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第3节　化学反应的快慢和限度
第1课时　化学反应的快慢
1.在一定条件下，反应N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）在 10 L的恒容密闭容器中进行，测得2 min内氮气的物质的量由20 mol减少到8 mol，则2 min后氮气的平均反应速率为（　　）
A.等于0.6 mol·L－1·min－1
B.小于0.8 mol·L－1·min－1
C.大于0.6 mol·L－1·min－1
D.小于0.6 mol·L－1·min－1
2.NO和CO都是汽车尾气里的有害物质，它们能缓慢反应生成N2和CO2，对此反应下列叙述正确的是（　　）
①使用催化剂能加快反应速率
②降低压强能加快反应速率
③升高温度能加快反应速率
④改变压强对反应速率无影响
A.①② B.②③
C.①③ D.②④
3.某温度下，浓度都是1 mol·L－1的两种气体X2和Y2在密闭容器中反应，经过t min后，测得物质的浓度分别为c（X2）＝0.4 mol·L－1，c（Y2）＝0.8 mol·L－1，则该反应的方程式可表示为（　　）
A.X2＋2Y22XY2 B.2X2＋Y22X2Y
C.X2＋3Y22XY3 D.3X2＋Y22X3Y
4.反应A＋3B2C＋4D在四种不同情况下的反应速率如下，大小顺序为（　　）
①v（A）＝1.5 mol·L－1·min－1
②v（B）＝0.08 mol·L－1·s－1
③v（C）＝1.5 mol·L－1·s－1
④v（D）＝4.0 mol·L－1·min－1
A.①＞②＞③＞④ B.④＞①＞③＞②
C.②＞①＞③＞④ D.③＞②＞①＞④
5.反应4A（g）＋5B（g）4C（g）＋6D（g）在5 L的密闭容器中进行，半分钟后，C的物质的量增加了0.30 mol。下列叙述正确的是（　　）
A.容器中D的物质的量至少为0.45 mol
B.A的反应速率是0.010 mol·L－1·s－1
C.容器中A、B、C、D的物质的量之比一定是4∶5∶4∶6
D.容器中A的物质的量一定增加了0.30 mol
6.硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3＋H2SO4Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，因生成硫沉淀而变浑浊。
下列各组实验中最先出现浑浊的是（　　）
实验 反应温度/℃ Na2S2O3溶液 稀硫酸 H2O
V/mL c/（mol·L－1） V/mL c/（mol·L－1） V/mL
A 25 5 0.1 10 0.1 5
B 25 5 0.2 5 0.2 10
C 35 5 0.1 10 0.1 5
D 35 5 0.2 5 0.2 10
7.根据所学知识，回答下列问题：
（1）在反应N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）中，若以N2表示的该反应的化学反应速率为 0.2 mol·L－1·min－1，则以H2表示此反应的化学反应速率为 　　　　mol·L－1·min－1。　
（2）在5 L的恒容密闭容器中，充入0.1 mol N2和0.4 mol H2，在一定条件下发生反应，2 s后测得N2的物质的量为0.09 mol，则以NH3的浓度变化表示的反应速率为 　　　mol·L－1·s －1。
（3）将0.2 mol NH3充入容积为10 L的恒容密闭容器中，某温度下发生反应：2NH3（g）N2（g）＋3H2（g），在0～2 s内，消耗NH3的平均速率为0.002 mol·L－1·s －1，则在2 s时，容器中生成　　　　　 mol H2，此时NH3的物质的量浓度为　 　　 mol·L－1。
8.对利用甲烷消除NO2污染进行研究，CH4＋2NO2N2＋CO2＋2H2O。在2 L密闭容器中，控制不同温度，分别加入0.50 mol CH4和1.2 mol NO2，测得 n（CH4）随时间变化的有关实验数据见下表。下列说法正确的是（　　）
组别 温度 时间/min n/mol 0 10 20 40 50
① T1 n（CH4） 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10
② T2 n（CH4） 0.50 0.30 0.18 0.15
A.组别①中，0～20 min内，CH4的降解速率为 0.012 5 mol·L－1·min－1
B.由实验数据可知实验控制的温度：T1＞T2
C.40 min时，表格中T1对应的NO2浓度为0.20 mol·L－1
D.0～10 min内，CH4的降解速率：①＞②
9.为探究化学反应速率的影响因素，进行两组对照实验：①5 g 锌粒，40 mL 1 mol·L－1稀硫酸；②5 g锌粒，40 mL 0.5 mol·L－1稀硫酸，比较两者收集H2体积为112 mL（折合成标准状况）所用的时间。假设反应过程中溶液的体积保持不变，下列说法不正确的是（　　）
A.实验①中用Zn2＋和H＋表示的反应速率的关系为v（Zn2＋）∶v（H＋）＝1∶2
B.若实验①用了10 s，则用H＋ 来表示的速率为0.001 mol·L－1·s－1
C.对照实验的目的是探究反应物浓度对化学反应速率的影响
D.组装好仪器后，将注射器活塞拉出一段距离，若活塞能恢复原位，则装置气密性良好
10.汽车尾气排放会产生污染，汽车尾气中含有CO、NO等有害气体。
（1）利用催化技术可将汽车尾气中的CO和NO转化为CO2和N2，化学方程式为2NO＋2CO2CO2＋N2。
某温度下，在容积不变的密闭容器中通入CO和NO，测得不同时间CO的浓度如下表：
时间/s 0 1 2 3 …
c（CO）/（×10－3 mol·L－1） 4.00 3.45 3.10 2.95 …
用N2的浓度变化表示0～2 s内的平均反应速率为　　　　mol·L－1·s－1。
（2）在反应物初始浓度相同，实验温度为200 ℃和300 ℃条件下，进行以下实验：
实验编号 实验目的 温度/℃ 同种催化剂的比表面积/（m2·g－1） 达平衡时所用时间/s
1 对照实验 200 50 t1
2 研究催化剂的比表面积对尾气转化速率的影响 200 80 t2
3 a 300 b t3
【实验分析与结论】
①补全表格：a.　　　　　；b.　　　　　。
②测得t3＜t1，对比实验1、3，可得结论：　　　　　　　　　　　　　。
③通过实验可得到“温度相同时，增大催化剂的比表面积，可增大尾气的转化速率”的结论，证据是对比实验1、2，t1　　　t2（填“＞”“＜”或“＝”）。
11.用酸性KMnO4和H2C2O4（草酸）反应研究影响反应速率的因素，离子方程式为2Mn＋5H2C2O4＋6H＋2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。一实验小组欲通过测定单位时间内生成CO2的速率，探究某种影响化学反应速率的因素，设计实验方案如下（KMnO4溶液已酸化）：
实验序号 A溶液 B溶液
① 20 mL 0.1 mol·L－1 H2C2O4溶液 30 mL 0.01 mol·L－1 KMnO4溶液
② 20 mL 0.2 mol·L－1 H2C2O4溶液 30 mL 0.01 mol·L－1 KMnO4溶液
（1）该实验探究的是　　　因素对化学反应速率的影响。如图1，相同时间内针筒中所得CO2的体积大小关系是　　　＞　　　（填实验序号）。
（2）若实验①在2 min末收集了4.48 mL CO2（标准状况下），则在2 min末，c（Mn）＝　　　　mol·L－1。
（3）除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率外，本实验还可通过测定　　　　　　　　　　　　　　来比较化学反应速率。
（4）小组同学发现反应速率总是如图2，其中t1～t2时间内速率变快的主要原因可能是①该反应放热、②　　　　　　　。
第1课时　化学反应的快慢
1.D　2 min内，Δc（N2）＝＝1.2 mol·L－1，v（N2）＝＝0.6 mol·L－1·min－1，随着反应的进行，氮气的浓度不断减小，故 2 min 后氮气的平均反应速率小于0.6 mol·L－1·min－1。
2.C　催化剂能加快反应速率，①正确；降低压强减慢反应速率，②错误；升高温度加快反应速率，③正确；反应物NO和CO均为气体，改变压强改变反应速率，④错误。
3.D　t min内，Δc（X2）＝1 mol·L－1－0.4 mol·L－1＝0.6 mol·L－1，Δc（Y2）＝1 mol·L－1－0.8 mol·L－1＝0.2 mol·L－1，根据反应速率之比等于化学计量数之比，则X2、Y2的化学计量数之比为0.6 mol·L－1∶0.2 mol·L－1＝3∶1，根据原子守恒，反应可以表示为3X2＋Y22X3Y。
4.D　采用比值法比较大小。①＝1.5 mol·L－1·min－1；②＝0.08 mol·L－1·s－1×60 s·min－1×＝1.6 mol·L－1·min－1；③＝1.5 mol·L－1·s－1×60 s·min－1×＝45 mol·L－1·min－1；④＝4.0 mol·L－1·min－1×＝1.0 mol·L－1·min－1；所以该反应进行的速率大小顺序为 ③＞②＞①＞④。
5.A　半分钟后，C的物质的量增加了0.30 mol，则根据方程式可知半分钟内一定生成了0.45 mol D，由于不能确定反应前D的物质的量，因此容器中D的物质的量至少为0.45 mol，A项正确；半分钟后，C的物质的量增加了0.30 mol，则根据方程式可知一定同时消耗0.30 mol A，则A的平均反应速率是＝0.002 mol·L－1·s－1，B项错误；由于不能确定反应前各物质的物质的量，因此容器中A、B、C、D的物质的量之比不一定是4∶5∶4∶6，C项错误；容器中A的物质的量一定减少了 0.30 mol，D项错误。
6.D　A、B、C、D四组实验中，混合溶液体积相同，A、C组反应物浓度相同，B、D组反应物浓度相同，是A、C组的2倍，反应速率：B＞A，D＞C，又因A、B组反应温度为25 ℃，C、D组反应温度为35 ℃，则反应速率：D＞B，反应速率最大的是D组，最先出现浑浊。
7. （1）0.6　（2）0.002　（3）0.06　0.016
解析：（1）化学反应速率之比等于化学计量数之比，v（H2）＝3v（N2）＝0.6 mol·L－1·min－1。（2）2 s后测得N2的物质的量为0.09 mol，在2 s内N2反应了0.1 mol－0.09 mol＝0.01 mol，v（N2）＝＝0.001 mol·L－1·s－1，则以NH3表示的反应速率为v（NH3）＝2v（N2）＝0.002 mol·L－1·s －1。（3）2 s内NH3转化的物质的量为n（NH3）＝0.002 mol·L－1·s－1×2 s×10 L＝0.04 mol，则在2 s时，容器中生成的H2的物质的量为n（H2）＝1.5n（NH3）＝1.5×0.04 mol＝0.06 mol，此时NH3的物质的量浓度为c（NH3）＝＝0.016 mol·L－1。
8.C　①中0～20 min内，v（CH4）＝＝0.006 25 mol·L－1·min－1，A错误；温度越高反应速率越大，由实验数据可知0～20 min内，实验①中CH4的物质的量变化量为0.25 mol，实验②中CH4的物质的量变化量为0.32 mol，则实验②温度高，由实验数据可知实验控制的温度：T1＜T2，B错误；T1、40 min时，CH4的物质的量变化量为0.4 mol，则NO2的物质的量变化量为0.8 mol，此时NO2的浓度为＝0.20 mol·L－1，C正确；温度越高，反应速率越快，则0～10 min内，CH4的降解速率：①＜②，D错误。
9.B　Zn＋2H＋Zn2＋＋H2↑，化学反应速率之比等于化学计量数之比，v（Zn2＋）∶v（H＋）＝1∶2，A正确；若实验①用了10 s，标准状况下 112 mL 氢气的物质的量为0.005 mol，消耗0.01 mol氢离子，则用H＋来表示的速率为＝0.025 mol·L－1·s－1，B错误；对照实验的其他条件相同，只有稀硫酸的浓度不同，故目的是探究反应物浓度对化学反应速率的影响，C正确；组装好仪器后，将注射器活塞拉出一段距离，若活塞能恢复原位，则装置气密性良好，D正确。
10.（1）2.25×10－4
（2）①研究温度对尾气转化速率的影响　50　②温度越高，尾气转化速率越快　③＞
解析：（1）根据表中信息可知，0～2 s内CO浓度改变量为9×10－4 mol·L－1，则氮气浓度增加量为4.5×10－4 mol·L－1，用N2的浓度变化表示0～2 s内的平均反应速率为＝2.25×10－4 mol·L－1·s－1。（2）①根据图中信息知三组实验中，1、2组是研究同种催化剂的比表面积的大小对反应速率的影响，1、3组是研究温度对反应速率的影响，研究时只能改变其中一个变量，因此a为研究温度对尾气转化速率的影响；b为50。②测得t3＜t1，对比实验1、3，可得结论：温度越高，尾气转化速率越快。③对比实验①②，催化剂的比表面积：②＞①，若催化剂的比表面积越大，反应速率越快，则 t1＞t2。
11.（1）浓度　②　①　（2）0.005 2
（3）KMnO4溶液完全褪色所需时间（或产生相同体积气体所需时间）　（4）产物Mn2＋是反应的催化剂
解析：（1）对比①②实验可探究浓度对化学反应速率的影响，②中A溶液的浓度比①中大，化学反应速率大，相同时间内所得CO2的体积大。（2）CO2的物质的量为n（CO2）＝＝0.000 2 mol，根据2Mn＋5H2C2O4＋6H＋2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O，所以反应的Mn的物质的量为n（Mn）＝n（CO2）＝×0.000 2 mol＝0.000 04 mol，剩余的Mn的物质的量为n（Mn）＝30 mL×10－3×0.01 mol·L－1－0.000 04 mol＝0.000 26 mol，其物质的量浓度为c（Mn）＝＝0.005 2 mol·L－1。（3）通过测定KMnO4溶液完全褪色所需时间或产生相同体积气体所需时间来比较化学反应速率。（4）催化剂能加快化学反应速率，产物Mn2＋是反应的催化剂。
2 / 3第3节　化学反应的快慢和限度
第1课时　化学反应的快慢
课程 标准 1.会从速率方面认识调控化学反应的重要性。 2.知道化学反应平均速率的表示方法，通过实验探究影响化学反应速率的因素。 3.认识化学变化是有条件的，学习运用变量控制方法研究化学反应，了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用
分点突破（一）　化学反应速率
　　
1.化学反应速率
（1）概念
描述化学反应　　　　的物理量。
（2）表示方法
用单位时间某反应物浓度的　　　　　　（绝对值）或某生成物浓度的　　　　　　　来表示。
例如，对于在体积固定的容器中进行的化学反应aA＋bBcC＋dD，以反应物A来表示，反应的化学反应速率为 v（A）＝。
（3）单位
mol·L－1·min－1或 　　　　　　　　。
2.理解化学反应速率的注意事项
（1）一个确定的化学反应涉及反应物、生成物等多种物质，因而定量表示一个化学反应的反应速率时，必须指明是用哪一种反应物或生成物表示的。不论用反应物还是生成物，其化学反应速率均取正值。
（2）同一反应，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，即表示整个化学反应的快慢。
（3）化学反应速率是不断变化的，有瞬时速率和平均速率之分，通过公式v（A）＝计算得到的是一段时间内的平均反应速率，而不是瞬时反应速率。
（4）固体或纯液体（不是溶液），其浓度可视为常数，因此一般不用固体或纯液体表示反应速率。
3.化学反应速率的计算
（1）定义式法：v（A）＝＝。
（2）比例关系法：用各物质表示的化学反应速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。
（3）“三段式”法
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：化学方程式　　　mA（g）＋nB（g）pC（g）
起始浓度/（mol·L－1）　 a b c
转化浓度/（mol·L－1） x
某时刻浓度/（mol·L－1） a－x b－ c＋
4.化学反应速率大小的比较
（1）定性比较
通过明显的实验现象（如反应的剧烈程度、产生气泡或沉淀的快慢等）来定性判断化学反应的快慢。
（2）定量比较
对同一化学反应，用不同物质表示化学反应速率时，数值可能不同。比较时应统一单位。
①归一法
根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，将用不同物质表示的化学反应速率换算为用同一种物质表示的化学反应速率，最后依据数值大小进行比较。
②比值法
用各物质表示的反应速率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：A＞B。
　生活中常见的化学反应，有的进行得很快，几乎瞬间即可完成；还有一些化学反应进行得极其缓慢。因此我们必须思考如何准确地描述化学反应的快慢。
【交流讨论】
1.不同化学反应进行得快慢差别很大，在科学研究中，如何定性描述一个反应进行得快慢？
2.在相同的条件下，在容积相同的甲、乙两容器中都进行 A→B的反应，甲每分钟减少4 mol，乙每分钟减少2 mol，甲中的反应比乙中的快吗？
3.反应4NH3＋5O24NO＋6H2O在容积为5 L的密闭容器中反应30 s后，NO增加了0.3 mol。
（1）用NO的浓度变化表示反应的反应速率为多少？
（2）用O2的浓度变化来表示此反应速率是多少？
1.下列对化学反应速率的理解正确的是（　　）
A.化学反应速率表示的是化学反应进行的程度
B.化学反应速率可以用单位时间内反应物浓度的变化来表示
C.化学反应速率可以用任何一种反应物或生成物来表示
D.化学反应速率可以是正值，也可以是负值
2.对于A＋3B2C的反应来说，以下化学反应速率的表示中，反应速率最快的是（　　）
A.v（B）＝0.8 mol·L－1·s－1
B.v（A）＝0.4 mol·L－1·s－1
C.v（C）＝0.6 mol·L－1·s－1
D.v（B）＝4.2 mol·L－1·min－1
3.在容积为2 L的密闭容器中进行如下反应：A（g）＋2B（g）3C（g）＋nD（g），开始时A为4 mol，B为6 mol，5 min末测得C的物质的量为3 mol，用D表示的化学反应速率v（D）为0.2 mol·L－1·min－1。计算：
（1）5 min末A的物质的量浓度为　　　　。
（2）前5 min内用B表示的化学反应速率v（B）为　　　　　　。
（3）化学方程式中n＝　　　　　　。
（4）此反应在四种不同情况下的反应速率分别为
①v（A）＝5 mol·L－1·min－1
②v（B）＝6 mol·L－1·min－1
③v（C）＝4.5 mol·L－1·min－1
④v（D）＝8 mol·L－1·min－1
其中反应速率最快的是　　　　　（填序号）。
分点突破（二）　影响化学反应速率的因素
　　
1.探究影响化学反应速率的因素
（1）探究反应物本身的性质对化学反应速率的影响
实验 操作
实验 现象 铁片上产生气泡的速率较慢；镁条上产生气泡的速率较快
实验 结论 ①物质之间能否发生化学反应，以及可能发生的化学反应的反应速率的快慢，是由物质本身的内在性质决定的； ②其他条件相同时，金属越活泼，与酸反应的速率越快
（2）探究反应物浓度对化学反应速率的影响
实验 操作
实验 现象 0.5 mol·L－1盐酸与铁反应产生气泡的速率较慢； 3 mol·L－1盐酸与铁反应产生气泡的速率较快
实验 结论 其他条件相同时，反应物浓度越大，化学反应速率越快
（3）探究温度对化学反应速率的影响
实验 操作
实验 现象 加热的试管中产生气泡的速率较快； 不加热的试管中产生气泡的速率较慢
实验 结论 其他条件相同时，体系温度越高，化学反应速率越快
（4）探究催化剂对化学反应速率的影响
实验 操作
实验 现象 不加MnO2粉末的试管内无明显变化；加MnO2粉末的试管内有大量气体产生
实验 结论 MnO2是H2O2分解反应的催化剂，可明显提高化学反应速率
（5）探究反应物之间的接触面积对化学反应速率的影响
实验 操作
实验 现象 加碳酸钙粉末的试管内产生气泡的速率较快； 加块状碳酸钙的试管内产生气泡的速率较慢
实验 结论 其他条件相同时，反应物之间的接触面积越大，化学反应速率越快
2.影响化学反应速率的因素归纳
（1）内因
物质本身的内在性质。
（2）外因
当其他条件不变时，只改变一个条件，对化学反应速率的影响，如表所示：
条件 改变 对化学反应速率的影响
浓度 增大反应 物的浓度 在一定条件下，增大反应物浓度能提高化学反应速率
减小反应 物的浓度 在一定条件下，减小反应物浓度能降低化学反应速率
温度 升高温度 不论是吸热反应还是放热反应，升高温度都能提高化学反应速率
降低温度 不论是吸热反应还是放热反应，降低温度都能降低化学反应速率
催化剂 多数情况下，使用催化剂能够提高化学反应速率
压强（对于一些有气态物质参加的反应） 增大压强 提高化学反应速率
减小压强 降低化学反应速率
反应物之间的接触面积 反应物之间的接触面积越大，化学反应速率越快
其他 光波、电磁波、超声波、溶剂等也会对化学反应速率产生影响
3.判断影响化学反应速率的注意事项
（1）在一定温度下，改变固体或纯液体物质用量和溶液中进行的离子反应中无关离子的用量对化学反应速率都没有影响。如锌与稀硫酸反应，增大c（S）对反应速率没有影响。
（2）压强对反应速率的影响
由于固体或液体的体积受压强的影响很小，所以压强只影响有气体参加的化学反应的反应速率。实质是通过改变浓度对化学反应速率的影响。
①恒温时：容器容积缩小（压强增大）→浓度增大→反应速率提高。
②恒温恒容时：
a.充入气体反应物（压强增大）→浓度增大→反应速率提高；
b.充入惰性气体→总压强增大，反应体系中各物质的浓度不变，反应速率不变（注：此处惰性气体是指不参加反应的气体）。
③恒温恒压时：充入惰性气体→容器容积增大→各反应物浓度减小→反应速率降低。
1.表面积相同的Mg和Fe分别与等浓度等体积的稀盐酸反应，生成气体的速率一样吗？
2.增加反应物的用量，一定能提高化学反应速率吗？为什么？
3.升高温度，吸热反应和放热反应的速率都提高吗？
4.反应物的用量、温度、压强中哪些因素肯定能影响化学反应速率？
1.改变下列条件对化学反应速率可能无影响的是（　　）
A.减小反应物浓度
B.降低压强
C.升高温度
D.减小反应物之间的接触面积
2.对于合成氨反应N2＋3H22NH3，下列说法不正确的是（　　）
A.升高温度可加快反应速率
B.增大N2的浓度可加快反应速率
C.使用催化剂可加快反应速率
D.增大压强不能增大反应速率
3.对于反应C（s）＋CO2（g）2CO（g），下列措施可使反应速率提高的是（　　）
①升高温度
②增加碳的量
③恒温恒容下通入CO2
④恒温恒压下充入N2
⑤恒温恒容下充入N2
A.①③④ B.②④
C.①③ D.③⑤
变量控制法（探究与创新）
　　
　某研究性学习小组用硫代硫酸钠与硫酸反应过程中出现乳白色浑浊的快慢，探究影响反应速率的因素。请结合表中数据，回答下列问题：
实验序号 反应 温度 /℃ Na2S2O3溶液 稀硫酸 H2O
V/ mL c/ （mol·L－1） V/ mL c/ （mol·L－1） V/ mL
① 25 10 0.2 10 0.8 10
② 25 10 0.2 6 0.8 V1
③ 35 10 0.2 10 0.8 V2
（1）配制0.2 mol·L－1的Na2S2O3溶液100 mL，需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管和　　　　　。
（2）硫代硫酸钠与硫酸反应的化学方程式是
　　　　　　
　　　　　　　。
（3）实验①、②可探究　　　　对反应速率的影响，此时V1＝　　　　；实验①、③可探究　　　　　对反应速率的影响，此时V2＝　　　　。
（4）同学甲认为，也可通过排水法测量单位时间内气体体积的方法来探究影响该反应速率的因素。你认为同学甲的方案是否可行　　　（填“可行”或“不可行”），原因是　　　　　　　
　　　　　　　。
【规律方法】
1.变量控制的含义
科学研究中，对于多因素（多变量）的问题，常常采用只改变其中的某一个因素，控制其他因素不变的研究方法，使多因素的问题变成几个单因素的问题，分别加以研究，最后再将几个单因素问题的研究结果加以综合。这种变量控制的方法是科学探究中常用的方法。
2.变量控制探究影响化学反应速率的因素
变量控制探究影响化学反应速率因素的一般原则是“定多变一”，即要保持其他变量不变，改变其中一个变量的值进行实验，测定数据，通过系列实验，找出变量对反应速率的影响。其探究流程为
【迁移应用】
1.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）的数据如图所示，根据图示分析实验条件，下列说法一定不正确的是（　　）
组别 对应 曲线 c（HCl）/ （mol·L－1） 反应温度/℃ 铁的状态
1 a 30 粉末状
2 b 30 粉末状
3 c 2.5 块状
4 d 2.5 30 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 mol·L－1
C.第2组实验中盐酸的浓度等于2.5 mol·L－1
D.第3组实验的反应温度低于30 ℃
2.为了研究外界条件对H2O2分解反应速率的影响，某同学在相应条件下进行实验，实验记录如下表：
实验 序号 反应物 温度 催化剂 收集V mL 气体所 用时间
① 5 mL 5％ H2O2溶液 25 ℃ 2滴1 mol·L－1 FeCl3 t1
② 5 mL 5％ H2O2溶液 45 ℃ 2滴1 mol·L－1 FeCl3 t2
续表
实验 序号 反应物 温度 催化剂 收集V mL 气体所 用时间
③ 5 mL 10％ H2O2溶液 25 ℃ 2滴1 mol·L－1 FeCl3 t3
④ 5 mL 5％ H2O2溶液 25 ℃ 不使用 t4
下列说法中，不正确的是（　　）
A.通过实验①②，可研究温度对反应速率的影响
B.所用时间：t1＞t3
C.通过实验①④，可研究催化剂对反应速率的影响
D.反应速率：③＜④
　　
1.一定条件下，向1 L恒容密闭容器中通入2 mol CO2和8 mol H2发生反应：CO2（g）＋4H2（g）CH4（g）＋2H2O（g），5 min后，测得CO2的物质的量为1.2 mol ，则0～5 min内用H2表示的化学反应速率是（　　）
A.0.16 mol·L－1·min－1
B.0.24 mol·L－1·min－1
C.0.64 mol·L－1·min－1
D.0.96 mol·L－1·min－1
2.实验室用锌粒与2 mol·L－1硫酸溶液制取氢气，下列措施不能提高化学反应速率的是（　　）
A.用锌粉代替锌粒
B.改用3 mol·L－1硫酸溶液
C.改用热的2 mol·L－1硫酸溶液
D.向该硫酸溶液中加入等体积的水
3.已知4NH3＋5O24NO＋6H2O，若反应速率分别用v（NH3）、v（O2）、v（NO）、v（H2O）表示（单位：mol·L－1·min－1），则正确的关系是（　　）
A.v（NH3）＝v（O2）　B.v（O2）＝v（H2O）
C.v（NH3）＝v（H2O） D.v（O2）＝v（NO）
4.将0.5 mol PCl5充入体积为1 L的密闭容器中发生反应：PCl5PCl3＋Cl2，达到平衡后测得PCl5的浓度为0.3 mol·L－1，而且这段时间内的平均反应速率v（PCl5）＝0.4 mol·L－1·min－1，则这段时间为（　　）
A.1.5 min B.2.5 min
C.30 s D.15 s
5.在25 ℃时，向100 mL含14.6 g HCl的盐酸中，放入5.6 g铁粉，反应进行到2 s时收集到氢气1.12 L（标准状况），之后反应又进行4 s，铁粉完全溶解。若不考虑体积变化，则：
（1）前2 s内用FeCl2表示的平均反应速率为　　　　　　　　。
（2）后4 s内用HCl表示的平均反应速率为　　　　　　　　。
（3）前2 s与后4 s比较，反应速率　　　　较快，其可能的原因是　　　　　　　。
第1课时　化学反应的快慢
【基础知识·准落实】
分点突破（一）
师生互动
1.（1）快慢　（2）减少量　增加量　（3）mol·L－1·s－1
探究活动
交流讨论
1.提示：可以通过反应过程中：①冒气泡快慢；②颜色变化快慢；③固体物质的减少快慢；④出现浑浊的快慢；⑤温度变化快慢等。
2.提示：根据反应速率的计算公式可知甲容器的反应速率比乙的快。
3.（1）提示：在5 L的密闭容器中反应30 s后，NO的物质的量增加了0.3 mol，则v（NO）＝＝0.002 mol·L－1·s－1。
（2）提示：由于NO的物质的量增加了0.3 mol，根据化学方程式可以得出消耗的O2的物质的量为 0.3 mol×＝0.375 mol，则v（O2）＝＝0.002 5 mol·L－1·s－1。
自主练习
1.B　化学反应速率表示的是化学反应进行的快慢，A错误；化学反应速率可以用单位时间内反应物浓度的变化来表示，B正确；不能用状态为固态或纯液态的物质表示化学反应速率，C错误；化学反应速率是正值，不是负值，D错误。
2.B　采用归一法，换算成用A表示的反应速率。A项，v（B）＝0.8 mol·L－1·s－1，则v（A）＝ mol·L－1·s－1；B项，v（A）＝0.4 mol·L－1·s－1；C项，v（C）＝0.6 mol·L－1·s－1，则 v（A）＝0.3 mol·L－1·s－1；D项，v（B）＝4.2 mol·L－1·min－1，则v（A）＝1.4 mol·L－1·min－1≈0.023 mol·L－1·s－1；从以上数据可知，B项表示的反应速率最快。
3.（1）1.5 mol·L－1　（2）0.2 mol·L－1·min－1
（3）2　（4）①
解析：5 min末时测得C的物质的量为3 mol，则 v（C）＝＝0.3 mol·L－1·min－1，已知用D表示的化学反应速率v（D）为0.2 mol·L－1·min－1，由反应速率之比等于化学计量数之比可知，＝，解得n＝2。则结合题意可得：
　　　　　　　A（g）＋2B（g）3C（g）＋2D（g）
开始/mol 4 6 0 0
转化/mol 1 2 3 2
5 min末/mol 3 4 3 2
（1）5 min末A的物质的量浓度为＝1.5 mol·L－1。（2）前5 min内用B表示的化学反应速率 v（B）＝＝0.2 mol·L－1·min－1。（3）由上述分析可知，化学方程式中n＝2。（4）用比值法比较大小。用各物质表示的反应速率与其化学计量数的比值，①中比值最大，反应速率最快。
分点突破（二）
探究活动
1.提示：不一样，Mg与稀盐酸反应速率更快，其原因是还原性：Mg＞Fe。
2.提示：不一定。有固体或纯液体参与的化学反应中，固体或纯液体的浓度可视为常数，增加固体或纯液体的用量，不能提高化学反应速率。
3.提示：都提高。
4.提示：温度肯定能影响化学反应速率。若反应物为固体或纯液体，改变其用量不影响反应速率；没有气态物质参加的反应，改变压强，不影响反应速率。
自主练习
1.B　减小反应物浓度，反应速率减小；降低压强，若没有气体物质参与反应，对反应速率没影响；升高温度，反应速率增大；减小反应物之间的接触面积，反应速率减小。
2.D　升高温度可加快反应速率，A正确；增大N2的浓度可加快反应速率，B正确；使用催化剂可加快反应速率，C正确；若增大压强，反应容器容积不变，反应物浓度增大，反应速率增大，D错误。
3.C　①升高温度，反应速率提高；②碳是固体，增加固体的量，反应速率不变；③恒温恒容下通入CO2，由于容器容积不变，所以二氧化碳的浓度增大，反应速率提高；④恒温恒压下充入N2，容器容积增大，参与反应的气体物质的浓度降低，反应速率降低；⑤恒温恒容下充入N2，容器容积不变，参与反应的气体物质的浓度不变，反应速率不变。
【关键能力·细培养】
（1）提示：100 mL容量瓶。
（2）提示：Na2S2O3＋H2SO4Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O。
（3）提示：根据表格中数据，实验①、②中的温度相同，但稀硫酸的体积不同，根据变量控制的方法，稀硫酸的浓度为其变量，而其他条件必须相同，因此需要加水14 mL；同理分析，实验①、③中，温度为变量，需要加水10 mL。
（4）提示：不可行，SO2易溶于水，无法准确测量单位时间内产生气体的体积。
迁移应用
1.D　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，根据变量控制法原则知盐酸浓度应大于2.5 mol·L－1，B正确；第2组实验，铁是粉末状，与3、4组块状铁相区别，根据变量控制法原则知盐酸的浓度应等于2.5 mol·L－1，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。
2.D　实验①②中除温度外其他条件均相同，可研究温度对反应速率的影响，A正确；实验①③中除过氧化氢浓度不同外其他条件均相同，浓度大的反应速率快，故收集相同体积的气体，实验③用的时间短，故t1＞t3，B正确；实验①④中，④不使用催化剂，其他条件均相同，可研究催化剂对反应速率的影响，C正确；实验③④中有浓度和催化剂两个变量，都使反应速率：③＞④，D错误。
【教学效果·勤检测】
1.C　v（CO2）＝＝0.16 mol·L－1·min －1，反应速率之比等于化学计量数之比，v（H2）∶v（CO2）＝4∶1，v（H2）＝0.64 mol·L－1·min －1，C项符合题意。
2.D　通过升高温度、增大反应物浓度、增大反应物之间的接触面积等均可提高反应速率；向该硫酸溶液中加入等体积的水，氢离子浓度降低，反应速率降低。
3.D　v（NH3）∶v（O2）∶v（NO）∶v（H2O）＝4∶5∶4∶6，所以v（NH3）＝v（O2），v（O2）＝v（H2O），v（NH3）＝v（H2O），A、B、C项错误。
4.C　起始时c（PCl5）＝＝0.5 mol·L－1，Δc（PCl5）＝（0.5－0.3）mol·L－1＝0.2 mol·L－1，Δt＝＝＝0.5 min＝30 s。
5.（1）0.25 mol·L－1·s－1
（2）0.25 mol·L－1·s－1
（3）前2 s　前2 s时间段内盐酸浓度比后4 s时间段内大
解析：（1）由题意可知，n（HCl）＝＝0.4 mol，n（Fe）＝＝0.1 mol，盐酸过量，前2 s内收集到的n（H2）＝＝0.05 mol。反应为Fe＋2HClFeCl2＋H2↑，则：前2 s内用FeCl2表示的平均反应速率为 v（FeCl2）＝＝0.25 mol·L－1·s－1。（2）2 s后剩余的n（Fe）＝0.05 mol，故后4 s产生的n（H2）＝0.05 mol，所以后4 s内用HCl表示的平均反应速率为v（HCl）＝2v（H2）＝＝0.25 mol·L－1·s－1。
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第1课时　化学反应的快慢
课
程 标
准 1.会从速率方面认识调控化学反应的重要性。
2.知道化学反应平均速率的表示方法，通过实验探究影响化学反应速率的因素。
3.认识化学变化是有条件的，学习运用变量控制方法研究化学反应，了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用
目 录
1、基础知识·准落实
2、关键能力·细培养
3、教学效果·勤检测
4、学科素养·稳提升
基础知识·准落实
1
梳理归纳 高效学习
分点突破（一）　化学反应速率
1. 化学反应速率
（1）概念
描述化学反应 的物理量。
（2）表示方法
用单位时间某反应物浓度的 （绝对值）或某生成
物浓度的 来表示。
例如，对于在体积固定的容器中进行的化学反应aA＋
bB cC＋dD，以反应物A来表示，反应的化学反应速率
为 v（A）＝ 。
快慢　
减少量　
增加量　
2. 理解化学反应速率的注意事项
（1）一个确定的化学反应涉及反应物、生成物等多种物质，因而
定量表示一个化学反应的反应速率时，必须指明是用哪一种
反应物或生成物表示的。不论用反应物还是生成物，其化学
反应速率均取正值。
（2）同一反应，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，即表示整个化学反应的快慢。
（3）单位
mol·L－1·min－1或 。
mol·L－1·s－1　
（3）化学反应速率是不断变化的，有瞬时速率和平均速率之分，
通过公式v（A）＝ 计算得到的是一段时间内的平
均反应速率，而不是瞬时反应速率。
（4）固体或纯液体（不是溶液），其浓度可视为常数，因此一般
不用固体或纯液体表示反应速率。
3. 化学反应速率的计算
（1）定义式法：v（A）＝ ＝ 。
（2）比例关系法：用各物质表示的化学反应速率之比等于化学方
程式中相应物质的化学计量数之比。
（3）“三段式”法
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：化学方程式　 　 mA（g）＋nB（g） pC（g）
起始浓度/（mol·L－1）　 a　　 　b　　　　 c
转化浓度/（mol·L－1） x
某时刻浓度/（mol·L－1） a－x b－ c＋
4. 化学反应速率大小的比较
（1）定性比较
通过明显的实验现象（如反应的剧烈程度、产生气泡或沉淀
的快慢等）来定性判断化学反应的快慢。
（2）定量比较
对同一化学反应，用不同物质表示化学反应速率时，数值可
能不同。比较时应统一单位。
②比值法
用各物质表示的反应速率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：A＞B。
①归一法
根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，将用不同物质
表示的化学反应速率换算为用同一种物质表示的化学反应速
率，最后依据数值大小进行比较。
　生活中常见的化学反应，有的进行得很快，几乎瞬间即可完成；还
有一些化学反应进行得极其缓慢。因此我们必须思考如何准确地描述
化学反应的快慢。
1. 不同化学反应进行得快慢差别很大，在科学研究中，如何定性描述
一个反应进行得快慢？
提示：可以通过反应过程中：①冒气泡快慢；②颜色变化快慢；③
固体物质的减少快慢；④出现浑浊的快慢；⑤温度变化快慢等。
2. 在相同的条件下，在容积相同的甲、乙两容器中都进行 A→B的反
应，甲每分钟减少4 mol，乙每分钟减少2 mol，甲中的反应比乙中
的快吗？
提示：根据反应速率的计算公式可知甲容器的反应速率比乙的快。
【交流讨论】
3. 反应4NH3＋5O2 4NO＋6H2O在容积为5 L的密闭容器中反
应30 s后，NO增加了0.3 mol。
（1）用NO的浓度变化表示反应的反应速率为多少？
提示：在5 L的密闭容器中反应30 s后，NO的物质的量增加了
0.3 mol，则v（NO）＝ ＝0.002 mol·L－1·s－1。
（2）用O2的浓度变化来表示此反应速率是多少？
提示：由于NO的物质的量增加了0.3 mol，根据化学方程式
可以得出消耗的O2的物质的量为 0.3 mol× ＝0.375 mol，
则v（O2）＝ ＝0.002 5 mol·L－1·s－1。
1. 下列对化学反应速率的理解正确的是（　　）
A. 化学反应速率表示的是化学反应进行的程度
B. 化学反应速率可以用单位时间内反应物浓度的变化来表示
C. 化学反应速率可以用任何一种反应物或生成物来表示
D. 化学反应速率可以是正值，也可以是负值
解析：　化学反应速率表示的是化学反应进行的快慢，A错误；
化学反应速率可以用单位时间内反应物浓度的变化来表示，B正
确；不能用状态为固态或纯液态的物质表示化学反应速率，C错
误；化学反应速率是正值，不是负值，D错误。
2. 对于A＋3B 2C的反应来说，以下化学反应速率的表示中，反应
速率最快的是（　　）
A. v（B）＝0.8 mol·L－1·s－1
B. v（A）＝0.4 mol·L－1·s－1
C. v（C）＝0.6 mol·L－1·s－1
D. v（B）＝4.2 mol·L－1·min－1
解析：　采用归一法，换算成用A表示的反应速率。A项，v
（B）＝0.8 mol·L－1·s－1，则v（A）＝ mol·L－1·s－1；B
项，v（A）＝0.4 mol·L－1·s－1；C项，v（C）＝0.6 mol·L－
1·s－1，则 v（A）＝0.3 mol·L－1·s－1；D项，v（B）＝4.2
mol·L－1·min－1，则v（A）＝1.4 mol·L－1·min－1≈0.023
mol·L－1·s－1；从以上数据可知，B项表示的反应速率最快。
3. 在容积为2 L的密闭容器中进行如下反应：A（g）＋2B（g） 3C
（g）＋nD（g），开始时A为4 mol，B为6 mol，5 min末测得C的
物质的量为3 mol，用D表示的化学反应速率v（D）为0.2 mol·L－1·min－1。计算：
（1）5 min末A的物质的量浓度为 。
1.5 mol·L－1　
解析：5 min末时测得C的物质的量为3 mol，则 v（C）＝
＝0.3 mol·L－1·min－1，已知用D表示的化学反应速率
v（D）为0.2 mol·L－1·min－1，由
反应速率之比等于化学计量数之比可知， ＝ ，解得n＝
2。则结合题意可得：
　　　　　　　A（g）＋2B（g） 3C（g）＋2D（g）
开始/mol 4 6 0 0
转化/mol 1 2 3 2
5 min末/mol 3 4 3 2
（1）5 min末A的物质的量浓度为 ＝1.5 mol·L－1。
（2）前5 min内用B表示的化学反应速率v（B） 为 。
解析：前5 min内用B表示的化学反应速率 v（B）＝ ＝0.2
mol·L－1·min－1。
（3）化学方程式中n＝ 。
解析：由上述分析可知，化学方程式中n＝2。
0.2 mol·L－1·min－1　
2　
③v（C）＝4.5 mol·L－1·min－1
④v（D）＝8 mol·L－1·min－1
其中反应速率最快的是 （填序号）。
①　
（4）此反应在四种不同情况下的反应速率分别为
①v（A）＝5 mol·L－1·min－1
②v（B）＝6 mol·L－1·min－1
解析：用比值法比较大小。用各物质表示的反应速率与其化学
计量数的比值，①中比值最大，反应速率最快。
分点突破（二）　影响化学反应速率的因素
1. 探究影响化学反应速率的因素
（1）探究反应物本身的性质对化学反应速率的影响
实
验
操
作
实验
现象 铁片上产生气泡的速率较慢；镁条上产生气泡的速率较快
实验结论 ①物质之间能否发生化学反应，以及可能发生的化学反应的反应速率的快慢，是由物质本身的内在性质决定的；
②其他条件相同时，金属越活泼，与酸反应的速率越快
（2）探究反应物浓度对化学反应速率的影响
实验
操作
实验
现象 0.5 mol·L－1盐酸与铁反应产生气泡的速率较慢；
3 mol·L－1盐酸与铁反应产生气泡的速率较快
实验结论 其他条件相同时，反应物浓度越大，化学反应速率越快
（3）探究温度对化学反应速率的影响
实验
操作
实验
现象 加热的试管中产生气泡的速率较快；
不加热的试管中产生气泡的速率较慢
实验结论 其他条件相同时，体系温度越高，化学反应速率越快
（4）探究催化剂对化学反应速率的影响
实验 操作
实验 现象 不加MnO2粉末的试管内无明显变化；加MnO2粉末的试管内有大量气体产生
实验 结论 MnO2是H2O2分解反应的催化剂，可明显提高化学反应速率
（5）探究反应物之间的接触面积对化学反应速率的影响
实验
操作
实验
现象 加碳酸钙粉末的试管内产生气泡的速率较快；
加块状碳酸钙的试管内产生气泡的速率较慢
实验
结论 其他条件相同时，反应物之间的接触面积越大，化学反应速率
越快
2. 影响化学反应速率的因素归纳
（1）内因
物质本身的内在性质。
（2）外因
当其他条件不变时，只改变一个条件，对化学反应速率的影
响，如表所示：
条件 改变 对化学反应速率的影响
浓度 增大反应物
的浓度 在一定条件下，增大反应物浓度能提高
化学反应速率
减小反应物
的浓度 在一定条件下，减小反应物浓度能降低
化学反应速率
温度 升高温度 不论是吸热反应还是放热反应，升高温
度都能提高化学反应速率
降低温度 不论是吸热反应还是放热反应，降低温
度都能降低化学反应速率
条件 改变 对化学反应速率的影响
催化剂 多数情况下，使用催化剂能够提高化学反应速率 压强（对于一些有气态物质参加的反应） 增大压强 提高化学反应速率
减小压强 降低化学反应速率
反应物之间的接触面积 反应物之间的接触面积越大，化学反应速率越快 其他 光波、电磁波、超声波、溶剂等也会对化学反应速率产生影响 3. 判断影响化学反应速率的注意事项
（1）在一定温度下，改变固体或纯液体物质用量和溶液中进行的
离子反应中无关离子的用量对化学反应速率都没有影响。如
锌与稀硫酸反应，增大c（S ）对反应速率没有影响。
（2）压强对反应速率的影响
由于固体或液体的体积受压强的影响很小，所以压强只影响
有气体参加的化学反应的反应速率。实质是通过改变浓度对
化学反应速率的影响。
①恒温时：容器容积缩小（压强增大）→浓度增大→反应速率提高。
②恒温恒容时：
a.充入气体反应物（压强增大）→浓度增大→反应速率提高；
b.充入惰性气体→总压强增大，反应体系中各物质的浓度不
变，反应速率不变（注：此处惰性气体是指不参加反应的气体）。
③恒温恒压时：充入惰性气体→容器容积增大→各反应物浓
度减小→反应速率降低。
1. 表面积相同的Mg和Fe分别与等浓度等体积的稀盐酸反应，生成气
体的速率一样吗？
提示：不一样，Mg与稀盐酸反应速率更快，其原因是还原性：Mg
＞Fe。
2. 增加反应物的用量，一定能提高化学反应速率吗？为什么？
提示：不一定。有固体或纯液体参与的化学反应中，固体或纯液体
的浓度可视为常数，增加固体或纯液体的用量，不能提高化学反应
速率。
3. 升高温度，吸热反应和放热反应的速率都提高吗？
提示：都提高。
4. 反应物的用量、温度、压强中哪些因素肯定能影响化学反应速率？
提示：温度肯定能影响化学反应速率。若反应物为固体或纯液体，
改变其用量不影响反应速率；没有气态物质参加的反应，改变压
强，不影响反应速率。
1. 改变下列条件对化学反应速率可能无影响的是（　　）
A. 减小反应物浓度
B. 降低压强
C. 升高温度
D. 减小反应物之间的接触面积
解析：　减小反应物浓度，反应速率减小；降低压强，若没有气
体物质参与反应，对反应速率没影响；升高温度，反应速率增大；
减小反应物之间的接触面积，反应速率减小。
2. 对于合成氨反应N2＋3H2 2NH3，下列说法不正确的是（　　）
A. 升高温度可加快反应速率
B. 增大N2的浓度可加快反应速率
C. 使用催化剂可加快反应速率
D. 增大压强不能增大反应速率
解析：　升高温度可加快反应速率，A正确；增大N2的浓度可加
快反应速率，B正确；使用催化剂可加快反应速率，C正确；若增
大压强，反应容器容积不变，反应物浓度增大，反应速率增大，D
错误。
3. 对于反应C（s）＋CO2（g） 2CO（g），下列措施可使反应速
率提高的是（　　）
①升高温度
②增加碳的量
③恒温恒容下通入CO2
④恒温恒压下充入N2
⑤恒温恒容下充入N2
A. ①③④ B. ②④
C. ①③ D. ③⑤
解析：　①升高温度，反应速率提高；②碳是固体，增加固体的
量，反应速率不变；③恒温恒容下通入CO2，由于容器容积不变，
所以二氧化碳的浓度增大，反应速率提高；④恒温恒压下充入
N2，容器容积增大，参与反应的气体物质的浓度降低，反应速率
降低；⑤恒温恒容下充入N2，容器容积不变，参与反应的气体物
质的浓度不变，反应速率不变。
关键能力·细培养
2
互动探究 深化认知
变量控制法（探究与创新）
某研究性学习小组用硫代硫酸钠与硫酸反应过程中出现乳白色浑浊的
快慢，探究影响反应速率的因素。请结合表中数据，回答下列问题：
实验序号 反应
温度 /℃ Na2S2O3溶液 稀硫酸 H2O
V/mL c/
（mol·L－1） V/mL c/
（mol·L－1） V/mL
① 25 10 0.2 10 0.8 10
② 25 10 0.2 6 0.8 V1
③ 35 10 0.2 10 0.8 V2
（1）配制0.2 mol·L－1的Na2S2O3溶液100 mL，需要的玻璃仪器有烧
杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管和 　　。
提示：100 mL容量瓶。
（2）硫代硫酸钠与硫酸反应的化学方程式
是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
提示：Na2S2O3＋H2SO4 Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O。
（3）实验①、②可探究 　　对反应速率的影响，此时V1＝ 　　；实
验①、③可探究 　　对反应速率的影响，此时V2＝ 　　。
提示：根据表格中数据，实验①、②中的温度相同，但稀硫酸
的体积不同，根据变量控制的方法，稀硫酸的浓度为其变量，
而其他条件必须相同，因此需要加水14 mL；同理分析，实验
①、③中，温度为变量，需要加水10 mL。
（4）同学甲认为，也可通过排水法测量单位时间内气体体积的方法
来探究影响该反应速率的因素。你认为同学甲的方案是否可
行 　　　　　（填“可行”或“不可行”），原因
是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
提示：不可行，SO2易溶于水，无法准确测量单位时间内产生气
体的体积。
【规律方法】
1. 变量控制的含义
科学研究中，对于多因素（多变量）的问题，常常采用只改变
其中的某一个因素，控制其他因素不变的研究方法，使多因素
的问题变成几个单因素的问题，分别加以研究，最后再将几个
单因素问题的研究结果加以综合。这种变量控制的方法是科学
探究中常用的方法。
2. 变量控制探究影响化学反应速率的因素
变量控制探究影响化学反应速率因素的一般原则是“定多变一”，
即要保持其他变量不变，改变其中一个变量的值进行实验，测定数
据，通过系列实验，找出变量对反应速率的影响。其探究流程为
【迁移应用】
1. 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）的数据如图所示，根据图示分
析实验条件，下列说法一定不正确的是（　　）
组别 对应曲线 c（HCl）/
（mol·L－1） 反应温度/℃ 铁的状态
1 a 30 粉末状
2 b 30 粉末状
3 c 2.5 块状
4 d 2.5 30 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 mol·L－1
C. 第2组实验中盐酸的浓度等于2.5 mol·L－1
D. 第3组实验的反应温度低于30 ℃
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，根据变量控制法原则知盐酸浓度应大于2.5 mol·L－1，B正
确；第2组实验，铁是粉末状，与3、4组块状铁相区别，根据变量
控制法原则知盐酸的浓度应等于2.5 mol·L－1，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。
2. 为了研究外界条件对H2O2分解反应速率的影响，某同学在相应条
件下进行实验，实验记录如下表：
实验序号 反应物 温度 催化剂 收集V mL
气体所用时间
① 5 mL 5％ H2O2溶液 25 ℃ 2滴1 mol·L
－1 FeCl3 t1
② 5 mL 5％ H2O2溶液 45 ℃ 2滴1 mol·L
－1 FeCl3 t2
③ 5 mL 10％ H2O2溶液 25 ℃ 2滴1 mol·L
－1 FeCl3 t3
④ 5 mL 5％ H2O2溶液 25 ℃ 不使用 t4
下列说法中，不正确的是（　　）
A. 通过实验①②，可研究温度对反应速率的影响
B. 所用时间：t1＞t3
C. 通过实验①④，可研究催化剂对反应速率的影响
D. 反应速率：③＜④
解析：　实验①②中除温度外其他条件均相同，可研究温度
对反应速率的影响，A正确；实验①③中除过氧化氢浓度不同
外其他条件均相同，浓度大的反应速率快，故收集相同体积的
气体，实验③用的时间短，故t1＞t3，B正确；实验①④中，④
不使用催化剂，其他条件均相同，可研究催化剂对反应速率的
影响，C正确；实验③④中有浓度和催化剂两个变量，都使反
应速率：③＞④，D错误。
教学效果·勤检测
3
强化技能 查缺补漏
1. 一定条件下，向1 L恒容密闭容器中通入2 mol CO2和8 mol H2发生
反应：CO2（g）＋4H2（g） CH4（g）＋2H2O（g），5
min后，测得CO2的物质的量为1.2 mol ，则0～5 min内用H2表示的
化学反应速率是（　　）
A. 0.16 mol·L－1·min－1
B. 0.24 mol·L－1·min－1
C. 0.64 mol·L－1·min－1
D. 0.96 mol·L－1·min－1
解析：　v（CO2）＝ ＝0.16 mol·L－1·min －1，反
应速率之比等于化学计量数之比，v（H2）∶v（CO2）＝4∶1，v
（H2）＝0.64 mol·L－1·min －1，C项符合题意。
2. 实验室用锌粒与2 mol·L－1硫酸溶液制取氢气，下列措施不能提高
化学反应速率的是（　　）
A. 用锌粉代替锌粒
B. 改用3 mol·L－1硫酸溶液
C. 改用热的2 mol·L－1硫酸溶液
D. 向该硫酸溶液中加入等体积的水
解析：　通过升高温度、增大反应物浓度、增大反应物之间的接
触面积等均可提高反应速率；向该硫酸溶液中加入等体积的水，氢
离子浓度降低，反应速率降低。
3. 已知4NH3＋5O2 4NO＋6H2O，若反应速率分别用v（NH3）、v（O2）、v（NO）、v（H2O）表示（单位：mol·L－1·min－1），则正确的关系是（　　）
解析：　v（NH3）∶v（O2）∶v（NO）∶v（H2O）＝
4∶5∶4∶6，所以 v（NH3）＝v（O2）， v（O2）＝v
（H2O）， v（NH3）＝v（H2O），A、B、C项错误。
4. 将0.5 mol PCl5充入体积为1 L的密闭容器中发生反应：PCl5 PCl3
＋Cl2，达到平衡后测得PCl5的浓度为0.3 mol·L－1，而且这段时间
内的平均反应速率v（PCl5）＝0.4 mol·L－1·min－1，则这段时间
为（　　）
A. 1.5 min B. 2.5 min
C. 30 s D. 15 s
解析：　起始时c（PCl5）＝ ＝0.5 mol·L－1，Δc（PCl5）
＝（0.5－0.3）mol·L－1＝0.2 mol·L－1，Δt＝ ＝
＝0.5 min＝30 s。
5. 在25 ℃时，向100 mL含14.6 g HCl的盐酸中，放入5.6 g铁粉，反
应进行到2 s时收集到氢气1.12 L（标准状况），之后反应又进行4
s，铁粉完全溶解。若不考虑体积变化，则：
（1）前2 s内用FeCl2表示的平均反应速率为 。
0.25 mol·L－1·s－1
解析：由题意可知，n（HCl）＝ ＝0.4mol，n（Fe）＝ ＝0.1 mol，盐酸过量，前2 s内收集到的n（H2）＝ ＝0.05 mol。反应为Fe＋2HCl FeCl2＋H2↑，则：前2 s内用FeCl2表示的平均反应速率为 v（FeCl2）＝ ＝0.25 mol·L－1·s－1。
（2）后4 s内用HCl表示的平均反应速率为 。
0.25 mol·L－1·s－1
解析： 2 s后剩余的n（Fe）＝0.05 mol，故后4 s产生的n（H2）＝0.05 mol，所以后4 s内用HCl表示的平均反应速率为v（HCl）＝2v（H2）＝ ＝0.25 mol·L－1·s－1。
（3）前2 s与后4 s比较，反应速率 较快，其可能的原因
是 。
前2 s　
前2 s时间段内盐酸浓度比后4 s时间段内大
学科素养·稳提升
4
内化知识 知能升华
1. 在一定条件下，反应N2（g）＋3H2（g） 2NH3（g）在 10 L的恒
容密闭容器中进行，测得2 min内氮气的物质的量由20 mol减少到8
mol，则2 min后氮气的平均反应速率为（　　）
A. 等于0.6 mol·L－1·min－1
B. 小于0.8 mol·L－1·min－1
C. 大于0.6 mol·L－1·min－1
D. 小于0.6 mol·L－1·min－1
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解析：　2 min内，Δc（N2）＝ ＝1.2 mol·L－1，v
（N2）＝ ＝0.6 mol·L－1·min－1，随着反应的进行，氮
气的浓度不断减小，故 2 min 后氮气的平均反应速率小于0.6 mol·L－1·min－1。
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2. NO和CO都是汽车尾气里的有害物质，它们能缓慢反应生成N2和
CO2，对此反应下列叙述正确的是（　　）
①使用催化剂能加快反应速率　②降低压强能加快反应速率　③升
高温度能加快反应速率　④改变压强对反应速率无影响
A. ①② B. ②③
C. ①③ D. ②④
解析：　催化剂能加快反应速率，①正确；降低压强减慢反应速
率，②错误；升高温度加快反应速率，③正确；反应物NO和CO均
为气体，改变压强改变反应速率，④错误。
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3. 某温度下，浓度都是1 mol·L－1的两种气体X2和Y2在密闭容器中反
应，经过t min后，测得物质的浓度分别为c（X2）＝0.4 mol·L－1，c（Y2）＝0.8 mol·L－1，则该反应的方程式可表示为（　　）
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解析：　t min内，Δc（X2）＝1 mol·L－1－0.4 mol·L－1＝0.6
mol·L－1，Δc（Y2）＝1 mol·L－1－0.8 mol·L－1＝0.2 mol·L－
1，根据反应速率之比等于化学计量数之比，则X2、Y2的化学计量
数之比为0.6 mol·L－1∶0.2 mol·L－1＝3∶1，根据原子守恒，反
应可以表示为3X2＋Y2 2X3Y。
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4. 反应A＋3B 2C＋4D在四种不同情况下的反应速率如下，大小
顺序为（　　）
①v（A）＝1.5 mol·L－1·min－1
②v（B）＝0.08 mol·L－1·s－1
③v（C）＝1.5 mol·L－1·s－1
④v（D）＝4.0 mol·L－1·min－1
A. ①＞②＞③＞④ B. ④＞①＞③＞②
C. ②＞①＞③＞④ D. ③＞②＞①＞④
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解析：采用比值法比较大小。① ＝1.5 mol·L－1·min－1；② ＝0.08 mol·L－1·s－1×60 s·min－1× ＝1.6 mol·L－1·min－1；③ ＝1.5 mol·L－1·s－1×60 s·min－1× ＝45 mol·L－1·min－1；④ ＝4.0 mol·L－1·min－1× ＝1.0 mol·L－1·min－1；所以该反应进行的速率大小顺序为 ③＞②＞①＞④。
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5. 反应4A（g）＋5B（g） 4C（g）＋6D（g）在5 L的密闭容器
中进行，半分钟后，C的物质的量增加了0.30 mol。下列叙述正确
的是（　　）
A. 容器中D的物质的量至少为0.45 mol
B. A的反应速率是0.010 mol·L－1·s－1
C. 容器中A、B、C、D的物质的量之比一定是4∶5∶4∶6
D. 容器中A的物质的量一定增加了0.30 mol
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解析：　半分钟后，C的物质的量增加了0.30 mol，则根据方程
式可知半分钟内一定生成了0.45 mol D，由于不能确定反应前D的
物质的量，因此容器中D的物质的量至少为0.45 mol，A项正确；
半分钟后，C的物质的量增加了0.30 mol，则根据方程式可知一定
同时消耗0.30 mol A，则A的平均反应速率是 ＝0.002
mol·L－1·s－1，B项错误；由于不能确定反应前各物质的物质的
量，因此容器中A、B、C、D的物质的量之比不一定是
4∶5∶4∶6，C项错误；容器中A的物质的量一定减少了 0.30
mol，D项错误。
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6. 硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3＋
H2SO4 Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，因生成硫沉淀而变浑浊。
下列各组实验中最先出现浑浊的是（　　）
实
验 反应温
度/℃ Na2S2O3溶液 稀硫酸 H2O
V/mL c/（mol·L
－1） V/mL c/（mol·L－
1） V/mL
A 25 5 0.1 10 0.1 5
B 25 5 0.2 5 0.2 10
C 35 5 0.1 10 0.1 5
D 35 5 0.2 5 0.2 10
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解析：　A、B、C、D四组实验中，混合溶液体积相同，A、C组
反应物浓度相同，B、D组反应物浓度相同，是A、C组的2倍，反
应速率：B＞A，D＞C，又因A、B组反应温度为25 ℃，C、D组反
应温度为35 ℃，则反应速率：D＞B，反应速率最大的是D组，最
先出现浑浊。
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7. 根据所学知识，回答下列问题：
（1）在反应N2（g）＋3H2（g） 2NH3（g）中，若以N2表
示的该反应的化学反应速率为 0.2 mol·L－1·min－1，则以
H2表示此反应的化学反应速率为 mol·L－1·min－1。　
解析：化学反应速率之比等于化学计量数之比，v（H2）＝3v（N2）＝0.6 mol·L－1·min－1。
0.6　
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（2）在5 L的恒容密闭容器中，充入0.1 mol N2和0.4 mol H2，在
一定条件下发生反应，2 s后测得N2的物质的量为0.09 mol，
则以NH3的浓度变化表示的反应速率为 mol·L－
1·s －1。
解析：2 s后测得N2的物质的量为0.09 mol，在2 s内N2反应了0.1 mol－0.09 mol＝0.01 mol，v（N2）＝ ＝0.001 mol·L－1·s－1，则以NH3表示的反应速率为v
（NH3）＝2v（N2）＝0.002 mol·L－1·s －1。
0.002 　
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（3）将0.2 mol NH3充入容积为10 L的恒容密闭容器中，某温度下
发生反应：2NH3（g） N2（g）＋3H2（g），在0～2
s内，消耗NH3的平均速率为0.002 mol·L－1·s －1，则在2 s
时，容器中生成 mol H2，此时NH3的物质的量浓度
为 mol·L－1。
0.06　
0.016　
解析：2 s内NH3转化的物质的量为n（NH3）＝0.002 mol·L－1·s－1×2 s×10 L＝0.04 mol，则在2 s时，容器中生成的H2的物质的量为n（H2）＝1.5n（NH3）＝1.5×0.04 mol＝0.06 mol，此时NH3的物质的量浓度为c（NH3）＝ ＝0.016 mol·L－1。
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8. 对利用甲烷消除NO2污染进行研究，CH4＋2NO2 N2＋CO2＋
2H2O。在2 L密闭容器中，控制不同温度，分别加入0.50 mol CH4
和1.2 mol NO2，测得 n（CH4）随时间变化的有关实验数据见下
表。下列说法正确的是（　　）
组别 温度 时间/min n/mol　　　 0 10 20 40 50
① T1 n（CH4） 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10
② T2 n（CH4） 0.50 0.30 0.18 0.15
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A. 组别①中，0～20 min内，CH4的降解速率为 0.012 5 mol·L－1·min－1
B. 由实验数据可知实验控制的温度：T1＞T2
C. 40 min时，表格中T1对应的NO2浓度为0.20 mol·L－1
D. 0～10 min内，CH4的降解速率：①＞②
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解析：　①中0～20 min内，v（CH4）＝ ＝0.006
25 mol·L－1·min－1，A错误；温度越高反应速率越大，由实验数
据可知0～20 min内，实验①中CH4的物质的量变化量为0.25 mol，
实验②中CH4的物质的量变化量为0.32 mol，则实验②温度高，由
实验数据可知实验控制的温度：T1＜T2，B错误；T1、40 min时，
CH4的物质的量变化量为0.4 mol，则NO2的物质的量变化量为0.8
mol，此时NO2的浓度为 ＝0.20 mol·L－1，C正确；温
度越高，反应速率越快，则0～10 min内，CH4的降解速率：①＜
②，D错误。
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9. 为探究化学反应速率的影响因素，进行两组对照实验：①5 g 锌粒，40 mL 1 mol·L－1稀硫酸；②5 g锌粒，40 mL 0.5 mol·L－1稀硫酸，比较两者收集H2体积为112 mL（折合成标准状况）所用的时间。假设反应过程中溶液的体积保持不变，下列说法不正确的是（　　）
A. 实验①中用Zn2＋和H＋表示的反应速率的关系为v
（Zn2＋）∶v（H＋）＝1∶2
B. 若实验①用了10 s，则用H＋ 来表示的速率为0.001
mol·L－1·s－1
C. 对照实验的目的是探究反应物浓度对化学反应速率的
影响
D. 组装好仪器后，将注射器活塞拉出一段距离，若活塞
能恢复原位，则装置气密性良好
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解析：　Zn＋2H＋ Zn2＋＋H2↑，化学反应速率之比等于化学
计量数之比，v（Zn2＋）∶v（H＋）＝1∶2，A正确；若实验①用
了10 s，标准状况下 112 mL 氢气的物质的量为0.005 mol，消耗
0.01 mol氢离子，则用H＋来表示的速率为 ＝0.025
mol·L－1·s－1，B错误；对照实验的其他条件相同，只有稀硫酸
的浓度不同，故目的是探究反应物浓度对化学反应速率的影响，C
正确；组装好仪器后，将注射器活塞拉出一段距离，若活塞能恢复
原位，则装置气密性良好，D正确。
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10. 汽车尾气排放会产生污染，汽车尾气中含有CO、NO等有害气体。
（1）利用催化技术可将汽车尾气中的CO和NO转化为CO2和N2，
化学方程式为2NO＋2CO 2CO2＋N2。
某温度下，在容积不变的密闭容器中通入CO和NO，测得不
同时间CO的浓度如下表：
时间/s 0 1 2 3 …
c（CO）/（×10－3 mol·L－1） 4.00 3.45 3.10 2.95 …
用N2的浓度变化表示0～2 s内的平均反应速率为 mol·L－1·s－1。
2.25×10－4　
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解析：根据表中信息可知，0～2 s内CO浓度改变量为9×10－4 mol·L－1，则氮气浓度增加量为4.5×10－4 mol·L－1，用N2的浓度变化表示0～2 s内的平均反应速率为 ＝2.25×10－4 mol·L－1·s－1。
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（2）在反应物初始浓度相同，实验温度为200 ℃和300 ℃条件
下，进行以下实验：
实验编
号 实验目的 温度/℃ 同种催化剂 的比表面积/
（m2·g－1） 达平衡时所
用时间/s
1 对照实验 200 50 t1
2 研究催化剂的比
表面积对尾气转
化速率的影响 200 80 t2
3 a 300 b t3
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①补全表格：a. ；
b. 。
②测得t3＜t1，对比实验1、3，可得结论：
。
③通过实验可得到“温度相同时，增大催化剂的比表面积，
可增大尾气的转化速率”的结论，证据是对比实验1、2，
t1 t2（填“＞”“＜”或“＝”）。
研究温度对尾气转化速率的影响　
50　
温度越高，尾
气转化速率越快
＞　
【实验分析与结论】
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解析：①根据图中信息知三组实验中，1、2组是研究同种催化剂的比表面积的大小对反应速率的影响，1、3组是研究温度对反应速率的影响，研究时只能改变其中一个变量，因此a为研究温度对尾气转化速率的影响；b为50。②测得t3＜t1，对比实验1、3，可得结论：温度越高，尾气转化速率越快。③对比实验①②，催化剂的比表面积：②＞①，若催化剂的比表面积越大，反应速率越快，则 t1＞t2。
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11. 用酸性KMnO4和H2C2O4（草酸）反应研究影响反应速率的因素，
离子方程式为2Mn ＋5H2C2O4＋6H＋ 2Mn2＋＋10CO2↑＋
8H2O。一实验小组欲通过测定单位时间内生成CO2的速率，探究
某种影响化学反应速率的因素，设计实验方案如下（KMnO4溶液
已酸化）：
实验序号 A溶液 B溶液
① 20 mL 0.1 mol·L－1 H2C2O4溶液 30 mL 0.01 mol·L－1
KMnO4溶液
② 20 mL 0.2 mol·L－1 H2C2O4溶液 30 mL 0.01 mol·L－1
KMnO4溶液
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（1）该实验探究的是 因素对化学反应速率的影响。如图1，相同时间内针筒中所得CO2的体积大小关系是 ＞ （填实验序号）。
解析：对比①②实验可探究浓度对化学反应速率的影响，②中A溶液的浓度比①中大，化学反应速率大，相同时间内所得CO2的体积大。
浓度　
②　
①　
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（2）若实验①在2 min末收集了4.48 mL CO2（标准状况下），则
在2 min末，c（Mn ）＝ mol·L－1。
解析：CO2的物质的量为n（CO2）＝ ＝0.000 2 mol，根据2Mn ＋5H2C2O4＋6H＋ 2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O，所以反应的Mn 的物质的量为n（Mn ）＝ n（CO2）＝ ×0.000 2 mol＝0.000 04 mol，剩余的Mn 的物质的量为n（Mn ）＝30 mL×10－3×0.01 mol·L－1－0.000 04 mol＝0.000 26 mol，其物质的量浓度为c（Mn ）＝ ＝0.005 2 mol·L－1。
0.005 2　
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（3）除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率外，本实
验还可通过测定
来比较化学反应速率。
解析：通过测定KMnO4溶液完全褪色所需时间或产生相同体积气体所需时间来比较化学反应速率。
KMnO4溶液完全褪色所需时间（或产生
相同体积气体所需时间）　
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（4）小组同学发现反应速率总是如图2，其中t1～t2时间内速率变
快的主要原因可能是①该反应放热、②
。
解析：催化剂能加快化学反应速率，产物Mn2＋是反应的催化剂。
产物Mn2＋是反应
的催化剂
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感谢欣赏
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