第二节化学反应的速率

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1、第二节 化学反应速率 1氨分解反应在容积为 2 L 的密闭容器内进行。已知起始时氨气的物质的量为 4 mol,5 秒末为 2.4 mol，则用氨气表示该反应的速率为()A0.32 mol/(Ls)B0.16 mol/(Ls)C1.6 mol/(Ls)D0.8 mol/(Ls)解析：化学反应速率是用单位时间内某物质浓度的变化来表示，其中“单位时间”和“物质浓度的变化”两个因素必须同时考虑，缺一不可。若忽略了“单位时间”只考虑氨气的物质的量的变化，会误选 C；只考虑氨气的浓度的变化，会误选 D；若将反应速率误认为是以单位时间内物质的物质的量变化来表示，会误选 A。正确的计算是：v(NH3)42.4

2、250.16 mol/(Ls)答案：B 2反应 A(g)3B(g)2C(g)；Hp，正反应为放热反应 Bmp，正反应为放热反应 Dmnp，正反应为吸热反应 解析：由 vT 图像可以看出，升高温度时，逆反应速率增大程度大，说明逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应。从 vP 图像知，增大压强时，正反应速率增大程度大，考虑到 B 为液态，则 mp，故选 A。答案：A 7(2008北京理综，12)工业上制备纯硅反应的热化学方程式如下：SiCl4(g)2H2(g)=Si(s)4HCl(g)；HQ kJ/mol(Q0)某温度、压强下，将一定量反应物通入密闭容器进行以上反应(此条件下为可逆反应)，下列叙述正

3、确的是()A反应过程中，若增大压强能提高 SiCl4的转化率 B若反应开始时 SiCl4为 1 mol，则达到平衡时，吸收热量为 Q kJ C反应至 4 min 时，若 HCl 浓度为 0.12 mol/L，则 H2的反应速率为 0.03 mol/(Lmin)D当反应吸收热量为 0.025 Q kJ 时，生成的 HCl 通入 100 mL 1 mol/L 的 NaOH 溶液中恰好反应 解析：因反应是气体体积增大的反应，所以加压会减小 SiCl4的转化率，A 错；因反应为可逆反应，SiCl4不可能反应 1 mol，故达平衡时吸收热量应小于 Q kJ，B 错；列式计算v(HCl)0.12 mol/

4、L4 min0.03 mol/(Lmin)，v(H2)12v(HCl)0.015 mol/(Lmin)，C 错误；据热化学方程式比例关系计算，吸收 0.025Q kJ 能量，则有 0.1 mol HCl 生成，可中和 0.1 mol NaOH，D 正确。答案：D 8.(2009全国，27)某温度时，在 2 L 密闭容器中气态物质 X 和 Y 反应生成气态物质 Z，它们的物质的量随时间的变化如下表所示。(1)根据下表中数据，画出 X、Y、Z 的物质的量(n)随时间(t)变化的曲线。t/min X/mol Y/mol Z/mol 0 1.00 1.00 0.00 1 0.90 0.80 0.20

5、3 0.75 0.50 0.50 5 0.65 0.30 0.70 9 0.55 0.10 0.90 10 0.55 0.10 0.90 14 0.55 0.10 0.90(2)体系中发生反应的化学方程式是_；(3)列式计算该反应在 03 min 时间内产物 Z 的平均反应速率：_；(4)该反应达到平衡时反应物 X 的转化率 等于_；(5)如果该反应是放热反应。改变实验条件(温度、压强、催化剂)得到 Z 的物质的量随时间变化的曲线、(如图所示)，则曲线、所对应的实验条件改变分别是：_，_，_。答案：(1)(2)X(g)2Y(g)2Z(g)(3)0.50 mol2 L3 min0.083 mol

6、L1min1(4)45%(5)升高温度 加入催化剂 增大压强 9在相同条件下进行 Mg 与 HCl、CH3COOH 反应的对照实验，相关数据如下：Mg 的质量 酸 量 开始时反应速率 产生H2总量 0.24 g HCl 0.2 mol/L 100 mL v1 n1 0.24 g CH3COOH 0.2 mol/L 100 mL v2 n2(1)试比较有关量的大小：v1_v2，n1_n2(填“”、“”或“v2。(2)改变条件使实验中 v1降低，n1不变，需满足 c(H)降低，n(H)保持不变，因此可采取向 HCl 中加水稀释或降低温度，或加入 CH3COONa 固体等方法。答案：(1)(2)加少

7、量水 降温或加少量 CH3COONa 固体 10在下列事实中，什么因素影响了化学反应的速率？(1)集气瓶中有 H2和 Cl2的混合气体，在瓶外点燃镁条时发生爆炸_；(2)黄铁矿煅烧时要粉碎成细小的矿粒_；(3)KI 晶体和 HgCl2晶体混合后无明显现象，若一起投入水中，很快生成红色HgI2_；(4)熔化的 KClO3放出气泡很慢，撒入少量 MnO2很快产生气体_；(5)同浓度、同体积的盐酸中放入同样大小的锌粒和镁块，产生气体有快有慢_；(6)同样大小的石灰石分别在 0.1 mol/L 的盐酸和 1 mol/L 的盐酸中反应速率不同_；(7)夏天的食品易变霉，冬天就不易发生该现象_。解析：影响

8、化学反应速率的因素除了浓度、温度、压强、催化剂以外，光、电磁波、超声波、反应物颗粒的大小、溶剂的性质等，也会对化学反应速率产生影响。答案：(1)光(2)反应物的接触面积(3)在溶液中，水作溶剂，增大了接触面积(4)催化剂(5)反应物本身的性质(6)反应物的浓度(7)反应温度 11.(2009安徽理综，28)Fenton 法常用于处理含难降解有机物的工业废水，通常是在调节好 pH 和 Fe2浓度的废水中加入 H2O2，所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该 方法降解有机污染物 p-CP，探究有关因素对该降解反应速率的影响。实验设计 控制 p-CP 的初始浓度相同，恒定实验温度在 298 K

9、 或 313 K(其余实验条件见下表)，设计如下对比实验。(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)。实验 编号 实验目的 T/K pH c/103 molL1 H2O2 Fe2 为以下实验作参照 298 3 6.0 0.30 探究温度对降解反应速率的影响 298 10 6.0 0.30 数据处理 实验测得 p-CP 的浓度随时间变化的关系如上图。(2)请根据上图实验曲线，计算降解反应 50150 s 内的反应速率：v(p-CP)_molL1s1。解释与结论(3)实验、表明温度升高，降解反应速率增大。但温度过高时反而导致降解反应速率减小，请从 Fenton 法所用试剂 H2O2的角度分析原因

10、：_。(4)实验得出的结论是：pH 等于 10 时，_。思考与交流(5)实验时需在不同时间从反应器中取样，并使所取样品中的反应立即停止下来。根据上图中的信息，给出一种迅速停止反应的方法：_。解析：(1)由题意可知实验是参照实验，所以与实验相比，实验和只能改变一个条件，这样才能起到对比实验的目的，则实验是探究温度对反应速率的影响，则 T313 K，pH3，c(H2O2)6.0 molL1，c(Fe2)0.30 molL1，实验是探究 pH 的大小对反应速率的影响；(2)实验曲线中，50150 s 内。c(p-CP)1.2103 molL10.4103 molL10.8103 molL1，所以 V

11、(p-CP)0.8103 molL1100 s8.0106 molL1s1。(3)在降解反应中，H2O2新产生的自由基起氧化作用，温度过高，H2O2因热稳定性差而分解，导致降解反应速率下降。(4)由双曲线可知，pH10 时，c(p-CP)基本不变，反应趋于停止。(5)由(4)得到启示：在 pH10 溶液中，反应速率趋于零，可将所取样加入 NaOH 溶液中(使pH10)反应停止。答案：(1)实验 编号 实验目的 T/K pH c/103 molL1 H2O2 Fe2 313 3 6.0 0.30 探究溶液的pH对降解反应速率的影响 (2)8.0106(3)过氧化氢在温度过高时迅速分解(4)反应速

12、率趋向于零(或该降解反应趋于停止)(5)将所取样品迅速加入到一定量的 NaOH 溶液中，使 pH 约为 10(或将所取样品骤冷等其他合理答案均可)12将等物质的量的 A、B 混合于 2 L 的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)B(g)xC(g)2D(g)，经 5 min 后，测得 D 的浓度为 0.5 mol/L，c(A)c(B)35，C 的平均反应速率是 0.1 mol/(Lmin)。求：(1)此时 A 的浓度及反应开始前放入容器中 A、B 的物质的量；(2)B 的平均反应速率；(3)x 值是多少？解析：设 A、B 起始时的物质的量均为 a，则：3A(g)B(g)xC(g)2D(g)起始

13、a a 0 0 5 min 末 a1.5 a0.5 0.152 0.52 由于(a1.5)(a0.5)35，得 a3 5 min 末，c(A)3 mol1.5 mol2 L0.75 mol/L v(B)3 mol(3 mol0.5 mol)2 L5 min0.05 mol/(Lmin)x1v(C)v(B)0.1 mol/(Lmin)0.05 mol/(Lmin)，得 x2 答案：(1)0.75 mol/L n(A)n(B)3 mol(2)0.05 mol/(Lmin)(3)2 1可逆反应 A(g)2B(g)2C(g)H0 速率图像如图所示。导致 t时刻的速率图线变 化的原因可能是()A增大了

14、A 的浓度 B使用了催化剂 C增大了压强 D升高了温度 解析：t时刻 v正与 v逆均等倍数增大，结合可逆反应的特点分析只有 B 项符合题意。答案：B 2 通过控制或改变反应条件可以加快、减缓甚至阻止反应的进行，使化学反应有利于人类的生存和提高生活质量。下列各图所示的措施中，能加快化学反应速率的是()解析：扇子扇煤炉火的目的是增加反应物氧气的浓度，加快煤燃烧的速率。答案：C 3.向四个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的 SO2和 O2，开始反应时，按正反应速率由大到小顺序排列正确的是()甲在 500时，SO2和 O2各 10 mol 反应 乙在 500时，用 V2O5作催化剂，10 mol S

15、O2和 5 mol O2反应 丙在 450时，8 mol SO2和 5 mol O2反应 丁在 500时，8 mol SO2和 5 mol O2反应 A甲、乙、丙、丁 B乙、甲、丙、丁 C乙、甲、丁、丙 D丁、丙、乙、甲 解析：本题综合考查化学反应速率的影响因素，催化剂、温度对化学反应速率影响程度较大，其中催化剂为最大，浓度、压强影响程度相对较小，同温时乙中速率最快，同时无催化剂时，甲中浓度大于丁中浓度，故甲丁，丙温度最低，速率最慢，故 C 正确。答案：C 4在恒温、恒容的密闭容器中进行反应 A(g)B(g)C(g)。若反应物的浓度由 2 mol/L 降到 0.8 mol/L 需 20 s，那

16、么反应物浓度由 0.8 mol/L 降到 0.2 mol/L 所需反应时间为()A10 s B大于 10 s C小于 10 s D无法判断 解析：随浓度降低反应速率应逐渐减慢，开始 20 s 内的平均反应速率为 v2 mol/L0.8 mol/L20 s 0.06 mol/(Ls)，而 后 一 阶 段 v 0.8 mol/L0.2 mol/Lt 0.06 mol/(Ls)，所以 t10 s。答案：B 5 已知反应 A(g)3B(g)=2C(g)D(g)在某段时间内以 A 的浓度变化表示的化学反应速率为 1 mol/(Lmin)，则此段时间内以 C 的浓度变化表示的化学反应速率为()A0.5 m

17、ol/(Lmin)B1 mol/(Lmin)C2 mol/(Lmin)D3 mol/(Lmin)解析：根据化学反应中速率之比等于各物质的化学计量数之比，很容易得出答案即：v(A)v(C)12，而 v(A)1 mol/(Lmin)，则 v(C)2 mol/(Lmin)，即 C 是正确选择。答案：C 6反应 A(g)3B(g)2C(g)2D(g)，在不同情况下测得反应速率如下，其中反应速率最快的是()Av(D)0.4 mol(Ls)1 Bv(C)0.5 mol(Ls)1 Cv(B)0.6 mol(Ls)1 Dv(A)0.15 mol(Ls)1 解析：比较同一化学反应在不同情况下反应速率的快慢，应选

18、用同种物质作标准，而且单位必须统一，然后利用化学反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比，求出不同情况下，用同一物质表示的化学反应速率，再进行比较。若选用 v(A)作比较标准，则：Av(A)12vA(D)0.2 mol(Ls)1；B.v(A)12vB(C)0.25 mol(Ls)1；C.v(A)13vC(B)0.2 mol(Ls)1；D.v(A)0.15 mol(Ls)1；可见：v(B)v(A)v(C)v(D)。答案：B 7(2009山东威海统考)在 298 K 时，实验测得溶液中的反应：H2O22HI=2H2OI2，在不同浓度时的化学反应速率见下表，由此可推知当 c(HI)0.50

19、0 molL1，c(H2O2)0.400 molL1时的反应速率为()实验编号 1 2 3 4 5 c(HI)/molL1 0.100 0.200 0.300 0.100 0.100 c(H2O2)/molL1 0.100 0.100 0.100 0.200 0.300 v/molL1s1 0.007 60 0.015 3 0.022 7 0.015 1 0.022 8 A.0.038 0 molL1s1 B0.152 molL1s1 C0.608 molL1s1 D0.760 molL1s1 解析：分析表中数据可知，反应速率与 HI 和 H2O2浓度的乘积成正比，据此计算可得 B项正确。答案

20、：B 8如图为某化学反应的速率与时间的关系示意图。在 t1时刻升高温度或增大压强，速率的变化都符合示意图的反应是()A2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0 B4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)H0 D2A(g)B(g)2C(g)H0 解析：解答此类题目时应首先根据曲线判断反应是吸热还是放热反应，以及反应前后气体体积的变化情况，然后再找出合适选项。由反应速率与时间的关系图可知，升高温度时，正反应速率增加程度小于逆反应速率增加程度，平衡向逆反应方向移动，正反应是放热反应；增大压强时，正反应速率增加程度小于逆反应速率增加程度，平衡向逆反应方向移动，正反应是气体体积增加的反应，

21、只有 B 项符合题意。答案：B 9.反应1 000KABC 500KDEF 它们的反应速率关系是()A BCBA(5)随着反应的进行，c(H2O2)逐渐降低，反应速率逐渐变慢(6)0.107 mol/L(7)0.086%15某化学反应 2ABD 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：实验序号 温度 0min 10min 20min 30min 40min 50min 60min 1 820 1.0 0.80 0.67 0.57 0.50 0.50 0.50 2 820 c2 0.60 0.50 0.50 0.50 0

22、.50 0.50 3 800 c3 0.92 0.75 0.63 0.60 0.60 0.60 4 800 1.0 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 0.20 根据上述数据，完成下列填空：(1)在实验 1 中，反应在 10 至 20 min 时间内平均速率为_mol(Lmin)1。(2)在实验 2 中，A 的初始浓度 c2_mol/L，反应经 20 min 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 v3，实验 1 的反应速率为 v1，则 v3_v1(填“”“”或“”)，且 c3_1.0 mol/L(填“”“”或“”)。(4)比较实验 4 和

23、实验 1，可推测该反应是_反应(填“吸热”或“放热”)，理由是_ _。解析：(1)v(A)0.80 mol/L0.67 mol/L10 min0.013 mol(Lmin)1(2)对比实验 1 与实验 2 可知，反应温度相同，达平衡时的 A 的浓度相同，说明是同一平衡状态，即 c21.0 mol/L，又因实际反应的速率快，达平衡所需时间短，说明反应中使用了催化剂。(3)对比实验3与实验 1可知，从10 min至 20 min，实验 1的A的浓度变化值为 0.13 mol/L，而实验 3 的 A 的浓度变化值为 0.17 mol/L，这说明了 v3v1。又知从 0 min 到 10 min，A的

24、浓度的变化值应大于 0.17 mol/L，即 c3(0.920.17)mol/L1.09 mol/L。(4)对比实验 4 与实验 1 可知，两实验的起始浓度相同，反应温度不同，达平衡时实验 4的 A 的浓度小，说明了实验中 A 进行的程度大，即温度越低，A 的转化率越大，说明正反应为放热反应。答案：(1)0.013(2)1.0 催化剂(3)(4)放热 温度升高时，平衡向左移动 16.在某一容积为 2 L 的密闭容器中，A、B、C、D 四种物质的物质的量 n(mol)随时间 t(min)的变化曲线如次啊图所示：完成下列问题：(1)该反应的化学方程式为_。(2)前 2 min 用 A 的浓度变化表

25、示的化学反应速率为_。在 2 min 时，图像发生改变的原因可能是()A 增大压强 B 降低温度 C 加入催化剂 D增加 A 的物质的量 解析：(1)从前 2 min 看，A、B、C、D 改变的物质的量分别为 0.4 mol、0.5 mol、0.6 mol、0.4 mol，且 A、B 的物质的量减少，应为反应物；C、D 的物质的量增加，应为生成物。故方程式为 4A5B6C4D。(2)前 2 min 时，V(A)0.4 mol2 L2 min0.1 molL1min1从图像看，23 min 时的图像斜率变大，说明化学反应速率变快。增大压强、加入催化剂均增大反应速率，降低温度减小反应速率。增加 A

26、 的用量，虽能加快反应速率，但图像要产生突变。答案：(1)4A5B6C4D(2)0.1 molL1min1 AC 17如下图，在恒压密闭容器 M 中加入 2 mol A 和 2 mol B，起始时容器容积为 V L，发生如下反应并达到化学平衡状态：2A(？)B(？)xC(g)；H0 平衡时 A、B、C 的物质的量之比为 134，C 的物质的量为 y mol。(1)根据题中数据计算，x_，y_；(2)如图，在容积为 V L 的恒容密闭容器 N 中发生上述反应(其他条件相同)，测得反应过程中气体的平均相对分子质量随时间的变化如图(t0时达平衡)，平衡时容器中 C 的物质的量为 z mol。由于反应

27、物 A、B 的状态未知，则 z 和 y 的大小也不确定，请在下表中填入 A、B 的状态与 z、y 的大小之间的关系(仿照情形、可不填满)：可能的情形 A、B 是否为气态 z 与 y 的大小关系 M(B)与M(C)的大小关系(M 表示摩尔质量)A B 是 不是 zy 无法确定 解析：(1)设平衡时生成 C为 nx mol，根据反应可得平衡时 A为(22n)mol，B为(2n)mol，nxy。则有：(22n)(2n)nx134，解得 n0.8，x2，y1.6。(2)当 A、B 均为气体时，该反应的正反应为气体体积减小的反应，恒压比恒容更有利于反应向右进行，故平衡时 C 的物质的量 zy，此时结合图像可知 M(C)23M(A)13M(B)，但因 M(A)值不确定，所以无法确定 M(B)与 M(C)相对大小；当 A 不是气体，B 为气体时，该反应正反应为气体体积增大的反应，中保持恒压，而保持恒容，所以反应中压强会小于中压强，所以中保持恒压比中保持恒容更有利于反应向右进行，故平衡时 C的量 zy，此时只有 B、C 两种气体，由图像可知由 B 生成 C，气体平均分子量增大，故 M(B)M(C)；因为开始时气体的平均相对分子质量不为 0，故不存在 A、B 均为非气体的情况。答案：(1)2 1.6(2)是 是 zy 无法确定 不是 是 zy M(B)M(C)