江苏连云港市二轮化学专题复习最新教学案汇编(8)

专题八 化学反应速率
灌云县板浦中学 王亚东
【考纲要求】
1．了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。

2．了解活化能对化学反应速率的影响，认识温度、浓度、压强和催化剂影响化学反应速率
的一般规律。

3．认识催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大应用。

4．认识化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域的重要作用。

【知识梳理】
一、 化学反应速率的有关计算
定义
数学表达式 。

单位 规律：同一反应用不同物质表示的化学反应速率之间存在如下的关系:。

计算类型：求速率、起始或平衡浓度、反应时间、容器体积、方程式计量数、物质的量、转化率、速率大小比较等。

二、影响化学反应速率的因素（与化学平衡移动不能混淆）
内因： 影响反应速率的外因主要有： (一) 浓度对化学反应速率的影响： (二) 温度对化学反应速率的影响： 。

(三) 压强对化学反应速率的影响：有气体参与的反应,压强增大,化学反应速率___ 。

参加反应的物质是固体,液体或溶液时,压强对反应速率_ _影响?(填有或无) [探讨]N 2 + 3H 2==2NH 3反应在密闭容器中进行
1. 容器若为恒定容器,在容器内充入惰性气体,则化学反应速率_____(加快、不变、减慢)，原因是_________
2. 容器若为恒压容器,在容器内充入惰性气体,则反应速率(加快,不变,减慢)_____,原因是________ 。

（四）催化剂： （五）其他：
[总结]
三、 分析化学反应过程中速率变化的原因，或改变反应速率如何选择适当的条件。

【典型例题】
例1. 将10mol A 和5mol B 放入10L 真空容器内，某温度下发生反应：
3A g B g ()()+
2C g ()，在最初的0.2s 内，消耗A 的平均速率为006./()mol L s ⋅，则在0.2s 时，容器中
C 的物质的量是（ ）
A. 012.mol
B. 008.mol
C. 004.mol
D. 08.mol
例2、在锌与某浓度的盐酸起反应的实验中，一个学生得到下面的结果：
反应过程
能量 （）
总能量（总能量（E
则下列说法正确的是 （ ）
①t 1=75s ②t 2>200>t 3 ③单位时间内消耗的锌的质量m G >m F >m B A 、① B 、①② C 、只有② D 、全部正确
例3．在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反 应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子被称为活 化分子。

使普通分子变成活化分子所需提供的最 低限度的能量叫活化能，其单位通常用kJ·mol -1 表示。

请认真观察右图，然后回答问题。

（1）图中所示反应是________(填“吸热”或“放热”)反应， 该反应_______(填“需要”或“不需要”)加热，
该反应的△H =____ ____ (用含E 1、E 2的代数式表示）。

（2）已知热化学方程式：H 2(g )＋
1
2
O 2(g ) = H 2O (g) △H = - 241.8 kJ·mol -1，该反应的活化能为167.2 kJ·mol -1，则其逆反应的活化能为____________________。

（3）对于同一反应，图中虚线（Ⅱ）与实线（Ⅰ）相比，活化能大大降低，活化分子百分数增多，反应速率加快，你认为最可能的原因是_________________________。

例4． 某化学反应2A
B ＋D 在四种不同条件下进行，B 、D 起始浓度为0。

反应物A 的
浓度（mol/L ）随反应时间（min ）的变化情况如下表：
根据上述数据，完成下列填空：
（1）在实验1，反应在10至20分钟时间内平均速率为 mol/(L ·min)。

（2）在实验2，A 的初始浓度C 2＝ mol/L ，反应经20分钟就达到平衡，可推测实验2中还隐含的条件是 。

（3）设实验3的反应速率为V 3，实验1的反应速率为V 1，则V 3 V 1（填＞、＝、＜ ＝，且C 3 1.0mol/L （填＞、＝、＜＝
（4）比较实验4和实验1，可推测该反应是 反应（选填吸热、放热）。

理由是
【针对性练习】
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 mol·L -1，现有下列几种说法： ①用物质A 表示的反应平均速率为0.3 mol·L -1·s -1 ②用物质B 表示的反应的平均速率为0.6 mol·L -1·s -1 ③2 s 时物质A 的转化率为70% ④2 s 时物质B 的浓度为0.7 mol·L -1 其中正确的是（ ）
A ．①③
B ．①④
C ．②③
D ．③④ 22HI 3．在一体积不变的密闭容器中发生如下化学反应：2A(g) B B(g)＋C(g)。

当物质A 的
起始浓度为1.0 mol ·L －
1、物质B 、C 的起始浓度为0时，物质A 的浓度、转化率以及物质B
则下列有关说法中正确的是（ ）
A ．条件I 、条件II 时的反应温度不同，压强相同
B ．条件I 时可能未使用催化剂，条件II 时可能使用了催化剂
C ．条件III 时的平衡混合物中，物质C 的浓度等于0.6 mol ·L －
1 D ．条件IV 和条件II 相比较，条件IV 时可能缩小了容器体积
4．合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。

对于密闭容器中的反应：N 2(g)+3H 2(g)2NH 3(g) △H ＜0，673 K ，30 M Pa 下n(NH 3)和n(H 2)随时间变化的关系如下图所示。

下列叙述正确的是（ ）
图I ：在条件I 时的反应情况
图Ⅱ：在条件Ⅱ时的反应情况 图III ：在条件III 时的反应情况 图Ⅵ：在条件Ⅵ时
的反应情况 H n
a
b
c
d
e
NH 32
t 1t 2
t
A．点a的正反应速率比点b的大
B．点c处反应达到平衡
C．点d(t1时刻)和点e(t2时刻)处n(N2)不一样
D．其他条件不变，773 K下反应至t1时刻，n(H2)比上图中d点的值大
5．在下列事实中，什么因素影响了化学反应速率：
（1）集气瓶中H2和Cl2的混合气体，在瓶外点燃镁条时发生爆炸：________________。

（2）熔化的KClO3放出气泡很慢，撒入少量MnO2很快产生气体：______ _______。

（3）同浓度、同体积的盐酸中分别放入同样大小的锌粒和镁条，产生气体有快有慢：_。

（4）夏天的食品易霉变，而冬天不易发生该现象：________________________。

6．T℃时，有甲、乙两个密闭容器，甲容器的体积为1L，乙容器的体积为2L，分别向甲、乙两容器中加入6molA和3molB，发生反应如下：3 A（g）+b B（g）3C（g）+2D（g）；△H<0，4min时甲容器内的反应恰好达到平衡，A的浓度为2.4mol/L，B的浓度为1.8mol/L。

根据题给信息回答下列问题：
（1）甲容器中反应的平衡速率v（B）= ，化学方程式中计量数b= 。

（2）乙容器中反应达到平衡所需时间t 4 min（填“大于”“小于”或“等于”），原因是。

（3）T℃时，在另一个体积与乙相同的丙容器中，为了达到平衡B的浓度仍然为1.8mol/L,起始时,向丙容器中加入C、D的物质的量分别为3mol、2mol，则还需加入A、B的物质的量分别是、。

（4）若要使甲、乙容器中B的平衡浓度相等，可以采取的措施是。

A、保持温度不变，增大甲容器的体积至2L
B、保持容器体积不变，使甲容器升高温度
C、保持容器压强和温度都不变，向甲中加入一定量A气体
D、保持容器压强和温度都不变，向甲中加入一定量B气体
7. 有如下化学反应：2A（g）＋B（g）2C（g）△H<0。

（1）将4molA和2molB在2L的容器中混合，经2s后测得C的浓度为0.6mol·L－1，用物质A表示的平均反应速率为____________；2s时物质B的浓度为_____________。

（2）若把a mol A和b mol B充入一密闭容器中，达到平衡时它们的物质的量满足：
n（A）＋n（B）=n（C），则A的转化率为_________________；
（3）若将4molA和2molB加入体积可变的等压容器中，一定温度下达到平衡状态，测得气体总物质的量为4.2mol。

此时，混合气体中C的体积分数为_____________（精确到0.1%）；若再通入少量B气体，体系中A的体积分数_____________（填“增大”、“减小”或“不变”），若要使A的体积分数再达到与原平衡状态相同，可采取的措施（写两种）_____ __ _______。

（4）右图是一定条件下该反应过程中，体系内各物质浓度的变化情况。

反应处于平衡状态的时间是________________，t2时曲线发生变化的可能原因是________________，若在t4时将B的浓度增大0.lmol·L－1，假设达到平衡的时间为t0~t1的1/2，且增加的B全部转化。

请在上图中画出各物质浓度的变化情况。

时间
8．影响化学反应速率的因素很多，某课外兴趣小组用实验的方法通过图1所示装置研究反应速率的有关问题。

（1）取一段镁条，用砂纸擦去表面的氧化膜，使镁条浸入锥形瓶内足量的稀盐酸中。

足量镁条与一定量盐酸反应生成H2的量与反应时间的关系曲线如图2所示。

①请在图3 的方框中画出上述反应的速率与时间的关系曲线。

Array
图3
②在前4min内，镁条与盐酸的反应速率逐渐加快，在4min之后，反应速率逐渐减慢，请简述其原因：__________ _________________________________ 。

（2）某同学发现，纯度、质量、表面积都相同的两铝片与H+浓度相同的盐酸和硫酸在
同温同压下反应时产生氢气的速率差别很大，铝和盐酸反应速率更快。

他决定对其原因进行
探究。

填写下列空白：
①该同学认为：由于预先控制了反应的其它条件，那么，两次实验时反应的速率不一样
的原因，只有以下五种可能：
原因Ⅰ：Cl-对反应具有促进作用，而SO42-对反应没有影响；
原因Ⅱ：_______________________________________________________；
原因Ⅲ：Cl-对反应具有促进作用，而SO42-对反应具有阻碍作用；
原因Ⅳ：Cl-、SO42-均对反应具有促进作用，但Cl-影响更大；
原因Ⅴ：________________________________________________________。

②该同学设计并进行了两组实验，即得出了正确结论。

他取了两片等质量、外形和组成
相同、表面经过砂纸充分打磨的铝片，分别放入到盛有同体积、c(H+)相同的稀硫酸和盐酸的试管（两试管的规格相同）中：
a．在盛有硫酸的试管中加入少量NaCl或KCl固体，观察反应速率是否变化；
b．在盛有盐酸的试管中加入少量Na2SO4或K2SO4固体，观察反应速率是否变化。

若观察到实验a中___________________________________，实验b中____
___________________________________，则说明原因Ⅲ是正确的。

依次类推。

该同学通过分析实验现象，得出了结论：Cl-对反应具有加速作用。

【高考题链接】
1．（2005广东17）对可逆反应4NH 3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，下列叙述正确的是()
A.达到化学平衡时，4υ正(O2)＝5υ逆(NO)
B.若单位时间内生成x mol NO的同时，消耗x mol NH3，则反应达到平衡状态
C.达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大
D.化学反应速率关系是：2υ正(NH3)＝3υ正(H2O )
2．（06四川理综13）一定温度下，在2 L的密闭
容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时
间变化的曲线如下图所示：
下列描述正确的是（）
A．反应开始到10 s，用Z表示的反应速率为
0.158 mol/(L·s)
B．反应开始到10 s，X的物质的量浓度减少
了0.79mol/L
C．反应开始到10 s时，Y的转化率为79.0%
D．反应的化学方程式为：X(g) + Y(g) Z(g)
3．（07北京理综）一定条件下，体积为10L的密闭容器中，1molX和1molY进行反应：2X(g)＋Y(g)Z(g)，经60s达到平衡，生成0.3molZ。

下列说法正确的是（）A．以X浓度变化表示的反应速率为0.001mol/(L·S)
1
B．将容器体积变为20L，Z的平衡浓度变为原来的2
C．若增大压强，则物质Y的转化率减小
D．若升高温度，X的体积分数增大，则该反应的△H＞0
4．（2007广东22）“碘钟”实验中，3I－＋S2O82－＝I3－＋2SO42－的反应速率可以用I3－与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量，t越小，反应速率越大。

某探究性学习小组在20℃进行实验，得到的数据如下表：
实验编号①②③④⑤
c(I－)/mol·L－0.040 0.080 0.080 0.160 0.120 c(SO42－)/mol·L－0.040 0.040 0.080 0.020 0.040 t /s 88.0 44.0 22.0 44.0 t2 回答下列问题：
（1）该实验的目的是。

（2）显色时间t2＝。

（3）温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律，若在40℃下进行编号③对应浓度的实验，显色时间t2的范围为（填字母）
A . <22.0s
B . 22.0～44.0s C.＞44.0s D. 数据不足，无法判断
（4）通过分析比较上表数据，得到的结论是。

参考答案：
例1．B 例2.C 例3、（1）放热； 需要； -(E 1 - E 2) kJ·mol -1 （2）409 kJ·mol -1； （3）使用了催化剂。

例4、（1）0.013 （2）1.0 ； 使用催化剂 （3）＞； ＞
（4）吸热； 温度升高时，平衡向右移动 【针对性练习】
1、B
2、AC
3、B
4、AD
5、（1）光照 （2）催化剂 （3）反应物本身的性质 （4）温度
6、（1）0.3mol/(L ·min)，1
（2）大于，乙容器的体积大于甲容器的体积，浓度减小，反应速率减慢，达平衡所需时间长。

（3）3mol 、2mol （4）A 、C
7、 （1）0.30mol ·L －1·S －1 0.70mol ·L －
1 （2）%1005)(2⨯+a
b a （3）85.7％ 减小
升高温度、充入A 气体、减小压强
（4）t 1－t 2和t 3－t 4
降低温度 图见右（
画对两条线给一半分，画对三条线给满分）
8．(1) ①
图中要标明
②镁和盐酸反应是放热反应，随着反应体系温度升高，反应速率增大；4min 后由于溶液中H +浓度降低，所以导致反应速率减小。

（2）①原因Ⅱ：Cl -对反应没有影响，而SO 42-对反应具有阻碍作用；
原因Ⅴ：Cl -、SO 42-均对反应具有阻碍作用，但Cl -影响更小（或SO 42-影响更大）。

②反应速率加快； 反应速率减慢。

【高考题链接】
1、A
2、C
3、A
4、（1）研究反应物I －与S 2O 82－
的浓度对反应速率的影响 （2）29.3s （3）A
（4）反应速率与反应物起始浓度乘积成正比（或显色时间与反应物起始浓度乘积成反比）。