学反应速率的是 A．KClO3分解制氧气时，添加少量MnO2 B．将橡胶制品储存在干燥、阴凉、避光的环境中 C．工业合成氨时，控制压强为10MPa~30MPa(常压约为0.101MPa) D．工业制硫酸时，向沸腾炉投入粉末状黄铁矿，并从炉底鼓入大量空气 【答案】B 【详解】A．KClO3分解制氧气时，添加的MnO2作为催化剂，会加快反应速率，A不合题意； B．橡胶制品在干燥、阴凉、避光的环境中储存，可降低温度、避免光照和潮湿，从而减缓氧化速率，B符合题意； C．工业合成氨时增大压强(10~30MPa)，将增大反应物N2、H2的浓度，会加快气体反应的速率，C不合题意； D．投入粉末状黄铁矿和鼓入大量空气可以增大接触面积和氧气浓度，从而加快反应速率，D不合题意； 故答案为：B。 一、“三段式”法在化学反应速率计算中的应用 例：在一定条件下，向2 L密闭容器中充入2 mol N2和4 mol H2发生反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，10 min时测定生成NH3 1 mol，则用N2、H2、NH3表示的平均反应速率分别为多少？ N2(g)　＋　3H2(g)　　2NH3(g) 起始 2 mol 4 mol 0 转化 0.5 mol 1.5 mol 1 mol 末 1.5 mol 2.5 mol 1 mol 在“三段式”中，转化的部分是按照化学计量系数进行反应的 v(N2)＝＝0.025 mol/(L·min) v(H2)＝＝0.075 mol/(L·min) v(NH3)＝＝0.05 mol/(L·min) 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 N2的转化率＝，H2的转化率＝ 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 NH3的产率＝ 3、反应结束时各物质的浓度 c(N2)＝，c(H2)＝，c(NH3)＝ 4、反应结束时各物质的百分含量(气体的体积分数、物质的量分数、质量分数) N2的体积分数＝ H2的体积分数＝ NH3的体积分数＝ 5、恒温时，两种容器 恒温恒容 恒温恒压 恒温、恒容时： 恒温、恒压时： 实践应用 1．一定温度下，在体积为2L的恒容密闭容器中，某一反应中X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示，下列表述中正确的是 A．反应的化学方程式为 B．t后X的转化率不变，改变外界条件也不能增大X转化率 C．若t=4，则0~4min内X的平均化学反应速率为 D．在t1时刻充入气体He使容器内压强增大，加快了反应速率 【答案】C 【详解】A．由图象可以看出，反应中X物质的量减小，Y、Z的物质的量增多，则X为反应物，Y、Z为生成物，且△n(X)：△n(Y)：△n(Z)=0.8mol：1.2mol：0.4mol=2：3：1，反应最后达到平衡状态，是可逆反应，则该反应的化学方程式为：2X⇌3Y+Z，故A错误； B．时，正、逆反应速率相等，反应达到化学平衡，但是改变外界条件可以改变平衡移动，如减小压强，平衡正向移动，X的转化率增大，故B错误； C．若t=4，则0～t的X的化学反应速率v==，故C正确； D．温度、体积不变，t1时刻充入He使压强增大，反应物和生成物的浓度不变，正、逆反应速率不变，故D错误；答案选C。 2．已知的速率方程为（k为速率常数，只与温度、催化剂有关）。实验测得，在催化剂表面反应的变化数据如下，下列说法错误的是 t/min 0 10 20 30 40 50 60 70 0.100 0.080 0.040 0.020 0 已知：半衰期是指当剩余反应物恰好是起始的一半时所需的时间 A． B． C．相同条件下，增大的浓度，能加快反应速率 D．相同条件下，若起始浓度为，则半衰期为 【答案】C 【详解】A．根据表格数据，浓度随时间均匀减少，说明反应速率与浓度无关，n=0，故A正确； B．n=0，所以反应速率v=k，计算得k=0.020mol/L÷10min=2.0×10-3mol/(L·min)，故B正确； C．n=0，所以反应速率v=k，反应速率与浓度无关，增大浓度不能加快反应速率，故C错误； D．该反应的反应速率与浓度无关，10minN2O的浓度降低0.020mol/L，若起始浓度为，100min浓度降低0.20mol/L则半衰期为，故D正确；选C。 3．某化学小组欲测定酸性条件下：溶液与溶液反应的化学反应速率，实验试剂为溶液和溶液，所得溶液中和随时间变化的曲线分别如图1和图2。下列说法正确的是 A．该反应在内的平均反应速率 B．将图2纵坐标替换为，曲线与原图不重合 C．由图2可知时间内逐渐增大 D．根据后下降，可推测该反应为吸热反应 【答案】C 【详解】A．根据图1，变化量为0.03mol/L，平均反应速率，A错误； B．根据氯原子守恒，，将图2纵坐标替换为，曲线与原图重合，B错误； C．时间内减小，但仍在生成氯离子，逐渐增大，C正确； D．后下降，可能是由于反应物浓度减小，反应速率减慢，不能判断反应是吸热反应，D错误； 故选C。 考点一 化学反应速率的表示方法 【例1】近年，我国大力加强对温室气体CO2催化氢化合成甲醚（CH3OCH3）技术的工业化量产研究，实现可持续发展：。在不同情况下测得该反应速率如下，其中反应速率最快的是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．将v(CO2)=0.03 mol/(L·s)转换为mol/(L·min)，，再转换为； B．v(H2)=0.6 mol/(L·min)转换为； C．v(CH3OCH3)=0.02 mol/(L·s)转换为mol/(L·min)，； D．v(H2O)=0.4 mol/(L·min)转换为； 转化为同一物质表达后，C项反应速率最大，故选C。 【变式1-1】CO2捕获和转化可减少CO2排放并实现资源利用，原理如图1所示。反应①完成之后，以N2为载气，将恒定组成的N2、CH4混合气，以恒定流速通入反应器，单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图2所示。反应过程中始终未检测到CO2，在催化剂上有积碳。下列说法不正确的是 A．以N2为载气，利用了氮气的化学性质稳定 B．反应①为CaO+CO2=CaCO3；反应②为 C．t1～t3，n（H2）比n（CO）多，且生成H2速率不变，可能有副反应 D．时刻，副反应生成H2的速率大于反应②生成H2的速率 【答案】D 【详解】A．以N2为载气，利用了氮气的化学性质稳定，其不影响甲烷和碳酸钙的反应，A正确。 B．由题干图1所示信息可知，反应①为氧化钙和二氧化碳生成碳酸钙：，反应②为碳酸钙和甲烷催化生成氧化钙、CO和氢气：，B正确。 C．由题干图2信息可知，t1~t3，n（H2）比n（CO）多，且生成H2速率不变，且反应过程中始终未检测到CO2，在催化剂上有积碳，故可能有副反应，C正确； D．由B分析的反应②方程式可知，H2和CO的反应速率相等，而时刻信息可知，H2的反应速率未变，仍然为2mmol/min，而CO变为1~2mmol/min之间，故能够说明副反应生成H2的速率小于反应②生成H2速率，D不正确； 故选D。 【变式1-2】恒温条件下，某化学小组测定了相同体积的溶液和溶液反应的速率。实验数据如下图所示(忽略溶液混合引起的体积变化)。下列说法正确的是 A．往体系中加入一定量水不影响反应速率 B．第7min时的转化率约为35％ C．该反应的离子方程式为 D．第3min时反应速率增大的原因可能是某种生成物加快了反应速率 【答案】D 【详解】A．往体系中加入一定量水，物质浓度降低，会降低反应速率，A错误； B．相同体积的溶液和溶液混合后氯酸根离子浓度为0.05mol/L，第7min时氯离子浓度为0.035mol/L，结合反应方程式，则反应0.035mol/L ，转化率约为，B错误； C．该反应的离子方程式为，C错误； D．第3min时反应速率增大的原因可能是某种生成物对反应起到催化作用，加快了反应速率，D正确； 故选D。 考点二 化学反应速率的简单计算 【例2】一定温度下，向容积恒定的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示。下列推断合理的是 A．该反应的化学方程式为 B．反应进行到1s时， C．0~6s，B的转化率为40.0% D．反应进行到6s时，各物质的反应速率相等 【答案】A 【详解】A．根据图像可知，反应从开始到平衡状态，A物质增加1.2mol，D物质增加0.4mol，B物质减少0.6mol，C物质减少0.8mol，根据化学计量数之比等于其物质的量变化之比，且反应物未消耗完全，则该反应的化学方程式为，A正确； B．根据化学反应速率比等于化学计量数之比及方程式，可知1s时反应正向进行，，B错误； C．6s内，B物质消耗0.6mol，则B的转化率为，C错误； D．反应进行到6s时，反应达平衡状态，各物质反应速率比等于化学计量数之比，化学计量数不同，则各物质的反应速率不相等，D错误。 故选A。 解题要点 化学反应速率的计算方法 1、根据定义式计算：v(A)＝。已知任意两个量，可求第三个量。 2、化学计量数转换法：对于同一个化学反应，用不同物质的浓度变化表示的反应速率之比等于相应物质在反应方程式中的化学计量数之比。 例如：对于反应aA(g)＋bB(g)=cC(g)＋dD(g)，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d。 3、利用“三段式”计算 设a mol·L－1、b mol·L－1分别为A、B两物质的起始浓度，mx mol·L－1为反应物A的转化浓度，nx mol·L－1为B的转化浓度，则： 　　　　　　 mA(g)＋nB(g) = pC(g)＋qD(g) 起始浓度/mol·L－1　 a　　　　b 　　 0　　　0 转化浓度/mol·L－1 mx nx px qx 某时刻浓度/mol·L－1 a－mx b－nx px qx 【变式2-1】某分解反应：，其速率方程为，已知k为速率常数，只与催化剂、温度、固体接触面积有关。在某温度下，实验测得各物质浓度的变化与时间关系如下表所示： 0 20 40 60 80 100 0.100 0.040 0.020 0 0 0.020 0 0.020 下列说法不正确的是 A．20min内用表示反应的速率为0.001 B．n=0 C．增大反应物浓度，反应速率增大 D．当升高温度，反应60min时，c()大于0.03 【答案】C 【详解】A．根据化学反应速率的数学表达式，用X2表示的反应速率v(X2)==0.0010mol/(L·min)，故A说法正确； B．根据2X2Y(g)2X2(g)+Y2(g)，填表得： 0 20 40 60 80 100 0.100 0.080 0.060 0.040 0.020 0 0 0.020 0.040 0.060 0 0.010 0.020 0.030 由表格可知，相同时间内，X2Y浓度变化值相等，说明温度一定时，反应速率与X2Y浓度无关，因此n=0，故B说法正确； C．n=0，v=k，即速率与反应物浓度无关，故C说法错误； D．升高温度，反应速率加快，反应60min时，c(Y2)大于0.03mol/L，故D说法正确；答案为C。 【变式2-2】异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品，150℃时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示，15h后异山梨醇浓度不再变化。 下列说法错误的是 A．3h时，反应②正、逆反应速率相等 B．0～3h平均速率（异山梨醇）为0.014 C．该温度下反应进行程度：①＞② D．反应②加入催化剂改变了反应历程 【答案】A 【详解】A．由图可知，3小时后异山梨醇浓度继续增大，15h后异山梨醇浓度才不再变化，所以3h时，反应②未达到平衡状态，即正、逆反应速率不相等，A错误； B．由图可知，在0～3h内异山梨醇的浓度变化量为0.042mol/kg，所以平均速率(异山梨醇)为，B正确； C．图像显示该温度下，15h后所有物质浓度都不再变化，且此时山梨醇转化完全，即反应充分，而1,4-失水山梨醇仍有剩余，即反应②正向进行程度小于反应①、反应限度小于反应①，C正确； D．反应②加入催化剂改变了反应历程，降低反应的活化能，加快反应速率，D正确；故选A。 考点三 化学反应速率的比较 【例3】反应A(g)+3B(g)⇌2C(g)+2D(g)，在不同情况下测得反应速率，反应最快的是 A．v(D)=0.4mol•L-1•min-1 B．v(C)=0.5mol•L-1•min-1 C．v(B)=0.15mol•L-1•s-1 D．v(A)=0.6mol•L-1•min-1 【答案】C 【详解】A．； B．； C．； D．v(A)=0.6mol•L-1•min-1； 解题要点 化学反应速率的比较方法 1、将不同物质表示的速率换算成同一物质表示的反应速率，再进行比较。 2、用不同物质表示的反应速率进行比较：反应速率与对应物质的化学计量数之比越大，它的反应速率越大。如反应aA(g)＋bB(g)=cC(g)＋dD(g)，可以通过比较不同情况下、、、的相对大小，该比值越大，化学反应速率越大。 3、单位要一致。 【变式3-1】对于可逆反应，在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示的反应速率最快的是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】反应的速率具有如下关系：v(A):v(C):v(D)=1:1:2，B为固体不参与速率比较，当v(A)=2mol⋅L−1⋅min−1时，v(C)=2mol⋅L−1⋅min−1、v(D)=4mol⋅L−1⋅min−1，C项中v'(C)=0.1 mol·L-1·s-1×60=6mol·L-1min-1>2mol⋅L−1⋅min−1，D项中v'(D)=0.4 mol·L-1·min-1÷2=0.2 mol·L-1·min-1<4mol⋅L−1⋅min−1，故v'(C)>v(A)>v'(D)，故答案为C。 【变式3-2】已知反应在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示反应速率最慢的是 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A．将转换为：根据反应式，； B．，无需转换； C．转换为：先换算单位，，再根据； D．转换为：因，换算单位后为0.1×60=6mol/(L·min)； 比较各选项的v(CO)：A(1.4)<B(1.5)<D(6)<C(96)，故选A。 考点四 影响化学反应速率的外界因素 【例4】以下操作不能加快反应速率的是 A．镁条与水反应时，加热 B．钠与乙醇反应时，增大乙醇的用量 C．制备氧气时，向双氧水中加入少量 D．高炉炼铁时，将铁矿石粉碎后再进行冶炼 【答案】B 【详解】A．温度升高会加快分子热运动，提高有效碰撞频率，从而加速反应，A正确； B．钠与乙醇反应时，乙醇作为纯液体，其浓度固定，增加用量不会改变浓度，因此反应速率不变，B错误； C．MnO2是催化剂，显著降低反应活化能，加快双氧水分解速率，C正确； D．粉碎固体增大表面积，使反应物接触更充分，反应速率提高，D正确；故选B。 解题要点 1、在一定温度下，固体或纯液态物质的浓度是一个常数，改变其用量，对化学反应速率无影响。 2、不论是吸热反应还是放热反应，升高温度都能增大化学反应速率，降低温度都能减小化学反应速率。 3、压强对化学反应速率的影响实质是通过改变浓度对化学反应速率的影响实现的。 4、改变压强必须引起反应物或生成物的浓度改变才能改变化学反应速率，否则，化学反应速率不变。 5、催化剂参与化学反应，但其化学性质在反应前后保持不变。 6、催化剂只有在适宜的温度下才能最大限度地显示其催化作用，不同的催化剂所需要的适宜温度不一定相同。 【变式4-1】目前工业上可用CO2来生产燃料甲醇，有关反应为：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。现向体积为1L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，反应过程中测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间的变化如图所示。 (1)计算3min内用氢气表示的该反应的反应速率v(H2)= ；3min时，正反应速率 逆反应速率(填：“>”“=”或“<”)。 (2)10min反应达平衡，氢气的转化率为 。 (3)在其他条件不变的情况下，将体系体积压缩到原来的二分之一，下列说法正确的是___________ A．氢气的浓度减小 B．正反应速率增大 C．逆反应速率减小 D．达到平衡的时间不变 【答案】(1) 0.5mol/(L·min) > (2)75% (3)B 【详解】（1）0~3min，从1.00降至0.50mol/L，则，则；3min后浓度仍在减小，则3min时反应正向进行，故； （2）平衡时，则消耗浓度为，转化率=； （3）其他条件不变，体积压缩至： A．氢气浓度增大，A错误； B．反应物浓度增大，正反应速率增大，B正确； C．生成物浓度增大，逆反应速率增大，C错误； D．浓度增大，反应速率增大，达到平衡时间缩短，D错误；答案选B。 【变式4-2】某课外兴趣小组探究影响化学反应速率的因素，下列说法错误的是 实验序号 温度 溶液 溶液 出现浑浊所用时间 V/mL V/mL V/mL 1 20℃ 10.0 0.10 10.0 0.10 0 2 40℃ 10.0 0.10 10.0 0.10 0 3 20℃ 0.10 5.0 0.20 A．实验发生的反应为 B．实验1和2可探究温度对反应速率的影响，则 C．若实验3的反应速率大于实验1的反应速率，则 D．实验1、2、3均应将溶液缓慢逐滴滴入溶液中 【答案】D 【详解】A．实验发生反应的化学方程式为，A项正确； B．根据实验1，2，可知是对比温度对反应速率的影响，由于实验2温度高，所以反应速率快，用时短，则，B项正确； C．若，实验3的反应速率大于实验1的反应速率，则，但是溶液总体积不能超过20.0mL，因此，C项正确； D．实验1、2、3均应向溶液中一次性加入溶液，而不是缓慢滴加，否则反应时间就会因滴加过程而产生差异，D项错误；故选D。 考点五 控制变量法探究影响化学反应速率的因素 【例5】利用控制变量法，探究温度和对反应速率的影响，实验方案如下，下列说法错误的是 实验编号 温度/℃ 加入溶液的体积/mL 加入溶液的体积/mL 加入水的体积/mL 出现浑浊的时间/s 1 20 8 10 7 16 2 20 12 10 x 12 3 50 8 10 7 y A．发生反应的化学方程式为： B．编号1和2是研究对反应速率的影响， C．编号1和3是研究温度对反应速率的影响， D．加入水是为了控制溶液总体积相等，保证各物质起始浓度相同 【答案】AD 【详解】A．该反应的化学方程式应该为：，故A错误； B．编号1和2的温度相同，所以编号1和2是研究对反应速率的影响；根据控制变量法，溶液总体积应相同，编号1中溶液总体积为8+10+7=25mL，编号2中溶液体积为12mL，H2SO4溶液体积为10mL，所以加入水的体积x=25-(12+10)=3mL，故B正确； C．编号1和3中溶液体积、H2SO4溶液体积、加入水的体积都相同，只有温度不同，是研究温度对反应速率的影响。温度越高，反应速率越快，出现浑浊的时间越短。因为3中温度50℃高于1中20℃，所以y<16，故C正确； D．加入水是为了控制溶液总体积相等，但是不是为了保证各物质初始浓度相同，编号1和2就是来探究对反应速率的影响，故D错误；故答案为：AD。 解题要点 控制变量法解决问题的基本思路 “探究化学反应速率的影响因素”属于探究反应规律类型的任务。设计此类任务实验方案的关键是变量控制，可按以下步骤进行思考。 1、定研究对象，如选定符合实验要求的化学反应。 2、确定自变量和因变量。在本实验中，自变量为浓度、温度、接触面积、催化剂等外界条件，因变量为化学反应速率。 3、设计实验操作，改变单一自变量。在此过程中，要明确通过实验操作应控制哪个自变量改变、哪些自变量不变。 4、确定因变量的观测指标。在本实验中,应确定通过观察哪些现象来判断化学反应的快慢。 【变式5-1】为探究温度和浓度对化学反应速率的影响，常采用控制变量法设计比照探究性实验。某课外兴趣小组利用硫代硫酸钠与稀硫酸反应，探究温度和浓度对化学反应速率的影响，设计了如下表实验。 实验 序号 实验 温度 有关物质 出现浑浊所 需时间 溶液 溶液 (1)写出该反应的离子方程式 。 (2)通过表格可以判断出、、的大小关系 。 (3)若用实验和探究稀硫酸浓度对反应速率的影响，则需= ，= ；此实验能否将水更换为等量的溶液 (填能、否)。理由： 。 (4)请写出通过什么现象判断反应的快慢： 。(写出一种即可) 【答案】(1)2H++ =S↓+SO2↑+H2O (2)t1>t2>t3 (3)298K 1mL 能 不影响参加反应的各粒子浓度(合理答案适度给分) (4)产生浑浊的时间长短或单位时间内产生气体的体积判断等(合理答案适度给分) 【详解】（1）Na2S2O3与硫酸反应得到硫酸钠、硫单质、SO2和水，反应的离子方程式为：2H++ =S↓+SO2↑+H2O； （2）温度高速率快，浓度大，速率快，所需时间越短，故t1>t2>t3； （3）由分析可知，实验和探究稀硫酸浓度对反应速率的影响，温度不变，为298K，为保证总体积不变，V1=1，可以探究硫酸浓度对反应速率的影响；参加反应的离子为H+和，可以将水更换为等量的溶液，原因是将水更换为等量的溶液，不影响参加反应的各粒子浓度； （4）实验中发生的反应为：Na2S2O3+H2SO4(稀)=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O，有沉淀和气体生成，故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。 【变式5-2】某研究性学习小组利用控制变量法，探究“外界条件对与酸性溶液化学反应速率的影响”，实验记录数据如下表所示： 实验序号 实验温度/℃ 溶液（含硫酸） 溶液 溶液颜色褪至无色时所需时间/min V/mL c/mol·L-1 V/mL c/mol·L-1 ① 25 4 0.010 4 0.1 12 ② 4 0.001 4 0.1 5 ③ 35 4 0.010 0.1 查阅资料： 溶液中滴加过量的，振荡后溶液由紫色变为无色，反应的离子方程式为：。 下列说法错误的是 A．， B．通过对比实验①和③可探究温度变化对化学反应速率的影响 C．实验②中，用表示的平均反应速率为mol·L-1·min-1 D．对比实验①和②，实验②的褪色时间短，所以实验②的反应速率比实验①快 【答案】D 【详解】A．实验②的温度T1应与实验①相同（25℃）以控制变量，V2在实验③中应为4mL以保持体积一致，A正确； B．实验①和③仅温度不同，其他条件相同，可探究温度对速率的影响，B正确； C．实验②中KMnO4浓度变化为0.0005mol/L，时间5分钟，速率==1×10-4mol/(L·min)，C正确； D．实验②的KMnO4浓度更低，总物质的量更少，褪色时间短是因反应总量少，实际速率比实验①慢，D错误；故选D。 基础达标 1．实验室用大理石和稀盐酸制取。下列条件下，该反应最快的是（不考虑盐酸的挥发） 选项 盐酸的物质的量浓度 温度 大理石形状 A 20℃ 粉末状 B 35℃ 块状 C 20℃ 块状 D 35℃ 粉末状 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】反应速率受浓度、温度、接触面积影响。盐酸浓度越高，H⁺浓度越高，化学反应速率越快；温度越高化学反应速率越快；粉末状大理石增大接触面积，化学反应速率加快。选项D同时满足三者，因此反应最快。故选D。 2．下列措施中，不能加快化学反应速率的是 A．Zn与稀盐酸反应制取H2时，加入浓盐酸 B．H2O2分解制O2时，加入少量FeCl3溶液 C．Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl反应时，将晶体研细混匀 D．CaCO3与盐酸制取CO2时，将盐酸替换为硫酸 【答案】D 【详解】A．浓盐酸，氢离子的浓度升高，反应速率加快，故A不选； B．FeCl3可以做催化剂，催化剂降低活化能，加速反应，故B不选； C．将晶体研细混匀，增大表面积，能加快反应速率，故C不选； D．将盐酸替换为硫酸，生成物CaSO4阻碍反应进行，导致速率降低，故D选；答案选D。 3．室温下，用溶液、溶液和蒸馏水混合进行如下表所示的5个实验，分别测量浑浊度随时间的变化。下列说法不正确的是 实验编号 溶液 蒸馏水 浑浊度随时间变化的曲线 V／mL V／mL V／mL ① 1.5 3.5 10 ② 2.5 3.5 x ③ 3.5 3.5 8 ④ 3.5 2.5 9 ⑤ 3.5 y 10 A．， B．降低溶液浓度比降低溶液浓度对该反应化学反应速率影响程度更大 C．实验①②③或③④⑤均可说明其他条件相同时，增大反应物浓度可增大该反应速率 D．将装有实验①的试剂的试管浸泡在热水中一段时间后再混合，其浑浊度曲线可能为a 【答案】B 【详解】A．实验②中，x＝15−2.5−3.5＝9，实验⑤中，y＝15−3.5−10＝1.5，A正确； B．Na2S2O3溶液浓度的改变对速率影响更大，该推断的证据是达到相同浑浊度时，实验①、②、③所需时间的改变量大于实验⑤、④、③所需时间的改变量，B错误； C．实验①、②、③的目的是探究其他条件相同时，Na2S2O3溶液浓度变化对Na2S2O3与H2SO4反应速率的影响，实验③、④、⑤的目的是探究其他条件相同时，H2SO4溶液浓度变化对Na2S2O3与H2SO4反应速率的影响，可说明其他条件相同时，增大反应物浓度可增大该反应速率，C正确； D．将实验①的试剂浸泡在热水中一段时间后再混合，则温度升高，反应速率变化，其浑浊度曲线可能为a，D正确；故选B。 4．下列做法与调控化学反应速率无关的是 A．用冰箱冷藏食物 B．部分食品的加工过程中加入着色剂 C．在铁制品表面刷油漆 D．食品抽真空包装 【答案】B 【详解】A．用冰箱冷藏食物是通过降低温度减缓反应速率，与调控有关，A不符合题意； B．着色剂用于改变食品颜色，与化学反应速率无关，B符合题意； C．铁制品刷油漆隔绝氧气和水，减缓氧化反应，与调控有关，C不符合题意； D．抽真空包装减少氧气浓度，减缓氧化反应，与调控有关，D不符合题意；故选B。 5．催化剂催化水煤气生成的反应：，下列措施不能加快该反应速率的是 A．升高温度 B．恒容充入CO C．增大碳的用量 D．加入合适催化剂 【答案】C 【详解】A．升高温度，加快所有反应的速率，A不符合题意； B．恒容下充入CO会提高CO的浓度，提高逆反应速率，同时也提高正反应速率，B不符合题意； C．碳为固体，固体浓度视为常数，增加碳的用量不改变反应速率，C符合题意； D．加入合适催化剂，可以加快反应速率，D不符合题意；答案选C。 6．日常生活中的下列做法，与调控反应速率无关的是 A．向门窗合页里注油 B．在铁制品表面刷油漆 C．用冰箱冷藏食物 D．食品抽真空包装 【答案】A 【详解】A．向门窗合页里注油是为了润滑，减少机械摩擦，属于物理操作，与调控化学反应速率无关，A符合题意； B．在铁制品表面刷油漆隔绝氧气和水，减缓铁的氧化反应速率，B不符合题意； C．用冰箱冷藏食物通过降低温度减缓食物腐败的化学反应速率，C不符合题意； D．食品抽真空包装减少氧气接触，降低氧化或微生物反应的速率，D不符合题意；故本题选A。 综合应用 1．医疗上，紧急情况常用H2O2和KMnO4反应提供氧气。常温下，在密闭容器中加入双氧水和酸性KMnO4溶液的混合液共100mL，发生反应：，测得O2的体积（标准状况）与时间关系如图所示（忽略体积变化，即反应后溶液体积仍为100mL）。下列叙述正确的是 A．相同时间内的平均速率之比为5：2 B．10~20s内的平均速率 C．c→d段时间内反应速率最快 D．d点时，则起始加入 【答案】D 【详解】A．在同一化学反应中，各物质速率之比等于化学计量数之比，所以，相同时间内，A错误； B．10~20s内，将O2体积换算成L，计算消耗H2O2的物质的量，，B错误； C．观察图示，b→c段时间内曲线斜率最大，即平均速率最大，C错误； D．d点时，消耗KMnO4的物质的量：，故起始时投入KMnO4的物质的量为：，D正确；答案选D。 2．已知反应：在不同条件下的化学反应速率如下。 ①v(CO)=1.5mol/(L·min)    ② ③    ④ 上述化学反应速率最小的是 A．① B．② C．③ D．④ 【答案】D 【详解】A．将①转换为N2的反应速率：； B．将②转换为N2的反应速率：； C．将③； D．将④转换为N2的反应速率：。 综上化学反应速率最小的是D。 3．一定条件下，反应的速率方程为（为速率常数），某温度下，该反应在不同浓度下的反应速率如下： 组别 反应速率 ① 1 1 2 v ② 1 4 2 v ③ 2 1 2 ④ 2 1 4 ⑤ 4 8 4 根据表中的测定结果分析，下列结论错误的是 A．由①②可知反应速率与B物质的浓度无关 B． C． D．在反应体系中保持其他物质的浓度不变，仅增大C物质的浓度，会使反应速率增大 【答案】D 【详解】A．由①②可知，当B的浓度从1变为4时，反应速率不变，说明反应速率与B的浓度无关，则b=0，A正确； B．通过比较①③和③④的数据，结合选项A，计算得出a=4、b=0、r=−2，B正确； C．代入⑤的数据，速率方程为v=4v×(44×80×4-2)=64v，C正确； D．由于r=−2，增大C的浓度会使c−2(C)减小，导致反应速率降低，D错误；选D。 4．某兴趣小组为了探究化学反应速率的影响因素，分别用浓度均为的溶液和稀硫酸设计如下表所示实验。反应原理为，下列说法正确的是 实验编号 反应温度/℃ 液体体积/mL 溶液 稀硫酸 蒸馏水 ① 25 2 3 0 ② 25 1 3 ③ 50 3 0 A．若配制溶液时，定容时俯视刻度线，则所配溶液浓度偏低 B．表格中， C．实验②和③是探究温度对反应速率的影响 D．该实验可通过相同时间内所收集到的气体体积判断反应的快慢 【答案】D 【详解】A．配制溶液时，定容时俯视刻度线会导致溶液体积偏小，所配溶液浓度偏高，A错误； B．实验②的总体积需与实验①保持一致(5mL)，故V1=1，但实验③的V2=2（保持与①的浓度相同），B错误； C．实验②和③的温度不同，由B项可知，，浓度也不同，存在两个变量，无法单独探究温度对化学反应速率的影响，C错误； D．反应生成气体，可通过相同时间内收集气体体积判断反应速率的快慢，D正确；故选D。 5．某密闭容器中投入1.0mol/L的物质A，进行化学反应。在三种不同条件下，反应物A的浓度随反应时间（min）的变化情况如下表所示，表中温度为摄氏度（℃）。下列说法中，不正确的是 实验序号 0 10 20 30 40 50 60 1 800 1.0 0.80 0.67 0.57 0.50 0.50 0.50 2 800 1.0 0.60 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 3 820 1.0 0.40 0.25 0.20 0.20 0.20 0.20 A．由实验1可知，此反应为可逆反应 B．实验2比实验1反应速率快，可能是加了催化剂 C．实验3中，20min内，B的反应速率为 D．由实验可知，通过改变温度可改变反应限度 【答案】C 【详解】A．由实验1可知，40min后，A的浓度不再变化且不为0，说明此反应为可逆反应，A正确； B．实验1和2对比，温度相同，达到平衡的时间不同，实验2用时间短，速率快，可能使用了催化剂，B正确； C．实验3中，20min内，v(B)==，C错误； D．由分析可知，该反应为吸热反应，通过改变温度可改变反应限度，D正确；答案选C。 6．某研究性学习小组利用下列三组实验探究溶液和酸性溶液反应时温度和反应物浓度对化学反应速率的影响。已知：，实验数据如下表。下列叙述不正确的是 编号 反应温度/℃ 酸性溶液的体积/mL 溶液的体积/mL 加入的水的体积/mL 反应所需时间/s ① 20 3.0 4.0 3.0 ② 30 3.0 5.0 ③ 30 3.0 3.0 A．可通过测定溶液褪色的时间比较反应速率快慢 B． C．若，①②两组实验可探究温度对反应速率的影响 D．若，②③两组实验可探究浓度对反应速率的影响 【答案】C 【详解】A．高锰酸钾溶液紫色褪去的时间可反映反应速率，时间越短速率越快，A正确； B．根据控制变量法，实验①③探究温度对化学反应速率的影响，V2=4.0，实验②③探究H2C2O4溶液浓度对化学反应速率的影响，V1=2.0，实验②温度高且浓度高，反应最快（最小）；实验③温度高但浓度与①相同，；实验①温度最低，最大，故，B正确； C．若，实验①和②的浓度不同，无法单独探究温度对化学反应速率的影响，C错误； D．若，②③温度相同且浓度相同，仅浓度不同，可探究浓度对化学反应速率的影响，D正确；故答案选C。 7．下列图示与相应表述不匹配的是 A．铁粉与硫粉加热后反应的热效应 B．探究反应物浓度对化学反应速率的影响 C．反应在到时段的速率： D．对溶液分解生成的影响 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．铁粉与硫粉的反应为放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，A正确； B．探究实验需要保证单一变量原则，通过观察溶液变浑浊所需的时间，比较两支试管中出现浑浊的快慢，可以探究反应物浓度对化学反应速率的影响，B正确； C．速率之比等于化学计量数之比，反应在到时段的速率：，C错误； D．加入二氧化锰促使过氧化氢分解速率加快，则催化剂加快化学反应速率，缩短反应时间， D正确； 故答案为：C。 8．已知某条件下反应的速率方程为， 在钨表面分解的实验数据如表所示。 0 20 40 60 80 100 0.100 0.080 0.060 a 0.020 0 已知：①k为速率常数，只与温度、催化剂有关，与浓度无关。 ②时，反应为0级反应，时，反应为1级反应，以此类推。n可以为整数，也可以为分数。 ③浓度消耗一半所用的时间叫半衰期。 下列说法正确的是 A．表格中 B．该反应为2级反应 C．该反应速率与的浓度有关，可能因为催化剂表面吸附的已达到饱和 D．保持其他条件不变，若起始浓度为，则半衰期为 【答案】D 【详解】A．由分析可知，该反应是匀速反应，则内，氨气的反应速率为，解得，A错误； B．由分析可知：，该反应是级反应，B错误； C．该反应速率与氨气的浓度无关，说明催化剂表面吸附的氨气已达到饱和，氨气的浓度为定值，C错误； D．根据B分析，该反应为0级反应，，反应速率恒定，保持其他条件不变，若起始浓度为，半衰期为，D正确；故选D。 9．某小组利用溶液与稀反应探究反应条件对速率的影响，下列有关说法不正确的是 选项 反应温度 溶液 稀 ① 25 10 0.1 10 0.1 0 ② 25 5 0.1 10 0.1 x ③ 50 10 0.1 5 0.2 5 ④ 50 10 0.1 10 0.1 0 A．该反应的化学方程式为： B．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．①③两组实验可探究温度对反应速率的影响 D．若，①②两组实验可探究溶液浓度对反应速率的影响 【答案】B 【详解】A．在酸性条件下分解生成，该反应的化学方程式正确，各元素原子守恒，符合反应事实，A正确； B．在水中溶解度较大，受温度和酸度影响显著，无法准确通过气体体积判断反应快慢，但产生浑浊的时间可以反映速率，因此“单位时间内产生气体体积判断反应的快慢”的说法不准确，B错误； C．①(25℃)和③(50℃)温度不同，其他条件(浓度、浓度)相同，可探究温度对反应速率的影响，C正确； D．若，①②两组温度（25℃）相同，浓度不同(①为，②为)，其他条件(浓度)相同，可探究浓度对反应速率的影响，D正确；故选B。 10．已知：。某化学小组欲探究该反应过程中浓度、温度对化学反应速率的影响，进行如下实验(忽略溶液体积变化)。 编号 酸性溶液体积/ 溶液体积/mL 水的体积/mL 反应温度/℃ 反应时间/min Ⅰ 2 2 0 20 2.1 Ⅱ 2 1 20 5.5 Ⅲ 2 0 50 0.5 下列说法错误的是 A．， B．实验Ⅰ、Ⅲ的目的是探究温度对化学反应速率的影响 C．若改用酸性溶液，将不能达到实验目的 D．实验Ⅲ中用浓度变化表示的反应速率 【答案】D 【详解】A．由于保证溶液浓度相同，总体积为，所以，，A正确； B．从数据分析实验Ⅰ、Ⅲ的目的是探究温度对化学反应速率的影响，B正确； C．若改用浓度较大的酸性溶液，导致溶液过量，无法测定酸性溶液褪色的时间，C正确； D．实验Ⅲ中KMnO4初始浓度为0.01mol/L，体积2mL，混合后溶液总体积为4mL(忽略溶液体积变化)，反应速率，故D错误；故选D。 拓展培优 1．已知的速率方程为(为速率常数，只与温度，催化剂有关)。实验测得，在催化剂X表面反应的变化数据如下： 0 10 20 30 40 50 60 70 0.100 0.080 0.040 0.020 0 下列说法正确的是 A．， B．时， C．相同条件下，增大的浓度或催化剂X的表面积都能加快反应速率 D．保持其他条件不变，若起始浓度为，当浓度减至一半时共耗时50min 【答案】D 【详解】A．结合分析知，速率方程中的，分别为0.060、0、0，即，A错误； B．由分析可知，该反应的反应速率与一氧化二氮的浓度无关，该反应为匀速反应，则10min时的瞬时速率等于10min内的平均速率，时，，则，B错误； C．增大催化剂X的表面积(可暴露更多活性位点，使更多反应物分子同时参与催化反应)，能加快反应速率；但该反应的反应速率与的浓度无关，增大的浓度不能加快反应速率，C错误； D．保持其他条件不变，该反应的反应速率不变，即仍为，若起始浓度为，当浓度减至一半时所消耗的时间为，D正确；故选D。 2．某温度下，在2L密闭容器中投入一定量的A、B发生反应：3A(g)+pB(g)qC(g) △H=-QkJ/mol(Q>0)。12s时生成C的物质的量为0.8mol，反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是 A．前12s内，A的平均反应速率为0.025mol/(L·s) B．反应前后混合气体的平均相对分子量之比为9：13 C．化学计量数之比p：q=2∶1 D．12s内，A和B反应放出的热量为0.2QkJ 【答案】B 【详解】A．据分析，前12s内，A的平均反应速率为，A错误； B．根据M=，混合气体的平均相对分子质量之比等于物质的量之比的反比也等于物质量浓度之比的反比，开始时总浓度为1.3mol/L，平衡后A的浓度为0.2mol·L-1，B浓度为0.3mol·L-1，C浓度为0.4mol·L-1，总浓度为0.9mol/L，故平均相对分子量之比为9：13，B正确； C．据分析，化学计量数之比，C错误； D．由上述分析可知，该反应的化学方程式为，3molA与1molB完全反应放热QkJ，12s内A反应的物质的量为，则1.2molA反应放出热量0.4QkJ，D错误；故选B。 3．化学反应速率与平衡是化学研究的重要领域。实验小组开展如下探究： Ⅰ．探究催化剂和浓度对化学反应速率的影响 序号 5%体积/mL 体积/mL 体积/mL 蒸馏水体积/mL 时收集体积(已转为标况)/mL 20 0 0 10 ⅱ 10 0 1 ⅲ 20 1 0 ⅳ 20 0 1 9 (1)表中 ， 。 (2)对比实验 和 可探究浓度对化学反应速率的影响。 (3)有同学对比实验ⅲ和ⅳ分析与的催化效果，认为实验试剂选择不严谨，建议将0.20换成 (对分解无影响)。 (4)实验ⅳ中平均化学反应速率为 (列出计算式)。 Ⅱ．探究与的反应是否为可逆反应 方案一： (5)设计以下实验： 序号 实验操作 实验现象 实验结论 ① 取溶液于试管中，滴加溶液，充分振荡 该反应为可逆反应 ② 取实验①的混合液，滴加淀粉溶液 ③ 取实验①的混合液，滴加 溶液 溶液变红 由此得出与反应的离子方程式为 。 方案二： 【资料】当特定波长的光经过碘水，部分光线会被吸收，碘水浓度越高，溶液透光率()越小。不同浓度的碘水中，某特定波长的光的透光率与的关系如下表(其他物质对该波长的光的吸收可忽略)： 1 2.5 5 透光率 (6)设计实验④，证明该反应为可逆反应 实验④将溶液与溶液混合，测得溶液的透光率逐渐 (“上升”或“下降”)，最后透光率维持并保持不变。甲同学认为此时反应达到平衡状态，进而证明该反应为可逆反应。乙同学则认为还需比较与表中数据之一的相对大小，方可证明该反应为可逆反应，则该大小关系为 。 【答案】(1) 19mL 9mL (2)实验ii 实验iv (3) (4) (5)溶液变为蓝色 KSCN (6)下降 或 【详解】（1）根据控制变量原则，实验i的用了20mL，10mL，总体积为30mL，则得到实验ii中；实验iii中。 （2）对比四组实验的数据，发现实验ii加的蒸馏水最多，的体积不同，且都使用做催化剂，其余取量一致，则要对比探究浓度对化学反应速率的影响，应选的对比组为：实验ii和实验iv。 （3）在实验ⅲ使用了作催化剂，实验ⅳ使用了作催化剂，由于两种物质的阴离子不同，无法排除阴离子是否会产生催化作用，因此为了排除阴离子不同产生的差异，针对对分解无影响这一结论，可以将换成来减少对比差异。 （4）的分解为：，实验ⅳ中产生，则消耗的，则实验ⅳ中平均化学反应速率为：。 （5）①溶液为；溶液为，根据反应：可知溶液过量，理论上完全反应无剩余； ②取实验①的混合液，滴加淀粉溶液，由于反应一定会生成，所以溶液变为蓝色； ③取实验①的混合液，由于溶液过量，理论上完全反应无剩余，所以滴加KSCN溶液后溶液应该不会变红，现在得到实验现象为溶液变红，说明溶液中还存在，也就证明①的反应不完全，是可逆的反应； 由此得出与反应的离子方程式为：。 （6）当特定波长的光经过碘水，部分光线会被吸收，碘水浓度越高，溶液透光率()越小，将溶液与溶液混合，反应进行生成，随反应进行，逐渐增大，则溶液透光率逐渐下降；最后透光率维持并保持不变，根据反应，如反应进行完全，理论上生成的最大浓度为，如该反应为可逆反应，则，则透光率或都可以证明该反应为可逆反应。 4．某课外兴趣小组利用硫代硫酸钠与稀硫酸反应，探究影响化学反应速率的因素(反应方程式为)，设计了如表系列实验。下列说法不正确的是 实验序号 反应温度/℃ 稀硫酸 反应停止所需时间 V/mL V/mL 1 20 10.0 0.10 10.0 0.50 0 2 40 0.10 0.50 3 20 0.10 4.0 0.50 A．若用实验1和3探究稀硫酸浓度对反应速率的影响，则需，， B．设计该实验的基本原理为变量控制，实验说明可以通过改变反应条件调控化学反应的速率 C．若实验1不再产生沉淀的时间为5min，则 D．将水更换为溶液，对实验结果无影响 【答案】C 【详解】A．实验1和3需保持其他条件相同，仅改变硫酸浓度，实验1总体积为20mL，实验3中V4=10.0mL（Na2S2O3体积不变），V5=6.0mL（补足总体积至20mL），此时硫酸实际浓度降低为0.10mol/L（原浓度0.50mol/L×4.0mL/20mL），因此t1（浓度高）应小于t3，A正确； B．实验设计通过控制单一变量（如温度、浓度）来探究反应速率的影响因素，符合控制变量法原理，B正确； C．实验1中H+过量，反应速率由Na2S2O3的消耗决定，0.001mol Na2S2O3消耗0.002mol H+，Δc(H+)==0.1mol/L，v(H+)==0.02mol/(L·min)，C错误； D．Na2SO4为反应产物，替换水为Na2SO4溶液不会改变反应物浓度，对实验结果无影响，D正确；故选C。 5．某课题组研究某溶液中溶质的分解速率的影响因素，结果如图。下列说法正确的是 已知：分解率 A．时，内的分解平均速率为 B．对比曲线①和②，说明同一时刻的分解速率随增大而增大 C．对比曲线②和③，说明内的分解平均速率随增大而增大 D．对比曲线①和②，时，的分解率②>① 【答案】C 【详解】A．根据图像，时，的浓度改变量为(1.6-0.6)×10-4=1×10-4，内的分解平均速率为=，A错误； B．对比曲线①和②，在同一时刻，两者M的浓度不同，不能说明同一时刻的分解速率随增大而增大，B错误； C．对比曲线②和③，曲线②在50min时浓度为0，曲线③在50min时浓度大于0.4×10-4，结合起始数值，可知曲线②反应速率更快，说明内的分解平均速率随增大而增大，C正确； D．曲线①和②时，浓度均为0，均完全分解，D错误；故选C。 6．某同学探究外界条件对H2O2分解速率的影响。实验所用试剂：0.4 mol·L-1 H2O2溶液、蒸馏水、MnO2粉末、Fe2O3粉末 实验 c(H2O2) /mol·L-1 V( H2O2) /mL 温度 催化剂 收集112 mLO2所需时间t / s(s) 1 0.4 20 室温 无 几乎无气体产生 2 0.4 20 50℃水浴 无 296 3 0.4 20 室温 0.5g a 45 4 0.4 20 室温 0.5g MnO2粉末OMOM末 100 5 0.4 ① 室温 0.5g a > 45 (1)实验1、2的目的是：在其他条件相同时，探究 对H2O2分解速率的影响。 (2)表中a处所用试剂为 。对比实验3、4可得出的结论是 。 (3)实验3、5是在其他条件相同时，探究浓度对该化学反应速率的影响。①处取用10 mL 0.4 mol·L-1 H2O2溶液，还应添加的试剂及用量为 。 (4)实验4中，以O2表示的反应速率(O2)= mL·s-1。(表中氧气体积已换算成标准状况的) (5)某同学将印刷电路板的金属粉末用0.4 mol·L-1 H2O2溶液和3.0 mol·L-1 H2SO4溶液处理，实验过程中粉末溶解，溶液逐渐变蓝。 ①该金属粉末溶解的化学方程式为 。 ②某同学在不同温度下完成该实验，测得铜的平均溶解速率分别为： 温度/ ℃ 20 30 40 50 60 70 80 铜的平均溶解速率/10-3 mol·L-1·min-1 7.34 8.01 9.25 7.98 7.24 6.73 5.76 当温度高于40 ℃时，铜的平均溶解速率随着反应温度的升高而下降，其主要原因是 。 【答案】(1)温度 (2) Fe2O3 其他条件相同时，Fe2O3的催化效果比MnO2好 (3)蒸馏水、10mL (4)1.12 (5) Cu + H2O2 +H2SO4=CuSO4 + 2H2O 温度高于40℃时，有较多H2O2分解，反应物浓度降低，使铜的平均溶解速率降低 【详解】（1）根据表格数据可知：实验1、2只有反应温度不同，其它条件都相同，则是探究对分解速率的影响因素为：温度。 （2）根据表格数据可知：实验3、4应该是只有加入的催化剂的种类不同，其它条件都相同，则是研究不同催化剂对分解速率的影响，根据题目已知试剂可知表中a处所用试剂：；对比实验3、4收集所需时间采用比采用的时间少，可得出结论：其他条件相同时，的催化效果比好。 （3）实验3、5是其他条件相同时，探究浓度对该化学反应速率的影响，由于溶液总体积是20 mL，b处取用溶液体积是10 mL，故还应添加的试剂是蒸馏水，其用量为20 mL-10 mL=10 mL。 （4）实验4中，收集到标准状况下所需时间为100s，则以表示的反应速率。 （5）①根据分析，金属Cu在酸性条件下与反应的化学方程式为：； ②根据分析，在温度较低时，随温度升高速率加快，当温度高于40℃时，铜的平均溶解速率随着反应温度的升高而下降，结合的热稳定性分析判断，得到原因为：温度高于40℃时，有较多H2O2分解，反应物浓度降低，使铜的平均溶解速率降低。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题6 化学反应与能量变化 第一单元 化学反应速率与反应限度 第1课时 化学反应速率及其影响 教学目标 1、 理解化学反应速率的定义，掌握其定量表示方法（表达式 v＝，能准确区分平均速率与瞬时速率，熟练运用常用单位mol/(L·min) 或mol/(L·s) 进行相关计算。 2、 能根据化学方程式中各物质的化学计量数，推导不同物质表示的反应速率之比，具备速率大小的比较能力（归一法、比值法）。 3、 明确影响化学反应速率的内因（反应物本身性质）与外因（浓度、温度、压强、催化剂、固体颗粒度等），掌握各因素对速率影响的规律（如浓度增大、温度升高、加入催化剂均加快反应速率）。 4、 初步了解有效碰撞理论的核心观点，能结合该理论简单解释外界条件对反应速率的影响机制。 重点和难点 重点：外界条件（浓度、温度、压强、催化剂）对化学反应速率的影响规律，这是后续学习化学平衡、工业生产条件选择的核心基础。 难点：化学反应速率概念的准确理解：学生易混淆“浓度变化量”与“物质的量变化量”，忽略速率表达式中“单位体积”的要求，对平均速率的含义理解不透彻。 ◆知识点一 化学反应速率 1、意义：化学反应速率是用来衡量 的物理量 2、表示方法：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、表达式：v＝或v＝ 式中：Δc为 ，一般以 为单位；Δt为时间，一般以 为单位 如：某反应的反应物浓度在5 min内由6 mol/L变成了2 mol/L，则以该反应物浓度的变化表示的该反应在这段时间内的平均反应速率为0.8mol/(L·min) 4、单位：mol/(L·s)、mol/(L·min)、mol/(L·h) 5、适用范围：所有的化学反应 (主要是气体和溶液) 如：在一个体积为2 L的密闭容器中发生反应2SO2＋O22SO3，经过5 s后，测得SO3的物质的量为0.8 mol。填写下表： 有关反应物质 SO2 O2 SO3 物质的量浓度变化 化学反应速率 化学反应速率之比 特别提醒 1、对于一个具体的化学反应，反应物和生成物的物质的量的变化是按化学方程式中化学计量数之比进行的，所以化学反应中各物质的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 对于反应aA＋bB===cC＋dD(A、B、C、D均不是固体或纯液体)：则：v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)＝Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)∶Δc(D)＝a∶b∶c∶d 2、在同一时间内的同一个化学反应里，虽然用不同物质表示的化学反应速率不一定相同，但它们表示的意义相同，即一种物质的化学反应速率就代表了整个化学反应的反应速率 3、表示化学反应速率时，必须指明具体的物质，因为同一化学反应，用不同的物质表示的反应速率，其数值可能不同。如：化学反应N2＋3H22NH3，用H2表示该反应的反应速率时应写成v(H2) 4、浓度是指物质的量浓度而不是物质的量或质量分数 5、化学反应速率与时间和浓度有关，无论是用反应物浓度的减少还是用生成物浓度的增加来表示，都取正值 6、化学反应速率有瞬时速率和平均速率之分。由于在中学里研究的是一段时间内的化学反应，因此化学反应速率是指平均反应速率 7、在一定温度下，对于固体和纯液体物质来说，其单位体积里的物质的量不会改变，即它们的物质的量浓度为常数，即Δc＝0(无意义)，所以不用固体或纯液体表示反应速率 即学即练 1．在反应中，表示该反应速率最快的是 A． B． C． D． 2．反应，经2min，B的浓度减少0.8mol/L。有关该反应的速率说法正确的是 A．用B、C、D表示的反应速率之比为4∶3∶1 B．用B、C表示该反应的反应速率大小不同，意义也不同 C．增加固体A的质量可以加快正反应速率 D．在2min末，用B表示的反应速率是0.4mol/(L•min) 3．对于可逆反应，在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示的反应速率最快的是 A． B． C． D． ◆知识点二 影响化学反应速率的因素 1、影响化学反应速率的主要因素——内因 不同的化学反应，具有 的反应速率，因此， 是决定化学反应速率的主要因素。如：形状大小相同的铁、铝分别与等浓度的盐酸反应生成氢气的速率：铁小于铝 2、影响化学反应速率的外界因素——外因 （1）浓度对化学反应速率的影响 ①实验探究——硫代硫酸钠与硫酸的反应 实验过程 取两支大小相同的试管，分别加入2 mL 和 1 mL 0.1mol/L Na2S2O3溶液，向盛有1 mL 0.1mol/L Na2S2O3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2 mL 0.1mol/L H2SO4溶液，振荡。观察、比较两支试管中溶液出现浑浊的快慢 化学方程式 Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O 实验编号 加入0.1mol/L Na2S2O3溶液的体积/mL 加入水的体积/mL 加入0.1mol/L H2SO4溶液的体积/mL 出现浑浊的快慢 1 2 0 2 2 1 1 2 实验结论 ②影响规律：当其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以 化学反应速率；减小反应物的浓度，可以 化学反应速率 特别提醒 1、浓度对化学反应速率的影响只适用于气体或溶液的反应，对于纯固体或液体的反应物，一般情况下其浓度是常数，因此改变它们的量不会改变化学反应速率 2、固体物质的反应速率与接触面积有关，颗粒越细，表面积越大，反应速率就越快。块状固体可以通过研细来增大表面积，从而加快化学反应速率 3、对于离子反应，只有实际参加反应的各离子浓度发生变化，才会引起化学反应速率的改变 4、随着化学反应的进行，反应物的浓度会逐渐减小，因此一般反应速率也会逐渐减小 （2）压强对化学反应速率的影响 ①影响规律：对于气体反应，当其他条件不变时，增大压强，气体体积 ，浓度 ，化学反应速率 ；减小压强，气体体积 ，浓度 ，化学反应速率 ②原因：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 特别提醒 1、压强对化学反应速率的影响只适用有气体参加的反应 2、压强对于反应速率的影响是通过对浓度的影响实现的，P增大→c浓度成比例增大，P减小→c浓度成比例减小 （3）温度对化学反应速率的影响 ①实验探究——硫代硫酸钠与硫酸的反应 实验过程 取两支大小相同的试管，各加入2 mL 0.1mol/L Na2S2O3溶液，分别放入盛有冷水和热水的两个烧杯中。再同时向上述两支试管中加入2 mL 0.1mol/L H2SO4溶液，振荡。观察、比较两支试管中溶液出现浑浊的快慢 化学方程式 Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O 实验编号 加入0.1mol/L Na2S2O3溶液的体积/mL 加入0.1mol/L H2SO4溶液的体积/mL 水浴温度/℃ 出现浑浊的快慢 1 2 2 冷水 2 2 2 热水 实验结论 ②影响规律：当其他条件不变时，升高温度，可以 化学反应速率；降低温度，可以 化学反应速率 特别提醒 1、 温度对反应速率的影响不受反应物聚集状态的限制，不论是吸热反应还是放热反应，升高温度都能增大化学反应速率，故不能认为升高温度只会增大吸热反应的反应速率，如：木炭燃烧是放热反应，温度越高，燃烧越快。 2、实验测定，温度每升高10oC，化学反应速率通常增大到原来2～4倍。 （4）催化剂对化学反应速率的影响 ①实验探究 实验过程 向三支大小相同的试管中各加入2 mL 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1mol/LFeCl3溶液。观察、比较三支试管中气泡出现的快慢 化学方程式 2H2O22H2O＋O2↑ 实验操作 实验现象 ①有 气泡出现；②产生 气泡；③产生 气泡 实验结论 MnO2、FeCl3可以使H2O2分解的速率 ②影响规律：当其他条件不变时，使用催化剂，化学反应速率 3、“惰性”气体对化学反应速率的影响 （1）惰性气体：化学反应速率中的“惰性气体”指的是不与反应物、生成物(体系中)任何成分发生化学反应的气体。如：向N2  +  3H22NH3充入CO2、He，其中CO2、He则称为惰性气体 （2）惰性气体对化学反应速率的影响：以反应N2  +  3H22NH3为例 ①恒温恒容时(T、V一定时) 恒温恒容 分析思路 充入惰性气体体系总压增大，但体积不变，即各物质的浓度不变，故反应速率不变 ②恒温恒压时（T、P一定时） 恒温恒压 分析思路 充入惰性气体体积增大各反应物浓度减少反应速率减小 或充入惰性气体体系的分压减小，相当于减小压强，故反应速率减小 特别提醒 对于压强的改变，只有引起反应体系中反应物浓度变化，才对反应速率产生影响。改变压强，其实是改变了反应物的浓度 即学即练 1．下列措施能明显加快反应速率的是 A．Na与水反应，增加水的用量 B．C与CO2反应中，加入木炭 C．Fe与稀硫酸反应制取H2，改用浓硫酸 D．大理石和盐酸反应制取CO2，将块状大理石改为粉末状 2．下列有关化学反应速率的实验探究方案设计合理的是 实验方案 实验目的 A 向等体积、等浓度的溶液中分别加入5滴等浓度的溶液和溶液。观察产生气体的快慢 比较与的催化效果 B 两支试管中都加入的酸性溶液，再同时向两支试管中分别加入的溶液和的溶液，观察高锰酸钾溶液褪色所需时间 探究浓度对反应速率影响 C 两个锥形瓶内各盛有铝片(片状大小相同)，然后分别加入40mL的硫酸溶液和40mL的硫酸溶液，比较两者收集氢气所用的时间 探究硫酸浓度对反应速率影响 D 取两支大小相同的试管，各加入溶液，分别放入盛有冷水热水的两个烧杯中。再同时向上述两支试管中加入溶液，振荡。比较两支试管溶液出现浑浊的快慢 探究温度对反应速率的影响 A．A B．B C．C D．D 3．调控反应条件对生产和科研具有重要价值。下列措施可减慢化学反应速率的是 A．KClO3分解制氧气时，添加少量MnO2 B．将橡胶制品储存在干燥、阴凉、避光的环境中 C．工业合成氨时，控制压强为10MPa~30MPa(常压约为0.101MPa) D．工业制硫酸时，向沸腾炉投入粉末状黄铁矿，并从炉底鼓入大量空气 一、“三段式”法在化学反应速率计算中的应用 例：在一定条件下，向2 L密闭容器中充入2 mol N2和4 mol H2发生反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，10 min时测定生成NH3 1 mol，则用N2、H2、NH3表示的平均反应速率分别为多少？ N2(g)　＋　3H2(g)　　2NH3(g) 起始 2 mol 4 mol 0 转化 0.5 mol 1.5 mol 1 mol 末 1.5 mol 2.5 mol 1 mol 在“三段式”中，转化的部分是按照化学计量系数进行反应的 v(N2)＝＝0.025 mol/(L·min) v(H2)＝＝0.075 mol/(L·min) v(NH3)＝＝0.05 mol/(L·min) 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 N2的转化率＝，H2的转化率＝ 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 NH3的产率＝ 3、反应结束时各物质的浓度 c(N2)＝，c(H2)＝，c(NH3)＝ 4、反应结束时各物质的百分含量(气体的体积分数、物质的量分数、质量分数) N2的体积分数＝ H2的体积分数＝ NH3的体积分数＝ 5、恒温时，两种容器 恒温恒容 恒温恒压 恒温、恒容时： 恒温、恒压时： 实践应用 1．一定温度下，在体积为2L的恒容密闭容器中，某一反应中X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示，下列表述中正确的是 A．反应的化学方程式为 B．t后X的转化率不变，改变外界条件也不能增大X转化率 C．若t=4，则0~4min内X的平均化学反应速率为 D．在t1时刻充入气体He使容器内压强增大，加快了反应速率 2．已知的速率方程为（k为速率常数，只与温度、催化剂有关）。实验测得，在催化剂表面反应的变化数据如下，下列说法错误的是 t/min 0 10 20 30 40 50 60 70 0.100 0.080 0.040 0.020 0 已知：半衰期是指当剩余反应物恰好是起始的一半时所需的时间 A． B． C．相同条件下，增大的浓度，能加快反应速率 D．相同条件下，若起始浓度为，则半衰期为 3．某化学小组欲测定酸性条件下：溶液与溶液反应的化学反应速率，实验试剂为溶液和溶液，所得溶液中和随时间变化的曲线分别如图1和图2。下列说法正确的是 A．该反应在内的平均反应速率 B．将图2纵坐标替换为，曲线与原图不重合 C．由图2可知时间内逐渐增大 D．根据后下降，可推测该反应为吸热反应 考点一 化学反应速率的表示方法 【例1】近年，我国大力加强对温室气体CO2催化氢化合成甲醚（CH3OCH3）技术的工业化量产研究，实现可持续发展：。在不同情况下测得该反应速率如下，其中反应速率最快的是 A． B． C． D． 【变式1-1】CO2捕获和转化可减少CO2排放并实现资源利用，原理如图1所示。反应①完成之后，以N2为载气，将恒定组成的N2、CH4混合气，以恒定流速通入反应器，单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图2所示。反应过程中始终未检测到CO2，在催化剂上有积碳。下列说法不正确的是 A．以N2为载气，利用了氮气的化学性质稳定 B．反应①为CaO+CO2=CaCO3；反应②为 C．t1～t3，n（H2）比n（CO）多，且生成H2速率不变，可能有副反应 D．时刻，副反应生成H2的速率大于反应②生成H2的速率 【变式1-2】恒温条件下，某化学小组测定了相同体积的溶液和溶液反应的速率。实验数据如下图所示(忽略溶液混合引起的体积变化)。下列说法正确的是 A．往体系中加入一定量水不影响反应速率 B．第7min时的转化率约为35％ C．该反应的离子方程式为 D．第3min时反应速率增大的原因可能是某种生成物加快了反应速率 考点二 化学反应速率的简单计算 【例2】一定温度下，向容积恒定的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示。下列推断合理的是 A．该反应的化学方程式为 B．反应进行到1s时， C．0~6s，B的转化率为40.0% D．反应进行到6s时，各物质的反应速率相等 解题要点 化学反应速率的计算方法 1、根据定义式计算：v(A)＝。已知任意两个量，可求第三个量。 2、化学计量数转换法：对于同一个化学反应，用不同物质的浓度变化表示的反应速率之比等于相应物质在反应方程式中的化学计量数之比。 例如：对于反应aA(g)＋bB(g)=cC(g)＋dD(g)，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d。 3、利用“三段式”计算 设a mol·L－1、b mol·L－1分别为A、B两物质的起始浓度，mx mol·L－1为反应物A的转化浓度，nx mol·L－1为B的转化浓度，则： 　　　　　　 mA(g)＋nB(g) = pC(g)＋qD(g) 起始浓度/mol·L－1　 a　　　　b 　　 0　　　0 转化浓度/mol·L－1 mx nx px qx 某时刻浓度/mol·L－1 a－mx b－nx px qx 【变式2-1】某分解反应：，其速率方程为，已知k为速率常数，只与催化剂、温度、固体接触面积有关。在某温度下，实验测得各物质浓度的变化与时间关系如下表所示： 0 20 40 60 80 100 0.100 0.040 0.020 0 0 0.020 0 0.020 下列说法不正确的是 A．20min内用表示反应的速率为0.001 B．n=0 C．增大反应物浓度，反应速率增大 D．当升高温度，反应60min时，c()大于0.03 0 20 40 60 80 100 0.100 0.080 0.060 0.040 0.020 0 0 0.020 0.040 0.060 0 0.010 0.020 0.030 【变式2-2】异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品，150℃时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示，15h后异山梨醇浓度不再变化。 下列说法错误的是 A．3h时，反应②正、逆反应速率相等 B．0～3h平均速率（异山梨醇）为0.014 C．该温度下反应进行程度：①＞② D．反应②加入催化剂改变了反应历程 考点三 化学反应速率的比较 【例3】反应A(g)+3B(g)⇌2C(g)+2D(g)，在不同情况下测得反应速率，反应最快的是 A．v(D)=0.4mol•L-1•min-1 B．v(C)=0.5mol•L-1•min-1 C．v(B)=0.15mol•L-1•s-1 D．v(A)=0.6mol•L-1•min-1 解题要点 化学反应速率的比较方法 1、将不同物质表示的速率换算成同一物质表示的反应速率，再进行比较。 2、用不同物质表示的反应速率进行比较：反应速率与对应物质的化学计量数之比越大，它的反应速率越大。如反应aA(g)＋bB(g)=cC(g)＋dD(g)，可以通过比较不同情况下、、、的相对大小，该比值越大，化学反应速率越大。 3、单位要一致。 【变式3-1】对于可逆反应，在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示的反应速率最快的是 A． B． C． D． 【变式3-2】已知反应在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示反应速率最慢的是 A． B． C． D． 考点四 影响化学反应速率的外界因素 【例4】以下操作不能加快反应速率的是 A．镁条与水反应时，加热 B．钠与乙醇反应时，增大乙醇的用量 C．制备氧气时，向双氧水中加入少量 D．高炉炼铁时，将铁矿石粉碎后再进行冶炼 解题要点 1、在一定温度下，固体或纯液态物质的浓度是一个常数，改变其用量，对化学反应速率无影响。 2、不论是吸热反应还是放热反应，升高温度都能增大化学反应速率，降低温度都能减小化学反应速率。 3、压强对化学反应速率的影响实质是通过改变浓度对化学反应速率的影响实现的。 4、改变压强必须引起反应物或生成物的浓度改变才能改变化学反应速率，否则，化学反应速率不变。 5、催化剂参与化学反应，但其化学性质在反应前后保持不变。 6、催化剂只有在适宜的温度下才能最大限度地显示其催化作用，不同的催化剂所需要的适宜温度不一定相同。 【变式4-1】目前工业上可用CO2来生产燃料甲醇，有关反应为：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。现向体积为1L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，反应过程中测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间的变化如图所示。 (1)计算3min内用氢气表示的该反应的反应速率v(H2)= ；3min时，正反应速率 逆反应速率(填：“>”“=”或“<”)。 (2)10min反应达平衡，氢气的转化率为 。 (3)在其他条件不变的情况下，将体系体积压缩到原来的二分之一，下列说法正确的是___________ A．氢气的浓度减小 B．正反应速率增大 C．逆反应速率减小 D．达到平衡的时间不变 【变式4-2】某课外兴趣小组探究影响化学反应速率的因素，下列说法错误的是 实验序号 温度 溶液 溶液 出现浑浊所用时间 V/mL V/mL V/mL 1 20℃ 10.0 0.10 10.0 0.10 0 2 40℃ 10.0 0.10 10.0 0.10 0 3 20℃ 0.10 5.0 0.20 A．实验发生的反应为 B．实验1和2可探究温度对反应速率的影响，则 C．若实验3的反应速率大于实验1的反应速率，则 D．实验1、2、3均应将溶液缓慢逐滴滴入溶液中 考点五 控制变量法探究影响化学反应速率的因素 【例5】利用控制变量法，探究温度和对反应速率的影响，实验方案如下，下列说法错误的是 实验编号 温度/℃ 加入溶液的体积/mL 加入溶液的体积/mL 加入水的体积/mL 出现浑浊的时间/s 1 20 8 10 7 16 2 20 12 10 x 12 3 50 8 10 7 y A．发生反应的化学方程式为： B．编号1和2是研究对反应速率的影响， C．编号1和3是研究温度对反应速率的影响， D．加入水是为了控制溶液总体积相等，保证各物质起始浓度相同 解题要点 控制变量法解决问题的基本思路 “探究化学反应速率的影响因素”属于探究反应规律类型的任务。设计此类任务实验方案的关键是变量控制，可按以下步骤进行思考。 1、定研究对象，如选定符合实验要求的化学反应。 2、确定自变量和因变量。在本实验中，自变量为浓度、温度、接触面积、催化剂等外界条件，因变量为化学反应速率。 3、设计实验操作，改变单一自变量。在此过程中，要明确通过实验操作应控制哪个自变量改变、哪些自变量不变。 4、确定因变量的观测指标。在本实验中,应确定通过观察哪些现象来判断化学反应的快慢。 【变式5-1】为探究温度和浓度对化学反应速率的影响，常采用控制变量法设计比照探究性实验。某课外兴趣小组利用硫代硫酸钠与稀硫酸反应，探究温度和浓度对化学反应速率的影响，设计了如下表实验。 实验 序号 实验 温度 有关物质 出现浑浊所 需时间 溶液 溶液 (1)写出该反应的离子方程式 。 (2)通过表格可以判断出、、的大小关系 。 (3)若用实验和探究稀硫酸浓度对反应速率的影响，则需= ，= ；此实验能否将水更换为等量的溶液 (填能、否)。理由： 。 (4)请写出通过什么现象判断反应的快慢： 。(写出一种即可) 【变式5-2】某研究性学习小组利用控制变量法，探究“外界条件对与酸性溶液化学反应速率的影响”，实验记录数据如下表所示： 实验序号 实验温度/℃ 溶液（含硫酸） 溶液 溶液颜色褪至无色时所需时间/min V/mL c/mol·L-1 V/mL c/mol·L-1 ① 25 4 0.010 4 0.1 12 ② 4 0.001 4 0.1 5 ③ 35 4 0.010 0.1 查阅资料： 溶液中滴加过量的，振荡后溶液由紫色变为无色，反应的离子方程式为：。 下列说法错误的是 A．， B．通过对比实验①和③可探究温度变化对化学反应速率的影响 C．实验②中，用表示的平均反应速率为mol·L-1·min-1 D．对比实验①和②，实验②的褪色时间短，所以实验②的反应速率比实验①快 基础达标 1．实验室用大理石和稀盐酸制取。下列条件下，该反应最快的是（不考虑盐酸的挥发） 选项 盐酸的物质的量浓度 温度 大理石形状 A 20℃ 粉末状 B 35℃ 块状 C 20℃ 块状 D 35℃ 粉末状 A．A B．B C．C D．D 2．下列措施中，不能加快化学反应速率的是 A．Zn与稀盐酸反应制取H2时，加入浓盐酸 B．H2O2分解制O2时，加入少量FeCl3溶液 C．Ba(OH)2•8H2O与NH4Cl反应时，将晶体研细混匀 D．CaCO3与盐酸制取CO2时，将盐酸替换为硫酸 3．室温下，用溶液、溶液和蒸馏水混合进行如下表所示的5个实验，分别测量浑浊度随时间的变化。下列说法不正确的是 实验编号 溶液 蒸馏水 浑浊度随时间变化的曲线 V／mL V／mL V／mL ① 1.5 3.5 10 ② 2.5 3.5 x ③ 3.5 3.5 8 ④ 3.5 2.5 9 ⑤ 3.5 y 10 A．， B．降低溶液浓度比降低溶液浓度对该反应化学反应速率影响程度更大 C．实验①②③或③④⑤均可说明其他条件相同时，增大反应物浓度可增大该反应速率 D．将装有实验①的试剂的试管浸泡在热水中一段时间后再混合，其浑浊度曲线可能为a 4．下列做法与调控化学反应速率无关的是 A．用冰箱冷藏食物 B．部分食品的加工过程中加入着色剂 C．在铁制品表面刷油漆 D．食品抽真空包装 5．催化剂催化水煤气生成的反应：，下列措施不能加快该反应速率的是 A．升高温度 B．恒容充入CO C．增大碳的用量 D．加入合适催化剂 6．日常生活中的下列做法，与调控反应速率无关的是 A．向门窗合页里注油 B．在铁制品表面刷油漆 C．用冰箱冷藏食物 D．食品抽真空包装 综合应用 1．医疗上，紧急情况常用H2O2和KMnO4反应提供氧气。常温下，在密闭容器中加入双氧水和酸性KMnO4溶液的混合液共100mL，发生反应：，测得O2的体积（标准状况）与时间关系如图所示（忽略体积变化，即反应后溶液体积仍为100mL）。下列叙述正确的是 A．相同时间内的平均速率之比为5：2 B．10~20s内的平均速率 C．c→d段时间内反应速率最快 D．d点时，则起始加入 2．已知反应：在不同条件下的化学反应速率如下。 ①v(CO)=1.5mol/(L·min)    ② ③    ④ 上述化学反应速率最小的是 A．① B．② C．③ D．④ 3．一定条件下，反应的速率方程为（为速率常数），某温度下，该反应在不同浓度下的反应速率如下： 组别 反应速率 ① 1 1 2 v ② 1 4 2 v ③ 2 1 2 ④ 2 1 4 ⑤ 4 8 4 根据表中的测定结果分析，下列结论错误的是 A．由①②可知反应速率与B物质的浓度无关 B． C． D．在反应体系中保持其他物质的浓度不变，仅增大C物质的浓度，会使反应速率增大 4．某兴趣小组为了探究化学反应速率的影响因素，分别用浓度均为的溶液和稀硫酸设计如下表所示实验。反应原理为，下列说法正确的是 实验编号 反应温度/℃ 液体体积/mL 溶液 稀硫酸 蒸馏水 ① 25 2 3 0 ② 25 1 3 ③ 50 3 0 A．若配制溶液时，定容时俯视刻度线，则所配溶液浓度偏低 B．表格中， C．实验②和③是探究温度对反应速率的影响 D．该实验可通过相同时间内所收集到的气体体积判断反应的快慢 5．某密闭容器中投入1.0mol/L的物质A，进行化学反应。在三种不同条件下，反应物A的浓度随反应时间（min）的变化情况如下表所示，表中温度为摄氏度（℃）。下列说法中，不正确的是 实验序号 0 10 20 30 40 50 60 1 800 1.0 0.80 0.67 0.57 0.50 0.50 0.50 2 800 1.0 0.60 0.50 0.50 0.50 0.50 0.50 3 820 1.0 0.40 0.25 0.20 0.20 0.20 0.20 A．由实验1可知，此反应为可逆反应 B．实验2比实验1反应速率快，可能是加了催化剂 C．实验3中，20min内，B的反应速率为 D．由实验可知，通过改变温度可改变反应限度 6．某研究性学习小组利用下列三组实验探究溶液和酸性溶液反应时温度和反应物浓度对化学反应速率的影响。已知：，实验数据如下表。下列叙述不正确的是 编号 反应温度/℃ 酸性溶液的体积/mL 溶液的体积/mL 加入的水的体积/mL 反应所需时间/s ① 20 3.0 4.0 3.0 ② 30 3.0 5.0 ③ 30 3.0 3.0 A．可通过测定溶液褪色的时间比较反应速率快慢 B． C．若，①②两组实验可探究温度对反应速率的影响 D．若，②③两组实验可探究浓度对反应速率的影响 7．下列图示与相应表述不匹配的是 A．铁粉与硫粉加热后反应的热效应 B．探究反应物浓度对化学反应速率的影响 C．反应在到时段的速率： D．对溶液分解生成的影响 A．A B．B C．C D．D 8．已知某条件下反应的速率方程为， 在钨表面分解的实验数据如表所示。 0 20 40 60 80 100 0.100 0.080 0.060 a 0.020 0 已知：①k为速率常数，只与温度、催化剂有关，与浓度无关。 ②时，反应为0级反应，时，反应为1级反应，以此类推。n可以为整数，也可以为分数。 ③浓度消耗一半所用的时间叫半衰期。 下列说法正确的是 A．表格中 B．该反应为2级反应 C．该反应速率与的浓度有关，可能因为催化剂表面吸附的已达到饱和 D．保持其他条件不变，若起始浓度为，则半衰期为 9．某小组利用溶液与稀反应探究反应条件对速率的影响，下列有关说法不正确的是 选项 反应温度 溶液 稀 ① 25 10 0.1 10 0.1 0 ② 25 5 0.1 10 0.1 x ③ 50 10 0.1 5 0.2 5 ④ 50 10 0.1 10 0.1 0 A．该反应的化学方程式为： B．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．①③两组实验可探究温度对反应速率的影响 D．若，①②两组实验可探究溶液浓度对反应速率的影响 10．已知：。某化学小组欲探究该反应过程中浓度、温度对化学反应速率的影响，进行如下实验(忽略溶液体积变化)。 编号 酸性溶液体积/ 溶液体积/mL 水的体积/mL 反应温度/℃ 反应时间/min Ⅰ 2 2 0 20 2.1 Ⅱ 2 1 20 5.5 Ⅲ 2 0 50 0.5 下列说法错误的是 A．， B．实验Ⅰ、Ⅲ的目的是探究温度对化学反应速率的影响 C．若改用酸性溶液，将不能达到实验目的 D．实验Ⅲ中用浓度变化表示的反应速率 拓展培优 1．已知的速率方程为(为速率常数，只与温度，催化剂有关)。实验测得，在催化剂X表面反应的变化数据如下： 0 10 20 30 40 50 60 70 0.100 0.080 0.040 0.020 0 下列说法正确的是 A．， B．时， C．相同条件下，增大的浓度或催化剂X的表面积都能加快反应速率 D．保持其他条件不变，若起始浓度为，当浓度减至一半时共耗时50min 2．某温度下，在2L密闭容器中投入一定量的A、B发生反应：3A(g)+pB(g)qC(g) △H=-QkJ/mol(Q>0)。12s时生成C的物质的量为0.8mol，反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是 A．前12s内，A的平均反应速率为0.025mol/(L·s) B．反应前后混合气体的平均相对分子量之比为9：13 C．化学计量数之比p：q=2∶1 D．12s内，A和B反应放出的热量为0.2QkJ 3．化学反应速率与平衡是化学研究的重要领域。实验小组开展如下探究： Ⅰ．探究催化剂和浓度对化学反应速率的影响 序号 5%体积/mL 体积/mL 体积/mL 蒸馏水体积/mL 时收集体积(已转为标况)/mL 20 0 0 10 ⅱ 10 0 1 ⅲ 20 1 0 ⅳ 20 0 1 9 (1)表中 ， 。 (2)对比实验 和 可探究浓度对化学反应速率的影响。 (3)有同学对比实验ⅲ和ⅳ分析与的催化效果，认为实验试剂选择不严谨，建议将0.20换成 (对分解无影响)。 (4)实验ⅳ中平均化学反应速率为 (列出计算式)。 Ⅱ．探究与的反应是否为可逆反应 方案一： (5)设计以下实验： 序号 实验操作 实验现象 实验结论 ① 取溶液于试管中，滴加溶液，充分振荡 该反应为可逆反应 ② 取实验①的混合液，滴加淀粉溶液 ③ 取实验①的混合液，滴加 溶液 溶液变红 由此得出与反应的离子方程式为 。 方案二： 【资料】当特定波长的光经过碘水，部分光线会被吸收，碘水浓度越高，溶液透光率()越小。不同浓度的碘水中，某特定波长的光的透光率与的关系如下表(其他物质对该波长的光的吸收可忽略)： 1 2.5 5 透光率 (6)设计实验④，证明该反应为可逆反应 实验④将溶液与溶液混合，测得溶液的透光率逐渐 (“上升”或“下降”)，最后透光率维持并保持不变。甲同学认为此时反应达到平衡状态，进而证明该反应为可逆反应。乙同学则认为还需比较与表中数据之一的相对大小，方可证明该反应为可逆反应，则该大小关系为 。 4．某课外兴趣小组利用硫代硫酸钠与稀硫酸反应，探究影响化学反应速率的因素(反应方程式为)，设计了如表系列实验。下列说法不正确的是 实验序号 反应温度/℃ 稀硫酸 反应停止所需时间 V/mL V/mL 1 20 10.0 0.10 10.0 0.50 0 2 40 0.10 0.50 3 20 0.10 4.0 0.50 A．若用实验1和3探究稀硫酸浓度对反应速率的影响，则需，， B．设计该实验的基本原理为变量控制，实验说明可以通过改变反应条件调控化学反应的速率 C．若实验1不再产生沉淀的时间为5min，则 D．将水更换为溶液，对实验结果无影响 5．某课题组研究某溶液中溶质的分解速率的影响因素，结果如图。下列说法正确的是 已知：分解率 A．时，内的分解平均速率为 B．对比曲线①和②，说明同一时刻的分解速率随增大而增大 C．对比曲线②和③，说明内的分解平均速率随增大而增大 D．对比曲线①和②，时，的分解率②>① 6．某同学探究外界条件对H2O2分解速率的影响。实验所用试剂：0.4 mol·L-1 H2O2溶液、蒸馏水、MnO2粉末、Fe2O3粉末 实验 c(H2O2) /mol·L-1 V( H2O2) /mL 温度 催化剂 收集112 mLO2所需时间t / s(s) 1 0.4 20 室温 无 几乎无气体产生 2 0.4 20 50℃水浴 无 296 3 0.4 20 室温 0.5g a 45 4 0.4 20 室温 0.5g MnO2粉末OMOM末 100 5 0.4 ① 室温 0.5g a > 45 (1)实验1、2的目的是：在其他条件相同时，探究 对H2O2分解速率的影响。 (2)表中a处所用试剂为 。对比实验3、4可得出的结论是 。 (3)实验3、5是在其他条件相同时，探究浓度对该化学反应速率的影响。①处取用10 mL 0.4 mol·L-1 H2O2溶液，还应添加的试剂及用量为 。 (4)实验4中，以O2表示的反应速率(O2)= mL·s-1。(表中氧气体积已换算成标准状况的) (5)某同学将印刷电路板的金属粉末用0.4 mol·L-1 H2O2溶液和3.0 mol·L-1 H2SO4溶液处理，实验过程中粉末溶解，溶液逐渐变蓝。 ①该金属粉末溶解的化学方程式为 。 ②某同学在不同温度下完成该实验，测得铜的平均溶解速率分别为： 温度/ ℃ 20 30 40 50 60 70 80 铜的平均溶解速率/10-3 mol·L-1·min-1 7.34 8.01 9.25 7.98 7.24 6.73 5.76 当温度高于40 ℃时，铜的平均溶解速率随着反应温度的升高而下降，其主要原因是 。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 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