2025版新教材高考化学一轮复习第6章化学反应的方向限度与速率第2节化学反应速率化学反应条件的优化学案鲁科版

PAGE18-第2节化学反应速率化学反应条件的优化考试评价解读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洁方法。2．通过试验探究，了解温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响。3．知道化学反应是有历程的，相识基元反应活化能对化学反应速率的影响。核心素养达成变更观念与平衡思想能相识化学反应速率是变更的，知道化学反应速率与外界条件有关，并遵循肯定规律；能多角度、动态地分析化学反应速率，运用化学反应原理解决实际问题。证据推理与模型认知建立观点、结论和证据之间的逻辑关系；知道可以通过分析、推理等方法相识化学反应速率的本质特征及其相互关系，建立模型；能运用模型说明化学现象，揭示现象的本质和规律。科学探究与创新意识能发觉和提出有关化学反应速率的有探究价值的问题；通过限制变量来探究影响化学反应速率的外界条件。化学反应速率的有关计算[以练带忆]1．对于可逆反应A(g)＋3B(s)2C(g)＋2D(g)，在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示的反应速率最快的是()A．v(A)＝0.5mol·L－1·min－1B．v(B)＝1.2mol·L－1·s－1C．v(D)＝0.4mol·L－1·min－1D．v(C)＝0.1mol·L－1·s－1D解析：本题可以采纳归一法进行求解，通过化学方程式各物质的系数将不同物质表示的反应速率折算成同一物质表示的反应速率进行比较，B物质是固体，不能用浓度表示反应速率；C项中对应的v(A)＝0.2mol·L－1·min－1；D项中对应的v(A)＝3mol·L－1·min－1，表示的反应速率最快。2．反应4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，在5L的密闭容器中进行，半分钟后NO的物质的量增加了0.3mol，则该反应的平均速率为()A．v(O2)＝0.01mol·L－1·s－1B．v(NO)＝0.08mol·L－1·s－1C．v(H2O)＝0.03mol·L－1·s－1D．v(NH3)＝0.002mol·L－1·s－1D解析：先求出NO的反应速率：v(NO)＝eq\f(\f(0.3mol,5L),30s)＝0.002mol·L－1·s－1，然后运用“化学反应速率之比等于化学方程式中各物质的系数之比”求出其他物质的反应速率：v(O2)＝eq\f(5,4)v(NO)＝0.0025mol·L－1·s－1，v(H2O)＝eq\f(6,4)v(NO)＝0.003mol·L－1·s－1，v(NH3)＝v(NO)＝0.002mol·L－1·s－1。3．将6molCO2和8molH2充入一容积为2L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更如图所示(图中字母后的数字表示对应的坐标)。该反应在8～10min内CO2的平均反应速率是()A．0.5mol·L－1·min－1B．0.1mol·L－1·min－1C．0mol·L－1·min－1D．0.125mol·L－1·min－1C解析：由图可知，在8～10min内，H2的物质的量都是2mol，因此v(H2)＝eq\f(2mol－2mol,2L×2min)＝0mol·L－1·min－1，依据化学反应速率之比等于化学方程式中各物质的系数之比，v(CO2)＝eq\f(1,3)v(H2)＝0mol·L－1·min－1，故C项正确。[练后梳理]1．化学反应速率表示方法通常用单位时间内某物质浓度(或质量、物质的量等)的变更量(取肯定值)来表示。2．数学表达式及单位v＝eq\f(|Δc|,Δt)＝eq\f(Δn,V×Δt)，单位为mol·L－1·min－1或mol·L－1·s－1。3．化学反应速率与系数的关系同一反应在同一时间内，用不同物质表示的反应速率的数值可能不同，用各物质表示的化学反应速率的数值之比等于化学方程式中各物质化学式前的系数之比。如在反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)中，存在v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d。同一化学反应中反应快慢的比较方法(1)看单位是否统一，若不统一，换算成相同的单位。(2)比较化学反应速率与各物质的系数的比值，即对于一般反应aA＋bB=cC＋dD，比较eq\f(vA,a)与eq\f(vB,b)，若eq\f(vA,a)＞eq\f(vB,b)，则A表示的反应速率比B的大。影响化学反应速率的因素[以练带忆]1．设C(s)＋CO2(g)2CO(g)(正反应为吸热反应)，反应速率为v1；N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)(正反应为放热反应)，反应速率为v2，对于上述反应，当温度上升时，v1和v2的变更状况为()A．同时增大 B．同时减小C．v1增大，v2减小 D．v1减小，v2增大A解析：当温度上升时，无论正反应是吸热还是放热，化学反应速率都将增大，只是增大的程度不同。2．下列各组反应(表中物质均为反应物)，反应刚起先时，放出H2速率最大的是()选项金属(粉末状)/mol酸的浓度及体积反应温度/℃AMg,0.16mol·L－1硝酸10mL60BMg,0.13mol·L－1盐酸10mL60CFe,0.13mol·L－1盐酸100mL60DMg,0.13mol·L－1硫酸5mL60D解析：反应的温度相同，A中硝酸与Mg反应不生成H2，3mol·L－1硫酸中c(H＋)最大，Mg比Fe活泼，因此D中反应速率最快。3．反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)在一体积可变的容器中进行。下列条件的变更对其化学反应速率几乎没有影响的是()①增加C的用量；②将容器体积缩小一半；③保持容器体积不变，充入氮气使容器内压强增大；④保持压强不变，充入氮气使容器的体积变大。A．②④B．①③C．③④D．①④B解析：①增加固体物质的用量，反应速率几乎不变；②缩小容器体积相当于增大压强，反应速率加快；③保持容器体积不变，充入氮气，尽管容器内压强增大了，但反应各组分浓度并没有变更，反应速率不变；④保持容器压强不变，充入氮气使容器的体积变大，反应各组分浓度变小，反应速率变小。[练后梳理]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3．理论说明——有效碰撞理论(1)活化分子、活化能、有效碰撞①活化分子：能够发生有效碰撞的分子。②活化能：如图图中：E1为正反应的活化能__，运用催化剂时的活化能为E3，反应焓变ΔH＝E1－E2。(注：E2为逆反应的活化能)③有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。(2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系工业合成氨[以练带忆]1．工业上合成氨一般采纳700K左右的温度，其缘由是()①适当提高氨的合成速率②提高氢气的转化率③提高氨的产率④催化剂在700K时活性最大A．只有①B．①②C．②③④D．①④D解析：从合成氨反应的特点可知，上升温度有利于加快反应速率，但对平衡不利，综合各方面因素，选择700K左右温度，一是有较快的反应速率，二是此温度下催化剂活性最大。2．合成氨反应的正反应是气体体积减小的放热反应。合成氨工业的生产流程如下：下列关于合成氨工业的说法不正确的是()A．混合气体进行循环利用遵循绿色化学思想B．合成氨反应须在低温下进行C．对原料气进行压缩是为了增大原料气的转化率D．运用催化剂可以提高反应的速率，但是不能使平衡向正反应方向移动B解析：低温虽然有利于平衡正向移动，但低温会导致反应速率降低，不利于提高生产效率，故B不正确。3．有平衡体系：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH<0，为了增加甲醇的产量，工厂应实行的措施正确的是()A．高温、高压B．相宜温度、高压、催化剂C．低温、低压D．低温、高压、催化剂B解析：该反应为气体体积减小的放热反应，压强越大越有利于CH3OH的生成，因此宜采纳高压；反应为放热反应，则低温有利于CH3OH的生成，但温度太低，反应速率太慢，因此应选用合适的温度；运用催化剂可加快反应速率，同时所用温度要兼顾催化剂的反应活性。[练后梳理]1．合成氨反应的特点N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0ΔS<0。2．反应条件选择的理论分析(1)反应限度角度：低温、高压，有利于提高转化率。(2)反应速率角度：高温、高压、运用催化剂，有利于提高化学反应速率。3．相宜条件(1)温度：700K左右，此时催化剂活性最大。(2)压强：低压(1×107Pa)，中压(2×107～3×107Pa)和高压(8.5×107～1×108Pa)三种类型。(3)催化剂：铁触媒。(4)N2与H2的物质的量之比(投料比)：1∶2.8。4．合成氨工业的简要流程可用方框图表示为(1)原料气的制取N2：将空气液化、蒸发分别出N2或者将空气中的O2与碳作用生成CO2，除去CO2后得N2。H2：用水和燃料(煤、焦炭、石油、自然气等)在高温下制取。用煤和水制H2的主要反应为C＋H2O(g)eq\o(=,\s\up10(高温))CO＋H2，CO＋H2O(g)eq\o(=,\s\up10(催化剂))CO2＋H2。(2)制得的N2、H2需净化、除杂质，再用压缩机压缩至高压。(3)氨的合成：在相宜的条件下，在合成塔中进行。(4)氨的分别：经冷凝使氨液化，将氨分别出来，为提高原料的利用率，将没有完全反应的N2和H2循环送入合成塔，使其被充分利用。考点1化学反应速率的计算[抓本质·悟考法]某温度下，在容积为2L的恒容密闭容器中投入肯定量的A、B发生反应3A(g)＋bB(g)cC(g)ΔH＝－QkJ·mol－1(Q>0)，12s时反应达到平衡，生成C的物质的量为0.8mol，反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变更关系如图所示。下列说法正确的是()A．前12s内，A的平均反应速率为0.025mol·L－1·s－1B．12s后，A的消耗速率等于B的生成速率C．b∶c＝1∶2D．12s内，A和B反应放出的热量为0.2QkJ【解题关键点】(1)A、B的浓度随时间变更的图像。(2)反应3A(g)＋bB(g)cC(g)ΔH＝－QkJ·mol－1(Q>0)在2L的恒容密闭容器中反应。(3)12s时反应达到平衡，生成0.8molC。【易错失分点】不能从图像中提取有用信息，导致A、B的平均反应速率计算错误；错误地把A、B的浓度当成物质的量计算反应放出的热量。[自主解答]________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________C解析：分析图像可知12s内A的浓度变更为0.8mol·L－1－0.2mol·L－1＝0.6mol·L－1，反应速率v(A)＝eq\f(Δc,Δt)＝eq\f(0.6mol·L－1,12s)＝0.05mol·L－1·s－1，A项错误；分析图像，12s内B的浓度变更为0.5mol·L－1－0.3mol·L－1＝0.2mol·L－1，v(B)＝eq\f(0.2mol·L－1,12s)＝eq\f(1,60)mol·L－1·s－1，速率之比等于化学方程式中各物质的系数之比，3∶b＝0.05mol·L－1·s－1∶eq\f(1,60)mol·L－1·s－1，b＝1,3∶c＝0.05mol·L－1·s－1∶eq\f(\f(0.8mol,2L),12s)，c＝2，b∶c＝1∶2，化学方程式中A、B的系数不同，12s后达到平衡状态，A的消耗速率不等于B的生成速率，B项错误，C项正确；消耗3molA放热QkJ，12s内消耗A的物质的量为0.6mol·L－1×2L＝1.2mol，1.2molA反应放出热量0.4QkJ，D项错误。[多角度·突破练]⊳角度1化学反应速率计算的常用方法1．肯定条件下，在体积为10L的固定容器中发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，反应过程如图。下列说法正确的是()A．t1min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更关系C．0～8min，H2的平均反应速率v(H2)＝0.75mol·L－1·min－1D．10～12min，N2的平均反应速率v(N2)＝0.25mol·L－1·min－1B解析：t1时刻没有达到平衡状态，正、逆反应速率不相等，A项错误；依据图像，X的物质的量增加，属于反应产物，因此X为NH3的曲线，B项正确；0～8min时，v(NH3)＝eq\f(0.6mol,10L×8min)＝0.0075mol·L－1·min－1，依据化学反应速率之比等于系数之比v(H2)＝eq\f(vNH3×3,2)＝0.01125mol·L－1·min－1，C项错误；10～12min，v(NH3)＝eq\f(0.7－0.6mol,10L×2min)＝0.005mol·L－1·min－1，v(N2)＝eq\f(vNH3,2)＝0.0025mol·L－1·min－1，D项错误。2．将肯定量的固体Ag2SO4置于容积不变的容器中(装有少量V2O5)，在某温度下发生反应：Ag2SO4(s)Ag2O(s)＋SO3(g)，2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)。反应经过10min达到平衡，测得c(SO3)＝0.4mol·L－1、c(SO2)＝0.1mol·L－1。则下列叙述中正确的是()A．容器里气体的密度为40g·L－1B．SO3的分解率为30%C．在这10min内的平均速率为v(O2)＝0.05mol·L－1·min－1D．化学反应速率：v(Ag2SO4)＝v(SO3)A解析：混合气中c(SO3)＝0.4mol·L－1、c(SO2)＝0.1mol·L－1，则氧气就是0.05mol·L－1，所以混合气体的密度是80×0.4g·L－1＋64×0.1g·L－1＋32×0.05g·L－1＝40g·L－1，选项A正确；c(SO2)＝0.1mol·L－1，则消耗三氧化硫就是0.1mol·L－1，所以三氧化硫的分解率是0.1mol·L－1÷0.5mol·L－1＝0.2，即20%，故B错误；氧气在这10min内的平均速率为v(O2)＝0.05mol·L－1÷10min＝0.005mol·L－1·min－1，故C错误；硫酸银是固体，不能表示化学反应速率，故D错误。化学反应速率计算的方法(1)定义式法：依据“v＝eq\f(|Δc|,Δt)”进行计算。(2)比例式法：依据“化学反应速率之比等于化学式中各物质前的系数之比”进行计算。(3)三段式法：详细步骤如下。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依据已知条件列方程式计算。例如：反应mA＋nBpCt0s时刻浓度/mol·L－1ab0转化浓度/mol·L－1xeq\f(nx,m)eq\f(px,m)t1s时刻浓度/mol·L－1a－xb－eq\f(nx,m)eq\f(px,m)则：vA＝eq\f(x,t1－t0)mol·L－1·s－1；vB＝eq\f(nx,mt1－t0)mol·L－1·s－1；vC＝eq\f(px,mt1－t0)mol·L－1·s－1。⊳角度2化学反应速率大小比较3．在2A(g)＋B(s)3C(g)＋4D(g)反应中，表示该反应速率最快的是()A．v(A)＝0.5mol·L－1·s－1B．v(B)＝0.3mol·L－1·s－1C．v(C)＝12mol·L－1·min－1D．v(D)＝6mol·L－1·min－1A解析：不同条件下不同物质表示的同一反应速率比较要先统一单位，然后除以该物质的系数再进行比较，比值越大，表示反应速率越快。A．v＝eq\f(1,2)v(A)＝0.25mol·L－1·s－1；B.B为固体，其浓度为常数，不用B的浓度变更表示反应速率；C.v＝eq\f(1,3)v(C)＝4mol·L－1·min－1≈0.067mol·L－1·s－1；D.v＝eq\f(1,4)v(D)＝1.5mol·L－1·min－1＝0.025mol·L－1·s－1；故表示该反应速率最快的是A项。4．反应A(g)＋3B(g)=2C(g)＋2D(g)在四种不同状况下的反应速率分别为①v(A)＝0.45mol·L－1·s－1②v(B)＝0.6mol·L－1·s－1③v(C)＝0.4mol·L－1·s－1④v(D)＝0.45mol·L－1·s－1下列有关反应速率的比较中正确的是()A．④＞③＝②＞① B．①＞④＞②＝③C．①＞②＞③＞④ D．④＞③＞②＞①B解析：可用比值法进行反应速率大小比较，eq\f(vA,1)＝0.45mol·L－1·s－1；eq\f(vB,3)＝eq\f(0.6mol·L－1·s－1,3)＝0.2mol·L－1·s－1；eq\f(vC,2)＝eq\f(0.4mol·L－1·s－1,2)＝0.2mol·L－1·s－1；eq\f(vD,2)＝eq\f(0.45mol·L－1·s－1,2)＝0.225mol·L－1·s－1，故①＞④＞②＝③，B项正确。化学反应速率的比较方法(1)看单位是否统一，若不统一，换算成相同的单位。(2)归一法：换算成同一物质相同单位的速率，再比较数值的大小。3比值法：用各物质表示的反应速率除以对应各物质的系数，然后再对求出的数值进行大小排序，数值大的反应速率大。如反应mA＋nB=pC＋qD，若eq\f(vA,m)>eq\f(vB,n)，则反应速率vA>vB。考点2“限制变量法”探究反应速率的影响因素[抓本质·悟考法](1)某同学设计如下试验方案探究影响锌与稀硫酸反应速率的因素，有关数据如下表所示：序号纯锌粉/g2.0mol·L－1硫酸溶液/mL温度/℃硫酸铜固体/g加入蒸馏水/mLⅠ2.050.02500Ⅱ2.040.025010.0Ⅲ2.050.0250.20Ⅳ2.050.0254.00①本试验待测数据可以是________________________________，试验Ⅰ和试验Ⅱ可以探究________对锌与稀硫酸反应速率的影响。②试验Ⅲ和试验Ⅳ的目的是________，写出有关反应的离子方程式：___________________________________________________。(2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的试验方案如下表：试验序号体积V/mLK2S2O8溶液水KI溶液Na2S2O3溶液淀粉溶液①10.00.04.04.02.0②9.01.04.04.02.0③8.0Vx4.04.02.0表中Vx＝________，理由是____________________________。【解题关键点】(1)化学反应速率的测定，可以测量反应结束所须要的时间，或相同条件下产生等体积的氢气所须要的时间。(2)要分析试验Ⅲ和试验Ⅳ的目的，可依据两试验中变量的不同得出结论。【易错失分点】对于表中Vx，有些同学不知道加入水的作用而无法推断。加入水，是保证每组试验中其他物质的浓度相等(只有K2S2O8溶液的浓度不同)，即溶液的总体积相等，都是20.0mL。[自主解答]________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________解析：(1)①试验Ⅰ和试验Ⅱ中，锌的质量和状态相同，硫酸的浓度不同，故可以探究硫酸的浓度对反应速率的影响。②试验Ⅲ和试验Ⅳ中加入硫酸铜，Cu2＋的氧化性强于H＋，首先发生反应Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu，生成的铜附着在锌表面，在稀硫酸中构成原电池，加快锌失电子。但是加入的硫酸铜过多，生成的铜会覆盖在锌表面，阻挡锌与稀硫酸进一步反应，产生氢气的速率会减慢。所以试验Ⅲ和试验Ⅳ的目的是探究硫酸铜的量对反应速率的影响。(2)试验的目的是探究K2S2O8溶液的浓度对化学反应速率的影响，故应使每组试验中其他物质的浓度相等，即溶液的总体积相等(即为20.0mL)，从而可知Vx＝2.0。答案：(1)①反应结束所须要的时间(或相同条件下产生等体积的氢气所须要的时间)硫酸浓度②探究硫酸铜的量对反应速率的影响Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu，Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑(2)2.0溶液总体积相等，反应物K2S2O8浓度变更，而其他物质浓度不变[多角度·突破练]⊳角度1单变量对化学反应速率的影响1．(2024·海南模拟)关于肯定条件下的化学平衡：H2(g)＋I2(g)2HI(g)ΔH<0。下列说法正确的是()A．恒温恒容，充入H2，v(正)增大，平衡右移B．恒温恒容，充入He，v(正)增大，平衡右移C．加压，v(正)、v(逆)不变，平衡不移动D．升温，v(正)减小，v(逆)增大，平衡左移A解析：A项，恒温恒容，充入H2，c(H2)增大，v(正)增大，v(逆)不变，平衡右移，正确；B项，恒温恒容，充入He，各物质浓度不变，正、逆反应速率不变，平衡不移动，错误；C项，加压，v(正)、v(逆)都增大且增大程度相同，平衡不移动，错误；D项，升温，v(正)、v(逆)都增大，正反应放热，平衡左移，错误。2．下列表格中的各种状况，可以用对应选项中的图像表示的是()选项反应甲乙A外形、大小相同的金属和水反应NaKB4mL0.01mol·L－1KMnO4溶液分别和不同浓度的2mLH2C2O4(草酸)溶液反应0.1mol·L－1的H2C2O4溶液0.2mol·L－1的H2C2O4溶液C5mL0.1mol·L－1Na2S2O3溶液和5mL0.1mol·L－1H2SO4溶液反应热水冷水D5mL4%的过氧化氢溶液分解放出O2无MnO2粉末加MnO2粉末C解析：由于K比Na活泼，故外形、大小相同的金属K和Na与水反应，K的反应速率更快，又由于Na、K与H2O反应均为放热反应，随着反应的进行，放出大量的热，反应速率渐渐加快，A项不正确；由于起始时乙中H2C2O4浓度大，故其反应速率比甲快，B项不正确；由于甲反应是在热水中进行的，温度高，故甲的反应速率大于乙，随着反应的进行，反应物浓度渐渐减小，故甲、乙反应速率渐渐减小，C项正确；MnO2在H2O2的分解过程中起催化作用，故乙的反应速率大于甲，D项不正确。外界条件对化学反应速率的影响(1)恒温时，压缩体积eq\o(→,\s\up10(引起))压强增大eq\o(→,\s\up10(引起))反应物浓度增大eq\o(→,\s\up10(引起))反应速率加快。(2)恒温时，对于恒容密闭容器。①充入气体反应物eq\o(→,\s\up10(引起))气体反应物浓度增大(压强也增大)eq\o(→,\s\up10(引起))反应速率加快。②充入“惰性”气体eq\o(→,\s\up10(引起))总压强增大→反应物浓度未变更→反应速率不变。(3)恒温恒压时。充入“惰性”气体eq\o(→,\s\up10(引起))体积增大eq\o(→,\s\up10(引起))气体反应物浓度减小eq\o(→,\s\up10(引起))反应速率减小。(4)上升温度，正反应速率和逆反应速率都加快，但加快的程度不同；降低温度，正反应速率和逆反应速率都减慢，但减慢的程度不同，吸热反应的反应速率总是受温度影响大。⊳角度2多变量对化学反应速率的影响3．探究2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4=K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O反应速率的影响因素，有关试验数据如表所示：试验编号温度(℃)催化剂用量(g)酸性KMnO4溶液H2C2O4溶液KMnO4溶液褪色平均时间(min)体积(mL)浓度(mol·L－1)体积(mL)浓度(mol·L－1)1250.540.180.212.72800.540.180.2a3250.540.0180.26.7425040.0180.2b下列说法不正确的是()A．a<12.7，b>6.7B．用KMnO4表示该反应速率，v(试验3)>v(试验1)C．用H2C2O4表示该反应速率，v(试验1)约为6.6×10－3mol·L－1·min－1D．可通过比较收集相同体积CO2所消耗的时间来推断反应速率快慢B解析：温度高，速率快，a<12.7，没有用催化剂，速率慢，b>6.7，A正确；试验3，用的KMnO4浓度低，用KMnO4表示该反应速率慢，v(试验3)<v(试验1)，B错误；由于KMnO4完全消耗，而H2C2O4有剩余，应由v(KMnO4)计算v(H2C2O4)，用H2C2O4表示该反应速率，v(试验1)约为eq\f(0.1×4,12×12.7)×eq\f(5,2)mol·L－1·min－1≈6.6×10－3mol·L－1·min－1，C正确；反应速率可以用反应物或反应产物浓度的变更量来表示，也可通过比较收集相同体积CO2所消耗的时间长短来推断反应速率快慢，D正确。4．已知：2N2(g)＋6H2O(g)4NH3(g)＋3O2(g)ΔH＝＋QkJ·mol－1，如图为该反应在不同初始浓度的N2和不同催化剂Ⅰ、Ⅱ作用下(其他条件相同)，体积为2L的密闭容器中n(NH3)随反应时间的变更曲线，下列说法正确的是()A．0～6h内，催化剂Ⅰ的催化效果比催化剂Ⅱ的好B．a点时，催化剂Ⅰ、Ⅱ作用下N2的转化率相等C．0～5h内，在催化剂Ⅰ的作用下，O2的反应速率为0.12mol·L－1·h－1D．0～12h内，催化剂Ⅱ作用下反应汲取的热量比催化剂Ⅰ的多D解析：催化剂Ⅰ和催化剂Ⅱ的条件下，N2的初始浓度不同，催化剂Ⅰ和催化剂Ⅱ的催化效果没法比较，A错误；N2的初始浓度不同，a点时生成NH3的物质的量相等，因此N2的转化率不相等，B错误；由图像可知0～5h内，在催化剂Ⅰ的作用下，生成NH3的物质的量为0.8mol，依据化学方程式可知生成O2的物质的量为0.6mol，所以O2的反应速率为eq\f(0.6mol,5h×2L)＝0.06mol·L－1·h－1，C错误；0～12h内，催化剂Ⅱ作用下生成NH3的物质的量比催化剂Ⅰ的多，因此催化剂Ⅱ作用下反应汲取的热量比催化剂Ⅰ的多，D正确。5．为了探究硫酸铜对硫酸与锌反应速率的影响，有同学设计了在肯定条件下进行如下试验，测量在不同试剂用量的反应条件下获得相同量气体所用的时间。(1)请完成下表(填写表格中的空白处)(假设溶液混合时体积变更忽视不计)试验编号①②③所加0.4mol·L－1H2SO4溶液的体积/mL30所加0.2mol·L－1CuSO4溶液的体积/mL00.55所加蒸馏水的体积/mL5探究硫酸铜对硫酸与锌反应速率的影响，设计试验时应留意的问题(2)试验③一段时间后可看到的锌粒表面呈____色。(3)试验表明②号试验最快，③号试验最慢，可能的缘由是______________________________________________________________。解析：(1)要留意限制变量，所加硫酸溶液体积三次试验相同，加入水的体积要使混合溶液总体积相同。(2)锌表面有铜附着，故表面呈暗(紫)红色。(3)②号试验最快是因为形成原电池，③号试验最慢是因为生成的铜附着在锌表面，阻碍了反应的进行。答案：(1)①②③30304.50温度、硫酸浓度、锌粒颗粒大小保持一样(2)暗(紫)红(3)②号试验最快是因为CuSO4与Zn反应产生的Cu与Zn形成原电池，加快了氢气产生的速率；③号试验最慢是因为较多的CuSO4加入后与Zn反应产生的Cu大量沉积在Zn表面，减小了Zn与溶液的接触面积“限制变量法”解答化学反应速率问题1．中国首条“生态公路”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转换成N2和CO2。下列对此反应的叙述中正确的是()A．运用光催化剂不变更反应速率B．运用光催化剂能增大NO的转化率C．上升温度能加快反应速率D．变更压强对反应速率无影响C解析：催化剂可以变更反应速率，但不影响反应的转化率，A、B错误；对气体参与的反应，变更压强可以变更反应速率，D错误。2．(命题情境：化学反应速率与反应历程问题)已知反应2NO(g)＋2H2(g)N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－752kJ·mol－1的反应机理如下：①2NO(g)N2O2(g)(快)②N2O2(g)＋H2(g)N2O(g)＋H2O(g)(慢)③N2O(g)＋H2(g)N2(g)＋H2O(g)(快)下列有关说法错误的是()A．①的逆反应速率大于②的正反应速率B．②中N2O2与H2的碰撞仅部分有效C．N2O2和N2O是该反应的催化剂D．总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大C解析：①反应为快反应，说明该过程反应物和反应产物的活化能都较小，反应能快速平衡；②为慢反应，说明反应物和反应产物的活化能均较大，反应慢平衡时间较长，因此①的逆反应速率大于②的正反应速率，A正确；②反应为慢反应，说明反应的活化能大，物质微粒间的很多碰撞都不能发生化学反应，因此碰撞仅部分有效，B正确；反应过程中N2O2和N2O是中间产物，不是催化剂，C错误；总反应为放热反应，则总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大，D正确。3．碳热还原制备氮化铝的总反应化学方程式为Al2O3(s)＋3C(s)＋N2(g)2AlN(s)＋3CO(g)。在温度、容积恒定的反应体系中，CO浓度随时间的变更关系如图中曲线甲所示。下列说法不正确的是()A．在不同时刻都存在关系：3v(N2)＝v(CO)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．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D．维持温度、容积不变，若削减N2的物质的量进行反应，曲线甲将转变为曲线乙D解析：依据化学反应速率之比等于化学方程式中的各物质系数之比分析，3v(N2)＝v(CO)，故A正确；c点处切线的斜率是此时刻一氧化碳的瞬时速率，故B正确；图像中从a、