6.1化学反应速率-高一化学教材解读（沪科版2020）原卷版

第六章化学反应速率和化学平衡6.1化学反应速率课标导航课标导航1、了解影响化学反应速率的因素2、学会控制变量研究化学反应速率的方法知识点拨知识点拨知识点拨01化学反应速率的表示方法1.表示方法：化学反应速率是用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增大来表示的。表达式：v=Δc/Δt单位：mol/(L·s)、mol/(L·min)或mol/(L·h)一般来说，化学反应速率随反应的进行而逐渐减慢。因此，某一段时间内的反应速率，实际是一段时间内的平均速率，而不是指瞬时速率。用浓度变化表示化学反应速率只适用于气体和溶液中的溶质，不适用于固体和纯液体。意义：表示某一化学反应进行快慢程度的一种物理量。知识点拨02化学反应速率的计量特征1.表达式：(△c表示某一反应物或某一生成物物质的量浓度的绝对变化值，△t表示时间变化量)单位：mol·L1·s1或mol·L1·min1或mol·L1·h1说明：①化学反应速率无正负之分；②化学反应速率不是瞬时速率而是平均速率；③用不同物质来表示某一化学反应速率时，其数值一般不一定相等，所以必须标明物质；④用不同物质来表达化学反应速率时，其数值不一定相等，但它们的速率比等于方程式中的系数比。即：对于反应aA+bBcC+dD来说，υ(A)：υ(B)：υ(C)：υ(D)=a：b：c：d【注意】这里的速率均是指同一方向的，要么是正反应方向，要么是逆反应方向。知识点拨03化学反应速率的快慢比较1．在同一化学反应中，选用不同物质表示化学反应速率，其数值可能相同也可能不相同，但表示的意义相同，化学反应速率（v）之比=物质的量浓度变化（Δc）之比＝物质的量变化（Δn）之比＝化学计量数之比，即：v(A)﹕v(B)﹕v(C)﹕v(D)=a﹕b﹕c﹕d。2．比较化学反应速率快慢的常用方法：（1）归一法将同一反应中的不同物质的反应速率转化成同一单位、同一种物质的反应速率，再进行速率的大小比较。（建议：谁的化学计量数大，就用谁来表示，这样数字运算更方便些）（2）比值法将各物质表示的反应速率转化成同一单位后，再除以对应各物质的化学计量数，然后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，则反应速率A＞B。知识点拨04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是反应物自身的性质。2．影响化学反应速率的外界因素（1）浓度对反应速率的影响镁和盐酸反应的化学方程式是Mg+2HCl==MgCl2+H2↑，课本上是通过生成气体压强的变化来研究化学反应速率快慢的。其他条件相同时，增大反应物的浓度，反应速率增大；减小反应物浓度，反应速率减小。（2）温度对化学反应速率的影响Na2S2O3与盐酸反应的化学方程式是Na2S2O3+2HCl==S↓+SO2↑+2NaCl+H2O，课本上是通过淡黄色沉淀出现的先后来研究化学反应速率快慢的。其他条件相同时，升高温度，反应速率增大；降低温度，反应速率减小。（3）催化剂对化学反应速率的影响H2O2溶液在MnO2的催化下分解的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑。其他条件相同时，加入催化剂一般可加快化学反应速率。（4）压强对反应速率的影响对有气体参加的反应，在密闭容器中保持温度不变时，增大压强，气体体积减小，相当于增大反应物的浓度，反应速率加快；减小压强，气体体积增大，相当于减小反应物的浓度，反应速率减慢。思维探究思维探究探究一、氮元素与人类的生命、生产等活动息息相关。(1)亚硝酸钠()在生活中有广泛应用，实验室可用如图装置制备(略去部分夹持仪器)。已知：①；②③酸性条件下，、和都能与反应生成和请回答下列问题：①装置A中发生反应的化学方程式为。②装置B中的实验现象为。③装置C的作用为。④装置F中发生反应的离子方程式为。(2)生物脱氮法流程如下：步骤I中若的消除速率为，则的消耗速率为。(3)目前，湿法和一体化脱除法是解决燃煤烟气领域的途径之一已知：两组实验中溶液浓度均为，浓度均为①图1是、、对的液相吸收。已知溶液在脱除时生成一种对空气无污染的气体，请写出该反应化学方程式。②实验发现，在相同实验条件下利用溶液同时吸收和，脱除率在60%左右；单独吸收时，脱除率在33%左右。结合①信息及图像解释原因。【答案】(1)铜片不断变小，溶液颜色逐渐变为蓝色，有气泡放出干燥并除去(2)64(3)与反应产物是和，产物均可与发生氧化还原反应促进的吸收【分析】A中木炭和浓硝酸反应：，B中NO2与水反应生成硝酸，铜和稀硝酸反应产生硝酸铜和NO，C中为碱石灰，干燥NO并除去，D中NO与过氧化钠反应生成亚硝酸钠，E装置防止水蒸气进入D装置，F装置可除去NO。【详解】（1）①A中化学反应为：；②装置B铜和稀硝酸反应产生硝酸铜和NO，实验现象为：铜片不断变小，溶液颜色逐渐变为蓝色，有气泡放出；③装置C的作用为：干燥并除去；④根据题中已给信息，酸性高锰酸钾溶液可以与NO反应，装置F中发生反应的离子方程式为：；（2）该过程步骤I的反应为：，化学反应速率之比为化学计量数之比，若的消除速率为，即，则的消耗速率为，即；（3）①溶液在脱除时生成一种对空气无污染的气体，为氮气，根据氧化还原反应原理，该反应化学方程式为：；②由①信息可知和均可与NO2反应，故原因为：图与反应产物是和，产物均可与发生氧化还原反应促进的吸收。探究二、影响化学反应速率的因素有很多，某兴趣小组用实验的方法对其进行探究。(1)实验一：取3mol/L的H2O2溶液各10mL分别进行下列实验，实验报告如下：序号V(H2O2溶液)/mLV(FeCl3)溶液)/mLMnO2质量/g反应温度/℃V(水)/mL结论11020508210203083100130a①实验1、2研究的是对H2O2分解速率的影响。②表中数据a的值应该为；实验2、3研究的是对H2O2分解速率的影响。(2)实验二：已知Cu2+对H2O2分解也具有催化作用，为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，该小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。回答相关问题。①甲装置：通过观察气泡产生的速率，比较二者的催化效果。为消除不同阴离子的影响，使得到的实验结论更可靠，某同学提出将硫酸铜改为(填化学式)更好。②通过乙装置也能比较二者的催化效果。同温同压下，均以生成40mL气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略。则实验中还需要测量的数据是。(3)实验三：取等量的KClO3分别加入A、B两试管中，直接加热A试管中的KClO3，基本无气体产生；向B试管中再加入少量KMnO4，加热，生成气体体积与时间的关系如图。不考虑温度的影响，分析：图中t1min前，B中产生气体的速率较慢且量少的原因可能是，t1min后，B试管中产生气体的速率较快且量多的原因可能为。【答案】(1)温度10催化剂(2)CuCl2收集气体所需要的时间(3)氯酸钾自身受热分解很缓慢高锰酸钾的分解产物对氯酸钾的分解起到了催化作用【详解】（1）由表可知，实验1，2的两组数据除温度外其余都一致，因此实验1和2研究的是温度对H2O2分解速率的影响；1，2两组溶液体积相等，因此第三组也应该保持溶液体积不变，因此a的值为10；由表可知，实验2，3的数据进行对比，可得知实验2，3研究的是催化剂对H2O2分解速率的影响；（2）由题意可知，想要消除阴离子对实验的影响，则Cu2+和Fe3+所在溶液的阴离子应相同，因此应将硫酸铜溶液改为CuCl2；为了通过乙装置比较二者的催化效果，已经控制了同温同压的状态，若以收集40ml气体为标准，则同时也需要控制反应时间相同，即实验中还需要测量的数据为收集气体所需的时间；（3）在t1min前，少量的KMnO4暂时未被分解，而氯酸钾自身受热分解缓慢，因此t1min前B试管中产生的气体速率较慢且量少；t1min后，少量的KMnO4持续受热后被分解，其分解产物对氯酸钾的分解产生了催化作用，因此t1min后B试管中产生气体的速率较快且量多。探究三、某实验小组采用下列实验探究外界条件对化学反应速率及其化学平衡的影响。按要求回答下列问题：(1)实验(I)目的是探究浓度对反应速率的影响。①为了观察到明显的现象，它们初始物质的量需要满足的关系为：n(H2C2O4)：n(KMnO4)。反应的快慢可通过测定来判断。②在实验中，草酸(H2C2O4)溶液与KMnO4酸性溶液反应时，褪色总是先慢后快。甲同学据此提出以下假设：假设1：反应放热假设2：生成Mn2+对反应有催化作用乙同学用如下实验证明假设2成立：实验编号室温下，试管中所加试剂及用量/mL0.20mol/LH2C2O4溶液0.10mol/L酸性KMnO4溶液0.10mol/LMnSO4溶液H2Oa4.001.001.000b4.001.000V则实验b中V=mL，在实验b中加入蒸馏水的目的是。预期的实验现象是，同学们认为不宜用MnCl2溶液代替MnSO4溶液对该反应进行催化探究，其原因是(用离子方程式表示)。(2)实验(II)探究浓度对化学平衡的影响。①试管甲中发生反应的离子方程式为。②试管乙中的现象是，说明增大溶液中的Fe3+浓度，平衡，重新达到平衡时Fe3+转化率。③向试管丙中加入KC1固体，平衡。【答案】(1)2.5生成气泡的快慢1.00采用控制变量法进行实验，保证其它条件都相同，只有实验a使用了Mn2+，实验b没有使用Mn2+这一个外界条件不同实验a中褪色比实验b快，产生气泡比b早；2+16H++10Cl=2Mn2++5Cl2↑+8H2O(2)Fe3++3SCNFe(SCN)3红色加深正向移动减小不移动【详解】（1）①H2C2O4被酸性KMnO4氧化为CO2逸出，根据电子守恒、原子守恒，可得该反应的化学方程式为2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+8H20+10CO2↑。为了观察到实验现象从而判断反应的快慢，H2C2O4与KMnO4初始的物质的量需要满足关系为：n(H2C2O4)：n(KMnO4)≥2.5；反应快慢可通过逸出CO2气体，根据反应产生气泡的快慢来判断；②在实验中，草酸(H2C2O4)溶液与KMnO4酸性溶液反应时，溶液褪色总是先慢后快。为验证Mn2+是否对反应有催化作用，应该保持其它外界条件都相同，根据表格数据可知V=1.00mL；在实验b中加入蒸馏水的目的是使其它反应条件都相同，只改变一个变量，即采用控制变量法进行实验；预期实验现象是：实验a中使用了催化剂，褪色比实验b快，产生气泡也比b快；同学们认为不宜用MnCl2溶液代替MnSO4溶液对该反应进行催化探究，这是由于Cl具有还原性，会被酸性KMnO4溶液氧化，也会导致溶液褪色，用离子方程式表示为：2+16H++10Cl=2Mn2++5Cl2↑+8H2O；（2）①在实验II中，在甲试管中FeCl3与KSCN发生反应产生Fe(SCN)3和KCl，反应的离子方程式为：Fe3++3SCNFe(SCN)3；②在试管乙中，向上述平衡体系中加入几滴饱和FeCl3溶液，溶液中c(Fe3+)增大，化学平衡正向移动，最终达到平衡时溶液中c[Fe(SCN)3]增大，溶液红色加深；但平衡移动的趋势是微弱的，平衡移动使c(Fe3+)减小的影响远小于加入饱和FeCl3溶液使c(Fe3+)增大的影响，因此反应重新达到平衡时Fe3+转化率减小；③向试管丙中加入KC1固体，固体溶解电离产生K+、Cl，但不能改变反应体系中任何一种微粒的浓度，因此化学平衡不移动。核心技巧突破核心技巧突破技巧1化学反应速率的原因内因：反应物本身的性质→起最主要作用(如：F2非常活泼，与H2在阴冷的环境下相遇会发生爆炸，而I2与H2在500℃的条件下才能反应，而且是可逆反应)外因：外界因素(包括浓度、压强、温度、催化剂、固体表面积等)技巧2化学反应速率的影响因素的规律和实质(1)浓度对化学反应速率的影响规律：在其他条件不变的情况下，增大反应物的浓度，可以加快化学反应速率；减小反应物的浓度，可以减慢化学反应速率。实质：改变反应物的浓度，实际上就是改变单位体积内的活化分子数。具体来说，增大反应物的浓度，必然提高了单位体积内活化分子数，故加快化学反应速率；减小反应物的浓度，必然减少了单位体积内活化分子数，故减慢化学反应速率。注意事项：此规律只适用于浓度可以改变的物质(气体或溶液)所参与的反应，对于固体或纯液体来说，它们的浓度是常数，改变它们的量(质量、物质的量等)均不会影响化学反应速率。如：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)，若增加焦炭的量，化学反应速率不发生改变。(2)压强对化学反应速率的影响条件：压强对固体或液体的浓度改变几乎无影响，所以此规律只适用于有气体参与的反应。规律：对于有气体参与的化学反应，在其他条件不变的情况下，增大压强，化学反应速率加快；减小压强，化学反应速率减慢。实质：对于气体来说，在其他条件不变的情况下，增大压强，气体体积减小(相当于压缩容器)，即增大了气体的浓度，所以，增大压强可以加快化学反应速率；减小压强，气体体积增大(相当于增大容器)，即减小了气体的浓度，所以，减小压强可以减慢化学反应速率。(3)温度对化学反应速率的影响规律：在其他条件一定的情况下，升高温度，可以加快化学反应速率；降低温度，可以减慢化学反应速率。实验测得，温度每升高10℃，化学反应速率通常增大到原来的2～4倍。实质：当升高反应体系温度时，物质吸收能量后，内能增大，单位体积内活化分子百分数增加，同时分子运动加剧，增加了分子碰撞的机会，从而提高有效碰撞次数，故加快化学反应速率；降低反应体系温度时，物质分子运动减弱，减少了分子碰撞的机会，从而降低了有效碰撞分子的百分数，故减慢化学反应速率。(4)催化剂对化学反应速率的影响规律：使用催化剂，能同等程度地加快(或减慢)正、逆反应速率。实质：分子必须具备一定的能量才能成为活化分子，才能发生化学反应。而催化剂能改变化学反应的途径，降低活化分子所需的最低能量(即降低活化能)，从而使更多的普通分子成为活化分子，提高了有效碰撞分子的百分数，故加快化学反应速率。【说明】催化剂可分为正催化剂和负催化剂(或阻化剂)。所谓正催化剂是指能加快反应速率的催化剂，负催化剂是指能降低反应速率的催化剂。由于负催化剂较少，所以一般催化剂都是指正催化剂而言。(5)固体表面积的大小对化学反应速率的影响规律：固体颗粒越小，即表面积越大，化学反应速率越快；固体颗粒越大，即表面积越小，化学反应速率就越慢。实质：固体物质在一般情况下，浓度是个常数。但当将一定质量的固体粉碎后，颗粒变小，表面积增大，相当于增大了固体物质的浓度，故可加快化学反应速率。(6)原电池对化学反应速率的影响吗规律：对于较活泼的金属与非氧化性酸(如盐酸、稀硫酸等)发生置换反应产生氢气时，若向此溶液中加入较不活泼金属或金属阴离子时，产生氢气的速率会加快。实质：当向原溶液中加入不活泼金属或金属阳离子时，会形成原电池发生电化腐蚀，而电化腐蚀的速率要大于普通的化学腐蚀的速率。技巧3控制变量法研究影响化学反应速率在科学研究中，对于多变量问题，常常采用只改变某一个因素，控制其他因素不变。【例题解析】【例1】反应A(g)+3B(g)2C(g)在2L密闭容器中进行，0.5min内C的物质的量增加了0.6mol，下列反应速率正确的是A．v(A)=0.005mol/(L·s)B．v(C)=0.02mol/(L·s)C．v(B)=v(A)/3D．v(A)=0.01mol/(L·s)【答案】A【解析】根据化学方程式，要生成0.6molC，需消耗0.3molA，用时为30s，所以A的浓度变化为0.01mol·L1，v(A)=0.005mol/(L·s)。答案为A。【例2】对于A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g)，在不同条件下的反应速率如下，最慢的是A．v(A)=0.10mol·L1·s1B．v(B)=0.6mol·L1·s1C．v(C)=0.4mol·L1·s1D．v(D)=0.15mol·L1·s1【答案】D【解析】根据反应速率与化学计量数的关系，把不同物质的化学反应用同一物质表示，再比较大小。比如本题如果都用v(B)表示，则选项A可换算为：v(B)=3v(A)=0.30mol·L1·s1，选项C可换算为：v(B)=3/2v(C)=0.6mol·L1·s1，选项D可换算为：v(B)=3/2v(D)=0.225mol·L1·s1。以选项D的反应速率最慢，答案为D。【例3】电对反应A+BAB来说，常温下按以下情况进行反应：①20mL溶液中含A、B各0.01mol；②50mL溶液中含A、B各0.05mol；③0.1mol·L1的A、B溶液各10mL；④0.5mol·L1的A、B溶液各50mL。四者反应速率的大小关系是A．②>①>④>③ B．④>③>②>①C．①>②>④>③ D．①>②>③>④【答案】A【解析】注意题干叙述的不同，①和②的溶液是“各×mol”，而③和④的溶液是“各×mL”。第①组溶液中A、B的浓度都是0.5mol·L1，第②组溶液中A、B的浓度都是1.0mol·L1，第③组溶液中A、B的浓度都是0.05mol·L1，第④组溶液中A、B的浓度都是0.25mol·L1。答案为A。【例4】】NH3和纯净的O2在一定条件下发生反应：4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g)，现向一容积不变的2L密闭容器中充入4molNH3和3molO2，4min后，测得生成的H2O占混合气体体积的40%，则下列表示此段时间内该反应的平均速率不正确的是A．v(N2)＝0.125mol·L－1·min－1B．v(H2O)＝0.375mol·L－1·min－1C．v(O2)＝0.225mol·L－1·min－1D．v(NH3)＝0.250mol·L－1·min－1【答案】C【解析】4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g)起始/(mol·L－1)21.500转化/(mol·L－1)2x1.5xx3x/(mol·L－1)22x1.51.5xx3x依题意，，解得x=0.5。所以，v(N2)＝x/4=0.125mol·L－1·min－1，类似地，可以计算其他物质的反应速率，发现v(O2)的表示是错误的，正确表示应该为v(O2)＝1.5x/4=0.1875mol·L－1·min－1。答案为C。【例5】关于化学反应速率增大的原因，下列解析不正确的是A．有气体参加的化学反应，增大压强使容器容积减小，可使单位体积内活化分子数增多B．增大反应物的浓度，可使活化分子之间发生的碰撞都是有效碰撞C．升高温度，可使反应物分子中活化分子的百分数增大D．使用适宜的催化剂，可使反应物分子中活化分子的百分数增大【答案】B【解析】A．有气体参加的化学反应，增大压强，活化分子数目增多，活化分子百分数不变，则化学反应速率增大，故A正确；B．增大反应物的浓度，活化分子数目增多，活化分子之间发生的碰撞不一定都是有效碰撞，故B错误；C．升高温度，活化分子百分数增大，则化学反应速率增大，故C正确；D．催化剂，降低了反应所需的活化能，活化分子百分数增大，化学反应速率增大，故D正确；【例６】在气体反应中，能使反应物活化分子百分数增大的方法是①增大反应物的浓度②增大压强③升高温度④移去生成物⑤加入催化剂A．③④ B．③⑤ C．②③ D．②⑤【例7】探究2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+l0CO2↑+8H2O反应速率的影响因素，有关实验数据如表所示：实验编号温度℃催化剂用量g酸性KMn04溶液H2C2O4溶液KMn04溶液褪色平均时间(min)体积(mL)浓度(mol·L1)体积(mL)浓度(mol·L1)1250.540.180.212.72800.540.180.2a3250.540.0180.26.7425040.0180.2b下列说法不正确的是A．a<12.7B．b>6.7C．用KMnO4表示该反应速率，v(实验3)>v(实验1)D．可通过比较收集相同体积CO2所消耗的时间来判断反应速率快慢【答案】CA，实验2的温度比实验1的高，其余条件均相同，故反应2的反应速率比实验1的快，故褪色时间更短，a<12.7，A正确；选项B，实验4为使用催化剂，其余数据均与实验3相同，故实验4的反应速率比实验3慢，故褪色时间更长，b>6.7，B正确；选项C，反应1中KMnO4的浓度是实验3的10倍，但所用时间仅是实验3的2倍不到，故用KMnO4表示该反应速率，v(实验3)＜v(实验1)，C错误；选项D，反应生成的气体只有二氧化碳，相同条件下可通过比较收集相同体积CO2所消耗的时间来判断反应速率快慢，D正确。【例8】．容积可变的密闭容器中加入WO3和H2发生反应：WO3(s)+3H2(g)W(s)+3H2O(g)，下列说法不正确的是A．将容器的容积缩小一半，其反应速率增大B．保持容积不变，充入氩气，其反应速率不变C．保持压强不变，充入氖气，H2O(g)的生成速率增大D．保持压强不变，充入氖气，H2O(g)的生成速率减小选项A，加缩容积，反应物浓度增大，反应速率增大，A说法正确。选项B，保持2222【例9】酸性KMnO4溶液和H2C2O4溶液反应的化学方程式为：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O。某研究小组利用该反应来探究温度对反应速率的影响，进行如下四组实验。每组实验分别在0℃和80℃条件下进行。试判断最能实现研究目的的一组实验是组别KMnO4H2SO4H2C2O4温度℃记录的数据VmLCmol·L1VmLCmol·L1VmLCmol·L1A20.010.5120.10至气体不再产生所需要的时间80B20.10.5120.010至气体不再产生所需要的时间80C20.010.5120.10溶液完全褪色所需要的时间80D20.10.5120.010溶液完全褪色所需要的时间80A．A B．B C．C D．D【答案】C探究温度对反应速率的影响，即控制的变量是温度，就这一点A、B、C、D都符合要求；气体不再产生的现象做为反应终点，不易控制，A不符合题意；B、D选项KMnO4过量，无法看到溶液完全褪色的现象。答案为C。【例10】在容积为2L的密闭容器中进行如下反应：A(g)＋2B(g)3C(g)＋nD(g)，开始时A为4mol，B为6mol；5min末时测得C的物质的量为3mol，用D表示的化学反应速率v(D)为0.2mol·L－1·min－1。计算：（1）5min末A的物质的量浓度为________________。（2）前5min内用B表示的化学反应速率v(B)为____________。（3）化学方程式中n值为_________。（4）此反应在四种不同情况下的反应速率分别为①v(A)＝5mol·L－1·min－1 ②v(B)＝6mol·L－1·min－1③v(C)＝4.5mol·L－1·min－1 ④v(D)＝8mol·L－1·min－1其中反应速率最快的是______________(填编号)。【答案】－1－1－1 ①【解析】（1）v(D)＝n－1－1A(g)＋2B(g)3C(g)＋nD(g)n(初)/mol4600Δn/mol1232n(末)/mol3432所以5min末c(A)＝eq\f(3mol,2L)＝1.5mol·L－1。（2）前5min内v(B)＝eq\f(2mol,2L×5min)＝0.2mol·L－1·min－1。（3）eq\f(3,n)＝eq\f(3mol,2mol)，故n＝2。（4）只要比较eq\f(v(A),1)、eq\f(v(B),2)、eq\f(v(C),3)、eq\f(v(D),2)的相对大小，即可作出判断，代入数据计算，①中表示的反应速率最快。【例11】Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水，通常是在调节好pH和Fe2+浓度的废水中加入H2O2，所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物pCP，探究有关因素对该降解反应速率的影响。[实验设计]控制pCP的初始浓度相同，恒定实验温度在298K或313K（其余实验条件见下表），设计如下对比试验。（1）请完成以下实验设计表（表中不要留空格）。实验编号实验目的T/KpHc/103mol·L1H2O2Fe2+=1\*GB3①为以下实验作参考29836.00.30=2\*GB3②探究温度对降解反应速率的影响=3\*GB3③298106.00.30[数据处理]实验测得pCP的浓度随时间变化的关系如图311。（2）请根据上图实验=1\*GB3①曲线，计算降解反应在50~150s内的反应速率：v（pCP）=mol·L1·s1[解释与结论]（3）实验=1\*GB3①、=2\*GB3②表明温度升高，降解反应速率增大。但温度过高时反而导致降解反应速率减小，请从Fenton法所用试剂H2O2的角度分析原因：。（4）实验=3\*GB3③得出的结论是：pH等于10时，。[思考与交流]（5）实验时需在不同时间从反应器中取样，并使所取样品中的反应立即停止下来。根据上图中的信息，给出一种迅速停止反应的方法：。实验编号实验目的T/KpHc/103mol·L1H2O2Fe2+=1\*GB3①=2\*GB3②=3\*GB3③8.0×106(11)（3）过氧化氢在温度过高时迅速分解。（4）反应速率趋向于零（或该降解反应趋于停止）（5）在溶液中加入NaOH溶液，使溶液的pH迅速增大，反应可。（1）本小题考查的是控制变量的科学方法。第222+（2）从图像中可读出，在×103mol·L1，×103mol·L1，v8.0×106(11)。（3）温度过高时，H2O2分解，c(H2O2)浓度减小，导致反应速率减小。（4）从图中看出，pH=10时，c(pCP)不变，即反应速率为零，说明碱性条件下，有机物pCP不能降解。（5）从第（4）可以得出，在溶液中加入NaOH溶液，使溶液的pH迅速增大，反应可。【例12】在2L密闭容器内，800℃时反应2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如表：时间/s012345n(NO)/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007(1)反应达到平衡时，NO的浓度为_______；(2)图中表示NO2的变化的曲线是_______，用O2表示从0~2s内该反应的平均速率v=_______；(3)能说明该反应已达到平衡状态的是_______；a.v(NO2)=2v(O2)b.容器内压强保持不变c.v逆(NO)=2v正(O2)d.容器内密度保持不变(4)下列措施能使该反应的速率增大是_______；a.及时分离出心O2气体b.适当升高温度c.增大O2的浓度d.选择高效催化剂(5)若在3min时，再充入0.020molNO(g)和0.010molO2(g)，达到平衡后，NO的转化率_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。(6)在容积为2L的密闭容器中进行如下反应：A(g)+2B(g)⇌3C(g)+xD(g)，开始时A为4mol，B为6mol，5min末时测得C的物质的量为3mol，用D表示的化学反应速率v(D)为0.2mol/(L·min)，此反应在四种不同情况下的反应速率分别为：①v(A)=5mol/(L·min)；②v(B)=6mol/(L·min；③v(C)=4.5mol/(L·min)；④v(D)=8mol/(L·min)，其中反应速率最快的是_______(填编号)。【答案】(1)0.0035mol/L(2)

b

0.0015mol/（L·s）(3)bc(4)bcd(5)增大(6)①【解析】（1）根据表中数据可知反应达到平衡时，NO的物质的量是0.007mol，则其浓度为0.007mol÷2L=0.0035mol/L；（2）根据表格知，随着反应的进行，一氧化氮的物质的量减小，则平衡向正反应方向移动，二氧化氮的物质的量逐渐增大，当反应达到平衡状态时，参加反应的n（NO）=（0.0200.007）mol=0.013mol，所以生成NO2的物质的量是0.013mol，则表示NO2的变化的曲线是b，0～2s时，v（NO）==0.003mol/（L·s），根据反应速率之比是化学计量数之比可知用氧气表示的反应速率为0.0015mol/（L·s）；（3）a.v(NO2)=2v(O2)，未指明正、逆速率，不能判断反应是否达到平衡，故a错误；b.由于反应前后气体体积不等的反应，故反应达平衡前气体的物质的量在变，压强是变量的，因此容器内压强保持不变可以作为平衡的标志，故b正确。c.由方程式可知v正(NO)=2v正(O2)，而v逆(NO)=2v正(O2)，则v正(NO)=v逆(NO)，反应到达平衡，故c正确；d.混合气体总质量不变，容器容积不变，容器内混合气体密度不变，故d错误；故答案为：bc。（4）a.及时分离除O2气体，反应物浓度减小，则反应速率，故a错误；b.适当升高温度，反应速率增大，故b正确；c.增大O2的浓度反应速率增大，故c正确；d.选择高效催化剂，反应速率增大，故d错误；故选bcd。（5）在3min时，再充入0.020molNO(g)和0.010molO2(g)，相当于增大压强，平衡正向移动，达到平衡后，NO的转化率增大。（6）在容积为2L的密闭容器中进行如下反应：A(g)+2B(g)⇌3C(g)+(g)，开始时A为4mol，B为6mol，5min末时测得C的物质的量为3mol，用D表示的化学反应速率v(D)为0.2mol/(L·min)，生成D的物质的量是0.2mol/(L·min)×2L×5min=2mol，所以x=2；根据反应速率之比是计量数之比可知如果都用物质A表示反应速率，分别是[mol/(L·min)]5、3、1.5、4，所以其中反应速率最快的是①。【基础提升】1．在一定条件下发生反应：2A(g)=2B(g)+C(g)，将2molA通入2L容积恒定的密闭容器中，若维持容器内温度不变，5min末测得A的物质的量为0.8mol。用B的浓度变化来表示该反应的速率[mol·(L·min)1]为A．0.24 B．0.08 C．0.06 D．0.122．一定温度下，向溶液中加入适量溶液，不同时刻测得生成的体积（已折算为标准状况）如下表所示.资料显示，反应分两步进行：①，②，反应过程中能量变化如图所示.下列说法不正确的是024609.917.222.4A．0～6min的平均反应速率：B．的作用是增大过氧化氢的分解速率C．反应①是吸热反应、反应②是放热反应D．反应的3．下列说法不正确的是（

）A．增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子数，从而使有效碰撞次数增加B．有气体参加的化学反应，若增大压强（缩小反应容器的体积），可增大活化分子百分数，从而使反应速率增大C．升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是增大了反应物分子中活化分子百分数D．催化剂能增大活化分子百分数，从而增大反应速率4．下列实验装置(部分夹持装置已略去)可以达到实验目的的是实验装置

实验目的中和反应反应热的测定比较酸性：醋酸＞碳酸＞硅酸石油分馏测定锌与稀硫酸的反应速率选项ABCDA．A B．B C．C D．D5．我国学者采用量子力学法研究了钯基催化剂表面吸附CO和合成的反应，其中某段反应的相对能量与历程的关系如图所示，图中的为过渡态，吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。下列说法正确的是A．总反应的热化学方程式是

B．图中决速步骤的能垒(活化能)为91.5kJ/molC．催化剂在该历程中参与反应并降低了反应的活化能D．该历程中经过TS3时的反应速率比经过TS5时的反应速率慢6．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>P2C．相同条件下，由中间产物z转化为产物的速率：v(P1)<v(P2)D．该历程中最大正反应的活化能E正=186.19kJ·mol−17．纳米级Fe3O4可用于以太阳能为热源分解水制H2，过程如图所示。下列说法中，不正确的是A．过程I的反应：2Fe3O4=6FeO+O2↑B．Fe3O4、FeO以太阳能为热源分解水制H2过程中的催化剂C．过程I、Ⅱ的总反应：2H2O=2H2↑+O2↑D．整个过程实现了太阳能向化学能的转化8．实验小组探究双氧水与KI的反应，实验方案如表：序号①②③实验装置及操作

实验现象无明显变化溶液立即变为黄色，产生大量无色气体；溶液温度升高；最终溶液仍为黄色溶液立即变为棕黄色，产生少量无色气体，溶液颜色逐渐加深，温度无明显变化；最终有紫黑色物质析出下列说法不正确的是A．KI对H2O2的分解有催化作用B．对比②和③，酸性条件下H2O2氧化KI的速率更大C．实验②③中的温度差异说明过氧化氢催化分解的反应为放热反应D．对比②和③，③中的现象可能是因为H2O2分解的速率大于H2O2氧化KI的速率9．化学与生产、生活关系密切，下列做法与调控化学反应速率无关的是A．工业合成氨时使用铁触媒作催化剂 B．用热的纯碱溶液去除油污C．将聚餐打包的食物放入冰箱中 D．乘坐公共交通工具时需佩戴口罩10．下列说法正确的是A．活化分子的平均能量称为活化能B．活化分子互相碰撞即可发生化学反应C．催化剂是通过增大反应所需的活化能来增大反应速率的D．升高温度会加快化学反应速率，其原因是增加了活化分子的百分数11．在催化剂作用下，乙基格氏试剂(C2H5MgBr)与酯反应可生成环丙醇衍生物()。反应过程如图所示。下列叙述错误的是A．化合物1直接催化乙基格氏试剂(C2H5MgBr)与酯反应的进行B．反应过程中Ti的成键数目保持不变。C．化合物4和5互为同分异构体D．乙基格氏试剂(C2H5MgBr)与乙酸甲酯的反应为CH3COOCH3+2C2H5MgBrC2H6++CH3OMgBr12．下列说法正确的是A．活化分子碰撞即发生化学反应B．增大反应物的浓度会加快反应速率，原因是增加了活化分子的百分数C．某一反应的活化分子的百分数是个定值不随外界条件改变而改变D．活化分子间的碰撞不一定是有效碰撞13．A、B、C、D均为气体，对于A+3B2C+D的反应来说，以下化学反应速率的表示中反应速率最快的是（

）A．v(A)＝0.4mol/(L•s) B．v(B)＝0.8mol/(L•s) C．v(C)＝0.6mol/(L•s) D．v(D)＝0.1mol/(L•s)14．我国科研工作者构建了一种在反应过程中能同时活化水和甲醇的双功能结构催化剂，用以解决氢气的高效存储和安全运输。下图是甲醇脱氢转化的反应历程(TS表示过渡态)。下列说法错误的是A．CH3OH的脱氢反应是分步进行的B．甲醇脱氢反应历程的最大能垒(活化能)是1.30eVC．甲醇脱氢反应中断裂的化学键有C—H键和O—H键D．该催化剂的研发为醇类重整产氢的工业应用提供了思路15．下列措施中，能够明显增大原反应的化学反应速率的是A．在利用Cu与稀HNO3制取NO时，将稀硝酸改为浓硝酸B．在Na与水反应时，增大水的用量C．在稀硫酸与NaOH溶液反应时，增大压强D．在工业合成氨时，恒容条件下增加氮气的量16．在一定条件下，反应在密闭容器中进行，内氨的质量增加了，则反应速率为A． B．C． D．17．对于可逆反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，下列措施能减少反应物活化分子百分数、降低反应速率的是A．增大压强 B．移除一部分SO3 C．减少压强 D．降低温度18．反应4A(s)+3B(g)4C(g)+D(g)，经2minB的浓度减少0.6mol·L1，对此反应速率的正确表示是A．用A表示的反应速率是0.4mol·L1·min1B．分别用B、C、D表示反应的速率，其比是3：4：1C．02min内的反应速率，用反应物D来表示是0.3mol·L1·min1D．在这2min内用A和C表示的反应速率的值都是相同的19．参照反应Br+H2HBr+H的反应历程示意图，下列叙述中正确的是A．该反应的反应热△H=E2﹣E1B．正反应为吸热反应C．吸热反应一定要加热后才能发生D．升高温度可增大正反应速率，降低逆反应速率20．一定条件下，在一密闭容器中用2.0mol·L1N2与3.0mol·L1H2合成氨，反应进行到2s时测得NH3的浓度为0.8mol·L1，则用氮气表示该反应的反应速率为A．0.2mol·(L·s)1 B．0.4mol·(L·s)1C．0.6mol·(L·s)1 D．0.8mol·(L·s)121．在2L密闭容器中，3molA和1molB发生反应：3A(g)+B(g)⇌2C(g)+2D(g)，10s末时，生成0.6mol/LC，下列说法正确的是A．10s内，v(D)=0.12mol/(L·s) B．10s末时，物质A的转化率为40%C．10s末时，B的物质的量为0.4mol D．10s末时，C的物质的量分数为15%22．下列关于碰撞理论的说法中错误的是A．反应物分子只有发生有效碰撞才能发生化学反应B．增大压强能够提高活化分子的百分数，提高单位时间内分子有效碰撞次数C．升高温度能使化学反应速率增大，主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数D．某些反应选用适当的催化剂，使得更多的分子成为活化分子23．下列有关有效碰撞理论和活化能的认识，正确的是A．增大压强(对于气体反应)，活化分子百分数增大，故反应速率增大B．温度升高，分子动能增加，反应所需活化能减小，故反应速率增大C．选用适当的催化剂，可以降低反应的活化能和焓变D．H＋和OH的反应活化能接近于零，反应几乎在瞬间完成24．苯的亲电取代反应分两步进行，可表示为，苯的亲电取代反应进程和能量的关系如图，下列说法错误的是A．反应过程中，环上碳原子的杂化类型发生了变化B．反应速率：Ⅰ<ⅡC．平均能量：中间体>反应物D．与的差值为总反应的焓变25．下列有关化学反应速率和限度的说法不正确的是（

）A．实验室用H2O2分解制O2，加MnO2做催化剂后，反应速率明显加快B．在金属钠与足量水反应中，增加水的量能加快反应速率C．2SO2+O22SO3反应中，SO2的转化率不能达到100%D．实验室用锌和盐酸反应制取氢气，用锌粉比锌粒反应要快26．升高温度可以提高，增大反应物之间的，增大反应物分子形成比例，因此升高温度可以化学反应速率。27．回答下列问题：(1)以NH3、CO2为原料生产重要的高效氮肥——尿素[CO(NH2)2]，涉及反应的反应过程中能量变化示意图如图1所示：写出第一步反应的热化学方程式：。已知两步反应中第二步反应是生产尿素的决速步骤，可判断Ea1(填“>”“<”或“=”)Ea3。(2)我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了丙烷在六方氮化硼催化剂表面氧化脱氢制丙烯的反应历程，部分历程如图2所示，其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。①该历程中决速步骤能垒(活化能)为eV。②该历程中最低能垒对应步骤的化学方程式为。③该历程之后可能发生反应的化学方程式为。28．某同学进行了硫代硫酸钠与硫酸反应的有关实验，实验过程的数据记录如下(见表格)，请结合表中信息，回答有关问题：参加反应的物质Na2S2O3H2SO4H2O实验序号反应温度/℃V/mLc/(mol/L)V/mLc/(mol/L)V/mLA20100.1100.10B2050.1100.15C20100.150.15D4050.1100.1x(1)根据你所掌握的知识判断，在上述实验中，反应速率最快的实验可能是(填实验序号)。(2)在比较某一因素对实验产生的影响时，必须排除其他因素的变动和干扰，即需要控制好与实验有关的各项反应条件。其中：①D中x=②能说明温度对该反应速率影响的组合是(填实验序号)；③A和B、A和C的组合比较，所研究的问题是；④B和C的组合比较，所研究的问题是。(3)实验中利用了出现黄色沉淀的快慢来比较反应速率的快慢，请你分析为何不采用测量单位时间内产生气体体积的大小进行比较：。29．在某一容积为4L的密闭容器中，A、B、C、D四种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示，完成下列问题：(1)该反应的化学方程式为。(2)前2min用A的浓度变化表示的化学反应速率为。30．NH3还原技术是当今最有效、最成熟的去除NOx的技术之一。使用V2O5/(TiO2SiO2)，催化剂能有效脱除电厂烟气中氮氧化物，发生脱硝主要反应为4NO+4NH3+O2=4N2+6H2O。除去NO反应过程中提高气体流速可提高催化剂的利用率，降低成本。气体流速与NO转化率的关系如图所示。为合理利用催化剂应选择的流速。31．某化学小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“条件对化学反应速率的影响”。实验时，先分别量取两种溶液，然后倒入试管中迅速振荡，混合均匀，开始计时，通过测定褪色所需时间来判断反应的快慢，实验数据如下：实验序号H2C2O4溶液酸性KMnO4溶液实验温度/℃溶液颜色褪至无色时所需时间/sV/mLc/mol·L1V/mLc/mol·L112.00.104.00.01254022.00.204.00.0125t232.00.204.00.0150t3已知：2MnO+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O(1)通过实验1、2，可探究出(填外界条件)的改变对反应速率的影响，其中t2(填“>”或“＜”)40s；通过实验(填实验序号)可探究出温度变化对化学反应速率的影响。(2)实验3的反应速率v(KMnO4)=。(用含有t3的式子表示，忽略混合前后溶液体积的变化)(3)已知50℃时c()与反应时间t的变化曲线如图。若保持其他条件不变，请在坐标图中，画出25℃时c()～t的变化曲线示意图。(4)该小组的一位同学实验过程中发现，在反应过程中该反应的化学反应速率先增大后减小。①造成