1、第七章 化学反应速率和化学平衡 第一节化学反应速率及其影响因素最新考纲：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。核心素养：1.变化观念与平衡思想：能认识化学反应速率是变化的，知道化学反应速率与外界条件有关，并遵循一定规律；能多角度、动态地分析化学反应速率，运用化学反应原理解决实际问题。2.科学探究与创新意识：能发现和提出有关化学反应速率的有探
2、究价值的问题；通过控制变量来探究影响化学反应速率的外界条件。知识点一化学反应速率计算与比较1化学反应速率2化学反应速率计算的万能方法三段式法对于反应mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，起始时A的浓度为a molL1，B的浓度为b molL1，反应进行至t1 s时，A消耗了x molL1，则化学反应速率可计算如下：则：v(A) molL1s1，v(B) molL1s1，v(C) molL1s1，v(D) molL1s1。3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
3、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。4化学反应速率的大小比较(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。如反应mA(g)nB(g)=pC(g)qD(g)，若，则反应速率AB。判断正误(正确的打“”，错误的打“”)1
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()210 molL1s1的反应速率一定比1 molL1s1的反应速率大()提示：速率数值所对应的化学反应速率的快慢与该物质在化学反应方程式中的化学计量数有关，可用速率与化学计量数比值的大小判断反应快慢。3固体和纯液体的浓度是固定的，不能用它们表示反应速率()4化学反应方程式中的化学计量数之比表示某一时刻对应物质的物质的量之比()提示：方程式中的化学计量数之比可以表示同一时间内对应物质的物质的量的变化量之比。5由v计算平均速率，用反应物表示为正值，用生成物表示为负值()提示：速率都取正值。6对于任何化学反应来说，
5、反应速率越快，反应现象就越明显()提示：速率越快现象不一定越明显，如盐酸与NaOH溶液的中和反应。7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()提示：正确的是1 s内某物质的浓度变化为0.8 molL1。1由vc/t计算的反应速率是某段时间内的平均反应速率，而不是某时刻的瞬时反应速率。2无论用反应物还是用生成物表示反应速率时，均取正值。3对于固体或纯液体物质，其浓度视为常数，故不能用固体或纯液体物质表示化学反应速率。1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 molL1s1，v(B)0.6 molL1
6、s1，v(C)0.4 molL1s1，v(D)0.45 molL1s1。下列有关反应速率的比较中正确的是(B)ABC D解析：可用比值法进行反应速率大小比较，0.45 molL1s1；0.2 molL1s1；0.2 molL1s1；0.225 molL1s1，故，B项正确。2a、b、c三个容器，分别发生合成氨反应，经过相同的一段时间后，测得数据如下表所示：容器abc反应速率/(molL1min1)v(H2)3v(N2)3v(NH3)4则三个容器中合成氨的反应速率的比较中正确的是(B)Av(a)v(b)v(c) Bv(b)v(c)v(a)Cv(c)v(a)v(b) Dv(b)v(a)v(c)解析
7、：合成氨的反应方程式为3H2(g)N2(g)2NH3(g)。可换成同一物质来表示，才能比较反应速率大小，都换成N2的反应速率比较，容器a中v(N2)1 molL1min1，容器b中v(N2)3 molL1min1，容器c中v(N2)2 molL1min1，可知B正确。3将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L容器中混合，一定条件下发生反应：2A(g)B(g)2C(g)，若经2 s后测得C的浓度为0.6 molL1，现有下列说法：用物质A表示的反应速率为0.3 molL1s1用物质B表示的反应速率为0.6 molL1s12 s时物质A的转化率为70%2 s时物质B的浓度为0.7 molL
8、1其中正确的是(B)A BC D解析：求得v(A)0.3 molL1s1，v(B)0.15 molL1s1，A的转化率为30%,2 s时c(B)0.7 molL1。4一定温度下，向容积为2 L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，对该反应的推断合理的是(C)A该反应的化学方程式为3B4D6A2CB反应进行到1 s时，v(A)v(D)C反应进行到6 s时，B的平均反应速率为0.05 mol/(Ls)D反应进行到6 s时，各物质的正反应速率相等解析：由图可知，反应达到平衡时A物质增加了1.2 mol、D物质增加了0.4 mol、B物质减少了0.6 mol、C物质
9、减少了0.8 mol，所以A、D为生成物，B、C为反应物，B、C、A、D变化的物质的量之比为3462，反应方程式为3B4C6A2D，A项错误；反应到1 s时，v(A)0.3 mol/(Ls)，v(D)0.1 mol/(Ls)，所以v(A)v(D)，B项错误；反应进行到6 s时，n(B)1.0 mol0.4 mol0.6 mol，v(B)0.05 mol/(Ls)，C项正确；由于各物质的化学计量数不相同，则各物质的正反应速率不相等，D项错误。5一定温度下，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(
10、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)(C)A06 min的平均反应速率v(H2O2)3.3102 molL1min1B610 min的平均反应速率：v(H2O2)3.3102 molL1min1C反应至6 min时，c(H2O2)0.30 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0.002 mol H2O2，则v(H2O2)3.3102 molL1min1，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0.0
11、02 mol H2O2，此时c(H2O2)0.20 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。6一定条件下，在体积为10 L的固定容器中发生反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)，反应过程如图。下列说法正确的是(B)At1 min时正、逆反应速率相等BX曲线表示NH3的物质的量随时间的变化关系C08 min，H2的平均反应速率v(H2)0.75 molL1min1D1012 min，N2的平均反应速率v(N2)0.25 molL1min1解析：t1时刻没有达到平衡状态，正、逆反应速率不相等，A项错误；根据图像，X的物质的量增加，属
12、于生成物，因此X为NH3的曲线，B项正确；08 min时，v(NH3)0.007 5 molL1min1，根据化学反应速率之比等于化学计量数之比得v(H2)0.011 25 molL1min1，C项错误；1012 min，v(NH3)0.005 molL1min1，则v(N2)0.002 5 molL1min1，D项错误。素养速率常数及其应用1速率常数含义速率常数(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
13、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)2NO22NOO2vk2c2(NO2)2H22NON22H2Ovk3c2(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。1(2020广西南宁三中模拟)在反应2NO(g)2H2(g)N2(g)2H2O(g)中，
14、每生成7 g N2放出166 kJ的热量，该反应的速率表达式为vkcm(NO)cn(H2)(k、m、n待测)，其反应包含两步：2NOH2=N2H2O2(慢)；H2O2H2=2H2O(快)。T 时测得有关实验数据如下表：序号0.006 00.001 01.81040.006 00.002 03.61040.001 00.006 03.01050.002 00.006 01.2104下列说法错误的是(C)A该反应的速率表达式为v5 000c2(NO)c(H2)B整个反应的反应速率由第步反应决定C正反应的活化能：，则B正确，C错误。生成7 g N2(即0.25 mol)放出166 kJ的热量，则生成
15、1 mol N2(g)放出的热量为664 kJ，据此写出热化学方程式，D正确。2(2018全国卷)三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。反应2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)SiCl4(g)H48 kJmol1，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。(1)343 K时反应的平衡转化率22%。平衡常数K343K0.02(保留2位小数)。(2)比较a、b处反应速率大小：va大于vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反应速率vv正v逆k正x2SiHCl3k逆xSiH2Cl2xSiCl4，k正、k逆分别为正
16、、逆向反应速率常数，x为物质的量分数，计算a处的1.3(保留1位小数)。解析：(1)温度越高，反应速率越快，达到平衡的时间越短，曲线a达到平衡的时间短，则曲线a代表343 K时SiHCl3的转化率变化，曲线b代表323 K时SiHCl3的转化率变化。由题图可知，343 K时反应的平衡转化率22%。设起始时SiHCl3(g)的浓度为1 molL1，则有则343 K时该反应的平衡常数K343 K0.02.(2)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x2SiHCl3k逆xSiH2Cl2xSiCl4，则有v正k正x2SiHCl3
17、，v逆k逆xSiH2Cl2xSiCl4，343 K下反应达到平衡状态时v正v逆，即k正x2SiHCl3k逆xSiH2Cl2xSiCl4，此时SiHCl3的平衡转化率22%，经计算可得SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的物质的量分别为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0.021.3。3(2016海南卷)顺1,2二甲环丙烷和反1,2二甲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(逆)c
18、(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K13；该反应的活化能Ea(正)小于Ea(逆)，则H小于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B(填曲线编号)，平衡常数值K2；温度t2大于t1(填“小于”“等于”或“大于”)，判断理由是放热反应升高温度时平衡向逆反应方向移动。解析：(1)根据v(正)k(正)c(顺)、k(正)0.006 s1，则v(正)0.006c(顺)，k(逆)0.002 s
19、1，v(逆)k(逆)c(反)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)，K1c(反)/c(顺)0.0060.0023；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K20.7x0.3x，因为K1K2，放热反应升高温度时平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，所以温
20、度t2大于t1。知识点二影响化学反应速率的因素1影响化学反应速率的因素(1)内因反应物本身的性质是主要因素。如相同条件下Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为MgAl。(2)外因(只改变一个条件，其他条件不变)2理论解释有效碰撞理论(1)活化分子、活化能、有效碰撞活化分子：能够发生有效碰撞的分子。活化能：如图图中：E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，使用催化剂时的活化能为E3，反应热为E1E2。有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。(2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系判断正误(正确的打“”，错误的打“”)1催化剂能改变反应的活化能()2升温时吸热反应速率增大，放热反应速率减
21、小()提示：升温时会增大活化分子百分数，不论吸热反应还是放热反应，反应速率都增大，错误。3一定量的锌与过量的稀硫酸反应制取氢气，滴入少量硫酸铜溶液能够提高反应速率()提示：一定量的锌与过量的稀硫酸反应制取氢气，滴入少量硫酸铜溶液会形成原电池，所以能够提高反应速率，正确。4已知反应A2(g)2B2(g)2AB2(g)的H0，升高温度可缩短达到平衡的时间()提示：不论是放热反应还是吸热反应，只要升温反应速率都会提高，所以会缩短达到平衡的时间，正确。5碳酸钙与盐酸反应的过程中，再增加CaCO3固体，可以加快反应速率()提示：碳酸钙是固体，再增加CaCO3也不会提高反应物浓度，不可以加快反应速率。6增
22、大反应体系的压强，反应速率不一定增大()提示：在恒容条件下，通入惰性气体，反应体系的压强增大，但反应物浓度未变，故反应速率不增加，所以正确。7增大反应物的浓度，能够增大活化分子的百分数，所以反应速率增大()提示：增大反应物的浓度，活化分子的百分含量不变，错误。8升温使反应物活化分子百分数增大，使反应速率增大()9100 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()提示：加氯化钠溶液，对氢离子有稀释作用，反应速率减小。1增大压强实际上就是减小气体体积，增大反应物的浓度。(1)对于固体、液体而言，增大压强一般不改变其体积，溶液中粒子浓度也不变，所以对于参加反应的固体
23、、液体物质或在溶液中进行的反应来说，改变压强对反应速率无影响。(2)对于有气体参加的反应体系，有以下几种恒温时：增大压强体积缩小浓度增大反应速率增大。恒温恒容时：a充入气体反应物反应物浓度增大反应速率增大。b充入稀有气体(或非反应气体)总压强增大，但各物质的浓度不变，反应速率不变。恒温恒压时：充入稀有气体(或非反应气体)体积增大各物质浓度减小反应速率减小。2升高温度，无论是吸热反应还是放热反应，化学反应速率都加快。3由于固体和纯液体的浓度可视为常数，故改变用量反应速率不变。但当固体颗粒变小时，其表面积将增大，其反应速率将加快。4溶液中离子反应，只有改变实际参加反应的离子浓度，才会影响反应速率，
24、如Zn与稀H2SO4反应，加入少量Na2SO4固体，生成H2速率不变。1(2020山西质检)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(C)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 BC D解析：增大固体的量、恒容时充入不参与反应的气体对化学反应速率无影响。2(2020太原模拟)在一容积可变的密闭容器中加入WO3和H2进行反应WO3(s)3H2(g)W(s)3H2O(g)，下列说法不正确的是(A)A增加H2O(g)的量，消耗H2的速率不变B将容器的体积缩小一半
25、，其反应速率加快C保持体积不变，充入氩气，其反应速率不变D保持压强不变，充入氖气，H2O(g)的生成速率减慢解析：增加H2O(g)的量，容器体积会增大，H2的浓度会瞬间减小，则消耗H2的速率瞬间减小，A项错误；将体积缩小，氢气的浓度增大，反应速率加快，B项正确；体积不变，充入氩气，H2、H2O(g)的浓度不变，反应速率不变，C项正确；压强不变，充入氖气，体积增大，H2、H2O(g)的浓度减小，反应速率减慢，D项正确。3硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为：Na2S2O3H2SO4=Na2SO4SO2SH2O，下列各组实验中最先出现浑浊的是(D)解析：混合液的体积都为20 mL，但选项D中反
26、应温度最高、反应物Na2S2O3的浓度最大，其反应速率最大，故最先看到浑浊(有硫单质生成)。4(2020安徽省示范高中第一次联考)外界其他条件相同，不同pH条件下，用浓度传感器测得反应2AB=3D中产物D的浓度随时间变化的关系如图。则下列有关说法正确的是(C)ApH8.8时，升高温度，反应速率不变B保持外界条件不变，反应一段时间后，pH越小，D的浓度越大C为了实验取样，可以采用调节pH的方法迅速停止反应D减小外界压强，反应速率一定减小解析：pH8.8时，升高温度，反应速率一定增大，故A错误；保持外界条件不变，反应一段时间后，pH7.5和pH8.2时，有可能D的浓度相同，故B错误；若pH8.8时
27、，c(D)基本不变，反应速率接近于0，说明反应停止，故C正确；没有气体参加的反应，减小压强对反应速率几乎没有影响，故D错误。5.KClO3和KHSO3可发生下列反应：ClOHSOSOClH(未配平)，已知酸性越强，该反应的反应速率越快。如图为反应速率v(ClO)随时间(t)的变化曲线。下列有关说法不正确的是(D)AKClO3和KHSO3发生反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为13B反应开始阶段速率逐渐增大可能是c(H)逐渐增高导致的C反应后期速率逐渐减小的主要原因是c(ClO)、c(HSO)降低D纵坐标为v(HSO)时的vt曲线与原图曲线完全吻合解析：反应的离子方程式为ClO3HSO=3SOC
28、l3H，A项正确；“酸性越强，该反应的反应速率越快”，随着反应的进行，c(H)逐渐增大，反应速率加快，B项正确；随着反应物浓度的逐渐降低，反应速率逐渐降低，C项正确；v(ClO)v(HSO)13，两种曲线不一样，D项错误。6(2020河南郑州质检)一定条件下向某密闭容器中加入0.3 mol A、0.1 mol C和一定量的B三种气体，如图甲所示各物质浓度随时间的变化，图乙表示化学反应速率随时间的变化，t2、t3、t4、t5时刻各改变一种条件，且改变的条件均不同，若t4时刻改变的条件是压强，则下列说法错误的是(C)A若t115 s，则前15 s的平均反应速率v(C)0.004 molL1s1B该
29、反应的化学方程式为3A(g)B(g)2C(g)Ct2、t3、t5时刻改变的条件分别是升高温度、加入催化剂、增大反应物浓度DB的起始物质的量为0.04 mol解析：反应在t1时刻达到平衡时，气体C的浓度增大0.06 molL1，所以平均反应速率为v(C)0.004 molL1s1，A正确；t4时刻减小压强后反应平衡状态没有改变，说明反应物化学计量数之和与生成物化学计量数之和相等，又因为反应第一次达到平衡时气体A浓度降低0.09 molL1，气体C的浓度增大0.06 molL1，所以气体A与气体C的化学计量数之比为32，因此气体B也是生成物且其化学计量数为1，化学方程式为3A(g)B(g)2C(g
30、)，B正确；t5时刻若为增大反应物浓度，开始时应该只有正反应速率增大，不会两个反应速率同时增大，C错误；气体C的浓度增大0.06 molL1，气体B、C的化学计量数比为12，所以气体B的浓度增大0.03 molL1，又由初始气体A浓度可知，容器的体积为2 L，可知气体B起始物质的量为(0.050.03) molL12 L0.04 mol，D正确。素养一外界条件对可逆反应正、逆速率的影响及本质1催化剂有正催化剂和负催化剂之分，正催化剂即通常所说的催化剂，负催化剂又称为抑制剂。催化剂只有在适宜的温度下催化活性才最高，反应速率才达到最大。催化剂能同时同等程度地改变正、逆反应速率。2温度(压强)对反应
31、速率的影响具有一致性，升高温度(增大压强)，v正、v逆都增大，降低温度(减小压强)，v正、v逆都减小。但增大、减小倍数不同，平衡移动方向可讨论相对大小，若平衡正移，v正v逆。3在温度、浓度、催化剂等影响化学反应速率的因素中，催化剂影响最大，其次是温度，最后是浓度。4不同的化学反应，物质的性质、反应的活化能影响反应速率，活化能越小，反应速率越快。1(2020郑州第一中学调研)某化学反应2X(g)=Y(g)Z(s)的能量变化如图所示。下列说法正确的是(C)A该反应一定需要加热或点燃等条件BE1是逆反应的活化能，E2是正反应的活化能C催化剂能减小E1和E2，但不改变反应的焓变DX、Y、Z表示的反应速
32、率之比为211解析：吸热反应不一定需要加热或点燃，故A错误；E1是正反应活化能，E2是逆反应的活化能，故B错误；催化剂能降低活化能，而不改变反应的焓变，故C正确；Z是固体，不能表示反应速率，故D错误。2(2020山东临沂一模)在Ag催化作用下，Cr3被S2O氧化为Cr2O的机理为S2O2Ag=2SO2Ag2慢2Cr36Ag27H2O=6Ag14HCr2O快下列有关说法正确的是(A)A反应速率与Ag浓度有关BAg2也是该反应的催化剂CAg能降低该反应的活化能和焓变Dv(Cr3)v(S2O)解析：Ag浓度越大，反应速率越快，A正确；Ag2为中间产物，不是催化剂，故B错误；Ag能降低该反应的活化能，
33、但不改变焓变，C错误；反应的总化学方程式为3S2O2Cr37H2O=6SO14HCr2O，反应速率之比等于化学计量数之比，则3v(Cr3)2v(S2O)，D错误。3(2020黑龙江哈尔滨三中调研)下列说法正确的有(D)活化分子间的碰撞不一定能发生化学反应普通分子间的碰撞有时也能发生化学反应增大反应浓度，可增大单位体积内活化分子数，从而使有效碰撞次数增多有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反应器的体积)，可增大活化分子的百分数，从而使反应速率增大化学反应的实质是旧化学键断裂和新化学键形成的过程催化剂能增大活化分子百分数，从而增大化学反应速率A1个 B2个C3个 D4个解析：普通分子间的碰撞不
34、能发生化学反应，错误；对于有气体参加的化学反应，增大压强(即缩小反应容器的体积)可增大单位体积内活化分子数，使有效碰撞次数增多，从而使反应速率增大，错误。本题选D。4(2020广西贺州平桂高中摸底)下列说法正确的是(D)A对于A(s)B(g)C(g)D(g)的反应，加入A，反应速率加快B2NO2N2O4(正反应放热)，升高温度，v(正)增大，v(逆)减小C一定温度下，反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)在密闭容器中进行，恒压条件下，充入He不改变化学反应速率D100 mL 2 molL1稀盐酸与锌反应时，加入少量硫酸铜固体，生成氢气的速率加快解析：A为固体，加入A对反应速率没有影响，A项错
35、误；升高温度，正、逆反应速率都增大，B项错误；恒压条件下，充入He，容器体积增大，正、逆反应速率都减小，C项错误；锌与硫酸铜反应生成铜，可形成铜锌原电池，生成氢气的速率加快，D项正确。素养二控制变量思想科学探究与创新意识在研究影响化学反应速率的因素时，由于外界影响因素较多，故为搞清某个因素的影响均需控制其他因素相同或不变，再进行实验。因此，常用控制变量思想解决该类问题。1常见考查形式(1)以表格的形式给出多组实验数据，让学生找出每组数据的变化和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，让学生设计实验分析各因素对化学反应速率的影响。2解题策略(1)确定变量解答这类题目时首先要认
36、真审题，理清影响实验探究结果的因素有哪些。(2)定多变一在探究时，应该先确定其他的因素不变，只变化一种因素，看这种因素与探究的问题存在怎样的关系；这样确定一种以后，再确定另一种，通过分析每种因素与所探究问题之间的关系，得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。(3)数据有效解答时注意选择数据(或设置实验)要有效，且变量统一，否则无法作出正确判断。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
37、验方案取相同量的5% H2O2溶液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溶液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1(2017江苏卷)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(D)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分解速率的影响大解析：图甲表
38、明相同pH下，H2O2浓度越大，分解速率越快，A项错误；图乙表明在H2O2初始浓度相同时，溶液的碱性越强，即pH越大，H2O2分解速率越快，B项错误；图丙中间溶液pH为14，下面溶液pH为13，C项错误；图丙和图丁表明在碱性溶液中，Mn2对H2O2分解速率影响较大，D项正确。2(2020石家庄模拟)为了研究一定浓度Fe2的溶液在不同条件下被氧气氧化的氧化率，实验结果如图所示，判断下列说法正确的是(D)ApH越小，氧化率越大B温度越高，氧化率越小CFe2的氧化率仅与溶液的pH和温度有关D实验说明降低pH、升高温度有利于提高Fe2的氧化率解析：由可知，温度相同时pH越小，氧化率越大，由可知，pH相
39、同时，温度越高，氧化率越大；C项，Fe2的氧化率除受pH、温度影响外，还受其他因素影响，如浓度等。3某酸性工业废水中含有 K2Cr2O7。光照下，草酸(H2C2O4)能将其中的Cr2O转化为Cr3。某课题组研究发现，少量铁明矾Al2Fe(SO4)424H2O即可对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响，探究如下：(1)在25 下，控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同，调节不同的初始pH和一定浓度草酸溶液用量，作对比实验，完成以下实验设计表(表中不要留空格)。实验编号初始pH废水样品体积/mL草酸溶液体积/mL蒸馏水体积/mL460103056010305602020
40、测得实验和溶液中的Cr2O浓度随时间变化关系如图所示。(2)上述反应后草酸被氧化为CO2(填化学式)。(3)实验和的结果表明溶液的pH对该反应的速率有影响；实验中Ot1时间段反应速率v(Cr3) molL1min1(用代数式表示)。(4)该课题组对铁明矾Al2Fe(SO4)424H2O中起催化作用的成分提出如下假设，请你完成假设二和假设三：假设一：Fe2起催化作用；假设二：Al3起催化作用；假设三：SO起催化作用；(5)请你设计实验验证上述假设一，完成下表中内容。除了上述实验提供的试剂外，可供选择的试剂有K2SO4、FeSO4、K2SO4Al2(SO4)324H2O、Al2(SO4)3等。溶液
41、中Cr2O的浓度可用仪器测定实验方案(不要求写具体操作过程)预期实验结果和结论用等物质的量的K2SO4Al2(SO4)324H2O代替实验中的铁明矾，控制其他反应条件与实验相同，进行对比实验反应进行相同时间后，若溶液中c(Cr2O)大于实验中的c(Cr2O)，则假设一成立；若两溶液中的c(Cr2O)相同，则假设一不成立解析：(1)实验、中初始pH不同，为探究pH对反应速率的影响，则实验、为探究一定浓度草酸溶液用量对反应速率的影响，则实验、中试剂总用量应相同。(2)草酸中C为3价，则其被氧化为CO2。(3)实验和表明pH越小，则Cr2O转化为Cr3的反应速率越快；v(Cr3)2v(Cr2O) molL1min1。(4)根据铁明矾的组成可知，起催化作用的还可能为 Al3、SO。(5)进行对比实验，加入等物质的量的K2SO4Al2(SO4)324H2O代替中的铁明矾，验证起催化作用的是否为Fe2。
