2018年人教版高二化学选修4第二章化学反应速率与化学平衡

第一节化学反应速率1．化学反应速率三个“1”：①1个公式：v＝eq\f(Δc,Δt)。②1个关系：化学反应速率之比＝化学计量数之比。③1种换算：1mol/(L·s)＝60mol/(L·min)2．表示化学反应速率“三项注意”：①指明具体的物质。②不能用固体或纯液体物质表示。③是平均反应速率，不是瞬时速率。eq\a\vs4\al(对应学生用书,P19)1．不同的化学反应进行的快慢程度相同吗？提示：不同的化学反应进行的快慢程度相差很大，如炸药爆炸在瞬间完成；牛奶变质、钢铁生锈、塑料老化很缓慢。2．如何表示化学反应速率？其数学表达式是什么？提示：用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示化学反应速率。数学表达式为v＝eq\f(Δc,Δt)3．同一化学反应，用不同物质表示的化学反应速率，其数值一定相同吗？提示：不一定相同，若化学方程式中的化学计量数不同，其数值就不同。化学反应速率[新知探究]探究1在2L的密闭容器中，加入3molH2和1molN2，发生反应：N2＋3H2eq\o(,\s\up7(高温、高压),\s\do5(催化剂))2NH3，在2s末，测得容器中含有0.4molNH3，请用N2、H2和NH3表示该反应的反应速率。提示：N2＋3H2eq\o(,\s\up7(高温、高压),\s\do5(催化剂))2NH3起始量(mol):130变化量：0.20.60.42s末量：1－0.23－0.60.4vN2＝eq\f(0.2mol/2L,2s)＝0.05mol·L－1·s－1vH2＝eq\f(0.6mol/2L,2s)＝0.15mol·L－1·s－1vNH3＝eq\f(0.4mol/2L,2s)＝0.10mol·L－1·s－1探究2对于同一化学反应来说，用不同的物质表示的反应速率是否相同？它们之间有什么关系(用问题1的数据说明)?提示：不一定相同；对于同一反应，用各物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比。如问题1中vN2∶vH2∶vNH3＝1∶3∶2。探究3对于反应：CaCO3＋2HCl=CaCl2＋H2O＋CO2↑，能否用CaCO3来表示化学反应的反应速率？提示：不能；因为反应中固体和纯液体的浓度是恒定不变的。[必记结论]1．表达式vA＝eq\f(ΔcA,Δt)(Δc(A)表示物质A浓度的变化量，Δt表示时间变化量)2．单位mol/(L·s)或mol·L－1·s－1，mol/(L·min)或mol·L－1·min－13．关系对于任意一个反应：mA＋nB=pC＋qD其反应速率之间的关系为vA∶vB∶vC∶vD＝m∶n∶p∶q4．注意事项(1)化学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速率。(2)不论是用反应物还是用生成物表示，其化学反应速率都取正值。(3)固体或纯液体(不是溶液)的物质的量浓度可视为不变的常数，因此，在用物质的量浓度的变化表示化学反应速率时，一般不用固体或纯液体来表示。(4)同一化学反应里，用不同物质表示的化学反应速率不一定相同，但它们表示的意义却是完全相同的。因此，表示化学反应速率时，必须指明是哪种物质。[成功体验]1．判断下列描述的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或生成物浓度的增加。()(2)化学反应速率为0.8mol/(L·s)是指1s时某物质的浓度为0.8mol/L。()(3)化学反应速率的数值越大，反应进行得越快。()(4)根据化学反应速率的大小可以推知化学反应进行的快慢。()(5)对于化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显。()答案：(1)×(2)×(3)×(4)√(5)×2．在铝与稀H2SO4的反应中，已知10s末时，硫酸的浓度减少了0.6mol/L，若不考虑反应过程中溶液体积的变化，则10s内生成硫酸铝的平均反应速率是多少？解析：Al与H2SO4的反应：2Al＋3H2SO4=Al2(SO4)3＋3H2↑v(H2SO4)＝eq\f(0.6mol/L,10s)＝0.06mol/(L·s)v[Al2(SO4)3]＝eq\f(1,3)vH2SO4＝eq\f(1,3)×0.06mol/(L·s)＝0.02mol/(L·s)答案：0.02mol/(L·s)化学反应速率的测定[新知探究]探究1请你与同组同学完成以下实验，记录实验现象、数据、归纳实验结论。(1)反应原理：锌与稀H2SO4反应的化学方程式：Zn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑。(2)实验过程：①按如图所示安装两套装置，在锥形瓶内各盛有2g锌粒。②取一套装置，通过分液漏斗加入40mL1mol/L的硫酸，测出收集10mLH2所用的时间。③取另一套装置，通过分液漏斗加入40mL4mol/L的硫酸，测出收集10mLH2所用的时间。(3)实验现象：锌与硫酸反应产生气泡，收集10mLH2所用的时间比较：使用4mol/L的硫酸比使用1mol/L的硫酸所用的时间短。(4)实验记录：加入试剂反应时间(min)反应速率(mL/min)1mol/LH2SO4长小4mol/LH2SO4短大(5)探究结论：4_mol/L的硫酸与锌反应比1_mol/L的硫酸与锌反应快。探究2测定锌与稀H2SO4反应的速率要注意哪些问题？提示：①锌粒的颗粒(即表面积)大小基本相同；②40mL的硫酸溶液要迅速加入；③装置气密性要好，且计时要迅速准确。探究3对于锌与不同浓度的稀H2SO4的反应实验，还可以从哪些方面测定锌与稀H2SO4的化学反应速率？提示：①可以通过测量收集一定体积H2所用时间的长短来测定化学反应的反应速率②可以通过测量相同时间内收集H2的多少来测定化学反应的反应速率③可以通过测量一段时间内溶液c(H＋)的变化来测定化学反应的反应速率④可以通过测量一段时间内锌粒质量的变化来测定化学反应的反应速率[必记结论]1．测定原理利用化学反应中与某一种化学物质的浓度(或质量)相关的性质进行测定。2．测定方法(1)利用能够直接观察的某些性质测定：如通过测量释放出一定体积的气体的时间来测定反应速率，或测定一定时间内气体压强的变化来测定反应速率。(2)利用科学仪器测量：如在溶液中，当反应物或产物本身有较明显的颜色时，可利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。3．测量锌与稀硫酸反应的速率的实验设计(1)确定变量——稀硫酸的浓度不同。(2)找出某个易于测量的物理量或性质变化——测量相同时间放出H2的体积或产生相同体积H2所用的时间。(3)控制不变的因素——锌粒的表面积、温度、时间(或H2的体积)。[成功体验]3．对于锌粒与稀H2SO4的反应，下列说法中不正确的是()A．可选用颗粒大小基本相同的锌粒与等体积不同浓度的硫酸反应，比较二者收集10mLH2所用的时间，从而计算反应速率并说明浓度对反应速率的影响B．可选用等质量的锌片和锌粒与相同浓度的硫酸反应，记录锌完全消失的时间，从而计算反应速率并说明固体表面积对反应速率的影响C．可记录溶液中c(H＋)随时间的变化(用pH计测定溶液的pH)来测量反应速率D．可记录溶液的温度变化(用温度计测量温度)来测量反应速率解析：选D温度变化不能定量反映化学反应速率，D错误。4.用大理石(杂质不与稀盐酸反应)与稀盐酸反应制CO2，实验过程记录如右图所示，下列有关说法正确的是()A．OE段表示的反应速率最快B．EF段表示的反应速率最快，收集的CO2最多C．FG段表示的收集的CO2最多D．OG段表示随着时间的推移，反应速率逐渐增大解析：选BCaCO3与稀盐酸反应的化学方程式为：CaCO3＋2HCl=CaCl2＋CO2↑＋H2O，图像的横坐标是时间。纵坐标是生成二氧化碳的体积，很明显是用单位时间内放出CO2的体积来表示其反应速率的，表现在图像上就是曲线的斜率，斜率越大，反应速率越大，放出的CO2越多。由图可以看出，EF段反应速率最快，收集的CO2最多；整个反应过程中，反应速率加快的幅度先小(OE段)后大(EF段)再小(FG段)，而不是逐渐增大，所以只有B项正确。eq\a\vs4\al(对应学生用书,P21)考查化学反应速率的计算化学反应速率计算的思维模型有关化学反应速率的计算往往数据比较多，关系复杂，通过建立化学反应速率计算的解题模式，可以使各种数据直观、条理清晰，便于分析和计算。建立一般的解题模型：(1)写出化学方程式。(2)根据题意，依次列出各反应物和生成物的起始浓度(或物质的量，下同)、浓度的变化量及一段时间后的浓度，未知量可设未知数表示，即“三段式”。(3)根据起始浓度与一段时间后的浓度的差等于浓度的变化量及变化量之比等于对应物质的化学计量数之比，列出关系式计算。例如：反应mA＋nBpC起始浓度(mol/L)abc转化浓度(mol/L)xeq\f(nx,m)eq\f(px,m)t时刻浓度(mol/L)a－xb－eq\f(nx,m)c＋eq\f(px,m)计算时注意以下量的关系：①对反应物：c(起始)－c(转化)＝c(某时刻)；②对生成物：c(起始)＋c(转化)＝c(某时刻)；③转化率＝eq\f(c转化,c起始)×100%。(4)注意事项。①根据公式v＝eq\f(Δc,Δt)及Δc＝eq\f(Δn,V)可推出公式v＝eq\f(Δn,V·Δt)，该式应用更广泛。②利用“三段式”计算时，转化的物质的物质的量浓度或物质的量与化学方程式中该物质的化学计量数成正比。③计算过程中单位应一致。[例1]将4molA气体和2molB气体在2L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2s末测得C的浓度为0.6mol/L，现有下列几种说法：①用物质A表示的反应的平均速率为0.3mol/(L·s)；②用物质B表示的反应的平均速率为0.6mol/(L·s)；③2s末，物质A的转化率为70%；④2s末，物质B的浓度为0.7mol/L。其中正确的是()A．①③ B．①④C．②③ D．③④[解析]由三段式表示：2A(g)＋B(g)2C(g)开始物质的量浓度(mol/L)210转化物质的量浓度(mol/L)0.60.30.62s末物质的量浓度(mol/L)1.40.70.6所以v(A)＝eq\f(0.6mol/L,2s)＝0.3mol/(L·s)v(B)＝eq\f(0.3mol/L,2s)＝0.15mol/(L·s)A的转化率为eq\f(0.6mol/L,2mol/L)×100%＝30%，2s末时c(B)＝0.7mol/L。[答案]B1．向体积为2L的密闭容器中加入2molSO2和1molO2，进行可逆反应：2SO2＋O2eq\o(,\s\up7(催化剂))2SO3，反应2min后，测得O2的物质的量为0.8mol。(1)2min内，SO2的物质的量减少了________，SO3的物质的量增加了________。(2)若用O2的浓度变化来表示该反应的反应速率，则v(O2)＝________。解析：2SO2＋O22SO3n(初)210Δn0.40.20.4n(2min)1.60.80.4(1)Δn(SO3)＝Δn(SO2)＝2Δn(O2)＝(1mol－0.8mol)×2＝0.4mol。(2)v(O2)＝eq\f(0.2mol,2L×2min)＝0.05mol·L－1·min－1。答案：(1)0.4mol0.4mol(2)0.05mol·L－1·min－1考查化学反应速率大小的比较[例2]反应A＋3B2C＋2D在四种不同情况下的反应速率分别为①v(A)＝0.15mol·L－1·s－1②v(B)＝0.60mol·L－1·s－1③v(C)＝0.40mol·L－1·s－1④v(D)＝0.45mol·L－1·s－1该反应进行得快慢顺序为____________。[解析]四种物质表示的反应速率单位是相同的，所以可以将不同物质表示的反应速率换算为用同一物质表示的反应速率，再比较反应速率数值的大小。若以物质A为标准，将其他物质表示的反应速率换算为用A物质表示的反应速率，则有：v(A)∶v(B)＝1∶3，则②表示为v(A)＝0.2mol·L－1·s－1，v(A)∶v(C)＝1∶2，则③表示为v(A)＝0.2mol·L－1·s－1，v(A)∶v(D)＝1∶2，则④表示为v(A)＝0.225mol·L－1·s－1。故该反应进行的快慢顺序为④>③＝②>①。[答案]④>③＝②>①化学反应速率快慢的比较方法——比值法(1)转化为同一单位表示，其转化公式为1mol/(L·s)＝60mol/(L·min)。(2)比较化学反应速率与化学计量数的比值。如反应aA＋bB=cC，要比较v(A)与v(B)的相对大小，即比较eq\f(vA,a)与eq\f(vB,b)，若eq\f(vA,a)>eq\f(vB,b)，则A表示的反应速率比B表示的大。2．在四种不同条件下测得反应：2SO2＋O22SO3的反应速率如下表所示：(1)(2)(3)(4)反应速率[mol/(L·min)]v(SO2)v(O2)v(SO3)v(O2)0.40.250.50.3其中反应速率最快的是哪种条件？解析：依据速率之比等于化学计量数之比，则各物质的化学反应速率：(1)(2)(3)(4)反应速率[mol/(L·min)]v(SO2)v(O2)v(SO3)v(O2)0.40.250.50.3eq\f(反应速率,化学计量数)0.20.250.250.3反应速率与化学计量数的比值中，数值大的反应速率快，故(4)最快。答：最快考查化学反应速率图像与化学方程式的关系[例3]根据右图填空：(1)反应物是________；生成物是________。(2)在2min内用A、B、C表示的化学反应速率分别为________、________、________。(3)该反应的化学方程式为____________________。[解析]已知在反应过程中反应物的量减少，生成物的量增多，故A、B为反应物，C为生成物，由速率的定义不难得出：v(A)＝[(8－2)÷2]mol·L－1·min－1＝3mol·L－1·min－1，v(B)＝[(8－4)÷2]mol·L－1·min－1＝2mol·L－1·min－1，v(C)＝(6÷2)mol·L－1·min－1＝3mol·L－1·min－1，故三者的化学计量数之比为3∶2∶3，又因最终各物质浓度不变且均不为零，故为可逆反应，其方程式为3A＋2B3C。[答案](1)A、BC(2)3mol·L－1·min－12mol·L－1·min－13mol·L－1·min－1(3)3A＋2B3C由图像确定化学方程式的方法(1)根据曲线的变化趋势判断反应物与生成物：曲线下降的物质为反应物，曲线上升的物质为生成物。(2)物质化学计量数的确定方法：根据各物质达到平衡时物质的量(物质的量浓度)的变化，即物质的量(物质的量浓度)的变化之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。(3)反应是否为“可逆反应”：反应最后的浓度不随时间变化而变化的反应为可逆反应，化学方程式书写时用“”。3．某温度时，在2L容器中X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如下图所示，由图中数据分析，可知：(1)该可逆反应的化学方程式为________________。(2)该反应开始至2min，X的平均反应速率为________________。解析：从图像可知，X、Y为反应物，Z是生成物，且：n(X)∶n(Y)∶n(Z)＝(1－0.7)∶(1－0.9)∶(0.2－0)＝3∶1∶2，故反应的化学方程式为3X＋Y2Z。v(X)＝eq\f(0.3mol/2L,2min)＝0.075mol/(L·min)答案：(1)3X＋Y2Z(2)0.075mol/(L·min)eq\a\vs4\al(对应学生用书,P22)[课堂双基落实]1．下列关于化学反应速率的说法，不正确的是()A．化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量B．单位时间内某物质的浓度变化越大，则该物质反应就越快C．化学反应速率可以用单位时间内生成某物质的质量的多少来表示D．化学反应速率常用单位有“mol·L－1·s－1”和“mol·L－1·min－1”解析：选C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加来表示的，即用单位时间内浓度的改变量来表示。2．在N2＋3H2eq\o(,\s\up7(催化剂),\s\do5(高温、高压))2NH3的反应中，在5s内N2的浓度由6mol/L减至2mol/L。则NH3的平均反应速率是()A．2.4mol/(L·s) B．1.6mol/(L·s)C．0.8mol/(L·s) D．0.08mol/(L·s)解析：选Bv(N2)＝eq\f(6mol/L－2mol/L,5s)＝0.8mol/(L·s)，v(NH3)＝2v(N2)＝1.6mol/(L·s)。3．在mA＋nBpC的反应中，m、n、p为各物质的计量数。现测得C每分钟增加amol/L，B每分钟减少1.5amol/L，A每分钟减少0.5amol/L，则m∶n∶p为()A．2∶3∶2 B．2∶3∶3C．1∶3∶2 D．3∶1∶2解析：选C由三种物质的反应速率之比等于它们的化学计量数值之比，则v(A)∶v(B)∶v(C)＝0.5∶1.5∶1＝1∶3∶2，C正确。4．某温度下，浓度都是1mol·L－1的两种气体X2和Y2，在密闭容器中反应生成气体Z，经过tmin后，测得各物质的浓度分别为c(X2)＝0.4mol·L－1，c(Y2)＝0.6mol·L－1，c(Z)＝0.4mol·L－1，则该反应的化学方程式可表示为()A．2X2＋3Y22X2Y3B．3X2＋2Y22X3Y2C．X2＋2Y22XY2D．2X2＋Y22X2Y解析：选Btmin内，反应消耗X20.6mol·L－1，Y20.4mol·L－1，生成Z0.4mol·L－1，三者浓度的变化量之比为3∶2∶2，即化学方程式为3X2＋2Y22Z，由质量守恒定律，可知Z的化学式为X3Y2。5．(好题共享·选自苏教版教材P41·T6)A与B反应生成C，假定反应由A、B开始，它们的起始浓度均为1mol·L－1。反应进行2min后A的浓度为0.8mol·L－1，B的浓度为0.6mol·L－1，C的浓度为0.6mol·L－1。(1)2min内反应的平均速率为：v(A)＝________，v(B)＝________，v(C)＝________。(2)三者数值之间的关系是：v(A)＝________v(B)＝________v(C)。(3)该反应的化学方程式为：________________。解析：v(A)＝eq\f(1－0.8mol/L,2min)＝0.1mol/(L·min)，v(B)＝eq\f(1－0.6mol/L,2min)＝0.2mol/(L·min)，v(C)＝eq\f(0.6－0mol/L,2min)＝0.3mol/(L·min)，v(A)∶v(B)∶v(C)＝0.1∶0.2∶0.2＝1∶2∶3，即v(A)＝eq\f(1,2)v(B)＝eq\f(1,3)v(C)，故反应的化学方程式为：A＋2B=3C。答案：(1)0.1mol/(L·min)0.2mol/(L·min)0．3mol/(L·min)(2)eq\f(1,2)eq\f(1,3)(3)A＋2B=3C[课下综合检测]1．在铝与稀硫酸的反应中，已知10s末硫酸的浓度减少了0.6mol·L－1，若不考虑反应过程中溶液体积的变化，则10s内生成硫酸铝的平均反应速率是()A．0.02mol·L－1·min－1B．1.8mol·L－1·min－1C．1.2mol·L－1·min－1D．0.18mol·L－1·min－1解析：选Cv(H2SO4)＝eq\f(0.6mol·L－1,10s)＝0.06mol·L－1·s－1，v[Al2(SO4)3]＝eq\f(1,3)×0.06mol·L－1·s－1＝0.02mol·L－1·s－1×60s·min－1＝1.2mol·L－1·min－1。2．(好题共享·选自苏教版教材P40·T1)反应4NH3(g)＋5O2(g)=4NO(g)＋6H2O(g)在10L的密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45mol，则此反应的平均速率v(X)可表示为()A．v(NH3)＝0.010mol·L－1·s－1B．v(O2)＝0.0010mol·L－1·s－1C．v(NO)＝0.0010mol·L－1·s－1D．v(H2O)＝0.045mol·L－1·s－1解析：选Cv(H2O)＝eq\f(Δc,Δt)＝eq\f(0.45mol/10L,30s)＝0.0015mol·L－1·s－1依据速率比等于化学计量数之比可知：v(NH3)＝eq\f(2,3)v(H2O)＝0.001mol·L－1·s－1，v(O2)＝eq\f(5,6)v(H2O)＝0.00125mol·L－1·s－1，v(NO)＝eq\f(2,3)v(H2O)＝0.001mol·L－1·s－1。3．一定条件下，在2CH4(g)＋2NH3(g)＋3O2(g)2HCN(g)＋6H2O(g)反应中，已知v(HCN)＝nmol·L－1·min－1，且v(O2)＝mmol·L－1·min－1，则m与n的关系正确的是()A．m＝eq\f(1,2)n B．m＝eq\f(2,3)nC．m＝eq\f(3,2)n D．m＝2n解析：选C化学反应速率之比等于物质的化学计量数之比，即v(O2)∶v(HCN)＝3∶2，故m∶n＝3∶2，故m＝eq\f(3,2)n。4．反应4A(s)＋3B(g)=2C(g)＋D(g)，2min后B的浓度减小0.6mol/L。对此反应速率的不正确表示是()A．用A表示的反应速率是0.4mol/(L·min)B．用B、C、D分别表示反应的速率，其比值是3∶2∶1C．在2min内的反应速率，用B表示是0.3mol/(L·min)D．在2min内的反应速率，用D表示是0.1mol/(L·min)解析：选A由反应式知，A为固体，浓度为定值，不能用固体表示反应速率，A错；由反应速率之比等于化学计量数之比得v(B)∶v(C)∶v(D)＝3∶2∶1，B正确；由2min后Δc(B)＝0.6mol/L知，v(B)＝eq\f(0.6mol/L,2min)＝0.3mol/(L·min)，v(D)＝0.3mol/(L·min)×eq\f(1,3)＝0.1mol/(L·min)，故C、D正确。5．5.6g铁粉投入到盛有100mL2mol/L稀硫酸的烧杯中，2min时铁粉刚好溶解(溶解前后溶液体积变化忽略不计)，下列表示这个反应的速率正确的是()A．v(Fe)＝0.5mol/(L·min)B．v(H2SO4)＝1mol/(L·min)C．v(H2SO4)＝0.5mol/(L·min)D．v(FeSO4)＝1mol/(L·min)解析：选C铁粉为固体，其物质的量浓度可视为常数，不能用来表示化学反应速率，A错；反应的铁粉是0.1mol，参加反应的H2SO4为0.1mol，所以v(H2SO4)＝0.5mol/(L·min)，v(FeSO4)＝0.5mol/(L·min)，B、D错。6．将10molA和5molB放入10L真空容器内，某温度下发生反应：3A(g)＋B(g)2C(g)，在最初的0.2s内，消耗A的平均速率为0.06mol·L－1·s－1，则在0.2s时，容器中C的物质的量是()A．0.12mol B．0.08molC．0.04mol D．0.8mol解析：选Bv(A)∶v(C)＝3∶2，则v(C)＝0.04mol·L－1·s－1，n(C)＝0.2s×0.04mol·L－1·s－1×10L＝0.08mol。7．在密闭容器中，进行可逆反应，A与B反应生成C，反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)表示，且v(A)、v(B)、v(C)之间存在如下关系：v(B)＝3v(A)，3v(C)＝2v(B)，v(C)＝2v(A)。则此反应可表示为()A．A＋BC B．2A＋2B3CC．3A＋B2C D．A＋3B2C解析：选D由v(B)＝3v(A)，v(C)＝2v(A)，得v(A)∶v(B)∶v(C)＝v(A)∶3v(A)∶2v(A)＝1∶3∶2,即A、B、C的化学计量数之比为1∶3∶2，则化学方程式为：A＋3B2C。8．在2L容器中发生3A＋B=2C的反应，最初加入的A、B都是4mol，A的反应速率为0.12mol·L－1·s－1,10s后容器内B的物质的量为()A．1.6mol B．2.8molC．3.2mol D．3.6mol解析：选Cv(A)＝0.12mol·L－1·s－1，则v(B)＝eq\f(1,3)v(A)＝0.04mol·L－1·s－1，所以Δc(B)＝0.04mol·L－1·s－1×10s＝0.4mol·L－1，剩余B的物质的量为4mol－0.4mol·L－1×2L＝3.2mol。9．把0.6molX气体和0.4molY气体混合于2L的密闭容器中，使它们发生如下反应3X(g)＋Y(g)nZ(g)＋2W(g)，5min末已生成0.2molW，若测知以Z表示的平均反应速率为0.01mol·(L·min)－1，则n是()A．1 B．2C．3 D．4解析：选Av(W)＝eq\f(Δc,t)＝eq\f(0.2mol/2L,5min)＝0.02mol·(L·min)－1，由eq\f(vZ,vW)＝eq\f(n,2)，则n＝eq\f(2vZ,vW)＝eq\f(2×0.01,0.02)＝1。10.一定温度下，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列描述正确的是()A．反应从开始到10s时，用Z表示的反应速率为0.158mol/(L·s)B．反应从开始到10s时，X的物质的量浓度减少了0.79mol/LC．反应从开始到10s时，Y的转化率为79%D．反应的化学方程式为：X(g)＋Y(g)Z(g)解析：选C反应从开始到10s时，X减少1.20mol－0.41mol＝0.79mol，Y减少1.00mol－0.21mol＝0.79mol，Z增加1.58mol，所以X、Y、Z的反应方程式为：X(g)＋Y(g)2Z(g)，D错；用Z表示的反应速率应为eq\f(1.58mol,2L×10s)＝0.079mol/(L·s)，A错；X的物质的量浓度减少eq\f(0.79mol,2L)＝0.395mol/L，B错。故选C。11．近年来，随着人们大量开发利用化石资源，不仅使得煤、石油、天然气的储量大大减少，而且造成严重的环境污染。如何实现化石燃料的综合利用，提高燃料的利用率，减少环境污染等逐渐被提上了日程。为了提高煤的利用率，人们先把煤转化为CO和H2，再将它们转化为甲醇。某实验员在一定温度下的密闭容器中，充入一定量的H2和CO，发生反应：2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)。测定的部分实验数据如下：t/s05001000c(H2)/mol·L－15.003.522.48c(CO)/mol·L－12.50(1)在500s内用H2表示的化学反应速率是________。(2)在1000s内用CO表示的化学反应速率是________，1000s时CO的转化率是________。(3)在500s时生成的甲醇的浓度是________mol/L。解析：(1)在500s内，v(H2)＝eq\f(5.00mol·L－1－3.52mol·L－1,500s)＝2.96×10－3mol·L－1·s－1。(2)在1000s内，H2的浓度减小了5.00mol·L－1－2.48mol·L－1＝2.52mol·L－1，则CO的浓度减少了eq\f(1,2)×2.52mol·L－1＝1.26mol·L－1，用CO表示的化学反应速率为v(CO)＝eq\f(1.26mol·L－1,1000s)＝1.26×10－3mol·L－1·s－1，CO的转化率为eq\f(1.26mol·L－1,2.50mol·L－1)×100%＝50.4%。(3)在500s内，H2的浓度为减少了1.48mol·L－1，则生成的CH3OH的浓度为eq\f(1,2)×1.48mol·L－1＝0.74mol·L－1。答案：(1)2.96×10－3mol·L－1·s－1(2)1.26×10－3mol·L－1·s－150.4%(3)0.7412．将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中，发生下列反应：3A(g)＋B(g)=xC(g)＋2D(g)。4min后经测定知D的浓度为0.5mol·L－1，c(A)∶c(B)＝3∶5，C的反应速率是0.125mol·L－1·min－1，此时A的物质的量浓度为________，B的反应速率为________，x的值是________。解析：由4min内D的浓度变化量为0.5mol·L－1，可以求出A、B、C的浓度变化量分别为eq\f(3,2)×0.5mol·L－1、eq\f(1,2)×0.5mol·L－1、eq\f(x,2)×0.5mol·L－1。设A、B的起始浓度为cmol·L－1，则可以得到下列关系：3A(g)＋B(g)=xC(g)＋2D(g)eq\a\vs4\al(起始浓度,mol·L－1)cc00eq\a\vs4\al(转化浓度,mol·L－1)0.750.250.25x0.5eq\a\vs4\al(4min后浓度,mol·L－1)(c－0.75)(c－0.25)0.25x0.5由题意c(A)∶c(B)＝(c－0.75)∶(c－0.25)＝3∶5，解得c＝1.5，则c(A)＝c－0.75＝0.75(mol·L－1)。根据v(B)＝eq\f(ΔcB,Δt)或先求v(D)再根据v(B)∶v(D)＝1∶2求得v(B)＝0.0625mol·L－1·min－1。根据v(B)∶v(C)＝1∶2＝1∶x，求得x＝2。答案：0.75mol·L－10.0625mol·L－1·min－1213．向2L密闭容器中通入amol气体A和bmol气体B，在一定条件下发生反应：xA(g)＋yB(g)pC(g)＋qD(g)已知：平均反应速率vC＝eq\f(1,2)vA；反应2min时，A的浓度减少了eq\f(1,3)，B的物质的量减少了eq\f(a,2)mol，有amolD生成。回答下列问题：(1)反应2min内，vA＝________，vB＝________；(2)化学方程式中，x＝________、y＝________、p＝________、q＝________；(3)反应2min时，D为2amol，则B的转化率为________。解析：(1)vA＝eq\f(ΔcA,Δt)＝eq\f(\f(1,3)amol,2L×2min)＝eq\f(a,12)mol/(L·min)，vB＝eq\f(ΔcB,Δt)＝eq\f(\f(1,2)amol,2L×2min)＝eq\f(a,8)mol/(L·min)，同样可得vD＝eq\f(a,4)mol/(L·min)，vC＝eq\f(1,2)vA＝eq\f(a,24)mol/(L·min)。(2)由化学反应速率之比等于化学方程式中化学计量数之比可得x∶y∶p∶q＝vA∶vB∶vC∶vD＝eq\f(a,12)∶eq\f(a,8)∶eq\f(a,24)∶eq\f(a,4)＝2∶3∶1∶6。(3)当D为2amol时，B减少了amol，因此B的转化率为：eq\f(amol,bmol)×100%＝eq\f(a,b)×100%。答案：(1)eq\f(a,12)mol/(L·min)eq\f(a,8)mol/(L·min)(2)2316(3)eq\f(a,b)×100%第二节影响化学反应速率的因素eq\a\vs4\al(对应学生用书,P23)1．化学反应速率的数值越大，是否化学反应进行得越快？提示：不一定；因为同一化学反应。用不同的物质表示，化学反应速率其数值可能不相同，其速率之比等于化学计量数之比。2．影响化学反应速率的外界因素有哪些？提示：浓度、温度、压强、催化剂、固体物质的表面积等。3．写出双氧水分解的化学方程式，反应中MnO2的作用是什么？提示：2H2O2eq\o(=,\s\up7(MnO2),\s\do5())2H2O＋O2↑，催化剂。浓度和压强对化学反应速率的影响[新知探究]探究1浓度对化学反应速率的影响在温度不变的情况下，0.01mol/LKMnO4溶液与不同浓度的H2C2O4(草酸)溶液反应。根据实验，填写下列表格。实验原理2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4=K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O实验步骤实验现象KMnO4溶液褪色KMnO4溶液褪色比较褪色时间(填“长”或“短”)长短(1)由实验现象，你能得出什么结论？提示：H2C2O4的浓度越大，KMnO4溶液褪色的时间越短，反应速率越快；反之，H2C2O4的浓度越小，反应速率越慢。(2)用有效碰撞理论解释为什么增大反应物的浓度能增大化学反应速率？提示：增大反应物的浓度，即增大了单位体积内活化分子的数目，有效碰撞次数增多，反应速率加快。(3)若加热KMnO4来制备氧气，在其它条件不变的情况下，增加KMnO4固体的质量，生成氧气的速率能够加快吗？提示：不能，增大固体的用量不能增大其浓度，不能使反应速率加快。探究2压强对反应速率的影响在一密闭容器中充入1molH2和1molI2，压强为p(Pa)，并在一定温度下使其发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)。该密闭容器有一个可移动的活塞(如右图)。(1)向下压缩活塞，使容器的压强增大，反应速率如何变化？提示：压缩体积，增大压强，反应物的浓度增大，反应速率加快。(2)保持容器的容积不变，向其中充入氦气(He)，反应速率如何变化？提示：充入氦气，尽管压强增大，但反应物的浓度不变，反应速率不变。(3)保持容器内气体压强不变，向其中充入氦气(He)，反应速率如何变化？提示：充入氦气，尽管压强不变，但容器的体积增大，反应物的浓度减小，反应速率减慢。[必记结论]1．浓度对化学反应速率的影响(1)规律：其他条件相同时，增大反应物浓度，反应速率增大，减小反应物浓度反应速率减小。(2)适用范围：此规律只适用于气体或溶液的反应，对于纯固体或纯液体的反应物，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。但固体反应物表面积越大，反应速率越大。(3)原因分析：①增大反应物浓度→单位体积内活化分子数增多→有效碰撞几率增加→反应速率增大；②减小反应物浓度→单位体积内活化分子数减少→有效碰撞几率减小→反应速率减小。2．压强对化学反应速率的影响(1)规律：①增大压强(减小容器容积)相当于增大反应物浓度，反应速率加快；减小压强(增大容器容积)相当于减小反应物浓度，反应速率减慢。②注意事项：a．对于固体或液体，压强的变化，基本不影响其浓度，也不影响其反应速率。b．恒容时充入“无关气体”，容器总压强增大，但各反应物的浓度不变，反应速率不变。c．恒压时充入“无关气体”，引起体积增大，各反应物浓度减小，反应速率减慢。(2)适用范围：有气体参与的化学反应。(3)原因分析：①增大压强→单位体积内活化分子数增多→有效碰撞几率增加→反应速率加快；②减小压强→单位体积内活化分子数减少→有效碰撞几率减小→反应速率减慢。[成功体验]1．把下列4种X的溶液分别加入到4个盛有10mL2mol·L－1盐酸的烧杯中，并加水稀释到50mL，此时X与盐酸缓慢地进行反应，其中反应速率最大的是()A．20mL3mol·L－1 B．20mL2mol·L－1C．10mL4mol·L－1 D．10mL2mol·L－1解析：选A本题中反应速率的大小是由混合后反应物浓度的大小决定的，由于最后溶液体积相同，所以混合前X的物质的量越大，混合后其浓度越大，反应速率越快。2．反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是()A．增加C的量B．将容器的体积缩小一半C．保持体积不变，充入H2O(g)使体系压强增大D．保持压强不变，充入N2使容器体积变大解析：选AC为固态反应物，增加其用量对反应速率几乎没有影响，A项符合题意；容器体积缩小一半相当于压强增大一倍，浓度增大，反应速率增大，B项不符合；充入H2O(g)，体积不变，H2O的浓度增大，反应速率加快，C项不符合；压强不变，充入N2，体积增大，气体的浓度变小，反应速率减小，D项不符合。温度和催化剂对化学反应速率的影响[新知探究]探究1温度对化学反应速率的影响依据Na2SO3溶液与稀H2SO4反应的实验，填写下列表格中的空白。实验原理Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋SO2↑＋H2O＋S↓实验步骤实验温度热水冷水出现黄色浑浊的时间(填“长”或者“短”)短长(1)通过上述实验现象，你能得出什么结论？提示：温度越高，出现黄色浑浊的时间越短，反应速率越快；反之，温度越低，反应速率越慢。(2)用有效碰撞理论解释为什么升高温度就可以增大化学反应速率？提示：升高温度，使更多的分子转化为活化分子，增大了活化分子的百分数，有效碰撞的次数增多，反应速率加快。(3)化学反应分为吸热反应和放热反应，升高温度，放热反应速率加快，吸热反应反应速率减慢吗？提示：升高温度，不论是放热反应，还是吸热反应，都能加快化学反应速率。探究2催化剂对化学反应速率的影响依据H2O2的分解实验，填写下列表格中空白。实验步骤现象余烬不复燃余烬复燃解释H2O2分解缓慢加入MnO2，H2O2分解速率加快原理2H2O2eq\o(=,\s\up7(MnO2),\s\do5())2H2O＋O2↑(1)通过上述实验，你能得出什么结论？提示：使用合适的催化剂，可加快化学反应速率。(2)用有效碰撞理论解释为什么使用合适的催化剂能加快化学反应速率？提示：使用合适的催化剂，能降低反应的活化能，使更多的分子变成活化分子，从而增大了活化分子的百分数，有效碰撞次数增多，反应速率加快。(3)催化剂对正逆反应的反应速率的改变程度是否相同？提示：催化剂能同等程度地改变正逆反应的反应速率。[必记结论]1．温度对化学反应速率的影响(1)规律：温度升高反应速率增大；温度降低反应速率减小。(2)原因分析：升高温度→活化分子百分数提高→有效碰撞的次数增多→化学反应速率加快。2．催化剂对反应速率的影响(1)规律：合适的催化剂能加快反应速率。(2)原因分析：加入合适的催化剂→使发生反应所需的活化能降低(如图所示，图中实线和虚线分别表示无催化剂和有催化剂的反应过程中，反应物和生成物的能量与活化能的关系)→反应体系中含有的活化分子百分数提高→有效碰撞次数增多→反应速率增大。[成功体验]3．下列各组溶液，同时开始反应，出现浑浊最早的是()A．20℃时5mL0.05mol/LNa2S2O3溶液与5mL0.1mol/L硫酸混合B．20℃时5mL0.1mol/LNa2S2O3溶液与5mL0.1mol/L硫酸混合C．10℃时5mL0.05mol/LNa2S2O3溶液与5mL0.1mol/L硫酸混合D．10℃时5mL0.1mol/LNa2S2O3溶液与5mL0.1mol/L硫酸混合解析：选B温度越高，反应速率越快；浓度越大，反应速率越快。故选B。4．(好题共享·选自苏教版教材P41·T5)解释下列化学反应的反应速率变化关系曲线。(1)将除去氧化膜的镁条投入盛有稀盐酸的试管中，产生氢气的速率随时间的变化关系(见图A)。(2)过氧化氢在酶催化作用下的分解反应速率随温度的变化关系(见图B)。解析：(1)Mg与盐酸的反应是放热反应，温度越高，反应速率越大，但反应一段时间后，随着反应物的消耗使反应物浓度减小，反应速率逐渐减慢。(2)酶在H2O2的分解中起催化作用，故反应速率开始加快，但随着反应的进行，反应物浓度减小，反应速率又逐渐减慢。答案：(1)镁与盐酸的反应为放热反应，反应开始阶段，温度起主要作用而使反应速率加快；由于随反应的进行，反应物浓度减小，反应速率变慢。(2)酶对H2O2的分解起催化作用，反应开始阶段，催化剂起主要作用而使反应速率加快；随反应的进行，反应物浓度减小，反应速率变慢。eq\a\vs4\al(对应学生用书,P26)温度对化学反应速率影响的实验探究人教版教材实验设计苏教版教材实验设计反应原理Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4=K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O实验药品0.1mol/LNa2S2O3溶液0.1mol/LH2SO40.01mol·L－1酸性KMnO4溶液0.1mol·L－1H2C2O4溶液实验步骤①取两支试管各加入5mL0.1mol·L－1Na2S2O3溶液②另取两支试管各加入5mL0.1mol·L－1H2SO4溶液③将四支试管分成两组(各有一支盛有Na2S2O3和H2SO4的试管)④一组放入冷水中，另一组放入热水中⑤经过一段时间后，混合并搅拌，观察现象①取三支试管，向试管中分别加入2mL0.01mol·L－1酸性KMnO4溶液②再向三支试管中分别加入2mL0.1mol·L－1H2C2O4溶液③将其中一支试管放入冰水中，一支试管放入约80℃的热水中，另一支试管置于室温下，观察现象实验现象热水中首先出现黄色浑浊①酸性KMnO4紫红色褪色②褪色时间由短至长的顺序：热水⇒室温⇒冷水实验结论温度越高，化学反应速率越快创新发掘1.两组实验中Na2S2O3的浓度，H2SO4的浓度和用量为什么相同？分析：该实验只探究温度对化学反应速率的影响，要求两组对比实验中溶液的浓度不对实验造成影响。2.为什么Na2S2O3溶液和H2SO4先加热或冷却一段时间后再混合？分析：先使Na2S2O3和H2SO4的温度相同，减少实验过程中加热或冷却的时间，减少实验误差实验中酸性KMnO4溶液的浓度为什么不用0.1mol·L－1，而使用0.01mol·L－1？分析：KMnO4的浓度和用量过大，褪色的时间越长，不利于观察实验现象。个性评点1.人教版教材实验中生成了对环境有污染的SO2气体，而苏教版教材克服了这一缺点，增强了环保意识。2.人教版教材实验中用Na2S2O3与稀H2SO4产生黄色浑浊的反应现象更明显，更易于观察。3.人教版教材实验是先分别加热(或冷却)溶液然后再混合，而苏教版教材实验是先将溶液混合再加热(或冷却)，因加热(或冷却)有一个时间过程，这样再利用时间的长短判断化学反应速率的快慢会造成一定的实验误差，而人教版教材实验克服了这一点，增强了实验的可信度。eq\a\vs4\al([演练提能])1．下列四个试管中，过氧化氢分解产生氧气的反应速率最快的是()试管温度过氧化氢溶液浓度催化剂A常温3%B常温6%C水浴加热3%D水浴加热6%MnO2解析：选D温度越高，反应物的浓度越大，反应速率就越快，使用催化剂能加快化学反应速率。2．已知4H＋＋4I－＋O2=2I2＋2H2O，现有1mol/LKI溶液、0.1mol/LH2SO4溶液和淀粉溶液，请探究溶液出现蓝色的时间与温度的关系。并填写下表：试剂种类及用量0.1mol/LH2SO45mL、1mol/LKI溶液5mL、3滴淀粉溶液0.1mol/LH2SO45mL、1mol/LKI溶液5mL、3滴淀粉溶液实验温度试剂加入顺序及理由实验现象结论解析：已经给出相关的离子方程式4I－＋O2＋4H＋=2I2＋2H2O，在不加酸的情况下，O2不能氧化I－，所以要先向一定体积的KI溶液中滴加淀粉溶液，然后再加入稀硫酸。答案：试剂种类及用量0.1mol/LH2SO45mL、1mol/LKI溶液5mL、3滴淀粉溶液0.1mol/LH2SO45mL、1mol/LKI溶液5mL、3滴淀粉溶液实验温度置于热水中置于冷水中试剂加入顺序及理由KI溶液＋淀粉溶液＋H2SO4溶液，若先加KI、H2SO4，再加入淀粉溶液，则会导致实验失败实验现象变蓝色早变蓝色晚结论升高温度可加快反应速率eq\a\vs4\al(对应学生用书,P27)考查外界条件对化学反应速率的影响[例1]同质量的锌与盐酸反应，欲使反应速率增大，选用的反应条件正确的是()①锌粒②锌片③锌粉④5%的盐酸⑤10%的盐酸⑥15%的盐酸⑦加热⑧用冷水冷却⑨不断振荡⑩迅速混合后静置A．②⑥⑦⑩ B．①④⑧⑩C．③⑤⑦⑨ D．③⑥⑦⑨[解析]对于锌的选择，表面积越大，反应越快；对于盐酸的选择，浓度越大，反应越快；升高温度，可以加快反应速率；不断地振荡可以增大反应物之间的接触面积，从而可以加快反应速率。[答案]D解答此类题目的关键是把握影响反应速率的因素：对于浓度的影响应注意固体或纯液体的浓度可视为常数，增加或减少固体或纯液体的量其浓度不改变，反应速率亦不改变，但增大固体反应物的表面积可增大反应速率。1．对于反应：N2＋O2eq\o(,\s\up7(一定条件),\s\do5())2NO，在密闭容器中进行，下列条件能加快反应速率的是()A．增大体积使压强减小B．体积不变减少N2使压强增大C．体积不变充入氦气使压强增大D．使总压强不变，充入氖气解析：增大体积引起浓度减小，反应速率减慢；体积不变充入N2，N2的浓度增大，反应速率加快；体积不变，充入氦气，各反应物的浓度并没有改变，反应速率不变；总压不变，充入氖气，体积增大，反应物浓度减小，反应速率减慢。答案：B考查化学反应速率的图像化学反应速率图像是将化学反应速率变化的情况在直角坐标系中以图的形式表达的结果，是化学反应速率变化规律的反映。在认识和应用化学反应速率图像时，要立足于化学方程式，应用化学反应速率变化的规律，分析直角坐标系及其图像的含义。此类问题主要包括反应速率与反应物浓度、气体压强、反应温度、催化剂等外界条件的关系以及反应过程中的速率变化等定性关系。1．定性图像(1)全程速率－时间图：如Zn与足量盐酸的反应，反应速率随时间的变化如图1所示。图1AB段：Zn与盐酸的反应是放热反应，使溶液的温度升高，化学反应速率逐渐增大；BC段：随着反应的进行，盐酸的浓度逐渐减小，化学反应速率逐渐减小。(2)速度－温度图：其他条件一定，反应速率随着温度的升高而增大；其他条件一定，反应速率随着温度的降低而减小，如图2A所示。图2(3)速率－压强图：其他条件一定，增大气态反应物的压强(缩小容器的容积)，反应速率随着压强的增大而增大；其他条件一定，减小气态反应物的压强(增大容器的容积)，反应速率随着压强的减小而减小，如图2B所示。2．定量图像定量图像主要是指反应物或生成物的物质的量(或物质的量浓度)与反应时间t的定量关系。如图3所示 图3[例2][双选题]下列表格中的各种情况，可以用下面对应选项中的图像曲线表示的是()选项反应纵坐标甲乙A外形、大小相近的金属和水反应反应速率KNaB4mL0.01mol/L的KMnO4溶液，分别和不同浓度的H2C2O4(草酸)溶液各2mL反应0.1mol/L的H2C2O4溶液0.2mol/L的H2C2O4溶液C5mL0.1mol/LNa2S2O3溶液和5mL0.1mol/LH2SO4溶液反应热水冷水D5mL4%的过氧化氢溶液分解放出O2无MnO2粉末加MnO2粉末[解析]反应速率与物质的本性有关，由于K比Na活泼，故K的反应速率快，且Na、K与水反应放热，反应速率逐渐加快，图像A正确；由于起始乙中H2C2O4浓度大，故反应速率比甲中快，图像B错误；甲中热水的温度高、反应速率快，随着反应的进行反应物的浓度逐渐减小，故甲、乙中反应速率逐渐减小，图像C正确；MnO2在H2O2的分解中起催化作用，故乙中反应速率大于甲，图像D错误。[答案]AC对于时间——速率图像要注意的3点(1)看清起点、终点，分清反应物和反应产物。(2)抓住变化趋势，分清正、逆反应，吸、放热反应，要特别注意分析渐变和突变的原因。(3)增大反应物浓度的瞬间，v正突变，v逆渐变。升高温度，使用催化剂，v正、v逆均突变。2．试分析下列可逆反应2A(g)＋B(g)2C(g)的反应速率随压强变化的曲线图正确的是()解析：选C增大压强，正、逆反应速率均增大，选项A、B、D错误。eq\a\vs4\al(对应学生用书,P28)[课堂双基落实]1．(好题共享·选自苏教版教材P40·T3)要增大铁与盐酸反应的速率，所采取的下列措施中无效的是()A．增大盐酸的浓度 B．提高反应的温度C．增大压强 D．用铁粉代替铁片解析：选C该反应的反应物中没有气体，增大压强对该反应的反应速率几乎没有影响。2．增大压强对下列反应的速率无影响的是()A．CO2(g)＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2OB．H2(g)＋I2(g)=2HI(g)C．NaCl＋AgNO3AgCl↓＋NaNO3D．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)解析：选C对于反应前后没有气体参与或生成的反应，如选项C中的反应，则压强对化学反应速率无影响。3．用3g块状大理石与30mL3mol·L－1盐酸反应制取CO2气体，若要增大反应速率，可采取的措施是()①再加入30mL3mol·L－1盐酸②改用30mL6mol·L－1盐酸③改用3g粉末状大理石④升高温度A．①② B．②③④C．①③④ D．①②③解析：选B①盐酸浓度并未增大；③改用粉末增大了接触面积，反应速率加快；④升温，反应速率加快。4．在恒温、恒容的密闭容器中进行反应A(g)B(g)＋C(g)。若反应物的浓度由2mol·L－1降到0.8mol·L－1需20s，那么反应物浓度由0.8mol·L－1降到0.2mol·L－1所需反应时间为()A．10s B．大于10sC．小于10s D．无法判断解析：选B随浓度降低反应速率应逐渐减慢，开始20s内的平均反应速率为v＝eq\f(2mol·L－1－0.8mol·L－1,20s)＝0.06mol·L－1·s－1，而后一阶段v＝eq\f(0.8mol·L－1－0.2mol·L－1,t)<0.06mol·L－1·s－1，所以t>10s。5．(好题共享·选自苏教版教材P41·T8)等质量的铁与过量盐酸在不同的实验条件下进行反应(实验数据见下表)，c为盐酸的浓度(mol·L－1)，测定反应相同时间后产生氢气的体积V。则V值最大的组是________(填组别序号)，其原因是________________。组别c/mol·L－1温度/℃铁的状态12.025块状22.530粉末32.550块状42.550粉末解析：3、4组温度最高，且4组使用的是铁粉，故4组反应最快，相同时间内产生H2的量最多。答案：44组使用盐酸的浓度最大，温度最高且使用是粉末状的铁，反应速率最快，相同时间内生成的H2最多。[课下综合检测]1．将质量相同的锌粉分别投入下列四个烧杯的溶液中，反应速率最快的是()解析：选D当反应中一种反应物相同时，反应速率的快慢取决于另一种反应物的浓度而不是用量。四个烧杯中所用的酸虽然不同，但反应的快慢都是由c(H＋)的大小决定的。A项，c(H＋)＝2mol·L－1，B项，c(H＋)小于2mol·L－1，C项，c(H＋)＝2mol·L－1，D项，c(H＋)＝4mol·L－1，故烧杯D中反应的反应速率最快。2.(好题共享·选自苏教版教材P40·T4)右图为反应N2＋3H22NH3的速率v(N2)变化的图像，则横坐标不可能是()A．反应时间 B．温度C．压强 D．N2的浓度解析：选A随着反应的进行，N2的浓度逐渐减小，反应速率减小而不是增大，故横坐标不可能是反应的时间。3．在气体反应中，改变条件：①增大反应物的浓度，②升高温度，③增大压强，④移去生成物，⑤加入催化剂。能使反应物中活化分子数和活化分子的百分数同时增大的方法是()A．①⑤ B．①③C．②⑤ D．③⑤解析：选C升高温度，分子的能量升高，使更多的分子转化为活化分子，增大了活化分子的百分数；使用催化剂可降低反应的活化能，使更多的分子在自身能量不变的前提下也成为活化分子，增大了活化分子的百分数。活化分子的百分数增大，活化分子数也增大。4．为了探究影响化学反应速率的因素，4位同学分别设计了下列4个实验，其中结论不正确的是()A．将大小、形状相同的镁条和铝条与相同浓度、相同温度下的盐酸反应时，两者快慢相同B．盛有相同浓度双氧水的两支试管，一支加入MnO2放在冷水中，一支直接放在冷水中，前者反应快C．将浓硝酸分别放在冷暗处和强光下，发现强光下的浓硝酸分解得快D．升高温度，H2O2的分解速率加快，原因是反应物分子的能量增加，活化分子百分数增大，有效碰撞次数增多解析：选A影响化学反应速率的主要因素是反应物的性质，镁、铝的活泼性不同，故两者与同浓度的盐酸反应快慢不同。5．向四个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的SO2和O2，开始反应时，按正反应速率由大到小顺序排列正确的是()甲．在500℃时，SO2和O2各10mol反应乙．在500℃时，用V2O5作催化剂，10molSO2和5molO2反应丙．在450℃时，8molSO2和5molO2反应丁．在500℃时，8molSO2和5molO2反应A．甲、乙、丙、丁B．乙、甲、丙、丁C．乙、甲、丁、丙D．丁、丙、乙、甲解析：选C催化剂、温度对化学反应速率影响程度较大，其中催化剂为最大，浓度、压强影响程度相对较小，同温时乙中速率最快，同时无催化剂时，甲中浓度大于丁中浓度，故甲>丁，丙温度最低，速率最慢，故C正确。6．设C＋CO22CO(正反应为吸热反应)的反应速率为v1；N2＋3H22NH3(正反应为放热反应)的反应速率为v2，对于上述反应，当温度升高时，v1和v2的变化情况为()A．都增大 B．都减小C．v1增大，v2减小 D．v1减小，v2增大解析：选A温度升高，反应速率加快，所以v1和v2均增大。7．下表中是各组反应的反应物和反应温度，反应刚开始时，放出H2速率最快的是()编号金属(粉末状)/mol酸的浓度及体积反应温度/℃AMg,0.16mol·L－1硝酸10mL60BMg,0.13mol·L－1盐酸10mL60CFe,0.13mol·L－1盐酸10mL60DMg,0.13mol·L－1硫酸10mL60解析：选DMg比Fe活泼，与盐酸反应Mg更快，C比B反应缓慢；Mg与稀HNO3反应不产生H2，A不符合题意；D项中c(H＋)是B项中c(H＋)的2倍，故D项中反应速率最快。8．下列有关化学反应速率的说法中，正确的是()A．100mL2mol·L－1的盐酸与锌反应时，加入适量的NaCl溶液，生成H2的速率不变B．用铁片和稀硫酸反应制取H2时，改用铁片和浓硫酸可以加快产生H2的速率C．二氧化硫的催化氧化反应是一个放热反应，所以升高温度，反应速率减慢D．汽车尾气中的CO和NO可以缓慢反应生成N2和CO2，减小压强，反应速率减慢解析：选DA项，加入NaCl溶液，相当于稀释盐酸，使其浓度降低，反应速率减慢；B项，改用铁片与浓硫酸反应时，若在常温下，则铁片发生钝化，若在加热条件下，则反应生成二氧化硫气体，得不到H2；C项，化学反应不论是放热反应还是吸热反应，升高温度，化学反应速率都加快；D项，对有气体参与的反应，减小压强，气体的浓度降低，反应速率减慢。9．[双选题]将盐酸滴到Na2CO3粉末上，能使反应的最初速率加快的是()A．盐酸浓度不变，使用量增大一倍B．盐酸浓度增加一倍，用量减至原来的eq\f(1,2)C．增大Na2CO3粉末的量D．使反应在较高温度下进行解析：选BDNa2CO3粉末为固体，改变固体的量不影响反应速率，要加快最初反应速率则需要增大盐酸浓度或升高温度，选B、D项。10．硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为：Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋SO2＋S↓＋H2O，下列各组实验中最先出现浑浊的是()实验反应温度/℃Na2S2O3溶液稀H2SO4H2OV/mLc/mol·L－1V/mLc/mol·L－1V/mLA2550.1100.15B2550.250.210C3550.1100.15D3550.250.210解析：选D本题考查浓度和温度两个因素对反应速率的影响。四个实验混合后硫酸的浓度都相同，A与C实验Na2S2O3浓度相同，B与DNa2S2O3浓度相同，且前者小于后者，而实验D比实验B温度高，故实验D反应速率快，最先出现浑浊。11．在一密闭容器中充入1molH2和1molI2，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。(1)保持容器容积不变，再向其中充入1molH2，反应速率________，理由是__________________________________________________。(2)保持容器容积不变，向其中充入1molN2(不参加反应)，反应速率________，理由是__________________________________________。(3)保持容器内气体的压强不变，向其中充入1molN2，反应速率________，理由是________________________________________________。解析：(1)H2为反应物，向容器中再充入1molH2时，反应物浓度增大，反应速率加快。(2)容积不变时，充入与反应无关的气体N2，反应物的浓度不变，反应速率不变。(3)保持气体的压强不变时，再充入1molN2，容器体积增大，各成分浓度减小，反应速率减小。答案：(1)加快增大反应物浓度，反应速率加快(2)不变反应物的浓度不变，反应速率不变(3)减慢容器的体积变大，反应物浓度减小，反应速率减慢12．把在空气中久置的铝片5.0g投入盛有500mL0.5mol·L－1硫酸的烧杯中，该铝片与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间的关系可用如图所示的曲线来表示，请回答下列问题：(1)曲线Oa段不产生氢气的原因是________________，有关的化学方程式为________________________________________________________________________。(2)曲线ac段产生氢气的速率逐渐增大的主要原因是________________________。(3)曲线由c以后，产生氢气的速率逐渐减小的主要原因是________________________。解析：(1)在空气中久置的铝片表面有一层氧化铝薄膜，因此硫酸首先和氧化铝反应，不产生氢气；(2)ac段，虽然硫酸的浓度不断减小，但该反应是放热反应，体系温度升高，化学反应速率增大；(3)曲线由c以后，硫酸浓度的逐渐减小成为影响化学反应速率的主要因素，因此化学反应速率逐渐减小。答案：(1)久置的铝片表面覆有一层氧化铝薄膜Al2O3＋3H2SO4=Al2(SO4)3＋3H2O(2)该反应是放热反应，温度升高，化学反应速率增大(3)硫酸的浓度减小，化学反应速率逐渐减小13．恒温恒容时，NO2和N2O4之间发生反应N2O4(g)2NO2(g)，如图所示。(1)曲线________(填“X”或“Y”)表示NO2的物质的量随时间变化的曲线。(2)若升高温度，则v(正)________，v(逆)________(填“加快”或“减慢”)。(3)若上述反应在甲、乙两个相同容器内同时进行，分别测得甲中v(NO2)＝0.3mol·(L·min)－1，乙中v(N2O4)＝0.2mol·(L·min)－1，则________容器中反应更快。解析：(1)由题图可见，反应至t1时刻X的变化量为0.3mol，Y变化量为0.6mol，根据反应方程式N2O4(g)2NO2(g)和X、Y的变化量之比为1∶2判断，Y表示NO2。(2)升高温度，正、逆反应速率均加快。(3)乙中v(NO2)=2v(N2O4)＝0.4mol·(L·min)－1，大于甲容器中v(NO2)，所以乙容器中反应更快。答案：(1)Y(2)加快加快(3)乙第三节化学平衡第1课时化学平衡状态1.可逆反应“两特点”：①正、逆两个反应是同一条件下同时进行的；②正、逆反应中反应物、生成物共存，反应物转化率小于100%。2．化学平衡“五特征”：逆、等、定、动、变。3．平衡状态判断“两依据”：①根本依据：v(正)＝v(逆)。②直接依据：各组分的浓度保持不变。eq\a\vs4\al(对应学生用书,P29)1．什么是可逆反应？可逆反应有什么特点？中学学过的常见的可逆反应有哪些？试举二例。提示：相同条件下，既能向正反应方向进行同时又能向逆反应方向进行的反应叫可逆反应，可逆反应不能进行完全，生成物、反应物共存。常见的可逆反应有：N2＋3H2eq\o(,\s\up7(高温、高压),\s\do5(催化剂))2NH3、2SO2＋O2eq\o(,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))2SO3、SO2＋H2O,H2SO3、Cl2＋H2OHCl＋HClO等。2．对于反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，ΔH<0，升高温度，正、逆反应的反应速率如何变化？提示：正、逆反应的反应速率均增大。可逆反应与不可逆反应[新知探究]探究1为什么反应N2＋3H2eq\o(,\s\up7(高温、高压),\s\do5(催化剂))2NH3中，N2、H2和NH3同时存在？提示：因为在N2与H2化合生成NH3的同时，NH3也在发生分解反应，生成N2和H2，即该反应为可逆反应，故反应物和生成物同时存在。探究2可逆反应：2SO2＋O2eq\o(,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))2SO3进行到一定程度后，向体系中充入一定量的18O2，一段时间后，18O存在于哪些物质中？提示：18O存在于SO2、SO3和O2中。探究3判断一个反应是否为可逆反应的关键是什么？提示：关键是看反应必须是在相同条件下且反应物与生成物共同存在。例如，2H2＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃),\s\do5())2H2O和2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解),\s\do5())2H2↑＋O2↑不是可逆反应，因为反应条件不相同，而2SO2＋O2eq\o(,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))2SO3则是可逆反应。[必记结论]1．可逆反应(1)概念：在相同条件下，既能向正反应方向进行同时又能向逆反应方向进行的反应。(2)表示方法：采用“”连接，把从左向右进行的反应称为正反应，把从右向左进行的反应称为逆反应。2．不可逆反应有些反应的逆反应进行程度太小因而忽略，把这类反应叫不可逆反应，用“=”连接。[成功体验]1．判断正误(正确打“√”，错误打“×”)。(1)可逆反应是指在同一条件下能同时向正逆两个方向进行的反应。()(2)