1、第七章 化学反应速率和化学平衡第 1 讲 化学反应速率考试要求 1认识化学反应速率的概念、学会反应速率的定量表示方法并能进行简单的计算。2.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响，能用相关理论解释其一般规律。3.认识催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。4.分析理解化学反应速率的调控手段在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。考点一 化学反应速率1 知识梳理1.含义：化学反应速率是用来衡量化学反应_的物理量。2表示方法通 常 用 单 位 时 间 内 反 应 物 浓 度 的 _ 或 生 成 物 浓 度 的_来表示。3数学表达式及单位v，单位为_或_。4化学反应速率与化
2、学计量数的关系(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 _ 之 比，即v(A)v(B)v(C)v(D)_。(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)_molL1s1，v(C)_molL1s1。思考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。例如：反
3、应 mA(g)nB(g)pC(g)起始浓度/molL1abc转化浓度/molL1x某时刻浓度/molL1axbc判断(正确的打“”，错误的打“”)(1)同一反应，在相同时间间隔内，用不同物质表示的反应速率，其数值和意义都不一定相同()(2)10 molL1s1 的反应速率一定比 1 molL1s1 的反应速率大()(3)固体和纯液体的浓度是固定的，增加固体或纯液体的用量，反应速率保持不变()(4)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()(5)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()(6)由 v计算平均
4、速率，用反应物表示为正值，用生成物表示为负值()(7)对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象就越明显()提醒(1)化学反应速率一般指平均速率而不是某一时刻的瞬时速率，且无论用反应物还是用生成物表示均取正值。(2)不能用固体或纯液体表示化学反应速率，因为固体或纯液体的浓度视为常数。2 对点速练练点一 化学反应速率的计算1氨分解反应 2NH3(g)N2(g)3H2(g)在容积为 2 L 的密闭容器内进行，已知起始时氨气的物质的量为 4 mol，5 s 末为 2.4 mol，则用氨气表示该反应的反应速率为()A0.32 mol/(Ls)B0.16 mol/(Ls)C1.6 mol/(Ls)D0
5、.8 mol/(Ls)2在不同浓度(c)、温度(T)条件下，蔗糖水解的瞬时速率(v)如下表。下列判断不正确的是()A.a6.00B同时改变反应温度和蔗糖的浓度，v 可能不变Cb318.2D不同温度时，蔗糖浓度减少一半所需的时间相同3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)HBCD5可逆反应 A(g)2B(g)C(g)D(g)，在四种不同情况下的反应速率如下，其中反应进行得最快的是()Av(A)0.15 mol/(Lmin)Bv(B)0.6 mol/(Lmin)Cv(C)0.4
6、mol/(Lmin)Dv(D)0.02 mol/(Ls)方法总结 比较化学反应速率大小的方法由于同一反应的化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同，所以比较反应速率大小时不能只看数值的大小，而要进行相应的转化。(1)看单位是否统一，若不统一，换算成相同的单位。(2)比较不同时间段内的化学反应速率大小时可换算成同一物质表示的反应速率，再比较数值的大小。(3)比较化学反应速率与化学计量数的比值。例如，对于一般反应aA(g)bB(g)=cC(g)dD(g)，比较不同时间段内()与()的大小，若()()，则 A 表示的反应速率比 B 表示的大。6硝基苯甲酸乙酯在 OH存在下发生水解反应：O2NC6H4
7、COOC2H5OHO2NC6H4COOC2H5OH，两种反应物的初始浓度均为 0.050 molL1，15时测得 O2NC6H4COOC2H5 的转化率 随时间变化的数据如表所示，回答下列问题：t/s0120180240330530600700800/%033.041.848.858.069.070.471.071.0(1)列式计算该反应在 120180 s 与 180240 s 区间的平均反应速率_。(2)比较两者大小可得出的结论是_。练点三 化学反应速率的灵活计算7合金贮氢材料具有优异的吸氢性能，在配合氢能的开发中起到重要作用。温度为 T1 时，2 g 某合金 4 min 内吸收氢气 24
8、0 mL，吸氢速率 v_mLg1min1。8在新型 RuO2 催化剂作用下，使 HCl 转化为 Cl2 的反应 2HCl(g)12O2(g)H2O(g)Cl2(g)具有更好的催化活性。一定条件下测得反应过程中 n(Cl2)的数据如下：t/min02.04.06.08.0n(Cl2)/103 mol01.83.75.47.2计算 2.06.0 min 内以 HCl 的物质的量变化表示的反应速率(以molmin1 为单位，写出计算过程)。考点二 影响化学反应速率的因素1 知识梳理1.内因：反应物的_为影响化学反应速率的主要因素，起决定性作用。2外因(其他条件不变时)3有效碰撞理论(1)活化分子：能
9、够发生有效碰撞的分子。(2)活化能：如图图中：E1 为_，使用催化剂时的活化能为_，反应热为_。(注：E2 为逆反应的活化能)(3)有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。思考一定温度下，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：_，原 因 是_。(2)恒容充入 N2：_。(3)恒容充入He：_，原因是_。(4)恒压充入 He：_。判断(正确的打“”，错误的打“”)(1)对于反应：2H2O2=2H2OO2，加入 MnO2 或降低温度都能加快 O2 的生成速率()(2)
10、催化剂不能参与化学反应，但可以改变反应到达平衡的时间()(3)其他条件相同时，增大反应物浓度使分子获得能量，活化分子百分数提高，反应速率增大()(4)在实验室使用大理石与稀盐酸反应制取 CO2，使用分液漏斗调节盐酸滴速是为了控制 CO2 生成的速率()(5)100 mL 2 molL1 的盐酸跟锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率不变()(6)升高温度可使吸热反应的反应速率增大，使放热反应的反应速率也增大()(7)增大反应体系的压强，反应速率不一定增大()(8)催化剂能降低反应所需的活化能，H 也会发生变化()(9)温度、催化剂能改变活化分子的百分数()提醒活化分子、有效碰撞与反应速率的关
11、系：2 对点速练练点一 影响化学反应速率的常见因素1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()增加 C 的量 将容器的体积缩小一半 保持体积不变，充入 N2 使体系压强增大 保持压强不变，充入 N2 使容器体积变大A BCD2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NaKB4 mL 0.01 molL1KMnO4 溶液分别和不同浓度的 2 mLH2C2O4(草酸)溶液反应0.1 molL10.2 mol的H2C2O4溶液L1的H2C2O4 溶液C5 mL 0.
12、1 molL1 Na2S2O3 溶液和 5 mL 0.1 molL1H2SO4 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3实验测得某反应在不同 pH 下产物 A 的浓度随时间变化的关系如图所示(其他条件相同)。则下列有关说法正确的是()A若增大压强，该反应的反应速率一定增大BpH6.8 时，随着反应的进行，反应速率逐渐增大C一定 pH 范围内，溶液中 H浓度越小，反应速率越快D可采取调节 pH 的方法使反应停止练点二 反应速率与活化能4某反应过程中能量变化如图所示，下列有关叙述正确的是()A.该反应为放热反应B催化剂改变了化学反应的热效应C催
13、化剂不改变化学反应过程D催化剂改变了化学反应速率5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浓度有关BIO也是该反应的催化剂C反应活化能等于 98 kJmol1Dv(H2O2)v(H2O)v(O2)练点三“控制变量法”实验应用6等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测得在不同时间(t)内产生气体体积(V)的数据如图，根据图示分析实验条件，下列说法中一定不正确的是()组别对应曲线c(HCl)/(molL1)反应温度/铁的状态1a
14、30粉末状2b30粉末状3c2.5块状4d2.530块状A.第 4 组实验的反应速率最慢B第 1 组实验中盐酸的浓度大于 2.5 molL1C第 2 组实验中盐酸的浓度等于 2.5 molL1D第 3 组实验的反应温度低于 30 7某小组利用 H2C2O4 溶液和酸性 KMnO4 溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时，先分别量取两种溶液，然后倒入试管中迅速振荡混合均匀，开始计时，通过测定褪色所需时间来判断反应的快慢。该小组设计了如下方案。编号H2C2O4 溶液酸性 KMnO4 溶液温度/浓度/molL1体积/mL浓度/molL体积/mL10.102.00.0104.0250.
15、202.00.0104.0250.202.00.0104.050(1)已知反应后 H2C2O4转化为 CO2逸出，KMnO4溶液转化为MnSO4每消耗 1 mol H2C2O4 转移_mol 电子。为了观察到紫色褪去，H2C2O4 与KMnO4 初 始 的 物 质 的 量 需 要 满 足 的 关 系 为n(H2C2O4)n(KMnO4)_。(2)探究温度对化学反应速率影响的实验编号是_(填编号，下同)，可探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验编号是_。(3)已知 50 时 c(MnO4)反应时间 t 的变化曲线如图。若保持其他条件不变，请在坐标图中，画出 25 时 c(MnO4)反应时间 t
16、的变化曲线示意图。方法指导利用“控制变量法”的解题策略本讲真题研练12019全国卷，27(3)环戊二烯容易发生聚合生成二聚体，该反应为可逆反应。不同温度下，溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示，下列说法正确的是_(填标号)。A.T1T2B.a 点的反应速率小于 c 点的反应速率C.a 点的正反应速率大于 b 点的逆反应速率D.b 点时二聚体的浓度为 0.45 molL122020浙江 1 月，22在一定温度下，某反应达到了化学平衡，其反应过程对应的能量变化如图。下列说法正确的是()A.Ea 为逆反应活化能，Ea 为正反应活化能B.该反应为放热反应，HEaEaC.所有活化分子的平均能量高于
17、或等于所有分子的平均能量D.温度升高，逆反应速率加快幅度大于正反应加快幅度，使平衡逆移32017江苏卷，10H2O2 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42017浙江 4 月选考对水样中溶质 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
18、(molL1)随时间(min)变化的有关实验数据见下表。下列说法不正确的是()A在 020 min 内，中 M 的分解速率为 0.015 molL1min1B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 的分解速率比快时间水样0510152025(pH2)0.400.280.190.130.100.09(pH4)0.400.310.240.200.180.16(pH4)0.200.150.120.090.070.05(pH4，含 Cu2)0.200.090.050.030.01052018北京卷，27近年来，研究人员提出利用含硫物
19、质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下：(1)反应：2H2SO4(l)=2SO2(g)2H2O(g)O2(g)H1551 kJmol1反应：S(s)O2(g)=SO2(g)H3297 kJmol1反应的热化学方程式：_。(2)对反应，在某一投料比时，两种压强下，H2SO4 在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示。p2_p1(填“”或“”)，得出该结论的理由是_。(3)I可以作为水溶液中 SO2 歧化反应的催化剂，可能的催化过程如下。将 ii 补充完整。iSO24I4H=S2I22H2Oii.I22H2O_=_ _2I(4)探究 i、ii 反应速率与 SO2 歧化反应速率的关系，
20、实验如下：分别将 18 mL SO2 饱和溶液加入到 2 mL 下列试剂中，密闭放置观察现象。(已知：I2 易溶解在 KI 溶液中)序号ABCD试剂组成0.4 molL1KIa molL1KI02 molL1H2SO40.2 molL1H2SO40.2 molL1KI0000 2 mol I2实验现象溶液变黄，一段时间后出现浑浊溶液变黄，出现浑浊较 A快无明显现象溶液由棕褐色很快褪色，变成黄色，出现浑浊较 A快B 是 A 的对比实验，则 a_。比较A、B、C，可得出的结论是_。实验表明，SO2 的歧化反应速率 DA。结合 i、ii 反应速率解释原因：_。温馨提示：请完成课时作业21第七章 化学
21、反应速率和化学平衡第 1 讲 化学反应速率考点一1 知识梳理1快慢2减少 增加3molL1min1 molL1s14化学计量数 m:n:p:q 0.2 0.4判断 答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)2 对点速练1解析：反应速率通常用单位时间内浓度的变化量来表示。反应进行到 5 s 时，消耗的氨气为 4 mol2.4 mol1.6 mol，所以用氨气表示的反应速率为1.6 mol2 L5s 0.16 mol/(Ls)，所以选项 B 是正确的。答案：B2解析：根据题中数据分析，温度不变时，反应的瞬时速率与浓度成正比，则可求出 a6.00，A 项正确；温度为 b K、浓度为 0.500
22、 molL1 和温度为 318.2 K、浓度为 0.300 molL1 对应的瞬时速率相等，B 项正确；浓度不变时，温度由 318.2 K 变成 b K 时，反应速率减小，则b，A 项正确。答案：A5解析：根据同一反应中各物质表示的反应速率之比等于方程式中的化学计量数之比，将选项中的其他物质的速率都转化为 A 物质的速率。B 项，v(A)0.3 mol/(Lmin)；C 项，v(A)0.4 mol/(Lmin)；D项，v(A)0.02 mol/(Ls)1.2 mol/(Lmin)。所以 D 项表示的反应速率最快。答案：D6解析：(1)注意“列式计算”的要求是既要列出规范的计算式，又要计算出结果
23、。(2)要求考生进行比较分析，120180 s 时间段速率大是因为反应物浓度大，180240 s 时间段速率小是因为反应物浓度小，即随着反应进行，反应物浓度降低，反应速率减慢。答案：(1)v0.050 molL1(41.8%33.0%)(180120)s7.3105 molL1s1v0.050 molL1(48.8%41.8%)(240180)s5.8105 molL1s1(2)随反应的进行，反应物浓度降低，反应速率减慢7解析：吸氢速率 v240 mL2 g4 min30 mLg1min1。答案：308答案：解法一 2.06.0 min 时间内，n(Cl2)5.4103 mol1.8103 m
24、ol3.6103 mol，v(Cl2)3.6103 mol4 min9.0104 molmin1所 以 v(HCl)2v(Cl2)29.010 4 molmin 1 1.810 3molmin1。解法二 HCl 转化的物质的量为 n，则2HCl(g)12O2(g)H2O(g)Cl2(g)2 1n (5.41.8)103mol解得 n7.2103mol，所以 v(HCl)7.2103mol(6.02.0)min1.8103molmin1。考点二1 知识梳理1性质2加快 减慢 加快 减慢 加快 减慢 相同 接触面积3(2)正反应的活化能 E3 E1E2思考 答案：(1)增大 单位体积内，活化分子数
25、目增加，有效碰撞的次数增多，因而反应速率增大(2)增大(3)不变 单位体积内活化分子数不变，因而反应速率不变(4)减小判断 答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)2 对点速练1解析：增大固体的量、恒容时充入惰性气体对速率无影响。答案：C2解析：由于 K 比 Na 活泼，故大小相同的金属 K 和 Na 与水反应，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
26、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。答案：C3解析：不知该反应中有没有气体参加，不能根据压强变化判断反应速率，A 项错误；图像中表示反应速率的是曲线的斜率，随着反应的进行，每个时间段的斜率不一定都增大，B 项错误；pH 越小，H浓度越大，反应速率越快，C 项错误；pH8.8 时，反应速率接近于 0，D 项正确。答案：D4解析：A 项，反应物总能量低于生成物总能量应为吸热反应；催化剂降低反应所需活化能，改变反应过程，改变化学反应速率，但热效应不变，所以 D 正确。答案：D5解析
27、：H2O2 的分解反应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；根据总反应可确定该反应的催化剂为 I，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。答案：A6解析：由图像可知，1、2、3、4 组实验产生的氢气一样多，只是反应速率有快慢之分。第 4 组实验，反应所用时间最长，故反应速率最慢，A 正确；第 1 组实验，反应所用时间最短，故反应速率最快，根据控制变量法原则知盐酸浓度应大于 2.5 molL1，B 正确；第 2 组实验，铁是粉末状，与 3、4 组块状铁相区别，根据
28、控制变量法原则知盐酸的浓度应等于 2.5 molL1，C 正确；由 3、4 组实验并结合图像知第 3 组实验中反应温度应高于 30，D 错误。答案：D7解析：(1)H2C2O4 中碳的化合价是3 价，CO2 中碳的化合价为4 价，故每消耗 1 mol H2C2O4 转移 2 mol 电子，配平反应的化学方程式为 2KMnO45H2C2O43H2SO4=K2SO42MnSO410CO28H2O，为保证 KMnO4 完全反应，c(H2C2O4):c(KMnO4)2.5。(2)探究温度对反应速率的影响，则浓度必然相同，则为实验和；同理探究浓度对反应速率的影响的实验是和。(3)温度降低，化学反应速率减
29、小，故 KMnO4 褪色时间延长，故作图时要同时体现 25 MnO4浓度降低比 50 时 MnO4的浓度降低缓慢和反应完全时间比 50 时“拖后”。答案：(1)2 2.5(2)和 和(3)本讲真题研练1解析：A 项，观察不同温度下曲线的变化趋势，不难发现 T2时反应更快，则 T2T1，故错误；B 项，a 点对应温度低于 c 点对应温度，但 a 点环戊二烯浓度大于 c 点环戊二烯的浓度，故 v(a)与 v(c)大小无法确定，故错误；C 项，v(a，正)v(a，逆)，v(b，正)v(b，逆)，又v(a，正)v(b，正)，则 v(a，正)必然大于 v(b，逆)，故正确；D 项，由图像可知 b 点环戊
30、二烯的浓度为 0.6 molL1，环戊二烯转化的浓度1.5 molL10.6 molL10.9 molL1，则生成的二聚体的浓度0.9 molL1120.45 molL1，故正确。答案：CD2解析：本题考查化学反应过程中的能量变化关系。由题图可知，该反应是一个放热反应，温度升高时，正、逆反应速率都增大，但逆反应速率增幅比正反应速率增幅大，平衡会向逆反应方向移动，D 正确；由题图可知，Ea 为逆反应的活化能，Ea 为正反应的活化能，A错误；由题图可知，生成物的总能量小于反应物的总能量，HEaEa，B 错误；活化分子的平均能量比普通分子的平均能量要高，C 错误。答案：D3解析：A 项，浓度对反应速
31、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：D4解析：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
32、min 内，中 c(M)0.12 molL1，中 c(M)0.11 molL1，的分解速率快，D 项错误。答案：D5解析：(1)由于反应是二氧化硫的歧化反应，且由题意可知其氧化产物和还原产物分别为 H2SO4 和 S，根据得失电子守恒和元素守恒可写出反应的化学方程式为：3SO2(g)2H2O(g)=2H2SO4(l)S(s)。根据盖斯定律，反应与反应的热化学方程式相加得：2H2SO4(l)S(s)=3SO2(g)2H2O(g)H254 kJmol1，所以反应的热化学方程式为：3SO2(g)2H2O(g)=2H2SO4(l)S(s)H2254 kJmol1。(3)由题意知二氧化硫的歧化反应可由
33、i 与 ii 相加所得，所以反应的离子方程式 3SO22H2O=4H2SO42S，减去 i 式得：2I2 4H2O 2SO2=2S O42 8H 4I，化 简 得 到：I2 2H2O SO2=SO424H2I。(4)由于 B 是 A 的对比实验，所以两组实验中 KI 的浓度必须相同，即 a0.4。A 说明 I能催化二氧化硫发生歧化反应；C 中无明显现象，说明 H单独存在时不具有催化作用，不能使二氧化硫歧化反应速率加快；B 中溶液变黄，出现浑浊较 A 快，结合 C 可知，增强溶液的酸性，可增强 I的催化效果。由于 I催化二氧化硫的歧化反应是 i 与 ii 两个过程分步进行，所以两个反应中任何一个反应的速率都会影响总反应的速率。D 中直接加入 I2，故反应 ii 可立即发生，而由反应 ii 产生的 H可使反应 i 速率加快，所以 D 的反应速率比 A 快。答案：(1)3SO2(g)2H2O(g)=2H2SO4(l)S(s)H2254 kJmol1(2)反应是气体物质的量减小的反应，温度一定时，增大压强使反应正向移动，H2SO4 的物质的量增大，体系总物质的量减小，H2SO4的物质的量分数增大(3)SO2 SO42 4H(4)0.4I是 SO2 歧化反应的催化剂，H单独存在时不具有催化作用，但 H可以加快歧化反应速率反应 ii 比 i 快，D 中由反应 ii 产生的 H使反应 i 加快