第55讲 化学反应速率及影响因素(课件+学案)高中化学 高考专区 一轮复习

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第55讲 化学反应速率及影响因素(课件+学案)高中化学 高考专区 一轮复习

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第55讲 化学反应速率及影响因素
复习要求 1.知道化学反应速率的表示方法,了解测定化学反应速率的简单方法;2.掌握影响化学反应速率的因素,并能用有关理论解释。
考点一 化学反应速率及表示方法
【知识梳理】
1.化学反应速率
(1)概念
通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示。
(2)表示方法及单位
v=,单位为mol·L-1·s-1或mol/(L·s)。
(3)与化学方程式中化学计量数的关系
在反应aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g)中,存在v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=a∶b∶c∶d。
(4)注意事项
①不能用固体或纯液体来表示化学反应速率,因为固体或纯液体的浓度视为常数。
②化学反应速率一般指平均速率而不是瞬时速率,且无论用反应物还是用生成物表示均取正值。
③同一化学反应,相同条件下用不同物质表示的化学反应速率,其数值可能不同,但表示的意义相同。
小题对点过
判断正误。
(1)化学反应速率为0.8 mol·L-1·s-1是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L-1。(  )
(2)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。(  )
(3)有时也可以用单位时间内某物质质量的变化量来表示化学反应速率。(  )
(4)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。(  )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)×
2.化学反应速率的计算模型——“三段式”
先找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。对于反应mA(g)+nB(g)pC(g),起始时A的浓度为a mol·L-1,B的浓度为b mol·L-1,C的浓度为c mol·L-1,反应进行至t1 s时,A消耗了x mol·L-1,则化学反应速率的计算过程为
则v(A)=__mol·L-1·s-1;v(B)=__mol·L-1·s-1,v(C)=__mol·L-1·s-1。
小题对点过
在一定温度下,将1 mol A和2 mol B放入容积为4 L的某密闭容器中,发生反应A(s)+2B(g)C(g)+2D(g),经5 min后,测得容器内B的浓度减少了0.3 mol·L-1。则在0~5 min内,
(1)用C表示的反应速率v(C)=________。
(2)B的转化率α(B)=________。
(3)反应前后容器的压强之比=________。
(4)v(B)∶v(C)∶v(D)=________。
答案 (1)0.03 mol·L-1·min-1 (2)60%
(3) (4)2∶1∶2
解析 在0~5 min内Δn(B)=Δc·V=0.3 mol·L-1×4 L=1.2 mol,由三段式得
(1)v(C)==0.03 mol·L-1·min-1;
(2)α(B)=×100%=×100%=60%;
(3);
(4)v(B)∶v(C)∶v(D)=2∶1∶2。
【知能通关】
(一)化学反应速率与化学计量数的关系应用
1.对反应A+BAB来说,常温下按以下情况进行反应:①20 mL溶液中含A、B各0.01 mol;②50 mL溶液中含A、B各0.05 mol;③0.1 mol·L-1
的A、B溶液各10 mL混合;④0.5 mol·L-1的A、B溶液各50 mL混合。四者反应速率的大小关系是(  )
A.②>①>④>③ B.④>③>②>①
C.①>②>④>③ D.①>②>③>④
答案 A
解析 ①中c(A)=c(B)==0.5 mol·L-1;②中c(A)=c(B)==1 mol·L-1;③中c(A)=c(B)==0.05 mol·L-1;④中c(A)=c(B)==0.25 mol·L-1;在其他条件一定的情况下,浓度越大,反应速率越大,所以反应速率由大到小的顺序为②>①>④>③,A项正确。
化学反应速率大小的比较方法
(1)归一法。首先统一单位,再换算成用同一物质表示的速率,然后比较数值的大小。
(2)比值法。统一单位后,比较化学反应速率与化学计量数的比值,即对于一般反应aA+bB===cC+dD,比较,若>,则用A表示的反应速率比用B表示的反应速率大。
(二)用浓度变化表示的平均速率
2.将6 mol CO2和8 mol 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) ΔH<0。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1~3 min内H2平均反应速率是________,在8~10 min内CO2的平均反应速率是________。
答案 0.75 mol·L-1·min-1 
0 mol·L-1·min-1
3.硝基苯甲酸乙酯在OH-存在下发生水解反应:
O2NC6H4COOC2H5+OH-O2NC6H4COO-+C2H5OH,两种反应物的初始浓度均为0.050 mol·L-1,15 ℃时测得O2NC6H4COOC2H5的转化率α随时间变化的数据如表所示,回答下列问题:
t/s 0 120 180 240 330 530 600 700 800
α/% 0 33.0 41.8 48.8 58.0 69.0 70.4 71.0 71.0
(1)列式计算该反应在120~180 s与180~240 s区间的平均反应速率:_______________
________________、 _______________________________。
(2)比较两者大小可得出的结论是_______________________________。
答案 (1)v=≈7.3×10-5 mol·L-1·s-1
v=≈5.8×10-5 mol·L-1·s-1
(2)随反应的进行,反应物浓度降低,反应速率减慢
解析 (1)注意“列式计算”的要求是既要列出规范的计算式,又要计算出结果。(2)120~180 s时间段速率大是因为反应物浓度大,180~240 s时间段速率小是因为反应物浓度小,即随着反应的进行,反应物浓度降低,反应速率减慢。
(三)用其他物理量变化表示的平均速率
4.(1)(根据描述直接计算)合金贮氢材料具有优异的吸氢性能,在配合氢能的开发中起到重要作用。温度为T1时,2 g某合金4 min内吸收氢气240 mL,吸氢速率v=________mL·g-1·min-1。
(2)(根据图表信息计算)工业制硫酸的过程,SO2(g)转化为SO3(g)是关键的一步。550 ℃时,在1 L的恒温容器中发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),反应过程中部分数据见下表:
反应时间/min SO2(g)/mol O2(g)/mol SO3(g)/mol
0 4 2 0
5 1.5
10 2
15 1
若在起始时总压为p0 kPa,反应速率若用单位时间内分压的变化表示,气态物质分压=总压×气态物质的物质的量分数,则10 min内SO2(g)的反应速率v(SO2)=________kPa·min-1。
答案 (1)30 (2)
解析 (1)吸氢速率v==30 mL·g-1·min-1。
(2)根据题表中数据列出“三段式”:
气体总压之比等于气体物质的量之比,所以10 min时体系总压满足,即p10 min=p0 kPa,p初始(SO2)=p0 kPa,p10 min(SO2)=p0 kPa×p0 kPa,故v(SO2)= kPa·min-1。
考点二 影响化学反应速率的因素
【知识梳理】
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Mg>Al。
2.外因
小题对点过
下列措施可以增大化学反应速率的是________(填序号)。
①Al在氧气中燃烧生成Al2O3,将Al片改成Al粉 ②Fe与稀硫酸反应制取H2时,改用98%浓硫酸 ③H2SO4与BaCl2溶液反应时,增大压强 ④2SO2+O22SO3 ΔH<0,升高温度 ⑤Na与水反应时,增大水的用量
⑥2H2O2===2H2O+O2↑反应中,加入少量MnO2 ⑦H2与Cl2混合后光照
答案 ①④⑥⑦
3.有效碰撞理论
(1)
(2)发生有效碰撞的条件
①发生碰撞的分子具有足够高的能量。
②分子在一定的方向上发生碰撞。
(3)活化分子
有足够的能量,能够发生有效碰撞的分子叫活化分子。
活化分子百分数=×100%。
(4)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系
条件→活化分子→有效碰撞→反应速率变化
小题对点过
一定温度下,反应N2(g)+O2(g)2NO(g)在密闭容器中进行,回答下列措施对化学反应速率的影响(填“增大”“减小”或“不变”)。
(1)缩小体积使压强增大:________,原因是_________________________________。
(2)恒容充入N2:________。
(3)恒容充入He:________,原因是_________________________________。
(4)恒压充入He:________。
答案 (1)增大 单位体积内活化分子数目增加,有效碰撞的次数增多,因而反应速率增大 (2)增大 (3)不变 单位体积内活化分子数不变,因而反应速率不变 (4)减小
惰性气体对反应速率的影响
恒温恒容条件下 通入惰性气体,4总压增大,反应物浓度不变,反应速率不变
恒温恒压条件下 通入惰性气体,总体积增大,反应物浓度减小,反应速率减小
【知能通关】
1.(2025·甘肃省高三第一次联考)为了控制化学反应速率,需研究化学反应速率的影响因素。下列措施对增大化学反应速率有明显效果的是(  )
A.铁与稀硫酸反应,可滴入几滴硫酸铜溶液
B.K2SO4溶液与Ba(OH)2溶液反应时,可增大压强
C.Zn与稀盐酸反应,可加入少量醋酸钠粉末
D.保持容器容积不变,向反应2HI(g)H2(g)+I2(g)中充入氩气
答案 A
解析 A项,铁与硫酸铜溶液发生置换反应,被置换出来的铜附着在铁上,和稀硫酸共同构成原电池,可以加快反应速率,A正确;B项,K2SO4溶液与Ba(OH)2溶液的反应,没有气体参与,增大该反应的压强,反应速率不变,B错误;C项,加入少量醋酸钠粉末,与HCl反应生成CH3COOH,CH3COOH是弱酸,H+浓度减小,则反应速率减小,C错误;D项,容器体积不变,充入稀有气体,反应的气体的浓度不改变,则反应速率不变,D错误。
2.某温度下,在容积一定的密闭容器中进行反应:2X(g)+Y(g)Z(g)+W(s) ΔH>0。下列叙述正确的是(  )
A.向容器中充入氩气,反应速率不变
B.加入少量W,逆反应速率增大
C.升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小
D.将容器的容积压缩,可增大活化分子的百分数,有效碰撞次数增多
答案 A
解析 A项,恒容通“惰性气体”,反应物浓度没有改变,反应速率不变,正确;B项,W为固体,加入W,反应速率不改变,错误;C项,升高温度,v正、v逆均增大,错误;D项,改变压强,活化分子百分数不变,错误。
3.CH4和CO2联合重整能减少温室气体的排放。其他条件相同时,n(CH4)∶n(CO2)投料比为1∶1.5,发生以下两个反应:
①CH4(g)+CO2(g)2H2(g)+2CO(g) ΔH=+247.1 kJ·mol-1;
②H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g) ΔH=+41.2 kJ·mol-1。
CH4或CO2的平衡转化率与温度变化关系如图所示,下列说法错误的是(  )
A.在上述条件下,反应①②同时达到平衡
B.550~650 ℃,升温更有利于反应②
C.加热、加压都有利于增大反应①②的速率
D.n(H2)∶n(CO)始终低于1.0,是因为发生了反应②
答案 B
解析 A项,反应①②同时发生,反应②会破坏反应①的平衡,所以两个反应应该同时达到平衡,故A正确;B项,由图可知,550~600 ℃条件下,甲烷的转化率大于二氧化碳的转化率,说明升温更有利于反应①,故B错误;C项,升高温度和增大压强,化学反应速率均增大,则加热、加压时,反应①②的反应速率均会增大,故C正确;D项,由方程式可知,反应①中氢气与一氧化碳的物质的量比始终为1.0,则氢气与一氧化碳的物质的量比始终低于1.0说明发生了反应②,故D正确。
4.图1为从废钼催化剂(主要成分为MoO3、MoS2,含少量NiS、NiO、Fe2O3等)中回收利用金属的部分流程。
“焙烧”时将纯碱和废钼催化剂磨成粉末后采取如图2所示的“多层逆流焙烧”,其目的是_______________________________。
答案 增大反应物接触面积,提高反应速率和原料利用率
我的收获
知识建构 感悟笔记
1.方法规律:                             2.盲点误区:                            
体验真题 感知高考
1.(2024·甘肃卷)下列措施能降低化学反应速率的是(  )
A.催化氧化氨制备硝酸时加入铂
B.中和滴定时,边滴边摇锥形瓶
C.锌粉和盐酸反应时加水稀释
D.石墨合成金刚石时增大压强
答案 C
解析 催化氧化氨制备硝酸时,加入的铂能加快NH3转化为NO的反应速率,A项不符合题意;滴定时摇晃锥形瓶,可加快化学反应速率,B项不符合题意;锌粉和盐酸反应时,加水稀释会降低盐酸的浓度,从而降低化学反应速率,C项符合题意;石墨合成金刚石的反应中没有气体参与,故增大压强不会改变化学反应速率,D项不符合题意。
2.(2022·广东卷)在相同条件下研究催化剂Ⅰ、Ⅱ对反应X→2Y的影响,各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图,则(  )
A.无催化剂时,反应不能进行
B.与催化剂Ⅰ相比,Ⅱ使反应活化能更低
C.a曲线表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随t的变化
D.使用催化剂Ⅰ时,0~2 min内,v(X)=1.0 mol·L-1·min-1
答案 D
解析 由图可知,无催化剂时,随反应进行,生成物的浓度也在增加,说明反应也在进行,故A错误;由图可知,催化剂Ⅰ比催化剂Ⅱ催化效果好,说明催化剂Ⅰ使反应活化能更低,反应更快,故B错误;由图可知,使用催化剂Ⅱ时,在0~2 min 内Y的浓度变化了2.0 mol·L-1,而a曲线表示的X的浓度变化了2.0 mol·L-1,二者变化量之比不等于化学计量数之比,所以a曲线不表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随时间t的变化,故C错误;使用催化剂Ⅰ时,在0~2 min内,Y的浓度变化了4.0 mol·L-1,则v(Y)==2.0 mol·L-1·min-1,v(X)=v(Y)=×2.0 mol·L-1·min-1=1.0 mol·L-1·min-1,故D正确。
3.(2025·河北卷)乙二醇(EG)是一种重要的基础化工原料,可通过石油化工和煤化工等工业路线合成。
石油化工路线中,环氧乙烷(EO)水合工艺是一种成熟的乙二醇生产方法,环氧乙烷和水反应生成乙二醇,伴随生成二乙二醇(DEG)的副反应。
主反应:EO(aq)+H2O(l)===EG(aq) ΔH<0
副反应:EO(aq)+EG(aq)===DEG(aq)
体系中环氧乙烷初始浓度为1.5 mol·L-1,恒温下反应30 min,环氧乙烷完全转化,产物中n(EG)∶n(DEG)=10∶1。
①0~30 min内,v总(EO)=__________ mol·L-1·min-1。
②下列说法正确的是________________(填序号)。
a.主反应中,生成物总能量高于反应物总能量
b.0~30 min内,v总(EO)=v总(EG)
c.0~30 min内,v主(EG)∶v副(DEG)=11∶1
d.选择适当催化剂可提高乙二醇的最终产率
答案 ①0.05 ②cd
解析 ①环氧乙烷的初始浓度为1.5 mol·L-1,反应30 min,环氧乙烷完全转化,则0~30 min内,v总(EO)==0.05 mol·L-1·min-1。②主反应ΔH<0,为放热反应,生成物总能量低于反应物总能量,a错误;由题目信息知,合成乙二醇的过程中伴随着副反应的发生,EG既是主反应的生成物,又是副反应的反应物,即EG的浓度变化量小于EO的浓度变化量,故v总(EO)>v总(EG),b错误;由题目信息知,反应完成后产物中n(EG)∶n(DEG)=10∶1,即Δn(EG)∶Δn(DEG)=10∶1,反应时间相同,则v总(EG)∶v副(DEG)=10∶1,结合v总(EG)=v主(EG)-v副(EG)可得,,则v主(EG)∶v副(DEG)=11∶1,c正确;选择适当催化剂可以提高主反应的选择性,从而提高乙二醇的最终产率,d正确。
1.高考热点:                                  
                                       
                                       
2.新考法新角度:                                
                                       
                                       
分层训练 提升考能
基础落实
1.一定温度下,在某密闭容器中发生反应:2HI(g)H2(g)+I2(s) ΔH>0,若0~15 s 内c(HI)由 0.1 mol·L-1降到0.07 mol·L-1,则下列说法正确的是(  )
A.0~15 s内用I2表示的平均反应速率为v(I2)=0.001 mol·L-1·s-1
B.c(HI)由0.07 mol·L-1降到0.05 mol·L-1所需的反应时间小于10 s
C.升高温度,正反应速率加快,逆反应速率减慢
D.减小反应体系的体积,化学反应速率加快
答案 D
解析 I2为固态,故不能用它表示化学反应速率,A错误;0~15 s,v(HI)==0.002 mol·L-1·s-1,若反应仍以该反应速率进行,则t==10 s,但随着反应的进行,反应物浓度降低,反应速率减慢,所用时间应大于10 s,B错误;升高温度,正、逆反应速率均加快,C错误;减小反应体系的体积,从而增大了压强,化学反应速率加快,D正确。
2.已知2H2S(g)+3O2(g)2SO2(g)+2H2O(g),若反应速率分别用v(H2S)、v(O2)、v(SO2)、v(H2O)表示,则正确的关系式为(  )
A.2v(H2S)=3v(O2) B.2v(O2)=3v(SO2)
C.3v(O2)=2v(SO2) D.3v(O2)=2v(H2O)
答案 B
解析 化学反应速率之比等于化学计量数之比,由化学方程式可知,v(H2S)∶v(O2) ∶v(SO2)∶v(H2O)=2∶3∶2∶2,根据化学反应速率之比等于化学计量数之比,得3v(H2S)=2v(O2)=3v(SO2)=3v(H2O),所以B正确。
3.化学反应速率是用来表示化学反应过程进行快慢的物理量,下列措施能减慢反应速率的是(  )
选项 反应 措施
A 铁片与硫酸反应制取H2 将铁片换成铁屑
B 大理石与稀盐酸反应制取CO2 加入NaCl溶液
C H2O2溶液分解制备O2 添加少量MnO2
D 密闭容器中N2与H2合成NH3 压缩容器容积
答案 B
解析 大理石与稀盐酸反应过程中加入NaCl溶液,导致c(H+)减小,反应速率减慢,选B。
4.常压下羰基化法精炼镍Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)在不同条件下的化学反应速率如下,下列化学反应速率由大到小的排序正确的是(  )
①v[Ni(CO)4]=0.2 mol·L-1·s-1
②v(CO)=6.0 mol·L-1·min-1
③v[Ni(CO)4]=1.2 mol·L-1·min-1
④v(CO)=0.5 mol·L-1·s-1
A.②>①>③>④ B.①>③>④>②
C.①>④>②>③ D.③>①>④>②
答案 C
解析 比较不同条件下速率大小时需要统一单位和物质,则将题干四种速率均转化为CO的速率,①v(CO)=4v[Ni(CO)4]=0.8 mol·L-1·s-1=48 mol·L-1·min-1,②v(CO)=6.0 mol·L-1·min-1,③v(CO)=4v[Ni(CO)4]=4.8 mol·L-1·min-1,④v(CO)=0.5 mol·L-1·s-1=30 mol·L-1·min-1,则速率①>④>②>③。
5.下列说法正确的是(  )
A.增大反应物浓度,可增大单位体积内活化分子的百分数,从而使有效碰撞次数增多
B.有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的容积),可增大活化分子的百分数,从而使反应速率增大
C.升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是减小了反应物分子中活化分子的百分数
D.催化剂能增大单位体积内活化分子的百分数,从而增大反应速率
答案 D
解析 浓度和压强的变化能改变单位体积内活化分子的总数,活化分子的百分数不变;温度、催化剂能改变活化分子的百分数,但单位体积内分子总数不变。
6.下列说法中正确的是(  )
A.已知t1 ℃时,反应C+CO22CO ΔH>0的速率为v,若升高温度则逆反应速率减小
B.恒压容器中发生反应N2+O22NO,若在容器中充入He,正、逆反应的速率均不变
C.当一定量的锌粉和过量的6 mol·L-1盐酸反应时,为了减小反应速率,又不影响产生H2的总量,可向反应器中加入一些水或CH3COONa溶液或NaNO3溶液
D.对任何一个化学反应,温度发生变化,化学反应速率一定发生变化
答案 D
解析 温度升高,正、逆反应的速率均增大,A项错误;在恒压容器中充入不参加反应的气体,导致容器的体积增大,反应物和生成物的浓度均减小,正、逆反应的速率均减小,B项错误;若能使溶液中氢离子浓度减小,则反应速率将减小,因此可选水或CH3COONa溶液,但不能用NaNO3溶液,因为在酸性溶液中N将和锌粉发生氧化还原反应生成氮的氧化物,从而使生成的H2的量减少,C项错误;任何一个化学反应的发生都有热效应,因此温度发生变化,化学反应速率一定会发生变化,D项正确。
7.碳热还原法制备氮化铝的反应式为Al2O3(s)+3C(s)+N2(g)2AlN(s)+3CO(g)。在温度、容积恒定的反应体系中,CO浓度随时间的变化关系如图曲线甲所示。下列说法不正确的是(  )
A.从a、b两点坐标可求得从a到b时间间隔内该化学反应的平均速率
B.c点切线的斜率表示该化学反应在t时刻的瞬时速率
C.维持温度、容积不变,若减少N2的物质的量进行反应,曲线甲将转变为曲线乙
D.已知该反应在高温下自发,则随着温度升高,反应物Al2O3的平衡转化率将增大
答案 C
解析 A项,由图可以得到单位时间内一氧化碳浓度的变化量,反应速率是单位时间内物质的浓度变化计算得到,则从a 、 b两点坐标可求得从a到b时间间隔内该化学反应的平均速率,故A正确;B项,c点处的切线的斜率是此时刻物质浓度除以此时刻时间,为一氧化碳的瞬时速率,故 B 正确;C项,维持温度、容积不变 ,若减少反应物N2的物质的量进行反应,平衡向逆反应方向进行,达到新的平衡状态,平衡状态与原来的平衡状态不同,曲线甲不会变为曲线乙,故 C错误;D项,该反应为气体体积增大的反应,反应ΔS>0,该反应在高温下自发,则反应ΔH-TΔS<0,反应ΔH>0,升高温度,平衡向正反应方向进行,反应物Al2O3的平衡转化率将增大,故D正确。
8.一定温度下,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),测得反应物X浓度与反应时间的数据如表所示:
反应时间/min 0 1 2 3 4 6 8
c(X)/(mol·L-1) 0.60 0.42 0.30 0.21 0.15 a 0.037 5
(1)0~3 min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a为________。
答案 (1)0.26 mol·L-1·min-1 (2)每间隔2 min,X的浓度减小为原来的一半 0.075
能力提升
9.(2025·贵州贵阳高一期末)某温度下,向2 L恒容密闭容器中加入N2O3固体,发生反应N2O3(s)NO2(g)+X(g)(未配平),反应过程如图所示,下列说法正确的是(  )
A.向容器中再加入N2O3,正反应速率加快
B.第2 min时,该反应的v正=v逆
C.反应达平衡时,N2O3的转化率为40%
D.X是NO,0~3 min用NO表示的反应速率为0.4 mol·L-1·min-1
答案 D
解析 A项,N2O3是固体,其量增加,浓度并未改变,对化学反应速率影响不大,A错误;B项,由图示信息可知,第2 min时,N2O3的物质的量还在减小,NO2的物质的量还在增大,即反应未达到平衡状态,正反应速率大于逆反应速率,B错误;C项,反应达平衡时,N2O3的转化率为×100%=60%,C错误;D项,由图分析在交叉点N2O3减少2 mol,NO2增加2 mol,因此方程式中N2O3的系数和NO2的系数相等,根据原子守恒X是NO。0~3 min,用NO表示的反应速率为v(NO)==0.4 mol·L-1·min-1,D正确。
10.某温度下,在2 L恒容密闭容器中投入一定量的A、B发生反应:3A(g)+bB(g)cC(g),12 s时生成C的物质的量为0.6 mol(反应过程如图所示)。下列说法中正确的是(  )
A.图中交点时A的消耗速率等于A的生成速率
B.2 s时,用A表示的反应速率为0.15 mol·L-1·s-1
C.化学计量数之比b∶c=1∶3
D.12 s时的压强与起始时的压强之比为8∶13
答案 D
解析 A项,图中交点时A、B的浓度相等,但浓度继续变化,则没有达到平衡状态,如达到平衡状态,各物质的浓度不变,故A错误;B项,2 s时,A的浓度变化=0.8 mol·L-1-0.5 mol·L-1=0.3 mol·L-1,则2 s内A的反应速率v==0.15 mol·L-1·s-1,但不是瞬时速率,故B错误;C项,A的浓度变化=0.8 mol·L-1-0.2 mol·L-1=0.6 mol·L-1,A表示的反应速率==0.05 mol·L-1·s-1,B的浓度变化=0.5 mol·L-1-0.3 mol·L-1=0.2 mol·L-1,计算B的反应速率= mol·L-1·s-1,C的反应速率= mol·L-1s-1,速率之比等于化学方程式计量数之比,3∶b∶c=0.05∶∶,b=1,c=1.5,化学计量数之比b∶c=2∶3,故C错误;D项,平衡时A的物质的量为0.2 mol·L-1×2 L=0.4 mol,B的物质的量为0.3 mol·L-1×2 L=0.6 mol,C的物质的量为0.6 mol,则总物质的量为1.6 mol,起始时总物质的量为2.6 mol,则12 s时的压强与起始时的压强之比为8∶13,故D正确。
11.某温度下,在金表面发生反应:2N2O(g)===2N2(g)+O2(g),其速率方程式为v=kcn(N2O)(k为速率常数)。反应过程中,c(N2O)与S(催化剂)及时间关系如图所示。已知T1/2(半衰期)为反应物消耗一半所用的时间,下列叙述正确的是(  )
A.n=2,Ⅰ条件下k=0.075 mol·L-1·min-1
B.其他条件相同,S(催化剂)越大,k越大
C.其他条件相同,c(N2O)增大,反应速率加快
D.该温度下,当S(催化剂)=450 m2·g-1,c(N2O)起始=3.0 mol·L-1时,T1/2为30 min
答案 B
解析 Ⅰ和Ⅲ其他条件相同,起始浓度不同,但反应速率相同,说明反应速率与起始浓度无关,所以n=0,k=v(N2O)=0.075 mol·L-1·min-1,A错误;对比Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ,Ⅱ中S(催化剂)最大,反应速率最快,k最大,Ⅰ和Ⅲ的S(催化剂)相同,反应速率相同,k相同,所以其他条件相同,S(催化剂)越大,k越大,B正确;c(N2O)与反应速率无关,C错误;在条件Ⅰ,S(催化剂)=450 m2·g-1,c(N2O)起始=3.0 mol·L-1,消耗一半N2O即消耗1.5 mol·L-1 N2O所用的时间为 min=20 min,所以半衰期为20 min,D错误。
12.在一定条件下,二氧化硫和氧气发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。
(1)降低温度,化学反应速率________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)600 ℃时,在一容积为2 L的密闭容器中,将二氧化硫和氧气混合,在反应进行至10 min和20 min时,分别改变了影响反应的一个条件,反应过程中SO2、O2、SO3物质的量随时间的变化如图所示,前10 min正反应速率逐渐________(填“增大”“减小”或“不变”);前15 min内用SO3表示的平均反应速率为________。
(3)图中反应进程,表示正反应速率与逆反应速率相等的时间段是________。
(4)根据图示判断,10 min时改变的条件可能是________(填编号,下同);20 min时改变的反应条件可能是________。
a.加入催化剂 b.缩小容器容积
c.降低温度 d.增加O2的物质的量
答案 (1)减小
(2)减小 1.33×10-3 mol·L-1·min-1
(3)15~20 min,25~30 min (4)ab d
解析 (1)降低温度,化学反应速率减小。(2)前10 min随着反应的不断进行,反应物SO2和O2的浓度不断减小,正反应速率减小,前15 min内用SO3表示的平均反应速率为≈1.33×10-3 mol·L-1·min-1。(3)反应过程中SO2、O2、SO3物质的量不随时间变化的时间段,即15~20 min和25~30 min反应处于平衡状态。(4)10~15 min三条曲线的斜率突然增大,说明反应速率突然加快,其原因可能是加入催化剂或缩小容器容积。反应进行至20 min时,曲线发生的变化是O2的物质的量突然增大,平衡发生移动,引起SO2、SO3物质的量随之发生变化。(共70张PPT)
大单元五 化学反应原理
第二单元 化学反应速率与化学平衡
第55讲 化学反应速率及影响因素
1.知道化学反应速率的表示方法,了解测定化学反应速率的简单方法;2.掌握影响化学反应速率的因素,并能用有关理论解释。
复习要求
考点一 化学反应速率及表示方法
考点二 影响化学反应速率的因素
目
录
CONTENTS
体验真题 感知高考
分层训练 提升考能
考点一
化学反应速率及表示方法
知识梳理
知能通关
1.化学反应速率
(1)概念
通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示。
(2)表示方法及单位
v=,单位为_________________________。
(3)与化学方程式中化学计量数的关系
在反应aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g)中,存在v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=_______________。
mol·L-1·s-1或mol/(L·s)
a∶b∶c∶d
(4)注意事项
①不能用固体或纯液体来表示化学反应速率,因为固体或纯液体的浓度视为常数。
②化学反应速率一般指平均速率而不是瞬时速率,且无论用反应物还是用生成物表示均取正值。
③同一化学反应,相同条件下用不同物质表示的化学反应速率,其数值可能不同,但表示的意义相同。
判断正误。
(1)化学反应速率为0.8 mol·L-1·s-1是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L-1。(  )
(2)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。(  )
(3)有时也可以用单位时间内某物质质量的变化量来表示化学反应速率。(  )
(4)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。(  )
×
小题对点过
×
√
×
2.化学反应速率的计算模型——“三段式”
则v(A)=______________________________;
v(B)=______________________________,
v(C)=______________________________。
mol·L-1·s-1
mol·L-1·s-1
mol·L-1·s-1
0.03 mol·L-1·min-1
小题对点过
60%
解析 在0~5 min内Δn(B)=Δc·V=0.3 mol·L-1×4 L=1.2 mol,由三段式得
A.②>①>④>③ B.④>③>②>①
C.①>②>④>③ D.①>②>③>④
A
解析 ①中c(A)=c(B)==0.5 mol·L-1;②中c(A)=c(B)==1 mol·L-1;③中c(A)=c(B)==0.05 mol·L-1;④中c(A)=c(B)==0.25 mol·L-1;在其他条件一定的情况下,浓度越大,反应速率越大,所以反应速率由大到小的顺序为②>①>④>③,A项正确。
化学反应速率大小的比较方法
(1)归一法。首先统一单位,再换算成用同一物质表示的速率,然后比较数值的大小。
(2)比值法。统一单位后,比较化学反应速率与化学计量数的比值,即对于一般反应aA+bB===cC+dD,比较,若>,则用A表示的反应速率比用B表示的反应速率大。
(二)用浓度变化表示的平均速率
2.将6 mol CO2和8 mol 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) ΔH<0。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1~3 min内H2平均反应速率是_________________,在8~10 min内CO2的平均反应速率是_________________。
0.75 mol·L-1·min-1
0 mol·L-1·min-1
3.硝基苯甲酸乙酯在OH-存在下发生水解反应:
t/s 0 120 180 240 330 530 600 700 800
α/% 0 33.0 41.8 48.8 58.0 69.0 70.4 71.0 71.0
(1)列式计算该反应在120~180 s与180~240 s区间的平均反应速率:
_____________________________________________________________、
_____________________________________________________________。
(2)比较两者大小可得出的结论是
_____________________________________________________________。
v=≈7.3×10-5 mol·L-1·s-1
v=≈5.8×10-5 mol·L-1·s-1
随反应的进行,反应物浓度降低,反应速率减慢
解析 (1)注意“列式计算”的要求是既要列出规范的计算式,又要计算出结果。(2)120~180 s时间段速率大是因为反应物浓度大,180~240 s时间段速率小是因为反应物浓度小,即随着反应的进行,反应物浓度降低,反应速率减慢。
(三)用其他物理量变化表示的平均速率
4.(1)(根据描述直接计算)合金贮氢材料具有优异的吸氢性能,在配合氢能的开发中起到重要作用。温度为T1时,2 g某合金4 min内吸收氢气240 mL,吸氢速率v=________mL·g-1·min-1。
30
解析 (1)吸氢速率v==30 mL·g-1·min-1。
若在起始时总压为p0 kPa,反应速率若用单位时间内分压的变化表示,气态物质分压=总压×气态物质的物质的量分数,则10 min内SO2(g)的反应速率v(SO2)=________kPa·min-1。
反应时间/min SO2(g)/mol O2(g)/mol SO3(g)/mol
0 4 2 0
5 1.5
10 2
15 1
解析 (2)根据题表中数据列出“三段式”:
气体总压之比等于气体物质的量之比,所以10 min时体系总压满足,即p10 min=p0 kPa,p初始(SO2)=p0 kPa,p10 min(SO2)=p0 kPa×p0 kPa,故v(SO2)= kPa·min-1。
考点二
影响化学反应速率的因素
知识梳理
知能通关
1.内因
反应物_______________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Mg___Al。
本身的性质
>
2.外因
增大
减小
不变
增大
减小
气体
增大
减小
增大
相同
比表面积
下列措施可以增大化学反应速率的是__________(填序号)。
①Al在氧气中燃烧生成Al2O3,将Al片改成Al粉
②Fe与稀硫酸反应制取H2时,改用98%浓硫酸
③H2SO4与BaCl2溶液反应时,增大压强
①④⑥⑦
小题对点过
⑤Na与水反应时,增大水的用量
⑥2H2O2===2H2O+O2↑反应中,加入少量MnO2
⑦H2与Cl2混合后光照
3.有效碰撞理论
(2)发生有效碰撞的条件
①发生碰撞的分子具有_________的能量。
②分子在__________________发生碰撞。
能发生反应
不能发生反应
足够高
一定的方向上
能量
有效碰撞
(4)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系
条件→活化分子→有效碰撞→反应速率变化
一定温度下,反应N2(g)+O2(g) 2NO(g)在密闭容器中进行,回答下列措施对化学反应速率的影响(填“增大”“减小”或“不变”)。
(1)缩小体积使压强增大:________,原因是
____________________________________________________________________。
(2)恒容充入N2:________。
(3)恒容充入He:______,原因是_________________________________________。
(4)恒压充入He:________。
增大
小题对点过
单位体积内活化分子数目增加,有效碰撞的次数增多,因而反应速率增大
增大
不变
单位体积内活化分子数不变,因而反应速率不变
减小
惰性气体对反应速率的影响
恒温恒容条件下 通入惰性气体,4总压增大,反应物浓度不变,反应速率不变
恒温恒压条件下 通入惰性气体,总体积增大,反应物浓度减小,反应速率减小
1.(2025·甘肃省高三第一次联考)为了控制化学反应速率,需研究化学反应速率的影响因素。下列措施对增大化学反应速率有明显效果的是(  )
A.铁与稀硫酸反应,可滴入几滴硫酸铜溶液
B.K2SO4溶液与Ba(OH)2溶液反应时,可增大压强
C.Zn与稀盐酸反应,可加入少量醋酸钠粉末
A
解析 A项,铁与硫酸铜溶液发生置换反应,被置换出来的铜附着在铁上,和稀硫酸共同构成原电池,可以加快反应速率,A正确;B项,K2SO4溶液与Ba(OH)2溶液的反应,没有气体参与,增大该反应的压强,反应速率不变,B错误;C项,加入少量醋酸钠粉末,与HCl反应生成CH3COOH,CH3COOH是弱酸,H+浓度减小,则反应速率减小,C错误;D项,容器体积不变,充入稀有气体,反应的气体的浓度不改变,则反应速率不变,D错误。
A.向容器中充入氩气,反应速率不变
B.加入少量W,逆反应速率增大
C.升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小
D.将容器的容积压缩,可增大活化分子的百分数,有效碰撞次数增多
A
解析 A项,恒容通“惰性气体”,反应物浓度没有改变,反应速率不变,正确;B项,W为固体,加入W,反应速率不改变,错误;C项,升高温度,v正、v逆均增大,错误;D项,改变压强,活化分子百分数不变,错误。
3.CH4和CO2联合重整能减少温室气体的排放。其他条件相同时,n(CH4)∶n(CO2)投料比为1∶1.5,发生以下两个反应:
A.在上述条件下,反应①②同时达到平衡
B.550~650 ℃,升温更有利于反应②
C.加热、加压都有利于增大反应①②的速率
D.n(H2)∶n(CO)始终低于1.0,是因为发生了
反应②
B
解析 A项,反应①②同时发生,反应②会破坏反应①的平衡,所以两个反应应该同时达到平衡,故A正确;B项,由图可知,550~600 ℃条件下,甲烷的转化率大于二氧化碳的转化率,说明升温更有利于反应①,故B错误;C项,升高温度和增大压强,化学反应速率均增大,则加热、加压时,反应①②的反应速率均会增大,故C正确;D项,由方程式可知,反应①中氢气与一氧化碳的物质的量比始终为1.0,则氢气与一氧化碳的物质的量比始终低于1.0说明发生了反应②,故D正确。
4.图1为从废钼催化剂(主要成分为MoO3、MoS2,含少量NiS、NiO、Fe2O3等)中回收利用金属的部分流程。
“焙烧”时将纯碱和废钼催化剂磨成粉末后采取如图2所示的“多层逆流焙烧”,其目的是_____________________________________________________。
增大反应物接触面积,提高反应速率和原料利用率
体验真题 感知高考
1.(2024·甘肃卷)下列措施能降低化学反应速率的是(  )
A.催化氧化氨制备硝酸时加入铂
B.中和滴定时,边滴边摇锥形瓶
C.锌粉和盐酸反应时加水稀释
D.石墨合成金刚石时增大压强
C
解析 催化氧化氨制备硝酸时,加入的铂能加快NH3转化为NO的反应速率,A项不符合题意;滴定时摇晃锥形瓶,可加快化学反应速率,B项不符合题意;锌粉和盐酸反应时,加水稀释会降低盐酸的浓度,从而降低化学反应速率,C项符合题意;石墨合成金刚石的反应中没有气体参与,故增大压强不会改变化学反应速率,D项不符合题意。
2.(2022·广东卷)在相同条件下研究催化剂Ⅰ、Ⅱ对反应X→2Y的影响,各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图,则(  )
A.无催化剂时,反应不能进行
B.与催化剂Ⅰ相比,Ⅱ使反应活化能更低
C.a曲线表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随t的变化
D.使用催化剂Ⅰ时,0~2 min内,v(X)=
1.0 mol·L-1·min-1
D
解析 由图可知,无催化剂时,随反应进行,生成物的浓度也在增加,说明反应也在进行,故A错误;由图可知,催化剂Ⅰ比催化剂Ⅱ催化效果好,说明催化剂Ⅰ使反应活化能更低,反应更快,故B错误;由图可知,使用催化剂Ⅱ时,在0~2 min 内Y的浓度变化了2.0 mol·L-1,而a曲线表示的X的浓度变化了2.0 mol·L-1,二者变化量之比不等于化学计量数之比,所以a曲线不表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随时间t的变化,故C错误;使用催化剂Ⅰ时,在0~2 min内,Y的浓度变化了4.0 mol·L-1,则v(Y)==2.0 mol·L-1·min-1,v(X)=v(Y)=×2.0 mol·L-1·min-1=1.0 mol·L-1·min-1,故D正确。
3.(2025·河北卷)乙二醇(EG)是一种重要的基础化工原料,可通过石油化工和煤化工等工业路线合成。
石油化工路线中,环氧乙烷(EO)水合工艺是一种成熟的乙二醇生产方法,环氧乙烷和水反应生成乙二醇,伴随生成二乙二醇(DEG)的副反应。
主反应:EO(aq)+H2O(l)===EG(aq) ΔH<0
副反应:EO(aq)+EG(aq)===DEG(aq)
体系中环氧乙烷初始浓度为1.5 mol·L-1,恒温下反应30 min,环氧乙烷完全转化,产物中n(EG)∶n(DEG)=10∶1。
①0~30 min内,v总(EO)=__________ mol·L-1·min-1。
②下列说法正确的是__________(填序号)。
a.主反应中,生成物总能量高于反应物总能量
b.0~30 min内,v总(EO)=v总(EG)
c.0~30 min内,v主(EG)∶v副(DEG)=11∶1
d.选择适当催化剂可提高乙二醇的最终产率
0.05
cd
分层训练 提升考能
A.0~15 s内用I2表示的平均反应速率为v(I2)=0.001 mol·L-1·s-1
B.c(HI)由0.07 mol·L-1降到0.05 mol·L-1所需的反应时间小于10 s
C.升高温度,正反应速率加快,逆反应速率减慢
D.减小反应体系的体积,化学反应速率加快
D
解析 I2为固态,故不能用它表示化学反应速率,A错误;0~15 s,v(HI)==0.002 mol·L-1·s-1,若反应仍以该反应速率进行,则t==10 s,但随着反应的进行,反应物浓度降低,反应速率减慢,所用时间应大于10 s,B错误;升高温度,正、逆反应速率均加快,C错误;减小反应体系的体积,从而增大了压强,化学反应速率加快,D正确。
A.2v(H2S)=3v(O2) B.2v(O2)=3v(SO2)
C.3v(O2)=2v(SO2) D.3v(O2)=2v(H2O)
B
解析 化学反应速率之比等于化学计量数之比,由化学方程式可知,v(H2S)∶v(O2) ∶v(SO2)∶v(H2O)=2∶3∶2∶2,根据化学反应速率之比等于化学计量数之比,得3v(H2S)=2v(O2)=3v(SO2)=3v(H2O),所以B正确。
3.化学反应速率是用来表示化学反应过程进行快慢的物理量,下列措施能减慢反应速率的是(  )
B
选项 反应 措施
A 铁片与硫酸反应制取H2 将铁片换成铁屑
B 大理石与稀盐酸反应制取CO2 加入NaCl溶液
C H2O2溶液分解制备O2 添加少量MnO2
D 密闭容器中N2与H2合成NH3 压缩容器容积
解析 大理石与稀盐酸反应过程中加入NaCl溶液,导致c(H+)减小,反应速率减慢,选B。
①v[Ni(CO)4]=0.2 mol·L-1·s-1
②v(CO)=6.0 mol·L-1·min-1
③v[Ni(CO)4]=1.2 mol·L-1·min-1
④v(CO)=0.5 mol·L-1·s-1
A.②>①>③>④ B.①>③>④>②
C.①>④>②>③ D.③>①>④>②
C
解析 比较不同条件下速率大小时需要统一单位和物质,则将题干四种速率均转化为CO的速率,①v(CO)=4v[Ni(CO)4]=0.8 mol·L-1·s-1=48 mol·L-1·min-1,②v(CO)=6.0 mol·L-1·min-1,③v(CO)=4v[Ni(CO)4]=4.8 mol·L-1·min-1,④v(CO)=0.5 mol·L-1·s-1=30 mol·L-1·min-1,则速率①>④>②>③。
5.下列说法正确的是(  )
A.增大反应物浓度,可增大单位体积内活化分子的百分数,从而使有效碰撞次数增多
B.有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的容积),可增大活化分子的百分数,从而使反应速率增大
C.升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是减小了反应物分子中活化分子的百分数
D.催化剂能增大单位体积内活化分子的百分数,从而增大反应速率
D
解析 浓度和压强的变化能改变单位体积内活化分子的总数,活化分子的百分数不变;温度、催化剂能改变活化分子的百分数,但单位体积内分子总数不变。
6.下列说法中正确的是(  )
D
解析 温度升高,正、逆反应的速率均增大,A项错误;在恒压容器中充入不参加反应的气体,导致容器的体积增大,反应物和生成物的浓度均减小,正、逆反应的速率均减小,B项错误;若能使溶液中氢离子浓度减小,则反应速率将减小,因此可选水或CH3COONa溶液,但不能用NaNO3溶液,因为在酸性溶液中N将和锌粉发生氧化还原反应生成氮的氧化物,从而使生成的H2的量减少,C项错误;任何一个化学反应的发生都有热效应,因此温度发生变化,化学反应速率一定会发生变化,D项正确。
A.从a、b两点坐标可求得从a到b时间间隔内该化学反应
的平均速率
B.c点切线的斜率表示该化学反应在t时刻的瞬时速率
C.维持温度、容积不变,若减少N2的物质的量进行反
应,曲线甲将转变为曲线乙
D.已知该反应在高温下自发,则随着温度升高,反应物Al2O3的平衡转化率将增大
C
解析 A项,由图可以得到单位时间内一氧化碳浓度的变化量,反应速率是单位时间内物质的浓度变化计算得到,则从a 、 b两点坐标可求得从a到b时间间隔内该化学反应的平均速率,故A正确;B项,c点处的切线的斜率是此时刻物质浓度除以此时刻时间,为一氧化碳的瞬时速率,故 B 正确;C项,维持温度、容积不变 ,若减少反应物N2的物质的量进行反应,平衡向逆反应方向进行,达到新的平衡状态,平衡状态与原来的平衡状态不同,曲线甲不会变为曲线乙,故 C错误;D项,该反应为气体体积增大的反应,反应ΔS>0,该反应在高温下自发,则反应ΔH-TΔS<0,反应ΔH>0,升高温度,平衡向正反应方向进行,反应物Al2O3的平衡转化率将增大,故D正确。
(1)0~3 min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a为________。
0.26 mol·L-1·min-1
反应时间/min 0 1 2 3 4 6 8
c(X)/(mol·L-1) 0.60 0.42 0.30 0.21 0.15 a 0.037 5
每间隔2 min,X的浓度减小为原来的一半
0.075
A.向容器中再加入N2O3,正反应速率加快
B.第2 min时,该反应的v正=v逆
C.反应达平衡时,N2O3的转化率为40%
D.X是NO,0~3 min用NO表示的反应速率为0.4 mol·L-1·min-1
D
解析 A项,N2O3是固体,其量增加,浓度并未改变,对化学反应速率影响不大,A错误;B项,由图示信息可知,第2 min时,N2O3的物质的量还在减小,NO2的物质的量还在增大,即反应未达到平衡状态,正反应速率大于逆反应速率,B错误;C项,反应达平衡时,N2O3的转化率为×100%=60%,C错误;D项,由图分析在交叉点N2O3减少2 mol,NO2增加2 mol,因此方程式中N2O3的系数和NO2的系数相等,根据原子守恒X是NO。0~3 min,用NO表示的反应速率为v(NO)==0.4 mol·L-1·min-1,D正确。
A.图中交点时A的消耗速率等于A的生成速率
B.2 s时,用A表示的反应速率为0.15 mol·L-1·s-1
C.化学计量数之比b∶c=1∶3
D.12 s时的压强与起始时的压强之比为8∶13
D
解析 A项,图中交点时A、B的浓度相等,但浓度继续变化,则没有达到平衡状态,如达到平衡状态,各物质的浓度不变,故A错误;B项,2 s时,A的浓度变化=0.8 mol·L-1-0.5 mol·L-1=0.3 mol·L-1,则2 s内A的反应速率v==0.15 mol·L-1·s-1,但不是瞬时速率,故B错误;C项,A的浓度变化=0.8 mol·L-1-0.2 mol·L-1=0.6 mol·L-1,A表示的反应速率==0.05 mol·L-1·s-1,B的浓度变化=0.5 mol·L-1-0.3 mol·L-1=0.2 mol·L-1,计算B的反应
速率= mol·L-1·s-1,C的反应速率= mol·L-1s-1,速率之比等于化学方程式计量数之比,3∶b∶c=0.05∶∶,b=1,c=1.5,化学计量数之比b∶c=2∶3,故C错误;D项,平衡时A的物质的量为0.2 mol·L-1×2 L=0.4 mol,B的物质的量为0.3 mol·L-1×2 L=0.6 mol,C的物质的量为0.6 mol,则总物质的量为1.6 mol,起始时总物质的量为2.6 mol,则12 s时的压强与起始时的压强之比为8∶13,故D正确。
11.某温度下,在金表面发生反应:2N2O(g)===2N2(g)+O2(g),其速率方程式为v=kcn(N2O)(k为速率常数)。反应过程中,c(N2O)与S(催化剂)及时间关系如图所示。已知T1/2(半衰期)为反应物消耗一半所用的时间,下列叙述正确的是(  )
A.n=2,Ⅰ条件下k=0.075 mol·L-1·min-1
B.其他条件相同,S(催化剂)越大,k越大
C.其他条件相同,c(N2O)增大,反应速率加快
D.该温度下,当S(催化剂)=450 m2·g-1,c(N2O)起始=3.0 mol·L-1时,T1/2为30 min
B
解析 Ⅰ和Ⅲ其他条件相同,起始浓度不同,但反应速率相同,说明反应速率与起始浓度无关,所以n=0,k=v(N2O)=0.075 mol·L-1·min-1,A错误;对比Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ,Ⅱ中S(催化剂)最大,反应速率最快,k最大,Ⅰ和Ⅲ的S(催化剂)相同,反应速率相同,k相同,所以其他条件相同,S(催化剂)越大,k越大,B正确;c(N2O)与反应速率无关,C错误;在条件Ⅰ,S(催化剂)=450 m2·g-1,c(N2O)起始=3.0 mol·L-1,消耗一半N2O即消耗1.5 mol·L-1 N2O所用的时间为 min=20 min,所以半衰期为20 min,D错误。
(1)降低温度,化学反应速率________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)600 ℃时,在一容积为2 L的密闭容器中,将二氧化硫和氧气混合,在反应进行至10 min和20 min时,分别改变了影响反应的一个条件,反应过程中SO2、O2、SO3物质的量随时间的变化如图所示,前10 min正反应速率逐渐________(填“增大”“减小”或“不变”);前15 min内用SO3表示的平均反应速率为_____________________。
减小
减小
1.33×10-3 mol·L-1·min-1
(3)图中反应进程,表示正反应速率与逆反应速率相等的时间段是_______________________。
(4)根据图示判断,10 min时改变的条件可能是____________
(填编号,下同);20 min时改变的反应条件可能是________。
a.加入催化剂
b.缩小容器容积
c.降低温度
d.增加O2的物质的量
15~20 min,25~30 min
ab
d
解析 (1)降低温度,化学反应速率减小。(2)前10 min随着反应的不断进行,反应物SO2和O2的浓度不断减小,正反应速率减小,前15 min内用SO3表示的平均反应速率为≈1.33×10-3 mol·L-1·min-1。(3)反应过程中SO2、O2、SO3物质的量不随时间变化的时间段,即15~20 min和25~30 min反应处于平衡状态。(4)10~15 min三条曲线的斜率突然增大,说明反应速率突然加快,其原因可能是加入催化剂或缩小容器容积。反应进行至20 min时,曲线发生的变化是O2的物质的量突然增大,平衡发生移动,引起SO2、SO3物质的量随之发生变化。
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