第1讲化学反应速率

考点一 化学反应速率的计算和比较

例1 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·min) B．v(H2O)＝0.375 mol/(L·min) C．v(O2)＝0.225 mol/(L·min) D．v(NH3)＝0.250 mol/(L·min)

即时巩固1 在2 L密闭容器中，放入 0.4 mol A和0.6 mol B，在一定温度下，压强为p时，放入催化剂(体积可忽略)，发生的反应为2A(g)＋3B(g)===xC(g)＋2D(g)，a min后，容器中c(A)＝0.1 mol/L，则v(B)＝________；若温度不变，压强变为0.9 p，则v(C)＝________，x＝________。

考点二．外界条件对反应速率的影响

例2 等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测定在不同时间t产生氢气体积V的数据，根据数据绘制得下图，则曲线a、b、c、d所对应的实验组别可能是 ( )

组别 c(HCl)(mol/L) 温度(℃) 1 2

状态 块状 块状 1

2.0 2.5 25 30 3 4 2.5 2.5 50 50 块状 粉末状 A.4－3－2－1 B．1－2－3－4 C．3－4－2－1

即时巩固2 下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据： 实验 量金属 金属 c(H2SO4) V(H2SO4) 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9

分析上述数据，回答下列问题：

(1)实验4和5表明，__________________对反应速率有影响，______________反应速率越快，能表明同一规律的实验还有____________(填实验序号)；

(2)仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有__________(填实验序号)；

(3)本实验中影响反应速率的其他因素还有____________，其实验序号是______________。

(4)实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值(约15℃)相近，推测其原因：_______________________。

质/g 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 状态 丝 粉末 丝 丝 粉末 丝 丝 丝 丝 /mol/L 0.5 0.5 0.7 0.8 0.8 1.0 1.0 1.1 1.1 /mL 50 50 50 50 50 50 50 50 50 溶液温度/℃ 反应前 反应后 20 20 20 20 20 20 35 20 40 34 35 36 35 36 35 50 34 54 金属消失 的时间/s 500 50 250 200 25 125 50 100 40 2

考点三 化学反应速率的图象问题

例 3某温度时，在一个容积为2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据，试填写下列空白：

(1)该反应的化学方程式为________________。 (2)反应开始至

2 min，气体

Z

的平均反应速率为

________________________________。

(3)若X、Y、Z均为气体，反应达到平衡时： ①压强是开始时的________倍；

1

②若此时将容器的体积缩小为原来的倍，达到平衡时，容器内温度将升高2(容器不与外界进行热交换)，则该反应的正反应为________反应(填“放热”或“吸热”)。

(4)若上述反应在2 min后的t1～t6内反应速率与反应时间图象如下，在每一时刻均改变一个影响反应速率的因素，则 ( )

A．在t1时增大了压强 B．在t3时加入了催化剂 C．在t4时降低了温度 D．t2～t3时A的转化率最高

3

即时巩固3 在一恒容密闭容器中发生某化学反应2A(g)B(g)

＋C(g)，在三种不同条件下进行，其中实验Ⅰ、Ⅱ都在800℃，实验Ⅲ在850℃，B、C的起始浓度都为0，反应物A的浓度(mol/L)随时间(min)的变化如图所示：

请回答下列问题：

(1)在实验Ⅰ中，反应在20 min至40 min内A的平均反应速率为________mol/(L·min)。

(2)实验Ⅱ和实验Ⅰ相比，可能隐含的反应条件是__________。

(3)根据实验Ⅲ和实验Ⅰ的比较，可推测该反应降低温度，平衡向____________(填“正”或“逆”)反应方向移动，该正反应是__________(填“放热”或“吸热”)反应。

(4)与实验Ⅰ相比,若实验Ⅰ中的A的起始浓度改为0.8 mol/L，其他条件不变，则达到平衡时所需用的时间________实验Ⅰ(填写“大于”、“等于”或“小于”)。

考点四 理论联系实际思想在化学反应速率命题中的应用 例4 硫-碘循环分解水制氢主要涉及下列反应： Ⅰ SO2＋2H2O＋I2===H2SO4＋2HI Ⅱ 2HIⅢ 2H2SO4

H2＋I2

2SO2＋O2＋2H2O

(1)分析上述反应，下列判断正确的是________。 a．反应Ⅲ易在常温下进行 b．反应Ⅰ中SO2氧化性比HI强 c．循环过程中需补充H2O

d．循环过程产生1 mol O2的同时产生1 mol H2

4

(2)一定温度下，向1 L密闭容器中加入1 mol HI(g)，发生反应Ⅱ，H2物质的量随时间的变化如下图所示。

0～2 min内的平均反应速率v(HI)＝________。该温度下，H2(g)＋I2(g)

2HI(g)的平衡常数K＝________。

相同温度下，若开始加入HI(g)的物质的量是原来的2倍，则________是原来的2倍。

a．平衡常数 b．HI的平衡浓度 c．达到平衡的时间 d．平衡时H2的体积分数

(3)实验室用Zn和稀硫酸制取H2，反应时溶液中水的电离平衡________移动(填“向左”、“向右”或“不”)，若加入少量下列试剂中的________，产生H2的速率将增大。

a．NaNO3 b．CuSO4 c．Na2SO4 d．NaHSO3 (4)以H2为燃料可制作氢氧燃料电池。

已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－572 kJ/mol某氢氧燃料电池释放228.8 kJ电能时，生成1 mol液态水，该电池的能量转化率为________。

即时巩固4 面对全球近期的气候异常，环境问题再次成为焦点。化工厂以及汽车尾气排放的一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)等气体已成为大气污染的主要因素。

(1)CO的中毒是由于CO与血液中血红蛋白的血红素部分反应生成碳氧血红

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蛋白，反应方程式可表示为：

CO＋HbO2

O2＋HbCO

实验表明，c(HbCO)即使只有c(HbO2)的1/50，也可造成人的智力损伤。已知t℃时上述反应的平衡常数K＝200，吸入肺部O2的浓度约为1.0×102 mol/L，

－

若使c(HbCO)小于c(HbO2)的1/50，则吸入肺部CO的浓度不能超过______ mol/L。

(2)汽车尾气治理的方法之一是在汽车的排气管上安装一个“催化转化器”。

已知反应2NO(g)＋2CO(g)

 N2(g)＋2CO2(g) ΔH＝－113 kJ/mol

①实验发现该反应在100℃～400℃的温度范围内，温度每升高10℃，反应速率约为原来的3倍，在400℃～450℃时，温度每升高10℃，反应速率却约为原来的10倍，而温度高于450℃时，温度每升高10℃，反应速率又约为原来的3倍。若其他反应条件不变，试分析造成这种现象的可能原因是____________。

②为了模拟催化转化器的工作原理，在T℃时，将2 mol NO与1 mol CO充入1 L反应容器中，反应过程中NO(g)、CO(g)、N2(g)的物质的量浓度变化如图所示，则反应进行到15 min时，NO的平均反应速率为________________。

③写出该反应的化学平衡常数表达式K＝________；如温度升高时，K值________(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，增大压强时，K值______________。

④请在图中画出20～30 min内NO、CO浓度发生变化的曲线，引起该变化

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的条件可能是________(填字母)。

a．加入催化剂 b．降低温度

c．缩小容器体积 d．增加CO2的物质的量

⑤当25 min达到平衡后，若保持体系温度、容积不变，再向容器中充入NO、N2气体各1 mol，平衡将________移动(填“向左”、“向右”或“不”)。

课后巩固

题组一 化学反应速率的计算和比较

1．化合物Bilirubin在一定波长的光照射下发生分解反应，反应物浓度随反应时间变化如下图所示，计算反应4～8 min间的平均反应速率和推测反应16 min时反应物的浓度，结果应是 ( )

A．2.5 μmol/(L·min)和2.0 μmol/L B．2.5 μmol/(L·min)和2.5 μmol/L C．3.0 μmol/(L·min)和3.0 μmol/L D．5.0 μmol/(L·min)和3.0 μmol/L

2．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)

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题组二 外界条件对反应速率的影响

HCl

3．某探究小组利用丙酮的溴代反应(CH3COCH3＋Br2――→CH3COCH2Br＋HBr)来研究反应物浓度与反应速率的关系。反应速率v(Br2)通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定。在一定温度下，获得如下实验数据： 实验 初始浓度c/mol/L 溴颜色消失 序号 CH3COCH3 HCl Br2 所需时间t/s ① 0.80 0.20 0.001 0 290 ② 1.60 0.20 0.001 0 145 ③ 0.80 0.40 0.001 0 145 ④ 0.80 0.20 0.002 0 580 分析实验数据所得出的结论不正确的是( ) A．增大c(CH3COCH3)，v(Br2)增大 B．实验②和③的v(Br2)相等 C．增大c(HCl)，v(Br2)增大 D．增大c(Br2)，v(Br2)增大 4．2SO2(g)＋O2(g)

2SO3(g)

是制备硫酸的重要反应。下列叙述正确的是

( )

A．催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率 B．增大反应体系的压强，反应速率一定增大

C．该反应是放热反应，降低温度将缩短反应达到平衡的时间

D．在t1、t2时刻，SO3(g)的浓度分别是c1、c2，则

时间间隔t1～t2内，SO3(g)生成的平均速率为v＝c2－c1

t2－t1

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