第六章 第二节 第1课时 化学反应的速率 课件(共87张PPT)

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名称 第六章 第二节 第1课时 化学反应的速率 课件(共87张PPT)
格式 pptx
文件大小 2.2MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-01-30 18:50:04

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文档简介

第1课时
DIYIKESHI
化学反应速率及其表示方法 / 影响化学反应速率的因素 / 随堂演练 知识落实 / 课时对点练
化学反应的速率
第六章
核心素养
发展目标
1.了解化学反应速率的概念和表示方法,并能进行简单计算。
2.理解影响化学反应速率的因素及规律,并能合理解释生产、生活中的相关化学现象。
3.学会运用变量控制研究影响化学反应速率的方法。
内容索引
随堂演练 知识落实
课时对点练
一、化学反应速率及其表示方法
二、影响化学反应速率的因素
化学反应速率及其表示方法


1.化学反应速率
化学反应过程进行快慢程度
反应物浓度
生成物浓度
mol·L-1·s-1  mol·L-1·min-1
2.实例
已知合成氨反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),其浓度数据如下:
?
N2
H2
NH3
起始浓度/(mol·L-1)
1.0
3.0
0
2 s末浓度/(mol·L-1)
0.6
1.8
0.8
(1)2 s末,N2、H2、NH3的物质的量浓度变化各为多少?则2 s内用N2、H2、NH3表示的化学反应速率v(N2)、v(H2)、v(NH3)分别为多少?
答案 2 s末,Δc(N2)=(1.0-0.6) mol·L-1=0.4 mol·L-1,
Δc(H2)=(3.0-1.8) mol·L-1=1.2 mol·L-1,
Δc(NH3)=(0.8-0) mol·L-1=0.8 mol·L-1,
(2)同一反应在相同时间内,用不同物质表示的反应速率,其数值是否相同?表示的反应快慢是否相同?用不同物质表示同一反应的反应速率其数值有什么规律?
答案 同一反应在相同时间内,用不同物质表示的反应速率,其数值可能不同,但都表示该反应的反应速率,意义相同;用不同物质表示化学反应速率时,化学反应速率之比等于其化学计量数之比。
(1)对于任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象就越明显( )
(2)对有固体参加的化学反应,可用单位时间固体浓度的改变量表示化学反应速率( )
(3)化学反应速率的单位通常为mol·s-1或mol·min-1( )
(4)反应速率是指某反应在某时刻的瞬时速率( )
(5)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( )
×
正误判断
×
×
×
×
应用体验
1.(1)在反应A(g)+3B(g)===2C(g)中,若以物质A表示该反应的化学反应速率为0.2 mol·L-1·min-1,则以物质B表示此反应的化学反应速率为____ mol·L-1·min-1。
0.6
(2)在2 L的密闭容器中,充入2 mol N2和3 mol H2,在一定条件下发生反应,3 s后测得N2的物质的量为1.9 mol,则以H2的浓度变化表示的反应速率为________________。
0.05 mol·L-1·s-1
(3)将10 mol A和5 mol B放入容积为10 L的密闭容器中,某温度下发生反应:3A(g)+B(g) 2C(g),在最初2 s内,消耗A的平均速率为0.06 mol·
L-1·s-1,则在2 s 时,容器中有____ mol A,此时C的物质的量浓度为____________。
8.8
0.08 mol·L-1
         3A(g)+      B(g)      2C(g)
起始浓度/(mol·L-1) 1.0        0.5       0
转化浓度/(mol·L-1) 0.06×2=0.12   0.04       0.08
2 s时浓度/(mol·L-1) 1.0-0.12=0.88  0.5-0.04=0.46  0.08
则2 s时,n(A)=0.88 mol·L-1×10 L=8.8 mol,
c(C)=0.08 mol·L-1。
2.已知反应4CO(g)+2NO2(g) N2(g)+4CO2(g)在不同条件下的化学反应速率如下:
①v(CO)=1.5 mol·L-1·min-1
②v(NO2)=0.01 mol·L-1·s-1
③v(N2)=0.4 mol·L-1·min-1
④v(CO2)=1.1 mol·L-1·min-1
请比较上述4种情况反应的快慢:__________(由大到小的顺序)。
③①②④
②经转化可表示为v(CO)=2v(NO2)=0.02 mol·L-1·s-1=1.2 mol·L-1·
min-1;
③v(CO)=4v(N2)=1.6 mol·L-1·min-1;
④v(CO)=v(CO2)=1.1 mol·L-1·min-1。
归纳总结
1.对化学反应速率的理解
归纳总结
2.化学反应速率大小的比较方法
(1)归一法:若单位不统一,则要换算成相同的单位;若为不同物质表示的反应速率,则要换算成同一物质来表示反应速率,再比较数值的大小。
(2)比值法:比较化学反应速率与化学计量数的比值,如aA(g)+
bB(g)===cC(g)+dD(g),比较 则说明
用A表示的化学反应速率大于用B表示的化学反应速率。
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影响化学反应速率的因素


1.实验探究——外界条件对化学反应速率的影响
(1)温度对化学反应速率影响的探究
实验操作
?
实验现象
①产生气泡速率_____
②产生气泡速率_____
③产生气泡速率_____
实验结论
对于反应2H2O2 2H2O+O2↑来说,温度升高,H2O2的分解速率_____
最慢
较快
最快
加快
(2)催化剂对化学反应速率影响的探究
实验操作
?
实验现象
①无明显现象
②能产生大量气泡
③能产生大量气泡
实验结论
MnO2、FeCl3可以使H2O2分解的速率_____
加快
(3)浓度对化学反应速率影响的探究
实验操作
?
实验现象
装有12% H2O2溶液的试管产生气泡速率_____
实验结论
增大反应物浓度能使H2O2分解速率_____
更快
加快
(4)固体反应物表面积对化学反应速率影响的探究
实验操作
?
实验现象
加粉末状碳酸钙的试管内产生气泡_____,加块状碳酸钙的试管内产生气泡_____
实验结论
其他条件相同时,固体反应物表面积越大,反应速率_____
较快
较慢
越快
2.影响化学反应速率的因素
(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。
增大
减小
增大
减小
增大
减小
改变
表面积
(2)外因(其他条件不变,只改变一个条件)
(1)Na、Mg、Al的金属性决定了它们与水反应的速率大小( )
(2)对一定条件下C(s)+O2(g) CO2(g)的反应,增加C的量,该反应
化学反应速率加快( )
(3)对于放热反应,升高温度化学反应速率减小( )
(4)改变压强,化学反应速率必然改变( )
(5)用铁和稀硫酸反应制取氢气时,换成浓硫酸,产生氢气的速率加快( )
(6)Fe与盐酸反应时,加入NaCl固体,由于c(Cl-)增大而使反应速率加快( )
×
正误判断

×
×
×
×
深度思考
在带有活塞的密闭容器中发生如下反应:3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+4H2(g),分析改变下列条件化学反应速率如何改变(填“变大”“变小”或“不变”),阐述理由。
(1)增加铁片的质量(不考虑表面积的变化):_____,理由:___________
_______________________________________。
(2)保持容器的体积不变,增加水蒸气的通入量:_____,理由:_______
___________________________。
不变
纯固体的浓度视为常数,改变用量不影响化学反应速率
变大
增大反
应物浓度,化学反应速率增大
深度思考
(3)保持容器内压强不变,充入一定量的氩气:_____,理由:_________
______________________________________________________________。
(4)保持容器的容积不变,充入一定量的氩气:_____,理由:_________
______________________________________________________________。
变小
保持压强不变,充入氩气,容器体积增大,水蒸气的浓度变小,化学反应速率变小
不变
容器的容积不变,充入氩气,反应物和生成物的浓度均不改变,化学反应速率不变
归纳总结
归纳总结
应用体验
1.(2022·厦门湖滨中学高一检测)金属Zn与酸反应产生H2的反应速率最大的是
选项
温度
金属

A
25 ℃
Zn粒
0.1 mol·L-1盐酸
B
25 ℃
Zn粒
0.1 mol·L-1硫酸
C
50 ℃
Zn粉
0.1 mol·L-1硫酸
D
50 ℃
Zn粉
0.1 mol·L-1盐酸

金属Zn与酸反应的离子方程式为Zn+2H+===Zn2++H2↑,盐酸为一元强酸,硫酸为二元强酸,H+浓度越大与金属反应速率就越快。A项,H+浓度为0.1 mol·L-1,温度为25 ℃;
B项,H+浓度为0.2 mol·L-1,温度为25 ℃;
C项,H+浓度为0.2 mol·L-1,温度为50 ℃;
D项,H+浓度为0.1 mol·L-1,温度为50 ℃,温度越高,浓度越大反应速率越快,答案选C。
2.为了探究温度对化学反应速率的影响,下列实验方案可行的是

没有对比实验,A错误;
催化剂不同,温度不同,无法比较,B错误;
前者没有催化剂,后者有催化剂,无法比较,C错误;
只有温度不同,其他条件都相同,该方案可行,D正确。
归纳总结
变量控制探究影响化学反应速率的因素
变量控制探究影响化学反应速率因素的一般原则是“定多变一”,即要保持其他变量不变,改变其中一个变量的值进行实验,测定数据,通过系统实验,找出变量对反应速率的影响。
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随堂演练 知识落实

1.下列关于化学反应速率的说法中,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.在容积不变的反应容器中,化学反应速率通常用单位时间内反应物浓
度的减小或生成物浓度的增来表示
C.若某化学反应在某段时间内的反应速率为0.5 mol·L-1·s-1,就是指在
该段时间内反应物和生成物的浓度变化量都为0.5 mol·L-1
D.化学反应速率是可以通过实验测定的
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若某化学反应的反应速率为0.5 mol·L-1·s-1,是指用某一物质表示的平均反应速率,与其他物质的反应速率不一定相等,并且未告诉时间范围,无法计算浓度变化量,故C项错误。
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2.一定条件下反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)在10 L的密闭容器中进行,测得2 min内,N2的物质的量由20 mol减小到8 mol,则2 min内N2的反应速率为
A.1.2 mol·L-1·min-1
B.6 mol·L-1·min-1
C.0.6 mol·L-1·min-1
D.0.4 mol·L-1·min-1
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3.(2022·连云港锦屏高级中学高一期中)对于反应4NH3(g)+5O2(g)===
4NO(g)+6H2O(g),下列反应速率的关系正确是
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4.容积可变的密闭容器中加入WO3和H2进行反应:WO3(s)+3H2(g)
W(s)+3H2O(g),下列说法不正确的是
A.将容器的体积缩小一半,其反应速率增大
B.保持体积不变,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
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将容器的体积缩小一半,导致压强增大,气体浓度增大,则反应速率增大,故A正确;
保持体积不变,充入氩气,参加反应气体的浓度不变,则其反应速率不变,故B正确;
保持压强不变,充入氖气,则容器体积增大,参加反应气体的浓度减小,H2O(g)的生成速率减小,故C错误、D正确。
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5.在下列事实中,各是什么因素影响了化学反应速率?
(1)集气瓶中有H2和Cl2的混合气体,在瓶外点燃镁条时发生爆炸:____。
(2)黄铁矿煅烧时要粉碎成细小的矿粒:___________。
(3)熔化的KClO3放出气泡很慢,加入少量MnO2后很快产生气体:_______。
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光照
固体表面积
催化剂
(4)同浓度、同体积的盐酸中放入同样大小的锌粒和镁块,产生气体的速率有快有慢:__________________。
(5)同样大小的石灰石分别在0.1 mol·L-1的盐酸和1 mol·L-1的盐酸中反应,反应速率不同:_____。
(6)夏天食品容易变质,冬天就不易发生该现象:_____。
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反应物本身的性质
浓度
温度
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课时对点练

题组一 化学反应速率的概念及表示方法
1.下列说法正确的是
A.化学反应速率是对可逆反应而言的,非可逆反应不谈化学反应速率
B.在可逆反应中,正反应的化学反应速率是正值,逆反应的化学反应速
率是负值
C.同一化学反应中,化学反应速率可用反应物浓度的改变表示,也可用
生成物浓度的改变表示,其值可能相同,也可能不同
D.化学反应速率的单位通常是g·L-1·s-1,也可以是kg·L-1·s-1
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由化学反应速率的概念“单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增大”,可以看出它适合于所有的化学反应,并非专指可逆反应,A项不正确;
单位时间是正值,反应物浓度的减小或生成物浓度的增大也是正值,故其比值也必为正值,B项不正确;
由化学反应速率的计算公式v= 可以看出,其单位中不可能出现g、
kg等质量单位,D项不正确。
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2.(2022·武汉高一检测)不同温度下,在两个密闭容器中同时进行化学反应:2A(g)+3B(g) 2C(g)+D(g),1 min内甲容器中消耗掉2 mol A物质,乙容器内消耗6 mol A物质,则两容器内的反应速率大小关系为
A.甲容器内反应速率快
B.乙容器内反应速率快
C.甲乙两容器内反应速率相等
D.无法比较
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化学反应速率是用单位时间内反应物或生成物的浓度变化来表示的,本题中未指明两容器容积的大小,故无法知道浓度大小,不能确定反应速率的相对大小。
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3.(2022·连云港锦屏高级中学高一期中)在N2+3H2 2NH3的反应中,经过一段时间后,NH3的浓度增加了0.6 mol·L-1,在该段时间内用H2表示的平均反应速率为0.45 mol·L-1·s-1。则反应所经过的时间是
A.2 s B.2 min C.3 s D.3 min
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4.(2022·长沙高一阶段练习)反应4NH3(g)+5O2(g)===4NO(g)+6H2O(g)在2 L的恒容密闭容器中进行,30 s时NH3的物质的量减小了6 mol,则对此反应的描述正确的是
A.第30 s时,v(H2O)=0.15 mol·L-1·s-1
B.向容器中充入1 mol N2,压强增大,逆反应速率增大
C.0~30 s内v(NH3)=0.2 mol·L-1·s-1
D.4v(O2)=5v(NO)
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反应速率是平均反应速率,不是瞬时反应速率,A错误;
向容器中充入1 mol N2,压强增大,但浓度不变,反应速率不变,B错误;
30 s时NH3的物质的量减小了6 mol,则0~30 s内v(NH3)= =
0.1 mol·L-1·s-1,C错误;
反应速率之比等于对应物质的化学计量数之比,因此根据化学方程式可知4v(O2)=5v(NO),D正确。
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5.H2、N2合成NH3的反应中,当分别用以下各种物质表示反应速率时,则反应速率最快的是
A.v(N2)=0.6 mol·L-1·min-1
B.v(NH3)=0.9 mol·L-1·min-1
C.v(H2)=1.2 mol·L-1·min-1
D.v(H2)=0.025 mol·L-1·s-1
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N2+3H2 2NH3,同一反应中各物质的反应速率之比等于其化学计量数之比,把这些反应速率都换算成H2的反应速率。A项,v(H2)=3v(N2)=1.8 mol·L-1·min-1;
B项,v(H2)= v(NH3)=1.35 mol·L-1·min-1;
C项,v(H2)=1.2 mol·L-1·min-1;
D项,v(H2)=0.025 mol·L-1·s-1=1.5 mol·L-1·min-1。
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题组二 化学反应速率的影响因素
6.(2022·重庆市育才中学高一期中)下列做法增大了化学反应速率的是
A.将糕点存放在冰箱里,并在其包装袋中放入脱氧剂,以延长保质期
B.足量锌粒与稀硫酸反应制氢气时,加入少量硫酸铜溶液
C.合成氨工业中,将氨气及时液化分离
D.鲜花店内放置高锰酸钾溶液,降低空气中乙烯浓度,便于鲜花保鲜

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将糕点存放在冰箱里,并在其包装袋中放入脱氧剂,是通过降低温度、减小氧气浓度,从而减慢糕点腐败的速率,以延长保质期,故A不符合;
足量锌粒与稀硫酸反应制氢气时,加入少量硫酸铜溶液,会形成锌铜原电池,从而加快锌与稀硫酸的反应速率,故B符合;
合成氨工业中,将氨气及时液化分离,减小了生成物的浓度,不能加快反应速率,故C不符合;
乙烯是催熟剂,高锰酸钾能氧化乙烯,鲜花店内放置高锰酸钾溶液,降低空气中乙烯浓度,从而减慢鲜花的成熟速度,便于鲜花保鲜,故D不符合。
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7.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排列顺序正确的是
甲:500 ℃,10 mol SO2和5 mol O2的反应
乙:500 ℃,用V2O5作催化剂,10 mol SO2和5 mol O2的反应
丙:450 ℃,8 mol SO2和5 mol O2的反应
丁:500 ℃,8 mol SO2和5 mol O2的反应
A.甲、乙、丙、丁 B.乙、甲、丁、丙
C.乙、甲、丙、丁 D.丁、丙、乙、甲
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增大反应物浓度、升高温度、使用催化剂等均增大反应速率。要比较正反应速率,则需要比较温度、是否使用催化剂及氧气和SO2的浓度,所以根据题干数据可判断正反应速率由大到小的顺序是乙、甲、丁、丙。
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8.等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应,测得在不同时间(t)内产生气体体积(V)的数据如图所示,根据图示分析实验条件,下列说法一定不正确的是
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组别
对应曲线
c(HCl)/(mol·L-1)
反应温度/℃
铁的状态
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30
粉末状
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?
30
粉末状
3
c
2.5
?
块状
4
d
2.5
30
块状
A.第4组实验的反应速率最慢
B.第1组实验中盐酸的浓度大于2.5 mol·L-1
C.第2组实验中盐酸的浓度等于2.5 mol·L-1
D.第3组实验的反应温度低于30 ℃
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对应曲线
c(HCl)/(mol·L-1)
反应温度/℃
铁的状态
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粉末状
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粉末状
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块状
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块状
由图像可知,1、2、3、4四组实验产生的氢气一样
多,只是反应速率有快慢之分。第4组实验,反应所
用时间最长,故反应速率最慢,A正确;
第1组实验,反应所用时间最短,故反应速率最快,
根据变量控制法原则知盐酸浓度应大于2.5 mol·L-1,B正确;
第2组实验,铁是粉末状,与3、4组块状铁相区别,根据变量控制法原则知盐酸的浓度应等于2.5 mol·L-1,C正确;
由3、4组实验并结合图像知第3组实验中反应温度应高于30 ℃,D错误。
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9.某温度时,物质的量均为2 mol的两种气体X2、Y2,在2 L密闭容器中反应生成气体Z,某一时刻测得X2、Y2、Z的物质的量浓度分别为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是
A.3X2+2Y2===2X3Y2
B.2X2+Y2===2X2Y
C.3X2+Y2===2X3Y
D.2X2+3Y2===2X2Y3
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某一时刻,n(X2)=c(X2)×2 L=0.8 mol、n(Y2)=c(Y2)×2 L=1.2 mol、n(Z)=c(Z)×2 L=0.8 mol,则Δn(X2)=2 mol-0.8 mol=1.2 mol、Δn(Y2)=2 mol-1.2 mol=0.8 mol、Δn(Z)=0.8 mol,化学方程式可写成3X2+2Y2===2Z。则Z的化学式为X3Y2或Y2X3。
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10.为了说明影响化学反应快慢的因素,甲、乙、丙、丁四位学生分别设计了如下A~D四个实验,你认为结论不正确的是
A.相同温度下,将大小、形状相同的镁条和铝条与相同浓度的稀盐酸反
应时,两者速率一样大
B.在相同条件下,等质量的大理石块和大理石粉与相同浓度的盐酸反应,
大理石粉反应快
C.将浓硝酸分别放在冷暗处和强光照射下,会发现光照可以加快浓硝酸
的分解
D.两支试管中分别加入相同质量的氯酸钾,其中一支试管中再加入少量
二氧化锰,同时加热,产生氧气的快慢不同

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影响化学反应速率的因素很多,外界条件除浓度、压强、温度、催化剂等主要因素外,还有光照、固体颗粒大小、超声波等。镁和铝由于活泼性不同,决定了镁和盐酸反应比铝和盐酸反应要快得多,反应物本身的性质是影响反应速率大小的决定因素,A项错误;
等质量的固体,表面积越大,反应速率越大,B项正确;
光照可以加快反应速率,C项正确;
催化剂可以加快反应速率,D项正确。
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11.(2022·北京牛栏山一中高一检测)将4 mol A和2 mol B在2 L的密闭容器内混合,并在一定条件下发生如下反应:2A(s)+B(g) 2C(g),若经2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L-1,现有下列几种说法:①用物质A表示的反应的平均速率为0.3 mol·L-1·s-1;②用物质B表示的反应的平均速率为0.6 mol·L-1·s-1;③2 s时物质A的转化率为30%;④2 s时物质B的浓度为0.7 mol·L-1。其中正确的是
A.①③ B.①④
C.②③ D.③④
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利用三段式法计算:
2A(s)+B(g) 2C(g)
起始/(mol·L-1)    1    0
变化/(mol·L-1)    0.3   0.6
2 s时/(mol·L-1)    0.7   0.6
A为固体,由于固体的浓度在反应中不改变,所以不能用固体物质的浓度来表示反应速率,故①错误;
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2 s时物质B的浓度为0.7 mol·L-1,故④正确。
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12.研究反应2X(g) Y(g)+Z(g)的速率影响因素,在不同条件下进行4
组实验,Y、Z起始浓度为0,反应物X的浓度(mol·L-1)随反应时间(min)的变化情况如图所示。下列说法不正确的是
A.比较实验②④得出:升高温度,化学反应
速率加快
B.比较实验①②得出:增大反应物浓度,化
学反应速率加快
C.若实验②③只有一个条件不同,则实验③使用了催化剂
D.在0~10 min之间,实验②的平均速率v(Y)=0.04 mol·L-1·min-1
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实验②④起始浓度相同,但温度不同,实验
④反应速率较大,则可得出:升高温度,化
学反应速率加快,故A正确;
实验①②温度相同,但浓度不同,实验①浓
度较大,则可得出:增大反应物浓度,化学
反应速率加快,故B正确;
实验②③温度、浓度相同,实验③反应速率较大,应为加入催化剂,故C正确;
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13.(2022·徐州高一检测)CaCO3与稀盐酸反应(放热反应)生成CO2的量与反应时间的关系如图所示。下列结论不正确的是
A.反应开始4 min内温度对反应速率的影响比浓度大
B.一段时间后,反应速率减小的原因是c(H+)减小
C.反应在2~4 min内平均反应速率最大
D.反应在2~4 min内生成CO2的平均反应速率为
v(CO2)=0.06 mol·L-1·s-1
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随着反应的进行,c(H+)减小,而前4 min内反
应速率变大,根据反应是放热反应,可推出前
4 min内温度对反应速率的影响比浓度大,A、
B项正确;
在2~4 min内n(CO2)的变化量最大(或曲线的斜率最大),可判断出平均反应速率最大,C项正确;
由题意及图像可知,该题不知道容器体积,故不能计算出用浓度变化表示的反应速率,D项错误。
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14.将气体A、B置于固定容积为2 L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g) 2C(g)+2D(g)。反应进行到10 s末时,测得A的物质的量为
1.8 mol,B的物质的量为0.6 mol,C的物质的量为0.8 mol,则:
(1)用C表示10 s内正反应的平均反应速率为________________。
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0.04 mol·L-1·s-1
(2)反应前A的物质的量浓度是____________。
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1.5 mol·L-1
(3)10 s末,生成物D的浓度为____________。
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0.4 mol·L-1
(4)10 s末时,若改变下列条件,生成D的速率如何变化(填“增大”“减小”或“不变”)。
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编号
改变的条件
生成D的速率

增大A的浓度
?

使用催化剂
?

恒容下充入Ne(不参与体系反应)
?
增大
增大
不变
增大A的浓度,反应速率增大;使用催化剂,反应速率增大;恒容下充入Ne,虽然压强增大,但体系中各物质浓度不变,反应速率不变。
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15.(2022·西安高一期中)某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中,发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题:
(1)上述实验中发生反应的化学方程式有____________________________
_________________________。
在稀硫酸中加入硫酸铜后发生了两个反应:CuSO4+Zn===ZnSO4+Cu、Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑。
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CuSO4+Zn===ZnSO4+Cu、Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
(2)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是______________________
_________________________________________________。
由于Zn与CuSO4反应生成的Cu和Zn以及稀硫酸构成了原电池,大大加快了生成H2的反应速率。
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CuSO4与Zn反应产生的Cu和Zn以及稀硫酸形成原电池,加快了氢气产生的速率
(3)要加快上述实验中气体产生的速率,还可采取的措施有____________
___________________________________________________________(答两种)。
要加快生成H2的反应速率,还可以采取如下措施:升高反应温度、适当增大稀硫酸的浓度、增加锌的比表面积等。
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升高反应温度、适当增大稀硫酸的浓度、增加锌的比表面积等(答两种即可)
(4)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,该同学设计了如下一系列的实验。将表中所给的混合溶液分别加入6个盛有过量Zn粒的反应瓶中,收集产生的气体,记录获得相同体积的气体所需时间。
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实验
混合溶液
A
B
C
D
E
F
4 mol·L-1H2SO4/mL
30
V1
V2
V3
V4
V5
饱和CuSO4溶液/mL
0
0.5
2.5
5
V6
20
H2O/mL
V7
V8
V9
V10
10
0
①请完成此实验设计,其中V1=____,V6=___,V9=_____。
因为要研究CuSO4的量对反应速率的影响,所以应保持硫酸的浓度在各组实验中相同,则硫酸的体积均取30 mL,即V1=30,根据F中增加的水与硫酸铜溶液的体积之和为20 mL,可以求得V6=10,V7=20,V8=19.5,V9=17.5,V10=15。
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30  10  17.5
②该同学最后得出的结论为:当加入少量CuSO4溶液时,生成氢气的速率会大大提高,但当加入的CuSO4溶液超过一定量时,生成氢气的速率反而会下降。请分析生成氢气速率下降的主要原因:________________
_______________________________________________________________________________。
因析出的铜的量较多,会覆盖在锌的表面,使得锌与稀硫酸的接触面积大大减小,故反应速率反而减慢了。
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当加入过量的CuSO4溶液后,生成的单质Cu会沉积在Zn的表面,减小了Zn与稀H2SO4的接触面积
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第六章