化学反应速率教学及答课后习题解析-L.doc

专题2化学反应速率与化学平衡第一单元 化学反应速率第1课时化学反应速率的表示方法目标要求1.了解化学反应速率的概念。2.了解化学反应速率的定量表示方法。3.掌握化学反应速率的简单计算。4.了解化学反应速率的测定方法。一.化学反应速率（1）概念化学反应速率是表示化学反应进行快慢的物理量。（2）表示方法在容积不变的反应器中，通常是用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示。（3）表达式及其单位表达式：v。常用单位：“mol/(Lmin)”或“mol/(Ls)”。二、化学反应速率的测定及计算1化学反应速率测定的基本思路及方法化学反应速率是通过实验测定的。要测定不同反应时刻反应物或生成物的浓度，可通过观察和测量体系中的某一物质(反应物或生成物)的相关性质，再进行适当的转换和计算。例如，过氧化氢的分解反应中有气体生成，可以测量在一定温度和压强下释放出来的气体的体积；有些反应物(或生成物)有颜色，随着反应的进行，溶液的颜色不断变化，可以用比色的方法测定溶液颜色的深浅，再根据溶液颜色与反应物浓度(或生成物浓度)的关系，换算成反应物(或生成物)在不同反应时刻的浓度。2化学反应速率的计算由于c是浓度变化的绝对值，故化学反应速率都取正值，其一般计算依据是：(1)根据某一物质起始浓度(c0)和一段时间后浓度(ct)的关系计算：c(反应物)c0ct，c(生成物)ctc0；(2)根据反应物的转化率()计算：c(反应物)c0；(3)根据化学方程式的化学计量数进行换算求出一种物质的反应速率后可根据化学计量数之间的比值去计算其他物质的反应速率。归纳小结）（1）化学反应速率的计算的一般步骤：写出有关反应的化学方程式。找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。根据已知条件列方程计算。例如：反应mAnBpC起始浓度(mol/L) a b c转化浓度(mol/L) x 某时刻浓度(mol/L) ax b c（2）计算中注意以下量关系：对反应物：c(起始)c(转化)c(某时刻)对生成物：c(起始)c(转化)c(某时刻)转化率100%例题讲解知识点一化学反应速率的概念1下列关于化学反应速率的说法正确的是()A化学反应速率是指在一段时间内任何一种反应物物质的量的减少或任何一种生成物物质的量的增加B化学反应速率为0.8 molL1s1，是指在1 s时某物质的浓度是0.8 molL1C化学反应速率可以衡量化学反应进行的快慢D对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象越明显答案C解析化学反应速率用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示；化学反应速率是表示某一时间段内的平均速率而不是瞬时速率。2已知某条件下，合成氨反应的数据如下：N2(g)3H2(g)高温、高压催化剂2NH3(g) 1.0 3.00.2 0.6 1.81.0 0.4 1.21.4当用氨气浓度的增加来表示该反应的速率时，下列说法中错误的是()A2 s末氨气的反应速率为0.4 molL1s1B前2 s时间内氨气的平均反应速率为0.4 molL1s1C前4 s时间内氨气的平均反应速率为0.3 molL1s1D24 s时间内氨气的平均反应速率为0.2 molL1s1答案A解析反应速率不是瞬时速率，要计算反应速率，关键要抓住t时间段对应的c的量。知识点二化学反应速率与化学计量数的关系3在四个不同的容器中，在不同的条件下进行合成氨反应，根据下列在相同时间内测得的结果判断，生成氨的反应速率最快的是()Av(NH3)0.1 molL1min1Bv(N2)0.1 molL1min1Cv(N2)0.2 molL1min1Dv(H2)0.3 molL1min1答案C解析合成氨反应：N23H22NH3，在同一反应用不同物质表示其反应速率时，反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比，要在四种不同情况下比较反应速率快慢需用同一物质的变化表示。又因为v(N2)v(H2)v(NH3)132，将B、C、D中的反应速率转化成v(NH3)，即为：0.2 molL1min1、0.4 molL1min1、0.2 molL1min1，故选C。4反应4A(s)3B(g)=2C(g)D(g)，经2 min，B的浓度减少0.6 molL1。对此反应速率的表示正确的是()A用A表示的反应速率是0.4 molL1min1B分别用B、C、D表示的反应速率之比是321C在2 min末的反应速率，用B表示是0.3 molL1min1D在2 min内的反应速率，用C表示是0.3 molL1min1答案B解析固体A不具有浓度概念，该物质的反应不能用molL1min1的单位来表示。第2课时影响化学反应速率的因素目标要求1.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学反应速率的影响，认识其一般规律。2.了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。3.知道活化能的含义及其对化学反应速率的影响。4.了解通过改变外界条件改变化学反应速率的方法和意义。一、有效碰撞理论1化学反应的过程化学反应的过程就是反应物分子中的原子重新组合成生成物分子的过程，也就是反应物分子中化学键的断裂和生成物分子中化学键的形成过程。2活化分子在相同温度下，分子的能量并不完全相同，有些分子的能量高于分子的平均能量，这些分子就叫做活化分子。3活化能活化分子高出的那部分能量叫做活化能。4活化分子百分数活化分子在反应物分子中所占的百分数叫做活化分子百分数。5有效碰撞能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞。有效碰撞发生的条件：一是发生碰撞的分子必须具备一定的能量，即为活化分子；二是碰撞时必须有合适的取向。6活化能与化学反应速率在一定条件下，活化分子所占的百分数是固定不变的。活化分子的百分数越大，单位体积内的活化分子数越多，单位时间内有效碰撞的次数越多，化学反应速率就越快。二、影响化学反应速率的因素1浓度对化学反应速率的影响(1)影响其他条件不变时，增大反应物的浓度，反应速率增大；减小反应物的浓度，反应速率减小。(2)原因其他条件不变时，增大反应物的浓度，单位体积内活化分子数增多，有效碰撞几率增多，化学反应速率增大。反之，减小反应物的浓度，化学反应速率减小。2压强对化学反应速率的影响(1)影响对于有气体参与的反应，增大压强(减小容器容积)，反应速率增大；减小压强(增大容器容积)，反应速率减小。(2)原因对于有气体参与的反应，增大压强，相当于增大反应物浓度，反应速率增大；反之，减小压强，反应速率减小。3温度对化学反应速率的影响(1)影响其他条件相同时，升高温度，反应速率增大；降低温度，反应速率减小。(2)原因其他条件相同时，升高温度，提高了活化分子的百分数和较高能量的分子间的碰撞几率，使分子间有效碰撞的几率提高，反应速率增大；反之，降低温度，反应速率减小。4催化剂对化学反应速率的影响(1)影响使用催化剂可增大反应速率。(2)原因催化剂改变了反应的途径，降低了反应所需的能量，提高了反应体系中活化分子的百分数，使有效碰撞的几率提高，反应速率增大。 知识点一有效碰撞的有关概念1下列说法正确的是()A活化分子间的碰撞一定是有效碰撞B活化分子具有的能量是活化能C活化分子的总数越多，反应速率越快D单位时间内有效碰撞次数越多，反应速率越快答案D解析活化分子间的碰撞并不都是有效碰撞，只有发生化学反应的碰撞才是有效碰撞，活化分子具有的平均能量与普通分子具有的平均能量之差才叫活化能；单位体积内活化分子总数越多，有效碰撞机会越多，反应速率才越快，A、B、C三项均错。2能够增加反应物分子中活化分子百分数的是()A升高温度 B减小压强 C增大压强 D增大浓度答案A解析升高温度可以增加单位体积内活化分子百分数；增大压强和增大浓度均不能增加活化分子百分数。知识点二浓度对化学反应速率的影响3将质量相同的锌粉分别投入下列4个烧杯的溶液中，反应速率最快的是()答案D解析当反应中一种反应物相同时，反应速率的快慢取决于另一种反应物的浓度而不是用量，四个装置中所用的酸虽不同，但都是由c(H)的大小决定反应的快慢。4对于溶液中的反应：MnO5Fe28H=5Fe3Mn24H2O下列措施能使化学反应速率提高的是()A加水B增加同浓度FeSO4的用量C向溶液中滴加稀硫酸D加入少量KMnO4晶体答案D解析增大浓度加快反应速率，而增加反应物用量不等于增大反应物浓度。D项加入KMnO4晶体后，KMnO4晶体被溶解，溶液的浓度一定比原KMnO4溶液浓度大。知识点三压强对化学反应速率的影响5在C(s)CO2(g)=2CO(g)的反应中，现采取下列措施：缩小体积，增大压强增加碳的量通入CO2恒容下充入N2恒压下充入N2能够使反应速率增大的措施是()A B C D答案C解析对于气体反应，增大压强，反应速率加快，增加固体物质的用量，对反应速率无影响，充入与反应无关的气体，不会增加反应物浓度，故不会加快反应速率。6设C(s)CO2(g)2CO(g)H10，反应速率为v1；N2(g)3H2(g)2NH3(g)H20，反应速率为v2。对于上述反应，当压强减小时，v1和v2的变化情况为()A同时增大 B同时减小Cv1增大，v2减小 Dv1减小，v2增大答案B知识点4温度对化学反应速率的影响7对于反应mAnB=pC，下列说法正确的是()A某温度时，化学反应速度无论用A、B、C何种物质表示，其数值是相同的B其他条件不变，增大压强，反应速率加快C若增加或减小B的物质的量，则反应速率一定会发生明显的变化D其他条件不变，升高温度，反应速率加快答案D8经验表明，如果温度每升高10，反应速率就增大到原来的2倍；反应2A(g)B(g)C(g)D(g)，20时某一时刻A的速率为0.2 molL1s1，若使反应温度升高到60，则此时A的反应速率为_。答案3.2 molL1s1解析根据速率与温度之间的经验规律公式v2v1a，将各数据代入即可计算：v20.2 molL1s123.2 molL1s1。知识点5催化剂对化学反应速率的影响9下列关于催化剂的说法，正确的是()A催化剂能使不起反应的物质发生反应B催化剂在化学反应前后，化学性质和质量都不变C催化剂不能改变化学反应速率D任何化学反应，都需要催化剂答案B解析催化剂能改变化学反应速率的原因是它能改变反应机理，在化学反应过程中，催化剂参与反应，经过一系列变化之后，催化剂又恢复到原来的状态，尽管催化剂能改变化学反应速率，但对于不能起反应的物质，是不能使其反应的，另外，有些反应是不需要催化剂的，如燃烧、中和反应等。10亚氯酸盐(如NaClO2)可用作漂白剂，在常温下不见光时可保存一年，但在酸性溶液中因生成亚氯酸而发生分解：5HClO2=4ClO2HCl2H2O。分解时，刚加入硫酸，反应缓慢，随后突然反应释放出大量ClO2，这是因为()A酸使亚氯酸的氧化性增强B溶液中的H起催化作用C溶液中的Cl起催化作用D逸出的ClO2使反应生成物的浓度降低答案C解析由题目信息可知，NaClO2在酸性溶液中生成亚氯酸，生成的亚氯酸在刚加入硫酸时反应缓慢，随后突然反应加快，这说明分解生成的产物中的某种物质起了催化剂的作用，故正确答案为C。第一课时练基础落实1在不同条件下分别测得反应2SO2(g)O2(g)催化剂 2SO3(g)的化学反应速率，其中表示该反应进行的最快的是()Av(SO2)4 molL1min1 Bv(O2)3 molL1min1Cv(SO2)0.1 molL1s1 Dv(O2)0.1 molL1s1答案D解析比较：必须统一标准。换算成同一物质进行比较是关键，本题首先需要统一单位。2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 molL1，在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04 molL1s1，则这段时间为()A0.1 s B2.5 s C10 s D5 s答案D解析根据题意知，SO3的浓度增加0.4 molL1，则O2的浓度减小0.2 molL1，v(O2)，则t5 s。32 mol A与2 mol B混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：2A(g)3B(g)2C(g)zD(g)若2 s后，A的转化率为50%，测得v(D)0.25 molL1s1，下列推断正确的是()Av(C)v(D)0.2 molL1s1Bz3CB的转化率为75%D反应前与2 s后容器的压强比为43答案D解析根据题意知，SO3的浓度增加0.4 molL1，则O2的浓度减小0.2 molL1，v(O2)，则t5 s。4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48 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()A2.5 molL1min1和2.0 molL1B2.5 molL1min1和2.5 molL1C3.0 molL1min1和3.0 molL1D5 molL1min1和3.0 molL1答案B解析据图可知，4 min时化合物Bilirubin的浓度为20 molL1，8 min时其浓度为10 molL1，因此48 min间的平均反应速率为2.5 molL1min1。进一步分析图像可知04 min间的平均分解速率为5.0 molL1min1，由以上分析数据大致可确定平均分解速率基本呈等比递减变化，因此可估算812 min间平均分解速率为1.25 molL1min1,1216 min间平均分解速率为0.625 molL1min1，因此16 min时反应物的浓度大致应为10 molL11.25 molL1min14 min0.625 molL1min14 min2.5 molL1，故B项正确。练方法技巧5.一定温度下，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图所示。下列叙述正确的是() A反应开始到10 s末时，用Z表示的反应速率为0.158 molL1s1B反应开始到10 s末时，X的物质的量浓度减少了0.79 molL1C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)答案C解析分析图象，关键是看变化量和走势，从走势分析X、Y是反应物，Z是生成物，初步分析它们的变化量分别为n(X)1.20 mol0.41 mol0.79 mol，n(Y)1.0 mol0.21 mol0.79 mol，n(Z)1.58 mol，首先确定该反应的化学方程式为X(g)Y(g)=2Z(g)。据选项要求分别计算出v(Z)0.079 molL1s1；c(X)0.395 molL1；(Y)100%79%，只有C选项正确。6在2 L密闭容器中进行如下反应：mX(g)nY(g)=pZ(g)qQ(g)，2 s时间内X表示的平均反应速率为0.3m/p molL1s1，则2 s时间内，Q物质增加的物质的量为()A1.2q/p mol B1.2m/p mol C1.6q/p mol D0.6q/p mol答案A解析不同物质表示的反应速率之比等于它们的化学计量数之比，X表示的平均反应速率为0.3m/p molL1s1，Q物质表示的反应速率为0.3m/p molL1s10.3q/p molL1s1。则n(Q)0.3q/p molL1s12 L2 s1.2q/p mol。练综合拓展7请你协助化学兴趣小组的同学完成如下实验，并回答相关问题。实验目的：比较等体积0.5 molL1硫酸、1 molL1盐酸、1 molL1醋酸分别与金属反应生成氢气的速率和体积。实验原理：(用离子方程式表示)_ _。实验用品：仪器(略)、药品(除给定的三种酸溶液外，在Na、Mg、Fe三种金属中选择最合适的一种，并说明理由)。选择的金属是_，不选其他两种金属的理由是_。实验步骤：(1)甲同学设计的实验装置：(1) 乙同学认为该装置不能控制三个反应在同一时间发生，并作了相应的改进。你认为乙同学改进的措施是_。(3)按改进后的装置进行实验，观察现象并得出相关结论。实验现象及结论：_。(4)实验开始时的速率：v(H2SO4)_v(HCl)_v(CH3COOH)(用“”、“”填空，下同)，反应进行一段时间后的速率：v(H2SO4)v(HCl)_v(CH3COOH)。(5)最终得到的氢气体积：V(H2/H2SO4)_V(H2/HCl)_V(H2/CH3COOH)。问题讨论：(6)量筒的规格由_决定。(7)对结论(4)、(5)中盐酸和醋酸的异同，你的解释是_。(8)根据现有知识，上述实验中硫酸和盐酸分别与金属反应的速率应始终相等，但反应一段时间后有v(H2SO4) (5) (6)酸液的体积(7)醋酸中存在电离平衡，反应开始时c(H)小于盐酸，故反应速率也小于盐酸。当反应进行到一定程度后，醋酸的电离平衡不断向右移动，使得c(H)大于盐酸，故反应速率大于盐酸。由于醋酸、盐酸最终提供的H的物质的量相等，故最后得到H2的体积相等(8)H的存在抑制HSO的电离(或：SO抑制H与Mg的反应或Cl促进H与Mg的反应)第二课时练基础落实1下列条件一定能使反应速率加快的是()增加反应物的物质的量升高温度缩小反应容器的体积加入生成物加入MnO2A全部 B C D答案C2下列说法正确的是()活化分子间的碰撞一定能发生化学反应普通分子有时也能发生有效碰撞升高温度会加快反应速率，原因是增加了活化分子的有效碰撞次数增大反应物浓度会加快反应速率的原因是单位体积内有效碰撞的次数增多使用催化剂能提高反应效率，原因是提高了分子的能量，使有效碰撞频率增大化学反应实质是活化分子有合适取向时的有效碰撞A B C D答案B3NO和CO都是汽车尾气中的有害物质，它们能缓慢地起反应，生成N2和CO2。对此反应的下列叙述中正确的是()A使用催化剂能加快反应的速率B使一种反应物过量能提高反应的速率C改变压强对反应速率没有影响D降低温度能加快反应速率答案A解析本题中B不正确，因为一种反应物过量并不一定是反应物浓度增加，一种反应物过量只能使另一种反应物转化率提高，不涉及反应的速率问题；C也不正确，对气体来说，改变压强必然影响速率；D也不正确，降低温度只能降低反应速率。4已知反应：N2O22NO在密闭容器中进行，下列条件能加快反应速率的是()A增大体积B体积不变，充入N2，使压强增大C体积不变，充入He，使气体压强增大D保持总压强不变，充入气体Ne答案B解析增大体积，浓度减小，反应速率减慢，A不符合；体积不变，充入N2时，可使c(N2)增大，反应速率增大，B符合；充入He后，由于体积不变，各物质的浓度不变，故对反应速率没有影响，C不符合题意；而在压强不变时，充入Ne，若要使总压强不变，则气体体积将变大，各物质的浓度将变小，故反应速率减小。练方法技巧52SO2(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t1t2内，SO3(g)生成的平均速率为v答案D解析A项，催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，A项错误；B项，在恒容的条件下，通入惰性气体，压强增大，但各物质的浓度不变，反应速率不变，故B项错误；C项，降低温度，反应速率也降低，反应达到平衡的时间会延长，故C项错误；根据反应速率的计算公式可知D项正确。6某探究小组利用丙酮的溴代反应(CH3COCH3Br2CH3COCH2BrHBr)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：实验序号初始浓度c/molL1溴颜色消失所需时间t/sCH3COCH3HClBr20.800.200.001 02901.600.200.001 01450.800.400.001 01450.800.200.002 0580分析实验数据所得出的结论不正确的是()A增大c(CH3COCH3)，v(Br2)增大B实验和的v(Br2)相等C增大c(HCl)，v(Br2)增大D增大c(Br2)，v(Br2)增大答案D解析A项，由实验和对比可知增大c(CH3COCH3)，反应时间变短，v(Br2)增大；B项，实验和反应时间相同，起始Br2浓度相同，则v(Br2)相等；C项，比较实验和可知，增大c(HCl)时，反应时间缩短，v(Br2)增大；D项，比较实验和可知，增大c(Br2)时，v(Br2)减小，故选D。7氯酸钾和亚硫酸氢钠发生氧化还原反应生成Cl(1价)和S(6价)的速率v(纵坐标)与反应时间t(横坐标)的关系如图所示，已知该反应速率随着溶液中c(H)的增大而加快。 (1)反应开始时反应速率加快的原因是_；(2)反应后期反应速率减慢的原因是_。答案(1)2KClO36NaHSO3=3Na2SO42KCl3H2SO4，溶液中c(H)增大(2)ClO和HSO浓度减小解析该反应的实质为：ClO3HSO=Cl3SO3H由题意知，反应随溶液中c(H)的增大而加快，一开始c(H)很小，速率很小，但随反应进行，c(H)增大，反应速率增大，但到一定程度后，c(ClO)、c(HSO)减小，此时反应物的浓度起主要作用，反应速率减小。练综合拓展8用如图所示装置进行如下实验：(1)在检查装置的气密性后，向试管a中加入10 mL 6 molL1的稀HNO3和1 g铜片，立即用带有导管的橡皮塞塞紧试管口。请写出在试管a中有可能发生的所有反应的化学方程式：_。(2)在实验过程中常常反应开始时速率缓慢，随后逐渐加快，这是由于_，当反应进行一段时间后速率又逐渐减慢，原因是_。(3)欲较快地制得NO，可采取的措施是_(填写字母序号)。A加热 B使用铜粉C稀释HNO3 D增大硝酸的浓度答案(1)3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O,2NOO2=2NO2(2)开始时速率缓慢，后随反应进行，反应放热，溶液温度升高是影响化学反应速率的主要