【同步讲义】高中化学（人教版2019）必修第二册--第10讲 化学反应的速率 讲义

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第10讲 化学反应的速率
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课程标准
课标解读
1．学会描述化学反应速率、以及其表示方法、表达式、单位。
2．了解影响化学反应速率的主要因素。

1．能从化学反应限度和快慢的角度解释生产、生活中简单的化学现象。
2．通过实验探究影响化学反应速率的因素，能运用变量控制的方法探究影响化学反应速率的因素。
知识精讲

知识点01 化学反应速率
1．意义：衡量化学反应过程进行快慢的物理量。
2．表示：用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增大表示。
3．公式：v（A）＝
4．单位：mol·L－1·min－1或mol·L－1·s－1。
【即学即练1】下列有关化学反应速率的叙述正确的是（ ）。
A．通常用反应物或生成物的质量变化来表示化学反应速率
B．对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象越明显
C．在密闭容器中进行的反应C（s）+H2O（g）＝CO（g）+H2（g），增加C（s）的量速率不变
D．某化学反应速率为0.5mol/（L·s）是指该反应在1s时某物质的浓度为0.5mol/L
【解析】选C。化学反应速率为单位时间内浓度的变化量，则化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增大来表示，A错误；反应速率与现象无关，反应速率快的，现象可能明显，也可能不明显，B错误；增加固体C（s）的量速率不变，C正确；因化学反应速率为平均速率，则化学反应速率为0.5mol/（L•s）是指1s内该物质的浓度变化量为0.5mol/L，D错误。
知识点02 影响化学反应速率的因素
1．方法引导－－变量控制方法

2．实验探究外界条件对化学反应速率的影响
（1）反应温度的影响
实验操作


实验现象
浸在热水里的试管中产生气泡的速率明显快于浸在冷水中的试管
实验结论
温度越高反应速率越快
（2）反应物浓度的影响
实验操作


实验现象
不加水的试管中产生气泡的速率更快
实验结论
浓度越大反应速率越快
（3）催化剂的影响
实验操作


实验现象
加入FeCl3溶液产生气泡的速率明显加快
实验结论
催化剂可以加快反应速率
3．反应因素对化学反应速率的影响（其他条件不变时，改变某一条件）
影响因素
条件变化
速率变化
催化剂
加催化剂
加快或减慢
温度
升高
加快
降低
减慢
浓度
增大
加快
减小
减慢
压强
（对有气体参加的反应）
增大（缩小容器体积）
加快
减小（增大容器体积）
减慢
【即学即练2】下列措施中，能加快化学反应速率的是（ ）。
A．用块状碳酸钙代替粉末状碳酸钙与稀盐酸反应
B．用1mol/LH2SO4溶液代替3mol/LH2SO4溶液与锌粒反应
C．食物储存在冰箱里
D．用MnO2作H2O2分解反应的催化剂
【解析】选D。块状碳酸钙与盐酸的接触面积比粉末状碳酸钙与盐酸的接触面积小，反应速率慢，A选项错误；减少反应物浓度，反应速率减慢，B选项错误；冰箱里的温度低，反应速率慢，C选项错误；催化剂MnO2可以加快H2O2的分解速率，D选项正确。
能力拓展

考法01 化学反应速率的比较和计算
【典例1】（湖南长沙雅礼中学2021~2022学年高一下期中联考）将4molA和2molB在2L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应：2A（s）+B（g）2C（g）若经2s（秒）后测得C的浓度为0.6mol·L－1，下列几种说法，其中正确（ ）。
A．用物质A表示反应的平均速率为0.3mol·L－1·s－1
B．用物质B表示的反应平均速率为0.6mol·L－1·s－1
C．2s时物质A的转化率为30%
D．2s时物质B的浓度为0.7mol·L－1
【解析】选CD。根据题意，2s末C的物质的量为0.6mol·L－1×2L＝1.2mol，则有：

2A（s）
+
B（g）

2C（g）
起始mol
4

2

0
变化mol
1.2

0.6

0.6
2s时mol
2.8

1.4

0.6
物质A是固体，不用来表示该反应的速率，A错误；用物质B表示的反应平均速率为v（B）＝＝0.15mol·L－1·s－1，B错误；2s时物质A的转化率为×100%＝30%，C正确；2s时物质B的浓度为c（B）＝＝0.7mol·L－1，D正确。
【知识拓展】
1．正确理解化学反应速率

2．比较反应速率大小的方法：“一化”、“二转”、“三比”
（1）“一化”：将不同化学反应速率的单位化为同一单位。
（2）“二转”：将不同物质的化学反应速率转化为同一物质的化学反应速率。
（3）“三比”：比较同一物质的化学反应速率的数值，其数值越大，反应速率越快。
3．化学反应速率的有关计算
（1）“三段式”解答模板
①写出有关反应的化学方程式。
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。
（2）计算举例
反应
aA（g）
+bB（g）

cC（g）
加入量mol
m
n

0
转化量mol
ax
bx

cx
剩余量mol
m－ax
n－bx

cx
①反应速率：v（A）＝；v（B）＝；v（C）＝。
②反应物转化率α（A）＝×100%。α（B）＝×100%
考法02 影响化学反应速率的因素
【典例2】（2022·辽宁葫芦岛高一下学期期末检测）某研究性学习小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液之间的反应来探究“外界条件改变对化学反应速率的影响”，实验如下：（不考虑溶液混合所引起的体积缩小）
实
验
序
号
实
验
温
度
/K
参加反应的物质
溶液颜色褪至无色时所需时间/s
KMnO4溶液（含硫酸）
H2C2O4溶液
H2O
V/mL
c/mol·L－1
V/mL
c/mol·L－1
V/mL
A
293
2
0.02
4
0.1
0
6
B
T1
2
0.02
3
0.1
V1
8
C
313
2
0.02
V2
0.1
1
t1
（1）通过实验A、B，可探究出浓度的改变对反应速率的影响，其中V1＝_________，T1＝_______；通过实验___________可探究出温度变化对化学反应速率的影响。
（2）C组实验中溶液褪色时间t1______（填“＞”或“＜”）8s，C组实验的反应速率v（KMnO4）＝_________________。（用含有t1的式子表示）
（3）该小组的一位同学通过查阅资料发现，上述实验过程中n（Mn2+）随时间变化的趋势如图所示，并以此分析造成n（Mn2+）突变的可能的原因是：______________。

【解析】（1）实验A、B，从表中数据可知改变的条件是H2C2O4浓度，故通过实验A、B，可探究出浓度的改变对反应速率的影响；溶液的总体积相同，高锰酸钾和草酸的浓度相同，用量也相同，根据实验1可知溶液总体积为6mL，所以V1＝1.0mL；其他条件相同，探究浓度对化学反应速率的影响，故温度T1＝293；其他条件相同，探究温度对化学反应速率的影响，则B、C符合；（2）实验B、C应为同浓度的前提下比较温度对反应速率的影响，实验3温度较大，则反应速率较大，t1＜8s，C组实验的反应速率v（KMnO4）＝＝mol•L－1•s－1；（3）实验过程中n（Mn2+）随时间变化的趋势如图所示，由图可知反应速率突然增大，可说明生成的Mn2+对反应有催化作用，使得反应速率加快，单位时间内产生的n（Mn2+）突增。
【答案】（1）1；293；B、C（2）＜；mol·L－1·s－1
（3）生成的Mn2+对反应有催化作用，使得反应速率加快，单位时间内产生的n（Mn2+）突增
【知识拓展】
1．主要因素（内因）：反应物本身的性质
2．外界因素（外因）：在其他条件相同时，改变某一条件
影响因素
影响结果
浓度
增大反应物的浓度，速率加快；
减小反应物的浓度，速率减慢
温度
升高温度，速率加快；
降低温度，速率减慢
压强
增大气态反应物的压强，速率加快；
减小气态反应物的压强，速率减慢
催化剂
使用催化剂能改变（加快或减慢）反应速率
固体反
应物的
表面积
增大固体反应物的表面积，化学反应速率加快；
减小固体反应物的表面积，化学反应速率减慢
其他
形成原电池、使用合适的溶剂等也影响化学反应速率
分层提分

题组A 基础过关练
1．化学反应速率受外界条件如反应温度、反应物浓度、压强、催化剂等的影响。烧烤时，用扇子向红热的木炭扇风，火会更旺，其原因是（ ）。
A．使O2浓度增加，反应加快
B．温度降低，反应减慢
C．使CO2浓度增加，反应加快
D．压强降低，反应减慢
【解析】选A。碳和氧气反应，碳的表面积和氧气的浓度是影响反应速率的主要因素；烧烤时，用扇子向红热的木炭扇风，可增大氧气的浓度，反应速率增大，火会更旺。
2．（2022年1月江苏合格考模拟一）下列反应条件的改变对实验室制备氯气速率的影响正确的是（ ）。
A．增大盐酸的浓度能加快反应速率
B．若用稀盐酸与二氧化锰反应则反应速率较慢
C．升高温度能减慢反应速率
D．增加MnO2的质量可显著加快反应速率
【解析】选A。增大HCl的浓度能加快反应速率，A正确；稀盐酸与二氧化锰不发生反应，B错误；升高温度使反应速率加快，C错误；MnO2是固体，增加MnO2的质量不改变反应速率，D错误。
3．（2022·厦门高一检测）下列现象或做法与化学反应速率无关的是（ ）。
A．“冰墩墩”制作材料生产过程中添加抗老化助剂
B．水果箱中放置乙烯利（催熟剂）
C．馒头制作过程中用酵头发酵
D．新冠病毒可能通过气溶胶加速传播
【解析】选D。材料老化过程是化学反应过程，材料生产过程中添加抗老化助剂是为了减缓材料老化速率，故A不符合题意；水果成熟过程是化学反应过程，水果箱中放置乙烯利是为了加速水果成熟，故B不符合题意；发酵是化学反应过程，馒头制作过程中用酵头发酵，是为了加速发酵速率，故C不符合题意；新冠病毒通过气溶胶传播不是化学反应过程，与化学反应速率无关，故D符合题意。
4．1935年，中国化学家侯德榜建厂生产出优质硝酸。已知：4NH3+5O2＝4NO+6H2O为生产硝酸的关键环节。若反应速率分别用v（NH3）、v（O2）、v（NO）、v（H2O）表示，则下列关系正确的是（ ）。
A．v（O2）＝v（H2O）
B．v（NH3）＝v（O2）
C．v（O2）＝v（NO）
D．v（NH3）＝v（H2O）
【解析】选C。＝，得到v（O2）＝v（H2O），故A错误；＝，得到v（NH3）＝v（O2），故B错误；＝，得到v（O2）＝v（NO），故C正确；＝，得到v（NH3）＝v（H2O），故D错误。
5．（2022·常德高一检测）在一定条件下，将A2和B2两种气体通入1L密闭容器中，发生反应：xA2（g）+yB2（g）＝2C（g）。测得2s内的反应速率如下：v（A2）＝0.4mol·L－1·s－1，v（B2）＝1.2mol·L－1·s－1，v（C）＝0.8mol·L－1·s－1。则x和y的值分别为（ ）。
A．2和3 B．3和2 C．3和1 D．1和3
【解析】选D。x∶y∶2＝v（A2）∶v（B2）∶v（C）＝0.4∶1.2∶0.8＝1∶3∶2，故x＝1，y＝3。
6．（2022·台州高一检测）H2O2可用于羊毛、生丝、纸浆等的漂白。5%H2O2溶液在常温下分解速率很慢，为了加快H2O2分解，改变某一条件，下列装置与改变的条件相对应的是（ ）。

A．甲－温度、乙－浓度、丙－催化剂
B．甲－浓度、乙－催化剂、丙－温度
C．甲－催化剂、乙－温度、丙－浓度
D．甲－温度、乙－催化剂、丙－浓度
【解析】选A。由题图可知，甲与常温下5%H2O2溶液的试管装置相比，在60℃的热水浴中反应速率快，则改变的条件是温度；乙与常温下5%H2O2溶液的试管装置相比，用10%的过氧化氢溶液反应速率快，则改变的条件是浓度；丙与常温下5%H2O2溶液的试管装置相比，加了催化剂氯化铁，则改变的条件是催化剂，所以装置与改变的条件相对应的是甲－温度、乙－浓度、丙－催化剂。
7．（2022·无锡高一检测）控制变量是科学研究的重要方法。相同质量的铁粉与足量稀硫酸分别在下列条件下发生反应，其中反应速率最快的是（ ）。
选项
A
B
C
D
t/℃
10
10
40
40
c（H2SO4）/mol·L－1
1
3
1
3
【解析】选D。铁粉与足量稀硫酸反应实质是Fe+2H+＝Fe2++H2↑，温度越高，H+浓度越大反应速率越快。温度为10℃，c（H2SO4）＝1mol·L－1，溶液中c（H+）＝2mol·L－1；温度为10℃，c（H2SO4）＝3mol·L－1，溶液中c（H+）＝6mol·L－1；温度为40℃，c（H2SO4）＝1mol·L－1，溶液中c（H+）＝2mol·L－1；温度为40℃，c（H2SO4）＝3mol·L－1，溶液中c（H+）＝6mol·L－1；对比发现D选项温度最高，同时H+浓度最大，故D项反应速率最快。
8．为了说明影响化学反应快慢的因素，甲、乙、丙、丁四位同学分别设计了如下A～D四个实验，你认为结论不正确的是（ ）。
A．相同温度下，将大小、形状相同的镁条和铁条与相同浓度的稀盐酸反应时，两者速率一样大
B．在相同条件下，等质量的大理石块和大理石粉与相同的盐酸反应，大理石粉反应快
C．将浓硝酸分别放在冷暗处和强光照射下，会发现光照可以加快浓硝酸的分解
D．两支试管中分别加入相同质量的氯酸钾，其中一支试管中再加入少量二氧化锰，同时加热，产生氧气的快慢不同
【解析】选A。影响化学反应速率的因素很多，外界条件除浓度、压强、温度、催化剂等主要因素外，还有光照、固体颗粒大小、超声波等。镁和铁由于活泼性不同，决定了镁和盐酸反应比铁和盐酸反应要快，反应物的性质是影响反应速率大小的决定因素，A项错误；等质量的固体，表面积越大，速率越大，B项正确；光照可以加快反应速率，C项正确；催化剂可以加快反应速率，D项正确。
9．（2022·湖北孝感高一下期中检测）盐酸与碳酸钙反应生成CO2，运用下图，可测定该反应的速率。请根据要求填空：

（1）连接好仪器后，需要检查_____________________，再加入药品进行实验。
（2）在锥形瓶中加入5g大理石，加入20mL1mol·L−1盐酸，每隔10s观测玻璃注射器中气体的体积，并以mL·s−1为反应速率的单位，计算每10s时间间隔内的反应速率。数据处理的结果见下面的表格：
时间/s
10
20
30
40
50
60
气体体积/mL
4
14
25
38
47
55
反应速率/mL·s−1
0.4
1.0
1.1
？
0.9
0.8
表格中的“?”处应填的数据是_________________。
（3）从反应速率随时间变化的数据可知，本实验中反应速率与___________和__________有关。
【解析】（1）根据气体体积测反应速率，应保证装置不漏气，所以实验前要检查装置气密性；（2）由表中数据可知30s~40s之间的10s内收集到的气体体积为38mL－25mL＝13mL，所以该10s内的反应速率为13mL÷10s＝1.3mL·s−1；（3）从表中的数据得到的结论是：反应速率随时间推移，先小后大，最后又变小；该反应放热，随反应进行，温度升高，所以反应速率加快，由于盐酸浓度降低，所以最后反应速率减慢，所以本实验中反应速率与溶液温度和H+的浓度有关。
【答案】（1）装置气密性（2）1.3（3）溶液温度；H+的浓度
10．某温度时，在3L密闭容器中X、Y、Z三种气态物质的物质的量（n）随时间（t）变化的曲线如图所示，由图中数据分析：

（1）该反应的化学方程式为：______________________。
（2）反应开始至2min，用X表示的平均反应速率为：______；平衡时，Y的转化率为______；平衡时，Y的浓度为______；
（3）在密闭容器里，通入amolX（s）和bmolY（g），发生反应X（s）+Y（g）2Z（g），当改变下列条件时，反应速率会发生什么变化（选填“增大”、“减小”或“不变”）①增加X（s）的质量：______。②增大容器的体积：______。
【解析】（1）由图象可以看出，反应中X、Y的物质的量减少，应为反应物，Z的物质的量增多，应为生成物，当反应进行到2min时，△n（Y）＝1.0mol－0.9mol＝0.1mol，△n（X）＝1.0mol－0.7mol＝0.3mol，△n（Z）＝0.2mol，则△n（X）∶△n（Y）∶△n（Z）＝3∶1∶2，因参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比，所以反应的方程式为：3X+Y2Z；（2）反应开始至2min末，X的反应速率为 v（X）＝＝0.05mol/（L·min）；平衡时，Y的转化率为（Y）＝×100%＝10%；平衡时，Y的浓度为＝0.3mol/L。（3）①X为固体，浓度保持不变，则增大X的质量，反应速率不变；②对于反应X（s）+Y（g）2Z（g）来说增大容器的体积，相当于减小体系压强，则反应速率减小。
【答案】（1）3X+Y2Z
（2）0.05mol/（L·min）；10%；0.3mol/L
（3）①不变②减小
题组B 能力提升练
1．（2022·大庆高一检测）下列食品添加剂中，其使用目的与反应速率有关的是（ ）。
A．着色剂 B．调味剂 C．抗氧化剂 D．增稠剂
【解析】选C。着色剂：改善食品的外观，与反应速率无关，故A不符合题意；调味剂：增加食品的味道，与反应速率无关，故B不符合题意；抗氧化剂：防止食品腐烂、变质，与反应速率有关，故C符合题意；增稠剂：主要用于改善和增加食品的粘稠度，保持流态食品、胶冻食品的色、香、味和稳定性，改善食品的物理性状，并使食品有润滑适口的感觉，与反应速率无关，故D不符合题意。
2．在373K时，把0.5molN2O4气体通入体积为5L的真空密闭容器中，立即出现红棕色，化学方程式为N2O42NO2。下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是（ ）。
A．增加NO2的物质的量
B．将容器的体积缩小一半
C．保持体积不变，充入N2使体系压强增大
D．保持压强不变，充入N2使容器体积变大
【解析】选C。增加NO2的物质的量，NO2的浓度增大，化学反应速率加快，故A不选；将容器的体积缩小一半，反应体系中物质的浓度增大，则化学反应速率增大，故B不选；保持体积不变，充入氮气，氮气不参与反应，反应体系中的各物质的浓度不变，则反应速率不变，故C选；保持压强不变，充入氮气，使容器的体积变大，反应体系中各物质的浓度减小，则反应速率减小，故D不选。
3．（2022·包头高一检测）一定温度下，在固定体积的密闭容器中发生下列反应：2HI（g）H2（g）+I2（g）。若c（HI）由0.1mol·L－1降到0.08mol·L－1时，需要20s，那么c（HI）由0.08mol·L－1降到0.07mol·L－1时，所需反应的时间为（ ）。
A．等于5s B．等于10s C．大于10s D．小于10s
【解析】选C。c（HI）由0.1mol·L－1降到0.08mol·L－1时，需要20s，则该时间段的平均速率为v（HI）＝＝0.001mol·L－1·s－1，如果c（HI）由0.08mol·L－1降到0.07mol·L－1时平均反应速率仍为0.001mol·L－1·s－1，则所需时间为10s，但实际上浓度变小，反应速率变慢，所以所需时间要大于10s，故C正确。
4．足量的Zn粉与50mL0.1mol·L－1的稀硫酸充分反应。为了减慢此反应的速率而不改变H2的产量，可以采用如下方法中的：①加Na2SO4溶液；②改用50mL0.1mol·L－1的稀盐酸；③减压；④改用50mL0.1mol·L－1的硝酸；⑤冰水浴；⑥加Na2CO3溶液（ ）。
A．①②③④ B．①⑤ C．①⑤⑥ D．②⑤⑥
【解析】选B。①加Na2SO4溶液，溶液中的水对硫酸来说其稀释作用，使溶液中c（H+）降低，反应速率减小，但氢气的量不变，①正确；②改用50mL、0.1mol/L的稀盐酸，溶液中c（H+）降低，反应速率减小，生成氢气的量减小，②错误；③反应在溶液中进行，减压，对反应速率基本不影响，③错误；④改用50mL、0.1mol/L的硝酸，由于硝酸具有强的氧化性，与Zn发生反应不生成氢气，而生成NO气体，④错误；加适量固体醋酸钠，氢离子浓度降低，反应速率减小，但氢气的总量不变，故正确；⑤冰水浴，使反应温度降低，反应速率减小，由于氢离子的物质的量不变，因此最终产生的氢气的总量不变，⑤正确；⑥加Na2CO3溶液，Na2CO3与硫酸反应产生CO2气体，反应消耗硫酸，导致生成氢气的总量减小，⑥错误；则符合题意的叙述是①⑤。
5．（2022·河南周口高一检测）A与B在容积为1L的密闭容器中发生反应：aA（s）+bB（g）＝cC（g）+dD（g），t1、t2时刻分别测得部分数据如表：
n（B）/mol
n（C）/mol
n（D）/mol
反应时间/min
0.12
0.06
0.10
t1
0.06
0.12
0.20
t2
下列说法正确的是（ ）。
A．0～t1内，平均反应速率v（B）＝mol·L－1·min－1
B．若起始时n（D）＝0，则t2时v（D）＝mol·L－1·min－1
C．升高温度，v（B）、v（C）、v（D）均增大
D．b∶d＝6∶1
【解析】选C。不能确定起始时B的物质的量，因此0～t1时间段内，不能确定B的变化量，则不能计算其反应速率，A项错误；反应速率是平均反应速率，而不是瞬时反应速率，B项错误；t1～t2时间段内，B和D的物质的量的变化量分别是0.06mol、0.1mol，所以b∶d＝3∶5，D项错误。
6．为了研究碳酸钙与盐酸反应的反应速率，某同学通过实验测定碳酸钙固体与足量稀盐酸反应生成CO2的体积随时间的变化情况，绘制出如图所示的曲线甲。下列有关说法不正确的是（ ）。

A．在O～t1s、t1～t2s、t2～t3s中，t1～t2s生成的CO2气体最多
B．因反应放热，导致O～t1s内的反应速率逐渐增大
C．若用单位时间内CO2的体积变化来表示该反应的反应速率，则t2～t3s内的反应速率为mL·s－1
D．将碳酸钙固体研成粉末，则曲线甲将变成曲线乙
【解析】选D。由题图可知，t1～t2s生成的CO2气体最多，故A正确；O～t1s，随着反应的进行，反应物的浓度是减小的，反应速率增大说明该反应一定放热，温度升高，反应速率加快，故B正确；由题图知：若用单位时间内CO2的体积变化来表示该反应的反应速率，则t2～t3s内的反应速率为mL·s－1，故C正确；将碳酸钙固体研成粉末，反应物的接触面积增大，反应速率加快，而曲线乙表示生成CO2的速率比曲线甲慢，故D错误。
7．把2molX气体和1molY气体混合于2L密闭容器中，发生如下反应：3X（g）+Y（g）nZ（g）+2W（g），2min内生成0.4molW，若测得以Z的物质的量浓度变化表示的平均反应速率为0.2mol·L－1·min－1，试计算：
（1）前2min内，用X表示的平均反应速率__________；
（2）化学方程式中Z的化学计量数n______；
（3）2min内Y的转化率__________。
【解析】2min末生成0.2molW，v（W）＝＝0.1mol/（L·min）。（1）由于在同一反应用不同物质表示的反应速率，速率比等于化学计量数的比，可得v（X）∶v（W）＝3∶2，则v（X）＝v（W）＝×0.1mol/（L·min）＝0.15mol/（L·min）；（2）在同一反应用不同物质表示的反应速率，速率比等于化学计量数的比，可得v（X）∶v（Z）＝3∶n＝0.15mol/（L·min）∶0.2mol/（L·min）＝3∶4，所以n＝4；（3）根据物质反应时的物质的量的比等于化学方程式的化学计量数的比，△n（Y）：△n（W）＝1∶2，所以△n（Y）＝△n（W）＝×0.4mol＝0.2mol，所以Y的转化率为×100%＝20%。
【答案】（1）0.15mol/（L·min）（2）4（3）20％
8．（2022·江苏无锡高一下期中）某学生为了探究影响化学反应速率的外界因素，进行以下实验。
（1）向100mL稀硫酸中加入过量的锌粉，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、4~5min各时间段中：反应速率最大的时间段是____min，主要的原因可能是______________________。反应速率最小的时间段是______min，主要的原因可能是___________________________。
②为了减缓反应速率但不减少产生氢气的量，可以在稀硫酸中加入_______（填序号）。
a．Na2CO3溶液 b．NaOH溶液 c．稀HNO3 d．蒸馏水
（2）进行以下对比实验，并记录实验现象。
实验I：

实验II：另取两支试管分别加入5mL5%H2O2溶液和5mL10%H2O2溶液，均未观察到有明显的气泡产生。
①双氧水分解的化学方程式是______________。
②实验I的目的是_________________。
③实验II未观察到预期现象，为了达到该实验的目的，可采取的改进措施是_________________________。
【解析】（1）①在0~1、1~2、2~3、3~4、4~5min各时间段中，△V分别为50mL、（120－50）mL＝70mL、（232－120）mL＝112mL、（290－232）mL＝58mL、（310－290）mL＝20mL，所以反应速率最快的是2·3min、最慢的是4~5min；在2~3min内反应放热，温度升高，速率加快，此时温度的影响起主要因素；在4~5min时，消耗H+使H+浓度减小而减慢反应速率，此时H+浓度的影响起主要因素；②加Na2CO3溶液，硫酸和碳酸钠反应生成硫酸钠、水和二氧化碳，导致和锌反应的氢离子总物质的量减少，氢气的生成量减少，不符合条件，故a错误；加氢氧化钠溶液，硫酸和氢氧化钠反应生成硫酸钠和水，导致和锌反应的氢离子总物质的量减少，氢气的生成量减少，不符合条件，故b错误；加稀HNO3溶液，硝酸具有强氧化性，和锌反应不生成氢气，不符合条件，故c错误；加入水，氢离子浓度减小、反应速率减慢，氢离子总物质的量不变，则不影响氢气的生成量，所以符合条件，故d正确；（2）①过氧化氢分解生成水和氧气，反应方程式为2H2O22H2O+O2↑；②分别在试管A、B中加入2mL5%H2O2溶液，各滴入2滴1mol/L的FeCl3溶液，待试管中均有适量气泡出现，说明过氧化氢分解能发生，试管A、B中均有适量气泡出现时，将试管A放入盛有5℃冷水的烧杯中，将试管B放入盛有40℃热水的烧杯中，两支试管不同点是试管A的温度比试管B的温度低，说明研究的是其他条件相同时，探究温度对H2O2分解速率的影响；③影响化学反应速率的外界因素有浓度、温度、气体的压强、催化剂、固体的表面积等，为加快反应速率使反应现象明显，可从温度或催化剂的影响角度考虑，例如将两支试管同时放入盛有相同温度热水的烧杯中或向两支试管中同时滴入2滴1mol/L的FeCl3溶液，观察产生气泡的速率。
【答案】（1）①2~3；该反应中放热使温度升高而加快反应速率，此时温度的影响起主要因素；
4~5；该反应中消耗H+使H+浓度减小而减慢反应速率，此时H+浓度的影响起主要因素②d
（2）①2H2O22H2O+O2↑
②其他条件相同时，探究温度对H2O2分解速率的影响
③将两只试管同时放入盛有相同温度热水的烧杯中，或向两只试管中同时滴入2滴1mol/L的FeCl3溶液，观察产生气泡的速率
题组C 培优拔尖练
1．（2022·太原高一检测）加热KClO3会分解出O2，但反应较慢。欲提高KClO3的受热分解速率，同学们提出了以下方案：①加热；②将KClO3粉碎；③混入MnO2；④将KClO3平铺在试管底部，其中可行的是（ ）。
A．①③ B．①②③
C．②③④ D．①②③④
【解析】选C。由题中信息可知，加热反应较慢，不能提高KClO3的受热分解速率，①不可行；将KClO3粉碎可以增大接触面积，加快反应速率，②可行；MnO2可以作KClO3的受热分解的催化剂，能够显著加快反应速率，③可行；将KClO3平铺在试管底部，可以增大KClO3的受热面积，加快反应速率，④可行。
2．（2021·浙江1月学考真题）取50mL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：
t/min
0
20
40
60
80
c（mol·L－1）
0.80
a
0.20
0.10
0.050
下列说法不正确的是（ ）。
A．反应20min时，测得O2体积为224mL（标准状况），则a＝0.40
B．40~60min，消耗H2O2的平均速率为0. 0050mol·L－1·min－1
C．第30min时的瞬时速率小于第70min时的瞬时速率
D．过氧化氢酶对H2O2分解也有催化作用
【解析】选C。反应20min时，测得O2体积为224mL（标准状况），则生成0.01molO2，故消耗H2O2为0.02mol，a＝0.80mol·L－1－＝0.4mol·L－1，故A正确；40～60min，消耗H2O2的平均速率为＝0.0050mol·L－1·min－1，故B正确；随着反应进行，反应物浓度减小，反应速率减小，第30min时的瞬时速率大于第70min时的瞬时速率，故C错误；过氧化氢酶对H2O2分解具有催化作用，故D正确。
3．为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解反应的催化效果，甲、乙两位同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。下列叙述不正确的是（ ）。
A．图甲所示实验可通过观察产生气泡的快慢来比较反应速率的大小
B．相同环境下若图甲所示实验中反应速率为①＞②，则一定能说明Fe3+比Cu2+对H2O2分解催化效果好
C．用图乙所示装置测定反应速率，可测定反应产生的气体体积及反应时间
D．为检查图乙所示装置的气密性，可关闭A处活塞，将注射器活塞拉出一定距离，一段时间后松开活塞，观察活塞是否回到原位

【解析】选B。反应速率可以通过观察产生气泡的快慢来判断，故A正确；图甲所示实验中没有控制变量，没有设计实验验证Cl－和SO42－对反应速率的影响，故该实验不能确定Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，故B错误；反应速率可以用单位时间内产生气体的体积表示，故C正确；关闭A处活塞，将注射器活塞拉出一定距离，若气密性不好，空气就能够进入容器内，活塞不能回到原位，故D正确。
4．（2022·河北保定高一下期中）某化学课外小组的同学通过实验探究温度和浓度对反应速率的影响。实验原理及方案：在酸性溶液中，碘酸钾（KIO3）和亚硫酸钠可发生反应生成碘，反应原理是：2IO3－+5SO32－+2H+＝I2+5SO42－+H2O，生成的碘可用淀粉溶液检验，根据出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率。
实验序号
0.01mol·L－1KIO3
酸性溶液（含淀粉）的体积/mL
0.01mol·L－1Na2SO3
溶液的体积/mL
水的
体积/mL
实验
温度/℃
出现蓝色
的时间/s
①
5
5
V1
5
t1
②
5
5
40
25
t2
③
5
V2
35
25
t3
下列判断不正确的是（ ）。
A．最先出现蓝色的一组实验是③
B．实验①③中V1＝40，V2＝10
C．探究温度对化学反应速率的影响应该选择实验①②
D．出现蓝色的时间t3＞t2＞t1
【解析】选D。探究温度和浓度对反应速率的影响的方法是控制变量法。②和③温度相同，应该是探究浓度对速率的影响，表中KIO3酸性溶液体积相同，可知是改变的是亚硫酸钠的浓度，为达到溶液体积相同，5+V2+35＝5+5+40，得V2＝10，①和③温度不同，应该是探究温度对速率的影响，因此浓度要求相同，即溶液的总体积相同，则V1+5+5＝5+5+40，得V1＝40，B和C选项均正确；实验③的温度最高，Na2SO3溶液的浓度最大，反应速率最快，出现蓝色的时间t3最短，A选项正确，D选项错误。
5．（2022·济南高一检测）对水样中影响M分解速率的因素进行研究。在相同温度下，M的物质的量浓度c（M）随时间（t）的变化如图所示。下列说法不正确的是（ ）。

A．水样pH越大，M的分解速率越慢
B．水样中添加Cu2+，不能加快M的分解速率
C．由①③得，M的浓度越大，分解速率越快
D．0～20min内，②中M的分解速率为0.015mol·L－1·min－1
【解析】选B。曲线斜率越大，反应速率越快。pH：①＞②、溶液初始浓度相同，斜率：①＜②，说明水样pH越大，反应速率越慢，A正确；初始浓度都为0.20mol·L－1、pH＝4时，③中不加Cu2+，④中加入Cu2+，斜率：③＜④，反应速率：③＜④，所以水样中添加Cu2+，能加快M的分解速率，B错误；①③pH相同，初始浓度：①＞③，斜率：①＞③，速率：①＞③，说明反应物浓度越大，M的分解速率越快，C正确；0～20min内，②中M的平均分解速率＝＝＝0.015mol·L－1·min－1，D正确。
6．探究一定条件下反应物浓度对硫代硫酸钠（Na2S2O3）与硫酸反应速率的影响。
【查阅资料】
A．Na2S2O3易溶于水，能与硫酸发生反应：Na2S2O3+H2SO4＝Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O
B．浊度计用于测量浑浊度的变化。产生的沉淀越多，浑浊度（单位为NTU）值越大。
【实验过程】


用如图所示装置进行如表所示的5个实验，分别测量混合后溶液达到相同浑浊度的过程中，浑浊度随时间的变化。实验①～⑤所得数据如图曲线①～⑤所示：

实验数据：
实验
编号
Na2S2O3溶液
H2SO4溶液
蒸馏水
c/（mol·L－1）
V/mL
c/（mol·L－1）
V/mL
V/mL
①
0.1
1.5
0.1
3.5
10
②
0.1
2.5
0.1
3.5
9
③
0.1
3.5
0.1
3.5
x
④
0.1
3.5
0.1
2.5
9
⑤
0.1
3.5
0.1
1.5
10
【分析与解释】
（1）实验①中，溶液混合后Na2S2O3溶液的初始浓度为_____mol·L－1。
（2）实验③中，x＝_____。
（3）实验①、②、③的目的是________________________。
（4）通过比较①、②、③与③、④、⑤两组实验，可推断：反应物浓度的改变对Na2S2O3与硫酸反应的化学反应速率的影响，Na2S2O3溶液浓度的改变影响更大。该推断的证据是____________________。
【解析】（1）实验①中，溶液混合后的总体积为15mL，则混合后Na2S2O3溶液的初始浓度c（Na2S2O3）＝＝0.01mol·L－1；（2）浓度越大反应速率就越快，在实验中就先产生浑浊，实验①②③中H2SO4的浓度相同，Na2S2O3浓度不同，利用控制变量法，其他条件应相同，只改变Na2S2O3浓度，则x＝8；（3）实验①、②、③中H2SO4溶液的浓度和体积相同，Na2S2O3溶液的浓度不同，通过其他条件不变，只改变Na2S2O3溶液的浓度来探究对反应速率的影响；（4）根据题图，①、②、③组实验Na2S2O3溶液的浓度的变化对达到相同浑浊度时时间比③、④、⑤组实验中H2SO4溶液浓度的变化对达到相同浑浊度时时间影响更大，更明显，可推断：①、②、③组实验Na2S2O3溶液的浓度的变化对达到相同浑浊度时时间比③、④、⑤组实验中H2SO4溶液浓度的变化对达到相同浑浊度时时间影响更大。
【答案】（1）0.01（2）8（3）探究Na2S2O3溶液的浓度对反应速率的影响
（4）根据图像，①、②、③组实验Na2S2O3溶液的浓度的变化对达到相同浑浊度时时间比③、④、⑤组实验中H2SO4溶液浓度的变化对达到相同浑浊度时时间影响更大