2024届高考化学一轮复习专题7第33讲化学反应速率基础学案

这是一份2024届高考化学一轮复习专题7第33讲化学反应速率基础学案，共29页。

1．了解化学反应速率的概念和定量表示方法。 2．了解催化剂的重要作用以及催化反应机理。 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，能用相关理论解释一般规律。
化学反应速率及相关计算
1．化学反应速率的含义
(1)定义：通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增大(取正值)来表示。
(2)表示方法：v＝eq \f(Δc,Δt)，单位为ml·L－1·s－1等。
2．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，用不同物质来表示的反应速率数值可能不同，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或eq \f(vA,a)＝eq \f(vB,b)＝eq \f(vC,c)＝eq \f(vD,d)。
“三段式”求算v(X)、α模板
根据已知条件列方程式计算。
例如，反应 mA(g)＋nB(g)pC(g)
①t0浓度 a b 0
②转化浓度 x eq \f(nx,m) eq \f(px,m)
③t1浓度 a－x b－eq \f(nx,m) eq \f(px,m)
v(A)＝eq \f(x,Δt)，v(B)＝eq \f(nx,m·Δt)，v(C)＝eq \f(px,m·Δt)，
α(A)＝eq \f(x,a)×100%。
3．化学反应速率的认识拓展
(1)同一化学反应在相同条件下，用不同物质表示的化学反应速率，其数值可能不同，但意义相同。
(2)在一定温度下，固体和纯液体物质的浓度是常数，不能用其浓度变化表示速率。
(3)化学反应速率是一段时间内的平均速率，且无论用反应物还是用生成物表示均取正值。
(4)化学反应速率在不同的时间间隔内一般先快后慢。
(5)化学反应速率也可以通过观察或检测气体的体积、体系的压强、颜色的深浅、光的吸收、导电能力等测定。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)化学反应速率是指一定时间内反应物浓度的变化，单位可以是ml/(L·s)。( )
(2)甲、乙两容器中分别充入2 ml NO2和4 ml NO2，5分钟后两者各反应掉NO2 1 ml 和2 ml，则说明二者反应速率之比为1∶2。( )
(3)对于C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)反应，在一定的时间内v(H2O)＝1 ml/(L·s)，可知v(C)＝1 ml/(L·s)。( )
(4)对于2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，v(SO2)＝1 ml/(L·s)与v(O2)＝0.5 ml/(L·s)表示的反应速率前者快。( )
(5)单位时间内反应物浓度的变化量表示正反应速率，生成物浓度的变化量表示逆反应速率。( )
(6)对于任何化学反应来说，都必须用单位时间内反应物或生成物浓度的变化量来表示化学反应速率。( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)×
2．在2 L的密闭容器中发生反应后各物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。
(1)该反应的化学方程式为________________________________________
______________________________________________________________。
(2)0～10 s的平均反应速率v(H2)＝________，v(HI)＝________，v(I2)＝________，三者之比为________。
[答案] (1)H2(g)＋I2(g)2HI(g)
(2)0.039 5 ml/(L·s) 0.079 ml/(L·s) 0.039 5 ml/(L·s) 1∶2∶1
反应速率的有关计算与快慢比较
1．将等物质的量的A、B混合放于2 L的密闭容器中，发生反应3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)。经5 min后达到平衡，平衡时测得D的浓度为0.5 ml/L，c(A)∶c(B)＝3∶5，v(C)＝0.1 ml/(L·min)。
(1)x＝________。
(2)前5 min内B的反应速率v(B)＝________。
(3)平衡时A的转化率为________。
[解析] (1)v(D)＝eq \f(0.5 ml/L,5 min)＝0.1 ml/(L·min)＝v(C)，由此推知x＝2。
(2)v(B)＝eq \f(vC,2)＝eq \f(0.1 ml/L·min,2)＝0.05 ml/(L·min)。
(3)设起始投入A、B的物质的量为2a ml
3A(g)＋B(g)2C(g)＋2D(g)
起始/(ml/L) a a 0 0
转化/(ml/L) 0.75 0.25 0.5 0.5
平衡/(ml/L) a－0.75 a－0.25 0.5 0.5
(a－0.75)∶(a－0.25)＝3∶5解得a＝1.5；
A的转化率α(A)＝eq \f(0.75 ml/L×2 L,1.5 ml/L×2 L)×100%＝50%。
[答案] (1)2 (2)0.05 ml/(L·min) (3)50%
2．反应4CO(g)＋2NO2(g)eq \(=======,\s\up9(催化剂))N2(g)＋4CO2(g)在不同条件下的化学反应速率如下：
①v(CO)＝1.5 ml·L－1·min－1
②v(NO2)＝0.7 ml·L－1·min－1
③v(N2)＝0.4 ml·L－1·min－1
④v(CO2)＝1.1 ml·L－1·min－1
⑤v(NO2)＝0.01 ml·L－1·s－1
上述5种情况反应的速率由大到小的顺序为______________________。
[解析] 利用各物质的反应速率值与相应的化学计量数之比确定大小，比值越大，反应越快。
[答案] ③>①>②>⑤>④
化学反应快慢比较的两种方法
(1)统一物质法：统一单位，统一物质，反应速率值越大反应越快。
(2)比值法：先统一单位，然后计算各物质反应速率与相应化学计量数之比，比值越大反应越快。
化学反应速率的影响因素
1．活化能与反应历程
(1)反应历程(反应机理)
2HIH2＋I2的反应分下列两步反应历程：
2HI―→H2＋2I· 2I·―→I2
其中每一步反应都称为基元反应。反应历程又称反应机理。
(2)有效碰撞
①定义：能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞。
②条件：反应物分子必须具有一定的能量和碰撞时有合适的取向。
(3)活化分子：发生有效碰撞的分子必须具有足够的能量，这种分子叫做活化分子。
(4)活化能及意义
活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差，叫做反应的活化能。活化能越小，反应速率越大。
2．影响化学反应速率的外界因素及理论解释
压强和催化剂对化学反应速率的影响
①恒温时，压缩体积(增大压强)eq \(――→,\s\up9(引起))气体浓度增大eq \(――→,\s\up9(引起))反应速率加快。
②恒温恒容：充入“惰性气体”eq \(――→,\s\up9(引起))总压强增大，但各物质的浓度不变(活化分子浓度不变)，反应速率不变。
③恒温恒压：充入“惰性气体”eq \(――→,\s\up9(引起))体积增大eq \(――→,\s\up9(引起))各气体浓度减小(活化分子浓度减小)eq \(――→,\s\up9(引起))反应速率减慢。
④催化剂改变反应历程、降低反应活化能示意图。
⇨eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(催化剂参与化学反应，改变反应历程,催化剂降低反应活化能,催化剂不改变反应的焓变))
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)活化分子之间的碰撞一定是有效碰撞。( )
(2)升高温度，活化分子间的有效碰撞次数增加。( )
(3)反应体系中增加任何反应物的量，均可以增大反应速率。( )
(4)Zn与稀H2SO4反应时，向其中加几滴CuSO4溶液可以加快反应，加入醋酸钠溶液可以减缓反应。 ( )
(5)使用催化剂可以改变反应的活化能，改变反应的焓变ΔH。( )
(6)增大体系的压强，有气体参加的反应速率一定增大。( )
[答案] (1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)× (6)×
2．在有气体参与的反应中：①增大反应物浓度、②升高温度、③增大压强(压缩体积)、④加入催化剂，若以上四种方法均可使反应速率增大，回答下列问题(填序号)：
(1)降低反应活化能的是________。
(2)增加活化分子百分数的是________。
(3)未改变活化分子百分数，增加单位体积内分子总数的是________。
(4)增加单位体积内活化分子数的是________。
[答案] (1)④ (2)②④ (3)①③ (4)①②③④
1．一定温度下，反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)在密闭容器中进行，下列措施不改变化学反应速率的是( )
A．缩小容器的体积使压强增大
B．恒容条件下，充入H2
C．恒容条件下，充入一定量的C
D．恒压条件下，充入He
C [A.缩小容器的体积使压强增大，增大单位体积内活化分子个数，所以反应速率增大，故A不符合题意；B.恒容条件下，充入H2，增大生成物浓度，反应速率增大，故B不符合题意；C.由于固体的用量不影响反应速率，所以恒容条件下，充入一定量的C，反应速率不变，故C符合题意；D.恒压条件下，充入He，导致气体总体积增大，组分浓度减小，反应速率减小，故D不符合题意。]
2．下列对图像的分析正确的是( )
A．①可表示某正反应为吸热反应，t1时刻升温过程
B．②表示2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)反应过程中，SO2和O2反应速率大小关系
C．③表示生成物的百分含量变化图中，a相对于b，改变的条件可能是增加某反应物的浓度
D．④表示反应：X(g)＋2Y(g)2Z(g) ΔH>0，反应速率与压强的关系
B [A.①可表示某正反应为放热反应，t1时刻升温过程，A项错误；B.②表示2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)反应过程中，SO2和O2反应速率大小关系，B项正确；C.增大反应物的浓度，平衡正向移动，生成物的浓度增大，百分含量增大，与图像不符，C项错误；D.④增大压强，平衡正向移动，v(正)>v(逆)，D项错误。]
3．一定温度下，反应N2(g)＋O2(g)2NO(g)在密闭容器中进行，回答下列措施对化学反应速率的影响(填“增大”“减小”或“不变”)。
(1)缩小体积使压强增大：________，原因是__________________________
________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(2)恒容充入N2：________。
(3)恒容充入He：________，原因是______________________________
____________________________________________________________。
(4)恒压充入He：________。
[答案] (1)增大 单位体积内活化分子数增加，有效碰撞的次数增加 (2)增大 (3)不变 单位体积内活化分子数不变 (4)减小
“控制变量法”探究反应速率的影响
1．控制变量
科学研究中，对于多因素(多变量)的问题，常常采用只改变其中的某一个因素(变量)，控制其他因素不变的研究方法，使多因素问题变成几个单因素问题。如在探究不同温度对反应速率的影响时，控制浓度、压强、催化剂等因素相同。
2．“控制变量法”探究反应速率影响因素的步骤
3．探究示例
探究温度、催化剂对反应：2H2O2===2H2O＋O2↑的影响，可以确定催化剂(是否加入MnO2)和温度(加热、常温)作为可变量，其他的则控制为不变量。
1．(2022·苏州一模)如图是SO2催化氧化过程的能量变化图，下列叙述正确的是( )
A．升高温度，反应速率加快
B．a曲线是加入催化剂时的能量变化曲线
C．该反应的热化学方程式为2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝(E2－E1) kJ·ml－1
D．等量的反应物，相同条件下，使用催化剂时，会放出更多的热量
A [A.升高温度，分子能量增加，可使更多分子转化为活化分子，增大活化分子百分数，也增大了单位体积内分子间的碰撞频率，反应速率加快，A正确；B.催化剂能降低反应的活化能，b曲线是加入催化剂时的能量变化曲线，B错误；C.焓变ΔH＝正反应的活化能－逆反应的活化能，该反应的热化学方程式为2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝(E1－E2) kJ·ml－1，C错误；D.催化剂能降低反应的活化能但不改变焓变，等量的反应物，相同条件下，使用催化剂时，放出热量不变，D错误。]
2．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：
(1)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_______________________________________
_______________________________________________________________。
(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：
表中Vx＝________，理由是________________________________________
________________________________________________________________。
[解析] (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，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。①本实验待测数据可以是“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”；实验Ⅰ和实验Ⅱ可以探究硫酸浓度对反应速率的影响。②实验Ⅲ和实验Ⅳ加入的硫酸铜固体的质量不同，可以探究加入硫酸铜固体的质量与反应速率的关系。
(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，故应保证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探究加入硫酸铜固体的质量对反应速率的影响 (2)2.0 保证反应物K2S2O8的浓度改变，而其他物质的浓度不变
反应机理(或历程)的分析
1．催化剂的“四能”和“四不能”
2．催化反应机理的图像分析
稀碱条件，乙醛合成CH3CH===CHCHO(巴豆醛)的反应历程如图。下列说法正确的是( )
A．苯甲醛也能发生类似反应
B．反应①的活化能大于反应②的活化能
C．反应中，OH－、H2O均为反应催化剂
D．由上述历程可知醛基α­H的酸性强于醇羟基
[思路点拨]
eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(—CHO的α­H参与反应,活化能低))
⇒eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(加成反应,活化能高))
D [由乙醛合成巴豆醛的反应机理可知，该过程先发生α­H与OH－的反应，再发生加成反应，苯甲醛无α­H，不能发生类似反应，A错误；反应①较快，反应②较慢，反应越慢活化能越大，B错误；由图中可知，OH－为反应的催化剂，H2O为反应的中间产物，C错误；由上述历程可知，CH3CHO分子中的α­H可与稀碱中的OH－反应，而醇无法发生类似反应，故可知醛基α­H的酸性强于醇羟基，D正确。]
催化反应机理思维模式
(1)分析反应目的：分清反应物与目标产物。
(2)寻找各步反应的反应物和生成物。
(3)综合分析所有反应历程，确定总反应的反应物(只反应不生成)、生成物(只生成不反应)及中间产物(既生成又消耗)、循环物质或催化剂(既反应又生成)等。
1．铑的配合物离子可催化甲醇的羰基化反应，反应机理如图所示，下列说法错误的是( )
A．总反应的原子利用率达到100%，符合绿色化学的理念
B．反应过程中只有阳离子(Ⅰ)为催化剂
C．反应过程中涉及取代反应
D．若其他条件不变，加入碘乙烷和乙醇，可以制得CH3CH2COOH
B [由反应机理可知，总反应为CO＋CH3OH―→CH3COOH，原子利用率达到100%，符合绿色化学的理念，A正确；结合反应机理可知，阳离子(Ⅰ)、CH3I作为催化剂，B错误；过程⑤的反应为CH3COI＋CH3OH―→CH3I＋CH3COOH，此反应为取代反应，C正确；若其他条件不变，将CH3I换为碘乙烷，将甲醇换成乙醇，过程⑤发生的反应为CH3CH2COI＋CH3CH2OH―→CH3CH2I＋CH3CH2COOH，可以制得CH3CH2COOH，D正确。]
2．(2022·连云港一模)Li2CO3和C只有在MS2的催化作用下才能发生电极反应2Li2CO3＋C－4e－===4Li＋＋3CO2，反应历程中的能量变化如图。
下列说法正确的是( )
A．碳原子在电极反应中均发生氧化反应
B．反应历程中存在碳氧键的断裂和形成
C．反应历程中涉及电子转移的变化均释放能量
D．MS2催化剂通过降低电极反应的焓变使反应速率加快
B [A.碳原子在电极反应中既发生氧化反应也发生还原反应，故A错误；B.图中可以看到由碳酸根离子到二氧化碳存在碳氧键的断裂，从C到CO存在碳氧键的形成，故B正确；C.反应历程中涉及电子转移的变化时，能量增加，均吸收能量，故C错误；D.MS2催化剂通过降低电极反应的活化能，使反应速率加快，故D错误。]
1．(2022·广东选择性考试，T15)在相同条件下研究催化剂Ⅰ、Ⅱ对反应X→2Y的影响，各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图，则( )
A．无催化剂时，反应不能进行
B．与催化剂Ⅰ相比，Ⅱ使反应活化能更低
C．a曲线表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随t的变化
D．使用催化剂Ⅰ时， 0～2 min内， v(X)＝1.0 ml·L－1·min－1
D [根据图示可知，无催化剂也可反应，使用催化剂Ⅰ时反应快，活化能更低，A、B错误；由图可知，使用催化剂Ⅱ时，在0～2 min内Y的浓度变化了2.0 ml·L－1，而a曲线表示的X的浓度变化了2.0 ml·L－1，二者变化量之比不等于化学计量数之比，所以a曲线不表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随时间t的变化，故C错误；D正确。]
2．(2022·辽宁选择性考试，T12)某温度下，在1 L恒容密闭容器中2.0 ml X发生反应2X(s)Y(g)＋2Z(g)，有关数据如下：
下列说法错误的是( )
A．1 min时，Z的浓度大于0.20 ml·L－1
B．2 min时，加入0.20 ml Z，此时v正(Z)C．3 min时，Y的体积分数约为33.3%
D．5 min时，X的物质的量为1.4 ml
B [A项，根据表中数据可知反应逐渐变慢至平衡，2 min时Z的浓度为0.20 ml·L－1·min－1×2 min＝0.40 ml·L－1·min，故1 min时c(Z)>0.20
ml·L－1，正确；B项，4 min时生成Z：0.15 ml·L－1·min×4 min×1 L＝0.6 ml，6 min时生成Z：0.10 ml·L－1·min－1×6 min×1 L＝0.60 ml，故4 min时已达平衡。
2X(s)Y(g) ＋ 2Z(g)
n(始) 2 ml 0 0
Δn 0.60 0.30 ml 0.60 ml
n(平) 1.4 ml 0.30 ml 0.60 ml
K＝0.62×0.3＝0.108。
2 min时c(Z)＝0.40 ml·L－1，c(Y)＝0.20 ml·L－1，又加入0.20 ml Z，Q＝(0.4＋0.2)2×0.2＝0.072v逆(Z)，错误；C项，因为X为固体，φ(Y)＝eq \f(1,3)≈33.3%，正确；D项，5 min时与4 min时X的剩余量相同即1.4 ml，正确。]
3．(2022·山东等级考，T10)在NO催化下，丙烷与氧气反应制备丙烯的部分反应机理如图所示。下列说法错误的是( )
A．含N分子参与的反应一定有电子转移
B．由NO生成HONO的反应历程有2种
C．增大NO的量，C3H8的平衡转化率不变
D．当主要发生包含②的历程时，最终生成的水减少
D [根据反应机理的图示知，含N分子发生的反应有NO＋·OOH===NO2＋·OH、NO＋NO2＋H2O===2HONO、NO2＋·C3H7===C3H6＋HONO、HONO===NO＋·OH，含N分子NO、NO2、HONO中N元素的化合价依次为＋2价、＋4价、＋3价，上述反应中均有元素化合价的升降，都为氧化还原反应，一定有电子转移，A项正确；根据图示，由NO生成HONO的反应历程有2种，B项正确；NO是催化剂，增大NO的量，C3H8的平衡转化率不变，C项正确；无论反应历程如何，在NO催化下丙烷与O2反应制备丙烯的总反应都为2C3H8＋O2eq \(,\s\up9(NO))2C3H6＋2H2O，最终生成的水不变，D项错误。]
4．(2021·辽宁选择性考试，T12)某温度下，降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合，反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期，下列说法错误的是( )
A．其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应速率越大
B．其他条件相同时，降冰片烯浓度越大，反应速率越大
C．条件①，反应速率为0.012 ml·L－1·min－1
D．条件②，降冰片烯起始浓度为3.0 ml·L－1时，半衰期为62.5 min
B [由题干图中曲线①②可知，其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应所需要的时间越短，故反应速率越大，A正确；由题干图中曲线①③可知，其他条件相同时，降冰片烯浓度①是③的两倍，所用时间①也是③的两倍，反应速率相等，故说明反应速率与降冰片烯浓度无关，B错误；由题干图中数据可知，条件①，反应速率为v＝eq \f(Δc,Δt)＝eq \f(3.0 ml·L－1－0,250 min)＝0.012 ml·L－1·min－1，C正确；反应物消耗一半所需的时间称为半衰期，由题干图中数据可知，条件②，降冰片烯起始浓度为3.0 ml·L－1时，半衰期为125 min ÷2＝62.5 min，D正确。]
课时分层作业(三十三) 化学反应速率
1．取50 mL过氧化氢水溶液，在少量I－存在下分解：2H2O2===2H2O＋O2↑。在一定温度下，测得O2的放出量，转换成H2O2浓度(c)如下表：
下列说法不正确的是( )
A．反应20 min时，测得O2体积为224 mL(标准状况)
B．20～40 min，消耗H2O2的平均速率为0.010 ml·L－1·min－1
C．第30 min时的瞬时速率小于第50 min时的瞬时速率
D．H2O2分解酶或Fe2O3代替I－也可以催化H2O2分解
C [A.反应20 min时，过氧化氢的浓度变为0.4 ml·L－1，说明分解的过氧化氢的物质的量n(H2O2)＝(0.80－0.40)ml·L－1×0.05 L＝0.02 ml，过氧化氢分解生成的氧气的物质的量n(O2)＝0.01 ml，标准状况下的体积V＝n·Vm＝0.01 ml×22.4 L·ml－1＝0.224 L＝224 mL，A正确；B.20～40 min，消耗过氧化氢的浓度为(0.40－0.20)ml·L－1＝0.20 ml·L－1，则这段时间内的平均速率v＝eq \f(Δc,t)＝eq \f(0.20 ml·L－1,20 min)＝0.010 ml·L－1·min－1，B正确；C.随着反应的不断进行，过氧化氢的浓度不断减小，某一时刻分解的过氧化氢的量也不断减小，故第30 min时的瞬时速率大于第50 min时的瞬时速率，C错误；D.I－在反应中起到催化的作用，故也可以利用过氧化氢分解酶或Fe2O3代替，D正确。]
2．一定温度下，在某密闭容器中发生反应：2HI(g)H2(g)＋I2(s) ΔH>0，若0～15 s内c(HI)由0.1 ml·L－1降到0.07 ml·L－1，则下列说法正确的是 ( )
A．0～15 s内用I2表示的平均反应速率为v(I2)＝0.001 ml·L－1·s－1
B．c(HI)由0.07 ml·L－1降到0.05 ml·L－1所需的反应时间小于10 s
C．升高温度，正反应速率加快，逆反应速率减慢
D．减小反应体系的体积，化学反应速率加快
D [I2为固态，故不能用它表示化学反应速率，A错误；0～15 s，v(HI)＝eq \f(0.1 ml·L－1－0.07 ml·L－1,15 s)＝0.002 ml·L－1·s－1，若反应仍以该反应速率进行，则t＝eq \f(0.07 ml·L－1－0.05 ml·L－1,0.002 ml·L－1·s－1)＝10 s，但随着反应的进行，反应物浓度降低，反应速率减慢，所用时间应大于10 s，B错误；升高温度，正、逆反应速率均加快，C错误；减小反应体系的体积，从而增大了压强，化学反应速率加快，D正确。]
3．(2022·常州检测)为研究某溶液中溶质R的分解速率的影响因素，分别用三份不同初始浓度的R溶液在不同温度下进行实验，c(R)随时间变化如图。下列说法不正确的是( )
A．25 ℃时，在0～30 min内，R的分解平均速率为
0.033 ml·L－1·min－1
B．对比30 ℃和10 ℃曲线，在50 min时，R的分解百分率相等
C．对比30 ℃和25 ℃曲线，在0～50 min内，能说明R的分解平均速率随温度升高而增大
D．对比30 ℃和10 ℃曲线，在同一时刻，能说明R的分解速率随温度升高而增大
D [A.25 ℃时，在0～30 min内，R的分解平均速度为eq \f(1.8－0.8,30)
ml·L－1·min－1≈0.033 ml·L－1·min－1，正确；B.对比30 ℃和10 ℃曲线，在50 min时，R的分解百分率相等，正确；C.对比30 ℃和25 ℃曲线，在0～50 min内，能说明R的分解平均速率随温度升高而增大，正确；D.对比30 ℃和10 ℃曲线，在同一时刻，两曲线R的浓度不同，不能说明R的分解速率随温度升高而增大，不正确。]
4．某小组探究实验条件对反应速率的影响，设计如下实验，并记录结果如下：
下列说法正确的是( )
A．由实验①②可知，反应速率v与c(I－)成正比
B．实验①～④中，应将H2SO4与淀粉溶液先混合
C．在I－被O2氧化过程中，H＋只是降低活化能
D．由实验③④可知，温度越高，反应速率越慢
A [实验①②中其他条件相同，c(I－)：①<②，且反应速率：①<②，所以反应速率v与c(I－)成正比，A正确；实验①～④中，应将KI溶液与淀粉溶液先混合，再加入H2SO4，在酸性条件下发生氧化还原反应生成碘单质，测定溶液变色的时间，B错误；在I－被O2氧化过程中，H＋除了作催化剂降低活化能，还作为反应物参加反应，C错误；由实验④可知，温度升高，生成的碘单质能被氧气继续氧化，所以④不变色，D错误。]
5．(2022·苏州检测)对水样中溶质M的分解速率影响因素进行研究。在相同温度下，M的物质的量浓度(ml/L)随时间(min)变化的有关实验数据见下表。
下列说法不正确的是( )
A．在0～20 min内，Ⅰ中M的平均分解速率为0.015 ml/(L·min)
B．其他条件相同时，水样酸性越强，M的分解速率越快
C．在0～25 min内，Ⅲ中M的分解百分率比Ⅱ大
D．由于Cu2＋存在，Ⅳ中M的分解速率比Ⅰ快
D [A.根据化学反应速率数学表达式，v(M)＝eq \f(0.4 ml/L－0.1 ml/L,20 min)＝0.015 ml/(L·min)，正确；B.对比Ⅰ和Ⅱ，在相同的时间内，Ⅰ中消耗M的量大于Ⅱ中，说明其他条件下不变，酸性越强，M的分解速率越快，正确；C.在0～25 min内，Ⅲ中M的分解百分率＝eq \f(0.20 ml/L－0.05 ml/L,0.20 ml/L)×100%＝75%，Ⅱ中M的分解百分率＝eq \f(0.40 ml/L－0.16 ml/L,0.40 ml/L)×100%＝60%，因此Ⅲ中M的分解百分率大于Ⅱ，正确；D.Ⅰ和Ⅳ中pH不同，因此不能说明Cu2＋存在，Ⅳ中M的分解速率大于Ⅰ，错误。]
6．探究2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O反应速率的影响因素，有关实验数据如下表所示：
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)C．用H2C2O4表示该反应速率，v(实验1)约为7.87×10－5
ml·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的快慢
C [温度越高，反应速率越快，催化剂可加快反应速率，则a<12.7，b>6.7，A项正确；对照实验1和实验3发现，只有高锰酸钾溶液的浓度不同，且实验1中高锰酸钾溶液的浓度较大，则反应速率：v(实验3)7．某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题：
(1)上述实验中发生反应的化学方程式有____________________________
______________________________________________________________；
(2)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是______________________
______________________________________________________________；
(3)实验室中现有Na2SO3、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4种溶液，可与实验中CuSO4溶液起相似作用的是__________________________________________；
(4)要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有____________________________________________________________________
____________________________________________________________(答两种)；
(5)为了进一步研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，记录获得相同体积的气体所需时间。
①请完成此实验设计，其中：V1＝________，V6＝________，V9＝________；
②反应一段时间后，实验A中的金属呈________色，实验E中的金属呈________色；
③该同学最后得出的结论为：当加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高。但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因_______________________________
__________________________________________________________________。
[解析] (1)锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，加入少量硫酸铜溶液后，锌可置换出铜，反应的化学方程式为Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu、Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。(2)由于CuSO4与Zn反应产生的铜与Zn形成原电池，从而加快了氢气产生的速率。(3)K、Na和Mg均比锌活泼，属于活泼性很强的金属，所以只有Ag2SO4和锌反应生成的银与锌形成电池，从而加快反应速率。(4)影响化学反应速率的因素很多，例如温度、浓度和固体的表面积等，因此加快反应速率的措施有升高反应温度，适当增加硫酸的浓度，增加锌粒的表面积等。(5)①AB属于对照实验，所以V1＝30 mL。根据所加的饱和CuSO4溶液的体积变化趋势来分析，后者的体积总是前面的2倍，所以V6＝10 mL。要保证实验中硫酸的浓度相等，根据实验F中水的体积和饱和CuSO4溶液体积分析实验C中V9＝20 mL－2.5 mL＝17.5 mL。②实验A中没有原电池反应，是锌直接和硫酸的反应，所以金属会变暗。而实验E中生成铜单质，构成了原电池反应，所以呈暗红色。③当加入的CuSO4溶液超过一定量时，会析出大量的金属铜覆盖在锌表面，阻止锌和硫酸的反应，因此反应速率会减小。
[答案] (1)Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu、Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ (2)CuSO4与Zn反应产生的铜与Zn形成原电池，加快了氢气产生的速率 (3)Ag2SO4 (4)升高反应温度，适当增加硫酸的浓度，增加锌粒的表面积(答两种) (5)①30 10 17.5 ②灰黑 暗红 ③当加入的CuSO4溶液超过一定量时，会析出大量的金属铜覆盖在锌表面，阻止锌和硫酸的反应
8．在一体积固定的密闭容器中，某化学反应2Aeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g))Beq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g))＋Deq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(g))在四种不同条件下进行，B、D的起始浓度均为0。反应物A的浓度eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(ml/L))随反应时间eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(min))的变化情况如下表：
根据上述数据，完成下列填空：
(1)实验1中，在10～20 min内，用A表示的该反应的平均速率为________ml/(L·min)。
(2)实验2中c2＝________，反应经20 min就达到平衡，可推测实验2中还隐含的条件是________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(3)设实验1的反应速率为v1，实验3的反应速率为v3，则v3________(填“>”“<”或“＝”，下同)v1，且c3________1.0。
(4)请根据以上实验指出要加快该反应速率可采取的方法：____________________________________________________________________
______________________________________________________(列举3种方法)。
[解析] (1)在实验1中，反应在10～20 min时间内的平均速率v＝eq \f(Δc,Δt)＝eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(0.80－0.67))ml/L,10 min)＝0.013 ml/(L·min)；(2)实验1和实验2达到平衡时，A的浓度不改变且相等，说明实验2与实验1其他条件完全相同，实验2与实验1中A的初始浓度应相同，起始浓度c2＝1.0；实验2较实验1达到平衡时间短，故推测实验2中还隐含的条件是使用了催化剂或增大压强；(3)对比实验3与实验1可知，从10 min至20 min，实验1中A是浓度变化为0.13 ml/L，而实验3中A的浓度变化为0.17 ml/L，这说明了v3>v1，又知实验1的起始浓度为1 ml/L，由平衡浓度可知，实验3的起始浓度大于1 ml/L，即c3>1.0；(4)加快该反应速率可采取的方法：增大反应物A的浓度，升高温度，使用催化剂。
[答案] (1)0.013 (2)1.0 使用了催化剂(或增大压强) (3)> > (4)增大反应物A的浓度，升高温度，使用催化剂(合理即可)探究对象
的反应
2H2O2===2H2O＋O2↑
控制的可变量
催化剂
温度
控制的不变量
浓度、温度等
浓度、催化剂等
实验方案
取等体积的5%H2O2溶液于两支规格相同的试管中，向其中一支试管中加入少量MnO2，另一支不加，在常温下观察
取等体积的5% H2O2溶液于两支规格相同的试管中，给其中一支试管加热，另一支不加热，观察
序号
纯锌
粉/g
2.0 ml·L－1
硫酸/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
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
循环模型
微观粒子模型
确定物质
的方法
进入机理的箭头为反应物，离开机理的箭头为生成物；生成最终产物的步骤同样生成催化剂，其余为中间产物
时间段/min
产物Z的平均生成速率/ml·L－1·min－1
0～2
0.20
0～4
0.15
0～6
0.10
t/min
0
20
40
60
80
c/(ml·L－1)
0.80
0.40
0.20
0.10
0.050
编号
①
②
③
④
温度/℃
20
20
50
80
10 mL H2SO4浓度/(ml·L－1)
0.10
0.10
0.10
0.10
5 mL KI溶液浓度/(ml·L－1)
0.40
0.80
0.40
0.40
1%淀粉溶液体积/mL
1
1
1
1
出现蓝色时间/s
40
21
5
未见蓝色
时间
水样
0
5
10
15
20
25
Ⅰ(pH＝2)
0.40
0.28
0.19
0.13
0.10
0.09
Ⅱ(pH＝4)
0.40
0.31
0.24
0.20
0.18
0.16
Ⅲ(pH＝4)
0.20
0.15
0.12
0.09
0.07
0.05
Ⅳ(pH＝4，含Cu2＋)
0.20
0.09
0.05
0.03
0.01
0
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/
(ml·L－1)
体积
/mL
浓度/
(ml·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
实验/混合溶液
A
B
C
D
E
F
4 ml/L 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
实验序号
时间
浓度
温度/℃
0
10
20
30
40
50
60
1
800
1.0
0.80
0.67
0.57
0.50
0.50
0.50
2
800
c2
0.60
0.50
0.50
0.50
0.50
0.50
3
800
c3
0.92
0.75
0.93
0.60
0.60
0.60
4
820
1.0
0.40
0.25
0.20
0.20
0.20
0.20