高中化学-化学反应速率和化学平衡学案

学案41　化学反应速率

[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.了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响，认识其一般规律。4.了解化学反应速率的在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。

知识点一　化学反应速率

1．表示方法

通常用单位时间内反应物浓度的________或生成物浓度的________来表示。

2．计算式

v＝，表达式中Δc表示浓度的改变量，单位为mol·L－1。Δc(反应物)＝c(初)－c(末)，Δc(生成物)＝c(末)－c(初)。Δt表示反应所需时间，单位为s、min、h等。

3．单位

一般为____________或____________或

________________________________________________________________________。

4．意义

衡量化学反应进行的快慢程度。

5．特点

(1)同一化学反应用不同物质浓度的改变量表示速率时，数值可能不同，但表示的意义________(填“相同”或“不相同”)。因此，在表示化学反应速率时，必须注明是以哪种物质做标准的。

(2)同一化学反应中以不同物质表示的反应速率之比一定等于它们的化学计量数之比。如对任一反应aA＋bB===cC＋dD，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝__________。

问题思考

1．化学反应速率指瞬时速率还是平均速率？

2．在反应aA＋bB===cC＋dD中，若v(A)＝2 mol·L－1·min－1，而v(B)＝1.5 mol·L－1·min－1，能否说明A表示的反应速率比B表示的反应速率快？

3．对于一个化学反应，如果用不同物质表示其反应速率，数值不同意义是否相同？

知识点二　影响化学反应速率的因素

1．化学反应速率理论

(1)有效碰撞

反应物分子间能__________的碰撞。

发生条件：①发生碰撞的分子具有较高的能量；

②分子在__________发生碰撞。

(2)活化分子

化学反应中，能量较高、有可能发生________的分子。

(3)活化能

活化分子的________与所有分子的__________之差。

问题思考

4．只有活化分子才能发生有效碰撞吗？活化分子一定能发生有效碰撞吗？

2．影响化学反应速率的因素

(1)内因(主要因素)：反应物本身的________，如金属与水反应的速率：Na____Mg____Al。

(2)外因(其他条件不变，改变一个条件)

3．外界条件对化学反应速率影响的原因分析

规律总结　浓度、压强、温度、催化剂影响化学反应速率的实质——改变了单位体积内活化分子的数目。单位体积内活化分子的数目增加，反应速率加快；反之减小。

问题思考

5．对于固体和纯液体反应物，其浓度可视为常数，若增加反应物的用量，对反应速率有何影响？

6．压强对反应速率影响的实质是什么？改变体系压强，反应速率是否一定改变？

知识点三　化学反应速率的测定

化学反应的速率是通过________测定的。与其中任何一种化学物质的浓度(或质量)有关的性质在测量反应速率时都可以加以利用，包括能够直接观察的某些性质，如________________和__________，也包括必须依靠科学仪器才能测量的性质，如____________、__________、__________、__________等。在溶液中，当反应物或产物本身有比较明显的颜色时，人们常常利用______________________关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。

测量时常用的方法有化学方法和物理方法。化学方法指用____________来测定不同时刻反应物或生成物浓度的方法；物理方法指对体系中物质浓度进行某种物理性质的动态测量的方法。

一、化学反应速率的计算与比较

1．化学反应速率的简单计算方法

(1)根据定义式v＝进行计算。

(2)对某一具体反应，知其中一种物质的反应速率，其余物质的反应速率可根据化学方程式中的______________求算。

(3)对于较为复杂的题目，采用以下步骤和模板计算：

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：反应　　　　　　mA　＋　nB　

　pC

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＋

典例导悟1　(2011·济南月考)(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表示反应的平均速率为0.3 mol·L－1·s－1

②用物质B表示反应的平均速率为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

(2)若①②中用A、B表示反应的平均速率分别为0.3 mol·L－1·s－1、0.6 mol·L－1·s－1，哪种物质表示的反应速率更快？

(3)若物质A的转化率经过计算为30%，那么，物质B的转化率为多少？你能迅速得出答案吗？

变式演练1　NH3和纯净的O2在一定条件下发生反应：

4NH3(g)＋3O2(g)

2N2(g)＋6H2O(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)＝0.125 mol·L－1·min－1

B．v(H2O)＝0.375 mol·L－1·min－1

C．v(O2)＝0.225 mol·L－1·min－1

D．v(NH3)＝0.250 mol·L－1·min－1

2.反应速率大小的比较

怎样比较不同条件下不同物质表示的反应速率的大小？

典例导悟2　可逆反应2A(g)＋3B(g)

2C(g)＋D(g)，在四种不同条件下的反应速率分别为：

①v(A)＝0.5 mol·L－1·min－1

②v(B)＝0.6 mol·L－1·min－1

③v(C)＝0.35 mol·L－1·min－1

④v(D)＝0.4 mol·L－1·min－1

则该反应在不同条件下反应速率最快的是(　　)

A．①              B．②          C．③          D．④

听课记录：　

二、化学反应速率图象及其应用

1．物质的量(或浓度)—时间图象及其应用

例如：某温度时，在定容(V L)容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。

根据上述图象可进行如下计算：

(1)某物质的反应速率、转化率，如：

v(X)＝______________ mol·L－1·s－1，Y的转化率＝__________________。

(2)确定化学方程式中的化学计量数之比

如X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为

________________________________________________________________________。

(3)判断该反应是否是可逆反应？____。原因是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

典例导悟3　(2011·孝感质检)某温度时，在3 L密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示，由图中数据分析：

(1)该反应的化学方程式为：

________________________________________________________________________。

(2)反应开始至2 min末，X的反应速率为________。

(3)该反应是由________________开始反应的(填“正反应”、“逆反应”或“正、逆反应同时”)。

变式演练2　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－1·s－1

B．反应开始到10 s，X的物质的量浓度减少了0.79 mol·L－1

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)

2．速率—时间(v－t)图象及其应用

根据下表中第一行的格式，完成待填内容并绘出②～⑧情况中t1后v′正和v′逆的变化趋势。

(2)气体反应体系充入惰性气体(或无关气体)时，对反应速率的影响：

①恒容：充入“惰性气体”总压强增大―→物质浓度不变(活化分子浓度不变)，反应速率不变。

②恒压：充入“惰性气体”体积增大物质浓度减小(活化分子浓度减小)反应速率减慢。

典例导悟4　在容积不变的密闭容器中存在如下反应：

2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH<0，某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是(　　)

A．图Ⅰ表示的是t1时刻增大O2的浓度对反应速率的影响

B．图Ⅱ表示的是t1时刻加入催化剂后对反应速率的影响

C．图Ⅲ表示的是催化剂对平衡的影响，且甲的催化效率比乙高

D．图Ⅲ表示的是压强对化学平衡的影响，且乙的压强较高

听课记录：　

变式演练3　在容积固定的密闭容器中存在如下反应：A(g)＋3B(g)

2C(g)　ΔH<0，某研究小组研究了当其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，并根据实验数据作出下列关系图：

根据上图回答下列问题：

(1)图Ⅰ研究的是不同压强对反应的影响，且________的压强较高。

(2)图Ⅱ研究的是不同温度对反应的影响，且______的温度较高。

(3)图Ⅲ研究的是不同________对反应的影响，且______(填“甲”或“乙”)的使用效率较高。

题组一　化学反应速率的计算和比较

1．(2010·福建理综，12)化合物Bilirubin在一定波长的光照射下发生分解反应，反应物浓度随反应时间变化如下图所示，计算反应4～8 min间的平均反应速率和推测反应16 min时反应物的浓度，结果应是(　　)

A．2.5 μmol·L－1·min－1和2.0 μmol·L－1

B．2.5 μmol·L－1·min－1和2.5 μmol·L－1

C．3.0 μmol·L－1·min－1和3.0 μmol·L－1

D．5.0 μmol·L－1·min－1和3.0 μmol·L－1

2．(2010·海南，3)对于化学反应3W(g)＋2X(g)===4Y(g)＋3Z(g)，下列反应速率关系中，正确的是(　　)

A．v(W)＝3v(Z)                  B．2v(X)＝3v(Z)

C．2v(X)＝v(Y)                      D．3v(W)＝2v(X)

题组二　外界条件对反应速率的影响

3．(2009·福建理综，12)某探究小组利用丙酮的溴代反应(CH3COCH3＋Br2CH3COCH2Br＋HBr)来研究反应物浓度与反应速率的关系。反应速率v(Br2)通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定。在一定温度下，获得如下实验数据：

实验

A．增大c(CH3COCH3)，v(Br2)增大

B．实验②和③的v(Br2)相等

C．增大c(HCl)，v(Br2)增大

D．增大c(Br2)，v(Br2)增大

4．(2009·山东理综，14)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)是制备硫酸的重要反应。下列叙述正确的是(　　)

A．催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率

B．增大反应体系的压强，反应速率一定增大

C．该反应是放热反应，降低温度将缩短反应达到平衡的时间

D．在t1、t2时刻，SO3(g)的浓度分别是c1、c2，则时间间隔t1～t2内，SO3(g)生成的平均速率为v＝

5．(2011·广东理综，31)利用光能和光催化剂，可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外光照射时，在不同催化剂(Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ)作用下，CH4产量随光照时间的变化如下图所示。

(1)在0～30小时内，CH4的平均生成速率vⅠ、vⅡ、vⅢ从大到小的顺序为________________；反应开始后的12小时内，在第______种催化剂作用下，收集的CH4最多。

(2)将所得CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器，发生反应：CH4(g)＋H2O(g)

CO(g)＋3H2(g)。该反应ΔH＝＋206 kJ·mol－1。

①在答题卡的坐标图中，画出反应过程中体系能量变化图(进行必要标注)。

②将等物质的量的CH4和H2O(g)充入1 L恒容密闭反应器，某温度下反应达平衡，平衡常数K＝27，此时测得CO的物质的量为0.10 mol，求CH4的平衡转化率(计算结果保留两位有效数字)。

(3)已知：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－802 kJ·mol－1

写出由CO2生成CO的热化学方程式：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

6．(2010·课标全国卷，28)某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题：

(1)上述实验中发生反应的化学方程式有

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________；

(2)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________；

(3)实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4种溶液，可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是________；

(4)要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有

________________________________________________________________________(答两种)；

(5)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列的实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。

　　实验

②反应一段时间后，实验A中的金属呈________色，实验E中的金属呈________色；

③该同学最后得出的结论为：当加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高，但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

题组三　化学反应速率的图象

7．(2011·重庆理综，10)一定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是(　　)

A．CO2(g)＋2NH3(g)

CO(NH2)2(s)＋H2O(g)　ΔH<0

B．CO2(g)＋H2(g)

CO(g)＋H2O(g)　ΔH>0

C．CH3CH2OH(g)

CH2===CH2(g)＋H2O(g)　ΔH>0

D．2C6H5CH2CH3(g)＋O2(g)

2C6H5CH===CH2(g)＋2H2O(g)　ΔH<0

8．(2010·全国理综Ⅱ，9)相同体积、相同pH的某一元弱酸溶液①和某一元中强酸溶液②分别与足量的锌粉发生反应，下列关于氢气体积(V)随时间(t)变化的示意图正确的是(　　)

题组一　化学反应速率

1．(2011·青州质检)反应2SO2(g)＋O2(g)催化剂

△

2SO3(g)经一段时间后，SO3的浓度增加了0.4 mol·L－1，在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04 mol·L－1·s－1，则这段时间为(　　)

A．0.1 s          B．2.5 s          C．5 s          D．10 s

2．(2011·蚌埠模拟)一定温度下在密闭容器内进行着某一反应，X气体、Y气体的物质的量随反应时间变化的曲线如下图。下列叙述中正确的是(　　)

A．反应的化学方程式为5Y

X

B．t1时，Y的浓度是X浓度的1.5倍

C．t2时，正、逆反应速率相等

D．t3时，逆反应速率大于正反应速率

3．一定温度下，在恒容容器中发生可逆反应：X(g)＋3Y(g)

2Z(g)。若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、0.04 mol·L－1(c1、c2均不为零)，反应经过4 min达到平衡，平衡时X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.08 mol·L－1，则下列判断不正确的是(　　)

A．c1∶c2＝1∶3

B．从反应开始至平衡时间内，Z的平均生成速率v(Z)＝0.01 mol·L－1·min－1

C．从反应开始至平衡时间内，Y的平均消耗速率v(Y)＝0.015 mol·L－1·min－1

D．达到平衡时，X、Y的转化率之比为1∶3

4．已知4NH3＋5O24NO＋6H2O(g)，若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)[mol·L－1·min－1]表示，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)

5．(2011·银川模拟)反应A＋3B===2C＋2D，在四种不同情况下的反应速率分别为：①v(A)＝0.15 mol·L－1·s－1；②v(B)＝0.6 mol·L－1·s－1；③v(C)＝0.4 mol·L－1·s－1；④v(D)＝0.45 mol·L－1·s－1。该反应进行的最快的是(　　)

A．①                  B．④                  C．①④              D．②③

6.在2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)  2C(g)＋D(g)，若最初加入的A和B都是4 mol，在前10 s内A的平均反应速率为0.12 mol·L－1·s－1，则10 s时，容器内B的物质的量为(　　)

A．3.6 mol              B．3.2 mol              C．2.4 mol              D．1.2 mol

题组二　化学反应速率的影响因素

7．(2009·宁夏理综，10)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，下列各组实验中最先出现浑浊的是(　　)

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(即缩小反应容器的体积)，可增加活化分子的百分数，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增加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，使平衡转化率增大

9．NO、CO都是汽车尾气中的有害物质，直接排放易造成大气污染。为了消除污染，保护环境，科学家们正试图在汽车尾气排放管里填装特殊催化剂，使其发生反应：2CO(g)＋2NO(g)催化剂

2CO2(g)＋N2(g)　ΔH<0，下列有关说法不正确的是(　　)

A．使用催化剂可以加快反应速率

B．改变压强对反应速率无影响

C．增大压强可加快反应速率

D．升高温度反应速率加快

题组三　化学反应速率图象

10．在容积不变的密闭容器中进行反应：2X2(g)＋Y2(g)

2Z(g)　ΔH。下列各图表示当其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，其中分析正确的是(　　)

A．图Ⅰ表示温度对化学平衡的影响，若乙的温度较高，则ΔH>0

B．图Ⅱ表示t1时刻使用催化剂对反应速率的影响

C．图Ⅱ表示t1时刻通入氦气对反应速率的影响

D．图Ⅲ表示t1时刻增大X2的浓度对反应速率的影响

11．(2011·武汉模拟)CaCO3与稀盐酸反应(放热反应)生成CO2的量与反应时间的关系如图所示，下列结论不正确的是(　　)

A．反应开始2 min内平均反应速率最大

B．反应速率先增大后减小

C．反应开始4 min内温度对反应速率的影响比浓度大

D．反应在第2 min到第4 min内生成CO2的平均反应速率为前2 min的2倍

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________；

t2～t3阶段速率变化的主要原因是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

题组四　实验探究

13．在学习了化学反应速率知识后，某研究性学习小组进行了科学探究活动

[探究活动一]　探究金属与不同酸反应的反应速率：常温下，从经过砂纸打磨的铝片中取两片质量相等、表面积相同的铝片，分别加入到盛有体积相同、c(H＋)相同，足量的稀硫酸和稀盐酸溶液的两支试管中，发现铝片在稀盐酸中消失的时间比在稀硫酸中短。

[探究活动二]　探究影响稀硫酸与某金属反应速率的因素。下表是某研究性学习小组探究稀硫酸与某金属反应的实验数据：

请回答：

(1)对[探究活动一]实验现象发生的原因，请你帮该研究性学习小组提出两个假设：

假设

Ⅰ________________________________________________________________________。

假设

Ⅱ________________________________________________________________________。

并请你设计实验对以上假设进行验证：

验证假设

Ⅰ________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

验证假设

Ⅱ________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)分析[探究活动二]的实验数据可发现有一个数据明显有错误，该数据是实验________(填实验序号)的________，理由是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)分析[探究活动二]的实验数据可得出的结论是

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

学案41　化学反应速率

【课前准备区】

知识点一

1．减少　增加

3．mol·L－1·s－1　mol·L－1·min－1　mol·L－1·h－1

5．(1)相同　(2)a∶b∶c∶d

知识点二

1．(1)发生反应　②一定的方向上

(2)有效碰撞

(3)平均能量　平均能量

2．(1)性质　>　>

(2)加快　减慢　加快　减慢　加快　减慢　相同　接触面积

知识点三

实验　释放出气体的体积　体系压强　颜色的深浅　光的吸收　光的发射　导电能力　颜色深浅和显色物质浓度间的正比　化学分析法

问题思考

1．一般指平均速率。

2．不一定，因为化学反应速率与其化学计量数成正比，a、b数值不确定，故无法判断A、B的反应速率哪一个快。

3．相同。

4．活化分子只有沿一定的取向碰撞才能发生有效碰撞，故有效碰撞肯定是活化分子之间碰撞发生的，而活化分子不一定能发生有效碰撞。

5．对于固体和纯液体反应物，增加反应物的用量，对反应速率无影响，但固体的表面积会对反应速率产生影响。

6．改变压强实质是改变体积而使浓度发生改变来实现反应速率的改变。对于没有气体参加的反应，改变体系压强，反应物的浓度不变，反应速率不发生改变。

【课堂活动区】

一、1.(2)化学计量数之比

2．对于反应nA＋mB

pC＋qD，有如下关系：

v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝n∶m∶p∶q，比较不同条件下不同物质表示的反应速率大小时只需要比较v(A)/n、v(B)/m、v(C)/p、v(D)/q的大小即可；也可利用方程式化学计量数转化为同一物质进行比较。

二、1.(1)　×100%

(2)(n1－n3)∶(n2－n3)∶n2

(3)是　随时间的延长，X、Y、Z的物质的量不再变化且都不为0

2．②v正、v逆均减小，且v逆>v正　逆向移动

③v正、v逆均增大，且v逆>v正　逆向移动

④v正、v逆均减小，且v正>v逆　正向移动

⑤v正、v逆均增大，且v逆>v正　逆向移动

⑥v正、v逆均减小，且v正>v逆　正向移动

⑦v正、v逆同等倍数增大　平衡不移动

⑧平衡不移动

典例导悟

1．(1)B　(2)B　(3)30%，能迅速得出答案，因为通入和消耗的A、B的物质的量之比均为2∶1，则A、B转化率相等。

解析　(1)本题是考查用不同反应物或产物表示反应的平均速率的方法和反应中转化率、物质浓度的计算等知识点，所以考查内容的知识量较大。

v(C)＝＝0.3 mol·L－1·s－1

①v(A)＝v(C)＝0.3 mol·L－1·s－1

②v(B)＝v(C)＝0.3 mol·L－1·s－1×

＝0.15 mol·L－1·s－1

③参加反应的A的物质的量为：

0．3 mol·L－1·s－1×2 s×2 L＝1.2 mol

A的转化率为：×100%＝30%

④2s时B的浓度为：1 mol·L－1－0.15 mol·L－1·s－1×2 s＝0.7 mol·L－1

(2)把v(B)转化为v(A)可得，v(A)＝2v(B)＝2×0.6 mol·L－1·s－1＝1.2 mol·L－1·s－1，所以，用物质B表示的该反应的速率更快。

(3)通入A、B两气体的物质的量之比等于化学计量数之比2∶1，消耗物质的量之比也为2∶1，则A、B的转化率相等，都为30%。

2．D

3．(1)2Z＋Y

3X　(2)0.067 mol·L－1·min－1

(3)正、逆反应同时

解析　(1)分析图象可知Y、Z是减少的，X是增加的，因此反应物为Y、Z，生成物为X，其单位时间内变化的物质的量之比即速率之比为：v(Z)∶v(Y)∶v(X)＝∶∶＝2∶1∶3，又3 min后，X、Y、Z的量不再变化，因此该反应是可逆的，反应的化学方程式为：2Z＋Y

3X。

(2)v(X)＝≈0.067 mol·L－1·min－1。

(3)反应物、生成物都没有从原点开始，因此该反应是从正、逆反应同时进行开始的。

4．B

变式演练

1．C　2.C

3．(1)乙　(2)甲　(3)催化剂　甲

【课后练习区】

高考集训

1．B

2．C　[由＝＝＝可知C正确。]

3．D

4．D　[本题考查化学反应速率与化学平衡知识，意在考查考生运用化学反应速率和化学平衡解决实际问题的能力。催化剂能同等程度地改变正逆反应速率，A项错误；压强对化学反应速率的影响是通过改变浓度来实现的，增大反应体系的压强，浓度不一定增大，如恒容下充入惰性气体，速率并没有增大，B项错误；降低温度反应速率减小，延长反应达到平衡的时间，C项错误；化学反应速率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，D项正确。]

5．(1)vⅢ>vⅡ>vⅠ　Ⅱ

(2)①　②91%(或0.91)

(3)CO2(g)＋3H2O(g)

CO(g)＋2O2(g)＋3H2(g)　ΔH＝＋1 008 kJ·mol－1

解析　(1)由图知在30小时内CH4的产量Ⅲ最多、Ⅰ最少，故平均生成速率vⅢ>vⅡ>vⅠ，反应开始后的12小时内在第Ⅱ种催化剂作用下收集的CH4最多。

(2)设CH4、H2O的物质的量浓度均为a，转化率为x。

　　　CH4(g)＋H2O(g)

CO(g)＋3H2(g)

初始浓度  a      a          0          0

转化浓度  ax      ax          ax          3ax

平衡浓度  a－ax  a－ax  ax          3ax

则K＝＝27　又有ax＝0.1 mol·L－1

得a＝0.11 mol·L－1，x≈91%(或0.91)。

(3)由盖斯定律得

CO2(g)＋3H2O(g)

CO(g)＋2O2(g)＋3H2(g)　ΔH＝＋1 008 kJ·mol－1。

6．(1)CuSO4＋Zn===ZnSO4＋Cu，Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑　(2)CuSO4与Zn反应产生的Cu与Zn可形成Cu－Zn微电池，加快了氢气产生的速率　(3)Ag2SO4　(4)升高反应温度、适当增大硫酸的浓度、增加锌的比表面积等(答两种即可)　(5)①30　10　17.5　②灰黑　暗红　③当加入一定量的CuSO4后，生成的单质Cu会沉积在Zn的表面，降低了Zn与H2SO4溶液的接触面积

解析　(1)在稀硫酸中加入硫酸铜后发生了两个反应：CuSO4＋Zn===ZnSO4＋Cu、Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。(2)由于Zn与反应生成的Cu及硫酸铜溶液组成了Cu－Zn微电池，大大加快了生成氢气的反应速率。(3)只要是比锌的金属性差的金属都可以与锌组成原电池，都可以加快生成氢气的反应速率，故在所给的物质中只有Ag2SO4符合题意。(4)要加快生成氢气的反应速率，还可以采取如下措施：升高温度、适当增大硫酸的浓度、增加锌粒的比表面积等。(5)因为要研究硫酸铜的量对反应速率的影响，故应保持硫酸的浓度在各组实验中相同，则硫酸溶液的体积均取30 mL，根据F中增加的水与硫酸铜溶液的体积之和为20 mL，可以求得V6＝10 mL，V8＝19.5 mL，V9＝17.5 mL，V10＝15 mL。当溶液中析出少量的铜时，因不能形成铜的晶体，故铜显示的颜色是灰黑色，E中析出较多的铜，则显示了铜晶体的颜色：暗红色。由于析出的铜的量较多，会覆盖在锌的表面，使得锌与稀硫酸接触面积大大减小，故反应速率反而减慢了。

7．A　[由温度­时间图像可知，T2先达到平衡，因此T2>T1，温度升高，水蒸气含量减少，正反应是放热反应，因此B、C不符合题意；由压强­时间图像可知，p1先达到平衡，即p1>p2，随着压强的增加，水蒸气含量增加，因此正反应是气体体积减小的反应，因此D不符合题意，只有A符合题意。]

8．C

考点集训

1．C　[当SO3的浓度增加0.4 mol·L－1时，O2的浓度减少了0.2 mol·L－1，利用反应速率的计算表达式，可得时间。]

2．B　[从图象可以看出，t2时刻X、Y两物质的物质的量相等，而不是反应速率相等，故C不正确；t3时，反应达到平衡状态，所以正反应速率等于逆反应速率，故D不正确；反应开始时Y物质为10 mol，X物质为2 mol，达到平衡时Y减少了7 mol，X增多了3 mol，因此反应方程式应该是7Y

3X，故A不正确。]

3．D

4．D　[对于反应：4NH3＋5O24NO＋6H2O(g)满足＝＝＝。]

5．B　[若以物质A为标准，将其他物质表示的反应速率换算为用物质A表示的速率，则有：v(A)∶v(B)＝1∶3，则②的反应速率v(A)＝0.2 mol·L－1·s－1，同样可得，③用A表示为v(A)＝0.2 mol·L－1·s－1；④用A表示的反应速率为v(A)＝0.225 mol·L－1·s－1。]

6．B　[因为前10 s内(A)＝0.12 mol·L－1·s－1，则(B)＝ mol·L－1·s－1,10 s时，反应的n(B)＝×10 s×2 L＝0.8 mol，故余n(B)＝4 mol－0.8 mol＝3.2 mol。]

7．D　[影响化学反应速率的因素众多，本题从浓度和温度两个因素考查，只要抓住浓度越大，温度越高，反应速率越大，便可以选出正确答案D。]

8．C　[增大反应物的浓度，活化分子的百分数不变，而单位体积内活化分子数增多，A项错误；有气体参加的化学反应，增大压强，活化分子的百分数不变，但单位体积内活化分子数增多，B项错误；催化剂不能改变平衡转化率，D项错误。]

9．B　[对于有气体参加或生成的可逆反应，使用催化剂、增大压强、升高温度能加快反应速率。一般来说，升高温度能加快反应速率，而与该反应的热效应无关。]

10．B　11.A

12．反应放热使反应体系温度升高，所以反应速率加快　随着反应的进行，H＋浓度减小，反应速率逐渐减慢

解析　Mg与HCl溶液的反应是放热反应，反应过程中，反应物的浓度不断减小，因此，该反应中并存两个影响化学反应的外因：一是反应放出的热能使反应体系的温度升高，化学反应速率加快；二是反应使HCl的物质的量浓度减小，化学反应速率减慢。由图象可知，在t1～t2的时间内，温度变化是影响化学反应速率的主要外因；在t2～t3的时间内，HCl的物质的量浓度的变化是影响化学反应速率的主要外因。

13．(1)假设Ⅰ：Cl－对铝和酸的反应有促进作用

假设Ⅱ：SO对铝和酸的反应有抑制作用

验证假设Ⅰ：在铝和稀硫酸反应的容器中加入固体氯化钠，看是否加快放出氢气的速率

验证假设Ⅱ：在铝和稀盐酸反应的容器中加入固体硫酸钠，看是否减慢放出氢气的速率

(2)3　反应后溶液的温度　本实验所用稀硫酸均过量，金属完全反应，等质量金属反应放出的热量应相等，所以使等体积溶液的温度升高值相近

(3)对于同一化学反应，在其他条件不变时：①反应物浓度越大，化学反应速率越快；②反应物固体表面积越大，化学反应速率越快；③反应温度越高，化学反应速率越快

解析　本题是对影响金属与酸反应速率因素的探究。第(1)问是一个探究性的问题，可根据对比实验而验证提出的假设结论。第(2)问可结合表格中的金属状态、酸的浓度、反应温度和反应的时间得出实验3是错误的，可结合4和5两组实验数据分析，其反应的温度比第5组中用金属粉末的温度还高，结论错误；第(3)问是对影响金属与酸反应的因素的考查，要从表格中分析数据，答题的角度有酸的浓度、金属的接触面积以及反应温度。