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1、第一单元化学反应速率学习任务1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同一反应在同一时间内，用不同物质表示的反应速率可能不同，但反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的化学计量数之比物质的量变化量之比物质的量浓度变化量之比。1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显。()(2)对于任何化学反应来说，都必须用单位时间内反应物或生成物浓度的变化量来表示化学反应速率。()(3)单位时间内反应物浓度的变化量表示正反应速率，生成物浓度的变化量表示逆反应速率。()(4)化学反应速率为0.8 molL1s1指1 s时
2、某物质的浓度为0.8 molL1。()(5)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。()(6)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，数值越大，表示化学反应速率越快。()(7)化学反应速率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。()答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)2(1)将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的容器中混合，并在一定条件下发生如下反应：2A(g)B(g)2C(g)，若经2 s后测得C的浓度为0.6 molL1，判断下列几种说法的正误：用物质A表示平均速率为0.3 molL1s1
3、。()用物质B表示平均速率为0.6 molL1s1。()2 s时物质A的转化率为70%。()2 s时物质B的浓度为0.7 molL1。()(2)若不同条件下用A、B表示反应的平均速率分别为0.3 molL1s1、0.6 molL1s1，则用_(填“A”或“B”)物质表示的化学反应速率更快。(3)若物质A的转化率经过计算为30%，那么，不用计算可得出物质B的转化率为_，其理由为_。解析：(1)v(C)0.3 molL1s1，所以v(A)0.3 molL1s1，v(B)0.15 molL1s1，正确，错误。n(A)0.3 molL1s12 L2 s1.2 mol，A的转化率为30%，错误。c(B)
4、0.15 molL1s12 s0.3 molL1，2 s时物质B的浓度为0.7 molL1，正确。答案：(1)(2)B(3)30%因通入和消耗的A、B的物质的量之比均为21，则A、B的转化率相等 (1)反应速率是表示某段时间内的平均反应速率。(2)虽然可用单位时间内反应物浓度的减少表示反应速率，但化学反应速率不取负值。(3)对于固体或纯液体参加的反应，其浓度视为常数，故一般不用固体或纯液体物质表示化学反应速率。 提升一化学反应速率的概念及计算1(2020泉州高三质检)下列说法不正确的是()A化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的浓度变化来表示B用不同物质的浓度变化表示同一时间内、同一反应
5、的速率时，其数值之比等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比C化学反应速率的单位由时间单位和浓度单位决定D在反应过程中，反应物的浓度逐渐变小，所以用反应物表示的化学反应速率为负值解析：选D。化学反应速率是用单位时间内反应物或生成物浓度的变化来表示的，无论用反应物还是用生成物表示化学反应速率都为正值。2NH3和纯净的O2在一定条件下发生反应：4NH3(g)3O2(g)2N2(g)6H2O(g)，现向一容积不变的2 L密闭容器中充入4 mol NH3和3 mol O2，4 min后，测得生成的H2O占混合气体体积的40%，则下列表示此段时间内该反应的平均速率不正确的是()Av(N2)0.125 m
6、olL1min1Bv(H2O)0.375 molL1min1Cv(O2)0.225 molL1min1Dv(NH3)0.250 molL1min1 解析：选C。设4 min时，生成6x mol H2O(g)， 4NH3(g)3O2(g)2N2(g)6H2O(g)n(总)起始/mol 4 3 0 0 7变化/mol 4x 3x 2x 6x 44x 33x 2x 6x 7x根据题意，则有0.4，解得x0.5，则4 min内H2O的变化浓度c(H2O)1.5 molL1，v(H2O)0.375 molL1min1，再由各物质表示的速率之比等于各物质的化学计量数之比，可得各物质表示的反应速率分别为v(
7、N2)0.125 molL1min1，v(NH3)0.250 molL1min1，v(O2)0.187 5 molL1min1。1化学反应速率的计算思路某一物质(不能是固体或纯液体)的物质的量变化nx该物质的浓度变化cxvx vy、vz等。2对于较为复杂的关于反应速率的题目，采用以下步骤和模板计算(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：mAnBpC起始浓度/(molL1) a b c转化浓度/(molL1) x 某时刻浓度/(molL1) ax b c 提升二化学反应速率快慢的比较3稀土是重要的战略资源，素有“工业味精”
8、的美誉。在氧化钕(Nd2O3)等稀土催化剂的作用下可发生反应：4CO2NO2N24CO2，在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示反应速率最快的是()Av(CO)1.5 molL1min1Bv(NO2)0.7 molL1min1Cv(N2)0.4 molL1min1Dv(CO2)1.1 molL1min1解析：选C。转化为相同的物质进行比较：B项v(CO)1.4 molL1min1，C项v(CO)1.6 molL1min1，D项v(CO)1.1 molL1min1，C项表示的反应速率最快。4(双选)(2020徐州一模)用纯净的CaCO3与100 mL稀盐酸反应制取CO2，实验过程记录如图所示(
9、CO2的体积已折算为标准状况下的体积)。下列分析正确的是()AEF段的平均反应速率最快BEF段，用盐酸表示该反应的平均反应速率为0.4 mol/(Lmin)COE、EF、FG三段中，该反应用二氧化碳表示的平均反应速率之比为267DF点收集到的CO2的量最多解析：选AB。OE段、EF段、FG段中生成的CO2分别为0.01 mol、0.02 mol、0.005 mol，则消耗HCl的量分别为0.02 mol、0.04 mol、0.01 mol，用HCl表示的反应速率分别为 0.2 mol/(Lmin)、0.4 mol/(Lmin)、0.1 mol/(Lmin)，所以EF段的平均反应速率最快，G点收
10、集到的CO2的量最多。化学反应速率大小的比较方法由于同一化学反应的反应速率用不同物质表示时数值可能不同，所以比较反应的快慢不能只看数值的大小，而要进行一定的转化。(1)看单位是否统一，若不统一，换算成相同的单位。(2)换算成用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，即对于一般反应aAbBcCdD，比较与，若，则用A表示的反应速率比B的大。 学习任务2影响化学反应速率的因素1内因(主要因素)反应物本身的性质。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、活化能、有效碰撞活化分子：在化学反应中，能量较高、有可能发生有效碰撞的
11、分子。活化能：活化分子的平均能量与所有分子的平均能量之差。上图中：E1为正反应的活化能，使用催化剂时的活化能为E3，反应热为E1E2。(注：E2为逆反应的活化能)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1按要求填空。(1)对于Fe2HCl=FeCl2H2，改变下列条件对生成氢气的速率有何影响？(填“增大”“减小”或“不变”)升高温度：_；增大盐酸浓度：_；增大铁的质量：_；增加盐酸体积：_；把铁片改成铁粉：_；滴入几滴CuSO4溶液：_；加入NaCl固体：_。(2)若把(1)中的盐酸改成“稀硝酸”或“浓硫酸”是否还产生H2，为什么？_。答案：(1)
12、增大增大不变不变增大增大不变(2)不会产生H2；因为Fe和稀硝酸反应生成NO；常温下，Fe在浓硫酸中钝化2(双选)对于反应2N2O5(g) 4NO2(g)O2(g)，R.A.Ogg提出如下反应历程：第一步N2O5 NO2NO3快速平衡第二步NO2NO3 NONO2O2 慢反应第三步NONO3 2NO2 快反应其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是()Av(第一步的逆反应)v(第二步反应)B反应的中间产物只有NO3C第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效D第三步反应活化能较高解析：选AC。快速平衡，说明第一步反应的正、逆反应速率都较大，则第一步反应的逆反应速率大于第二步反应
13、的速率，A项正确；反应的中间产物除NO3外还有NO，B项错误；有效碰撞才能发生反应，第二步反应慢，说明部分碰撞有效，C项正确；第三步反应快，说明反应活化能较低，D项错误。提升一影响化学反应速率的因素1由下列生产或实验事实得出的相应结论不正确的是()生产或实验事实结论A其他条件相同，Na2S2O3溶液和H2SO4溶液反应，升高溶液的温度，析出硫单质所需时间缩短当其他条件不变时，升高反应温度，化学反应速率加快B工业制硫酸中，在SO3的吸收阶段，吸收塔里要装填瓷环增大气液接触面积，使SO3的吸收速率增大C在容积可变的密闭容器中发生反应：2NH3(g)N2H4(l)H2(g)，把容积的体积缩小一半正反
14、应速率加快，逆反应速率减慢D向A、B两支试管中分别加入等体积5%的H2O2溶液，在B试管中加入23滴FeCl3溶液，B试管中产生气泡快当其他条件不变时，催化剂可以改变化学反应速率解析：选C。C项中压缩容器体积，反应物、生成物的浓度均增加，正、逆反应速率均加快。2(2020厦门质检)2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H198 kJ/mol，在V2O5存在时，该反应的机理为V2O5SO2=2VO2SO3(快)、4VO2O2=2V2O5(慢)。下列说法正确的是()A反应速率主要取决于V2O5的质量BVO2是该反应的催化剂C逆反应的活化能大于198 kJ/molD增大SO2的浓度可显著提高反应速率
15、解析：选C。由反应机理可得，V2O5是该反应的催化剂，反应速率与催化剂V2O5的质量有一定关系，但主要取决于催化剂V2O5的表面积，故A、B错误；H正反应的活化能逆反应的活化能198 kJ/mol，所以逆反应的活化能大于198 kJ/mol，故C正确；使用催化剂可以显著提高反应速率，增大SO2的浓度可以提高反应速率(不是显著提高)，故D错误。分析外界因素对化学反应速率的影响时要注意以下几点：1对于固体和纯液体反应物，其浓度可视为常数，改变其用量反应速率不变。2压强对反应速率的影响有以下几种情况(对有气体参加的反应)：(1)恒温时：缩小体积压强增大浓度增大反应速率加快。(2)恒容时充入气体反应物
16、浓度增大反应速率加快。充入惰性气体总压增大，但各气体物质的量浓度不变，反应速率不变。(3)恒压时：充入惰性气体体积增大各气体物质的量浓度减小反应速率减慢。3温度改变对任何反应的速率都有影响。 提升二“控制变量法”在研究外界条件对化学反应速率影响中的应用3(2018高考北京卷)(1)I可以作为水溶液中SO2歧化反应(3SO22H2O=2H2SO4S)的催化剂，可能的催化过程如下。将补充完整。.SO24I4H=S2I22H2O.I22H2O_=_2I(2)探究、反应速率与SO2歧化反应速率的关系，实验如下：分别将18 mL SO2饱和溶液加入2 mL下列试剂中，密闭放置观察现象。(已知：I2易溶解
17、在KI溶液中)序号ABCD试剂组成0.4 molL1 KIa molL1 KI02 molL1 H2SO40.2 molL1 H2SO40.2 molL1 KI0000 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、反应速率解释原因：_。解析：(1)由题意知，二氧化硫的歧化反应可由与相加所得，所以总反应的离子方程式3SO22H2O=4H2SOS减去式得：2I24H2O2SO2=2SO8H4I，化简得到：I22
18、H2OSO2=SO4H2I。(2)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与两个过程分步进行，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，故反应可立即发生，而由反应产生的H可使反应速率加快，所以D的反应速率比A快。答案：(1)SO2SO4H(2)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
19、歧化反应速率反应比快；D中由反应产生的H使反应加快4某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了如下实验：实验原理2KMnO45H2C2O43H2SO4=K2SO42MnSO410CO28H2O实验内容及记录实验编号实验温度/试管中所加试剂及其用量/mL溶液褪至无色所需时间/min0.6 mol/LH2C2O4溶液H2O3 mol/L稀H2SO4溶液0.05 mol/L KMnO4溶液253.0V12.03.01.5252.03.02.03.02.7502.0V22.03.01.0(1)请完成此实验设计，其中：V1_，V2_。(2)实验探究的是_对化学反应速率的影响，根据上表中的实验
20、数据，可以得到的结论是_。(3)探究温度对化学反应速率的影响，应选择实验_(填实验编号)。(4)利用实验中的数据，计算用KMnO4表示的化学反应速率为_。(5)该小组同学根据经验绘制了n(Mn2)随时间变化趋势的示意图，如图1所示，但有同学查阅已有的实验资料发现，该实验过程中n(Mn2)随时间变化的趋势应如图2所示。该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设，并继续进行实验探究。实验编号实验温度/试管中所加试剂及其用量/mL再向试管中加入少量某种固体溶液褪至无色所需时间/min0.6 mol/LH2C2O4溶液H2O3 mol/L稀H2SO4溶液0.05 mol/L KMnO4溶液252.03.
21、02.03.0MnSO4t该小组同学提出的假设是_。若该小组同学提出的假设成立，应观察到的现象是_。解析：(1)实验探究浓度对反应速率的影响，则其他条件应该是相同的，则V12.0；实验探究温度对反应速率的影响，则其他条件应该是相同的，则V23.0。(2)根据表中数据可知实验探究的是浓度对化学反应速率的影响，根据表中的实验数据，可以得到的结论是其他条件不变时，增大(减小)反应物浓度，化学反应速率加快(减慢)。(3)根据表中数据可知探究温度对化学反应速率的影响，应选择实验。(4)草酸的物质的量为0.6 mol/L0.003 L0.001 8 mol，高锰酸钾的物质的量为0.05 mol/L0.00
22、3 L0.000 15 mol，草酸和高锰酸钾的物质的量之比为0.001 8 mol0.000 15 mol121，显然草酸过量，高锰酸钾完全反应，混合后溶液中高锰酸钾的浓度为0.015 mol/L，这段时间内平均反应速率v(KMnO4)0.015 mol/L1.5 min0.01 mol/(Lmin)。(5)由图2可知，反应开始一段时间后速率增大得比较快，说明生成物中的MnSO4(或Mn2)为该反应的催化剂；若该小组同学提出的假设成立，则反应速率加快，即加入MnSO4固体后，KMnO4溶液比实验更快褪色。答案：(1)2.03.0(2)浓度其他条件不变时，增大(减小)反应物浓度，化学反应速率加
23、快(减慢)(3)(4)0.01 mol/(Lmin)(5)Mn2对该反应有催化作用加入MnSO4固体后，KMnO4溶液比实验更快褪色化学探究实验中控制变量法的思路在进行探究实验时，应该先确定其他因素不变，只改变一种因素，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。1下列图示与对应的叙述不相符合的是()A(2016高考江苏卷)图甲表示燃料燃烧反应的能量变化B(2016高考江苏卷)图乙表示酶催化反应的反应速率随反应温度的变化C(2018高考江苏卷)图丙是CO(g)H2O(g)=CO2(g)H2
24、(g)的平衡常数与反应温度的关系曲线，说明该反应的Hv2；反应物浓度也影响反应速率，在一定范围内，反应速率与反应物浓度成正比，故v2v3。5一定条件下，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()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：选B。t1时没有达到平衡状态，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，属于生成物，因此
25、X为NH3的物质的量随时间的变化关系的曲线，B项正确；08 min，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，v(H2)0.011 25 molL1min1，C项错误；1012 min，v(NH3)0.005 molL1min1，v(N2)0.002 5 molL1min1，D项错误。6(2018浙江4月选考)某工业流程中，进入反应塔的混合气体中NO和O2的物质的量分数分别为 0.10 和0.06，发生化学反应2NO(g)O2(g)=2NO2(g)，在其他条件相同时，测得实验数据如下表：压强/(105 Pa)温度/NO达到所列转化率需要时间/s50
26、%90%98%1.030122502 83090255105 7608.0300.23.936900.67.974根据表中数据，下列说法正确的是()A升高温度，反应速率加快B增大压强，反应速率变慢C在1.0105 Pa、90 条件下，当转化率为98%时反应已达平衡D若进入反应塔的混合气体为a mol，反应速率以vn/t表示，则在8.0105 Pa、30 条件下，转化率从50%增至90%时段NO的反应速率为4a/370 mols1答案：D二、不定项选择题7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()ApH越小，氧化率越大B温度越高，氧化率
27、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：选D。A项，由可知，温度相同时pH越小，氧化率越大；B项，由可知，pH相同时，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。8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()AT1T2Ba点的反应速率小于c点的反应速率Ca点的正反应速率大于b点的逆反应速率Db点时二聚体的浓度为0.45 molL1解析：选CD。由相同时间内，环戊二烯浓度减小量越大，反应速率越快可知，T
28、10。反应物和部分生成物的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。下列说法中不正确的是()A曲线a表示NO2的物质的量随时间的变化B10 s时，v(正)v(逆)C20 s时反应达到平衡D020 s内平均反应速率 v(O2)0.05 molL1s1解析：选BD。由图可知曲线b表示反应物N2O5的物质的量随时间的变化，20 s内物质的量减少2.0 mol，在同一时间段内，曲线a物质的量增加4.0 mol，曲线a表示NO2的物质的量随时间的变化，A正确。20 s后反应物和生成物的浓度不再发生变化，说明达到平衡，前20 s是平衡向正反应方向进行的过程，则v(正)v(逆)，B错误，C正确。020 s内，v
29、(N2O5)0.05 molL1s1，则v (O2)v(N2O5)0.025 molL1s1，D错误。三、非选择题10一定温度下，向1.0 L密闭容器中加入0.60 mol X(g)，发生反应X(g)Y(s)2Z(g)H0，测得反应物X浓度与反应时间的数据如下表：反应时间t/min0123468c(X)/(molL1)0.600.420.300.210.15a0.037 5(1)03 min内用Z表示的平均反应速率v(Z)_。(2)分析该反应中反应物的浓度与时间的规律，得出的结论是_。由此规律推出反应在6 min时反应物的浓度a为_ molL1。(3)反应的逆反应速率随时间变化的关系如图所示，
30、t2时改变的条件可能是_或_。解析：(1)03 min内c(X)0.39 molL1，v(X)0.13 molL1min1，而v(Z)2v(X)0.26 molL1min1。(2)根据题中数据，可知每间隔2 min，X的浓度减少为原来的一半；由此规律推出反应在6 min 时反应物的浓度a为0.075 molL1。(3)t2时刻，v(逆)瞬间增大，可能改变的条件为加入生成物Z或增大体系的压强。答案：(1)0.26 molL1min1(2)每间隔2 min，X的浓度减少为原来的一半0.075(3)加入Z增大体系的压强112SO2(g)O2(g)2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1 mo
31、l SO2(g)氧化为1 mol SO3(g)的H99 kJmol1。请回答下列问题：(1)图中A、C分别表示_、_，E的大小对该反应的反应热有无影响？_(填“有”或“没有”)。该反应通常用V2O5做催化剂，加V2O5会使图中B点升高还是降低？_，理由是_。(2)图中H_kJmol1。(3)V2O5的催化循环机理可能为V2O5氧化SO2时，自身被还原为四价钒化合物；四价钒化合物再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式：_。(4)如果反应速率v(SO2)为0.05 molL1min1，则v(O2)_molL1min1、v(SO3)_molL1min1。解析：(2)图中表示的是2 mol SO2参加反应的能量变化，因此H992