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高中苏教版 (2019)第一单元 化学反应速率与反应限度学案及答案
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这是一份高中苏教版 (2019)第一单元 化学反应速率与反应限度学案及答案，共12页。
知识点一 化学反应速率
1．化学反应速率及其表示方法
(1)概念：化学反应速率是用来衡量化学反应过程进行快慢程度的物理量。
(2)表示方法：可用单位时间内反应物浓度的减少或者生成物浓度的增加来表示。
(3)计算：表达式为v＝eq \f(Δc,Δt)。
式中：Δc为浓度的变化量，一般以ml·L－1为单位；
Δt为时间，一般以s或min为单位。
(4)常用单位有：ml·L－1·s－1或ml·L－1·min－1。
2．规律
对于同一反应，用不同的物质来表示反应速率，其比值一定等于化学方程式中相应的化学计量数之比。
如对于反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。
微点拨：(1)一个确定的化学反应涉及反应物、生成物等多种物质，因而定量表示一个化学反应的反应速率时，必须指明是用哪一种反应物或哪一种生成物来表示。
(2)无论是用某一反应物表示还是用某一生成物表示，其化学反应速率都取正值，而且是某一段时间内的平均速率，不是某一时刻的瞬时速率。
(3)在一定温度下，对于固体和纯液体物质来说，其单位体积里的物质的量不会改变，即它们的物质的量浓度为常数，故一般不用固体或纯液体物质来表示反应速率。
在体积为100 mL的溶液中，发生下列反应：
16H＋＋2MnOeq \\al(－,4)＋10Br－===2Mn2＋＋5Br2＋8H2O。已知，反应开始时，Br－的物质的量为0.01 ml；经过10 s后，Br－的物质的量变为0.002 ml。假设反应过程中溶液的体积保持不变，则在这10 s内，Br－消耗的平均速率是多少？
提示：Δc(Br－)＝Δn(Br－)/V＝(0.01 ml－0.002 ml)/0.1 L＝0.08 ml·L－1，v＝eq \f(Δc,Δt)＝0.08 ml·L－1÷10 s＝0.008 ml·L－1·s－1。
知识点二 影响化学反应速率的因素
1．[基础实验]化学反应速率的影响因素
实验1.催化剂对化学反应速率的影响
微点拨：催化剂有正、负之分，正催化剂能加快反应速率，负催化剂减慢反应速率，不特别指明的条件下，均指正催化剂。催化剂只对某一特定反应具有催化作用，即有专一性。
实验2.温度对化学反应速率的影响
实验3.浓度对化学反应速率的影响
实验4.反应物状态对化学反应速率的影响
微点拨：影响化学反应速率的因素除温度、催化剂和反应物浓度外，还有反应物的状态、固体的表面积等许多因素。
2．控制变量法
受多因素影响的问题每次只改变其中的一个因素，而控制其余几个因素不变，研究被改变的因素对事物发展的影响。这样，就将多因素问题拆解为多个单因素问题分别开展研究，化繁为简，再进行综合分析，最后得出结论。这种方法称为控制变量法。
判断下列说法是否正确。(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)Na、Mg、Al的金属性决定了它们与水反应的速率大小。(√)
(2)对一定条件下C(s)＋O2(g)eq \(=====,\s\up10(△),\s\d10( ))CO2(g)的反应，增加C的量，该反应的化学反应速率加快。(×)
(3)升高温度，化学反应速率减小。(×)
(4)改变压强，化学反应速率必须改变。(×)
(5)用铁和稀硫酸反应制取氢气时，换成浓硫酸，产生氢气的速率加快。(×)
化学反应在我们的生活、生产、科研中无处不在。
[问题1] 观察上面图片，说说哪些图片表示的过程中化学反应较快？哪些表示的化学反应较慢？
提示：火箭发射、汽油的燃烧过程中化学反应较快；溶洞的形成、铁制品生锈过程中化学反应较慢。
[问题2] 探究在同一化学反应中，用不同物质表示该反应的速率时，各数据之间有什么关系？
提示：在同一化学反应中，用不同物质的浓度变化表示的化学反应速率之比等于该化学方程式中相应物质的化学计量数之比，这是有关化学反应速率的计算或换算的依据。
1．化学反应速率的计算方法
(1)根据v(A)＝eq \f(Δc(A),Δt)＝eq \f(Δn(A),V·Δt)计算。
(2)根据同一化学反应不同物质的速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比计算。
2．反应速率大小比较的两种方法
同一化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同，比较化学反应速率的快慢不能只看数值大小，还要进行一定的转化：
(1)换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值大小。
(2)比较化学反应速率与化学计量数的比值。如反应aA(g)＋bB(g)cC(g)，要比较v(A)与v(B)的相对大小，即比较eq \f(v(A),a)与eq \f(v(B),b)的相对大小，若eq \f(v(A),a)＞eq \f(v(B),b)，则用v(A)表示的反应速率比用v(B)表示的反应速率大。
1．反应：3A(g)＋B(g)===2C(g)＋2D(g)，在不同条件下，用不同物质表示其反应速率，分别为①v(A)＝0.6 ml·L－1·min－1；②v(B)＝0.45 ml·L－1·min－1；③v(C)＝0.015 ml·L－1·min－1；④v(D)＝0.45 ml·L－1·min－1。则此反应在不同条件下进行最快的是( )
A．②③ B．①③
C．②④ D．②
D [化学反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝3∶1∶2∶2，则用A表示的化学反应速率分别为①中v(A)＝0.6 ml·L－1·min－1；②中v(A)＝3v(B)＝0.45 ml·L－1·min－1×3＝1.35 ml·L－1·min－1；③中v(A)＝eq \f(3,2)v(C)＝eq \f(3,2)×0.015 ml·L－1·min－1＝0.022 5 ml·L－1·min－1；④中v(A)＝eq \f(3,2)v(D)＝eq \f(3,2)×0.45 ml·L－1·min－1＝0.675 ml·L－1·min－1。所以在不同条件下，进行最快的是②，D项正确。]
2．反应4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)在10 L密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45 ml，则此反应的速率可表示为( )
A．v(NH3)＝0.01 ml·L－1·s－1
B．v(O2)＝0.001 ml·L－1·s－1
C．v(NO)＝0.001 ml·L－1·s－1
D．v(H2O)＝0.045 ml·L－1·s－1
C [根据化学反应速率的计算公式： v(H2O)＝0.45 ml/(10 L×30 s)＝0.001 5 ml·L－1·s－1，则v(NH3)＝v(NO)＝eq \f(4,6)v(H2O)＝0.001 ml·L－1·s－1, v(O2)＝eq \f(5,6)v(H2O)＝0.001 25 ml·L－1·s－1。]
古代皇室专用版冰箱——“冰鉴”
在周朝的时候，古人就发明了一种东西——冰鉴，专门用来保存“冰”。最开始的时候，冰鉴只是用来保存冰，让皇帝解暑用的，而到了后面，有个御膳房的厨师发现：在北方，冬天下雪的时候，寒气可以让食物“更长久”的保鲜，而冰也是一种寒气，所以就发明了用冰鉴进行保鲜。
古代的“冰鉴” 现代的冰箱
[问题1] 古代的“冰鉴”和现代的冰箱能够较长时间保存食物的原理是什么？
提示：通过降低温度，降低化学反应的速率，起到延长食品保存时间的作用。
[问题2] 生活中用煤粉代替煤块并向炉膛鼓风，可以使炉火更旺，原理是什么？
提示：增大煤与空气的接触面积，加快反应速率。
在一密闭容器中充入1 ml H2和1 ml I2，压强为p(Pa)，并在一定温度下使其发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)。该密闭容器有一个可移动的活塞(如图)。
[问题1] 向下压缩活塞，容器内气体压强如何变化？气体浓度如何变化？反应速率如何变化？
提示：向下压缩活塞，气体压强增大，气体浓度增大，化学反应速率加快。
[问题2] 保持容器的容积不变，向其中充入氦气(He)，反应速率如何变化？
提示：充入氦气，尽管压强增大，但反应物浓度不变，反应速率不变。
[问题3] 保持容器内气体压强不变，向其中充入氦气(He)，反应速率如何变化？
提示：充入氦气，尽管压强不变，但容器的体积增大，反应物浓度减小，反应速率减小。
1．浓度对反应速率影响的理解
(1)固体或纯液体的浓度为常数，所以增加其用量时，化学反应速率不变。
(2)增大固体的表面积或将固体溶于一定溶剂，能增大化学反应速率。
2．压强对反应速率影响的理解
压强对反应速率的影响，是通过改变气体的浓度来实现的，故一般意义上的增大压强是指压缩气体的体积。
(1)对无气体参加的化学反应，改变压强时，化学反应速率基本不变。如MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O。
(2)对有气体参加的化学反应，压强对化学反应速率的影响可简化理解为
压强改变→eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(物质浓度改变→反应速率改变,物质浓度不变→反应速率不变))
①恒温时：增大压强eq \(――→,\s\up10(引起))体积缩小eq \(――→,\s\up10(引起))反应速率增大。
②气体反应体系中充入惰性气体(不参与反应)时对反应速率的影响：
恒容：充入惰性气体―→总压增大―→反应物浓度不变―→反应速率不变。
恒压：充入惰性气体―→体积增大―→反应物浓度减小―→反应速率减小。
【例题】 某实验小组以H2O2分解为例，研究浓度、催化剂、温度对反应速率的影响。按照如下方案完成实验。
通过实验得到氧气的体积与时间的关系如图所示。回答下列问题：
(1)代表实验①的图示是________。
(2)对比实验③和④的目的是________________________________________
________________________________________________________________。
(3)通过上面对比实验，所得出的实验结论是__________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
【解题指南】 解答本题要明确以下两点
(1)理解影响化学反应速率的因素。
(2)反应速率只与参与反应的微粒有关。
[解析] (1)反应温度越高，使用催化剂，反应物浓度越大，反应速率越快，实验①中双氧水浓度最小，没有使用催化剂，温度为25 ℃，则在实验①～④中反应速率最小，图中斜率越大，反应速率越快，并且①中产生O2是②、③、④的一半，则代表实验①的为Ⅳ。
(2)实验③、④中，反应物浓度、反应温度相同，而实验④中使用了催化剂，所以对比实验③和④的目的是研究催化剂对反应速率的影响。
(3)根据实验①、②可知，增大反应物浓度，反应速率加快；根据实验②、③可知，升高反应温度，反应速率加快；根据实验③、④可知，使用合适的催化剂，反应速率加快；通过对比实验，得出的实验结论是其他条件不变，增大反应物浓度或升高温度或加入合适的催化剂，化学反应速率加快。
[答案] (1)Ⅳ (2)研究催化剂对反应速率的影响 (3)其他条件不变，增大反应物浓度或升高温度或加入合适的催化剂，化学反应速率加快
[变式旁通] (1)图中曲线Ⅰ代表的是哪个实验？
(2)实验②、③哪个放出气泡的速率快？
[答案] (1)④ (2)③
控制变量法探究影响化学反应速率的因素
(1)准确变量
在研究影响化学反应速率的因素时，由于外界影响因素较多，故为弄清某个因素的影响均需控制其他因素相同或不变，再进行实验，从而理清影响实验探究结果的因素。
(2)定多变一
在探究时，应先确定其他因素不变，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，这样确定一种因素的影响结果以后，再确定另一种因素的影响结果，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．NO和CO都是汽车尾气里的有害物质，它们能缓慢地发生反应生成氮气和二氧化碳气体：2NO＋2CO===N2＋2CO2。对此反应，下列叙述正确的是( )
A．使用合适的催化剂能加快反应速率
B．压强增大不影响化学反应速率
C．冬天气温低，反应速率降低，对人体危害减小
D．无论外界条件怎样改变，均对此化学反应的速率无影响
A [使用合适的催化剂能加快反应速率，A正确；增大压强反应速率增大，B错误；冬天气温低，反应速率降低，因为NO、CO都有毒，对人类危害增大，C错误；改变温度、压强等外界条件，化学反应速率会改变，D错误。]
4．反应3Fe(s)＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up10(高温))Fe3O4(s)＋4H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，试回答：
(1)增加Fe的量，其反应速率________(填“增大”“不变”或“减小”，下同)。
(2)将容器的体积缩小一半，其反应速率________。
(3)保持体积不变，充入N2使体系压强增大，其反应速率____。
(4)保持压强不变，充入N2使容器的体积增大，其反应速率________。
[解析] (1)由于Fe是固体，改变Fe的量，反应物浓度不变，故反应速率不变。(2)将容器体积缩小一半，则反应物浓度增大，故反应速率增大。(3)容器体积不变，充入N2，反应物浓度不变，故反应速率不变。(4)保持容器内压强不变，充入N2容器体积增大，即反应物和生成物浓度均减小，故反应速率减小。
[答案] (1)不变 (2)增大 (3)不变 (4)减小
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质量的多少来表示
D．化学反应速率常用单位有ml·L－1·s－1和ml·L－1·min－1
C [化学反应速率用单位时间内反应物或生成物的浓度变化量来表示，而不采用物质的质量或物质的量来表示。]
2．将4 ml A和2 ml B在2 L的密闭容器中混合，并在一定条件下发生反应：2A(s)＋B(g)2C(g)，反应2 s 后测得C的浓度为0.6 ml·L－1。下列说法正确的是( )
A．用物质A表示2 s内的平均反应速率为0.3 ml·L－1·s－1
B．用物质B表示2 s内的平均反应速率为0.6 ml·L－1·s－1
C．2 s时v(C)＝0.3 ml·L－1·s－1
D．2 s时物质B的浓度为0.7 ml·L－1
D [不能用固体物质的浓度变化量表示化学反应速率，A错误；化学反应速率是平均值不是瞬时值，C错误；据题目条件知v(C)＝0.6 ml·L－1÷2 s＝0.3 ml·L－1·s－1，则v(B)＝0.3 ml·L－1·s－1÷2＝0.15 ml·L－1·s－1，则2 s时物质B的浓度为2 ml÷2 L－0.6 ml·L－1÷2＝0.7 ml·L－1，B错误，D正确。]
3．在反应：C(s)＋CO2(g)===2CO(g)中，可使反应速率增大的措施是( )
①增大压强 ②升高温度 ③通入CO2 ④增加碳的量 ⑤用等量炭粉代替焦炭
A．①②③ B．②③④⑤
C．①②③⑤D．②③④
C [因为碳是固体，只增加它的量，不能加快反应速率，但是若用炭粉代替焦炭，能增大与CO2的接触面积，故反应速率加快。]
4．把镁条投入盛有盐酸的敞口容器中，产生氢气的速率变化曲线如图所示。下列因素中影响该反应速率的是( )
①盐酸的浓度 ②镁条的质量
③溶液的温度 ④Cl－的浓度
A．①④ B．③④
C．①③D．②③
C [镁与盐酸反应的离子方程式为Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，与H＋有关，与Cl－无关。在镁与盐酸的反应中，刚开始时H＋的浓度最大，反应速率应最大，但由于此反应为放热反应，温度升高，化学反应速率还会增大，随着化学反应的进行，H＋浓度逐渐减小，化学反应速率又逐渐减慢。]
5．某温度下，在2 L密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质发生化学反应时，物质的量随时间变化的关系曲线如图所示：
(1)由图中的数据分析，该反应的化学方程式为________________________
_______________________________________________________________。
(2)5 min内用Z表示的平均反应速率为____________。
(3)化学反应速率受到很多因素的影响，例如：向炉膛内鼓风，用煤粉代替煤块可以使炉火更旺。这是调控______________因素。
[解析] 据图可知，X、Y是反应物，Z是生成物，三者的物质的量变化量分别是0.6 ml、0.2 ml、0.6 ml，且该反应是可逆反应，故该反应的化学方程式是3X＋Y3Z。5 min内Z的反应速率是0.6 ml÷2 L÷5 min＝0.06 ml·L－1·min－1。
[答案] (1)3X＋Y3Z (2)0.06 ml·L－1·min－1 (3)反应物浓度、固体表面积学 习
任 务
1.能从内因、外因两个方面认识化学反应速率。
2.学会运用控制变量方法研究影响化学反应速率的因素。
3.初步建立变化观念与平衡思想，能运用动态平衡的观点看待和分析化学变化。
4.认识化学反应速率的研究在生产、生活中的重要作用。
实验操作
实验现象
①有少量气泡出现
②产生大量气泡
实验结论
MnO2可以使H2O2分解的速率加快
实验操作
试管中均为5 mL 12%的H2O2溶液
实验现象
①产生气泡速率较慢
②产生气泡速率较快
实验结论
其他条件相同时，用水浴加热，化学反应速率增大，常温，化学反应速率减小
实验操作
实验现象
①产生气泡速率较慢
②产生气泡速率较快
实验结论
其他条件相同时，增大浓度，化学反应速率增大，减小浓度，化学反应速率减小
实验操作
取两支试管，向其中一支加入约5 g块状大理石，另一支加入约5 g粉末状大理石，再各加入5 mL 4 ml·L－1盐酸，观察并记录实验现象
现象与结论
块状大理石与盐酸反应的速率较慢，粉末状大理石与盐酸反应的速率快，说明增大反应物的接触面积，能增大反应速率
化学反应速率的计算与比较
探究影响化学反应速率的因素
反应物
催化剂
温度
①
10 mL 10%H2O2溶液
无
25 ℃
②
10 mL 20%H2O2溶液
无
25 ℃
③
10 mL 20%H2O2溶液
无
40 ℃
④
10 mL 20%H2O2溶液
1～2滴0.1 ml·L－1FeCl3溶液
40 ℃
知识点一 化学反应速率
1．化学反应速率及其表示方法
(1)概念：化学反应速率是用来衡量化学反应过程进行快慢程度的物理量。
(2)表示方法：可用单位时间内反应物浓度的减少或者生成物浓度的增加来表示。
(3)计算：表达式为v＝eq \f(Δc,Δt)。
式中：Δc为浓度的变化量，一般以ml·L－1为单位；
Δt为时间，一般以s或min为单位。
(4)常用单位有：ml·L－1·s－1或ml·L－1·min－1。
2．规律
对于同一反应，用不同的物质来表示反应速率，其比值一定等于化学方程式中相应的化学计量数之比。
如对于反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。
微点拨：(1)一个确定的化学反应涉及反应物、生成物等多种物质，因而定量表示一个化学反应的反应速率时，必须指明是用哪一种反应物或哪一种生成物来表示。
(2)无论是用某一反应物表示还是用某一生成物表示，其化学反应速率都取正值，而且是某一段时间内的平均速率，不是某一时刻的瞬时速率。
(3)在一定温度下，对于固体和纯液体物质来说，其单位体积里的物质的量不会改变，即它们的物质的量浓度为常数，故一般不用固体或纯液体物质来表示反应速率。
在体积为100 mL的溶液中，发生下列反应：
16H＋＋2MnOeq \\al(－,4)＋10Br－===2Mn2＋＋5Br2＋8H2O。已知，反应开始时，Br－的物质的量为0.01 ml；经过10 s后，Br－的物质的量变为0.002 ml。假设反应过程中溶液的体积保持不变，则在这10 s内，Br－消耗的平均速率是多少？
提示：Δc(Br－)＝Δn(Br－)/V＝(0.01 ml－0.002 ml)/0.1 L＝0.08 ml·L－1，v＝eq \f(Δc,Δt)＝0.08 ml·L－1÷10 s＝0.008 ml·L－1·s－1。
知识点二 影响化学反应速率的因素
1．[基础实验]化学反应速率的影响因素
实验1.催化剂对化学反应速率的影响
微点拨：催化剂有正、负之分，正催化剂能加快反应速率，负催化剂减慢反应速率，不特别指明的条件下，均指正催化剂。催化剂只对某一特定反应具有催化作用，即有专一性。
实验2.温度对化学反应速率的影响
实验3.浓度对化学反应速率的影响
实验4.反应物状态对化学反应速率的影响
微点拨：影响化学反应速率的因素除温度、催化剂和反应物浓度外，还有反应物的状态、固体的表面积等许多因素。
2．控制变量法
受多因素影响的问题每次只改变其中的一个因素，而控制其余几个因素不变，研究被改变的因素对事物发展的影响。这样，就将多因素问题拆解为多个单因素问题分别开展研究，化繁为简，再进行综合分析，最后得出结论。这种方法称为控制变量法。
判断下列说法是否正确。(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)Na、Mg、Al的金属性决定了它们与水反应的速率大小。(√)
(2)对一定条件下C(s)＋O2(g)eq \(=====,\s\up10(△),\s\d10( ))CO2(g)的反应，增加C的量，该反应的化学反应速率加快。(×)
(3)升高温度，化学反应速率减小。(×)
(4)改变压强，化学反应速率必须改变。(×)
(5)用铁和稀硫酸反应制取氢气时，换成浓硫酸，产生氢气的速率加快。(×)
化学反应在我们的生活、生产、科研中无处不在。
[问题1] 观察上面图片，说说哪些图片表示的过程中化学反应较快？哪些表示的化学反应较慢？
提示：火箭发射、汽油的燃烧过程中化学反应较快；溶洞的形成、铁制品生锈过程中化学反应较慢。
[问题2] 探究在同一化学反应中，用不同物质表示该反应的速率时，各数据之间有什么关系？
提示：在同一化学反应中，用不同物质的浓度变化表示的化学反应速率之比等于该化学方程式中相应物质的化学计量数之比，这是有关化学反应速率的计算或换算的依据。
1．化学反应速率的计算方法
(1)根据v(A)＝eq \f(Δc(A),Δt)＝eq \f(Δn(A),V·Δt)计算。
(2)根据同一化学反应不同物质的速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比计算。
2．反应速率大小比较的两种方法
同一化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同，比较化学反应速率的快慢不能只看数值大小，还要进行一定的转化：
(1)换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值大小。
(2)比较化学反应速率与化学计量数的比值。如反应aA(g)＋bB(g)cC(g)，要比较v(A)与v(B)的相对大小，即比较eq \f(v(A),a)与eq \f(v(B),b)的相对大小，若eq \f(v(A),a)＞eq \f(v(B),b)，则用v(A)表示的反应速率比用v(B)表示的反应速率大。
1．反应：3A(g)＋B(g)===2C(g)＋2D(g)，在不同条件下，用不同物质表示其反应速率，分别为①v(A)＝0.6 ml·L－1·min－1；②v(B)＝0.45 ml·L－1·min－1；③v(C)＝0.015 ml·L－1·min－1；④v(D)＝0.45 ml·L－1·min－1。则此反应在不同条件下进行最快的是( )
A．②③ B．①③
C．②④ D．②
D [化学反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝3∶1∶2∶2，则用A表示的化学反应速率分别为①中v(A)＝0.6 ml·L－1·min－1；②中v(A)＝3v(B)＝0.45 ml·L－1·min－1×3＝1.35 ml·L－1·min－1；③中v(A)＝eq \f(3,2)v(C)＝eq \f(3,2)×0.015 ml·L－1·min－1＝0.022 5 ml·L－1·min－1；④中v(A)＝eq \f(3,2)v(D)＝eq \f(3,2)×0.45 ml·L－1·min－1＝0.675 ml·L－1·min－1。所以在不同条件下，进行最快的是②，D项正确。]
2．反应4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)在10 L密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45 ml，则此反应的速率可表示为( )
A．v(NH3)＝0.01 ml·L－1·s－1
B．v(O2)＝0.001 ml·L－1·s－1
C．v(NO)＝0.001 ml·L－1·s－1
D．v(H2O)＝0.045 ml·L－1·s－1
C [根据化学反应速率的计算公式： v(H2O)＝0.45 ml/(10 L×30 s)＝0.001 5 ml·L－1·s－1，则v(NH3)＝v(NO)＝eq \f(4,6)v(H2O)＝0.001 ml·L－1·s－1, v(O2)＝eq \f(5,6)v(H2O)＝0.001 25 ml·L－1·s－1。]
古代皇室专用版冰箱——“冰鉴”
在周朝的时候，古人就发明了一种东西——冰鉴，专门用来保存“冰”。最开始的时候，冰鉴只是用来保存冰，让皇帝解暑用的，而到了后面，有个御膳房的厨师发现：在北方，冬天下雪的时候，寒气可以让食物“更长久”的保鲜，而冰也是一种寒气，所以就发明了用冰鉴进行保鲜。
古代的“冰鉴” 现代的冰箱
[问题1] 古代的“冰鉴”和现代的冰箱能够较长时间保存食物的原理是什么？
提示：通过降低温度，降低化学反应的速率，起到延长食品保存时间的作用。
[问题2] 生活中用煤粉代替煤块并向炉膛鼓风，可以使炉火更旺，原理是什么？
提示：增大煤与空气的接触面积，加快反应速率。
在一密闭容器中充入1 ml H2和1 ml I2，压强为p(Pa)，并在一定温度下使其发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)。该密闭容器有一个可移动的活塞(如图)。
[问题1] 向下压缩活塞，容器内气体压强如何变化？气体浓度如何变化？反应速率如何变化？
提示：向下压缩活塞，气体压强增大，气体浓度增大，化学反应速率加快。
[问题2] 保持容器的容积不变，向其中充入氦气(He)，反应速率如何变化？
提示：充入氦气，尽管压强增大，但反应物浓度不变，反应速率不变。
[问题3] 保持容器内气体压强不变，向其中充入氦气(He)，反应速率如何变化？
提示：充入氦气，尽管压强不变，但容器的体积增大，反应物浓度减小，反应速率减小。
1．浓度对反应速率影响的理解
(1)固体或纯液体的浓度为常数，所以增加其用量时，化学反应速率不变。
(2)增大固体的表面积或将固体溶于一定溶剂，能增大化学反应速率。
2．压强对反应速率影响的理解
压强对反应速率的影响，是通过改变气体的浓度来实现的，故一般意义上的增大压强是指压缩气体的体积。
(1)对无气体参加的化学反应，改变压强时，化学反应速率基本不变。如MgO＋2HCl===MgCl2＋H2O。
(2)对有气体参加的化学反应，压强对化学反应速率的影响可简化理解为
压强改变→eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(物质浓度改变→反应速率改变,物质浓度不变→反应速率不变))
①恒温时：增大压强eq \(――→,\s\up10(引起))体积缩小eq \(――→,\s\up10(引起))反应速率增大。
②气体反应体系中充入惰性气体(不参与反应)时对反应速率的影响：
恒容：充入惰性气体―→总压增大―→反应物浓度不变―→反应速率不变。
恒压：充入惰性气体―→体积增大―→反应物浓度减小―→反应速率减小。
【例题】 某实验小组以H2O2分解为例，研究浓度、催化剂、温度对反应速率的影响。按照如下方案完成实验。
通过实验得到氧气的体积与时间的关系如图所示。回答下列问题：
(1)代表实验①的图示是________。
(2)对比实验③和④的目的是________________________________________
________________________________________________________________。
(3)通过上面对比实验，所得出的实验结论是__________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________。
【解题指南】 解答本题要明确以下两点
(1)理解影响化学反应速率的因素。
(2)反应速率只与参与反应的微粒有关。
[解析] (1)反应温度越高，使用催化剂，反应物浓度越大，反应速率越快，实验①中双氧水浓度最小，没有使用催化剂，温度为25 ℃，则在实验①～④中反应速率最小，图中斜率越大，反应速率越快，并且①中产生O2是②、③、④的一半，则代表实验①的为Ⅳ。
(2)实验③、④中，反应物浓度、反应温度相同，而实验④中使用了催化剂，所以对比实验③和④的目的是研究催化剂对反应速率的影响。
(3)根据实验①、②可知，增大反应物浓度，反应速率加快；根据实验②、③可知，升高反应温度，反应速率加快；根据实验③、④可知，使用合适的催化剂，反应速率加快；通过对比实验，得出的实验结论是其他条件不变，增大反应物浓度或升高温度或加入合适的催化剂，化学反应速率加快。
[答案] (1)Ⅳ (2)研究催化剂对反应速率的影响 (3)其他条件不变，增大反应物浓度或升高温度或加入合适的催化剂，化学反应速率加快
[变式旁通] (1)图中曲线Ⅰ代表的是哪个实验？
(2)实验②、③哪个放出气泡的速率快？
[答案] (1)④ (2)③
控制变量法探究影响化学反应速率的因素
(1)准确变量
在研究影响化学反应速率的因素时，由于外界影响因素较多，故为弄清某个因素的影响均需控制其他因素相同或不变，再进行实验，从而理清影响实验探究结果的因素。
(2)定多变一
在探究时，应先确定其他因素不变，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，这样确定一种因素的影响结果以后，再确定另一种因素的影响结果，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．NO和CO都是汽车尾气里的有害物质，它们能缓慢地发生反应生成氮气和二氧化碳气体：2NO＋2CO===N2＋2CO2。对此反应，下列叙述正确的是( )
A．使用合适的催化剂能加快反应速率
B．压强增大不影响化学反应速率
C．冬天气温低，反应速率降低，对人体危害减小
D．无论外界条件怎样改变，均对此化学反应的速率无影响
A [使用合适的催化剂能加快反应速率，A正确；增大压强反应速率增大，B错误；冬天气温低，反应速率降低，因为NO、CO都有毒，对人类危害增大，C错误；改变温度、压强等外界条件，化学反应速率会改变，D错误。]
4．反应3Fe(s)＋4H2O(g)eq \(=====,\s\up10(高温))Fe3O4(s)＋4H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，试回答：
(1)增加Fe的量，其反应速率________(填“增大”“不变”或“减小”，下同)。
(2)将容器的体积缩小一半，其反应速率________。
(3)保持体积不变，充入N2使体系压强增大，其反应速率____。
(4)保持压强不变，充入N2使容器的体积增大，其反应速率________。
[解析] (1)由于Fe是固体，改变Fe的量，反应物浓度不变，故反应速率不变。(2)将容器体积缩小一半，则反应物浓度增大，故反应速率增大。(3)容器体积不变，充入N2，反应物浓度不变，故反应速率不变。(4)保持容器内压强不变，充入N2容器体积增大，即反应物和生成物浓度均减小，故反应速率减小。
[答案] (1)不变 (2)增大 (3)不变 (4)减小
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质量的多少来表示
D．化学反应速率常用单位有ml·L－1·s－1和ml·L－1·min－1
C [化学反应速率用单位时间内反应物或生成物的浓度变化量来表示，而不采用物质的质量或物质的量来表示。]
2．将4 ml A和2 ml B在2 L的密闭容器中混合，并在一定条件下发生反应：2A(s)＋B(g)2C(g)，反应2 s 后测得C的浓度为0.6 ml·L－1。下列说法正确的是( )
A．用物质A表示2 s内的平均反应速率为0.3 ml·L－1·s－1
B．用物质B表示2 s内的平均反应速率为0.6 ml·L－1·s－1
C．2 s时v(C)＝0.3 ml·L－1·s－1
D．2 s时物质B的浓度为0.7 ml·L－1
D [不能用固体物质的浓度变化量表示化学反应速率，A错误；化学反应速率是平均值不是瞬时值，C错误；据题目条件知v(C)＝0.6 ml·L－1÷2 s＝0.3 ml·L－1·s－1，则v(B)＝0.3 ml·L－1·s－1÷2＝0.15 ml·L－1·s－1，则2 s时物质B的浓度为2 ml÷2 L－0.6 ml·L－1÷2＝0.7 ml·L－1，B错误，D正确。]
3．在反应：C(s)＋CO2(g)===2CO(g)中，可使反应速率增大的措施是( )
①增大压强 ②升高温度 ③通入CO2 ④增加碳的量 ⑤用等量炭粉代替焦炭
A．①②③ B．②③④⑤
C．①②③⑤D．②③④
C [因为碳是固体，只增加它的量，不能加快反应速率，但是若用炭粉代替焦炭，能增大与CO2的接触面积，故反应速率加快。]
4．把镁条投入盛有盐酸的敞口容器中，产生氢气的速率变化曲线如图所示。下列因素中影响该反应速率的是( )
①盐酸的浓度 ②镁条的质量
③溶液的温度 ④Cl－的浓度
A．①④ B．③④
C．①③D．②③
C [镁与盐酸反应的离子方程式为Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，与H＋有关，与Cl－无关。在镁与盐酸的反应中，刚开始时H＋的浓度最大，反应速率应最大，但由于此反应为放热反应，温度升高，化学反应速率还会增大，随着化学反应的进行，H＋浓度逐渐减小，化学反应速率又逐渐减慢。]
5．某温度下，在2 L密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质发生化学反应时，物质的量随时间变化的关系曲线如图所示：
(1)由图中的数据分析，该反应的化学方程式为________________________
_______________________________________________________________。
(2)5 min内用Z表示的平均反应速率为____________。
(3)化学反应速率受到很多因素的影响，例如：向炉膛内鼓风，用煤粉代替煤块可以使炉火更旺。这是调控______________因素。
[解析] 据图可知，X、Y是反应物，Z是生成物，三者的物质的量变化量分别是0.6 ml、0.2 ml、0.6 ml，且该反应是可逆反应，故该反应的化学方程式是3X＋Y3Z。5 min内Z的反应速率是0.6 ml÷2 L÷5 min＝0.06 ml·L－1·min－1。
[答案] (1)3X＋Y3Z (2)0.06 ml·L－1·min－1 (3)反应物浓度、固体表面积学 习
任 务
1.能从内因、外因两个方面认识化学反应速率。
2.学会运用控制变量方法研究影响化学反应速率的因素。
3.初步建立变化观念与平衡思想，能运用动态平衡的观点看待和分析化学变化。
4.认识化学反应速率的研究在生产、生活中的重要作用。
实验操作
实验现象
①有少量气泡出现
②产生大量气泡
实验结论
MnO2可以使H2O2分解的速率加快
实验操作
试管中均为5 mL 12%的H2O2溶液
实验现象
①产生气泡速率较慢
②产生气泡速率较快
实验结论
其他条件相同时，用水浴加热，化学反应速率增大，常温，化学反应速率减小
实验操作
实验现象
①产生气泡速率较慢
②产生气泡速率较快
实验结论
其他条件相同时，增大浓度，化学反应速率增大，减小浓度，化学反应速率减小
实验操作
取两支试管，向其中一支加入约5 g块状大理石，另一支加入约5 g粉末状大理石，再各加入5 mL 4 ml·L－1盐酸，观察并记录实验现象
现象与结论
块状大理石与盐酸反应的速率较慢，粉末状大理石与盐酸反应的速率快，说明增大反应物的接触面积，能增大反应速率
化学反应速率的计算与比较
探究影响化学反应速率的因素
反应物
催化剂
温度
①
10 mL 10%H2O2溶液
无
25 ℃
②
10 mL 20%H2O2溶液
无
25 ℃
③
10 mL 20%H2O2溶液
无
40 ℃
④
10 mL 20%H2O2溶液
1～2滴0.1 ml·L－1FeCl3溶液
40 ℃
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