2022版高考化學大一輪復習第7章化學反應的方向、限度與速率第3講化學反應速率工業(yè)合成氨學案魯科版

1、2021版高考化學大一輪復習第7章化學反應的方向、限度與速率第3講化學反應速率工業(yè)合成氨學案魯科版PAGE PAGE 59第3講化學反應速率工業(yè)合成氨【2019備考】最新考綱：1.了解化學反應速率的概念、反應速率的定量表示方法。2.了解催化劑在生產(chǎn)、生活和科學研究領域中的重大作用。3.理解外界條件(濃度、溫度、壓強、催化劑等)對反應速率的影響，認識并能用相關理論解釋其一般規(guī)律。4.了解反應活化能的概念。5.了解化學反應速率的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學研究領域中的重要作用?？键c一化學反應速率(頻數(shù)：難度：)1.化學反應速率2.化學反應速率與系數(shù)的關系(1)內(nèi)容：對于已知反應mA(g)nB(g)=pC

2、(g)qD(g)，其化學反應速率可用不同的反應物或生成物來表示，當單位相同時，化學反應速率的數(shù)值之比等于方程式中各物質的系數(shù)之比，即v(A)v(B)v(C)v(D)mnpq。(2)實例：一定溫度下，在密閉容器中發(fā)生反應：3A(g)B(g)2C(g)。已知v(A)0.6 molL1s1，則v(B)0.2 molL1s1，v(C)0.4 molL1s1?；瘜W反應中各物質濃度的計算模式“三段式”(1)寫出有關反應的化學方程式；(2)找出各物質的起始量、轉化量、某時刻量；(3)根據(jù)已知條件列方程式計算。eq avs4achs10co6(例如：反應,mA,nB,pC,起始濃度（molL1）,a,b,c,

3、轉化濃度（molL1）,x,f(nx,m),f(px,m),某時刻濃度（molL1）,ax,bf(nx,m),cf(px,m)1.教材基礎知識判斷(1)化學反應速率是指一定時間內(nèi)任何一種反應物濃度的減少或任何一種生成物濃度的增加()(2)化學反應速率為0.8 molL1s1是指1 s時某物質的濃度為0.8 molL1()(3)由veq f(c,t)計算平均速率，用反應物表示為正值，用生成物表示為負值()(4)同一化學反應，相同條件下用不同物質表示的反應速率，其數(shù)值可能不同，但表示的意義相同()(5)有時也可以用單位時間內(nèi)某物質質量的變化量來表示化學反應速率()答案(1)(2)(3)(4)(5)

4、2.(LK選修4P55“活動探究”改編)某溫度下，濃度都是1 molL1的兩種氣體X2和Y2，在密閉容器中反應生成氣體Z，經(jīng)t min后，測得各物質的濃度分別為X20.4 molL1，Y20.6 molL1，Z0.4 molL1，則該反應的化學方程式可表示為()A.2X23Y22X2Y3 B.3X22Y22X3Y2C.X22Y22XY2 D.2X2Y22X2Y答案B3.(溯源題)(全國卷)化合物AX3和單質X2在一定條件下反應可生成化合物AX5?；卮鹣铝袉栴}：反應AX3(g)X2(g)AX5(g)在容積為10 L的密閉容器中進行。起始時AX3和X2均為0.2 mol。反應在不同條件下進行，反應

5、體系總壓強隨時間的變化如圖所示。(1)列式計算實驗a從反應開始至達到平衡時的反應速率v(AX5)_。(2)圖中3組實驗從反應開始至達到平衡時的反應速率v(AX5)由大到小的次序為_(填實驗序號)。解析(1)反應開始時氣體總物質的量n00.4 mol，總壓強為160 kPa，平衡時總壓強為120 kPa，則平衡時氣體總物質的量neq f(120 kPa,160 kPa)0.40 mol0.30 mol，根據(jù)三段式法有，AX3(g)X2(g)AX5(g)起始/mol 0.20 0.20 0轉化/mol x x x平衡/mol 0.20 x 0.20 x x所以，(0.20 x)(0.20 x)x0

6、.30，x0.10故，v(AX5)eq f(0.10 mol,10 L60 min)1.7104 molL1min1。(2)由(1)可知到達平衡時生成AX5的量為0.10 mol。實驗b從反應開始至達到平衡時所用時間為40 min，其反應速率v(AX5)eq f(0.10 mol,10 L40 min)2.5104 molL1min1。實驗c達到平衡時氣體總物質的量n0.40 moleq f(140 kPa,175 kPa)0.32 mol，從反應開始到達到平衡時的反應速率v(AX5)eq f(0.08 mol,10 L45 min)1.8104 molL1min1。所以v(AX5)由大到小的

7、順序是bca。答案(1)eq f(0.10 mol,10 L60 min)1.7104 molL1min1(2)bca探源：本考題源于教材LK選修4 P63“遷移應用”及其拓展，對化學反應速率的有關計算進行考查。題組一化學反應速率概念理解及應用1.(2018東城區(qū)期末)在2CH4(g)2NH3(g)3O2(g)=2HCN(g)6H2O(g)反應中，已知v(HCN)n molL1min1，且v(O2)m molL1min1，則m與n的關系正確的是()A.m1/2n B.m2/3nC.m3/2n D.m2n解析已知：v(HCN)n molL1min1，v(O2)m molL1min1，反應速率之比

8、等于對應計量數(shù)之比，故nm23，即m3/2n。答案C2.反應4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)在10 L密閉容器中進行，半分鐘后，水蒸氣的物質的量增加了0.45 mol，則此反應的平均速率v(x)(反應物的消耗速率或產(chǎn)物的生成速率)可表示為()A.v(NH3)0.010 molL1s1B.v(O2)0.001 0 molL1s1C.v(NO)0.001 0 molL1s1D.v(H2O)0.045 molL1s1解析在10 L密閉容器中進行，半分鐘后，水蒸氣的物質的量增加了0.45 mol，則v(H2O)eq f(0.45 mol,10 L30 s)0.001 5 molL1

9、s1，速率之比等于系數(shù)之比，則：v(NH3)eq f(2,3)v(H2O)0.001 molL1s1；v(O2)eq f(5,6)v(H2O)0.001 25 molL1s1；v(NO)eq f(2,3)v(H2O)0.001 molL1s1。答案C題組二化學反應速率的比較與計算3.反應A(g)3B(g)=2C(g)2D(g)在四種不同情況下的反應速率分別為v(A)0.45 molL1s1v(B)0.6 molL1s1v(C)0.4 molL1s1v(D)0.45 molL1s1。下列有關反應速率的比較中正確的是()A. B.C. D.解析用比值法進行反應速率大小的比較，v(A)0.45 mo

10、lL1s1；eq f(1,3)v(B)eq f(1,3)0.60.2(molL1s1)；eq f(1,2)v(C)eq f(1,2)0.40.2(molL1s1)；eq f(1,2)v(D)eq f(1,2)0.450.225(molL1s1)，故，B項正確。答案B4.一定溫度下，10 mL 0.40 molL1 H2O2溶液發(fā)生催化分解。不同時刻測得生成O2的體積(已折算為標準狀況)如下表：t/min0246810V(O2)/mL0.09.917.222.426.529.9下列敘述不正確的是(溶液體積變化忽略不計)()A.06 min的平均反應速率：v(H2O2)3.3102 mol(Lmi

11、n)1B.610 min的平均反應速率：v(H2O2)3.3102 mol(Lmin)1C.反應至6 min時，H2O20.30 molL1D.反應至6 min時，H2O2分解了50%解析根據(jù)題目信息可知，06 min，生成22.4 mL(標準狀況)氧氣，消耗0.002 mol H2O2，則v(H2O2)3.3102 mol(Lmin)1，A項正確；隨反應物濃度的減小，反應速率逐漸降低，B項正確；反應至6 min時，剩余0.002 mol H2O2，此時H2O20.20 molL1，C項錯誤；反應至6 min時，消耗0.002 mol H2O2，轉化率為50%，D項正確。答案C規(guī)律方法定量法比

12、較化學反應速率的大小(1)歸一法按照系數(shù)關系換算成同一物質、同一單位表示，再比較數(shù)值大小。(2)比值法比較化學反應速率與系數(shù)的比值。如aA(g)bB(g)cC(g)，即比較eq f(v（A）,a)與eq f(v（B）,b)，若eq f(v（A）,a)eq f(v（B）,b)，則用A表示時的反應速率比用B表示時大?？键c二影響化學反應速率的因素(頻數(shù)：難度：)1.內(nèi)因反應物本身的性質是影響化學反應速率的主要因素。如相同條件下，Mg、Al與稀鹽酸反應的速率大小關系為：v(Mg)v(Al)。2.外因(其他條件不變，只改變一個條件)3.理論解釋有效碰撞理論(1)活化分子：能夠發(fā)生有效碰撞的分子。(2)活

13、化能：如圖圖中：E1為正反應的活化能，使用催化劑時的活化能為E3，E2為逆反應的活化能，反應熱為E1E2。(3)有效碰撞：活化分子之間能夠引發(fā)化學反應的碰撞。活化分子、有效碰撞與反應速率的關系1.(RJ選修4P242改編)中國首條“生態(tài)馬路”在上海復興路隧道建成，它運用了“光觸媒”技術，在路面涂上一種光催化劑涂料，可將汽車尾氣中45%的NO和CO轉化成N2和CO2。下列對此反應的敘述中正確的是()A.使用光催化劑不改變反應速率B.使用光催化劑能增大NO的轉化率C.升高溫度能加快反應速率D.改變壓強對反應速率無影響答案C2.教材知識拓展一定溫度下，反應N2(g)O2(g)2NO(g)在密閉容器中

14、進行，回答下列措施對化學反應速率的影響(填“增大”、“減小”或“不變”)。(1)縮小體積使壓強增大：_；(2)恒容充入N2：_；(3)恒容充入He：_；(4)恒壓充入He：_。答案(1)增大(2)增大(3)不變(4)減小總結(1)恒容：充入“惰性氣體”總壓增大物質濃度不變(活化分子濃度不變)反應速率不變(2)恒壓：充入“惰性氣體”體積增大物質濃度減小(活化分子濃度減小)反應速率減小3.(溯源題)(全國卷節(jié)選)COCl2的分解反應為COCl2(g)=Cl2(g)CO(g)H108 kJmol1。反應體系達到平衡后，各物質的濃度在不同條件下的變化狀況如下圖所示(第10 min到14 min的COC

15、l2濃度變化曲線未示出)：(1)比較第2 min反應溫度T(2)與第8 min反應溫度T(8)的高低：T(2)_T(8)(填“”“”或“”)。(2)比較產(chǎn)物CO在23 min、56 min和1213 min時平均反應速率平均反應速率分別以v(23)、v(56)、v(1213)表示的大小_。(3)比較反應物COCl2在56 min和1516 min時平均反應速率的大?。簐(56)_v(1516)(填“”“”或“”)，原因是_。解析(1)2 min和8 min時反應都處于平衡狀態(tài)，在4 min時生成物濃度都增大，反應物濃度減小，則改變的條件是升高溫度，故T(2)T(8)。(2)分析圖像表示的意義，

16、根據(jù)圖像可得出平均反應速率為v(56)v(23)v(1213)。(3)分析圖像可知反應在56 min和1516 min時，反應溫度相同，因為在相同溫度時，該反應的反應物濃度越高，反應速率越大，故v(56)v(1516)。答案(1)(2)v(56)v(23)v(1213)(3)在相同溫度時，該反應的反應物濃度越高，反應速率越大探源：本高考題組源于教材RJ選修4 P2022“實驗22、23、24”和P23“科學探究”及其拓展對外界條件對化學反應速率的影響進行了考查。題組影響化學反應速率的因素1.一定溫度下，反應C(s)CO2(g)=2CO(g)H0，反應2SO2(g)O2(g)=2SO3(g)H0

17、。下列有關以上兩個反應的說法正確的是()A.降低溫度反應的速度減小，反應的速率增大B.增大壓強反應的速率不變，反應的速率增大C.增大壓強反應的速率增大，反應的速率增大D.升高溫度反應的速率增大，反應的速率減小解析降低溫度反應速率減小，升高溫度反應速率增大，A、D錯；對于有氣體參加的可逆反應，增大壓強，反應速率增大，減小壓強反應速率減小，B錯，C對。答案C2.在一定的條件下，某反應X(g)Y(g)Z(g)分解的部分實驗數(shù)據(jù)如下：反應時間/min01020304050X/molL10.1000.0900.0800.0700.0600.050反應時間/min60708090100X/molL10.0

18、400.0300.0200.0100.000下列有關說法正確的是()A.X的濃度越大，反應速率越大B.X的濃度越大，消耗一半時所用的時間越短C.X分解的速率與其濃度無關D.X的分解速率先快后慢解析X的分解速率是勻速的，與其濃度無關，A、D錯誤，C正確；X的分解速率不變；X的濃度越大，消耗一半時所用的時間越長，B項錯誤。答案C3.下列說法中正確的是()A.已知t1 時，反應CCO22COH0的速率為v，若升高溫度逆反應速率減小B.恒壓容器中發(fā)生反應N2O22NO，若在容器中充入He，正逆反應的速率均不變C.當一定量的鋅粉和過量的6 molL1鹽酸反應時，為了減慢反應速率，又不影響產(chǎn)生H2的總量，

19、可向反應器中加入一些水、CH3COONa溶液或NaNO3溶液D.對任何一個化學反應，溫度發(fā)生變化，化學反應速率一定發(fā)生變化解析溫度升高，正逆反應的速率均增大，A錯誤；在恒壓容器中充入不參加反應的氣體，導致容器的體積增大，反應物和生成物的濃度均減小，正逆反應的速率均減小，B錯誤；若能使溶液中氫離子濃度減小，則反應速率將減慢，因此可選水或CH3COONa溶液，但不能用NaNO3溶液，在酸性溶液中NOeq oal(,3)將和鋅粉發(fā)生氧化還原反應，生成氮的氧化物，從而使生成的H2的量減少，C錯誤；任何一個化學反應的發(fā)生都有熱效應，因此溫度發(fā)生變化，化學反應速率一定會發(fā)生變化，D正確。答案D考點三工業(yè)合

20、成氨1.反應特點N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0S02.合成氨適宜條件的選擇(1)溫度以700_K左右為宜；(2)壓強大致可分為低壓(1107 Pa)、中壓(2107Pa3107Pa)和高壓(8.5107Pa1108 Pa)三種類型；(3)用鐵觸媒做催化劑；(4)按N2與H2的物質的量之比為12.8投料并及時分離出NH3。3.合成氨工業(yè)的簡要過程(1)原料氣的制取N2：將空氣液化，蒸發(fā)分離出N2或者將空氣中的O2與碳作用生成CO2，除去CO2后得N2。H2：用水和燃料(煤、焦炭、石油、天然氣等)在高溫下制取。用煤和水制H2的主要反應為：CH2O(g)eq o(=,sup7(高溫)COH

21、2COH2O(g)eq o(=,sup7(催化劑)CO2H2(2)制得的N2、H2需凈化除去雜質，再用壓縮機壓縮至高壓。(3)氨的合成：在適宜的條件下，在合成塔中進行。(4)氨的分離：經(jīng)冷凝使氨液化，將氨分離出來，使平衡向正反應方向移動提高原料的利用率，并將沒有完全反應的N2和H2循環(huán)送入合成塔，使其被充分利用。1.(LK選修4P701改編)合成氨時既要使合成氨的產(chǎn)率增大，又要使反應速率加快，可采用的辦法是_。減壓加壓升溫降溫及時從平衡混合氣中分離出NH3補充N2或H2加催化劑減小N2或H2的量答案2.(溯源題)(經(jīng)典考題)對于合成氨反應，達到平衡后，判斷以下分析正誤(1)升高溫度，對正反應的

22、反應速率影響更大()(2)增大壓強，對正反應的反應速率影響更大()(3)減小反應物濃度，對逆反應的反應速率影響更大()(4)加入催化劑，對逆反應的反應速率影響更大()答案(1)(2)(3)(4)探源：本考題源于教材LK選修4 P68“化學與技術”及其拓展，對外界條件對合成氨反應速率的影響進行了考查。題組化學平衡和化學反應速率理論在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用1.某工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)生反應：2A(g)B(g)2M(g)H0。下列有關該工業(yè)生產(chǎn)的說法中正確的是()A.這是一個放熱的熵減反應，在低溫條件下該反應一定可自發(fā)進行B.若物質B價廉易得，工業(yè)上一般采用加入過量的B，以提高A的轉化率C.工業(yè)上一般采用較高溫度

23、合成M，因溫度越高，反應物的轉化率越高D.工業(yè)生產(chǎn)中常采用催化劑，因為使用催化劑可提高反應物的轉化率解析這是一個放熱的熵減反應，只有當HTS0時，該反應才能自發(fā)進行，A錯誤；加入過量的B，可以提高A的轉化率，B正確；升高溫度，平衡逆向移動，反應物的轉化率降低，C錯誤；使用催化劑只能改變反應速率，不能使平衡發(fā)生移動，不能提高反應物的轉化率，D錯誤。答案B2.(2018河南省豫南豫北名校精英聯(lián)賽)德國化學家哈伯從1902年開始研究由氮氣和氫氣直接合成氨，反應原理為：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1(1)在恒溫恒容條件下，向反應平衡體系中充入氮氣，達到新平衡時，H2將_(

24、填“增大”、“減小”、“不變”或“無法判斷”，下同)，N2H23將_。(2)工業(yè)上可用CH4與水蒸氣制氫氣：CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)。在200 時2 L的密閉容器中，將1 mol CH4和1 mol H2O(g)混合，達平衡時CH4 的轉化率為80%。則200 時該反應的平衡常數(shù)K_(保留一位小數(shù))。(3)如圖為合成氨反應在不同溫度和壓強、使用相同催化劑條件下，初始時氮氣、氫氣的體積比為13 時，平衡混合物中氨的體積分數(shù)。若分別用vA(NH3)和vB(NH3)表示從反應開始至達平衡狀態(tài)A、B 時的化學反應速率，則vA(NH3)_( 填“”“”或“”)vB(NH3)。(4)

25、工業(yè)生產(chǎn)中逸出的氨可用稀硫酸吸收。若恰好生成NH4HSO4，該溶液中各離子的物質的量濃度由大到小的順序是_。(5)H2NCOONH4是工業(yè)合成尿素的中間產(chǎn)物，該反應的能量變化如圖所示，用CO2和氨合成尿素的熱化學方程式為_。解析(1)在恒溫恒容條件下，向反應平衡體系中充入氮氣，氮氣的濃度增大，平衡正向移動，達到新平衡時，H2將減小，NH3增大，溫度不變，平衡常數(shù)不變，根據(jù)Keq f(NH32,N2H23)，可知N2H23增大，故答案為：減小；增大；(2)200 ，CH4(g)的轉化率80%，所以參加反應的CH4(g)的物質的量為0.8 mol，eq avs4achs10co8(對于反應,CH4

26、（g）,H2O（g）,CO（g）,3H2（g）,開始（mol/L）：,0.5,0.5,0,0,變化（mol/L）：,0.4,0.4,0.4,1.2,平衡（mol/L）：,0.1,0.1,0.4,1.2)所以200 時該反應的平衡常數(shù)Keq f(COH23,CH4H2O)eq f(0.41.23,0.10.1)69.1，故答案為：69.1；(3)溫度越高，壓強越大，反應速率越大，由圖可知，B對應的溫度高、壓強大，則反應速率大，故答案為：；(4)NH4HSO4完全電離，溶液呈酸性，則HOH 且溶液中銨根離子水解，則H SOeq oal(2,4)，故溶液中離子濃度大小順序為：H SOeq oal(2

27、,4)NHeq oal(,4)OH，故答案為：H SOeq oal(2,4)NHeq oal(,4)OH；(5)由圖示可知，第一步：2NH3(g)CO2(g)中間產(chǎn)物H1272 KJ/mol，第二步：中間產(chǎn)物H2O(l)CO(NH2)2(s)H2138 kJ/mol，根據(jù)蓋斯定律，兩個過程相加得到NH3(g)與CO2(g)反應生成尿素的熱化學方程式為2NH3(g)CO2(g)H2O(l)CO(NH2)2(s)H134 kJmol1, 故答案為：2NH3(g)CO2(g)=CO(NH2)2(s)H2O(l)H134 kJ/mol。答案(1)減小增大(2)69.1(3)SOeq oal(2,4)N

28、Heq oal(,4)OH(5)CO2(g)2NH3(g)=CO(NH2)2(s)H2O(l)H134 kJmol1試題分析(2014課標全國，9)已知分解1 mol H2O2放出熱量98 kJ，在含少量I的溶液中，H2O2分解的機理為：H2O2IH2OIO慢H2O2IOH2OO2I快下列有關該反應的說法正確的是()A.反應速率與I的濃度有關B.IO也是該反應的催化劑C.反應活化能等于98 kJmol1D.v(H2O2)v(H2O)v(O2)解題思路：我的答案：考查意圖：化學反應速率是化學基本原理的重要內(nèi)容，教材中明確要求比較全面地認識化學反應速率的有關規(guī)律，了解相應的理論和實驗方法，學會定量

29、描述和綜合分析各方面因素的影響。本題通過H2O2分解反應，主要考查考生有關化學反應速率基本知識，并側重于化學反應速率的表達、反應機理、反應活化能概念、催化劑作用的認識和綜合理解。本題抽樣統(tǒng)計難度為0.359，區(qū)分度為0.306。解題思路：H2O2的分解速率主要是由第一個反應決定的，I濃度越大，反應速率越快，A項正確；根據(jù)總反應可知，該反應的催化劑為I，而IO為中間產(chǎn)物，B項錯誤；根據(jù)所給信息無法確定反應活化能，C項錯誤；反應速率關系為v(H2O2)v(H2O)2v(O2)，D項錯誤。正確答案：A真題演練1.正誤判斷，正確的打“”，錯誤的打“”(1)使用催化劑能夠降低化學反應的反應熱(H)()(

30、2016天津理綜，3A)(2)FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解，同等條件下二者對H2O2分解速率的改變相同()(2015天津理綜，3C)(3)探究溫度對硫代硫酸鈉與硫酸反應速率的影響時，若先將兩種溶液混合并計時，再用水浴加熱至設定溫度，則測得的反應速率偏高()(2016浙江理綜，8B)(4)探究催化劑對H2O2分解速率的影響：在相同條件下，向一支試管中加入2 mL 5% H2O2和1 mL H2O，向另一支試管中加入2 mL 5% H2O2和1 mL FeCl3溶液，觀察并比較實驗現(xiàn)象()(2015江蘇，13D)答案(1)(2)(3)(4)2.(2017江蘇化學，10)H2O2分解速率

31、受多種因素影響。實驗測得70 時不同條件下H2O2濃度隨時間的變化如圖所示。下列說法正確的是()A.圖甲表明，其他條件相同時，H2O2濃度越小，其分解速率越快B.圖乙表明，其他條件相同時，溶液pH越小，H2O2分解速率越快C.圖丙表明，少量Mn2存在時，溶液堿性越強，H2O2分解速率越快D.圖丙和圖丁表明，堿性溶液中，Mn2對H2O2分解速率的影響大解析A項，濃度對反應速率的影響是濃度越大，反應速率越快，錯誤；B項，NaOH濃度越大，即pH越大，H2O2分解速率越快，錯誤；C項，由圖，Mn2存在時，0.1 molL1的NaOH時H2O2的分解速率比1 molL1的NaOH時快，錯誤；D項，由圖

32、可知，堿性條件下，Mn2存在時，H2O2分解速率快，正確。答案D3.(1)(2014全國卷節(jié)選)在容積為1.00 L的容器中，通入一定量的N2O4，發(fā)生反應N2O4(g)2NO2(g)，隨溫度升高，混合氣體的顏色變深。在060 s時段，反應速率v(N2O4)為_ molL1s1。(2)2017天津理綜，10(1)(2)H2S和SO2會對環(huán)境和人體健康帶來極大的危害，工業(yè)上采取多種方法減少這些有害氣體的排放，回答下列各方法中的問題。H2S的除去方法1：生物脫H2S的原理為：H2SFe2(SO4)3=S2FeSO4H2SO44FeSO4O22H2SO4eq o(=,sup7(硫桿菌)2Fe2(SO

33、4)32H2O硫桿菌存在時，F(xiàn)eSO4被氧化的速率是無菌時的5105倍，該菌的作用是_。由圖1和圖2判斷使用硫桿菌的最佳條件為_。若反應溫度過高，反應速率下降，其原因是_。解析(1)由題圖可知，060 s時段，N2O4的物質的量濃度變化為0.060 molL1，v(N2O4)eq f(0.060 molL1,60 s)0.001 0 molL1s1。(2)由硫桿菌存在時的反應速率增大5105倍可知，硫桿菌為該反應的催化劑，該反應中硫桿菌改變了反應路徑，降低了反應的活化能。由圖1可知，溫度在30 左右時，速率最快；由圖2可知，反應混合液的pH2.0左右時，速率最快。由此可推斷使用硫桿菌的最佳條件

34、為溫度為30 、混合液的pH2.0。若反應溫度過高，硫桿菌蛋白質受熱變性(失去活性)，導致反應速率下降。答案(1)0.001 0(2)降低反應活化能(或作催化劑)30 、pH2.0蛋白質變性(或硫桿菌失去活性)一、選擇題1.下列說法正確的是()A.催化劑是影響化學反應速率的本質因素B.當反應體系容積不變時，減小反應物的量肯定能降低反應速率C.可逆反應達到反應限度時，化學反應速率為0D.化學反應速率可用單位時間內(nèi)反應物的濃度變化量來表示解析A項，影響化學反應速率的本質因素是反應物的性質，A錯；B項，如果反應物是固體或液體，減小反應物的量不會影響反應速率，B錯；C項，達到反應限度時，正、逆反應速率

35、相等，但不為零，C錯。答案D2.(2018山東濟寧中學模擬)一定條件下，在容積固定的某密閉容器中發(fā)生反應N23H22NH3。在10 s內(nèi)N2的濃度由5 mol/L降至4 mol/L，下列說法正確的是()A.用NH3表示的化學反應速率為0.1 mol/(Ls)B.使用合適的催化劑，可以加快該反應的速率C.增加H2的濃度或降低溫度都會加快該反應的速率D.反應足夠長時間，N2、H2中至少有一種物質濃度降為零解析根據(jù)題意v(N2)0.1 mol/(Ls)，則v(NH3)0.2 mol/(Ls)，A項錯誤；使用合適催化劑能加快合成氨的反應速率，B項正確；降低溫度，反應速率減慢，C項錯誤；N2、H2合成氨

36、的反應為可逆反應，延長反應時間不能改變平衡狀態(tài)，N2、H2的濃度不可能降為0，D項錯誤。答案B3.相同溫度下，下列各組的反應中，前者速率一定大于后者的是()A.10 mL 4 molL1的NaHCO3溶液10 mL 2 molL1鹽酸20 mL水與20 mL 3 molL1的NaHCO3溶液10 mL 2 molL1鹽酸10 mL水B.同品質等質量的兩份Al(OH)3分別與2 molL1硫酸、2 molL1鹽酸反應C.表面積完全相同的兩塊鈉分別與200 mL、100 mL水反應D.0.5 molL1的NaHCO3溶液分別與1 molL1鹽酸和0.5 molL1硫酸混合解析雖然前者中NaHCO3

37、溶液的濃度較大，但由所給數(shù)據(jù)知其所含溶質的量小于后者，故混合后前者溶液中NaHCO3的濃度小于后者，反應速率較小，A錯誤；B項中反應的本質為Al(OH)33H=3H2OAl3，由于H2SO4是二元酸，溶液中H比鹽酸中的大，故反應速率大于后者，B正確；C項中水的濃度相同，速率相同，C錯誤；D項中雖然兩種酸中H相同，但因不知道所用溶液的體積，故無法判斷混合后(反應前)溶液中H、HCOeq oal(,3)的大小，因此無法確定其反應速率的相對大小，D錯誤。答案B4.下列實驗方案和結論都正確且能證明物質性質決定反應速率大小的是()選項實驗方案實驗結論A常溫下，相同形狀、大小的鈉粒分別與水、乙醇反應鈉與水

38、反應比鈉與乙醇反應快B常溫下，濃硫酸、稀硫酸分別與鋁片反應濃硫酸與鋁片反應較快C硫黃分別在空氣中、氧氣中燃燒硫黃在氧氣中燃燒生成SO3D鐵絲在空氣中不能燃燒，在純氧氣中能燃燒純氧氣中O2比空氣中O2活潑解析A項，水中氫比乙醇中羥基上氫活潑，相同形狀、大小的鈉粒與水反應速率大于乙醇，說明物質性質決定化學反應速率大小，正確；B項，濃硫酸、稀硫酸中溶質相同，但是濃度不同，物質性質不同，常溫下濃硫酸與鋁片發(fā)生鈍化現(xiàn)象，鋁片表面生成一層致密保護膜，氧化膜阻止?jié)饬蛩崤c內(nèi)部鋁接觸，結論錯誤；C項，硫在氧氣中燃燒比在空氣中燃燒劇烈，S在O2中燃燒生成SO2，結論錯誤；D項，空氣中O2和氧氣中O2的化學性質相同

39、，鐵絲在空氣中不能燃燒，在氧氣中能燃燒，是因為O2濃度不同，結論錯誤。答案A5.(2018亳州模擬)為了說明影響化學反應快慢的因素，甲、乙、丙、丁四位同學分別設計了如下四個實驗，你認為結論不正確的是()A.將銅片放入稀硫酸中，無現(xiàn)象。若再向所得溶液中加入硝酸銀溶液，一段時間后，由于形成原電池，可看到有氫氣生成B.將除去氧化膜的相同大小、相同質量的鎂條和鋁條與等質量、等濃度鹽酸反應，前者速率大于后者C.兩支試管中分別加入相同質量的氯酸鉀，其中一支試管中再加入少量二氧化錳，同時加熱，產(chǎn)生氧氣的快慢不同D.相同條件下等質量的塊狀和粉末狀大理石與等質量、等濃度鹽酸反應時，粉末狀的反應速率快解析加入硝酸

40、銀溶液，銅與其置換出的銀形成原電池，銅為負極，失去電子，正極發(fā)生還原反應，析出銀單質，沒有氫氣生成，A錯誤；由于鎂比鋁活潑，在相同條件下，鎂條與鹽酸反應比鋁條要快，B正確；在加熱氯酸鉀制氧氣的實驗中，加入二氧化錳作催化劑，反應速率加快，C正確；粉末狀的大理石與鹽酸的接觸面積比塊狀的大理石大，所以反應速率快，D正確。答案A6.化學反應4A(s)3B(g)2C(g)D(g)，經(jīng)2 min，B的濃度減少0.6 molL1，對此反應速率的表示正確的是()A.用A表示的反應速率是0.4 molL1min1B.分別用B、C、D表示的反應速率其比值是321C.2 min末的反應速率用B表示是0.3 molL

41、1min1D.2 min內(nèi)，v正(B)和v逆(C)表示的反應速率的值都是逐漸減小的解析物質A是固體，濃度不變，不能用A表示該反應的反應速率，A錯誤；速率之比等于系數(shù)之比，v(B)v(C)v(D)321，B正確；2 min末的反應速率為即時速率，用B表示的速率0.3 molL1min1是2 min內(nèi)的平均速率，C錯誤；B是反應物v正(B)逐漸減小，濃度降低，C是生成物v逆(C)逐漸增大，濃度增大，D錯誤。答案B7.(2018貴陽高三監(jiān)測)在一密閉容器中充入1 mol H2和1 mol I2，壓強為p(Pa)，并在一定溫度下使其發(fā)生反應：H2(g)I2(g)2HI(g)H0，下列說法正確的是()A

42、.保持容器容積不變，向其中加入1 mol H2(g)，反應速率一定加快B.保持容器容積不變，向其中加入1 mol N2(N2不參加反應)，反應速率一定加快C.保持容器內(nèi)氣體壓強不變，向其中加入1 mol N2(N2不參加反應)，反應速率一定加快D.保持容器內(nèi)氣體壓強不變，向其中加入1 mol H2(g)和1 mol I2(g)，再次平衡時反應速率一定加快解析增加反應物的濃度，反應速率加快，A項正確；加入氮氣，因為容器容積不變，反應體系中各氣體的濃度不變，故反應速率不變，B項錯誤；保持壓強不變，加入氮氣，容器容積增大，反應體系中各氣體的濃度減小，反應速率減小，C項錯誤；保持壓強不變，再次充入1

43、mol H2(g)和1 mol I2(g)，則容器容積增大為原來的2倍，再次平衡反應體系中各氣體的濃度不變，反應速率不變，D項錯誤。答案A8.一定溫度下，A、B、C三個容器中均進行同一反應：N2(g)3H2(g)2NH3(g)HQ kJmol1，在相同的時間段內(nèi)，測得：容器ABC反應速率(molL1min1)v(H2)3v(N2)3v(NH3)4則三個容器放出的熱量Q的大小關系是()A.BCA B.ABCC.CAB D.BAC解析將B、C兩個容器內(nèi)的反應速率用H2來表示時，B中v(H2)9 molL1min1、C中v(H2)6 molL1min1，反應速率越大，單位時間內(nèi)生成的產(chǎn)物越多，放出的

44、熱量越多。答案A9.一定溫度下，在某密閉容器中發(fā)生反應：2HI(g)H2(g)I2(g)H0，若15 s內(nèi)HI由0.1 molL1降到0.07 molL1，則下列說法正確的是()A.015 s內(nèi)用I2表示的平均反應速率為v(I2)0.002 molL1s1B.HI由0.07 molL1降到0.05 molL1所需的反應時間小于10 sC.升高溫度正反應速率加快，逆反應速率減慢D.減小反應體系的體積，化學反應速率加快解析015 s內(nèi)，v(I2)eq f(1,2)v(HI)eq f(1,2)eq f(（0.10.07）molL1,15 s)0.001 molL1s1，A項錯誤；隨著反應的進行，HI

45、減小，v(HI)減小，故HI由0.07 molL1降到0.05 molL1所需時間大于10 s，B項錯誤；升高溫度，正、逆反應速率均增大，C項錯誤；減小反應體系的體積，壓強增大，反應速率加快，D項正確。答案D10.在2 L恒容容器中投入2.0 mol X(g)、4.0 mol Y發(fā)生如下反應：X(g)Y(？)3Z(g)測得X物質的量與時間的關系如表所示：時間/min12468X物質的量/mol1.51.21.00.90.9下列說法正確的是()A.增加Y的質量，反應速率一定加快B.04 min段Z的平均速率為eq f(3,8) molL1min1C.24 min段X的平均速率為eq f(1,10

46、) molL1min1D.X、Y的反應速率一定相等解析Y的狀態(tài)不確定，若Y為液態(tài)或固體，Y的量不影響化學反應速率，A項錯誤；v(Z)eq f(（2.01.0） mol,2 L4 min)3eq f(3,8) molL1min1，B項正確；v(X)eq f(（1.21.0） mol,2 L2 min)eq f(1,20) molL1min1，C項錯誤；Y可能與X的狀態(tài)不相同，所以，X、Y的反應速率不一定相等，D項錯誤。答案B11.(2017湖北八所重點中學聯(lián)考，13)將6 mol CO2和8 mol H2充入一容積為2 L的密閉容器中(溫度保持不變)發(fā)生反應CO2(g)3H2(g)CH3OH(g

47、)H2O(g)H0。測得H2的物質的量隨時間變化如圖中實線所示(圖中字母后的數(shù)字表示對應的坐標)。該反應在810 min內(nèi)CO2的平均反應速率是()A.0.5 molL1min1 B.0.1 molL1min1C.0 molL1min1 D.0.125 molL1min1解析由題圖可知，該反應在8至10 min內(nèi)，H2的物質的量在對應的c、d點都是2 mol，因為v(H2)0 molL1min1，說明反應達到平衡，各組分的物質的量的變化值為0，則v(CO2)0 molL1min1，故C正確。答案C12.NaHSO3溶液在不同溫度下均可被過量KIO3氧化，當NaHSO3完全消耗即有I2析出，依據(jù)

48、I2析出所需時間可以求得NaHSO3的反應速率。將濃度均為0.020 molL1的NaHSO3溶液(含少量淀粉)10.0 mL、KIO3(過量)酸性溶液40.0 mL混合，記錄1055 間溶液變藍時間，55 時未觀察到溶液變藍，實驗結果如下圖。據(jù)圖分析，下列判斷不正確的是()A.40 之前與40 之后溶液變藍的時間隨溫度的變化趨勢相反B.圖中b、c兩點對應的NaHSO3反應速率相等C.圖中a點對應的NaHSO3反應速率為5.0105 molL1s1D.溫度高于40 時，淀粉不宜用作該實驗的指示劑解析由題給圖像可知，溫度低于40 時，溫度升高，溶液變藍的時間變短，但溫度高于40 時情況相反，A項

49、正確；因為b、c兩點的溫度不同，反應速率不可能相等，B項錯誤；圖中a點，所用的時間為80 s，則NaHSO3的反應速率為：(0.020 molL110.0 mL103 L/mL)(50 mL103 L/mL)(80 s)5.0105 molL1s1，C項正確；由題給條件，55 時未觀察到溶液變藍，所以溫度高于40 ，淀粉不宜作該實驗的指示劑，D項正確。答案B二、填空題13.在一定條件下，二氧化硫和氧氣發(fā)生反應：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)。(1)降低溫度，化學反應速率_(填“增大”、“減小”或“不變”)。(2)600 時，在一容積為2 L的密閉容器中，將二氧化硫和氧氣混合，在反應進行

50、至10 min和20 min時，分別改變了影響反應的一個條件，反應過程中SO2、O2、SO3物質的量變化如圖所示，前10 min正反應速率逐漸_(填“增大”、“減小”或“不變”)；前15 min內(nèi)用SO3表示平均反應速率為_。(3)圖中反應進程，表示正反應速率與逆反應速率相等的時間段是_。(4)根據(jù)如圖判斷，10 min時改變的反應條件可能是_(填寫編號，下同)；20 min時改變的反應條件可能是_。a.加入催化劑 B.縮小容器容積c.降低溫度 D.增加O2的物質的量解析(1)降低溫度，化學反應速率減小。(2)前10 min隨著反應的不斷進行，反應物SO2和O2的濃度不斷減小，正反應速率減小，

51、前15 min內(nèi)用SO3表示的平均反應速率為eq f(0.04 mol,2 L15 min)1.33103 molL1min1。(3)反應過程中SO2、O2、SO3物質的量不隨時間變化的時間段，即1520 min和2530 min反應處于平衡狀態(tài)。(4)1015 min三條曲線的斜率突然增大，說明反應速率突然加快，其原因可能是加入催化劑或縮小容器容積。反應進行至20 min時，曲線發(fā)生的變化是O2的物質的量突然增大，平衡發(fā)生移動，引起SO2、SO3的物質的量隨之發(fā)生變化。答案(1)減小(2)減小1.33103 molL1min1(3)1520 min，2530 min(4)abd14.某研究性

52、學習小組利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液之間的反應來探究“外界條件改變對化學反應速率的影響”，實驗如下：實驗序號實驗溫度/K參加反應的物質溶液顏色退至無色時所需時間/sKMnO4溶液(含硫酸)H2C2O4溶液H2OV/mLc/molL1V/mLc/molL1V/mLA29320.0240.10t1BT120.0230.1V18C31320.02V20.11t1(1)通過實驗A、B，可探究出_(填外部因素)的改變對反應速率的影響，其中V1_，T1_；通過實驗_可探究出溫度變化對化學反應速率的影響。(2)若t18，則由此實驗可以得出的結論是_；利用實驗B中數(shù)據(jù)計算，用KMnO4的濃度變化表

53、示的反應速率為v(KMnO4)_。(3)該反應中有無色無味氣體產(chǎn)生且錳被還原為Mn2，寫出相應反應的離子方程式_。(4)該小組的一位同學通過查閱資料發(fā)現(xiàn)，上述實驗過程中n(Mn2)隨時間變化的趨勢如圖所示，并認為造成此種變化的原因是反應體系中的某種粒子對KMnO4與草酸之間的反應有某種特殊的作用，則該作用是_，相應的粒子最可能是(填序號)_。解析分析表中數(shù)據(jù)知，本實驗是探究濃度、溫度變化對反應速率產(chǎn)生的影響。實驗中，探究濃度(溫度)對反應速率的影響時，就要確保影響反應速率的其他因素相同。A、B兩組實驗，草酸濃度不同，故溫度應相同，T1293；為使A、B兩組實驗中KMnO4濃度相同，則溶液總體積

54、均應為6 mL，故V11。C組溫度與另外兩組不同，加水量與B組相同，故實驗B、C是探究溫度對化學反應速率的影響，因此V23。由A、B實驗現(xiàn)象及濃度差異知，在其他條件相同的情況下，增大反應物濃度可加快化學反應速率。計算反應速率時，KMnO4應是混合溶液中的濃度。利用實驗B中數(shù)據(jù)計算，v(KMnO4)0.02 molL12 L103(6 L103)8 s8.3104 molL1s1。氣體是CO2，故有MnOeq oal(,4)H2C2O4Mn2CO2，依得失電子守恒有2MnOeq oal(,4)5H2C2O42Mn210CO2，最后依質量守恒原理添加H與H2O并配平即可。由圖像知，反應中存在反應速

55、率突然增大的過程，這表明反應中生成的某種粒子對該反應有催化作用，結合反應前后溶液成分的差異知，該粒子是Mn2。答案(1)濃度1293B、C(2)其他條件相同時，增大反應物濃度、反應速率增大(其他合理說法也對)8.3104 molL1s1(3)2MnOeq oal(,4)5H2C2O46H=2Mn210CO28H2O(4)催化作用Mn215.影響化學反應速率的因素很多，某課外興趣小組用實驗的方法進行探究。(1)實驗一：取等物質的量濃度、等體積的H2O2溶液分別進行下列實驗，實驗報告如下表所示。序號條件現(xiàn)象結論溫度/催化劑140FeCl3溶液220FeCl3溶液320MnO2420無試回答：實驗1

56、、2研究的是其他條件相同時_對H2O2分解速率的影響。(2)實驗二：經(jīng)研究知Cu2對H2O2的分解也具有催化作用，為比較Fe3和Cu2對H2O2分解的催化效果，該小組的同學分別設計了如圖甲、乙所示的實驗?；卮鹣嚓P問題：定性分析：如圖甲可通過觀察_，定性比較得出結論。有同學提出將FeCl3改為Fe2(SO4)3更為合理，其理由是_。定量分析：為了更精確地研究濃度對反應速率的影響，利用乙圖裝置進行定量實驗。完成該實驗應該測定的實驗數(shù)據(jù)是_。解析該題將對化學反應速率影響因素的探究與實驗融合在一起綜合考查，能力要求較高。(1)實驗1、2的實驗條件只有溫度不同，因此是探究溫度對化學反應速率的影響。(2)

57、圖甲實驗所采取的實驗條件只有催化劑不同，因此可通過觀察反應產(chǎn)生氣泡的快慢來定性說明催化劑的催化效果，將FeCl3改為Fe2(SO4)3可使催化劑的陰離子相同，排除陰離子對催化效果的干擾。圖乙可精確測出氣體的體積，因此為定量計算出反應速率，需測得的實驗數(shù)據(jù)為測定產(chǎn)生一定體積的氣體所需的時間。答案(1)溫度(2)反應產(chǎn)生氣泡的快慢排除陰離子的干擾測定一定時間內(nèi)產(chǎn)生的氣體體積(或測定產(chǎn)生一定體積的氣體所需的時間)熱點說明：影響化學反應速率的因素有多種，在探究相關規(guī)律時，需要控制其他條件不變，只改變某一個條件，探究這一條件對反應速率的影響。變量探究實驗因為能夠考查學生對于圖表的觀察、分析以及處理實驗數(shù)

58、據(jù)得出合理結論的能力，因而在這幾年高考試題中常有所涉及。1.考查形式(1)以表格的形式給出多組實驗數(shù)據(jù)，讓考生找出每組數(shù)據(jù)的變化對化學反應速率的影響。(2)給出影響化學反應速率的幾種因素，讓考生設計實驗分析各因素對化學反應速率的影響。2.解題策略3.實例分析探究溫度、催化劑對反應：2H2O2=2H2OO2的影響，可以確定催化劑(是否加入MnO2)和溫度(加熱、常溫)作為可變量，其他的則控制為不變量。探究對象的反應2H2O2=2H2OO2控制的可變量催化劑溫度控制的不變量濃度、溫度等濃度、催化劑等實驗方案取相同量的5% H2O2于兩支規(guī)格相同的試管中，向其中一支試管中加入少量MnO2，另一支不加

59、，在常溫下觀察。取相同量的5% H2O2于兩支規(guī)格相同的試管中，給其中一支試管加熱，另一支不加熱，觀察。根據(jù)兩種條件下的反應都有氣體生成的特征，利用導管將生成的氣體導入水槽中，通過觀察水槽中產(chǎn)生氣泡的劇烈程度，并以此判斷該控制變量對化學反應速率是否產(chǎn)生影響以及具體的影響效果。模型解題1.碘在科研與生活中有重要作用，某興趣小組用0.20 molL1 KI、0.4%淀粉溶液、0.20 molL1 K2S2O8、0.010 molL1 Na2S2O3等試劑，探究反應條件對化學反應速率的影響。已知：S2Oeq oal(2,8)2I=2SOeq oal(2,4)I2(慢)I22S2Oeq oal(2,3

60、)=2IS4Oeq oal(2,6)(快)(1)向KI、Na2S2O3與淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液，當溶液中的Na2S2O3耗盡后，溶液顏色將由無色變?yōu)樗{色，為確保能觀察到藍色，S2Oeq oal(2,3)與S2Oeq oal(2,8)初始的物質的量需滿足的關系為n(S2Oeq oal(2,8)n(S2Oeq oal(2,3)_。(2)如果實驗中不使用Na2S2O3溶液，可能存在的不足是_。(3)為探究反應物濃度對化學反應速率的影響，設計的實驗方案如下表：實驗序號試劑體積V/mL顯色時間t/sK2S2O8溶液KI溶液水Na2S2O3溶液淀粉溶液101004126.851054