2021届高考化学一轮复习化学反应速率及其影响因素学案 18页

第七章 化学反应速率和化学平衡 第一节 化学反应速率 及其影响因素 　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　 1．了解化学反应速率的概念和定量表示方法。 2．了解反应活化能的概念，了解催化剂的重要作用。 3．理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响，能用 相关理论解释其一般规律。 4.了解化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。 考点(一)　化学反应速率 【精讲精练快冲关】 [知能学通] 1．化学反应速率 2．化学反应速率与化学计量数的关系 对于已知反应 mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，其化学反应速率可用不同的反应物或生 成物来表示，当单位相同时，化学反应速率的数值之比等于化学方程式中相应物质的化学计 量数之比，即 v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q，或 1 mv(A)＝1 nv(B)＝1 pv(C)＝1 qv(D)。 [注意]　①由公式 v＝ Δc Δt计算得到的反应速率是指某一时间段内的平均反应速率而不 是某一时刻的瞬时反应速率。 ②同一化学反应在相同条件下用不同物质表示的化学反应速率，其数值可能不同，但 表示的意义相同。 ③不能用固体或纯液体物质(不是溶液)表示化学反应速率，因为固体和纯液体物质的浓 度视为常数。 [题点练通] 化学反应速率的计算 1.(2019·湖北八校联考)将 6 mol CO 2 和 8 mol H2 充入一容积为 2 L 的密闭容器中(温度 保持不变)，发生反应 CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH<0，测得 H2 的物质的量 随时间变化如图所示(图中字母后的数字表示对应的坐标)。该反应在 8～10 min 内 CO2 的平 均反应速率是(　　) A．0.5 mol·L－1·min－1　 B．0.1 mol·L－1·min－1 C．0 mol·L－1·min－1 D．0.125 mol·L－1·min－1 解析：选 C　由题图可知，该反应在 8～10 min 内，H2 的物质的量在对应的 c、d 点都 是 2 mol，因此 v(H2)＝2 mol－2 mol 2 L × 2 min＝0 mol·L－1·min－1，根据化学反应速率之比等于化学计 量数之比可得 v(CO2)＝1 3×v(H2)＝0 mol·L－1·min－1。 2．(2014·北京高考)一定温度下，10 mL 0.40 mol·L －1 H2O2 溶液发生催化分解。不同时 刻测得生成 O2 的体积(已折算为标准状况)如表。 t/min 0 2 4 6 8 10 V(O2)/mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9 下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)(　　) A．0～6 min 的平均反应速率： v(H2O2)≈3.3×10－2mol·L－1·min－1 B．6～10 min 的平均反应速率： v(H2O2)<3.3×10－2mol·L－1·min－1 C．反应至 6 min 时，c(H2O2)＝0.30 mol·L－1 D．反应至 6 min 时，H2O2 分解了 50% 解析：选 C　根据题目信息可知，0～6 min，生成 22.4 mL(标准状况)氧气，消耗 0.002 mol H2O2，则 v(H2O2)≈3.3×10－2 mol·L－1·min－1，A 项正确；随反应物浓度的减小，反应 速率逐渐降低，B 项正确；反应至 6 min 时，剩余 0.002 mol H2O2，此时 c(H2O2)＝0.20 mol·L －1，C 项错误；反应至 6 min 时，消耗 0.002 mol H2O2，转化率为 50%，D 项正确。 [方法规律] 化学反应速率计算的 3 种常用方法 (1)定义式法 v＝Δc Δt＝ Δn V·Δt。 (2)比例关系法 化学反应速率之比等于化学计量数之比，如 mA(g)＋nB(g)===pC(g)中，v(A)∶v(B)∶v(C) ＝m∶n∶p 或 1 mv(A)＝1 nv(B)＝1 pv(C)。 (3)三段式法 列起始量、转化量、最终量，再根据定义式或比例关系计算。 对于反应 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，起始时 A 的浓度为 a mol·L－1，B 的浓度为 b mol·L－1，反应进行至 t1 s 时，A 消耗了 x mol·L－1，则化学反应速率可计算如下： 　　　　　　　　mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 起始/(mol·L－1) a b 0 0 转化/(mol·L－1) x nx m px m qx m t1/(mol·L－1) a－x b－nx m px m qx m 则：v(A)＝x t1 mol·L－1·s－1，v(B)＝ nx mt1 mol·L－1·s－1， v(C)＝ px mt1 mol·L－1·s－1，v(D)＝ qx mt1 mol·L－1·s－1。 化学反应速率的比较 3.(2019·宿州模拟)对于反应 2A(g)＋B(g) 3C(g)＋4D(g)，表示该反应的速率最快的 是(　　) A．v(A)＝0.5 mol·L－1·s－1 B．v(B)＝0.3 mol·L－1·s－1 C．v(C)＝0.8 mol·L－1·s－1 D．v(D)＝1.0 mol·L－1·s－1 解析：选 B　均用 v(B)表示。A 项，v(B)＝1 2v(A)＝0.25 mol·L－1·s－1；C 项，v(B)＝1 3v(C) ＝0.8 3 mol·L－1·s－1；D 项，v(B)＝1 4v(D)＝0.25 mol·L－1·s－1。 4．反应 A(g)＋3B(g)===2C(g)＋2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为①v(A)＝0.45 mol·L－1·s－1　②v(B)＝0.6 mol·L－1·s－1　③v(C)＝0.4 mol·L－1·s－1　④v(D)＝0.45 mol·L－1·s －1。 上述反应速率的大小关系为____________。 解析：用比值法比较反应速率的大小，v(A)＝0.45 mol·L－1·s－1；1 3v(B)＝0.2 mol·L－1·s－ 1；1 2v(C)＝0.2 mol·L－1·s－1；1 2v(D)＝0.225 mol·L－1·s－1，故①>④>②＝③。 答案：①>④>②＝③ [方法规律] 化学反应速率的 2 种比较方法 (1)转化同一物质法 将同一反应中用不同物质表示的反应速率转化成用同一种物质表示的反应速率，再进行 比较。如对于反应 2SO2＋O2 2SO3，如果①v(SO2)＝2 mol·L－1·min－1，②v(O2)＝3 mol·L－ 1·min－1，③v(SO3)＝4 mol·L－1·min－1，比较反应速率的大小时，可以将三者表示的反应速率 都转化为用 O2 表示的反应速率，再作比较。换算后①v(O2)＝1 mol·L－1·min－1，③v(O2)＝2 mol·L－1·min－1，则反应速率的大小顺序为②>③>①。 (2)比值法 用各物质表示的反应速率除以对应各物质的化学计量数，然后再对求出的数值进行大小 排序，数值大的反应速率快。如反应 mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，若v(A) m >v(B) n ，则反应 速率 A>B。 无论采用何种方法，都要确保所比较化学反应速率的单位统一。 考点(二)　影响化学反应速率的因素 【点多面广精细研】 1．主要因素——内因 反应物本身的性质是影响化学反应速率的主要因素。 2．外因(其他条件不变，只改变一个条件) 3．理论解释——有效碰撞理论 (1)活化分子、活化能、有效碰撞 ①活化分子：能够发生有效碰撞的分子。 ②活化能：如图 [注意]　E1 为正反应的活化能，E2 为逆反应的活化能，且 ΔH＝E1－E2，E3 为使用催化 剂时正反应的活化能。 　③有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。 (2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系 [小题练微点] 1．判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)可逆反应达到平衡后，增大反应物的浓度，正反应速率增大，逆反应速率减小(　　) (2)增大反应体系的压强，反应速率不一定增大(　　) (3)对有气体参加的反应体系，缩小容器体积，能够增大活化分子的百分含量，所以反 应速率增大(　　) (4)铁与浓硫酸反应时，硫酸的浓度越大，产生 H2 的速率越快(　　) (5)对于可逆反应 FeCl3＋3KSCNFe(SCN)3＋3KCl，增加氯化钾浓度，逆反应速率加 快(　　) 答案：(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)× 2．(1)形状、大小相同的镁、铝、铁、铅四种金属与浓度相同的盐酸反应，生成 H2 的 速率快慢顺序是___________________________________________________________。 (2)对于 Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，改变下列条件对生成氢气的速率有何影响？(填“增 大”“减小”“不变”或“不产生氢气”) ①升高温度：____________；②增大盐酸浓度：___________； ③增大铁的质量：___________；④增加盐酸的体积：_________； ⑤把铁片改成铁粉：_______；⑥滴加几滴 CuSO4 溶液：_______； ⑦加入 NaCl 固体：___________；⑧增大压强：___________； ⑨将反应中的稀盐酸改为浓 H2SO4：________。 (3)Zn 与盐酸反应，真正影响反应速率的是________的浓度，而与________的浓度无关。 (4)一定温度下，反应 N2(g)＋O2(g)2NO(g)在密闭容器中进行，回答下列措施对化学 反应速率的影响。(填“增大”“减小”或“不变”) ①缩小体积使压强增大：_______；②恒容充入 N 2 ：_______；③恒容充入 He： _______；④恒压充入 He：_______。 答案：(1)v(Mg)>v(Al)>v(Fe)>v(Pb) (2)①增大　②增大　③不变　④不变　⑤增大 ⑥增大　⑦不变　⑧不变　⑨不产生氢气 (3)H＋　Cl－ (4)①增大　②增大　③不变　④减小 影响化学反应速率的因素 1.(2019·贵阳模拟)在一密闭容器中充入 1 mol H2 和 1 mol I2，压强为 p(Pa)，并在一定 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)，反应速率一定加快 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 解析：选 A　增大 H2 的物质的量且保持容器容积不变，H2 的浓度增大，反应速率加快， A 项正确；保持容器容积不变，向其中加入 1 mol N2(N2 不参加反应)，反应混合物各组分的 浓度不变，反应速率不变，B 项错误；保持容器内气体压强不变，向其中充入 1 mol N2(N2 不参加反应)，容器体积增大，各组分的浓度减小，反应速率减小，C 项错误；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)，因容器的体积变为原来的 2 倍，起始 物质的量变为原来的 2 倍，则浓度不变，反应速率不变，D 项错误。 2．(2019·福州质检)某恒容密闭容器中进行反应：SO 2(g)＋NO2(g) SO3(g)＋NO(g)　 ΔH＝a kJ·mol－1；某科研小组通过实验测出 SO2 的转化率(SO2、NO 起始量一定)随条件 P 的 变化情况如图所示，下列说法中正确的是(　　) A．10～15 min 内反应速率小于 15～20 min 的反应速率，P 为升高温度 B．10～20 min 内反应速率小于 20～40 min 的反应速率，P 为减小 SO3 的浓度 C．10～15 min 内反应速率大于 40～50 min 的反应速率，P 为减小压强 D．该反应中，随着反应物浓度的减小，反应速率一直减小 解析：选 A　在相同时间内，转化率变化值越大，表明反应中消耗的反应物越多，反应 速率越大。由题图数据知，10～15 min、15～20 min 内，反应物转化率变化值分别为 3.7%、 4.5%，故后一个时间段内反应速率较快，随着反应的进行，反应物浓度减小，又因容器容 积不变，故改变的条件只能是升温，A 正确，C、D 项错误；10～20 min、20～40 min 内， 反应物转化率变化值分别为 8.2%、10.3%(时间间隔不同)，故 10～20 min 内消耗的反应物比 20～40 min 消耗的多，反应速率快，B 项错误。 [归纳拓展]　影响化学反应速率的因素 (1)升高温度，不论是放热反应还是吸热反应，化学反应速率均加快。 (2)催化剂能同等程度的改变正、逆化学反应速率，但不能改变反应进行的程度。 (3)增大反应物浓度或生成物浓度，正、逆反应速率均加快。 (4)压强及“惰性气体”对化学反应速率的影响 ①充入“惰性气体”对化学反应速率的影响： 恒温 恒容 充入“惰性气体” ― ― →引起 总压强增大，但各物质的浓度不变(活化分子浓度 不变)，反应速率不变 恒温 恒压 充入“惰性气体” ― ― →引起 体积增大 ― ― →引起 各反应物浓度减小(活化分子 浓度减小) ― ― →引起 反应速率变慢 ②对于没有气体参加的反应，改变体系压强，反应物的浓度不变，则化学反应速率不变。 (5)固体反应物量的增减，不能改变化学反应速率，固体反应物的表面积改变才能改变 化学反应速率。 “控制变量法”探究影响化学反应速率的因素 3.(2017·江苏高考)H 2O2 分解速率受多种因素影响。实验测得 70 ℃时不同条件下 H2O2 浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A．图甲表明，其他条件相同时，H2O2 浓度越小，其分解速率越快 B．图乙表明，其他条件相同时，溶液 pH 越小，H2O2 分解速率越快 C．图丙表明，少量 Mn2＋存在时，溶液碱性越强，H2O2 分解速率越快 D．图丙和图丁表明，碱性溶液中，Mn2＋对 H2O2 分解速率的影响大 解析：选 D　由图甲可知，起始时 H2O2 的浓度越小，曲线下降越平缓，说明反应速率 越慢，A 项错误；由图乙可知，OH－的浓度越大，pH 越大，曲线下降越快，即 H2O2 分解 越快，B 项错误；由图丙可知，相同时间内，0.1 mol·L－1NaOH 条件下 H2O2 分解最快，0 mol·L－ 1NaOH 条件下 H2O2 分解最慢，而 1.0 mol·L－1NaOH 条件下 H2O2 的分解速率处于中间，C 项 错误；由图丁可知，Mn2＋浓度越大，H2O2 的分解速率越快，说明 Mn2＋对 H2O2 分解速率影 响较大，D 项正确。 [方法规律]　“控制变量法”的解题策略 利用“断点”突破 v­t 图像 4.(2019·天津质检)向 1 L 的密闭容器中加入 1 mol X、0.3 mol Z 和一定量的 Y 三种气体。 一定条件下发生反应，各物质的浓度随时间的变化如图甲所示。图乙为 t2 时刻后改变反应条 件，平衡体系中反应速率随时间变化的情况，且四个阶段都各改变一种不同的条件。下列说 法不正确的是(　　) A．Y 的起始物质的量为 0.5 mol B．该反应的化学方程式为 2X(g)＋Y(g) 3Z(g)　ΔH<0 C．若 t0＝0，t1＝10 s，则 t0～t1 阶段的平均反应速率为 v(Z)＝0.03 mol·L－1·s－1 D．反应物 X 的转化率 t6 点比 t3 点高 解析：选 B　t4～t5 阶段反应速率降低，但平衡不移动，说明 t4 时刻改变的条件为减小 压强，即反应前后气体化学计量数之和相等，X 的浓度减小，为反应物，变化为(1－0.8)mol·L －1＝0.2 mol·L－1，Z 的浓度增大，为生成物，变化为(0.6－0.3)mol·L－1＝0.3 mol·L－1，则 X 和 Z 的化学计量数之比为 2∶3，则 Y 的化学计量数为 1，Y 的浓度变化为 0.2 mol·L－1×1 2＝ 0.1 mol·L－1，Y 为反应物，因此起始时 Y 的物质的量为(0.1＋0.4)mol·L－1×1 L＝0.5 mol，A 项正确；根据选项 A 的分析，反应方程式为 2X(g)＋Y(g) 3Z(g)，根据图乙，t5 时刻改 变的条件应为温度，正、逆反应速率均升高，因此应是升高温度，因 v 正>v 逆反应向正反应 方向进行，说明正反应是吸热反应，即 ΔH>0，B 项错误；根据化学反应速率表达式可知， v(Z)＝ (0.6－0.3)mol·L－1 10 s ＝0.03 mol·L －1·s－1，C 项正确；t5～t6 阶段，平衡向正反应方向移 动，X 的转化率升高，而 t3～t5 阶段，平衡不移动，所以 X 的转化率为 t6 点比 t3 点高，D 项正确。 [归纳拓展] 1．速率—时间图像“断点”分析 当可逆反应达到一种平衡后，若某一时刻外界条件发生改变，都可能使速率—时间图像 的曲线出现不连续的情况，即出现“断点”。根据“断点”前后的速率大小，即可对外界条 件的变化情况作出判断。如图，t1 时刻改变的条件可能是使用了催化剂或增大压强(仅适用 于反应前后气体物质的量不变的反应)。 2．常见含“断点”的速率变化图像分析 图像 升高 降低 升高 降低温 度 适合正反应为放热的反应 适合正反应为吸热的反应 增大 减小 增大 减小 t1 时 刻所 改变 的条 件 压 强 适合正反应为气体物质的量增大的反应 适合正反应为气体物质的量减小的 反应 1．下列各组反应(表内物质均为反应物)在刚开始时，产生 H2 速率最快的是(　　) 编号 金属 物质的量 酸的浓度 酸的体积 温度 A Al 0.1 mol 18.4 mol·L－1H2SO4 10 mL 60 ℃ B Mg 0.1 mol 3 mol·L－1 H2SO4 10 mL 30 ℃ C Fe 0.1 mol 3 mol·L－1 H2SO4 10 mL 60 ℃ D Mg 0.1 mol 3 mol·L－1 H2SO4 10 mL 60 ℃ [做一当十] 点拨：常温下，Al 遇浓 H2SO4 发生钝化，加热条件下可以反应生成 SO2。　　　　 解析：选 D　Al 与 18.4 mol·L－1 H2SO4 溶液(浓硫酸)在加热条件下发生反应生成 SO2， 不能产生 H2；Mg 的活泼性比 Fe 强，相同温度下，与 3 mol·L－1 H2SO4 溶液反应时，Mg 产 生 H2 的速率更快；升高温度，反应速率加快，故产生 H2 速率最快的是 D 项。 2．下列操作中，未考虑化学反应速率影响因素的是(　　) A．实验室由乙醇生成乙烯，温度控制在 170 ℃而不是 140 ℃ B．KMnO4 溶液与 H2C2O4 溶液反应时加入 MnSO4 C．铜与浓硫酸反应时将铜丝绕成螺旋状 D．实验室制备氢气时滴入几滴 CuSO4 溶液 解析：选 A　乙醇与浓硫酸加热反应时，反应温度不同，所得产物不同，170 ℃时生成 乙烯，而 140 ℃时生成乙醚，A 项未考虑化学反应速率影响因素；KMnO4 溶液与 H2C2O4 反 应时，MnSO4 作催化剂，加入其中可加快反应速率，B 项考虑了化学反应速率影响因素； 铜与浓硫酸反应时，将铜丝绕成螺旋状，可增大铜丝与浓硫酸的接触面积，加快反应速率， C 项考虑了化学反应速率影响因素；制备 H2 时滴入 CuSO4 溶液能形成原电池反应，加快反 应速率，D 项考虑了化学反应速率影响因素。 3．对水样中溶质M的分解速率影响因素进行研究。在相同温度下，M 的物质的量浓度 (mol·L－1)随时间(min)变化的有关实验数据如表。 时间 c (M) 水样 0 5 10 15 20 25 Ⅰ(pH＝2) 0.40 0.28 0.19 0.13 0.10 0.09 Ⅱ(pH＝4) 0.40 0.31 0.24 0.20 0.18 0.16 Ⅲ(pH＝4) 0.20 0.15 0.12 0.09 0.07 0.05 Ⅳ(pH＝4，含 Cu2＋) 0.20 0.09 0.05 0.03 0.01 0 下列说法不正确的是(　　) A．在 0～20 min 内，Ⅰ中 M 的分解速率为 0.015 mol·L－1·min－1 B．水样酸性越强，M 的分解速率越快 C．在 0～25 min 内，Ⅲ中 M 的分解百分率比Ⅱ大 D．由于 Cu2＋存在，Ⅳ中 M 的分解速率比Ⅰ快 [做一当十] 点拨：M 的分解速率指单位时间内 c(M)的减少量，分析题表知，酸性越强，化学反应 速率越快，催化剂 Cu2＋能加快分解速率。　　　　 解析：选 D　在 0～20 min 内，水样Ⅰ中 c(M)由 0.40 mol·L－1 减小为 0.10 mol·L－1，则 M 的分解速率 v(M)＝ (0.40－0.10)mol·L－1 20 min ＝0.015 mol·L－1·min－1，A 正确；水样Ⅰ的 pH 小 于水样Ⅱ的 pH，起始 c(M)相等，相同时间内水样Ⅰ中 Δc(M)大于水样Ⅱ中 Δc(M)，则水样 的酸性越强，M 的分解速率越快，B 正确；在 0～25 min 内，水样Ⅲ中 M 的分解百分率为 (0.20－0.05)mol·L－1 0.20 mol·L－1 ×100% ＝ 75% ， 水 样 Ⅱ 中 M 的 分 解 百 分 率 为 (0.40－0.16)mol·L－1 0.40 mol·L－1 ×100%＝60%，则水样Ⅲ中 M 的分解百分率比水样Ⅱ大，C 正确；水样Ⅰ、Ⅳ的 pH 和起 始 c(M)不同，且水样Ⅳ中含有 Cu2＋，多个反应条件不同，不符合实验探究时的“单一变量” 原则，无法确定某单一变量对 M 的分解速率的影响，且本题中Ⅳ中 M 的分解速率比Ⅰ慢， D 错误。 4．如表所示是稀硫酸与某金属反应的实验数据： 溶液温度/℃ 实验 序号 金属质 量/g 金属 状态 c(H2SO4) /(mol·L－1) V(H2SO4) /mL 反应前 反应后 金属 消失 的时 间/s 1 0.10 丝 0.5 50 20 34 500 2 0.10 粉末 0.5 50 20 35 50 3 0.10 丝 1.0 50 20 35 125 4 0.10 丝 1.0 50 35 50 50 分析上述数据，回答下列问题： (1)实验 1 和 2 表明，__________________对反应速率有影响，而且____________，则 反应速率越快。 (2)表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验是______(填实验序号)。 (3)实验中影响反应速率的其他因素还有________，其实验序号是________(填实验序号)。 (4)实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值(约 15 ℃)相近，推测其原因： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 [做一当十] 点拨：浓度是指真正参与反应的离子或物质的浓度，如 Zn 与盐酸反应，真正影响反应 速率的是 c(H＋)，而与 c(Cl－)无关。本题是要选 c(H2SO4)不同，其他条件完全相同的实验。　　　　 解析：(1)实验 1 和 2 中金属的状态不同，其他条件几乎相同，表明固体反应物的表面 积对反应速率有影响，而且表面积越大，则反应速率越快。(2)实验 1 和 3 中只有反应物的 浓度不同，其他条件几乎相同，根据实验 1 和 3 可知，反应物浓度对反应速率产生影响，且 浓度越大，反应速率越快。(3)根据实验 3 和 4 可知，反应温度也会影响反应速率。(4)实验 的所有反应中，硫酸可能均过量，等质量的金属完全反应，放出的热量相等，所以使等体积 溶液的温度升高值相近。 答案：(1)固体反应物的表面积　表面积越大　(2)1 和 3　(3)反应温度　3 和 4 (4)可能是硫酸过量，等质量的金属完全反应，放出的热量相等，所以使等体积溶液的 温度升高值相近 [课时跟踪检测] 1．在四个不同的容器中，在不同的条件下进行合成氨反应：N2＋3H2 2NH3。根据 在相同时间内测定的结果判断，生成氨的速率最快的是(　　) A．v(H2)＝0.01 mol·L－1·s－1 B．v(N2)＝0.3 mol·L－1·min－1 C．v(NH3)＝0.15 mol·L－1·min－1 D．v(H2)＝0.3 mol·L－1·min－1 解析：选 B　在速率单位相同时，把速率除以其相应物质的化学计量数，数值大者反应 速率快。A 项，v(H2)＝0.01 mol·L－1·s－1＝0.6 mol·L－1·min－1，1 3v(H2)＝0.2 mol·L－1·min－1； B 项，v(N2)＝0.3 mol·L －1·min －1；C 项，1 2v(NH3)＝0.075 mol·L －1·min －1；D 项，1 3v(H2)＝ 0.1 mol·L－1·min－1。由此可知，B 项中表示的反应速率最快。 2．相同温度下，下列各组的反应中，前者速率一定大于后者的是(　　) A．10 mL 4 mol·L －1 的 NaHCO3 溶液＋10 mL 2 mol·L －1 盐酸＋20 mL 水与 20 mL 3 mol·L－1 的 NaHCO3 溶液＋10 mL 2 mol·L－1 盐酸＋10 mL 水 B．同品质等质量的两份 Al(OH)3 分别与 2 mol·L－1 硫酸、2 mol ·L－1 盐酸反应 C．表面积完全相同的两块钠分别与 200 mL、100 mL 水反应 D．0.5 mol·L－1 的 NaHCO3 溶液分别与 1 mol·L－1 盐酸和 0.5 mol·L－1 硫酸混合 解析：选 B　A 项中虽然前者中 NaHCO3 溶液的浓度较大，但由所给数据知其所含溶质 的量小于后者，故混合后前者溶液中 NaHCO3 的浓度小于后者，故反应速率小于后者；B 项 中反应的本质为 Al(OH)3＋3H＋===3H2O＋Al3＋，由于 H2SO4 是二元酸，溶液中 c(H＋)比盐 酸中的大，故反应速率大于后者；C 项中水的浓度相同，速率相同；D 项中虽然两种酸中 c(H ＋)相同，但因不知道所用溶液的体积，故无法判断混合后(反应前)溶液中 c(H＋)、c(HCO－3 ) 的大小，因此无法确定其反应速率的相对大小。 3．在密闭容器中进行的反应：N2＋O2 2NO，不能加快该反应的反应速率的是(　　) A．缩小体积　　　　　　　　　 B．充入少量 NO 气体 C．体积增大到原来的 2 倍 D．升高温度 解析：选 C　A 项，缩小体积，反应物浓度增大，化学反应速率增大；B 项，充入 NO 气体增大生成物浓度，反应速率增大；C 项，体积扩大，反应物浓度减小，化学反应速率减 小；D 项，升高温度，加快反应速率。 4．NO 和 CO 都是汽车尾气里的有害物质，它们能缓缓地反应生成 N2 和 CO2，化学方 程式为 2NO＋2CO N2＋2CO2，对此反应，下列叙述错误的是(　　) A．使用正催化剂能加快反应速率 B．改变反应物的压强对反应速率产生影响 C．冬天气温低，反应速率减慢，对人体危害更大 D．无论外界条件怎样改变，均对此化学反应的速率无影响 解析：选 D　正催化剂能加快反应速率，故 A 正确；增大压强反应速率加快，减小压 强反应速率减慢，故 B 正确；降低温度反应速率减慢，故 C 正确；反应速率随温度、压强、 浓度、催化剂的改变而改变，故 D 错误。 5 ． 一 定 温 度 下 ， 反 应 ①C(s) ＋ CO2(g)===2CO(g) 　 ΔH>0 ， 反 应 ②2SO2(g) ＋ O2(g)===2SO3(g)　ΔH<0。下列有关以上两个反应的说法正确的是(　　) A．降低温度反应①的速率减小，反应②的速率增大 B．增大压强反应①的速率不变，反应②的速率增大 C．增大压强反应①的速率增大，反应②的速率增大 D．升高温度反应①的速率增大，反应②的速率减小 解析：选 C　降低温度反应速率减小，升高温度反应速率增大，A、D 错误；对于有气 体参加的可逆反应，增大压强反应速率增大，减小压强反应速率减小，B 错误，C 正确。 6．少量铁片与 100 mL 0.01 mol·L－1 的稀盐酸反应，反应速率太慢。为了加快此反应速 率而不改变 H2 的产量，可以使用如下方法中的(　　) ①加 H2O　②加 KNO3 溶液　③滴入几滴浓盐酸　④加入少量铁粉　⑤加入 NaCl 溶 液　⑥滴入几滴 CuSO4 溶液　⑦升高温度(不考虑盐酸挥发)　⑧改用 10 mL 0.1 mol·L－1 盐 酸 A．①⑥⑦ B．③⑤⑧ C．③⑦⑧ D．③④⑥⑦⑧ 解析：选 C　铁片与稀盐酸反应的实质是 Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。加水稀释，c(H＋) 减小，反应速率减慢，①错误；加 KNO3 溶液，溶液中含有 NO－3 、H＋，与 Fe 发生反应生 成 NO，得不到 H2，②错误；滴加浓盐酸后，c(H＋)增大，反应速率加快，由于铁片不足量， 产生 H2 的量不变，③正确；加入少量铁粉，c(H＋)不变，反应速率不变，Fe 的质量增加， 则生成 H2 的量增加，④错误；加 NaCl 溶液，相当于加水稀释，c(H＋)减小，反应速率减慢， ⑤错误；滴加 CuSO4 溶液，Fe 与 CuSO4 发生置换反应析出 Cu，形成原电池，反应速率加 快，但由于置换 Cu 时消耗一部分 Fe 粉，生成 H2 的量减少，⑥错误；升高温度，反应速率 加快，n(HCl)不变，则生成 H2 的量不变，⑦正确；⑧改用 10 mL 0.1 mol·L －1 盐酸，c(H＋) 增大，n(H＋)不变，反应速率加快，n(Fe)不变，则生成 H2 的量不变，⑧正确；故可使用的 方法有③⑦⑧。 7．在一定的条件下，某反应 X(g)Y(g)＋Z(g)的部分实验数据如表： 反应时间/min 0 10 20 30 40 50 c(X)/(mol·L－1) 0.100 0.090 0.080 0.070 0.060 0.050 反应时间/min 60 70 80 90 100 c(X)/(mol·L－1) 0.040 0.030 0.020 0.010 0.000 下列有关说法正确的是(　　) A．X 的浓度越大，反应速率越大 B．X 的浓度越大，消耗一半时所用的时间越短 C．X 分解的速率与其浓度无关 D．X 的分解速率先快后慢 解析：选 C　X 的分解速率是匀速的，与其浓度无关，A、D 错误，C 正确；X 的浓度 越大，消耗一半时所用的时间越长，B 错误。 8．(2014·全国卷Ⅰ)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正确的是(　　) A．反应速率与 I－浓度有关 B．IO－也是该反应的催化剂 C．反应活化能等于 98 kJ·mol－1 D．v(H2O2)＝v(H2O)＝v(O2) 解析：选 A　H2O2 的分解反应主要是由第一个反应决定的，I－浓度越大，反应速率越 快，A 项正确；根据总反应可确定该反应的催化剂为 I－，而 IO－为中间产物，B 项错误； 根据所给信息无法确定反应活化能，C 项错误；反应速率关系为 v(H2O2)＝v(H2O)＝2v(O2)， D 项错误。 9．NaHSO3 溶液在不同温度下均可被过量 KIO3 氧化，当 NaHSO3 完全消耗即有 I2 析出， 根据 I2 析出所需时间可以求得 NaHSO3 的反应速率。将浓度均为 0.020 mol·L－1 的 NaHSO3 溶液(含少量淀粉)10.0 mL、KIO3(过量)酸性溶液 40.0 mL 混合，记录 10～55 ℃间溶液变蓝 时间，55 ℃时未观察到溶液变蓝，实验结果如图。据图分析，下列判断不正确的是(　　) A．40 ℃之前与 40 ℃之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反 B．图中 b、c 两点对应的 NaHSO3 反应速率相等 C．图中 a 点对应的 NaHSO3 反应速率为 5．0×10－5 mol·L－1·s－1 D．温度高于 40 ℃时，淀粉不宜用作该实验的指示剂 解析：选 B　由题给图像可知，温度低于 40 ℃时，温度升高，溶液变蓝的时间短，但 温度高于 40 ℃时情况相反，A 项正确；因为 b、c 两点的温度不同，反应速率不可能相等， B 项错误；图中 a 点，所用的时间为 80 s，则 NaHSO3 的反应速率为(0.020 mol·L －1×10.0 mL×10－3 L·mL－1)÷(50 mL×10－3 L·mL－1)÷80 s＝5.0×10－5 mol·L－1·s－1，C 项正确；由题 给条件，55 ℃时未观察到溶液变蓝可知，温度高于 40 ℃时，淀粉易糊化，不宜作该实验 的指示剂，D 项正确。 10.在一定条件下，X 气体与 Y 气体反应生成 Z 气体。反应过 程中，反应物与生成物的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所 示，则下列叙述正确的是(　　) A．该反应的化学方程式为 3X＋Y 2Z B．t1～(t1＋10)s 时，v(X)＝v(Y)＝0 C．t1 s 时反应物 X 的转化率为 60% D．0～t1 s 内 X 的反应速率为 v(X)＝0.2 t1 mol·L－1·s－1 解析：选 A　0～t1 s，Δc(X)＝(0.8－0.2)mol·L－1＝0.6 mol·L－1，Δc(Y)＝(0.5－0.3)mol·L －1＝0.2 mol·L－1，Δc(Z)＝0.4 mol·L－1，三者之比为 0.6∶0.2∶0.4＝3∶1∶2，所以该反应的 化学方程式为 3X＋Y 2Z，A 项正确；t 1 ～(t 1 ＋10)s 反应处于平衡状态，v(X)＝ 3v(Y)≠0，B 项错误；t1 s 时，X 的转化率为0.6 mol·L－1 0.8 mol·L－1×100%＝75%，C 项错误；0～t1 s， X 的反应速率为0.6 mol·L－1 t1 s ＝0.6 t1 mol·L－1·s－1，D 项错误。 11．某学生进行了影响化学反应速率的探究实验，数据记录如表： Fe 的质量 H2SO4 的浓度 收集 20 mL H2 所需的时间 ① 10 g(铁块) 0.1 mol·L－1 153 s ② 10 g(铁粉) 0.1 mol·L－1 125 s ③ 10 g(铁粉) 0.2 mol·L－1 62 s (1)比较①、②组数据，初步得出结论：当其他条件不变时， ________________________________________________________________________； 比较②、③组数据，初步得出结论：当其他条件不变时，________(填化学式)的浓度增 大，反应速率________(填“加快”“减慢”或“不变”)。 (2) 该 探 究 实 验 中 涉 及 的 化 学 反 应 的 离 子 方 程 式 是 ________________________________________________________________________ ________________________，在实验开始时，收集 H2 的速率逐渐加快，由此推测该反 应的类型属于____________(填“放热反应”或“吸热反应”)。 解析：(1)比较①、②组数据，可知当硫酸浓度不变时，铁粉产生等量的气体所需时间 短，则说明化学反应速率快；比较②、③组数据，可知当其他条件不变时，增大硫酸浓度， 产生等量的气体所需时间短，则说明化学反应速率快。(2)反应放热，使反应速率加快。 答案：(1)增大固体颗粒物的表面积，则化学反应速率加快　H2SO4　加快 (2)Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑　放热反应 12．KI 溶液在酸性条件下能与氧气反应。现有以下实验记录： 实验编号 ① ② ③ ④ ⑤ 温度/℃ 30 40 50 60 70 显色时间/s 160 80 40 20 10 (1)该反应的离子方程式为______________________________________________。 (2)该实验的目的是__________________________________________________。 (3)实验试剂除了 1 mol·L －1 KI 溶液、0.1 mol·L －1 H2SO4 溶液外，还需要的试剂是 ____________，实验现象为________________________。 (4)上述实验操作中除了需要(3)的条件外，还必须控制不变的是________(填标号)。 A．温度 B．试剂的浓度 C．试剂的用量(体积) D．试剂添加的顺序 (5)由上述实验记录可得出的结论是________________________________________。 (6) 若 要 进 行 酸 性 对 反 应 速 率 的 影 响 的 探 究 实 验 ， 你 会 采 取 的 措 施 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(3)为测定显色时间，产物中有碘单质生成，还需要的试剂是淀粉溶液。(4)设计 实验必须保证其他条件不变，只改变一个条件，才能得到准确的结论，还必须控制不变的是 试剂的用量(体积)和试剂添加的顺序。 答案：(1)4H＋＋4I－＋O2===2I2＋2H2O (2)探究温度对反应速率的影响 (3)淀粉溶液　无色溶液变蓝色 (4)CD　(5)每升高 10 ℃，反应速率增大约 2 倍 (6)保持其他实验条件不变，采用不同浓度的硫酸溶液进行对比实验 13．碘在科研与生活中有重要作用，某兴趣小组用 0.20 mol·L －1 KI、0.4%淀粉溶液、 0.20 mol·L－1 K2S2O8、0.010 mol·L－1 Na2S2O3 等试剂，探究反应条件对化学反应速率的影响。 已知：S2O2－8 ＋2I－===2SO2－4 ＋I2(慢) I2＋2S2O2－3 ===2I－＋S4O2－6 (快) (1)向 KI、Na2S2O3 与淀粉的混合溶液中加入一定量的 K2S2O8 溶液，当溶液中的 Na2S2O3 耗尽后，溶液颜色将由无色变为蓝色，为确保能观察到蓝色，S2O 2－3 与 S2O 2－8 初始的物质的 量需满足的关系为 n(S2O2－8 )∶n(S2O2－3 )________。 (2)如果实验中不使用 Na2S2O3 溶液，可能存在的不足是________________________。 (3)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如表所示： 试剂体积 V/mL 实验 序号 K2S2O8 溶液 KI 溶液 水 Na2S2O3 溶液 淀粉 溶液 显色时 间 t/s ① 10 10 0 4 1 26.8 ② 5 10 5 4 1 54.0 ③ 2.5 10 V1 4 1 108.2 ④ 10 5 5 4 1 53.8 ⑤ 5 7.5 7.5 4 V2 t1 表中 V1＝________mL，理由是_________________________________________； V2＝________mL，理由是______________________________________________。 显色时间 t1 大约是________。 (4)根据表中数据可以得出的结论是________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)由已知可得，向 KI、Na2S2O3 与淀粉的混合溶液中加入一定量的 K2S2O8 溶液， 先发生反应 S2O2－8 ＋2I－===2SO2－4 ＋I2(慢)，后发生反应 I2＋2S2O2－3 ===2I－S4O2－6 (快)，当溶 液中的 Na2S2O3 耗尽后，碘才能与淀粉作用使溶液颜色由无色变为蓝色，根据方程式 S2O2－8 ＋2I－===2SO2－4 ＋I2 可知，生成 1 mol I2 需要 1 mol S2O2－8 ，根据 I2＋2S2O2－3 ===2I－＋S4O 2－6 可知，I2 与 S2O 2－3 的物质的量的关系为 1∶2，即反应 1 mol I2 需 2 mol S2O2－3 ，恰好反应时 n(S2O2－8 )∶n(S2O2－3 )＝1∶2，为确保能观察到蓝色，碘需有剩余，则 S2O 2－3 应少量，所以 n(S2O 2－8 )∶n(S2O2－3 )>1∶2。(2)如果实验中不使用 Na2S2O3 溶液，可能存在的不足是显色时间太短， 不易测量。(3)该实验是探究反应物浓度对化学反应速率的影响，实验①与实验②对照，溶 液总体积是 25 mL，为确保溶液总体积不变，所以 V1＝7.5 mL，理由是保证每次实验溶液总 体积相等。V2＝1 mL，理由是保证淀粉溶液的用量相同。对比几组实验数据，显然时间 t1 大约是 72 s。(4)根据表中数据可以得出的结论是反应速率与反应物浓度成正比关系，即： 反应物浓度越大，反应速率越快。 答案：(1)>0.5　(2)显色时间太短，不易测量 (3)7.5　保证每次实验溶液总体积相等　1　保证淀粉溶液的用量相同　72 s(或 54 s～ 72 s) (4)反应速率与反应物浓度成正比关系(或反应物浓度越大，反应速率越快) 14．H2S 和 SO2 会对环境和人体健康带来极大的危害，工业上采取多种方法减少这些有 害气体的排放，已知生物脱 H2S 的原理： H2S＋Fe2(SO4)3===S↓＋2FeSO4＋H2SO4 4FeSO4＋O2＋2H2SO4 =====硫杆菌 2Fe2(SO4)3＋2H2O (1) 硫 杆 菌 存 在 时 ， FeSO4 被 氧 化 的 速 率 是 无 菌 时 的 5×105 倍 ， 该 菌 的 作 用 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)由图 1 和图 2 判断使用硫杆菌的最佳条件为_______________________________。 若反应温度过高，反应速率下降，其原因是_______________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)由硫杆菌存在时的反应速率增大 5×105 倍可知，硫杆菌为该反应的催化剂， 该反应中硫杆菌改变了反应路径，降低了反应的活化能。(2)由图 1 可知，温度在 30 ℃左右 时，速率最快；由图 2 可知，反应混合液的 pH＝2.0 左右时，速率最快。由此可推断使用硫 杆菌的最佳条件为温度为 30 ℃、混合液的 pH＝2.0。若反应温度过高，硫杆菌蛋白质受热 变性(失去活性)，导致反应速率下降。 答案：(1)降低反应活化能(或作催化剂) (2)30 ℃、pH＝2.0　蛋白质变性(或硫杆菌失去活性)