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第七章 第1讲化学反应速率


化学反应速率
题组一 浓度与压强对化学反应速率的影响 1.对反应 A+B AB 来说,常温下按以下情况进行反应:

①20 mL 溶液中含 A、B 各 0.01 mol ②50 mL 溶液中含 A、B 各 0.05 mol ③0.1 mol· L
-1

的 A、B 溶液各 10 mL ④0.5 mol· L


-1

的 A、B 溶液各 50 mL ( )

四者反应速率的大小关系是 A.②>①>④>③ C.①>②>④>③ 2.一定温度下,反应 N2(g)+O2(g) 反应速率的是 A.缩小体积使压强增大 C.恒容,充入 He B.恒容,充入 N2 D.恒压,充入 He B.④>③>②>① D.①>②>③>④

2NO(g)在密闭容器中进行,下列措施不改变化学 ( )

题组二 外界条件对反应速率的综合影响 3.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 实验 A B C D 反应温 度/℃ 25 25 35 35 Na2S2O3 溶液 V/mL 5 5 5 5 c/mol· L 0.1 0.2 0.1 0.2
-1

( 稀 H2SO4 H2O
-1

)

V/mL 10 5 10 5

c/mol· L 0.1 0.2 0.1 0.2

V/mL 5 10 5 10

4.把镁条直接投入到盛有盐酸的敞口容器中,产生 H2 的速率如右图所 示,在下列因素中,影响反应速率的因素是


(

)

①盐酸的浓度 ②镁条的表面积 ③溶液的温度 ④Cl 的浓度 A.①④ C.①②③ B.③④ D.②③

5.等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应,测得在不同时间(t)内产生 气体体积(V)的数据如图所示,根据图示分析实验条件,下列说法中一定不正确的是 ( 组别 1 2 对应曲线 a b c(HCl)/mol· L
-1

)

反应温度/℃ 30 30

铁的状态 粉末状 粉末状

3 4

c d

2.5 2.5 30

块状 块状

A.第 4 组实验的反应速率最慢 B.第 1 组实验中盐酸的浓度大于 2.5 mol· L C.第 2 组实验中盐酸的浓度等于 2.5 mol· L D.第 3 组实验的反应温度低于 30 ℃ 题组训练 外界条件对反应速率影响的图像分析 1.向某密闭容器中加入 0.3 mol A、0.1 mol 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甲图所示[t0~t1 阶段 c(B)未画出]。图乙为 t2 时刻 后改变条件平衡体系中反应速率随时间变化的情况,且四个阶段都各改变一种不同 的条件并且改变的条件均不同。已知,t3~t4 阶段为使用催化剂。下列说法正确的是 ( )
-1 -1

A.若 t1=15 s,生成物 C 在 t0~t1 时间段的反应速率为 0.004 mol· L 1· s


-1

B.t4~t5 阶段改变的条件为降低反应温度 C.B 的起始物质的量为 0.02 mol D.t5~t6 阶段可能是增大压强 2.某温度时,在一个容积为 2 L 的密闭容器中,X、Y、Z 三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据 图中数据,试填写下列空白: (1)该反应的化学方程式为 ____________________________________________。 (2)反应开始至 2 min,气体 Z 的反应速率为________________________________。 (3)若 X、Y、Z 均为气体,反应达到平衡时: ①压强是开始时的________倍; 1 ②若此时将容器的体积缩小为原来的 倍,达到平衡时,容器内温度将升高(容器不 2

与外界进行热交换),则该反应的正反应为________反应(填“放热”或“吸热”)。 (4)若上述反应在 2 min 后的 t1~t6 内反应速率与反应时间图像如下,在每一时刻均 改变一个影响反应速率的因素,则 ( )

A.在 t1 时增大了压强 C.在 t4 时降低了温度

B.在 t3 时加入了催化剂 D.t2~t3 时 A 的转化率最高

1.(2009· 广东理基,29)已知汽车尾气无害化处理反应为 2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)。下列说法不正确的是 A.升高温度可使该反应的逆反应速率降低 B.使用高效催化剂可有效提高正反应速率 C.反应达到平衡后,NO 的反应速率保持恒定 D.单位时间内消耗 CO 和 CO2 的物质的量相等时,反应达到平衡 2.(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 右图所示,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

N2(g)+ ( )

(

)

和 2.0 μmol·L 和 2.5 μmol·L 和 3.0 μmol·L

-1

B.2.5 μmol·L 1· min


-1 -1 -1

-1 -1 -1

C.3.0 μmol·L 1· min
- -

D.5.0 μmol·L 1· min

和 3.0 μmol·L

3.(2009· 山东理综,14)2SO2(g)+O2(g) 述正确的是 ( )

V2O5 △

2SO3(g)是制备硫酸的重要反应。下列叙

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 c2-c1 平均反应速率为 v= t2-t1 4.(2012· 福建理综,12)一定条件下,溶液的酸碱性对 TiO2 光催化染料 R 降解反应的影 响如下图所示。下列判断正确的是 ( )

A.在 0~50 min 之间,pH=2 和 pH=7 时 R 的降解百分率相等 B.溶液酸性越强,R 的降解速率越小 C.R 的起始浓度越小,降解速率越大 D.在 20~25 min 之间, pH=10 时 R 的平均降解速率为 0.04 mol· L 1· min
- -1

5.[2011· 福建理综,23(4)]在酸性溶液中,碘酸钾(KIO3)和亚硫酸钠可发生如下反应:
2 2IO3 +5SO2 3 +2H ===I2+5SO4 +H2O
- - + -

生成的碘可以用淀粉溶液检验,根据反应溶液出现蓝色所需的时间来衡量该反应的 速率。 某同学设计实验如下表所示: 0.01 mol· L 实验序号
-1

KIO3

0.01mol· L

-1

酸性溶液 ( 含淀粉 ) 的体积/mL

Na2SO3 溶液 的体积/mL V1 5 5

H2O 的 体积/mL 35 40 V2

实验温 度/℃ 25 25 0

溶液出现 蓝色时所 需时间/s

实验 1 实验 2 实验 3

5 5 5

该实验的目的是________;表中 V2=________mL。 6.(1)[2012· 山东理综,29(3)改编]一定温度下,将 1 mol N2O4 充入体积为 1 L 的密闭容 器中,反应 3 s 后,NO2 的物质的量为 0.6 mol,则 0~3 s 内的平均反应速率 v(N2O4) =________mol· L 1· s 1。
- -

(2)[2010· 山东理综,28(2)改编]在一定温度下,向 1 L 密闭容器中加入 1 mol HI(g),

发生反应 2HI

H2+I2,2 min 时生成 H2 0.1 mol,则 0~2 min 内的平均反应速率

v(HI)=__________。 7.[2012· 新课标全国卷,27(4)]COCl2 的分解反应为 COCl2(g)===Cl2(g)+CO(g) ΔH= +108 kJ· mol 1。反应体系达到平衡后,各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下


图所示(第 10 min 到 14 min 的 COCl2 浓度变化曲线未示出):

①计算反应在第 8 min 时的平衡常数 K=____________; ②比较第 2 min 反应温度 T(2)与第 8 min 反应温度 T(8)的高低: T(2)________T(8)(填 “<”、“>”或“=”); ③若 12 min 时反应于温度 T(8)下重新达到平衡,则此时 c(COCl2)=________ mol· L 1;


④比较产物 CO 在 2~3 min、5~6 min 和 12~13 min 时平均反应速率[平均反应速 率分别以 v(2~3)、v(5~6)、v(12~13)表示]的大小____________________________; ⑤比较反应物 COCl2 在 5~6 min 和 15~16 min 时平均反应速率的大小:v(5~ 6)________v(15~16)(填“<”、“>”或“=”),原因是______________________。

1.下列有关化学反应速率的说法不正确的是 A.化学反应达到最大限度时,正逆反应速率也达到最大且相等 B.催化剂能降低化学反应的活化能,加快反应速率,提高生产效率 C.用锌和稀硫酸反应制取 H2 时,滴加几滴硫酸铜溶液能加快反应速率 D.用铁片和稀硫酸反应制 H2 比用 98%的浓硫酸产生 H2 的速率快 2.下列说法正确的是 ①参加反应的物质的性质是影响化学反应速率的主要因素

(

)

(

)

②光是影响某些化学反应速率的外界条件之一 ③决定化学反应速率的主要因素是 浓度 ④不管什么反应,增大浓度、加热、加压、使用催化剂都可以加快反应速率 A.①② B.②③ C.③④ D.①④

3.在一密闭容器中充入一定量的 N2 和 O2,在电火花作用下发生反应 N2+O2===2NO,

经测定前 3 s 用 N2 表示的反应速率为 0.1 mol· L 1· s 1,则 6 s 末 NO 的浓度为(
- -

)

A.1.2 mol· L

-1 -1

B.大于 1.2 mol· L D.不能确定

-1

C.小于 1.2 mol· L 4.反应 2SO2+O2

2SO3 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

(

)

5.下列生产或实验事实引出的相应结论不正确的是 选项 事实 其他条件相同, Na2S2O3 溶液和 A H2SO4 溶液反应,升高溶液的温 度,析出硫沉淀所需时间缩短 B 工业制硫酸中,在 SO3 的吸收阶 段,吸收塔里要装填瓷环 在容积可变的密闭容器中发生反 C 应:2NH3(g) N2H4(l)+H2(g), 结论 当其他条件不变时,升高 反应温度,化学反应速率 加快 增大气液接触面积,使 SO3 的吸收速率增大 正反应速率加快,逆反应 速率减慢

(

)

把容积的体积缩小一半 A、 B 两支试管中分别加入等体积 D 5%的 H2O2 溶液,在 B 试管中加 入 2~3 滴 FeCl3 溶液,B 试管中 产生气泡快

当其他条件不变时,催化 剂可以改变化学反应速率

6.一定温度下,在 2 L 密闭容器中加入纳米级 Cu2O 并通入 0.1 mol H2O(g),发生反应: 2H2O(g) 见下表: 时间/min n(O2)/mol 下列说法不正确的是 A.前 20 min 内的反应速率 v(H2O)=5.0×10
-5

Cu2O 光照

2H2(g)+O2(g) ΔH=+484 kJ· mol 1,不同时间产生 O2 的物质的量


20 0.001 0

40 0.001 6

60 0.002 0

80 0.002 0 ( )

mol· L 1· min


-1

B.达到平衡时,至少需要从外界吸收能量 0.968 kJ C.增大 c(H2O),可以提高水的分解率 D.催化效果与 Cu2O 颗粒的大小有关 7.一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图所示。 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 8.进行如下实验,在 A 锥形瓶中放入 10 g 绿豆大小的碳酸钙,在 B 锥形瓶中放入 5 g 粉末状的碳酸钙,分别加入 50 mL 1 mol· L
-1

盐酸,下图中能正确表示实验结果的是 ( )

(注:x-时间,y-锥形瓶中碳酸钙减少的质量)

9.可逆反应 mA(g)+nB(g)

pC(g)+gD(g)的 v-t 图像如图甲所示,若其他条件都不

变,只是在反应前加入合适的催化剂,则其 v-t 图像如图乙所示。

①a1=a2 ②a1<a2 ③b1=b2 ④b1<b2 ⑤t1>t2 ⑥t1=t2 ⑦两图中阴影部分面积相等 ⑧图Ⅱ中阴影部分面积更大 ( B.②④⑥⑧ C.②③⑤⑦ CO(g)+ D.②③⑥⑧ )

以上所列正确的为 A.②④⑤⑦

10.在密闭容器中进行反应 CH4(g)+H2O(g)

3H2(g) ΔH>0, 测得 c(CH4)随反应时间(t)的变化如图所 示。下列判断不正确的是 ( )

A.10 min 时,改变的外界条件可能是升高温度 B.0~10 min 内,v(H2)=0.15 mol· L 1· min
- -1

C.恒温下,缩小容器体积,一段时间内 v 逆>v 正 D.12 min 时,反应达平衡的本质原因是气体总质量不再变化

11.在 2 L 的密闭容器中,放入 0.4 mol A 和 0.6 mol B,在一定温度下,压强为 p,放 入催化剂(体积忽略),发生反应 2A(g)+3B(g)


xC(g)+2D(g),在 a min 后,容器

中 c(A)=0.1 mol· L 1,则 v(B)=____________;若温度不变,压强变为 0.9p,则 v(C)=__________,x=_________________________________________。 12.加入 0.1 mol 的 MnO2 粉末于 50 mL 过氧化氢的溶液中 (密度为 1.1 g· mL 1),在标准状况下放出气体的体积和


时间的关系如右图所示,回答下列问题: (1)A、 B、 C、 D 四点化学反应速率快慢的顺序为________。 (2)解释反应速率变化的原因____________________________________________ ____________________________________________________________________。 (3)计算过氧化氢的初始物质的量浓度___________________________________。 (4)求反应进行到 2 分钟时过氧化氢的质量分数。 13.在一密闭容器中发生反应 N2+3H2 2NH3,达到平衡后,只改变某一个条件时,

反应速率与反应时间的关系如图所示:

回答下列问题: (1)处于平衡状态的时间段是________(填选项)。 A.t0~t1 D.t3~t4 B.t1~t2 E.t4~t5 C.t2~t3 F.t5~t6

(2)t1、t3、t4 时刻分别改变的一个条件是(填选项)。 A.增大压强 B.减小压强 C.升高温度 D.降低温度 E.加催化剂 F.充入氮气

t1 时刻________;t3 时刻________;t4 时刻________。 (3)依据(2)中的结论,下列时间段中,氨的百分含量最高的是__________(填选项)。 A.t0~t1 C.t3~t4 B.t2~t3 D.t5~t6

(4)如果在 t6 时刻,从反应体系中分离出部分氨,t7 时刻反应达到平衡状态,请在图 中画出反应速率的变化曲线。 (5)一定条件下,合成氨反应达到平衡时,测得混合气体中氨气的体积分数为 20%, 则反应后与反应前的混合气体体积之比为__________。

14. 利用催化剂可使 NO 和 CO 发生反应: 2NO(g)+2CO(g)

2CO2(g)+N2(g) ΔH<0。

已知增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率。 为了分别验证温度、 催化剂的比 表面积对化学反应速率的影响规律, 某同学设计了三组实验, 部分实验条件已经填 在下面实验设计表中。 实验编号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 350 T(℃) 280 NO 初始浓度 (mol· L ) 1.2×10 1.2×10
-3 -3 -1

CO 初始浓度 (mol· L ) 5.8×10
-3 -1

催化剂的比表 面积(m2· g 1)


82 124 82

(1)请填全表中的各空格。

(2)实验Ⅰ中,NO 的物质的量浓度(c)随时间(t)的变化如图所示。请在给出的坐标图 中画出实验Ⅱ、Ⅲ中 NO 的物质的量浓度(c)随时间(t)变化的曲线,并标明各曲线的 实验编号。 15.某实验小组为确定过氧化氢分解的最佳催化条件,用如图实验装置进行实验,反应 物用量和反应停止的时间数据如下表:

MnO2 时间 H2O2 10 mL 1.5% 10 mL 3.0% 10 mL 4.5% 分析表中数据回答下列问题:

0.1 g 223 s 308 s 395 s

0.3 g 67 s 109 s 149 s

0.8 g 56 s 98 s 116 s

(1)相同浓度的过氧化氢的分解速率随着二氧化锰用量的增加而________。 (2)从实验效果和“绿色化学”的角度考虑,双氧水的浓度相同时,加入________g 的二氧化锰为较佳选择。 (3)该小组的某同学分析上述数据后认为:“当用相同质量的二氧化锰时,双氧水 的浓度越小,所需要的时间就越少,亦即其反应速率越快”的结论,你认为是否正 确________,理由是____________________________________________________

______________________________________________________________________。 (提示:H2O2 的密度可认为近似相等)。


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