第二章3节 化学反应的速率第1课时
【教学目标】
知识与技能:
理解化学反应速率的概念和影响的外界条件。
能设计并完成一些化学实验。
过程与方法:
重视培养学生科学探究的基本方法。
通过实验分析影响化学反应速率的外界条件。
情感、态度与价值观:有参与化学科技活动的热情,有将化学知识应用于生产、生活实践的意识,能够对与化学有关的社会和生活问题做出合理的判断
【教学过程】
[新课导入]播放投影片:钟乳石的形成,烟花的燃放,铁桥生锈,食物的腐败,不同的化学反应进行得快慢不一样,有的反应进行得很快,瞬间就能完成,例如,氢气和氧气混合气体遇火发生爆炸,酸、碱溶液的中和反应等;有的反应则进行得很慢,例如,有些塑料的分解要几百年,而石油的形成要经过亿万年等。这些都说明了不同的化学反应具有不同的反应速率。
一、化学反应速率
环节
教师活动
学生活动
设计意图
新课导入
联想质疑
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)常温常压下K>1083,但是常温常压下即使经过几千年,氢气和氧气混合也不会生成水。因此对于一个化学反应,只关心反应的限度和方向是不够的,还要考虑化学反应的快慢。
激发学生学习探究化学反应速率的热情
创设情景,充分联系生活,感受研究化学反应速率的意义。
复习回顾
必修中我们了解对于化学反应来说,反应的快慢可以用通过观察生成物增加的快慢或反应物减少的快慢来比较化学反应的快慢
列举所学的一些化学反应比较反应的快慢
观察生活生产中的一些图片,了解化学反应快慢之分
从反应快慢的定性角度认识由感性认识开始
新授
讲述:那么,如何定量的描述化学反应进行的快慢呢?我们需要引入一个新的物理量——化学反应速率。引导学生阅读课本55页一化学反应速率 活动探究,
【板书】一、化学反应速率
阅读课本55页一化学反应速率 活动探究,
活动探究
[活动与探究]
别截取约1cm三根镁条,分别称重m1 ,m2 ,m3 ;
②分别量取30ml 1mol/l, 1.5 mol/l, 2mol/l盐酸于试管中;
③将三根镁条分别加入浓度不同过量盐酸中,测定镁条消失所需要的时间;
④记录数据;分析数据。
1.根据测得实验数据,上述实验哪一组反应最快?
2.请求出单位时间内盐酸浓度的减少、氯化镁浓度的增大,并分析二者在数值上的关系,说明理由。
3.如果借用物理上“速率”的定义,用单位时间内盐酸浓度的减少、氯化镁浓度的增大表示该反应的速率,你认为应该怎样书写该反应的速率表达式?
1.完成活动探究实验
2.分析实验数据并思考,能够从定量的角度认识反应速率,并得出速率的表达式。
C(HCl)(mol/L)
2.0
1.5
1.0
m(Mg)/g
n(Mg)/mol
t/min
让学生从定量的角度认识化学反应速率,借助熟悉的物理量写出化学反应速率的定量表达式,便于学生理解
理解概念
定义:体积不变的体系
可以用单位时间内某物质浓度(或质量、物质的量)的改变量(取绝对值)来表示该物质在此反应中的化学反应速率
2.表达式:v=△c/△t
3.单位:mol/(L?s) 、mol/(L?min)、 mol/(L?h)
学生总结
对于溶液,可以用溶质的浓度该变量
对于固体, 浓度为定值可以用质量或物质的量的该变量来表示反应的速率
给出新概念→自学总结→巩固练习,对学生掌握知识起到了一个循序渐进的作用,培养了学生自主学习、分析问题和解决问题的能力。
练习
例1:在某一化学反应中,反应物B的浓度在5秒内从2.0mol/l降低到0.5mol/l,在这5秒内B的反应速率为
代入速率的表达式计算
V(B)= △c/△t
=(2.0mol/l-0.5mol/l)/2s
= 0.75 mol/(L?s)
理解速率公式
练习
例2在2L的密闭容器中进行反应:3H2+N2 2NH3,随着反应的进行测得不同时间各物质的物质的量如下表:
时间
?/ min
0
1
2
3
n(H2)/ mol
6.00
4.20
3.00
3.00
n(N2)/ mol
2.00
1.40
1.00
1.00
n(NH3)
/mol
0.00
1.20
2.00
2.00
(1)该反应在???????? min时达到平衡。
(2)0—3min内,H2的平均反应速率为????? ,NH3的平均反应速率为????? ,N2的平均反应速率为?????? 。
(3)想一想,在该反应中各物质的反应速率在同一时间段内数值相同吗?它们之间存在什么联系?
规范:列三段式,代公式
3H2 + N2 2NH3
C0(mol/l) 3 1 0
△C(mol/l)1.5 0.5 1
C平(mol/l)1.5 0.5 1
V(H2)= △c/△t
= 0.75 mol/(L?min)
V(N2)= △c/△t
= 0.25 mol/(L?min)
V(NH3)= △c/△t
= 0.50 mol/(L?min)
运用概念计算化学反应速率;
[讨论分析]
①讨论并得出用不同物质所表达的速率不同的结论;
②分析所得数据有何内在联系,得出化学反应速率之比与化学方程式中物质的系数之比的关系。
通过习题加深对概念的理解和表达式的应用。
使用化学反应速率的注意事项
(教师根据学生发现的规律进行小结。)
【小结】使用化学反应速率时,应注意:
1.化学反应速率指的是一个时间段内的平均反应速率,且均为正值。
2.对于同一个化学反应,可以用反应物或生成物表示反应速率,其数值不一定相同,因此表示化学反应速率时必须指明是何种物质。
3.对于同一个化学反应,各物质表示的化学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。
4.由于纯液体和固体在反应中不存在浓度的变化,不能用纯液体和固体浓度的变化来表示化学反应速率。
理解记忆
通过归纳将发现的规律上升为理论,加深印象。
板书
4.a A(g) + bB(g) = cC(g) + dD(g)
v(A): v(B):v(C): v(D)=a:b:c:d
随堂练习
【练习】1.反应 A + 3B = 2C + 2D 在四种不同条件下的反应速率为:
(1)v(A)=0.3 mol/(L·s)
(2)v(B)=0.6mol/(L·s)
(3)v(C)=0.4mol/(L·s) (4)v(D)=0.45mol/(L·s)
则该反应速率的快慢顺序为—————————。
【概括】所以比较反应速率大小时,不仅要看反应速率数值本身的大小,还要结合化学方程式中物质的化学计量数的大小来说明。
“统一单位,统一物质”
学生计算得出结论:
(1)>(4)>(2)=(3)
会利用所学知识解决实际问题。
2、某温度时,在2L容器中,x、y、z三种物质随时间的变化曲线如图所示。由图中数据分析,该反应的化学方程式是:_______________,反应开始至2min,z的平均速率是____________
理解定义
同一反应用不同物质表示反应速率时数值不同,但表示的意义相同。
好比拖拉机的前后轮因直径不同它们的转速不同,但它们代表的是拖拉机相同的行驶速度。
【过渡】为了统一起见,对化学反应速率有这样一种定义。
【讲解】
这是表示这个反应的速率的,不用再强调是用哪种物质表示了,因为这样一规定后,无论用哪一种物质表示,化学反应速率都是相同的
读课本P55-56相关内容
对于简单易懂的内容,学生可以通过阅读自学来消化吸收。
总结
【总结】引导学生总结本节课的内容交流收获。
学生小组讨论,然后组内讨论学习体会,小组代表展示讨论结果。
学生讨论,回顾总结,加深记忆,巩固、落实了所学知识。
二、三、四、五、六、
检测题
1.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可表示为 ( )
A.v(NH3)=0.010 mol/(L·s)
B.v(O2)=0.001 0 mol/(L·s)
C.v(NO)=0.001 0 mol/(L·s)
D.v(H2O)=0.045 mol/(L·s)
2.在一个10 L的密闭容器中,发生反应:H2(g)+I2(g) 2HI(g),起始加入H2的物质的量为2 mol,I2的物质的量为5 mol,5 s后,HI的物质的量为0.5 mol,则这5 s内H2的反应速率为( )
A.0.04 mol·L-1·s-1
B.0.005 mol·L-1·s-1
C.0.01 mol·L-1·s-1
D.0.1 mol·L-1·s-1
3.将氮气、氢气的混合气体分别充入甲、乙、丙三个容器中进行合成氨反应,经过一段时间后,反应速率为:
甲:v(H2)=3 mol·L-1·min-1;
乙:v(N2)=2 mol·L-1·min-1;
丙:v(NH3)=1 mol·L-1·min-1,
则这段时间内三个容器中合成氨的反应速率大小是( )
A.甲>乙>丙 B.甲=乙=丙
C.乙>甲>丙 D.甲>丙>乙
4.对于可逆反应A(g)+3B(s) 2C(g)+2D(g),在不同条件下的化学反应速率如下,其中表示的反应速率最快的是 ( )
A.v(A)=0.5 mol·L-1·min-1
B.v(B)=1.2 mol·L-1·s-1
C.v(D)=0.4 mol·L-1·min-1
D.v(C)=0.1 mol·L-1·s-1
5.根据下图填空:
(1)反应物是________;生成物是________。
(2)在2 min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是_________________________________________。
参考答案
1. 【解析】 v(H2O)==0.001 5 mol/(L·s)
v(NH3)==0.001 0 mol/(L·s)
v(O2)==0.001 25 mol/(L·s)
v(NO)==0.001 0 mol/(L·s)
【答案】 C
2. 【解析】 生成HI 0.5 mol,需消耗H2 0.25 mol,则5 s内H2的反应速率为v(H2)==0.005 mol·(L·s)-1。
【答案】 B
3. 【解析】 由合成氨反应的方程式为:N2+3H22NH3可得:甲中v(H2)=3 mol·L-1·min-1;乙中v(N2)=2 mol·L-1·min-1,则v(H2)=3v(N2)=3×2 mol·L-1·min-1=6 mol·L-1·min-1;丙中v(NH3)=1 mol·L-1·min-1,则v(H2)=v(NH3)=×1 mol·L-1·min-1=1.5 mol·L-1·min-1。则三个容器中的化学反应速率大小关系为乙>甲>丙。
【答案】 C
4. 【解析】 采用归一法进行求解,即通过方程式中的化学计量数将不同物质的反应速率折算成同一物质的反应速率进行比较,B项中的B物质是固体,不能表示反应速率;C项中对应的v(A)=0.2 mol·L-1·min-1;D项中对应的v(A)=3 mol·L-1·min-1。
【答案】 D
5. 【解析】 已知在反应过程中反应物的浓度减小,生成物的浓度增大,故A、B为反应物,C为生成物,由速率计算公式得:
v(A)= mol·L-1·min-1=3 mol·L-1·min-1,
v(B)= mol·L-1·min-1=2 mol·L-1·min-1,
v(C)= mol·L-1·min-1=3 mol·L-1·min-1,
则三种物质的系数之比为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、B C
(2)3 mol·L-1·min-1 2 mol·L-1·min-1
3 mol·L-1·min-1
(3)3A+2B3C
第二章3节 化学反应的速率第1课时
【教学目标】
知识与技能:
1. 使学生知道化学反应速率的定量表示方法,并初步了解测定某些化学反应速率的实验方法。
2. 了解化学反应速率的一般计算。
3. 使学生了解化学反应速率的快慢对人类社会日常生产生活的影响。
过程与方法:
1.认识科学探究的意义和基本过程,能提出问题进行初步的探究活动。
2.能用变化与联系的观点分析化学现象,解决一些简单的化学问题。
情感态度与价值观:
树立辩证唯物主义的观点,学习化学反应速率的表示方法及各种因素对化学反应速率的影响,可以促使学生利用有关化学反应速率的知识指导生活,提高生活质量,认识控制反应速率的意义。
【教学过程】
化 学 反 应 速 率
1.意义
描述化学反应进行快慢的物理量。
2.定义
对于反应体系体积不变的反应,用单位时间内某物质浓度(或质量、物质的量等)的改变量(取绝对值)来表示该物质的化学反应速率。
3.表达式
v(A)=。
4.单位
mol·L-1·s-1、mol·L-1·min-1、mol·L-1·h-1等。
二、思考探究
1.“合成氨过程中,3 min末v(N2)=1 mol·L-1·min-1”的说法是否正确?
【提示】 不正确。反应速率是平均速率,不是瞬时速率。
2.在C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)的反应中,可用哪些物质表示反应速率?在2Na+2H2O===2NaOH+H2↑的反应中呢?
【提示】 在C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)的反应中,可以用H2O(g)、CO(g)、H2(g)的浓度变化来表示反应速率,而在2Na+2H2O===2NaOH+H2↑的反应中只能用NaOH、H2的浓度变化来表示,即不能用固体或纯液体来表示反应速率,因为固体或纯液体的浓度为常数。
3.同一反应同一时段用不同物质表示化学反应速率时,如果数值不同,表示反应速率的意义是否相同?
【提示】 同一反应同一时段,反应速率相同,用不同物质表示时,数值可能不同,但意义相同。
三、使用化学反应速率的注意事项
1.化学反应速率通常指的是某物质在某一段时间内的平均速率,而不是在某一时刻的瞬时速率,但在速率—时间图像中经常会出现瞬时速率。
2.对于有固体或纯液体参与的反应,由于在一定条件下,固体或纯液体的浓度可视为常数,其在化学反应中浓度不改变,因此在表示化学反应速率时,不能用固体或纯液体物质来表示。
3.一个确定的化学反应涉及反应物、生成物等多种物质,因而定量表示一个化学反应的反应速率时,必须指明是用哪一种物质来表示。
四、化 学 反 应 速 率 的 计 算 和 比 较
1. 同一化学反应,用各物质表示的化学反应速率的数值之比等于化学方程式中各物质的系数之比。
如:在反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)中,存在:v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=a∶b∶c∶d。
2. [思考探究]
(1)一定条件下,向2 L密闭容器中加入2 mol N2和10 mol H2,发生反应N2+3H22NH3,2 min时测得剩余N2 1 mol,试用两种方法求出v(N2)、v(H2)和v(NH3)。(写出计算过程)
【提示】 解法一:求化学反应速率,需先求参加反应的物质的物质的量浓度的变化量和反应所耗时间,据物质的量的变化量与体积的比可得出浓度的变化量:
N2 + 3H2 2NH3
起始量/mol·L-1 1 5 0
变化量/mol·L-1 1-0.5 1.5 1
0.5 5-1.5 1
则v(N2)==0.25 mol·L-1·min-1
v(H3)==0.75 mol·L-1·min-1
v(NH3)==0.5 mol·L-1·min-1
解法二:v(N2)==0.25 mol·L-1·min-1。
因为v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)=1∶3∶2,故v(H2)=0.75 mol·L-1·min-1,v(NH3)=0.5 mol·L-1·min-1。
(2)对于反应A(g)+3B(g) 2C(g),用下列数据表示不同条件下的反应速率。
(ⅰ)v(A)=0.01 mol·L-1·s-1
(ⅱ)v(B)=0.02 mol·L-1·s-1
(ⅲ)v(B)=0.60 mol·L-1·min-1
①反应速率(ⅱ)>(ⅰ)吗?
【提示】 否。v(B)=3v(A)=3×0.01 mol·L-1·s-1=0.03 mol·L-1·s-1>0.02 mol·L-1·s-1,故反应速率(ⅰ)>(ⅱ)。
②反应速率(ⅲ)>(ⅱ)吗?
【提示】 否。v(B)==0.01 mol·L-1·s-1<0.02 mol·L-1·s-1,故反应速率(ⅱ)>(ⅲ)。
(3)通过分析问题(1)、(2),你认为比较用不同物质的浓度变化来表示化学反应速率大小时,应注意什么?
【提示】 比较用不同物质的浓度变化来表示化学反应速率的大小时,不能仅凭表面数据,必须结合化学计量数对数据进行换算,同时应注意单位统一。
五、化学反应速率的计算与比较
1.利用化学方程式计算
(1)写出有关反应的化学方程式。
(2)找出各物质的初始量、转化量、某时刻量。
(3)根据已知条件列方程式计算。
如反应: mA(g)+nB(g) pC(g)
起始浓度/mol·L-1 a b c
转化浓度/mol·L-1 x
某时刻浓度/mol·L-1 a-x b- c+
计算中注意以下关系:
①对于反应物:c(初始)-c(转化)=c(某时刻),
②对于生成物:c(初始)+c(转化)=c(某时刻),
③转化率=×100%。
(4)根据公式v(A)=进行计算。
2.根据化学反应速率之比等于系数之比计算
如对于反应:mA(g)+nB(g) pC(g),有关系v(A)∶v(B)∶v(C)=m∶n∶p,或v(A)=v(B)=v(C)。
3.化学反应速率大小的比较
方法一:首先要注意单位统一,然后转化为同一物质,再比较大小。
方法二:先统一单位,然后同除以对应物质的系数,再比较大小。
六、检测题
1. 下列关于化学反应速率的说法正确的是( )
A.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
B.化学反应速率为“0.8 mol·L-1·s-1”所表示的意思是:时间为1 s时,某物质的浓度为0.8 mol·L-1
C.根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行得快慢
D.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. 反应4A(s)+3B(g)===2C(g)+D(g),经2 min后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表示反应速率,其比值是3∶2∶1
C.在2 min末的反应速率,用B表示是0.3 mol·L-1·min-1
D.在2 min内的反应速率,用C表示是0.3 mol·L-1·min-1
3. 下列事实能说明影响化学反应速率的决定性因素是反应物本身性质的是( )
A.Cu能与浓硝酸反应,而不与浓盐酸反应
B.Cu与浓硝酸反应比与稀硝酸反应快
C.N2与O2在常温、常压下不反应,放电时可反应
D.Fe与浓盐酸反应快,与稀盐酸反应慢
4. 一定温度下,在固定体积的密闭容器中发生下列反应:
2HI(g)??H2 (g)+I2 (g)。若c(HI)由0.1 mol·L-1降到0.07 mol·L-1时,需要15 s,那么c(HI)由0.07 mol·L-1降到0.05 mol·L-1时,所需反应的时间为( )
A.等于5 s B.等于10 s
C.大于10 s D.小于10 s
5. 下列有关化学反应速率的说法正确的是( )
A.用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率
B.100 mL 2 mol·L-1的盐酸跟锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速率不变
C.SO2的催化氧化是一个放热的反应,所以升高温度,反应速率减慢
D.汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2,减小压强,反应速率减慢
6. 在2 L的密闭容器中,一定条件下发生化学反应:2NO(g)+2CO(g)??N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746.4 kJ·mol-1。起始反应时NO和CO各为4 mol,10秒钟后达到化学平衡,测得N2为1 mol。下列有关反应速率的说法中正确的是( )
A.反应前5秒钟内,用NO表示的平均反应速率为0.1 mol·(L·s)-1
B.达到平衡后,升高温度,正反应速率将减小,逆反应速率将增大
C.达到平衡后,反应速率的关系有:v正(CO)=2v逆(N2)
D.保持容器体积不变,往容器中充入1 mol O2,正、逆反应速率都不改变
7. 将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L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),若经2 s后测得C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70%
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
8(双选题)在一定条件下,向2 L密闭容器中加入2 mol N2和10 mol H2,发生反应N2(g)+3H2(g)??2NH3(g),2 min时测得剩余N2为1 mol,此时表示化学反应速率的下列选项中不正确的是( )
A.v(N2)=0.25 mol·L-1·min-1
B.v(H2)=0.75 mol·L-1·min-1
C.v(NH3)=1 mol·L-1·min-1
D.v(NH3)=0.25 mol·L-1·min-1
参考答案
1. 【解析】化学反应速率是指单位时间内反应物物质的量浓度的减少或生成物浓度的增加,是正值,是反应的平均速率,故A、B两项错误。对于无明显现象的化学反应来说,无法通过现象体现反应速率的大小,故D项也错误
【答案】C
2. 【解析】反应速率不能用纯固体或纯液体的物质的量变化来表示,故A项不正确;化学反应速率是平均速率而不是瞬时速率,故C项错误;同一反应用不同的物质表示反应速率,速率之比等于系数之比,故B项正确;利用v=计算可知D项错误。
【答案】B
3. 【解析】该实验事实应区别在反应物本身而不是外界因素,如浓度、压强,温度、催化剂等。其中选项B、D为浓度不同所致,选项C为反应条件不同所致,只有选项A是因浓硝酸与浓盐酸本身性质不同所致。
【答案】A
4. 【解析】前15 s内,c(HI)由0.1 mol·L-1降至0.07 mol·L-1,则v(HI)==0.002 mol·L-1·s-1,若再降低0.02 mol·L-1,反应速率不变,所需时间t==10 s,但是随着c(HI)的降低,反应速率越来越慢,故所需时间大于10 s。
【答案】C
5. 【解析】A项中,Fe与98%的浓硫酸发生钝化,不能产生气体,就是加热时反应也不会生成H2;B项中,向盐酸中加NaCl溶液会将盐酸稀释,降低反应速率;C项中,升温一般会使反应速率加快,不论是放热反应还是吸热反应;D项中,增大压强,提高气体的浓度,会加快反应速率,反之减小压强,降低了气体的浓度,会减慢反应速率。
【答案】D
6. 【解析】10 s内,由化学反应方程式知,参加反应的NO为2 mol,则v(NO)==0.1 mol·(L·s)-1,所以5 s内的速率不是0.1 mol·(L·s)-1,故A项错;升高温度,正、逆反应速率均加快,故B项错;由方程式知,v正(CO)=2v正(N2),结合C项中的关系,可说明v正(N2)=v逆(N2),即为平衡状态,故C项正确;充入O2可以与NO反应,则正反应速率减小,逆反应速率瞬时不变,随后减小,故D项错。
【答案】C
7. 【解析】解决本题的关键是抓住有关化学反应速率的计算公式及转化率的含义,即可速解。具体分析如下:
首先,解题时先利用所给条件列出反应式:
2A(g)+B(g) ? 2C(g)
起始浓度/mol·L-1 =2 =1 0
2 s时浓度/mol·L-1 2-0.6=1.4 1-=0.7 0.6
其次,利用算出的数据,对问题进行分析:
①依据化学反应速率的定义可知:
v(A)==0.3 mol·L-1·s-1;
②同理可知:
v(B)==0.15 mol·L-1·s-1;
③依据转化率的定义可知:
A的转化率=
×100%=30%;
④2 s时B的浓度为0.7 mol·L-1。
检查题目中的4种说法,只有①④正确,故B项正确。
【答案】B
8. 【解析】解法一(模式法):求化学反应速率,需先求物质的量浓度的变化量和反应时间,据物质的量的变化量与体积的比可得出浓度的变化量
N2(g)+3H2(g) ?? 2NH3(g)
起始量/mol 2 10 0
2 min末量/mol 1 (10-3) 2
变化量/mol (2-1) 3 2
则v(N2)=(2-1)mol/(2 L×2 min)=
0.25 mol·L-1·min-1,
v(H2)=3 mol/(2 L×2 min)=0.75 mol·L-1·min-1,
v(NH3)=2 mol/(2 L×2 min)=0.5 mol·L-1·min-1。
解法二(规律法):
v(N2)==0.25 mol·L-1·min-1,
由于v(H2)∶v(H2)∶v(NH3)=1∶3∶2,故v(H2)=0.75 mol·L-1·min-1,v(NH3)=0.5 mol·L-1·min-1。
【答案】CD
第二章第3节 化学反应的速率第1课时
一、选择题
1.在A(g)+2B(g) ?3C(g)+4D(g)反应中,表示该反应速率最快的是( )
A. v(A)=0.5 mol·L-1·s-1
B. v(B)=0.5 mol·L-1·s-1
C. v(C)=0.8 mol·L-1·s-1
D. v(D)=1 mol·L-1·s-1
2.在2A+B==3C+4D反应中,下面表示的反应速率最快的是 ( )
A. v(A)=0.5 mol·L-1·s-1 B. v (B)=0.005 mol·L-1·s-1
C. v (C)=0.9 mol·L-1·s-1 D. v (D)=1.0 mol·L-1·s-1
3.用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,下列措施不能使氢气生成速率加快的是 ( )
A. 加热
B. 将稀硫酸改为98%的浓硫酸
C. 滴加少量CuSO4溶液
D. 铁片改用铁粉
4.反应A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(g),在四种不同情况下用不同物质表示的反应速率如下,其中反应速率最大的是( )
A. v(A)=0.15 mol·L-1·min-1
B. v(B)=0.6 mol·L-1·min-1
C. v(C)=0.04 mol·L-1·s-1
D. v(D)=0.01 mol·L-1·s-1
5.把镁带投入盛有稀HCl的容器里,产生H2的速率与下列因素:①盐酸浓度,②温度,③镁带的表面积,④容器的密闭情况,⑤溶液的氯离子浓度,有关系的是( )
A. ①②③ B. ③④ C. ①②③④ D. ①②③④⑤
6.将固体NH4Br置于密闭容器中,在某一温度下,发生下列反应:NH4BrNH3(g) + HBr(g) ; 2HBrH2(g) + Br2(g) ,两分钟后测知H2为0.5mol/L ,HBr为4mol/L ,若NH4Br 的分解速率用v(NH3)表示,下列速率正确的是( )
A. 0.5mol·L-1·min-1 B. 2.5 mol·L-1·min-1
C. 2mol·L-1·min-1 D. 1.2 mol·L-1·min-1
7.某化学兴趣小组用铝片与稀硫酸反应制取氢气,以下能够加快该反应速率的是( )
①用18.4mol/L的浓硫酸代替稀硫酸 ②加热 ③改用铝粉
④增大稀硫酸的体积 ⑤加水⑥加入少量硫酸铜固体 ⑦加入少量硝酸钠固体.
A. ②③⑥ B. 全部 C. ①②③⑥⑦ D. ②③④⑥⑦
8.下列关于化学反应速率的说法正确的是( )
A. 化学反应速率是指单位时间内任何一种反应物物质的量的减少或任何一种生成物物质的量的增加
B. 化学反应速率为0.8 mol·L-1·s-1是指1s时某物质的浓度为0.8 mol·L-1
C. 根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢
D. 决定化学反应速率快慢的主要因素是反应物的浓度
9.对于反应 2A2+3B2=2C 来说,以下表示中,反应速率最快的是( )
A. v(B2)=0.8 mol/ (L·s)
B. v(A2)=0.4 mol/ (L·s)
C. v(A2)=0.7 mol/ (L·s)
D. v(C)=0.6 mol/ (L·s)
10.反应4A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g),经2 min后,B的浓度减少了0.6 mol·L-1。对此反应速率的正确表示是( )
A. 用A表示的反应速率是0.8 mol·L-1·s-1
B. 在2 min末时的反应速率,用反应物B来表示是0.3 mol·L-1·min-1
C. 分别用B、C、D表示反应的速率,其比值是3∶2∶1
D. 在这2 min内用B和C表示的反应速率的值都是相同的
11.少量铁片与过量的l00mL 0.01mol/L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改用50mL 1mol/L HNO3溶液 ③滴入几滴浓盐酸 ④加入少量铜粉
⑤滴入几滴硫酸铜溶液 ⑥升高温度(不考虑盐酸挥发)⑦改用50mL 0.1mol/L盐酸.
A. ②⑥⑦ B. ③④⑤ C. ③④⑥⑦ D. ③⑤⑥
12.室温下,向100mL 0.1mol/L的H2SO4中加入足量的锌粒,若想减慢制取H2的速率,但又不影响H2的体积,向硫酸溶液中加入试剂可以选( )
①硝酸钠溶液 ②醋酸钠溶液 ③碳酸钠溶液 ④氯化钠溶液.
A. ①② B. ②④ C. ③④ D. ①③
13.某一反应物的物质的量是2.0mol,经过4min后,它的物质的量变成了1.68mol,则在这4min内它的反应速率是( )
A. 无法确定 B. 0.08 mol?L﹣1?min﹣1
C. 0.32 mol?L﹣1?min﹣1 D. 0.06 mol?L﹣1?min﹣1
14.将a g块状碳酸钙跟足量盐酸反应,反应物损失的质量随时间的变化曲线如图中的实线所示,在相同条件下,将b g ( a>b )粉末状碳酸钙与同浓度的盐酸反应,则相应的曲线(图中虚线所示)正确的是( )
A. A B. B C. C D. D
二、非选择题
15.煤化工是以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。
(1)将水蒸气通过红热的炭即可产生水煤气。反应为:
C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ·mol-1
能使化学反应速率加快的措施有________(填序号);
①增加C的物质的量 ②升高反应温度
③随时吸收CO、H2转化为CH3OH ④密闭定容容器中充入CO(g)
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2 L的恒容密闭容器中,进行反应CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),得到如下两组数据:
实验组
温度/℃
起始量/mol
平衡量/mol
达到平衡所需时间/min
H2O
CO
H2
CO
1
650
2
4
1.6
2.4
5
2
900
2
4
0.8
3.2
3
①实验1中以v(CO2)表示的化学反应速率为________;
②该反应的逆反应为________(填“吸”或“放”)热反应;
(3)在一容积为2 L的密闭容器内加入2 mol的CO和6 mol的H2,在一定条件下发生如下反应:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH<0,该反应的逆反应速率与时间的关系如图所示:
①由图可知反应在t1、t3、t7时都达到了平衡,而在t2、t8时都改变了条件,试判断t8时改变的条件可能是________;
②若t4时降压,t5时达到平衡,t6时增大反应物的浓度,请在图中画出t4~t6时逆反应速率与时间的关系曲线。________。
16.(1)将下列符合要求的组别字母填入相应位置
A.O2和O3 B. C和C C.CH3CH2CH2CH3和
D. E.CH3CH2CH2CH3和
①___________组两种微粒互为同位素;
②__________组两种物质互为同素异形体;
③___________组两种物质属于同系物;
④___________组两物质互为同分异构体;
⑤___________组两物质是同一物质。
(2)一定温度下,将3 molA气体和1mol B气体通入一容积固定为2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)xC(g),反应1min时测得剩余1.8molA,C的浓度为0.4mol/L,则1min内,B的平均反应速率为__________________,X为________,若反应经2min达到平衡,平衡时C的浓度________ 0.8mol/L(填“大于,小于或等于”)。
17.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矿粒:________;
(3)熔化的KClO3放出气泡很慢,撒入少量MnO2则很快产生气体 :________;
(4)同样大小的石灰石分别与0.1 mol·L-1盐酸和1 mol·L-1盐酸反应,速率不同:
______________;
(5)夏天食品容易变质,而冬天不易发生该现象:_______________。
18.某温度时,在一个容积为2L的密闭容器中,X、Y、Z,三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据,试填写下列空白:
(1)该反应的化学方程式为_______________;
(2)反应开始至2min,气体Z的反应速率为_____________;
(3)若X、Y、Z均为气体,反应达平衡时:①压强是开始时的_______倍;②若此时将容器的体积缩小为原来的0.5倍,达平衡时,容器内温度将降低(容器不与外界进行热交换),则该反应的正反应为_________反应(填“放热”或“吸热”)。
19.向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol PCl5,在温度为T℃时发生如下反应PCl5(g) PCl3(g)+C12(g) ΔH=+124 kJ·mol-1。反应过程中测定的部分数据见下表:
时间t/s
0
50
150
250
350
n(PCl3)/mol
0
0.16
0.19
0.2
0.2
回答下列问题:
(1)反应在前50 s的平均速率v(PCl5) = ;
(2)温度为T℃时,该反应的化学平衡常数= ;
(3)要提高上述反应的转化率,可采取的措施是 (任写一种) ;
(4)在温度为T℃时,若起始时充入0.5 mol PCl5和a mol Cl2,平衡时PCl5的转化率仍为20%,则a= 。
参考答案
1.【答案】A
【解析】由于不同物质表示的速率之比等于其化学计量数之比,故反应速率与其化学计量数的比值越大,反应速率越快;A.=0.5mol?(L?s)-1;B.=0.25mol?(L?s)-1;C.=0.267mol?(L?s)-1;D.=0.25mol?(L?s)-1,故反应速率v(A)>v(C)>v(B)=v(D),故答案为A。
2.【答案】C
【解析】A.v(A)=0.5?mol?L-1?s-1;B、v(A):v(B)=2:1,故v(A)=2v(B)=2×0.05mol?L-1?s-1=0.1mol?L-1?s-1;C、v(C):v(A)=3:2,故v(A)=2v(C)/3=2/3 ×0.9mol?L-1?s-1=0.6mol?L-1?s-1;D、v(D):v(A)=2:1,故v(A)=0.5v(D)=0.5×1.0mol?L-1?s-1=0.5mol?L-1?s-1;故C反应速率最快,故选C。
本题考查化学反应速率的相关计算,把握化学反应速率之比等化学计量数之比为解答的关键,难度不大.要注意比较化学反应速率快慢要以同一个物质进行比较。
3.【答案】B
【解析】A、升高温度,加快反应速率,故A错误;B、改为98%的浓硫酸,与铁发生钝化反应,阻碍反应的进行,故B正确;C、铁把Cu置换出来,构成原电池,加快反应速率,故C错误;D、改为铁粉,增加与硫酸的接触面积,加快反应速率,故D错误。
本题易错点是B,学生认为硫酸浓度增大,反应速率应加快,错选B,学生忽略了铁与浓硫酸发生钝化反应,阻碍反应的进行,反应将会停止。
4.【答案】C
【解析】反应速率必须转化为同一物质表示的才可以比较,这里都转化为A表示。反应速率之比等于化学计量数之比。A、v(A)=0.15 mol·L-1·min-1,B、v(A)=v(B)= v 0.6 mol·L-1·min-1=0.2 mol·L-1·min-1,C、v(A)= v(C)=0.04 mol·L-1·s-1=0.02 mol·L-1·s-1=1.2 mol·L-1·min-1,D、v(A) = v(D)=0.01 mol·L-1·s-1=0.005 mol·L-1·s-1=0.3 mol·L-1·min-1,其中反应速率最大的是C。答案选C。
5.【答案】A
【解析】反应的实质为2H++Mg═Mg2++H2↑。①盐酸浓度改变,反应速率改变,故①正确;②温度改变,改变活化分子的百分数,反应速率改变,故②正确;③镁带的表面积不同,反应速率不同,故③正确;④反应在溶液中进行,增大压强对反应物的浓度影响不大,因此容器的密闭情况不同,对反应速率几乎无影响,故④错误;⑤氯离子不参加反应,溶液的氯离子浓度对反应速率无影响,故⑤错误;故选A。
本题考查化学反应速率的因素,为高考高频考点,侧重于学生的分析能力和基础知识的考查,有利于化学科学素养的培养和提高学生学习的积极性,注意外界条件对反应速率的影响原因的理解。
6.【答案】B
【解析】根据反应可知,溴化铵分解生成的氨气浓度与溴化氢浓度相等,溴化铵分解生成的溴化氢的浓度为:c(HBr)+2c(H2)=4mol/L+2×0.5mol/L=5mol/L,所以2min后溴化铵分解生成的氨气的浓度为:c(NH3)=c总(HBr)=5mol/L,氨气的平均反应速率为: =2.5 mol/(L?min),故选B。
本题考查了化学反应速率的计算,解题关键是分析、理解题中可逆反应中氨气与溴化氢的浓度关系,根据2min后氢气和溴化氢的浓度计算出氨气的浓度。
7.【答案】A
【解析】①18.4mol/L的浓硫酸使铝钝化;②升温能够加快该反应速率;③增大反应物之间的接触面积,能够加快该反应速率;
④不能能够加快该反应速率;⑤加水稀释,稀硫酸浓度减小,反应速率减小;⑥锌置换少量铜,形成无数微小原电池,能够加快该反应速率;⑦产生硝酸,硝酸与铝反应不能产生氢气,不能加快该反应速率。故选A。
8.【答案】C
【解析】化学反应速率是指单位时间反应物物浓度的减少或生成物浓度的增加,故A错误;化学反应速率为0.8 mol·L-1·s-1是指1s内某物质的浓度变化为0.8 mol·L-1,故B错误;化学反应速率反映化学反应进行的快慢,故C正确;决定化学反应速率快慢是反应物的性质,故D错误。
9.【答案】C
【解析】化学反应速率与化学计量数的比值越大,反应速率越快.A.8/3=0.27,B.0.4/2=0.2,C.0.7/2=0.35,D.0.6/2=0.3,则反应速率最快的为C,故选C.
本题考查反应速率的比较,利用反应速率与化学计量数的比值可快速解答,也可转化为同种物质的反应速率来比较,题目难度较小。
10.【答案】C
【解析】A是固体,不能用A表示反应速率,故A错误;在2 min内的反应速率,用反应物B来表示是0.3 mol·L-1·min-1,故B错误;反应速率比等于系数比,分别用B、C、D表示反应的速率,其比值是3∶2∶1,故C正确;在这2 min内用B和C表示的反应速率的值比都是2:1,故D错误。
11.【答案】C
【解析】①加水稀释,盐酸浓度降低,反应速率降低,故①错误;②金属与硝酸不产生氢气,故②错误;③加入几滴浓盐酸,盐酸浓度增大,化学反应速率加快,故③正确;④加入铜粉,与铁构成原电池,反应速率加快,铜不与盐酸反应,氢气总量不变,故④正确;⑤铁比铜活泼,铁把铜置换出来,构成原电池,化学反应速率加快,但铁是少量,因此产生氢气的量减少,故⑤错误;⑥升高温度,加快反应速率,故⑥正确;⑦加入0.1mol·L-1盐酸,盐酸浓度增大,化学反应速率加快,因为铁是少量,氢气总量不变,故⑦正确;综上所述,选项C正确。
12.【答案】B
【解析】①加入硝酸钠,在酸性条件下,NO3-具有强氧化性,与Zn反应生成NO,不生成氢气,故①错误;②加入醋酸钠溶液,生成弱电解质醋酸,溶液氢离子浓度减小,反应速率减小,但不影响生成氢气的总量,故②正确;③加入碳酸钠,与硫酸反应,导致反应物浓度降低,反应速率减小,但硫酸物质的量减小,影响生成氢气的总量,故③错误;④加入氯化钠溶液,硫酸溶液浓度变稀,反应速率降低和氢气的总量不受影响,故D错误;故选B。
本题考查反应速率的影响因素,题目难度中等,本题注意①项,加入硝酸钠,在酸性条件下,NO3-具有强氧化性,与Zn反应生成NO,不生成氢气,注意题目要求,本题难点。
13.【答案】A
【解析】v=△n/(V·t),由于体积未知,故无法求算出反应速率,故选A.
14.【答案】C
【解析】盐酸是足量的,CaCO3不足,因为a>b,因此a产生的CO2多,粉末状的增加与CaCO3的接触面积,反应速率比块状的快,故选项C正确。
审清题意,是碳酸钙不足还是盐酸不足,如果是碳酸钙不足,最后产生气体的量不同,如果是盐酸不足,最后产生的气体量是相同的。
15.【答案】 ②④ 0.16 mol/(L·min) 吸 使用了催化剂
【解析】(1)①碳是固体,增加C的物质的量反应速率不变;②升高反应温度反应速率加快;③随时吸收CO、H2转化为CH3OH,反应物浓度降低,反应速率减小;④密闭定容容器中充入CO(g)增大反应物浓度,反应速率加快,答案选②④;
(2)①v(CO)=(4mol?2.4mol)÷2L/5min=0.16mol/(L?min),速率之比等于化学计量数之,则v(CO2)=0.16mol/(L?min);②实验1中CO的转化率为(4?2.4)/4×100%=40%,实验2中CO的转化率为(4?3.2)/4×100%=20%,则实验1的转化率大于实验2,这说明温度升高平衡向逆反应方向移动,正反应放热,所以逆反应吸热;
(3)①根据图象知,t8时逆反应速率增大,但平衡不移动,所以改变的条件是使用了催化剂;②若t4时降压,正逆反应速率均减小,平衡向逆反应方向进行,t5时达到平衡,t6时增大反应物的浓度,逆反应速率瞬间不变,平衡向正反应方向进行,所以t4~t6时逆反应速率与时间的关系曲线为。
16.【答案】 B A C E D 0.2mol/(L.min) 2 小于
【解析】(1)考查“四同”,①同位素是质子数相同,中子数不同的同种元素不同核素,因此符合要求的是B,故B正确;②由同种元素组成不同结构的单质互为同素异形体,即A正确;③同系物是结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2,原子团的化合物,因此属于同系物的是C;④分子式相同结构不同的化合物互称为同分异构体,即E正确;⑤属于同一种物质的是D;(2)考查化学反应速率的计算,消耗A的物质的量为(3-1.8)mol=1.2mol,则消耗B的物质的量为1.2/3mol=0.4mol,根据化学反应速率的数学表达式,v(B)=0.4/(2×1)mol/(L·min)=0.2 mol/(L·min);1min产生C的物质的量为1.2x/3mol=0.4×2,解得x=2,假设反应速率不变,此时产生的C的浓度为0.8mol·L-1,但随着反应进行,反应物浓度降低,化学反应速率减缓,因此2min达到平衡时,产生C的浓度应小于0.8mol·L-1。
本题易错点是化学反应速率的计算,化学反应是浓度的变化值与时间的比值,不是物质的量变化值与时间的比值。
17.【答案】 光 反应物的接触面积 催化剂 反应物的浓度 反应温度
【解析】(1)H2和Cl2在常温下不反应,在瓶外点燃镁条时放光,H2和Cl2发生反应,即影响因素为光照;(2)粉碎成矿粒增大了固体表面积,即影响因素为固体表面积;(3)MnO2起催化作用,即影响因素为催化剂;(4)盐酸的浓度不同反应速率不同,即影响因素为浓度;(5)夏天气温高故食品易霉变,而冬天气温低不易发生该现象,即影响因素为温度。
18.【答案】3X+Y??2Z?0.05mol·L-1·min-10.9吸热
【解析】
(1)△n(X)=0.3mol;△n(Y)=0.1mol;△n(Z)=0.2mol,所以三者计量数之比为3:1:2,故答案为:3X+Y2Z;
(2)v(Z)====0.05mol?L-1?min-1,故答案为:0.05mol?L-1?min-1;??
(3)①根据图象中可知,开始时气体总物质的量为:2mol;平衡后气体总物质的量为:0.9mol+0.7mol+0.2mol=1.8mol;===0.9,故答案为:0.9;
②压强变大,平衡向右移动,而体系温度降低,说明正反应方向为吸热,故答案为:吸热。
该题通过图象中物质的物质的量的变化,来考查化学平衡的移动、化学反应速率计算,还涉及到阿伏伽德罗定律,综合考查学生对知识的综合应用能力。根据物质的量变化曲线,可知X、Y物质的量减小,为反应物;反应物没有完全反应,所以该反应为可逆反应;Z物质的量增加,为生成物,再根据其物质的量变化量之比等于其计量数之比,写出化学方程式。
19.【答案】(1)0.0016 mol/( L·s);(2)0.025;(3)升高温度、降低压强、移走PCl3、Cl2等;(4)0.1。
【解析】
试题分析:(1)消耗PCl5的物质的量为0.16mol,根据化学反应速率的表达式,v(PCl5)=0.16/(2×50)mol/( L·s)=0.0016mol/( L·s);(2)根据平衡常数的表达式,K=c(PCl3)×c(Cl2)/c(PCl5)=0.1×0.1/0.4=0.025;(3)提高PCl5的转化率,促使反应向正反应方向进行,因此措施是升高温度、降低压强、移走PCl3等;
(4)PCl5(g)PCl3(g)+C12(g)
起始: 0.5 0 a
变化: 0.5×20% 0.1 a+0.1
平衡: 0.4 0.1 a+0.1
化学平衡常数只受温度的影响,代入数值,K=0.025,解得a=0.1。
第二章第3节 化学反应的速率第1课时
一、选择题
1.某同学在试管中做铁钉与稀硫酸反应的实验,发现反应速率较慢,下列措施能加快反应速率的是 ( )
①给试管加热 ②加入铁粉 ③加入冰块 ④加入少量醋酸钠晶体 ⑤将稀硫酸换为浓硫酸
A. ①②⑤ B. ①② C. ③④ D. ③④⑤
2.反应A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(g),在不同情况下测得反应速率,其中反应速率最快的是 ( )
A. V(A)=0.15 mol·L-1·s-1
B. V(B)=0.50mol·L-1·s-1
C. V (C)=0.32 mol·L-1·s-1
D. V(D)=5.40 mol·L-1·min-1
3.甲:在试管中加入1 g粉末状大理石,加入4 mol/L盐酸20 mL(过量);
乙:在试管中加入2 g颗粒状大理石,加入4 mol/L盐酸20 mL(过量);
下列CO2生成体积(折算成标准状况)V(CO2)同反应时间t的关系曲线图合理的是( )
A. A B. B C. C D. D
4.下列措施不能使产生氢气的速率加快的是( )
A. 用锌片替换铁片与稀硫酸反应
B. 将铁片与稀硫酸反应的温度升高
C. 用铁粉替换铁片与稀硫酸反应
D. 用浓硫酸替换稀硫酸与铁片反应
5.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)=0.15mol/(L·s) ②v(B)=0.36mol/(L·s)③v(C)=0.4mol/(L·s) ④v(D)=0.45mol/(L·s)该反应进行的快慢顺序为( )
A. ②>③=④>① B. ④>③>②>①
C. ②>④>③>① D. ④>③>①>②
6.下列有关化学反应速率的说法中, 正确的是( )
A. l00mL2mol/L的盐酸与锌反应时,加入适量的氯化钠溶液,生成氢气的速率不变
B. 用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,改用铁片和浓硫酸可以加快产生氢气的速率
C. 用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,加入少量的硫酸铜溶液,反应速率不变
D. 容器中N2(g)+3H2(g)2NH3(g),当温度、压强不变,充入惰性气体,反应速率减慢
7.反应A+3B═2C+2D在四种不同情况下的反应速率分别为: ① υ(A)=0.15mol?L—1?s—1 ② υ(B)=0.6mol?L—1?s—1 ③ υ(C)=0.4mol?L—1?s—1 ④ υ(D)=0.45mol?L—1?s—1。该反应进行的快慢顺序为( )
A. ②>④>③>① B. ④>③=②>① C. ①=②=③=④ D. 无法判断
8.下列各组反应(表中物质均为反应物),在反应刚开始时,放出H2的速率最大的是
金属(粉末状)mol
酸的浓度及体积
反应温度
A
Mg 0.1
3 mol/L硫酸10 mL
60 ℃
B
Mg 0.1
6 mol/L硝酸10 mL
80 ℃
C
Fe 0.1
3 mol/L盐酸10 mL
60 ℃
D
Mg 0.1
3 mol/L 盐酸10 mL
60 ℃
A. A B. B C. C D. D
9.下列有关化学反应速率的说法中,正确的是( )
A. 2mol/L盐酸与锌反应时,加入4mol/L的氯化钠溶液,生成氢气的速率加快
B. 对于可逆反应2CO+2NON2+2CO2,使用合适的催化剂,CO的生成速率和消耗速率都加快
C. 工业上合成氨是放热反应,升高温度,正反应速率减慢
D. 在K2SO4和BaCl2两溶液反应时,增大压强,生成沉淀速率加快
10.下列措施对增大反应速率明显有效的是( )
A. Al在氧气中燃烧生成Al2O3,将铝粉改为铝片
B. Fe与稀硫酸反应制取H2时,改用质量分数为98.3%的浓硫酸
C. Zn与稀硫酸反应时,适当提高溶液的温度
D. Na与水反应时增大水的用量
11.同在室温下,同种规格的铝片分别与下列物质混合,反应速率最大的是( )
A. 0.1mol/L的HCl 95mL B. 0.2mol/L的HCl 90mL
C. 0.15mol/L的H2SO4 10mL D. 18mol/L的H2SO4 85mL
12.在2A+B=3C+4D反应中,表示该反应速率最快的是( )
A. v(A)=0.5mol?L-1?s-1 B. v(B)=0.3mol?L-1?s-1
C. v(C)=48mol?L-1?min-1 D. v(D)=1.0mol?L-1?min-1
13.用2.7g的铝片与60mL4mol/L稀硫酸反应制取H2,若要增大反应速率且产生的氢气的量不变,可采取的措施:①再加入20mL4mol/L硫酸;②改用30mL 6mol/L的稀硫酸;③改用20mL 18mol/L浓硫酸;④改用2.7g铝粉代替2.7g铝片;⑤适当升高温度;⑥加入少量硫酸铜溶液其中
A. ①②③④ B. ②④⑤ C. ②③④⑤ D. ②④⑤⑥
14.现有反应 3Fe(s)+ 4 H2O(g) Fe3O4(s)+4 H2(g),在一体积可调的密闭容器中进行,采取下列措施对其反应速率几乎无影响的是( )
A. 增加H2的量
B. 将容器体积缩小一半
C. 保持容器内体积不变,充入Ar使体系压强增大
D. 充入Ar,保持容器内压强不变
二、非选择题
15.(1)把0.6molX气体和0.4molY气体混合于2L容器中,使它们发生如下反应:3X(g)+Y(g)nZ(g)+2W(g)经过5min后,反应生成0.2molW,并测得以Z浓度变化表示的反应速率为0.01mol·L-1·min-1。则上述反应中Z的化学计量数n的值是 ;
(2)可逆反应2A(g)+B(g)2C(g)+2D(g),取amolA和bmolB置于VL容器中,1min后,测得容器内A的浓度为xmol/L,这时B的浓度为 ,C的浓度为 ,这段时间内反应的平均反应速率(A)= 。
16.(1)已知:重铬酸根离子(Cr2O72—)与铬酸根离子(CrO42-)在溶液中能互相转化,重铬酸钾溶于水发生的离子反应方程式:Cr2O72-(橙色)+H2O?2CrO42-(黄色)+2H+ △H<0,溶液为橙黄色,向溶液中滴加少量6 mol/L的硫酸,溶液呈________色,原因是 _;
(2)将NO2和N2O4混合气体置于恒容密闭容器中,将该体系升温至100oC,此时的现象是________________,原因是 ;
(3)硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应可出现浑浊,下表是某同学用该反应探究化学反应速率的实验记录。请回答以下问题:
实验序号
反应温度/℃
Na2S2O3溶液
稀H2SO4
H2O
V/mL
c/(mol·L-1)
V/mL
c/(mol·L-1)
V/mL
A
25
5
0.1
5
0.1
10
B
25
5
0.1
5
0.2
10
C
35
5
0.1
10
0.1
5
D
35
5
0.2
5
0.2
V1
①该反应的化学方程式: ;
②V1=_________mL;
③出现浑浊由快到慢的顺序是(填实验序号)__________________;
(4)草酸可以使酸性高锰酸钾褪色,请书写此过程的离子反应方程式: ,下图为草酸与酸性高锰酸钾反应的V-t图像,请解释图中AB段形成的可能原因__________。
17.某温度时,在一个容积为2L的密闭容器中,X、Y、Z,三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示.根据图中数据,试填写下列空白:
(1)该反应的化学方程式为________________________;
(2)反应开始至2min,用气体Z表示的反应速率为_____________;
(3)若X、Y、Z均为气体,反应达到平衡时:
①压强是开始时的__________倍;
②若此时将容器的体积缩小为原来的0.5倍,达到平衡时,容器内温度将升高(容器不与外界进行热交换),则该反应的正反应为__________反应(填“放热”或“吸热”).
(4)若上述反应在2min后的t1~t6内反应速率与反应时间图象如下,
在每一时刻均改变一个影响反应速率的因素,则①t1、t3、t4时刻体系中分别改变的是什么条件?
t1:______________,t3:_______________,t4:_____________;
②下列各时间段时,Z的体积分数最高的是___________。
A.t2~t3 B.t3~t4 C.t4~t5 D.t5~t6.
18.某温度时,在容积为2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。由图中数据分析,该反应的化学方程式为____________________,反应开始至2 min时,Z的平均反应速率为________________。
19.将3 mol A和3 mol B混合于2 L的密闭容器中,发生如下反应:
3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g),经5 min后,测得D的浓度为0.5 mol/L,
C的平均反应速率为0.15 mol/(L·min)。试求:
⑴B的平均反应速率为 ;
⑵x的值为
⑶5 min后,A、B的物质的量之比为 。
20.为了研究碳酸钙与盐酸反应的反应速率,某同学通过如图实验装置测定反应中生成的CO2气体体积,并绘制出如图所示的曲线。请分析讨论以下问题。
(1)化学反应速率最快的时间段是 ,影响此时间段反应速率的主要因素是 ;
A.O~t1 B.t1~t2 C.t2~t3 D.t3~t4
(2)为了减缓上述反应速率,欲向盐酸中加入下列物质,你认为可行的有 ;
A.蒸馏水 B.NaCl固体 C.NaCl溶液 D.通入HCl
(3)若盐酸的体积是20 mL,图中CO2的体积是标准状况下的体积,则t1~t2时间段平均反应速率v(HCl)= mol·(L·min)-1。
参考答案
1.【答案】B
【解析】①给试管加热,升高温度,化学反应速率加快,故①正确;②加入铁粉,增大固体反应物的表面积,化学反应速率加快,故②正确;③加入冰块,降低了温度、稀释了溶液,化学反应速率减慢,故③错误;④加入少量醋酸钠晶体,电离产生的醋酸根离子结合了H+,降低了H+浓度,从而降低了反应速率,④错误;⑤将稀硫酸换为浓硫酸,常温下则发生钝化,⑤错误。综上,①②正确。
2.【答案】B
【解析】以B的反应速率为标准进行判断,A项,V(B)=3V(A)=3×0.15mol·L-1·s-1=0.45mol·L-1·s-1;B项,V(B)=0.50mol?L-1?s-1;C项,V(B)= V(C)= ×0.32mol?L-1?s-1=0.48mol?L-1?s-1;D项,V(B)= V(D)= ×5.40mol?L-1?min-1=8.10mol?L-1?min-1,即8.10÷60mol?L-1?s-1=0.135mol?L-1?s-1;综上,反应速率最快的是B。
本题考查比较化学反应速率快慢,注意①同一化学反应,用不同物质表示的化学反应速率的数值之比=化学计量数之比;②统一单位。
3.D
【解析】粉末状大理石比颗粒状大理石反应快,2g颗粒状大理石产生二氧化碳的体积是粉末状大理石的2倍,故选D。
反应物的表面积越大,反应速率越大,所以粉末状大理石比颗粒状大理石反应快。
4.D
【解析】A、铁片改为锌片,锌较活泼,反应速率增大,故A不选;B、加热,温度升高,活化分子的百分数增大,反应速率增大,故B不选;C、固体表面积增大,反应速率增大,故C不选;稀硫酸改为浓硫酸,不能生成氢气,故D选,故选D。
点睛:本题考查化学反应速率的影响,为高频考点,侧重于学生的分析能力和基本理论知识的综合理解和运用的考查,注意把握影响化学反应速率的影响和影响原因,难度不大,注意相关基础知识的积累。易错点D,提高浓度却不能加快反应速率。
5.【答案】D
【解析】如果反应速率均用物质B表示,根据反应速率之比是相应的化学计量数之比可知反应速率分别是[mol/(L·s)]0.45、0.36、0.6、0.675,所以反应速率大小顺序是④>③>①>②,答案选D。
点睛:同一个化学反应,用不同的物质表示其反应速率时,速率数值可能不同,但表示的意义是相同的,所以比较反应速率快慢时,应该根据速率之比是相应的化学计量数之比先换算成用同一种物质表示,然后才能直接比较速率数值,注意换算时单位要统一。
6.【答案】D
【解析】A.加入氯化钠溶液,溶液体积增大,氢离子浓度减小,则反应速率减小,A错误;B.浓硫酸具有强氧化性,与铁发生钝化,不能产生氢气,B错误;C.用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,加入少量的硫酸铜溶液,锌置换出铜,构成原电池,反应速率增大,C错误;D.当温度、压强不变,充入惰性气体,容器容积增大,反应物浓度减小,反应速率减慢,D正确;答案选D。
本题考查化学反应速率的影响,侧重于学生的分析能力和基本理论知识的综合理解和运用的考查。选项D是解答的难点,有气体参加的反应体系中充入“惰性气体”(不参与反应)时,对化学反应速率的影响: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)→反应速率减慢。
7.【答案】B
【解析】根据; 0.15mol?L—1?s—1; 0.2mol?L—1?s—1; 0.2mol?L—1?s—1; 0.225mol?L—1?s—1,快慢顺序为④>③=②>①,故B正确。
8.【答案】A
【解析】金属越活泼,氢离子浓度越大、温度越高反应速率越大。两种金属中,镁较活泼。3种酸中,硝酸浓度最大,但是它与活泼金属反应不生成氢气;硫酸是二元酸而盐酸是一元酸,所以相同物质的量浓度的两种酸中,硫酸中的氢离子浓度较大。综上所述,本题选A。
9.【答案】B
【解析】A.2mol/L盐酸与锌反应时,加入4mol/L的氯化钠溶液,溶液中H+浓度降低,生成氢气的速率减慢,故A错误;B.对于可逆反应2CO+2NON2+2CO2,使用合适的催化剂,可以加快反应速率,即CO的生成速率和消耗速率都加快,故B正确;C.合成氨反应过程中升高温度,正、逆反应速率都加快,故C错误;D.在K2SO4和BaCl2两溶液反应时,增大压强,不改变反应物和生成物的浓度,不影响反应速率,故D错误;答案为B。
10.【答案】C
【解析】A. 将铝粉改为铝片,反应物之间接触面积减小,反应速率减小;B. Fe在98.3%的浓硫酸中被钝化;C.温度升高,反应速率增大;D.增大水的用量不影响Na与水的反应速率。故选C。
增大反应速率的因素主要有增大反应物浓度、升高温度、增大反应物接触面积、使用适当催化剂等。
11.【答案】C
【解析】A.0.1?mol?L-1的盐酸中H+浓度为0.1mol/L;B.0.2?mol?L-1的盐酸中H+浓度为0.2mol/L;C.0.15?mol?L-1的硫酸溶液H+浓度为0.3mol/L;D.常温下铝在浓硫酸中发生钝化反应,加热生成SO2,而不能生成氢气;故A、B、C三者中C中氢离子浓度最大,三者比较C的反应速率最大,故选C。
12.【答案】B
【解析】根据反应速率之比是相应的化学计量数之比可知如果都用物质C表示反应速率,则分别是(mol?L-1?s-1)0.75、0.9、0.8、0.0125,所以反应速率最快的是选项B,答案选B。
同一个化学反应,用不同的物质表示其反应速率时,速率数值可能不同,但表示的意义是相同的,所以比较反应速率快慢时,应该根据速率之比是相应的化学计量数之比先换算成用同一种物质表示,然后才能直接比较速率数值。需要说明的是在换算时应该注意单位的统一。
13.【答案】B
【解析】①再加入20mL 4mol/L硫酸,硫酸浓度不变,反应速率不变,错误;②改用30mL 6mol/L的稀硫酸,硫酸浓度增大,反应速率增大,正确;③改用20mL 18mol/L浓硫酸,与铝在常温下发生钝化反应,不生成氢气,错误;④改用2.7g铝粉代替2.7g铝片,固体表面积增大,反应速率增大,正确;⑤适当升高温度,活化分子百分数增大,反应速率增大,正确;⑥加入少量硫酸铜溶液铝置换出铜,构成原电池,反应速率加快,但产生的氢气减少,错误,答案选B。
14.【答案】C
【解析】A、增加氢气的量,化学反应速率增大,故A错误;B、体积缩小一半,气体浓度增大,化学反应速率增大,故B错误;C、恒容状态下,通入非反应气体,虽然压强增大,但组分的浓度的不变,化学反应速率不变,故C正确;D、恒压状态,通入非反应气体,组分的浓度减小,化学反应减缓,故D错误。
15.【答案】(1)1 (2)-(-x)mol/L -x mol/L -x mol/(L·min)
【解析】(1)以Z浓度变化来表示的反应速率为0.01 mol·L-1·min-1,则生成Z的物质的量是0.01 mol·L-1·min-1×2L×5min=0.1mol,根据变化量之比等于化学计量数之比可知,n:2=0.1:0.2,解得n=1。(2)根据可逆反应2A(g)+B(g)?2C(g)+2D(g),1min后,测得容器内A的浓度为xmol/L,则A的物质的量为xV mol,反应掉的A为(a-xV)mol,则反应掉的B为0.5(a-xV)mol,所以这时B的浓度为[b-0.5(a-xV)]÷Vmol/L=-(-x)mol/L;反应生成C的物质的量为(a-xV)mol,浓度为(a-xV)mol÷V=-x mol/L;这段时间内反应的平均反应速率(A)=(a-xV)mol÷(VL×1min)=-x mol/(L·min)。
16.【答案】(1)橙红 增加c(H+),平衡逆向移动,c(Cr2O72-)增大
(2)颜色变深 2NO2N2O4ΔH<0;
升高温度,平衡向生成NO2的方向移动,c(NO2)增大
(3)①Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O②10③D C B A
(4)2MnO4-+5H2C2O4+6H+═10CO2↑+2Mn2++8H2O 反应生成的硫酸锰起催化剂的作用
【解析】(1)向溶液中滴加少量6 mol/L的硫酸,氢离子浓度增大,Cr2O72-(橙色)+H2O?2CrO42-(黄色)+2H+ 平衡逆向移动,Cr2O72-浓度增大,溶液呈橙色;
(2)将NO2和N2O4混合气体存在平衡,ΔH<0正反应放热,升高温度逆向移动,所以颜色变深;
(3)①该反应的化学方程式:Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O;②为控制每组只有一个变量,保证混合后溶液体积相同,V1=10mL;③温度越高速率越快、浓度越大速率越快,出现浑浊由快到慢的顺序是D、C、B、A;
(4)草酸可以使酸性高锰酸钾褪色,根据原子守恒、电子守恒和电荷守恒来配平离子方程式为:2MnO4-+5H2C2O4+6H+═10CO2↑+2Mn2++8H2O;根据影响反应速率的因素,图中AB段速率加快的原因可能是反应生成的硫酸锰起催化剂的作用。
17.【答案】(1)3X+Y2Z;(2)0.05mol/(L·min);(3)①0.9;②放热;
(4)①t1:增大反应物浓度,t2:加催化剂,t3:降低温度;②D。
【解析】(1)X、Y的物质的量减小,作反应物,Z的物质的量增大,作生成物,根据化学反应速率之比等于化学计量数之比,同时间等体积,化学计量数之比等于物质的量变化的之比,X:Y:Z=(1.0-0.7):(1.0-0.9):0.2=3:1:2,因此反应方程式为3X+Y2Z;(2)根据化学反应速率定义,v(Z)=0.2/(2×2)mol/(L·min)=0.05 mol/(L·min);(3)①同温同体积下,压强之比等于物质的量之比,反应前的物质的量为2mol,反应后气体物质的量为1.8mol,P前:P后=2:1.8=1:0.9,压强四开始时的0.9倍;②缩小容积,相当于增大压强,平衡向正反应方向进行,温度升高,说明正反应方向是放热反应;(4)①t1时刻,只增大v正,且反应方向向正反应方向进行,说明t1时刻增大的是反应物的浓度;t3时刻v正=v逆,说明使用催化剂;t4时刻,正逆反应速率都降低,可能降低温度或减小压强,当v正>v逆,说明反应向正反应方向进行,根据勒夏特列原理,应是降低温度;②Z是生成物,Z的体积分数增大,说明平衡向正反应方向进行,即D选项正确。
18.【答案】X+3Y2Z, 0.05 mol/(L·min)。
【解析】
试题分析:X、Y的物质的量减小,是反应物,Z的物质的量增大,Z为生成物,化学速率之比等于化学计量数之比,因此系数之比为(1-0.9):(1-0.7):0.2=1:3:2,化学反应方程式为:X+3Y2Z,根据化学反应速率的定义,v(Z)=0.2/(2×2)mol/(L·min)=0.05 mol/(L·min)。
19.【答案】(1)0.05mol/(L?min) (2)3 (3)3:5
【解析】(1)经5min后,测得D的浓度为0.5mol/L,v(D)==0.1mol/(L?min),反应速率之比等于化学计量数之比,B的平均反应速率为0.05mol/(L?min),(2)C的平均反应速率为0.15mol/(L?min),B的平均反应速率为0.05mol/(L?min),反应速率之比等于化学计量数之比,可知x=3,故答案为:3;
(2)由信息可知3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g),
开始 1.5 mol/L 1.5mol/L 0 0
转化0.75 mol/L 0.25mol/L 0.5 mol/L 0.5mol/L
平衡0.75 mol/L 1.25mol/L
则5min后,A、B的物质的量之比等于物质的量浓度之比,即3:5
20.【答案】(1)B 反应放热,使反应速率增大(2)AC(3)
【解析】(1)曲线的斜率为该反应的化学反应速率,斜率越大其反应速率越大,根据图象知,斜率最大的是t1~t2;该反应是放热反应,放出的热量使溶液温度升高,升高温度,反应速率加快。
(2)降低反应速率,可以通过减小溶液中氢离子浓度实现,加水稀释或加入氯化钠溶液都能使氢离子浓度降低,从而降低反应速率;加入氯化钠固体溶液中氢离子浓度几乎不变,对化学反应速率几乎无影响;通入氯化氢使溶液中氢离子浓度增大,反应速率加快,选AC。
(3)t1~t2时间段生成气体体积为(V2-V1)L,则二氧化碳的物质的量(V1-V2)/22.4mol,根据HCl和二氧化碳的关系式知,消耗盐酸的物质的量为(V1-V2)/11.2mol,根据v=△n/V△t计算t1~t2时间段平均反应速率v(HCl)= 。
第二章第3节 化学反应的速率第1课时
一、选择题
1.在2A+B 3C+4D反应中,表示该反应速率最快的是( )
A. υ(A)= 0.5 mol/(L·s)
B. υ(B)= 0.3 mol/(L·s)
C. υ(C)= 12 mol/(L·min)
D. υ(D)= 6 mol/(L·min)
2.恒温恒容装置中发生如下反应:A(g)+2B(g)2C(g) ΔH = -a kJ·mol-1(a>0),开始时充入一定量的A和B,B的反应速率随时间变化如下图所示。下列说法正确是( )
A. 反应放出的热量一定小于a kJ
B. 5s后,反应停止,各物质浓度保持不变
C. 5s末,ν(A)︰ν(B)=1︰2
D. 阴影部分面积可以表示A的物质的量浓度减少量
3.下列说法正确的是( )
A.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
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. 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
D.化学反应速率的单位可以是g·L-1·s-1,也可以是kg·L-1·s-1
4.为探究影响化学反应速率的影响因素,将等质量的铁与过量盐酸反应,其他实验条件见下表。其中铁被反应完消耗时间最少的组别是( )
组别
c(HCl)/ mol·L-1
温度/℃
铁的状态
A
2.0
25
块状
B
2.5
30
粉末状
C
2.5
50
块状
D
2.5
50
粉末状
A. A B. B C. C D. D
5.在2A+B3C+4D反应中,表示该反应速率最快的是 ( )
A.v(A)=0.5 mol?L﹣1?s﹣1 B.v(B)=0.5 mol?L﹣1?s﹣1
C.v(C)=0.8 mol?L﹣1?s﹣1 D.v(D)=60 mol?L﹣1?min﹣1
6.一定量的铁粉与足量2mol/L盐酸反应,为了加快反应速率且不影响产生氢气的量,可向溶液中加入( )
①3mol/L的硝酸溶液 ②少量CuSO4(s) ③加入一定量的铜 ④少量CH3COONa(s) ⑤对溶液加热(假定盐酸溶质不挥发) ⑥向反应液中通入HCl气体 ⑦加入过量铁粉 ⑧将铁粉改为铁片
A.③⑤⑥ B.②③④ C.①⑥⑦ D.①⑤⑧
7.用2g块状大理石与30mL3mol/L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盐酸 ②改用30mL6mol/L盐酸
③改用2g粉末状大理石 ④适当升高温度
A.①②④ B.②③④ C.①③④ D.①②③
8.化学反应速率是通过实验测定的,下列化学反应速率的测量中,测量依据不可行的是( )
选项
化学反应
测量依据(单位时间内)
A
2NO2N2O4
颜色深浅
B
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2
H2体积
C
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)
压强变化
D
Ca(OH)2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaOH
沉淀质量
9.某条件下,在2L密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示。下列有关说法不正确的是( )
A.反应2min末X的浓度为0.35mol/L
B.该反应的化学方程式可表示为:2Z2Y+3X
C.反应2min内以Z浓度变化表示的平均反应速率为0.05mol/(L?min)
D.任何时刻以Z、Y浓度变化表示的反应速率关系符合υ(Z)=υ(Y)
10.将 4 mol A 气体和 2 mol B 气体在 2 L 的容器中混合并在一定条件下发生如下反应:2A(气) + B(气) 2C(气)若经 2 s(秒)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 B 的浓度为 0.7 mol·L-1 ④2 s 时物质 A 的转化率为70% 其中正确的是( )
A.①③ B.①④ C.②③ D.③④
11.一定量的盐酸与过量的铁粉反应时,为了减缓反应速率且不影响生成氢气的总量,可向盐酸中加入适量的( )
①NaOH固体;②Na2SO4溶液;③KNO3溶液;④H2O;⑤CaCO3固体;⑥NaCl固体
A.①②⑤ B.②③⑥ C.②③④⑤ D.②④
12.在2A+B 3C+4D反应中,表示该反应速率最快的是( )
A.v(A)=0.5 mol/(L·s) B.v(B)= 0.3 mol/(L·s)
C.v(C)=0.8 mol/(L·s) D.v(D)= 1 mol/(L·s)
13.在一定条件下,对于A2(g)+3B2(g)2AB3(g)反应来说,以下化学反应速率的表示中,化学反应速率最快的是( )
A.v(A2)=0.8 mol·L-1·s-1 B.v(A2)=30 mol·L-1·min-1
C.v(AB3)=1.0 mol·L-1·s-1 D.v(B2)=1.2 mol·L-1·s-1
14.20℃时,将10mL 0.1mol/L Na2S2O3溶液和10mL 0.1mol/L的H2SO4溶液混合,2min后溶液中明显出现浑浊。已知温度每升高10℃,化学反应速率增大到原来的2倍,那么50℃时,同样的反应要明显地出现浑浊,所需的时间是( )
A.40s B.15s C.20s D.48s
二、非选择题
15.在一密闭容器中发生反应N2+3H2 2NH3 △H<0,达到平衡后,只改变某一个条件时,反应速率与反应时间的关系如图所示:
回答下列问题:
(1) t1、t3、t4时刻分别改变的一个条件:
A增大压强 B减小压强 C升高温度
D降低温度 E加催化剂 F充入氮气
则t1时刻 _;
(2)依据(1)中的结论,下列时间段中,氨的百分含量最高的是 (填选项)。
A.t0~t1 B.t2~t3 C.t3~t4 D.t5~t6
16.在一定温度下,将2mol A和2molB 两种气体相混合于容积为2L的某密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g) = xC(g)+2D(g),2分钟末反应达到平衡状态,生成了0.8mol D,并测得C的浓度为0.4 mol/L,请填写下列空白:
(1)A的转化率为_____________;
(2)2分钟内生成D的反应速率为____________;
(3)x值等于________________;
(4)如果增大反应体系的压强,则平衡体系中C的质量分数________。(填“增大”“减小”或“不变”)
17.某温度时,在VL密闭容器中,A、B、C三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示,由图中数据分析:
(1)反应的化学方程式为_______________;
(2)从开始到t1 min末时,用物质C表示的反应速率为_________________。
18.回答下列问题:
(1)将等物质的量的A和B,混合于2 L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g) + B(g) xC(g) +2D(g),5min后测得c(D)=0.5mol·L-1,c(A)∶c(B)=3∶5,C的反应速率是0.1mol·L-1·min-1。
①A在5min末的浓度是____________;
②v(B)=____________;
③x=____________;
(2)在25℃时,向100mL含氯化氢14.6g的盐酸溶液中,放入5.6g纯铁粉,反应进行到2min末收集到氢气1.12 L(标准状况),在此后又经过4min,铁粉完全溶解。若不考虑溶液体积的变化,则:
①前2min内用FeCl2表示的平均反应速率是______________;
②后4min内用HCl表示的平均反应速率是________________;
③前2min与后4min相比,反应速率__________较快,其原因是__________________。
19.某探究性学习小组拟通过锌与盐酸的反应研究影响反应速率的因素.
该探究性学习小组用相同质量的锌和相同浓度的足量的稀盐酸反应得到实验数据如表所示:
实验编号
锌的状态
反应温度/℃
收集100mL氢气所需时间/s
Ⅰ
薄片
15
200
Ⅱ
薄片
25
90
Ⅲ
粉末
25
10
(1)该实验的目的是探究 、 对锌和稀盐酸反应速率的影响;
(2)实验Ⅰ和Ⅱ表明 ,化学反应速率越大;
(3)能表明固体的表面积对反应速率有影响的实验编号是 和 ,实验结论是 ;
(4)请设计一个实验方案证明盐酸的浓度对该反应的速率的影响: 。
参考答案
1.【答案】B
【解析】根据反应速率之比等于化学计量数之比,都转化为用D物质表示的反应速率进行比较,对于2A+B?3C+4D, A项,v(A)=0.5 mol/(L?s),转化为用D物质表示的反应速率:v(D)=2v(A)=1mol/(L?s);B项,v(B)=0.3mol/(L?s),转化为用D物质表示的反应速率:v(D)=4v(B)=4×0.3mol/(L?s)=1.2 mol/(L?s);C项,v(C)=12mol/(L?min)=0.2mol/(L?s),转化为用D物质表示的反应速率:v(D)= 4/3 v(C)= 4/3×0.2mol/(L?s)≈0.27mol/(L?s);D项,v(D)=6 mol/(L?min)=0.1mol/(L?s),故反应速率B>A>C>D。综上所述,符合题意的选项为B。
本题主要考查对化学反应速率的计算等考点的理解。对于反应mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g),有v(A):v(B):v(C):v (D)=m:n:p:q,利用这一关系,可以很方便地求算出不同物质表示的v的数值。
2.【答案】C
【解析】A. 不能确定反应物的用量,反应放出的热量不一定小于a kJ,A错误;B. 5s后,反应达到平衡状态,反应没有停止,B错误;C. 反应速率之比是相应的化学计量数之比,则5s末,ν(A)︰ν(B)=1︰2,C正确;D. 阴影部分面积可以表示B的物质的量浓度减少量,D错误,答案选C。
3.【答案】A
【解析】A.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,A正确;B.化学反应速率均是正值,B错误;C.化学反应速率是对化学反应而言的,非可逆反应也谈化学反应速率,C错误;D.化学反应速率的单位可以是mol·L-1·s-1,D错误,答案选A。
4.【答案】D
【解析】试题分析:根据化学反应速率的影响因素,温度越高,化学反应速率越快,接触面积越大,化学反应速率越快,答案选D。
5.【答案】B
【解析】同一化学反应中,同一时间段内,化学反应速率之比等于计量数之比;A.υ(A)=0.5mol/(L?s);B.υ(B)=0.5 mol?L﹣1?s﹣1,所以υ(A)=1.2mol/(L?s);C.υ(C)=0.8mol/(L?s),所以υ(A)=8/15mol/(L?s);D.υ(D)=60 mol?L﹣1?min﹣1=1mol/(L?s),所以υ(A)=0.5mol/(L?s);所以表示该反应速率最快的是B,故选B。
6.【答案】A
【解析】①硝酸和金属反应不产生氢气,故错误;②铁把铜置换出来,构成原电池加快反应速率,但铁是不足,产生氢气的量减小,故错误;③构成原电池,且氢气总量不变,故正确;④生成CH3COOH,醋酸是弱酸,c(H+)减少,反应速率减少,故错误;⑤升高温度,反应速率加快,氢气总量不变,故正确;⑥反应物浓度增大,反应速率加快,盐酸过量,氢气总量不变,故正确;⑦氢气总量增加,故错误;⑧减少反应表面积,反应速率降低,故错误;综上所述.选项A正确。
7.【答案】B
【解析】①改用60mL 3mol/L盐酸,体积增大,但浓度不变,反应速率不变,故错误;②改用30mL 6mol/L盐酸,浓度增大,反应速率增大,故正确;③改用3g粉末状大理石,固体表面积增大,反应速率增大,故正确;④适当升高温度,活化分子百分数增大,反应速率增大,故正确;故选B。
反应为CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O,影响化学反应速率的因素有温度、浓度、压强、催化剂、x射线、固体物质的表面积等.增加反应物浓度,使反应速率加快;升高温度,使反应速率加快;对于有气体参与的化学反应,增大压强,使反应速率加快;增大接触面积,反应速率加快;使用正催化剂,使反应物速率加快,以此解答该题。
8.【答案】C
【解析】化学反应速率用单位时间内反应物的浓度的减少或生成物浓度的增加量来表示;A.2NO2N2O4,NO2是红棕色气体,N2O4是无色气体,可以用单位时间内气体颜色的变化来衡量反应的快慢,故A可行;B.单位时间内H2体积变化多,速率快,故B可行;C.该反应是体积不变的反应,反应前后压强始终不变,故C不可行;D.单位时间内产生的沉淀的质量越高,速率越快,故D可行;故选A。
9.【答案】B
【解析】A.根据图象,反应2min末X的物质的量为0.7mol,则浓度为0.7mol÷2L=0.35mol/L,A正确;B.由图象可知,反应中X、Y的物质的量减小,Z的物质的量增多,则X、Y为反应物,Z为生成物,在2min时,物质的量的变化量分别为:X:0.3mol,Y:0.2mol,Z:0.2mol,则0.3:0.2:0.2=3:2:2,物质的量的变化量之比等于化学计量数之比,反应的化学方程式为3X+2Y2Z,B错误;C.2min末,Z的浓度变化量为△c=0.2mol÷2L=0.1moL/L,则v=0.1mol/L÷2min=0.05mol/(L·min),C正确;D.根据化学方程式,化学反应速率之比等于化学计量数之比,则任何时刻以Z、Y浓度变化表示的反应速率关系符合υ(Z)=υ(Y),D正确;答案选B。
10.【答案】A
【解析】①根据反应方程式,消耗A的浓度是0.6mol·L-1,
因此反应速率v(A)=0.6/2mol/(L·s)=0.3mol/(L·s),故正确;
②消耗B的浓度是0.6/2mol·L-1=0.3mol·L-1,
v(B)=0.3/2mol/(L·s)=0.15mol/(L·s),故错误;
③2s时B的浓度是(2/2-0.3)mol·L-1=0.7mol·L-1,故正确;
④消耗A的物质的量为0.6×2mol=1.2mol,
A的转化率是1.2/4×100%=30%,故错误;综上所述,选项A正确。
11.【答案】D
【解析】①铁粉过量,盐酸不足,加入氢氧化钠,消耗盐酸,氢气足量降低,故错误;②相当于稀释,盐酸浓度降低,但n(H+)不变,故正确;③NO3-在酸性条件下,具有强氧化性,和金属反应不产生氢气,故错误;④稀释盐酸,盐酸浓度降低,化学反应速率减缓,氢气总量不变,故正确;⑤碳酸钙消耗盐酸,氢气总量降低,故错误;⑥对实验无影响,故错误;综上所述,选项D正确。
12.【答案】B
【解析】都转化为D物质表示的速率进行比较,对于2A+B?3C+4D,A、υ(A)=0.5 mol/(L?s),速率之比等于化学计量数之比,故υ(D)=2υ(A)=1mol/(L?s),B、υ(B)=0.3mol/(L?s),速率之比等于化学计量数之比,故υ(D)=4υ(B)=1.2mol/(L?s),C、υ(C)=0.8mol/(L?s),速率之比等于化学计量数之比,故υ(D)=υ(C)=×0.8mol/(L?s)=1.1mol/(L?s),D、υ(D)=1 mol/(L?s),故速率B>C>A=D,故选B。
本题考查反应速率快慢的比较,注意比较常用方法有:1、归一法,即按速率之比等于化学计量数之比转化为用同一物质表示的速率,2、比值法,即由某物质表示的速率与该物质的化学计量数之比,比值越大,速率越快。
13.【答案】A
【解析】根据反应A2(g)+3B2(g)2AB3(g),均转化为B2表示的速率进行比较,A、V(A2)=0.8mol/(L?s),化学反应速率之比等于化学计量数之比,故v(B2)=3V(A2)=3×0.8mol/(L?s)=2.4mol/(L?s);B、v(A2)=30 mol?L-1?min-1=0.5mol/(L?s),化学反应速率之比等于化学计量数之比,故v(B2)=3V(A2)═3×0.5mol/(L?s)=1.5mol/(L?s);C、v(AB3)=1.0mol/(L?s),化学反应速率之比等于化学计量数之比,故v(B2)=3/2v(AB3)=3/2×1mol/(L?s)=1.5mol/(L?s);D、v(B2)=1.2mol/(L?s);所以最快的是A,故选A.
14.【答案】B.
【解析】化学反应中,升高温度,反应速率增大,20℃时将0.1mol/L Na2S2O3溶液10mL和0.1mol/L的硫酸溶液混合,2min后溶液中出现混浊,即120s,已知温度每升高10℃,化学反应速率增大到原来的2倍,那么50℃时,温度升高30℃,反应速率应是20℃的23=8倍,则同样的反应出现混浊需要的时间是:120/8=15,因此B正确。
15.【答案】(1)C (2)A
【解析】(1)由N2+3H2 2NH3 △H<0可知,该反应为放热反应,且为气体体积减小的反应,则由图可知,t1时刻正逆反应速率均增大,且逆反应速率大于正反应速率,平衡逆向移动,改变条件应为升高温度,选C。
(2)由图可知,t1时刻平衡逆向移动,t3时刻平衡不移动,t4时刻平衡逆向移动,均使氨气的含量减少,则t0~t1时间段氨气的含量最大,选A。
16.【答案】(1)60%; (2)0.2 mol/(L·min); (3)2;(4) 不变。
【解析】(1)生成0.8molD,消耗A的物质的量为3×0.8/2mol=1.2mol,则A的转化率为1.2/2×100%=60%;(2)根据化学反应速率的定义,v(D)=0.8/(2×2)mol/(L·min)=0.2 mol/(L·min);(3)根据化学反应方程式,解得x=2×2×0.4/0.8=2;(4)反应前后气体的系数之和相等,增大压强平衡不移动,C的质量分数不变。
17.【答案】(1)4A+2BC;(2)6/Vt1 mol/(Lmin)。
【解析】(1)根据图像知从起始到t1,A消耗12-4=8mol,B消耗:8-4=4mol,C生成6mol,因此是A跟B化合反应生成C,再根据消耗三者的物质的量之比等于化学计量数之比,则该反应的化学方程式为:4A+2BC。
(2)至t1分钟之时,C的浓度为6/v mol/L,C的生成速率6/Vt1 mol/(Lmin)。
18.【答案】(1)①0.75mol·L-1;②0.05mol·L-1·min-1; ③ 2;
(2)①0.25mol·(L·min)- 1; ②0.25mol·(L·min)-;③前2min的平均反应速率大于后4min的平均反应速率;在其他条件不变时,增大反应物的浓度,反应速率增大,随着反应进行,反应物的浓度逐渐减小,因而v随之减小。
【解析】
(1)① 3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g)
起始(浓度): a a 0 0
消耗(浓度): 0.75 0.25 0.5
平衡(浓度):(a-0.75) (a-0.25) 0.5
根据c(A):c(B)=3:5,解得a=1.5mol·L-1,因此反应后c(A)=(1.5-0.75)mol·L-1=0.75mol·L-1;②根据反应速率的定义,v(B)=0.25/5mol/(L·min)=0.05 mol/(L·min);③根据化学速率之比等于化学计量数之比,x=2;(2)①Fe+2HCl=FeCl2+H2↑,n(FeCl2)=n(H2)=1.12/22.4mol=0.05mol,v(FeCl2)=0.05/(2×100×10-3)mol/(L·min)=0.25 mol/(L·min);②前2min消耗的Fe的物质的量为1.12/22.4mol=0.05mol,后4min消耗n(HCl)=2×(5.6/56-0.05)mol=0.1mol,v(HCl)=0.1/(4×100×10-3) mol/(L·min)=0.25 mol/(L·min);③其他条件不变,随着反应的进行盐酸的浓度降低,反应速率减缓,前2min的平均反应速率大于后4min的平均反应速率。
19.【答案】(1)固体表面积;温度;
(2)温度越高;
(3)Ⅱ;Ⅲ;其他因素不变,固体表面积越大,反应速率越快;
(4)在相同的温度下,采用相同状态的质量相同的锌片与两种体积相同但浓度不同的盐酸反应.
【解析】(1)由实验数据可知,Ⅱ、Ⅲ中接触面积不同,I、Ⅱ中温度不同;
(2)Ⅰ和Ⅱ表明,温度高的反应时间少;
(3)Ⅱ、Ⅲ中接触面积不同,接触面积大的反应时间少;
(4)证明盐酸的浓度对该反应的速率的影响,利用相同的Zn与不同浓度的盐酸反应.
解:(1)由实验数据可知,Ⅱ、Ⅲ中接触面积不同,I、Ⅱ中温度不同,则该实验的目的是探究固体表面积、温度对锌和稀盐酸反应速率的影响,
故答案为:固体表面积;温度;
(2)Ⅰ和Ⅱ表明,温度高的反应时间少,则表明温度越高,反应速率越大,
故答案为:温度越高;
(3)Ⅱ、Ⅲ中接触面积不同,接触面积大的反应时间少,则能表明固体的表面积对反应速率有影响的实验编号是Ⅱ和Ⅲ,实验结论是其他因素不变,固体表面积越大,反应速率越快,
故答案为:Ⅱ;Ⅲ;其他因素不变,固体表面积越大,反应速率越快;
(4)证明盐酸的浓度对该反应的速率的影响,利用相同的Zn与不同浓度的盐酸反应,则设计实验为在相同的温度下,采用相同状态的质量相同的锌片与两种体积相同但浓度不同的盐酸反应,
故答案为:在相同的温度下,采用相同状态的质量相同的锌片与两种体积相同但浓度不同的盐酸反应.
课件30张PPT。第二章第3节 化学反应的速率第1课时1.了解化学反应速率的概念和含义。
2.掌握化学反应速率的定量表示方法。
3.掌握化学反应速率的简单计算。
4.初步了解化学反应速率图象的意义。 举出几例你在生活中所遇到的与化学反应快慢有关的事例。 溶洞的形成需要几百年甚至上千年有些反应可以瞬间完成,例如酸碱中和反应、炸弹爆炸
有些反应进行得很慢,例如牛奶变质、铁桥生锈等你希望加快还是减慢下列反应呢?铁桥生锈说一说: 食物腐败工业生产合成氨mol/(L· min)mol/(L·s)2、数学表达式: 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来表示。3、常用单位:1、表示方法: 一、化学反应的速率mol·L-1· min-1mol·L-1·s-1或8注意1.V是标量,只有大小没有方向
2.V是平均值,不同时刻的V是不相同的
3.固体或者纯净的液体没有浓度的变化,所以不能用它们的浓度的变化来表示V的大小既V不能用固态或纯液态来表示
4.对于同一个化学反应,不同物质所表示的V之比等于它们的计量系数之比9平均速率: 3.注意 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,而不是指瞬时速率思考与交流:
1、化学反应速率是矢量还是标量?其数值是否有正负之分?
2、对某一具体的化学反应来说,用不同的物质表示化学反应速率时含义是否一样?其数值是否相同?数值间又有何关系?
3、在一定温度下,是否任何物质均可以用来表示化学反应速率?为什么?
4、你认为中学化学中通常说的化学反应速率一般指平均速率还是瞬时速率?
标量 ; 只有正值。 含义相同;数值可能不同;
化学反应速率之比=化学计量数之比。平均速率不是;固体和纯液体的浓度视为常数,Δc=0,因此不用固体和纯液体的浓度表示化学反应速率。1.依据化学反应速率的定义,思考并探究,化学反应速率是即时速率还是平均速率?有无正负之分?
提示:(1)化学反应速率表示的是某一段时间内的化学反应的平均速率,而不是某一时刻的即时反应速率。
(2)在某一个化学反应中,无论是用反应物还是用生成物表示化学反应速率,均为正值,无负值。2.对于一个化学反应来说,(1)是不是所有物质都能表述其化学反应速率?如果不是,那么用什么样的物质来表示?(2)同一个反应,用不同的物质表示其反应速率时数值是否相同?意义呢?
提示:(1)不是所有物质都能表示化学反应速率,对
于固体物质或纯液体物质,反应在其表面进行,它们的
浓度是不变的,不能用它们来表示化学反应速率;对于
在溶液中进行的反应,逸出的气体也没有“浓度”,也
不能用来表示化学反应速率。以铁与1 mol·L-1的硫酸反应为例,测定该反应的速率。Fe是固体,H2是气体,在敞口容器中它们都不存在“浓度”的概念,因此只能测定H2SO4和FeSO4浓度的变化,但也可以通过把Fe、H2的量变化换算成H2SO4或FeSO4浓度的变化来计算化学反应速率。
(2)对于任意一个化学反应,aA+bB====cC+dD,用不同的物质表示化学反应速率时,其数值大小可能不同,但表示的意义是一样的,而且不同的物质表示的化学反应速率数值之比等于各物质的系数之比,即:v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=a∶b∶c∶d3.依据化学反应速率的定义和意义,思考并分析,在比较化学反应速率时能否用不同的物质表示的不同速率的数值比较其大小?在比较同一化学反应速率的大小时,要注意什么?
提示:不能。应利用化学反应速率比等于化学方程式中各物质的系数比,化归为同一物质表示的反应速率,再比较大小。
在比较同一反应速率的大小时,一定要先将不同种物质的反应速率转化成同种物质的反应速率,再转化成为相同单位的速率值去比较。4.对于一个可逆反应,在表示其化学反应速率时,应
注意哪些问题?对于aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)这
一可逆反应来说,当 时,该反应是否处于平衡状态?思考并总结,用速率表达反应平衡时应注意哪些问题?
提示:对于可逆反应,在表示其化学反应速率时,要注意标明物质种类,还要标明是正反应速率,还是逆反应速率。由于v(A)正、v(B)正均表示的是正反应方向的速率,在
相同方向上,任意时刻的反应速率之比等于物质的系数
之比,所以无法用来判断可逆反应是否处于平衡状态。
在用反应速率表示可逆反应达到平衡状态时,必须注意
是v(正)=v(逆),且速率比等于系数比,如上述方程式
中 时,表示反应已达到平衡状态,也可以利用反应速率之比等于系数之比,求出同种物质的逆向
反应速率,看是否相等,若相等,即达到平衡状态,若
不相等,就是没有达到平衡状态。二、化学反应速率的特点及相关计算
1.化学反应速率的特点
(1)在某一个化学反应中无论是用反应物还是用生成物表示化学反应速率,其值均为正值,无负值。
(2)化学反应速率表示的均是某一段时间内的化学反应的平均速率,而不是某一时刻的化学反应的瞬时速率。
(3)对于固体和纯液体,它们的物质的量浓度视为常数,所以通常不用固体或纯液体表示化学反应速率。(4)对于任意一个化学反应aA+bB===cC+dD,用不同的物质表示的化学反应速率的数值大小可能不同,但表示的含义是一样的,而且不同的物质表示的化学反应速率数值之比等于各物质系数之比,即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=a∶b∶c∶d。
(5)比较反应的快慢,应取同一参照物进行对比,不能不分物质只比较数值的大小,方法是把不同物质表示的化学反应速率通过物质系数转化成同一物质的化学反应速率后再进行比较。同步练习1、某一反应物的浓度是2.0mol.L-1,经过4 min后,它的浓度变成1.68mol.L-1,则在这4min内它的平均反应速率为 ( )
A.0.2 mol/(L·min) B.0.1 mol/(L·min)
C.0.04 mol/(L·min) D.0.08 mol/(L·min)
2、已知反应A+3B=2C+D 在某段时间内以A的浓度变化表示的化学反应速度为1mol?L-1?min-1,则此段时间内以C的浓度变化表示的化学反应速率为( )
A.0.5mol?L-1?min-1 B.1 mol?L-1?min-1
C.2 mol?L-1?min-1 D.3 mol?L-1?min-1DC
3.下列关于化学反应速率的说法中正确的是( )
A.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
B.化学反应速率是0.8 mol·L-1·s-1是指反应一旦开始,每秒钟就消耗掉0.8 mol·L-1的相应反应物
C.化学反应速率是用来衡量反应进行快慢的物理量
D.对于任何化学反应来说,反应速率越大,其反应现象就越明显C【解析】选C。解题时明确化学反应速率的概念及意义。化学反应速率是指单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增多;我们所学的反应速率是指一段时间内的平均值,但随着时间的推移,反应物的浓度逐渐减小,其反应速率也就逐渐减小,并不是一直不变,对于化学反应来说,反应速率快,化学反应进行的就快,但现象不一定就明显,如NaOH与HCl的反应,无明显现象。4.一定条件下,向2 L密闭容器中加入2 mol N2和
10 mol H2,发生反应N2+3H2 2NH3,2min时,测得N2
为1 mol,此时表示的化学反应速率不正确的是( )
A.v(N2)=0.25 mol·L-1·min-1
B.v(H2)=0.75 mol·L-1·min-1
C.v(NH3)=1 mol·L-1·min-1
D.v(NH3)=0.5 mol·L-1·min-1C【解析】选C。v(N2)= =0.25 mol·L-1·min-1
用N2来表示其反应速率时,因v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)
=1∶3∶2,则v(H2)=0.75 mol·L-1·min-1,v(NH3)
=0.5 mol·L-1·min-1。5.(双选)反应4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)在
2 L的密闭容器中进行,1 min后,NH3减少了0.12 mol,
则平均每秒钟浓度变化正确的是( )
A.NO:0.001 mol·L-1·s-1
B.H2O:0.002 mol·L-1·s-1
C.NH3:0.002 mol·L-1·s-1
D.O2:0.00125mol·L-1·s-1AD【解析】选A、D。由题意可得,1 min后,NH3减少了
0.12 mol,反应是在2 L的密闭容器中进行的,则得
v(NH3)= =0.001 mol·L-1·s-1,据反应速率之
比等于其系数之比可以得出:v(NO)=0.001 mol·L-1
·s-1,而v(O2)= =0.00125 mol·L-1·s-1,而
v(H2)= =0.0015 mol·L-1·s-1所以答案为A和D。6.下列关于化学反应速率的说法正确的是( )
A.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
B.化学反应速率为0.8 mol·L-1·s-1是1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L-1
C.根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢
D.对于任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象就越明显C
解析: 化学反应速率是指单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加;反应速率是指一段时间物质浓度的变化而非某一时刻物质的浓度;对化学反应来说,反应速率快,化学反应进行的快,但不一定现象就越明显,如NaOH与HCl的反应,无明显现象。
答案: C再见课件28张PPT。第二章第3节 化学反应的速率第1课时溶洞万年终成奇观一个化学反应是否具有利用价值不仅决定于它是否有可能发生以及反应进行的程度,还决定于 。
要想有效地控制化学反应,必须要了解化学反应是怎样进行的,并能定量分析浓度、温度、催化剂等反应条件对化学反应速率的影响程度引入意义化学反应速率的快慢描述化学反应快慢的现象有
知识重温反应物消失的快慢或生成物出现的快慢气泡逸出的快慢 浑浊出现的快慢 颜色变化的快慢探究目标:
1、如何计算化学反应中某物质的速率
2、如何计算某化学反应的速率 活动探究化学反应速率的表示方法实验探究目标:求算反应中镁的速率小问题:
1.镁的速率有几种表示形式?
2.求算镁的反应速率须控制哪些变量?
3.在实验中要测哪些数据?需要什么仪器和用品?实验探究实验方案:
1.向三个小烧杯中各加40mL2.0mol/L、1.5mol/L、1.0mol/L浓度的盐酸
2.将0.03克镁片投入小烧杯中,并马上记录时间
3.观察现象,加以对比,及时记录镁片消失的三个时间目标:求算反应中镁的速率分别取浓度为2.0、1.5、1.0(mol·L-1)的盐酸各50ml与0.3g镁条反应,记录比较镁条完全溶解所需反应时间反应开始反应结束V(Mg)/mol?s-1 t/s 0.001250.001250.00125n(Mg)/mol 0.030.030.03m(Mg)/g 1.01.52.0C(HCl)/mol?L-1 思考:还可用哪些物质表示该化学反应的速率?怎样表示?各速率关系 :若用单位时间内c(HCl)减小和c(MgCl2)增大来表示该化学反应的速率,需要哪些数据呢? v(HCl) 和v(MgCl2) 在数值上相等吗?为什么?一、化学反应速率1.概念及计算公式对于反应体系体积不变的化学反应,通常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化学反应速率2.应用中应注意的问题计算公式①概念中的反应速率实际上是某段时间间隔内的平均反应速率。时间间隔越短,在这段时间发生的浓度变化越接近瞬时反应速率(指在某一瞬间的反应速率)单位mol·L-1·min-1mol·L-1·s-1②对某一具体化学反应来说,在用不同物质表示化学反应速率时所得数值往往不同。用各物质表示的化学反应速率的数值之比等于化学方程式中各物质的系数之比1:2:1:1 a 2a a a实验说明了盐酸浓度的改变对化学反应的速率产生了怎样的影响?实验数据表明:盐酸浓度的越大,化学反应越快,化学反应的速率越大 在同一个反应中,各物质的反应速率有何种关系? 同一个反应,用不同的物质来表示反应速率,数值可能不一样,所以应注明是由哪种物质表示的。 1.上述速率是平均速率还是即时速率?
问题探讨2.△c对于反应物和生成物来说都是
△c =c(后)- c(前),
故对于反应物△c是正值还是负值?16注意1、V是标量,只有大小没有方向
2、V是平均值,不同时刻的V是不相同的
3、固体或者纯净的液体没有浓度的变化,所以不能用它们的浓度的变化来表示V的大小既V不能用固态或纯液态来表示
4、对于同一个化学反应,不同物质所表示的V之比等于它们的计量系数之比化学反应速率的含义
1.某一化学反应,无论用反应物还是生成物表示的化学反应速率都是正值。
2.化学反应的反应物或生成物不只一种,因此定量表示化学反应速率时,必须指明是用哪一物质来表示的。 3.化学反应速率表示的是某一段时间内的平均化学反应速率,而不是某一时刻的瞬时反应速率。
4.由于在反应中固体或纯液体的浓度是恒定不变的,因此一般不用纯固体或液体物质来表示化学反应速率。
5.同一反应在同一条件下,用不同的物质表示的化学反应速率,数值可能相同,也可能不同,但表示的意义相同。 [关键提醒] 同一反应在不同条件下,化学反应速率大小的比较方法
比值法:可以用各物质表示的速率除以对应物质的系数,对求出的数值进行大小排序,数值大的,表示该反应速率快。
归一法:将同一反应中的不同物质表示的反应速率转化为同一种物质表示的反应速率,且单位一致,再进行比较。[反思感悟] 同一反应用不同的物质表示的化学反应速率大小的比较方法。
一看:单位是否相同;
二转:利用化学反应速率之比=化学方程式系数比,转化成同一种物质表示的化学反应速率。
三比:数值大的,反应速率大。 同步练习在2A+B == 3C+4D反应中,下面表示的反应速率最快的是( )A. VA=3.0mol·L-1·min-1 B. VB=0.28mol·L-1·S-1C. VC=4.8mol·L-1·min-1 D. VD=1.0mol·L-1·S-1 B2.可逆反应m A(g)+n B(g) x C(g),已 知VA=a mol/L.min,VB=b mol/L.min,VC=c mol/L.min,则x的值为 A. bc/n B. ac/m C. nc/b D. mc/a3.已知4NH3+5O2 4NO+6H2O,若反应速率分别用υ(NH3)、υ(O2)、υ(NO)、υ(H2O) [mol/(L·s)]表示,下列关系式正确的是 A.4υ(NH3) =5υ(O2) B.5υ(O2)=6υ(H2O) C.2υ(NH3) =3υ(H2O) D.4υ(O2)= 5υ(NO) CDDBAC再见第二章第3节 化学反应的速率第2课时
【学习目标】
1.理解浓度、压强、温度和催化剂对反应速率的影响。
2.能利用上述结论分析具体的化学反应。
3.理解化学平衡与反应速率之间的联系。
【学习过程】
一、外界条件对化学反应速率的影响
1.浓度对化学反应速率的影响
在298K时,实验测得溶液中的反应H2O2+2HI===2H2O+I2在不同浓度时的速率如下表所示:
实验编号
1
2
3
4
5
c(HI)/mol·L-1
0.100
0.200
0.300
0.100
0.100
c(H2O2)/mol·L-1
0.100
0.100
0.100
0.200
0.300
v /mol·L-1·s-1
0.00760
0.0153
0.0227
0.0151
0.0228
分析上表数据,回答下列问题:
(1)当c(H2O2)恒定时,随c(HI)增大,其反应速率v的变化趋势是________,若c(HI)增大1倍,其反应速率v的变化是____________。同理,当c(HI)恒定时,反应速率v与c(H2O2)之间有类似的变化规律。
(2)由以上分析可知,其反应速率与c(H2O2),c(HI)成________,上述反应在不同浓度时的反应速率的数学表达式是________________________。
2.化学反应速率与反应物浓度的关系
(1)速率方程
对于任意一个化学反应aA+bB===cC+dD,其反应速率方程为v=kcm(A)cn(B),式子中m、n、k都是由实验测得,与化学方程式中的系数无关。
(2)反应速率常数
速率方程中的比例系数k称为反应速率常数,它表示________________________________,具备以下特点:
①与浓度无关,但受______________________________________等因素的影响。温度升高,k值通常________。
②通常情况下,k值越大,反应进行得________。
3.压强对化学反应速率的影响
对于气体来说,在一定温度下,一定质量的气体所占的体积与压强成反比。如图所示,
结论:增大压强,气体体积________,浓度________,化学反应速率________。
(1)由于固体、液体粒子间的________很小,增大压强几乎不能改变它们的________,因此对只有固体或液体参加的反应,压强的变化对于反应速率的影响可以忽略不计。
(2)对于反应N2+3H22NH3,不同条件下,压强对化学反应速率的影响
①恒温恒容密闭容器中
a.充入N2,压强________,c(N2)________,化学反应速率________。
b.充入He(He与反应无关),压强________,但c(N2)、c(H2)、c(NH3)都________,化学反应速率________。
②恒温恒压密闭容器中
充入He,体积______,c(N2)、c(H2)、c(NH3)都______,化学反应速率________。
【归纳总结】
浓度、压强对化学反应速率的影响
(1)改变浓度对可逆反应速率的影响规律为增大反应物浓度,____________速率增大,在瞬间内,生成物浓度可认为不变,__________________不变。但随着反应的进行,反应物浓度减小,生成物的浓度逐渐增大,故__________________逐渐减小,__________速率逐渐增大,直到两者________。
(2)固体或纯液体的浓度可视为常数,则固体量的增多________反应速率,反应速率还与固体________的大小和生成物________的速率有关。
(3)压强对反应速率的影响是通过改变气体浓度实现的,故一般意义上增大气体压强是指压缩气体体积;对于有气体参加的化学反应,温度一定时:
压强改变—
【活学活用】
1.反应3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行,试回答:
(1)增加Fe的量,其反应速率________(填“增大”“不变”或“减小”,下同)。
(2)将容器的体积缩小一半,其反应速率_______________________________________。
(3)保持体积不变,充入N2使体系压强增大,其反应速率________。
(4)保持压强不变,充入N2使容器的体积增大,其反应速率________。
二 、温度对化学反应速率的影响
【新知导学】
1.根据基元反应碰撞理论,能量较高,相互之间发生碰撞,能够引发化学反应发生的反应物分子叫做活化分子。
(1)化学反应一般需要一个活化的过程,即能发生反应的分子,必须是先________能量后形成活化分子。
(2)普通反应物分子形成活化分子所吸收的________叫活化能(Ea)。对基元反应而言,其活化能是活化分子平均能量与普通反应物分子平均能量的________。
(3)由阿伦尼乌斯公式k=(k为反应速率常数,A为比例系数,e为自然对数的底,R为摩尔气体常量,Ea为活化能)知:活化能越高,反应________进行,反应速率常数________。可见,活化能是决定化学反应速率的内因。
2.温度会影响反应速率常数,从而影响化学反应速率,下表列出了几个反应在298K和308K时的反应速率常数之比。
序号
化学反应
A
NO+O3===NO2+O2
1.15
B
H2+I2===2HI(气体反应)
8.99
C
NH4CNO===(NH2)2CO
3.58
请根据表中数据进行讨论:
(1)温度对化学反应速率有怎样的影响?
(2)升高相同温度,对不同化学反应的反应速率的影响程度一样吗?为什么?
(3)对于B反应:H2(g)+I2(g)??2HI(g) ΔH<0,则升高温度时,v正和v逆应如何变化?平衡如何移动?
【归纳总结】
温度对化学反应速率的影响
(1)一定条件下的化学反应,升高温度,可________化学反应速率,降低温度,可________化学反应速率。
(2)经验规律
对于在________中发生的反应,温度每升高10K,反应速率增加到原来的________倍。此近似规律只对一些反应的化学反应速率做粗略估计。
(3)经验公式(阿伦尼乌斯公式)
k=________________。
Ea为________,单位为J·mol-1或kJ·mol-1。
当Ea>0时,升高温度,反应速率常数________,化学反应速率________。
(4)升高温度,v正、v逆一般均加快,吸热反应增加的倍数大于放热反应增加的倍数。降低温度,v正、v逆一般均减小,且吸热反应减小的倍数大于放热反应减小的倍数。
【活学活用】
2.对于反应M+N===P,如果温度每升高10℃,反应速率增加为原来的3倍。在10℃时完成反应的10%需要54min,将温度提度到40℃完成反应的10%,需要的时间为( )
A.2minB.3minC.6minD.9min
三 、催化剂对化学反应速率的影响
【新知导学】
1.根据表中实验操作要求完成实验,观察实验现象,填写下表:
实验原理
2H2O22H2O+O2↑
实验操作
在试管中先加入2mL5%的H2O2,再加入1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液
在试管中先加入2mL5%的H2O2,再加入1mL0.1mol·L-1CuSO4溶液
实验现象
实验结论
2.某些反应使用催化剂前后的活化能及反应速率常数之比如下表所示:
化学反应
催化剂
Ea/kJ·mol-1
无催化剂
有催化剂
2HI===H2+I2
金
184
105
1.6×108(503K)
CH3CHO===CH4+CO
碘
210
136
7.5×104(793K)
2H2O2===2H2O+O2
过氧化氢酶
75
25
5.8×108(298K)
分析上表数据,回答下列问题:
(1)使用催化剂,其反应的活化能有何变化?反应速率常数有何变化?
(2)使用催化剂对其化学反应速率有怎样的影响?
(3)与其他因素(如浓度、温度等)相比较,催化剂对化学反应速率的影响程度如何?为什么?
【归纳总结】
(1)催化剂能改变化学反应速率,但反应前后催化剂本身的________和________________不变。催化剂通过参与化学反应改变反应历程降低反应的__________来提高反应速率。
(2)使用催化剂→降低反应活化能→更多的反应物分子成为________________→大大增加单位体积内的________________百分数→成千成万倍地增大化学反应速率。
(3)催化剂________________地改变正、逆反应速率。但催化剂________引起平衡移动,不改变化学平衡常数,不改变平衡转化率。
(4)催化剂具有__________。某反应中的催化剂不一定适用于其他反应,故工业生产中,常需要选取特定的催化剂来提高生产效率。
导学案参考答案
一、
新知导学
1.(1)增大 增大1倍 (2)正比 v=kc(H2O2)c(HI)
2.(2)单位浓度下的化学反应速率 ①温度、催化剂、固体表面性质
增大 ②越快
3.缩小 增大 加快 (1)空隙 浓度 (2)①a.增大 增大 加快
b.增大 不变 不变 ②增大 减小 减小
归纳总结
(1)正反应 逆反应速率 正反应速率 逆反应 相等 (2)不影响 表面积 扩散 (3)改变 不变
活学活用
1.(1)不变 (2)增大 (3)不变 (4)减小
解析 (1)由于Fe是固体,改变Fe的量,反应物浓度不变,故反应速率不变。(2)将容器体积缩小一半,则反应物浓度增大,故反应速率增大。(3)容器体积不变,充入N2,反应物浓度不变,故反应速率不变。(4)保持容器内压强不变,充入N2相当于减小压强,即反应物和生成物浓度均减小,故反应速率减小。
二
新知导学
1.(1)吸收 (2)能量 差值 (3)越难 越小
2.(1)升高温度,反应速率常数增大,化学反应速率增大。
(2)不一样。不同的反应,活化能差值很大。活化能越大,改变温度对反应速率的影响程度就越大。因此,升高相同温度时,对不同化学反应速率影响就不一样。
(3)升高温度,v正和v逆均增大;平衡向逆反应方向移动。
归纳总结
(1)加快 减慢 (2)溶液 2~4 (3) 活化能 增大 增大
活学活用
2.A
三
新知导学
1.产生气泡比较快 产生气泡比较慢 Fe3+、Cu2+对H2O2的分解都有催化作用,但Fe3+催化作用强
2.(1)使用催化剂,反应的活化能大幅度降低,反应速率常数变大。(2)化学反应速率增大。(3)比温度、压强、浓度对化学反应速率影响程度都要大,加快的速率可达几千倍;催化剂可以较大幅度地降低反应的活化能。
归纳总结
(1)质量 化学性质 活化能 (2)活化分子 活化分子 (3)同等倍数 不能 (4)选择性
四、检测题
1下列说法正确的是( )
A.可逆反应的特征是正反应速率和逆反应速率相等
B.在其他条件不变时,使用催化剂只能改变反应速率,而不能改变化学平衡状态
C.在其他条件不变时,升高温度可以使化学平衡向吸热反应方向移动
D.在其他条件不变时,增大压强一定会破坏气体反应的平衡状态
2.可逆反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0在一定条件下达到平衡状态,t1时刻改变条件,反应速率与时间关系如右图,下列说法正确的是( )
A.维持温度不变,t1时扩大容积
B.维持压强不变,t1时升高温度
C.维持温度和压强不变,t1时充入SO3(g)
D.维持温度与容积不变,t1时充入SO3(g)
3.在密闭容器中,一定条件下进行如下反应:NO (g) +CO(g)N2(g) +CO2 (g) △H=-373.2 kJ/mol达到平衡后,为提高该反应的速率和NO的转化率,采取的正确措施是( )
A.加催化剂同时升高温度 B.加催化剂同时增大压强
C.升高温度同时充入N2 D.降低温度同时增大压强
4.用2g块状大理石与30mL3mol/L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盐酸 ②改用30mL6mol/L盐酸
③改用2g粉末状大理石 ④适当升高温度
A.①②④ B.②③④ C.①③④ D.①②③
5.已知H2O2在催化剂作用下分解速率加快,其能量随反应进程的变化如下图所示。下列说法正确的是( )
A.加入催化剂,减小了反应的热效应
B.加入催化剂,可提高H2O2的平衡转化率
C.H2O2分解的热化学方程式:H2O2 → H2O + O2 + Q
D.反应物的总能量高于生成物的总能量
6.对于反应mA+nB==pC,下列说法正确的是( )
A.某温度时,化学反应速率无论用A、B、C何种物质表示,其数值是相同的
B.其他条件不变,增大压强,反应速率加快
C.若增加或减小B的物质的量,则反应速率一定会发生明显的变化
D.其他条件不变,升高温度,反应速率加快
7.下列叙述正确的是( )
A.增大反应物浓度能增大有效碰撞的几率
B.增加压强能增大反应物活化分子的百分数
C.增加反应物浓度能增大反应物活化分子的百分数
D.分解反应都是吸热反应
8.下列观点正确的是( )
A.催化剂是影响化学反应速率的主要因素
B.化学反应的反应热与反应途径无关
C.增大压强一定能增大化学反应速率
D.反应物分子间发生碰撞即可发生化学反应
参考答案
1. 【答案】B
【解析】A.可逆反应的特征是在相同条件下反应既可以向正反应方向进行,也可以向逆反应方向进行,A错误;B.在其他条件不变时,使用催化剂只能改变反应速率,由于对正反应、逆反应的速率影响情况相同,因而不能改变化学平衡状态,B正确;C.由于温度对吸热反应影响更大,所以在其他条件不变时,升高温度可以使平衡向吸热反应方向移动,C错误;D.若反应是反应前后气体体积不变的反应,在其他条件不变时,增大压强一定不会破坏气体反应的平衡状态,D错误。答案选B。
易错选项是D,注意压强对反应速率和平衡状态的影响。(1)由于压强的变化对非气态物质的浓度基本无影响,因此,当反应混合物中不存在气态物质时,压强的变化不能使无气态物质存在的化学平衡发生移动。(2)气体减压或增压与溶液稀释或浓缩的化学平衡移动规律相似。(3)对于反应前后气体分子数无变化的反应,压强的变化对其平衡无影响。这是因为,在这种情况下,压强的变化对正、逆反应速率的影响程度是等同的,故平衡不移动。(4)同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度,应视为压强对平衡的影响,如某合成氨平衡体系中,c(N2)=0.1 mol·L-1、c(H2)=0.3 mol·L-1、c(NH3)=0.2 mol·L-1,当浓度同时增大一倍时,即让c(N2)=0.2 mol·L-1、c(H2)=0.6 mol·L-1、c(NH3)=0.4 mol·L-1,此时相当于压强增大一倍,平衡向生成NH3的方向移动。
2. 【答案】C
【解析】A.维持温度不变,t1时扩大容积,正逆反应速率瞬间均减小,故A错误;B.维持压强不变,t1时升高反应体系温度,正逆反应速率都增大,不符合,故B错误;C.维持温度、压强不变,t1时充入SO3,该时刻生成物三氧化硫的浓度增大,则逆反应速率增大,但是压强不变,所以体积增加,反应物二氧化硫和氧气的浓度减小,正反应速率减小,故C正确;D.维持温度、反应体系体积不变,t1时充入SO3,此时正逆反应速率均增大,故D错误;故选C。
3. 【答案】B
【解析】A.加催化剂同时升高温度,反应速率增大,因正反应为放热反应,则平衡逆向移动,NO转化率降低,故A错误;B.加入催化剂同时增大压强,反应速率增大,平衡向正反应方向移动,NO的转化率增大,故B正确;C.升高温度同时充入N2,平衡向逆反应方向移动,NO的转化率降低,故C错误;D.降低温度同时增大压强,反应速率不一定增大,可能减小,故D错误;故选B。
侧重于基本理论知识的考查,注意把握反应的特点为解题关键,,也是易错点,为提高该反应的反应速率,可增大浓度、压强或加入催化剂、升高温度,提高NO的转化率,应使平衡向正反应方向移动,以此解答该题。
4. 【答案】B
【解析】①改用60mL 3mol/L盐酸,体积增大,但浓度不变,反应速率不变,故错误;②改用30mL 6mol/L盐酸,浓度增大,反应速率增大,故正确;③改用3g粉末状大理石,固体表面积增大,反应速率增大,故正确;④适当升高温度,活化分子百分数增大,反应速率增大,故正确;故选B。
反应为CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O,影响化学反应速率的因素有温度、浓度、压强、催化剂、x射线、固体物质的表面积等.增加反应物浓度,使反应速率加快;升高温度,使反应速率加快;对于有气体参与的化学反应,增大压强,使反应速率加快;增大接触面积,反应速率加快;使用正催化剂,使反应物速率加快,以此解答该题。
5. 【答案】D
【解析】A、催化剂只通过改变活化能来改变反应速率,不改变反应的热效应;故A错误;B、催化剂只改变反应速率不改变化学平衡,反应体系中加入催化剂不改变H2O2的平衡转化率,故B错误;C、图象分析判断反应是放热反应,热化学方程式要注明状态,所以H2O2分解的热化学方程式:H2O2(l)=H2O(l)+O2(g)△H<0,故C错误;D、图象分析反应是放热反应,所以反应物的总能量高于生成物的总能量,故D正确;故选D。
6. 【答案】D
【解析】A.速率之比等于对应物质的化学计量数之比,其数值与计量数有关,A错误;B.压强的改变只对有气体参加的反应,若反应中没有气体参加,则增大压强对反应速率无影响,B错误;C.如果B是固体物质,增加或减小B的物质的量,B的浓度不变,反应速率不变,C错误;D.温度越高反应速率越快,D正确;答案选D。
7. 【答案】A
【解析】A.由于增大反应物浓度,可增大单位体积内活化分子数,从而使有效碰撞次数增多,A正确;B.增大压强(即缩小反应容器的体积),增大了反应物、生成物的浓度,增大了单位体积内活化分子数,但是活化分子百分数不变,B错误;C. 增加反应物浓度只能增大单位体积内活化分子数,不能增大反应物活化分子的百分数,C错误;D.大多数的分解反应是吸热反应,D错误;答案选A。
活化分子、有效碰撞与反应速率的关系:
项目
条件
改变
活化能
单位体积内
有效碰撞次数
化学反应速率
分子总数
活化分子数
活化分子百分数
增大浓度
不变
增加
增加
不变
增加
增大
增大压强
不变
增加
增加
不变
增加
增大
升高温度
不变
不变
增加
增加
增加
增大
加催化剂
减小
不变
增加
增加
增加
增大
8. 【答案】B
【解析】A.影响化学反应速率的因素有内因和外因,内因是物质本身的性质,是主要因素,外因是浓度、温度、压强、催化剂等,A错误;B. 化学反应的反应热与反应物的总能量和生成物的总能量有关,与反应途径无关,B正确;C.若在恒容容器中加入无关气体,各物质的浓度不变,此时压强虽然增大,但化学反应速率不变,C错误;D. 在化学反应中,反应物分子间相互碰撞是反应进行的必要条件,但并不是每次碰撞都能引起化学反应,D错误;答案选B。
本题考查影响化学反应速率的因素,化学反应中的能量变化等知识。影响化学反应速率的因素有内因和外因,内因是物质本身的性质,是主要因素,外因是浓度、温度、压强、催化剂等,但如果压强的改变没有影响浓度,化学反应速率不变,改变压强是通过改变浓度来改变化学反应速率的。
第二章第3节 化学反应的速率第2课时
【学习目标】
1.知识目标
(1)理解浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响。
(2)使学生能初步运用有效碰撞、碰撞的取向和活化分子等来解释浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响。
2.能力和方法目标
(1)掌握运用浓度、压强、温度和催化剂等条件比较反应速率大小的方法;
(2)通过识别有关化学反应速度与压强、温度或浓度等的图像,提高识图析图能力,培养从图像中挖掘化学信息的能力。
【学习过程】
二、影响化学反应速率的因素
外界条件对化学反应速率的影响
1.压强:对有气体参加的化学反应,若其他条件不变,增大压强,反应速率 ,减小压强,反应速率 。
有关解释:对于气体来说,当温度一定时,一定物质的量的气体的体积与其所受的压强成正比。也就是说,如果气体的压强增大到原来的2倍,气体的体积就缩小到原来的1/2,单位体积内的分子数就增大到原来的2倍,所以增大压强,就是增加单位体积里反应物的物质的量,即增大 ,反应速率相应增大;相反,减小压强,气体的体积就扩大, 就减小,反应速率也随之减小。
说明: ①若参加反应的物质为固体、液体或溶液,由于压强的变化对它们的浓度几乎无影响,可以认为 。
②改变压强的涵义,一般是指:
a.气体物质的量不变,改变 ,比如像SO2(g)+2H2S(g)=3S(s)+2H2O(l),多种反应物都为气体的反应,改变容器的容积后,各种气体的压强、浓度同时并同倍数的变化。
b.气体的容器容积不变, 。比如像 SO2(g)+2H2S(g)=3S(s)+2H2O(l)的反应,气体的容器容积不变,充入SO2气体,p(SO2)、c(S02)都增大;充入O2气体,p(O2)、c(02)都增大;同时充入SO2和O2气体,p(SO2)、p(O2)、与c(S02)、c(02)都增大。
学案使课堂从“教”为中心转到“学”为中心
③与化学反应无关的气体对化学反应速率是否有影响,要分情况而定。在一定温度下于密闭容器中进行的化学反应SO2(g)+2H2S(g)=3S(s)+2H2O(l):
a.充入N2并保持容器的容积不变时,虽然容器内气体的总压增大,但由于气体的容积不变,反应物气体的 不变,所以化学反应速率不变。
b.充入N2并保持容器内的总压不变时,必然是容器的容积增大。而气体容积的增大,一定引起 的减小,所以化学反应速率减小。
⑤密闭容器的涵义 是指容器全封闭不漏气,容器内外之间没有物质传递。密闭容器不等于容器体积不变。
2温度:当其他条件不变时,升高温度可以 反应速率;降低温度可以 反应速率。
范托夫经验规律:一般地,温度每升高10℃,反应速率增大 倍。
阿伦尼乌斯经验公式: 1889年,阿伦尼乌斯在长期大量实验的基础上,提出了反应速率常数与温度的定量关系: k=Ae-Ea/RT
式中:k为 ;A为 ;e为 ; R为 ;Ea为 ,单位为J·mol-1或KJ·mol-1。
该经验公式表明:当Ea>0时,升高温度, 增大,化学反应速率随之增大。
有关解释:在浓度一定时,升高温度,反应物分子的能量增加,使一部分原来能量较低的分子变成 ,从而增加了反应物分子中 ,使有效碰撞次数增多,因而反应速率增大。当然,由于温度升高,会使分子的运动加快,这样单位时间里反应物分子间碰撞次数增加,反应也会相应地加快,但这不是反应速率加快的主要原因,而前者才是反应速率加快的主要原因。
说明:温度对反应速率的影响规律,对吸热反应、放热反应都适用,且不受反应物状态的限制。
温度:当其他条件不变时,升高温度可以 反应速率;降低温度可以 反应速率。
范托夫经验规律:一般地,温度每升高10℃,反应速率增大 倍。
阿伦尼乌斯经验公式: 1889年,阿伦尼乌斯在长期大量实验的基础上,提出了反应速率常数与温度的定量关系: k=Ae-Ea/RT
式中:k为 ;A为 ;e为 ; R为 ;Ea为 ,单位为J·mol-1或KJ·mol-1。
学案使学生从“听众”角色转变为“演员”角色
该经验公式表明:当Ea>0时,升高温度, 增大,化学反应速率随之增大。
有关解释:在浓度一定时,升高温度,反应物分子的能量增加,使一部分原来能量较低的分子变成 ,从而增加了反应物分子中 ,使有效碰撞次数增多,因而反应速率增大。当然,由于温度升高,会使分子的运动加快,这样单位时间里反应物分子间碰撞次数增加,反应也会相应地加快,但这不是反应速率加快的主要原因,而前者才是反应速率加快的主要原因。
说明:温度对反应速率的影响规律,对吸热反应、放热反应都适用,且不受反应物状态的限制。
例题1硫代硫酸钠(Na2S2O3)与稀H2SO4溶液时发生如下反应:Na2S2O3+ H2SO4=Na2 SO4+SO2+S↓+H2O 下列反应速率最大的是( ?? ??? )。
A? 0.1mol/L Na2S2O3和0.1mol/L H2SO4溶液各5mL,加水5mL,反应温度10℃
B ??0.1mol/L Na2S2O3和0.1mol/L H2SO4溶液各5mL,加水10mL,反应温度10℃
C? 0.1mol/L Na2S2O3和0.1mol/L H2SO4溶液各5mL,加水10mL,反应温度30℃
D? 0.2mol/L Na2S2O3和0.1mol/L H2SO4溶液各5mL,加水10mL,反应温度30℃
例题2设C+CO22CO-Q1反应速率为?1,N2+3H22NH3+Q2反应速率为?2,对于上述反应,当温度升高时,?1和?2的变化情况为? ?? ??????。
A? 同时增大???? B? 同时减小????C? 增大,减小???? D? 减小,增大
3.催化剂:决定化学反应速率的主要因素是反应活化能的大小。催化剂改变反应速率的原因与浓度、温度对反应速率的影响是不同的。不论浓度还是温度都不能改变反应的 ,而催化剂则能参与反应,改变 ,降低 ,也就等于提高了活化分子的百分数,从而提高了 频率,加快了反应速率。
说明:(1)催化剂具有 : 某催化剂对某一反应可能具有很强的催化活性,但对其他反应就不一定具有催化作用。
(2)催化剂只有在 才能最大限度地显示其催化作用,不同的催化剂对温度的要求不一定相同。
(3)催化剂中毒:催化剂的催化活性往往因接触少量杂质而 ,这种现象叫做催化剂中毒。工业上为了防止催化剂中毒而把原料进行净化处理以除去使催化剂中毒的物质。
(4)催化剂不能改变化学 ,不能改变平衡转化率。
二、其他因素对化学反应速率的影响
影响化学反应速率的条件很多,除了浓度、压强、温度、催化剂以外,还有很多行之有效的改变化学反应速率的方法,例如,通过光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨等等,总之,向反应体系输入能量,都有可能改变化学反应速率。
知识点小结
三、检测题
1. 对于某一可逆反应,使用催化剂的作用在于( )
A.提高反应物的平衡转化率
B.同等程度改变正、逆反应速率
C.增大正反应速率,减小逆反应速率
D.改变平衡混合物的组成
2. 对于在一定条件下进行的化学反应:2SO2+O2?2SO3,改变下列条件,可以提高反应物中的活化分子百分数的是( )
A. 升高温度 B. 增大压强 C. 减小反应物浓度 D. 增大反应物浓度
3.下列说法不正确的是
A. 催化剂能够改变化学反应路径
B. 升高温度提高了活化分子百分数
C. 增大反应物浓度提高了活化分子百分数
D. 增大压强能增大活化分子的浓度
4.下列说法不正确的是( )
A.能量较高、有可能发生有效碰撞的分子称为活化分子
B.活化分子的平均能量与所有分子的平均能量之差称为活化能
C.催化剂能参与反应,可降低原反应所需活化能
D.非活化分子也有可能发生有效碰撞
5.升高温度能加快化学反应速率的主要原因是( )
A.增加活化分子百分数 B.降低活化分子的能量
C.活化分子能量明显增加 D.降低反应所需的能量
6.已知H2O2在催化剂作用下分解速率加快,进程的变化示意图。下列说法正确的是
A.加入催化剂,可提高H2O2的平衡转化率
B.a表示的催化剂效率高于b表示的催化剂效率
C.改变催化剂.既能改变反应热.也能改变活化能
D.该反应可自发进行
7.一定量的铁粉与足量2mol/L盐酸反应,为了加快反应速率且不影响产生氢气的量,可向溶液中加入
①3mol/L的硝酸溶液 ②少量CuSO4(s) ③加入一定量的铜 ④少量CH3COONa(s) ⑤对溶液加热(假定盐酸溶质不挥发) ⑥向反应液中通入HCl气体 ⑦加入过量铁粉 ⑧将铁粉改为铁片
A.③⑤⑥ B.②③④ C.①⑥⑦ D.①⑤⑧
参考答案
1. 【解析】根据催化剂的作用原理可知:催化剂不能改变平衡转化率,不能影响化学平衡的移动。能同等倍数地改变正、逆反应速率。值得注意的是,催化剂不是只提高正反应速率,而是同时、同等程度地提高正、逆反应速率。
【答案】B
2. 【答案】A
【解析】升高温度可提高反应物中的活化分子百分数,但增大压强、压缩使容器体积变小、增大反应物浓度只增大活化分子的浓度,不改变活化分子百分数,答案选A。
3. 【答案】C
【解析】A、催化剂能够改变化学反应路径,降低反应的活化能,加快反应速率,正确;B、升高温度,能使更多的普通分子转化为活化分子,从而提高了活化分子百分数,正确;C、增大反应物浓度,能提高单位体积内的活化分子书,不能改变活化分子百分数,错误;D、增大压强能增大活化分子的浓度,正确。
4. 【答案】D
【解析】A、活化分子发生有效碰撞,要求能量高、碰撞方向正确,发生有效碰撞的分子是活化分子,故说法正确;B、活化能是活化分子的平均能量与所有分子的平均能量之差,故说法正确;C、催化剂参加反应,能够降低活化分子的活化能,故说法正确;D、有效碰撞是活化分子发生反应时的碰撞,要求具有一定能量和取向,故说法错误。
5. 【答案】A
【解析】升高温度增大活化分子百分数,活化分子数目增大,分子之间的有效碰撞增大,化学反应速率加快;故选A。
6. 【答案】D
【解析】A.加入催化剂,可以加快反应速率,但平衡不移动,不能提高H2O2的平衡转化率,故A错误;B.催化剂能够降低反应的活化能,根据图像,b表示的催化剂效率高于a表示的催化剂效率,故B错误;C.催化剂不能改变反应热,故C错误;D.该反应是放热反应,且属于熵增加的反应,△G=△H-T△S<0,该反应可自发进行,故D正确;故选D。
7. 【答案】A
【解析】①硝酸和金属反应不产生氢气,故错误;②铁把铜置换出来,构成原电池加快反应速率,但铁是不足,产生氢气的量减小,故错误;③构成原电池,且氢气总量不变,故正确;④生成CH3COOH,醋酸是弱酸,c(H+)减少,反应速率减少,故错误;⑤升高温度,反应速率加快,氢气总量不变,故正确;⑥反应物浓度增大,反应速率加快,盐酸过量,氢气总量不变,故正确;⑦氢气总量增加,故错误;⑧减少反应表面积,反应速率降低,故错误;综上所述.选项A正确。
第二章3节 化学反应的速率第2课时
【教学目标】
1.通过实验探究温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响,认识其一般规律。
2.使学生能初步运用有效碰撞、撞碰的取向和活化分子的概念等来解释浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响。
3.通过催化剂实际应用的事例,认识其在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。
【教学过程】
一、浓 度、 压 强 对 反 应 速 率 的 影 响
1.定量关系
对反应H2O2+2HI===2H2O+I2,
v=kc(H2O2)·c(HI)。
(1)k为反应速率常数,它表示单位浓度下的化学反应速率。
(2)k值的大小与浓度无关,但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响。
(3)通常情况下,k值越大,反应进行的越快。
2.浓度对化学反应速率影响的基本规律
当其他条件相同时,增大反应物的浓度可以提高化学反应速率,减小反应物的浓度可以降低化学反应速率。
3.压强对化学反应速率影响的规律
(1)对于气体反应,压强与浓度成正比。增大压强,化学反应速率加快;减小压强,化学反应速率减慢。
(2)对于只涉及液体和固体的反应,压强改变对反应速率几乎没有影响。
[探究·升华]
[思考探究]
反应3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+4H2(g) ΔH<0;在一容积可变的密闭容器中进行,试回答下列问题:
问题思考:
(1)增加Fe的量,化学反应速率是否变化,为什么?
【提示】 无变化。由于固体或纯液体的浓度可视为常数,所以改变固体或纯液体的量,对化学反应速率无影响。
(2)用Fe粉取代Fe粒,加入密闭容器,化学反应速率怎样变化?为什么?
【提示】 加快。因为增加固体的表面积能够加快化学反应速率。
(3)保持体积不变,充入N2使体系压强增大,化学反应速率怎样变化?为什么?
【提示】 不变。因为保持体积不变,充入N2,容器内的压强虽然增大,但反应物的浓度没有改变,反应速率不变。
(4)保持压强不变,充入N2使容器的体积增大,化学反应速率怎样变化?为什么?
【提示】 减小。因为容器内的压强保持不变,充入N2,容器的容积增大,反应物的浓度减小,化学反应速率减小。
(5)将容器的容积缩小一半,对该可逆反应的正逆反应速率各有什么影响?平衡是否移动?
【提示】 该反应Δνg=0,增大压强,v正、v逆同时增大且v正=v逆,化学平衡不发生移动。
二、浓度、压强对化学反应速率影响的特点
1.浓度
(1)对化学反应速率的影响因素是指物质的量浓度;而不是指物质的量或反应物的总量。
(2)对于纯液体或固体物质,可认为其浓度为“常数”,它们的量的改变不会影响化学反应速率。
2.压强
对于无气体参与的化学反应,改变压强对反应速率无影响;改变压强时若反应物的浓度不发生改变,对反应速率无影响。常见的形式有以下几种情况:
(1)恒温时:
增大压强体积缩小反应速率增大。
(2)恒温恒容时:
①充入反应气体该物质浓度增大该反应速率迅速增大。
②充入“无关气体”(如He、Ne、Ar等不参与本反应也不干扰本反应的气体,下同)总压强增大,但反应混合物的各组分浓度没有改变,反应速率不变。
(3)恒温恒压时:
充入“无关气体”体积增大反应混合物各组分的浓度减小反应速率减小。
三、温 度、 催 化 剂 对 化 学 反 应 速 率 的 影 响
1.基本规律
当其他条件不变时,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。
2.经验规律
对于在溶液中发生的反应,温度每升高10 K,反应速率增加到原来的2~4倍。利用此经验规律可以对一些反应的化学反应速率做粗略估计,但适用范围有限。
3.影响实质
(1)活化能。如图是基元反应H2+Cl===HCl+H的活化能示意图。
活化能Ea是过渡态的能量与反应物的能量之差。
(2)活化能对反应速率的影响。
①活化能越高,反应越难进行,反应速率越小。
②升高温度,可以提高反应物分子的能量,增大反应物分子形成过渡态的比例,加快反应速率。
教材整理2 催化剂对化学反应速率的影响
1.催化剂
能加快化学反应速率而在反应前后本身的质量和化学性质不变的物质。
2.催化原理
通过参与反应,改变反应历程、降低反应的活化能来提高化学反应速率。
3.特点
(1)选择性:只对某一反应或某类反应起催化作用。
(2)高效性:可以较大幅度降低反应的活化能,从而有效地提高化学反应速率。
(3)催化剂不能改变化学反应的平衡常数,不能改变平衡转化率。
4. [思考探究]
下图是化学反应过程中能量转化关系示意图:
图1 图2
问题思考:
(1)图1中的Ea和Ea′分别表示什么?其大小对反应速率有什么影响?
【提示】 Ea、Ea′分别表示正、逆反应的活化能。Ea、Ea′越小反应越容易进行,反应越快。
(2)图2中Ea1、Ea2分别表示什么意义?说明什么?
【提示】 Ea1表示有催化剂的活化能,Ea2表示无催化剂的活化能。使用催化剂能降低反应所需的活化能,使反应速率增大。
四、温度、催化剂对反应速率影响的特点
1.温度
(1)温度对反应速率的影响规律,对于吸热反应、放热反应都适用,且不受反应物状态的限制。
(2)升高温度,正、逆反应速率均增大,但增大的程度不同;降低温度,正、逆反应速率均降低,降低的程度也不同。
2.催化剂
(1)催化剂有正、负之分,正催化剂能加快反应速率,负催化剂能减慢反应速率,若不特别说明,均指正催化剂。
(2)催化剂只有在一定温度下,才能最大限度地发挥其催化作用。
五、速 率— 时 间 图 像
[思考探究]
速率—时间图像的三种变化
图1 图2 图3
问题思考:
(1)O~t1段:开始时,v正最大,v逆为零,表示反应开始时反应物、生成物的浓度大小关系如何?反应从哪边开始进行?
【提示】 反应开始时反应物浓度最大,生成物浓度为0,反应从正反应方向开始进行。
(2)t2~t3段,外界条件发生了改变,据图所示,你能判断平衡移动的方向吗?
【提示】 图1中v正′>v逆′,平衡正向移动,图2中v正′<v逆′,平衡逆向移动,图3中v正′=v逆′,平衡不移动。
(3)推测图像在t2时刻分别可能改变了什么条件?
【提示】 图1与图2的区别在于图2中v正′和v逆′均比原平衡时的速率高,说明外界条件改变的瞬间正反应速率及逆反应速率同时增大,这种改变可能是升高了温度,也可能是增大了压强;图1中在条件改变的瞬间正反应速率发生突变,逆反应速率则是在原平衡基础上渐变,这种变化是由于t2时刻增加了反应物的浓度所造成的。图3在t2时刻直接出现了一条新的横线l,这表示外界条件是同等程度地加快了正、逆反应速率,平衡没有移动,条件的改变可能是使用了催化剂,对于反应前后气体的物质的量没有变化的反应来说,还可能是增大了压强。
[认知升华]
外界条件改变时影响化学平衡的v-t图像
平衡体系
条件变化
速率变化
平衡变化
速率变化曲线
任一平衡
体系
①加入催化剂
v(正)、v(逆)均
增大相同倍数
平衡不移动
任一平衡体系
②增大反应物浓度
v(正)、v(逆)均
增大,且v(正)>v(逆)
正向移动
③减小反应物浓度
v(正)、v(逆)均
减小,且v(逆)>v(正)
逆向移动
④增大生成物浓度
v(正)、v(逆)均
增大,且v(逆)>v(正)
逆向移动
⑤减小生成物浓度
v(正)、v(逆)均
减小,且v(正)>v(逆)
正向移动
正反应方向为气体体积增大
的放热反
应
⑥增大压强或升高温度
v(正)、v(逆)均
增大,且v(逆)>v(正)
逆向移动
⑦减小压强或降低温度
v(正)、v(逆)均
减小,且v(正)>v(逆)
正向移动
六、【规律总结】 化学反应速率图像题的解题策略
(1)立足化学方程式(热效应或气体物质的系数特点)。
(2)分析图像的含义(v正、v逆的大小,突变渐变等)。
(3)应用化学反应速率变化的规律。
七、怎样掌握影响化学反应速率的因素
影响化学反应速率分为两个方面的因素,内因和外因两个方面,下面分别论述。
1.内因
化学反应所以能够发生,是因为组成反应物的分子中各原子间的化学键破裂,而重新组成生成物的分子中各原子间的化学键。这种键的破裂需要能量。因物质结构的不同,所以参加化学反应各物质的结构决定反应速率的重要原因。
一般讲活化能小于41.8kJ/mol,在反应条件下瞬时完成。例如氢气和氧气或氯气按比例混合后,点燃后迅速完成。
如果活化能大于334.4kJ/mol,例如氮和氢合成氨,即便在合适的条件下反应速率也较慢。
2.外因
(1)反应速率和物质体系有关,在不同体系(环境)内,同种物质间反应速率也不相同。例如固态碘化钾和固态氯化汞之间的反应速率,就比它们二者在溶液之间反应速率慢很多。这是因为后者发生了电离,产生了自由移动的离子,而在水溶液中自由移动的离子间进行反应,它的速率是瞬间就能完成的。而固态中则没有自由移动的离子。
(2)浓度对于化学反应速率的影响:增加浓度,可以增加有效碰撞机会,反应速率与有效碰撞次数成正比,而有效碰撞次数与浓度又成正比,所以可以这样说:化学反应速率与各反应物浓度的乘积成正比。
(3)压强对化学反应速率的影响:对于有气体参加的反应,若增加反应物和生成物的压强,等于浓度增加,则反应速率增大,反之则减小。
(4)温度对化学反应速率的影响:在浓度一定时,升高温度,反应物的分子能量增加,使一部分原来能量较低的变成活化分子。从而增加了反应物的有效碰撞次数,因而增大了反应速率。
一般温度每提高10℃,化学反应速率增大到原来的2~4倍。因此温度是影响化学反应速率的重要因素。
(5)催化剂对化学反应速率的影响:使用催化剂能加快反应速率,这是因为催化剂具有降低反应所需活化能的作用,相应地增加了活化分子的百分数,从而提高有效碰撞的百分率,加快反应速率。使用催化剂,在加快正反应速率的同时,也增加了逆向反应速率。
八、检测题
1. 下列体系加压后,对化学反应速率没有影响的是( )
A.2SO2+O2 =2SO3
B.CO+H2O(气)= CO2+H2
C.CO2+H2O =H2CO3
D.OH-+H+=H2O
2. 在一密闭的容器中充入2mol A和1mol B发生反应:
2A(g)+B(g)xC(g),达到平衡后,C的体积分数为w%;若维持容器的容积和温度不变,按起始物质的量A:0.6mol、B:0.3mol、C:1.4mol充入容器,达到平衡后,C的体积分数仍为w%,则x的值为( )
A.只能为2 B.只能为3
C.可能为2,也可能为3 D.无法确定
3. NO和CO都是汽车尾气中的有害物质,它们能缓慢地起反应,生成N2和CO2。对此反应的下列叙述中正确的是 ( )
A.使用催化剂能加快反应的速率B.使一种反应物过量能提高反应的速率C.改变压强对反应速率没有影响D.降低温度能加快反应速率
4. 把下列四种X溶液分别加入四个盛有10ml,2mol/L盐酸的烧杯中,均加水稀释到50mL,此时,X和盐酸缓慢地进行反应,其中反应最快的是
A.10℃ 20mL 3mol/L的X溶液B.20℃ 30mL 2molL的X溶液C.10℃ 10mL 4mol/L的X溶液D.10℃ 10mL 2mol/L的X溶液
5. 对于反应NO2(气)+SO2(气)NO(气)+SO3(气)+Q,下列叙述正确的是 ( )
A.使用催化剂不能改变反应速率B.改变压强对反应速率没有影响C.升高温度能加快反应速率D.减小压强会降低反应速率
6. 其它条件不变,升高温度能增大反应速率的原因是 ( )
A.单位体积内分子数增多 B.单位体积内活化分子数增多 C.单位体积内有效碰撞次数增多 D.单位体积内有效碰撞次数减少
参考答案
1. 【解析】压强对没有气体参加的反应无影响,B选项有气体参加反应加压后平衡不移动,但化学反应速率加大只不过增加的幅度相同。
【答案】D
2. 【解析】这是一道关于在恒温恒容条件下的等效平衡问题,应该包括两种情况。若x等于3,则这一反应是一个前后气体体积不变的类型,因此只要满足第二种投料方式中按化学计量数换算成平衡式左右两边同一边物质的物质的量之比与第一种投料方式相等即可达到等效平衡。若x不等于3,则须满足第二种投料方式通过可逆反应的化学计量数比换算成平衡式左右两边同一边物质的物质的量与第一种投料方式完全相等,才能使二平衡等效。正确答案为C。
【答案】C
3. 【解析】该反应的方程式为:2CO+2NO=N2+2CO2
这里虽然列出了化学方程式,其实反应速率与化学方程式无关。反应的速率只与浓度、温度、催化剂有关,气体的反应还与压强有关。本题中,B不正确,因为一种皮应物过量并不一定是反应物浓度增加。一种反应物过量只能使另一种反应物转化率提高,不涉及反应的速率问题;C也不正确,对气体来说,改变压强必然影响速率;D也不正确,降低温度只能降低反应速率。
【答案】A
4. 【解析】化学反应的速率随浓度的增大而加快,随浓度的降低而减慢。当在其它条件相同的情况下,温度高化学反应速率快,温度低化学反应速率慢。分析本题,要比较反应速率的大小,在其它条件不变的情况下,比较速率大小,先比较浓度的大小。此时,浓度必须是混合后的浓度,由于混合后各烧杯中盐酸浓度相等,所以只要求出X的浓度是最大者反应最快,然后比较温度的高低。
由此可见,混合后A、B选项中x的浓度最大,但是二者温度不同。A项中10℃,B项中20℃,故选项B中化学反应的速率最大。
【答案】B
5. 【解析】这是一个有气体物质参加的化学反应,因此,浓度、温度、压强、催化剂等因素能影响该反应的反应速率。
【答案】C D
6. 【解析】升高温度,压强和浓度不变,单位体积内分子数不变,故A不正确。压强和浓度虽不变,但升高温度使一部分分子获得能量而成为活化分子,所以活化分子百分数增大,单位体积内活化分子数增多,有效碰撞次数增多,所以BC正确。
【答案】B C
第二章3节 化学反应的速率第2课时
【教学目标】
知识与技能目标
1、进一步了解浓度、压强、温度、催化剂对化学反应速率的影响,认识其一般规律。
2、知道活化能的概念及其对化学反应速率的影响。
过程与方法目标
1、通过对浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响等问题的研讨,培养分析、处理数据并从中获取信息的能力。
情感态度与价值观目标
进一步体会化学的魅力,激发对学习的兴趣;通过催化剂实际应用的事例,使认识催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。
【教学过程】
【思维导图】
复习回顾
一、化学反应速率:用单位时间内反应物浓度的减少或生成物的浓度增加来表示。若浓度用物质的量(C)来表示,单位为:mol/L,时间用t来表示,单位为:秒(s)或分(min)或小时(h)来表示,则化学反应速率的数学表达式为:
V == △C/ t 单位是:mol/(L·s) 或 mol/(L·min) 或 mol/(L·h)
化学反应速率是用单位时间内反应物或生成物的量变化来表示,通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示,其数学表达式可表示为
【明确】理解化学反应速率的表示方法时应注意的几个问题:
1、物质浓度是物质的量浓度以mol/L为单位,时间单位通常可用s、min、h表示,因此反应速率的与常见单位一般为mol/(l·s)、mol/(l·mon)或mol/(l·h)。
2、化学反应速率可用反应体系中一种反应物或生成物浓度的变化来表示,一般是以最容易测定的一种物质表示之,且应标明是什么物质的反应速率。
3、用不同的物质表示同一时间的反应速率时其数值可能不同,但表达的意义是相同的,各物质表示的反应速率的数值有相互关系,彼此可以根据化学方程式中的各化学计量数进行换算:
对于反应来说,则有。
4、一般说在反应过程中都不是等速进行的,因此某一时间内的反应速率实际上是这一段时间内的平均速率。
[讲述]影响化学反应速率的主要因素是反应物的性质,是内在因素,我们人类是不能改变这个因素的。因此我们应尊重这个自然规律。但是,当一个反应确定之后,我们可以尊重其客观规律的基础上通过改变外界条件来改变这个反应的速率,使它按着我们人类需要的速率进行。
二、浓度对化学反应速率的影响
[提出问题]浓度是怎样影响化学反应速率的?
[交流研讨]58页回答1.、2. 两题。
[结论]
1. v==kc(H2O2)c(HI) k为反应速率常数,它表示单位浓度下的化学反应速率。通常,反应速率常数越大,反应进行的越快。反应速率常数与浓度无关,但受温度、催化剂、固体表面积性质等因素的影响。
2.其他条件不变时,增大反应物的浓度,可以增大反应速率;减小反应物的浓度,可以减小化学反应的速率。
[提出问题]压强是怎样对化学反应速率进行影响的?
[讲解]当增大压强时,固态、液态物质体积基本不变,浓度也不变,反应速率也不变。对于气体来说,增大压强,体积减小,浓度增大,因而反应速率也增大。
[思考]为什么增大压强会影响有气体参加的化学反应的速率?
[讲解]1.一定量气体的体积与其所受的压强成正比。这就是说,如果气体的压强增大到原来的2倍,气体的体积就缩小到原来的一半,单位体积内的分子数就增多到原来的2倍,即体系中各个物质的浓度都增加,所以化学反应速率增大。相反,减小压强,气体的体积就扩大,浓度减小,因而反应速率减小。
2.如果参加反应的物质是固体、液体或溶液时,由于改变压强对它们的体积改变很小,因而它们的浓度改变也很小,可以认为压强与它们的反应速率无关。
[强调]压强对反应速率的影响是通过改变浓度而影响反应速率的。我们在分析压强对反应速率的影响时,应最终落实到浓度上,将压强问题转化为浓度问题。
[结论] 对于有气体参加的反应,若其他条件不变,增大压强,反应速率加快;减小压强,反应速率减慢。
[提出问题]温度是怎样对化学反应速率进行影响的?
三、温度对化学反应速率的影响
[交流研讨]59页
[思考]为什么升高温度会使反应速率加快?
[讲解]当反应物浓度一定时,分子总数一定,升高温度,反应物分子的能量增高,是活化分子的百分比增大,因而活化分子数量增多,有效碰撞频率增大,所以,反应速率加大。
[提出问题]催化剂是怎样影响化学反应速率的?
四、催化剂对化学反应速率的影响
[交流研讨]62页
[讲解]当温度和反应物浓度一定时,使用催化剂可使反应途径发生改变,从而降低了反应的活化能,使得活化分子的百分比增大,因此活化分子的数目增多,有效碰撞频率增大,故化学反应速率加大。
[结论]
1.催化剂是能加快化学反应速率而在反应前后本身的质量和化学性质不变的物质。由于催化剂的质量及化学性质在反应前后不变,反应历程中必定既包括有催化剂参与的反应,又包括使催化剂再生成的反应。
2.催化剂通过参与反应改变反应历程降低反应的活化能来提高化学反应速率。需要注意的是,催化剂不能改变化学反应的平衡常数,不能改变平衡转化率。
3、.催化剂具有选择性,某种催化剂对某一反应可能是活性很强的催化剂,但对其他反应就不一定有催化作用。
五、催化剂对化学反应速率的影响
催化剂能改变反应的历程,新反应历程(催化反应)和原有反应历程(催化反应)相比,所需要的活化能降低,加快了反应速率。催化剂还有以下特性:
①催化剂只能缩短反应达到化学平衡所需的时间,但不能使化学平衡移动。这是因为在可逆反应中,催化剂对正反应和逆反应速率都按相同的比例发生作用。
②催化剂具有选择性,不同类型的反应需要选择不同的催化剂。例如,SO2的氧化用V2O5催化剂,而乙烯的氧化用Ag作催化剂。对于同样的反应物,使用不同的催化剂,可以得到不同的产物。例如:
③催化剂有一定的活化温度。催化剂的活性与温度有关,低于某一温度,催化活性很低,在一定温度范围内,催化剂的活性最高,超过一定温度,催化活性又降低。因此,催化剂都有一定的使用温度范围。
④催化剂的活性与中毒
固体催化剂的表面有活性中心存在,反应分子与活性中心之间相互作用的结果是化学键发生改组,从而生成新的物质。
催化剂的催化能力称为催化活性。催化剂在使用过程中,其活性从小到大,逐渐达到正常水平,并在一段时间里保持稳定的活性,即为催化剂的寿命,然后活性下降,一直到衰老不能使用。催化剂在稳定活性期间,因接触少量的杂质,而使活性明显下降甚至破坏,这种现象称为催化剂的中毒。工业上为了防止催化剂中毒,要把反应物原料加以净化,以除去毒物。
六、催化剂对化学反应速率影响的原因是什么?
催化剂加快反应速率的原因与温度对反应速率的影响是根本不同的。催化剂可以改变反应的路线,降低反应的活化能,使反应物分子中活化分子的百分数增大,反应速率加快。(如图)
催化作用可分为均相催化和非均相催化两种。如果催化剂和反应物同处于气态或液态,即为均相催化。若催化剂为固态物质,反应物是气态或液态时,即称为非均相催化。
在均相催化中,催化剂跟反应物分子或离子通常结合形成不稳定的中间物即活化络合物。这一过程的活化能通常比较低,因此反应速率快,然后中间物又跟另一反应物迅速作用(活化能也较低)生成最终产物,并再生出催化剂。该过程可表示为:
A+B=AB(慢) A+C=AC(快) AC+B=AB+C(快)式中A、B为反应物,AB为产物,C为催化剂。
由于反应的途径发生了改变,将一步进行的反应分为两步进行,两步反应的活化能之和也远比一步反应的低。该理论被称为“中间产物理论”。
在非均相催化过程中,催化剂是固体物质,固体催化剂的表面存在一些能吸附反应物分子的特别活跃中心,称为活化中心。反应物在催化剂表面的活性中心形成不稳定的中间化合物,从而降低了原反应的活化能,使反应能迅速进行。催化剂表面积越大,其催化活性越高。因此催化剂通常被做成细颗粒状或将其附载在多孔载体上。许多工业生产中都使用了这种非均相催化剂,如石油裂化,合成氨等,使用大量的金属氧化物固体催化剂。该理论称为“活化中心理论”。
催化剂可以同样程度地加快正、逆反应的速率,不能使化学平衡移动,不能改变反应物的转化率。
七、检测题
1.在恒温恒容条件下,能使A(g)+B(g) C(g)+D(s)正反应速率增大的措施是 ( )
A.减小C的浓度 B.增大D的量
C.减小B的浓度 D.增大A或B的浓度
2.把下列4种X的溶液分别加入到4个盛有10 mL 2 mol·L-1盐酸的烧杯中,并加水稀释到50 mL,此时X与盐酸缓慢地进行反应,其中反应速率最大的是( )
A.20 mL 3 mol·L-1 B.20 mL 2 mol·L-1
C.10 mL 4 mol·L-1 D.10 mL 2 mol·L-1
3.对反应A+B===AB来说,常温下按以下情况进行反应:
①20 mL溶液中含A、B各0.01 mol
②50 mL溶液中含A、B各0.05 mol
③0.1 mol·L-1的A、B溶液各10 mL
④0.5 mol·L-1的A、B溶液各50 mL
四者反应速率大小关系是( )
A.②>①>④>③ B.④>③>②>①
C.①>②>④>③ D.①>②>③>④
4.增大压强对下列反应的速率无影响的是( )
A.CO2(g)+Ca(OH)2===CaCO3↓+H2O
B.H2(g)+I2(g)===2HI(g)
C.NaCl+AgNO3AgCl↓+NaNO3
D.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
5.对已达化学平衡的下列反应2X(g)+Y(g) 2Z(g),减小压强时,对反应产生的影响是 ( )
A.逆反应速率增大,正反应速率减小,平衡向逆反应方向移动
B.逆反应速率减小,正反应速率增大,平衡向正反应方向移动
C.正、逆反应速率都减小,平衡向逆反应方向移动
D.正、逆反应速率都增大,平衡向正反应方向移动
6.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
参考答案
1. 【解析】 减小C的浓度,正反应速率减小,A错误;增大D的量,正反应速率不变,B错误;减小B的浓度,正反应速率减小,C错误;增大A或B的浓度,都会使正反应速率增大,D正确。
【答案】 D
2. 【解析】 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。
【答案】 A
3. 【解析】 ①中c(A)=c(B)==0.5 mol·L-1,
②中c(A)=c(B)==1 mol·L-1,
③中c(A)=c(B)==0.05 mol·L-1,
④中c(A)=c(B)==0.25 mol·L-1
在其他条件一定的情况下,浓度越大,反应速率越快,所以反应速率由大到小的顺序为②>①>④>③。
【答案】 A
4. 【解析】 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。
【答案】 C
5. 【解析】 减小压强时,反应物浓度和生成物浓度均减小,故v正、v逆均减小;由于该反应正方向为气体体积减小的反应,故减小压强时,平衡向体积增大的方向移动,即逆向移动。
【答案】 C
6. 【解析】 C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项不符合题意;充入H2O(g),体积不变,反应速率加快,C项不符合题意;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项不符合题意。
【答案】 A
第二章第3节 化学反应的速率第2课时
一、选择题
1.在可逆反应中,改变下列条件一定能加快反应速率的是
A. 增大反应物的量 B. 升高温度 C. 增大压强 D. 使用催化剂
2.下列说法正确的是( )
A. 增大反应物浓度,可增大单位体积内活化分子的百分数,从而使有效碰撞次数增大
B. 有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的体积),可增加活化分子的百分数,从而使反应速率增大
C. 升高温度能使化学反应速率增大,主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数
D. 催化剂不影响反应活化能, 但能增大单位体积内活化分子百分数,从而增大反应速率
3.少量铁粉与100 mL 0.01 mol/L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CH3COONa固体 ⑤加NaCl溶液 ⑥滴入几滴硫酸铜溶液 ⑦升高温度(不考虑盐酸挥发)
A. ①⑥⑦ B. ③⑤ C. ③⑦ D. ⑤⑦
4.下列实验能达到相应目的是( )
选项
A
B
C
D
实验
过程
实验
目的
将乙二醇(HOCH2CH2OH)转化为乙二酸(H2C2O4)
比较氯化铁和二氧化锰对H2O2分解反应的催化效果
证明稀硝酸与铜反应时表现出氧化性
用SO2与Ba(NO3)2反应获得BaSO3沉淀
A. A B. B C. C D. D
5.有关化学反应速率的说法正确的是( )
A. 二催化硫的催化氧化是个放热反应,升高温度,正反应速率减慢
B. 使用催化剂是为了加快反应速率,提高生产效率
C. 用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,改用铁片和浓硫酸可以加快氢气的产生
D. 化学反应达到最大限度时,正逆反应速率相等且也达到最大
6.对于工业合成氨反应:N2+3H22NH3,下列说法错误的是( )
A. 使用合适的催化剂可以增大反应速率
B. 升高温度可以增大反应速率
C. 增大N2浓度可以增大反应速率
D. 增大N2浓度可以使H2转化率达到100%
7.下列措施对增大反应速率明显有效的是( )
A. Al在氧气中燃烧生成Al2O3,将铝粉改为铝片
B. Fe与稀硫酸反应制取H2时,改用质量分数为98.3%的浓硫酸
C. Zn与稀硫酸反应时,适当提高溶液的温度
D. Na与水反应时增大水的用量
8.某温度下,反应N2O42NO2(g)(正反应为吸热反应)在密闭容器中达到平衡。下列说法不正确的是( )
A. 加压时(体积变小),将使正反应速率增大
B. 保持体积不变,加入少许NO2,将使正反应速率减小
C. 保持体积不变,加入少许N2O4,再达平衡时,颜色变深
D. 保持体积不变,升高温度,再达平衡时颜色变深
9.反应A(g)+3B(g)2C(g) (正反应放热)达到平衡后,将气体混合物的温度降低,下列叙述正确的是( )
A. 正反应速率增大,逆反应速率变小,平衡向正反应方向移动
B. 正反应速率变小,逆反应速率增大,平衡向逆反应方向移动
C. 正反应速率和逆反应速率都变小,平衡向正反应方向移动
D. 正反应速率和逆反应速率都变小,平衡向逆反应方向移动
10.某温度下反应N2O4(g) 2NO2(g)(正反应为吸热反应),在密闭容器中达到平衡,下列说法正确的是( )
①加压时(体积变小),将使正反应速率增大②保持体积不变,加入少许NO2,将使正反应速率减小;③保持体积不变,加入少许N2O4,再达到平衡时颜色变深;④保持体积不变,升高温度,再达平衡时颜色变深 ⑤升高温度,正反应速率减小,平衡逆向移动
A. ①④⑤ B. ③④⑤ C. ①③④ D. ①②③④⑤
11.臭氧是理想的烟气脱硝剂,其脱硝反应为2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g),在T温度下,向2.0 L恒容密闭容器中充入2.0 mol NO2和1.0 mol O3,经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表:
t/s
0
3
6
12
24
n(O2)/mol
0
0.36
0.60
0.80
0.80
下列有关说法正确的是( )
A. 反应在0~3 s内的平均速率v(NO2)=0.24 mol·L-1·s-1
B. 24 s后,若保持其他条件不变,降低温度,达到新平衡时测得c(O2)=0.44 mol·L-1,则反应的ΔH>0
C. 在T温度下,起始时向容器中充入2.0 mol N2O5和2.0 mol O2,达到平衡时,N2O5的转化率大于20%
D. 在T温度下,起始时向容器中充入1.0 mol NO2、0.5 mol O3和0.50 mol N2O5、0.50 mol O2,反应达到平衡时,压强为起始时的0.88倍
12.比较、推理是化学学习常用的方法,以下是根据一些反应事实推导出的影响化学反应的因素,其中推导不合理的是( )
序号
化学反应事实
影响化学反应的因素
A
铁丝在空气中很难燃烧,而在氧气中能剧烈燃烧
反应物浓度
B
碳在常温下不与氧气发生反应,而在高温时能与氧气反应
反应温度
C
水在通电的条件才能分解,双氧水只要加入二氧化锰就迅速分解
催化剂
D
铜片在空气中很难燃烧,纳米铜粉在空气中较易燃烧
反应物的接触面积
A. A B. B C. C D. D
13.右图为1molSO2Cl2(g)和1molSCl2(g)反应生成SOCl2(g)能量变化的示意图,已知E1=xkJ/mol,E2=ykJ/mol,下列有关说法正确的是( )
A. 若在反应体系中加人催化剂,E1不变
B. 若在反应体系中加入催化剂,△H减小
C. 反应的活化能等于y kJ?mol-1
D. 1 mol SO2Cl2(g)和1 mol SCl2(g)反应生成SOCl2(g)的△H=(x-y) kJ?mol-1
14.反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)是一放热反应。如果反应在密闭容器中进行,下列有关说法中正确的是( )
A. 升高温度会使正反应速率升高逆反应速率减慢
B. 在高温和催化剂作用下,H2可以100%地转化为NH3
C. 当NH3的浓度是N2的二倍时,反应达到平衡状态
D. 使用催化剂可以加快反应速率,提高生产效率
二、非选择题
15. 在下列事实中,什么因素影响了化学反应速率:
(1)1mol/l和0.1mol/l的HCL分别和锌反应:_______________________;
(2)熔化的KClO3放出气泡很慢,撒入少量MnO2很快产生气体:_______________________;
(3)夏天的食品易霉变,而冬天不易发生该现象:________________________。
16. 在某一容积为2 L的密闭容器中,A、B、C、D四种物质的物质的量n(mol)随时间t(min)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2 min用A的浓度变化表示的化学反应速率为______________,
在2 min时,图像发生改变的原因可能是________(用字母表示)。
A.增大压强 B.降低温度
C.加入催化剂 D.增加A的物质的量
17. .t℃时,将2molSO2和1molO2通入体积为2L的恒温恒容密闭容器中,发生如下反应:
2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g),△H=-196.6 kJ/mol.2 min时反应达到化学平衡,此时测得反应物O2还乘余0.8 mol,请填写下列空白:
(1)从反应开始到达化学平衡,生成SO3的平均反应速率为 ,平衡时SO2转化率为 ;
(2)下列叙述能证明该反应已达到化学平衡状态的是(填标号,下同) ;
A.溶器内压强不再发生变化
B.SO2的体积分数不再发生变化
C.容器内气体原子总数不再发生变化
D.相同时间内消耗2nmolSO2的同时消耗nmolO2
E.相同时间内消耗2nmolSO2的同时生成nmolO2
(3)反应达到化学平衡后,以下操作将引起平衡向正反方向移动并能提高SO2转化率的是 ;
A.向容器中通入少量O2 B.向容器中通入少量SO2
C.使用催化剂 D.降低温度
E.向容器中通入少量氦气(已知:氦气和SO2、O2、SO3都不发生反应)
(4)t2℃时,若将物质的量之比n(SO2):n(O2)=1:1的混合气体通入一个恒温恒压的密闭容器中,反应达到平衡时,混合气体体积减少了20%,SO2的转化率为 。
18. 某课外兴趣小组对H2O2的分解速率做了如下实验探究.
(1)下表是该小组研究影响过氧化氢(H2O2)分解速率的因素时采集的一组数据。表中数据为在不同条件下用10mL H2O2制取15OmLO2所需的时间(秒)。
① 上述实验结果体现了______、_____、_____等因素对过氧化氢分解速率的影响;
②从上述影响过氧化氢分解速率的因素中任选一个,说明该因素对化学反应速率的影响___________________________。
(2)某温度时,在一个2L的密闭容器中,M、N、W三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据.试填写下列空白:
① 该反应的化学方程式为______________;
② 从开始至4min,N的平均反应速率为___________,4min 末M的转化率为___________。
参考答案
1.【答案】B
【解析】试题分析:A.如反应物为固体,则增大反应物的量,反应速率不一定增大,故A错误;B.升高温度,反应速率一定增大,故B正确;C.增大压强,如参加反应的气体的浓度不变,则反应速率不一定增大,如加入惰性气体,故C错误;D.使用催化剂,不一定加快反应速率,催化剂有正催化剂和负催化剂,负催化剂可降低反应速率,故D错误;故选B。
2.【答案】C
【解析】试题分析:A、由于增大反应物浓度,可增大单位体积内活化分子数,从而使有效碰撞次数增多,但是活化分子百分数不变,A错误;B、增大压强(即缩小反应容器的体积),增大了反应物生成物浓度,从而使反应速率增大,但是活化分子百分数不变,B错误;C、由于升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是反应体系中分子能量增大,活化分子数增加,增加了活化分子百分数,C正确;D、由于催化剂降低了反应所需能量,即降低了活化能,增加活化分子百分数,增大了反应速率,D错误,答案选C。
外界条件对化学反应速率的影响,实际是通过影响单位体积内活化分子的数量,改变有效碰撞次数来实现的,影响化学反应速率的外界条件主要有温度、浓度、压强和催化剂,我们可以将其进行归纳:
3.【答案】C
【解析】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,反应速率加快,且不会改变氢气的体积;④加醋酸钠固体与盐酸反应生成弱酸醋酸,故反应速率减慢;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升高温度(不考虑盐酸挥发),反应速率加快,且生成的氢气体积不变,答案选C。
本题考查反应速率的影响因素,注意本题不改变生成氢气总量的要求,答题时注意审题。
4.【答案】C
【解析】A、酸性KMnO4溶液将乙二醇(HOCH2CH2OH)氧化为CO2,故A错误;B、比较氯化铁和二氧化锰对H2O2分解反应的催化效果,H2O2的浓度必须相同,故B错误;C、稀硝酸与铜反应,收集到NO气体,表现出氧化性,故C正确;D、酸性条件下,NO3―能将SO2氧化成SO42―,也生成BaSO4沉淀,故D错误;故选C。
5.【答案】B
【解析】A.升高温度,使单位体积内活化分子百分数增加,增大反应速率,故C错误;B.催化剂能降低反应的活化能,增大反应速率,为了加快反应速率,提高单位时间内的产量,故B正确;C.浓硫酸具有强氧化性,与铁反应不生成氢气,故C错误;D.化学反应达到最大限度时,反应达到平衡状态,此时正逆反应速率相等但不一定是最大,故D错误;答案为B。
6.【答案】D
【解析】A.使用催化剂,可增大活化分子百分数,反应速率加快,故A正确;B.升高温度,可增大活化分子百分数,反应速率加快,故B正确;C.增大N2浓度,单位体积百分数数目增多,增大反应速率,故C正确;D.为可逆反应,转化率不可能达到100%,故D错误;故选D。
7.【答案】C
【解析】A. 将铝粉改为铝片,反应物之间接触面积减小,反应速率减小;B. Fe在98.3%的浓硫酸中被钝化;C.温度升高,反应速率增大;D.增大水的用量不影响Na与水的反应速率。故选C。
增大反应速率的因素主要有增大反应物浓度、升高温度、增大反应物接触面积、使用适当催化剂等。
8.【答案】B
【解析】A.增大越强,反应速率增大,故A正确;B.保持体积不变,加入少许NO2,瞬时,逆反应速率增大,正反应速率不变,然后逐渐变大,故B错误;C.保持体积不变,加入少许N2O4,生成物的浓度增大,颜色加深,故C正确;D.正反应吸热,升高温度平衡向正反应方向移动,颜色加深,故D正确;故选B。
9.【答案】C
【解析】A.降低温度,正逆反应速率都减小,平衡向正反应方向移动,故A错误;B.降低温度,正逆反应速率都减小,平衡向正反应方向移动,故B错误;C.降低温度,正逆反应速率都减小,平衡向正反应方向移动,故C正确;D.降低温度,正逆反应速率都减小,平衡向正反应方向移动,故D错误;故选C。
10.【答案】C
【解析】①加压(体积变小),增大压强,正逆反应速率都增大,故①正确;②保持体积不变,加入少许NO2,瞬时,逆反应速率增大,正反应速率不变,然后逐渐变大,故②错误;③保持体积不变,加入少许N2O4,生成物的浓度增大,颜色加深,故③正确;④正反应吸热,升高温度平衡向正反应方向移动,颜色加深,故④正确;⑤升高温度,正逆反应速率均增大,平衡正向移动,故⑤错误;正确的有①③④,故选C。
本题考查化学平衡的影响因素,为高频考点,把握温度、浓度、压强对反应速率及平衡的影响为解答的关键。由热化学方程式可知该反应吸热,升高温度平衡向正反应方向移动,反应物和生成物都只有一种,二氧化氮浓度越大,混合气体颜色越深。
11.【答案】D
【解析】A.由表中数据可知,3s内压强物质的量变化量为0.36mol,容器体积为2L,故0~3s内v(O2)= =0.06mol/(L.s),速率之比等于其化学计量数之比,故v(NO2)=2v(O2)=2×0.06mol/(L.s)=0.12mol/(L.s),故A错误;B.由表中数据可知,12s与24s时氧气的物质的量均为0.8mol,说明12s时可逆反应到达平衡,平衡时氧气的浓度为=0.4mol/L,降低温度,达到新平衡时测得c(O2)=0.44mol/L,氧气浓度增大,说明降低温度,平衡向正反应方向移动,则正反应为放热反应,即△H<0,故B错误;C.在T温度下,起始时向容器中充入2.0molN2O5和2.0molO2,转化到左边相当于起始投入4.0molNO2和2.0molO3,所到达的平衡状态相当于在原平衡的基础上压强增大一倍,平衡先正反应方向移动,平衡时N2O5的物质的量大于2×0.8mol=1.6mol,故参加反应的N2O5的物质的量小于2mol-1.6mol=0.4mol,则达到平衡时,N2O5的转化率小于×100%=20%,故C错误;D.容器体积不变,在T温度下,起始时向容器中充入1.0molNO2、0.5molO3和0.50molN2O5、0.50molO2,转化到左边相当于起始投入2.0molNO2和1.0molO3,与原平衡为完全等效平衡,平衡时压强相等,12s到达平衡时氧气的物质的量为0.8mol,则:2NO2(g)+O3(g)?N2O5(g)+O2(g)? 物质的量减少?????1???????? ?1?????0.8mol?? ? 0.8mol故原平衡中平衡时气体物质的量为2mol+1mol-0.8mol=2.2mol,即起始时向容器中充入1.0molNO2、0.5molO3和0.50molN2O5、0.50molO2到达平衡时,混合气体总物质的量为2.2mol,平衡时压强为起始的=0.88倍,故D正确;故选D。
12.【答案】C
【解析】A.铁丝能在氧气中燃烧是因为氧气的浓度大了,故A正确;B.碳在点燃时能与氧气反应是因为温度达到了着火点,故B正确;C.水的分解和双氧水分解是两种不同物质的分解,无法判断催化剂对反应速率的影响,故C错误;D.铜片与铜粉都是铜,铜片不易燃烧是因为它的体积大温度升高慢,而铜粉体积小温度升高快很快达到了着火点,是反应物的接触面积改变,故D正确;故答案为C。
13.【答案】D
【解析】A.若在反应体系中加入催化剂,E1变小,故A错误;B.催化剂不会改变化学反应的反应热,所以△H不变,故B错误;C.由图可知,反应的活化能等于E1=x?kJ?mol-1,故C错误;D.1?mol?SO2Cl2(g)和1?mol?SCl2(g)反应生成SOCl2(g)的△H=E1-E2=(x-y)?kJ?mol-1,故D正确;故选D。
点睛:明确催化剂在化学反应中的作用是解题关键,催化剂能降低反应的活化能,所以E1变小,但催化剂不会改变化学反应的反应热,所以△H不变,反应热等于反应物的键能总和与生成物的键能总和之差,即△H=E1-E2,据此解答。
14.【答案】D
【解析】升高温度会使正反应速率、逆反应速率都升高,故A错误;可逆反应,反应物不可能100%地转化为生成物,故B错误;当NH3的浓度是N2的二倍时,不一定达到平衡状态,故C错误;使用催化剂加快反应速率,提高生产效率,故D正确。
15.【答案】(1)浓度(2)催化剂(3)温度
【解析】(1)1mol/l和0.1mol/l的HCL分别和锌反应:氯化氢的浓度不同。(2)熔化的KClO3放出气泡很慢,撒入少量MnO2很快产生气体。撒入少量MnO2作为催化剂,加快化学反应速率。(3)夏天的食品易霉变,而冬天不易发生该现象,夏季温度高,食物易霉变。
16.【答案】(1)4A+5B6C+4D (2)0.1mol?L-1?min-1;A C
【解析】(1)达到平衡时A、B、C、D改变的物质的量分别为0.8mol、1.0mol、1.2mol、0.8mol,且A、B的物质的量减少,应为反应物;C、D的物质的量增加,应为生成物,反应的化学方程式为4A+5B6C+4D。
(2)前2min时,A的物质的量变化为:0.4mol;所以v(A)=0.4mol÷(2L×2min)=0.1mol?L-1?min-1;从图象看,2~3min时图象的斜率变大,说明化学反应速率变快.增大压强、加入催化剂均增大化学反应速率,而降低温度减小化学反应速率,增加A的物质的量,虽能加快化学反应速率,但图象要产生突变,答案选A、C。
17.【答案】(1)0.1mol/(L·min),20%;(2)ABE ;(3)AD;(4)80%。
【解析】(1)根据化学反应速率的定义,v(O2)=(1-0.8)/(2×2)mol/(L·min)=0.05 mol/(L·min),根据化学反应速率之比等于化学计量数之比,v(SO3)=2v(O2)=2×0.05mol/(L·min)=0.1mol/(L·min),消耗的SO2的物质的量为2×0.2mol=0.4mol,SO2的转化率=0.4/2×100%=20%;(2)A、反应前后气体系数之和不相等,因此压强不变说明反应达到平衡,故正确;B、根据化学平衡状态的定义,组分的浓度不再改变,说明反应达到平衡,故正确;C、化学反应遵循原子守恒,因此原子总数不变,不能说明反应达到平衡,故错误;D、两者都是向正反应方向进行,不能说明达到平衡,故错误;E、反应方向是一正一逆,且速率之比等于化学计量数之比,因此能够说明反应达到平衡,故正确;(3)A、通入少量氧气,增加反应物的浓度,平衡向正反应方向进行,且SO2的转化率提高,故正确;B、通入少量SO2,虽然平衡向正反应方向进行,但SO2总量增加,SO2的转化率降低,故错误;C、使用催化剂只加快反应速率,对化学平衡无影响,故错误;D、正反应是放热反应,降低温度,平衡向正反应方向进行,SO2的转化率增大,故正确;E、恒容状态下,充入非反应气体,组分的浓度不变,化学平衡不移动,故错误;(4) 设SO2的物质的量为1mol,则O2的物质的量为1mol,等温等压下,体积之比等于物质的量之比,混合气体物质的量减少20%,因此混合气体物质的量减少2×20%mol=0.4mol,因此消耗SO2的物质的量为0.8mol,转化率为0.8/1×100%=80%。
18. 【答案】(1)①浓度; 温度;催化剂;
②温度升高化学反应速率加快;反应物浓度增大化学反应速率加快;使用合适的催化剂化学反应速率加快;
(2)①M+N2W;②0.05mol/(L·min);33.3%。
【解析】(1)①根据表格分析可知:上述实验结果体现了浓度、温度、催化剂等因素对过氧化氢分解速率的影响;②在其它条件不变时,温度升高,反应速率加快;在其它条件不变时,物质的浓度增大,反应速率加快;在其它条件不变时,使用催化剂比不使用催化剂反应速率大大加快;(2)①在4min时,M、N的物质的量减小0.4、0.4,W增加0.8,则M、N是反应物,W是生成物;由于物质改变的物质的量的比等于方程式中该物质的化学计量数的比,而且最后各种物质的物质的量不变,说明反应是可逆反应,故该反应的化学方程式是M+N2W;② 从开始至4min,N的平均反应速率为v(N)=(1.0mol-0.6mol)÷2L÷4min=0.05mol/(L·min);4min 末M的转化率为=[(1.2mol-0.8mol)÷1.2mol]×100%=33.3%。
第二章第3节 化学反应的速率第2课时
一、选择题
1.用锌片与1mol·L-1稀盐酸反应制取氢气,下列措施不能使反应速率增大的是( )
A. 改用锌粉
B. 滴入几滴硫酸铜溶液
C. 加入少量1mol·L-1稀硫酸
D. 加入少量NaCl溶液
2.反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)在一体积可变的密闭容器中进行。改变下列条件能增大化学反应速率的是( )
①增大C(s)的用量 ②将容器的体积缩小一半 ③保持体积不变,充入N2使容器内压强增大 ④保持压强不变,充入N2使容器体积增大 ⑤保持体积不变,充入水蒸气 ⑥升高温度
A. ②⑤⑥ B. ①②③⑥ C. ②③⑤⑥ D. ①②④⑥
3.某温度下,一反应平衡常数。恒容时到达平衡后,升高温度,H2浓度减小。下列说法正确的是( )
A. 升温,逆反应速率减小
B. 加压,H2浓度减小
C. 增加H2, K减小
D. 该反应的正反应是吸热反应
4.控制变量法是化学实验的常用方法之一。下图实验探究影响反应速率的因素是( )
A. 浓度 B. 温度 C. 催化剂 D. 固体质量
5.铁片与稀硫酸反应制取氢气是,下列的措施中不能使氢气生成速率加快的是( )
A. 滴加少量硫酸铜溶液 B. 不用铁片,改用铁粉
C. 不用稀硫酸,改用98﹪浓硫酸 D. 加热
6.下列说法正确的是 ( )
A. 决定化学反应速率的主要因素是参加反应的物质的性质
B. 催化剂可以使不起反应的物质发生反应
C. 可以找到一种催化剂使水变成油
D. 催化剂是决定化学反应速率的主要因素
7.工业制硫酸中的一步重要反应是SO2在400-500下的催化氧化,2SO2+O2?2SO3,这是一个正反应放热的可逆反应在,如果反应在密闭容器中进行,下述有关说法中错误的是(??? )
A. 使用催化剂是为了加快反应速率.
B. 在上述条件下SO2不可能100%的转化为SO3
C. 为了提高SO2转化率,应适当提高O2浓度
D. 达到平衡时,SO2的浓度与SO3的浓度相等
8.某温度下,容积一定的密闭容器中进行如下可逆反应:X(g)+Y(g) 2Z(g)+W(s)+Q,下列叙述正确的是( )
A. 加入少量W,v(逆)增大
B. 压强不变时,反应达到平衡状态
C. 升高温度,v(逆)、v(正)都增大
D. 平衡后加入X,X转化率增大
9.已知可逆反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3 (g).这是一个正反应放热的可逆反应,如果反应在密闭容器中进行,下列关于此反应的说法中错误的是( )
A. 升高反应体系的温度,可使反应速率变大
B. 该反应中N2不可能100%转化为NH3
C. 该反应达到平衡状态时.N2、H2和NH3三者的浓度一定相等
D. 为了提高H2的转化率,可适当提高N2的浓度
10.用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,下列措施不能使氢气的生成速率加快的是( )
A. 加热
B. 不用稀硫酸改用98%的浓硫酸
C. 滴加少量的CuSO4溶液
D. 不用铁片改用铁粉
11.2SO2(g) +O2(g)SO3(g)是制备硫酸的重要反应,下列叙述中正确的是( )
A. 催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率
B. 不论以何种方式使反应体系的压强增大,化学反应速率一定增大
C. 该反应是放热反应,降低温度将缩短反应到达平衡的时间
D. 当该反应到达平衡时,SO2、O2、SO3都存在于反应体系中
12.一定温度下,反应N2(g)+O2(g)2NO(g)在密闭容器中进行,下列措施不改变化学反应速率的是( )
A. 恒容充入N2 B. 缩小体积使压强增大
C. 恒容充入氦气 D. 恒压充入氦气
13.下图是工业合成氨反应的速率-时间图像,在 t1 时刻改变某一条件,到 t2 时重新达到平衡,判断 t1 时刻可能改变条件是( )
A. 使用催化剂 B. 升高温度
C. 增大压强 D. 提高 N2 浓度
14.一定条件下,在体积为10 L的密闭容器中,1 mol X和1 mol Y进行反应:2X(g)+Y(g) ?Z(g),经60s达到平衡,生成0.3mol Z,下列说法正确的是( )
A. 若增大压强,则物质Y的转化率减小
B. 将容器体积变为5 L,Z的平衡浓度变为原来的2倍
C. Y浓度变化表示的反应速率为0.0005 mol/(L·s )
D. 若升高温度,X的体积分数增大,则该反应的ΔH>0
二、非选择题
15. 前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),该反应的能量变化如图所示:
(1)你认为该反应为____________(填放热或吸热)反应;
(2)恒容容器中,对于以上反应,能加快反应速率的是 ;
a.升高温度 b.充入He c.加入催化剂 d.降低压强
(3)在体积为2 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,测得CO2的物质的量随时间变化如下表所示。
t/min
0
2
5
10
15
n(CO2)/mol
1
0.75
0.5
0.25
0.25
从反应开始到5min末,用H2浓度变化表示的平均反应速率v(H2)= ,反应达到平衡状态,此时H2的转化率为 ;
(4)在相同温度、容积不变的条件下,能说明该反应已达平衡状态的是 (填序号);
a.CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度均不再变化
b.v生成(CH3OH)=v消耗(CO2)
c.n(CO2)∶n(H2)∶n(CH3OH)∶n(H2O)=1∶1∶1∶1
d.容器中混合气体的密度保持不变
e. H2的消耗速率与CH3OH的消耗速率之比为3∶1
f.体系压强不变
(5)以CH3OH、空气、氢氧化钾溶液为原料,石墨为电极可构成然料电池,该电池中负极上的电极反应式是:_____________________________________。
16. 某实验小组以H2O2分解为例,研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响.在常温下按照如下方案完成实验.
分组实验
催化剂
①
10mL 5% H2O2溶液
无
②
10mL 2% H2O2溶液
无
③
10mL 5% H2O2溶液
1mL 0.1mol?L﹣1FeCl3溶液
④
10mL 5%H2O2溶液+少量HCl溶液
1mL 0.1mol?L﹣1FeCl3溶液
⑤
10mL 5% H2O2溶液+少量NaOH溶液
1mL 0.1mol?L﹣1FeCl3溶液
(1)写出实验③中H2O2分解反应方程式并标明电子转移的方向和数目: ;
(2)实验①和②的目的是 .实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论.资料显示,通常条件下H2O2稳定,不易分解.为了达到实验目的,你对原实验方案的改进是 ;
(3)实验③、④、⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图1.分析上图能够得出的实验结论: ;
(4)将0.1g MnO2粉末加入50mL H2O2溶液中,在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图2所示.解释反应速率变化的原因: ,计算H2O2的初始物质的量浓度为 .(保留两位有效数字,在标准状况下测定)
(5)常温下H2O2溶液类似于二元弱酸溶液,H2O2的电离方程式为 。
17. KI溶液在酸性条件下能与氧气反应。 现有以下实验记录:
实验编号
①
②
③
④
⑤
温度/℃
30
40
50
60
70
显色时间/s
160
80
40
20
10
回答下列问题:
(1)该反应的离子方程式为______________________;
(2)该实验的目的是 ___________________________;
(3)实验试剂除了1 mol/L KI溶液、0.1 mol/L H2SO4溶液外,还需要加入的显色试剂是__________________,实验现象为:________________;
(4)上述实验操作中除了需要(3)的条件外,还必须控制不变的是________(选填字母);
A.温度 B.试剂的浓度 C.试剂的用量(体积)
(5)若要进行酸性对反应速率的影响的探究实验,你会采取的措施是___________________。
18. 某温度下,将2molA和3molB充入体积为2L的密闭容器中进行化学反应:A(g)+B(g) 2C(g) △H< 0,反应进行到10s时达到平衡,此时测得C的物质的量为2.4mol。回答下列问题:
(1)0~10s内A的平均反应速率为 ;
(2)反应达平衡时B在平衡混合气体中的体积分数为 ;
(3)平衡后,其他条件不变的情况下,将体积压缩到原来的1/2时,对反应产生的影响是 ;
A.正反应速率增大,逆反应速率减小,平衡向正反应方向移动
B.正、逆反应速率都不变,平衡不移动,各物质物质的量不变
C.正、逆反应速率都增大,平衡不移动,B的物质的量浓度为1.8mol/L
D.正、逆反应速率都增大,平衡不移动,各物质的物质的量不变
(4)可以证明恒温恒容条件下该可逆反应已达到平衡状态的是 ;
A.混合气体的密度不随时间而改变
B.混合气体的平均摩尔质量不随时间而改变
C.B和C在混合气体中的体积分数之比不随时间而改变
D.在隔热条件下,体系的温度不随时间而改变
(5)若在其他条件不变的情况下,采取下列措施反应达平衡C的百分含量不变的是 ;
A.通入He气 B.使用催化剂
C.升高温度 D.再充入1molA和1.5molB
(6)若保持原温度和容器容积不变再向其中充入2molA和1molB,平衡常数将 (填“增大” “减小”或“不变”),整个过程中物质B的转化率为 。
参考答案
1.【答案】D
【解析】A.锌片改为锌粉,增大了锌的接触面积,可以加快反应速率,故A不选;B.加入几滴硫酸铜溶液,Zn置换出Cu、构成Cu-Zn原电池,加快反应速率,故B不选;C.加入1mol/L的稀硫酸,增大了溶液中氢离子浓度,从而加快了反应速率,故C不选;D.加入少量氯化钠溶液,钠离子和氯离子不需要锌与氢离子的反应,而原溶液中氢离子浓度减小,导致反应速率减小,故D选;答案为D。
明确影响化学反应速率的因素为解答关键,根据影响化学反应速率的因素分析,若增大反应速率,可以升高温度、增大锌的表面积、增大氢离子浓度等,而加入少量氯化钠溶液,导致原溶液中氢离子浓度减小,反应速率减小,据此进行解答。
2.【答案】A
【解析】①增大C(s)的用量反应速率不变;②将容器的体积缩小一半,压强增大,反应速率增大;③保持体积不变,充入N2使容器内压强增大,浓度不变,反应速率不变;④保持压强不变,充入N2使容器体积增大,浓度减小,反应速率减小;⑤保持体积不变,充入水蒸气,增大反应物浓度,反应速率加快;⑥升高温度,反应速率增大;答案选A。
点睛:③和④是解答的易错点,注意“惰性气体”对化学反应速率的影响:①恒温、恒容条件:原平衡体系体系总压强增大→体系中各组分的浓度不变→反应速率不变。②恒温、恒压条件:原平衡体系容器容积增大,各反应气体的分压减小→体系中各组分的浓度同倍数减小(等效于减压),反应速率减小。
3.【答案】D
【解析】平衡常数K=c(CO)?c(H2O)/c(CO2)?c(H2),因此该可逆反应为CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g),则A、升高温度,反应物、生成物的活化分子增多,正、逆反应速率都增大,A错误;B、增大压强,容器容积减小,氢气浓度增大,B错误;C、恒温恒容时,增大氢气的浓度,增大压强,平衡向正反应移动,平衡常数只与温度有关系,K不变,C错误;D、恒容时,温度升高,H2的浓度减小,说明平衡向正反应移动,该反应正反应为吸热反应,即反应的焓变为正值,D正确;答案选D。
本题考查外界条件对化学平衡、化学平衡常数的影响等,明确平衡常数的含义和影响因素是解答的关键。注意对化学平衡常数的理解,同一反应,化学计量数不同,平衡常数不同,同一个化学反应平衡常数只与温度有关系。
4.【答案】B
【解析】两个实验中,盐酸浓度相同、镁条相同,温度不同,则该实验探究影响反应速率的因素是温度,温度不同,反应速率不同。答案选B。
本题考查化学反应速率的探究,为高频考点,侧重于学生的分析能力和实验能力的考查,难度不大,注意对控制变量法的理解,从而得解。
5.【答案】C
【解析】A.滴加少量CuSO4溶液,置换出Cu,形成原电池,发生电化学反应,反应速率加快,故A不选;B.不用铁片,改用铁粉,增大反应物接触面积,反应速率加快,故B不选;C.铁与浓硫酸反应不生成氢气,不能增大生成氢气的速率,故C选;D.加热,升高温度可加快反应速率,故D不选;故选C。
6.【答案】A
【解析】A项,反应物本身的性质是决定化学反应速率的主要因素,如铁能和稀硫酸反应生成氢气,而铜和稀硫酸不反应,故A正确;B项,催化剂只改变反应速率,不能决定反应能否发生,反应能否发生是由物质本身的性质决定的,故B错误;C项,水不可能变成油,违背了质量守恒定律,故C错误;D项,决定化学反应速率的主要因素是物质本身的性质,催化剂只是外因,不起决定作用,故D错误。综上,选A。
7.【答案】D
【解析】A项,使用催化剂能加快反应速率,缩短反应时间,从而提高反应效率,故A正确;B项,该反应是可逆反应,存在反应限度问题,反应物不可能100%的反应,故B正确; C项,根据勒夏特列原理,加入氧气,平衡向右移动,可以提高SO2的转化率,故C正确; D项,达到平衡时,SO2与SO3的浓度不再发生变化,但不一定相等,要依据反应物的初始浓度及转化率,具体计算,故D错误。综上,选D。
8.【答案】C
【解析】A、W在反应中是固体,固体量的增减不会引起化学反应速率的改变和化学平衡的移动,故A错误;B、反应前后气体的物质的量不变,容器内压强始终不变,压强不变,不能说明到达平衡,故B错误; C、升高温度,反应速率加快,v(逆)、v(正)都增大,故C正确; D、平衡后加入X,尽管平衡正向移动,但X转化率减小,故D错误;故选C。
本题考查平衡移动、外界条件对平衡的影响、平衡状态判断等。本题的易错点是D,要注意加入X,Y的转化率增大,而X的转化率减小。
9.【答案】C
【解析】A. 升高反应体系的温度,可使反应速率变大,A正确;B. 该反应是可逆反应,反应中N2不可能100%转化为NH3,B正确;C. 该反应达到平衡状态时,N2、H2和NH3三者的浓度不再发生变化,但不一定相等,C错误;D. 为了提高H2的转化率,可适当提高N2的浓度,促使平衡正向移动,D正确,答案选C。
10.【答案】B
【解析】铁与稀硫酸反应制取氢气时,反应的实质为Fe与H+反应,A、加热,活化分子的百分数增大,反应速率加快,A不选;B、改用98%的浓硫酸,浓硫酸具有强氧化性,与Fe反应不生成氢气,不能加快氢气的生成速率,且常温下钝化,B选;C、滴加少量的CuSO4溶液铁置换出铜,构成铁铜原电池,加快反应速率,C不选;D、不用铁片,改用铁粉,增大反应物的接触面积,反应速率加快,D不选;答案选B。
本题考查影响化学反应速率的因素,明确常见的外界因素即可解答,注意B选项为学生解答中的易错点。
11.【答案】D
【解析】A.催化剂可同等程度的改变正、逆反应的反应速率,故A错误;B.若在恒容条件下,向容器通入惰性气体,反应体系的压强变大,但反应各物质的浓度不变,因此反应速率也不变,故B错误;C.不论反应是吸热反应还是放热反应,降低温度反应速率一定变慢,则达到平衡的时间将延长,故C错误;D.平衡体系是反应物与生成物共存体系,且量一定,故D正确;答案为D。
明确影响反应速率及平衡的移动的因素是解题关键,根据催化剂可以同等程度的增大正逆反应的反应速率;增加压强不一定能增加反应速率,必须是提高反应物浓度(例如压缩体积),像充入惰性气体这样的方式,虽然增加了压强,但是反应速度依然不变;并利用降低温度反应速率减小及化学反应速率的计算式来解答。
12.【答案】C
【解析】A.恒容,充入N2,则增大氮气的浓度,可以加快该化学反应的速率,故A不选;B.缩小体积使压强增大,则增大各组分浓度,可以加快该化学反应的速率,故B不选;C.恒容,充入He,各组分浓度不变,速率不变,故C选;D.恒压充入氦气,体积增大,浓度减小,化学反应速率减慢,故D不选;故选C。
13.【答案】B
【解析】根据图像,t1时正、逆反应速率增大,逆反应速率大于正反应速率,说明平衡逆向移动,合成氨是一个放热的体积减小的反应,根据外界条件对化学反应速率和平衡移动的影响分析解答。A. 使用催化剂,平衡不移动,故A错误;B.合成氨反应是一个放热反应,升高温度平衡逆向移动,故B正确;C.增大反应体系的压强,平衡正向移动,正逆反应速率都增大,故C错误;D. 提高 N2 浓度,平衡正向移动,故D错误;故选B。
本题考查影响化学反应速率的因素,注意把握浓度、催化剂、温度、压强对反应速率的影响即可解答,侧重反应速率图象的分析,明确速率变化程度为解答的关键,本题的难点是根据图像判断平衡的移动方向。
14.【答案】C
【解析】A.增大压强后,平衡向着正反应方向移动,则Y的转化率增大,故A错误;B.将容器容积变为5L时,物质的压强增大,平衡向体积减小的方向移动,即正向移动,Z的物质的量增大,即大于0.3mol,Z的新平衡浓度将大于原平衡浓度的2,故B错误;C.达到平衡时Z的平均反应速率为:v(Z)= =0.0005mol/(L?s),反应速率与化学计量数成正比,则60s内以Y浓度变化表示的反应速率为:v(X)=v(Z)=0.0005 mol/(L?s),故C正确;D.若升高温度,X的体积分数增大,说明逆反应为吸热反应,则正反应为放热反应,即ΔH<0,故D错误;故选C。
15.【答案】(1)放热;(2)ac;(3)0.15mol·(L·min)-1,75%;(4)a、e、f;(5)CH3OH+8OH―—6e― =CO32―+6H2O。
【解析】(1)反应物的总能量高于生成物的总能量,此反应是放热反应;(2)a、升高温度,反应速率加快;b、恒容时,充入非反应气体,各组分的浓度不变,反应速率不变;c、加入催化剂,加快反应速率;d、降低压强,减缓反应速率;(3)v(CO2)=(1-0.5)/(2×5)mol/(L·min)=0.05 mol/(L·min),根据化学反应速率之比等于系数之比,则v(H2)=3v(CO2)=3×0.05mol/(L·min)=0.15mol/(L·min),消耗的氢气的物质的量n(H2)=3×(1-0.25)mol=2.25mol,氢气的转化率=2.25/3×100%=75%;(4)a、根据化学平衡状态的定义,各组分的浓度不再改变,说明达到平衡;b、生成甲醇和消耗CO2,反应方向都是向正反应方向移动的,因此不能作为达到化学平衡的标志;c、不能通过物质的量比值,来判断达到化学平衡的标志;d、根据密度的定义式,组分都是气体,则气体质量不变,因为是恒容,容器的体积不变,因此密度不能作为达到化学平衡的标志;e、消耗氢气和消耗甲醇反应方向是一正一逆,且速率之比为3:1,能作为达到化学平衡的标志;f、反应前后气体系数之和不相等,因此当压强不再改变,说明反应达到平衡;(5)通燃料的一极为负极,其反应式为:CH3OH+8OH―—6e― =CO32―+6H2O。
16.【答案】(1)
(2)探究浓度对反应速率的影响;
向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中)
(3)碱性环境能增大H2O2分解的速率,酸性环境能减小H2O2分解的速率
(4)随着反应的进行,浓度减小,反应速率减慢;0.11mol/L (5)H2O2H++HO2-
【解析】(1)H2O2不稳定,受热分解生成水和氧气,一部分氧元素由-1价得电子生成-2价的水,另一部分氧元素由-1价生成0价的氧气,用双线桥法表示为:。
(2)实验①和②的浓度不同,则该实验的目的为探究浓度对化学反应速率的影响;为了便于比较,应在相同的条件下利用一个变量来比较,则向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放在同一热水浴中)。
(3)由图可知,⑤的反应速率最大,④的反应速率最小,结合实验方案可知,碱性环境能增大H2O2分解的速率,酸性环境能减小H2O2分解的速率。
(4)根据图像可知,反应速率逐渐减慢,原因是随着反应的进行,浓度减小,反应速率减慢;根据图像,4 min时生成氧气达到最大值60mL,物质的量为0.06L÷22.4L/mol=0.0027mol,则反应的H2O2的物质的量为0.0054mol,H2O2的初始物质的量浓度为0.0054mol÷0.05L=0.11mol/L。
(5)常温下H2O2溶液类似于二元弱酸溶液,多元弱酸,分布电离,H2O2的电离方程式为H2O2H++HO2-。
本题考查探究影响化学反应速率的因素,较好的考查学生实验设计、数据处理、图象分析的综合能力,难度中等。本题的考查形式有(1)以表格的形式给出多组实验数据,让学生找出每组数据的变化对反应速率的影响;(2)给出影响化学反应速率的几种因素,让学生设计实验分析各因素对反应速率的影响。解答此类题的策略是:在研究影响化学反应速率因素时,由于外界影响因素较多,故若搞清某个因素的影响均需控制其他因素相同或不变时,从而理清影响实验探究结果的因素。
17.【答案】(1)4H++4I-+O2===2I2+2H2O;
(2)探究温度对反应速率的影响(探究温度与溶液显色时间的关系);
(3)淀粉溶液 无色溶液变蓝色;
(4)C;
(5)保持其他实验条件不变,采用不同浓度的硫酸溶液进行对比实验。
【解析】(1)在酸性条件下KI与氧气发生反应产生水和I2,该反应的离子方程式为4H++4I-+O2==2I2+2H2O;(2)根据表格数据可知该实验是为了探究温度对化学反应速率的影响。(3)该反应产生I2,I2遇淀粉溶液变为蓝色,因此实验试剂除了1 mol/L KI溶液、0.1 mol/L H2SO4溶液外,还需要加入的显色试剂是淀粉溶液;实验现象为溶液由无色变为蓝色;(4)上述实验操作中除了需要(3)的条件外,还必须控制不变的是试剂的用量(体积),因此选项是C。(5)若要进行酸性对反应速率的影响的探究实验,应该采取的措施是保持其他实验条件不变,采用不同浓度的硫酸溶液进行对比实验。
离子反应用离子方程式表示,它表示了所有同一类型的离子反应,在书写时要遵循电子守恒、电荷守恒、原子守恒。在设计实验方案时要设计对照实验,探究温度对化学反应的影响,应该是其它实验条件相同,只有反应的温度不同,可以利用碘单质遇淀粉溶液变为蓝色确定反应的快慢。
18. 【答案】(1)0.06mol.L-1.s-1
(2)36%
(3)CD
(4)CD
(5)BD
(6)不变,50%
【解析】
(1)0~10s内A的平均反应速率为 mol.L-1.s-1;(2)反应达平衡时B在平衡混合气体中的体积分数为=36%;(3)其他条件不变的情况下,将体积压缩到原来的1/2时,各物质的浓度均变为原来的2倍,所以正逆反应速率均增大;但平衡不移动,各物质的量不变,故CD正确;(4),质量不变,体积不变,密度为恒量,A错误;,质量不变,物质的量不变,平均摩尔质量为恒量,A错误;B和C在混合气体中的体积分数为变量,变量不随时间而改变反应平衡,故C正确;该反应放热,在隔热条件下,体系的温度不随时间而改变,一定平衡,故D正确;(6)平衡常数只与温度有关,增加反应物,平衡常数不变;根据题干,某温度下
K==4,根据题意,总的加入A、B各4mol;
,x=1,整个过程中物质B的转化率为50%。
第二章第3节 化学反应的速率第2课时
一、选择题
1.反应物X转化为Y和Z的能量变化如图所示。下列说法正确的是( )
A. X→Y反应的活化能为E5
B. 加入催化剂曲线a变为曲线b
C. 升高温度增大吸热反应的活化能,从而使化学反应速率加快
D. 压缩容器体积不改变活化能,但增大单位体积活化分子数,使得反应速率加快
2.各可逆反应达平衡后,改变反应条件,其变化趋势正确的是( )
A. CH3OCH3(g)+3H2O(g) 6H2(g) + 2CO2(g): △H>0
B. CH3COOHH++CH3COO-
C. FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl
D. N2(g) +3H2(g)2NH3(g)
3.一定温度下,在1L恒容密闭容器中加入lmol的N2(g)和3molH2(g)发生反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H<0, NH3的物质的量与时间的关系如下表所示,下列说法错误的是( )
时间(min)
0
t1
t2
t3
NH3物质的量(mol)
0
0.2
0.3
0.3
A. 0?t1min,v(NH3)=mol·L-1·min-1
B. 升高温度,可使正反应速率减小,逆反应速率增大,故平衡逆移
C. N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的活化能小于2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的活化能
D. t3时再加入1mol的N2(g)和3molH2(g),反应达新平衡时,c(N2)>0.85mol·L-1
4.反应2CO2+6H2 CH2=CH2+4H2O可用于合成烯烃。下列有关说法错误的是( )
A. 增大压强可加快该反应速率
B. 升高温度能加快该反应速率
C. 增大H2的浓度能加快该反应速率
D. 密闭容器中,通入略过量的CO2可以实现H2的100%转化
5.用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,下列措施能使反应速率加快的是( )
A. 降低反应温度 B. 用生铁片代替纯铁片
C. 延长反应时间 D. 用浓硫酸代替稀硫酸
6.对于反应3A+B═2C,下列说法正确的是(?)
A. 某温度时,化学反应速率无论用A、B、C何种物质表示,其数值是相同的
B. 其他条件不变,增大压强,反应速率加快
C. 若增加或减小B的物质的量,则反应速率一定会发生明显的变化
D. 其他条件不变,升高温度,反应速率加快
7.对可逆反应2A(s)+3B(g)C(g)+2D(g) ΔH<0,在一定条件下达到平衡,下列有关叙述正确的是 ( )
①增加A的量,平衡向正反应方向移动; ②升温,平衡向逆反应方向移动,v(正)减小;③压强增大一倍,平衡不移动,v(正)、v(逆)不变; ④增大B的浓度,v(正)>v(逆);⑤加入催化剂,B的转化率提高
A. ①② B. ④ C. ③ D. ④⑤
8.合成氨反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.4kJ?mol-1,在反应过程中,正反应速率的变化如图.下列说法正确的是( )
A. t1时升高了温度
B. t2时使用了催化剂
C. t3时增大了压强
D. t4时降低了温度
9.N2+3H22NH3是工业上制造氮肥的重要反应。下列关于该反应的说法正确的是( )
A. 增加N2的浓度能加快反应速率
B. 降低体系温度能加快反应速率
C. 使用催化剂不影响反应速率
D. N2足量时,H2能100%转化为NH3
10.已知H2O2在催化剂作用下分解速率加快,其能量随反应进程的变化如下图所示。下列说法正确的是( )
A. 加入催化剂,减小了反应的热效应
B. 加入催化剂,可提高H2O2的平衡转化率
C. H2O2分解的热化学方程式:2H2O2 = 2H2O + O2 ΔH>0
D. 反应物的总能量高于生成物的总能量
11.下列实验事实与相应结论不正确的是( )
选项
实验事实
结论
A
其他条件不变,0.01 mol·L-1的酸性KMnO4溶液分别与0.1 mol·L-1的H2C2O4溶液和0.2 mol·L-1的H2C2O4溶液反应,后者褪色时间短
当其他条件不变时,增大反应物浓度可以使化学反应速率加快
B
其他条件不变,分别将等体积、等物质的量浓度的Na2S2O3溶液和H2SO4混合液放在冷水和热水中,放在热水中的混合液先出现浑浊
当其他条件不变时,反应体系的温度越高,化学反应速率越快
C
将少量MnO2粉末加入盛有10%双氧水的锥形瓶内,在化学反应前后,MnO2的质量和化学性质都没有发生改变
催化剂虽然可以加快化学反应的速率,但一定不参与化学反应过程
D
一定条件下,分别在容积为1 L和容积为2 L的两个密闭容器中加入等量的氢气和碘蒸气,发生如下反应:H2(g)+I2(g)2HI(g),获得等量HI时需要的时间前者少
当其他条件不变时,气态反应体系的压强越大,化学反应速率越快
A. A B. B C. C D. D
12.一定温度下,在2 L的密闭容器中发生如下反应:A(s)+2B(g) xC(g) △H<0,B、C的物质的量随时间变化的关系如图1,达平衡后在t1、t2、t3、t4时都只改变了一种条件,逆反应速率随时间变化的关系如图2
下列有关说法正确的是( )
A. x=2,反应开始2 min内,v(A)=0.05 mol/(L·min)
B. t1时改变的条件是降温,平衡逆向移动
C. t2时改变的条件可能是增大C的浓度,t2时正反应速率减小
D. t3时可能是减小压强,平衡不移动;t4时可能是使用催化剂,c(B)不变
13.在25℃时,密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表:
物质
X
Y
Z
初始浓度/mol?L﹣1
0.1
0.2
0
平衡浓度/mol?L﹣1
0.05
0.05
0.1
下列说法错误的是( )
A. 反应达到平衡时,X的转化率为50﹪
B. 反应可表示为X+3Y2Z
C. 改变温度可以改变此反应的平衡常数
D. 增大压强使平衡向生成Z的方向移动,平衡常数增大
14.在一定温度下,将气体X和Y各1.6mol充入10L恒容密闭容器中,发生如下反应:
X(g)+ Y(g)2Z(g),在反应过程中,X的物质的量与时间的关系如下表所示:
t/min
0
2
4
6
8
……
16
18
n(X)/mol
1.600
1.200
1.100
1.075
……
……
1.000
1.000
下列说法不正确的是( )
A. 4~6min时间段内Z的平均反应速率为2.5×10-3mol/(L·min)
B. 此温度下该反应的平衡常数K=1.44
C. 达平衡后,升高温度, 减小,则正反应
D. 若保持其他条件不变,再充入1.6mol Z,达新平衡后Z的体积分数不变
二、非选择题
15. 在50mLH2O2水溶液中加入2g二氧化锰,在标准状况下放出气体的体积与时间的关系如图所示:
(1)该反应还可用____________代替二氧化锰做催化剂加快反应速率;
(2)A、B、C各点所表示的反应速率由快到慢的顺序为_____________________,试解释反应速率变化的原因是___________________;
(3)该H2O2水溶液的物质的量浓度为____________________。
16. 在体积不变的密闭容器里,通入x mol H2(g)和y mol I2(g),发生反应:
H2(g)+I2(g)2HI(g) △H<0
改变下列条件后,反应速率将如何改变?(填“增大”“减小”或“不变”)
(1)升高温度 ;
(2)加入催化剂 ;
(3)充入更多的H2 ;
(4)容器容积不变,通入氖气 。
17. 某小组学生想研究不同物质对双氧水分解速率的影响,以生成气体量50mL为标准,设计了如下实验方案:
实验序号
双氧水体积
双氧水浓度
添加的物质
待测数据X
1
100mL
20%
无
2
100mL
20%
10gMnO2
3
100mL
20%
10gKI
4
100mL
20%
新鲜猪肝
(1)在该研究方案中,MnO2、KI和猪肝在双氧水分解的过程中可能起到 的作用;
(2)待测数据X为 ;
(3)以下措施可以加快该实验中双氧水分解速率的是: (填标号);
A.将双氧水的体积增大至200mL
B.将双氧水的浓度增大至30%
C.对装置A加热
D.上下移动B装置使量气管内气体压强增大
(4)从控制变量的原理来看,该方案是否合理 (填“是”或“否”)。理由是: 。
18. 含氮化合物对人类生活有十分重大的意义。
(1)目前广泛使用的工业合成氨方法是用氮气和氢气在一定条件下化合。
已知:N2(g)+O2(g) =2NO(g) △H=+180.5kJ/mol
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H=-905kJ/mol
2H2(g)+ O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ/mol
①写出工业合成氨的热化学方程式: ;
②实验室模拟合成氨,在2L密闭容器中投入1molN2 和3mol H2,容器中氨气的体积分数随时间变化如图所示。则0~10min,NH3的平均速率为 ,达平衡时,N2的转化率为 ;
③若在②达平衡后,保持容器体积及温度不变,移走0.5molNH3,再达平衡时,N2的体积分数将 ,平衡常数 (填“增大”“减小”或“不变”)
(2)科学家一直致力于研究常温常压下“人工固氮”的方法。据报道:在常温常压条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水反应,生成NH3和一种单质。进一步研究NH3生成量与温度关系,部分实验数据如下(反应时间3h,其余条件一样)
T/℃
30
40
50
NH3生成量/10-6mol
4.8
5.9
6.0
①写出常温下“人工固氮”反应的化学方程式: _此反应△H 0(填“>”、“<”或“=);
②该反应中的催化剂TiO2的制取方法之一是将TiCl4气体导入氢氧火焰中(700~1000℃)进行水解。写出TiCl4水解的化学方程式: ;
③在上述固氮过程中,除加入催化剂外,能提高生产速率,但不降低产率的措施还可以是 。
A.适当升高温度 B.将氨气液化分离
C.增大反应物N2的浓度 D.增大压强
19. I.在温度为T时,向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol A和1.0 mol B,发生反应A(g)+B(g) C(g),一段时间后达到平衡。测定得部分数据见下表:
t/s
0
5
15
25
35
n(A)/mol
1.0
0.85
0.81
0.80
0.80
回答下列问题:
(1)反应前5 s的平均反应速率v(A) =____________;
(2)温度为T时,该反应的化学平衡常数=
(3)升高温度,平衡时c(A)=0.41 mol·L-1,则反应的ΔH ;(填 “>0” 或 “<0”)
(4)相同温度下,起始时向容器中充入0.2 mol A、0.2 mol B和1.0 mol C,反应达到平衡前,反应速率v正 v逆(填“>” 或 “<”) ;
(5)下列措施能增大反应速率,且平衡往正反应方向移动是 ;
a.及时分离出A气体
b.适当升高温度
c.增大B的浓度
d.选择高效催化剂
II.NO、NO2是常见的氧化物。用H2或CO催化还原NO可达到消除污染的目的。
已知:2NO(g) = N2(g) + O2(g) △H = -180.5kJ·mol-1
2H2O(l) = 2H2(g) + O2(g) △H = +571.6kJ·mol-1
则用H2催化还原NO消除污染的热化学方程式是 。
参考答案
1.【答案】D
【解析】A、根据能量变化,X→Y,活化能是(E5-E2),故错误;B、使用催化剂降低活化能,产物不变,故错误;C、升高温度,提高了活化分子的百分数,化学反应速率都增大,故错误;D、压缩体积,增大压强,增加单位体积内活化分子的个数,反应速率加快,故正确。
2.【答案】A
【解析】A、因反应为吸热反应,则压强不变时,升高温度,平衡正向移动,则甲醚的转化率增大,与图中相符合,A正确;B、CH3COOH溶液中存在电离平衡,加入醋酸钠固体,电离平衡逆向移动,c(H+)减小,pH逐渐增大,与图中不符合,B错误;C、因该反应中K+、Cl-实际不参加反应,则加入KCl对平衡体系无影响,化学平衡不移动,铁离子的浓度不变,与图中不符合,C错误;D、恒温恒压,加入Ar,各反应物的物质的量不变,体积变大,各物质的量浓度减小(等效于减压),化学平衡朝体积增大方向移动,反应逆向进行,H2的改变量减小,起始量不变,转化率减小,图中不符合,D错误;答案选A。
3.【答案】B
【解析】A.0?t1min,v(NH3)= =mol·L-1·min-1,故A正确;B.升高温度,正、逆反应速率均增大,故B错误;C.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)是放热反应,则正反应的活化能小于逆反应的活化能,故C正确;D.1mol的N2(g)和3molH2(g),反应达新平衡时,NH3(g)的变化量为0.3mol,则N2的变化量为0.15mol,平衡时c(N2)=0.85mol·L-1,再加入1mol的N2(g)和3molH2(g),平衡正向移动,根据勒夏特列原理,反应达新平衡时,c(N2)>0.85mol·L-1,故D正确;答案为B。
4.【答案】D
【解析】A. 增大压强可加快该反应速率,故A正确;B. 升高温度能加快该反应速率,故B正确;C. 增大H2的浓度能加快该反应速率,故C正确;D. 该反应为可逆反应,不可以实现H2的100%转化,故D错误。故选D。
增大压强、升温、增大反应物浓度、加入催化剂等都能加快反应速率。可逆反应不能进行到底。
5.【答案】B
【解析】A.降低反应温度,则化学反应速率减慢,故A错误;B.用生铁片代替纯铁片,可借助于电化学腐蚀使反应速率加快,故B正确;C.延长反应时间 ,酸浓度降低, 反应速率减慢,故C错误;D.因浓硫酸具有强氧化性,铁在浓硫酸中发生钝化现象,加热反应生成二氧化硫而不生成氢气,故D错误;答案为B。
6.【答案】D
【解析】试题分析:A.速率之比等于对应物质的化学计量数之比,其数值与计量数有关,A错误;B.压强的改变只对有气体参加的反应,若反应中没有气体参加,则增大压强对反应速率无影响,B错误;C.如果B是固体物质,增加或减小B的物质的量,B的浓度不变,反应速率不变,C错误;D.温度越高反应速率越快,D正确;答案选D。
7.【答案】B
【解析】试题分析:①由于A是固体,反应物和生成物中气态分子的系数相同,因此增加A的量对平衡移动不影响,该说法错误。②该反应的正反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,但正逆反应速率均增大,该说法错误。③由于反应前后气体体积没发生变化,因此压强对平衡移动没有影响,但对反应速率有影响,增大压强,正逆反应速率均增大,该说法错误。④增大B的浓度,平衡向正反应方向移动,v(正)>v(逆),该说法正确。⑤催化剂只影响反应的速率,不改变反应的平衡,该说法错误。综上所述,正确的说法只有④,故答案选B。
本题考查化学平衡和化学反应速率的知识,对化学反应速率与化学平衡的考查是历年高考的重点,也是易错点。考生在复习备考过程中,应特别注意影响平衡移动的因素;同时需区分平衡移动与反应速率的关系。
8.【答案】B
【解析】试题分析:A.t1时正反应速率增大,且大于逆反应速率,则应为增大压强,故A错误;B.t2时正逆反应速率同等程度增大,则为使用了催化剂,故B正确;C.t3时正反应速率减小,且逆反应速率大于正反应速率,则为减小压强,故C错误;D.t4时反应速率瞬间不变,然后减小,应为减小生成物浓度,故D错误;故选B。
本题考查影响化学反应速率的因素,注意把握浓度、催化剂、温度、压强对反应速率的影响即可解答,侧重反应速率图象的分析,明确速率变化程度为解答的关键,注重基础知识的考查.由图象可知,t1时正反应速率增大,t2时正逆反应速率同等程度增大,t3时正反应速率减小,t4时反应速率瞬间不变,然后减小。
9.【答案】A
【解析】A.反应物的浓度增大,反应速率增大,故A正确;B.升高温度能增大反应速率,则降低温度减小反应速率,故B错误;C.加入催化剂能增大反应速率,故C错误;D.该反应为可逆反应,反应物的转化率不可能达到100%,故D错误;故选A。
10.【答案】D
【解析】试题分析:A.加入催化剂,减小了反应的活化能,使反应在较低的温度下发生,但是反应的热效应不变,A项错误;B.加入催化剂,可提高H2O2分解的反应速率,该反应不是可逆反应,而且催化剂不能使平衡发生移动,因此不存在平衡转化率的提高与否,B项错误;C.在书写热化学方程式式时,要注明物质的存在状态,C项错误;D.根据图示可知反应物的总能量高于生成物的总能量,该反应是放热反应,D项正确;答案选D。
本题考查化学反应的热效应,催化剂对化学反应的影响等知识。化学图像在化学反应原理的表示中有直观、形象、具体的特点,化学反应的过程就是原子重新组合的过程,在这个过程中断裂旧键吸收能量,形成新的化学键放出热量。反应物的能量要高于生成物的能量就是放热反应,生成物的能量若高于反应物的能量,反应是吸热反应。看清反应物、生成物的能量的高低,掌握反应的热效应的含义及反应原理,是本题的关键。
11.【答案】C
【解析】A.草酸浓度大,反应速率快,反应需要的时间短,浓度增大会加快反应速率,故A正确;B.温度变化一定对反应速率影响,升温,速率增大,降温反应速率减小;Na2S2O3溶液和H2SO4混合液在热水中浑浊现象快,反应速率快,故B正确;C.催化剂改变化学反应速率,不改变化学平衡,催化剂在反应前后质量和化学性质不变,催化剂参与反应过程,降低活化能,故C错误;D.对有气体的反应,压强增大会增大化学反应速率,故D正确;故选C。
12.【答案】D
【解析】A.通过图1可知,2min达平衡,△n(B)=0.3mol-0.1mol=0.2mol,△n(C)=0.2mol,物质的量变化量之比等于化学计量数之比,故2:x=0.2mol:0.2mol,解得x=2,A为固体,不能用其浓度变化表示反应速率,A项错误;B.正反应为放热反应,当降低温度,反应正向移动,B项错误;C.当增加c(C),逆反应速率增大,正反应速率瞬时不变,反应逆向移动,C项错误;D.反应前后气体的物质的量不变,减小压强,同等程度降低速率,平衡不移动,使用催化剂,同等程度加快反应速率,平衡不移动,c(B)不变,D项正确;故选D。
13.【答案】D
【解析】
A.反应达到平衡时,X的转化率为:×100%=50%,故A正确;B.根据反应速率之比等于浓度变化量之比等于化学计量数之比可知:△c(X):△c(Y):△c(Z):=0.05:0.15:0.1=1:3:2,则反应的方程式为X+3Y?2Z,故B正确;C.平衡常数只受温度的影响,温度改变时,化学平衡常数一定变化,故C正确;D.增大压强平衡向生成Z的方向移动,但平衡常数不变,故D 错误;故选D。
14.【答案】C
【解析】
A项,根据图表数据结合反应速率概念计算,v(X)===0.00125mol/(L?min),根据化学反应速率之比等于化学方程式计量数之比,可得v(Z)=2v(X)=2×0.00125mol/(L?min)=0.0025mol/L,故A项正确;B项,根据化学平衡三段式列式计算:
?????????????? X(g)+Y(g) 2Z
起始量(mol/L) 0.16??? 0.16??? 0
变化量(mol/L) 0.06??? 0.06??? 0.12
平衡量(mol/L) 0.1???? 0.1???? 0.12
平衡常数= = =1.44,故B项正确;C项,由已知可得,升高温度平衡逆向进行,所以正反应为放热反应,△H<0,故C项错误; D项,反应前后气体体积不变,加入Z相当于增大体系压强,对平衡移动不影响,Z的体积分数不变,故D项正确。综上所述,符合题意的选项为C。
点睛:本题考查了化学平衡影响因素的分析判断、平衡常数的计算应用,掌握化学平衡和化学反应速率的基础知识,运用化学平衡三段式列式计算是解题关键,注意对化学平衡影响因素的理解运用,题目难度中等。
15.【答案】(1)FeCl3或过氧化氢酶
(2)A、B、C 随着反应的进行,反应物浓度减小 (3)0.1mol·L-1
【解析】(1)双氧水分解反应中还可以用FeCl3或过氧化氢酶代替二氧化锰做催化剂加快反应速率。
(2)曲线表示的斜率越大,反应速率越快,则A、B、C各点所表示的反应速率由快到慢的顺序为A、B、C,这是由于随着反应的进行,反应物浓度减小,因此反应速率逐渐减小。
(3)根据图像可知完全分解后生成氧气的物质的量是,则根据方程式2H2O2=2H2O+O2↑可知双氧水的物质的量是0.005mol,所以该H2O2水溶液的物质的量浓度为0.005mol÷0.05L=0.1mol·L-1。
16.【答案】(8分)(1)增大;(2)增大(3)增大;(4)不变
【解析】(1)升高温度,增大活化分子的百分数,反应速率增大;
(2)加入催化剂,可以降低反应的活化能,活化分子的百分数增大,反应速率增大;
(3)充入更多的H2,则反应物的浓度增大,反应速率增大;
(4)容器容积不变,通入氖气,虽然容器的压强增大,但反应体系中各物质的浓度不变,所以反应速率不变。
17.【答案】(1)催化剂(或催化或改变化学反应速率或增大化学反应速率)
(2)生成50mL气体所需的反应时间(3)B、C
(4)否新鲜猪肝的质量应选用10g
【解析】(1)由于其它条件相同,只是加入的MnO2、KI和猪肝不同,因此在该研究方案中,MnO2、KI和猪肝在双氧水分解的过程中可能起到催化剂的作用;(2)双氧水分解会产生氧气,因此待测数据X为生成50mL氧气需要的时间;(3)由于影响化学反应速率的因素有浓度、温度,升高温度,化学反应速率会加快,增大反应物的浓度,化学反应速率加快;对于有气体参加的反应,中的压强,化学反应速率会加快;对于有固体参加的反应,其浓度不变,但是增大固体接触面积反应速率也会加快。综上所述,可以加快该实验中双氧水分解速率的是B、C;(4) 从控制变量的原理来看,该方案不合理,原因是2、3加入的物质都是10g,4的实验中新鲜猪肝的质量应选用10g,不能没有质量的多少,故不合理。
18. 【答案】(1)①N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-92.4 kJ/mol
②0.04mol/(L·min); 40% ③增大,不变
(2)①2N2 +6H2O =4NH3 + 3O2 > ②TiCl4 + 2H2O TiO2 +4HCl ③AC
【解析】(1)①根据盖斯定律,一式减去二式的二分之一加上三式的二分之三得热化学方程式为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-92.4 kJ/mol ;
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
起始量 1 3 0
变化量 n 3n 2n
平衡量 1-n 3-3n 2n
平衡时氨气的百分含量为25%,所以[2n/(4-2n)]×100%=25% 解得n=0.4
NH3的平均速率为0.8/(2×10)= 0.04mol/(L·min) ;达平衡时,N2的转化率为(0.4/1) ×100%=40%;
③保持容器体积及温度不变,移走0.5molNH3,相当于减小压强,平衡逆向移动,再达平衡时,N2的体积分数将增大,温度不变,平衡常数不变;
(2)①根据题给信息可知,反应物为N2 和H2O,生成物为氨气和氧气,所以化学方程式为:2N2 +6H2O =4NH3 + 3O2,△H > 0;②TiCl4水解生成TiO2,TiCl4水解的化学方程式为TiCl4 + 2H2O TiO2 +4HCl;③A.适当升高温度,平衡右移,速率加快,符合;B.将氨气液化分离,平衡右移,速率减慢,不符;C.增大反应物N2的浓度,平衡右移,速率加快,符合;D.增大压强,平衡左移,速率加快,不符;选AC。
19. 【答案】I.(1)0.015 mol/(L·s) (2) 0.625
(3)< 0 (4)< (5)c
II. 2H2(g) + 2NO(g) = N2(g) + 2H2O(l) △H = -752.1kJ·mol-1
【解析】I. (1) 根据表格数据,反应在前5s的A的物质的量变化为0.15mol,根据公式v=△n/V△t计算,平均速率V(A)=0.015 mol/(L·s);(2)由表中数据可知,反应在25s、35s时A的物质的量相等,说明25s时达到了平衡状态,则:
A(g)+B(g) C(g)
反应前(mol) 1.0 1.0 0
变化(mol) 0.2 0.2 0.2
平衡时(mol) 0.8 0.8 0.2
平衡时各组分的浓度为:c(A PCl5)=c(B)= 0.8mol/2L =0.4mol/L,c(C)=0.2mol/2L=0.1mol/L,
该温度下反应的平衡常数为:K=c(C3)/ c(A) ?c(B)= 0.1mol/L/(0.4mol/L)2=0.625;(3)根据题给数据分析,反应达平衡时c(A)=0.4mol/L,保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(A)=0.41mo1· L-1,说明平衡逆向移动,升高温度平衡向吸热反应方向移动,正向放热△H<0;(4)相同温度下,起始时向容器中充入0.2 mol A、0.2 mol B和1.0 mol C反应达到平衡前,反应逆向进行,反应速率V(正)2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)△H=+571.6kJ?mol-1 ②
根据盖斯定律,①-②得2H2(g)+2NO(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=-752.1 kJ?mol-1
课件50张PPT。第二章3节 化学反应的速率第2课时影响化学反应速率的因素1知识回顾及知识准备: 能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞。 能够发生有效碰撞的分子叫作活化分子。 活化分子所多出普通分子的那部分能量E1。 活化能越低,单位体积内活化分子数越多,化学反应速率就会越快。知识回顾及知识准备:反应速率理论本质分子
运动相互
碰撞分子具有
足够能量活化分子有合适的取向化学反应 碰撞理论 n活=n总×活%如果分子间能够发生化学反应:
1.反应物分子必须相互碰撞;
2.分子必须具有一定的能量
3.活化分子碰撞时,必须有合适的取向 一、影响反应速率的因素(2)外因:(1)内因(主要因素) : 反应物分子中的化学键断裂、生成物分子中的化学键形成过程
——旧键断裂,新键生成—— 参加反应物质的性质
化学反应的本质:①浓度:②压强:③温度:④催化剂:
⑤其他因素:光、颗粒大小、溶剂等。 一、浓度对化学反应速率的影响 第1组
[实验目的]探究浓度的不同对化学反应速率的影响
[实验原理]2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=
K2SO4+MnSO4+10CO2 +8H2O
[实验用品]试管、胶头滴管、0.01mol/L的KMnO4 溶液、
0.1mol/LH2C2O4溶液、0.2mol/LH2C2O4溶液、
[实验步骤]1.取两支试管向其中各加入2mL 0.01mol/L的KMnO4 溶液; 2.向其中一支试管加入2mL 0.1mol/LH2C2O4溶液, 向另一 支试管中加入2mL 0.2mol/LH2C2O4溶液;
3.观察两支试管中的实验现象。三、温度对化学反应速率的影响 第2组
[实验目的]探究温度的不同对化学反应速率的影响
[实验原理]Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S +H2O
[实验用品]试管、胶头滴管、0.2mol/L的H2SO4 溶液、
0.1mol/LNa2S2O3溶液
[实验步骤]1.取两支试管各加入2mL0.2mol/L的H2SO4 ;另取
两支试管各加入2mL0.1mol/LNa2S2O3;
2.将四支试管分成两组(各有一支盛有H2SO4 和
Na2S2O3的试管),将其中一组浸入到热水中,
将另一组试管浸入到冷水中;
3.经过一段时间后,分别混合并搅拌,观察现象。 四、催化剂对化学反应速率的影响 第3组
[实验目的]探究催化剂对化学反应速率的影响
[实验原理] 2H2O2 ==== 2H2O+O2↑
[实验用品]锥形瓶、量筒、漏斗、药匙,
( 10%的H2O2 、MnO2、带余烬木条)
[实验步骤]1.在锥形瓶中加入10ml H2O2 ,塞紧瓶塞,从短导管 插入带余烬木条,观察现象 ;
2.经漏斗向锥形瓶加入少量MnO2 ,观察现象;
3.观察两支试管中的实验现象。
MnO2 四、催化剂对化学反应速率的影响 第4组
[实验目的]探究催化剂对化学反应速率的影响
[实验原理] 2H2O2 ==== 2H2O+O2↑
[实验用品]试管、胶头滴管、漏斗、药匙,
( 5%的H2O2 、0.1mol/LFeCl3溶液、 0.1mol/LCuSO4溶液)
[实验步骤]1.在两支试管中分别加入2ml H2O2 ;
2.再向两支试管中分别加入1mlFeCl3溶液,1mlCuSO4溶液;
3.观察比较两支试管中的实验现象。
催化剂结论:其它条件不变时,增加反应物的
浓度,反应速率加快;反之,降
低反应物的浓度,反应速率减慢。加入试剂
?
浓度对化学反应速率的影响0.1mol/LH2C2O40.2mol/LH2C2O4 用碰撞理论如何分析?结论:其它条件不变,升高温度,反应速率加快;降低温度,反应速率减慢。 用碰撞理论如何分析?结论:其它条件不变时,选用适当的催化剂可以改变反应速率;正催化剂使反应速率加快,负催化剂使反应速率减慢。加入试剂
?
实验快慢催化剂对化学反应速率的影响10%H2O210%H2O2 用碰撞理论如何分析?不加MnO2加MnO2结论:其它条件不变时,不同反应对催化剂有不同的选择性;选用适当的催化剂是改变反应速率的有效方法之一。加入试剂
?
实验快慢催化剂对化学反应速率的影响5%H2O25%H2O2 联系实际,试举一些具体例子?加0.1mol/LFeCl3加0.1mol/LCuSO4浓度对反应速率的影响本质原因浓度增大→单位体积内n总↑T不变,活%不变→有效碰撞↑反应物浓度增大,单位体积内活化分子数增多,有效碰撞的频率增加,反应速率增大。结论:其它条件不变时,增加反应物的
浓度,反应速率加快;反之,降
低反应物的浓度,反应速率减慢。注意
对于纯固体或纯液体,其浓度可视为常数,因而其物质的量改变时不影响化学反应速率。请试根据浓度对化学反应速率的影响推出压强对化学反应速率的影响情况 二、压强对反应速率的影响增大压强,反应物浓度增大,反应速率加快。压强增大 → 体积减小
其他条件不变→V↑ 压强对于反应速率的影响是通过对浓度的影响实现的
P增大→C成比例增大,P减小→C成比例减小
压强只对于有气体参加的反应的速率有影响(紧扣对C的影响)发散思考:压强对于任意化学反应的速率都有影响吗?结论:其它条件不变时,有气体参加的反应中,增大压强,反应速率加快;减小压强,反应速率减慢。 注意:
1.压强对反应速率的影响适用于有气体参加的反应。
2.由于固体、液体粒子间的空隙很小,增大压强几乎不能改变它们的浓度,因此对只有固体或液体参加的反应,压强的变化对于反应速率的影响可以忽略不计。反应速率无变化!例题1 三、温度对反应速率的影响本质原因升高温度,一部分非活化分子吸收能量转化为活化分子,使得活化分子百分数提高,活化分子间的有效碰撞频率变大,故反应速率增大。 化学反应的过程是反应物分子中的原子重新组合成生成物分子的过程,也是反应物分子中化学键的断裂、生成物分子中化学键的形成的过程。
旧键的断裂、新键的形成都是通过反应物分子(或离子)的相互碰撞来实现的,如果反应物分子(或离子)的相互不接触、不碰撞,就不可能发生化学反应。因此,反应物分子(或离子)的碰撞是发生化学反的先决条件。
在常温下常 压下, H2和O2混合可以长时间入置而不发生明显反应,可见反应物分子(或离子)的每次碰撞不一定都能发生化学反应。
把能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞,把能够发生有效碰撞的分子叫活化分子。
24 一般说来,温度每升高10℃,速率增加2-4倍。T↑→普通分子变为活化分子→活%↑→ n活↑→V↑V×倍数值(t2-t1)/10 = 变化后的反应速率注意
温度对反应速率的影响适用于各种状态物质参加的反应。提醒: 温度对任何反应的反应速率皆有影响,但对于吸热或放热反应影响的程度不同。
29 催化剂降低了反应的活化能,使更多的反应物分子成为活化分子,大大提高了单位体积内反应物分子的百分数,正反应的活化能降低,逆反应的活化能也降低,正反应的活化分子百分数增加几倍,逆反应的活化分子百分数也增加几倍,正逆反应速率增加的倍数相等,加催化剂,不能使平衡发生移动,只影响到达平衡的时间。 正催化剂→降低反应的活化能→V↑ 催化剂——改变反应的途径→活%↑
n总不变钻隧道提醒:
?使用催化剂同等程度的增大(减慢)、正逆反应速率,从而改变反应到达平衡所需时间。
?没特别指明一般指正催化剂
?催化剂只能催化可能发生的反应,对不发生的反应无作用
?催化剂一定的具有选择性 解释:
“对可逆反应而言,催化剂既能催化正反应又能催化逆反应”
试利用如图原理加以解释?(1)浓度改变时反应速率图像的变化中,v′(正)或v′(逆)是连续的,无跳跃性,如①;温度、压强改变时其图像中v′(正)或v′(逆)是不连续的,有跳跃性,如⑤。
(2)气体反应体系充入惰性气体(或无关气体)时,对反应速率的影响:
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)反应速率减慢。
(3)条件对v正、v逆的影响趋势是一致的,即v正增大时,v逆也一定增大(改变浓度的瞬间除外),只是倍数可能不同。 决定因素:参加化学反应的物质的性质
影响因素:当其它条件不变时
1.浓度的影响:增加反应物的浓度可以加快化学反应速率;降低反应物的浓度,可以减慢化学反应速率。
2.压强的影响:(仅适用于有气体参加的反应)增加体系的压强,可以加快化学反应速率;降低体系的压强,可以减慢化学反应速率
3.温度的影响:升高体系的温度可以加快化学反应速率;降低体系的温度,可以减慢化学反应速率。
4.催化剂:使用催化剂同等程度的增大(减慢)正逆反应速率,从而改变反应到达平衡所需时间。
?没特别指明一般指正催化剂
本节课小结小结:影响化学反应速率的因素增加增加增加加快增加增加增加加快不变增加增加加快不变增加增加加快不变不变增大增大同步练习1..2010年诺贝尔化学奖授予理查德·海克等三位科学家,以表彰他们在“钯催化交叉偶联”方面的研究。下面关于催化D的说法正确的是( )
A.催化剂只改变反应的正反应速率
B.催化剂通过升高反应的活化能来加快反应速率
C.催化剂能够改变反应的反应热
D.催化剂不能改变反应物的转化率
变式
训练D解析:催化剂能同等程度地改变正逆反应速率,故A项错误;催化剂在化学反应中降低反应的活化能,故B项错误;反应热只与反应的始末状态有关,与催化剂不能改变反应热,故C项错误;催化剂不能改变反应的平衡状态,则不能改变反应物的转化率,故D项正确。
答案:D
变式
训练2. 对于化学反应3W(g)+2X(g) 4Y(g)+3Z(g),下列反应
速率关系中,正确的是( )
A.v(W)=3v(Z) B.2v(X)=3v(Z)
C.2v(X)=v(Y) D.3v(W)=2v(X)
【解析】选C。对于任一化学反应,用不同的物质表示该反应
的速率,其数值之比等于其化学计量数之比,v(W)︰v(X)
︰v(Y)︰v(Z)=3︰2︰4︰3。v(W)=v(Z),A错误;3v(X)=2v(Z),
B错误;2v(X)=v(Y),C正确;2v(W)=3v(X),D错误。C3.反应2SO2+O2 2SO3经一段时间后,O2的浓度减小了0.4 mol·L-1,在这段时间内用SO3表示的反应速率为
0.04 mol·L-1·s-1,则这段时间为( )
A.20 s B.2.5 s C.5 s D.10 s
【解析】选A。已知v(SO3)=0.04 mol·L-1·s-1,根据“反应速率之比等于反应方程式中化学计量数之比”得:v(SO3)=2v(O2)=0.04 mol·L-1·s-1,Δt=Δc(O2)/v(O2)=
0.4 mol·L-1÷0.02 mol·L-1·s-1=20 s。A4.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)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-1C【解析】选C。在该过程中
=0.001 5mol·L-1·s-1
则
=0.001 0 mol·L-1·s-1,v(NO)=v(NH3),
=0.001 25 mol·L-1·s-1。再见课件31张PPT。第二章3节 化学反应的速率第2课时影响化学反应速率的因素2[目标导航]
1.掌握浓度、温度和催化剂对化学反应速率的影响。
2.了解外界条件(温度、浓度、压强和催化剂)影响反应速率的原因。
3.了解化学反应速率常数、浓度公式、活化能的含义及简单应用。 一、浓度、压强对化学反应速率的影响
1.在其他条件不变时:
增大反应物浓度可以 化学反应速率;减小反应物浓度可以 化学反应速率。加快减慢2.温度一定时,对于气体参加的反应:
增大压强,气体物质的浓度 ,化学反应速率 ;
减小压强,气体物质的浓度 ,化学反应速率 。
3.对于只涉及液体和固体的反应,压强的改变对化学反应速率 。 增大加快减小减慢几乎无影响二、温度对化学反应速率的影响
1.基本规律
在其他条件不变时:
升高温度可以 化学反应速率;降低温度可以 化学反应速率。 加快减慢2.化学反应速率与温度的定量关系
(1)经验规律
对于在 中发生的反应,温度每升高10 K,反应速率增加到 倍。
(2)经验公式(阿伦尼乌斯公式)
k=A·
Ea为 。当Ea>0时,升高温度,反应速率常数 ,化学反应速率 。
(3)活化能Ea越高,反应速率常数越 ,化学反应速率越
。溶液2~4活化能增大增大小小阿伦尼乌斯经验公式的表达式为 ,
(1)对同一化学反应,Ea相同,当Ea>0时,升
高温度,反应速率常数 化学反应速率
随之加快;
(2)对不同的化学反应,Ea不同,若反应温度相
同,Ea越大,反应速率常数 化学反应速
率越慢。k=Ae-Ea/RT增大越小阿伦尼乌斯经验公式(1)活化能
不同的化学反应有不同的活化能。它是活化分子的平均能量与普通分子的平均能量的差值。反应速率的大小与活化能有关,活化能越小,反应速率越快。
(2)活化分子
反应中能量较高,可能发生化学反应的分子。其具有的能量等于或大于活化能。相关概念三、催化剂对化学反应速率的影响
1.催化剂
能 化学反应速率而在反应前后本身
的 和 不变的物质。
2.催化原理
(1)通过参与反应,改变 , 反应的活化能来提高化学反应速率。
(2)催化剂不能改变化学反应的平衡常数,不能改变平衡转化率。 加快质量化学性质反应历程降低3.特点
(1)选择性:只对 或某类反应起催化作用。
(2)高效性:可以较大幅度降低反应的 ,从而有效地 化学反应速率。 某一反应活化能加快一、外界条件对反应速率的影响
1.温度
(1)改变温度,任何反应的反应速率都改变。
(2)可逆反应,升高温度,正、逆反应速率都增大,反之都减小。
(3)升高温度,吸热反应的反应速率增大,放热反应的反应速率也增大。 2.浓度
当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或纯液体时,增加固体或纯液体的用量,而没改变浓度,化学反应速率不变。
3.压强
(1)可逆反应,增大压强,正,逆反应速率都增大,反之都减小。
(2)对于反应前后气体分子数不变化的可逆反应,改变压强,正、逆反应速率改变的倍数相同。 (3)同倍数改变反应体系中所有气体物质的浓度,应视为改变平衡体系的压强分析反应速率变化。
(4)对于有气体参加的反应,恒温、恒容充入“惰性气体”,虽然改变了容器内气体的总压强,但反应混合物的浓度没变,化学反应速率不变。
(5)对于有气体参加的反应,恒温、恒压充入“惰性气体”,虽然容器的压强没有改变,但增大了容器的体积,降低了反应混合物各物质的浓度,化学反应速率变小。 4.催化剂
(1)使用催化剂能改变化学反应的途径,降低反应物的活化能,从而加快化学反应。
(2)可逆反应,使用催化剂,降低正反应的活化能的同时降低逆反应的活化能,同倍数增大正、逆反应速率。 [关键提醒] 催化剂不能改变可逆反应中反应物的转化率和化学反应的焓变。 二、依据v-t图像理解外界条件对反应速率的影响
1.非可逆反应全程速率—时间图像
Zn与足量盐酸反应,反应速率随时间
的变化情况出现如图情况。
原因是:AB段,因反应为放热反应,
随反应进行,温度升高,导致反应速
率增大;BC段,则主要因为随反应的进行,溶液中c(H+)减小,导致反应速率减小。2.可逆反应的速率—时间图像[关键提醒]
(1)浓度图像特点:
改变单一物质浓度后,只使v′(正)或v′(逆)之一改变,另一速率从原平衡点发生变化。
(2)温度图像特点:
改变温度后,v′(正)和v′(逆)同时改变,且均离开原平衡点一段距离。 (3)压强图像特点:
改变压强后,v′(正)和v′(逆)同时改变,且均离开原平衡点一段距离。
①反应前后气体体积发生改变的反应,改变压强后,v′(正)≠v′(逆),平衡发生移动。
②反应前后气体体积不变的反应,改变压强后,v′(正)=v′(逆),仍为水平线,平衡不移动。同步练习1.下列有关说法正确的是( )
A.增大反应物浓度,可增大单位体积内活化分子的百分数,从而使有效碰撞次数增大
B.有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的体积),可增加活化分子的百分数,从而使化学反应速率增大
C.升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数C2.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N2使体系压强增大
D.保持压强不变,充入N2使容器体积变大AC3.在一定温度下,容器内某一反应中M、
N的物质的量随反应时间变化的曲
线如图所示,下列表述正确的是
( )
A.反应的化学方程式为2M N
B.t2时,正、逆反应速率相等,达到平衡
C.t3时,正反应速率大于逆反应速率
D.t1时,N的浓度是M浓度的2倍4.在一
定温度下,容器内某一反应中M、
N的物质的量随反应时间变化的曲
线如图所示,下列表述正确的是
( )
A.反应的化学方程式为2M N
B.t2时,正、逆反应速率相等,达到平衡
C.t3时,正反应速率大于逆反应速率
D.t1时,N的浓度是M浓度的2倍D【解析】选D。随着反应的进行,M越来越多,N越来越少,M为生成物,N为反应物,t3时M、N的物质的量分别变化了4、6,所以反应的化学方程式为3N 2M;t2时M、N的物质的量相等,不是平衡状态;t3时,M、N的物质的量不再变化,反应处于平衡状态,正反应速率等于逆反应速率;t1时,N的浓度是M浓度的2倍。再见