(新高考)高考化学一轮复习课时练习第7章第1讲化学反应速率(含解析)

这是一份(新高考)高考化学一轮复习课时练习第7章第1讲化学反应速率(含解析)，共36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等内容，欢迎下载使用。
　　化学反应速率与化学平衡
第1讲　化学反应速率
课 程 标 准
知 识 建 构
1.知道化学反应速率的表示方法，了解测定化学反应速率的简单方法。
2．通过实验探究，了解温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响。
3．知道化学反应是有历程的，认识基元反应活化能对化学反应速率的影响。
4．能进行化学反应速率的简单计算，能通过实验探究分析不同组分浓度对化学反应速率的影响，能用一定理论模型说明外界条件改变对化学反应速率的影响。


一、化学反应速率
1．表示方法
通常用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。
2．数学表达式及单位
v＝，单位为mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1。
3．化学反应速率与化学计量数的关系
对于已知反应：mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，当单位相同时，用不同反应物或生成物表示的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)＝m∶n∶p∶q。
【特别提醒】
(1)一般不用固体或纯液体物质表示化学反应速率。
(2)由v＝计算得到的是一段时间内的平均速率，用不同物质表示时，其数值可能不同，但意义相同。
【诊断1】 判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。
(1)化学反应速率为0.5 mol·L－1·s－1是指1 s时某物质的浓度为0.5 mol·L－1(　　)
(2)对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象就越明显(　　)
(3)化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加(　　)
(4)甲、乙两容器中分别充入2 mol NO2和4 mol NO2，5分钟后两者各反应掉NO2 1 mol 和2 mol，则说明乙中反应速率大(　　)
(5)对于反应4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(l)，v(NO)与v(O2)的关系为4v(NO)＝5v(O2)(　　)
(6)对于2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，v(SO2)＝1 mol/(L·s)与v(O2)＝0.5 mol/(L·s)表示的反应前者快(　　)
(7)在相同的时间间隔内反应速率快的反应生成的生成物的物质的量也多(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×　(7)×
二、影响化学反应速率的因素
1．内因
反应物本身的性质是主要因素。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．外因

3．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：

图中：E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能,_E3为使用催化剂时的活化能，反应热为E1－E2。
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

【特别提醒】
(1)固体或纯液体物质量的改变，不影响化学反应速率。
(2)稀有气体对有气体参与的反应速率的影响
①恒温恒压

②恒温恒容

【诊断2】 判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。
(1)增大反应物的量，反应速率一定增大(　　)
(2)升高温度时，不论正反应是吸热还是放热，正、逆反应的速率都增大(　　)
(3)增大反应体系的压强，反应速率一定增大(　　)
(4) 催化剂都不参加化学反应(　　)
(5)加热使反应速率增大的原因之一是活化分子百分数增大(　　)
答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√

考点一　化学反应速率的计算与比较
【典例1】 (2020·浙江宁波十校模拟)某温度下，在容积为2 L的密闭容器中投入一定量的A、B发生反应3A(g)＋bB(g)cC(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1(Q＞0)，12 s时反应达到平衡，生成C的物质的量为0.8 mol，反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．前12 s内，A的平均反应速率为0.025 mol·L－1·s－1
B．12 s后，A的消耗速率等于B的生成速率
C．化学计量数之比b∶c＝1∶2
D．12 s内，A和B反应放出的热量为0.2Q kJ
答案　C
解析　分析图像可知，12 s内A的浓度变化为(0.8－0.2) mol·L－1＝0.6 mol·L－1，反应速率v(A)＝＝＝0.05 mol·L－1·s－1，A项错误；分析图像，12 s内B的浓度变化为(0.5－0.3) mol·L－1＝0.2 mol·L－1，v(B)＝＝ mol·L－1·s－1，速率之比等于化学计量数之比，3∶b＝0.05∶，则b＝1,3∶c＝0.05∶，则c＝2，A、B的化学计量数不同，12 s后达到平衡状态，A的消耗速率不等于B的生成速率，B项错误，C项正确；消耗3 mol A放热Q kJ,12 s内消耗A的物质的量为0.6 mol·L－1×2 L＝1.2 mol，消耗1.2 mol A放出的热量为0.4Q kJ，D项错误。
【对点练1】 (化学反应速率的计算)NH3和纯净的O2在一定条件下发生反应：4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g)，现向一容积不变的2 L密闭容器中充入4 mol NH3和3 mol O2,4 min后，测得生成的H2O(g)占混合气体体积的40%，则下列表示此段时间内该反应的平均速率不正确的是(　　)
A．v(N2)＝0.125 mol·L－1·min－1
B．v(H2O)＝0.375 mol·L－1·min－1
C．v(O2)＝0.225 mol·L－1·min－1
D．v(NH3)＝0.250 mol·L－1·min－1
答案　C
解析　设4 min时，生成6x mol H2O(g)

据题意，有＝0.4解得：x＝0.5，则4 min内H2O的变化浓度为Δc(H2O)＝＝1.5 mol·L－1，v(H2O)＝＝0.375 mol·L－1·min－1，再由各物质表示的速率之比等于各物质的化学计量数之比，可得各物质表示的反应速率分别为v(N2)＝0.125 mol·L－1·min－1，v(NH3)＝0.250 mol·L－1·min－1，v(O2)＝0.187 5 mol·L－1·min－1。
【对点练2】 (化学反应速率的比较)在四个不同的容器中，在不同的条件下进行合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。根据在相同时间内测定的结果判断，生成氨的速率最快的是(　　)
A．v(H2)＝0.01 mol·L－1·s－1
B．v(N2)＝0.3 mol·L－1·min－1
C．v(NH3)＝0.15 mol·L－1·min－1
D．v(H2)＝0.3 mol·L－1·min－1
答案　B
解析　在速率单位相同时，把速率除以其相应物质的化学计量数，数值大者反应速率快。A项，v(H2)＝0.01 mol·L－1·s－1＝0.6 mol·L－1·min－1，v(H2)＝0.2 mol·L－1·min－1；B项，v(N2)＝0.3 mol·L－1·min－1；C项，v(NH3)＝0.075 mol·L－1·min－1；D项，v(H2)＝0.1 mol·L－1·min－1。由此可知，B项中表示的反应速率最快。
【对点练3】 (用其他物理量表示的化学反应速率)工业制硫酸的过程中，SO2(g)转化为SO3(g)是关键的一步，550 ℃时，在1 L的恒温容器中，反应过程中部分数据见下表：
反应时间/min
SO2(g)/mol
O2(g)/mol
SO3(g)/mol
0
4
2
0
5


1.5
10
2


15

1

若在起始时总压为p0 kPa，反应速率若用单位时间内分压的变化表示，而气态物质分压＝总压×气态物质的物质的量分数，则10 min内SO2(g)的反应速率v(SO2)＝________ kPa·min－1。
答案　
解析　列出“三段式”

气体总压之比等于气体物质的量之比，所以10 min时体系总压p10 min满足＝，即p10 min＝p0 kPa，p初始(SO2)＝p0 kPa，p10 min(SO2)＝p0×＝p0 kPa，故v(SO2)＝(p0 kPa－p0 kPa)÷10 min＝p0 kPa·min－1。

(1)“三段式”法计算化学反应速率
①写出反应的化学方程式。
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。

则v(A)＝　v(B)＝　v(C)＝
(2)化学反应速率的比较方法
①换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值的大小。
②比值法：在速率单位相同时，把速率除以相应物质的化学计量数，数值大者反应速率大。
考点二　化学反应速率的影响因素的分析及应用
【典例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、大小相近的金属和水反应
Na
K
B
4 mL 0.01 mol·L－1 KMnO4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－1 Na2S2O3溶液和5 mL 0.1 mol·L－1 H2SO4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

答案　C
解析　由于K比Na活泼，故大小相同的金属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，故其反应速率比甲中快，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、乙中反应速率逐渐减小，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。
【对点练4】 (影响化学反应速率的因素)(2020·吉安市五校联考)O3在水中易分解，一定条件下， O3的浓度减少一半所需的时间(t)如下表所示。

3.0
4.0
5.0
6.0
20
301
231
169
58
30
158
108
48
15
50
31
26
15
7
据表中的递变规律，推测O3分别在条件①40 ℃、pH＝3.0，②10 ℃、pH＝4.0, ③30 ℃、pH＝7.0下，分解速率依次增大的顺序为(　　)
A．①②③ B．③②①
C．②①③ D．③①②
答案　C
解析　由表中数据可知，温度越高反应速率越快，pH越大反应速率越快，所以40 ℃、pH＝3.0时，所需时间在31～158 min之间；10 ℃、pH＝4.0时，所需时间＞231 min；30 ℃、pH＝7.0时，所需时间＜15 min，则分解速率依次增大的顺序为②、①、③。故答案选C。
【对点练5】 (外界条件对正逆反应速率的影响)某温度下，在容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．向容器中充入氩气，反应速率增大
B．加入少量W，逆反应速率增大
C．升高温度，正、逆反应速率均增大
D．将容器的容积压缩，可增大单位体积内活化分子的百分数，有效碰撞次数增大
答案　C
解析　向恒容容器中充入氩气，各反应组分的浓度不变，反应速率不变，A项错误；W为固体，加入少量W，反应速率不变，B项错误；升高温度，正、逆反应速率均增大，C项正确；将容器的容积压缩，可增大单位体积内活化分子数和有效碰撞次数，但活化分子百分数不变，因为有效碰撞还与碰撞的角度有关，D项错误。
【对点练6】 (影响化学反应速率因素的原因分析)(2020·湖北荆州市高三质检)如图，这种具有不同能量的分子百分数和能量的对应关系图，叫做一定温度下分子能量分布曲线图。图中E表示分子平均能量，Ec是活化分子具有的最低能量。下列说法不正确的是(　　)

A．图中Ec与E之差表示活化能
B．升高温度，图中阴影部分面积会增大
C．使用合适的催化剂，E不变，Ec变小
D．能量大于Ec的分子间发生的碰撞一定是有效碰撞
答案　D
解析　E表示分子的平均能量，Ec是活化分子具有的最低能量，能量等于或高于Ec的分子可能产生有效碰撞，活化分子具有的最低能量Ec与分子的平均能量E之差叫活化能，A正确；当温度升高时，使活化分子百分数增大，阴影部分面积会增大，B正确；催化剂使活化能降低，加快反应速率，使用合适的催化剂，E不变，Ec变小，C正确；E表示分子的平均能量，Ec是活化分子具有的最低能量，能量等于或高于Ec的分子可能产生有效碰撞，D错误。

(1)催化剂在化学反应过程中参与了反应，降低了正、逆反应的活化能，同等程度改变正、逆反应速率，但不会改变反应的限度和反应热。
(2)升高温度，正反应速率和逆反应速率都增大，但增大的程度不同；降低温度，正反应速率和逆反应速率都减小，但减小的程度不同。
考点三　控制变量研究影响化学反应速率的因素
【典例3】 已知：2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===2MnSO4＋K2SO4＋10CO2↑＋8H2O。某化学小组欲探究H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应过程中浓度、温度对化学反应速率的影响，进行了如下实验(忽略溶液体积变化)：
编号
0.01 mol·L－1
酸性KMnO4
溶液体积/mL
0.1 mol·L－1
H2C2O4溶液
体积/mL
水的体
积/mL
反应温
度/℃
反应时
间/min
Ⅰ
2
2
0
20
2.1
Ⅱ
V1
2
1
20
5.5
Ⅲ
V2
2
0
50
0.5
下列说法不正确的是(　　)
A．V1＝1，V2＝2
B．设计实验Ⅰ、Ⅲ的目的是探究温度对反应速率的影响
C．实验计时是从溶液混合开始，溶液呈紫红色时结束
D．实验Ⅲ中用酸性KMnO4溶液的浓度变化表示的反应速率v(KMnO4)＝0.01 mol·L－1·min－1
答案　C
解析　A项，实验Ⅰ和实验Ⅱ反应温度相同，实验Ⅱ中加入了1 mL水，根据控制变量的原则，溶液总体积应保持不变，因而V1＝1，类比分析可得V2＝2，A正确；B项，实验Ⅰ、Ⅲ的温度不同，其他条件相同，因而可知设计实验Ⅰ、Ⅲ的目的是探究温度对反应速率的影响，B正确；C项，酸性KMnO4溶液呈紫红色，由表中数据可知，草酸溶液过量，KMnO4可反应完全，因而可以用颜色变化来判断反应终点，即实验计时是从溶液混合开始，溶液紫红色刚好褪去时结束，C错误；D项，根据实验Ⅲ中有关数据可知，Δc(KMnO4)＝＝0.005 mol·L－1，v(KMnO4)＝＝＝0.01 mol·L－1·min－1，D正确。

控制变量法探究影响反应速率的因素题目解题策略
(1)确定变量：理清影响实验探究结果的所有因素。
(2)定多变一：在探究时，先确定其他的因素不变，只变化一种因素，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。
(3)数据有效：解答时注意选择数据(或设置实验)要有效，且变量统一，否则无法作出正确判断。
【对点练7】 (控制变量的应用)(2020·天津第一中学月考)为了进一步探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到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　若研究CuSO4的量对H2生成速率的影响，则实验中除CuSO4的量不同之外，其他物质的量均相同，则V1＝V2＝V3＝V4＝V5＝30，最终溶液总体积相同。由实验F可知，溶液的总体积均为50 mL，则V6＝10，V9＝17.5。
【对点练8】 (控制变量的实验设计)碘在科研与生活中有重要作用，某兴趣小组用0.20 mol/L KI、0.4%淀粉溶液、0.20 mol/L K2S2O8、0.010 mol/L 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Na2S2O3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S2O初始的物质的量需满足的关系为：n(S2O)∶n(S2O)________。
(2)如果实验中不使用Na2S2O3溶液，可能存在的不足是________。
(3)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
试剂体积V/mL
显色时
间t/s
K2S2O8
溶液
KI
溶液
水
Na2S2O3
溶液
淀粉
溶液
①
10
10
0
4
1
26.8
②
5
10
5
4
1
54.0
③
2.5
10
V1
4
1
108.2
④
10
5
5
4
1
53.8
⑤
5
7.5
7.5
4
V2
t1
表中V1＝________ mL，理由是________；V2＝________ mL，理由是__________________________________________________________________。
显色时间t1大约是________。
(4)根据表中数据可以得出的结论是___________________________________________________________________。
答案　(1)＞0.5
(2)显色时间太短，不易测量
(3)7.5　保证每次实验溶液总体积相等　1　保证淀粉溶液的用量相同　72.0 s(54.0 s～72.0 s)
(4)反应速率与反应物浓度成正比关系(反应物浓度越大，反应速率越大)
解析　(1)由题意可知，向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液，先发生反应S2O＋2I－===2SO＋I2(慢)，后发生反应I2＋2S2O===2I－＋S4O(快)，当溶液中的Na2S2O3耗尽后，碘才能与淀粉反应使溶液颜色由无色变为蓝色，根据方程式S2O＋2I－===2SO＋I2可知，生成1 mol I2需1 mol S2O，根据I2＋2S2O===2I－＋S4O可知，I2与S2O的物质的量的关系为1∶2，即1 mol I2需2 mol S2O，恰好反应时n(S2O)∶n(S2O)＝1∶2，为确保能观察到蓝色，碘需有剩余，则S2O应少量，所以n(S2O)∶n(S2O)＞1∶2。(2)如果实验中不使用Na2S2O3溶液，可能存在的不足是显色时间太短，不易测量。(3)该实验是探究反应物浓度对化学反应速率的影响，实验①与实验②对照，溶液体积均是25 mL，为确保溶液体积不变，所以V1＝7.5 mL，理由是保证每次实验溶液总体积相等。V2＝1 mL，理由是保证淀粉溶液的用量相同。对比几组实验数据，显色时间t1大约是72.0 s。(4)根据表中数据可以得出的结论是，反应速率与反应物浓度成正比关系，即反应物浓度越大，反应速率越大。
微专题24　高考热点——催化剂与反应机理

催化剂和活化能
1．催化剂
(1)催化剂的概念及作用原理
催化剂是一种改变反应速率但不改变反应平衡状态的物质。在有的反应中催化剂参与化学反应，其作用是降低该反应发生所需要的活化能，可以把一个较难发生的反应变成几个较容易发生的化学反应。
(2)催化剂的特点和影响因素
①催化剂具有高度的选择性(或专一性)。一种催化剂并非对所有的化学反应都有催化作用，例如二氧化锰在氯酸钾受热分解中起催化作用，加快化学反应速率，但对其他的化学反应就不一定有催化作用。
②某些化学反应并非只有唯一的催化剂，例如氯酸钾受热分解中能起催化作用的还有氧化镁、氧化铁和氧化铜等。
③绝大多数催化剂都有其活性温度范围，温度过高或过低，催化活性都会降低。
2．活化能
(1)活化能的概念
活化能是指化学反应中，由反应物分子到达活化分子所需的最小能量。从过渡态理论的角度，活化能也可以看成过渡态分子与反应物分子的能量差值。
(2)活化能与ΔH的关系
正、逆反应活化能的差值就是反应的焓变，可表示为ΔH＝E正－E逆。
(3)活化能与化学反应速率的关系
活化能越大，化学反应速率越小。
3．催化剂与活化能、ΔH 的关系
催化剂能改变反应的活化能，但不能改变反应的ΔH 。

【典例1】 (双选)(2020·山东学业水平等级考试)1,3­丁二烯与HBr发生加成反应分两步：第一步H＋进攻1,3­丁二烯生成碳正离子()；第二步Br－进攻碳正离子完成1,2­加成或1,4­加成。反应进程中的能量变化如图所示。已知在0 ℃和40 ℃时，1,2­加成产物与1,4­加成产物的比例分别为70∶30和15∶85。下列说法正确的是(　　)

A．1,4­加成产物比1,2­加成产物稳定
B．与0 ℃相比，40 ℃时1,3­丁二烯的转化率增大
C．从0 ℃升至40 ℃，1,2­加成正反应速率增大，1,4­加成正反应速率减小
D．从0 ℃升至40 ℃，1,2­加成正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度
答案　AD
解析　结合图像可知，1,4­加成产物的能量比1,2­加成产物的能量低，即1,4­加成产物比1,2­加成产物稳定，A项正确；结合题图和题中信息只能判断不同温度下1,3­丁二烯发生1,2­加成反应和1,4­加成反应的倾向，不能判断1,3­丁二烯的转化率，B项错误；温度升高，1,2­加成反应和1,4­加成反应的正反应速率均加快，C项错误；由0 ℃升温至40 ℃时，1,3­丁二烯发生的反应由以1,2­加成为主变为以1,4­加成为主，即1,2­加成正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度，D项正确。
【典例2】 (2018·全国卷Ⅰ)对于反应2N2O5(g)―→4NO2(g)＋O2(g)，R.A.Ogg提出如下反应历程：
第一步　N2O5NO2＋NO3　快速平衡
第二步　NO2＋NO3―→NO＋NO2＋O2　慢反应
第三步　NO＋NO3―→2NO2　快反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是________(填字母)。
A．v(第一步的逆反应)>v(第二步反应)
B．反应的中间产物只有NO3
C．第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效
D．第三步反应活化能较高
答案　 AC
解析　快速平衡，说明第一步反应的正、逆反应速率都较大，则第一步反应的逆反应速率大于第二步反应的速率，A项正确；反应的中间产物除NO3外还有NO，B项错误；第二步反应慢，说明有效碰撞次数少，C项正确；第三步反应快，说明反应的活化能较低，D项错误。

1.(2021·1月湖南普高校招生适应性考试，9)活泼自由基与氧气的反应一直是关注的热点。HNO自由基与O2反应过程的能量变化如图所示：

下列说法正确的是(　　)
A.该反应为吸热反应
B.产物的稳定性：P1>P2
C.该历程中最大正反应的活化能E正＝186.19 kJ·mol－1
D.相同条件下，由中间产物Z转化为产物的速率：v(P1)B
(4)CEF
解析　(3)先将D中单位统一为mol·L－1·min－1，
v(Z)＝0.015×60 mol·L－1·min－1＝0.9 mol·L－1·min－1
各物质速率与化学计量数之比为：
A：＝0.6，B：＝0.5，C：＝0.6，D：＝0.9，比值越大，反应越快。故反应快慢顺序为D>A＝C>B。
14．下列是某研究小组探究影响反应速率部分因素的相关实验数据。
实验
序号
H2O2溶液
浓度/%
H2O2溶液
体积/mL
温度
/℃
MnO2
用量/g
收集O2的
体积/mL
反应所需
时间/s
①
5
1
20
0.1
4
16.75
②
15
1
20
0.1
4
6.04
③
30
5
35
－
2
49.21
④
30
5
55
－
2
10.76
(1)写出H2O2分解的化学方程式：__________________________________________________________________。
(2)通过实验①和②的对比可知，化学反应速率与________有关；由实验③和④对比可知，化学反应速率与温度的关系是________________________________________________________________________。
(3)用一定量15%的过氧化氢溶液制氧气，为了减小反应速率，可加适量的水稀释，产生氧气的总物质的量________(填“增大”“减小”或“不变”)。
答案　(1)2H2O22H2O＋O2↑
(2)反应物浓度(或浓度)　其他条件相同下，温度越高，化学反应速率越快
(3)不变
解析　(1)过氧化氢分解生成氧气和水，反应的化学方程式为2H2O22H2O＋O2↑。(2)由表中数据分析可知，①②中除了H2O2浓度不同之外，其他各量均相同，所以可以判断出是反应物的浓度影响了反应速率，并且浓度越大，反应速率越大；③④则是温度不同、其他条件相同，温度越高，反应速率越大。(3)根据质量守恒定律可知，生成物的质量只与反应物的质量多少有关，而与反应物的浓度无关，向过氧化氢溶液中加入水，没有改变H2O2溶液中溶质的质量，所以产生氧气的质量不变，其总物质的量也不变。
15．(1)T1温度时，向1 L的恒容反应器中充入2 mol CH4 ，仅发生反应：2CH4(g)C2H4(g)＋2H2(g)　ΔH>0，反应过程中 0～15 min CH4的物质的量随时间变化如图，测得10～15 min时H2的浓度为1.6 mol·L－1。

①0～ 10 min内CH4表示的反应速率为________mol/(L·min) 。
②若图中曲线a、曲线b分别表示在温度T1时，使用质量相同但表面积不同的催化剂时，达到平衡过程中n(CH4)变化曲线，其中表示催化剂表面积较大的曲线是________(填“a”或 “b”)。
③15 min时，若改变外界反应条件，导致n(CH4)发生图中所示变化，则改变的条件可能是____________任答一条即可)。
(2)实验测得反应：2CH4(g)C2H4(g)＋2H2(g)　ΔH>0的v正＝k正c2(CH4)，v逆＝k逆c(C2H4)·c2(H2) 其中k正、k逆为速率常数仅与温度有关，T1温度时k正与k逆的比值为________(填数值)。若将温度由T1升高到T2，则反应速率增大的倍数v正________v逆(选填“＞”“＝”或“＜”)，判断的理由是________________________________________________________________________。
答案　(1)①0.16　②b　③升高温度或减小压强
(2)12.8　＞　温度升高，v正、v逆都增大，平衡向正向移动
解析　(1)①v(H2)＝＝0.16 mol/(L·min)，v(H2)＝v(CH4)＝0.16 mol/(L·min)；②催化剂表面积越大，催化效果越好，速率越快，达到平衡所需的时间越短，所以曲线b的催化剂表面积较大，③15 min时，若改变外界反应条件，导致n(CH4)减小，说明平衡向消耗CH4的方向移动，所以改变的条件可能是升高温度或减小压强；

T1温度时，该反应的平衡常数K＝＝＝12.8，且达到平衡时有v正＝v逆，即k正c2(CH4)＝k逆c(C2H4)·c2(H2)，则k正/k逆＝c(C2H4)·c2(H2)/c2(CH4)＝K＝12.8。该反应为吸热反应，所以升高温度，平衡正向移动，v正>v逆。