1、第3讲化学反应速率工业合成氨【2019备考】最新考纲：1.了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。2.了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响，认识并能用相关理论解释其一般规律。4.了解反应活化能的概念。5.了解化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。考点一化学反应速率(频数：难度：)1.化学反应速率2.化学反应速率与系数的关系(1)内容：对于已知反应mA(g)nB(g)=pC(g)qD(g)，其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示，当单位相同时，化学反应速率的数值之比等于方程式中各物质的系
2、数之比，即v(A)v(B)v(C)v(D)mnpq。(2)实例：一定温度下，在密闭容器中发生反应：3A(g)B(g)2C(g)。已知v(A)0.6 molL1s1，则v(B)0.2 molL1s1，v(C)0.4 molL1s1。化学反应中各物质浓度的计算模式“三段式”(1)写出有关反应的化学方程式；(2)找出各物质的起始量、转化量、某时刻量；(3)根据已知条件列方程式计算。1.教材基础知识判断(1)化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加()(2)化学反应速率为0.8 molL1s1是指1 s时某物质的浓度为0.8 molL1()(3)由v计算平均速率，用
3、反应物表示为正值，用生成物表示为负值()(4)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同()(5)有时也可以用单位时间内某物质质量的变化量来表示化学反应速率()答案(1)(2)(3)(4)(5)2.(LK选修4P55“活动探究”改编)某温度下，浓度都是1 molL1的两种气体X2和Y2，在密闭容器中反应生成气体Z，经t min后，测得各物质的浓度分别为X20.4 molL1，Y20.6 molL1，Z0.4 molL1，则该反应的化学方程式可表示为()A.2X23Y22X2Y3 B.3X22Y22X3Y2C.X22Y22XY2 D.2X2Y22X2Y答案
4、B3.(溯源题)(全国卷)化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5。回答下列问题：反应AX3(g)X2(g)AX5(g)在容积为10 L的密闭容器中进行。起始时AX3和X2均为0.2 mol。反应在不同条件下进行，反应体系总压强随时间的变化如图所示。(1)列式计算实验a从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)_。(2)图中3组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)由大到小的次序为_(填实验序号)。解析(1)反应开始时气体总物质的量n00.4 mol，总压强为160 kPa，平衡时总压强为120 kPa，则平衡时气体总物质的量n0.40 mol0.30 mol，根据
5、三段式法有，AX3(g)X2(g)AX5(g)起始/mol 0.20 0.20 0转化/mol x x x平衡/mol 0.20x 0.20x x所以，(0.20x)(0.20x)x0.30，x0.10故，v(AX5)1.7104 molL1min1。(2)由(1)可知到达平衡时生成AX5的量为0.10 mol。实验b从反应开始至达到平衡时所用时间为40 min，其反应速率v(AX5)2.5104 molL1min1。实验c达到平衡时气体总物质的量n0.40 mol0.32 mol，从反应开始到达到平衡时的反应速率v(AX5)1.8104 molL1min1。所以v(AX5)由大到小的顺序是b
6、ca。答案(1)1.7104 molL1min1(2)bca探源：本考题源于教材LK选修4 P63“迁移应用”及其拓展，对化学反应速率的有关计算进行考查。题组一化学反应速率概念理解及应用1.(2018东城区期末)在2CH4(g)2NH3(g)3O2(g)=2HCN(g)6H2O(g)反应中，已知v(HCN)n molL1min1，且v(O2)m molL1min1，则m与n的关系正确的是()A.m1/2n B.m2/3nC.m3/2n D.m2n解析已知：v(HCN)n molL1min1，v(O2)m molL1min1，反应速率之比等于对应计量数之比，故nm23，即m3/2n。答案C2.反
7、应4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)在10 L密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45 mol，则此反应的平均速率v(x)(反应物的消耗速率或产物的生成速率)可表示为()A.v(NH3)0.010 molL1s1B.v(O2)0.001 0 molL1s1C.v(NO)0.001 0 molL1s1D.v(H2O)0.045 molL1s1解析在10 L密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45 mol，则v(H2O)0.001 5 molL1s1，速率之比等于系数之比，则：v(NH3)v(H2O)0.001 molL1s1；v(O2)v(H2O
8、)0.001 25 molL1s1；v(NO)v(H2O)0.001 molL1s1。答案C题组二化学反应速率的比较与计算3.反应A(g)3B(g)=2C(g)2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为v(A)0.45 molL1s1v(B)0.6 molL1s1v(C)0.4 molL1s1v(D)0.45 molL1s1。下列有关反应速率的比较中正确的是()A. B.C. D.解析用比值法进行反应速率大小的比较，v(A)0.45 molL1s1；v(B)0.60.2(molL1s1)；v(C)0.40.2(molL1s1)；v(D)0.450.225(molL1s1)，故，B项正确。答案B
9、4.一定温度下，10 mL 0.40 molL1 H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表：t/min0246810V(O2)/mL0.09.917.222.426.529.9下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)()A.06 min的平均反应速率：v(H2O2)3.3102 mol(Lmin)1B.610 min的平均反应速率：v(H2O2)3.3102 mol(Lmin)1C.反应至6 min时，H2O20.30 molL1D.反应至6 min时，H2O2分解了50%解析根据题目信息可知，06 min，生成22.4 mL(标准状况)氧气，消耗0.0
10、02 mol H2O2，则v(H2O2)3.3102 mol(Lmin)1，A项正确；随反应物浓度的减小，反应速率逐渐降低，B项正确；反应至6 min时，剩余0.002 mol H2O2，此时H2O20.20 molL1，C项错误；反应至6 min时，消耗0.002 mol H2O2，转化率为50%，D项正确。答案C规律方法定量法比较化学反应速率的大小(1)归一法按照系数关系换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值大小。(2)比值法比较化学反应速率与系数的比值。如aA(g)bB(g)cC(g)，即比较与，若，则用A表示时的反应速率比用B表示时大。考点二影响化学反应速率的因素(频数：难度：)1.
11、内因反应物本身的性质是影响化学反应速率的主要因素。如相同条件下，Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为：v(Mg)v(Al)。2.外因(其他条件不变，只改变一个条件)3.理论解释有效碰撞理论(1)活化分子：能够发生有效碰撞的分子。(2)活化能：如图图中：E1为正反应的活化能，使用催化剂时的活化能为E3，E2为逆反应的活化能，反应热为E1E2。(3)有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。活化分子、有效碰撞与反应速率的关系1.(RJ选修4P242改编)中国首条“生态马路”在上海复兴路隧道建成，它运用了“光触媒”技术，在路面涂上一种光催化剂涂料，可将汽车尾气中45%的NO和CO转化成N2和C
12、O2。下列对此反应的叙述中正确的是()A.使用光催化剂不改变反应速率B.使用光催化剂能增大NO的转化率C.升高温度能加快反应速率D.改变压强对反应速率无影响答案C2.教材知识拓展一定温度下，反应N2(g)O2(g)2NO(g)在密闭容器中进行，回答下列措施对化学反应速率的影响(填“增大”、“减小”或“不变”)。(1)缩小体积使压强增大：_；(2)恒容充入N2：_；(3)恒容充入He：_；(4)恒压充入He：_。答案(1)增大(2)增大(3)不变(4)减小总结(1)恒容：充入“惰性气体”总压增大物质浓度不变(活化分子浓度不变)反应速率不变(2)恒压：充入“惰性气体”体积增大物质浓度减小(活化分子
13、浓度减小)反应速率减小3.(溯源题)(全国卷节选)COCl2的分解反应为COCl2(g)=Cl2(g)CO(g)H108 kJmol1。反应体系达到平衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示(第10 min到14 min的COCl2浓度变化曲线未示出)：(1)比较第2 min反应温度T(2)与第8 min反应温度T(8)的高低：T(2)_T(8)(填“”“”或“”)。(2)比较产物CO在23 min、56 min和1213 min时平均反应速率平均反应速率分别以v(23)、v(56)、v(1213)表示的大小_。(3)比较反应物COCl2在56 min和1516 min时平均反应速率
14、的大小：v(56)_v(1516)(填“”“”或“”)，原因是_。解析(1)2 min和8 min时反应都处于平衡状态，在4 min时生成物浓度都增大，反应物浓度减小，则改变的条件是升高温度，故T(2)T(8)。(2)分析图像表示的意义，根据图像可得出平均反应速率为v(56)v(23)v(1213)。(3)分析图像可知反应在56 min和1516 min时，反应温度相同，因为在相同温度时，该反应的反应物浓度越高，反应速率越大，故v(56)v(1516)。答案(1)(2)v(56)v(23)v(1213)(3)在相同温度时，该反应的反应物浓度越高，反应速率越大探源：本高考题组源于教材RJ选修4
15、P2022“实验22、23、24”和P23“科学探究”及其拓展对外界条件对化学反应速率的影响进行了考查。题组影响化学反应速率的因素1.一定温度下，反应C(s)CO2(g)=2CO(g)H0，反应2SO2(g)O2(g)=2SO3(g)H0。下列有关以上两个反应的说法正确的是()A.降低温度反应的速度减小，反应的速率增大B.增大压强反应的速率不变，反应的速率增大C.增大压强反应的速率增大，反应的速率增大D.升高温度反应的速率增大，反应的速率减小解析降低温度反应速率减小，升高温度反应速率增大，A、D错；对于有气体参加的可逆反应，增大压强，反应速率增大，减小压强反应速率减小，B错，C对。答案C2.在
16、一定的条件下，某反应X(g)Y(g)Z(g)分解的部分实验数据如下：反应时间/min01020304050X/molL10.1000.0900.0800.0700.0600.050反应时间/min60708090100X/molL10.0400.0300.0200.0100.000下列有关说法正确的是()A.X的浓度越大，反应速率越大B.X的浓度越大，消耗一半时所用的时间越短C.X分解的速率与其浓度无关D.X的分解速率先快后慢解析X的分解速率是匀速的，与其浓度无关，A、D错误，C正确；X的分解速率不变；X的浓度越大，消耗一半时所用的时间越长，B项错误。答案C3.下列说法中正确的是()A.已知t
17、1 时，反应CCO22COH0的速率为v，若升高温度逆反应速率减小B.恒压容器中发生反应N2O22NO，若在容器中充入He，正逆反应的速率均不变C.当一定量的锌粉和过量的6 molL1盐酸反应时，为了减慢反应速率，又不影响产生H2的总量，可向反应器中加入一些水、CH3COONa溶液或NaNO3溶液D.对任何一个化学反应，温度发生变化，化学反应速率一定发生变化解析温度升高，正逆反应的速率均增大，A错误；在恒压容器中充入不参加反应的气体，导致容器的体积增大，反应物和生成物的浓度均减小，正逆反应的速率均减小，B错误；若能使溶液中氢离子浓度减小，则反应速率将减慢，因此可选水或CH3COONa溶液，但不
18、能用NaNO3溶液，在酸性溶液中NO将和锌粉发生氧化还原反应，生成氮的氧化物，从而使生成的H2的量减少，C错误；任何一个化学反应的发生都有热效应，因此温度发生变化，化学反应速率一定会发生变化，D正确。答案D考点三工业合成氨1.反应特点N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0S02.合成氨适宜条件的选择(1)温度以700_K左右为宜；(2)压强大致可分为低压(1107 Pa)、中压(2107Pa3107Pa)和高压(8.5107Pa1108 Pa)三种类型；(3)用铁触媒做催化剂；(4)按N2与H2的物质的量之比为12.8投料并及时分离出NH3。3.合成氨工业的简要过程(1)原料气的制取N2：将
19、空气液化，蒸发分离出N2或者将空气中的O2与碳作用生成CO2，除去CO2后得N2。H2：用水和燃料(煤、焦炭、石油、天然气等)在高温下制取。用煤和水制H2的主要反应为：CH2O(g)COH2COH2O(g)CO2H2(2)制得的N2、H2需净化除去杂质，再用压缩机压缩至高压。(3)氨的合成：在适宜的条件下，在合成塔中进行。(4)氨的分离：经冷凝使氨液化，将氨分离出来，使平衡向正反应方向移动提高原料的利用率，并将没有完全反应的N2和H2循环送入合成塔，使其被充分利用。1.(LK选修4P701改编)合成氨时既要使合成氨的产率增大，又要使反应速率加快，可采用的办法是_。减压加压升温降温及时从平衡混合
20、气中分离出NH3补充N2或H2加催化剂减小N2或H2的量答案2.(溯源题)(经典考题)对于合成氨反应，达到平衡后，判断以下分析正误(1)升高温度，对正反应的反应速率影响更大()(2)增大压强，对正反应的反应速率影响更大()(3)减小反应物浓度，对逆反应的反应速率影响更大()(4)加入催化剂，对逆反应的反应速率影响更大()答案(1)(2)(3)(4)探源：本考题源于教材LK选修4 P68“化学与技术”及其拓展，对外界条件对合成氨反应速率的影响进行了考查。题组化学平衡和化学反应速率理论在工农业生产中的应用1.某工业生产中发生反应：2A(g)B(g)2M(g)H0。下列有关该工业生产的说法中正确的是
21、()A.这是一个放热的熵减反应，在低温条件下该反应一定可自发进行B.若物质B价廉易得，工业上一般采用加入过量的B，以提高A的转化率C.工业上一般采用较高温度合成M，因温度越高，反应物的转化率越高D.工业生产中常采用催化剂，因为使用催化剂可提高反应物的转化率解析这是一个放热的熵减反应，只有当HTS0时，该反应才能自发进行，A错误；加入过量的B，可以提高A的转化率，B正确；升高温度，平衡逆向移动，反应物的转化率降低，C错误；使用催化剂只能改变反应速率，不能使平衡发生移动，不能提高反应物的转化率，D错误。答案B2.(2018河南省豫南豫北名校精英联赛)德国化学家哈伯从1902年开始研究由氮气和氢气直
22、接合成氨，反应原理为：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJmol1(1)在恒温恒容条件下，向反应平衡体系中充入氮气，达到新平衡时，H2将_(填“增大”、“减小”、“不变”或“无法判断”，下同)，N2H23将_。(2)工业上可用CH4与水蒸气制氢气：CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)。在200 时2 L的密闭容器中，将1 mol CH4和1 mol H2O(g)混合，达平衡时CH4 的转化率为80%。则200 时该反应的平衡常数K_(保留一位小数)。(3)如图为合成氨反应在不同温度和压强、使用相同催化剂条件下，初始时氮气、氢气的体积比为13 时，平衡混合物中氨的体积分
23、数。若分别用vA(NH3)和vB(NH3)表示从反应开始至达平衡状态A、B 时的化学反应速率，则vA(NH3)_( 填“”“”或“”)vB(NH3)。(4)工业生产中逸出的氨可用稀硫酸吸收。若恰好生成NH4HSO4，该溶液中各离子的物质的量浓度由大到小的顺序是_。(5)H2NCOONH4是工业合成尿素的中间产物，该反应的能量变化如图所示，用CO2和氨合成尿素的热化学方程式为_。解析(1)在恒温恒容条件下，向反应平衡体系中充入氮气，氮气的浓度增大，平衡正向移动，达到新平衡时，H2将减小，NH3增大，温度不变，平衡常数不变，根据K，可知N2H23增大，故答案为：减小；增大；(2)200 ，CH4(
24、g)的转化率80%，所以参加反应的CH4(g)的物质的量为0.8 mol，所以200 时该反应的平衡常数K69.1，故答案为：69.1；(3)温度越高，压强越大，反应速率越大，由图可知，B对应的温度高、压强大，则反应速率大，故答案为：；(4)NH4HSO4完全电离，溶液呈酸性，则HOH 且溶液中铵根离子水解，则H SO，故溶液中离子浓度大小顺序为：H SONHOH，故答案为：H SONHOH；(5)由图示可知，第一步：2NH3(g)CO2(g)中间产物H1272 KJ/mol，第二步：中间产物H2O(l)CO(NH2)2(s)H2138 kJ/mol，根据盖斯定律，两个过程相加得到NH3(g)
25、与CO2(g)反应生成尿素的热化学方程式为2NH3(g)CO2(g)H2O(l)CO(NH2)2(s)H134 kJmol1, 故答案为：2NH3(g)CO2(g)=CO(NH2)2(s)H2O(l)H134 kJ/mol。答案(1)减小增大(2)69.1(3)SONHOH(5)CO2(g)2NH3(g)=CO(NH2)2(s)H2O(l)H134 kJmol1试题分析(2014课标全国，9)已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ，在含少量I的溶液中，H2O2分解的机理为：H2O2IH2OIO慢H2O2IOH2OO2I快下列有关该反应的说法正确的是()A.反应速率与I的浓度有关B.IO
26、也是该反应的催化剂C.反应活化能等于98 kJmol1D.v(H2O2)v(H2O)v(O2)解题思路：我的答案：考查意图：化学反应速率是化学基本原理的重要内容，教材中明确要求比较全面地认识化学反应速率的有关规律，了解相应的理论和实验方法，学会定量描述和综合分析各方面因素的影响。本题通过H2O2分解反应，主要考查考生有关化学反应速率基本知识，并侧重于化学反应速率的表达、反应机理、反应活化能概念、催化剂作用的认识和综合理解。本题抽样统计难度为0.359，区分度为0.306。解题思路：H2O2的分解速率主要是由第一个反应决定的，I浓度越大，反应速率越快，A项正确；根据总反应可知，该反应的催化剂为I
27、，而IO为中间产物，B项错误；根据所给信息无法确定反应活化能，C项错误；反应速率关系为v(H2O2)v(H2O)2v(O2)，D项错误。正确答案：A真题演练1.正误判断，正确的打“”，错误的打“”(1)使用催化剂能够降低化学反应的反应热(H)()(2016天津理综，3A)(2)FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解，同等条件下二者对H2O2分解速率的改变相同()(2015天津理综，3C)(3)探究温度对硫代硫酸钠与硫酸反应速率的影响时，若先将两种溶液混合并计时，再用水浴加热至设定温度，则测得的反应速率偏高()(2016浙江理综，8B)(4)探究催化剂对H2O2分解速率的影响：在相同条件下，向
28、一支试管中加入2 mL 5% H2O2和1 mL H2O，向另一支试管中加入2 mL 5% H2O2和1 mL FeCl3溶液，观察并比较实验现象()(2015江苏，13D)答案(1)(2)(3)(4)2.(2017江苏化学，10)H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得70 时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是()A.图甲表明，其他条件相同时，H2O2浓度越小，其分解速率越快B.图乙表明，其他条件相同时，溶液pH越小，H2O2分解速率越快C.图丙表明，少量Mn2存在时，溶液碱性越强，H2O2分解速率越快D.图丙和图丁表明，碱性溶液中，Mn2对H2O2分解速率的影响大
29、解析A项，浓度对反应速率的影响是浓度越大，反应速率越快，错误；B项，NaOH浓度越大，即pH越大，H2O2分解速率越快，错误；C项，由图，Mn2存在时，0.1 molL1的NaOH时H2O2的分解速率比1 molL1的NaOH时快，错误；D项，由图可知，碱性条件下，Mn2存在时，H2O2分解速率快，正确。答案D3.(1)(2014全国卷节选)在容积为1.00 L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g)2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。在060 s时段，反应速率v(N2O4)为_ molL1s1。(2)2017天津理综，10(1)(2)H2S和SO2会对环境和人体健康
30、带来极大的危害，工业上采取多种方法减少这些有害气体的排放，回答下列各方法中的问题。H2S的除去方法1：生物脱H2S的原理为：H2SFe2(SO4)3=S2FeSO4H2SO44FeSO4O22H2SO42Fe2(SO4)32H2O硫杆菌存在时，FeSO4被氧化的速率是无菌时的5105倍，该菌的作用是_。由图1和图2判断使用硫杆菌的最佳条件为_。若反应温度过高，反应速率下降，其原因是_。解析(1)由题图可知，060 s时段，N2O4的物质的量浓度变化为0.060 molL1，v(N2O4)0.001 0 molL1s1。(2)由硫杆菌存在时的反应速率增大5105倍可知，硫杆菌为该反应的催化剂，该
31、反应中硫杆菌改变了反应路径，降低了反应的活化能。由图1可知，温度在30 左右时，速率最快；由图2可知，反应混合液的pH2.0左右时，速率最快。由此可推断使用硫杆菌的最佳条件为温度为30 、混合液的pH2.0。若反应温度过高，硫杆菌蛋白质受热变性(失去活性)，导致反应速率下降。答案(1)0.001 0(2)降低反应活化能(或作催化剂)30 、pH2.0蛋白质变性(或硫杆菌失去活性)一、选择题1.下列说法正确的是()A.催化剂是影响化学反应速率的本质因素B.当反应体系容积不变时，减小反应物的量肯定能降低反应速率C.可逆反应达到反应限度时，化学反应速率为0D.化学反应速率可用单位时间内反应物的浓度变
32、化量来表示解析A项，影响化学反应速率的本质因素是反应物的性质，A错；B项，如果反应物是固体或液体，减小反应物的量不会影响反应速率，B错；C项，达到反应限度时，正、逆反应速率相等，但不为零，C错。答案D2.(2018山东济宁中学模拟)一定条件下，在容积固定的某密闭容器中发生反应N23H22NH3。在10 s内N2的浓度由5 mol/L降至4 mol/L，下列说法正确的是()A.用NH3表示的化学反应速率为0.1 mol/(Ls)B.使用合适的催化剂，可以加快该反应的速率C.增加H2的浓度或降低温度都会加快该反应的速率D.反应足够长时间，N2、H2中至少有一种物质浓度降为零解析根据题意v(N2)0
33、.1 mol/(Ls)，则v(NH3)0.2 mol/(Ls)，A项错误；使用合适催化剂能加快合成氨的反应速率，B项正确；降低温度，反应速率减慢，C项错误；N2、H2合成氨的反应为可逆反应，延长反应时间不能改变平衡状态，N2、H2的浓度不可能降为0，D项错误。答案B3.相同温度下，下列各组的反应中，前者速率一定大于后者的是()A.10 mL 4 molL1的NaHCO3溶液10 mL 2 molL1盐酸20 mL水与20 mL 3 molL1的NaHCO3溶液10 mL 2 molL1盐酸10 mL水B.同品质等质量的两份Al(OH)3分别与2 molL1硫酸、2 molL1盐酸反应C.表面积
34、完全相同的两块钠分别与200 mL、100 mL水反应D.0.5 molL1的NaHCO3溶液分别与1 molL1盐酸和0.5 molL1硫酸混合解析虽然前者中NaHCO3溶液的浓度较大，但由所给数据知其所含溶质的量小于后者，故混合后前者溶液中NaHCO3的浓度小于后者，反应速率较小，A错误；B项中反应的本质为Al(OH)33H=3H2OAl3，由于H2SO4是二元酸，溶液中H比盐酸中的大，故反应速率大于后者，B正确；C项中水的浓度相同，速率相同，C错误；D项中虽然两种酸中H相同，但因不知道所用溶液的体积，故无法判断混合后(反应前)溶液中H、HCO的大小，因此无法确定其反应速率的相对大小，D错
35、误。答案B4.下列实验方案和结论都正确且能证明物质性质决定反应速率大小的是()选项实验方案实验结论A常温下，相同形状、大小的钠粒分别与水、乙醇反应钠与水反应比钠与乙醇反应快B常温下，浓硫酸、稀硫酸分别与铝片反应浓硫酸与铝片反应较快C硫黄分别在空气中、氧气中燃烧硫黄在氧气中燃烧生成SO3D铁丝在空气中不能燃烧，在纯氧气中能燃烧纯氧气中O2比空气中O2活泼解析A项，水中氢比乙醇中羟基上氢活泼，相同形状、大小的钠粒与水反应速率大于乙醇，说明物质性质决定化学反应速率大小，正确；B项，浓硫酸、稀硫酸中溶质相同，但是浓度不同，物质性质不同，常温下浓硫酸与铝片发生钝化现象，铝片表面生成一层致密保护膜，氧化膜
36、阻止浓硫酸与内部铝接触，结论错误；C项，硫在氧气中燃烧比在空气中燃烧剧烈，S在O2中燃烧生成SO2，结论错误；D项，空气中O2和氧气中O2的化学性质相同，铁丝在空气中不能燃烧，在氧气中能燃烧，是因为O2浓度不同，结论错误。答案A5.(2018亳州模拟)为了说明影响化学反应快慢的因素，甲、乙、丙、丁四位同学分别设计了如下四个实验，你认为结论不正确的是()A.将铜片放入稀硫酸中，无现象。若再向所得溶液中加入硝酸银溶液，一段时间后，由于形成原电池，可看到有氢气生成B.将除去氧化膜的相同大小、相同质量的镁条和铝条与等质量、等浓度盐酸反应，前者速率大于后者C.两支试管中分别加入相同质量的氯酸钾，其中一支
37、试管中再加入少量二氧化锰，同时加热，产生氧气的快慢不同D.相同条件下等质量的块状和粉末状大理石与等质量、等浓度盐酸反应时，粉末状的反应速率快解析加入硝酸银溶液，铜与其置换出的银形成原电池，铜为负极，失去电子，正极发生还原反应，析出银单质，没有氢气生成，A错误；由于镁比铝活泼，在相同条件下，镁条与盐酸反应比铝条要快，B正确；在加热氯酸钾制氧气的实验中，加入二氧化锰作催化剂，反应速率加快，C正确；粉末状的大理石与盐酸的接触面积比块状的大理石大，所以反应速率快，D正确。答案A6.化学反应4A(s)3B(g)2C(g)D(g)，经2 min，B的浓度减少0.6 molL1，对此反应速率的表示正确的是(
38、)A.用A表示的反应速率是0.4 molL1min1B.分别用B、C、D表示的反应速率其比值是321C.2 min末的反应速率用B表示是0.3 molL1min1D.2 min内，v正(B)和v逆(C)表示的反应速率的值都是逐渐减小的解析物质A是固体，浓度不变，不能用A表示该反应的反应速率，A错误；速率之比等于系数之比，v(B)v(C)v(D)321，B正确；2 min末的反应速率为即时速率，用B表示的速率0.3 molL1min1是2 min内的平均速率，C错误；B是反应物v正(B)逐渐减小，浓度降低，C是生成物v逆(C)逐渐增大，浓度增大，D错误。答案B7.(2018贵阳高三监测)在一密闭
39、容器中充入1 mol H2和1 mol I2，压强为p(Pa)，并在一定温度下使其发生反应：H2(g)I2(g)2HI(g)H0，下列说法正确的是()A.保持容器容积不变，向其中加入1 mol H2(g)，反应速率一定加快B.保持容器容积不变，向其中加入1 mol N2(N2不参加反应)，反应速率一定加快C.保持容器内气体压强不变，向其中加入1 mol N2(N2不参加反应)，反应速率一定加快D.保持容器内气体压强不变，向其中加入1 mol H2(g)和1 mol I2(g)，再次平衡时反应速率一定加快解析增加反应物的浓度，反应速率加快，A项正确；加入氮气，因为容器容积不变，反应体系中各气体的
40、浓度不变，故反应速率不变，B项错误；保持压强不变，加入氮气，容器容积增大，反应体系中各气体的浓度减小，反应速率减小，C项错误；保持压强不变，再次充入1 mol H2(g)和1 mol I2(g)，则容器容积增大为原来的2倍，再次平衡反应体系中各气体的浓度不变，反应速率不变，D项错误。答案A8.一定温度下，A、B、C三个容器中均进行同一反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)HQ kJmol1，在相同的时间段内，测得：容器ABC反应速率(molL1min1)v(H2)3v(N2)3v(NH3)4则三个容器放出的热量Q的大小关系是()A.BCA B.ABCC.CAB D.BAC解析将B、C两个容
41、器内的反应速率用H2来表示时，B中v(H2)9 molL1min1、C中v(H2)6 molL1min1，反应速率越大，单位时间内生成的产物越多，放出的热量越多。答案A9.一定温度下，在某密闭容器中发生反应：2HI(g)H2(g)I2(g)H0，若15 s内HI由0.1 molL1降到0.07 molL1，则下列说法正确的是()A.015 s内用I2表示的平均反应速率为v(I2)0.002 molL1s1B.HI由0.07 molL1降到0.05 molL1所需的反应时间小于10 sC.升高温度正反应速率加快，逆反应速率减慢D.减小反应体系的体积，化学反应速率加快解析015 s内，v(I2)v
42、(HI)0.001 molL1s1，A项错误；随着反应的进行，HI减小，v(HI)减小，故HI由0.07 molL1降到0.05 molL1所需时间大于10 s，B项错误；升高温度，正、逆反应速率均增大，C项错误；减小反应体系的体积，压强增大，反应速率加快，D项正确。答案D10.在2 L恒容容器中投入2.0 mol X(g)、4.0 mol Y发生如下反应：X(g)Y(？)3Z(g)测得X物质的量与时间的关系如表所示：时间/min12468X物质的量/mol1.51.21.00.90.9下列说法正确的是()A.增加Y的质量，反应速率一定加快B.04 min段Z的平均速率为 molL1min1C
43、.24 min段X的平均速率为 molL1min1D.X、Y的反应速率一定相等解析Y的状态不确定，若Y为液态或固体，Y的量不影响化学反应速率，A项错误；v(Z)3 molL1min1，B项正确；v(X) molL1min1，C项错误；Y可能与X的状态不相同，所以，X、Y的反应速率不一定相等，D项错误。答案B11.(2017湖北八所重点中学联考，13)将6 mol CO2和8 mol H2充入一容积为2 L的密闭容器中(温度保持不变)发生反应CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H0。测得H2的物质的量随时间变化如图中实线所示(图中字母后的数字表示对应的坐标)。该反应在810 mi
44、n内CO2的平均反应速率是()A.0.5 molL1min1 B.0.1 molL1min1C.0 molL1min1 D.0.125 molL1min1解析由题图可知，该反应在8至10 min内，H2的物质的量在对应的c、d点都是2 mol，因为v(H2)0 molL1min1，说明反应达到平衡，各组分的物质的量的变化值为0，则v(CO2)0 molL1min1，故C正确。答案C12.NaHSO3溶液在不同温度下均可被过量KIO3氧化，当NaHSO3完全消耗即有I2析出，依据I2析出所需时间可以求得NaHSO3的反应速率。将浓度均为0.020 molL1的NaHSO3溶液(含少量淀粉)10.
45、0 mL、KIO3(过量)酸性溶液40.0 mL混合，记录1055 间溶液变蓝时间，55 时未观察到溶液变蓝，实验结果如下图。据图分析，下列判断不正确的是()A.40 之前与40 之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反B.图中b、c两点对应的NaHSO3反应速率相等C.图中a点对应的NaHSO3反应速率为5.0105 molL1s1D.温度高于40 时，淀粉不宜用作该实验的指示剂解析由题给图像可知，温度低于40 时，温度升高，溶液变蓝的时间变短，但温度高于40 时情况相反，A项正确；因为b、c两点的温度不同，反应速率不可能相等，B项错误；图中a点，所用的时间为80 s，则NaHSO3的反应速率
46、为：(0.020 molL110.0 mL103 L/mL)(50 mL103 L/mL)(80 s)5.0105 molL1s1，C项正确；由题给条件，55 时未观察到溶液变蓝，所以温度高于40 ，淀粉不宜作该实验的指示剂，D项正确。答案B二、填空题13.在一定条件下，二氧化硫和氧气发生反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)。(1)降低温度，化学反应速率_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(2)600 时，在一容积为2 L的密闭容器中，将二氧化硫和氧气混合，在反应进行至10 min和20 min时，分别改变了影响反应的一个条件，反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图所示，前1
47、0 min正反应速率逐渐_(填“增大”、“减小”或“不变”)；前15 min内用SO3表示平均反应速率为_。(3)图中反应进程，表示正反应速率与逆反应速率相等的时间段是_。(4)根据如图判断，10 min时改变的反应条件可能是_(填写编号，下同)；20 min时改变的反应条件可能是_。a.加入催化剂 B.缩小容器容积c.降低温度 D.增加O2的物质的量解析(1)降低温度，化学反应速率减小。(2)前10 min随着反应的不断进行，反应物SO2和O2的浓度不断减小，正反应速率减小，前15 min内用SO3表示的平均反应速率为1.33103 molL1min1。(3)反应过程中SO2、O2、SO3物
48、质的量不随时间变化的时间段，即1520 min和2530 min反应处于平衡状态。(4)1015 min三条曲线的斜率突然增大，说明反应速率突然加快，其原因可能是加入催化剂或缩小容器容积。反应进行至20 min时，曲线发生的变化是O2的物质的量突然增大，平衡发生移动，引起SO2、SO3的物质的量随之发生变化。答案(1)减小(2)减小1.33103 molL1min1(3)1520 min，2530 min(4)abd14.某研究性学习小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液之间的反应来探究“外界条件改变对化学反应速率的影响”，实验如下：实验序号实验温度/K参加反应的物质溶液颜色退至无色时所
49、需时间/sKMnO4溶液(含硫酸)H2C2O4溶液H2OV/mLc/molL1V/mLc/molL1V/mLA29320.0240.10t1BT120.0230.1V18C31320.02V20.11t1(1)通过实验A、B，可探究出_(填外部因素)的改变对反应速率的影响，其中V1_，T1_；通过实验_可探究出温度变化对化学反应速率的影响。(2)若t18，则由此实验可以得出的结论是_；利用实验B中数据计算，用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为v(KMnO4)_。(3)该反应中有无色无味气体产生且锰被还原为Mn2，写出相应反应的离子方程式_。(4)该小组的一位同学通过查阅资料发现，上述实验过程
50、中n(Mn2)随时间变化的趋势如图所示，并认为造成此种变化的原因是反应体系中的某种粒子对KMnO4与草酸之间的反应有某种特殊的作用，则该作用是_，相应的粒子最可能是(填序号)_。解析分析表中数据知，本实验是探究浓度、温度变化对反应速率产生的影响。实验中，探究浓度(温度)对反应速率的影响时，就要确保影响反应速率的其他因素相同。A、B两组实验，草酸浓度不同，故温度应相同，T1293；为使A、B两组实验中KMnO4浓度相同，则溶液总体积均应为6 mL，故V11。C组温度与另外两组不同，加水量与B组相同，故实验B、C是探究温度对化学反应速率的影响，因此V23。由A、B实验现象及浓度差异知，在其他条件相
51、同的情况下，增大反应物浓度可加快化学反应速率。计算反应速率时，KMnO4应是混合溶液中的浓度。利用实验B中数据计算，v(KMnO4)0.02 molL12 L103(6 L103)8 s8.3104 molL1s1。气体是CO2，故有MnOH2C2O4Mn2CO2，依得失电子守恒有2MnO5H2C2O42Mn210CO2，最后依质量守恒原理添加H与H2O并配平即可。由图像知，反应中存在反应速率突然增大的过程，这表明反应中生成的某种粒子对该反应有催化作用，结合反应前后溶液成分的差异知，该粒子是Mn2。答案(1)浓度1293B、C(2)其他条件相同时，增大反应物浓度、反应速率增大(其他合理说法也对
52、)8.3104 molL1s1(3)2MnO5H2C2O46H=2Mn210CO28H2O(4)催化作用Mn215.影响化学反应速率的因素很多，某课外兴趣小组用实验的方法进行探究。(1)实验一：取等物质的量浓度、等体积的H2O2溶液分别进行下列实验，实验报告如下表所示。序号条件现象结论温度/催化剂140FeCl3溶液220FeCl3溶液320MnO2420无试回答：实验1、2研究的是其他条件相同时_对H2O2分解速率的影响。(2)实验二：经研究知Cu2对H2O2的分解也具有催化作用，为比较Fe3和Cu2对H2O2分解的催化效果，该小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。回答相关问题：定性分析
53、：如图甲可通过观察_，定性比较得出结论。有同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理，其理由是_。定量分析：为了更精确地研究浓度对反应速率的影响，利用乙图装置进行定量实验。完成该实验应该测定的实验数据是_。解析该题将对化学反应速率影响因素的探究与实验融合在一起综合考查，能力要求较高。(1)实验1、2的实验条件只有温度不同，因此是探究温度对化学反应速率的影响。(2)图甲实验所采取的实验条件只有催化剂不同，因此可通过观察反应产生气泡的快慢来定性说明催化剂的催化效果，将FeCl3改为Fe2(SO4)3可使催化剂的阴离子相同，排除阴离子对催化效果的干扰。图乙可精确测出气体的体积，因此为定量计算
54、出反应速率，需测得的实验数据为测定产生一定体积的气体所需的时间。答案(1)温度(2)反应产生气泡的快慢排除阴离子的干扰测定一定时间内产生的气体体积(或测定产生一定体积的气体所需的时间)热点说明：影响化学反应速率的因素有多种，在探究相关规律时，需要控制其他条件不变，只改变某一个条件，探究这一条件对反应速率的影响。变量探究实验因为能够考查学生对于图表的观察、分析以及处理实验数据得出合理结论的能力，因而在这几年高考试题中常有所涉及。1.考查形式(1)以表格的形式给出多组实验数据，让考生找出每组数据的变化对化学反应速率的影响。(2)给出影响化学反应速率的几种因素，让考生设计实验分析各因素对化学反应速率
55、的影响。2.解题策略3.实例分析探究温度、催化剂对反应：2H2O2=2H2OO2的影响，可以确定催化剂(是否加入MnO2)和温度(加热、常温)作为可变量，其他的则控制为不变量。探究对象的反应2H2O2=2H2OO2控制的可变量催化剂温度控制的不变量浓度、温度等浓度、催化剂等实验方案取相同量的5% H2O2于两支规格相同的试管中，向其中一支试管中加入少量MnO2，另一支不加，在常温下观察。取相同量的5% H2O2于两支规格相同的试管中，给其中一支试管加热，另一支不加热，观察。根据两种条件下的反应都有气体生成的特征，利用导管将生成的气体导入水槽中，通过观察水槽中产生气泡的剧烈程度，并以此判断该控制
56、变量对化学反应速率是否产生影响以及具体的影响效果。模型解题1.碘在科研与生活中有重要作用，某兴趣小组用0.20 molL1 KI、0.4%淀粉溶液、0.20 molL1 K2S2O8、0.010 molL1 Na2S2O3等试剂，探究反应条件对化学反应速率的影响。已知：S2O2I=2SOI2(慢)I22S2O=2IS4O(快)(1)向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液，当溶液中的Na2S2O3耗尽后，溶液颜色将由无色变为蓝色，为确保能观察到蓝色，S2O与S2O初始的物质的量需满足的关系为n(S2O)n(S2O)_。(2)如果实验中不使用Na2S2O3溶液，可能存
57、在的不足是_。(3)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下表：实验序号试剂体积V/mL显色时间t/sK2S2O8溶液KI溶液水Na2S2O3溶液淀粉溶液101004126.851054154.02.510V141108.210554153.857.57.54V2t1表中V1_ mL，理由是_；V2_ mL，理由是_。显色时间t1大约是_。(4)根据表中数据可以得出的结论是_。解析(1)由已知可得，向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液，先发生反应S2O2I=2SOI2(慢)，后发生反应I22S2O=2IS4O(快)，当溶液中的Na2S2O3耗尽后
58、，碘才能与淀粉作用使溶液颜色将由无色变为蓝色，根据方程式S2O2I=2SOI2可知，生成1 mol I2需要1 mol S2O，根据I22S2O=2IS4O可知，I2与S2O的物质的量的关系为12，即反应1 mol I2需2 mol S2O，恰好反应时n(S2O)n(S2O)12，为确保能观察到蓝色，碘需有剩余，则S2O应少量，所以n(S2O)n(S2O)12。(2)如果实验中不使用Na2S2O3溶液，可能存在的不足是显色时间太短，不易测量。(3)该实验是探究反应物浓度对化学反应速率的影响，实验与实验对照，溶液体积一直是25 mL，为确保溶液体积不变，所以V17.5 mL，理由是保证每次实验溶
59、液总体积相等。V21 mL，理由是保证淀粉溶液的用量相同。对比几组实验数据，显然时间t1大约是72 s。(4)根据表中数据可以得出的结论是反应速率与反应物浓度成正比关系，即：反应物浓度越大，反应速率越快。答案(1)0.5(2)显色时间太短，不易测量(3)7.5保证每次实验溶液总体积相等1保证淀粉溶液的用量相同72 s(54 s72 s)(4)反应速率与反应物浓度成正比关系(反应物浓度越大，反应速率越快)2.兴趣小组探究锌片与盐酸、醋酸反应时，浓度或温度对反应速率的影响，他们准备了以下化学用品：0.20 molL1与0.40 molL1的HCl溶液、0.2 molL1与0.40 molL1的CH
60、3COOH溶液、0.10 molL1 CuCl2、锌片(形状、大小、质量相同)、秒表、碳棒、导线、烧杯、几支试管和胶头滴管，酸液温度控制为298 K和308 K。(1)酸液都取足量、相同体积，请你帮助完成以下实验设计表(表中不要留空格)：实验编号温度(K)盐酸浓度(molL1)醋酸浓度实验目的2980.20a.实验和是探究_对锌与盐酸反应速率的影响；b.实验和是探究_对锌与盐酸反应速率的影响；c.实验和是探究相同温度下，相同浓度的盐酸、醋酸与锌反应速率的区别。3080.202980.40(2)若(1)中实验锌片消失的时间是20 s，则锌片剩余质量与时间关系图如图。假设：该反应温度每升高10 ，
61、反应速率是原来的2倍；温度相同、浓度相同时，醋酸的平均反应速度是盐酸的1/2。请你在此图中大致画出“实验”(用实线)、“实验中醋酸实验”(用虚线)的锌片质量与时间关系曲线。(3)某实验小组在做(1)中实验时误加少量0.10 molL1 CuCl2溶液，发现反应速率与(1)中实验接近。该组同学对影响因素提出如下假设，请完成假设三：假设一：Cu2对该反应起催化剂作用假设二：Cl对该反应起催化剂作用假设三：_(4)请你设计实验验证上述假设三是否成立，写出实验步骤及预期现象：实验步骤预期现象解析(1)实验和的不同点是盐酸的温度，所以是探究不同温度对Zn与盐酸反应速率的影响，实验和的不同点是盐酸的浓度，
62、所以是探究不同浓度对Zn与盐酸反应速率的影响，实验和是探究相同温度下，相同浓度的盐酸、醋酸与锌反应速率的区别，所以实验的温度是298 K，醋酸的浓度是0.20 molL1。(2)该反应温度每升高10 ，反应速率是原来的2倍，温度相同、浓度相同时，醋酸的平均反应速率是盐酸的，与比较，温度升高10 ，反应速率是原来的2倍，所以反应时间缩短到10 s；的反应速率是的，则反应时间是的2倍，即20 s240 s，据此可画出图像。(3)Zn置换出Cu，构成Zn-Cu原电池，能够加快反应速率，所以假设3为：形成Zn-Cu原电池，加快反应速率。(4)设计对照实验，其中一个为原电池，如将不连接的铜、锌电极插入稀硫酸中，此过程中铜电极不反应，锌电极产生氢气；将铜、锌电极用导线连接放入稀硫酸中，可以观察到在铜电极上迅速产生氢气，产生氢气的速率大于，根据可知，Zn-Cu构成原电池后可以大大加快反应速率。答案(1)2980.20实验目的：a.不同温度b.不同浓度(2)(3)形成Zn-Cu原电池，加快反应速率(其他答案合理亦可)(4)将不连接的铜、锌电极插入稀硫酸中，将铜、锌电极用导线连接放入稀硫酸中产生氢气的速率大于，证明构成原电池后可以大大加快反应速率
