1、第一单元 化学反应速率 能力课时4 化学反应速率 专题2 化学反应速率与化学平衡 探 究 任 务1化学反应速率影响因素类题的分析方法。2解化学反应速率图像题的方法。探究要点典例合作细解 NO.1探究任务1 探究任务2 化学反应速率影响因素类题的分析方法1控制变量法 当某种物质发生化学反应时，反应速率的大小不仅取决于物质的本质特性，还受反应物的浓度、温度、压强、催化剂等外界因素的影响。当研究其中某个因素对化学反应速率的影响时，常常先控制其他几个因素不变，这种方法称为控制变量法。2分清主次法 当多个因素同时影响反应速率时，要分清哪个是主要因素。如锌与稀硫酸反应时，氢气的生成速率先增大，再减小，这是
2、因为锌与稀硫酸反应时放热，体系温度逐渐升高，此时温度对反应速率的影响占主导地位，所以氢气的生成速率先增大；一段时间后，反应体系中 H的浓度减小，此时浓度对反应速率的影响占主导地位，所以氢气的生成速率又减小。(2017江苏高考)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()甲 乙 丙 丁 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
3、对 H2O2 分解速率的影响大 D A 项，从图甲看，起始时 H2O2 的浓度越小，曲线下降越平缓，说明反应速率越慢，错误；B 项，OH的浓度越大，pH 越大，图中 0.1 molL1NaOH 对应的 pH 最大，曲线下降得最快，即溶液pH 越大 H2O2 分解速率越快，错误；C 项，从图丙看，相同时间内，0.1 molL1NaOH 条件下，H2O2 分解最快，0 molL1NaOH 条件下反应最慢，而 1.0 molL1NaOH 条件下反应处于中间，错误；D 项，从丁图看，在 Mn2存在越多时，H2O2 的分解速率越快，正确。1变量控制是科学研究的重要方法。相同质量的铁粉与足量稀盐酸分别在下
4、列条件下发生反应，开始阶段化学反应速率最大的是()选项A B C D t/20 20 35 35c(HCl)/(molL1)1212 D A温度为 20，c(HCl)1 mol/L，溶液中 c(H)1 mol/L；B温度为 20，c(HCl)2 mol/L，溶液中 c(H)2 mol/L；C温度为 35，c(HCl)1 mol/L，溶液中 c(H)1 mol/L；D温度为 35，c(HCl)2 mol/L，溶液中 c(H)2 mol/L；故 D 中温度高且 c(H)大，反应速率最大。2用 H2O2 分解制取氧气，反应速率最大的是()A0 下，2 molL1 H2O2 溶液 B0 下，5 mol
5、L1 H2O2 溶液 C25 下，2 molL1 H2O2 溶液 D25 下，5 molL1 H2O2 溶液与二氧化锰 D C、D 温度较高，则反应速率比 A、B 大，C、D 相比较，D 浓度较大，且加入催化剂，则反应速率最大。3对水样中溶质 M 的分解速率影响因素进行研究。在相同温度下，M 的物质的量浓度(molL1)随时间(min)变化的有关实验数据见下表。时间 水样 0510152025(pH2)0.400.280.190.130.100.09(pH4)0.400.310.240.200.180.16(pH4)0.20 0.15 0.12 0.09 0.07 0.05(pH4，含 Cu2
6、)0.20 0.09 0.05 0.03 0.010 下列说法不正确的是()A在 020 min 内，中 M 的分解速率为 0.015 molL1min1 B水样酸性越强，M 的分解速率越快 C在 025 min 内，中 M 的分解百分率比大 D由于 Cu2存在，中 M 的分解速率比快 D v(M)0.400.10 molL120 min0.015 molL1min1，A 项正确；对比水样、可知，M 的起始浓度相同，中酸性强，分解速率快，B 项正确；C 项，025 min 内，中 M 的分解百分率为 75%，中分解百分率为 60%，C 项正确；05 min 内，中 c(M)0.12 molL1
7、，中 c(M)0.11 molL1，的分解速率快，D 项错误。解化学反应速率图像题的方法分析化学反应速率图像，要注意分析图像的变化趋势，分清影响化学反应速率的因素。一般要从以下几个方面分析：1明确坐标轴含义首先要知道横轴和纵轴的含义。2看起点分清反应物和生成物。起始时，浓度或物质的量减小的是反应物，浓度或物质的量增大的是生成物。反应物以高于原点为起点，生成物多以原点为起点。3看变化条件如升高温度或降低温度、增大压强或减小压强等，注意浓度、温度、压强等的改变对化学反应速率的影响。4看终点确定反应物消耗的浓度或生成物增大的浓度。5看变化趋势如反应速率图像中的拐点、突变点等。注意分析曲线的连续或跳跃
8、所代表的含义。下列表格中的各种情况，可以用对应选项中的图像表示的是()选项反应甲乙 A外形、大小相近的金属和水反应NaK B4 mL 0.01 molL1 KMnO4 溶液分别和不同浓度的 2 mL H2C2O4(草酸)溶液反应0.1 molL1的 H2C2O4溶液0.2 molL1 的H2C2O4 溶液 选项反应甲乙 C5 mL 0.1 molL1 Na2S2O3 溶液和 5 mL 0.1 molL1 H2SO4 溶液反应热水冷水 D5 mL 4%的过氧化氢溶液分解放出 O2无 MnO2 粉末加 MnO2 粉末 A B C D C 由于 K 比 Na 活泼，故大小相同的金属 K 和 Na 与
9、水反应，K 的反应速率更快，又由于 Na、K 与 H2O 反应均为放热反应，随着反应的进行，放出大量的热，反应速率逐渐加快，A 项不正确；由于起始时乙中 H2C2O4 浓度大，故其反应速率比甲中快，B 项不正确；由于甲反应是在热水中进行的，温度高，故甲的反应速率大于乙，随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，故甲、乙中反应速率逐渐减小，C 项正确；MnO2 在 H2O2 的分解过程中起催化作用，故乙的反应速率大于甲，D 项不正确。1氯酸钾和亚硫酸氢钾溶液能发生氧化还原反应：ClO3 3HSO3=3SO24 Cl3H。已知该反应的速率随 c(H)的增大而加快。如图为用 ClO3 在单位时间内物质的量
10、浓度变化表示的该反应的 v-t 图。下列说法中不正确的是()A反应开始时速率增大可能是 c(H)所致 B纵坐标为 v(Cl)的 v-t 曲线与图中曲线完全重合 C图中阴影部分的面积表示 t1t2 时间内 ClO3 的物质的量的减少量 D后期反应速率下降的主要原因是反应物浓度减少 C A 项，随着反应的进行，氢离子的浓度逐渐增大，所以反应速率逐渐增大，正确；B 项，根据反应速率之比是相应的化学计量数之比可知，v(Cl)v(ClO3)，正确；C 项，图中阴影部分的面积应为 t1t2 时间内 ClO3 的物质的量浓度的减少量，错误；D 项，在反应的后期由于反应物浓度减小，所以导致反应速率开始下降，正
11、确。2某新型药物在一定波长的光照射下发生分解反应，反应物浓度随反应时间的变化如图所示(纵坐标为胆红素浓度变化量)，计算反应 48 min 间的平均反应速率和推测反应 16 min 时反应物的浓度，结果应是()A2.5 molL1min1 和 2.0 molL1 B2.5 molL1min1 和 2.5 molL1 C3.0 molL1min1 和 3.0 molL1 D5.0 molL1min1 和 3.0 molL1 B 分析图像可知，在 48 min 时间段内反应物的浓度由 20 molL1 下降到 10 molL1，浓度变化量为 10 molL1，故反应速率为10 molL14 min2
12、.5 molL1min1。随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，大致的变化规律是反应每进行 4 min，反应物浓度降低一半，所以当反应进行到 16 min 时，反应物的浓度降到大约 2.5molL1。3（双选）研究反应 2X(g)Y(g)Z(g)的速率影响因素，在不同条件下进行 4 组实验，Y、Z 起始浓度为 0，反应物 X 的浓度(molL1)随反应时间(min)的变化情况如图所示。下列说法不正确的是()A比较实验、得出：升高温度，化学反应速率加快 B比较实验、得出：升高温度，化学反应速率加快 C实验有可能使用了催化剂，催化剂加快正反应速率，对逆反应无影响 D在 010 min 之间，实验的平
13、均速率 v(Y)0.02 molL1min1 CD A实验、起始浓度相同，但温度不同，反应速率较大，则可得出：升高温度，化学反应速率加快，故 A 正确；B、相比，的反应物的浓度低，但反应速率更快，说明升高温度，化学反应速率加快，故 B 正确；C实验和的反应物的浓度、温度均相同，达到的平衡状态也相同，故反应可能是使用了催化剂，也可能是增大了压强，而催化剂能同等程度的加快正逆反应速率，故 C 错误；D在 010 min 之间，实验X 的浓度变化为 0.2 mol/L，则 v(Y)12v(X)120.2 mol/L10 min 0.01 molL1min1，故 D 错误。学科素养潜移默化养成 NO.
14、2情境素材 合作探究 素养养成 我国目前汽车业发展迅速，2020 年统计汽车超过 3.6 亿辆，中国已成为全球最大的汽车市场。因此，如何有效处理汽车排放的尾气，是需要进行研究的一项重要课题。目前，汽车厂商常利用催化技术将尾气中的 NO 和 CO 转化成 CO2 和 N2。化学方程式应为：2NO2CO=催化剂2CO2N2。为研究如何增大该化学反应的速率，某课题组进行了以下实验探究。提出问题：在其他条件不变的情况下，温度或催化剂的比表面积(单位质量的物质所具有的总面积)如何影响汽车尾气的转化速率？查阅资料：使用相同的催化剂，当催化剂质量相等时，催化剂的比表面积对催化效率有影响。问题 1 实验设计：
15、设计以下对比实验，探究某些外界条件对汽车尾气转化反应速率的影响规律，请填写下表中的空白。(表中不要留空格)编号 t/c(NO)/(molL1)c(CO)/(molL1)催化剂的比表面积/(m2g1)2806.501034.0010380.0 12036080.0 提示 280 6.50103 4.00103 6.50103 4.00103 问题 2 图像分析与结论：利用气体传感器测定了三组实验中CO 浓度随时间变化的曲线图，如下：(1)计算第组实验中，达平衡时 NO 的浓度为多少？(2)由曲线、可知，增大催化剂比表面积，汽车尾气转化速率将如何变化？(3)由实验和可得出的结论是什么？提示(1)通
16、过图像可知，平衡时 CO 的平衡浓度为 1.00103mol/L，可得出 CO 的浓度该变量 c(CO)4.00103 mol/L1.00103 mol/L3.00103 mol/L，在一个反应中，各物质的浓度的该变量之比等于计量数之比，故 NO 的浓度的该变量 c(NO)3.00103 mol/L，故 NO 的平衡浓度 c(NO)6.50103 mol/L3.00103 mol/L3.50103 mol/L。(2)由图像可知，增大催化剂比表面积后，缩短了到达平衡的时间，故增大了反应速率。(3)当催化剂的比表面积相同时，温度越高，化学反应速率越快。通过本情境素材中实验设计、图像分析与结论，让学
17、生学会用控制变量法研究化学反应，提升了学生变化观念与平衡思想的化学核心素养。能力过关随堂评估自测 NO.31 2 3 4 5 1为探究 Fe3和 Cu2对 H2O2 分解反应的催化效果，某同学分别设计了图(a)、图(b)所示的实验。下列叙述中不正确的是()(a)(b)1 2 3 4 5 A图(b)中的 A 为分液漏斗 B图(b)实验可通过测定相同状况下产生的气体体积与反应时间来比较反应速率 C图(a)实验可通过观察产生气泡的快慢来比较反应速率 D若图(a)实验中反应速率为，则 Fe3对 H2O2 分解的催化效果一定比 Cu2好 1 2 3 4 5 D 图(b)中的 A 为分液漏斗，A 正确；图
18、(b)实验可通过测定相同状况下产生的气体体积与反应时间来比较反应速率，B 正确；图(a)实验可通过观察产生气泡的快慢来比较反应速率，C 正确；因为氯化铁溶液、硫酸铜溶液阴离子不同，若图(a)实验中反应速率为，不能说明 Fe3对 H2O2 分解的催化效果一定比 Cu2好，D 错误。1 2 3 4 5 2某实验小组以 H2O2 分解为例，研究浓度、催化剂对反应速率的影响。在常温下按照如下方案完成实验。实验的反应物应为()实验编号反应物催化剂 10 mL 2%H2O2 溶液无无10 mL 5%H2O2 溶液 MnO2 固体 A5 mL 2%H2O2 溶液 B10 mL 2%H2O2 溶液 C10 m
19、L 5%H2O2 溶液D5 mL 10%H2O2 溶液 1 2 3 4 5 C 本实验的目的是运用控制变量法，探究浓度、催化剂对反应速率的影响，表中已有数据中，和两组实验有两个反应条件不同，二者无法达到实验目的；实验和中，应是探究催化剂对反应速率的影响，所以实验中双氧水浓度和体积必须与相同，即反应物为 10 mL 5%H2O2 溶液；实验和中都没有使用催化剂，可以探究双氧水浓度对反应速率的影响，实验的反应物为 10 mL 5%H2O2 溶液时符合条件，C 正确。1 2 3 4 5 3将久置在空气中的锌粒投入稀硫酸中，测得锌粒和硫酸反应产生氢气的速率 v(H2)与反应时间 t 的关系曲线如图所示
20、。下列推论不正确的是()1 2 3 4 5 AOa 段由于是锌粒表面的氧化物与酸的反应，所以未产生气体 Bbc 段产生氢气的速率增大较快的主要原因是温度升高 Cc 时刻反应生成的 H2 的量最多 Dc 时刻之后产生氢气的速率减小的主要原因是溶液中 c(H)减小 1 2 3 4 5 C A因锌的表面有一层氧化锌能与稀硫酸反应得到盐和水，无氢气放出，故 A 正确；B在反应过程中，浓度减小，反应速率减小，但反应放热，溶液温度升高，反应速率加快，所以 bc 段产生氢气的速率增大较快的主要原因是温度升高，故 B 正确；Cc 时刻反应没有停止，继续生成氢气，则生成的 H2 的量不是最多，故 C 错误；D随
21、着反应的进行，溶液中的氢离子浓度逐渐降低，所以反应速率逐渐减小，故 D 正确。1 2 3 4 5 4为研究某溶液中溶质 R 的分解速率的影响因素，分别用三份不同初始浓度 R 溶液在不同温度下进行实验，c(R)随时间变化如图。下列说法错误的是()1 2 3 4 5 A25 时，1030 min 内，R 的分解平均速率为 0.030 molL1min1 B对比 30 和 10 曲线，在同一时刻，能说明 R 的分解速率随温度升高而增大 C对比 30 和 25 曲线，在 050 min 内，能说明 R 的分解平均速率随温度升高而增大 D对比 30 和 10 曲线，在 50 min 时，R 的分解率相等
22、 1 2 3 4 5 B A、根据 vct，25 时，1030 min 内 R 的分解平均速率为1.4 mol/L0.8 mol/L20 min0.030 molL1min1，故 A 正确；B、对比 30 和 10 的曲线，同一时刻温度高、浓度大，有温度和浓度两个变量影响速率，因此不能说明 R 的分解速率随温度升高而增大，故 B 错误；1 2 3 4 5 C、对比 30 和 25 曲线，30 曲线对应的浓度低，但在 50 min时 R 完全分解，故能说明 R 的分解平均速率随温度升高而增大，故C 正确；D、在 50 min 时，无论 10 还是 30 均无 R 剩余，因此分解率均为 100%，
23、故 D 正确。1 2 3 4 5 5已知：将 KI、盐酸、试剂 X 和淀粉四种溶液混合，无反应发生。若再加入 H2O2 溶液，将发生反应：H2O22H2I=2H2OI2，且生成的 I2 立即与试剂 X 反应而被消耗。一段时间后，试剂 X被反应生成的 I2 完全消耗。由于溶液中的 I继续被 H2O2 氧化，生成的 I2 与淀粉作用，溶液立即变蓝。因此，根据试剂 X 的量、滴入 H2O2溶液至溶液变蓝所需的时间，即可推算反应 H2O22H2I=2H2OI2 的反应速率。1 2 3 4 5 下表为某同学依据上述原理设计的实验及实验记录(各实验均在室温条件下进行)：往烧杯中加入试剂及其用量 mL 编号
24、0.1mol L1 KI 溶液H2O0.01mol L1X 溶液0.1mol L1H2O2 溶液1molL1 稀盐酸催化剂开始变蓝时间 min 120.010.010.020.020.0无1.4220.0m10.010.0n无2.81 2 3 4 5 310.020.010.020.020.0无2.8 420.010.010.020.020.05 滴Fe2(SO4)3 溶液0.6(1)已知：实验 1、2 的目的是探究 H2O2 浓度对 H2O22H2I=2H2OI2 反应速率的影响。实验 2 中 m_，n_。1 2 3 4 5(2)已知：I2 与 X 反应时，两者物质的量之比为 12。按上面表
25、格中的 X 和 KI 的加入量，加入 V(H2O2)_，才确保看到蓝色。(3)实验 1：c(X)-t 的变化曲线如图，若保持其他条件不变，请在坐标图中，分别画出实验 3、实验 4c(X)-t 的变化曲线图(进行相应的标注)。1 2 3 4 5(4)实验 4 表明：硫酸铁能提高反应速率。催化剂能加快反应速率是因为催化剂_(填“提高”或“降低”)了反应活化能。解析(1)实验 1、2 的目的是探究 H2O2 浓度对 H2O22H2I=2H2OI2 反应速率的影响，做对比实验，除了 H2O2 溶液浓度不同，其他条件均应相同。1 2 3 4 5(2)n(X)0.01 molL 110.010 3 L 10 4 mol，因 而n(I2)0.5104 mol 才能看到蓝色，即 n(H2O2)0.5104 mol，V(H2O2)0.5 mL。(3)实验 3 开始变蓝时间是实验 1 的 2 倍(2.8 min)，说明实验 3 的 c(X)-t 的变化率应小于实验 1；同理，实验 4 开始变蓝时间是 0.6 min，那么说明实验 4 的 c(X)-t 变化率应大于实验 1。(4)催化剂可以降低反应的活化能。1 2 3 4 5 答案(1)20.0 20.0(2)0.5 mL(3)(4)降低点击右图进入 能 力 课 时 落 实 谢谢观看 THANK YOU!
