2019版高考化学一轮精选教师用书苏教专用：专题71第一单元　化学反应速率


第一单元　化学反应速率

1．了解化学反应速率的概念和定量表示方法。　2.了解反应活化能的概念，了解催化剂的重要作用。　3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响，能用相关理论解释其一般规律。　4.了解化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
　化学反应速率

[知识梳理]
1．表示方法
用单位时间内反应物浓度(常用物质的量浓度)的减少或生成物浓度的增加来表示。
2．数学表达式及单位
数学表达式：v＝，单位：mol·(L·s)－1或mol·(L·min)－1。
3．与化学计量数的关系
对于已知反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示，当单位相同时，化学反应速率的数值之比等于化学计量数之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。
[自我检测]
1．(2016·高考北京卷)下列食品添加剂中，其使用目的与反应速率有关的是(　　)
A．抗氧化剂　　　　　　 B．调味剂
C．着色剂 D．增稠剂
解析：选A。相对于食品，抗氧化剂可以更快地被氧气氧化，从而降低了包装袋中氧气的浓度，减缓食品被氧化的速率。
2．(1)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)，若经2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L－1，判断下列几种说法的正误：
①用物质A表示平均速率为0.3 mol·L－1·s－1。(　　)
②用物质B表示平均速率为0.6 mol·L－1·s－1。(　　)
③2 s时物质A的转化率为70%。(　　)
④2 s时物质B的浓度为0.7 mol·L－1。(　　)
(2)若不同条件下用A、B表示反应的平均速率分别为0.3 mol·L－1·s－1、0.6 mol·L－1·s－1，则用__________(填“A”或“B”)物质表示的化学反应速率更快。
(3)若物质A的转化率经过计算为30%，那么，不用计算可得出物质B的转化率为________，其理由为______________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)v(C)＝＝0.3 mol·L－1·s－1，所以v(A)＝0.3 mol·L－1·s－1，v(B)＝0.15 mol·L－1·s－1，①正确，②错误。Δn(A)＝0.3 mol·L－1·s－1×2 L×2 s＝1.2 mol，A的转化率为30%，③错误。Δc(B)＝0.15 mol·L－1·s－1×2 s＝0.3 mol·L－1，2 s时物质B的浓度为0.7 mol·L－1，④正确。
答案：(1)①√　②×　③×　④√　(2)B　(3)30%
因通入和消耗的A、B的物质的量之比均为2∶1，则A、B的转化率相等

(1)反应速率是表示某段时间内的平均反应速率。
(2)虽然可用单位时间内浓度的减少表示反应速率，但化学反应速率不取负值。
(3)对于固体或纯液体参加的反应，其浓度视为常数，故一般不用固体或纯液体物质表示化学反应速率。

　(2018·承德一模)一定温度下，10 mL 0.40 mol/L 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。
t/min
0
2
4
6
8
10
V(O2)/mL
0.0
9.9
17.2
22.4
26.5
29.9
下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)(　　)
A．0～6 min的平均反应速率：v(H2O2)≈3.3×10－2 mol/(L·min)
B．6～10 min的平均反应速率：v(H2O2)<3.3×10－2 mol/(L·min)
C．反应至6 min时，c(H2O2)＝0.30 mol/L
D．反应至6 min时，H2O2分解了50%
[解析]　2H2O22H2O＋O2↑。A.6 min时，生成O2的物质的量n(O2)＝＝1×10－3 mol，依据反应方程式，消耗n(H2O2)＝2×10－3 mol，所以0～6 min时，v(H2O2)＝≈3.3×10－2 mol/(L·min)，A正确。B.6～10 min时，生成O2的物质的量n(O2)＝≈0.335×10－3 mol，依据反应方程式，消耗n(H2O2)＝0.335×10－3 mol×2＝0.67×10－3 mol，6～10 min时，v(H2O2)＝≈1.68×10－2 mol/(L·min)<3.3×10－2 mol/(L·min)，B正确。C.反应至6 min时，消耗n(H2O2)＝2×10－3 mol，剩余n(H2O2)＝0.40 mol/L×0.01 L－2×10－3 mol＝2×10－3 mol，c(H2O2)＝＝0.20 mol/L，C错误。D.反应至6 min时，消耗n(H2O2)＝2×10－3 mol，n总(H2O2)＝4×10－3 mol，所以H2O2分解了50%，D正确。
[答案]　C

(2015·高考上海卷)白云石经煅烧、消化后得到钙镁的氢氧化物，再经过碳化实现Ca2＋、Mg2＋的分离。碳化反应是放热反应，化学方程式如下：Ca(OH)2＋Mg(OH)2＋3CO2CaCO3 ＋ Mg(HCO3)2＋H2O。已知某次碳化时溶液中钙离子浓度随时间的变化如图所示，在10 min到13 min之内钙离子的反应速率为____________。15 min之后钙离子浓度增大，原因是____________________________(用化学方程式表示)。

解析：v(Ca2＋)＝＝0.009 mol/(L·min)。随着反应进行，CaCO3吸收CO2生成Ca(HCO3)2。
答案：0.009 mol/(L·min)　CaCO3＋CO2＋ H2O===
Ca(HCO3)2

1．化学反应速率的计算思路
某一物质(不能是固体或纯液体)的物质的量变化Δnx该物质的浓度变化Δcxvx vy、vz等。
2．对于较为复杂的关于反应速率的题目，采用以下步骤和模板计算
(1)写出有关反应的化学方程式；
(2)找出各物质的起始量、转化量、某时刻量；
(3)根据已知条件列方程式计算。
例如：　　　　　　　　　mA　＋　nB　pC
起始浓度(mol·L－1) a b c
转化浓度(mol·L－1) x
某时刻浓度(mol·L－1) a－x b－ c＋

　化学反应速率的概念及应用
1．(2018·泉州高三质检)下列说法不正确的是(　　)
A．化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的浓度变化来表示
B．用不同物质的浓度变化表示同一时间内、同一反应的速率时，其数值之比等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比
C．化学反应速率的单位由时间单位和浓度单位决定
D．在反应过程中，反应物的浓度逐渐变小，所以用反应物表示的化学反应速率为负值
解析：选D。化学反应速率是用单位时间内反应物或生成物浓度的变化来表示的，无论用反应物还是用生成物表示化学反应速率都为正值。
2．将等物质的量的A、B混合于2 L的密闭容器中，发生下列反应：3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)。经4 min后测得D的浓度为0.5 mol·L－1，c(A)∶c(B)＝3∶5，C的平均反应速率是0.125 mol·L－1·min－1，此时A的物质的量浓度为________________，B的平均反应速率为__________，x值是____________。
解析：v(D)＝0.125 mol·L－1·min－1，由v(B)∶v(D)＝1∶2，求得v(B)＝0.062 5 mol·L－1·min－1。由v(C)∶v(D)＝x∶2，求得x＝2。4 min内 D的浓度变化量为0.5 mol·L－1，设A、B的起始浓度为n mol·L－1，则可以得到下列关系：
　　　　　　　　3A(g)　＋　B(g)　　2C(g)＋2D(g)
n n 0 0
0.75 0.25 0.5 0.5
n－0.75 n－0.25 0.5 0.5
c(A)∶c(B)＝(n－0.75)∶(n－0.25)＝3∶5，求得n＝1.5，则4 min后c(A)＝(n－0.75) mol·L－1＝0.75 mol·L－1。
答案：0.75 mol·L－1　0.062 5 mol·L－1·min－1　2
　化学反应速率快慢的比较
3．稀土是重要的战略资源，素有“工业味精”的美誉。在氧化钕(Nd2O3)等稀土催化剂的作用下可发生反应：4CO＋2NO2N2＋4CO2，在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示反应速率最快的是(　　)
A．v(CO)＝1.5 mol·L－1·min－1
B．v(NO2)＝0.7 mol·L－1·min－1
C．v(N2)＝0.4 mol·L－1·min－1
D．v(CO2)＝1.1 mol·L－1·min－1
解析：选C。转化为相同的物质进行比较：B项v(CO)＝1.4 mol·L－1·min－1，C项v(CO)＝1.6 mol·L－1·min－1，D项v(CO)＝1.1 mol·L－1·min－1，C项表示的反应速率最快。
4.(2018·福州一模)用纯净的CaCO3与100 mL稀盐酸反应制取CO2，实验过程记录如图所示(CO2的体积已折算为标准状况下的体积)。下列分析正确的是(　　)
A．OE段的平均反应速率最快
B．EF段，用盐酸表示该反应的平均反应速率为0.4 mol/(L·min)
C．OE、EF、FG三段中，该反应用二氧化碳表示的平均反应速率之比为2∶6∶7
D．F点收集到的CO2的量最多
解析：选B。OE段、EF段、FG段中生成的CO2分别为0.01 mol、0.02 mol、0.005 mol，则消耗HCl的量分别为0.02 mol、0.04 mol、0.01 mol，用HCl表示的反应速率分别为0.2 mol/(L·min)、0.4 mol/(L·min)、0.1 mol/(L·min)，所以EF段的平均反应速率最快，G点收集到的CO2的量最多。

化学反应速率大小的比较方法
由于同一化学反应的反应速率用不同物质表示时数值可能不同，所以比较反应的快慢不能只看数值的大小，而要进行一定的转化。
(1)看单位是否统一，若不统一，换算成相同的单位。
(2)换算成用同一物质表示的反应速率，再比较数值的大小。
(3)比较化学反应速率与化学计量数的比值，即对于一般反应aA＋bBcC＋dD，比较与，若＞，则用A表示的反应速率比B的大。
　影响化学反应速率的因素

[知识梳理]
1．内因(主要因素)
反应物本身的性质。
2．外因(其他条件不变，只改变一个条件)

3．理论解释——有效碰撞理论
(1)活化分子、活化能、有效碰撞
①活化分子：在化学反应中，能量较高、能够发生有效碰撞的分子。
②活化能
概念：活化分子的平均能量与所有分子的平均能量之差。

上图中：E1为正反应的活化能，使用催化剂时的活化能为E3，反应热为E1－E2。(注：E2为逆反应的活化能)
③有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。
(2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系

[自我检测]
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)碳酸钙与盐酸反应过程中，增加CaCO3固体的量，反应速率不变，但把CaCO3固体粉碎，可以加快反应速率。(　　)
(2)增大反应体系的压强，反应速率不一定增大。(　　)
(3)增大反应物的浓度，能够增大活化分子的百分含量，所以反应速率增大。(　　)
(4)锌与硫酸反应时，硫酸的浓度越大，产生H2的速率越快。(　　)
(5)恒压条件下，对于有气体参加的反应，充入一定量的惰性气体，化学反应速率减慢。(　　)
答案：(1)√　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√
2．按要求填空。
(1)形状大小相同的铁、铝分别与等浓度的盐酸反应生成氢气的速率：铁________铝(填“大于”“小于”或“等于”)。
(2)对于Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，改变下列条件对生成氢气的速率有何影响？(填“增大”“减小”或“不变”)
①升高温度：________；
②增大盐酸浓度：__________；
③增大铁的质量：__________；
④增加盐酸体积：____________；
⑤把铁片改成铁粉：____________；
⑥滴入几滴CuSO4溶液：____________；
⑦加入NaCl固体：____________。
(3)若把(2)中的盐酸改成“稀硝酸”或“浓硫酸”是否还产生H2，为什么？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)小于
(2)①增大　②增大　③不变　④不变　⑤增大
⑥增大　⑦不变
(3)不会产生H2；因为Fe和稀硝酸反应生成NO；常温下，Fe在浓硫酸中钝化

(1)压强对化学反应速率的影响是通过改变浓度实现的，所以分析压强的改变对反应速率的影响时也可以从浓度是否发生改变的角度来分析，若改变总压强而各物质的浓度不改变，则反应速率不变。
(2)改变温度、使用催化剂，反应速率一定发生变化，其他外界因素的改变，反应速率不一定发生变化。

　(2017·高考江苏卷)H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得70 ℃时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．图甲表明，其他条件相同时，H2O2浓度越小，其分解速率越快
B．图乙表明，其他条件相同时，溶液pH越小，H2O2分解速率越快
C．图丙表明，少量Mn2＋存在时，溶液碱性越强，H2O2分解速率越快
D．图丙和图丁表明，碱性溶液中，Mn2＋对H2O2分解速率的影响大
[解析]　由图甲可知，起始时H2O2的浓度越小，曲线下降越平缓，说明反应速率越慢，A项错误；OH－的浓度越大，pH越大，即0.1 mol·L－1NaOH对应的pH最大，曲线下降最快，即H2O2分解最快，B项错误；由图丙可知，相同时间内，0.1 mol·L－1 NaOH条件下H2O2分解最快，0 mol·L－1 NaOH条件下H2O2分解最慢，而1.0 mol·L－1 NaOH条件下H2O2的分解速率处于中间，C项错误；由图丁可知，Mn2＋越多，H2O2的分解速率越快，说明Mn2＋对H2O2分解速率影响较大，D项正确。
[答案]　D

　影响化学反应速率的因素
1．由下列生产或实验事实得出的相应结论不正确的是(　　)

事实
结论
A
其他条件相同，Na2S2O3溶液和H2SO4溶液反应，升高溶液的温度，析出硫沉淀所需时间缩短
当其他条件不变时，升高反应温度，化学反应速率加快
B
工业制硫酸中，在SO3的吸收阶段，吸收塔里要装填瓷环
增大气液接触面积，使SO3的吸收速率增大
C
在容积可变的密闭容器中发生反应：2NH3(g)N2H4(l)＋H2(g)，把容积的体积缩小一半
正反应速率加快，逆反应速率减慢
D
向A、B两支试管中分别加入等体积5%的H2O2溶液，在B试管中加入2～3滴FeCl3溶液，B试管中产生气泡快
当其他条件不变时，催化剂可以改变化学反应速率
解析：选C。C项中压缩容器体积，反应物、生成物的浓度均增加，正、逆反应速率均加快。
2．已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ。在含少量I－的溶液中，H2O2分解的机理为
H2O2＋I－―→H2O＋IO－　　　　慢
H2O2＋ IO－―→H2O ＋O2＋I－　快
下列有关该反应的说法正确的是(　　)
A．反应速率与I－浓度有关
B．IO－也是该反应的催化剂
C．反应活化能等于98 kJ·mol－1
D．v(H2O2)＝v(H2O)＝v(O2)
解析：选A。A.将题给两个反应合并可得总反应为2H2O2===2H2O＋O2↑，该反应中I－作催化剂，其浓度的大小将影响该反应的反应速率。B.该反应中IO－是中间产物，不是该反应的催化剂。C.反应的活化能表示一个化学反应发生所需要的最小能量，分解1 mol H2O2放出98 kJ热量，不能据此判断该反应的活化能。D.由反应速率与化学方程式中对应物质的化学计量数的关系可知v(H2O2)＝v(H2O)＝2v(O2)。

分析外界因素对化学反应速率的影响时要注意以下几点：
1．对于固体和纯液体反应物，其浓度可视为常数，改变其用量反应速率不变。
2．压强对反应速率的影响有以下几种情况(对有气体参加的反应)：
(1)恒温时：缩小体积压强增大浓度增大反应速率加快。
(2)恒容时
①充入气体反应物浓度增大反应速率加快。
②充入惰性气体总压增大，但各气体物质的量浓度不变，反应速率不变。
(3)恒压时：充入惰性气体体积增大各气体物质的量浓度减小反应速率减慢。
3．温度改变对任何反应的速率都有影响。
　“控制变量法”在研究外界条件对化学反应速率影响中的应用
3.(2018·延安高三模拟)等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测得在不同时间(t)内产生气体体积(V)的数据如图所示，根据图示分析实验条件，下列说法中一定不正确的是(　　)

组别
对应曲线
c(HCl)/ mol·L－1
反应温度/°C
铁的状态
1
a

30
粉末状
2
b

30
粉末状
3
c
2.5

块状
4
d
2.5
30
块状
A．第4组实验的反应速率最慢
B．第1组实验中盐酸的浓度大于2.5 mol·L－1
C．第2组实验中盐酸的浓度等于2.5 mol·L－1
D．第3组实验的反应温度低于30 ℃
解析：选D。由图像可知，1、2、3、4组实验产生的氢气一样多，只是反应速率有快慢之分。第4组实验，反应所用时间最长，故反应速率最慢，A正确；第1组实验，反应所用时间最短，故反应速率最快，根据控制变量法原则知盐酸浓度应大于2.5 mol·L－1，B正确；第2组实验，铁是粉末状与3、4组块状铁相区别，根据控制变量原则可知盐酸的浓度应等于2.5 mol·L－1，C正确；由3、4组实验并结合图像知第3组实验中反应温度应高于30 ℃，D错误。
4．某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了如下实验：
[实验原理]　2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O
[实验内容及记录]
实验编号
实验温度/℃
试管中所加试剂及其用量/mL
溶液褪至无色所需时间/min
0.6 mol/L H2C2O4溶液
H2O
3 mol/L稀H2SO4溶液
0.05 mol/L KMnO4溶液
①
25
3.0
V1
2.0
3.0
1.5
②
25
2.0
3.0
2.0
3.0
2.7
③
50
2.0
V2
2.0
3.0
1.0
(1)请完成此实验设计，其中：V1＝______，V2＝______。
(2)实验①、②探究的是______________对化学反应速率的影响，根据上表中的实验数据，可以得到的结论是_______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)探究温度对化学反应速率的影响，应选择实验________________(填实验编号)。
(4)利用实验①中的数据，计算用KMnO4表示的化学反应速率为____________________。
(5)该小组同学根据经验绘制了n(Mn2＋)随时间变化趋势的示意图，如图1所示，但有同学查阅已有的实验资料发现，该实验过程中n(Mn2＋)随时间变化的趋势应如图2所示。该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设，并继续进行实验探究。

实验编号
实验温度/℃
试管中所加试剂及其用量/mL
再向试管中加入少量某种固体
溶液褪至无色所需时间/min
0.6 mol/L H2C2O4溶液
H2O
3 mol/L稀H2SO4溶液
0.05 mol/L KMnO4溶液
④
25
2.0
3.0
2.0
3.0
MnSO4
t
①该小组同学提出的假设是________________________________________________。
②若该小组同学提出的假设成立，应观察到的现象是___________________。
解析：(1)实验①、②探究浓度对反应速率的影响，则其他条件应该是相同的，则V1＝2.0；实验②、③探究温度对反应速率的影响，则其他条件应该是相同的，则V2＝3.0。
(2)根据表中数据可知实验①、②探究的是浓度对化学反应速率的影响，根据表中的实验数据，可以得到的结论是其他条件不变时，增大(减小)反应物浓度，化学反应速率加快(减慢)。
(3)根据表中数据可知探究温度对化学反应速率的影响，应选择实验②、③。
(4)草酸的物质的量为0.6 mol/L×0.003 L＝0.001 8 mol，高锰酸钾的物质的量为0.05 mol/L×0.003 L＝0.000 15 mol，草酸和高锰酸钾的物质的量之比为0.001 8 mol∶0.000 15 mol＝12∶1，显然草酸过量，高锰酸钾完全反应，混合后溶液中高锰酸钾的浓度为＝0.015 mol/L，这段时间内平均反应速率v(KMnO4)＝0.015 mol/L÷1.5 min＝0.01 mol/(L·min)。
(5)①由图2可知，反应开始一段时间后速率增大的比较快，说明生成物中的MnSO4(或Mn2＋)为该反应的催化剂；②若该小组同学提出的假设成立，则反应速率加快，即加入MnSO4固体后，KMnO4溶液比实验②更快褪色。
答案：(1)2.0　3.0
(2)浓度　其他条件不变时，增大(减小)反应物浓度，化学反应速率加快(减慢)
(3)②、③　(4)0.01 mol/(L·min)
(5)①Mn2＋对该反应有催化作用　②加入MnSO4固体后，KMnO4溶液比实验②更快褪色

化学探究实验中控制变量法的思路
在进行探究实验时，应该先确定其他的因素不变，只改变一种因素，看这种因素与探究的问题存在怎样的关系；这样确定一种以后，再确定另一种，通过分析每种因素与所探究问
题之间的关系，得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。

　化学反应速率图像及其应用

[知识梳理]
1．反应速率－时间图像
如Zn与足量稀盐酸的反应，化学反应速率随时间的变化出现如图所示情况。

原因解释：AB段v增大，因为反应放热，随反应的进行，温度逐渐升高；BC段v减小，因为随反应的进行，溶液中c(H＋)减小。
2．物质的量(或浓度)－时间图像
例如：某温度时，在定容(V 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图所示。

(1)由图像得出信息
①X、Y是反应物，Z是生成物；
②t3时反应达到平衡，X、Y没有全部反应。
(2)根据图像进行计算
①某物质的平均反应速率、转化率，如v(X)＝ mol/(L·s)；Y的转化率＝×100%。
②确定化学方程式中的化学计量数之比，如X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为(n1－n3)∶(n2－n3)∶n2。
3．外界条件对化学反应速率的影响图像
改变反应物浓度
增大反应物浓度
减小生成物浓度


改变反应体系压强(正反应方向气体体积减小)
增大压强
减小压强


改变反应温度(正反应放热)
升高温度
降低温度


加入催化剂


　化学反应速率图像及其应用
1.(2018·唐山一模)把镁条投入到盛有盐酸的敞口容器里，产生H2的速率可由图表示。在下列因素中：①盐酸的浓度　②镁条的表面积　③溶液的温度　④Cl－的浓度，影响反应速率的因素有(　　)
A．①④　　　　　　　　　　 B．③④
C．①②③ D．②③
解析：选C。镁条和盐酸反应产生H2的离子方程式为Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，是镁与H＋间的置换反应，与Cl－无关。在镁条的表面有一层氧化膜，当将镁条投入盐酸中时，随着氧化膜的不断溶解，镁与盐酸接触面积不断增大，产生H2的速率会加快；溶液的温度对该反应也有影响，反应放出热量，使温度升高，反应速率也会加快；随着反应的进行，c(H＋)不断减小，反应速率会逐渐减慢。
2．如图所示为800 ℃时A、B、C三种气体在密闭容器中反应时浓度的变化，只从图上分析不能得出的结论是(　　)

A．发生的反应可表示为2A(g)2B(g)＋C(g)
B．前2 min A的分解速率为0.1 mol·L－1·min－1
C．开始时，正、逆反应同时开始
D．2 min时，A、B、C的浓度之比为2∶3∶1
解析：选C。根据图像，反应过程中A的浓度减小，B、C浓度增大，因此A为反应物，B、C为生成物，根据浓度的变化量可以确定反应为2A(g) 2B(g)＋C(g)，A说法正确。前2 min，v(A)＝＝0.1 mol·L－1·min－1，B说法正确。开始时加入的物质为A和B，没有C，C说法错误。根据图像，2 min时，A、B、C的浓度分别为0.2 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.1 mol·L－1，D说法正确。
3．根据v­t图像分析外界条件的改变对可逆反应A(g)＋3B(g)2C(g)　ΔH<0的影响。该反应的速率与时间的关系如图所示：

可见在t1、t3、t5、t7时反应都达到平衡，如果t2、t4、t6、t8时都只改变了一个反应条件，则下列对t2、t4、t6、t8时改变条件的判断正确的是(　　)
A．使用了催化剂、增大压强、减小反应物浓度、降低温度
B．升高温度、减小压强、减小反应物浓度、使用了催化剂
C．增大反应物浓度、使用了催化剂、减小压强、升高温度
D．升高温度、减小压强、增大反应物浓度、使用了催化剂
解析：选D。t2时正、逆反应速率均增大，且平衡逆向移动，排除A、C选项；t4时正、逆反应速率均减小，平衡逆向移动，可以是减小压强；t6时正反应速率增大，逆反应速率瞬间不变，平衡正向移动，所以是增大反应物浓度，排除B选项；t8时正、逆反应速率均增大且仍相等，平衡不移动，则使用了催化剂，D选项符合题意。
[课后达标检测]
一、选择题
1．下列说法正确的是(　　)
①参加反应的物质的性质是影响化学反应速率的主要因素　②光是影响某些化学反应速率的外界条件之一
③决定化学反应速率的主要因素是浓度　④不管什么反应，增大浓度、加热、加压、使用催化剂都可以加快反应速率
A．①②　　　　　　　　　　 B．②③
C．③④ D．①④
解析：选A。影响化学反应速率的主要因素是参加反应的物质的性质，①正确，③错误；影响化学反应速率的外因包括浓度、温度、催化剂、压强和其他一些条件(如光等)，②正确；加压对没有气体参加的反应的速率无影响，④错误。
2．某反应过程中能量变化如图所示，下列有关叙述正确的是(　　)

A．该反应为放热反应
B．催化剂改变了化学反应的热效应
C．催化剂不改变化学反应过程
D．催化剂改变了化学反应速率
解析：选D。A项，反应物总能量低于生成物总能量，应为吸热反应；催化剂降低反应所需活化能，改变反应过程，改变化学反应速率，但热效应不变，所以D正确。
3．反应2SO2＋O22SO3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·s)－1，则这段时间为(　　)
A．0.1 s B．2.5 s
C．5 s D．10 s
解析：选C。因为SO3的浓度增加了0.4 mol·L－1，所以O2的浓度必定减少了0.2 mol·L－1，因为在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04 mol·(L·s)－1，所以反应经过的时间为＝5 s。
4．已知某化学实验的结果如下表：
实验
序号
反应物
在相同温度下测得的反应速率v/mol·L－1·min－1
大小相同
的金属片
酸溶液
1
镁
1 mol·L－1盐酸
v1
2
铁
1 mol·L－1盐酸
v2
3
铁
0.1 mol·L－1盐酸
v3
下列结论正确的是(　　)
A．v1＞v2＞v3 B．v3＞v2＞v1
C．v1＞v3＞v2 D．v2＞v3＞v1
解析：选A。影响化学反应速率的主要因素是反应物自身的性质，由于镁的活动性比铁强，所以与相同浓度的盐酸反应时，镁放出氢气的速率快；反应物浓度也影响反应速率，在一定范围内，反应速率与反应物浓度成正比，故v2＞v3。
5．对于反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH<0已达到平衡，如果其他条件不变时，分别改变下列条件，对化学反应速率和化学平衡产生影响，下列条件与图像不相符的是(O ～t1：v正＝v逆；t1时改变条件，t2时重新建立平衡)(　　)

解析：选C。分析时要注意改变条件瞬间v正、v逆的变化。增加O2的浓度，v正增大，v逆瞬间不变，A正确；增大压强，v正、v逆都瞬间增大，v正增大的倍数大于v逆，B正确；升高温度，v正、v逆都瞬间增大，速率是不连续的，C错误；加入催化剂，v正、v逆同时同倍数增大，D正确。
6．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)
解析：选C。反应速率之比等于方程式的化学计量数之比，A项，v(W)＝v(Z)；B项，3v(X)＝2v(Z)；D项，2v(W)＝3v(X)。
7．为了研究一定浓度Fe2＋的溶液在不同条件下被氧气氧化的氧化率，实验结果如图所示，判断下列说法正确的是(　　)

A．pH越小氧化率越大
B．温度越高氧化率越小
C．Fe2＋的氧化率仅与溶液的pH和温度有关
D．实验说明降低pH、升高温度有利于提高Fe2＋的氧化率
解析：选D。由②③可知，温度相同时pH越小，氧化率越大；由①②可知，pH相同时，温度越高，氧化率越大。C项，Fe2＋的氧化率除受pH、温度影响外，还受其他因素影响，如浓度等。
8．一定温度下反应：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－1·min－1
B．分别用B、C、D表示反应的速率其比值是1∶2∶3
C．在2 min末的反应速率，用B表示为0.3 mol·L－1·min－1
D．在这2 min内用B和C表示的瞬时速率的值都是逐渐减小的
解析：选D。A是固体，不能用其浓度的变化来表示反应速率；vB＝0.3 mol·L－1·min－1表示2 min内的平均反应速率，在2 min末的速率为瞬时速率，不等于0.3 mol·L－1·min－1；在反应过程中B的浓度逐渐减小，故A、B反应生成C、D的瞬时速率也逐渐减小。
9．N2O5是一种新型硝化剂，其性质和制备受到人们的关注。一定温度下，在2 L固定容积的密闭容器中发生反应：2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)　ΔH>0。反应物和部分生成物的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。下列说法中不正确的是(　　)

A．曲线a表示NO2的物质的量随时间的变化
B．10 s时，v(正)>v(逆)
C．20 s时反应达到平衡
D．0～20 s内平均反应速率 v(O2)＝0.05 mol·L－1·s－1
解析：选D。由图可知曲线b表示反应物N2O5的物质的量随时间的变化，20 s内物质的量减少2.0 mol，在同一时间段内，曲线a物质的量增加4.0 mol，曲线a表示NO2的物质的量随时间的变化，A正确。20 s后反应物和生成物的浓度不再发生变化，说明达到平衡，前20 s是平衡向正反应方向进行的过程，则v(正)>v(逆)，B、C正确。0～20 s内，v(N2O5)＝＝0.05 mol·L－1·s－1，则v (O2)＝v(N2O5)＝0.025 mol·L－1·s－1，D错误。
二、非选择题
10．一定温度下，向1.0 L密闭容器中加入0.60 mol X(g)，发生反应X(g)Y(s)＋2Z(g)　ΔH>0，测得反应物X浓度与反应时间的数据如下表：
反应时间
t/min
0
1
2
3
4
6
8
c(X)/
mol·L－1
0.60
0.42
0.30
0.21
0.15
a
0.037 5
(1)0～3 min内用Z表示的平均反应速率v(Z)＝______。
(2)分析该反应中反应物的浓度与时间的规律，得出的结论是________________________________________________________________________。
由此规律推出反应在6 min时反应物的浓度a为______ mol·L－1。
(3)反应的逆反应速率随时间变化的关系如图所示，t2时改变的条件可能是____________或____________。

解析：(1)0～3 min内Δc(X)＝0.39 mol·L－1，v(X)＝＝0.13 mol·L－1·min－1，而v(Z)＝2v(X)＝0.26 mol·L－1·min－1。(2)根据题中数据，可知每间隔2 min，X的浓度减少为原来的一半；由此规律推出反应在6 min 时反应物的浓度a为0.075 mol·L－1。(3)t2时刻，v(逆)瞬间增大，可能的因素为加入生成物Z或增大体系的压强。
答案：(1)0.26 mol·L－1·min－1
(2)每间隔2 min，X的浓度减少为原来的一半　0.075
(3)加入Z　增大体系的压强
11．2SO2(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)图中A、C分别表示____________、____________，E的大小对该反应的反应热有无影响？__________(填“有”或“没有”)。该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点升高还是降低？________，理由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)图中ΔH＝________kJ·mol－1。
(3)V2O5的催化循环机理可能为V2O5氧化SO2时，自身被还原为四价钒化合物；四价钒化合物再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)如果反应速率v(SO2)为0.05 mol·L－1·min－1，则v(O2)＝________mol·L－1·min－1、v(SO3)＝________mol·L－1·min－1。
(5)已知单质硫的燃烧热为296 kJ·mol－1，则由S(s)生成3 mol SO3(g)的ΔH＝________________________。
解析：(2)图中表示的是2 mol SO2参加反应的能量变化，因此ΔH＝－99×2 kJ·mol－1；(4)依据反应速率之比等于化学计量数之比来计算。
答案：(1)反应物能量　生成物能量　没有　降低
催化剂改变了反应的历程使活化能E降低　(2)－198
(3)SO2＋V2O5===SO3＋2VO2、4VO2＋O2===2V2O5　(4)0.025　0.05　(5)－1 185 kJ·mol－1
12．碘在科研与生活中有重要应用。某兴趣小组用0.50 mol·L－1 KI、0.2%淀粉溶液、0.20 mol·L－1 K2S2O8、0.10 mol·L－1 Na2S2O3等试剂，探究反应条件对化学反应速率的影响。
已知：S2O＋2I－===2SO＋I2(慢)
I2＋2S2O===2I－＋S4O(快)
(1)向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液，当溶液中的__________耗尽后，溶液颜色将由无色变为蓝色。为确保能观察到蓝色，S2O与加入的S2O的物质的量需满足的关系为n(S2O)∶n(S2O)________。
(2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下表：
实验
序号
体积V/mL
K2S2O8溶液
水
KI溶液
Na2S2O3溶液
淀粉溶液
①
10.0
0.0
4.0
4.0
2.0
②
9.0
1.0
4.0
4.0
2.0
③
8.0
Vx
4.0
4.0
2.0
表中Vx＝__________mL，理由是____________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)已知某条件下，浓度c(S2O)～反应时间t的变化曲线如图，若保持其他条件不变，请分别画出降低反应温度和加入催化剂时，c(S2O)～t的变化曲线示意图(进行相应的标注)。

解析：(1)为保证能观察到溶液的颜色改变，必须最后有I2剩余，即Na2S2O3必须耗尽，第②个反应不能发生。由两个反应的计量数关系知n(S2O)∶n(S2O)＝2∶1 时，I2恰好反应完全，为保证有I2剩余，必须减少S2O的物质的量，故n(S2O)∶n(S2O)<2。
(2)探究中为保证三组实验溶液总体积均相等，Vx＝2.0。
(3)两个反应均不可逆，温度改变、加入催化剂只影响反应时间。
答案：(1)S2O　＜2
(2)2.0　保持溶液总体积相同，仅改变S2O的浓度而其他物质浓度不变
(3)
13．某同学分析Zn与稀H2SO4的反应。
(1)制H2时，用稀硫酸而不用浓硫酸，原因是______________________________________
________________________________________________________________________。
(2)该同学用如图装置进行实验，分析影响反应速率的因素。

实验时，从断开K开始，每间隔1分钟，交替断开或闭合K，并连续计数每1分钟内从a管流出的水滴数，得到的水滴数如下表所示：
1分钟水滴数(断开K)
34
59
86
117
…
102
1分钟水滴数(闭合K)
58
81
112
139
…
78
分析反应过程中的水滴数，请回答：
①由水滴数58>34、81>59，说明在反应初期，闭合K时比断开K时的反应速率________(填“快”或“慢”)，主要原因是________________________________________
________________________________________________________________________。
②由水滴数102>78，说明在反应后期，断开K时的反应速率快于闭合K时的反应速率，主要原因是__________________________。
③从能量转换形式不同的角度，分析水滴数86>81、117>112的主要原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)浓H2SO4具有强氧化性，与Zn反应不能生成氢气
(2)①快　闭合K时，装置A中形成原电池，反应速率加快　②断开K时，溶液中的c(H＋)大于闭合K时溶液中的c(H＋)　③断开K时，反应的化学能主要转化成热能；闭合K时，反应的化学能主要转化成电能，前者使溶液的温度升得更高，故反应速率更快