人教版高考化学一轮总复习第8章第1节化学反应速率课时学案

这是一份人教版高考化学一轮总复习第8章第1节化学反应速率课时学案，共18页。


第一节　化学反应速率
考试评价解读
核心素养达成
1.能进行化学反应速率的简单计算。
2．能通过实验探究或用一定的理论模型分析说明外界条件改变对化学反应速率的影响。
3．能运用温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响规律解释生产、生活、实验室中的简单实际问题，能讨论化学反应条件的选择和优化。
宏观辨识
与
微观探析
知道活化能的含义及其对化学反应速率的影响。
证据推理
与
模型认知
理解外界条件(温度、浓度、压强、催化剂等)对化学反应速率的影响，认识其一般规律。
科学态度
与
社会责任
了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。认识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。
科学探究
与
创新意识
能通过控制变量来探究影响化学反应速率的外界条件。


化学反应速率的有关计算
[以练带忆]
1．在2 L的恒容密闭容器中，充入1 mol A和3 mol B，并在一定条件下发生反应：A(s)＋3B(g)2C(g)。若经3 s后测得C的浓度为0.6 mol/L，下列说法正确的是(　　)
①用A表示的反应速率为0.1 mol/(L·s)
②用B表示的反应速率为0.4 mol/(L·s)
③3 s时生成C的物质的量为1.2 mol
④3 s时B的物质的量浓度为0.6 mol/L
A．①②④　　　　 B．①③④
C．③④ D．②③④
C　解析：A是固体，不能用A表示反应速率，①错误；v(C)＝＝0.2 mol/(L·s)，化学反应速率之比等于化学计量数之比，v(B)＝v(C)＝0.3 mol/(L·s)，②错误；3 s时生成C的物质的量为n＝cV＝0.6 mol/L×2 L＝1.2 mol，③正确；3 s时转化的B的物质的量为1.8 mol，剩下的B的物质的量为1.2 mol，所以B的物质的量浓度为＝0.6 mol/L，④正确。
2．一定温度下，向容积为 2 L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应生成另外两种气体，反应中各物质的物质的量变化如图所示，对该反应的推断正确的是(　　)

A．该反应的化学方程式为3B(g)＋4D(g)6A(g)＋2C(g)
B．反应进行到1 s时，v(A)＝v(D)
C．反应进行到6 s时，B的平均反应速率为 0.05 mol/(L·s)
D．反应进行到6 s时，各物质的反应速率相等
C　解析：该反应中各物质的物质的量变化量之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比，Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)＝(1.2－0) mol∶(1.0－0.4) mol∶(1.0－0.2) mol∶(0.4－0) mol＝6∶3∶4∶2，又因为各物质的浓度最终不变，且均不为0，故该反应为可逆反应，所以反应的化学方程式为3B(g)＋4C(g) 6A(g)＋2D(g)，A错误；任意时刻，用各物质表示的反应速率之比都等于各物质的化学计量数之比，B、D错误；前6 s，v(B)＝＝0.05 mol/(L·s)，C正确。
3．在一定条件下，对于A2(g)＋3B2(g)2AB3(g)反应来说，以下化学反应速率的表示中，化学反应速率最快的是(　　)
A．v(A2)＝0.8 mol/(L·s)
B．v(A2)＝30 mol/(L·min)
C．v(AB3)＝1.0 mol/(L·s)
D．v(B2)＝1.2 mol/(L·s)
A　解析：A项，v(A2)＝0.8 mol/(L·s)；B项，v(A2)＝0.5 mol/(L·s)；C项，v(A2)＝v(AB3)＝0.5 mol/(L·s)；D项，v(A2)＝v(B2)＝0.4 mol/(L·s)，数值大的反应速率快。
[练后梳理]
1．化学反应速率的表示方法
通常用单位时间内反应物浓度的减少或反应产物浓度的增加表示。
2．化学反应速率的数学表达式及单位
v＝，单位为mol/(L·min)或mol/(L·s)。
3．化学反应速率与化学计量数的关系
同一反应在同一时间内，用不同物质表示的反应速率可能不同，但反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的化学计量数之比。
如在反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)中，存在v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d。

(1)由v＝计算得到的反应速率是平均速率而不是瞬时速率，且不论用反应物还是用生成物表示均取正值。
(2)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同。
(3)不能用固体或纯液体表示化学反应速率，因为固体或纯液体的浓度视为常数。
4．化学反应中各物质浓度、反应速率的计算模式——“三段式”
(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)根据已知条件列式计算。
例如：反应　　　　mA　＋　nBpC
t0 s/(mol/L)　　　 a　　 b　 0
转化/(mol/L)　　 x　　　　　　
t1 s/(mol/L)　　 a－x　 b－
则v(A)＝ mol/(L·s)，
v(B)＝ mol/(L·s)，
v(C)＝ mol/(L·s)。
5．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)换算成同一物质表示的速率，再比较数值的大小。
(3)也可以直接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＋bBcC＋dD，比较与，若＞，则A表示的反应速率比B的大。

影响化学反应速率的因素
[以练带忆]
1．反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是(　　)
①增加C的量　②将容器的体积缩小一半　③保持体积不变，充入N2使体系压强增大　④保持压强不变，充入N2使容器体积变大
A．①④ B．②③
C．①③ D．②④
C　解析：C为固体反应物，增加其用量，对反应速率几乎没有影响；容器体积缩小一半，气体的浓度增大，反应速率增大；体积不变，充入N2，体系总压强增大，但反应混合物的浓度并未改变，反应速率基本不变；压强不变，充入N2，使容器的体积增大，总压强不变，但反应混合物的浓度变小，反应速率减小。
2．把镁条投入盛有盐酸的敞口容器里，产生H2的速率可由如图表示。

在下列因素中，影响反应速率的因素是(　　)
①盐酸的浓度　②镁条的表面积
③溶液的温度　④Cl－的浓度
A．①④　　 B．③④
C．①②③ D．②③④
C　解析：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，反应速率会逐渐减小。
3．下列说法正确的是(　　)
A．活化分子的每一次碰撞都能够发生化学反应
B．能够发生有效碰撞的分子是活化分子
C．反应物用量增加后，有效碰撞次数增多，反应速率增大
D．催化剂能提高活化分子的活化能，从而加快反应速率
B　解析：活化分子只有发生有效碰撞才能发生化学反应，A项错误；增加固体或纯液体的量，反应速率不变，C项错误；催化剂能降低反应的活化能，使原来不是活化分子的分子变成活化分子，提高了活化分子的百分数，加快了化学反应速率。
[练后梳理]
1．影响化学反应速率的内因
反应物本身的性质是主要因素。例如，相同条件下Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为Mg＞Al。
2．影响化学反应速率的外因

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：能够发生有效碰撞的分子。
②活化能：如图

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


(1)由于固体和纯液体的浓度可视为常数，故改变其用量反应速率不变。但当固体颗粒变小时，其表面积增大将导致反应速率增大。
(2)压强对化学反应速率的影响是通过改变反应物浓度实现的，所以分析压强的改变对反应速率的影响时，要从反应物浓度是否发生改变的角度分析。若改变总压强而各物质的浓度不改变，则反应速率不变。
(3)改变温度、使用催化剂，反应速率一定发生变化，其他外界因素改变，反应速率则不一定发生变化。
(4)其他条件一定时，升高温度，无论正反应还是逆反应，无论放热反应还是吸热反应，反应速率都增大，只是正、逆反应速率增大的程度不同。
4．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(正反应方向为气体体积减小)
增大压强
减小压强


改变反应体系压强(反应前后气体体积不变)
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


考点　“控制变量法”探究反应速率的影响因素
[抓本质·悟考法]
(1)某同学设计如下实验方案探究影响锌与稀硫酸反应速率的因素，有关数据如下表所示：
序
号
纯锌
粉/g
2.0 mol·L－1硫酸溶液/mL
温度/ ℃
硫酸铜
固体/g
加入蒸
馏水/mL
Ⅰ
2.0
50.0
25
0
0
Ⅱ
2.0
40.0
25
0
10.0
Ⅲ
2.0
50.0
25
0.2
0
Ⅳ
2.0
50.0
25
4.0
0
①本实验待测数据可以是__________________________________________，
实验Ⅰ和实验Ⅱ可以探究________对锌与稀硫酸反应速率的影响。
②实验Ⅲ和实验Ⅳ的目的是________，写出有关反应的离子方程式：_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(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＝________，理由是________________________________________
____________________________________________________________________。

【解题关键点】　(1)化学反应速率的测定，可以测量反应结束所需要的时间，或相同条件下产生等体积的氢气所需要的时间。
(2)要分析实验Ⅲ和实验Ⅳ的目的，可根据两实验中变量的不同得出结论。
【易错失分点】　对于表中Vx，有些同学不知道加入水的作用而无法判断。加入水，是保证每组实验中其他物质的浓度相等(只有K2S2O8溶液的浓度不同)，即溶液的总体积相等，都是20.0 mL。
[自主解答]
______________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________
解析：(1)①实验Ⅰ和实验Ⅱ中，锌的质量和状态相同，硫酸的浓度不同，故可以探究硫酸的浓度对反应速率的影响。②实验Ⅲ和实验Ⅳ中加入硫酸铜，Cu2＋的氧化性强于H＋，首先发生反应Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，生成的铜附着在锌表面，在稀硫酸中构成原电池，加快锌失电子。但是加入的硫酸铜过多，生成的铜会覆盖在锌表面，阻止锌与稀硫酸进一步反应，产生氢气的速率会减慢。所以实验Ⅲ和实验Ⅳ的目的是探究硫酸铜的量对反应速率的影响。(2)实验的目的是探究K2S2O8溶液的浓度对化学反应速率的影响，故应使每组实验中其他物质的浓度相等，即溶液的总体积相等(即为20.0 mL)，从而可知Vx＝2.0。
答案：(1)①反应结束所需要的时间(或相同条件下产生等体积的氢气所需要的时间)　硫酸浓度　②探究硫酸铜的量对反应速率的影响　Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
(2)2.0　溶液总体积相等，反应物K2S2O8浓度改变，而其他物质浓度不变
[多角度·突破练]
⊳角度1　单变量对化学反应速率的影响
1．(2020·海口模拟)关于一定条件下的化学平衡：H2(g)＋I2(g)2HI(g)　ΔH<0。 下列说法正确的是(　　)
A．恒温恒容，充入H2，v(正)增大，平衡右移
B．恒温恒容，充入He，v(正)增大，平衡右移
C．加压，v(正)、v(逆)不变，平衡不移动
D．升温，v(正)减小，v(逆)增大，平衡左移
A　解析：A项，恒温恒容，充入H2，c(H2)增大，v(正)增大，v(逆)不变，平衡右移，正确；B项，恒温恒容，充入He，各物质浓度不变，正、逆反应速率不变，平衡不移动，错误；C项，加压，v(正)、v(逆)都增大且增大程度相同，平衡不移动，错误；D项，升温，v(正)、v(逆)都增大，正反应放热，平衡左移，错误。
2．下列表格中的各种情况，可以用对应选项中的图像表示的是(　　)
选项
反应
甲
乙
A
外形、大小相同的金属和水反应
Na
K
B
4 mL 0.01 mol·L－1KMnO4溶液分别和不同浓度的2 mL H2C2O4(草酸)溶液反应
0.1 mol·L－1的H2C2O4溶液
0.2 mol·L－1的H2C2O4溶液
C
5 mL 0.1 mol·L－1Na2S2O3溶液和5 mL 0.1 mol·L－1H2SO4溶液反应
热水
冷水
D
5 mL 4%的过氧化氢溶液分解放出O2
无MnO2
粉末
加MnO2
粉末

C　解析：由于K比Na活泼，故外形、大小相同的金属K和Na与水反应，K的反应速率更快，又由于Na、K与H2O反应均为放热反应，随着反应的进行，放出大量的热，反应速率逐渐加快，A项不正确；由于起始时乙中H2C2O4浓度大，故其反应速率比甲快，B项不正确；由于甲反应是在热水中进行的，温度高，故甲的反应速率大于乙，随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，故甲、乙反应速率逐渐减小，C项正确；MnO2在H2O2的分解过程中起催化作用，故乙的反应速率大于甲，D项不正确。

外界条件对反应速率影响四注意
(1)恒温时，压缩体积压强增大反应物浓度增大反应速率加快。
(2)恒温时，对于恒容密闭容器。
①充入气体反应物气体反应物浓度增大(压强也增大)反应速率加快。
②充入“惰性”气体总压强增大―→反应物浓度未改变―→反应速率不变。
(3)恒温恒压时。
充入“惰性”气体体积增大气体反应物浓度减小反应速率减小。
(4)升高温度，正反应速率和逆反应速率都加快，但加快的程度不同；降低温度，正反应速率和逆反应速率都减慢，但减慢的程度不同，吸热反应的反应速率总是受温度影响大。
⊳角度2　多变量对化学反应速率的影响
3．探究2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O反应速率的影响因素，有关实验数据如表所示：
实
验
编
号
温
度
( ℃)
催化
剂用
量(g)
酸性KMnO4溶液
H2C2O4溶液
KMnO4溶液褪色平均时间(min)
体积
(mL)
浓度
(mol·L－1)
体积
(mL)
浓度
(mol·L－1)
1
25
0.5
4
0.1
8
0.2
12.7
2
80
0.5
4
0.1
8
0.2
a
3
25
0.5
4
0.01
8
0.2
6.7
4
25
0
4
0.01
8
0.2
b
下列说法不正确的是(　　)
A．a<12.7，b>6.7
B．用KMnO4表示该反应速率，v(实验3)>v(实验1)
C．用H2C2O4表示该反应速率，v(实验1)约为6.6×10－3 mol·L－1·min－1
D．可通过比较收集相同体积CO2所消耗的时间来判断反应速率快慢
B　解析：温度高，速率快，a<12.7，没有用催化剂，速率慢，b>6.7，A正确；实验3，用的KMnO4浓度低，用KMnO4表示该反应速率慢，v(实验3) mol·L－1·min－1≈6.6×10－3 mol·L－1·min－1，C正确；反应速率可以用反应物或反应产物浓度的变化量来表示，也可通过比较收集相同体积CO2所消耗的时间长短来判断反应速率快慢，D正确。
4．已知：2N2(g)＋6H2O(g)4NH3(g)＋3O2(g)　ΔH＝＋Q kJ·mol－1，如图为该反应在不同初始浓度的N2和不同催化剂Ⅰ、Ⅱ作用下(其他条件相同)，体积为2 L的密闭容器中n(NH3)随反应时间的变化曲线，下列说法正确的是(　　)

A．0～6 h内，催化剂Ⅰ的催化效果比催化剂Ⅱ的好
B．a点时，催化剂Ⅰ、Ⅱ作用下N2的转化率相等
C．0～5 h内，在催化剂Ⅰ的作用下，O2的反应速率为0.12 mol·L－1·h－1
D．0～12 h内，催化剂Ⅱ作用下反应吸收的热量比催化剂Ⅰ的多
D　解析：催化剂Ⅰ和催化剂Ⅱ的条件下，N2的初始浓度不同，催化剂Ⅰ和催化剂Ⅱ的催化效果没法比较，A错误；N2的初始浓度不同，a点时生成NH3的物质的量相等，因此N2的转化率不相等，B错误；由图像可知0～5 h内，在催化剂Ⅰ的作用下，生成NH3的物质的量为0.8 mol，根据化学方程式可知生成O2的物质的量为0.6 mol，所以O2的反应速率为＝0.06 mol·L－1·h－1，C错误；0～12 h内，催化剂Ⅱ作用下生成NH3的物质的量比催化剂Ⅰ的多，因此催化剂Ⅱ作用下反应吸收的热量比催化剂Ⅰ的多，D正确。
5．为了探究硫酸铜对硫酸与锌反应速率的影响，有同学设计了在一定条件下进行如下实验，测量在不同试剂用量的反应条件下获得相同量气体所用的时间。
(1)请完成下表(填写表格中的空白处)(假设溶液混合时体积变化忽略不计)
实验编号
①
②
③
所加0.4 mol·L－1 H2SO4溶液的体积/mL
30


所加0.2 mol·L－1 CuSO4溶液的体积/mL
0
0.5
5
所加蒸馏水的体积/mL
5


探究硫酸铜对硫酸与锌反应速率的影响，设计实验时应注意的问题



(2)实验③一段时间后可看到的锌粒表面呈________色。
(3)实验表明②号实验最快，③号实验最慢，可能的原因是________________
_________________________________________________________________
________________________________________________________________。
解析：(1)要注意控制变量，所加硫酸溶液体积三次实验相同，加入水的体积要使混合溶液总体积相同。(2)锌表面有铜附着，故表面呈暗(紫)红色。(3)②号实验最快是因为形成原电池，③号实验最慢是因为生成的铜附着在锌表面，阻碍了反应的进行。
答案：(1)

①
②
③


30
30






4.5
0

温度、硫酸浓度、锌粒颗粒大小保持一致
(2)暗(紫)红
(3)②号实验最快是因为CuSO4与Zn反应产生的Cu与Zn形成原电池，加快了氢气产生的速率；③号实验最慢是因为较多的CuSO4加入后与Zn反应产生的Cu大量沉积在Zn表面，减小了Zn与溶液的接触面积

“控制变量法”解答化学反应速率问题策略


1．(命题情境：大气污染处理中的反应速率问题)氮氧化物是一种常见的大气污染物，能够引起光化学烟雾、酸雨等环境问题，因此应对大气中的氮氧化物进行处理。某研究小组利用甲烷消除NO2污染进行研究，其反应为CH4＋2NO2N2＋CO2＋2H2O。在2 L密闭容器中，控制不同温度，分别加入0.50 mol CH4和1.2 mol NO2，测得n(CH4)随时间变化的有关实验数据见下表。下列说法正确的是(　　)
组别
温度
　　 时间/min
n/mol
0
10
20
40
50
①
T1
n(CH4)
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
②
T2
n(CH4)
0.50
0.30
0.18

0.15
A．组别①中，0～20 min，NO2的降解速率为0.025 mol/(L·min)
B．由实验数据可知实验控制的温度T1>T2
C．40 min时，表格中T2对应反应已经达到平衡状态
D．0～10 min，CH4的降解速率①>②
C　解析：①中0～20 min，v(CH4)＝(0.5 mol－0.25 mol)/(2 L×20 min)＝0.006 25 mol/(L·min)，NO2的降解速率为v(NO2)＝2v(CH4)＝0.012 5 mol/(L·min)，故A错误；温度越高反应速率越大，由实验数据可知0～20 min，实验①中CH4物质的量的变化量为0.25 mol，实验②中CH4物质的量的变化量为0.32 mol，则实验②温度高，由实验数据可知实验控制的温度T1 2．(命题情境：工业废水处理中的反应速率问题)工业废水中的有机物能够引起水体污染，导致水体富营养化。其中Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水，往调节好pH和Fe2＋浓度的废水中加入H2O2，所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物p­CP，控制p­CP的初始浓度相同，恒定实验温度在298 K或313 K进行实验。实验测得p­CP的浓度随时间变化的关系如图所示，下列说法不正确的是(　　)

A．由①可得，降解反应在50～150 s内的反应速率：v(p­CP)＝8.0×10－6 mol/(L·s)
B．升高温度，有利于加快降解反应速率，但温度过高反应速率又会变慢
C．③目的为探究溶液的pH对降解反应速率的影响
D．298 K下，有机物p­CP降解速率pH＝10时比pH＝3时快
D　解析：根据图像可知，曲线①中50 s时的浓度为1.2×10－3 mol/L,150 s时浓度为0.4×10－3 mol/L，则50～150 s内的平均反应速率为 v(p­CP)＝＝＝8.0×10－6 mol/(L·s)，故A正确；升高温度，有利于加快降解反应速率，但温度过高反应速率又会变慢，因为温度较高时，过氧化氢不稳定易分解而导致降解反应速率减小，故B正确；③目的为探究溶液的pH对降解反应速率的影响，通过图像曲线变化可知，当pH＝10时，随着时间的变化，其浓度基本不变，即反应速率趋向于零，故C正确；根据曲线③可以得出，该反应在pH＝10的溶液中基本停止，故有机物p­CP降解速率pH＝10时比pH＝3时慢，故D错误。
3．(命题情境：物质保存中的反应速率问题)NaClO2可作漂白剂，在常温下不见光时可保存一年，但在酸性溶液里因生成亚氯酸而发生分解：5HClO2===4ClO2↑＋H＋＋Cl－＋2H2O。分解时，刚开始反应很慢，随后突然反应更多地释放出ClO2，这是因为(　　)
A．酸使亚氯酸的氧化性增强
B．溶液中的H＋起催化剂的作用
C．溶液中的Cl－起催化剂的作用
D．逸出的ClO2使反应的生成物的浓度降低
C　解析：若是酸使亚氯酸的氧化性增强，开始时反应速率应该就很快，故A错误；由于开始时溶液中就有氢离子，分解反应却非常慢，可见不是氢离子的催化作用，故B错误；反应开始时，溶液中氯离子浓度很小，随着反应的进行，溶液中氯离子浓度增大，反应速率加快，可见是氯离子的催化作用，故C正确；逸出的ClO2使反应的生成物的浓度降低，不会出现反应速率突然加快的现象，故D错误。
4．(命题情境：工业生产中涉及的反应速率问题)氮元素是植物生长的必需元素，含氮化合物在工农业生产以及生活中都发挥着重要作用。
(1)氮的氧化物既是空气的重要污染物，同时也是重要的化工原料。某化学课外小组查阅资料后得知2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的反应历程分两步：
①2NO(g)N2O2(g)(快)　ΔH1<0　K1
②N2O2(g)＋O2(g)2NO2(g)(慢)　ΔH2<0　K2
反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的ΔH＝________(用含ΔH1和ΔH2的式子表示)，K＝________(用含K1和K2的式子表示)。决定2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的反应速率的是反应________(填标号)，则反应①的活化能E1与反应②的活化能E2的大小关系为E1________(填“>”“<”或“＝”)E2。
(2)在373 K时，向体积为2 L的恒容真空容器中通入0.40 mol NO2，发生反应：2NO2(g)N2O4(g)　ΔH＝－57.0 kJ/mol。测得NO2的体积分数[φ(NO2)]与反应时间(t)的关系如下表：
t/min
0
20
40
60
80
φ(NO2)
1.0
0.75
0.52
0.40
0.40
①0～20 min内，v(N2O4)＝________。
②上述反应中，v正(NO2)＝k1·c2(NO2)，v逆(N2O4)＝k2·c(N2O4)，其中k1、k2为速率常数，则373 K时，k1、k2的数学关系式为________。改变温度至T1时k1＝k2，则T1________373 K(填“>”“<”或“＝”)。
解析：(1)根据盖斯定律分析，①＋②即可得到反应2NO(g)＋O2(g) 2NO2(g)，故对应的反应热之间的关系为ΔH＝ΔH1＋ΔH2；因为反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)为①＋②的结果，所以其平衡常数K＝K1·K2；反应慢的速率决定总反应速率，则决定2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的反应速率的是反应②，所以反应①的活化能E1远小于反应②的活化能E2。
(2)①设0～20 min内生成N2O4的物质的量是x mol，浓度为 mol/L。
　　　　　　　　　　2NO2(g)N2O4(g)
开始/(mol/L): 0.2 0
转化/(mol/L): x
20 min/(mol/L): 0.2－x
＝0.75，解得：x＝0.08，v(N2O4)＝ mol/L÷20 min＝2×10－3 mol/(L·min)；
②设平衡时N2O4的浓度为x mol/L。
　　　　　　　2NO2(g)　　N2O4(g)
开始/(mol/L): 0.2 　 0
转化/(mol/L): 2x x
平衡/(mol/L): 0.2－2x x
＝0.4，x＝0.075，v正(NO2)∶v逆(N2O4)＝2∶1，即[k1·c2(NO2)]∶ [k2·c(N2O4)]＝2∶1，k1×0.052∶(k2×0.075)＝2∶1，所以k1＝60k2。若改变温度至T1时k1＝k2，则根据平衡时[k1·c2(NO2)]∶[k2·c(N2O4)]＝2∶1可知c(NO2)较原平衡增大，c(N2O4)较原平衡减小，说明平衡逆向移动，该反应正反应放热，所以T1>373 K。
答案：(1)ΔH1＋ΔH2　K1·K2　②　<　
(2)①2×10－3 mol/(L·min)　②k1＝60k2　>