高中化学人教版 (2019)必修 第二册第六章 化学反应与能量实验活动7 化学反应速率的影响因素课时训练

一、化学反应速率

1．定义：衡量化学反应进行快慢的物理量。

2．表示方法：单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示。

3．表达式：______________________    单位： ________________________

4．注意事项：

（1）化学反应速率表示的是一段时间内的平均速率，无论是用反应物还是生成物表示，其化学反应速率都为正值。

（2）固体或纯液体的浓度视为常数，Δc = 0，因此不用固体或纯液体表示化学反应速率。

及时小练

二、“三段式”计算

（1）写出有关反应的化学方程式；

（2）标出各物质的起始量、变化量、最终量（可用物质的量，也可用浓度）；

（3）根据已知条件列方程式计算。

思考与交流

三、化学反应速率与化学计量数的关系

1．同一反应用不同物质表示化学反应速率时，其数值大小可能不同，但表示的意义相同。

2．对于反应mA(g) + nB(g) === pC(g) + qD(g)，当单位相同时，化学反应速率的数值之比等于方程式中各物质的化学计量数之比，即v (A)∶v (B)∶v (C)∶v (D) = ___________________。

明辨是非

•     化学反应速率与化学计量数的关系

【例1】合成氨的反应为：3H2　+ N2 2NH3，其反应的速率可分别表示为v (H2)、v (N2)、

v (NH3)（单位为），则下列关系正确的是（　　）

A．v (H2) = v (N2) = v (NH3) B．v (H2) = 3v (N2) 

C．v (N2) =2v (NH3) D．v (NH3) = v (H2)

【变1】已知：4NH3(g) + 5O2(g)  4NO(g) + 6H2O(g)，若反应速率分别用v (NH3)、v (O2)、

v (NO)、v (H2O)表示，则正确的关系是（　　）

A．4/5 v (NH3) = v (O2) B．5/6 v (O2) = v (H2O)

C．2/3 v (NH3) = v (H2O) D．4/5 v (O2) = v (NO)

•     化学反应速率大小比较

【例2】在2A(g) + B(g) === 3C(g) + 4D(g) 中，下列表示该反应的速率最快的是（　　）

A．v (A) = 0.5 mol/（L·s） B．v (B) = 0.3 mol/（L·s）

C．v (C) = 0.8 mol/（L·s） D．v (D) = 1.0 mol/（L·s）

【变2-1】下列四个数据都表示合成氨的反应速率，其中速率代表同一反应的是（　　）

①v (N2) = 0.3 mol/（L·min）          ②v (NH3) = 0.9 mol/（L·min）

③v (H2) = 0.6 mol/（L·min）          ④v (H2) = 0.0225 mol/（L·s）

A．①② B．①③ C．③④ D．②④

【变2-2】反应 A(g) + 3B(g)2C(g) + 2D(g) 在四种不同条件下的反应速率为：

（1）v(A) = 0.03 mol/(L·s) （2）v(B) = 3.6 mol/(L·min) （3）v(C) = 0.04 mol/(L·s) 

（4）v(D) = 2.7 mol/(L·min)，则该反应速率的快慢顺序为 （　　）

A．（2）＞（4）＞（3）＞（1） B．（1）＞（4）＞（2）=（3）

C．（4）＞（3）=（2）＞（1） D．（2）＞（3）=（4）＞（1）

•     化学反应速率的计算

【例3】将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的容器中混合，并在一定条件下发生如下反应：

2A(g) + B(g) 2C(g)，若90 s后测得A的浓度为1 mol/L，物质A表示的反应速率正确的是（　　）

A．2 mol/（L·min） B．0.67 mol/（L·min）

C．1 mol/（L·min） D．0.5 mol/（L·min）

【变3-1】在一定条件下，反应N2 + 3H2 2NH3，在2L密闭容器中进行，5 min内氨的质量增加了1.7g，则反应速率为（    ）

A．v（NH3）=0.1 mol/（L·min） B．v（N2）=0.02 mol/（L·min）

C．v（H2）=0.015 mol/（L·min） D．v（NH3）=0.17 mol/（L·min）

【变3-2】在N2 + 3H2 2NH3的反应中，经过一段时间后，NH3的浓度增加了0.6 mol/L。在此时间内，用H2表示的平均反应速率为0.45 mol /（L·s），反应所经过的时间是（　　）

A．0.44 s B．1 s C．1.33 s D．2 s

【变3-3】在2 L的密闭容器中，发生以下反应：2A(g) + B(g)2C(g) + D(g)。若最初加入的A和B都是4 mol，在前10 s 内A的平均反应速率为0.12 mol/（L·s），则10 s时，容器中B的物质的量是（　　）

A．1.6 mol B．2.8 mol C．2.4 mol D．1.2 mol

•     “三段式”的应用

【例4】将6 mol A气体和5 mol B气体混合放入4 L密闭容器中，发生下列反应：3A (g) + B (g) 2C (g) + xD (g) ，经过5 min达到化学平衡，此时生成C为2 mol，测得D的反应速率为0.1 mol/（L·min），计算：① x的值；②平衡时B的转化率；③A的平衡浓度。

【变4-1】把0.4 mol X气体和0.6 mol Y气体混合于2 L密闭容器中，使它们发生如下反应：

4X(g) + 5Y(g) === nZ(g) + 6W(g)。2 min 末已生成0.3 mol W，若测知以Z的浓度变化表示的反应速率为0.05 mol·（L·min）-1，计算：

（1）前2 min内用X的浓度变化表示的平均反应速率。

（2）2 min末时Y的浓度。

（3）化学反应方程式中n的值是多少。

【变4-2】已知一氧化碳与水蒸气的反应为：CO(g) + H2O (g) CO2(g) + H2(g) ，800℃时，在容积为2.0 L的密闭容器中充入2.0 mol CO(g)和3.0 mol H2O(g)，保持温度不变，4 min后反应达到平衡，测得CO的转化率为60%。求（1）4 min内H2的平均化学反应速率；（2）平衡时H2O (g)的物质的量。

•     反应速率与图像结合

【例5】在某一容积为4L的密闭容器中，A、B、C、D四种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示，完成下列问题：

（1）该反应的化学方程式为_______________________________________。

（2）前用A的浓度变化表示的化学反应速率为_________________。

一、温度对反应速率的影响

二、浓度对反应速率的影响

三、催化剂对反应速率的影响

四、压强对反应速率的影响

其他条件不变时，对于有气体参与的反应，增大压强（减小容器容积）相当于增大反应物的浓度，化学反应速率增大；减小压强（增大容器容积）相当于减小反应物的浓度，化学反应速率减小。

  归纳总结——影响化学反应速率的因素

思考与交流：判断下列措施对反应速率有何影响？

① Fe与稀硫酸反应制取H2时，改用浓硫酸：_____________

② Mg与冷水反应，改用沸水：_____________

③ Na与水反应，增大压强：_____________

④ Na与水反应，增大水的用量：_____________

⑤ Al在氧气中燃烧生成A12O3，将Al片改成Al粉：_____________

⑥ 恒容条件下，化学反应2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)，充入氮气：_____________

⑦ 恒压条件下，发生化学反应2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)，充入氮气：_____________

思考与交流：一定量的铁粉与过量的盐酸反应，下列措施对生成H2的量及速率有何影响？

①加入水   ②加入少量NaOH固体   ③加入少量NaCl溶液    ④将铁粉换成等质量的铁片

⑤加入石墨颗粒    ⑥加入少量CuSO4溶液    ⑦加入几滴浓H2SO4  ­  ⑧加入几滴NaNO3溶液

•     化学反应速率的影响因素

【例6】一定条件下，分别对反应C(s)＋CO2(g)  2CO(g)进行如下操作（只改变该条件）：①升高反应体系的温度；②增加反应物C的用量；③缩小反应体系的体积；④减少体系中CO的量。上述措施中一定能使反应速率显著变大的是（    ）

A．①②③④   B．①③④

C．①②   D．①③

【变6】用铁片和稀硫酸反应制氢气时，下列不能使氢气生成速率加大的是（    ）

A．加热 B．不用稀硫酸，改用98%的浓硫酸

C．适当增大稀硫酸的浓度 D．不用铁片，改用铁粉

【例7】100 mL 6 mol·L-1 H2SO4与过量的铁粉反应，在一定温度下，为了减缓反应进行的速率，但又不影响生成H2的总量，可向反应物中加入适量的（　　）

A．Na2SO4溶液 B．Na2CO3溶液 C．盐酸 D．K2SO4固体

【变7】等质量的两份锌粉a、b中分别加入过量的稀硫酸，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，下列各图表示的是产生H2的体积V与时间t的关系，其中正确的是（      ）

【例8】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，下列实验最先出现浑浊的是（　　）

【例9】将镁带投入盛放在敞口容器的盐酸里，产生H2的速率与时间的关系可由右图表示。

（1）写出离子反应方程式                              。    

（2）在下列因素中：①H+的浓度，②镁带的表面积，③溶液的温度，④Cl-的浓度，能影响该反应速率的因素有__________（填序号）；

（3）解释图中AB段形成的原因                                              。

（4）解释图中ｔ1时刻后速率变小的原因                                                      。

【练1】在铝与稀硫酸的反应中，已知10 s内硫酸的浓度减少了0.6 mol/L，若不考虑反应过程中溶液体积的变化，则10 s内生成硫酸铝的平均反应速率是（    ）

A．0.02 mol·L-1·min-1                 B．1.8 mol·L-1·min-1 

C．1.2 mol·L-1·min-1                    D．0.18 mol·L-1·min-1

【练2】下列关于化学反应速率的说法，不正确的是（    ）

A．化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量

B．化学反应速率的大小主要取决于反应物的性质

C．化学反应速率可以用单位时间内生成某物质的质量的多少来表示

D．化学反应速率常用单位有mol·L-1·s-1和mol·L-1·min-1

【练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-1 ④v (D) = 0.45 mol·L-1·s-1

该反应进行的快慢顺序为（　　）

A．②＞④＞③＞① B．④＞③＞②＞①

C．④＞③＝②＞① D．②＞③＝④＞①

【练4】实验室用锌粒与2 mol·L-1硫酸溶液制取氢气，下列措施不能增大化学反应速率的是(　　)

A．用锌粉代替锌粒

B．改用3 mol·L-1硫酸溶液

C．改用热的2 mol·L-1硫酸溶液

D．向该硫酸溶液中加入等体积的水

【练5】一定条件下在一容积恒为2 L的容器内发生反应：2A(g) + B(g)2C(g)，已知起始投入

4 mol A(g) 和2 mol B(g)，经2 s后测得C的浓度为0.6 mol/L。下列说法不正确的是（　　）

A．2 s内用物质A表示的平均反应速率为0.3 mol/（L·s）

B．2 s时物质B的浓度为0.7 mol/L

C．2 s时物质A的物质的量为2.8 mol

D．2 s内用物质B表示的平均反应速率为0.6 mol/（L·s）

【练6】下列条件一定能使反应速率加快的是（     ）

①增加反应物的物质的量      ②升高温度        ③缩小反应容器的体积

④加入生成物                ⑤加入MnO2

A．全部 B．①②⑤ C．② D．②③

【练7】将等物质的量A、B混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g) + B(g) xC(g) + 2D(g)，经5 min后，测得D的浓度为0.5 mol/L，c(A)∶c(B) = 3∶5，C的平均反应速率是0.1 mol/(L•min)。

（1）此时，A的浓度为______________________________；

（2）反应开始前放入容器中B的物质的量为____________；

（3）B的化学反应速率为____________________________；   

（4）x值为__________。

【练8】为了探究外界条件对过氧化氢分解速率的影响，某化学兴趣小组的同学做了以下实验。

请回答下列问题：

（1）过氧化氢分解的化学方程式为_________________________________________________________。

（2）实验①的目的是_____________________________________________________________________。

（3）实验②未观察到预期的实验现象，为了帮助该组同学达到实验目的，你提出的对上述操作的改进意见是_______________________________________________________________（用实验中所提供的几种试剂）。

（4）某同学在50 mL一定浓度的H2O2溶液中加入适量的二氧化锰，放出气体的体积（标准状况下）与反应时间的关系如图所示，则A、B、C三点所表示的瞬时反应速率最慢的是_____（填字母代号）。

（5）对于H2O2分解反应，Cu2+也有一定的催化作用。为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，该兴趣化学小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。请回答相关问题：

①定性分析：如图甲可通过观察________________________________________________，定性比较得出结论；该实验中将FeCl3溶液改为Fe2(SO4)3溶液的原因是______________________________________________。

②定量分析：用图乙所示装置做对照试验，实验时均以生成40 mL气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略。实验中需要测量的数据是__________________________________________________。

（6）通过对上述实验过程的分析，在实验设计时，要考虑_____________方法的应用。