化学选择性必修1第二章 化学反应速率与化学平衡第一节 化学反应速率课时训练

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第一节 化学反应速率
【学习目标】
1.了解化学反应速率的概念及其表示方法，形成不同的反应可用不同的方法来表示化学反应速率的变化观念。
2.根据化学反应速率的测定原理设计实验，学会化学反应速率的测定方法。
3.证据推理与模型认知：建立分析探究外界因素影响化学反应速率的思维模型，即“实验现象→影响规律→理论解释”，促进“证据推理”核心素养的发展。
4.科学探究：通过定性与定量研究影响化学反应速率的因素，提高学生设计探究方案、进行实验探究的能力。
【基础知识】
一、化学反应速率　
1、化学反应速率：定量描述 化学反应快慢 程度的物理量。
2、表示方法：用单位时间内反应物浓度的 减少 或生成物浓度的 增加 来表示。
（1）表达式：V=Δc/Δt
（2）单位：mol/(L·min)或mol/(L·s)
3、化学反应速率的测定
（1）测定原理：利用与化学反应中任何一种化学物质的 浓度 相关的可观测量进行测定。
（2）测定方法
①直接观察测定：如 释放出气体的体积 和 体系的压强 等。
②科学仪器测定：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 颜色变化 和 显色物质与浓度 变化间的比例关系测量反应速率。
4、化学反应速率的计算
（1）公式法：
v＝＝
v(反应物)＝ v(生成物)＝
（2）运用同一反应中“速率之比等于化学计量数之比”的规律进行计算。
对于一个化学反应：mA＋nB=== pC＋qD ，v(A)＝－，v(B)＝－，v(C)＝，v(D)＝，
且有：＝＝＝。
（3）“三段式”法
①求解化学反应速率计算题的一般步骤：
写出有关反应的化学方程式；找出各物质的起始量、转化量 、某时刻量；转化量之比等于化学计量数之比；
先根据已知条件列方程计算：
反应： mA(g)＋nB(g) ＝ pC(g)
起始浓度/mol·L－1： a b c
转化浓度/mol·L－1 ： x
某时刻(t s)浓度/mol·L－1： a－x b－ c＋
再利用化学反应速率的定义式求算：
v(A)＝ mol·L－1·s－1； v(B)＝ mol·L－1·s－1； v(C)＝ mol·L－1·s－1。
②计算中注意以下量的关系。
对反应物： c(起始)－c(转化) ＝c(某时刻)； 对生成物： c(起始)＋c(转化) ＝c(某时刻)；
转化率＝×100%。
二、影响化学反应速率的因素
1、实验Ⅰ：定性探究影响化学反应速率的外界因素
实验原理：Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O 2H2O22H2O＋O2↑
影响因素
实验步骤
实验现象
实验结论
浓度

均出现 浑浊 ，但后者 出现浑浊更快
增大浓度，化学反应速率 增大
温度

混合后均出现 浑浊 ，但70 ℃热水一组 首先出现浑浊
升高温度，化学反应速率 增大
催化剂

前者 无明显现象，后者 出现大量气泡
催化剂能 加快 化学反应速率
2、实验Ⅱ：反应速率的定量测定和比较

加入试剂
反应时间
(填“长”或“短”)
反应速率
(填“快”或“慢”)
实验结论
40 mL 1 mol·L－1硫酸
长
慢
4 mol·L－1硫酸与锌反应比1 mol·L－1硫酸与锌反应的速率 快 。
40 mL 4 mol·L－1硫酸
短
快

3、影响化学反应速率的其他因素
（1）浓度：底物浓度越大，化学反应速率 越快 。
（2）温度：当其他条件相同时， 升高温度 反应速率增大， 降低温度 反应速率减小。
（3）催化剂：同一反应，用不同催化剂，反应速率不相同。
（4）压强：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如下
①对于气体来说，在一定温度下，一定质量的气体所占的体积与压强成 反比 ，其他条件不变时，增大压强，气体体积 缩小 ，浓度 增大 。
②对于有气体参加的化学反应，在相同温度下，增大压强 ，反应速率 增大 ；减小压强 ，反应速率 减小 。
三、活化能
1、有效碰撞：能够 发生化学反应 的碰撞。
2、无效碰撞：不能够 发生化学反应 的碰撞。
3、活化分子：能够发生 有效碰撞 的分子。
4、活化能：活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的 平均能量之差 。
5、反应物、生成物的能量与活化能的关系图
活化能越小，普通分子就越容易变成 活化分子 。如图所示：反应的活化能是E1，反应热是E1－E2。

6、有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释
（1）浓度：反应物浓度增大→单位体积内活化分子数 增多 →单位时间内有效碰撞的次数 增加 →反应速率 增大 ；反之，反应速率 减小 。
（2）压强：增大压强→气体体积缩小→反应物浓度增大→单位体积内活化分子数 增多 →单位时间内有效碰撞的次数 增加 →反应速率 增大 ；反之，反应速率 减小 。
（3）温度： 升高温度→活化分子的百分数 增大 →单位时间内有效碰撞的次数 增加 →反应速率 增大 ；反之，反应速率 减小 。
（4）催化剂：使用催化剂→改变了反应的历程(如上图)，反应的活化能 降低 →活化分子的百分数 增大→单位时间内有效碰撞的几率 增加 →反应速率 加快 。

【考点剖析】
考点一　化学反应速率及其数学表达式的应用
1．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浓度的多少来表示
D．化学反应速率常用单位有mol·L－1·s－1和mol·L－1·min－1
答案　C
2．用纯净的碳酸钙与1 mol·L－1 100 mL稀盐酸反应制取二氧化碳。关于此反应，下列说法不正确的是(　　)
A．可以用单位时间内碳酸钙质量的减少表示该反应的反应速率
B．可以用单位时间内生成二氧化碳的量表示该反应的反应速率
C．可以用单位时间内溶液中Ca2＋浓度的增加表示该反应的反应速率
D．可以用单位时间内碳酸钙浓度的变化表示该反应的反应速率
答案　D
解析　CaCO3为固体，浓度不变化。
3．氨分解反应在容积为2 L的密闭容器内进行。已知起始时氨气的物质的量为4 mol,5 s末为2.4 mol，则用氨气表示该反应的速率为(　　)
A．0.32 mol·L－1·s－1
B．0.16 mol·L－1·s－1
C．1.6 mol·L－1·s－1
D．0.8 mol·L－1·s－1
答案　B
解析　v(NH3)＝＝0.16 mol·L－1·s－1，所以B项正确。
4．反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)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·min－1，则这段时间为(　　)
A．5 s B．10 s C．300 s D．600 s
答案　C
解析　该段时间内SO3的浓度增加了0.4 mol·L－1，根据化学方程式可知，在相同时间内O2的浓度减少了0.2 mol·L－1，所以由公式v＝可知，Δt＝＝＝5 min＝300 s。
考点二　化学反应速率与化学计量数关系的应用
5．在一个密闭容器中，盛有N2和H2，它们的起始浓度分别是1.8 mol·L－1和5.4 mol·L－1，在一定条件下反应生成NH3,10 min后测得N2的浓度是0.8 mol·L－1，则在这10 min内NH3的平均反应速率是(　　)
A．0.1 mol·L－1·min－1
B．0.2 mol·L－1·min－1
C．0.3 mol·L－1·min－1
D．0.6 mol·L－1·min－1
答案　B
解析　v(N2)＝＝0.1 mol·L－1·min－1，v(NH3)＝2v(N2)＝
0.2 mol·L－1·min－1。
6．反应：3X(g)＋Y(g)2Z(g)＋2W(g)在2 L密闭容器中进行，5 min后Y减少了0.5 mol，则此反应的反应速率为(　　)
A．v(X)＝0.05 mol·L－1·min－1
B．v(Y)＝0.10 mol·L－1·min－1
C．v(Z)＝0.10 mol·L－1·min－1
D．v(W)＝0.10 mol·L－1·s－1
答案　C
解析　依题意，v(Y)＝＝0.05 mol·L－1·min－1，用单位时间内不同物质的浓度变化量表示的化学反应速率之间的关系为v(X)∶v(Y)∶v(Z)∶v(W)＝3∶1∶2∶2，故v(X)＝
0.15 mol·L－1·min－1，v(Z)＝v(W)＝0.10 mol·L－1·min－1，C项正确。
7．把X气体和Y气体混合于2 L容器中使它们发生如下反应：3X(g)＋Y(g)nZ(g)＋2W(g)。5 min末已生成0.2 mol W，若测知以Z的浓度变化表示的平均反应速率为0.01 mol·L－1·min－1，则上述反应中Z气体的化学计量数n的值是(　　)
A．1 B．2 C．3 D．4
答案　A
解析　根据公式v＝计算，5 min内W的平均反应速率v(W)＝0.02 mol·L－1·min－1，利用各物质的反应速率之比等于其化学计量数之比，已知用Z的浓度变化表示的平均反应速率为0.01 mol·L－1·min－1，则v(Z)∶v(W)＝0.01 mol·L－1·min－1∶0.02 mol·L－1·min－1＝n∶2，所以n＝1。
8．在密闭容器中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v(A)、v(B)、v(C)之间有以下关系：2v(B)＝3v(A)＝3v(C)。则此反应可表示为(　　)
A．2A＋3B===2C B．A＋3B===2C
C．3A＋B===2C D．A＋B===C
答案　A
解析　根据2v(B)＝3v(A)＝3v(C)可知，v(A)∶v(B)∶v(C)＝2∶3∶2，A项正确。
考点三　化学反应速率大小比较
9．反应A(g)＋3B(g)2C(g)＋2D(g)，在四种不同情况下用不同物质表示的反应速率分别如下，其中反应速率最大的是(　　)
A．v(A)＝0.05 mol·L－1·s－1
B．v(B)＝0.06 mol·L－1·min－1
C．v(C)＝0.04 mol·L－1·s－1
D．v(D)＝0.03 mol·L－1·s－1
答案　A
解析　判断反应速率的大小时，可将每个物质的速率除以该物质在方程式中的化学计量数，再进行比较。＝0.05 mol·L－1·s－1，＝＝≈0.000 3 mol·
L－1·s－1，＝0.02 mol·L－1·s－1，＝0.015 mol·L－1·s－1，所以A项符合题意。
10．在四个不同的容器中，在不同的条件下进行合成氨反应。根据在相同时间内测定的结果判断，生成氨最快的是(　　)
A．v(H2)＝0.3 mol·L－1·min－1
B．v(N2)＝0.2 mol·L－1·min－1
C．v(NH3)＝0.25 mol·L－1·min－1
D．v(H2)＝0.4 mol·L－1·min－1
答案　B
解析　对于反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，以氢气的反应速率为标准进行判断。A项，v(H2)＝0.3 mol·L－1·min－1；B项，v(N2)＝0.2 mol·L－1·min－1，反应速率之比等于化学计量数之比，所以v(H2)＝0.6 mol·L－1·min－1；C项，v(NH3)＝0.25 mol·L－1·min－1，反应速率之比等于化学计量数之比，所以v(H2)＝0.375 mol·L－1·min－1；D项，v(H2)＝0.4 mol·L－1·min－1。所以反应速率最快的是B项。
11．在不同条件下分别测得反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的化学反应速率，其中表示该反应进行最快的是(　　)
A．v(SO2)＝4 mol·L－1·min－1
B．v(O2)＝3 mol·L－1·min－1
C．v(SO3)＝0.1 mol·L－1·s－1
D．v(O2)＝0.1 mol·L－1·s－1
答案　D
解析　统一单位后，根据反应速率之比等于化学计量数之比，将不同物质表示的反应速率换算成同一种物质表示的反应速率，比较数值大小可知选D。
考点四　化学反应速率图像分析
12．一定温度下，在0.5 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如下图所示，10 s时达到化学平衡状态。则从反应开始到10 s末的反应速率用X表示是(　　)

A．0.08 mol·L－1·s－1
B．0.30 mol·L－1·s－1
C．0.16 mol·L－1·s－1
D．0.32 mol·L－1·s－1
答案　C
解析　根据图像可知从反应开始到10 s末X的物质的量减少了(1.2－0.4) mol＝0.8 mol，浓度变化量是＝1.6 mol·L－1，则反应速率是＝0.16 mol·L－1·s－1。
13.某温度时，在2 L容器中三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。由图中数据分析，该反应的化学方程式和反应开始至2 min末Z的平均反应速率分别为(　　)

A．X＋3Y2Z　 0.1 mol·L－1·min－1
B．2X＋Y2Z　0.1 mol·L－1·min－1
C．X＋2YZ　0.05 mol·L－1·min－1
D．3X＋Y2Z　0.05 mol·L－1·min－1
答案　D
解析　由图像可以看出，反应中X、Y的物质的量减少，应为反应物，Z的物质的量增多，应为生成物，当反应进行到2 min时，Δn(X)＝0.3 mol，Δn(Y)＝0.1 mol，Δn(Z)＝0.2 mol，则Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)＝3∶1∶2，参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比，则该反应的化学方程式为3X＋Y2Z；反应开始至2 min末，Z的平均反应速率v(Z)＝＝0.05 mol·L－1·min－1，故D项正确。
考点五　活化分子与有效碰撞理论
14．下列说法错误的是(　　)
①当碰撞的分子具有足够的能量和适当的取向时，才能发生化学反应
②发生有效碰撞的分子一定是活化分子
③活化分子间的碰撞一定是有效碰撞
④活化分子间每次碰撞都发生化学反应
⑤能发生有效碰撞的分子必须具有相当高的能量
A．①④ B．③④ C．④⑤ D．②⑤
答案　B
解析　活化分子间的碰撞有适当的取向时，才能发生有效碰撞；活化分子间只有发生有效碰撞时，才能发生化学反应。
15．下列说法不正确的是(　　)
A．增大反应物浓度，活化分子百分数增大，有效碰撞次数增多
B．增大压强，单位体积内气体的活化分子数增多，有效碰撞次数增多
C．升高温度，活化分子百分数增加，分子运动速度加快，有效碰撞次数增多
D．催化剂能降低反应的活化能，提高活化分子百分数，有效碰撞次数增多
答案　A
解析　A项，增大反应物浓度，活化分子数目增多，但活化分子百分数不变。
考点六　外界因素对化学反应速率的影响
16．对于反应：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，其他条件不变时，下列措施不能改变化学反应速率的是(　　)
A．减小C(s)的量
B．增大H2O(g)的浓度
C．增大CO(g)或H2(g)的浓度
D．减小H2O(g)的浓度
答案　A
解析　改变浓度，可以改变化学反应速率，而改变固体物质的量不能改变化学反应速率，因为固体物质的浓度可视为常数。
17．减小反应容器的体积而使压强增大，该方法对下列化学反应的速率无影响的是(　　)
A．CO2(g)＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O
B．H2(g)＋I2(g)2HI(g)
C．NaCl＋AgNO3===AgCl↓＋NaNO3
D．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)
答案　C
解析　C项，反应过程中无气体物质参加或生成，故改变压强对反应速率无影响。
18．一定温度下，反应N2(g)＋O2(g)2NO(g)在密闭容器中进行，下列措施不能改变化学反应速率的是(　　)
A．缩小容器容积使压强增大
B．恒容，充入N2
C．恒容，充入He
D．恒压，充入He
答案　C
解析　A项，缩小容器容积，各物质的浓度增大，反应速率增大，不符合题意；B项，恒容，充入氮气，氮气的浓度增大，反应速率增大，不符合题意；C项，恒容，充入惰性气体，对参加反应的各物质的浓度无影响，反应速率不改变，符合题意；D项，恒压，充入惰性气体，容器的容积增大，参与反应的各物质的浓度减小，反应速率减小，不符合题意。
19．亚氯酸盐(如NaClO2)可用作漂白剂，在常温下不见光时可保存一年，但在酸性溶液中因生成亚氯酸而发生分解：5HClO2===4ClO2↑＋H＋＋Cl－＋2H2O。分解时，刚加入硫酸，反应缓慢，随后突然反应释放出大量ClO2，这是因为(　　)
A．酸使亚氯酸的氧化性增强
B．溶液中的H＋起催化作用
C．溶液中的Cl－起催化作用
D．逸出的ClO2使反应生成物的浓度降低
答案　C
解析　由题目信息可知，NaClO2在酸性溶液中生成亚氯酸，生成的亚氯酸在刚加入硫酸时反应缓慢，随后突然反应加快，这说明分解生成的产物中某种物质起了催化剂的作用且该物质反应前不存在，故正确答案为C。
考点七　化学反应速率影响因素的相关综合
20．下列措施能明显增大化学反应速率的是(　　)
A．钠与水反应增大水的用量
B．将稀硫酸改为98%的浓硫酸与锌反应制取氢气
C．在硫酸溶液与氢氧化钠溶液反应时，增大压强
D．恒温恒容条件下，在合成氨反应中增加氮气的量
答案　D
解析　增大水的用量对Na与水的反应速率无明显影响，A项错误；改为浓硫酸后将得不到H2，B项错误；无气体参与和生成的反应，压强的变化对化学反应速率无明显影响，C项错误；增大反应物的浓度可以加快反应速率，D项正确。
22．某温度下，体积一定的密闭容器中进行如下反应：2X(g)＋Y(g)Z(g)＋W(s)　ΔH＞0，下列叙述正确的是(　　)
A．在容器中加入氩气，反应速率不变
B．加入少量W，逆反应速率增大
C．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小
D．将容器的体积压缩，可增加活化分子的百分数，有效碰撞次数增加
答案　A
解析　在容器中加入氩气，压强增大，但参与反应的物质的浓度不变，所以反应速率不变，A项正确；W是固体，所以加入少量W，正、逆反应速率均不变，B项不正确；升高温度，正、逆反应速率均增大，C项不正确；将容器的体积压缩，可增大单位体积内活化分子数，有效碰撞次数增多，反应速率增大，但活化分子的百分数不变，D项不正确。
23．碳酸钙与稀盐酸反应(放热反应)生成CO2的量与反应时间的关系如图所示，下列结论错误的是(　　)

A．反应开始2 min内平均反应速率最大
B．反应速率先增大后减小
C．反应开始4 min内温度对反应速率的影响比浓度大
D．反应在2～4 min内以CO2的物质的量变化表示的反应速率为v(CO2)＝0.1 mol·min－1
答案　A
解析　图中的曲线表明，在0～2 min内产生了0.1 mol CO2，以CO2的物质的量变化表示的反应速率v1＝0.05 mol·min－1；2～4 min内产生了0.2 mol CO2，v2＝0.1 mol·min－1；4～6 min内产生了0.05 mol CO2，v3＝0.025 mol·min－1，产生CO2的速率先快后慢，故2～4 min的平均反应速率最大，4～6 min的平均反应速率最小，A项错误、D项正确；反应速率先增大后减小，B项正确；反应速率先增大是由于反应放热，使溶液温度升高，导致反应速率增大，4 min后反应速率减小则是由浓度减小引起的，C项正确。
24．在相同条件下，做H2O2分解对比实验时，其中①加入MnO2催化，②不加MnO2催化。下图是反应放出O2的体积随时间的变化关系示意图，其中正确的是(　　)


答案　A
解析　由图像知，横坐标为时间，纵坐标为V(O2)，只要H2O2的量相同，两种情况下最终产生O2的体积相同，①中加入MnO2作催化剂，加快了H2O2的分解速率，在相同时间内产生O2的体积比②大，反应结束时所用时间短，故选A。
考点八　“变量控制”在实验中的应用
25．某实验小组以H2O2分解为例，研究浓度、催化剂对反应速率的影响。在常温下按照如下方案完成实验。实验②的反应物应为(　　)
实验编号
反应物
催化剂
①
10 mL 2% H2O2溶液
无
②

无
③
10 mL 5% H2O2溶液
MnO2固体

A.5 mL 2% H2O2溶液 B．10 mL 2% H2O2溶液
C．10 mL 5% H2O2溶液 D．5 mL 10% H2O2溶液
答案　C
解析　本实验的目的是运用控制变量法，探究浓度、催化剂对反应速率的影响，表中已有数据中，①和③两组实验有两个反应条件不同，二者无法达到实验目的；实验②和③中，应是探究催化剂对反应速率的影响，所以实验②中双氧水浓度和体积必须与③相同，即反应物为10 mL 5% H2O2溶液；实验①和②中都没有使用催化剂，可以探究双氧水浓度对反应速率的影响，实验②的反应物为10 mL 5% H2O2溶液时符合条件，C正确。
26．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。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实验。将表中所给的混合溶液分别加入6个盛有过量Zn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的时间。
实验
混合溶液　　　　　
A
B
C
D
E
F
4 mol·L－1 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

请完成此实验设计，其中V1＝________，V6＝________，V9＝________。
答案　30　10　17.5
解析　因为要研究硫酸铜的量对反应速率的影响，故应保持硫酸的浓度在各组实验中相同，则硫酸溶液的体积均取30 mL，根据F中增加的水与硫酸铜溶液的体积之和为20 mL，可以求得各组实验中加入水的体积分别为V7＝20 mL，V8＝19.5 mL，V9＝17.5 mL，V10＝15 mL，实验E中加入的硫酸铜的体积V6＝10 mL。