1、1第 1 节 化学反应速率及其影响因素一、选择题1中国首条“生态马路”在上海复兴路隧道建成，它运用了“光触媒”技术，在路面涂上一种光催化剂涂料，可将汽车尾气中 45%的 NO 和 CO 转化成 N2和 CO2。下列对此反应的叙述中正确的是( )A使用光催化剂不改变反应速率B使用光催化剂能提高 NO 的转化率C升高温度能加快反应速率D改变压强对反应速率无影响解析：选 C。使用催化剂可以加快反应速率，但不能改变反应物的平衡转化率，故A、B 两项错误；该反应有气体参与，改变压强可影响化学反应速率，故 D 项错误。2下列影响化学反应速率的因素中，是通过改变活化分子百分数来实现的是( )改变气体物质的浓
2、度 改变气体的压强加入催化剂 改变气体的温度A只有 B只有C只有 D解析：选 B。在影响反应速率的外界条件中，只有温度和催化剂才是通过改变活化分子百分数来实现的。浓度和压强改变的是单位体积内的活化分子个数，而不是活化分子的百分数，故 B 正确。3一定温度下，在某密闭容器中发生反应：2HI(g)H 2(g)I 2(s) H0，若015 s 内 c(HI)由 0.1 molL1 降到 0.07 molL1 ，则下列说法正确的是( )A015 s 内用 I2表示的平均反应速率为 v(I2)0.001 molL 1 s1B c(HI)由 0.07 molL1 降到 0.05 molL1 所需的反应时间
3、小于 10 sC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，化学反应速率加快解析：选 D。I 2为固态，故不能用它表示化学反应速率，A 错误；015 s， v(HI)0.002 molL1 s1 ，若反应仍以该反应速率进行，0.1 molL 1 0.07 molL 115 s则 t 10 s，但随着反应的进行，反应物浓度降低，0.07 molL 1 0.05 molL 10.002 molL 1s 1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。4一定条件下，在体积为
4、 10 L 的固定容器中发生反应：N 2(g)3H 2(g)2NH 3(g)，2反应过程如图。下列说法正确的是( )A t1 min 时正、逆反应速率相等B X 曲线表示 NH3的物质的量随时间的变化关系C08 min，H 2的平均反应速率 v(H2)0.75 molL 1 min1D1012 min，N 2的平均反应速率 v(N2)0.25 molL 1 min1解析：选 B。 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，属于生成物，因此 X 为 NH3的曲线，B 项正确；08 min， v(NH3)0.007 5 molL 1 min1 ，根据
5、化学反应速率之比等于化学计量数之比，0.6 mol10 L8 minv(H2) 0.011 25 molL1 min1 ， C 项错误；1012 min， v(NH3)v（ NH3） 320.005 molL1 min1 ， v(N2) 0.002 5 （ 0.7 0.6） mol10 L2 min v（ NH3）2molL1 min1 ，D 项错误。5对于反应 2SO2(g)O 2(g)2SO 3(g) H0，测得 c(CH4)随3反应时间( t)的变化如图所示。下列判断不正确的是( )A10 min 时，改变的外界条件可能是升高温度B010 min 内， v(H2)0.15 molL 1
6、min1C恒温下，缩小容器体积，一段时间内 v 逆 v 正D12 min 时，反应达平衡的本质原因是气体总质量不再变化解析：选 D。通过计算发现 1012 min 内的反应速率比 05 min 内的反应速率快，A正确；虽然 5 min 时已经达平衡，但求的是 10 min 内的平均反应速率， v(H2)3 v(CH4)3 0.15 molL1 min1 ，B 正确；恒温下缩小容器体积时，压强增0.50 molL 110 min大，平衡逆向移动，C 正确；反应达平衡的本质是正、逆反应速率相等，D 错误。7某兴趣小组研究含一定浓度 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
7、断下列说法正确的是( )ApH 越小氧化率越大B温度越高氧化率越小CFe 2 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。由可知，温度相同时 pH 越小，氧化率越大，由可知，pH 相同时，温度越高，氧化率越大；Fe 2 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已知某化学实验的结果如下表：反应物实验序号大小相同的金属片酸溶液在相同温度下测得的反应速率 v/mol(Lmin)11 镁条 1 molL1 盐酸 v142 铁片 1 molL1 盐酸 v23 铁片0.1 molL1 盐酸 v3下列结论正确的是( )A
8、v1v2v3 B v3v2v1C v1v3v2 D v2v3v1解析：选 A。影响化学反应速率的主要因素是反应物自身的性质，由于镁的活动性比铁强，所以与相同浓度的盐酸反应时，镁条放出氢气的速率大，即 v1v2；反应物浓度也影响反应速率，在一定范围内，速率与浓度成正比，故 v2v3。9NH 3和纯净的 O2在一定条件下发生反应：4NH 3(g)3O 2(g)2N 2(g)6H 2O(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( )A v(N2)0
9、.125 molL 1 min1B v(H2O)0.375 molL 1 min1C v(O2)0.225 molL 1 min1D v(NH3)0.250 molL 1 min1解析：选 C。设 4 min 时，生成 6x mol H2O(g)，4NH3(g)3O 2(g) 2N2(g)6H 2O(g) n(总)起始/mol 4 3 0 0 7变化/mol 4 x 3x 2x 6x44 x 33 x 2x 6x 7 x4 min时/mol据题意，则有 0.4，解得： x0.5，则 4 min 内 H2O 的变化浓度为 c(H2O)6x7 x1.5 molL1 ， v(H2O) 0.375 m
10、olL1 min1 ，再由各物质表3 mol2 L 1.5 molL 14 min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(N2)0.125 molL1 min 1， v(NH3)0.250 molL1 min1 ， v(O2)0.187 5 molL1 min1 。10反应 2NO(g)2H 2(g)=N2(g)2H 2O(g)中，每生成 7 g N2，放出 166 kJ 的热量，该反应的速率表达式为 v kcm(NO)cn(H2)(k、 m、 n 待测)，其反应包含下列两步：2NOH 2=N2H 2O2(慢)H 2O2H 2=2H2O(快) T 时测得有关
11、实验数据如下：序号 c(NO)/molL1 c(H2)/molL1 速率5/molL1 0.006 0 0.001 0 1.8104 0.006 0 0.002 0 3.6104 0.001 0 0.006 0 3.0105 0.002 0 0.006 0 1.2104下列说法错误的是( )A整个反应速率由第步反应决定B正反应的活化能一定是C该反应速率表达式： v5 000 c2(NO)c(H2)D该反应的热化学方程式为 2NO(g)2H 2(g)=N2(g)2H 2O(g) H664 kJmol1解析：选 B。A.2NOH 2=N2H 2O2(慢)，H 2O2H 2=2H2O(快)，反应历程
12、中反应慢的决定反应速率，整个反应速率由第步反应决定，正确；B.反应难以进行，说明反应的活化能高，正反应的活化能一定是，错误；C.比较实验、数据 NO 浓度不变，氢气浓度增大一倍，反应速率增大一倍，实验、数据 H2浓度不变，NO 浓度增大一倍，反应速率增大四倍，据此得到速率方程： v kc2(NO)c(H2)，依据实验中数据计算 k5 000，则速率表达式为 v5 000c2(NO)c(H2)，正确；D.反应 2NO(g)2H 2(g)=N2(g)2H 2O(g)中，每生成 7 g N2放出 166 kJ 的热量，生成 28 g N2放热 664 kJ，热化学方程式为 2NO(g)2H 2(g)
13、=N2(g)2H 2O(g) H664 kJmol 1 ，正确。二、非选择题11一定温度下，在 2 L 的密闭容器中，X、Y、Z 三种气体的量随时间变化的曲线如图所示：(1)从反应开始到 10 s 时，用 Z 表示的反应速率为 ，X 的物质的量浓度减少了 ，Y 的转化率为 。(2)该反应的化学方程式为 。(3)10 s 后的某一时刻( t1)改变了外界条件，其速率随时间的变化图像如图所示。则下列说法符合该图像的是 。6A t1时刻，增大了 X 的浓度B t1时刻，升高了体系温度C t1时刻，缩小了容器体积D t1时刻，使用了催化剂解析：(1)分析图像知： c(Z)0.79 molL1 ， v(
14、Z)0.079 molL1 s1 ， c(X)0.395 molL1 。Y 的转化率 (Y) 100%79.0%。1.00 mol 0.21 mol1.00 mol(2)由各物质转化的量：X 为 0.79 mol，Y 为 0.79 mol，Z 为 1.58 mol 可知化学方程式中各物质的化学计量数之比为 112，则化学方程式为 X(g)Y(g)2Z(g) 。(3)由图像可知，外界条件同等程度地增大了该反应的正、逆反应速率。增大 X 的浓度、升高体系温度均不会同等程度地改变正、逆反应速率，A、B 错误。由(2)中的解析可知，该反应为反应前后气体体积不变的反应，缩小容器体积即增大压强，可同等程度
15、地增大正、逆反应速率，C 正确。使用催化剂可同等程度地改变正、逆反应速率，D 正确。答案：(1)0.079 molL1 s1 0.395 molL1 79.0% (2)X(g)Y(g)2Z(g) (3)CD12在一定条件下，二氧化硫和氧气发生反应：2SO 2(g)O 2(g)2SO 3(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、O 2、SO 3物质的量随时间的变化如图所示，前 10 min 正反
16、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 。7(4)根据如图判断，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1.3310 3 molL1 min1 。(3)反应过程中 SO2、O
17、 2、SO 3物质的量不0.04 mol2 L15 min随时间变化的时间段，即 1520 min 和 2530 min 反应处于平衡状态。(4)1015 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、SO 3物质的量随之发生变化。答案：(1)减小(2)减小 1.3310 3 molL1 min1(3)1520 min，2530 min (4)ab d13某小组研究影响反应速率的因素。(1)实验一：探究酸的强弱对酸与镁条反应速率的影响。设计实验方案如
18、下表，表中 c molL 1 。编号酸的种类酸的浓度/molL1酸的体积/mL 镁条质量/g1 醋酸 1.0 10 2.02 盐酸 c 10 2.0实验步骤a检查装置(左图)的气密性后，添加药品；b反应开始后， ；c将所记录的数据转化为曲线图(右图)。写出 05 min 醋酸、盐酸与镁条反应的反应速率变化规律： 。(2)实验二：探究反应条件对 0.10 mol/L Na2S2O3溶液与稀 H2SO4反应速率的影响，其8设计与测定结果如下：编号反应温度/Na2S2O3溶液/mLV(蒸馏水)/mL0.10 mol/L H2SO4溶液/mL乙1 25 10.0 0 10.02 25 5.0 a 10
19、.03 45 10.0 0 10.0写出上述实验原理的离子方程式： 。上述实验 1、3 是探究 对化学反应速率的影响；若上述实验 1、2 是探究浓度对化学反应速率的影响，则 a 的值为 ；乙是实验需要测量的物理量，则表格中“乙”应填写 。解析：(1)要探究酸的强弱对酸与镁条反应速率的影响，则必须保持其他影响反应速率的因素保持一致，故醋酸和盐酸的浓度应相同，故 c 也应为 1.0 molL1 ；据题图可知，要通过测量在相同的时间段内收集到的氢气体积的大小来测量反应速率，故在反应开始后，应每隔 1 min 记录一次生成 H2的体积；通过题中图像分析可知，单位时间内醋酸与镁条反应生成氢气的体积变化很
20、小，即醋酸与镁条的反应速率变化不大；而盐酸与镁条的反应一开始很快，一段时间后，单位时间内生成的氢气的体积明显变小，即反应速率明显减小。(2)Na 2S2O3溶液与稀 H2SO4反应生成二氧化硫和硫单质，其反应的离子方程式为 S2O2H =SH 2OSO 2 ；当探究某一种因素对反应速率的影响时，必须保持其他23影响因素一致，通过比较实验 1、3 的反应条件可知，实验 1、3 可探究温度对反应速率的影响；实验 1、2 中的 Na2S2O3溶液的加入体积不同，故是探究 Na2S2O3溶液浓度不同对反应速率的影响，但反应溶液的总体积需相同，故应加入蒸馏水来确保溶液的总体积相同， a的值为 5.0；要
21、准确描述反应速率的快慢，必须准确测得溶液出现浑浊时间的长短，故乙是“出现浑浊的时间/min(或 s)”。答案：(1)1.0 每隔 1 min 记录一次生成 H2的体积 醋酸与镁条反应的速率随时间变化不明显；盐酸与镁条反应开始阶段反应速率很快，一段时间后反应速率明显减小(2)S 2O 2H =SH 2OSO 223温度 5.0 出现浑浊的时间/min(或 s)14向某密闭容器中加入 0.15 molL1 A、0.05 molL1 C 和一定量的 B 三种气体。一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如图中甲图所示 t0 t1时 c(B)未画出， t1时为 0.05 molL1 。乙图为 t2时刻
22、后改变反应条件，平衡体系中正、逆反应速率随时间变化的情况。9(1)若 t4时改变的条件为减小压强，则 B 的起始物质的量浓度为 molL 1 。(2)若 t5时改变的条件是升温，此时 v(正) v(逆)，若 A 的物质的量减少 0.03 mol 时，容器与外界的热交换总量为 a kJ，写出反应的热化学方程式： 。(3)t3时改变的某一反应条件可能是 (填序号)。a使用催化剂 b增大压强 c增大反应物浓度(4)在恒温恒压下通入惰性气体， v(正) v(逆)(填“” “”或“ v(逆)，平衡正向移动，故此反应为吸热反应，其热化学方程式为3A(g)2C(g) B(g) H100 a kJmol1 。(3)乙图中 t3时刻 v(正)、 v(逆)以同等倍数增大，故改变的条件应是增大压强或加入催化剂。(4)在恒温恒压下充入惰性气体，各组分浓度相同倍数减小，相当于减压，因本反应为等气体体积反应，平衡不移动，故 v(正) v(逆)。答案：(1)0.02 (2)3A(g)2C(g) B(g) H100 a kJmol1 (3)ab (4)
