2021-2022學(xué)年新教材蘇教版高中化學(xué)選擇性必修1專題2化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡學(xué)案-知識點考點匯總及配套習(xí)題

專題二化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡學(xué)案第一單元化學(xué)反應(yīng)速率 1第一課時化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法 1第二課時影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 13專題突破化學(xué)反應(yīng)速率影響因素及其圖像分析 30第二單元化學(xué)反應(yīng)的方向與限度 37第一課時化學(xué)反應(yīng)的方向 37第二課時化學(xué)平衡狀態(tài) 46第三課時化學(xué)平衡常數(shù)及應(yīng)用 53第三單元化學(xué)平衡的移動 62第一課時濃度、壓強變化對化學(xué)平衡的影響 62第二課時溫度變化對化學(xué)平衡的影響 73第三課時化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡圖像的常見類型 86第一單元化學(xué)反應(yīng)速率第一課時化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法明課程標(biāo)準(zhǔn)扣核心素養(yǎng)1.知道化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法，了解測定化學(xué)反應(yīng)速率的簡單方法。2.能進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)速率的簡單計算。變化觀念與平衡思想：能從原子、分子水平分析化學(xué)變化的內(nèi)因和變化的本質(zhì)，能理解化學(xué)反應(yīng)的歷程。證據(jù)推理與模型認(rèn)知：能認(rèn)識物質(zhì)及其變化的理論模型與研究對象之間的異同，能對模型和原型的關(guān)系進(jìn)行評價并改進(jìn)模型；能說明模型的使用條件和適用范圍。突破點1化學(xué)反應(yīng)速率及其表示方法室溫下，有少量催化劑存在時，過氧化氫在水溶液中發(fā)生分解反應(yīng)：2H2O2eq\o(=,\s\up7(催化劑))2H2O＋O2↑，反應(yīng)過程中過氧化氫的物質(zhì)的量濃度變化如下表所示。表1H2O2分解過程中濃度隨時間的變化t/min020406080c(H2O2)/(mol·L－1)0.800.400.200.100.05表2Δt/min0～2020～4040～6060～80Δc(H2O2)/(mol·L－1)0.400.200.100.05[問題探討]1．請結(jié)合教材P41觀察思考中繪制的H2O2分解反應(yīng)的濃度—時間曲線及表2數(shù)據(jù)分析，如何表示化學(xué)反應(yīng)速率？提示：曲線的斜率eq\f(Δc,Δt)可以表示化學(xué)反應(yīng)速率，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為v＝eq\f(Δc,Δt)。2．化學(xué)反應(yīng)速率有無單位？不同單位之間如何換算？提示：化學(xué)反應(yīng)速率的常用單位是mol·L－1·min－1、mol·L－1·s－1等。1mol·L－1·s－1＝eq\f(1mol,L·\f(1,60)min)＝60mol·L－1·min－1。3．能否用液態(tài)水表示化學(xué)反應(yīng)速率？提示：不能用固體和純液體表示化學(xué)反應(yīng)速率，因為其濃度可視為不變的常數(shù)。4．一定條件下，在2L的密閉容器中充入一定量的N2和H2發(fā)生反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，5分鐘內(nèi)生成了6.8gNH3，試求出用NH3、N2、H2表示的化學(xué)反應(yīng)速率。提示：n(NH3)＝eq\f(6.8g,17g·mol－1)＝0.4mol，則v(NH3)＝eq\f(Δc（NH3）,Δt)＝eq\f(\f(0.4mol,2L),5min)＝0.04mol·L－1·min－1，v(N2)＝eq\f(Δc（N2）,Δt)＝eq\f(\f(0.2mol,2L),5min)＝0.02mol·L－1·min－1，v(H2)＝eq\f(Δc（H2）,Δt)＝eq\f(\f(0.6mol,2L),5min)＝0.06mol·L－1·min－1。5．通過4的計算，在合成氨的反應(yīng)中，用N2、H2、NH3表示的反應(yīng)速率數(shù)值之間有何關(guān)系？提示：v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)＝0.02mol·L－1·min－1∶0.06mol·L－1·min－1∶0.04mol·L－1·min－1＝1∶3∶2，即化學(xué)反應(yīng)中各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式中相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比。歸納總結(jié)(1)由公式v＝eq\f(Δc,Δt)計算得到的化學(xué)反應(yīng)速率，是某一時間段的平均速率而不是瞬時速率。(2)不論是反應(yīng)物還是生成物，用其表示的化學(xué)反應(yīng)速率的值都取正值。(3)固體或純液體(不是溶液)的物質(zhì)的量濃度可視為不變的常數(shù)，因此，一般不用固體或純液體表示化學(xué)反應(yīng)速率。(4)同一化學(xué)反應(yīng)中，用不同物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率的意義完全相同，但它們表示的數(shù)值可能不同。因此，要在反應(yīng)速率v后標(biāo)明具體的物質(zhì)。應(yīng)用練習(xí)1．下列有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的說法正確的是()A．對任何化學(xué)反應(yīng)來說，反應(yīng)速率越大，反應(yīng)現(xiàn)象就越明顯B．化學(xué)反應(yīng)速率可用任何一種反應(yīng)物或任何一種生成物來表示C．若某化學(xué)反應(yīng)中用某反應(yīng)物表示的反應(yīng)速率為0.5mol·L－1·s－1，就是指在該時間段內(nèi)反應(yīng)物和生成物的濃度變化都為0.5mol·L－1D．化學(xué)反應(yīng)速率是用來衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢的尺度解析：選DA項，中和反應(yīng)速率很快，但有的沒有明顯現(xiàn)象，錯誤；B項，在化學(xué)反應(yīng)中，由于固體和純液體的濃度視為常數(shù)，其濃度變化值為零，不能用其表示化學(xué)反應(yīng)速率，錯誤；C項，由于化學(xué)計量數(shù)不一定相同，在該時間段內(nèi)反應(yīng)物和生成物的濃度變化不一定都為0.5mol·L－1，錯誤。2．某溫度下，N2O5在CCl4中發(fā)生反應(yīng)：2N2O5=4NO2＋O2，N2O5的濃度隨反應(yīng)時間(t)的變化數(shù)據(jù)如下表。在0～10s內(nèi)，平均反應(yīng)速率為()t/s051015N2O5/(mol·L－1)0.820.400.320.28A.v(N2O5)＝0.032mol·L－1B．v(N2O5)＝0.050mol·L－1C．v(N2O5)＝0.050mol·L－1·s－1D．v(N2O5)＝0.032mol·L－1·s－1解析：選C根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的數(shù)學(xué)表達(dá)式知，v(N2O5)＝eq\f(0.82－0.32,10)mol·L－1·s－1＝0.050mol·L－1·s－1。突破點2化學(xué)反應(yīng)速率的測定方法及化學(xué)反應(yīng)速率的計算與大小比較比較通過實驗測定化學(xué)反應(yīng)速率的方法有多種。下面是實驗室測定鋅粒與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率的裝置圖。[問題探討]1．如何設(shè)計實驗方案測定上述反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率？提示：方案1：測定一定時間(如1分鐘)內(nèi)產(chǎn)生H2的體積；方案2：測定產(chǎn)生一定體積的H2所需的時間。2．你還能想到哪些測定化學(xué)反應(yīng)速率的方法？提示：通過一定時間內(nèi)氣體壓強的變化來測定化學(xué)反應(yīng)速率；利用科學(xué)儀器測量(如用于比色分析的分光光度計)。3．NH3和純凈的O2在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g)，現(xiàn)向一容積不變的2L密閉容器中充入4molNH3和3molO2，4min后，測得生成的H2O(g)占混合氣體體積的40%，則此段時間內(nèi)該反應(yīng)的平均速率如何計算？提示：設(shè)4min后NH3轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為xmol，列三段式為4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g)起始量/mol4300變化量/molxeq\f(3,4)xeq\f(1,2)xeq\f(3,2)xeq\a\vs4\al(4min后的,量/mol)4－x3－eq\f(3,4)xeq\f(1,2)xeq\f(3,2)x由題意知，eq\f(\f(3,2)x,4－x＋3－\f(3,4)x＋\f(1,2)x＋\f(3,2)x)×100%＝40%。解得x＝2，則v(O2)＝eq\f(Δc,Δt)＝eq\f(\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,4)×2))mol,2L),4min)＝0.1875mol·L－1·min－1。4．對于反應(yīng)A(g)＋3B(g)2C(g)，在三種不同條件下的反應(yīng)速率分別為①v(A)＝0.01mol·L－1·s－1；②v(B)＝0.60mol·L－1·min－1；③v(C)＝1.0mol·L－1·min－1。在這三種不同條件下的化學(xué)反應(yīng)速率大小順序是怎樣的？提示：先統(tǒng)一單位，①v(A)＝0.60mol·L－1·min－1，eq\f(v（A）,1)＝0.60mol·L－1·min－1；②eq\f(v（B）,3)＝0.20mol·L－1·min－1；③eq\f(v（C）,2)＝0.50mol·L－1·min－1；故化學(xué)反應(yīng)速率大小順序為①>③>②。歸納總結(jié)1．化學(xué)反應(yīng)速率的測定(1)測定原理：利用化學(xué)反應(yīng)中與某一種物質(zhì)的濃度(或質(zhì)量)相關(guān)的性質(zhì)進(jìn)行測定。(2)測定方法：①利用能夠直接觀察的某些性質(zhì)測定：如通過測量釋放出一定體積氣體的時間來測定化學(xué)反應(yīng)速率，或通過測定一定時間內(nèi)氣體壓強的變化來測定化學(xué)反應(yīng)速率。②利用科學(xué)儀器測量：如在溶液中，當(dāng)反應(yīng)物或生成物本身有較明顯的顏色時，可利用顏色深淺與顯色物質(zhì)濃度間的正比關(guān)系來跟蹤反應(yīng)的過程和測量化學(xué)反應(yīng)速率。2．化學(xué)反應(yīng)速率的計算方法——“三段式”法(1)求解化學(xué)反應(yīng)速率計算題的一般步驟：①寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。②找出各物質(zhì)的起始量、轉(zhuǎn)化量、某時刻量。③根據(jù)已知條件列方程計算。例如mA＋nBpC起始濃度/mol·L－1abc轉(zhuǎn)化濃度/mol·L－1xeq\f(nx,m)eq\f(px,m)某時刻濃度/mol·L－1a－xb－eq\f(nx,m)c＋eq\f(px,m)v(B)＝eq\f(轉(zhuǎn)化濃度,Δt)＝eq\f(nx,mΔt)(2)計算中注意以下量的關(guān)系：①對反應(yīng)物：c(起始)－c(轉(zhuǎn)化)＝c(某時刻)②對生成物：c(起始)＋c(轉(zhuǎn)化)＝c(某時刻)③轉(zhuǎn)化率＝eq\f(c（轉(zhuǎn)化）,c（起始）)×100%3．化學(xué)反應(yīng)速率大小的比較方法同一化學(xué)反應(yīng)中，用不同物質(zhì)來表示化學(xué)反應(yīng)速率時，數(shù)值可能不同，需要進(jìn)行轉(zhuǎn)化。常用以下兩種方法：(1)歸一法(2)比值法通過化學(xué)反應(yīng)速率與其對應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)的比值進(jìn)行比較，比值大的化學(xué)反應(yīng)速率大。如對于反應(yīng)aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，若eq\f(v（A）,a)>eq\f(v（B）,b)，則用A表示的化學(xué)反應(yīng)速率較大。應(yīng)用練習(xí)1．一定條件下，向2L密閉容器中加入2molN2和10molH2，發(fā)生反應(yīng)：N2＋3H22NH3，2min時測得剩余的N2為1mol，下列化學(xué)反應(yīng)速率不正確的是()A．v(N2)＝0.25mol·L－1·min－1B．v(H2)＝0.75mol·L－1·min－1C.v(NN3)＝1mol·L－1·min－1D．v(NH3)＝0.5mol·L－1·min－1解析：選Cv(N2)＝eq\f(（2－1）mol,2L×2min)＝0.25mol·L－1·min－1。因為v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)＝1∶3∶2，故v(H2)＝0.75mol·L－1·min－1，v(NH3)＝0.5mol·L－1·min－1。2．在不同條件下，分別測得反應(yīng)2SO2＋O22SO3的化學(xué)反應(yīng)速率如下，其中表示該反應(yīng)進(jìn)行得最快的是()A．v(SO2)＝4mol·L－1·min－1B．v(O2)＝3mol·L－1·min－1C．v(SO2)＝0.1mol·L－1·s－1D．v(O2)＝0.1mol·L－1·s－1解析：選D本題考查的是化學(xué)反應(yīng)速率的比較。以SO2為標(biāo)準(zhǔn)，并將單位進(jìn)行統(tǒng)一，將A、B、C、D選項換算成以SO2表示的化學(xué)反應(yīng)速率分別為A中v(SO2)＝4mol·L－1·min－1；B中v(SO2)＝2v(O2)＝6mol·L－1·min－1；C中v(SO2)＝(0.1×60)mol·L－1·min－1＝6mol·L－1·min－1；D中v(SO2)＝2v(O2)＝(2×0.1×60)mol·L－1·min－1＝12mol·L－1·min－1。則D項符合題意。3．通過實驗測定反應(yīng)速率的方法有多種，如(1)比較鋅粒與不同濃度硫酸溶液反應(yīng)時的速率，可通過測定收集等體積H2需要的________來實現(xiàn)。(2)在KMnO4溶液與H2C2O4溶液的反應(yīng)中，KMnO4與H2C2O4__________________，可通過觀察__________________來測定該反應(yīng)的速率。解析：(1)比較鋅粒與不同濃度的硫酸溶液反應(yīng)的速率，可通過測定收集等體積H2需要的時間來實現(xiàn)，所需時間越短，說明反應(yīng)速率越快。(2)KMnO4與H2C2O4發(fā)生氧化還原反應(yīng)，離子方程式為2MnOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))＋5H2C2O4＋6H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O，反應(yīng)完全后溶液由紫紅色變?yōu)闊o色，故可通過觀察溶液褪色所需時間的長短來測定該反應(yīng)的速率。答案：(1)時間(2)2MnOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(4))＋5H2C2O4＋6H＋=2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O溶液褪色所需時間能力培養(yǎng)一定溫度下，在2L的密閉容器中，X、Y、Z三種氣體的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如圖所示。下列描述正確的是()A．反應(yīng)開始到10s時，用Z表示的化學(xué)反應(yīng)速率為0.158mol·L－1·s－1B．反應(yīng)開始到10s時，X的物質(zhì)的量濃度減小了0.79mol·L－1C．反應(yīng)到達(dá)10s時，c(Y)＝0.105mol·L－1·s－1D．反應(yīng)的化學(xué)方程式為X(g)＋Y(g)2Z(g)提示：由圖可知，0～10s，n(X)由1.20mol減少到0.41mol，n(Y)由1.00mol減少到0.21mol，n(Z)由0增加到1.58mol，故v(Z)＝1.58mol÷2L÷10s＝0.079mol·L－1·s－1，A項錯誤；反應(yīng)開始到10s時，X的物質(zhì)的量濃度減小了eq\f(1.20mol－0.41mol,2L)＝0.395mol·L－1，B項錯誤；10s時，c(Y)＝eq\f(0.21mol,2L)＝0.105mol·L－1，單位有誤，C項錯誤；相同時間內(nèi)X、Y、Z的物質(zhì)的量的變化值之比為0.79mol∶0.79mol∶1.58mol＝1∶1∶2，故反應(yīng)的化學(xué)方程式為X(g)＋Y(g)2Z(g)，D項正確。[反思?xì)w納]由圖像確定化學(xué)方程式的方法①反應(yīng)物和生成物的確定方法根據(jù)圖像中曲線的變化趨勢，物質(zhì)的量(或濃度)減小的是反應(yīng)物，物質(zhì)的量(或濃度)增加的是生成物。②各物質(zhì)化學(xué)計量數(shù)的確定方法一段時間內(nèi)，各物質(zhì)的物質(zhì)的量(或濃度)變化量之比等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比。③若反應(yīng)最后濃度不隨時間改變，書寫化學(xué)方程式時應(yīng)以“”連接。遷移應(yīng)用1．一定溫度下，某純氣體反應(yīng)在密閉容器中進(jìn)行，各物質(zhì)的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時間的變化曲線如圖所示。下列敘述正確的是()A．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為5Y3XB．t1min時，Y的濃度是X的濃度的1.5倍C．t2min時，正、逆反應(yīng)速率相等D．t3min時，逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率解析：選B由圖可知，反應(yīng)達(dá)到平衡時，Y減少了6mol，X增加了3mol，因此該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2YX，故A項錯誤；t1min時，Y的物質(zhì)的量為6mol，X的物質(zhì)的量為4mol，則c(Y)＝1.5c(X)，B項正確；由圖可知，t2min時，X、Y兩物質(zhì)的物質(zhì)的量相等，但不表示正、逆反應(yīng)速率相等，故C項錯誤；t3min時，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，故D項錯誤。2．某溫度時，在VL密閉容器中，A、B、C三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如圖所示，由圖中數(shù)據(jù)分析：(1)反應(yīng)的化學(xué)方______________________________________。(2)從開始到t1min末，用物質(zhì)C表示的反應(yīng)速率為__________________。解析：根據(jù)圖像可知，Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)＝(12－4)mol∶(8－4)mol∶(6－0)mol＝4∶2∶3，所以該反應(yīng)的化學(xué)方程式為4A＋2B3C；根據(jù)反應(yīng)速率的定義式可知，v(C)＝eq\f(6mol,VL·t1min)＝eq\f(6,Vt1)mol·L－1·min－1。答案：(1)4A＋2B3C(2)eq\f(6,Vt1)mol·L－1·min－1課堂鞏固1．下列說法正確的是()A．化學(xué)反應(yīng)速率通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物或生成物的質(zhì)量變化來表示B．用不同物質(zhì)的濃度變化表示同一時間內(nèi)同一反應(yīng)的速率時，其數(shù)值之比等于反應(yīng)方程式中對應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比C．由v＝eq\f(Δc,Δt)計算所得化學(xué)反應(yīng)速率為某時刻的瞬時速率D．在反應(yīng)過程中，反應(yīng)物的濃度逐漸變小，所以用反應(yīng)物表示的化學(xué)反應(yīng)速率為負(fù)值解析：選B化學(xué)反應(yīng)速率通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物或生成物濃度的變化量來表示，A錯誤；由v＝eq\f(Δc,Δt)計算所得化學(xué)反應(yīng)速率為平均速率，C錯誤；化學(xué)反應(yīng)速率均為正值，不出現(xiàn)負(fù)值，因為Δc(變化量)不能為負(fù)，D錯誤。2．在鋁與稀硫酸的反應(yīng)中，已知10s末硫酸的濃度減少了0.6mol·L－1，若不考慮反應(yīng)過程中溶液體積的變化，則10s內(nèi)生成硫酸鋁的平均反應(yīng)速率是()A．0.02mol·L－1·min－1 B．1.8mol·L－1·min－1C．1.2mol·L－1·min－1 D．0.18mol·L－1·min－1解析：選Cv(H2SO4)＝eq\f(0.6mol·L－1,10s)＝0.06mol·L－1·s－1，v[Al2(SO4)3]＝eq\f(1,3)v(H2SO4)＝eq\f(1,3)×0.06mol·L－1·s－1＝0.02mol·L－1·s－1×60s·min－1＝1.2mol·L－1·min－1。3.某溫度時，在2L恒容密閉容器中X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如圖所示。由圖中數(shù)據(jù)分析，該反應(yīng)的化學(xué)方程式和反應(yīng)開始至2min末Z的平均反應(yīng)速率分別為()A．X＋3Y=2Z0.1mol·L－1·min－1B．2X＋Y2Z0.1mol·L－1·min－1C．X＋2Y=Z0.05mol·L－1·min－1D．3X＋Y2Z0.05mol·L－1·min－1解析：選D由圖像可以看出，反應(yīng)中X、Y的物質(zhì)的量減少，應(yīng)為反應(yīng)物，Z的物質(zhì)的量增多，應(yīng)為生成物，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到2min時，Δn(X)＝0.3mol，Δn(Y)＝0.1mol，Δn(Z)＝0.2mol，則Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)＝3∶1∶2，參加反應(yīng)的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3X＋Y2Z；反應(yīng)開始至2min末，Z的平均反應(yīng)速率v(Z)＝eq\f(\f(0.2mol,2L),2min)＝0.05mol·L－1·min－1，故D正確。4．化學(xué)反應(yīng)速率是通過實驗測定的，測定下列化學(xué)反應(yīng)的速率時，其測量依據(jù)不合理的是()選項化學(xué)反應(yīng)測量依據(jù)(單位時間內(nèi))ACO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)壓強變化BZn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑H2體積C2NO2(g)N2O4(g)顏色深淺DCa(OH)2＋Na2CO3=CaCO3↓＋2NaOH沉淀質(zhì)量解析：選AA項，該反應(yīng)是氣體分子數(shù)不變(反應(yīng)前后的化學(xué)計量數(shù)之和相等)的反應(yīng)，反應(yīng)前后壓強不變，A項不合理；B項，若單位時間內(nèi)H2的體積變化大，則反應(yīng)速率快，B項合理；C項，2NO2N2O4，NO2是紅棕色氣體，N2O4是無色氣體，可以用單位時間內(nèi)氣體顏色的變化來衡量反應(yīng)的快慢，C項合理；D項，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的沉淀的質(zhì)量越大，反應(yīng)速率越快，D項合理。5.已知：反應(yīng)aA(g)＋bB(g)cC(g)，某溫度下，在2L的密閉容器中投入一定量的A、B，兩種氣體的物質(zhì)的量濃度隨時間變化的曲線如圖所示。(1)反應(yīng)從開始到12s時，用A表示的平均反應(yīng)速率為______________。(2)經(jīng)測定前4s內(nèi)，用C表示的平均反應(yīng)速率v(C)＝0.05mol·L－1·s－1，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________________________________________________________________________________。(3)若上述反應(yīng)分別在甲、乙、丙三個相同的密閉容器中進(jìn)行，經(jīng)同一段時間后，測得三個容器中的反應(yīng)速率分別為：甲：v(A)＝0.3mol·L－1·s－1；乙：v(B)＝0.12mol·L－1·s－1；丙：v(C)＝9.6mol·L－1·min－1。則甲、乙、丙三個容器中反應(yīng)速率由快到慢的順序為__________________。解析：(1)從0到12s，Δc(A)＝0.8mol·L－1－0.2mol·L－1＝0.6mol·L－1，v(A)＝eq\f(0.6mol·L－1,12s)＝0.05mol·L－1·s－1。(2)前4s內(nèi)，Δc(A)＝0.8mol·L－1－0.5mol·L－1＝0.3mol·L－1，v(A)＝eq\f(0.3mol·L－1,4s)＝0.075mol·L－1·s－1；v(A)∶v(C)＝a∶c＝0.075mol·L－1·s－1∶0.05mol·L－1·s－1＝3∶2。由圖像知，在12s時Δc(A)∶Δc(B)＝0.6mol·L－1∶0.2mol·L－1＝3∶1＝a∶b，則a∶b∶c＝3∶1∶2，所以該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3A(g)＋B(g)2C(g)。(3)丙容器中v(C)＝9.6mol·L－1·min－1＝0.16mol·L－1·s－1。甲容器中v＝eq\f(v（A）,3)＝eq\f(0.3mol·L－1·s－1,3)＝0.1mol·L－1·s－1，乙容器中v＝eq\f(v（B）,1)＝eq\f(0.12mol·L－1·s－1,1)＝0.12mol·L－1·s－1，丙容器中v＝eq\f(v（C）,2)＝eq\f(0.16mol·L－1·s－1,2)＝0.08mol·L－1·s－1，故甲、乙、丙三個容器中反應(yīng)速率由快到慢的順序為乙>甲>丙。答案：(1)0.05mol·L－1·s－1(2)3A(g)＋B(g)2C(g)(3)乙>甲>丙第二課時影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素明課程標(biāo)準(zhǔn)扣核心素養(yǎng)1.通過實驗探究，了解溫度、濃度、壓強和催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。2.知道化學(xué)反應(yīng)是有歷程的，認(rèn)識基元反應(yīng)的活化能對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。3.知道催化劑可以改變反應(yīng)歷程，對調(diào)控化學(xué)反應(yīng)速率具有重要意義。4.能通過實驗探究分析不同組分濃度的改變對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，能用一定的理論模型說明外界條件改變對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。變化觀念與平衡思想：形成化學(xué)變化是有條件的觀念，認(rèn)識反應(yīng)條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，能運用相關(guān)原理分析影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，形成并發(fā)展變量控制的實驗思想。證據(jù)推理與模型認(rèn)知：能依據(jù)證據(jù)從不同視角分析問題，推理并得出合理的結(jié)論；能建構(gòu)、理解、描述并應(yīng)用影響化學(xué)反應(yīng)速率的模型。突破點1濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響硫代硫酸鈉溶液與稀硫酸發(fā)生下列反應(yīng)：Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O。向A、B、C三支試管中各加入2mL不同濃度的硫代硫酸鈉溶液，濃度依次為0.1mol·L－1、0.05mol·L－1、0.01mol·L－1，再同時各加入2mL0.2mol·L－1稀硫酸，觀察并比較試管中出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象的快慢。[問題探討]1．你觀察到哪些實驗現(xiàn)象？提示：三支試管中均逐漸出現(xiàn)渾濁，出現(xiàn)渾濁由快到慢的順序為A、B、C。2．依據(jù)實驗現(xiàn)象，你能得出哪些實驗結(jié)論？提示：實驗中僅改變了Na2S2O3的物質(zhì)的量濃度，故可得出結(jié)論：在其他條件不變時，增大Na2S2O3的濃度，反應(yīng)速率增大；減小Na2S2O3的濃度，反應(yīng)速率減小。3．如何運用“碰撞理論”解釋上述實驗現(xiàn)象？提示：化學(xué)反應(yīng)中，能量較高、有可能發(fā)生有效碰撞的分子稱為活化分子。當(dāng)增加反應(yīng)物的濃度時，單位體積內(nèi)反應(yīng)物的活化分子數(shù)目增多，反應(yīng)物發(fā)生有效碰撞的次數(shù)增多，反應(yīng)速率增大。4．化學(xué)反應(yīng)是有歷程的，反應(yīng)物分子經(jīng)過一次碰撞就轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物分子的反應(yīng)(一步完成反應(yīng))稱為基元反應(yīng)。那么H2(g)＋I(xiàn)2(g)=2HI(g)反應(yīng)的歷程是什么？每個基元反應(yīng)都有對應(yīng)的活化能，活化能與活化分子所占比例有什么關(guān)系？對化學(xué)反應(yīng)速率有哪些影響？決定化學(xué)反應(yīng)速率大小的是活化能大的還是活化能小的基元反應(yīng)？提示：反應(yīng)歷程：I2=2I、H2＋2I=2HI，反應(yīng)的活化能越大，活化分子所占比例越小，有效碰撞的比例也就越小，故化學(xué)反應(yīng)速率越小；活化能大的基元反應(yīng)決定整個反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率的大小。歸納總結(jié)1．濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響對于氣體或在溶液中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)，其他條件不變時，增大反應(yīng)物的濃度可以增大化學(xué)反應(yīng)速率；減小反應(yīng)物的濃度可以減小化學(xué)反應(yīng)速率。2．濃度對化學(xué)反應(yīng)速率影響的注意點(1)若質(zhì)量、物質(zhì)的量、體積等的改變不能使?jié)舛雀淖?，則化學(xué)反應(yīng)速率不變。(2)由于固體或純液體的濃度可視為常數(shù)，所以改變固體或純液體的量，對化學(xué)反應(yīng)速率無影響。(3)增大固體的表面積能加快化學(xué)反應(yīng)速率，如用鋅粒與鹽酸反應(yīng)制氫氣比用鋅片與鹽酸反應(yīng)制氫氣的速率快。(4)若為可逆反應(yīng)，增大反應(yīng)物濃度，正反應(yīng)速率增大，在此瞬間生成物濃度不變，逆反應(yīng)速率不變。但隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物的濃度逐漸減小，生成物的濃度逐漸增大，故正反應(yīng)速率逐漸減小，而逆反應(yīng)速率逐漸增大，直到二者相等。3．有效碰撞理論與活化能如圖所示：圖中E1指反應(yīng)的活化能，E1－E2是反應(yīng)熱。4．化學(xué)反應(yīng)速率與活化分子、有效碰撞的關(guān)系活化分子的百分?jǐn)?shù)越大，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)越多，單位時間內(nèi)有效碰撞的次數(shù)越多，化學(xué)反應(yīng)速率越快。如圖所示：[拓展]反應(yīng)物的濃度與化學(xué)反應(yīng)速率之間的定量關(guān)系(1)反應(yīng)速率方程反應(yīng)速率方程可定量地表示參與反應(yīng)的反應(yīng)物濃度與化學(xué)反應(yīng)速率之間的關(guān)系。有關(guān)反應(yīng)速率方程的注意點①化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率方程是實驗測定的結(jié)果，不能隨意根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式直接寫出。對于很多反應(yīng)，反應(yīng)速率方程中濃度的方次與化學(xué)方程式中各物質(zhì)化學(xué)式前的系數(shù)無確定關(guān)系。如H2＋Cl2=2HCl，v＝kc(H2)·ceq\f(1,2)(Cl2)。②對于有固體或純液體參加的化學(xué)反應(yīng)，固體或純液體的濃度可視為常數(shù)，不能出現(xiàn)在反應(yīng)速率方程中。如C(s)＋O2(g)=CO2(g)，v＝kc(O2)。(2)反應(yīng)速率常數(shù)(k)含義表示單位濃度下的化學(xué)反應(yīng)速率單位不同的反應(yīng)速率方程中k的單位不同意義通常，反應(yīng)速率常數(shù)k越大，反應(yīng)進(jìn)行得越快影響因素與濃度無關(guān)，但受溫度、催化劑、固體表面性質(zhì)等因素的影響應(yīng)用練習(xí)1．硫代硫酸鈉溶液與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，下列各組實驗中最先出現(xiàn)渾濁的是()實驗反應(yīng)溫度/℃Na2S2O3溶液稀H2SO4H2OV/mLc/(mol·L－1)V/mLc/(mol·L－1)V/mLA2550.1100.15B2550.250.210C3550.1100.15D3550.250.210解析：選D多個外界條件不同時，要對比找出其他相同條件，然后比較不同條件。影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素很多，本題從濃度和溫度兩個因素考查，結(jié)合選項知混合液體的體積都為20mL，根據(jù)濃度越大、溫度越高，反應(yīng)速率越快，可以推知D選項正確。2．已知反應(yīng)2NO＋2H2=N2＋2H2O的反應(yīng)速率方程為v＝kc2(NO)·c(H2)(k為反應(yīng)速率常數(shù))，其反應(yīng)歷程如下：①2NO＋H2→N2＋H2O2慢②H2O2＋H2→2H2O快下列說法不正確的是()A．增大c(NO)，可提高總反應(yīng)的反應(yīng)速率B．c(NO)、c(H2)增大相同的倍數(shù)，對總反應(yīng)的反應(yīng)速率的影響程度相同C．該反應(yīng)的快慢主要取決于反應(yīng)①D．減小c(H2)，可降低總反應(yīng)的反應(yīng)速率解析：選B根據(jù)反應(yīng)速率方程v＝kc2(NO)·c(H2)知，增大c(NO)，可提高總反應(yīng)的反應(yīng)速率，減小c(H2)，可降低總反應(yīng)的反應(yīng)速率，故A、D項正確；根據(jù)反應(yīng)速率方程v＝kc2(NO)·c(H2)知，c(NO)、c(H2)增大相同的倍數(shù)，對總反應(yīng)的反應(yīng)速率的影響程度不同，如c(NO)變?yōu)樵瓉淼?倍，v則變?yōu)樵瓉淼?倍，而c(H2)變?yōu)樵瓉淼?倍，v變?yōu)樵瓉淼?倍，故B項錯誤；反應(yīng)速率由最慢的一步?jīng)Q定，該反應(yīng)的快慢主要取決于反應(yīng)①，故C項正確。突破點2壓強對化學(xué)反應(yīng)速率的影響在化學(xué)反應(yīng)中，若反應(yīng)物分別以氣體、液體或固體三種狀態(tài)存在，改變反應(yīng)體系的壓強，反應(yīng)物的濃度是否都發(fā)生變化呢？對化學(xué)反應(yīng)速率有哪些影響？提示：改變體系的壓強對液體、固體的濃度幾乎沒有任何影響，但會影響氣體的濃度。對于有氣體參加的反應(yīng)，在密閉容器中保持溫度不變時，增大壓強，氣體體積減小，相當(dāng)于增大反應(yīng)物的濃度，反應(yīng)速率增大；減小壓強，氣體體積增大，相當(dāng)于減小反應(yīng)物的濃度，反應(yīng)速率減小。[問題探討]1．恒溫恒容時，向反應(yīng)體系中充入反應(yīng)氣體(如向合成氨反應(yīng)中充入N2)，化學(xué)反應(yīng)速率如何變化？提示：總壓強增大，該反應(yīng)物濃度增大，反應(yīng)速率增大。2．恒溫恒容時，充入“無關(guān)氣體”(如He、Ne、Ar等不參與反應(yīng)也不干擾反應(yīng)的氣體)，體系總壓強增大，反應(yīng)速率也增大嗎？提示：總壓強增大，但反應(yīng)混合物中各組分的濃度沒有改變，反應(yīng)速率不變。3．恒溫恒壓時，向反應(yīng)體系中充入“無關(guān)氣體”，反應(yīng)速率如何變化？提示：體積增大，反應(yīng)混合物中各組分的濃度減小，反應(yīng)速率減小。4．經(jīng)過研討，你對“壓強對化學(xué)反應(yīng)速率的影響”有哪些新的認(rèn)識？提示：壓強對化學(xué)反應(yīng)速率的影響是通過改變物質(zhì)的濃度實現(xiàn)的，若壓強改變，反應(yīng)體系中物質(zhì)的濃度不變，則對化學(xué)反應(yīng)速率無影響。若壓強增大，反應(yīng)體系中物質(zhì)的濃度增大，則反應(yīng)速率增大；若壓強減小，反應(yīng)體系中各物質(zhì)的濃度減小，則反應(yīng)速率減小。歸納總結(jié)改變壓強，對化學(xué)反應(yīng)速率產(chǎn)生影響的根本原因是引起濃度改變。所以在討論壓強對反應(yīng)速率的影響時，應(yīng)區(qū)分引起壓強改變的原因。1．對于沒有氣體參與的化學(xué)反應(yīng)，改變壓強，對化學(xué)反應(yīng)速率無影響。2．對于有氣體參與的化學(xué)反應(yīng)，有以下幾種情況。(1)恒溫恒容時①充入氣體反應(yīng)物eq\o(→,\s\up7(引起))總壓強增大eq\o(→,\s\up7(引起))濃度增大eq\o(→,\s\up7(引起))反應(yīng)速率加快。②充入“無關(guān)氣體”(如He、Ne、Ar、N2等不參與本反應(yīng)也不干擾本反應(yīng)的氣體，下同)eq\o(→,\s\up7(引起))總壓強增大，但各反應(yīng)物濃度不變，則反應(yīng)速率不變。(2)恒溫恒壓時①同等程度地充入相應(yīng)的氣體反應(yīng)物eq\o(→,\s\up7(引起))體積增大，但各反應(yīng)物濃度不變，則反應(yīng)速率不變。②充入“無關(guān)氣體”eq\o(→,\s\up7(引起))體積增大eq\o(→,\s\up7(引起))各反應(yīng)物濃度減小eq\o(→,\s\up7(引起))反應(yīng)速率減慢。應(yīng)用練習(xí)1．在一定條件下的密閉容器中存在下列四個化學(xué)反應(yīng)，增大容器的容積對化學(xué)反應(yīng)速率沒有影響的是()A．2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)B．CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)C．CO2(g)＋H2O(l)H2CO3(aq)D．Fe3＋(aq)＋3SCN－(aq)Fe(SCN)3(aq)解析：選D壓強只對有氣體參加或生成的反應(yīng)的反應(yīng)速率有影響，對于沒有氣體參加或生成的反應(yīng)的反應(yīng)速率無影響，D項符合題意。2．反應(yīng)N2(g)＋O2(g)2NO(g)在密閉容器中進(jìn)行，下列措施能使該反應(yīng)的反應(yīng)速率減慢的是()A．縮小體積使壓強增大B．壓強不變充入He使體積增大C．體積不變充入He使壓強增大D．體積不變充入NO使壓強增大解析：選BA項，反應(yīng)體系中物質(zhì)的濃度增大，反應(yīng)速率加快；B項，反應(yīng)體系中物質(zhì)的濃度減小，反應(yīng)速率減小；C項，反應(yīng)體系中物質(zhì)的濃度不變，反應(yīng)速率不變；D項，反應(yīng)體系中物質(zhì)的濃度增大，反應(yīng)速率加快。突破點3溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響酸性高錳酸鉀溶液與草酸(H2C2O4)發(fā)生下列反應(yīng)：2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4=K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2取3支試管(分別標(biāo)記為A、B、C)，向試管中分別加入2mL0.01mol·L－1酸性高錳酸鉀溶液，再向試管中分別加入2mL0.1mol·L－1草酸溶液。將3支試管分別放入冰水中、室溫下及80℃[問題探討]1．你預(yù)測3支試管中會出現(xiàn)哪些現(xiàn)象？提示：三支試管中酸性KMnO4溶液均逐漸褪色，褪色先后順序為C、B、A。2．實驗中你觀察到哪些現(xiàn)象？提示：與預(yù)測現(xiàn)象相同。3．通過實驗，你得出哪些結(jié)論？提示：其他條件相同時，升高溫度，反應(yīng)速率增大；降低溫度，反應(yīng)速率減小。4．運用“碰撞理論”，如何解釋上述現(xiàn)象？提示：隨著溫度的升高，反應(yīng)物的活化分子數(shù)目增多，分子運動加快，活化分子有效碰撞的次數(shù)增多，反應(yīng)速率增大。歸納總結(jié)1．溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響其他條件相同時，升高溫度，反應(yīng)速率增大；降低溫度，反應(yīng)速率減小。2．溫度對化學(xué)反應(yīng)速率影響的理論解釋其他條件相同時，升高溫度可以提高反應(yīng)物分子的能量，反應(yīng)物的活化分子數(shù)目增多，分子運動加快，活化分子有效碰撞的次數(shù)增多，反應(yīng)速率增大。3．所有化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率都與溫度有關(guān)一般來說，溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響比濃度、壓強對化學(xué)反應(yīng)速率的影響要大，也更易于控制，加熱是實驗室最常用的加快化學(xué)反應(yīng)速率的方法?？茖W(xué)研究表明對于許多反應(yīng)而言，一般溫度每升高10K，其反應(yīng)速率可增加2～4倍。應(yīng)用練習(xí)1．升高溫度能加快化學(xué)反應(yīng)速率的主要原因是()A．增加活化分子百分?jǐn)?shù)B．降低活化分子的能量C．活化分子的能量明顯增加D．降低反應(yīng)所需的能量解析：選A升高溫度，活化分子的百分?jǐn)?shù)增加，有效碰撞的次數(shù)增加，所以化學(xué)反應(yīng)速率加快。2.把鎂條投入盛有鹽酸的敞口容器中，產(chǎn)生氫氣的速率變化曲線如圖所示。下列因素中，影響該反應(yīng)速率的主要因素是()①鹽酸的濃度②鎂條的表面積③溶液的溫度④Cl－的濃度A．①④ B．③④C．①③ D．②③解析：選C由題圖可知，該反應(yīng)速率先增大后減小，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，放出熱量，溫度升高，則反應(yīng)速率加快，后來鹽酸濃度減小，則反應(yīng)速率逐漸減小，即前一階段溫度對反應(yīng)速率的影響起主要作用，后一階段鹽酸的濃度對反應(yīng)速率的影響起主要作用。因Cl－不參與反應(yīng)，Cl－的濃度增大或減小都不影響化學(xué)反應(yīng)速率，且該反應(yīng)中Cl－的濃度可視為不變，另外鎂條的表面積會影響反應(yīng)速率，但在該反應(yīng)中不是主要因素，即影響該反應(yīng)速率的主要因素為①③，答案選C。突破點4催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響向A、B、C3支試管中分別加入等體積5%的H2O2溶液，再向試管中分別加入2～3滴洗滌劑。向試管A中加入2～3滴FeCl3溶液，向試管B中加入少量MnO2粉末，C試管留作比較用。觀察、比較3支試管中發(fā)生的實驗現(xiàn)象。提示：3支試管中均產(chǎn)生氣泡，B試管中氣泡最多，A試管中氣泡較少，C試管中氣泡很少。[問題探討]1．通過實驗得出的實驗結(jié)論是什么？提示：催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率有顯著影響，一般來說，使用催化劑可以加快化學(xué)反應(yīng)速率。2．如何用常用的反應(yīng)速率理論(過渡態(tài)理論)解釋催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響？提示：使用催化劑可以改變反應(yīng)歷程，降低反應(yīng)的活化能，活化能越低，反應(yīng)速率越快。3．如表所示列出了一些反應(yīng)在使用催化劑前后的活化能數(shù)據(jù)以及反應(yīng)速率常數(shù)之比?；瘜W(xué)反應(yīng)催化劑Ea/(kJ·mol－1)eq\f(k（催）,k（無）)無催化劑有催化劑C12H22O11(蔗糖)＋H2O=C6H12O6(葡萄糖)＋C6H12O6(果糖)蔗糖酶107369.2×1011(310K)2HI=H2＋I(xiàn)2金1841051.6×108(503K)CH3CHO=CH4↑＋CO↑碘2101367.5×104(793K)2H2O2=2H2O＋O2↑過氧化氫酶75255.8×108(298K)分析表中數(shù)據(jù)，你能得出哪些結(jié)論？提示：(1)分析表中數(shù)據(jù)可以得出：有催化劑時，反應(yīng)的活化能降低，反應(yīng)速率常數(shù)增大，化學(xué)反應(yīng)速率增大。(2)與其他因素相比，催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率影響的程度更大，這是因為催化劑能通過參與反應(yīng)改變反應(yīng)歷程，降低反應(yīng)的活化能。歸納總結(jié)1．催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響催化劑是通過降低化學(xué)反應(yīng)所需的活化能來增大反應(yīng)速率的。2．催化劑的催化原理(1)由于催化劑的質(zhì)量及化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后不變，反應(yīng)歷程中必定既包括有催化劑參與的反應(yīng)，又包括使催化劑再生成的反應(yīng)。(2)催化劑通過參與反應(yīng)改變反應(yīng)歷程，較大幅度地降低反應(yīng)的活化能來提高化學(xué)反應(yīng)速率。(3)催化劑的催化機理使用催化劑→改變反應(yīng)歷程→降低反應(yīng)的活化能(如下圖所示臭氧分解反應(yīng)的歷程)→使更多的反應(yīng)物分子成為活化分子→增加活化分子百分?jǐn)?shù)→加快化學(xué)反應(yīng)速率：3．催化劑的特點(1)選擇性：某種催化劑對某一反應(yīng)可能是活性很強的催化劑，但對其他反應(yīng)就不一定有催化作用。催化劑只能在一定的條件下，才能催化某個或某幾個反應(yīng)。(2)高效性：可以較大幅度地降低反應(yīng)的活化能，從而有效地提高化學(xué)反應(yīng)速率。[名師點撥](1)催化劑可同等程度地改變可逆反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率。(2)催化劑只有在一定溫度下才能最大程度地顯示其催化作用，不同的催化劑對溫度的要求不一定相同。(3)有的催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率，有的催化劑能減慢化學(xué)反應(yīng)速率。能加快化學(xué)反應(yīng)速率的催化劑叫做正催化劑；能減慢化學(xué)反應(yīng)速率的催化劑叫做負(fù)催化劑。在實踐中，如不特別說明，凡是說催化劑都是指正催化劑。(4)催化劑中毒：催化劑的催化性能往往因接觸某些物質(zhì)而明顯下降甚至失效，這種現(xiàn)象叫做催化劑中毒。工業(yè)上為了防止催化劑中毒而把原料進(jìn)行凈化，除去雜質(zhì)。應(yīng)用練習(xí)1．下列關(guān)于催化劑的說法正確的是()A．催化劑能使不發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)B．催化劑的化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后發(fā)生改變，但質(zhì)量不變C．催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)速率D．任何化學(xué)反應(yīng)都需要催化劑解析：選C催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)速率，但不能使不發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，A項錯誤，C項正確；催化劑的質(zhì)量及化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后均不發(fā)生變化，B項錯誤；很多化學(xué)反應(yīng)不需要催化劑就能發(fā)生，如酸堿中和反應(yīng)，D項錯誤。2．過二硫酸鉀(K2S2O8)是一種無色結(jié)晶，不溶于乙醇，有強氧化性，易分解。在Ag＋催化下，Cr3＋被S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(8))氧化為Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))的機理為：S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(8))＋2Ag＋=2SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋2Ag2＋慢2Cr3＋＋6Ag2＋＋7H2O=6Ag＋＋14H＋＋Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))快下列有關(guān)說法正確的是()A．反應(yīng)速率與Ag＋濃度有關(guān)B．Ag2＋也是該反應(yīng)的催化劑C．Ag＋能降低該反應(yīng)的活化能和焓變D．v(Cr3＋)＝v(S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(8)))解析：選A慢反應(yīng)中Ag＋參與反應(yīng)，快反應(yīng)中又生成了Ag＋，則Ag＋起到催化劑的作用，催化劑可降低反應(yīng)的活化能，但不能改變焓變。Ag＋濃度越大，反應(yīng)速率越大，A正確，C錯誤；Ag2＋為中間產(chǎn)物，不是催化劑，B錯誤；反應(yīng)總方程式為3S2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(8))＋2Cr3＋＋7H2O=6SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋14H＋＋Cr2Oeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(7))，反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，D錯誤。3．為探究Fe3＋和Cu2＋對H2O2分解反應(yīng)的催化效果，某同學(xué)分別設(shè)計了如圖中甲、乙所示的實驗。下列敘述不正確的是()A．甲實驗可通過觀察產(chǎn)生氣泡的快慢來比較反應(yīng)速率的大小B．若甲實驗中反應(yīng)速率①>②，則一定可以說明Fe3＋比Cu2＋對H2O2分解反應(yīng)的催化效果好C．乙實驗可通過測定相同狀況下產(chǎn)生氣體的體積與反應(yīng)時間來比較反應(yīng)速率的大小D．乙實驗中關(guān)閉A處活塞，將注射器活塞向外拉，松開后注射器活塞復(fù)原說明裝置氣密性良好解析：選B可以通過觀察產(chǎn)生氣泡的快慢來比較甲實驗中反應(yīng)速率的大小，故A正確；若甲實驗中反應(yīng)速率①>②，則能說明FeCl3比CuSO4對H2O2分解反應(yīng)的催化效果好，但不一定是Fe3＋和Cu2＋起催化作用，也可能是SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))和Cl－起催化作用，故B錯誤；可以通過測定相同狀況下產(chǎn)生氣體的體積與反應(yīng)時間來比較乙實驗中反應(yīng)速率的大小，故C正確；乙實驗中關(guān)閉A處活塞，將注射器活塞向外拉出一定距離，若裝置氣密性良好，松開后注射器活塞會復(fù)原，故D正確。突破點5其他因素對化學(xué)反應(yīng)速率的影響其他因素對化學(xué)反應(yīng)速率的影響(1)增大反應(yīng)物間的接觸面積，反應(yīng)速率會隨之增大。固體物質(zhì)的反應(yīng)速率與表面積有關(guān)，顆粒越小，表面積越大，反應(yīng)速率就越快，故塊狀固體可通過研磨來增大表面積，從而加快化學(xué)反應(yīng)速率。如在三氧化硫的吸收階段，吸收塔里裝填瓷環(huán)，增大氣液接觸面積，使氣體的吸收速率增大。(2)光、電磁波、超聲波等因素也會對反應(yīng)速率產(chǎn)生影響。應(yīng)用練習(xí)1．用純凈的碳酸鈣和稀鹽酸反應(yīng)制取CO2氣體。下列措施對改變該反應(yīng)的反應(yīng)速率幾乎沒有影響的是()①改用等濃度的硝酸與碳酸鈣反應(yīng)②增大反應(yīng)體系的壓強或減小反應(yīng)體系的壓強③改用相同質(zhì)量的粉末狀碳酸鈣代替塊狀碳酸鈣④改用含有相同H＋濃度的稀硫酸A．①② B．②③C．③④ D．①④解析：選A因硝酸與鹽酸的濃度相同，故對反應(yīng)速率無影響。壓強對反應(yīng)速率的影響是通過改變氣體的濃度來改變反應(yīng)速率的，而該反應(yīng)為固體碳酸鈣與液體鹽酸的反應(yīng)，反應(yīng)物中沒有氣體，故改變壓強對該反應(yīng)的反應(yīng)速率幾乎沒有影響；粉末狀碳酸鈣的表面積較大，反應(yīng)速率增大；盡管強調(diào)了稀硫酸與原鹽酸中的H＋濃度相同，但稀硫酸與碳酸鈣反應(yīng)生成的CaSO4微溶，會覆蓋在碳酸鈣表面，從而使碳酸鈣與H＋的接觸面積減小，導(dǎo)致反應(yīng)速率減小。2．在四支試管中發(fā)生反應(yīng)：Mg＋2HCl=MgCl2＋H2↑，生成H2的速率最大的是()試管等質(zhì)量鎂的形狀鹽酸的濃度/(mol·L－1)溫度/℃A條狀0.130B條狀0.140C粉末狀0.140D粉末狀0.540解析：選D濃度越大，溫度越高，固體的表面積越大，則反應(yīng)速率越大，對比表中數(shù)據(jù)可知，D中鹽酸濃度最大，固體呈粉末狀，溫度也是最高，則反應(yīng)速率最大。能力培養(yǎng)Fenton法常用于處理含難降解有機物的工業(yè)廢水，通常是在調(diào)節(jié)好pH和Fe2＋濃度的廢水中加入H2O2，所產(chǎn)生的羥基自由基能氧化降解污染物。某?；瘜W(xué)興趣小組現(xiàn)運用該方法降解有機污染物p－CP，探究有關(guān)因素對該降解反應(yīng)速率的影響?！緦嶒炘O(shè)計】控制p－CP的初始濃度相同，恒定實驗溫度在298K或313K(其余實驗條件見下表)，設(shè)計如下對比實驗：實驗編號實驗?zāi)康腡/KpHc/(10－3mol·L－1)H2O2Fe2＋①為以下實驗作參考29836.00.30②探究溫度對降解反應(yīng)速率的影響③298106.00.30(1)請完成上述實驗設(shè)計表(表中不要留空格)。提示：②31336.00.30③探究pH對降解反應(yīng)速率的影響【數(shù)據(jù)處理】實驗測得p－CP的濃度隨時間變化的關(guān)系如圖。(2)請根據(jù)如圖實驗①曲線，計算降解反應(yīng)在50～150s內(nèi)的反應(yīng)速率v(p－CP)。提示：v(p－CP)＝eq\f(（1.2×10－3－0.4×10－3）mol·L－1,100s)＝8×10－6mol·L－1·s－1?！窘忉屌c結(jié)論】(3)實驗①②表明溫度升高，降解反應(yīng)速率增大。但溫度過高時反而導(dǎo)致降解反應(yīng)速率減小，請從Fenton法所用試劑H2O2的角度分析原因。提示：溫度過高，H2O2分解使c(H2O2)降低。(4)實驗時需在不同時間點從反應(yīng)器中取樣，并使所取樣品中的反應(yīng)立即停止下來。根據(jù)上圖中的信息，給出一種迅速停止反應(yīng)的方法。提示：根據(jù)曲線③可以得出，該反應(yīng)在pH＝10的溶液中停止，故可在反應(yīng)液中加入堿溶液，使溶液的pH迅速增大，從而使反應(yīng)停止。[反思?xì)w納]化學(xué)反應(yīng)速率影響因素類題的分析方法1．變量控制法當(dāng)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時，化學(xué)反應(yīng)速率的大小不僅取決于物質(zhì)的本質(zhì)特性，還受濃度、溫度、壓強、催化劑等外界因素的影響。當(dāng)研究某個因素對化學(xué)反應(yīng)速率的影響時，常常先控制其他因素不變，這種方法稱為變量控制法。2．分清主次法當(dāng)多個因素同時影響化學(xué)反應(yīng)速率時，要分清哪個是主要因素。如鋅與稀硫酸反應(yīng)時，氫氣的生成速率先由小變大，再由大變小，這是因為鋅與稀硫酸反應(yīng)時放熱，體系溫度逐漸升高，此時溫度對反應(yīng)速率的影響占主導(dǎo)地位，所以氫氣的生成速率由小變大；一段時間后，反應(yīng)體系中H＋的濃度減小，此時濃度對反應(yīng)速率的影響占主導(dǎo)地位，所以氫氣的生成速率又由大變小。遷移應(yīng)用1．下表為某學(xué)生進(jìn)行的兩組實驗：反應(yīng)物Na2S2O3溶液H2SO4溶液水甲0.1mol·L－110mL0.1mol·L－110mL5mL乙0.2mol·L－15mL0.2mol·L－15mL20mL若其他條件均相同，上述兩組實驗中，對應(yīng)反應(yīng)的反應(yīng)速率關(guān)系為()A．甲>乙 B．甲<乙C．甲＝乙 D．無法判斷解析：選A甲組溶液的總體積是25mL，混合溶液中，甲組反應(yīng)物的濃度c(Na2S2O3)＝c(H2SO4)＝eq\f(0.1mol·L－1×10mL,25mL)＝0.04mol·L－1；乙組溶液的總體積是30mL，混合溶液中，乙組反應(yīng)物的濃度c(Na2S2O3)＝c(H2SO4)＝eq\f(0.2mol·L－1×5mL,30mL)≈0.033mol·L－1。由于甲組中反應(yīng)物的濃度較大，故在其他條件相同時，其反應(yīng)速率較大，即甲組的反應(yīng)速率大于乙組的反應(yīng)速率，A項正確。2．某同學(xué)做探究濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響的實驗時，將3支試管分別編號為①②③，實驗結(jié)束后記錄的數(shù)據(jù)如表所示。試管編號加3%Na2S2O3溶液加H2O溶液加H2SO4出現(xiàn)渾濁的時間①3mL3mL5滴33s②amL2mL5滴28s③5mLbmL5滴16s下列敘述不正確的是()A．反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2OB．Na2S2O3的濃度越大，反應(yīng)速率越快C．a(chǎn)＝4D．b＝2解析：選DNa2S2O3中S元素的化合價為＋2，Na2S2O3具有氧化性和還原性，在酸性條件下會發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O，A項正確；在其他條件不變時，反應(yīng)物的濃度越大，反應(yīng)速率越快，B項正確；該實驗是研究濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，根據(jù)①可知，反應(yīng)溶液的總體積為6mL，則a＝4，b＝1，C項正確，D項錯誤。課堂鞏固1．反應(yīng)3Fe(s)＋4H2O(g)eq\o(,\s\up7(高溫))Fe3O4(s)＋4H2(g)在一容積可變的密閉容器中進(jìn)行，下列條件的改變對其反應(yīng)速率幾乎無影響的是()A．壓強不變，充入N2使容器容積增大B．將容器的容積縮小一半C．容積不變，充入水蒸氣使體系壓強增大D．增加Fe的量解析：選D壓強不變，充入N2使容器容積增大，則H2O(g)、H2(g)的濃度減小，反應(yīng)速率減慢；將容器的容積縮小一半，反應(yīng)體系中H2O(g)、H2(g)的濃度增大，反應(yīng)速率加快；容積不變，向容器中充入反應(yīng)物H2O(g)，H2O(g)的濃度增大，反應(yīng)速率加快；增加固體Fe的量，對反應(yīng)速率不會產(chǎn)生影響。2．增大壓強對下列反應(yīng)的速率無影響的是()A．CO2(g)＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2OB．H2(g)＋I(xiàn)2(g)=2HI(g)C．NaCl＋AgNO3AgCl↓＋NaNO3D．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)解析：選C對于反應(yīng)前后沒有氣體參與或生成的反應(yīng)，如選項C中的反應(yīng)，壓強對其化學(xué)反應(yīng)速率無影響。3．在一氧化碳變換反應(yīng)CO＋H2Oeq\o(,\s\up7(一定條件))CO2＋H2中，有關(guān)反應(yīng)條件改變使反應(yīng)速率增大的原因分析不正確的是()A．使用催化劑，活化分子百分?jǐn)?shù)增大，有效碰撞概率增加B．升高溫度，活化分子百分?jǐn)?shù)增大，有效碰撞概率增加C．增大壓強，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多，有效碰撞概率增加D．增大c(CO)，活化分子百分?jǐn)?shù)增大，有效碰撞概率增加解析：選D催化劑能降低反應(yīng)的活化能，提高活化分子的百分?jǐn)?shù)，增大反應(yīng)速率，所以使用催化劑，活化分子百分?jǐn)?shù)增大，有效碰撞概率增加，故A正確；溫度升高，活化分子的百分?jǐn)?shù)增大，有效碰撞概率增加，反應(yīng)的速率加快，故B正確；增大壓強，活化分子百分?jǐn)?shù)不變，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多，有效碰撞概率增加，故C正確；濃度變大，活化分子百分?jǐn)?shù)不變，但單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多，有效碰撞概率增加，反應(yīng)速率加快，故D錯誤。4．反應(yīng)2SO2＋O22SO3ΔH＜0，當(dāng)其他條件不變時，只改變一個反應(yīng)條件，將生成SO3的反應(yīng)速率的變化填入空格里(填寫“增大”“減小”或“不變”)。編號改變的條件生成SO3的速率①升高溫度②降低溫度③增大氧氣的濃度④使用V2O5作催化劑⑤壓縮體積⑥保持壓強不變，充入N2⑦保持氣體總體積不變，充入N2解析：升高溫度，反應(yīng)速率增大，反之反應(yīng)速率減小；增大反應(yīng)物的濃度，反應(yīng)速率增大；使用適當(dāng)催化劑，反應(yīng)速率增大；壓縮體積，濃度增大，反應(yīng)速率增大；恒容條件下通入無關(guān)氣體，反應(yīng)物、生成物的濃度不變，反應(yīng)速率不變；恒壓條件下通入無關(guān)氣體，容器容積增大，反應(yīng)物、生成物的濃度減小，反應(yīng)速率減小。答案：①增大②減小③增大④增大⑤增大⑥減?、卟蛔儗ｎ}突破化學(xué)反應(yīng)速率影響因素及其圖像分析突破一控制變量法分析化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素在研究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素時，由于外界影響因素較多，故為搞清某個因素對化學(xué)反應(yīng)速率的影響需控制其他因素均相同或不變，再進(jìn)行實驗。因此，常用控制變量思想解決該類問題。(1)探究流程(2)注意事項①要選擇合適的化學(xué)反應(yīng)，所選擇的反應(yīng)不能太靈敏，也不能太遲鈍。②反應(yīng)物的濃度要適當(dāng)，不能太大，而探索濃度變量時，濃度間的差別也不能太大。③要有規(guī)律地設(shè)計不同的反應(yīng)體系的溫度，也要注意物質(zhì)的相應(yīng)性質(zhì)，不能選擇會引起反應(yīng)體系發(fā)生變化的溫度。④對變量要進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M合，組合的一般原則是“變一定多”，即保持其他變量不變，改變其中一個變量的值進(jìn)行實驗，測定數(shù)據(jù)，通過系列實驗，找出變量對反應(yīng)的影響。應(yīng)用練習(xí)1．某學(xué)習(xí)小組用測定稀HNO3與大理石反應(yīng)過程中質(zhì)量減小的方法，探究影響反應(yīng)速率的因素，所用稀HNO3的濃度為1.00mol·L－1、2.00mol·L－1，大理石有細(xì)顆粒與粗顆粒兩種規(guī)格，實驗溫度為298K、308K，每次實驗稀HNO3的用量為25.00mL、大理石的用量為10.00g。實驗設(shè)計如表：編號T/K大理石規(guī)格HNO3濃度①298粗顆粒2.00mol·L－1②298粗顆粒1.00mol·L－1③308粗顆粒2.00mol·L－1④298細(xì)顆粒2.00mol·L－1將相應(yīng)的實驗?zāi)康奶钊胂铝锌崭裰校?1)實驗①和②探究________對該反應(yīng)速率的影響；(2)實驗①和③探究________對該反應(yīng)速率的影響；(3)實驗①和④探究________對該反應(yīng)速率的影響。答案：(1)濃度(2)溫度(3)固體物質(zhì)的表面積2．某實驗小組以H2O2分解為例，研究濃度、催化劑、溶液酸堿性對反應(yīng)速率的影響。在常溫下按照如下方案完成實驗。分組實驗催化劑①10mL5%H2O2溶液無②10mL2%H2O2溶液無③10mL5%H2O2溶液1mL0.1mol·L－1FeCl3溶液④10mL5%H2O2溶液＋少量鹽酸1mL0.1mol·L－1FeCl3溶液⑤10mL5%H2O2溶液＋少量NaOH溶液1mL0.1mol·L－1FeCl3溶液(1)催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率的原因是___________________________________________________________________________________________。(2)實驗①和②的目的是探究________對反應(yīng)速率的影響。實驗時由于沒有觀察到明顯現(xiàn)象而無法得出結(jié)論。資料顯示，通常條件下H2O2穩(wěn)定，不易分解。為了達(dá)到實驗?zāi)康?，你對原實驗方案的改進(jìn)是_____________________________。(3)實驗③、④、⑤中，測得生成氧氣的體積隨時間變化的關(guān)系如圖。分析圖像能夠得出的實驗結(jié)論①________環(huán)境能增大H2O2分解的速率；②________環(huán)境能減小H2O2分解的速率。解析：(1)催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率的原因是催化劑降低了反應(yīng)的活化能，從而增大了活化分子的百分?jǐn)?shù)。(2)實驗①和②的差別是H2O2溶液的濃度不同，故目的是探究濃度對反應(yīng)速率的影響；由于通常條件下H2O2穩(wěn)定，不易分解，所以為了加快反應(yīng)速率，可向反應(yīng)物中加入等量的同種催化劑或?qū)⑹⒂蟹磻?yīng)物的試管放入同一熱水浴中。(3)據(jù)圖可以看出在堿性條件下反應(yīng)最快，在酸性條件下反應(yīng)最慢。答案：(1)催化劑降低了反應(yīng)的活化能，增大了活化分子的百分?jǐn)?shù)(2)濃度向反應(yīng)物中加入等量的同種催化劑(或?qū)⑹⒂蟹磻?yīng)物的試管放入同一熱水浴中)(3)堿性酸性突破二化學(xué)反應(yīng)速率圖像分析化學(xué)反應(yīng)速率圖像是將化學(xué)反應(yīng)速率變化的情況在直角坐標(biāo)系中表達(dá)的結(jié)果，是化學(xué)反應(yīng)速率變化規(guī)律的反映。此類圖像主要包括反應(yīng)速率與濃度、壓強、溫度、催化劑等外界條件的關(guān)系以及反應(yīng)過程中的速率變化等。1．定性型圖像的分析(1)速率—時間圖像如Zn與足量鹽酸的反應(yīng)，反應(yīng)速率隨時間的變化如圖所示。AB段：Zn與鹽酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溶液的溫度升高，化學(xué)反應(yīng)速率逐漸增大。BC段：隨著反應(yīng)的進(jìn)行，鹽酸的濃度逐漸減小，化學(xué)反應(yīng)速率逐漸減小。(2)速率—溫度圖像其他條件一定，反應(yīng)速率隨著溫度的升高而增大，隨著溫度的降低而減小。如圖A所示。(3)速率—壓強圖像對于有氣體參與的反應(yīng)，其他條件一定，增大壓強(縮小容器的容積)，反應(yīng)速率增大；減小壓強(增大容器的容積)，反應(yīng)速率減小。如圖B所示。2．定量型圖像分析化學(xué)反應(yīng)速率的定量型圖像主要反映物質(zhì)的量(或物質(zhì)的量濃度、反應(yīng)速率)與反應(yīng)時間t的定量關(guān)系。該類圖像所能解決的問題主要有①反應(yīng)物、生成物的確定；②反應(yīng)起始時進(jìn)行方向的確定；③可逆或不可逆反應(yīng)的確定；④反應(yīng)化學(xué)方程式的確定；⑤某時間段內(nèi)平均反應(yīng)速率的計算；⑥化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡的時刻及各量之間的關(guān)系。解答此類問題時應(yīng)先根據(jù)曲線圖弄清反應(yīng)物以及生成物，并依據(jù)物質(zhì)的量的變化量之比等于物質(zhì)化學(xué)式前的系數(shù)之比寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式，然后依據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的定義進(jìn)行相關(guān)計算和判斷。例如：某溫度時，在一容積恒定(VL)的容器中，X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間的變化如圖所示。①據(jù)圖可進(jìn)行如下計算：a．用某物質(zhì)表示的平均反應(yīng)速率，如v(X)＝eq\f(n1－n3,Vt3)mol·L－1·s－1。b．某物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率(轉(zhuǎn)化量占起始量的百分比)，如Y的轉(zhuǎn)化率為eq\f(n2－n3,n2)×100%。②據(jù)圖可確定反應(yīng)的化學(xué)方程式：X、Y為反應(yīng)物，Z為生成物，且X、Y、Z三種物質(zhì)的化學(xué)式前的系數(shù)之比為(n1－n3)∶(n2－n3)∶n2，最終反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化，說明該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，故圖示反應(yīng)的化學(xué)方程式可表示為(n1－n3)X＋(n2－n3)Yn2Z。3．定性與定量相結(jié)合的圖像分析此類圖像通常既包括反應(yīng)速率的定性比較，如曲線的趨勢等，也包括反應(yīng)速率、物質(zhì)的量或物質(zhì)的量濃度的計算和定量比較，需要依據(jù)相關(guān)的計算公式和外界條件影響反應(yīng)速率的規(guī)律從定量和定性兩個方面加以分析。[名師點撥]有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率圖像題的解題方法分析有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的圖像，要注意分析圖像的變化趨勢，弄清影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。一般要從以下幾個方面分析：1．明確坐標(biāo)軸含義，首先要知道橫軸和縱軸所代表的物理量。2．看起點和變化趨勢，分清反應(yīng)物和生成物。與起始時相比，濃度或物質(zhì)的量減小的是反應(yīng)物，濃度或物質(zhì)的量增大的是生成物。反應(yīng)物以高于原點的點為起點，生成物多以原點為起點。3．看終點，分清消耗的濃度和增加的濃度，反應(yīng)物的消耗濃度和生成物的增加濃度之比等于化學(xué)方程式中相應(yīng)物質(zhì)化學(xué)式前的系數(shù)之比。4．看變化條件，如升高溫度或降低溫度、增大壓強或減小壓強等，注意濃度、溫度、壓強等的改變對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。5．對于速率—時間圖像，看清曲線是連續(xù)的還是跳躍的，分清“漸變”“突變”“大變”和“小變”。應(yīng)用練習(xí)1．一定質(zhì)量的鋅粒與1.0L稀鹽酸反應(yīng)(放熱反應(yīng))，生成H2的物質(zhì)的量與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖所示，下列結(jié)論不正確的是()A．若將鋅粒改為鋅粉，可以加快產(chǎn)生H2的速率B．反應(yīng)前4min內(nèi)溫度對反應(yīng)速率的影響比濃度大C．反應(yīng)前4min內(nèi)平均速率v(HCl)＝0．18mol·L－1·min－1D．反應(yīng)時加入大量的CuSO4固體，會使生成氫氣的速率加快解析：選D若將鋅粒改成鋅粉，增大了固體物質(zhì)的表面積，即增大了反應(yīng)物的接觸面積，可以加快產(chǎn)生H2的速率，A正確；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，由曲線變化趨勢可知前4min內(nèi)溫度對反應(yīng)速率的影響比較大，B正確；反應(yīng)前4min內(nèi)生成H2的物質(zhì)的量為0.36mol，則消耗HCl的物質(zhì)的量為0.72mol，反應(yīng)前4min內(nèi)平均速率v(HCl)＝0.18mol·L－1·min－1，C正確；反應(yīng)時加入大量的CuSO4固體，鋅置換出的銅附著在鋅粒表面，阻止鋅與鹽酸的進(jìn)一步反應(yīng)，使生成氫氣的速率減小，D錯誤。2．實驗測得某反應(yīng)在不同pH下產(chǎn)物A的濃度隨時間變化的關(guān)系如圖所示(其他條件相同)。則下列說法不正確的是()A．若增大壓強，該反應(yīng)的反應(yīng)速率可能不變B．pH＝7.5時，隨著反應(yīng)的進(jìn)行反應(yīng)速率逐漸增大C．一定pH范圍內(nèi)，溶液中H＋濃度越大，反應(yīng)速率越快D．可采取調(diào)節(jié)pH的方法使反應(yīng)停止解析：選B圖像沒有給出壓強對反應(yīng)速率的影響，因此增大壓強，反應(yīng)速率可能不變，A正確；pH＝7.5時，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，曲線斜率先逐漸增大，后逐漸減小，說明反應(yīng)速率先增大后減小，B錯誤；由圖像可知，一定pH范圍內(nèi)，溶液中H＋濃度越大，反應(yīng)速率越快，C正確；當(dāng)pH＝8.8時，反應(yīng)速率接近0，所以可采取調(diào)節(jié)pH的方法使反應(yīng)停止，D正確。3．某溫度下，在4L密閉容器中，X、Y、Z三種氣態(tài)物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如圖所示。該反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________________________________________。解析：由圖像可以看出，反應(yīng)中X、Y的物質(zhì)的量減少，應(yīng)為反應(yīng)物，Z的物質(zhì)的量增多，應(yīng)為生成物，且最終反應(yīng)物、生成物共存，則該反應(yīng)為可逆反應(yīng)。當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到5min時，Δn(Y)＝0.2mol，Δn(Z)＝0.4mol，Δn(X)＝0.6mol，則Δn(Y)∶Δn(Z)∶Δn(X)＝1∶2∶3，參加反應(yīng)的物質(zhì)物質(zhì)的量的變化量之比等于物質(zhì)化學(xué)式前的系數(shù)之比，則反應(yīng)的化學(xué)方程式為3X(g)＋Y(g)2Z(g)。答案：3X(g)＋Y(g)2Z(g)第二單元化學(xué)反應(yīng)的方向與限度第一課時化學(xué)反應(yīng)的方向明課程標(biāo)準(zhǔn)扣核心素養(yǎng)1.知道化學(xué)反應(yīng)是有方向的。2.知道化學(xué)反應(yīng)的方向與反應(yīng)的焓變和熵變有關(guān)。變化觀念與平衡思想：能運用焓變和熵變分析影響化學(xué)反應(yīng)方向的因素，初步學(xué)會用焓變和熵變研究化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向。證據(jù)推理與模型認(rèn)知：能從定性與定量結(jié)合上收集證據(jù)，能通過定性分析和定量計算推出合理的結(jié)論，推斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向。突破點1自發(fā)過程與自發(fā)反應(yīng)將白色CuSO4粉末溶于水得到藍(lán)色的CuSO4溶液，然后插入鋅片，有何現(xiàn)象？提示：鋅片表面逐漸析出紅色固體。[問題探討]1．上述實驗中存在哪些自發(fā)過程、自發(fā)反應(yīng)？提示：CuSO4固體的溶解是自發(fā)過程，鋅片與CuSO4溶液的反應(yīng)既是自發(fā)過程，又是自發(fā)反應(yīng)。2．若將銅片置于ZnSO4溶液中，會發(fā)生反應(yīng)嗎？如何讓反應(yīng)發(fā)生？提示：不反應(yīng)。若讓反應(yīng)發(fā)生可設(shè)計成電解池，Cu作陽極，石墨作陰極，ZnSO4溶液作離子導(dǎo)體，然后通電能讓上述反應(yīng)得以發(fā)生。3．你是如何理解自發(fā)過程與自發(fā)反應(yīng)的？提示：在溫度和壓強一定的條件下，不借助光、電等外部力量就能自動進(jìn)行的過程為自發(fā)過程，在一定條件下可以自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)為自發(fā)反應(yīng)，自發(fā)過程可能是物理過程，不一定是自發(fā)反應(yīng)，但自發(fā)反應(yīng)一定是自發(fā)過程。歸納總結(jié)1．自發(fā)過程與自發(fā)反應(yīng)自發(fā)過程自發(fā)反應(yīng)含義在一定條件下，不需要借助外力就能自發(fā)進(jìn)行的過程在給定的條件下，可以自發(fā)進(jìn)行到顯著程度的化學(xué)反應(yīng)特征具有方向性，即某個方向在一定條件下是自發(fā)的，而其逆方向在該條件下肯定是不能自發(fā)進(jìn)行的舉例高山流水，自由落體運動鋼鐵生銹應(yīng)用(1)可被用來完成有用功，如水力發(fā)電(2)可用來實現(xiàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，如H2燃燒可設(shè)計成原電池(3)非自發(fā)過程要想發(fā)生，必須對它做功。如通電將水分解為H2和O22．自發(fā)過程的特點(1)體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)。(2)體系趨向于從有序體系轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序體系。[名師點撥](1)一定條件下，如果一個過程是自發(fā)的，則其逆過程在相同條件下就是非自發(fā)的。(2)自發(fā)過程可以是物理過程，不一定是自發(fā)反應(yīng)，而自發(fā)反應(yīng)一定是自發(fā)過程。應(yīng)用練習(xí)1．在圖①中的A、B兩個容器里，分別收集著兩種不同的理想氣體。若將中間活塞打開，兩種氣體分子立即都充滿了兩個容器(如圖②)。下列關(guān)于此過程的說法不正確的是()A．此過程是體系從無序程度小向無序程度大變化的過程，即熵增大的過程B．此過程為自發(fā)過程，而且沒有熱量的吸收或放出C．此過程從有序到無序，無序程度增大D．此過程是自發(fā)可逆的解析：選D由題意可知，此過程為不伴隨能量變化的自發(fā)過程，是體系無序程度增大的過程。自發(fā)過程是不可逆的。2．下列說法中正確的是()A．能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定能迅速發(fā)生反應(yīng)B．非自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)一定不可能發(fā)生反應(yīng)C．能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)實際可能沒有發(fā)生反應(yīng)D．常溫下，2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電))2H2↑＋O2↑，即常溫下水的分解反應(yīng)是自發(fā)反應(yīng)解析：選C自發(fā)反應(yīng)為在溫度、壓強一定的條件下，化學(xué)反應(yīng)自動發(fā)生的趨勢，即反應(yīng)發(fā)生的可能性，它并不能說明在該條件下一個可能自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)能否實際發(fā)生，因為化學(xué)反應(yīng)能否實際發(fā)生還涉及到反應(yīng)速率問題，所以A不正確；非自發(fā)不含有“不可能”之意，例如，水的分解在常溫常壓下是非自發(fā)的，但在通直流電條件下，水會電解生成氫氣和氧氣，只不過消耗了其他功，所以B不正確；水在常溫常壓下電解才發(fā)生分解，即環(huán)境對它做功才能使它發(fā)生，所以是非自發(fā)反應(yīng)，所以D不正確。突破點2化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行方向的判據(jù)汽車尾氣中的污染物是NO和CO，它們是現(xiàn)代城市中的重要大氣污染物。為了減輕大氣污染，人們提出通過以下反應(yīng)來處理汽車尾氣的設(shè)想。2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋2CO2(g)ΔH＝－746.8kJ·mol－1，ΔS＝－197.5J·mol－1·K－1，請判斷該設(shè)想是否可行，并說明理論依據(jù)。[問題探討]1．你對S、ΔS是如何理解的？提示：衡量一個體系混亂度的物理量叫做熵，用符號S表示。反應(yīng)前后熵值的變化稱為反應(yīng)的熵變(ΔS)。若發(fā)生變化后體系的混亂度增大，則該過程的ΔS>0；反之，ΔS<0。2．反應(yīng)熵變與反應(yīng)方向有怎樣的關(guān)系？提示：熵變是一個與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的因素，但不能直接用熵增大(ΔS>0)或熵減小(ΔS<0)來判斷化學(xué)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行。3．反應(yīng)焓變與反應(yīng)方向之間的關(guān)系是什么？提示：大多數(shù)自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，有些吸熱反應(yīng)也能自發(fā)進(jìn)行，所以反應(yīng)焓變是與反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行有關(guān)的因素之一。4．如何判斷一個反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行？提示：利用綜合判據(jù)，若ΔH－TΔS<0，則反應(yīng)正向能自發(fā)進(jìn)行，若ΔH－TΔS＝0，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，若ΔH－TΔS>0，反應(yīng)正向不能自發(fā)進(jìn)行。5．請利用綜合判據(jù)分析上述反應(yīng)在298K、100kPa下能否自發(fā)進(jìn)行？提示：ΔH－TΔS＝－746.8kJ·mol－1－298K×(－197.5×10－3)kJ·mol－1·K－1≈－687.9kJ·mol－1<0。因此該反應(yīng)在室溫下正向能自發(fā)進(jìn)行。歸納總結(jié)1．焓變與反應(yīng)方向(1)大多數(shù)放熱反應(yīng)是可以自發(fā)進(jìn)行的，例如，酸堿中和反應(yīng)、H2的燃燒反應(yīng)、Zn與CuSO4溶液的置換反應(yīng)等放熱反應(yīng)都是能自發(fā)進(jìn)行的。因此，放熱反應(yīng)具有自發(fā)進(jìn)行的傾向，可以用焓變來判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向。(2)有些吸熱反應(yīng)也可以自發(fā)進(jìn)行。實例：①Ba(OH)2·8H2O晶體與NH4Cl晶體