化学必修 第二册第二节 化学反应的速率与限度第1课时教案

这是一份化学必修 第二册第二节 化学反应的速率与限度第1课时教案，共20页。

第二节　化学反应的速率与限度
第1课时　化学反应的速率及影响因素



1.知道化学反应平均速率的表示方法。
2.通过实验探究影响化学反应速率的因素。

新知探究(一)　化学反应速率[学考层级]
[自学新教材]
阅读教材，回答下列问题：
1．观察下列图片，从定性的角度想一想哪些化学反应较快，哪些化学反应较慢？

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。
2．不同化学反应进行的快慢差别很大，在科学研究中，需要定量的描述一个反应进行的快慢，如何表示呢？
提示：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(均取正值)来表示(可以根据表达式：v＝来进行计算)。
3．在一个体积为2 L的密闭容器中充入2 mol SO2和1 mol O2，发生反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。5 s后，测得SO3的物质的量为 0.8 mol。试填写下表并思考后面的问题：

2SO2(g)＋ O2(g)2SO3(g)
起始浓度/(mol·L－1)

0.5　

5 s内浓度的变化量/(mol·L－1)
0.4　
0.2
0.4
5 s后浓度/(mol·L－1)
0.6　
0.3　
0.4

分别用SO2、O2和SO3的浓度变化量表示该反应在5 s内的反应速率。
提示：v(SO2)＝0.08 mol·L－1·s－1，v(SO3)＝0.08 mol·L－1·s－1，v(O2)＝0.04 mol·L－1·s－1
[落实新知能]
1．对化学反应速率的正确理解
(1)同一化学反应，用不同物质的浓度变化表示的化学反应速率之比等于反应方程式中相应的物质的化学计量数之比。计量数不同，速率不同，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物质来表示。
(2)无论是用反应物表示还是用生成物表示，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。
(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，所以不用固体或纯液体来表示反应速率。
2．化学反应速率的计算方法
(1)定义式法：利用公式v＝计算化学反应速率，也可以利用该公式计算浓度变化量或反应时间。
(2)关系式法：化学反应速率之比＝物质的量浓度的变化量之比＝物质的量的变化量之比＝化学计量数之比。
(3)三段式法：找出起始、转化、某时刻的数据进行计算，使用三段式法进行计算比较直观明了。计算模型如下：
　　　　　　　aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)
起始/(mol·L－1)　 a　　　b
转化/(mol·L－1)　 x　 　x　　　x　 　x
某时/(mol·L－1)　a－x　b－x　　x　 　x
3．化学反应速率大小的比较方法
(1)归一法：若单位不统一，则要换算成相同的单位；若为不同物质表示的反应速率，则要换算成同一物质来表示反应速率；再比较数值的大小。
(2)比值法：比较化学反应速率与化学计量数的比值，如aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)，比较与，若＞，则说明用A表示的化学反应速率大于用B表示的化学反应速率。
[演练新学考]
1．对于反应：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，下列判断正确的是(　　)
A．用HCl和CaCl2表示的化学反应速率数值不同，但所表示的意义相同
B．不能用CaCO3的浓度的变化来表示化学反应速率，但可以用水来表示
C．用H2O和CO2表示的化学反应速率相同
D．用CaCl2浓度的减少来表示其化学反应速率
解析：选A　CaCO3是固体，H2O为液体，不能用它们表示化学反应速率；CaCl2是生成物，其浓度在反应过程中会增加。在同一反应中，选用不同的物质表示化学反应速率数值可能不同，也可能相同，但意义相同，故正确答案为A项。
2．下列说法正确的是(　　)
A．化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的质量变化来表示
B．用不同物质的浓度变化表示同一时间内、同一反应的速率时，其数值之比等于化学反应方程式中对应物质的化学计量数之比
C．化学反应速率的单位由时间单位和物质的量的单位决定
D．反应过程中，反应物浓度逐渐变小，所以用反应物表示的化学反应速率为负值
解析：选B　A项，化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的物质的量浓度的变化来表示，故错误；B项，用不同物质的浓度变化表示同一时间内、同一反应的速率时，其数值之比等于化学反应方程式中对应物质的化学计量数之比，故正确；C项，化学反应速率单位由时间单位和物质的量浓度的单位决定，故错误；D项，反应过程中，反应物浓度逐渐变小，用反应物或生成物浓度的变化量表示的化学反应速率均为正值，故错误。
3．在一定条件下，反应N2＋3H22NH3在10 L恒容密闭容器中进行，测得2 min内，H2的物质的量由20 mol减少到8 mol，则2 min内H2的化学反应速率为(　　)
A．1.2 mol·L－1·min－1　 B．1.8 mol·L－1·min－1
C．0.6 mol·L－1·min－1 D．0.2 mol·L－1·min－1
解析：选C　v(H2)＝＝＝0.6 mol·L－1·min－1。
4．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 mol·L－1·min－1
②v(B)＝0.45 mol·L－1·min－1
③v(C)＝0.015 mol·L－1·min－1
④v(D)＝0.45 mol·L－1·min－1，则此反应在不同条件下进行最快的是(　　)
A．①　　　　　　　 B．②
C．③ D．④
解析：选B　化学反应速率之比等于化学反应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 mol·L－1·min－1；②中v(A)＝3v(B)＝0.45 mol·L－1·min－1×3＝1.35 mol·L－1·min－1；③中v(A)＝v(C)＝×0.015 mol·L－1·min－1＝0.022 5 mol·L－1·min－1；④中v(A)＝v(D)＝×0.45 mol·L－1·min－1＝0.675 mol·L－1·min－1；所以在不同条件下，进行最快的是②，B项正确。
新知探究(二)　影响化学反应速率的因素[学考层级]
[自学新教材]
阅读教材，回答下列问题：
1．温度对化学反应速率影响的探究
实验
操作

加入2 mL 5%H2O2溶液，同时滴入2滴1 mol·L－1FeCl3溶液。待试管中均有适量气泡出现时，将其中一支试管放入盛有冷水的烧杯中，另一支试管放入盛有热水的烧杯中
实验现象
①产生气泡速率变慢
②产生气泡速率变快
实验结论
对于反应2H2O22H2O＋O2↑来说，降低温度H2O2的分解速率减慢，温度升高，H2O2的分解速率加快

2．浓度对化学反应速率影响的探究
实验
操作

实验现象
装有12%H2O2溶液的试管中先产生气泡
实验结论
增大反应物浓度能使H2O2分解速率加快

3．催化剂对化学反应速率影响的探究
实验
操作

实验
现象
①有少量气泡出现
②能产生大量气泡
③能产生大量气泡
实验
结论
MnO2、FeCl3可以使H2O2分解的速率加快

4．压强对有气体参加的反应速率的影响分析
对于气体来说，在相同温度下，压强越大，一定质量气体的体积越小，单位体积内气体的分子数越多。
(1)增大压强→减小容器体积→反应物浓度增大→化学反应速率增大。
(2)减小压强→增大容器体积→反应物浓度减小→化学反应速率减小。
[说明]　压强对反应速率的影响实质：是通过改变反应物的浓度实现的。
[落实新知能]

1．影响化学反应速率的因素对比
影响因素
影响规律
内因
反应物本
身的性质
反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越大；反之化学反应速率越小
外因浓度
增大反应物的浓度，化学反应速率增大；减小反应物的浓度，化学反应速率减小
温度
升高温度，化学反应速率增大；降低温度，化学反应速率减小
催化剂
一般地，使用催化剂能增大反应速率
压强
有气体参加的反应，增大压强反应速率增大，反之减小
固体的表面积
增大固体反应物的表面积，化学反应速率增大
其他
光照、溶剂、形成原电池等，也能影响化学反应速率

[注意]　固体和纯液体的浓度可视为定值，即增加固体和纯液体的量，一般对化学反应速率几乎无影响。
2．充入非反应气体对反应速率的影响
(1)恒温恒容时
充入“惰性气体”总压增大，但各组分的分压不变，即各物质的浓度不变，反应速率不变。
(2)恒温恒压时
充入“惰性气体”体积增大各反应物浓度减小反应速率减小。
总之，压强改变，若引起浓度改变，则反应速率改变。
[演练新学考]
1．用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率加快的是(　　)
①加热　②不用稀硫酸，改用98%的浓硫酸　③增大稀硫酸的用量　④不用铁片，改用铁粉
A．①②　　　　　　　 B．①③
C．②③ D．③④
解析：选C　用98%的浓硫酸代替稀硫酸，不能增大Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑的反应速率，其原因是Fe在浓硫酸中钝化，Fe与浓硫酸反应不生成H2等；增大稀硫酸的用量并不能增大硫酸的浓度，不能加快反应速率。
2．10 mL 1 mol·L－1盐酸与一小块大理石发生反应：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O，下列措施对该反应的反应速率无影响的是(　　)
A．将盐酸的温度升高10 ℃
B．加入一定量的CaCO3
C．加入5 mL 5 mol·L－1硝酸
D．加入5 mL H2O
解析：选B　A项，升高温度，反应速率加快；B项，加入一定量的CaCO3，CaCO3是固体，对反应速率无影响；C项，加入硝酸，增大了H＋浓度，反应速率加快；D项，加入H2O，稀释了盐酸，H＋浓度减小，反应速率减慢。
3．在下列事实中，各是什么因素影响了化学反应速率。
(1)集气瓶中H2和Cl2的混合气体，在瓶外点燃镁条时发生爆炸：________________。
(2)黄铁矿煅烧时要粉碎成矿粒：________________________________________________________________________。
(3)熔化的KClO3放出气泡很慢，撒入少量MnO2，则很快产生气体：________________。
(4)同浓度、同体积的盐酸放入同样大小的锌粒和镁条，产生气体有快有慢：________________________________________________________________________。
(5)同样大小的石灰石分别与0.1 mol·L－1盐酸和1 mol·L－1盐酸反应，速率不同：________________________________________________________________________。
答案：(1)光　(2)反应物的接触面积　(3)催化剂
(4)反应物本身的性质　(5)反应物的浓度
新知探究(三)　变量控制法探究影响化学反应速率的因素[选考层级]
[难度增一点]
[典例]　为研究硫酸铜的量对锌与稀硫酸反应生成氢气速率的影响，该同学设计了如下一系列实验。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的时间。下列说法正确的是(　　)
　　　　　　实验
混合溶液
A
B
C
D
E
F
4 mol·L－1H2SO4/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

A．V1＝30，V6＝10
B．反应一段时间后，实验A、E中的金属呈暗红色
C．加入MgSO4与Ag2SO4可以起与硫酸铜相同的加速作用
D．硫酸铜的量越多，产生氢气的速率肯定越快
[解析]　A项，反应的总体积应该相同。A组中硫酸为30 mL，那么其他组硫酸量也都为30 mL，因此V1＝30，而硫酸铜溶液和水的总量应相同，F组中硫酸铜为20 mL，水为0 mL，那么总量为20 mL，因此V6＝10，故正确；B项，A中Zn反应较慢，反应一段时间后金属呈灰黑色，而E中置换出大量的Cu，反应一段时间后金属呈红色，故错误；C项，硫酸镁与锌不反应，不能形成原电池，故错误；D项，如果硫酸铜过多，生成的铜附着在锌表面，会阻碍锌与硫酸的反应，反而会降低反应速率，故错误。
[答案]　A
[知能深一点]
变量控制探究影响化学反应速率因素的思维模型
确定变量
解答这类题目时首先要认真审题，找出影响实验探究结果的因素
定多变一
在探究时，应先控制其他的因素不变，只改变一种因素，探究这种因素与题给问题的关系，然后按此方法依次分析其他因素与所探究问题的关系
数据有效
解答时注意选择的数据(或设置实验)要有效，且变量统一，否则无法做出正确判断

[选考难一点]
1.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，根据数据绘制得到如图曲线，则曲线a、b、c、d所对应的实验组别可能是(　　)

组别
c(HCl)/(mol·L－1)
温度/℃
状态
1
2.0
25
块状
2
2.5
30
块状
3
2.5
50
块状
4
2.5
50
粉末状

A．4、3、2、1　　　　　　　 B．1、2、3、4
C．3、4、2、1 D．1、2、4、3
解析：选A　由图像可知，斜率等于反应速率，斜率越大反应速率越大，即反应速率为a＞b＞c＞d；实验1温度最低，c(HCl)最小且固体表面积小，即反应最慢，为d曲线；实验2、3、4 c(HCl)均相同，温度越高，接触面积越大，则反应速率越快，即反应速率4＞3＞2＞1，即a、b、c、d分别对应实验组别为4、3、2、1，A正确。
2．某探究性学习小组用相同质量的锌和相同浓度的足量的稀盐酸反应得到实验数据如表所示：
实验编号
锌的形态
反应温度/℃
收集100 mL氢气所需时间/s
Ⅰ
薄片
15
200
Ⅱ
薄片
25
90
Ⅲ
粉末
25
10

(1)该实验的目的是探究________、________对锌和稀盐酸反应速率的影响。
(2)实验Ⅰ和Ⅱ表明，___________化学反应速率越大。
(3)能表明固体的表面积对反应速率有影响的实验编号是______和______。
(4)请设计一个实验方案证明盐酸的浓度对该反应的速率的影响________________________________________________________________________。
解析：(1)影响化学反应速率的因素有固体表面积、温度、催化剂、浓度，对气体来说还有压强等。根据表格提供的信息，锌有薄片和粉末两种状态，反应温度有15 ℃和25 ℃，可知该实验的目的是探究固体表面积和温度对反应速率的影响。(2)根据表格提供的信息，实验Ⅰ和实验Ⅱ中锌片的形态相同，温度不同，温度高的收集相同体积的氢气所需时间短，说明化学反应速率大。(3)探究固体表面积对反应速率的影响，需要温度相同。(4)探究浓度对化学反应速率的影响，必须其他条件相同，故设计的实验方案为在相同的温度下，采用相同形态的质量相同的锌片与两种体积相同但浓度不同的盐酸反应。
答案：(1)固体表面积　温度　(2)温度越高　(3)Ⅱ　Ⅲ　(4)在相同的温度下，采用相同形态的质量相同的锌片与两种体积相同但浓度不同的盐酸反应
3．草酸与高锰酸钾在酸性条件下能够发生如下反应：2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。用4 mL 0.001 mol·L－1KMnO4溶液与2 mL 0.01 mol·L－1H2C2O4溶液，研究反应的温度、反应物的浓度与催化剂等因素对化学反应速率的影响。改变的条件如表所示：
组别
10%硫酸体积/mL
温度/℃
其他物质
Ⅰ
2
20

Ⅱ
2
20
10滴饱和
MnSO4溶液
Ⅲ
2
30

Ⅳ
1
20
1 mL蒸馏水

(1)实验Ⅰ和Ⅱ可得出的结论：影响化学反应速率的因素是________；如果研究温度对化学反应速率的影响，使用实验Ⅰ和___________(用Ⅰ～Ⅳ表示)。
(2)实验Ⅳ中加入1 mL蒸馏水的目的是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)实验Ⅰ、Ⅱ中温度、浓度相同，研究了催化剂对化学反应速率的影响；研究温度对化学反应速率的影响，应保证浓度相同，且不使用催化剂，则选实验Ⅰ和Ⅲ。(2)实验Ⅰ和Ⅳ中，硫酸的浓度不同，可研究浓度对化学反应速率的影响，加1 mL蒸馏水可确保两实验中其余各物质浓度和总体积相等。
答案：(1)催化剂　Ⅲ
(2)确保所有实验中c(KMnO4)、c(H2C2O4)不变和总体积不变，实验Ⅳ中c(H＋)不同

A级—学业水平考试达标练
1．某反应的反应物A的浓度在3 min内由9 mol·L－1变成6 mol·L－1，则以A物质表示该反应在这段时间内的反应速率是(　　)
A．1.2 mol·L－1·min－1
B．2 mol·L－1·min－1
C．0.8 mol·L－1·min－1
D．1 mol·L－1·min－1
解析：选D　根据v＝＝＝1 mol·L－1·min－1，D正确。
2．对于10% H2O2的分解反应，下列措施能减慢其化学反应速率的是(　　)
A．加入MnO2　　　　　　　 B．加水稀释
C．加热 D．加入30% H2O2
解析：选B　加入催化剂MnO2、加热和增大H2O2的浓度等措施均能加快反应速率；而加水稀释，反应物H2O2浓度减小，反应速率减慢，B正确。
3．在2A＋B===3C＋4D反应中，表示该反应速率最快的是(　　)
A．v(A)＝0.5 mol·L－1·s－1
B．v(B)＝0.3 mol·L－1·s－1
C．v(C)＝0.8 mol·L－1·s－1
D．v(D)＝1 mol·L－1·s－1
解析：选B　均转化为B的反应速率，则A项，v(B)＝0.25 mol·L－1·s－1，C项，v(B)≈0.267 mol·L－1·s－1，D项，v(B)＝0.25 mol·L－1·s－1。
4．向4.0 L密闭容器中充入0.70 mol SO2和0.40 mol O2,4 s末测得剩余SO2 0.30 mol，则v(O2)为(　　)
A．0.10 mol·L－1·s－1
B．0.025 mol·L－1·s－1
C．0.50 mol·L－1·s－1
D．0.012 5 mol·L－1·s－1
解析：选D　根据题中数据可求出v(SO2)＝＝0.025 mol·L－1·s－1，根据反应中化学计量数关系可求出v(O2)＝0.012 5 mol·L－1·s－1，D正确。
5．用锌粒与过量稀硫酸反应制取氢气，欲加快化学反应速率而不改变产生氢气的量，下列措施不可行的是(　　)
A．升高温度
B．滴加少量浓硫酸
C．滴加少量浓硝酸溶液
D．改用等质量的锌粉
解析：选C　升高温度反应加快，且不改变产生H2的量，A正确；滴加少量浓硫酸相当于增大反应物浓度，反应加快，且不改变产生H2的量，B正确；浓硝酸具有强氧化性，与锌粒反应不生成H2，C错误；锌粉与酸的接触面增大，反应加快，且生成的H2的量不变，D正确。
6．某温度下，浓度都是1 mol·L－1的两种气体X2和Y2，在密闭容器中反应生成气体Z。反应2 min后，测得参加反应的X2为0.6 mol·L－1，用Y2的变化表示的反应速率v(Y2)＝0.1 mol·L－1·min－1，生成的c(Z)为0.4 mol·L－1，则该反应的化学方程式为(　　)
A．X2＋2Y22XY2
B．2X2＋Y22X2Y
C．3X2＋Y22X3Y
D．X2＋3Y22XY3
解析：选C　用X2表示的反应速率v(X2)＝0.6 mol·L－1÷2 min＝0.3 mol·L－1·min－1，用Z表示的反应速率v(Z)＝0.4 mol·L－1÷2 min＝0.2 mol·L－1·min－1，则v(X2)∶v(Y2)∶v(Z)＝3∶1∶2，根据原子守恒可确定Z的化学式为X3Y，故可得出该反应的化学方程式为3X2＋Y22X3Y，C正确。
7．在一定条件下，反应N2＋3H22NH3在10 L的恒容密闭容器中进行，测得2 min内氮气的物质的量由20 mol减少到8 mol，则2 min后氮气的平均反应速率为(　　)
A．等于0.6 mol·L－1·min－1
B．小于0.8 mol·L－1·min－1
C．大于0.6 mol·L－1·min－1
D．小于0.6 mol·L－1·min－1
解析：选D　根据题中信息可求出2 min内v(N2)＝＝0.6 mol·L－1·min－1，随着反应不断进行，反应物浓度逐渐减小，反应速率减慢，即2 min后N2的平均反应速率小于0.6 mol·L－1·min－1，D正确。
8．下列四支试管中，在不同条件下反应：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，判断产生H2的反应速率最快的是(　　)
试管
盐酸浓度
温度
铁的状态
A
0.5 mol·L－1
20 ℃
块状
B
0.5 mol·L－1
20 ℃
粉末状
C
1 mol·L－1
35 ℃
块状
D
2 mol·L－1
35 ℃
粉末状

解析：选D　盐酸浓度越大、温度越高、反应物接触面积越大，反应速率越快，故D正确。
9.某温度时，在2 L容器中，X、Y、Z三种气体物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示，由图中数据分析，该反应的化学方程式为____________；反应开始至2 min，Z的平均反应速率为________。

解析：由图知，2 min内X、Y、Z物质的量的变化为0.1 mol、0.3 mol、0.2 mol比值为1∶3∶2，可知X＋3Y2Z。反应开始至2 min用Z表示的v(Z)＝＝0.05 mol·L－1·min－1。
答案：X＋3Y2Z　 0.05 mol·L－1·min－1
10．在25 ℃时，向100 mL含HCl 14.6 g的盐酸中，放入5.6 g铁粉，反应进行到2 s时收集到氢气1.12 L(标准状况)，之后反应又进行了4 s，铁粉全溶解。若不考虑体积变化，则：
(1)前2 s内用FeCl2表示的平均反应速率为_______。
(2)后4 s内用HCl表示的平均反应速率为________。
(3)前2 s与后4 s比较，________反应速率较快，其原因可能是____________。
(4)为了加快该反应速率，还可能采取的措施是________________________。
解析：(1)前2 s内　Fe＋2HCl===FeCl2　＋　H2↑
　　　　　　56 g　 2 mol　 1 mol　　 22.4 L
　　　　　　　2.8 g 0.1 mol　0.05 mol　1.12 L
v(FeCl2)＝＝0.25 mol·L－1·s－1。
(2)后4 s内反应的Fe为5.6 g－2.8 g＝2.8 g，则消耗0.1 mol HCl，v(HCl)＝＝0.25 mol·L－1·s－1。
(3)前2 s内盐酸浓度比后4 s盐酸浓度大，即前2 s内反应速率较快。
(4)为加快该反应速率可采取适当升高温度和增大盐酸浓度等措施。
答案：(1)0.25 mol·L－1·s－1
(2)0.25 mol·L－1·s－1
(3)前2 s　 前2 s时盐酸浓度比后4 s时大
(4)适当升高温度、增大盐酸浓度
11．某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，在100 mL稀盐酸中加入足量的锌粉，标准状况下测得数据累计值如下：
时间/min
1
2
3
4
5
氢气体积/mL
50
120
232
290
310

(1)在0～1、1～2、2～3、3～4、4～5 min各时间段中，反应速率最大的时间段是____________，主要的原因可能是____________；反应速率最小的时间段是________，原因是________________________________________________________________________。
(2)在2～3 min时间段内，用盐酸的浓度变化表示的反应速率为________________________________________________________________________。
(3)为了减缓反应速率但不减少产生氢气的量，在盐酸中分别加入等体积的下列溶液：
A．蒸馏水 B．Na2SO4溶液　C．NaOH溶液
D．H2SO4浓溶液　 E．Na2CO3溶液
你认为可行的是________(填标号)。
解析：(1)在0～1、1～2、2～3、3～4、4～5 min各时间段中生成氢气的体积分别是50 mL、70 mL、112 mL、58 mL、20 mL，所以反应速率最大的时间段是2～3 min。这是由于该反应是放热反应，此时温度高，反应速率快。反应速率最小的时间段是4～5 min，这是由于此时H＋浓度小，反应速率小。(2)在2～3 min时间段内，生成氢气的物质的量＝0.112 L÷22.4 L·mol－1＝0.005 mol，则消耗HCl 0.01 mol，浓度是0.01 mol÷0.1 L＝0.1 mol·L－1，所以用盐酸的浓度变化表示的反应速率v(HCl)＝0.1 mol·L－1÷1 min＝0.1 mol·L－1·min－1。(3)蒸馏水稀释盐酸，氢离子浓度降低，反应速率减小，但氢离子的物质的量不变，生成氢气的量不变，A正确；Na2SO4溶液稀释盐酸，氢离子浓度降低，反应速率减小，但氢离子的物质的量不变，生成氢气的量不变，B正确；NaOH溶液消耗氢离子，浓度降低，生成氢气的量减少，C错误；H2SO4浓溶液增大氢离子浓度，反应速率增大，D错误；Na2CO3溶液消耗氢离子生成CO2，反应速率减小，生成氢气的量减少，E错误。
答案：(1)2～3 min　该反应是放热反应，此时温度高
4～5 min　此时H＋浓度小
(2)v(HCl)＝0.1 mol·L－1·min－1　(3)AB
12.把在空气中久置的铝片5.0 g投入盛有500 mL 0.5 mol·L－1硫酸的烧杯中，该铝片与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间的关系可用如图所示的坐标曲线来表示，请回答下列问题：

(1)反应时间由O→a不产生氢气的原因是______________________________________
________________________________________________________________________，
有关反应的化学方程式为________________________________________。
(2)反应时间由a→c产生氢气的速率逐渐增大的主要原因是________________________________________________________________________。
(3)反应时间从c以后，产生氢气的速率逐渐减小的主要原因是________________________________________________________________________。
解析：(1)在空气中久置的铝片表面有氧化铝薄膜，因此，硫酸首先和氧化铝反应，不产生氢气。(2)a→c段，虽然硫酸的浓度逐渐减小，但是该反应是放热反应，反应进行中溶液温度逐渐升高，温度升高，化学反应速率增大。(3)反应时间从c以后，硫酸的浓度逐渐减小，成为影响化学反应速率的主要因素，因此化学反应速率逐渐减小。
答案：(1)硫酸首先与铝片表面的氧化铝反应，不产生氢气　Al2O3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2O
(2)反应放热使溶液温度升高
(3)硫酸的浓度减小
B级—选考等级考试增分练
1．硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程为Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，下列各组实验中最先出现浑浊的是(　　)
实验反应温度/℃
Na2S2O3溶液
稀H2SO4
H2O
V/mL
c/(mol·L－1)
V/mL
c/(mol·L－1)
V/mL
A
25
5
0.1
10
0.1
5
B
25
5
0.2
5
0.2
10
C
35
5
0.1
10
0.1
5
D
35
5
0.2
5
0.2
10

解析：选D　对于该反应来说反应物浓度越大，温度越高，反应速率越大，表中C、D温度较高，C、D相比较，D的反应物浓度较大，则反应速率较大。
2．其他条件不变时，能使反应速率加快的是(　　)
A．对于反应Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，增大体系的压强
B．对于N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，容器体积固定不变时，充入Ar
C．对于N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，容器体积固定不变时，充入N2
D．对于N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，容器体系压强不变时，充入Ar
解析：选C　该反应为溶液间的反应，改变压强对反应速率无影响，A错误；恒容时充入Ar对反应速率无影响，B错误；恒容时增大N2浓度，反应速率加快，C正确；恒压时充入Ar，反应物浓度减小，反应速率减慢，D错误。
3．将等物质的量的A、B混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)，经5 min后，测得D的浓度为0.5 mol·L－1，c(A)∶c(B)＝3∶5，C的平均反应速率为0.1 mol·L－1·min－1。求：
(1)此时A的浓度c(A)＝________ mol·L－1，反应开始前容器中的A、B的物质的量：n(A)＝n(B)＝______mol。
(2)B的平均反应速率v(B)＝____mol·L－1·min－1。
(3)x的值为__________。
解析：(1)5 min后生成n(D)＝0.5 mol·L－1×2 L＝1 mol，根据该反应可知生成1 mol D要消耗1.5 mol A和0.5 mol B，设A、B初始物质的量均为n，则(n－1.5)∶(n－0.5)＝3∶5，解得n＝3；则c(A)＝＝0.75 mol·L－1。(2)c(B)＝＝0.05 mol·L－1·min－1。(3)根据题中数据可知生成n(C)＝0.1 mol·L－1·min－1×5 min×2 L＝1 mol，n(D)＝1 mol，根据该反应可知n(C)∶n(D)＝x∶2，即x＝2。
答案：(1)0.75　3　(2)0.05　 (3)2
4．(1)I－可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂，可能的催化过程如下。将ⅱ补充完整。
ⅰ.SO2＋4I－＋4H＋===S↓＋2I2＋2H2O
ⅱ.I2＋2H2O＋________===________＋________＋2I－
(2)探究ⅰ、ⅱ反应速率与SO2歧化反应速率的关系，实验如下：分别将18 mL SO2饱和溶液加入2 mL下列试剂中，密闭放置观察现象。(已知：I2易溶解在KI溶液中)




序号
试剂组成
实验现象
A
0.4 mol·L－1 KI
溶液变黄，一段时间后出现浑浊
B
a mol·L－1 KI
0.2 mol·L－1 H2SO4
溶液变黄，出现浑浊较A快
C
0.2 mol·L－1 H2SO4
无明显现象
D
0.2 mol·L－1 KI
0.000 2 mol I2
溶液由棕褐色很快褪色，变为黄色，出现浑浊较A快

①B是A的对比实验，则a＝________。
②比较A、B、C，可得出的结论是_________________________________________
________________________________________________________________________。
③实验表明，SO2的歧化反应速率D>A。结合ⅰ、ⅱ反应速率解释原因：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)根据歧化反应的特点，反应ⅰ生成S，则反应ⅱ需生成H2SO4，即I2将SO2氧化为H2SO4，反应的离子方程式为I2＋2H2O＋SO2===SO＋4H＋＋2I－。(2)①对比实验只能存在一个变量，因实验B比实验A多了H2SO4，则B中KI溶液的浓度应不变，故a＝0.4。②由表中实验现象可知，I－是SO2歧化反应的催化剂，H＋单独存在时不具有催化作用，但H＋可以加快歧化反应速率。③加入少量I2时，反应明显加快，说明反应ⅱ比反应ⅰ快；D中由反应ⅱ产生的H＋使反应ⅰ加快。
答案：(1)SO2　SO　4H＋
(2)①0.4　②I－是SO2歧化反应的催化剂，H＋单独存在时不具有催化作用，但H＋可以加快歧化反应速率
③反应ⅱ比ⅰ快；D中由反应ⅱ产生的H＋使反应ⅰ加快