1、化学反应速率与影响因素 速率常数【课堂练习】1.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()Av(A)0.5 molL1min1Bv(B)1.2 molL1s1Cv(D)0.4 molL1min1Dv(C)0.1 molL1s1解析：选D本题可以采用归一法进行求解，通过方程式的化学计量数将不同物质表示的反应速率折算成同一物质表示的反应速率进行比较，B物质是固体，不能表示反应速率；C项中对应的v(A)0.2 molL1min1；D项中对应的v(A)3 molL1min1。2(2020湖北八校联考)将6 mol CO2和8 mo
2、l 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所示(图中字母后的数字表示对应的坐标)。该反应在810 min内CO2的平均反应速率是()A0.5 molL1min1B0.1 molL1min1C0 molL1min1D0.125 molL1min1解析：选C由题图可知，该反应在810 min内，H2的物质的量在对应的c、d点都是2 mol，因此v(H2)0 molL1min1，根据化学反应速率之比等于化学计量数之比可得v(CO2)v(H2)0 molL1min1。3在新型RuO2催化剂作
3、用下，使HCl转化为Cl2的反应2HCl(g)O2(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)/103mol01.83.75.47.2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)。答案：2.06.0 min时间内，n(Cl2)5.4103 mol1.8103 mol3.6103 mol，v(Cl2)9.0104 molmin1所以v(HCl)2v(Cl2)29.0104 molmin11.8103 molmin1。4(2020黄冈罗田一
4、中检测)在含Fe3的S2O和I的混合溶液中，反应S2O(aq)2I(aq)=2SO(aq)I2(aq)的分解机理及反应进程中的能量变化如下：步骤：2Fe3(aq)2I(aq)=I2(aq)2Fe2(aq)步骤：2Fe2(aq)S2O(aq)=2Fe3(aq)2SO(aq)下列有关该反应的说法正确的是()A反应速率与Fe3浓度有关BFe2是该反应的催化剂Cv(S2O)v(I)v(I2)D若不加Fe3，则正反应的活化能比逆反应的大答案：A5双选下列说法正确的是()A0.1 molL1盐酸和0.1 molL1硫酸与2 molL1 NaOH溶液反应，其反应速率相同B大理石块与大理石粉分别同0.1 mo
5、lL1盐酸反应，其反应速率不同CMg、Al在相同条件下分别与0.1 molL1盐酸反应，其反应速率相同D0.1 molL1盐酸和0.1 molL1硝酸与形状和大小相同的大理石反应，其反应速率相同解析：选BD0.1 molL1盐酸中H的浓度为0.1 molL1，0.1 molL1 H2SO4中H的浓度为0.2 molL1，反应速率不同，A项错误；大理石粉的表面积大于大理石块，反应速率不同，B项正确；Mg、Al金属活动性不同，反应速率不同，C项错误；0.1 molL1盐酸和0.1 molL1硝酸中H的浓度相同，反应速率相同，D项正确。6在一密闭容器中充入1 mol H2和1 mol I2，压强为p
6、(Pa)，并在一定温度下使其发生反应：H2(g)I2(g)2HI(g)HA。结合、反应速率解释原因：_。解析：(1)根据歧化反应的特点，反应生成S，则反应需生成H2SO4，即I2将SO2氧化为H2SO4，反应的离子方程式为I22H2OSO2=SO4H2I。(2)对比实验只能存在一个变量，因实验B比实验A多了H2SO4，则B中KI溶液的浓度应不变，故a0.4。由表中实验现象可知，I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。加入少量I2时，反应明显加快，说明反应比反应快；D中由反应产生的H使反应加快。答案：(1)SO2SO4H(2)0.4I是SO2歧化反应的催
7、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比快；D中由反应产生的H使反应加快10.对于反应2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)SiCl4(g)，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。比较a、b处反应速率大小：va_vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反应速率vv正v逆k正xk逆xx，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数，x为物质的量分数，计算a处的_(保留1位小数)。解析温度越高，反应速率越快，a点温度为343 K，b点温度为323 K，故反应速率：vavb。反应速率vv正v逆k正xk逆xx，则有
8、v正k正x，v逆k逆xx，343 K下反应达到平衡状态时v正v逆，即k正xk逆xx，此时SiHCl3的平衡转化率22%，经计算可得SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的物质的量分数分别为0.78、0.11、0.11，则有k正0.782k逆0.112，0.02。a处SiHCl3的平衡转化率20%，此时SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的物质的量分数分别为0.8、0.1、0.1，则有eq f(k正xoal(2,eq f(xoal(2,0.021.3。答案大于1.311.顺1,2二甲基环丙烷和反1,2二甲基环丙烷可发生如下转化： 该反应的速率方程可表示为v(正)k(正)c(顺)和v(逆)k
9、(逆)c(反)，k(正)和k(逆)在一定温度时为常数，分别称作正、逆反应速率常数。回答下列问题：(1)已知：t1温度下，k(正)0.006 s1，k(逆)0.002 s1，该温度下反应的平衡常数值K1_；该反应的活化能 Ea(正)小于Ea(逆)，则H_0(填“小于”“等于”或“大于”)。(2)t2温度下，图中能表示顺式异构体的质量分数随时间变化的曲线是_(填曲线编号)，平衡常数值K2_；温度t2_t1(填“小于”“等于”或“大于”)，判断理由是_。解析：(1)根据v(正)k(正)c(顺)、k(正)0.006 s1，则v(正)0.006c(顺)，v(逆)k(逆)c(反)、k(逆)0.002 s1
10、，则v(逆)0.002c(反)，化学平衡状态时正逆反应速率相等，则0.006c(顺)0.002c(反)，K13；该反应的活化能Ea(正)小于Ea(逆)，说明断键吸收的能量小于成键释放的能量，即该反应为放热反应，则H小于零。(2)反应开始时，c(顺)的浓度大，单位时间的浓度变化大，w(顺)的变化也大，故B曲线符合题意，设顺式异构体的起始浓度为x，该可逆反应左右物质系数相等，均为1，则平衡时，顺式异构体为0.3x，反式异构体为0.7x，所以平衡常数值K2，因为K1K2，放热反应升高温度时平衡向逆反应方向移动，所以温度t2大于t1。答案：(1)3小于(2)B大于放热反应升高温度时平衡向逆反应方向移动
11、12.碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题：Bodensteins研究了下列反应：2HI(g)H2(g)I2(g)在716 K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表：t/min020406080120x(HI)10.910.850.8150.7950.784x(HI)00.600.730.7730.7800.784(1)根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为_。(2)上述反应中，正反应速率为v正k正x2(HI)，逆反应速率为v逆k逆x(H2)x(I2)，其中k正、k逆为速率常数，则k逆为_(以K和k正表示)。若k正0.002 7
12、 min1，在t40 min时，v正_min1。解析：(1)由表中数据可知，无论是从正反应方向开始，还是从逆反应方向开始，最终x(HI)均为0.784，说明此时已达到了平衡状态。设HI的初始浓度为1 molL1，则：2HI(g)H2(g)I2(g)初始浓度/(molL1) 10 0 0.216 0.108 0.108 0.784 0.108 0.108K(2)建立平衡时，v正v逆，即k正x2(HI)k逆x(H2)x(I2)，k逆k正。由于该反应前后气体分子数不变，故k逆k正k正。在40 min时，x(HI)0.85，则v正0.002 7 min10.8521.95103 min1。答案：(1)
13、(2)k正/K1.95103【总结归纳】化学反应速率的概念及计算1化学反应速率2化学反应速率与化学计量数的关系对于已知反应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化学计量数之比，即v(A)v(B)v(C)v(D)mnpq。如一定温度下，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。3化学反应速率大小的比较方法(1)归一法将同一反应中的不同物质的反应速率转化成同一单位、同一种物质的反应速率，再进行速率
14、的大小比较。(2)比值法将各物质表示的反应速率转化成同一单位后，再除以对应各物质的化学计量数，然后对求出的数值进行大小排序，数值大的反应速率快。影响化学反应速率的因素1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)注意浓度对化学反应速率影响的两点理解(1)固体和纯液体对化学反应速率无影响，但要注意水(液态)对溶液的稀释作用。(2)浓度的改变必须是真正参加反应离子的浓度，如酸碱中和反应影响速率的是H、OH浓度。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
15、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。(4)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系备考点击“控制变量法”的解题策略速率常数及其应用1速率常数的含义速率常数(k)是指在给定温度下，反应物浓度皆为1 molL1时的反应速率。在相同的浓度条件下，可用速率常数大小来比较化学反应的反应速率。化学反应速率与反应物浓度(或浓度的次方)成正比，而速率常数是其比例常数，在恒温条件下，速率常数不随反应物浓度的变化而改变。因此，可以应用速率方程求出该温度下任意浓度时的反应速率。2速率方程一定温度下，化学反应速率与反应物浓度以其计量数为指数的幂的乘积成正比。对于反应：aAbB=gGhH则vkca(A)cb(B)(其中k为速率常数)。如：SO2Cl2SO2Cl2vk1c(SO2Cl2)2NO22NOO2 vk2c2(NO2)2H22NON22H2O vk3c2(H2)c2(NO)3速率常数的影响因素温度对化学反应速率的影响是显著的，速率常数是温度的函数，同一反应，温度不同，速率常数将有不同的值，但浓度不影响速率常数。
