6.2 化学反应的速率与限度（第1课时 化学反应的速率）（解析版）

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第六章 第二节 化学反应的速率与限度
第1课时 化学反应的速率
【学习目标】
1．通过实验认识化学反应速率及其影响因素。
2．能进行化学反应速率的计算、转化与比较，学会控制化学反应速率的常用方法。
【素养目标】
1．通过实验探究影响化学反应速率的因素，培养学生“科学探究与创新意识”的学科素养。
2．通过“三段式”来计算化学反应速率，培养学生“证据推理和模型认知”的学科素养。
必备知识与关键能力
知识点一：化学反应速率
1．化学反应速率概念理解
(1)概念：化学反应速率是用来衡量化学反应过程进行快慢程度的物理量。
(2)表示方法：通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量(均取正值)来表示。
(3)计算：表达式为v＝或v＝。
式中：Δc为浓度的变化量，一般以mol·L－1为单位；Δt为时间，一般以s或min为单位。
(4)常用单位mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1。
【归纳总结】
1．Δt表示某一时间段，故化学反应速率是平均速率，而非瞬时速率。
2．表示化学反应速率时，必须指明具体的物质，因为同一化学反应，用不同的物质表示反应速率，其数值可能不同。例如，化学反应N2＋3H22NH3，用H2表示该反应的反应速率时应写成v(H2)。
3．对于有固体或纯液体参加的反应，由于固体或纯液体的浓度为一常数，即Δc＝0(无意义)，所以不用固体或纯液体表示反应速率。
4．对于一个具体的化学反应，反应物和生成物的物质的量的变化是按化学方程式中化学计量数之比进行的，所以化学反应中各物质的反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。
对于反应aA＋bB===cC＋dD(A、B、C、D均不是固体或纯液体)，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝Δn(A)∶ Δn(B)∶ Δn(C)∶Δn(D)＝Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)∶Δc(D)＝a∶b∶c∶d。
5．在同一时间内的同一个化学反应里，虽然用不同物质表示的化学反应速率不一定相同，但它们表示的意义相同，即一种物质的化学反应速率就代表了整个化学反应的反应速率。
典例1．一定条件下在一容积恒为2 L的容器内发生反应：2A(g)+B(g)2C(g)，已知起始投入4 mol A(g)和2 mol B(g)，经2 s后测得C的浓度为0.6 mol/L，并且2 s后各组分浓度不再改变。下列说法正确的是(　　)
A．2 s内用物质A表示的平均反应速率为0.6 mol/(L·s)
B．2 s内用物质B表示的平均反应速率为0.6 mol/(L·s)
C．2 s后每有0.6 mol的物质B生成，同时就有0.6 mol物质C生成
D．2 s时物质B的浓度为0.7 mol/L
【答案】D
【解析】 2 s内用物质C表示的平均反应速率为v(C)=△c(C)÷△t=0.6 mol/L÷2 s=0.3 mol/(L·s)，v(A)=v(C)=0.3 mol/(L·s)，A错误；v(B)=v(C)=0.15 mol/(L·s)，B错误；0.6 mol的物质B生成，表示逆反应方向，同时有0.6 mol物质C生成，表示正反应方向，正逆反应速率之比为1：1，不等于系数之比2：1，未处于平衡状态，反应向正反应方向进行，C错误；△c(B)=△c(C)=×0.6 mol/L=0.3 mol/L，2 s时物质B的浓度为2 mol÷2 L 0.3 mol/L=0.7 mol/L，D正确。
典例2．已知某反应aA(g)+bB(g)===2C(g)的各物质浓度数据如下，据此可推算出上述方程式中A、B、C三种物质的化学计量数之比是(　　)
A B C
起始浓度(mol/L) 3.0 1.0 0
2 s末浓度(mol/L) 1.8 0.6 0.8
A．9∶3∶4 B．3∶1∶2 C．2∶1∶3 D．3∶2∶1
【答案】B
【解析】 v(A)∶v(B)∶v(C)=∶∶=3∶1∶2，即A、B、C三种物质的化学计量数之比为3∶1∶2。
【思维建模】反应速率大小比较的两种方法
同一化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同，比较化学反应速率的快慢不能只看数值大小，还要进行一定的转化：
(1)换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值大小。
(2)比较化学反应速率与化学计量数的比值。如反应aA＋bBcC，要比较v(A)与v(B)的相对大小，即比较的相对大小，若，则用v(A)表示的反应速率比用v(B)表示的反应速率大。
2．“三段式”解答模板
(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。
例如，反应　　　mA　　＋　　nB　　　　pC
t0 s/(mol·L－1) a b 0
转化/(mol·L－1) x
t1 s/(mol·L－1) a－x b－
则：v(A)＝ mol·L－1·s－1、v(B)＝ mol·L－1·s－1、v(C)＝ mol·L－1·s－1。
α(A)＝×100%。
典例3．在一定条件下，向2 L密闭容器中充入2 mol N2和4 mol H2发生反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，10 min时测定生成NH3 1 mol，则用N2、H2、NH3表示的平均反应速率分别为多少？三者之比为多少？
【答案】　　　 N2(g)　＋　3H2(g)　　2NH3(g)
　　n(始) 2 mol 4 mol 0
Δn 0.5 mol 1.5 mol 1 mol
10 min时 1.5 mol 2.5 mol 1 mol
所以v(N2)＝＝0.025 mol/(L·min) v(H2)＝＝0.075 mol/(L·min)
v(NH3)＝＝0.05 mol/(L·min)
v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)＝1∶3∶2。
知识点二：影响化学反应速率的因素
1．温度对化学反应速率影响的探究
实验操作 试管中均为2～3 mL相同浓度的滴有FeCl3溶液的H2O2溶液
实验现象 ①产生气泡速率最慢 ②产生气泡速率较快 ③产生气泡速率最快
实验结论 对于反应2H2O22H2O＋O2↑来说，温度越高，H2O2的分解速率越快，反应越快
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有少量气泡出现 ②产生大量气泡 ③产生大量气泡
实验结论 MnO2、FeCl3可以使H2O2分解的速率加快
3．压强对化学反应速率的影响的探究
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)。该密闭容器有一个可移动的活塞(如图所示)。
(1)向下压缩活塞，气体压强增大，浓度增大，化学反应速率加快。
(2)保持容器的容积不变，向其中充入氦气(He)，尽管压强增大，但反应物浓度不变，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)，尽管压强不变，但容器的体积增大，反应物浓度减小，反应速率减小。
4．影响化学反应速率的因素除温度和催化剂、压强外，还有反应物浓度、反应物的状态、固体表面积、溶剂、光照等许多因素。人们可以通过这些因素来调控化学反应速率。
【归纳总结】
1．影响化学反应速率的主要因素(内因)
不同的化学反应，具有不同的反应速率，因此，参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要因素。
2．影响化学反应速率的外界因素(外因)
(1)温度：当其他条件不变时，升高温度，可以增大化学反应速率；降低温度，可以减小化学反应速率。
(2)催化剂：当其他条件不变时，使用适当的催化剂通常能极大地加快化学反应速率。
(3)溶液的浓度：当其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以增大化学反应速率；减小反应物的浓度，可以减小化学反应速率。
①固体或纯液体的浓度为常数，所以增加其用量时，化学反应速率不变。
②将固体溶于一定溶剂，能增大化学反应速率。
(4)压强：
①对无气体参加的化学反应，改变压强时，化学反应速率基本不变。
如MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O。
②对有气体参加的反应，压强对化学反应速率的影响可简化理解为
压强改变→
a．恒容时：增大压强体积缩小反应速率增大。
b．气体反应体系中充入惰性气体(不参与反应)时对反应速率的影响
恒容：充入“惰性气体”―→总压增大―→反应物浓度不变―→反应速率不变。
恒压：充入“惰性气体”―→体积增大―→反应物浓度减小―→反应速率减小。
(5)固体表面积：固体颗粒越小，其单位质量的表面积越大，与其他反应物的接触面积越大，化学反应速率越大。
(6)反应物状态：一般来说，配成溶液或反应物是气体，都能增大反应物之间的接触面积，有利于增大反应速率。
(7)形成原电池，可以增大氧化还原反应的反应速率。
5．调控化学反应速率的意义
(1)我们希望反应速率变慢的反应有食物的变质、橡胶和塑料的老化、金属的锈蚀等。
(2)我们希望反应速率变快的反应有氨、硫酸等化工产品的生产等。
典例4．少量铁粉与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NaOH固体 ③滴入几滴浓盐酸 ④加CuO固体 ⑤加NaCl溶液
⑥滴加几滴硫酸铜溶液 ⑦升高温度(不考虑盐酸挥发) ⑧改用10 mL 0.1 mol·L 1的盐酸
A．①⑤⑦ B．③⑦⑧ C．②④⑥ D．③⑥⑦⑧
【答案】B
【解析】根据外界条件对反应速率的影响结合氢气的总量不变以及铁少量分析解答。①加水，稀释了盐酸的浓度，故反应速率变慢；②加氢氧化钠，与盐酸反应，减少了盐酸的浓度，故反应速率变慢；③加浓盐酸，氢离子浓度增大，反应速率加快，由于铁不足，则生成的氢气量不变；④加CuO固体与盐酸反应生成氯化铜和水，氯化铜再与铁发生置换反应生成铜，构成原电池，反应速率加快，由于消耗铁影响氢气总量；⑤加氯化钠溶液，相当于稀释盐酸浓度，故反应速率变慢；⑥滴加硫酸铜溶液，铁把铜置换出来，形成原电池，故反应速率加快，但与盐酸反应的铁减少，故减少了产生氢气的量；⑦温度升高，反应速率加快，且不影响氢气量；⑧改用浓度大的盐酸，反应速率加快，且不影响氢气量。答案选B。
典例5．已知FeCl3和MnO2都可作H2O2分解制O2的催化剂，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(　　)
【答案】D
【解析】当探究温度对化学反应速率的影响时，必须保证其他条件相同的情况下，再改变温度观察反应速率的变化。
知识点三：控制变量法探究化学反应速率的影响因素
科学研究中，对于多因素(多变量)的问题，常常采用只改变其中的某一个因素，控制其他因素不变的研究方法，使多因素的问题变成几个单因素的问题，分别加以研究，最后再将几个单因素问题的研究结果加以综合。这种变量控制的方法是科学探究中常用的方法。例如，探究温度对化学反应速率的影响时，控制浓度和其他影响因素相同；而比较不同浓度对化学反应速率的影响时，则控制温度和其他影响因素相同；最后综合得出影响化学反应速率的多种因素。
1．常见考查形式
(1)以表格的形式给出多组实验数据，让同学们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，让同学们设计实验并分析各因素对化学反应速率的影响。
2．解题策略
(1)确定变量：解答这类题目时首先要认真审题，找出影响实验探究结果的因素。
(2)定多变一：在探究时，应先控制其他的因素不变，只改变一种因素，探究这种因素与所探究问题的关系，然后按此方法依次分析其他因素与所探究问题的关系。
(3)数据有效：解答时注意选择的数据(或设置的实验)要有效，且变量统一，否则无法作出正确判断。
典例6．下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据。
实验序号 金属质量/g 金属状态 c(H2SO4) /(mol·L－1) V(H2SO4)/mL 溶液温度/℃ 金属消失的时间/s
反应前 反应后
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 0.7 50 20 36 250
4 0.10 丝 0.8 50 20 35 200
5 0.10 粉末 0.8 50 20 36 25
6 0.10 丝 1.0 50 20 35 125
7 0.10 丝 1.0 50 35 50 50
8 0.10 丝 1.1 50 20 34 100
9 0.10 丝 1.1 50 30 44 40
分析上述数据，回答下列问题：
(1)实验4、5表明___________对反应速率有影响，__________，反应速率越大，能表明同一规律的实验还有________。
(2)仅表明反应物浓度会对反应速率产生影响的实验有_____________。
(3)本实验中影响反应速率的其他因素还有_________________，其实验序号是______________。
(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：_____________________________________________。
【答案】(1)固体反应物的表面积　表面积越大　1、2　
(2)1、3、4、6、8和2、5　
(3)反应温度　6、7和8、9　
(4)稀硫酸过量，等量的金属完全反应，放出的热量相等
【解析】(1)比较实验4和5：金属质量相等，硫酸浓度相同，反应前溶液温度相同，粉末状金属比丝状金属反应快，这说明固体反应物的表面积对反应速率有影响，固体与液体的接触面积越大，反应速率越快。类似实验还有1和2。
(2)其他条件相同，浓度不同的实验有实验1、3、4、6、8和实验2、5。
(3)要表明反应温度对反应速率有影响，应控制其他条件相同，仅温度不同，如实验6、7和实验8、9。(4)由表中数据可知，金属质量相等，即一定质量的金属与足量的稀硫酸反应放出的热量相同。
典例7．已知：2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===2MnSO4＋K2SO4＋10CO2↑＋8H2O。某化学小组欲探究H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应过程中浓度、温度对化学反应速率的影响，进行了如下实验(忽略溶液体积变化)：
编号 0.01 mol·L－1酸性KMnO4溶液体积/mL 0.1 mol·L－1 H2C2O4溶液体积/mL 水的体积/mL 反应温度/℃ 反应时间/min
Ⅰ 2 2 0 20 2.1
Ⅱ V1 2 1 20 5.5
Ⅲ V2 2 0 50 0.5
下列说法不正确的是(　　)
A．V1＝1，V2＝2
B．设计实验Ⅰ、Ⅲ的目的是探究温度对反应速率的影响
C．实验计时是从溶液混合开始，溶液呈紫红色时结束
D．实验Ⅲ中用酸性KMnO4溶液的浓度变化表示的反应速率v(KMnO4)＝0.01 mol·L－1·min－1
【答案】C
【解析】实验Ⅰ和实验Ⅱ反应温度相同，实验Ⅱ中加入了1 mL水，根据控制变量的原则，溶液总体积应保持不变，因而V1＝1，类比分析可得V2＝2，A正确；实验Ⅰ、Ⅲ的温度不同，其他条件相同，因而可知设计实验Ⅰ、Ⅲ的目的是探究温度对反应速率的影响，B正确；酸性KMnO4溶液呈紫红色，由表中数据可知，草酸溶液过量，KMnO4可反应完全，因而可以用颜色变化来判断反应终点，即实验计时是从溶液混合开始，溶液紫红色刚好褪去时结束，C错误；根据实验Ⅲ中有关数据可知，Δc(KMnO4)＝＝0.005 mol·L－1，v(KMnO4)＝＝＝0.01 mol·L－1·min－1，D正确。
核心价值与学科素养
【知识结构化】
典例8．调控化学反应进行的快慢，对于工业生产和日常生活都有着十分重要的意义。在下列事实中，减慢化学反应速率的是(　　)
①古代冶铁使用鼓风机 ②用冰箱冷藏食物
③SO2转化为SO3使用钒触媒 ④食品包装袋中放小袋铁粉
A．①②　　 B．③④　 C．①③　　 　D．②④
【答案】D
【解析】①增大氧气的浓度，加快燃烧的速率；②降低温度，减慢食物变质的速率；③使用催化剂，加快反应速率；④降低氧气的浓度，减慢食品被氧化的速率。综上所述，故选D。
典例9．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．使用光催化剂能提高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
【解析】使用催化剂可以加快反应速率，但不能改变反应物的平衡转化率，故A、B两项错误；该反应有气体参与，改变压强可影响化学反应速率，故D项错误。
典例10． 2019年是京沪高铁迎来开通运营8周年。作为世界铁路历史上一次建成里程最长、标准最高的高速铁路，京沪高铁于2011年6月30日开通运营。8年来京沪高铁成为中国高铁的标杆和典范。京沪高铁用创新领跑中国速度。
科研人员通过改良技术提高高铁速度，同样改变条件也能改变化学反应速率，下列措施对增大反应速率明显有效的是(　　)
A．Na与水反应时增大水的用量
B．Fe与稀硫酸反应制取氢气时，改用浓硫酸
C．在K2SO4与BaCl2两溶液反应时，增大压强
D．将铝片改为铝粉，做铝与氧气反应的实验
【答案】D
【解析】水的浓度可视为固定不变，因此增加水的用量反应速率不变，A错误；铁遇浓硫酸会发生钝化，不再产生氢气，B错误；压强的改变只能适用于有气体参加的反应，C错误；增大固体的表面积可以加快反应速率，D正确。
【跟踪练习】 基础过关
1． 已知反应:4HCl(g)+O2(g)===2Cl2(g)+2H2O(g),一定条件下测得反应过程中n(Cl2)与时间的关系如表所示:则4～6 min内用O2的物质的量变化表示的反应速率是(　　)
t/min 0 2 4 6 8 10
n(Cl2)/mol 0 1.2 2.6 4.4 5.4 6.0
A．7.2 mol·min-1 B．8.0 mol·min-1
C．0.9 mol·min-1 D．0.45 mol·min-1
【答案】D
【解析】4～6 min的时间内,氯气的物质的量的改变量为Δn=4.4 mol-2.6 mol=1.8 mol,根据在反应中,物质的量的改变量之比等于化学计量数之比可知1.8 mol∶Δn(O2)=2∶1可知Δn(O2)=0.9 mol,故O2的物质的量变化表示的反应速率v(O2)===0.45 mol·min-1。
2． 一定条件下在一容积恒为2 L的容器内发生反应：2A(g)+B(g)2C(g)，已知起始投入4 mol A(g)和2 mol B(g)，经2 s后测得C的浓度为0.6 mol/L，并且2 s后各组分浓度不再改变。下列说法正确的是(　　)
A．2 s内用物质A表示的平均反应速率为0.6 mol/(L·s)
B．2 s内用物质B表示的平均反应速率为0.6 mol/(L·s)
C．2 s后每有0.6 mol的物质B生成，同时就有0.6 mol物质C生成
D．2 s时物质B的浓度为0.7 mol/L
【答案】D
【解析】A．2 s内用物质C表示的平均反应速率为v(C)=△c(C)÷△t=0.6 mol/L÷2 s=0.3 mol/(L·s)，v(A)=v(C)=0.3 mol/(L·s)，A错误；B.v(B)=v(C)=0.15 mol/(L·s)，B错误；C.0.6 mol的物质B生成，表示逆反应方向，同时有0.6 mol物质C生成，表示正反应方向，正逆反应速率之比为1：1，不等于系数之比2：1，未处于平衡状态，反应向正反应方向进行，C错误；D.△c(B)=△c(C)=×0.6 mol/L=0.3 mol/L，2 s时物质B的浓度为2 mol÷2 L 0.3 mol/L=0.7 mol/L，D正确。答案选D。
一定温度下，在2 L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．反应开始到10 s时，用Z表示的反应速率为0.158 mol·L-1·s-1
B．反应开始到10 s时，X的物质的量浓度减少了0.79 mol·L-1
C．反应开始到10 s时，Y的转化率为79.0%
D．反应的化学方程式为X(g)+Y(g) ===Z(g)
【答案】C
【解析】反应开始到10 s时，用Z表示的反应速率为=0.079 mol·L-1·s-1，故A错误；反应开始到10 s时，X的物质的量浓度减少了=0.395 mol·L-1，故B错误；反应开始到10 s时，Y的转化率为×100%=79.0%，故C正确；由题图可以看出，反应中X、Y的物质的量减少,应为反应物，Z的物质的量增多，应为生成物，当反应进行到10 s时。Δn(X)=0.79 mol，Δn(Y)=0.79 mol，Δn(Z)=1.58 mol，则Δn(X)∶Δn(Y)∶ Δn(Z)=1∶1∶2，参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比，则反应的化学方程式为X(g)+Y(g)2Z(g)，故D错误。
某反应在催化剂的作用下，按以下两步进行：
第一步，X+Y===Z；第二步，Y+Z===M+N+X。对此做出的判断中正确的有(　　)
A．X是催化剂
B．该反应的化学方程式是2Y+ZM+N
C．Z是催化剂
D．该反应中的催化剂在其他化学反应中也一定能起催化作用
【答案】A
【解析】从两步反应可以看出：Y是反应物，Z是中间产物，X参与了反应，后来又生成了X，所以X是催化剂，所以A项正确，C项错误。把两步加和得总反应式：2YM+N，B项错误。某个反应中的催化剂，在另一反应中并不一定有催化作用，所以D项错误。
A与B在容积为1 L的密闭容器中发生反应：aA(s)+bB(g) ===cC(g)+dD(g)，t1、t2时刻分别测得部分数据如下表：
n(B)/mol n(C)/mol n(D)/mol 反应时 间/min
0.12 0.06 0.10 t1
0.06 0.12 0.20 t2
下列说法正确的是(　　)
A．0～t1内，平均反应速率v(B)= mol·L-1·min-1
B．若起始时n(D)=0，则t2时v(D)= mol·L-1·min-1
C．升高温度，v(B)、v(C)、v(D)均增大
D．b∶d=6∶1
【答案】C
【解析】不能确定起始时B的物质的量，因此0～t1时间段内，不能确定B的变化量，则不能计算其反应速率，A项错误；反应速率是平均反应速率，而不是瞬时反应速率，B项错误；t1～t2时间段内，B和D的物质的量的变化量分别是0.06 mol、0.1 mol，所以b∶d=3∶5，D项错误。
能力达成
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物质的量随时间的变化如图所示，前10 min正反应速率逐渐_______(填“增大”“减小”或“不变”)；前15 min内用SO3表示的平均反应速率为_____________________。
(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时改变的条件可能是______(填字母，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
【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
【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为15～20 min和25～30 min，反应处于平衡状态。(4)10～15 min时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物质的量随之发生变化。
某小组研究影响反应速率的因素。
(1)实验一：探究酸的强弱对酸与镁条反应速率的影响。
①设计实验方案如下表，表中c＝________mol·L－1。
编号 酸的种类 酸的浓度/(mol·L－1) 酸的体积/mL 镁条质量/g
1 醋酸 1.0 10 2.0
2 盐酸 c 10 2.0
②实验步骤：
a．检查装置(图1)的气密性后，添加药品；
b．反应开始后，________________________________________________；
c．将所记录的数据转化为曲线图(图2)。
③写出0～5 min醋酸、盐酸与镁条反应的反应速率变化规律： 。
(2)实验二：探究反应条件对0.10 mol·L－1 Na2S2O3溶液与稀H2SO4反应速率的影响，其设计与测定结果如下：
编 号 反应温 度/℃ Na2S2O3 溶液/mL V(蒸馏 水)/mL 0.10 mol·L－1 H2SO4溶液/mL
1 25 10.0 0 10.0
2 25 5.0 a 10.0
3 45 10.0 0 10.0
乙
①写出上述实验原理的离子方程式：__________________________________________。
②上述实验1、3是探究________对化学反应速率的影响；若上述实验1、2是探究浓度对化学反应速率的影响，则a的值为________；乙是实验需要测量的物理量，则表格中“乙”应填写______________。
【答案】 (1)①1.0　②每隔1 min记录一次生成H2的体积　
③醋酸与镁条反应的速率随时间变化不明显；盐酸与镁条反应开始阶段反应速率很快，一段时间后反应速率明显减小
(2)①S2O＋2H＋===S↓＋H2O＋SO2↑ ②温度　5.0　出现浑浊的时间/min(或s)
【解析】(1)①要探究酸的强弱对酸与镁条反应速率的影响，则必须保持其他影响反应速率的因素一致，故醋酸和盐酸的浓度应相同，故c也应为1.0 mol·L－1；②据题图可知，要通过测量在相同的时间段内收集到的氢气体积的大小来测量反应速率，故在反应开始后，应每隔1 min记录一次生成H2的体积；③通过题中图像分析可知，单位时间内醋酸与镁条反应生成氢气的体积变化很小，即醋酸与镁条的反应速率变化不大；而盐酸与镁条的反应一开始很快，一段时间后，单位时间内生成的氢气的体积明显变小，即反应速率明显减小。
(2)①Na2S2O3溶液与稀H2SO4反应生成二氧化硫和硫单质，其反应的离子方程式为S2O＋2H＋===S↓＋H2O＋SO2↑；②当探究某一种因素对反应速率的影响时，必须保持其他影响因素一致，通过比较实验1、3的反应条件可知，实验1、3可探究温度对反应速率的影响；实验1、2中的Na2S2O3溶液的加入体积不同，故是探究Na2S2O3溶液浓度对反应速率的影响，但反应溶液的总体积需相同，故应加入蒸馏水来确保溶液的总体积相同，a的值为5.0；要准确描述反应速率的快慢，必须准确测得溶液出现浑浊时间的长短，故乙是出现浑浊的时间/min(或s)。
8． (1)在容积为1.00 L的容器中，通入一定量的N2O4(无色)，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)合金贮氢材料具有优异的吸氢性能，在配合氢能的开发中起到重要作用。温度为T1时，2 g某合金4 min内吸收氢气240 mL，吸氢速率v=________mL·g-1·min-1。
(3)在新型RuO2催化剂作用下，使HCl转化为Cl2的反应2HCl(g)+O2(g) H2O(g)+Cl2(g)具有更好的催化活性。一定条件下测得反应过程中n(Cl2)的数据如下：
t/min 0 2.0 4.0 6.0 8.0
n(Cl2)/10-3mol 0 1.8 3.7 5.4 7.2
计算2.0～6.0 min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率(以mol·min-1为单位，写出计算过程)。
【答案】 (1)0.0010　(2)30　(3)见解析
【解析】(1)由题意及图示知，0～60 s时N2O4消耗的浓度Δc(N2O4)=0.100 mol·L-1-0.040 mol·L-1=0.060 mol·L-1，v(N2O4)==0.0010 mol·L-1·s-1。
(2)吸氢速率v==30 mL·g-1·min-1。
(3)解法一：2.0～6.0 min内，Δn(Cl2)=5.4×10-3mol-1.8×10-3mol=3.6×10-3mol,v(Cl2)==9.0×10-4 mol·min-1所以v(HCl)=2v(Cl2)=2×9.0×10-4 mol·min-1=1.8×10-3 mol·min-1。
解法二：设HCl转化的物质的量为n，则
2HCl(g)+O2(g)H2O(g)+Cl2(g)
2 1
n　　　　　　　　　 (5.4-1.8)×10-3mol
解得n=7.2×10-3 mol，所以v(HCl)==1.8×10-3 mol·min-1。
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