2.1 化学反应速率(晨读·晚练)-2026-2027学年高二化学知识通关晨读·晚练·周末破(人教版选择性必修1)
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内容正文:
2.1.2 影响化学反应速率的因素
一、概念卡
有效碰撞:能够发生化学反应的分子间碰撞。分子间碰撞频率极高,但绝大多数碰撞不能引发反应。
活化分子:具有足够能量、能发生有效碰撞的分子。
活化能:活化分子的平均能量与反应物分子平均能量之差,符号,单位 kJ/mol。活化能越大,反应越难进行。
活化络合物:反应物分子在碰撞中形成的、旧键部分断裂而新键部分形成的中间状态,能量最高,又称过渡态。
碰撞理论要点:①分子不断运动、不断碰撞;②只有活化分子之间的碰撞才可能是有效碰撞;③单位时间内有效碰撞次数越多,反应速率越快。
二、能量图与定量关系
典型能量图:横坐标为反应进程,纵坐标为能量;曲线由反应物平台上升至峰顶(活化络合物),再下降至生成物平台。
图1 催化剂降低活化能,不改变 ΔH
三个关系式:正) = E(过渡态) - E(反应物);逆) = E(过渡态) - E(生成物);ΔH =正) -逆) = E(生成物) - E(反应物)。
放热反应:正) <逆),ΔH < 0,反应物平台高于生成物平台;吸热反应相反,正) >逆),ΔH > 0。
上述差值与 ΔH 的关系对一步完成的反应严格成立。复杂反应分步进行时,总反应活化能由最慢的一步(决速步)决定;但"催化剂降低活化能、不改变 ΔH"这一结论始终成立。
三、影响反应速率的因素
条件改变
速率变化
微观解释
注意事项
增大反应物浓度
加快
单位体积内分子总数增多,单位体积内活化分子数增多,有效碰撞次数增多
活化分子百分数不变
增大压强(缩小体积)
加快
气体浓度同倍增大,单位体积内活化分子数增多
只适用于有气体参与、体积可变的体系
恒容充入惰性气体
不变
各组分浓度均未改变
最常见的陷阱,切勿误判为"压强增大"
恒压充入惰性气体
减慢
容器体积增大,各组分浓度减小
相当于减压
升高温度
加快
分子平均动能增大,活化分子百分数增大
正、逆速率都增大,吸热方向增大更多
使用催化剂
加快
改变反应历程,降低活化能,活化分子百分数增大
不改变 ΔH,不改变平衡转化率
增大固体表面积
加快
反应物接触面积增大,有效碰撞增多
不改变平衡状态
四、实验
实验一:不同浓度与稀硫酸反应速率的比较
项目
内容
实验名称
不同浓度的溶液与稀硫酸反应速率的比较
实验原理
=,离子方程式为=;生成的硫使溶液变浑浊,其他条件相同时,出现明显浑浊所需时间越短,反应速率越大
实验用品
溶液、溶液、、蒸馏水、试管 6 支、量筒、秒表、温度计、烧杯、白纸
装置与操作
①甲:溶液加;②乙:溶液加 1 mL 蒸馏水,再加;③丙:溶液加。三组总体积均为 4 mL,混合后依次为 0.05、0.025、0.10 mol/L,均为 0.05 mol/L。三组同时在 25 ℃ 水浴中恒温 2 min,再同时混合并开始计时,试管下垫白纸,从上方观察
实验现象
丙先出现浑浊,甲次之,乙最后出现浑浊;三组均由无色透明变为乳白色(略带淡黄色)
实验结论
其他条件相同时,反应物浓度越大,出现浑浊所需时间越短,反应速率越大
注意事项
①只改变浓度,温度、酸浓度、总体积必须相同;②乙组加蒸馏水是为了保证总体积相同,不能省略;③计时起点为混合瞬间,终点标准要统一,如"恰好看不清白纸上的十字";④有刺激性气味,应在通风处进行;⑤试管规格、观察角度、光照条件要一致
实验二:温度对反应速率的影响
项目
内容
实验名称
温度对与稀硫酸反应速率的影响
实验原理
=;其他条件相同时,温度越高,出现浑浊所需时间越短,速率越大
实验用品
溶液、、试管 6 支、量筒、秒表、温度计、烧杯 3 只、冰块、热水
装置与操作
①三支试管各加溶液,另三支各加;②把对应试管分别放入 5 ℃、25 ℃、45 ℃ 的水浴中恒温 5 min;③将同一温度下的两液混合,立即计时,并继续置于原水浴中,记录出现明显浑浊的时间
实验现象
45 ℃ 组最先浑浊,25 ℃ 组次之,5 ℃ 组最后浑浊;温度越高,浑浊出现越快
实验结论
其他条件相同时,升高温度,化学反应速率增大
注意事项
①三组只改变温度,浓度、体积、酸的用量必须相同;②混合后不能取出水浴,否则温度改变;③温度不宜超过 60 ℃,否则逸出过快、硫颗粒聚集成块,影响观察;④温度计插入水浴并靠近试管,读数稳定后再混合
实验三:催化剂对分解速率的影响
项目
内容
实验名称
催化剂对分解速率的影响(含无关杂质对照)
实验原理
;能降低反应的活化能,加快分解;若加入等量的无关杂质(如玻璃粉),速率无明显变化,说明催化作用具有选择性
实验用品
溶液、粉末、玻璃粉()、蒸馏水、试管 3 支、药匙、天平、带火星的木条、秒表
装置与操作
①三支相同试管各加溶液;②甲加入粉末,乙不加,丙加入 0.5 g 玻璃粉;③同时观察气泡产生的快慢,并用带火星的木条分别靠近管口;④反应结束后过滤、洗涤、干燥、称量甲管中的固体
实验现象
甲管立即产生大量气泡,木条复燃;乙管只有极少量细小气泡,木条不复燃;丙管与乙管基本相同;甲管回收固体的质量仍为 0.5 g
实验结论
加快分解,反应前后质量和化学性质不变,是催化剂;玻璃粉等无关杂质不加快速率,说明催化作用具有选择性
注意事项
①三组的浓度、体积、温度必须相同,固体用量与颗粒大小尽量一致;②有腐蚀性,避免沾到皮肤和眼睛;③氧气助燃,木条只需靠近管口,不能伸入液体;④回收要洗净、低温干燥;⑤废液集中回收,可重复使用
五、表达式与方程式清单(背诵)
①
②
③(催化剂、加热)
④(高温、高压、催化剂)
⑤Zn + 2HCl =
⑥=
⑦=
⑧正) = E(过渡态) - E(反应物)
⑨ΔH =正) -逆)
⑩v = Δc/Δt,温度升高,v 增大
⑪(升温颜色加深,为第二节平衡学习埋伏笔)
⑫(浓硫酸催化、加热)
六、易混辨析
辨析一:催化剂与活化能、ΔH。
①催化剂同时降低正、逆反应的活化能,能量图的峰顶下降,反应物与生成物两个平台不动,故 ΔH 不变。
②催化剂不改变始态与终态的能量差,不能使吸热反应变成放热反应,也不能使热力学上不能发生的反应发生。
辨析二:浓度与温度改变活化分子的方式不同。
①增大浓度:单位体积内分子总数增多,单位体积内活化分子数增多,活化分子百分数不变。
②升高温度:分子平均动能增大,活化分子百分数增大,单位体积内活化分子数也增多。
③使用催化剂:活化分子百分数增大(活化能降低),分子总数基本不变。
辨析三:压强的三种情形。
①缩小体积:各组分浓度同倍增大,速率加快。
②恒容充惰性气体:各组分浓度不变,速率不变。
③恒压充惰性气体:体积增大,各组分浓度减小,速率减慢。
辨析四:升温时正、逆速率都增大。
①升温使正、逆反应速率都增大,不能认为"平衡向吸热方向移动,所以吸热方向速率增大、另一方向减小"。
②真实原因是吸热方向速率增大的倍数更大,故平衡向吸热方向移动。
辨析五:催化剂与平衡。
①催化剂同等程度地加快正、逆反应,平衡不移动,反应物转化率不变。
②催化剂只缩短达到平衡所需的时间,不改变平衡状态与平衡常数。
七、口诀与模型
【口诀】能垒高时反应难,活化分子是关键;升温提比例,增浓提数目;催化削峰不改谷,压强实质看浓度。
【模型】"三把钥匙开一把锁":浓度改"单位体积活化分子数",温度改"活化分子百分数",催化剂改"活化能";三者最终都通过"单位时间内有效碰撞次数"影响速率。
默写(限时5min)
1.能发生化学反应的碰撞叫____;能量较高、能发生有效碰撞的分子叫____。
2.活化能是____与____之差,符号____,单位____。
3.反应物分子碰撞形成的能量最高的中间状态叫____,又称____。
4.单位时间内____越多,反应速率越快。
5.正) = ____;ΔH = ____。
6.放热反应中正逆)(填大于或小于),ΔH ____ 0。
7.增大反应物浓度,单位体积内分子总数____,活化分子百分数____,速率____。
8.升高温度,分子平均动能____,活化分子百分数____,速率____。
9.使用催化剂,反应的活化能____,ΔH____,平衡转化率____。
10.恒容容器中充入惰性气体,反应速率____,原因是____。
11.恒压容器中充入惰性气体,反应速率____,原因是____。
12.增大固体表面积,速率____,原因是____。
13.写出在催化下分解的化学方程式:________________。
14.催化剂在反应前后____和____都不变。
15.温度升高,正、逆反应速率都____,其中____方向增大更多。
16.活化能越大,反应越____(填难或易)。
17.能量图中峰顶表示____,催化剂使峰顶____,两个平台____。
18.浓度增大时,活化分子百分数____(填增大、减小或不变)。
19.压强对速率的影响,本质是改变____。
20."无关杂质"不影响分解速率,说明催化作用具有____。
A 级 基础达标(共 16 分)
1.下列关于活化能的说法正确的是( )(2分)
A.活化能越大,反应越容易进行
B.活化能是活化分子的平均能量与反应物分子平均能量之差
C.催化剂通过降低活化能来改变反应的 ΔH
D.活化能只与反应物本身的性质有关,与是否使用催化剂无关
2.能发生化学反应的碰撞称为( )(2分)
A.有效碰撞 B.活化分子 C.活化络合物 D.弹性碰撞
3.升高温度能使反应速率加快,其主要原因是( )(2分)
A.反应的活化能降低 B.活化分子百分数增大
C.分子的总数增多 D.催化剂的活性增大
4.使用催化剂能加快反应速率,其本质是( )(2分)
A.提高反应物的能量 B.降低反应的活化能
C.增大平衡常数 D.提高反应物的转化率
5.在恒容密闭容器中充入惰性气体,反应速率( )(2分)
A.增大 B.减小 C.不变 D.无法判断
6.增大固体反应物的表面积能使反应速率加快,原因是( )(2分)
A.降低了活化能 B.增大了活化分子百分数
C.增大了接触面积,有效碰撞增多 D.增大了平衡常数
7.对于放热反应,下列活化能关系正确的是( )(2分)
A.正) >逆) B.正) <逆) C.正) =逆) D.无法确定
8.下列措施不能加快分解速率的是( )(2分)
A.加入少量 B.升高温度 C.加水稀释 D.加入少量溶液
B 级 能力提升(共 18 分)
9.某反应的能量图显示:反应物能量为 100 kJ/mol,过渡态能量为 180 kJ/mol,生成物能量为 60 kJ/mol。该反应的正)、逆)、ΔH 依次为( )(3分)
A.80、120、-40 kJ/mol B.80、120、+40 kJ/mol
C.120、80、-40 kJ/mol D.80、40、-40 kJ/mol
10.在恒压容器中充入惰性气体,反应速率( )(3分)
A.增大 B.减小 C.不变 D.先增大后减小
11.对于反应,下列措施能同时加快正、逆反应速率的是( )(3分)
A.增大的浓度 B.缩小容器体积 C.移出部分 D.降低温度
12.三支相同试管各加溶液,分别加入、0.5 g 玻璃粉、不加任何物质。下列说法正确的是( )(3分)
A.加玻璃粉的试管产生气泡最快
B.加的试管产生气泡最快,说明有催化作用
C.不加任何物质的试管不产生气泡
D.该实验不能说明催化作用具有选择性
13.温度升高时,正、逆反应速率都增大,其原因是( )(3分)
A.正反应活化能降低,逆反应活化能升高
B.正、逆反应的活化分子百分数都增大
C.正反应活化能降低,逆反应活化能不变
D.只有吸热方向的速率增大
14.反应达到平衡后,保持温度、体积不变,再充入少量,瞬间( )(3分)
A.v正 增大,v逆 不变 B.v正 不变,v逆 增大
C.两者都增大 D.两者都不变
C 级 素养挑战(共 16 分)
15.某反应物的浓度由 1.0 mol/L 降至 0.5 mol/L 所需时间如下:20 ℃ 时为 200 s,30 ℃ 时为 100 s,40 ℃ 时为 50 s。下列说法正确的是( )(4分)
A.温度每升高 10 ℃,反应速率约增大到原来的 2 倍
B.温度升高使反应的活化能降低
C.30~40 ℃ 的速率是 20~30 ℃ 的 4 倍
D.该反应一定是吸热反应
16.汽车尾气中的 NO 与 CO 在催化剂作用下转化为和:2NO(g) + 2CO(g) =。下列说法正确的是( )(4分)
A.使用催化剂可提高 NO 的平衡转化率
B.催化剂能降低反应的活化能,加快反应速率
C.升高温度一定加快正反应速率、减慢逆反应速率
D.缩小容器体积不能加快反应速率
17.为探究"浓度对分解速率的影响",下列实验设计最合理的是( )(4分)
A.取不同体积的溶液,分别加入等量,比较产生等体积所需时间
B.取等体积不同浓度的溶液,分别加入等量,比较产生等体积所需时间
C.取等体积同浓度溶液,加入不同质量的,比较产生等体积所需时间
D.取等体积同浓度溶液,在不同温度下反应,比较产生等体积所需时间
18.在 2 L 恒容容器中进行反应=(按完全反应处理),0~10 s 内的物质的量由 0.40 mol 降至 0.20 mol。下列说法正确的是( )(4分)
A.0~10 s 内= 0.01 mol/(L·s)
B.0~10 s 内= 0.01 mol/(L·s)
C.10 s 内的物质的量增加 0.2 mol
D.再加入,正反应速率不变
参考答案:
1.B 解析:活化能越大反应越难进行,A 错;催化剂降低活化能但不改变 ΔH,C 错;加入催化剂可改变反应历程从而改变活化能,D 错。
2.A 解析:有效碰撞指能够引发反应的碰撞;活化分子是具有足够能量、能发生有效碰撞的分子;活化络合物是碰撞形成的过渡态。
3.B 解析:升温使分子平均动能增大,活化分子百分数增大,有效碰撞次数增多;升温并不改变活化能。
4.B 解析:催化剂改变反应历程、降低活化能,使活化分子百分数增大;它不改变 ΔH、平衡常数和转化率。
5.C 解析:恒容条件下充入惰性气体,各反应物、生成物的浓度均未改变,单位体积内活化分子数不变,速率不变。
6.C 解析:固体粉碎后表面积增大,与气体或液体的接触面积增大,单位时间内有效碰撞次数增多,速率加快。
7.B 解析:放热反应生成物能量低于反应物,峰顶到反应物的落差小于峰顶到生成物的落差,故正) <逆)。
8.C 解析:加水稀释使浓度减小,速率减慢;、均可催化分解,升温也能加快。
9.A 解析:正) = 180-100 = 80,逆) = 180-60 = 120,ΔH = 60-100 = -40 kJ/mol。
方法点拨:三个量都从"峰顶"和两个"平台"读出,先读高度差再定符号。
10.B 解析:恒压充入惰性气体,容器体积增大,各组分浓度减小,单位体积内活化分子数减少,速率减慢。
方法点拨:与恒容充惰性气体区分——恒容看"浓度是否变",恒压看"体积是否变"。
11.B 解析:缩小体积使各组分浓度同倍增大,正、逆速率都加快;A 只加快逆反应,C 只减慢正反应,D 使两者都减慢。
方法点拨:"同时加快正逆"的条件必然是对体系所有组分浓度同倍改变,或升温、加催化剂。
12.B 解析:加的试管气泡最快,说明加快分解;玻璃粉与不加的试管现象基本相同,说明无关杂质不加快速率,催化作用具有选择性,D 错;不加时仍有少量气泡,C 错。
方法点拨:对照实验要同时设置"空白对照"与"无关变量对照",玻璃粉组用于排除"固体本身"这一干扰,结论才能归因于的催化作用。
13.B 解析:升温使分子平均动能增大,正、逆反应的活化分子百分数都增大,故两个速率都增大;活化能由反应本身决定,升温不改变活化能。
方法点拨:不要把"平衡移动方向"与"速率变化"混为一谈。
14.A 解析:充入瞬间,增大,v正 增大;此时、的浓度尚未改变,v逆 不变。随后 v逆 才逐渐增大。
方法点拨:"瞬间"二字是关键,只考虑直接改变的那个浓度。
15.A 解析:浓度变化相同,时间依次减半,说明速率依次加倍,A 对;升温不改变活化能,B 错;相邻两个 10 ℃ 区间的速率倍数均为 2,C 错;速率随温度变化不能判断吸放热,D 错。
方法点拨:用"完成相同浓度变化所需时间"比较速率时,时间之比等于速率的反比。
16.B 解析:催化剂不改变平衡转化率,A 错;催化剂降低活化能,B 对;升温使正、逆速率都增大,C 错;缩小体积使气体浓度增大,速率加快,D 错。
方法点拨:催化剂只改变速率、不改变平衡,凡"提高转化率""提高产率"的表述都要先怀疑。
17.B 解析:探究浓度的影响,必须只改变浓度,其余条件(体积、温度、催化剂用量)相同,B 合理;A 改变了体积(即改变了的量),C 探究的是催化剂用量,D 探究的是温度。
方法点拨:变量控制的三句话——只变一个、其余全同、观测指标可量化。
18.A 解析:= 0.2 mol÷2 L = 0.1 mol/L,= 0.1÷10 = 0.01 mol/(L·s),A 对;= 0.005,B 错;增加 0.1 mol,C 错;增大反应物浓度,正反应速率增大,D 错。
方法点拨:速率计算先算 Δc 再除以 Δt;用表示速率时其系数为 1,数值是的一半。
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2.1.1 化学反应速率的表示与测定
一、概念卡
化学反应速率: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,用来衡量化学反应进行的快慢,符号 v,常用单位 mol/(L·min)、mol/(L·s)。
表达式:v = Δc/Δt = Δn/(V·Δt)。式中 Δc 为浓度变化的绝对值,V 为容器体积,Δt 为时间间隔。
平均速率:某一段时间内浓度变化量与时间之比。实验测得的速率通常是平均速率。
瞬时速率:某一时刻的速率,等于 c-t 图像上该点切线的斜率(取绝对值)。中学计算题未特别说明时,一般求平均速率。
图1 浓度、温度对 c-t 曲线的影响
固体与纯液体:其浓度视为常数,一般不用其浓度的变化表示反应速率;但改变固体的表面积会明显改变速率。
化学计量数与速率:对 aA + bB = cC + dD,有 v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D) = a∶b∶c∶d。
二、单位与换算(易错集中区)
常用单位:mol/(L·s)、mol/(L·min)、、。
换算关系:1 mol/(L·min) = 1/60 mol/(L·s) ≈ 0.0167 mol/(L·s);1 mol/(L·s) = 60 mol/(L·min)。
换算两步:①把浓度统一为 mol/L,物质的量必须除以容器体积;②把时间统一为 s 或 min,再代入 v = Δc/Δt。
数据检验:若算出的速率数量级明显异常(如出现),多为忘记除以体积,或时间单位没有换算。
速率是标量,只取正值。浓度"减少 0.2 mol/L"应写作 Δc = 0.2 mol/L,不带负号;负号只用于表示浓度变化的方向。
三、速率的归一化比较
核心方法:把用不同物质表示的速率分别除以各自的化学计量数,商越大,反应越快。
例1:中,若= 0.4 mol/(L·s),则= 0.2 mol/(L·s),= 0.6 mol/(L·s)。
例2:2 L 密闭容器中,2 min 内增加 0.8 mol,则= 0.4 mol/L,= 0.2 mol/(L·min),= 0.1 mol/(L·min),= 0.3 mol/(L·min)。
注意:系数比只适用于同一反应、同一时间段;不同反应之间不能直接用系数比换算速率。
四、速率测定的常用方法
测定方法
测定原理
适用条件
量气法
用排水装置或注射器测量单位时间内生成气体的体积
有气体生成且气体难溶于水,如 Zn 与稀硫酸
称量法
用天平测量单位时间内固体质量的减少或增加
有气体逸出或固体溶解,如与盐酸
比色法
用分光光度计测量溶液颜色深浅随时间的变化
体系中有色物质消耗或生成,如的褪色
浑浊法
记录从混合到出现明显浑浊所需的时间
生成难溶固体,如与稀硫酸生成硫
压强法
恒温恒容下测量容器内压强的变化
反应前后气体分子数不相等,且有气体参与
导电法
测量溶液电导率随时间的变化
反应中离子浓度显著改变,如酸碱中和
测 pH 法
测量溶液 pH 随时间的变化
有或被消耗或生成
选择测定方法的第一原则是"该物理量必须随反应进行而单调变化"。若某量在反应前后始终不变(如恒容下的总压),就不能用来测定速率。
五、表达式与方程式清单(背诵)
①v = Δc/Δt = Δn/(V·Δt)
②1 mol/(L·min) = 1/60 mol/(L·s)
③v(A)/a = v(B)/b = v(C)/c(同一反应、同一时间段)
④
⑤
⑥
⑦Zn + 2HCl =
⑧=
⑨=
⑩=
⑪
⑫同条件、同浑浊标准时,可用 1/Δt 粗略比较速率大小
六、易混辨析
辨析一:平均速率与瞬时速率。
①平均速率对应"一段时间",用 Δc/Δt 计算;瞬时速率对应"某一时刻",是 c-t 图像上该点切线的斜率。
②只给出两个时刻的浓度,只能求这段时间的平均速率;要求瞬时速率必须给出图像或速率方程。
辨析二:速率数值与反应快慢。
①同一反应用不同物质表示,数值可能不同(比值等于系数比),但描述的快慢完全相同。
②比较用不同物质表示的速率,必须先除以化学计量数,不能直接比较数值大小。
辨析三:固体与纯液体。
①固体、纯液体的浓度视为常数,不能用其浓度变化表示速率。
②"增加固体的量"不改变速率;"把块状固体粉碎"增大接触面积,速率加快。
辨析四:速率与转化率。
①速率描述"快慢",转化率描述"多少",二者没有必然联系。
②速率大不等于转化率高;平衡时的转化率由平衡常数与投料比决定,不由速率决定。
辨析五:单位换算的方向。
①由 mol/(L·s) 换成 mol/(L·min) 要乘以 60;由 mol/(L·min) 换成 mol/(L·s) 要除以 60。
②换算时浓度与时间两个单位都要检查,不能只改一个。
七、口诀与模型
【口诀】浓度变化除以时,速率取正莫写迟;系数之比定比例,归一化后再比试;固液浓度视作定,分秒换算六十知。
【模型】"四步算速率":①写方程式、标系数;②算 Δn;③除以 V 得 Δc;④除以 Δt 得 v,最后按系数比换算其他物质。
默写(限时5min)
1.化学反应速率用单位时间内____的减少量或____的增加量表示,符号____,常用单位____。
2.表达式 v = ____,其中 Δc 取____值。
3.1 mol/(L·min) = ____ mol/(L·s)。
4.对 aA + bB = cC + dD,v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D) = ____。
5.比较用不同物质表示的速率大小时,必须先____,即用 v(A)/a 进行比较,商越大反应越____。
6.固体和纯液体的浓度视为____,一般不用它们表示____;但把固体粉碎会____速率。
7.2 L 容器中,2 min 内增加 0.8 mol,则= ____ mol/(L·min)。
8.上题中= ____ mol/(L·min),= ____ mol/(L·min)。
9.测定速率时,有气体生成可用____法;生成难溶固体可用____法;溶液颜色变化可用____法。
10.恒温恒容下测压强变化,只适用于反应前后____不相等且有气体参与的反应。
11.与稀硫酸反应的离子方程式:________________。
12.该反应出现浑浊的原因是生成____;出现浑浊时间越短,速率越____。
13.三组浓度不同的实验中,必须控制____、____、____相同。
14.用 1/Δt 只能____比较速率大小,不能作为严格的速率值。
15.平均速率对应____,瞬时速率对应 c-t 图像上某点的____。
16.速率大表示反应____,不代表反应进行的____大。
17.速率单位中,表示____。
18.写出与合成氨的化学方程式:________________。
19.若= 0.4 mol/(L·s),则= ____ mol/(L·s),= ____ mol/(L·s)。
20.甲同学测得 v(A) = 0.4 mol/(L·min),乙同学测得 v(C) = 0.9 mol/(L·min),反应为 2A(g) + B(g) ⇌ 3C(g),则____同学测得的速率大。
A 级 基础达标(共 16 分)
1.下列关于化学反应速率的说法正确的是( )(2分)
A.化学反应速率只能取正值,不能用负数表示
B.同一反应中用不同物质表示的反应速率,数值一定相同
C.固体物质的浓度随时间改变,可用其浓度变化表示反应速率
D.反应速率越大,反应物的转化率一定越高
2.在 2 L 密闭容器中,与反应生成,2 min 内的物质的量增加 0.8 mol。则为( )(2分)
A.0.2 mol/(L·min) B.0.4 mol/(L·min) C.0.1 mol/(L·min) D.0.8 mol/(L·min)
3.1 mol/(L·min) 等于( )(2分)
A.60 mol/(L·s) B.1/60 mol/(L·s) C.1/60 mol/(L·h) D.1/3600 mol/(L·min)
4.反应中,若= 0.4 mol/(L·s),则为( )(2分)
A.0.2 mol/(L·s) B.0.4 mol/(L·s) C.0.8 mol/(L·s) D.1.6 mol/(L·s)
5.对于反应,下列不能用来表示该反应速率的是( )(2分)
A.C B. C.CO D.容器内气体的压强变化
6.测定锌与稀硫酸反应速率时,最简便的方法是( )(2分)
A.测定溶液的 pH 变化 B.测量单位时间内生成的体积
C.观察溶液颜色变化 D.测定溶液的密度
7.不同浓度的溶液与同浓度稀硫酸反应,出现浑浊时间越长,说明( )(2分)
A.反应速率越大 B.反应速率越小 C.反应速率不变 D.无法判断
8.反应 A + 3B = 2C 中,某时间段内测得 v(A) = 0.1 mol/(L·s)、v(B) = 0.3 mol/(L·s)、v(C) = 0.2 mol/(L·s)。下列判断正确的是( )(2分)
A.用 A 表示的反应最快
B.三个数值描述的是同一反应的速率,快慢相同
C.用 B 表示的反应最快
D.三个数值无法比较
B 级 能力提升(共 18 分)
9.反应=在 2 L 容器中进行,2 s 内减少 0.8 mol。则为( )(3分)
A.0.1 mol/(L·s) B.0.15 mol/(L·s) C.0.2 mol/(L·s) D.0.3 mol/(L·s)
10.在 2 L 密闭容器中进行,测得= 0.2 mol/(L·min)。下列说法正确的是( )(3分)
A.= 0.2 mol/(L·min)
B.= 0.6 mol/(L·min)
C.5 min 内的物质的量减少 2 mol
D.5 min 内的物质的量增加 2 mol
11.某反应物的浓度随时间变化如下:0~2 min 由 1.0 mol/L 降至 0.6 mol/L,2~4 min 由 0.6 mol/L 降至 0.4 mol/L。两段时间的平均速率相比( )(3分)
A.前者大 B.后者大 C.相等 D.无法比较
12.在"不同浓度与稀硫酸反应"的对比实验中,下列操作会使结论不可靠的是( )(3分)
A.三组实验在相同温度下进行
B.使用相同规格的试管并垫白纸观察
C.各组混合顺序不同,有的先加酸、有的后加酸
D.记录从混合瞬间到出现明显浑浊的时间
13.反应 2A(g) + B(g) = 3C(g) 在 2 L 容器中进行,起始 A 为 4 mol,1 min 后 A 为 2.8 mol。0~1 min 内 v(B) 为( )(3分)
A.0.6 mol/(L·min) B.0.3 mol/(L·min) C.0.2 mol/(L·min) D.0.15 mol/(L·min)
14.下列反应中,不适合用"恒温恒容下测压强变化"来测定反应速率的是( )(3分)
A. B.= C. D.
C 级 素养挑战(共 16 分)
15.工业合成氨反应为。某温度下,2 L 容器中 5 min 内由 0 增至 3.4 g。下列说法正确的是( )(4分)
A.= 0.02 mol/(L·min)
B.= 0.02 mol/(L·min)
C.= 0.01 mol/(L·min)
D.5 min 内消耗 0.1 mol
16.某小组用与稀硫酸反应测定速率,数据如下表。下列说法正确的是( )(4分)
实验
温度/℃
出现浑浊时间/s
①
0.05
25
20
②
0.10
25
10
③
0.05
45
5
④
0.10
45
2.5
A.由①②可知温度越高,反应速率越大
B.由①③可知浓度越大,反应速率越大
C.四组中④的反应速率最大
D.②与③的反应速率相同
17.某小组用注射器测量锌与稀硫酸反应生成的体积来测定速率。下列操作会使测得速率偏大的是( )(4分)
A.未冷却至室温就读数
B.注射器活塞与筒壁摩擦较大
C.反应前未排尽装置内的空气
D.锌粒表面有一层氧化膜
18.反应 2A(g) ⇌ B(g) + 3C(g) 进行到某时刻,测得 v正(A) = 0.6 mol/(L·s),v逆(B) = 0.2 mol/(L·s)。下列判断正确的是( )(4分)
A.此时正反应速率大于逆反应速率,反应正向进行
B.此时 v正(A) 与 v逆(A) 相等
C.此时反应已达到平衡
D.无法判断反应进行的方向
参考答案:
1.A 解析:速率是标量,取正值,A 对;不同物质表示的速率之比等于化学计量数之比,数值一般不同,B 错;固体浓度视为常数,不能用于表示速率,C 错;速率描述快慢,转化率描述程度,二者无必然联系,D 错。
2.A 解析:= 0.8 mol÷2 L = 0.4 mol/L,v = 0.4 mol/L÷2 min = 0.2 mol/(L·min)。易错点是忘记除以容器体积。
3.B 解析:1 min = 60 s,时间变长数值变小,故 1 mol/(L·min) = 1/60 mol/(L·s) ≈ 0.0167 mol/(L·s)。
4.A 解析:∶= 2∶1,故= 0.4÷2 = 0.2 mol/(L·s)。
5.A 解析:C 是固体,浓度视为常数,不能用其浓度变化表示速率;、CO 是气体,压强随气体分子数变化,均可用于表示或测定速率。
6.B 解析:反应有难溶于水的生成,用量气管或注射器测量单位时间内气体的体积最直接;体系无色,C 不可行;pH 与密度变化不明显,A、D 不简便。
7.B 解析:其他条件相同时,出现浑浊所需时间越长,单位时间内生成的硫越少,反应速率越小。
8.B 解析:分别除以化学计量数:0.1/1 = 0.1,0.3/3 = 0.1,0.2/2 = 0.1,归一化后相等,说明三者描述同一反应且快慢相同。
9.D 解析:= 0.4 mol/L,= 0.2 mol/(L·s);= 0.2×6/4 = 0.3 mol/(L·s)。
方法点拨:先算已知物质的速率,再按系数比"由已知推未知",比例式写作 v(未知)/系数 = v(已知)/系数。
10.C 解析:= 0.6,= 0.4,A、B 错;5 min 内= 1 mol/L,Δn = 2 mol,C 对;增加 0.4×5×2 = 4 mol,D 错。
方法点拨:速率乘以时间得浓度变化,再乘体积才得物质的量,两步都不能漏。
11.A 解析:前段 v = 0.4÷2 = 0.2 mol/(L·min),后段 v = 0.2÷2 = 0.1 mol/(L·min),前者大。
方法点拨:随着反应物消耗,浓度减小,反应速率通常逐渐减小,c-t 曲线逐渐变平。
12.C 解析:变量控制要求只改变浓度,混合顺序属于必须一致的无关变量;顺序不同会造成局部浓度、混合均匀程度不同,结论不可靠。
方法点拨:实验评价题先找"自变量",再逐一检查其他条件是否相同。
13.B 解析:Δn(A) = 1.2 mol,Δc(A) = 0.6 mol/L,v(A) = 0.6 mol/(L·min),v(B) = 0.6÷2 = 0.3 mol/(L·min)。
方法点拨:先由物质的量算浓度,再算速率,最后按系数比换算。
14.C 解析:反应前后气体分子数相等,恒温恒容下总压始终不变,无法用于测速率;A、B、D 均有气体分子数变化。
方法点拨:判断能否用压强法,先数反应前后气体化学计量数之和是否相等。
15.A 解析:= 3.4 g÷17 g/mol = 0.2 mol,Δc = 0.1 mol/L,= 0.02 mol/(L·min);= 0.01,= 0.03,B、C 错;消耗 0.3 mol,D 错。
方法点拨:题干给质量时先用摩尔质量换成物质的量,这是"质量—物质的量—浓度—速率"四步链的第一环。
16.C 解析:①②温度相同、浓度不同,只能得出"浓度越大速率越大",A 错;①③浓度相同、温度不同,只能得出"温度越高速率越大",B 错;④的浑浊时间最短,速率最大,C 对;②与③时间分别为 10 s 与 5 s,速率不同,D 错。
方法点拨:表格题必须"控制变量读数"——先找两组中唯一不同的那一个量,再下结论。
17.A 解析:气体受热膨胀,相同时间内读出体积偏大,算得速率偏大,A 对;摩擦大、未排尽空气、表面有氧化膜都会使测得体积偏小或反应变慢,使速率偏小。
方法点拨:误差分析先明确"测量值由哪个量算出",再判断该量偏大还是偏小。
18.A 解析:把逆反应速率换算成用 A 表示:v逆(A) = 2×v逆(B) = 0.4 mol/(L·s),小于 v正(A) = 0.6 mol/(L·s),故反应正向进行。
方法点拨:比较正、逆速率必须换算成同一种物质,且一个代表正反应、一个代表逆反应,方向不能同向。
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