2.1 化学反应速率 学案-2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1

该高中化学导学案聚焦化学反应速率，涵盖概念表示、计算比较、影响因素探究及活化能理论，通过实验现象导入连接物质的量浓度等前知，搭建从宏观现象到微观机理的学习支架。 以核心素养为导向，设计定性定量实验培养科学探究能力，通过典型例题和归纳小结强化科学思维，习题分层递进，助力学生构建变化观念与模型认知，提升分析解决问题能力。

2.1　化学反应速率 [核心素养发展目标] 1.宏观辨识与微观探析：通过实验，从宏观上认识外界因素影响化学反应速率的规律；知道化学反应是有历程的，认识基元反应活化能对化学反应速率的影响；知道催化剂可以改变反应历程 2.变化观念：了解化学反应速率的概念及其表示方法，形成不同的反应可用不同的方法来表示化学反应速率的变化观念。 3.证据推理与模型认知：根据化学反应速率的测定原理设计实验，学会化学反应速率的测定方法，通过对比的方法，发展基于变量关系的证据推理素养；建立分析探究外界因素影响化学反应速率的思维模型，能用简单碰撞理论说明反应条件对化学反应速率的影响，体会理论模型的建构过程，强化模型认知意识 4.科学探究：通过定性与定量研究影响化学反应速率的因素，提高学生设计探究方案、进行实验探究的能力。 一、化学反应速率（选必一p24） 1.化学反应速率的概念及其表示方法 （1）概念：化学反应速率是定量描述化学反应进行________的物理量。通常用单位时间内__________的减少或__________的增加来表示。 （2）表达式：v＝_____________＝____________。 Δc表示_________________，常用单位__________。Δt表示_________，常用单位______________。 （3）单位：____________或___________。 【典型例题】 反应：4A(s)＋3B(g)⇌2C(g)＋D(g) (1)完成下列表格，并计算该反应的化学反应速率 B C D 起始浓度 1 mol·L－1 0 0 2 min内浓度变化量 0.6 mol·L－1 0.4 mol·L－1 0.2 mol·L－1 2 min末浓度 0.4 mol·L－1 0.4 mol·L－1 0.2 mol·L－1 v(B)＝ ；v(C)＝ ；v(D)＝ 。 根据计算数据得出的结论： 。 (2)有同学根据(1)中结论求出了用物质A表示的反应速率是0.4 mol·L－1·min－1，你认为是否正确，原因是什么？ (3)以上所求的反应速率是2 min末时的瞬时速率吗？ 【归纳小结】 1、同一反应，用不同物质表示的反应速率其数值可能不同，但表示的意义相同，即表示整个化学反应的快慢。故表示一个化学反应的反应速率时，必须指明是用哪种物质来表示。 2、化学反应速率只取正值，是一段时间内的平均反应速率，而不是某一时刻的瞬时反应速率 3、反应方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的化学反应速率之比等于变化的浓度之比等于变化的物质的量之比。例如：aA+bB=cC+dD a:b:c:d=vA:vB:vC:vD=ΔcA:ΔcB:ΔcC:ΔcD=ΔnA:ΔnB:ΔnC:ΔnD 4、固体或纯液体（不是溶液），其浓度可视为常数，因此一般不用固体或纯液体表示反应速率 题组1 化学反应速率及其表示方法 1．下列对“化学反应速率”的理解正确的是(　　) A．化学反应速率表示的是化学反应进行的程度 B．化学反应速率可以用单位时间内反应物浓度的变化来表示 C．化学反应速率可以用任何一种反应物或生成物的浓度变化来表示 D．化学反应速率可以是正值，也可以是负值 2．已知某条件下，合成氨的反应N2(g)＋3H2(g) ⇌ 2NH3(g)的数据如下： N2 H2 NH3 起始浓度/(mol·L－1) 1.0 3.0 0.2 2 s末浓度/(mol·L－1) 0.6 1.8 1.0 4 s末浓度/(mol·L－1) 0.4 1.2 1.4 当用氨气的浓度变化表示该反应的化学反应速率时，下列说法错误的是(　　) A．2～4 s内的平均反应速率为0.2 mol·L－1·s－1 B．前4 s内的平均反应速率为0.3 mol·L－1·s－1 C．前2 s内的平均反应速率为0.4 mol·L－1·s－1 D．2 s末的反应速率为0.4 mol·L－1·s－1 二、化学反应速率的计算和比较（选必一p25） 1．化学反应速率的计算 (1)公式法：v＝＝ 特别提醒 ①如果题目中给出的是物质的量的变化量，在计算速率时应先除以体积，转化为浓度的变化量。 ②浓度的变化量Δc＝c(某时刻)－c(初始) (2)运用同一反应中“速率之比等于化学计量数之比”的规律进行计算。 对于一个化学反应：mA＋nB⇌pC＋qD，A、B、C、D是气体或溶液时，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q，且有：＝＝＝。 (3)“三段式”法 ①求解化学反应速率计算题的一般步骤： a．写出有关反应的化学方程式； b．“转化量之比等于化学计量数之比”找出各物质的起始量、转化量、某时刻量； c．根据已知条件列方程计算。 反应： mA(g)＋nB(g)⇌pC(g) 起始/(mol·L－1) a 　　b 　　 c 转化/(mol·L－1) x 　　 　　 某时刻/(mol·L－1) a－x b－ c＋ v(B)＝ mol·L－1·s－1 ②计算中注意以下量的关系： 对反应物：c(起始)－c(转化)＝c(某时刻)；对生成物：c(起始)＋c(转化)＝c(某时刻)；转化率＝×100%。 2．化学反应速率的比较方法 (1)定性比较 通过明显的实验现象，如反应的剧烈程度、产生气泡或沉淀的快慢、固体消失或气体充满所需时间的长短等来定性判断化学反应的快慢。如K与水反应比Na与水反应剧烈，则反应速率：K＞Na。 (2)定量比较（归一法、比值法） ①“一看”：看化学反应速率的单位是否一致，若不一致，转化为同一单位。 ②“二化”：将不同物质的化学反应速率转化成同一物质的化学反应速率，或分别除以相应物质的化学计量数。 ③“三比较”：标准统一后比较数值大小，数值越大，反应速率越大。 题组2 化学反应速率的计算与比较 1．在密闭容器里，A与B反应生成C，其反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)表示，已知3v(B)＝2v(A)、2v(C)＝3v(B)，则此反应可表示为(　　) A．2A＋3B===2C B．A＋3B===2C C．3A＋2B===3C D．A＋B===C 2.某温度下，在2 L密闭容器中投入一定量的A、B发生反应：3A(g)＋bB(g) ⇌ cC(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1(Q＞0)。12 s时反应达到平衡，生成C的物质的量为0.8 mol，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12 s内，A的平均反应速率为0.025 mol·L－1·s－1 B．12 s后，A的消耗速率等于B的生成速率 C．化学计量数之比b∶c＝1∶2 D．12 s内，A和B反应放出的热量为0.2Q kJ 3．已知反应4CO＋2NO2N2＋4CO2在不同条件下的化学反应速率如下： ①v(CO)＝1.5 mol·L－1·min－1 ②v(NO2)＝0.7 mol·L－1·min－1 ③v(N2)＝0.4 mol·L－1·min－1 ④v(CO2)＝1.1 mol·L－1·min－1 ⑤v(NO2)＝0.01 mol·L－1·s－1 请比较上述5种情况反应的快慢： (由大到小的顺序)。 【归纳小结】 由n(或c)～t图像确定化学方程式的方法 (1)看趋势，定位置：观察图像，n(或c)随时间逐渐减小的物质为反应物，反之为生成物。 (2)看变化量，定系数：由图像计算各物质在相同时间内的浓度(或物质的量)的变化量，确定各物质的化学计量数。 (3)看是否共存，定符号：根据图像观察各物质是否最终共存(即是否有物质反应完)，从而判断该反应是否为可逆反应，确定在方程式中用“=”还是“⇌”。 三、实验探究影响化学反应速率的外界因素（选必一p25-27） 1.定性研究影响化学反应速率的因素 （1）实验原理 Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O 2H2O22H2O＋O2↑ （2）实验方案设计 影响因素 实验步骤 实验现象 实验结论 浓度 均出现 ，但后者出现 增大反应物浓度，化学反应速率 温度 混合后均出现 ，但70 ℃热水一组 。 升高温度，化学反应速率 催化剂 前者 ，后者出现 催化剂能 化学反应速率 【典型例题】 1．某化学兴趣小组为探究外界条件对化学反应速率的影响，设计以下四组实验。 实验方案 反应温度/℃ Na2S2O3溶液 稀H2SO4 H2O V/mL c/(mol·L－1) V/mL c/(mol·L－1) V/mL ① 25 5 0.1 10 0.1 5 ② 25 V1 0.2 5 0.2 10 ③ 35 5 0.1 10 0.1 5 ④ 35 5 0.2 5 0.2 V2 回答下列问题： (1)V1＝ ，V2＝ 。 (2)设计实验方案①和②的目的是： 。 (3)设计实验方案②和④的目的是： 。 (4)各实验方案均需加入一定体积的水的原因： 。 2．某同学在实验中发现KMnO4(H＋)与H2C2O4溶液反应时，开始一段时间反应速率较慢，溶液褪色不明显，但不久突然褪色，反应速率明显加快，该同学认为是放热导致溶液温度升高所致。重做此实验，测定溶液不同时间的温度，结果如表： 时间/s 0 5 10 15 20 25 30 温度/℃ 25 26 26 26 26.5 27 27 (1)写出此反应的离子方程式： 。 (2)结合表中数据，反应速率明显加快的原因是 。 【归纳小结】 控制变量探究实验题的思维流程 2.定量研究影响化学反应速率的因素 · 测定原理（利用化学反应中任何一种与物质浓度有关的可观测量进行测定） · 测定方法 ①直接观察测定：如通过测量释放出一定时间内气体的体积变化或体系的压强变化等。 ②科学仪器测定：利用科学仪器测量出的性质进行测定，如颜色的深浅、光的吸收、光的发射、导电能力等。在溶液中，当反应物或生成物本身有较明显的颜色时，可利用颜色变化和浓度变化间的比例关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。 （1）实验操作：按如图所示安装两套装置A、B，在锥形瓶内各盛大小相同的2 g锌粒，通过分液漏斗分别加入40 mL 1 mol·L－1和40 mL 4 mol·L－1的硫酸溶液。 2．实验记录及结论(记录收集10 mL H2所用的时间) 加入试剂 反应时间 (填“长”或“短”) 反应速率 (填“快”或“慢”) 结论 1 mol·L－1H2SO4溶液 可以根据产生相同体积的氢气所需要的时间来判断化学反应速率的快慢 4 mol·L－1H2SO4溶液 【归纳小结】 在锌和不同浓度硫酸溶液反应的实验中，比较反应速率快慢的方法有： (1)定性描述——通过实验现象来判断反应的快慢： 。 (2)定量描述——通过实验测量来判断反应的快慢： 。 思考以下问题：在用上述实验测定锌与硫酸反应的速率时， (1)为确保测定的准确性，应注意哪些事项？ (2)用上述装置测定化学反应速率时，操作、药品无误，结果测定速率偏大，请从装置的缺陷的角度分析可能的原因，并帮助设计改进措施。 (3)除用注射器收集气体，你还可用哪些定量仪器测量收集氢气的体积？ (4)除了测定氢气的体积外，你还能设计哪些方案测定锌与稀硫酸反应的速率？ 题组3 实验探究影响化学反应速率的外界因素 1．控制变量法是化学实验的常用方法之一。如图实验探究影响反应速率的因素是(　　) A．浓度 B．温度 C．催化剂 D．固体质量 2．某探究小组用HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法，研究影响反应速率的因素，所用HNO3的浓度分别为1.00 mol·L－1、2.00 mol·L－1，大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格，实验温度为298 K、308 K。 请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号： 实验编号 T/K 大理石规格 硝酸浓度/(mol·L－1) 实验目的 ① 298 粗颗粒 2.00 (Ⅰ)实验①和②探究HNO3浓度对该反应速率的影响 (Ⅱ)实验①和 探究温度对该反应速率的影响 (Ⅲ)实验①和 探究大理石规格(粗、细)对该反应速率的影响 ② ③ 粗颗粒 ④ 3．为测定一定时间内锌和稀硫酸反应的速率，下列测量依据可行的是 (填序号)。 ①m(Zn)的变化　　②c(H＋)的变化 ③c(SO)的变化　 ④V(H2) 的变化 4.化学反应速率是描述化学反应进行快慢的物理量。某同学利用如图所示装置测定化学反应速率。(已知：S2O＋2H＋===H2O＋S↓＋SO2↑) (1)为保证实验的准确性、可靠性，利用该装置进行实验前应先进行的步骤是 ；除如图所示装置的实验用品、仪器外，还需要的一种实验仪器是 。 (2)若在2 min时收集到224 mL(已折算成标准状况)气体，可计算出这2 min内H＋的反应速率，但该测定值比实际值偏小，其原因是 。 (3)试简述测定该反应的反应速率的其他方法： (写一种即可)。 5．下表是某学习兴趣小组，一定条件下测定O3在水溶液中分解浓度减少一半所需时间。已知：O3的起始浓度为0.021 6 mol·L－1。 pH t/min T/℃ 3.0 4.0 5.0 6.0 20 301 231 169 58 30 158 108 48 15 50 31 26 15 7 (1)在30 ℃、pH＝4.0条件下，O3的分解速率为 。 (2)pH增大能加速O3分解，表明对O3分解起催化作用的是 。 (3)根据表中数据，推测O3在下列条件下分解速率依次增大的顺序为 (填字母)。 a．40 ℃、pH＝3.0 b．10 ℃、pH＝4.0 c．30 ℃、pH＝7.0 3．外界条件对化学反应速率的影响规律 影响因素 影响结果(其他条件不变) 浓度 固体或纯液体 浓度为常数，增加反应物的量，反应速率不变(固体物质的表面积影响反应速率) 气体或溶液 增大反应物的浓度，正反应速率加快 升高温度 反应速率加快 增大压强(缩小体积) 对于有气体参加的反应，反应速率加快 使用正催化剂 反应速率加快 其他因素 接触面积、构成原电池、光、电磁波、溶剂的性质等 注意： （1）惰性气体对反应速率的影响 恒容：充入惰性气体总压增大物质浓度不变，反应速率 。 充入反应气体总压增大物质浓度增大，反应速率 。 恒压：充入惰性气体体积增大物质浓度减小，反应速率 。 充入反应气体体积增大物质浓度不变，反应速率 。 （2）加入催化剂可以降低反应的活化能，但不能改变反应热。 （3）随着反应的进行，反应速率先加快后减慢，加快的原因可能是：①反应放热，温度升高，②反应速率加快；③生成物做催化剂；构成原电池。 题组4 外界条件对化学反应速率的影响规律 1．在一密闭容器中充入1 mol H2和1 mol I2，在一定温度下使其发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)　ΔH＜0。下列说法正确的是(　　) A．保持容器容积不变，向其中加入1 mol H2(g)，反应速率加快 B．保持容器容积不变，向其中加入1 mol N2(N2不参加反应)，反应速率一定加快 C．保持容器内气体压强不变，向其中加入1 mol N2(N2不参加反应)，反应速率一定加快 D．保持容器内气体压强不变，向其中加入1 mol H2(g)和1 mol I2(g)，反应速率一定加快 2．相同温度条件下，将下列4种不同浓度的NaHCO3溶液，分别加入到4个盛有20 mL 0.06 mol·L－1盐酸的烧杯中，并加水稀释至50 mL，NaHCO3溶液与盐酸反应产生CO2的速率由大到小的顺序是 。 ①20 mL,0.03 mol·L－1 ②20 mL,0.02 mol·L－1 ③10 mL,0.04 mol·L－1 ④10 mL,0.02 mol·L－1 四、活化能（选必一p27-29） 1.有效碰撞理论 （1）基元反应：大多数化学反应并不是经过简单碰撞就能完成的，而往往经过多个反应步骤才能实现，这其中的每一步反应都称为基元反应。 如2HI===H2＋I2的2个基元反应为2HI―→H2＋2I·、2I·―→I2。 （2）反应机理 先后进行的基元反应反映了化学反应的反应历程，反应历程又称反应机理，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，由一个基元反应组成的总反应也称简单反应。 因此，平常所写的化学方程式是总反应的化学方程式，它只能表示出反应物和生成物以及它们之间的化学计量关系。 （3）基元反应发生的先决条件：反应物的分子必须发生碰撞，但是并不是每一次碰撞都能发生化学反应。 （4）有效碰撞 ①定义：能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞。 ②条件：a.分子必须具有一定的能量，即活化分子（能够发生有效碰撞的分子）；b.有合适的取向 ③与化学反应速率的关系：单位时间内有效碰撞的次数越多，化学反应速率越快。 2．活化分子与活化能 （1）活化分子：能够发生 的分子。 对于某一化学反应来说，在一定条件下，反应物分子中活化分子的百分数是 的。 （2）活化能：活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差，叫做反应的活化能 （3）反应物、生成物的能量与活化能的关系图： （4）过渡态理论：过渡态理论认为，反应物分子并不只是通过简单碰撞直接形成产物，而是必须经过一个形成活化络合物的过渡状态，并且达到这个过渡状态需要一定的活化能。这与爬山类似，山的最高点便是过渡态。 基元反应的活化能越大，反应物到达过渡态就越不容易，该基元反应的速率就越慢。一个化学反应的速率就取决于速率最慢的基元反应。 （5）有效碰撞理论与化学反应的关系：普通分子活化分子有效碰撞→新物质+能量 活化分子的百分数越大，单位体积内 越多，单位时间内 越多，化学反应速率 。 思考：活化能大的反应为什么不容易发生？ 3.有效碰撞理论解释化学反应速率的影响因素 （1）浓度理论解释 单位体积内活化分子的数目与反应物分子的总数成正比，即与反应物的浓度成正比。 当其他条件相同时，反应物浓度增大→单位体积内活化分子数 →单位时间内有效碰撞的次数 →化学反应速率 ；反之，化学反应速率 。 注：①改变固体或纯液体的量，对化学反应速率无影响 ②增加固体接触面积（将固体研碎）或加快液体扩散速率（对反应物进行搅拌），均可以提高化学反应速率 （2）压强理论解释 增大压强→气体体积缩小→反应物浓度增大→单位体积内活化分子数 →单位时间内有效碰撞的次数 →化学反应速率 ；反之，化学反应速率 。 压强对化学反应速率的影响，可转化成浓度对化学反应速率的影响。 （3）温度理论解释 在其他条件不变时，升高温度，化学反应速率越快；温度每升高10℃，化学反应速率增大到原来的2-4倍。 微观解释：在其他条件不变时，升高温度，反应物分子的能量增加，使一部分原来能量较低的分子变成活化分子，→活化分子的百分数 →单位时间内有效碰撞的次数 →化学反应速率 ；反之，化学反应速率 。 （4）催化剂理论解释 一般是加快反应速率。使用时要注意温度及防止催化剂中毒 ①催化剂的催化机理 催化剂参与化学反应，生成能量更低的中间产物，降低了达到过渡态所需要的活化能，改变了反应的历程(如图)，使发生的每一次反应所需的活化能降低，使反应易于发生，速率加快。这就是我们经常说的催化剂改变反应途径，降低反应的活化能。 即在其他条件不变时，使用催化剂，这就使更多的反应物分子成为活化分子→活化分子的百分数增大→单位时间内有效碰撞的次数增加→化学反应速率加快。 ②催化反应一般过程(简化的过程) a.反应物扩散到催化剂表面； b.反应物被吸附在催化剂表面； c.被吸附的反应物发生化学反应生成产物； d.产物的解吸。 注意：①催化剂本身在反应前后自身的组成、化学性质和质量不变，但物理性质可以发生改变 ②催化剂对一个反应有催化作用，对另一个反应不一定有催化作用，即催化剂具有专一性。 （5）其他因素：光辐射、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨等。总之，向反应体系输入能量，都有可能影响化学反应速率 【归纳小结】 题组5　活化分子与有效碰撞理论 1．下列说法正确的是(　　) ①活化分子间的碰撞一定能发生化学反应 ②非活化分子间的碰撞能发生化学反应　③活化分子的能量比非活化分子的能量高　④化学反应的实质是原子的重新组合　⑤化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成　⑥化学反应的实质是活化分子有合适取向时的有效碰撞 A．①③④⑤ B．①②③⑥ C．③④⑤⑥ D．②③④⑤ 2．下列说法不正确的是(　　) A．图甲中曲线Ⅱ可以表示催化剂降低了反应的活化能 B．图乙中HI分子发生了有效碰撞 C．活化能接近于零的反应，当反应物相互接触时，反应瞬间完成，而且温度对其反应速率几乎没有影响 D．图甲中所示反应为放热反应 3．在有气体参与的反应中，①增大反应物浓度、②升高温度、③增大压强(压缩体积)、④加入催化剂，若以上四种方法均可使反应速率增大，完成下列问题： (1)降低反应活化能的是 (填序号，下同)。 (2)增加活化分子百分比的是 。 (3)未改变活化分子百分比，增加单位体积内分子总数的是 。 (4)增加单位体积内活化分子数的是 。 4．已知反应：2NO(g)＋Br2(g)⇌2NOBr(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1(a＞0)，其反应机理如下： ①NO(g)＋Br2(g)⇌NOBr2(g)　快 ②NO(g)＋NOBr2(g)⇌2NOBr(g)　慢 下列有关该反应的说法正确的是(　　) A．该反应的速率主要取决于①的快慢 B．NOBr2是该反应的催化剂 C．正反应的活化能比逆反应的活化能小a kJ·mol－1 D．增大Br2(g)的浓度能增大活化分子百分数，加快反应速率 题组6　化学反应历程能量探析与有关活化能的图像分析 1．氮气与氢气在催化剂表面发生合成氨反应的微粒变化历程如图所示。 下列关于反应历程的先后顺序排列正确的是(　　) A．④③①② B．③④①② C．③④②① D．④③②① 2．过渡态理论认为：化学反应不是通过反应物分子的简单碰撞完成的。在反应物分子生成产物分子的过程中，首先生成一种高能量的活化配合物，高能量的活化配合物再进一步转化为产物分子。按照过渡态理论，NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)的反应历程如下，下列有关说法正确的是(　　) A．第二步活化配合物之间的碰撞一定是有效碰撞 B．活化配合物的能量越高，第一步的反应速率越快 C．第一步反应需要吸收能量 D．该反应的反应速率主要取决于第二步反应 3．已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ，在含少量I－的溶液中，H2O2分解的机理为H2O2＋I－===H2O＋IO－(慢)、H2O2＋IO－===H2O＋O2＋I－(快)。下列有关该反应的说法不正确的是(　　) A．总反应中v(H2O2)∶v(O2)＝2∶1 B．H2O2的分解速率与I－的浓度有关 C．该反应的催化剂是I－，而不是IO－ D．由于催化剂的加入降低了反应的活化能，使该反应活化能低于98 kJ·mol－1 4．NO催化O3分解的反应机理如下： 第一步：O3(g)＋NO(g)―→O2(g)＋NO2(g) 第二步：NO2(g)―→O(g)＋NO(g) 第三步： 总反应：2O3(g)―→3O2(g) 其能量与反应历程的关系如图所示。下列叙述不正确的是(　　) A．第一步基元反应是该反应的决速步骤 B．第二步反应断裂的化学键只有共价键 C．第三步反应的反应机理为O(g)＋O3(g)―→2O2(g) D．催化剂NO改变了总反应的反应历程和焓变 【课后练习】 1．标准状况下，将5.6g铁粉投入100mL 2mol•L﹣1稀硫酸中，2min时铁粉恰好完全溶解。关于该反应的速率，四位同学提出了四种表示方法：甲：v（Fe）＝2.8g•min﹣1；乙：v（H2SO4）＝1mol•L﹣1•min﹣1；丙：v（FeSO4）＝0.5mol•L﹣1•min﹣1；丁：v（H2）＝1.12L•min﹣1．下列说法正确的是（　　） A．甲错误，因为固体物质不能用来表示反应速率 B．丁错误，因为速率的单位错误 C．只有乙错误 D．只有丙正确 2．化学反应A（g）+3B（g）⇌2C（g）+2D（g），下列是不同的情况下测得的不同物质的反应速率，其中表示该化学反应的反应速率最慢的是（　　） A．v（A）＝0.20mol•（L•min）﹣1 B．v（B）＝0.45mol•（L•s）﹣1 C．v（C）＝0.30mol•（L•min）﹣1 D．v（D）＝0.35mol•（L•min）﹣1 3．下列化学反应速率的测量中，测量依据不可行的是(　　) 选项 化学反应 测量依据(单位时间内) A 2NO2(g)N2O4(g) 颜色深浅 B Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ H2体积变化 C CO(g)＋H2O(g)=== CO2(g)＋H2(g) 压强变化 D Ca(OH)2＋Na2CO3=== CaCO3↓＋2NaOH 沉淀质量变化 4．下列产生氢气速率最快的是(　　) 序号 温度 物质 酸(足量) A 25 ℃ 1 g锌粒 1 mol·L－1 HCl B 60 ℃ 1 g锌粉 2.5 mol·L－1 HNO3 C 60 ℃ 1 g锌粒 2 mol·L－1 HCl D 60 ℃ 1 g锌粉 1 mol·L－1 H2SO4 5.某温度下按如图装置进行实验，锥形瓶内盛有6.5 g锌粒(颗粒大小基本相同)，通过分液漏斗加入40 mL 2.5 mol·L－1的硫酸溶液，将产生的H2收集在一个注射器中，用时10 s时恰好收集到气体的体积为50 mL(折合成0 ℃、101 kPa条件下的H2体积为44.8 mL)，在该温度下，下列说法不正确的是(　　) A．用锌粒表示的10 s内该反应的速率为0.013 g·s－1 B．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用H＋表示的10 s内该反应的速率为0.01 mol·L－1·s－1 C．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用Zn2＋表示的10 s内该反应的速率为0.01 mol·L－1·s－1 D．用H2表示的10 s内该反应的速率为0.000 2 mol·s－1 6．(2022·湖南长沙一中高二月考)将15 mol A与B的混合物充入容积为2 L的恒容密闭容器中，在一定温度下发生反应：2A(g)＋3B(g) ⇌ C(g)＋2D(g)，经过15 min达到化学平衡状态，达到化学平衡状态时容器内的压强是反应前的，则0～15 min内用B的浓度变化表示的反应速率是(　　) A．0.15 mol·L－1·min－1 B．0.3 mol·L－1·min－1 C．0.45 mol·L－1·min－1 D．0.6 mol·L－1·min－1 7．将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应：2A(g)＋B(g) ⇌ 2C(g)。若经2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L－1，现有下列几种说法： ①用物质A表示的反应的平均速率为0.3 mol·L－1·s－1 ②用物质B表示的反应的平均速率为0.6 mol·L－1·s－1 ③2 s末时物质B的浓度为0.7 mol·L－1 ④2 s末，物质A的转化率为70% 其中正确的是(　　) A．①④ B．①③ C．②④ D．③④ 8．一定条件下的密闭容器中发生反应：2SO2（g）+O2（g）⇌ 2SO3（g），若其他条件不变，下列措施会使该反应速率减小的是（　　） A．升高温度 B．增大O2浓度 C．加入催化剂 D．减小压强 9．下列措施一定不能增大化学反应速率的是（　　） A．降低温度 B．增大反应物的浓度 C．固体块状的反应物改为粉末状 D．压缩容器体积增大压强 10．下列措施能明显增大原反应的化学反应速率的是（　　） A．Na与水反应时，增加水的质量 B．在H2SO4与NaOH两溶液反应时，增大压强 C．实验室制氢气时，将稀H2SO4改为98%的浓H2SO4与Zn反应 D．在工业合成氨反应中，温度一定、容器体积一定时，增加氮气的量 11．下列装置或操作能达到目的的是(　　) A．装置①用于测定生成氢气的速率 B．装置②依据褪色快慢比较浓度对反应速率的影响 C．装置③依据U形管两边液面的高低判断Na和水反应的热效应 D．装置④依据出现浑浊的快慢比较温度对反应速率的影响 12.在含Fe3＋的S2O和I－的混合溶液中，反应S2O(aq)＋2I－(aq)===2SO(aq)＋I2(aq)的分解机理及反应过程中的能量变化为： 步骤①：2Fe3＋(aq)＋2I－(aq)===I2(aq)＋2Fe2＋(aq) 步骤②：2Fe2＋(aq)＋S2O(aq)===2Fe3＋(aq)＋2SO(aq) 下列有关该反应的说法正确的是(　　) A．反应速率与Fe3＋的浓度有关 B．Fe2＋是该反应的催化剂 C．v(S2O)＝v(I－)＝v(I2) D．若不加Fe3＋，则正反应的活化能比逆反应的大 13.某反应历程包含两个基元反应，能量变化如图所示(E为正值，单位：kJ·mol－1)。下列说法正确的是(　　) A．该总反应的活化能Ea＝E1＋E3 B．对于Ea>0的反应，必须加热才能进行 C．该总反应的焓变ΔH＝－(E4＋E2－E1－E3) D．此条件下，基元反应的反应速率第二个大于第一个 14．我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。 下列说法不正确的是(　　) A．生成CH3COOH总反应的原子利用率为100% B．CH4→CH3COOH过程中，有C—H发生断裂 C．①→②放出能量并形成了C—C D．该催化剂可改变反应的反应热 15．活泼自由基与氧气的反应一直是关注的热点。HNO自由基与O2反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A．该反应为吸热反应 B．产物的稳定性：P1>P2 C．该历程中最大正反应的活化能E正＝186.19 kJ·mol－1 D．相同条件下，由中间产物Z转化为产物的速率：v(P1)<v(P2) 16.T ℃时，在0.5 L的密闭容器中，气体A与气体B反应生成气体C，反应过程中A、B、C的浓度变化如图所示，下列结论正确的是(　　) A．10 s时反应生成了0.2 mol C B．该反应进行到10 s时，消耗了0.15 mol A C．该反应的化学方程式为3A＋B ⇌ 2C D．10 s内用B的浓度变化表示的反应速率为0.01 mol·L－1·s－1 17．固定和利用CO2能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体。工业上有一种用CO2来生产甲醇燃料的方法：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)。某科学实验将6 mol CO2和8 mol H2充入2 L的密闭容器中，测得H2的物质的量随时间变化如图曲线Ⅱ所示。a、b、c、d、e括号内数据表示坐标。 (1)a～b、b～c、c～d、d～e四段中，平均反应速率最大的时间段是 ，该时间段内H2的平均反应速率是 。 (2)H2的物质的量不再改变时，CO2的转化率是 ；反应前后容器内的压强比是 。 18．某探究小组利用丙酮的溴代反应：CH3COCH3＋Br2CH3COCH2Br＋HBr。研究反应物浓度与反应速率的关系。反应速率v通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定，在一定温度下，获得如下实验数据： 实验序号 初始浓度c/(mol·L－1) 溴颜色消失 所需时间t/s CH3COCH3 HCl Br2 ① 0.80 0.20 0.001 0 290 ② 1.60 x 0.001 0 145 ③ y 0.40 0.001 0 145 ④ 0.80 0.20 0.002 0 580 ⑤ 0.80 0.20 0.004 0 t1 (1)表格中x＝ ，y＝ 。 (2)已知该反应速率方程：v＝k·ca(CH3COCH3)·cb(HCl)·cd(Br2)，其中k为仅与温度有关的速率常数。由上表数据可推测出a＝ ，b＝ ，d＝ 。 (3)t1＝ 。已知反应物分子一步直接转化为产物的反应称为基元反应，则该反应 (填“是”或“不是”)基元反应。 19.(1)某反应在体积为5 L的恒容密闭的绝热容器中进行，各物质的量随时间的变化情况如图所示(已知A、B、C均为气体)。 ①该反应的化学方程式为 。 ②反应开始至2 min时，B的平均反应速率为 。 ③平衡时A的转化率为 。 (2)为了研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，某同学设计了如下一系列实验：将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的容器中，收集产生的气体，记录获得相同体积气体所需的时间。 实验 混合溶液　　　　　 A B C D E F 4 mol·L－1H2SO4溶液/mL 30 V1 V2 V3 V4 V5 饱和CuSO4溶液/mL 0 0.5 2.5 5 V6 20 H2O/mL V7 V8 V9 V10 10 0 ①请完成此实验设计：其中V1＝ ，V6＝ 。 ②该同学最后得出的结论为当加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高，但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因： 。 第 1 页 共 12 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2.1.1　化学反应速率 [核心素养发展目标] 1.宏观辨识与微观探析：通过实验，从宏观上认识外界因素影响化学反应速率的规律；知道化学反应是有历程的，认识基元反应活化能对化学反应速率的影响；知道催化剂可以改变反应历程 2.变化观念：了解化学反应速率的概念及其表示方法，形成不同的反应可用不同的方法来表示化学反应速率的变化观念。 3.证据推理与模型认知：根据化学反应速率的测定原理设计实验，学会化学反应速率的测定方法，通过对比的方法，发展基于变量关系的证据推理素养；建立分析探究外界因素影响化学反应速率的思维模型，能用简单碰撞理论说明反应条件对化学反应速率的影响，体会理论模型的建构过程，强化模型认知意识 4.科学探究：通过定性与定量研究影响化学反应速率的因素，提高学生设计探究方案、进行实验探究的能力。 一、化学反应速率（选必一p24） 1.化学反应速率的概念及其表示方法 （1）概念：化学反应速率是定量描述化学反应进行________的物理量。通常用单位时间内__________的减少或__________的增加来表示。 （2）表达式：v＝_____________＝____________。 Δc表示_________________，常用单位__________。Δt表示_________，常用单位______________。 （3）单位：____________或___________。 【典型例题】 反应：4A(s)＋3B(g)⇌2C(g)＋D(g) (1)完成下列表格，并计算该反应的化学反应速率 B C D 起始浓度 1 mol·L－1 0 0 2 min内浓度变化量 0.6 mol·L－1 0.4 mol·L－1 0.2 mol·L－1 2 min末浓度 0.4 mol·L－1 0.4 mol·L－1 0.2 mol·L－1 v(B)＝0.3 mol·L－1·min－1；v(C)＝0.2 mol·L－1·min－1；v(D)＝0.1 mol·L－1·min－1。 根据计算数据得出的结论：在同一化学反应里，用不同的物质表示的反应速率的数值之比等于相应物质的化学计量数之比。 (2)有同学根据(1)中结论求出了用物质A表示的反应速率是0.4 mol·L－1·min－1，你认为是否正确，原因是什么？ 提示　不正确，固体或纯液体在反应中认为浓度不变，所以不能用固体、纯液体的浓度变化来表示化学反应速率。 (3)以上所求的反应速率是2 min末时的瞬时速率吗？ 提示　不是，是2 min内的平均速率。 【归纳小结】 1、同一反应，用不同物质表示的反应速率其数值可能不同，但表示的意义相同，即表示整个化学反应的快慢。故表示一个化学反应的反应速率时，必须指明是用哪种物质来表示。 2、化学反应速率只取正值，是一段时间内的平均反应速率，而不是某一时刻的瞬时反应速率 3、反应方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的化学反应速率之比等于变化的浓度之比等于变化的物质的量之比。例如：aA+bB=cC+dD a:b:c:d=vA:vB:vC:vD=ΔcA:ΔcB:ΔcC:ΔcD=ΔnA:ΔnB:ΔnC:ΔnD 4、固体或纯液体（不是溶液），其浓度可视为常数，因此一般不用固体或纯液体表示反应速率 题组1 化学反应速率及其表示方法 1．下列对“化学反应速率”的理解正确的是(　　) A．化学反应速率表示的是化学反应进行的程度 B．化学反应速率可以用单位时间内反应物浓度的变化来表示 C．化学反应速率可以用任何一种反应物或生成物的浓度变化来表示 D．化学反应速率可以是正值，也可以是负值 答案　B 解析　化学反应速率表示化学反应进行的快慢程度，不表示反应进行的程度，A项错误；化学反应速率可以用单位时间内反应物浓度的减少来表示，也可以用单位时间内生成物浓度的增加来表示，B项正确；反应速率不能用纯液体或固体的浓度变化来表示，C项错误；化学反应速率都是正值而无负值，D项错误。 2．已知某条件下，合成氨的反应N2(g)＋3H2(g) ⇌ 2NH3(g)的数据如下： N2 H2 NH3 起始浓度/(mol·L－1) 1.0 3.0 0.2 2 s末浓度/(mol·L－1) 0.6 1.8 1.0 4 s末浓度/(mol·L－1) 0.4 1.2 1.4 当用氨气的浓度变化表示该反应的化学反应速率时，下列说法错误的是(　　) A．2～4 s内的平均反应速率为0.2 mol·L－1·s－1 B．前4 s内的平均反应速率为0.3 mol·L－1·s－1 C．前2 s内的平均反应速率为0.4 mol·L－1·s－1 D．2 s末的反应速率为0.4 mol·L－1·s－1 答案　D 解析　2～4 s内，氨气的平均反应速率为＝0.2 mol·L－1·s－1，故A正确；前4 s内氨气的平均反应速率为＝0.3 mol·L－1·s－1，故B正确；前2 s内氨气的平均反应速率为＝0.4 mol·L－1·s－1，故C正确；2 s内氨气的平均反应速率为0.4 mol·L－1·s－1，不是瞬时速率，故D错误。 二、化学反应速率的计算和比较（选必一p25） 1．化学反应速率的计算 (1)公式法：v＝＝ 特别提醒 ①如果题目中给出的是物质的量的变化量，在计算速率时应先除以体积，转化为浓度的变化量。 ②浓度的变化量Δc＝c(某时刻)－c(初始) (2)运用同一反应中“速率之比等于化学计量数之比”的规律进行计算。 对于一个化学反应：mA＋nB⇌pC＋qD，A、B、C、D是气体或溶液时，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q，且有：＝＝＝。 (3)“三段式”法 ①求解化学反应速率计算题的一般步骤： a．写出有关反应的化学方程式； b．“转化量之比等于化学计量数之比”找出各物质的起始量、转化量、某时刻量； c．根据已知条件列方程计算。 反应： mA(g)＋nB(g)⇌pC(g) 起始/(mol·L－1) a 　　b 　　 c 转化/(mol·L－1) x 　　 　　 某时刻/(mol·L－1) a－x b－ c＋ v(B)＝ mol·L－1·s－1 ②计算中注意以下量的关系： 对反应物：c(起始)－c(转化)＝c(某时刻)；对生成物：c(起始)＋c(转化)＝c(某时刻)；转化率＝×100%。 2．化学反应速率的比较方法 (1)定性比较 通过明显的实验现象，如反应的剧烈程度、产生气泡或沉淀的快慢、固体消失或气体充满所需时间的长短等来定性判断化学反应的快慢。如K与水反应比Na与水反应剧烈，则反应速率：K＞Na。 (2)定量比较（归一法、比值法） ①“一看”：看化学反应速率的单位是否一致，若不一致，转化为同一单位。 ②“二化”：将不同物质的化学反应速率转化成同一物质的化学反应速率，或分别除以相应物质的化学计量数。 ③“三比较”：标准统一后比较数值大小，数值越大，反应速率越大。 题组2 化学反应速率的计算与比较 1．在密闭容器里，A与B反应生成C，其反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)表示，已知3v(B)＝2v(A)、2v(C)＝3v(B)，则此反应可表示为(　　) A．2A＋3B===2C B．A＋3B===2C C．3A＋2B===3C D．A＋B===C 答案　C 解析　由3v(B)＝2v(A)、2v(C)＝3v(B)可推出：＝，＝，即v(A)∶v(B)∶v(C)＝3∶2∶3，速率之比等于化学计量数之比。 2.某温度下，在2 L密闭容器中投入一定量的A、B发生反应：3A(g)＋bB(g)cC(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1(Q＞0)。12 s时反应达到平衡，生成C的物质的量为0.8 mol，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12 s内，A的平均反应速率为0.025 mol·L－1·s－1 B．12 s后，A的消耗速率等于B的生成速率 C．化学计量数之比b∶c＝1∶2 D．12 s内，A和B反应放出的热量为0.2Q kJ 答案　C 解析　由图像分析可知，前12 s内A的浓度变化为Δc(A)＝0.2 mol·L－1－0.8 mol·L－1＝－0.6 mol· L－1，反应速率v(A)＝－＝＝0.05 mol·L－1·s－1，A错误；前12 s内B的浓度变化为Δc(B)＝0.3 mol·L－1－0.5 mol·L－1＝－0.2 mol·L－1，反应速率v(B)＝－＝＝ mol·L－1·s－1，依据题意v(C)＝＝＝＝ mol·L－1·s－1，速率之比等于化学计量数之比，则3∶b∶c＝0.05∶∶，b＝1，c＝2，b∶c＝1∶2，C正确；由上述分析可知，该反应的化学方程式为3A(g)＋B(g)2C(g)，其中A、B化学计量数不同，12 s后达到平衡状态，A的消耗速率不等于B的生成速率，B错误；3 mol A完全反应放热Q kJ,12 s内A反应的物质的量为(0.8 mol·L－1－0.2 mol·L－1)×2 L＝1.2 mol，则1.2 mol A反应放出的热量为0.4Q kJ，D错误。 3．已知反应4CO＋2NO2N2＋4CO2在不同条件下的化学反应速率如下： ①v(CO)＝1.5 mol·L－1·min－1 ②v(NO2)＝0.7 mol·L－1·min－1 ③v(N2)＝0.4 mol·L－1·min－1 ④v(CO2)＝1.1 mol·L－1·min－1 ⑤v(NO2)＝0.01 mol·L－1·s－1 请比较上述5种情况反应的快慢： (由大到小的顺序)。 答案　③>①>②>⑤>④ 解析　②经转化可表示为v(CO)＝2v(NO2)＝1.4 mol·L－1·min－1；③v(CO)＝4v(N2)＝1.6 mol·L－1· min－1；④v(CO)＝v(CO2)＝1.1 mol·L－1·min－1；⑤v(CO)＝2v(NO2)＝0.02 mol·L－1·s－1＝1.2 mol· L－1·min－1，故反应的快慢顺序为③>①>②>⑤>④。 【归纳小结】 1.由n(或c)～t图像确定化学方程式的方法 (1)看趋势，定位置：观察图像，n(或c)随时间逐渐减小的物质为反应物，反之为生成物。 (2)看变化量，定系数：由图像计算各物质在相同时间内的浓度(或物质的量)的变化量，确定各物质的化学计量数。 (3)看是否共存，定符号：根据图像观察各物质是否最终共存(即是否有物质反应完)，从而判断该反应是否为可逆反应，确定在方程式中用“=”还是“⇌”。 三、实验探究影响化学反应速率的外界因素（选必一p25-27） 1.定性研究影响化学反应速率的因素 （1）实验原理 Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O 2H2O22H2O＋O2↑ （2）实验方案设计 影响因素 实验步骤 实验现象 实验结论 浓度 均出现浑浊，但后者出现浑浊更快 增大反应物浓度，化学反应速率增大 温度 混合后均出现浑浊，但70 ℃热水一组首先出现浑浊 升高温度，化学反应速率增大 催化剂 前者无明显现象，后者出现大量气泡 催化剂能加快化学反应速率 【典型例题】 1．某化学兴趣小组为探究外界条件对化学反应速率的影响，设计以下四组实验。 实验方案 反应温度/℃ Na2S2O3溶液 稀H2SO4 H2O V/mL c/(mol·L－1) V/mL c/(mol·L－1) V/mL ① 25 5 0.1 10 0.1 5 ② 25 V1 0.2 5 0.2 10 ③ 35 5 0.1 10 0.1 5 ④ 35 5 0.2 5 0.2 V2 回答下列问题： (1)V1＝5 ，V2＝10 。 (2)设计实验方案①和②的目的是：探究Na2S2O3的浓度对化学反应速率的影响。 (3)设计实验方案②和④的目的是：探究温度对化学反应速率的影响。 (4)各实验方案均需加入一定体积的水的原因：各实验方案中混合液的体积均相等。 2．某同学在实验中发现KMnO4(H＋)与H2C2O4溶液反应时，开始一段时间反应速率较慢，溶液褪色不明显，但不久突然褪色，反应速率明显加快，该同学认为是放热导致溶液温度升高所致。重做此实验，测定溶液不同时间的温度，结果如表： 时间/s 0 5 10 15 20 25 30 温度/℃ 25 26 26 26 26.5 27 27 (1)写出此反应的离子方程式：2MnO＋6H＋＋5H2C2O4===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。 (2)结合表中数据，反应速率明显加快的原因是反应生成的Mn2＋是该反应的催化剂。 【归纳小结】 控制变量探究实验题的思维流程 2.定量研究影响化学反应速率的因素 · 测定原理（利用化学反应中任何一种与物质浓度有关的可观测量进行测定） · 测定方法 ①直接观察测定：如通过测量释放出一定时间内气体的体积变化或体系的压强变化等。 ②科学仪器测定：利用科学仪器测量出的性质进行测定，如颜色的深浅、光的吸收、光的发射、导电能力等。在溶液中，当反应物或生成物本身有较明显的颜色时，可利用颜色变化和浓度变化间的比例关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。 （1）实验操作：按如图所示安装两套装置A、B，在锥形瓶内各盛大小相同的2 g锌粒，通过分液漏斗分别加入40 mL 1 mol·L－1和40 mL 4 mol·L－1的硫酸溶液。 2．实验记录及结论(记录收集10 mL H2所用的时间) 加入试剂 反应时间 (填“长”或“短”) 反应速率 (填“快”或“慢”) 结论 1 mol·L－1H2SO4溶液 长 慢 可以根据产生相同体积的氢气所需要的时间来判断化学反应速率的快慢 4 mol·L－1H2SO4溶液 短 快 【归纳小结】 在锌和不同浓度硫酸溶液反应的实验中，比较反应速率快慢的方法有： (1)定性描述——通过实验现象来判断反应的快慢： 。 (2)定量描述——通过实验测量来判断反应的快慢： 。 答案　(1)①观察产生气泡的快慢；②观察试管中剩余锌粒的质量的多少；③用手触摸试管，感受试管外壁温度的高低。 (2)①根据产生相同体积的氢气所需要的时间来判断化学反应速率的快慢；②通过相同时间内收集氢气的体积来比较反应的快慢（或体系的压强变化、物质的物质的量的变化、离子浓度的变化、体系的温度变化、反应的热量变化） 【深度思考】 在用上述实验测定锌与硫酸反应的速率时， (1)为确保测定的准确性，应注意哪些事项？ 提示　①锌的颗粒(即表面积)大小基本相同；②40 mL的硫酸溶液要迅速加入；③装置气密性良好，且计时要迅速准确。 (2)用上述装置测定化学反应速率时，操作、药品无误，结果测定速率偏大，请从装置的缺陷的角度分析可能的原因，并帮助设计改进措施。 提示　原因：忽视加入硫酸排出气体的体积。 改进装置： (3)除用注射器收集气体，你还可用哪些定量仪器测量收集氢气的体积？ 提示　气体收集可以用排水量气装置 (4)除了测定氢气的体积外，你还能设计哪些方案测定锌与稀硫酸反应的速率？ 提示　①在恒容反应装置中，测定一段时间内压强的变化；②测定一段时间内H＋的浓度变化；③测定一段时间内锌粒质量的变化。 题组3 实验探究影响化学反应速率的外界因素 1．控制变量法是化学实验的常用方法之一。如图实验探究影响反应速率的因素是(　　) A．浓度 B．温度 C．催化剂 D．固体质量 答案　B 解析　两个实验中，盐酸浓度相同，镁条相同，温度不同，则该实验探究影响反应速率的因素是温度。 2．某探究小组用HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法，研究影响反应速率的因素，所用HNO3的浓度分别为1.00 mol·L－1、2.00 mol·L－1，大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格，实验温度为298 K、308 K。 请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号： 实验编号 T/K 大理石规格 硝酸浓度/(mol·L－1) 实验目的 ① 298 粗颗粒 2.00 (Ⅰ)实验①和②探究HNO3浓度对该反应速率的影响 (Ⅱ)实验①和 探究温度对该反应速率的影响 (Ⅲ)实验①和 探究大理石规格(粗、细)对该反应速率的影响 ② ③ 粗颗粒 ④ 答案　②298　粗颗粒　1.00　③308　2.00 ④298　细颗粒　2.00　(Ⅱ)③　(Ⅲ)④ 解析　实验①和②探究HNO3浓度对反应速率的影响，故大理石规格和反应温度应相同，而HNO3浓度不同；同理，①和③应选择不同的温度，①和④应选择不同的大理石规格，另外2个条件相同。 3．为测定一定时间内锌和稀硫酸反应的速率，下列测量依据可行的是①②④(填序号)。 ①m(Zn)的变化　　②c(H＋)的变化 ③c(SO)的变化　 ④V(H2) 的变化 4.化学反应速率是描述化学反应进行快慢的物理量。某同学利用如图所示装置测定化学反应速率。(已知：S2O＋2H＋===H2O＋S↓＋SO2↑) (1)为保证实验的准确性、可靠性，利用该装置进行实验前应先进行的步骤是 ；除如图所示装置的实验用品、仪器外，还需要的一种实验仪器是 。 (2)若在2 min时收集到224 mL(已折算成标准状况)气体，可计算出这2 min内H＋的反应速率，但该测定值比实际值偏小，其原因是 。 (3)试简述测定该反应的反应速率的其他方法： (写一种即可)。 答案　(1)检查装置的气密性　秒表　(2)部分SO2溶于水，使得气体体积偏小　(3)测定一定时间内生成硫单质的质量或H＋浓度的变化(其他合理答案均可) 解析　(1)该反应中需要测量生成气体的体积，所以进行实验前应先检查装置的气密性；本实验需要测定反应速率，根据速率计算公式v＝可知，该实验中需要计时，所以还需要的仪器为秒表。 (2)该速率根据收集的SO2的体积计算速率，但部分SO2溶于水，使得体积偏小，所以测定值比实际值偏小。 (3)根据化学方程式可知，测定该反应的反应速率还可以测定一定时间内生成硫单质的质量，也可以测定一定时间内H＋浓度的变化。 5．下表是某学习兴趣小组，一定条件下测定O3在水溶液中分解浓度减少一半所需时间。已知：O3的起始浓度为0.021 6 mol·L－1。 pH t/min T/℃ 3.0 4.0 5.0 6.0 20 301 231 169 58 30 158 108 48 15 50 31 26 15 7 (1)在30 ℃、pH＝4.0条件下，O3的分解速率为 。 (2)pH增大能加速O3分解，表明对O3分解起催化作用的是 。 (3)根据表中数据，推测O3在下列条件下分解速率依次增大的顺序为 (填字母)。 a．40 ℃、pH＝3.0 b．10 ℃、pH＝4.0 c．30 ℃、pH＝7.0 答案　(1)1.00×10－4 mol·L－1·min－1 (2)OH－　(3)b、a、c 解析　(1)v＝＝＝1.00×10－4mol·L－1·min－1。(2)pH增大，则OH－浓度增大，pH增大能加速O3分解，表明对O3分解起催化作用的是OH－。(3)由表中数据可知，40 ℃、pH＝3.0时，所需时间在31～158 min之间；10 ℃、pH＝4.0时，所需时间＞231 min；30 ℃、pH＝7.0时，所需时间＜15 min，则分解速率依次增大的顺序是b、a、c。 3．外界条件对化学反应速率的影响规律 影响因素 影响结果(其他条件不变) 浓度 固体或纯液体 浓度为常数，增加反应物的量，反应速率不变(固体物质的表面积影响反应速率) 气体或溶液 增大反应物的浓度，正反应速率加快 升高温度 反应速率加快 增大压强(缩小体积) 对于有气体参加的反应，反应速率加快 使用正催化剂 反应速率加快 其他因素 接触面积、构成原电池、光、电磁波、溶剂的性质等 注意： （1）惰性气体对反应速率的影响 恒容：充入惰性气体总压增大物质浓度不变，反应速率 不变 。 充入反应气体总压增大物质浓度增大，反应速率 增大 。 恒压：充入惰性气体体积增大物质浓度减小，反应速率 减小 。 充入反应气体体积增大物质浓度不变，反应速率 不变 。 （2）加入催化剂可以降低反应的活化能，但不能改变反应热。 （3）随着反应的进行，反应速率先加快后减慢，加快的原因可能是：①反应放热，温度升高，②反应速率加快；③生成物做催化剂；构成原电池。 题组4 外界条件对化学反应速率的影响规律 1．在一密闭容器中充入1 mol H2和1 mol I2，在一定温度下使其发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)　ΔH＜0。下列说法正确的是(　　) A．保持容器容积不变，向其中加入1 mol H2(g)，反应速率加快 B．保持容器容积不变，向其中加入1 mol N2(N2不参加反应)，反应速率一定加快 C．保持容器内气体压强不变，向其中加入1 mol N2(N2不参加反应)，反应速率一定加快 D．保持容器内气体压强不变，向其中加入1 mol H2(g)和1 mol I2(g)，反应速率一定加快 答案　A 解析　增大反应物的浓度，反应速率加快，A项正确；加入氮气，因为容器容积不变，体系中各气体的浓度不变，故反应速率不变，B项错误；保持容器中压强不变，加入氮气，容器容积增大，反应体系中各气体的浓度减小，反应速率减慢，C项错误；保持压强不变，再次充入1 mol H2(g)和1 mol I2(g)，则容器容积增大为原来的2倍，反应体系中各气体的浓度不变，反应速率不变，D项错误。 2．相同温度条件下，将下列4种不同浓度的NaHCO3溶液，分别加入到4个盛有20 mL 0.06 mol·L－1盐酸的烧杯中，并加水稀释至50 mL，NaHCO3溶液与盐酸反应产生CO2的速率由大到小的顺序是 。 ①20 mL,0.03 mol·L－1 ②20 mL,0.02 mol·L－1 ③10 mL,0.04 mol·L－1 ④10 mL,0.02 mol·L－1 答案　①＞②＝③＞④ 解析　混合后氢离子浓度相同，四种溶液中c(HCO)的大小决定产生CO2速率的大小。混合后HCO的浓度分别为①0.012 mol·L－1、②0.008 mol·L－1、③0.008 mol·L－1、④0.004 mol·L－1。 四、活化能（选必一p27-29） 1.有效碰撞理论 （1）基元反应：大多数化学反应并不是经过简单碰撞就能完成的，而往往经过多个反应步骤才能实现，这其中的每一步反应都称为基元反应。 如2HI===H2＋I2的2个基元反应为2HI―→H2＋2I·、2I·―→I2。 （2）反应机理 先后进行的基元反应反映了化学反应的反应历程，反应历程又称反应机理，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，由一个基元反应组成的总反应也称简单反应。 因此，平常所写的化学方程式是总反应的化学方程式，它只能表示出反应物和生成物以及它们之间的化学计量关系。 （3）基元反应发生的先决条件：反应物的分子必须发生碰撞，但是并不是每一次碰撞都能发生化学反应。 （4）有效碰撞 ①定义：能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞。 ②条件：a.分子必须具有一定的能量，即活化分子（能够发生有效碰撞的分子）；b.有合适的取向 ③与化学反应速率的关系：单位时间内有效碰撞的次数越多，化学反应速率越快。 2．活化分子与活化能 （1）活化分子：能够发生 有效碰撞 的分子。 对于某一化学反应来说，在一定条件下，反应物分子中活化分子的百分数是一定的。 （2）活化能：活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差，叫做反应的活化能 （3）反应物、生成物的能量与活化能的关系图： （4）过渡态理论：过渡态理论认为，反应物分子并不只是通过简单碰撞直接形成产物，而是必须经过一个形成活化络合物的过渡状态，并且达到这个过渡状态需要一定的活化能。这与爬山类似，山的最高点便是过渡态。 基元反应的活化能越大，反应物到达过渡态就越不容易，该基元反应的速率就越慢。一个化学反应的速率就取决于速率最慢的基元反应。 （5）有效碰撞理论与化学反应的关系：普通分子活化分子有效碰撞→新物质+能量 活化分子的百分数越大，单位体积内 活化分子数 越多，单位时间内 有效碰撞的次数 越多，化学反应速率 越快 。 思考：活化能大的反应为什么不容易发生？ 提示　活化能大时，反应物分子不容易成为活化分子，很少发生有效碰撞，反应不易发生。 3.有效碰撞理论解释化学反应速率的影响因素 （1）浓度理论解释 单位体积内活化分子的数目与反应物分子的总数成正比，即与反应物的浓度成正比。 当其他条件相同时，反应物浓度增大→单位体积内活化分子数增多→单位时间内有效碰撞的次数增加→化学反应速率增大；反之，化学反应速率减小。 注：①改变固体或纯液体的量，对化学反应速率无影响 ②增加固体接触面积（将固体研碎）或加快液体扩散速率（对反应物进行搅拌），均可以提高化学反应速率 （2）压强理论解释 增大压强→气体体积缩小→反应物浓度增大→单位体积内活化分子数增多→单位时间内有效碰撞的次数增加→化学反应速率增大；反之，化学反应速率减小。 压强对化学反应速率的影响，可转化成浓度对化学反应速率的影响。 （3）温度理论解释 在其他条件不变时，升高温度，化学反应速率越快；温度每升高10℃，化学反应速率增大到原来的2-4倍。 微观解释：在其他条件不变时，升高温度，反应物分子的能量增加，使一部分原来能量较低的分子变成活化分子，→活化分子的百分数增大→单位时间内有效碰撞的次数增加→化学反应速率增大；反之，化学反应速率减小。 （4）催化剂理论解释 一般是加快反应速率。使用时要注意温度及防止催化剂中毒 ①催化剂的催化机理 催化剂参与化学反应，生成能量更低的中间产物，降低了达到过渡态所需要的活化能，改变了反应的历程(如图)，使发生的每一次反应所需的活化能降低，使反应易于发生，速率加快。这就是我们经常说的催化剂改变反应途径，降低反应的活化能。 即在其他条件不变时，使用催化剂，这就使更多的反应物分子成为活化分子→活化分子的百分数增大→单位时间内有效碰撞的次数增加→化学反应速率加快。 ②催化反应一般过程(简化的过程) a.反应物扩散到催化剂表面； b.反应物被吸附在催化剂表面； c.被吸附的反应物发生化学反应生成产物； d.产物的解吸。 注意：①催化剂本身在反应前后自身的组成、化学性质和质量不变，但物理性质可以发生改变 ②催化剂对一个反应有催化作用，对另一个反应不一定有催化作用，即催化剂具有专一性。 （5）其他因素：光辐射、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨等。总之，向反应体系输入能量，都有可能影响化学反应速率 【归纳小结】 题组5　活化分子与有效碰撞理论 1．下列说法正确的是(　　) ①活化分子间的碰撞一定能发生化学反应 ②非活化分子间的碰撞能发生化学反应　③活化分子的能量比非活化分子的能量高　④化学反应的实质是原子的重新组合　⑤化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成　⑥化学反应的实质是活化分子有合适取向时的有效碰撞 A．①③④⑤ B．①②③⑥ C．③④⑤⑥ D．②③④⑤ 答案　C 解析　只有能引起化学反应的碰撞才是有效碰撞，而只有活化分子才可能发生有效碰撞，有效碰撞是发生化学反应的充要条件，所以①②是错误的。 2．下列说法不正确的是(　　) A．图甲中曲线Ⅱ可以表示催化剂降低了反应的活化能 B．图乙中HI分子发生了有效碰撞 C．活化能接近于零的反应，当反应物相互接触时，反应瞬间完成，而且温度对其反应速率几乎没有影响 D．图甲中所示反应为放热反应 答案　B 3．在有气体参与的反应中，①增大反应物浓度、②升高温度、③增大压强(压缩体积)、④加入催化剂，若以上四种方法均可使反应速率增大，完成下列问题： (1)降低反应活化能的是 (填序号，下同)。 (2)增加活化分子百分比的是 。 (3)未改变活化分子百分比，增加单位体积内分子总数的是 。 (4)增加单位体积内活化分子数的是 。 答案　(1)④　(2)②④　(3)①③　(4)①②③④ 4．已知反应：2NO(g)＋Br2(g)⇌2NOBr(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1(a＞0)，其反应机理如下： ①NO(g)＋Br2(g)⇌NOBr2(g)　快 ②NO(g)＋NOBr2(g)⇌2NOBr(g)　慢 下列有关该反应的说法正确的是(　　) A．该反应的速率主要取决于①的快慢 B．NOBr2是该反应的催化剂 C．正反应的活化能比逆反应的活化能小a kJ·mol－1 D．增大Br2(g)的浓度能增大活化分子百分数，加快反应速率 答案　C 解析　反应速率主要取决于慢反应，所以该反应的速率主要取决于②的快慢，故A错误；NOBr2是反应过程中的中间产物，不是该反应的催化剂，故B错误；由于该反应为放热反应，说明反应物的总能量高于生成物的总能量，所以正反应的活化能比逆反应的活化能小a kJ·mol－1，故C正确；增大Br2(g)的浓度，活化分子百分数不变，但单位体积内的活化分子数目增多了，所以能加快反应速率，故D错误。 题组6　化学反应历程能量探析与有关活化能的图像分析 1．氮气与氢气在催化剂表面发生合成氨反应的微粒变化历程如图所示。 下列关于反应历程的先后顺序排列正确的是(　　) A．④③①② B．③④①② C．③④②① D．④③②① 答案　A 解析　物质发生化学反应就是构成物质的微粒重新组合的过程，分子分解成原子，原子再重新组合成新的分子，新的分子构成新的物质，氢分子和氮分子都是由两个原子构成，它们在固体催化剂的表面会分解成单个的原子，原子再组合成新的氨分子。 2．过渡态理论认为：化学反应不是通过反应物分子的简单碰撞完成的。在反应物分子生成产物分子的过程中，首先生成一种高能量的活化配合物，高能量的活化配合物再进一步转化为产物分子。按照过渡态理论，NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)的反应历程如下，下列有关说法正确的是(　　) A．第二步活化配合物之间的碰撞一定是有效碰撞 B．活化配合物的能量越高，第一步的反应速率越快 C．第一步反应需要吸收能量 D．该反应的反应速率主要取决于第二步反应 答案　C 解析　活化分子之间的碰撞不一定能发生反应，不一定是有效碰撞，故A项错误；活化配合物的能量越高，单位体积内的活化分子数目越少，有效碰撞的几率越小，第一步反应速率越慢，故B项错误；第一步反应断裂化学键，需要吸收能量，故C项正确；反应速率主要取决于慢反应的速率，故D项错误。 3．已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ，在含少量I－的溶液中，H2O2分解的机理为H2O2＋I－===H2O＋IO－(慢)、H2O2＋IO－===H2O＋O2＋I－(快)。下列有关该反应的说法不正确的是(　　) A．总反应中v(H2O2)∶v(O2)＝2∶1 B．H2O2的分解速率与I－的浓度有关 C．该反应的催化剂是I－，而不是IO－ D．由于催化剂的加入降低了反应的活化能，使该反应活化能低于98 kJ·mol－1 答案　D 解析　总反应为2H2O2===2H2O＋O2↑，速率之比等于化学计量数之比，则总反应中v(H2O2)∶v(O2)＝2∶1，A正确；I－为催化剂，则H2O2的分解速率与I－的浓度有关，B正确；IO－为中间产物，该反应的催化剂是I－，C正确；催化剂可降低反应的活化能，但其活化能的大小不能确定，D错误。 4．NO催化O3分解的反应机理如下： 第一步：O3(g)＋NO(g)―→O2(g)＋NO2(g) 第二步：NO2(g)―→O(g)＋NO(g) 第三步： 总反应：2O3(g)―→3O2(g) 其能量与反应历程的关系如图所示。下列叙述不正确的是(　　) A．第一步基元反应是该反应的决速步骤 B．第二步反应断裂的化学键只有共价键 C．第三步反应的反应机理为O(g)＋O3(g)―→2O2(g) D．催化剂NO改变了总反应的反应历程和焓变 答案　D 解析　根据图示可知第一步反应的活化能最大，反应速率最慢，对整个化学反应的化学反应速率起决定作用，A正确；第二步反应中断裂NO2中的共价键，形成O和NO中的共价键，因此只有共价键的断裂，B正确；根据盖斯定律，将总反应方程式减去第一步、第二步反应方程式可得第三步反应的反应机理为O(g)＋O3(g)―→2O2(g)，C正确；催化剂NO改变了总反应的反应历程，但不能改变总反应的焓变，D错误。 【课后练习】 1．标准状况下，将5.6g铁粉投入100mL 2mol•L﹣1稀硫酸中，2min时铁粉恰好完全溶解。关于该反应的速率，四位同学提出了四种表示方法：甲：v（Fe）＝2.8g•min﹣1；乙：v（H2SO4）＝1mol•L﹣1•min﹣1；丙：v（FeSO4）＝0.5mol•L﹣1•min﹣1；丁：v（H2）＝1.12L•min﹣1．下列说法正确的是（　　） A．甲错误，因为固体物质不能用来表示反应速率 B．丁错误，因为速率的单位错误 C．只有乙错误 D．只有丙正确 【答案】C 【解析】A．v（Fe）＝＝2.8g•min﹣1，可表示反应速率，故A错误； B．v（H2）＝＝1.12L•min﹣1，数据合理，故B错误； C．v（H2SO4）＝＝0.5mol•L﹣1•min﹣1，则乙错误，故C正确； D．v（H2SO4）＝v（FeSO4）＝0.5mol•L﹣1•min﹣1，甲、丙、丁均正确，故D错误；故选：C。 2．化学反应A（g）+3B（g）⇌2C（g）+2D（g），下列是不同的情况下测得的不同物质的反应速率，其中表示该化学反应的反应速率最慢的是（　　） A．v（A）＝0.20mol•（L•min）﹣1 B．v（B）＝0.45mol•（L•s）﹣1 C．v（C）＝0.30mol•（L•min）﹣1 D．v（D）＝0.35mol•（L•min）﹣1 【答案】C 【解析】反应速率与化学计量数的比值越大、速率越大，则 A.＝0.2； B.＝9； C.＝0.015； D.＝0.175， 显然C中比值最小、反应速率最慢，故选：C。 3．下列化学反应速率的测量中，测量依据不可行的是(　　) 选项 化学反应 测量依据(单位时间内) A 2NO2(g)N2O4(g) 颜色深浅 B Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ H2体积变化 C CO(g)＋H2O(g)=== CO2(g)＋H2(g) 压强变化 D Ca(OH)2＋Na2CO3=== CaCO3↓＋2NaOH 沉淀质量变化 答案　C 解析　化学反应速率用单位时间内反应物的浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示。2NO2(g)N2O4(g)，NO2是红棕色气体，N2O4是无色气体，可以用单位时间内气体颜色的变化来衡量反应的快慢，故A项正确；可以用单位时间内气体体积变化的多少来衡量反应的快慢，故B项正确；该反应是气体体积不变的反应，反应前后压强不变，故C项错误；单位时间内产生的沉淀的质量越大，速率越快，故D项正确。 4．下列产生氢气速率最快的是(　　) 序号 温度 物质 酸(足量) A 25 ℃ 1 g锌粒 1 mol·L－1 HCl B 60 ℃ 1 g锌粉 2.5 mol·L－1 HNO3 C 60 ℃ 1 g锌粒 2 mol·L－1 HCl D 60 ℃ 1 g锌粉 1 mol·L－1 H2SO4 答案　D 解析　反应物浓度越大，温度越高，反应物间接触面积越大，反应速率越快；硝酸和锌反应生成的是氮的氧化物；D中温度最高，氢离子浓度较大，反应物之间的接触面积较大，反应速率最快。 5.某温度下按如图装置进行实验，锥形瓶内盛有6.5 g锌粒(颗粒大小基本相同)，通过分液漏斗加入40 mL 2.5 mol·L－1的硫酸溶液，将产生的H2收集在一个注射器中，用时10 s时恰好收集到气体的体积为50 mL(折合成0 ℃、101 kPa条件下的H2体积为44.8 mL)，在该温度下，下列说法不正确的是(　　) A．用锌粒表示的10 s内该反应的速率为0.013 g·s－1 B．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用H＋表示的10 s内该反应的速率为0.01 mol·L－1·s－1 C．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用Zn2＋表示的10 s内该反应的速率为0.01 mol·L－1·s－1 D．用H2表示的10 s内该反应的速率为0.000 2 mol·s－1 答案　C 解析　0 ℃、101 kPa条件下，H2的体积为44.8 mL，其物质的量为0.002 mol，则根据Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑反应可知：Zn～H2SO4～ZnSO4～H2，|Δn(Zn)|＝|Δn(H2SO4)|＝|Δn(ZnSO4)|＝|Δn(H2)|＝0.002 mol；|Δm(Zn)|＝0.002 mol×65 g·mol－1＝0.13 g，v(Zn)＝＝0.013 g·s－1，v(H＋)＝＝0.01 mol·L－1·s－1，v(Zn2＋)＝＝0.005 mol·L－1·s－1，v(H2)＝＝0.000 2 mol·s－1。 6．(2022·湖南长沙一中高二月考)将15 mol A与B的混合物充入容积为2 L的恒容密闭容器中，在一定温度下发生反应：2A(g)＋3B(g) ⇌ C(g)＋2D(g)，经过15 min达到化学平衡状态，达到化学平衡状态时容器内的压强是反应前的，则0～15 min内用B的浓度变化表示的反应速率是(　　) A．0.15 mol·L－1·min－1 B．0.3 mol·L－1·min－1 C．0.45 mol·L－1·min－1 D．0.6 mol·L－1·min－1 答案　A 解析　反应达到化学平衡状态时容器中混合气体的物质的量为×15 mol＝12 mol，设初始时A的物质的量是x mol，A的物质的量的变化量是y mol，则 　　　　 2A(g)　＋　3B(g)  　C(g)　＋　2D(g) 起始/mol x 　　 15－x 0 　 0 变化/mol y 　 1.5y 　　   0.5y  　 y 平衡/mol x－y 15－x－1.5y 0.5y 　　y 则x－y＋15－x－1.5y＋0.5y＋y＝12，解得y＝3，所以v(B)＝＝0.15 mol·L－1·min－1。 7．将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应：2A(g)＋B(g) ⇌ 2C(g)。若经2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L－1，现有下列几种说法： ①用物质A表示的反应的平均速率为0.3 mol·L－1·s－1 ②用物质B表示的反应的平均速率为0.6 mol·L－1·s－1 ③2 s末时物质B的浓度为0.7 mol·L－1 ④2 s末，物质A的转化率为70% 其中正确的是(　　) A．①④ B．①③ C．②④ D．③④ 答案　B 解析　2 s末C的浓度为0.6 mol·L－1，则2 s末n(C)＝0.6 mol·L－1×2 L＝1.2 mol，由三段式表示： 　　　　 2A(g)　＋　B(g)　　2C(g) 开始/mol  4 　　　　2 　　　　0 转化/mol 1.2 　　　 0.6 　　　1.2 2 s末/mol  2.8 　　　 1.4 　　　1.2 v(A)＝＝0.3 mol·L－1·s－1， v(B)＝＝0.15 mol·L－1·s－1， A的转化率为×100%＝30%， 2 s末时B的浓度c(B)＝＝0.7 mol·L－1。 8．一定条件下的密闭容器中发生反应：2SO2（g）+O2（g）⇌ 2SO3（g），若其他条件不变，下列措施会使该反应速率减小的是（　　） A．升高温度 B．增大O2浓度 C．加入催化剂 D．减小压强 【答案】D 【解析】A．升高温度，增大活化分子百分数，则化学反应速率增大，故A错误； B．增大O2浓度，可增大反应速率，故B错误； C．加入催化剂，增大活化分子百分数，化学反应速率增大，故C错误； D．减小压强，减小单位体积内活化分子个数，化学反应速率减小，故D正确。故选：D。 9．下列措施一定不能增大化学反应速率的是（　　） A．降低温度 B．增大反应物的浓度 C．固体块状的反应物改为粉末状 D．压缩容器体积增大压强 【答案】A 【解析】A．降低温度，活化分子百分数降低，反应速率减小，故A选； B．增大反应物的浓度，单位体积活化分子数目增多，反应速率增大，故B不选； C．固体块状的反应物改为粉末状，接触面接增多，反应速率增多，故C不选； D．压缩容器体积增大压强，单位体积活化分子数目增多，反应速率增大，故D不选。故选：A。 10．下列措施能明显增大原反应的化学反应速率的是（　　） A．Na与水反应时，增加水的质量 B．在H2SO4与NaOH两溶液反应时，增大压强 C．实验室制氢气时，将稀H2SO4改为98%的浓H2SO4与Zn反应 D．在工业合成氨反应中，温度一定、容器体积一定时，增加氮气的量 【答案】D 【解析】A．水的浓度不变，反应速率不变，故A错误； B．为溶液中的反应，增大压强，浓度不变，反应速率不变，故B错误； C．浓硫酸与锌反应不生成氢气，不能增多生成氢气的反应速率，故C错误； D．在工业合成氨反应中，温度一定、容器体积一定时，增加氮气的量，氮气的浓度增大，反应速率增多，故D正确。故选：D。 11．下列装置或操作能达到目的的是(　　) A．装置①用于测定生成氢气的速率 B．装置②依据褪色快慢比较浓度对反应速率的影响 C．装置③依据U形管两边液面的高低判断Na和水反应的热效应 D．装置④依据出现浑浊的快慢比较温度对反应速率的影响 答案　C 解析　装置①生成的氢气会从长颈漏斗中逸出，不能根据生成氢气的体积测定生成氢气的速率，A错误；装置②依据褪色快慢比较浓度对反应速率的影响，应保证高锰酸钾溶液的浓度相同，用不同浓度的草酸(乙二酸)溶液来做实验，B错误；Na和水反应放热，广口瓶内气体受热膨胀，U形管左侧液面下降，右侧液面上升，所以装置③能达到目的，C正确；装置④中物质的浓度、温度都不同，无法判断温度对反应速率的影响，D错误。 12.在含Fe3＋的S2O和I－的混合溶液中，反应S2O(aq)＋2I－(aq)===2SO(aq)＋I2(aq)的分解机理及反应过程中的能量变化为： 步骤①：2Fe3＋(aq)＋2I－(aq)===I2(aq)＋2Fe2＋(aq) 步骤②：2Fe2＋(aq)＋S2O(aq)===2Fe3＋(aq)＋2SO(aq) 下列有关该反应的说法正确的是(　　) A．反应速率与Fe3＋的浓度有关 B．Fe2＋是该反应的催化剂 C．v(S2O)＝v(I－)＝v(I2) D．若不加Fe3＋，则正反应的活化能比逆反应的大 答案　A 解析　由题中信息知Fe3＋为该反应的催化剂，所以反应速率与Fe3＋的浓度有关，A正确、B错误；由反应S2O(aq)＋2I－(aq)===2SO(aq)＋I2(aq)可知，S2O～2I－～I2，则2v(S2O)＝v(I－)＝2v(I2)，C错误；由图像可知该反应是放热反应，则正反应的活化能比逆反应的小，D错误。 13.某反应历程包含两个基元反应，能量变化如图所示(E为正值，单位：kJ·mol－1)。下列说法正确的是(　　) A．该总反应的活化能Ea＝E1＋E3 B．对于Ea>0的反应，必须加热才能进行 C．该总反应的焓变ΔH＝－(E4＋E2－E1－E3) D．此条件下，基元反应的反应速率第二个大于第一个 答案　C 解析　该反应的活化能为反应物的能量和过渡态Ⅱ的能量之差，即Ea＝E3－(E2－E1)，A错误；根据活化能不能判断反应发生的条件，B错误；焓变＝反应物的总能量－生成物的总能量，所以ΔH＝E1＋E3－(E4＋E2)＝－(E4＋E2－E1－E3)，C正确；据图可知第一个基元反应的活化能E1小于第二个基元反应的活化能E3，活化能越小反应速率越快，则此条件下，基元反应的反应速率第一个大于第二个，D错误。 14．我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。 下列说法不正确的是(　　) A．生成CH3COOH总反应的原子利用率为100% B．CH4→CH3COOH过程中，有C—H发生断裂 C．①→②放出能量并形成了C—C D．该催化剂可改变反应的反应热 答案　D 解析　CH4＋CO2―→CH3COOH，反应的原子利用率为100%，A对；由题图可知，CH4→CH3COOH有C—H发生断裂，B对；反应物总能量高于生成物总能量，反应放出能量，①→②形成了C—C，C对；催化剂只改变反应的途径，不改变反应的反应热，D错。 15．活泼自由基与氧气的反应一直是关注的热点。HNO自由基与O2反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A．该反应为吸热反应 B．产物的稳定性：P1>P2 C．该历程中最大正反应的活化能E正＝186.19 kJ·mol－1 D．相同条件下，由中间产物Z转化为产物的速率：v(P1)<v(P2) 答案　C 解析　根据图像可知，此反应的反应物的总能量大于生成物的总能量，故此反应是放热反应，故A错误；物质的能量越高，物质越不稳定，根据图像可知，产物P1的能量高于产物P2的能量，故产物的稳定性：P1<P2，故B错误；最大的正反应的活化能出现在由中间产物Z到过渡态Ⅳ时，即最大正反应的活化能E正＝－18.92 kJ·mol－1－(－205.11 kJ·mol－1)＝186.19 kJ· mol－1，故C正确；相同条件下，反应所需的活化能越小，反应的速率越快，由于到产物P1所需活化能更小，故v(P1)>v(P2)，故D错误。 16.T ℃时，在0.5 L的密闭容器中，气体A与气体B反应生成气体C，反应过程中A、B、C的浓度变化如图所示，下列结论正确的是(　　) A．10 s时反应生成了0.2 mol C B．该反应进行到10 s时，消耗了0.15 mol A C．该反应的化学方程式为3A＋B ⇌ 2C D．10 s内用B的浓度变化表示的反应速率为0.01 mol·L－1·s－1 答案　A 解析　10 s时反应生成气体C的物质的量为0.4 mol·L－1×0.5 L＝0.2 mol，消耗A的物质的量为(0.5 mol·L－1－0.3 mol·L－1)×0.5 L＝0.1 mol，A项正确、B项错误；0～10 s内，|Δc(A)|∶|Δc(B)|∶|Δc(C)|＝0.2 mol·L－1∶0.6 mol·L－1∶0.4 mol·L－1＝1∶3∶2，故反应的化学方程式为A＋3B2C，C项错误；10 s内用B的浓度变化表示的反应速率为＝0.06 mol·L－1·s－1，D项错误。 17．固定和利用CO2能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体。工业上有一种用CO2来生产甲醇燃料的方法：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)。某科学实验将6 mol CO2和8 mol H2充入2 L的密闭容器中，测得H2的物质的量随时间变化如图曲线Ⅱ所示。a、b、c、d、e括号内数据表示坐标。 (1)a～b、b～c、c～d、d～e四段中，平均反应速率最大的时间段是 ，该时间段内H2的平均反应速率是 。 (2)H2的物质的量不再改变时，CO2的转化率是 ；反应前后容器内的压强比是 。 答案　(1)a～b　1 mol·L－1·min－1　(2)33.3%　7∶5 解析　(1)a～b段氢气的平均反应速率为＝1 mol·L－1·min－1，b～c段氢气的平均反应速率为＝0.75 mol·L－1·min－1，c～d段氢气的平均反应速率为＝0.1 mol·L－1·min－1，所以平均反应速率最大的时间段是a～b，该时间段内H2的平均反应速率是1 mol·L－1·min－1。 (2)由图可知，平衡时氢气的物质的量为2 mol，列三段式有： 3H2(g)＋CO2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) 起始/mol 8 　　6 　　　 0 　　　 0 变化/mol 6 　　2 　　　 2 　　　 2 平衡/mol 2 　　4 　　　 2 　　　 2 所以平衡时CO2的转化率为×100%≈33.3%；恒温、恒容时，气体压强之比等于气体的物质的量之比，所以反应前后容器内的压强比是(6＋8)∶(4＋2＋2＋2)＝7∶5。 18．某探究小组利用丙酮的溴代反应：CH3COCH3＋Br2CH3COCH2Br＋HBr。研究反应物浓度与反应速率的关系。反应速率v通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定，在一定温度下，获得如下实验数据： 实验序号 初始浓度c/(mol·L－1) 溴颜色消失 所需时间t/s CH3COCH3 HCl Br2 ① 0.80 0.20 0.001 0 290 ② 1.60 x 0.001 0 145 ③ y 0.40 0.001 0 145 ④ 0.80 0.20 0.002 0 580 ⑤ 0.80 0.20 0.004 0 t1 (1)表格中x＝ ，y＝ 。 (2)已知该反应速率方程：v＝k·ca(CH3COCH3)·cb(HCl)·cd(Br2)，其中k为仅与温度有关的速率常数。由上表数据可推测出a＝ ，b＝ ，d＝ 。 (3)t1＝ 。已知反应物分子一步直接转化为产物的反应称为基元反应，则该反应 (填“是”或“不是”)基元反应。 答案　(1)0.20　0.80　(2)1　1　－1 (3)1 160　不是 解析　(1)实验①和②中CH3COCH3的初始浓度不同，则HCl的浓度相同，因此x＝0.20；实验①和③中HCl的初始浓度不相同，则CH3COCH3的浓度相同，因此y＝0.80。 (2)实验②中CH3COCH3的初始浓度是实验①的2倍，溴颜色消失时间实验②是实验①的一半，则CH3COCH3初始浓度与反应速率成正比例关系，a＝1；实验③中HCl的初始浓度是实验①的2倍，溴颜色消失时间实验③是实验①的一半，则HCl的初始浓度与反应速率成正比例关系，b＝1；实验④中Br2初始浓度是实验①的2倍，溴颜色消失时间实验④是实验①的2倍，则Br2初始浓度与反应速率成反比例关系，d＝－1。 (3)对比实验⑤和④可知溴初始浓度增大1倍，溴颜色消失时间扩大1倍，即t1＝580×2＝ 1 160；由表中实验数据可知HCl浓度不一样，反应速率不一样，因此HCl实质上参与了反应，故CH3COCH3＋Br2CH3COCH2Br＋HBr不是基元反应。 19.(1)某反应在体积为5 L的恒容密闭的绝热容器中进行，各物质的量随时间的变化情况如图所示(已知A、B、C均为气体)。 ①该反应的化学方程式为 。 ②反应开始至2 min时，B的平均反应速率为 。 ③平衡时A的转化率为 。 (2)为了研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，某同学设计了如下一系列实验：将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的容器中，收集产生的气体，记录获得相同体积气体所需的时间。 实验 混合溶液　　　　　 A B C D E F 4 mol·L－1H2SO4溶液/mL 30 V1 V2 V3 V4 V5 饱和CuSO4溶液/mL 0 0.5 2.5 5 V6 20 H2O/mL V7 V8 V9 V10 10 0 ①请完成此实验设计：其中V1＝ ，V6＝ 。 ②该同学最后得出的结论为当加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高，但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因： 。 答案　(1)①2A＋B2C　②0.1 mol·L－1·min－1　③40%　(2)①30　10　②当加入的CuSO4溶液超过一定量后，生成的单质Cu沉积在Zn粒表面，减小了Zn与H2SO4溶液的接触面积 解析　(1)①由题图可以看出，A、B的物质的量逐渐减小，则A、B为反应物，C的物质的量逐渐增大，所以C为生成物；当反应进行2 min时，|Δn(A)|＝2 mol，|Δn(B)|＝1 mol，|Δn(C)|＝2 mol，则|Δn(A)|∶|Δn(B)|∶|Δn(C)|＝2∶1∶2，已知在化学反应中，各物质的物质的量的变化值之比等于其化学计量数之比，且反应结束时，反应物、生成物同时存在，反应为可逆反应，所以该反应的化学方程式为2A＋B2C。②由题图可以看出，反应开始至2 min时，|Δn(B)|＝1 mol，B的平均反应速率为＝0.1 mol·L－1·min－1。③平衡时A的转化率为×100%＝40%。(2)①要对比实验效果，需要控制单一变量。本题是探究硫酸铜的量对反应的影响，那么每组实验中硫酸的量要相同，六组实验溶液的总体积也应该相同。A组中硫酸溶液体积为30 mL，那么其他组硫酸溶液的体积也都为30 mL。而硫酸铜溶液和水的总体积应相同，F组中硫酸铜溶液和水的总体积为20 mL，所以V6＝10。②因为锌会先与硫酸铜反应，直到硫酸铜消耗完才与硫酸反应生成氢气，硫酸铜的量较多时，锌与硫酸铜反应的时间较长，而且生成的铜会附着在Zn粒表面，会阻碍Zn粒与硫酸继续反应，导致氢气的生成速率下降。 第 1 页 共 12 页 学科网（北京）股份有限公司 $