2019届一轮复习人教版化学反应速率及其影响因素学案 27页

第1讲　化学反应速率及其影响因素 ‎【2019·备考】‎ 最新考纲：1.了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。2.了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。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，认识并能用相关理论解释其一般规律。4.了解反应活化能的概念。5.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 ‎(频数：★★☆　难度：★☆☆)‎ ‎1．化学反应速率 ‎2．化学反应速率与化学计量数的关系 ‎(1)内容：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方程式中各物质的化学计量数之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。‎ ‎(2)实例：一定温度下，在密闭容器中发生反应：‎3A(g)＋B(g)‎2C(g)。已知v(A)＝0.6 mol·L－1·s－1，则v(B)＝0.2 mol·L－1·s－1，v(C)＝0.4 mol·L－1·s－1。‎ 化学反应中各物质浓度的计算模式——“三段式”‎ ‎(1)写出有关反应的化学方程式；‎ ‎(2)找出各物质的起始量、转化量、某时刻量；‎ ‎(3)根据已知条件列方程式计算。‎ ‎1．教材基础知识判断 ‎(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任何一种生成物浓度的增加(　　)‎ ‎(2)化学反应速率为0.8 mol·L－1·s－1是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L－1(　　)‎ ‎(3)由v＝计算平均速率，用反应物表示为正值，用生成物表示为负值(　　)‎ ‎(4)同一化学反应，相同条件下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(　　)‎ ‎(5)有时也可以用单位时间内某物质质量的变化量来表示化学反应速率(　　)‎ 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√‎ ‎2．(RJ选修4·P195改编)某温度下，浓度都是1 mol·L－1的两种气体X2和Y2，在密闭容器中反应生成气体Z，经t min后，测得各物质的浓度分别为c(X2)＝0.4 mol·L－1，c(Y2)＝0.6 mol·L－1，c(Z)＝0.4 mol·L－1，则该反应的化学方程式可表示为(　　)‎ A．2X2＋3Y22X2Y3‎ B．3X2＋2Y22X3Y2‎ C．X2＋2Y22XY2‎ D．2X2＋Y22X2Y 答案　B ‎3．(溯源题)(全国卷)化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5。回答下列问题：‎ 反应AX3(g)＋X2(g)AX5(g)在容积为‎10 L的密闭容器中进行。起始时AX3和X2均为0.2 mol。反应在不同条件下进行，反应体系总压强随时间的变化如图所示。‎ ‎(1)列式计算实验a从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)＝________________________________________________________________。‎ ‎(2)图中3组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)由大到小的次序为________(填实验序号)。‎ 解析　(1)反应开始时气体总物质的量n0＝0.4 mol，总压强为160 kPa，平衡时总压强为120 kPa，则平衡时气体总物质的量n＝×0.40 mol＝0.30 mol，根据三段式法有，‎ 所以，(0.20－x)＋(0.20－x)＋x＝0.30，x＝0.10‎ 故，v(AX5)＝≈1.7×10－4 mol·L－1·min－1。‎ ‎(2)由(1)可知到达平衡时生成AX5的量为0.10 mol。实验b从反应开始至达到平衡时所用时间为40 min，其反应速率v(AX5)＝＝2.5×10－4 mol·L－1·min－1。实验c达到平衡时气体总物质的量n＝0.40 mol×＝0.32 mol，从反应开始到达到平衡时的反应速率v(AX5)＝≈1.8×10－4‎ ‎ mol·L－1·min－1。所以v(AX5)由大到小的顺序是bca。‎ 答案　(1)≈1.7×10－4 mol·L－1·min－1‎ ‎(2)bca 探源：本考题源于教材RJ选修4 P17“学与问”及其拓展，对化学反应速率的有关计算进行考查。‎ 题组一　化学反应速率概念理解及应用 ‎1．(2018·东城区期末)在2CH4(g)＋2NH3(g)＋3O2(g)===2HCN(g)＋6H2O(g)反应中，已知v(HCN)＝n mol·L－1·min－1，且v(O2)＝m mol·L－1·min－1，则m与n的关系正确的是(　　)‎ A．m＝1/2n B．m＝2/3n C．m＝3/2n D．m＝2n 解析　已知：v(HCN)＝n mol·L－1·min－1，v(O2)＝m mol·L－1·min－1，反应速率之比等于对应计量数之比，故n∶m＝2∶3，即m＝3/2n。‎ 答案　C ‎2．反应4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)在‎10 L密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45 mol，则此反应的平均速率v(x)(反应物的消耗速率或产物的生成速率)可表示为(　　)‎ A．v(NH3)＝0.010 mol·L－1·s－1‎ B．v(O2)＝0.001 0 mol·L－1·s－1‎ C．v(NO)＝0.001 0 mol·L－1·s－1‎ D．v(H2O)＝0.045 mol·L－1·s－1‎ 解析　在‎10 L密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45 mol，则v(H2O)＝＝0.001 5 mol·L－1·s－1，速率之比等于化学计量数之比，则：v(NH3)＝v(H2O)＝0.001 mol·L－1·s－1；v(O2)＝v(H2O)＝0.001 25 mol·L－1·s－1；v(NO)＝v(H2O)＝0.001 mol·L－1·s－1。‎ 答案　C 题组二　化学反应速率的比较与计算 ‎3．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。‎ 下列有关反应速率的比较中正确的是(　　)‎ A．④＞③＝②＞① B．①＞④＞②＝③‎ C．①＞②＞③＞④ D．④＞③＞②＞①‎ 解析　用比值法进行反应速率大小的比较，v(A)＝0.45 mol·L－1·s－1；v(B)＝×0.6＝0.2(mol·L－1·s－1)；v(C)＝×0.4＝0.2(mol·L－1·s－1)；v(D)＝×0.45＝0.225(mol·L－1·s－1)，故①＞④＞②＝③，B项正确。‎ 答案　B ‎4．一定温度下，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)如下表：‎ 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)≈3.3×10－2 mol·(L·min)－1‎ B．6～10 min的平均反应速率：v(H2O2)＜3.3×10－2 mol·(L·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　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·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。‎ 答案　C ‎【规律方法】‎ 定量法比较化学反应速率的大小 ‎　(1)归一法 按照化学计量数关系换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值大小。‎ ‎(2)比值法 比较化学反应速率与化学计量数的比值。如aA(g)＋b(B)gcC(g)，即比较与，若>，则用A表示时的反应速率比用B表示时大。‎ 考点二　影响化学反应速率的因素 ‎(频数：★★★　难度：★★☆)‎ ‎1．内因 反应物本身的性质是影响化学反应速率的主要因素。如相同条件下，Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为：v(Mg)>v(Al)。‎ ‎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：能够发生有效碰撞的分子。‎ ‎(2)活化能：如图 图中：E1为正反应的活化能，使用催化剂时的活化能为E3，E2为逆反应的活化能，反应热为E1－E2。‎ ‎(3)有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。‎ 活化分子、有效碰撞与反应速率的关系 ‎1．(RJ选修4·P242改编)中国首条“生态马路”在上海复兴路隧道建成，它运用了“光触媒”技术，在路面涂上一种光催化剂涂料，可将汽车尾气中45%的NO和CO转化成N2和CO2。下列对此反应的叙述中正确的是(　　)‎ A．使用光催化剂不改变反应速率 B．使用光催化剂能增大NO的转化率 C．升高温度能加快反应速率 D．改变压强对反应速率无影响 答案　C ‎2．教材知识拓展 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N2：________；‎ ‎(3)恒容充入He：________；‎ ‎(4)恒压充入He：________。‎ 答案　(1)增大　(2)增大　(3)不变　(4)减小 总结　(1)恒容：充入“惰性气体”―→总压增大―→物质浓度不变(活化分子浓度不变)―→反应速率不变 ‎(2)恒压：充入“惰性气体”―→体积增大―→物质浓度减小(活化分子浓度减小)―→反应速率减小 ‎3．(溯源题)(全国卷节选)COCl2的分解反应为COCl2(g)===Cl2(g)＋CO(g)　ΔH ‎＝＋108 kJ·mol－1。反应体系达到平衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示(第10 min到14 min的COCl2浓度变化曲线未示出)：‎ ‎(1)比较第2 min反应温度T(2)与第8 min反应温度T(8)的高低：T(2)________T(8)(填“＜”“＞”或“＝”)。‎ ‎(2)比较产物CO在2～3 min、5～6 min和12～13 min时平均反应速率[平均反应速率分别以v(2～3)、v(5～6)、v(12～13)表示]的大小________。‎ ‎(3)比较反应物COCl2在5～6 min和15～16 min时平均反应速率的大小：v(5～6)________v(15～16)(填“＜”“＞”或“＝”)，原因是__________________________________________________________________‎ ‎_______________________________________________________________。‎ 解析　(1)2 min和8 min时反应都处于平衡状态，在4 min时生成物浓度都增大，反应物浓度减小，则改变的条件是升高温度，故T(2)＜T(8)。‎ ‎(2)分析图像表示的意义，根据图像可得出平均反应速率为v(5～6)＞v(2～3)＝v(12～13)。‎ ‎(3)分析图像可知反应在5～6 min和15～16 min时，反应温度相同，因为在相同温度时，该反应的反应物浓度越高，反应速率越大，故v(5～6)＞v(15～16)。‎ 答案　(1)＜　(2)v(5～6)＞v(2～3)＝v(12～13)‎ ‎(3)＞　在相同温度时，该反应的反应物浓度越高，反应速率越大 探源：本高考题组源于教材RJ选修4 P20～22“实验2－2、2－3、2－‎4”‎和P23“科学探究”及其拓展对外界条件对化学反应速率的影响进行了考查。‎ 题组　影响化学反应速率的因素 ‎1．一定温度下，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的速度减小，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　降低温度反应速率减小，升高温度反应速率增大，A、D错；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，C对。‎ 答案　C ‎2．在一定的条件下，某反应X(g)Y(g)＋Z(g)分解的部分实验数据如下：‎ 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　X的分解速率是匀速的，与其浓度无关，A、D错误，C正确；X的分解速率不变；X的浓度越大，消耗一半时所用的时间越长，B项错误。‎ 答案　C ‎3．下列说法中正确的是(　　)‎ A．已知t‎1 ℃‎时，反应C＋CO22CO　ΔH＞0的速率为v，若升高温度逆反应速率减小 B．恒压容器中发生反应N2＋O2‎ ‎2NO，若在容器中充入He，正逆反应的速率均不变 C．当一定量的锌粉和过量的6 mol·L－1盐酸反应时，为了减慢反应速率，又不影响产生H2的总量，可向反应器中加入一些水、CH3COONa溶液或NaNO3溶液 D．对任何一个化学反应，温度发生变化，化学反应速率一定发生变化 解析　温度升高，正逆反应的速率均增大，A错误；在恒压容器中充入不参加反应的气体，导致容器的体积增大，反应物和生成物的浓度均减小，正逆反应的速率均减小，B错误；若能使溶液中氢离子浓度减小，则反应速率将减慢，因此可选水或CH3COONa溶液，但不能用NaNO3溶液，在酸性溶液中NO将和锌粉发生氧化还原反应，生成氮的氧化物，从而使生成的H2的量减少，C错误；任何一个化学反应的发生都有热效应，因此温度发生变化，化学反应速率一定会发生变化，D正确。‎ 答案　D ‎ [试题分析]‎ ‎(2014·课标全国Ⅰ，9)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－的浓度有关 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)‎ 解题思路：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ 我的答案：　　　　‎ 考查意图：化学反应速率是化学基本原理的重要内容，教材中明确要求比较全面地认识化学反应速率的有关规律，了解相应的理论和实验方法，学会定量描述和综合分析各方面因素的影响。本题通过H2O2‎ 分解反应，主要考查考生有关化学反应速率基本知识，并侧重于化学反应速率的表达、反应机理、反应活化能概念、催化剂作用的认识和综合理解。‎ 本题抽样统计难度为0.359，区分度为0.306。‎ 解题思路：H2O2的分解速率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；根据总反应可知，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。‎ 正确答案：A ‎[真题演练]‎ ‎1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”‎ ‎(1)使用催化剂能够降低化学反应的反应热(ΔH)(　　)‎ ‎(2016·天津理综，‎3A)‎ ‎(2)FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解，同等条件下二者对H2O2分解速率的改变相同(　　)‎ ‎(2015·天津理综，‎3C)‎ ‎(3)探究温度对硫代硫酸钠与硫酸反应速率的影响时，若先将两种溶液混合并计时，再用水浴加热至设定温度，则测得的反应速率偏高(　　)‎ ‎(2016·浙江理综，8B)‎ ‎(4)探究催化剂对H2O2分解速率的影响：在相同条件下，向一支试管中加入2 mL 5% H2O2和1 mL H2O，向另一支试管中加入2 mL 5% H2O2和1 mL FeCl3溶液，观察并比较实验现象(　　)‎ ‎(2015·江苏化学，13D)‎ 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√‎ ‎2．(2017·江苏化学，10)H2O2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　A项，浓度对反应速率的影响是浓度越大，反应速率越快，错误；B项，NaOH浓度越大，即pH越大，H2O2分解速率越快，错误；C项，由图，Mn2＋存在时，0.1 mol·L－1的NaOH时H2O2的分解速率比1 mol·L－1的NaOH时快，错误；D项，由图可知，碱性条件下，Mn2＋存在时，H2O2分解速率快，正确。‎ 答案　D ‎3．(1)(2014·全国卷Ⅱ节选)在容积为‎1.00 L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g)2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。‎ 在0～60 s时段，反应速率v(N2O4)为________ mol·L－1·s－1。‎ ‎(2)[2017·天津理综，10(1)(2)]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，回答下列各方法中的问题。‎ H2S的除去 方法1：生物脱H2S的原理为：‎ H2S＋Fe2(SO4)3===S↓＋2FeSO4＋H2SO4‎ ‎4FeSO4＋O2＋2H2SO42Fe2(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)由题图可知，0～60 s时段，N2O4的物质的量浓度变化为0.060 mol·L－1，v(N2O4)＝＝0.001 0 mol·L－1·s－1。‎ ‎(2)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)0.001 0‎ ‎(2)①降低反应活化能(或作催化剂)‎ ‎②‎30 ℃‎、pH＝2.0　蛋白质变性(或硫杆菌失去活性)‎ 一、选择题 ‎1．下列说法正确的是(　　)‎ A．催化剂是影响化学反应速率的本质因素 B．当反应体系容积不变时，减小反应物的量肯定能降低反应速率 C．可逆反应达到反应限度时，化学反应速率为0‎ D．化学反应速率可用单位时间内反应物的浓度变化量来表示 解析　A项，影响化学反应速率的本质因素是反应物的性质，A错；B项，如果反应物是固体或液体，减小反应物的量不会影响反应速率，B错；C项，达到反应限度时，正、逆反应速率相等，但不为零，C错。‎ 答案　D ‎2．(2018·山东济宁中学模拟)一定条件下，在容积固定的某密闭容器中发生反应N2＋3H22NH3。在10 s内N2的浓度由5 mol/L降至4 mol/L，下列说法正确的是(　　)‎ A．用NH3表示的化学反应速率为0.1 mol/(L·s)‎ B．使用合适的催化剂，可以加快该反应的速率 C．增加H2的浓度或降低温度都会加快该反应的速率 D．反应足够长时间，N2、H2中至少有一种物质浓度降为零 解析　根据题意v(N2)＝0.1 mol/(L·s)，则v(NH3)＝0.2 mol/(L·s)，A项错误；使用合适催化剂能加快合成氨的反应速率，B项正确；降低温度，反应速率减慢，C项错误；N2、H2合成氨的反应为可逆反应，延长反应时间不能改变平衡状态，N2、H2的浓度不可能降为0，D项错误。‎ 答案　B ‎3．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　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，反应速率较小，A错误；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，B正确；C项中水的浓度相同，速率相同，C错误；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)的大小，因此无法确定其反应速率的相对大小，D错误。‎ 答案　B ‎4．下列实验方案和结论都正确且能证明物质性质决定反应速率大小的是(　　)‎ 选项 实验方案 实验结论 A 常温下，相同形状、大小的钠粒分别与水、乙醇反应 钠与水反应比钠与乙醇反应快 B 常温下，浓硫酸、稀硫酸分别与铝片反应 浓硫酸与铝片反应较快 C 硫黄分别在空气中、氧气中燃烧 硫黄在氧气中燃烧生成SO3‎ D 铁丝在空气中不能燃烧，在纯氧气中能燃烧 纯氧气中O2比空气中O2活泼 解析　A项，水中氢比乙醇中羟基上氢活泼，相同形状、大小的钠粒与水反应速率大于乙醇，说明物质性质决定化学反应速率大小，正确；B项，浓硫酸、稀硫酸中溶质相同，但是浓度不同，物质性质不同，常温下浓硫酸与铝片发生钝化现象，铝片表面生成一层致密保护膜，氧化膜阻止浓硫酸与内部铝接触，结论错误；C项，硫在氧气中燃烧比在空气中燃烧剧烈，S在O2中燃烧生成SO2，结论错误；D项，空气中O2和氧气中O2的化学性质相同，铁丝在空气中不能燃烧，在氧气中能燃烧，是因为O2浓度不同，结论错误。‎ 答案　A ‎5．化学反应‎4A(s)＋3B(g)‎2C(g)＋D(g)，经2 min，B的浓度减少0.6 mol·L－1，对此反应速率的表示正确的是(　　)‎ A．用A表示的反应速率是0.4 mol·L－1·min－1‎ B．分别用B、C、D表示的反应速率其比值是3∶2∶1‎ C．2 min末的反应速率用B表示是0.3 mol·L－1·min－1‎ D．2 min内，v正(B)和v逆(C)表示的反应速率的值都是逐渐减小的 解析　物质A是固体，浓度不变，不能用A表示该反应的反应速率，A错误；速率之比等于化学计量数之比，v(B)∶v(C)∶v(D)＝3∶2∶1，B正确；2 min末的反应速率为即时速率，用B表示的速率0.3 mol·L－1·min－1是2‎ ‎ min内的平均速率，C错误；B是反应物，浓度降低，v正(B)逐渐减小，C是生成物，浓度增大，v逆(C)逐渐增大，D错误。‎ 答案　B ‎7．(2018·贵阳高三监测)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)，再次平衡时反应速率一定加快 解析　增加反应物的浓度，反应速率加快，A项正确；加入氮气，因为容器容积不变，反应体系中各气体的浓度不变，故反应速率不变，B项错误；保持压强不变，加入氮气，容器容积增大，反应体系中各气体的浓度减小，反应速率减小，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，再次平衡反应体系中各气体的浓度不变，反应速率不变，D项错误。‎ 答案　A ‎8．一定温度下，A、B、C三个容器中均进行同一反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1，在相同的时间段内，测得：‎ 容器 A B C 反应速率 ‎(mol·L－1·min－1)‎ v(H2)＝3‎ v(N2)＝3‎ v(NH3)＝4‎ 则三个容器放出的热量Q的大小关系是(　　)‎ A．B＞C＞A B．A＞B＞C C．C＞A＞B D．B＞A＞C 解析　将B、C两个容器内的反应速率用H2来表示时，B中v(H2)＝9 mol·L ‎－1·min－1、C中v(H2)＝6 mol·L－1·min－1，反应速率越大，单位时间内生成的产物越多，放出的热量越多。‎ 答案　A ‎9．一定温度下，在某密闭容器中发生反应：2HI(g)H2(g)＋I2(g)　ΔH>0，若15 s内c(HI)由0.1 mol·L－1降到0.07 mol·L－1，则下列说法正确的是(　　)‎ A．0～15 s内用I2表示的平均反应速率为v(I2)＝0.002 mol·L－1·s－1‎ B．c(HI)由0.07 mol·L－1降到0.05 mol·L－1所需的反应时间小于10 s C．升高温度正反应速率加快，逆反应速率减慢 D．减小反应体系的体积，化学反应速率加快 解析　0～15 s内，v(I2)＝v(HI)＝×＝0.001 mol·L－1·s－1，A项错误；随着反应的进行，c(HI)减小，v(HI)减小，故c(HI)由0.07 mol·L－1降到0.05 mol·L－1所需时间大于10 s，B项错误；升高温度，正、逆反应速率均增大，C项错误；减小反应体系的体积，压强增大，反应速率加快，D项正确。‎ 答案　D ‎10．在‎2 L恒容容器中投入2.0 mol X(g)、4.0 mol Y发生如下反应：X(g)＋Y(？)3Z(g)‎ 测得X物质的量与时间的关系如表所示：‎ 时间/min ‎1‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎6‎ ‎8‎ X物质的量/mol ‎1.5‎ ‎1.2‎ ‎1.0‎ ‎0.9‎ ‎0.9‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．增加Y的质量，反应速率一定加快 B．0～4 min段Z的平均速率为 mol·L－1·min－1‎ C．2～4 min段X的平均速率为 mol·L－1·min－1‎ D．X、Y的反应速率一定相等 解析　Y的状态不确定，若Y为液态或固体，Y的量不影响化学反应速率，A项错误；v(Z)＝×3＝ mol·L－1·min－1，B项正确；v(X)＝＝ mol·L－1·min－1，C项错误；Y可能与X的状态不相同，所以，X、Y的反应速率不一定相等，D项错误。‎ 答案　B ‎11．(2017·湖北八所重点中学联考，13)将6 mol CO2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中实线所示(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　由题图可知，该反应在8至10 min内，H2的物质的量在对应的c、d点都是2 mol，因为v(H2)＝0 mol·L－1·min－1，说明反应达到平衡，各组分的物质的量的变化值为0，则v(CO2)＝0 mol·L－1·min－1，故C正确。‎ 答案　C ‎12．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，依据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，实验结果如下图。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　由题给图像可知，温度低于‎40 ℃‎时，温度升高，溶液变蓝的时间变短，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)÷(50 mL×10－‎3 L/mL)÷(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，所以温度高于‎40 ℃‎，淀粉不宜作该实验的指示剂，D项正确。‎ 答案　B 二、填空题 ‎13．在一定条件下，二氧化硫和氧气发生反应：‎ ‎2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。‎ ‎(1)降低温度，化学反应速率________(填“增大”、“减小”或“不变”)。‎ ‎(2)‎600 ℃‎时，在一容积为‎2 L的密闭容器中，将二氧化硫和氧气混合，在反应进行至10 min和20 min时，分别改变了影响反应的一个条件，反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图所示，前10 min正反应速率逐渐________(填“增大”、“减小”或“不变”)；前15 min内用SO3表示平均反应速率为________________。‎ ‎(3)图中反应进程，表示正反应速率与逆反应速率相等的时间段是_______________________________________________________________。‎ ‎(4)根据如图判断，10 min时改变的反应条件可能是________(填写编号，下同)；20 min时改变的反应条件可能是________。‎ a．加入催化剂 B．缩小容器容积 c．降低温度 D．增加O2的物质的量 解析　(1)降低温度，化学反应速率减小。(2)前10 min随着反应的不断进行，反应物SO2和O2的浓度不断减小，正反应速率减小，前15 min内用SO3‎ 表示的平均反应速率为≈1.33×10－3 mol·L－1·min－1。(3)反应过程中SO2、O2、SO3物质的量不随时间变化的时间段，即15～20 min和25～30 min反应处于平衡状态。(4)10～15 min三条曲线的斜率突然增大，说明反应速率突然加快，其原因可能是加入催化剂或缩小容器容积。反应进行至20 min时，曲线发生的变化是O2的物质的量突然增大，平衡发生移动，引起SO2、SO3的物质的量随之发生变化。‎ 答案　(1)减小 ‎(2)减小　1.33×10－3 mol·L－1·min－1‎ ‎(3)15～20 min，25～30 min ‎(4)ab　d ‎14．某研究性学习小组利用H‎2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液之间的反应来探究“外界条件改变对化学反应速率的影响”，实验如下：‎ 实验序号 实验 温度 ‎/K 参加反应的物质 溶液颜色 褪至无色 时所需时 间/s KMnO4溶液(含硫酸)‎ H‎2C2O4溶液 H2O V/mL c/mol·L－1‎ V/mL c/mol·L－1‎ V/mL A ‎293‎ ‎2‎ ‎0.02‎ ‎4‎ ‎0.1‎ ‎0‎ t1‎ B T1‎ ‎2‎ ‎0.02‎ ‎3‎ ‎0.1‎ V1‎ ‎8‎ C ‎313‎ ‎2‎ ‎0.02‎ V2‎ ‎0.1‎ ‎1‎ t1‎ ‎(1)通过实验A、B，可探究出________(填外部因素)的改变对反应速率的影响，其中V1＝________，T1＝________；通过实验____________可探究出温度变化对化学反应速率的影响。‎ ‎(2)若t1<8，则由此实验可以得出的结论是________________________________；利用实验B中数据计算，用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为v(KMnO4)＝________。‎ ‎(3)该反应中有无色无味气体产生且锰被还原为Mn2＋，写出相应反应的离子方程式________________________________________________________________。‎ ‎(4)该小组的一位同学通过查阅资料发现，上述实验过程中n(Mn2＋‎ ‎)随时间变化的趋势如图所示，并认为造成此种变化的原因是反应体系中的某种粒子对KMnO4与草酸之间的反应有某种特殊的作用，则该作用是________________________________，相应的粒子最可能是(填序号)________。‎ 解析　分析表中数据知，本实验是探究浓度、温度变化对反应速率产生的影响。实验中，探究浓度(温度)对反应速率的影响时，就要确保影响反应速率的其他因素相同。A、B两组实验，草酸浓度不同，故温度应相同，T1＝293；为使A、B两组实验中KMnO4浓度相同，则溶液总体积均应为6 mL，故V1＝1。C组温度与另外两组不同，加水量与B组相同，故实验B、C是探究温度对化学反应速率的影响，因此V2＝3。由A、B实验现象及浓度差异知，在其他条件相同的情况下，增大反应物浓度可加快化学反应速率。计算反应速率时，c(KMnO4)应是混合溶液中的浓度。利用实验B中数据计算，v(KMnO4)＝0.02 mol·L－1×‎2 L×10－3÷(‎6 L×10－3)÷8 s＝8.3×10－4 mol·L－1·s－1。气体是CO2，故有MnO＋H‎2C2O4―→Mn2＋＋CO2，依得失电子守恒有2MnO＋5H‎2C2O4―→2Mn2＋＋10CO2↑，最后依质量守恒原理添加H＋与H2O并配平即可。由图像知，反应中存在反应速率突然增大的过程，这表明反应中生成的某种粒子对该反应有催化作用，结合反应前后溶液成分的差异知，该粒子是Mn2＋。‎ 答案　(1)浓度　1　293　B、C ‎(2)其他条件相同时，增大反应物浓度、反应速率增大(其他合理说法也对)　8.3×10－4 mol·L－1·s－1‎ ‎(3)2MnO＋5H‎2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O　(4)催化作用　Mn2＋‎ ‎15．影响化学反应速率的因素很多，某课外兴趣小组用实验的方法进行探究。‎ ‎(1)实验一：取等物质的量浓度、等体积的H2O2溶液分别进行下列实验，实验报告如下表所示。‎ 序号 条件 现象 结论 温度/℃‎ 催化剂 ‎1‎ ‎40‎ FeCl3溶液 ‎2‎ ‎20‎ FeCl3溶液 ‎3‎ ‎20‎ MnO2‎ ‎4‎ ‎20‎ 无 试回答：实验1、2研究的是其他条件相同时________对H2O2分解速率的影响。‎ ‎(2)实验二：经研究知Cu2＋对H2O2的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定性分析：如图甲可通过观察________，定性比较得出结论。有同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理，其理由是________________________________‎ ‎________________________________________________________________。‎ ‎②定量分析：为了更精确地研究浓度对反应速率的影响，利用乙图装置进行定量实验。完成该实验应该测定的实验数据是_____________________________。‎ 解析　该题将对化学反应速率影响因素的探究与实验融合在一起综合考查，能力要求较高。(1)实验1、2的实验条件只有温度不同，因此是探究温度对化学反应速率的影响。(2)①图甲实验所采取的实验条件只有催化剂不同，因此可通过观察反应产生气泡的快慢来定性说明催化剂的催化效果，将FeCl3改为Fe2(SO4)3可使催化剂的阴离子相同，排除阴离子对催化效果的干扰。②图乙可精确测出气体的体积，因此为定量计算出反应速率，需测得的实验数据为测定产生一定体积的气体所需的时间。‎ 答案　(1)温度 ‎(2)①反应产生气泡的快慢　排除阴离子的干扰 ‎②测定一定时间内产生的气体体积(或测定产生一定体积的气体所需的时间)‎ 热点说明：影响化学反应速率的因素有多种，在探究相关规律时，需要控制其他条件不变，只改变某一个条件，探究这一条件对反应速率的影响。变量探究实验因为能够考查学生对于图表的观察、分析以及处理实验数据得出合理结论的能力，因而在这几年高考试题中常有所涉及。‎ ‎1．考查形式 ‎(1)以表格的形式给出多组实验数据，让考生找出每组数据的变化对化学反应速率的影响。‎ ‎(2)给出影响化学反应速率的几种因素，让考生设计实验分析各因素对化学反应速率的影响。‎ ‎2．解题策略 ‎3．实例分析 探究温度、催化剂对反应：2H2O2===2H2O＋O2↑的影响，可以确定催化剂(是否加入MnO2)和温度(加热、常温)作为可变量，其他的则控制为不变量。‎ 探究对象的反应 ‎2H2O2===2H2O＋O2↑‎ 控制的可变量 催化剂 温度 控制的不变量 浓度、温度等 浓度、催化剂等 实验方案 取相同量的5% H2O2于两支规格相同的试管中，向其中一支试管中加入少量MnO2，另一支不加，在常温下观察。‎ 取相同量的5% H2O2于两支规格相同的试管中，给其中一支试管加热，另一支不加热，观察。‎ 根据两种条件下的反应都有气体生成的特征，利用导管将生成的气体导入水槽中，通过观察水槽中产生气泡的剧烈程度，并以此判断该控制变量对化学反应速率是否产生影响以及具体的影响效果。‎ ‎[模型解题]‎ ‎1．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：S2O＋2I－===2SO＋I2(慢)‎ I2＋2S2O===2I－＋S4O(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与S2O初始的物质的量需满足的关系为n(S2O)∶n(S2O)________。‎ ‎(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，设计的实验方案如下表：‎ 实验 序号 试剂体积V/mL 显色时间 t/s K2S2O8‎ 溶液 KI 溶液 水 Na2S2O3‎ 溶液 淀粉 溶液 ‎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S2O＋2I－===2SO＋I2(慢)，后发生反应I2＋2S2O===2I－＋S4O(快)，当溶液中的Na2S2O3耗尽后，碘才能与淀粉作用使溶液颜色将由无色变为蓝色，根据方程式S2O＋2I－===2SO＋I2可知，生成1 mol I2需要1 mol S2O，根据I2＋2S2O===2I－＋S4O可知，I2与S2O的物质的量的关系为1∶2，即反应1 mol I2需2 mol S2O，恰好反应时n(S2O)∶n(S2O)＝1∶2，为确保能观察到蓝色，碘需有剩余，则S2O应少量，所以n(S2O)∶n(S2O)＞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，溶液体积一直是25 mL，为确保溶液体积不变，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(54 s～72 s)‎ ‎(4)反应速率与反应物浓度成正比关系(反应物浓度越大，反应速率越快)‎ ‎2．兴趣小组探究锌片与盐酸、醋酸反应时，浓度或温度对反应速率的影响，他们准备了以下化学用品：0.20 mol·L－1与0.40 mol·L－1的HCl溶液、0.2 mol·L－1与0.40 mol·L－1的CH3COOH溶液、0.10 mol·L－1 CuCl2、锌片(形状、大小、质量相同)、秒表、碳棒、导线、烧杯、几支试管和胶头滴管，酸液温度控制为298 K和308 K。‎ ‎(1)酸液都取足量、相同体积，请你帮助完成以下实验设计表(表中不要留空格)：‎ 实验 编号 温度 ‎(K)‎ 盐酸浓度 ‎(mol·L－1)‎ 醋酸 浓度 实验目的 ‎①‎ ‎298‎ ‎0.20‎ ‎－‎ a.实验①和②是探究________对锌与盐酸反应速率的影响；b．实验①和③是探究________对锌与盐酸反应速率的影响；c.实验①和④是探究相同温度下，相同浓度的盐酸、醋酸与锌反应速率的区别。‎ ‎②‎ ‎308‎ ‎0.20‎ ‎－‎ ‎③‎ ‎298‎ ‎0.40‎ ‎－‎ ‎④‎ ‎－‎ ‎(2)若(1)中实验①锌片消失的时间是20 s，则锌片剩余质量与时间关系图如图。假设：该反应温度每升高‎10 ℃‎，反应速率是原来的2倍；温度相同、浓度相同时，醋酸的平均反应速度是盐酸的1/2。请你在此图中大致画出“实验②”‎ ‎(用实线)、“实验④中醋酸实验”(用虚线)的锌片质量与时间关系曲线。‎ ‎(3)某实验小组在做(1)中实验④时误加少量0.10 mol·L－1 CuCl2溶液，发现反应速率与(1)中实验①接近。‎ 该组同学对影响因素提出如下假设，请完成假设三：‎ 假设一：Cu2＋对该反应起催化剂作用 假设二：Cl－对该反应起催化剂作用 假设三：_____________________________________________________‎ ‎……‎ ‎(4)请你设计实验验证上述假设三是否成立，写出实验步骤及预期现象：‎ 实验步骤 预期现象 解析　(1)实验①和②的不同点是盐酸的温度，所以是探究不同温度对Zn与盐酸反应速率的影响，实验①和③的不同点是盐酸的浓度，所以是探究不同浓度对Zn与盐酸反应速率的影响，实验①和④是探究相同温度下，相同浓度的盐酸、醋酸与锌反应速率的区别，所以实验④的温度是298 K，醋酸的浓度是0.20 mol·‎ L－1。‎ ‎(2)该反应温度每升高‎10 ℃‎，反应速率是原来的2倍，温度相同、浓度相同时，醋酸的平均反应速率是盐酸的，与①比较，②温度升高‎10 ℃‎，反应速率是原来的2倍，所以②反应时间缩短到10 s；④的反应速率是①的，则反应时间是①的2倍，即20 s×2＝40 s，据此可画出图像。‎ ‎(3)Zn置换出Cu，构成Zn-Cu原电池，能够加快反应速率，所以假设3为：形成Zn-Cu原电池，加快反应速率。‎ ‎(4)设计对照实验，其中一个为原电池，如①‎ 将不连接的铜、锌电极插入稀硫酸中，此过程中铜电极不反应，锌电极产生氢气；②将铜、锌电极用导线连接放入稀硫酸中，可以观察到在铜电极上迅速产生氢气，产生氢气的速率大于①，根据①②可知，ZnCu构成原电池后可以大大加快反应速率。‎ 答案　(1)④298　0.20　实验目的：a.不同温度　b．不同浓度 ‎(2)‎ ‎(3)形成ZnCu原电池，加快反应速率(其他答案合理亦可)‎ ‎(4)①将不连接的铜、锌电极插入稀硫酸中，②将铜、锌电极用导线连接放入稀硫酸中　产生氢气的速率②大于①，证明构成原电池后可以大大加快反应速率