化学选修4 化学反应原理第二章 化学反应速率和化学平衡第三节 化学平衡课堂检测

这是一份化学选修4 化学反应原理第二章 化学反应速率和化学平衡第三节 化学平衡课堂检测，共16页。试卷主要包含了化学反应速率，影响化学反应速率的因素， 化学反应速率的图象等内容，欢迎下载使用。
化学反应速率和化学平衡

一、化学反应速率

1．对化学反应速率表达式的理解

2．化学反应速率的计算方法
(1)利用基本公式：v＝＝。
(2)利用速率之比＝化学计量数之比＝各物质浓度的变化量(Δc)之比＝各物质物质的量的变化量(Δn)之比。
(3)“三段式”法计算模板
例如：反应　　　 mA＋nB===pC
起始浓度/(mol/L) a b c
转化浓度/(mol/L) x
t时刻浓度/(mol/L) a－x b－ c＋)
计算中注意以下量的关系：
①对反应物：c(起始)－c(转化)＝c(某时刻)；
②对生成物：c(起始)＋c(转化)＝c(某时刻)。
③转化率α=c(转化)/c(转化)×100％
3．比较化学反应速率大小的三步骤
(1)变换单位——将各反应速率的单位统一。
(2)转换物质——将各反应速率转换成用同一物质表示的反应速率(一般转换成化学计量数最小的物质)。
(3)比较大小——比较各反应速率的数值大小。
3．化学反应速率的测量方法
（1）测定原理
利用化学反应中与某一种化学物质的浓度(或质量)相关的性质进行测定。
（2）测定方法
①利用能够直接观察的某些性质测定
如通过测量释放出一定体积的气体的时间来测定反应速率，或测定一定时间内气体压强的变化来测定反应速率。
②利用科学仪器测量物质的性质
如在溶液中，当反应物或生成物本身有较明显的颜色时，可利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。
练习题

题组1　有关化学反应速率的计算
1．某一反应物的浓度是2.0 mol·L－1，经过4 min后，它的浓度变成1.68 mol·L－1，则在这4 min内它的平均反应速率为(　　)
A．0.2 mol·L－1·min－1 B．0.1 mol·L－1·min－1 C．0.04 mol·L－1·min－1 D．0.08 mol·L－1·min－1
2．对于化学反应3W(g)＋2X(g)===4Y(g)＋3Z(g)，下列反应速率关系中，正确的是(　　)
A．v(W)＝3v(Z) B．2v(X)＝3v(Z) C．2v(X)＝v(Y) D．3v(W)＝2v(X)
3．在体积为2 L的密闭容器内合成氨，已知在时间t内，氨的物质的量增加了0.6 mol，在此时间段内，用氢气表示的平均反应速率是0.45 mol·L－1·s－1，则t是(　　)
A．0.44 s B．1 s C．1.33 s D．2 s
4．根据右图填空：

(1)反应物是________；生成物是________。
(2)在2 min内A、B、C三者的反应速率各是_________、________、________。
(3)该反应化学方程式是__________________。
5．某温度时，在2 L容器中X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如下图所示。根据图中数据，试回答：

(1)反应在2 min内的v(X)＝ ，v(Y)＝ ，v(Z)＝ 。
(2)容器内的反应物是 。
(3)写出该反应的化学方程式： 。
题组2　化学反应速率的快慢比较
1．在甲、乙、丙、丁四种不同条件下，对于某反应X＋3Y===2Z＋2W，分别测得反应速率，
甲：v(X)＝0.3 mol·L－1·min－1，乙：v(Y)＝1.2 mol·L－1·min－1，丙：v(Z)＝0.8 mol·L－1·min－1，
丁：v(W)＝0.02 mol·L－1·s－1，则反应最快的是(　　)
A．甲　　　　B．乙　　　　C．丙　　　　D．丁
2．对反应A＋3B===2C来说，下列反应速率中最快的是(　　)
A．v(A)＝0.3 mol/(L·min) B．v(B)＝0.6 mol/(L·min)
C．v(C)＝0.5 mol/(L·min) D．v(A)＝0.01 mol/(L·s)
3．反应A(g)＋3B(g)===2C(g)＋2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为
①v(A)＝0.15 mol·L－1·s－1 ②v(B)＝0.6 mol·L－1·s－1 ③v(C)＝0.4 mol·L－1·s－1④v(D)＝0.45 mol·L－1·s－1
该反应进行的快慢顺序为(　　)
A．④>②＝③>① B．④>②>③>① C．①>②＝③>④ D．①>②>③>④
4.在四个不同的容器中进行合成氨的反应。根据下列在相同时间内测定的结果，判断生成氨的速率最的是(　　)
A．v(H2)＝0.3 mol·L－1·min－1 B．v(N2)＝0.05 mol·L－1·s－1
C．v(N2)＝0.2 mol·L－1·min－1 D．v(NH3)＝0.3 mol·L－1·min－1

学业分层测评

1．对于反应：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，下列说法正确的是 (　　)
A．用HCl和CaCl2表示的反应速率数值不同，但所表示的意义相同
B．不能用CaCO3浓度的变化来表示反应速率，但可用水来表示
C．用H2O和CO2表示的化学反应速率相同
D．用CaCl2浓度的减少来表示其反应速率
2．某一反应物的浓度是1.0 mol·L－1，经过20 s后，它的浓度变成了0.2 mol·L－1，在这20 s内用该物质浓度变化表示的化学反应速率为(　　)
A．0.04　　 B．0.04 mol·L－1·s－1 C．0.08 mol·L－1·s－1 D．0.04 mol·L－1
3．反应4A(s)＋3B(g)===2C(g)＋D(g)，经2 min，B的浓度减少0.6 mol·L－1。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 mol/(L·min)
B．分别用B、C、D表示反应速率，其比值是3∶2∶1
C．在2 min末的反应速率，用B表示是0.3 mol/(L·min)
D．在2 min内的反应速率，用C表示是0.3 mol/(L·min)
4．在密闭容器里，A与B反应生成C，其反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)表示，已知3v(B)＝2v(A)、2v(C)＝3v(B)，则此反应可表示为 (　　)
A．2A＋3B===2C B．A＋3B===2C C．3A＋2B===3C D．A＋B===C
5．已知在不同情况下测得反应P(g)＋3Q(g)2R(g)＋2S(g)的反应速率如下，其中反应速率最快的是(　　)
A．v(P)＝0.15 mol/(L·min) B．v(Q)＝0.6 mol/(L·min)
C．v(R)＝0.1 mol/(L·s) D．v(S)＝0.4 mol/(L·min)
6．在四种不同条件下测得反应2SO2＋O22SO3的反应速率如表所示：

①
②
③
④
反应速率
[mol/(L·min)]
v(SO2)
v(O2)
v(SO2)
v(O2)
0.4
0.25
0.5
0.3
其中反应速率最快的是(　　)
A．① B．② C．③ D．④
7．反应2SO2＋O22SO3经过一段时间后，SO3的浓度增加了0.4 mol/L，在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04 mol/(L·s)，则这段时间为(　　)
A．0.1 s B．2.5 s C．5 s D．10 s
8．在2 L的密闭容器中，发生反应3A(g)＋B(g)2C(g)，若最初加入的A和B都是4 mol，测得10 s内A的平均速率v(A)＝0.12 mol/(L·s)，则反应进行到10 s时容器中B的物质的量是(　　)
A．1.6 mol B．2.8 mol C．3.2 mol D．3.6 mol
9．对于反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，下列反应速率关系中，正确的是(已知：m≠n≠p≠q>0)(　　)
A．v(A)＝v(C) B．nv(B)＝pv(C) C．qv(A)＝mv(D) D．mv(C)＝nv(D)
10．根据反应4FeS2＋11O2===2Fe2O3＋8SO2，试回答下列问题。
(1)本反应中常选用________(填化学式)来表示该反应的化学反应速率。
(2)当生成SO2的速率为0.64 mol·L－1·s－1时，则氧气减少的速率为________。
(3)如测得4 s后O2的浓度为2.8 mol·L－1，此时间内SO2的速率为0.4 mol·L－1·s－1，则开始时氧气的浓度为________。
11．某可逆反应在0～2 min进行过程中，在不同反应时间，各物质的物质的量的变化情况如图所示，则化学方程式为______________________________；反应开始至2 min时，能否用C表示反应速率？________(填“能”或“不能”)其原因为________________________________。

12．某化学兴趣小组的甲、乙两位同学对测定化学反应速率非常感兴趣，为此进行了有关的实验探究，实验记录如下。
【实验目的】测量锌和稀硫酸反应的速率。
【实验用品】锥形瓶、双孔塞、分液漏斗、直角导管、50 mL注射器、铁架台、秒表、锌粒、1 mol·L－1的H2SO4溶液、4 mol·L－1的H2SO4溶液。
【实验步骤】
①甲同学取一套如图装置，加入40 mL 1 mol·L－1的H2SO4溶液，测量收集10 mL H2所需的时间。
②乙同学取另一套同样的装置，加入
40 mL 4 mol·L－1的H2SO4溶液，测量收集10 mL H2所需的时间。
回答下列问题：
(1)Zn与稀H2SO4反应的离子方程式为________________________________________________。
(2)收集10 mL H2所需时间：甲_____乙；反应速率：甲________乙(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)下列说法正确的是________(填序号)。
a．本实验中甲、乙两同学所用锌粒的表面积要相同 b．装置气密性要好
c．40 mL的H2SO4溶液要迅速加入 d．测量气体体积还可以用排水法
e．若用98%的浓H2SO4，则反应最快
[能力提升]
13．在一个10 L的密闭容器中，发生反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)，起始加入H2的物质的量为2 mol，I2的物质的量为5 mol,5 s后，HI的物质的量为0.5 mol，则这5 s内H2的反应速率为(　　)
A．0.04 mol/(L·s) B．0.005 mol/(L·s) C．0.01 mol/(L·s) D．0.1 mol/(L·s)
14．将气体A2、B2各1 mol 充入1 L的密闭容器中反应，生成气体C，一段时间后，测得c(A2)为0.58 mol/L，c(B2)为0.16 mol/L，c(C)为0.84 mol/L，则C的化学式为(　　)
A．AB B．A2B C．AB2 D．A2B2
15．在一定温度时，将1 mol A和2 mol B放入容积为5 L的某密闭容器中发生如下反应：A(s)＋2B(g)===C(g)＋2D(g)，经5 min后，测得容器内B的浓度减少了0.2 mol·L－1。下列叙述不正确的是(　　)
A．在5 min内该反应用C的浓度变化表示的反应速率为0.02 mol/(L·min)
B．5 min时，容器内D的浓度为0.2 mol·L－1
C．该可逆反应随反应的进行容器内压强逐渐增大
D．5 min时容器内气体总的物质的量为3 mol
16．某实验人员在一定温度下的密闭容器中，充入一定量的H2和CO，发生反应：2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)，测定的部分实验数据如表所示：
t(s)
0
500
1 000
c(H2)(mol/L)
5.00
3.52
2.48
c(CO)(mol/L)
2.50


(1)在500 s内用H2表示的化学反应速率是___________________________。
(2)在1 000 s内用CO表示的化学反应速率是_______ _，1 000 s时CO的转化率是_____ _______。
(3)在500 s时生成的甲醇(CH3OH)的浓度是__________________________。







二、影响化学反应速率的因素
1．有效碰撞

2．活化分子与活化能

(1)活化分子：能够发生有效碰撞的分子。
(2)活化能：活化分子比普通分子多出的那部分能量。

(3)解释化学反应的过程

浓度对反应速率的影响
（1）规律：其他条件不变时，增大反应物浓度，反应速率加快；减小反应物浓度，反应速率减慢。
（2）实质：其他条件不变时，增大反应物浓度→单位体积内活化分子数增多→有效碰撞次数增加→化学反应速率加快。反之，减小反应物浓度，化学反应速率减慢。
§.浓度对反应速率影响的理解
(1)固体或纯液体的浓度为常数，所以增加其用量时，化学反应速率不变。
(2)增大固体的表面积或将固体溶于一定溶剂，能增大化学反应速率。
(3)增大反应物浓度，即增大了单位体积内活化分子的数目，但活化分子的百分数没有增大。
压强对反应速率的影响
1．规律：

2．实质：对于气体反应，增大压强(减小容器容积)，相当于增大反应物的浓度，反应速率加快；反之，减小压强，反应速率减慢。
§．压强对反应速率影响的理解
压强对反应速率的影响，是通过改变气体的浓度来实现的，故一般意义上的增大压强是指压缩气体的体积。
(1)对无气体参加的化学反应，改变压强时，化学反应速率基本不变。
如MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O。
(2)对有气体参加的反应，压强对化学反应速率的影响可简化理解为：
压强改变→
常见的形式有以下几种情况：
①恒温时：
增大压强体积缩小反应速率增大。
②恒温恒容时：
充入反应气体该物质浓度增大该反应速率迅速增大。
充入“无关气体”(如He、Ne、Ar等不参与本反应也不干扰本反应的气体，下同)总压强增大，但反应混合物的各组分浓度没有改变，反应速率不变。
温度对反应速率的影响
1．规律
其他条件不变时
2．实质
其他条件不变时，升高温度→活化分子百分数增加→有效碰撞概率增加→化学反应速率加快；降低温度→活化分子百分数减小→有效碰撞概率减小→化学反应速率减慢。
§.温度对反应速率影响的理解
(1)温度对反应速率的影响规律，对吸热反应、放热反应都适用，且不受反应物状态的限制。升温时，化学反应速率增大；降温时，化学反应速率减小。
(2)对于可逆反应来说，升高温度，正、逆反应速率均增大，只是增大的程度不同；同理，降低温度，正、逆反应速率均减小，只是减小的程度不同。
(3)许多实验表明：温度每升高10 ℃，反应速率通常增大到原来的2～4倍。

催化剂对反应速率的影响
1．规律
使用合适的催化剂，可以加快反应速率。
2．实质
使用合适的催化剂→降低反应所需的活化能→活化分子百分数增加→有效碰撞概率增加→化学反应速率加快。
3．在如图示中画出使用催化剂活化能曲线E2(用虚线表示)

§．催化剂对反应速率影响的理解
(1)催化剂有正、负之分，正催化剂能加快反应速率，负催化剂减慢反应速率，不特别指明的条件下，均指正催化剂。
(2)催化剂的催化效率：
①催化剂只对某一特定反应具有催化作用，即有专一性。
②H2O2分解实验中，FeCl3和CuSO4均有催化作用，但FeCl3催化效果更好。
③KMnO4与H2C2O4反应实验中，常用MnSO4作催化剂。
④淀粉水解实验中，H2SO4和淀粉酶均有催化作用，但淀粉酶的催化效果更好。

三、 化学反应速率的图象
图象也是一种表达事物的语言符号，化学反应速率图象是将化学反应速率变化的状况在直角坐标系中以图的形式表达的结果，是化学反应速率变化规律的反映。认识和应用化学反应速率图象时，要立足于化学方程式，应用化学反应速率变化的规律，分析直角坐标系及其图象的涵义。
1．化学反应CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O
(1)其他条件一定，反应速率随着c(HCl)的增大而增大，如图①。
(2)其他条件一定，反应速率随着温度的升高而增大，如图②。
(3)随着反应时间的延长，c(HCl)逐渐减小，化学反应速率逐渐减小，如图③。


2．化学反应2H2S(g)＋SO2(g)===3S↓(s)＋2H2O(g)
(1)其他条件一定，增大气态反应物的压强(缩小气体容器的容积)，反应速率随着压强的增大而增大。如图①。
(2)其他条件一定，减小气态反应物的压强(扩大气体容器的容积)，反应速率随着压强的减小而减小，如图②。
(3)温度、气体容器的容积都一定，随着时间的增加，SO2、H2S物质的量逐渐减少，气体的压强逐渐减小，反应速率逐渐减小，如图③。
(4)分别在较低温度T1和较高温度T2下反应，气态反应物的压强都是逐渐增大(缩小容器容积)，反应速率随着压强的增大而增大及随着温度的升高而增大，如图④。

练习

题组1　有效碰撞和活化分子
1．有效碰撞是指(　　)
A．反应物分子间的碰撞 B．反应物活化分子间的碰撞
C．反应物分子发生合适取向的碰撞 D．活化分子之间发生合适取向的碰撞
2．下列说法正确的是(　　)
①活化分子间的碰撞一定能发生化学反应；②普通分子间的碰撞有时也能发生化学反应；③反应物活化能越大，反应越快；④化学反应的实质是原子的重新组合；⑤化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程；⑥化学反应的实质是活化分子有合适取向时的有效碰撞。
A．①③④⑤ B．②③⑥ C．④⑤⑥ D．②④⑤
3．2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(g)的ΔH＝－99 kJ·mol－1。
请回答下列问题：
(1)E1表示________；E2表示________。
(2)E1、E2的大小对该反应的反应热____影响。(填“有”或“无”)。
(3)图中ΔH＝________kJ·mol－1。
题组2　浓度对反应速率的影响
1．将质量相同的锌粉分别投入下列四个烧杯的溶液中，反应速率最快的是
(　　)

2．把石灰石浸入盐酸中，下列措施
①加大盐酸用量　②增大盐酸浓度　③粉碎石灰石　④增大石灰石的用量
能使反应速率增大的是(　　)
A．①②　　 B．②③ C．①②③ D．①④
3．一定温度下，10 mL 0.40 mol·L－1 H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表。下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)(　　)
t/min
0
2
4
6
8
10
V(O2)/mL
0.0
9.9
17.2
22.4
26.5
29.9
A.0～6 min的平均反应速率：v(H2O2)≈3.3×10－2mol·(L·min)－1
B．6～10 min的平均反应速率：v(H2O2)b)粉末状碳酸钙与同浓度盐酸反应，则相应的曲线如图虚线所示，正确的是 (　　)

10．在一密闭容器中充入1 mol I2和1 mol H2，压强为p(Pa)，并在一定温度下使其发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)
(1)保持容器容积不变，向其中充入1 mol H2，反应速率________。
(2)升高温度，反应速率________。
(3)扩大容器体积，反应速率 ________。
(4)保持容器内气体压强不变，向其中充入1 mol H2(g)和1 mol I2(g)，反应速率________。
11．将0.1 mol MnO2粉末加入到50 mL过氧化氢溶液(H2O2，ρ＝1.1 g/mL)中，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。
(1)实验时放出气体的总体积是________。
(2)放出一半气体所需的时间为________。
(3)反应放出体积气体所需的时间约为________。
(4)A，B，C，D各点反应速率的快慢顺序为____________________________。
(5)解释反应速率变化的原因：_____________________________________________________。
(6)H2O2初始状态的浓度为________。
12．某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题：
(1)上述实验中发生反应的化学方程式有_________________________________________________。
(2)要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有_____________________(答两种)。
(3)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列的实验。将表中所给的混合溶液分别加入6个盛有过量锌粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。
　实验
混合溶液　　　　
A
B
C
D
E
F
4 mol/L H2SO4(mL)
30
V1
V2
V3
V4
V5
饱和CuSO4溶液(mL)
0
0.5
2.5
5
V6
20
H2O(mL)
V7
V8
V9
V10
10
0
其中：V1＝________，V6＝________，V9＝________。
[能力提升]
13．用6 g CaCO3与100 mL稀盐酸反应制取少量的CO2，反应过程中生成的CO2的体积(已折算为标准状况)随反应时间变化的情况如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．OE段表示的平均反应速率最快，可能的原因是该反应是放热反应
B．EF段用HCl浓度的减小表示的该反应的平均反应速率为0.2 mol/(L·min)
C．在F点收集到的CO2的体积最大
D．在G点以后收集的CO2的量不再增多，原因是稀盐酸已反应完全
14．一定条件下，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
15．某探究小组用HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法，探究影响反应速率的因素。所用HNO3溶液的浓度为1.00 mol·L－1、2.00 mol·L－1，大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格，实验温度为298 K、308 K，每次实验HNO3的用量为25.0 mL、大理石的用量为10.00 g。
请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号：
实验
编号
T/K
大理石
规格
HNO3浓度
/mol·L－1
实验目的
①
298
粗颗粒
2.00
(Ⅰ)实验①和②探究HNO3浓度对该反应速率的影响；
(Ⅱ)实验①和_____
探究温度对该反应速率的影响；
(Ⅲ)实验①和________探究大理石规格(粗、细)对该反应速率的影响
②



③



④