一、化學反應速率1．含義：用于衡量化學反應進行快慢程度的物理量；均為正值，沒有負值。2．表示方法：用單位時間內某反應物濃度(或質量、物質的量等)的減小或某生成物濃度(或質量、物質的量等)的增大來表示。3．計算公式：v＝eq\f(Δc,Δt)，常用單位為mol·L－1·s－1、mol·L－1·min－1或mol·L－1·h－1。4．注意要點。(1)化學反應速率通常指的是某物質在某一段時間內的平均速率，而不是在某一時刻的瞬時速率，但在速率—時間圖象中經常會出現瞬時速率。(2)對于有固體或純液體參與的反應，由于在一定條件下，固體或純液體的濃度可視為常數，其在化學反應中濃度不改變，因此在表示化學反應速率時，不能用固體或純液體的濃度來表示。(3)同一化學反應，用各物質表示的化學反應速率的數值之比等于化學方程式中各物質的系數之比，因而定量表示一個化學反應的反應速率時，必須指明是用哪一種物質來表示。(4)在同一反應中，用不同的物質表示的化學反應速率，數值可能相同，也可能不同，但表示的實際意義卻完全相同，即一種物質的化學反應速率代表了整個化學反應的反應速率。二、濃度對化學反應速率的影響1．基本規(guī)律。當其他條件不變時，增大反應物的濃度可以提高化學反應速率；減小反應物的濃度可以降低化學反應速率。2．化學反應速率與反應物濃度的定量關系。(1)化學反應速率與反應物濃度的定量關系式中比例系數k稱為反應速率常數，它表示單位濃度下的化學反應速率。(2)通常情況下，反應速率常數越大，反應進行得越快。它與濃度無關，但受溫度、催化劑、固體表面性質等因素的影響。1．改變固體或純液體的用量對化學反應速率有何影響？改變溶液的用量對化學反應速率有何影響？答案：對于固體或純液體物質，一般情況下其濃度可視為常數，因此改變固體或純液體的用量對化學反應速率無影響，但固體物質表面積的大小會影響化學反應速率，一般地，固體的顆粒越細，表面積越大，反應速率就越快，改變溶液的用量時，由于濃度不變，因此對化學反應速率無影響。3．壓強對化學反應速率的影響(溫度、體積一定)。(1)對于氣體反應，壓強與濃度成正比，增大壓強，化學反應速率加快；減小壓強，化學反應速率減慢。(2)對于只涉及液體和固體的反應，壓強改變對反應速率幾乎沒有影響。2．壓強對反應速率影響的實質是什么？改變體系壓強，反應速率是否一定改變？答案：改變壓強實質是改變體積而使?jié)舛劝l(fā)生改變來實現反應速率的改變。對于沒有氣體參加的反應，改變體系壓強，反應物的濃度不變，反應速率不發(fā)生改變。三、溫度對化學反應速率的影響1．基本規(guī)律。當其他條件不變時，升高溫度可以加快化學反應速率；降低溫度可以減慢化學反應速率。2．化學反應速率與溫度的定量關系。(1)經驗規(guī)律。對于在溶液中發(fā)生的反應，溫度每升高10K，反應速率增加到原來的2～4倍。此近似規(guī)律可對一些反應的化學反應速率做粗略估計。(2)活化能Ea。①概念：普通反應物分子形成活化分子所吸收的能量。②意義：活化能越高，反應越難進行，反應速率常數越小，化學反應速率越慢。(3)經驗公式。反應速率常數與溫度之間關系的經驗公式為k＝Ae－Ea/Rt，當Ea＞0時，升高溫度，反應速率常數增大，化學反應速率隨之增大。四、催化劑對化學反應速率的影響1．催化原理。(1)通過參與反應，改變反應歷程，降低反應的活化能來提高化學反應速率。(2)催化劑不能改變化學反應的平衡常數，不能使平衡轉化率改變。2．特點。(1)選擇性：只對某一反應或某類反應起催化作用。(2)高效性：催化劑可以大幅度降低反應的活化能，從而有效地提高化學反應速率。eq\x(活)eq\x(學)eq\x(活)eq\x(用)1．反應4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)在體積10L的密閉容器中進行，半分鐘后，水蒸氣的物質的量增加了mol，則此反應的平均速率v(x)(反應物的消耗速率或產物的生成速率)可表示為(C)A．v(NH3)＝mol·L－1·s－1B．v(O2)＝0mol·L－1·s－1C．v(NO)＝0mol·L－1·s－1D．v(H2O)＝mol·L－1·s－1解析：在體積10L的密閉容器中進行，半分鐘后，水蒸氣的物質的量增加了mol。則v(H2O)＝mol/10L)×30s＝5mol·L－1·s－1，故D錯誤；速率之比等于化學計量數之比，所以v(NH3)＝2/3×5mol·L－1·s－1＝mol·L－1·s－1，故A錯誤；v(O2)＝5/6×5mol·L－1·s－1＝5mol·L－1·s－1，故B錯誤；v(NO)＝2/3×5mol·L－1·s－1＝0mol·L－1·s－1，故C正確。2.四個體積相同的密閉容器中，在一定條件下發(fā)生反應：N2＋3H22NH3，反應開始時，反應速率最大的是(A)容器溫度/℃N2/molH2/mol催化劑A50026有B500無C450無D45026無解析：題中容器A反應溫度最高，濃度最大，且加入催化劑，故反應速率最大。1．將4molA氣體和2molB氣體在2L的容器中混合并在一定條件下發(fā)生如下反應：2A(g)＋B(g)2C(g)，若經2s后測得C濃度為mol·L－1，現有下列幾種說法：①用物質A表示的反應的平均速率為mol·L－1·s－1②用物質B表示的反應的平均速率為mol·L－1·s－1③2s時物質A的轉化率為70%④2s時物質B的濃度為mol·L－1其中正確的是(B)A．①③B．①④C．②③D．③④解析：解決本題的關鍵是抓住有關化學反應速率的計算公式及轉化率的含義，即可速解。具體分析如下：首先，解題時先利用所給條件列出反應式：2A(g)＋B(g)2C(g)起始濃度/mol·L－1eq\f(4,2)＝2eq\f(2,2)＝102s時濃度/mol·L－12－＝1－eq\f,2)＝其次，利用算出的數據，對問題進行分析：①依據化學反應速率的定義可知：v(A)＝eq\f(2mol·L－1－mol·L－1,2s)＝mol·L－1·s－1；②同理可知：v(B)＝eq\f(1mol·L－1－mol·L－1,2s)＝mol·L－1·s－1；③依據轉化率的定義可知：A的轉化率＝eq\f(2mol·L－1－mol·L－1,2mol·L－1)×100%＝30%；④2s時B的濃度為mol·L－1。檢查題目中的4種說法，只有①④正確，故B項正確。2．(雙選)反應C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)在一可變容積的密閉容器中進行，下列條件的改變對其反應速率幾乎無影響的是(AC)A．增加C的量B．將容器的體積減小一半C．保持體積不變，充入氮氣使體系的壓強增大D．保持壓強不變，充入氮氣使體系的體積增大解析：C為固態(tài)物質，增加其用量對反應速率幾乎無影響；容器的體積減小，則體系的壓強增大，反應速率增大；充入氮氣使體系的壓強增大，但體積不變，反應混合物的濃度不變，化學反應速率不變；保持壓強不變，充入氮氣使體系的體積增大，反應混合物的濃度減小，反應變慢。3．(雙選)在一定條件下，當單獨改變可逆反應N2＋3H22NH3(放熱反應)的下列條件后，有關的敘述中錯誤的是(CD)A．加入催化劑，v正、v逆都發(fā)生變化，且變化的倍數相等B．增大壓強，v正、v逆都增大，且v正增大的倍數大于v逆增大的倍數C．降低溫度，v正、v逆都減小，且v正減小的倍數大于v逆減小的倍數D．加入氬氣，v正、v逆都增大，且v正增大的倍數大于v逆增大的倍數解析：催化劑能同等倍數地改變正、逆反應速率；增大壓強，v正、v逆都增大，且氣體系數之和較大的一側增大的倍數大于氣體系數之和較小的一側增大的倍數；降低溫度，v正、v逆都減小，且吸熱反應減小的倍數大于放熱反應減小的倍數，如本題中應是v逆減小的倍數大于v正減小的倍數；加入氬氣，若是恒溫恒容，則v正、v逆均不變，若是恒溫恒壓，相當于減小原體系的壓強，v正、v逆均減小。4．(雙選)在一定條件下，向2L密閉容器中加入2molN2和10molH2，發(fā)生反應N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，2min時測得剩余N2為1mol，此時表示化學反應速率的下列選項中不正確的是(CD)A．v(N2)＝mol·L－1·min－1B．v(H2)＝mol·L－1·min－1C．v(NH3)＝1mol·L－1·min－1D．v(NH3)＝mol·L－1·min－1解析：解法一(模式法)：求化學反應速率，需先求物質的量濃度的變化量和反應時間，據物質的量的變化量與體積的比可得出濃度的變化量N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)起始量/mol21002min末量/mol1(10－3)2變化量/mol(2－1)32則v(N2)＝(2－1)mol/(2L×2min)＝0．25mol·L－1·min－1，v(H2)＝3mol/(2L×2min)＝mol·L－1·min－1，v(NH3)＝2mol/(2L×2min)＝mol·L－1·min－1。解法二(規(guī)律法)：v(N2)＝eq\f(（2－1）mol,2L×2min)＝mol·L－1·min－1，由于v(H2)∶v(H2)∶v(NH3)＝1∶3∶2，故v(H2)＝mol·L－1·min－1，v(NH3)＝mol·L－1·min－1。5．某溫度時在2L容器中X、Y、Z三種氣態(tài)物質的變化曲線如圖所示：由圖中數據分析該反應的化學方程式______________________________。反應開始至2min末Z的平均反應速率________________。解析：反應開始時，X、Y的物質的量均為mol，Z為0；反應進行至2min時，X為mol、Y為mol，Z為mol，且各物質的物質的量不再改變。則相同時間內X、Y、Z物質的量的變化比為1∶3∶2，故化學方程式為X＋3Y2Z。Z的平均反應速率為eq\o(v,\s\up6(－))(Z)＝eq\f(Δc（Z）,Δt)＝eq\f(\fmol,2L),2min)＝mol·L－1·min－1。答案：X＋3Y2Zmol·L－1·min－16．在相同條件下進行Mg與HCl、CH3COOH反應的對照實驗，相關數據如下：Mg的質量酸及酸的用量開始時反應速率產生H2總量ⅠgHCl0．2mol·L－1100mLv1n1ⅡgCH3COOH0．2mol·L－1100mLv2n2請?zhí)羁眨?1)試比較有關量的大?。簐1________v2，n1________n2(選填“＞”“＝”或“＜”)。(2)現欲改變條件，使實驗Ⅰ中的v1降低，但不改變n1的值，試寫出兩種可行的方法。方法①___________________________________________________________________；方法②___________________________________________________________________。解析：該題考查影響化學反應速率的主要因素——反應物的性質。相同濃度、相同體積的鹽酸和醋酸分別與Mg反應，顯然鹽酸的反應速率快；降低v1，但不改變n1的值，則要求降低鹽酸中c(H＋)，但不能改變n(H＋)，因此可采用的方法有：加水稀釋、將Mg粉改為Mg塊或降低溫度等。答案：(1)＞＝(2)①降低溫度②加水(其他答案合理也可)1．下列關于化學反應速率的說法正確的是(C)A．化學反應速率是指一定時間內任何一種反應物濃度的減少或任何一種生成物濃度的增加B．化學反應速率為“mol·L－1·s－1”所表示的意思是：時間為1s時，某物質的濃度為mol·L－1C．根據化學反應速率的大小可以知道化學反應進行得快慢D．對于任何化學反應來說，反應速率越大，反應現象就越明顯解析：化學反應速率是指單位時間內反應物物質的量濃度的減少或生成物濃度的增加，是正值，是反應的平均速率，故A、B兩項錯誤。對于無明顯現象的化學反應來說，無法通過現象體現反應速率的大小，故D項也錯誤。2．反應4A(s)＋3B(g)=2C(g)＋D(g)，經2min后B的濃度減少mol·L－1。對此反應速率的表示正確的是(B)A．用A表示的反應速率是mol·L－1·min－1B．分別用B、C、D表示反應速率，其比值是3∶2∶1C．在2min末的反應速率，用B表示是mol·L－1·min－1D．在2min內的反應速率，用C表示是mol·L－1·min－1解析：反應速率不能用純固體或純液體的物質的量變化來表示，故A項不正確；化學反應速率是平均速率而不是瞬時速率，故C項錯誤；同一反應用不同的物質表示反應速率，速率之比等于系數之比，故B項正確；利用v＝eq\f(Δc,Δt)計算可知D項錯誤。3．下列事實能說明影響化學反應速率的決定性因素是反應物本身性質的是(A)A．Cu能與濃硝酸反應，而不與濃鹽酸反應B．Cu與濃硝酸反應比與稀硝酸反應快C．N2與O2在常溫、常壓下不反應，放電時可反應D．Fe與濃鹽酸反應快，與稀鹽酸反應慢解析：該實驗事實應區(qū)別在反應物本身而不是外界因素，如濃度、壓強，溫度、催化劑等。其中選項B、D為濃度不同所致，選項C為反應條件不同所致，只有選項A是因濃硝酸與濃鹽酸本身性質不同所致。4．一定溫度下，在固定體積的密閉容器中發(fā)生下列反應：2HI(g)H2(g)＋I2(g)。若c(HI)由mol·L－1降到mol·L－1時，需要15s，那么c(HI)由mol·L－1降到mol·L－1時，所需反應的時間為(C)A．等于5sB．等于10sC．大于10sD．小于10s解析：前15s內，c(HI)由mol·L－1降至mol·L－1，則v(HI)＝eq\fmol·L－1,15s)＝mol·L－1·s－1，若再降低mol·L－1，反應速率不變，所需時間t＝eq\fmol·L－1,mol·L－1·s－1)＝10s，但是隨著c(HI)的降低，反應速率越來越慢，故所需時間大于10s。5．下列有關化學反應速率的說法正確的是(D)A．用鐵片和稀硫酸反應制取氫氣時，改用98%的濃硫酸可以加快產生氫氣的速率B．100mL2mol·L－1的鹽酸跟鋅片反應，加入適量的氯化鈉溶液，反應速率不變C．SO2的催化氧化是一個放熱的反應，所以升高溫度，反應速率減慢D．汽車尾氣中的NO和CO可以緩慢反應生成N2和CO2，減小壓強，反應速率減慢解析：A項中，Fe與98%的濃硫酸發(fā)生鈍化，不能產生氣體，就是加熱時反應也不會生成H2；B項中，向鹽酸中加NaCl溶液會將鹽酸稀釋，降低反應速率；C項中，升溫一般會使反應速率加快，不論是放熱反應還是吸熱反應；D項中，增大壓強，提高氣體的濃度，會加快反應速率，反之減小壓強，降低了氣體的濃度，會減慢反應速率。6．2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)是制備硫酸的重要反應，下列敘述正確的是(D)A．催化劑V2O5不改變該反應的逆反應速率B．增大反應體系的壓強，反應速率一定增大C．該反應是放熱反應，降低溫度將縮短反應達到平衡的時間D．在t1、t2時刻，SO3(g)的濃度分別是c1、c2，則時間間隔t1～t2內，生成SO3(g)的平均速率為v＝eq\f(c2－c1,t2－t1)解析：A項中催化劑改變正、逆反應速率，但對平衡移動無影響；該反應有氣體參加和生成，增大壓強反應速率不一定增大，如體積不變，充入稀有氣體，雖然體系壓強增大，但反應速率不變；不論反應是吸熱還是放熱，升高溫度，反應速率均會加快；D項中v＝eq\f(Δc,Δt)，故選D。7．在2L的密閉容器中，一定條件下發(fā)生化學反應：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)ΔH＝－kJ·mol－1。起始反應時NO和CO各為4mol，10秒鐘后達到化學平衡，測得N2為1mol。下列有關反應速率的說法中正確的是(C)A．反應前5秒鐘內，用NO表示的平均反應速率為mol·(L·s)－1B．達到平衡后，升高溫度，正反應速率將減小，逆反應速率將增大C．達到平衡后，反應速率的關系有：v正(CO)＝2v逆(N2)D．保持容器體積不變，往容器中充入1molO2，正、逆反應速率都不改變解析：10s內，由化學反應方程式知，參加反應的NO為2mol，則v(NO)＝eq\f(2mol/2L,10s)＝mol·(L·s)－1，所以5s內的速率不是mol·(L·s)－1，故A項錯；升高溫度，正、逆反應速率均加快，故B項錯；由方程式知，v正(CO)＝2v正(N2)，結合C項中的關系，可說明v正(N2)＝v逆(N2)，即為平衡狀態(tài)，故C項正確；充入O2可以與NO反應，則正反應速率減小，逆反應速率瞬時不變，隨后減小，故D項錯。8．為了提高煤的利用率，人們先把煤轉化為CO和H2，再將它們轉化為甲醇，某實驗人員在一定溫度下的密閉容器中，充入一定量的H2和CO，發(fā)生反應：2H2(g)＋CO(g)eq\o(=,\s\up7(催化),\s\do5())CH3OH(g)，測定的部分實驗數據如下：t/s05001000c(H2)/(mol·L－1)c(CO)/(mol·L－1)(1)在500s內用H2表示的化學反應速率為________mol·L－1·s－1。(2)在1000s內用CO表示的化學反應速率為________mol·L－1·s－1，1000s時H2的轉化率是________。(3)在500s時生成的甲醇的濃度是________mol·L－1。解析：(1)在500s內，v(H2)＝eq\fmol·L－1－mol·L－1,500s)＝×10－3mol·L－1·s－1。(2)在1000s時反應了的H2的濃度是Δc(H2)＝mol·L－1－mol·L－1＝mol·L－1，則反應了的CO的濃度是：Δs(CO)＝eq\f(1,2)Δc(H2)＝mol·L－1，用CO表示此段時間內的平均速率為：v(CO)＝eq\fmol·L－1,1000s)＝×10－3mol·L－1·s－1，H2的轉化率為eq\f(5mol·L－1－mol·L－1,5mol·L－1)×100%＝%。(3)在500s時反應了的H2的濃度為：c(H2)＝mol·L－1，則生成的CH3OH的濃度為：c(CH3OH)＝eq\f(1,2)c(H2)＝mol·L－1。答案：(1)×10－3(2)×10－3%(3)9．反應3Fe(s)＋4H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))Fe3O4(s)＋4H2(g)在一可變容積的密閉容器中進行，試回答下列問題。(1)增加Fe的量，其反應速率________(填“增大”“不變”或“減小”，以下相同)。(2)將容器的體積縮小一半，其反應速率________。(3)保持體積不變，充入N2使體系壓強增大，其反應速率________。(4)保持壓強不變，充入N2使容器的體積增大，其反應速率________。解析：(1)由于Fe是固體，改變Fe的量，反應物濃度不變，故反應速率不變。(2)將容器體積縮小一半，則反應物濃度增大，故反應速率增大。(3)容器體積不變，充入N2，反應物濃度不變，故反應速率不變。(4)保持容器內壓強不變，充入N2相當于減小壓強，即反應物和生成物濃度均減小，故反應速率減小。答案：(1)不變(2)增大(3)不變(4)減小10．碘在科研與生活中有重要應用。某興趣小組用mol·L－1KI、%淀粉溶液、mol·L－1K2S2O8、mol·L－1Na2S2O3等試劑，探究反應條件對化學反應速率的影響。已知：S2Oeq\o\al(2－,8)＋2I－=2SOeq\o\al(2－,4)＋I2(慢)I2＋2S2Oeq\o\al(2－,3)=2I－＋S4Oeq\o\al(2－,6)(快)(1)向KI、Na2S2O3與淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液，當溶液中的____________耗盡后，溶液顏色將由無色變?yōu)樗{色，為確保能觀察到藍色，S2Oeq\o\al(2－,3)與S2Oeq\o\al(2－,8)初始的物質的量需滿足的關系為：n(S2Oeq\o\al(2－,3))∶n(S2Oeq\o\al(2－,8))____________。(2)為探究反應物濃度對化學反應速率的影響，設計的實驗方案如下表：體積V/mL實驗序號K2S2O8溶液水KI溶液Na2S2O3溶液淀粉溶液①②③Vx表中Vx＝________mL，理由是________________________。(3)已知某條件下，濃度c(S2Oeq\o\al(2－,8))～反應時間t的變化曲線如圖，若保持其他條件不變，請在答題卡坐標圖中，分別畫出降低反應溫度和加入催化劑時c(S2Oeq\o\al(2－,8))～t的變化曲線示意圖(進行相應的標注)。解析：(1)當Na2S2O3足量時，已知S2Oeq\o\al(2－,8)＋2I－=2SOeq\o\al(2－,4)＋I2的反應速率慢，