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第七章化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡
第40講化學(xué)反應(yīng)速率
【復(fù)習(xí)目標(biāo)】1.了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念和定量表示方法。2.了解反應(yīng)活化能的概念,了解催
化劑的重要作用。3.理解外界條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等)對(duì)反應(yīng)速率的影響,能用相
關(guān)理論解釋其一般規(guī)律。4.了解化學(xué)反應(yīng)速率的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要
作用。
考點(diǎn)一化學(xué)反應(yīng)速率的概念及計(jì)算
■歸納整合
1.化學(xué)反應(yīng)速率
表示I通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的蚯或
方法Y生成物濃度的增加來(lái)表示
定義
—I單位為mol?L^l?s^l或moIL^1min^l
式J?r
:(1)化學(xué)反應(yīng)速率一般指平均速率而不
:是某一時(shí)刻的瞬時(shí)速率,且無(wú)論用反應(yīng)
注意:物還是用生成物表示均取正值
事項(xiàng):(2)不能用固體或純液體表示化學(xué)反應(yīng)速
:率,因?yàn)楣腆w或純液體的濃度視為常數(shù)
與化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系
αA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)中
次A):O(B):v(C):υ(D)=a:b:c:d
2.化學(xué)反應(yīng)中各物質(zhì)濃度的計(jì)算模式——“三段式”
(1)寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。
(2)找出各物質(zhì)的起始量、轉(zhuǎn)化量、某時(shí)刻量。
(3)根據(jù)已知條件列方程式計(jì)算。
例如:反應(yīng)∕HA+〃B=PC
tos∕(mol?L1)ab0
nxpx
轉(zhuǎn)化/(mol?L∣)xnιm
,nxpx
t↑s∕(mol?L,)a-xb~
mm
X
貝IJD(A)=-------mol?L^1?s
t?~to
υ(B)=———molLl?s?,
DX
v(C)=~^—―mol?L1?s1o
機(jī)(八一%)
3.比較化學(xué)反應(yīng)速率大小的常用方法
⑴先換算成同一物質(zhì)、同一單位表示,再比較數(shù)值的大小。
(2)比較化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計(jì)量數(shù)的比值,即對(duì)于一般反應(yīng)A(g)+?B(g)=cC(g)+Λ)(g),
比較》與蜉,若》1>甯,則不同情況下,用A表示的反應(yīng)速率比用B表示的大。
(3)應(yīng)用舉例
已知反應(yīng)4C0+2NCh^≡N2+4C02在不同條件下的化學(xué)反應(yīng)速率如下:
①O(CC))=1.5mol?L^1?min1
②磯NO2)=。7mol?L1?min1
③。(N2)=O.4mol?L^1?min^1
④0(CO2)=l?lmol?L,?min?
⑤O(NO2)=O.OlmobL_1?s^1
請(qǐng)比較上述5種情況反應(yīng)的快慢:(由大到小的順序)。
答案③>①>②>⑤>@
解析②o(Cc))=2o(No2)=1.4mol?L-,?min^l;③o(Co)=4o(N2)=1.6mol?L~,?min-1;(4)υ(C0)
=U(CCh)=Llmol?L1?min?;(5)r(CO)=2v(NO2)=O.θ2mol?L-??S-1=1.2mol?L-1?min-1,故
反應(yīng)的快慢為③>①>②>⑤>④。
Γ易錯(cuò)辨析J
1.由D=帶計(jì)算平均速率,用反應(yīng)物表示為正值,用生成物表示為負(fù)值()
2.單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的變化量表示正反應(yīng)速率,生成物濃度的變化量表示逆反應(yīng)速率
()
3.對(duì)于任何化學(xué)反應(yīng)來(lái)說(shuō),都必須用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物或生成物濃度的變化量來(lái)表示化學(xué)反
應(yīng)速率()
4.化學(xué)反應(yīng)速率為0.8mol?L~∣?s-∣是指IS時(shí)某物質(zhì)的濃度為0.8mol?L-∣()
5.同一化學(xué)反應(yīng),相同條件下用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率,數(shù)值越大,表示化學(xué)反應(yīng)速率越
快()
答案LX2.×3.×4.×5.×
■專項(xiàng)突破提升關(guān)鍵能力
一、化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算
1.(2021?浙江6月選考,20改編)一定溫度下,在N2O5的四氯化碳溶液(IOOmL)中發(fā)生分解
反應(yīng):2N2O54NO2+O2O在不同時(shí)刻測(cè)量放出的O2體積,換算成N2O5濃度如下表:
t/s06001200171022202820X
c,(N2O5)/(mol?L^l)1.400.960.660.480.350.240.12
⑴計(jì)算600~1200S,生成NO2的平均速率。
⑵計(jì)算反應(yīng)222OS時(shí),放出標(biāo)準(zhǔn)狀況下的O2體積。
(3)分析上表的變化規(guī)律,推測(cè)表中X值。
答案(1)600—1200s內(nèi)平均速率0時(shí)05)=(°,96一黑臺(tái)"L〔5.0X104mobL∣?s>,則
生成NCh的平均速率
-4l3l
Z>(NO2)=2P(N2O5)=2×5.0×IOmol?L'?s"=1.0×10^mol?L'?s.,
(2)0?222OS內(nèi)N2O5的濃度變化為1.40mol?L^l-0.35mobL_1=1.05mol?L^l,
l
ΔM(N2O5)=1.05mol?L^×0.1L=0.105mol,
由反應(yīng)方程式計(jì)量數(shù)關(guān)系得:
ΔΛ(O2)=^Δ∏(N2O5)=0.0525mol,
,
則標(biāo)準(zhǔn)狀況下的V(O2)=0.0525mol×22.4L?moΓ=1.176Lo
(3)3930
解析(3)分析表中數(shù)據(jù)可知,該反應(yīng)經(jīng)過1ll()s(600?1710/710?2820)后N205的濃度會(huì)
變?yōu)樵瓉?lái)的;,因此,N2O5的濃度由0.24mol【r變?yōu)?.12mol?L-ι時(shí),可以推測(cè)上表中的X
為2820+1110=3930?
2.在新型RUO2催化劑作用下,使HCl轉(zhuǎn)化為Cl2的反應(yīng)2HCl(g)+∣O2(g)H2O(g)+Cl2(g)
具有更好的催化活性。一定條件下測(cè)得反應(yīng)過程中"(Cb)的數(shù)據(jù)如下:
〃min02468
”(Cb)∕103mol01.83.75.47.2
計(jì)算2?6min內(nèi)以Hcl的物質(zhì)的量變化表示的反應(yīng)速率(以mol?mini為單位,寫出計(jì)算過
程)。
3
答案解法一2?6min內(nèi),△"(CI2)=5.4X10、r∩ol-1.8X103mol=3.6X10^rnol,
3.6×103mol_..
U(Cl2)=-一—~:-=9.0X104mol?minl,
(6—2)min
413l
所以O(shè)(HCI)=2u(Cb)=2><9.0X10mobmin=1.8×10^mol?mint>
解法二HCI轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為外則
2HCl(g)+∣O2(g)H2O(g)+Cl2(g)
21
n(5.4-1.8)×10^3mol
解得"=7.2X10-3moi,所以“HC1)=??找?.8X10FmOl.minL
(6—2)m?n
3.工業(yè)制硫酸的過程中,SCh(g)轉(zhuǎn)化為SCh(g)是關(guān)鍵的一步,550℃時(shí),在IL的恒溫容器
中,反應(yīng)過程中部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表:
反應(yīng)時(shí)間∕minSO2(g)∕molO2(g)∕molSO3(g)∕mol
0420
5L5
102
151
若在起始時(shí)總壓為POkPa,反應(yīng)速率若用單位時(shí)間內(nèi)分壓的變化表示,氣態(tài)物質(zhì)分壓=總壓
1
X氣態(tài)物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),則IOmin內(nèi)SCh(g)的反應(yīng)速率WSo2)=kPa?min^o
答案
30
解析列出“三段式”
2S02(g)+02(g)2SO3(g)
初始∕mol420
轉(zhuǎn)化∕mol212
IOmin時(shí)∕mol212
氣體總壓之比等于氣體物質(zhì)的量之比,所以Iomin時(shí)體系總壓?。而n滿足喘=需,即
PlOmin=%pokPa,P初始(SO2)=§p()kPa,PIOmin(So2)=#()kPaXg=?PokPa,故O(So2)=
2,1
?pokPa-Wok1Pa?
1
IOmin=WokPa?min^
二、速率常數(shù)的應(yīng)用
4.工業(yè)上利用CH4(混有CO和H?)與水蒸氣在一定條件下制取比,原理為CHKg)+Hq(g)
CO(g)+3H2(g),該反應(yīng)的逆反應(yīng)速率表達(dá)式為。逆=kc(CO)?c3(H2),%為速率常數(shù),在某溫
度下測(cè)得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示:
CO濃度/(molL「)H2濃度/(mol?□)逆反應(yīng)速率/(mol?L^1?min^1)
0.1Cl8.0
C2Cl16.0
Cl0.156?75
由上述數(shù)據(jù)可得該溫度下,C2=,該反應(yīng)的逆反應(yīng)速率常數(shù)Z=L3?mol^3?min'o
答案0.21.0×IO4
3
解析根據(jù)Vii=??C(CO).C(H2),由表中數(shù)據(jù)可得:(Clmol?L-∣)3=察叫7誓」,c2mol?
U.lmol?LXK
6.75mol?L∣?min-1、8.0mol?L∣?min∣6.75molLl?min1∣
L=(0.15mol?L^')3×?,所以有后X0.1mol?L-∣><k*而彳嬴過萬(wàn)元=^。mol?L
?min^l,解得k=l.OXIO,LAmolFminr,帶入Q的等式可得。2=0.2。
5.300℃時(shí),2N0(g)+Ch(g)2ClN0(g)的正反應(yīng)速率表達(dá)式為0正=%/,(CINO),測(cè)得速
率和濃度的關(guān)系如下表:
序號(hào)C(CINO)/(mol?L】)υ∕(mol?LLSI)
~W~0.303.60XlO-9
~W~0.601.44×10^8
0.903.24×IO-8
n—;k—0
答案24.0×10^8L?mol^l?s^l
360×10-9LXf)3"
解析根據(jù)表格①②中的數(shù)據(jù),代入速率表達(dá)式然后做比:=??,解得〃=2,
1.44^1UACAU.O
-l-l
?=4×lorL?r∏ol?so
■知識(shí)拓展
1.速率常數(shù)的含義
速率常數(shù)(A)是指在給定溫度下,反應(yīng)物濃度皆為1mol?Lr時(shí)的反應(yīng)速率。在相同濃度的條
件下,可用速率常數(shù)大小來(lái)比較化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率。
化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度(或濃度的次方)成正比,而速率常數(shù)是其比例常數(shù),在恒溫條件
下,速率常數(shù)不隨反應(yīng)物濃度的變化而改變。因此,可以應(yīng)用速率方程求出該溫度下任意濃
度時(shí)的反應(yīng)速率。
2.速率方程
一定溫度下,化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度以其計(jì)量數(shù)為指數(shù)的寨的乘積成正比。
對(duì)于反應(yīng):oA÷hB=gG+ΛH
則o=A?cn(A)?d(B)(其中無(wú)為速率常數(shù))。
如:①SChCbSO2+Cl2
O=Ac(SChCk)
2
(2)2NO22NO+O2V=Jl2-C(NO2)
③2H2+2NON2+2H2O
v=k3-C2(Hi)-C2(NO)
3.速率常數(shù)的影響因素
溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響是顯著的,速率常數(shù)是溫度的函數(shù)。同一反應(yīng),溫度不同,速率
常數(shù)將有不同的值,但濃度不影響速率常數(shù)。
考點(diǎn)二影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
■歸納整合
?.內(nèi)因
反應(yīng)物本身的性質(zhì)是主要因素。如相同條件下Mg、Al與稀鹽酸反應(yīng)的速率大小關(guān)系為Mg
>Ak
2.外因
還增大反應(yīng)物濃度,反應(yīng)速率增大;
反之,減小
外ii?升高溫度,反應(yīng)速率增大;反之,
界減小
條
件對(duì)于有氣體參加的反應(yīng),增大壓
的T壓強(qiáng)
強(qiáng),反應(yīng)速率增大;反之,減小
影
響J催化劑使用催化劑,反應(yīng)速率增大
J其他增大固體比表面積、光照、超聲波
等,能夠增大反應(yīng)速率
3.理論解釋——有效碰撞理論
(1)活化分子、活化能、有效碰撞
①活化分子:能夠發(fā)生有效碰撞的分子(必須具有足夠的能量)。
②活化能:如圖
圖中:El表示反應(yīng)的活化能,使用催化劑時(shí)的活化能為魚,反應(yīng)熱為表一反(注:反表示活
化分子變成生成物分子放出的能量)。
③有效碰撞:活化分子之間能夠引發(fā)化學(xué)反應(yīng)的碰撞。
(2)活化分子、有效碰撞與反應(yīng)速率的關(guān)系
4.稀有氣體對(duì)反應(yīng)速率的影響
A(g)+B(g)C(g),恒溫恒容,充入氨氣,對(duì)反應(yīng)速率有何影響?恒溫恒壓,充入氨氣,
對(duì)反應(yīng)速率又有何影響?
招潟*hj
V均不變,C不
變,速率不變
n不變,V變大,c
減小,速率減小
Γ易錯(cuò)辨析」
1.催化劑參與化學(xué)反應(yīng),改變了活化能,但反應(yīng)前后的性質(zhì)保持不變()
2.升溫時(shí)吸熱反應(yīng)速率增大,放熱反應(yīng)速率減?。ǎ?/p>
3.對(duì)于反應(yīng):A+BC1改變?nèi)萜魅莘e,化學(xué)反應(yīng)速率一定發(fā)生變化()
4.碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)的過程中,再增加CaCO3固體,可以加快反應(yīng)速率()
5.增大反應(yīng)物的濃度,能夠增大活化分子的百分?jǐn)?shù),所以反應(yīng)速率增大()
6.10OmL2mol?Lr鹽酸與鋅片反應(yīng),加入適量的氯化鈉溶液,反應(yīng)速率不變()
答案1.×2.×3.×4.×5.×6.X
■專項(xiàng)突破提升關(guān)鍵能力
影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
1.某溫度下,在容積一定的密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng)2X(g)+Y(g)Z(g)+W(s)ΔW>0o
下列敘述正確的是()
A.向容器中充入氨氣,反應(yīng)速率不變
B.加入少量W,逆反應(yīng)速率增大
C.升高溫度,正、逆反應(yīng)速率均增大
D.將容器的容積壓縮,可增大單位體積內(nèi)活化分子的百分?jǐn)?shù),有效碰撞次數(shù)增大
答案AC
解析向恒容容器中充入氯氣,各反應(yīng)組分的濃度不變,反應(yīng)速率不變,A項(xiàng)正確;W為固
態(tài),加入少量W,反應(yīng)速率不變,B項(xiàng)錯(cuò)誤;升高溫度,正、逆反應(yīng)速率均增大,C項(xiàng)正確;
將容器的容積壓縮,可增大單位體積內(nèi)活化分子數(shù)和有效碰撞次數(shù),但活化分子百分?jǐn)?shù)不變,
D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.一定溫度下,反應(yīng)N2(g)+O2(g)2NO(g)在密閉容器中進(jìn)行,回答下列措施對(duì)化學(xué)反應(yīng)
速率的影響(填“增大”“減小”或“不變”)。
(1)縮小體積使壓強(qiáng)增大:,原因是。
(2)恒容充入N2:o
(3)恒容充入He:,原因是。
(4)恒壓充入He:。
答案(1)增大單位體積內(nèi),活化分子數(shù)目增加,有效碰撞的次數(shù)增多(2)增大(3)不變
單位體積內(nèi)活化分子數(shù)不變(4)減小
3.(2022?濰坊模擬)“接觸法制硫酸”的主要反應(yīng)是2SCh+θ2催,劑2SO3,在催化劑表面
的反應(yīng)歷程如下:
Oθ?OO
S°廠?∕Y?①<c4?'②e/Y'C
so+
?9zPir'Ozo?so3÷θ9p÷o
δ?I
下列說(shuō)法正確的是()
A.使用催化劑只能加快正反應(yīng)速率
B.反應(yīng)②的活化能比反應(yīng)①大
C.該反應(yīng)的催化劑是V2O4
D.過程中既有V—O的斷裂,又有V—O的形成
答案D
解析催化劑能同等幅度地改變正、逆反應(yīng)速率,加快正反應(yīng)速率的同時(shí)也加快逆反應(yīng)速率,
故A錯(cuò)誤;一般情況下,反應(yīng)的活化能越小,反應(yīng)速率越快,故反應(yīng)②的活化能比反應(yīng)①的
小,故B錯(cuò)誤;催化劑是反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都沒有發(fā)生變化的物質(zhì),從反應(yīng)歷程圖中
可知,該反應(yīng)的催化劑為V2O5,故C錯(cuò)誤;歷程中反應(yīng)①有V—O的斷裂,反應(yīng)②有V-O
的形成,故D正確。
真題演練明確考向
1.(2021?遼寧,12)某溫度下,降冰片烯在鈦雜環(huán)丁烷催化下聚合,反應(yīng)物濃度與催化劑濃度
及時(shí)間關(guān)系如圖。已知反應(yīng)物消耗一半所需的時(shí)間稱為半衰期,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()
①C催化劑=O.035mol
化制=
②Cfti0.070mol
⑨C催化劑=0.035mol
A.其他條件相同時(shí),催化劑濃度越大,反應(yīng)速率越大
B.其他條件相同時(shí),降冰片烯濃度越大,反應(yīng)速率越大
C.條件①,反應(yīng)速率為0.012mol?LFmiiTi
D.條件②,降冰片烯起始濃度為3.0mol?L-∣時(shí),半衰期為62.5min
答案B
解析由圖中曲線①②可知,其他條件相同時(shí),催化劑濃度越大,反應(yīng)所需要的時(shí)間越短,
故反應(yīng)速率越大,A項(xiàng)正確;由圖中曲線①③可知,其他條件相同時(shí),降冰片烯的濃度①是
③的兩倍,所用時(shí)間①也是③的兩倍,反應(yīng)速率相等,故說(shuō)明反應(yīng)速率與降冰片烯濃度無(wú)關(guān),
■,…,,,、,*,?c3.0mol?Ll_0mol?L1
B項(xiàng)錯(cuò)沃;條a件①,反應(yīng)速率為O=W=----------050min----------=0.012mol?Ll?mιnl,C項(xiàng)
正確;反應(yīng)物消耗一半所需的時(shí)間稱為半衰期,條件②,降冰片烯起始濃度為3.0mol?L^l
時(shí),半衰期為125minX;=62.5min,D項(xiàng)正確。
2.(2021?河北,13)室溫下,某溶液初始時(shí)僅溶有M和N且濃度相等,同時(shí)發(fā)生以下兩個(gè)反
應(yīng):φM+N=X+Y:②M+N=X+Z,反應(yīng)①的速率可表示為S=Zd(M),反應(yīng)②的速
率可表示為O2=A2C2(M)為?42為速率常數(shù))。反應(yīng)體系中組分M、Z的濃度隨時(shí)間變化情況
如圖,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()
(30,0.300)
(30.0.125)
01()2()30405()6()
“min
1
A.O?30min時(shí)間段內(nèi),Y的平均反應(yīng)速率為6.67X10一rnol?L'?min
B.反應(yīng)開始后,體系中Y和Z的濃度之比保持不變
C.如果反應(yīng)能進(jìn)行到底,反應(yīng)結(jié)束時(shí)62.5%的M轉(zhuǎn)化為Z
D.反應(yīng)①的活化能比反應(yīng)②的活化能大
答案A
解析由圖中數(shù)據(jù)可知,30min時(shí),M、Z的濃度分別為0.30OmoI?L∕∣和0.125mol?I∕∣,則
M的變化量為0.500mobL-1-0.300mol?L^'=0.200mol?L^',其中轉(zhuǎn)化為Y的變化量為
0.200mobL-'-0.125mol?L^l=0.075mol?L^*o因此,0?30min時(shí)間段內(nèi),Y的平均反應(yīng)速
*,0.075mol?L1一,一~-…-
率為---3omin-----=00025mol?Ll?min',A說(shuō)法不正確;由題中信息可知,反應(yīng)①和反
b,
應(yīng)②的速率之比為不,Y和Z分別為反應(yīng)①和反應(yīng)②的產(chǎn)物,且兩者與M的化學(xué)計(jì)量數(shù)相同
(化學(xué)計(jì)量數(shù)均為1),因此反應(yīng)開始后,體系中Y和Z的濃度之比等于空,由于陽(yáng)、依為速
率常數(shù),故該比值保持不變,B說(shuō)法正確;結(jié)合A、B的分析可知,此反應(yīng)開始后,在相同
的時(shí)間內(nèi)體系中Y和Z的濃度之比等于2==],因此,如果反應(yīng)能進(jìn)行到底,
反應(yīng)結(jié)束時(shí)有搭的M轉(zhuǎn)化為Z,即62.5%的M轉(zhuǎn)化為Z,C說(shuō)法正確;由以上分析可知,在
O
相同的時(shí)間內(nèi)生成Z較多、生成Y較少,因此,反應(yīng)①的化學(xué)反應(yīng)速率較小,在同一體系中,
活化能較小的化學(xué)反應(yīng)速率較快,故反應(yīng)①的活化能比反應(yīng)②的活化能大,D說(shuō)法正確。
3.[2020?全國(guó)卷∏,28(2)]高溫下,甲烷生成乙烷的反應(yīng)如下:2CH』上也C2H6+H2。反應(yīng)在
初期階段的速率方程為r=k×CCHJ其中k為反應(yīng)速率常數(shù)。
①設(shè)反應(yīng)開始時(shí)的反應(yīng)速率為r?,甲烷的轉(zhuǎn)化率為α?xí)r的反應(yīng)速率為r2,則r2=n。
②對(duì)于處于初期階段的該反應(yīng),下列說(shuō)法正確的是。
A.增加甲烷濃度,r增大
B.增加H?濃度,r增大
C.乙烷的生成速率逐漸增大
D.降低反應(yīng)溫度,左減小
答案①(l-α)②AD
解析①甲烷的轉(zhuǎn)化率為a時(shí),qcHj=(Lα)C(CHw則上=色’"=1一%即e(1一
α)r10②A對(duì),由速率方程知,甲烷的濃度越大,反應(yīng)越快;B錯(cuò),H?的濃度大小不影響反
應(yīng)速率;C錯(cuò),反應(yīng)過程中CCH4逐漸喊小,故C2H6的生成速率逐漸減??;D對(duì),降低反應(yīng)溫
度,反應(yīng)速率減小,故%減小。
課時(shí)精練
一、選擇題:每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。
1.下列說(shuō)法正確的是()
A.活化分子的每一次碰撞都能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)
B.能發(fā)生有效碰撞的分子一定是活化分子
C.反應(yīng)物用量增加后,有效碰撞次數(shù)增多,反應(yīng)速率增大
D.催化劑能提高活化分子的活化能,從而加快反應(yīng)速率
答案B
解析活化分子只有發(fā)生有效碰撞時(shí)才能發(fā)生化學(xué)反應(yīng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;增加固體或純液體的量,
反應(yīng)速率不變,C項(xiàng)錯(cuò)誤;催化劑能降低反應(yīng)的活化能,使原來(lái)不是活化分子的分子變成活
化分子,提高了活化分子的百分?jǐn)?shù),加快了化學(xué)反應(yīng)速率,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
2.反應(yīng)3Fe⑸+4H2θ(g)Fe3O4(s)+4H2(g)在一容積可變的密閉容器中進(jìn)行,下列條件的
改變對(duì)其化學(xué)反應(yīng)速率幾乎無(wú)影響的是()
A.保持容積不變,增加H2O(g)的物質(zhì)的量
B.將容器的容積縮小一半
C.保持容積不變,充入Ar使壓強(qiáng)增大
D.保持壓強(qiáng)不變,充入Ar使容積增大
答案C
解析容積不變,增加HzO(g)的物質(zhì)的量,反應(yīng)物濃度增大,化學(xué)反應(yīng)速率加快,A不符合
題意;將容器的容積縮小一半,反應(yīng)物的濃度增大,化學(xué)反應(yīng)速率加快,B不符合題意;保
持容積不變,充入Ar,Ar不參與反應(yīng),反應(yīng)體系中各物質(zhì)的濃度不變,化學(xué)反應(yīng)速率不變,
C符合題意;保持壓強(qiáng)不變,充入Ar,容器的容積變大,反應(yīng)物的濃度減小,化學(xué)反應(yīng)速率
減小,D不符合題意。
3.如圖安裝好實(shí)驗(yàn)裝置(裝置氣密性良好),在錐形瓶?jī)?nèi)盛有6.5g鋅粒(Zn的相對(duì)原子質(zhì)量為
65),通過分液漏斗加入40mL2.5mol?L∣的稀硫酸,將產(chǎn)生的H2收集在注射器中,10s時(shí)
恰好收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的H244.8mLo下列說(shuō)法不正確的是()
A.忽略錐形瓶?jī)?nèi)溶液體積的變化,用H+表示IoS內(nèi)該反應(yīng)的速率為0.0ImOl?LFsr
B.忽略錐形瓶?jī)?nèi)溶液體積的變化,用Z/+表示IOS內(nèi)該反應(yīng)的速率為0.01mol?L'?s^'
C.用鋅粒表示10S內(nèi)該反應(yīng)的速率為0.013g?s^'
D.用th表示DS內(nèi)該反應(yīng)的速率為0.0002mol?s-ι
答案B
+2+
解析Zn+2H=Zn+H2↑
65g2mol1mol22.4L
0.13g0.004mol0.002mol0.0448L
0.004mol
+0.04L.
o(H)=-ττ;-----=0.01mol?L1?s?,A正確;
'/10s
υ(Zn2+)=^υ(H+)=O.OO5mol?Ll?sl,B錯(cuò)誤;用鋅粒表示10s內(nèi)該反應(yīng)的速率為'j,:=
0.0448L
22.4L?mol^1
0.013g?s^1,C正確;用Hz表示IOS內(nèi)該反應(yīng)的速率為---次----=0.0002mol?s^,,D正
確。
4.一定溫度下,向容積為2L的密閉容器中通入兩種氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng),反應(yīng)中各物質(zhì)的物
質(zhì)的量變化如圖所示,對(duì)該反應(yīng)的推斷合理的是()
O1246/∕s
A.該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3B+4D6A+2C
B.反應(yīng)進(jìn)行到IS時(shí)?,v(A)=v(C)
C.反應(yīng)進(jìn)行到6s時(shí),B的平均反應(yīng)速率為0.05mol?L^1?s^1
D.反應(yīng)進(jìn)行到6s時(shí),各物質(zhì)的反應(yīng)速率相等
答案C
解析由圖像可知,B、C的物質(zhì)的量減小,是反應(yīng)物,A、D的物質(zhì)的量增大,是生成物,
前6s內(nèi),Δ∕∕(B):Δ∕z(C):Δ∕ι(A):A/?(D)=(1.0-0.4):(1.0-0.2):(1.2~0):(0.4-0)=
3:4:6:2,故反應(yīng)的化學(xué)方程式為3B+4C6A+2D,A項(xiàng)錯(cuò)誤;O(A):D(C)=3:2,B
(1.0—0.4)mol
-2L-
項(xiàng)錯(cuò)誤;反應(yīng)進(jìn)行到6s時(shí),O(B)=-------瓦----=0.05mol?L-l?s^1,C項(xiàng)正確;反應(yīng)進(jìn)行到
6s時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),但各物質(zhì)的反應(yīng)速率并不相等,D錯(cuò)誤。
5.。3在水中易分解,一定條件下,相同濃度的。3的濃度減小一半所需的時(shí)間⑺如下表。
3.04.05.06.0
TrC?.
2030123116958
301581084815
503126157
根據(jù)表中的遞變規(guī)律,推測(cè)03分別在以下條件下反應(yīng):①40℃、pH=3.0;②IO°C、pH=
5.0;③30°C、pH=7.0,分解速率依次增大的順序?yàn)?)
A.①②@B.③②①
C.②①③D.③①②
答案C
解析分析題表中數(shù)據(jù),溫度一定時(shí),PH越大,C(O3)減小一半所需時(shí)間越短;PH一定時(shí),
溫度越高,c(Ch)減小一半所需時(shí)間越短。C(O3)減〃、一半,在①40℃、pH=3.0時(shí),所需時(shí)間
在31?158min之間;在②10℃、pH=5.0時(shí),所需時(shí)間大于169min;在③30℃、pH=7.0
時(shí),所需時(shí)間小于15min,則分解速率依次增大的順序?yàn)棰?lt;①(③。
6.一定溫度下反應(yīng):4A(s)+3B(g)2C(g)+D(g),經(jīng)2min,B的濃度減少0.6mol?L∕∣,
對(duì)此反應(yīng)速率的表示正確的是()
A.用A表示的反應(yīng)速率是0.4mol?Lr.mirΓ∣
B.分別用B、C、D表示反應(yīng)速率,其比值是1:2:3
C.在2min末的反應(yīng)速率,用B表示為0.3mol?Llmin-ι
D.在這2min內(nèi)用B和C表示的瞬時(shí)速率的值都是逐漸減小的
答案D
ll
解析A是固體,不能用其濃度的變化來(lái)表示反應(yīng)速率:17B=0.3mol?L?min,表示2min
內(nèi)的平均反應(yīng)速率,在2min末的速率為瞬時(shí)速率,不等于0.3mollFminr:在反應(yīng)過程
中B的濃度逐漸減小,故A、B反應(yīng)生成C、D的瞬時(shí)速率也逐漸減小。
7.2SO2(g)+θ2(g)2SO3(g)ΔH=-198kJmol在V2O5存在時(shí),該反應(yīng)的機(jī)理為V2O5
+SCh-2VCh+S03(快),4VO2+O2-2V2O5(慢)。下列說(shuō)法正確的是()
A.反應(yīng)速率主要取決于V2O5的質(zhì)量
B.VCh是該反應(yīng)的催化劑
C.逆反應(yīng)的活化能大于198kJ?mol1
D.增大SO2的濃度可顯著提高反應(yīng)速率
答案C
解析由反應(yīng)機(jī)理可得,V2O5是該反應(yīng)的催化劑,反應(yīng)速率與催化劑V2O5的質(zhì)量有一定關(guān)
系,但主要取決于催化劑V2O5的表面積,A、B項(xiàng)錯(cuò)誤;△”=正反應(yīng)的活化能一逆反應(yīng)的
活化能=-198kJ?mol-,所以逆反應(yīng)的活化能大于198kJ?mol>,C項(xiàng)正確:使用催化劑可
以顯著提高反應(yīng)速率,增大SO2的濃度可以提高反應(yīng)速率(不是顯著提高),D項(xiàng)錯(cuò)誤。
8.研究表明NzO與CO在Fe,作用下發(fā)生可逆反應(yīng)的能量變化及反應(yīng)歷程如圖所示。下列說(shuō)
法不正確的是()
能量
反應(yīng)歷程
A.反應(yīng)中Fe+是催化劑,F(xiàn)eo'是中間產(chǎn)物
B.總反應(yīng)速率由反應(yīng)②的速率決定
C.升高溫度,總反應(yīng)的平衡常數(shù)K減小
D.當(dāng)有14gN2生成時(shí),轉(zhuǎn)移Imole-
答案B
解析由圖可知,F(xiàn)e+先轉(zhuǎn)化為Feo+,Fe0+后續(xù)又轉(zhuǎn)化為Fe卡,因此Fe卡是催化劑,F(xiàn)eO+是
中間產(chǎn)物,A不符合題意;由圖可知,反應(yīng)①的能壘高于反應(yīng)②,因此反應(yīng)①的速率較慢,
總反應(yīng)速率由反應(yīng)①的速率決定,B符合題意;由圖可知,反應(yīng)物的總能量高于生成物的總
能量,該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),總反應(yīng)的平衡常數(shù)K減小,
+
Fe
C不符合題意;由圖可知,總反應(yīng)的化學(xué)方程式為N2O+COCO2+N2,N元素化合
價(jià)從+1降低至0,當(dāng)有14gN2即0.5molN2生成時(shí),轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.5molX2=l
mol,D不符合題意。
9.下列表格中的各種情況,可以用對(duì)應(yīng)選項(xiàng)中的圖像表示的是()
選項(xiàng)反應(yīng)甲乙
A外形、大小相近的金屬和水反應(yīng)NaK
4mL0.01mol?LrKMnO4溶液分別和不0.1molL的0.2molL的
B
同濃度的2mLH2C2O4(草酸)溶液反應(yīng)H2C2O4溶液H2C2O4溶液
5mL0.1mol-L1Na2S2O3溶液和5mL
C熱水冷水
0.1mol?L1H2SO4溶液反應(yīng)
D5mL4%的過氧化氫溶液分解放出02無(wú)MnO2粉末加Mno2粉末
答案C
解析由于K比Na活潑,故大小相近的金屬K和Na與水反應(yīng),K的反應(yīng)速率更快,又由
于Na、K與H2O反應(yīng)均為放熱反應(yīng),隨著反應(yīng)的進(jìn)行,放出大量的熱,反應(yīng)速率逐漸加快,
A項(xiàng)不正確;由于起始時(shí)乙中H2C2O4濃度大,故其反應(yīng)速率比甲快,B項(xiàng)不正確;由于甲反
應(yīng)是在熱水中進(jìn)行的,溫度高,故甲的反應(yīng)速率大于乙,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)物濃度逐漸
減小,故甲、乙中反應(yīng)速率逐漸減小,C項(xiàng)正確;MnC)2在H2O2的分解過程中起催化作用,
故乙的反應(yīng)速率大于甲,D項(xiàng)不正確。
二、選擇題:每小題有一個(gè)或兩個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。
,),
10.丙酮的碘代反應(yīng)CH3COCH3+I2--CH3COCH2I+HI的速率方程為v=*c(CH3COCH3)?
d(L),其半衰期(當(dāng)剩余反應(yīng)物恰好是起始的一半時(shí)所需的時(shí)間)為竽,改變反應(yīng)物濃度時(shí),
反應(yīng)的瞬時(shí)速率如表所示。
113l1
C(CH3COCH3)/(mol?L-)c(I2)/(mol?L^)o∕(X10mol?L?min)
0^250.050L4
0500.05018
1.000.0505.6
0500.100∑8
下列說(shuō)法正確的是()
A.速率方程中的%=1、"=O
B.該反應(yīng)的速率常數(shù)A=2.8X1(Γ2mi1τI
C.增大L的濃度,反應(yīng)的瞬時(shí)速率加快
D.當(dāng)過量的L存在時(shí),反應(yīng)掉87.5%的?143(:0(:143所需的時(shí)間是37501皿
答案AD
解析由第一組數(shù)據(jù)和第二組數(shù)據(jù)可得(程)"'=14X1。-3,則m=?,由第二組數(shù)據(jù)和第四組
數(shù)據(jù)可得(震3"=t?霜,則〃=0,A項(xiàng)正確;由A可知,o=h?(CH3COCH3),代入第
一組數(shù)據(jù)可得k=5.6X10-3min-∣,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由第二組和第四組數(shù)據(jù)分析可知,當(dāng)其他條件
不變時(shí),增大L的濃度,反應(yīng)的瞬時(shí)速率不變,C項(xiàng)錯(cuò)誤;存在過量的L時(shí),反應(yīng)掉87.5%
CH3COCH3可以看作經(jīng)歷3個(gè)半衰期,即50%+25%+12.5%,因此所需的時(shí)間為
3×0.7=〃
一,八3一:—r=375min,D項(xiàng)正確。
5.6×10Jm?n1
11.在含F(xiàn)e?+的S2CT和「的混合溶液中,反應(yīng)S2θQ(aq)+2Γ(aq)=2SθΓ(aq)+L(aq)的分
解機(jī)理及反應(yīng)過程中的能量變化如下:
步驟①:2Fe3b(aq)÷2Γ(aq)^=l2(aq)+2Fe2+(aq)
步驟②:2Fe2t(aq)÷S2Og(aq)=2Fe31(aq)÷2SOJ(aq)
能量/(kJ?mo尸)
ΛΛ
+
/?2Fe'(aq)+l2(aq)
—--------?+2S0Γ(aq)
2Fe*gq)+2r(aq)-'------!~~3
+S2O,^^(aq)
反應(yīng)過短
下列有關(guān)該反應(yīng)的說(shuō)法正確的是()
A.化學(xué)反應(yīng)速率與Fe?+濃度的大小有關(guān)
B.該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
C.Fe?'是該反應(yīng)的催化劑
D.若不加Fe3+,則正反應(yīng)的活化能比逆反應(yīng)的大
答案A
解析鐵離子可以看作該反應(yīng)的催化劑,根據(jù)反應(yīng)的機(jī)理,化學(xué)反應(yīng)速率與Fe?+濃度的大小
有關(guān),故A正確、C不正確;反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,所以該反應(yīng)為放熱反應(yīng),
故B不正確;此反應(yīng)為放熱反應(yīng),不管加不加催化劑,正反應(yīng)的活化能都低于逆反應(yīng)的活化
能,故D不正確。
12.工業(yè)上,可采用還原法處理尾氣中的NO,其原理為2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)
,,,,,
Δ∕∕<0,,在化學(xué)上,正反應(yīng)速率方程可表示為VV=kiE?c(NO)?c(H2),逆反應(yīng)速率方程可表示
為0迎=左逆?c?r(N2>c∕(H2θ),其中,A表示反應(yīng)速率常數(shù),只與溫度有關(guān),,"、"、X、y為反應(yīng)級(jí)
數(shù),由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。在恒容密閉容器中充入NO、H2,在TC下進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測(cè)得有關(guān)數(shù)據(jù)如下:
l,
實(shí)驗(yàn)c(NO)∕(mol?L)c(H2)∕(mol?L?)V正/(mol?LLmin)
0.100.100.414左正
0.100.401.656左正
0.200.101.656左正
下列有關(guān)推斷正確的是()
A.上述反應(yīng)中,正反應(yīng)活化能小于逆反應(yīng)活化能
B.若升高溫度,則ME增大,Z迎減小
C.在上述反應(yīng)中,反應(yīng)級(jí)數(shù):m—2,〃=1
D.在一定溫度下,NO、H2的濃度對(duì)正反應(yīng)速率影響程度相同
答案AC
解析正反應(yīng)是放熱反應(yīng),反應(yīng)熱等于正反應(yīng)的活化能與逆反應(yīng)的活化能之差,由此推知,
正反應(yīng)活化能小于逆反應(yīng)活化能,A項(xiàng)正確;升高溫度,正、逆反應(yīng)速率都增大,故正、逆
反應(yīng)速率常數(shù)都增大,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由①②組實(shí)臉數(shù)據(jù)可知,黑券=學(xué)"鬻*=4",則
正
0.414%KJE?O.IO-0.1()
n=l,同理,根據(jù)①③組實(shí)臉數(shù)據(jù)可求得〃?=2,C項(xiàng)正確;由于正反應(yīng)速率方程中NO、H2
的反應(yīng)級(jí)數(shù)不相等,所以NO、H2的濃度對(duì)正反應(yīng)速率的影響程度不相同,D
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