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第1课时 化学反应速率
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基础达标·对点练
知识点一：化学反应速率理解
1．关于化学反应速率的说法中正确的是( )
A．化学反应速率可用某时刻生成物的物质的量来表示
B．化学反应速率是指一定时间内，任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加
C．对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象就越明显
D．根据反应速率的大小可知化学反应进行的相对快慢
解析：化学反应速率表示单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加，化学反应速率为平均反应速率，不是瞬时反应速率，A错；化学反应速率适用于溶液或气体，不适用于固体或纯液体，B错；反应速率快的现象不一定明显，如NaOH与HCl的反应，反应速率慢的现象可能明显，如铁生锈，C错；化学反应有的快，有的慢，则使用化学反应速率来定量表示化学反应进行的快慢，D正确。
答案：D
知识点二：化学反应速率的影响因素
2．下列说法正确的是( )
A．决定化学反应速率的主要因素是参加反应的物质的性质
B．催化剂可以使不起反应的物质发生反应
C．可以找到一种催化剂使水变成油
D．催化剂是决定化学反应速率的主要因素
解析：反应物本身的性质是决定化学反应速率的主要因素，如铁能和稀硫酸反应生成氢气，而铜和稀硫酸不反应，故A正确；催化剂只改变反应速率，不能决定反应能否发生，反应能否发生是由物质本身的性质决定的，故B错误；水不可能变成油，违背了质量守恒定律，故C错误；决定化学反应速率的主要因素是物质本身的性质，催化剂只是外因，不起决定作用，故D错误。综上，选A。
答案：A
3．为了说明影响化学反应速率快慢的因素，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．相同条件下等质量的块状和粉末状大理石分别与相同浓度的盐酸反应时，粉末状的反应速率快
B．将表面积、质量都相同的镁条和铝条分别与同浓度的盐酸反应，前者速率大于后者
C．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
D．将铜片放入稀硫酸中，无现象。若再向所得溶液中加入硝酸银溶液，一段时间后，由于形成原电池，可看到有氢气生成
解析：固体的表面积不同，化学反应速率不同，粉末状固体的表面积比块状固体表面积大，反应速率大，故A正确；镁条和铝条的活泼性不同，与相同浓度盐酸反应，镁反应速率较大，故B正确；催化剂能加快反应速率，在氯酸钾分解的试验中，二氧化锰起到催化剂的作用，故C正确；铜为不活泼金属，与稀硫酸不反应，加入AgNO3后发生如下反应3Cu＋8H＋＋2NO===3Cu2＋＋2NO↑＋4H2O，产生NO气体，故D错误，故选D。
答案：D
4．下列各组反应(表中物质均为反应物)，在反应刚开始时，放出H2的速率最大的是( )
金属(粉末状)/mol
酸的浓度及体积
反应温度
A
Mg 0.1
3 mol/L硫酸10 mL
60 ℃
B
Mg 0.1
6 mol/L硝酸10 mL
80 ℃
C
Fe 0.1
3 mol/L盐酸10 mL
60 ℃
D
Mg 0.1
3 mol/L盐酸10 mL
60 ℃
解析：金属越活泼，氢离子浓度越大、温度越高反应速率越大。两种金属中，镁较活泼。3种酸中，硝酸浓度最大，但是它与活泼金属反应不生成氢气；硫酸是二元酸而盐酸是一元酸，所以相同物质的量浓度的两种酸中，硫酸中的氢离子浓度较大。综上所述，本题选A。
答案：A
5．一定温度下，反应N2(g)＋O2(g) 2NO(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．恒容充入N2
B．缩小体积使压强增大
C．恒容充入氦气
D．恒压充入氦气
解析：恒容充入N2，则增大氮气的浓度，可以加快该化学反应的速率，故A不选；缩小体积使压强增大，则增大各组分浓度，可以加快该化学反应的速率，故B不选；恒容充入氦气，各组分浓度不变，速率不变，故C选；恒压充入氦气，体积增大，N2和O2的浓度减小，化学反应速率减慢，故D不选，故选C。
答案：C
知识点三：化学反应速率的计算
6．反应4NH3(g)＋5O2(g) 4NO(g)＋6H2O(g)在容积为2 L的密闭容器中进行。在2 s内用NH3浓度的减少来表示的平均反应速率为0.3 mol·L－1·s－1，在2 s时，H2O增加的物质的量为( )
A．1.8 mol B．1.2 mol
C．0.9 mol D．0.8 mol
解析：在2 s内用NH3浓度的减少来表示的平均反应速率为＝0.3 mol·L－1·s－1，Δn＝1.2 mol，则在2 s时，H2O增加的物质的量为×6＝1.8 mol，故答案为A。
答案：A
7．在mA＋nB===pC的反应中，m，n，p为各物质的计量数，现测得C每分钟增加a mol/L，B每分钟减少1.5a mol/L，A每分钟减少0.5a mol/L，则m∶n∶p为( )
A．2∶3∶2 B．2∶2∶3
C．1∶3∶2 D．3∶1∶2
解析：浓度的变化量与时间的比值为反应速率，所以A、B、C的反应速率分别是0.5a mol/(L·min)、1.5a mol/(L·min)、a mol/(L·min)，在同一反应中，各物质的反应速率之比等于其化学计量数之比，所以A、B、C的化学计量数之比＝0.5a mol/(L·min)∶1.5a mol/(L·min)∶a mol/(L·min)＝1∶3∶2，故选C。
答案：C
8．在温度不变的条件下，在恒容的容器中进行下列反应：N2O42NO2。若N2O4的浓度由0.1 mol·L－1降到0.07 mol·L－1需要15 s，那么N2O4的浓度由0.07 mol·L－1降到0.05 mol·L－1所需的反应时间( )
A．等于5 s B．等于10 s
C．大于10 s D．小于10 s
解析：若N2O4的浓度由0.1 mol·L－1降到0.07 mol·L－1需要15 s，v＝＝0.002 mol·L－1·s－1，反应物浓度越小，反应速率越慢，那么N2O4的浓度由0.07 mol·L－1降到0.05 mol·L－1所需的反应时间大于10 s，故选C。
答案：C
9．按要求填写下列空白：
(1)将10 mol A和2 mol B充入2 L密闭容器中，某温度下发生反应：3A＋B2C(A、B、C均为气体)，在最初2 s内，v(A)为0.6 mol/(L·s)。则在2 s时，B的物质的量浓度为________，C的体积分数为____________(小数点后保留一位)。
(2)某同学为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，他在100 mL 1.0 mol/L盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气(气体体积已折算为标准状况)，实验记录如下(累计值)：
时间/min
1
2
3
4
5
氢气体积/mL
50
120
232
290
310
①哪一时间段(0～1 min、1～2 min、2～3 min、3～4 min、4～5 min)反应速率最慢________，原因是________________________。
②求2～3 min时间段内以盐酸的浓度变化表示的该反应的反应速率________(忽略溶液体积的变化)。
③为了减缓反应速率而又不影响产生氢气的量，该同学在盐酸中分别加入等体积的下列溶液：
A．蒸馏水 B．NaCl溶液
C．0.5 mol/L盐酸
你认为可行的是(填序号)______________。
解析：(1)在最初2 s内，v (A)为0.6 mol/(L·s)，因此消耗A的物质的量是0.6 mol/(L·s)×2 s×2 L＝2.4 mol，所以根据方程式可知消耗B是0.8 mol，生成C是1.6 mol，剩余B是2 mol－0.8 mol＝1.2 mol，则在2 s时，B的物质的量浓度为1.2 mol÷2 L＝0.6 mol/L，C的体积分数为×100%≈15.4%。
(2)①根据表中数据可知0～1 min、1～2 min、2～3 min、3～4 min、4～5 min内生成氢气的体积(mL)分别是50、70、112、58、20，所以反应速率最慢的是4～5 min，这是由于反应最后氢离子浓度较小，反应速率较慢。②2～3 min时间段内生成氢气的物质的量是0.112 L÷22.4 L/mol＝0.005 mol，消耗盐酸是0.01 mol，浓度变化是0.1 mol/L，所以以盐酸的浓度变化表示的该反应的反应速率为0.1 mol/L÷1 min＝0.1 mol/(L·min)。③加入蒸馏水氢离子浓度减小，反应速率减小，A正确；加入氯化钠溶液，相当于稀释，氢离子浓度减小，反应速率减小，B正确；加入0.5 mol/L盐酸会改变产生H2的量，反应速率增大，C错误，答案选AB。
答案：(1)0.6 mol/L 15.4% (2)①4～5 min 4～5 min时H＋浓度小(或酸的浓度小) ②0.1 mol/(L·min) ③AB
10．把1 mol X气体和0.5 mol Y气体混合于2 L密闭容器中，发生如下反应：3X(g)＋Y(g) nZ(g)＋2W(g)，2 min末生成0.4 mol W，若测得以Z的物质的量浓度变化表示的平均反应速率为0.1 mol/(L·min)，试计算：
(1)前2 min内，用X表示的平均反应速率；
(2)2 min末时Y的转化率；
(3)化学方程式中Z的化学计量数n为多少？
解析：2 min末生成0.4 mol W，若测得以Z的物质的量浓度变化表示的平均反应速率为0.1 mol/(L·min)，则生成Z是0.1 mol/(L·min)×2 L×2 min＝0.4 mol，所以根据变化量之比是化学计量数之比可知n＝2。
(1)根据反应速率之比是化学计量数之比可知前2 min内，用X表示的平均反应速率为0.1 mol/(L·min)×＝0.15 mol/(L·min)。(2)2 min末时消耗Y是＝0.2 mol，所以Y的转化率为×100%＝40%。(3)根据以上分析可知化学方程式中Z的化学计量数n＝2。
答案：(1)0.15 mol/(L·min)
(2)40%
(3)2
能力提升·速达标
1．一定质量的Na、K分别投入足量的同浓度、同体积的稀盐酸中，在相同条件下产生氢气的体积随时间变化的曲线如图中a、b所示，则下列说法中不正确的是( )
A．曲线a对应的反应使用了催化剂
B．投入的Na、K物质的量相等
C．曲线a代表K的反应，曲线b代表Na的反应
D．两反应中反应速率不同的主要原因是反应物自身的性质不同
解析：K的金属性比Na强，所以K与氢离子反应剧烈、速率大，故生成等质量氢气所需时间短，则曲线a为K与盐酸反应，不是使用了催化剂，故A错误；二者生成氢气的质量相等，则参加反应的两金属的物质的量相同，故B正确；K的金属性比Na强，所以K与氢离子反应剧烈、速率大，故生成等质量氢气所需时间短，则曲线a为K与盐酸反应，b为Na与盐酸反应，故C正确；因为K比Na活泼，反应速率快，说明内因是影响速率的主要因素，故D正确，答案为A。
答案：A
2．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)＝0.5 mol·L－1·min－1；
③v(C)＝0.1 mol·L－1·s－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．③ B．①
C．④ D．②
解析：均换算成用B表示的反应速率，①v(B)＝v(A)＝0.2 mol·L－1·min－1，②v(B)＝0.5 mol·L－1·min－1，③v(B)＝v(C)＝0.05 mol·L－1·s－1＝3.0 mol·L－1·min－1，④v(B)＝v(D)＝0.225 mol·L－1·min－1，故此反应在不同条件下速率大小顺序为③>②>④>①。
答案：A
3．一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列描述正确的是( )
A．反应开始到10 s，用Z表示的反应速率为0.158 mol/(L·s)
B．反应开始到10 s，X的物质的量浓度减少了0.79 mol/L
C．反应开始到10 s时，Y的转化率为79%
D．反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)Z(g)
解析：反应开始到10 s，用Z表示的反应速率＝0.079 mol/(L·s)，A错；反应开始到10 s，X的物质的量浓度减少了＝0.395 mol/L，B错；反应开始到10 s时，Y的转化率为×100%＝79%，C正确；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10 s时，Δn(X)＝0.79 mol，Δn(Y)＝0.79 mol，Δn(Z)＝1.58 mol，故反应的化学方程式为X(g)＋Y(g) 2Z(g)，D错。
答案：C
4．把放置在空气中一段时间的2.0 g 铝片投入盛有250 mL 0.5 mol·L－1硫酸溶液的烧杯中，该铝片与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间可用如图所示的坐标曲线来表示，回答下列问题：
(1)曲线OA段不产生氢气的原因是________________，有关的离子方程式是________________________________________。
(2)曲线AB段产生氢气的速率较慢的原因是_____________________。
(3)曲线BC段产生氢气的速率加快的主要原因是__________________。
(4)曲线到C以后，产生氢气的速率逐渐下降的主要原因是________________。
解析：(1)铝是活泼金属，能迅速和空气中的氧气反应生成氧化铝，氧化铝与硫酸反应生成硫酸铝和水。(2)曲线AB段产生氢气的速率较慢是由于开始时只有部分铝片与硫酸接触且溶液温度较低。(3)该反应为放热反应，随着反应的进行，温度升高，反应速率加快。(4)曲线到C以后，由于反应物浓度减少，反应速率减小。
答案：(1)铝片表面有Al2O3，硫酸首先与表面的Al2O3反应 Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O
(2)只有部分铝片与硫酸接触且溶液温度低
(3)反应放出的热量使溶液的温度升高而加快反应速率
(4)随着反应的进行，硫酸溶液的浓度下降
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