1、第第二二章章 化学反应化学反应速率与速率与化学平衡化学平衡 第一节第一节 化学反应化学反应速率速率 第第 2 2 课时课时 影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素 活化能活化能 基础过关基础过关 1 有气体参加的反应中， 能使反应物中活化分子数和活化分子百分数都增大的方法是( ) 增大反应物浓度 增大压强 升高温度 加入催化剂 A B C D 2对于反应：N2(g)O2(g)2NO(g)，在密闭容器中进行，下列条件能加快反应速率的是 ( ) A增大容积使压强减小 B容积不变充入 N2使压强增大 C容积不变充入氦气使压强增大 D使总压强不变，充入氖气 3在一氧化碳变换反应 COH2OCO2
2、H2中，有关反应条件改变使反应速率增大的 原因分析不正确的是( ) A使用催化剂，活化分子百分数增大，有效碰撞概率增加 B升高温度，活化分子百分数增大，有效碰撞概率增加 C增大压强，单位体积内活化分子数增多，有效碰撞概率增加 D增大 c(CO)，活化分子百分数增大，有效碰撞概率增加 4已知：Na2S2O3H2SO4=Na2SO4SO2SH2O，下列各组实验中，反应速率最快 的是( ) 组号 反应温 度/ Na2S2O3 H2SO4 H2O 体积/ mL 浓度/(mol L 1) 体积/ mL 浓度/(mol L 1) 体积/ mL A 10 5 0.2 10 0.1 5 B 10 5 0.1
3、5 0.2 10 C 30 5 0.2 10 0.1 5 D 30 5 0.1 5 0.2 10 5碳单质在生产生活中用途广泛。炭黑可以活化氧分子得到活化氧(O*)，活化氧可以快速 氧化 SO2，从而消除雾霾。其活化过程中的能量变化如图所示，下列说法错误的是( ) A活性炭可去除水中的悬浮杂质 B生成活化氧的 H0 C活化过程中有水时的活化能降低 D氧化 SO2的过程中，炭黑起催化作用 能力提升能力提升 6下列说法正确的是( ) A增加反应物的浓度，可以增大单位体积内活化分子的百分数，从而使有效碰撞次数增多 B有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反应容器的容积)，可增大活化分子的百分 数，
4、从而使反应速率增大 C升高温度使化学反应速率增大的主要原因是减小了反应所需的活化能 D催化剂能增大单位体积内活化分子的百分数，从而增大反应速率 7已知反应：2NO(g)Br2(g)2NOBr(g) Ha kJ mol 1(a0)，其反应机理如下： NO(g)Br2(g)NOBr2(g) 快 NO(g)NOBr2(g)2NOBr(g) 慢 下列有关该反应的说法正确的是( ) A该反应的速率主要取决于的快慢 BNOBr2是该反应的催化剂 C正反应的活化能比逆反应的活化能大 a kJ mol 1 D增大 Br2(g)浓度能增大活化分子百分数，加快反应速率 8不同条件下，用 O2氧化一定浓度的 FeC
5、l2溶液过程中所测的实验数据如图所示。下列分 析或推测不合理的是( ) A一定时间内，Fe2 的氧化率随时间延长而逐渐增大 B由和可知，pH 越大，Fe2 氧化速率越快 C由和可知，温度越高，Fe2 氧化速率越快 D氧化过程的离子方程式为 4Fe2 O 24H =4Fe32H 2O 9HCOOH 在 Pd 催化剂表面脱氢的反应机理、反应历程与能量的关系如图所示： 下列说法正确的是( ) A在 Pd 催化剂表面 HCOOH 脱氢反应的 H0 B在 Pd 催化剂表面解离 OH 比 CH 的活化能低 C用 DCOOH 或 HCOOD 代替 HCOOH，得到的产物都有 HD 和 CO2 D在历程中，生
6、成的反应速率最快 10(1)Zn 粒和稀盐酸反应一段时间后，反应速率会减慢，当加热或加入浓盐酸后，反应速 率明显加快。由此判断，影响化学反应速率的因素有_和_。 (2)锌与盐酸的反应速率可以通过观察_进行判断，也可通过实验测定。通过 实验测定锌与盐酸反应速率，除测量反应时间外，还需要测量的物理量是_ 或_。 (3)为探究锌与盐酸反应过程的速率变化，某同学的实验测定方法：在 100 mL 稀盐酸中加入 足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下(氢气体积已换算为标准状 况下)： 时间/min 1 2 3 4 5 体积/mL 50 120 232 290 310 反应速率最快的时间段
7、是_(填“01 min”“12 min”“23 min”“34 min” 或“45 min”)。 23 min 时间段，以盐酸的浓度变化来表示的反应速率(假设溶液体积不变)为 _。 试分析 13 min 时间段里，反应速率变快的主要原因是_ _。 11目前，汽车厂商常利用催化技术将汽车尾气中的 CO 和 NO 转化成 CO2和 N2，反应方 程式为 2NO2CO2CO2N2。为研究如何提高该转化过程的反应速率，降低 NO、 CO 的污染，某课题组进行了以下实验探究。 资料查阅 不同的催化剂对同一反应的催化效率不同；使用相同的催化剂，当催化剂 质量相等时，催化剂的比表面积对催化效率有影响。 实验
8、设计 该课题组为探究某些外界条件对汽车尾气转化反应速率的影响规律，设计了以 下对比实验。 (1)完成下列实验设计表。 实验 编号 实验目的 T/ NO 初始浓度 /(mol L 1) CO 初始浓度/ (mol L 1) 同种催化剂 的比表面积/ (m2/g) 为以下实验 作参照 280 6.50 10 3 4.00 10 3 80 _ _ _ _ _ 120 探究温度对尾气 转化速率的影响 360 _ _ 80 图像分析与结论 利用气体传感器测定了三组实验中 CO 浓度随时间变化的曲线，如图所 示。 (2)由曲线可知，02 3 min 内，用 NO 表示的反应速率为_。 (3)由曲线、 可知
9、， 增大催化剂的比表面积， 汽车尾气转化速率_(填“增大”“减小” 或“不变”)。 12研究氮氧化物的反应机理，对于消除环境污染有重要意义。升高温度绝大多数的化学反 应速率增大， 但是 2NO(g)O2(g)2NO2(g)的速率却随温度的升高而减小。某化学小组为 研究特殊现象的实质原因，查阅资料知： 2NO(g)O2(g)2NO2(g)的反应历程分两步： 2NO(g)N2O2(g)(快) v1正k1正c2(NO) v1逆k1逆c(N2O2) H10 N2O2(g)O2(g)2NO2(g)(慢) v2正k2正c(N2O2) c(O2) v2逆k2逆c2(NO2) H20 请回答下列问题： (1)
10、一定温度下，反应 2NO(g)O2(g)2NO2(g)达到平衡状态，请写出用 k1正、k1逆、k2正、 k2逆表示的平衡常数表达式 K_，根据速率方程分析，升高温度该反应速 率减小的原因是_(填字母)。 ak2正增大，c(N2O2)增大 bk2正减小，c(N2O2)减小 ck2正增大，c(N2O2)减小 dk2正减小，c(N2O2)增大 (2)由实验数据得到 v2正c(O2)的关系可用如图所示。当 x 点升高到某一温度时，反应重新 达到平衡，则变为相应的点为_(填字母)。 参考答案 基础过关基础过关 1 【答案】D 【解析】增大反应物浓度，单位体积内活化分子数目增加，活化分子百分数不变；增大
11、压强，单位体积内活化分子数目增加，活化分子百分数不变；升高温度，分子吸收能量， 原来不是活化分子的变为活化分子，活化分子数目增加，活化分子百分数增大；加入催化 剂，降低反应所需活化能，原来不是活化分子的变为活化分子，活化分子数目增加，活化分 子百分数增大；因此正确。 2 【答案】B 【解析】增大容积使压强减小，参加反应的气体的浓度减小，则反应速率减小，故 A 错误； 容积不变充入 N2使压强增大，氮气的浓度增大，反应速率加快，故 B 正确；容积不变充入 氦气使压强增大，但参加反应的气体的浓度不变，则反应速率不变，故 C 错误；保持总压 强不变，充入氖气，容积增大，参加反应的气体的浓度减小，反应
12、速率减小，故 D 错误。 3 【答案】D 【解析】催化剂能降低反应的活化能，提高活化分子百分数，则增大反应速率，所以使用催 化剂，活化分子百分数增大，有效碰撞概率增加，故 A 正确；温度升高，活化分子的百分 数增大，有效碰撞概率增加，反应的速率越快，故 B 正确；增大压强，活化分子百分数不 变， 单位体积内活化分子数增多，有效碰撞概率增加，故 C 正确；浓度变大，活化分子百 分数不变，但单位体积活化分子数增多，有效碰撞概率增加，反应速率加快，故 D 错误。 4 【答案】C 【解析】 温度对化学反应速率的影响比浓度对化学反应速率的影响更大。 根据表格数据可知， 选项 C、 D 的反应温度 30
13、比选项 A、 B 的 10 高， 因此选项 C、 D 的反应速率比选项 A、 B 的快。当温度都是 30 时，选项 C 中反应物的浓度比选项 D 的更大。由于反应物的浓 度越大，反应速率越快，因此反应速率最快的是选项 C。 5 【答案】B 【解析】活性炭具有吸附性，可去除水中的悬浮杂质，A 正确；根据图像，生成活化氧时， 反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应，H0 ，B 错误；化学反应过程中存在 多步反应的活化能，根据能量变化图分析，整个反应的活化能为活化能较大者，则没有水加 入的反应活化能为 E0.75 eV，有水加入的反应的活化能 E0.57 eV，所以水可使氧分子 活化反应的活化
14、能降低 0.75 eV0.57 eV0.18 eV，C 正确；活化氧可以快速氧化 SO2，而 炭黑颗粒可以活化氧分子产生活化氧，所以炭黑颗粒是大气中 SO2转化为 SO3的催化剂， 故 D 正确。 能力提升能力提升 6 【答案】D 【解析】增大反应物的浓度，单位体积内活化分子数目增多，活化分子百分数不变，则使有 效碰撞次数增大，反应速率加快，A 错误；有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反 应容器的容积)，单位体积内活化分子数目增多，从而使反应速率增大，但活化分子百分数 不变，B 错误；升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是提供分子需要的能量，活化分 子的百分数增大，从而使有效碰撞次数增
15、大，反应速率加快，C 错误；催化剂能降低反应的 活化能，增大单位体积内活化分子的百分数，从而增大反应速率，D 正确。 7 【答案】A 【解析】反应速率主要取决于慢的一步，所以该反应的速率主要取决于的快慢，故 A 正 确；NOBr2是反应过程中的中间产物，不是该反应的催化剂，故 B 错误；由于该反应为放 热反应，说明反应物总能量高于生成物总能量，所以正反应的活化能比逆反应的活化能小 a kJ mol 1，故 C 错误；增大 Br 2(g)浓度，活化分子百分数不变，但单位体积内的活化分子数 目增多，所以能加快反应速率，故 D 错误。 8 【答案】B 【解析】由图像可知，Fe2 的氧化率随时间延长而
16、逐渐增大，故 A 正确；由图像可知， 和的反应温度和溶液的 pH 均不相同，无法判断溶液的 pH 与 Fe2 氧化速率的关系，故 B 错误；由图像可知，和的溶液的 pH 相同，温度越高，Fe2 氧化速率越快，故 C 正确； 氧化过程发生的反应为酸性条件下， 亚铁离子与氧气反应生成铁离子和水， 反应的离子方程 式 为 4Fe2 O 24H =4Fe32H 2O，故 D 正确。 9 【答案】C 【解析】由图示知，甲酸在 Pd 催化剂表面脱氢反应，反应物的总能量高于最终产物的总能 量，放热，即H0，A 错误；由图可知，第步解离OH，活化能为44.7 kJ mol 1，第步 解离CH， 活化能为36.
17、7 kJ mol 18.9 kJ mol127.8 kJ mol1， B错误； 由图可知， HCOOH 在 Pd 催化剂下， CH、 OH 均发生断裂， 最终生成 H2和 CO2， 因此用 DCOOH 或 HCOOD 代替 HCOOH， 得到的产物都有 HD 和 CO2， C 正确； 由图可知， 生成的过程活化能最高， 则反应速率最慢，D 错误。 10 【答案】(1)温度 浓度 (2)反应放出 H2的快慢 锌的质量变化 生成氢气的体积 (3)23 min 0.1 mol L 1 min1 反应放热成为影响反应速率的主要因素 【解析】(1)当加热或加入浓盐酸后，反应速率明显加快，说明温度和反应物
18、的浓度对反应 速率产生影响。 (2)锌与盐酸的反应速率可以通过观察反应放出 H2的快慢进行判断。锌与盐酸的反应速率， 可以用单位时间内 c(Zn2 )的增加量来表示，也可以用单位时间内产生氢气的体积来表示， 故通过实验测定锌与盐酸的反应速率， 除测量反应时间外， 还需要测量的物理量是锌的质量 变化或生成氢气的体积。 (3)由表中数据可知，在 23 min 内反应生成 H2的量最多，故这段时间的反应速率最快。 23 min，n(H2) 10 3 L 22.4 L mol 10.005 mol，n(HCl)2n(H2)0.01 mol，v(HCl) 0.01 mol 0.1 L 1 min0.1
19、mol L 1 min1。 13 min 时间段内，随着反应的进行，盐酸浓度逐渐降低，但该反应是放热反应，温度 逐渐升高， 而温度的升高使反应速率加快的程度超过了反应物浓度的降低使反应速率减慢的 程度，故此时间段内反应速率变快。 11 【答案】(1)研究催化剂的比表面积对尾气转化速率的影响 280 6.50 10 3 4.00 10 3 6.50 103 4.00 103 (2)3.00 103 mol L1 min1 (3)增大 【解析】(1)由表中数据可知，实验探究的是催化剂的比表面积对尾气转化速率的影响， 所以温度应与实验相同， 为280 ， NO和CO的初始浓度也与实验相同， 分别为6
20、.50 10 3 mol L1、4.00 103 mol L1。 (2)由曲线可知， 2 3 min 时， c(CO)为2.00 10 3 mol L1， 初始时， c(CO)为4.00 103 mol L1， 所以 c(CO)2.00 10 3 mol L1，由于 CO 与 NO 以 11 反应，所以 c(NO)2.00 103 mol L 1，则用 NO 表示的反应速率为2.00 10 3 mol L1 2 3 min 3.00 10 3 mol L1 min1。 (3)由曲线、可知，增大催化剂的比表面积，汽车尾气转化速率增大。 12 【答案】(1)k1 正 k2正 k1逆 k2逆 c (2)a 【解析】(1)由反应达到平衡状态可知，v1正v1逆、v2正v2逆，所以 v1正 v2正v1逆 v2逆，即 k1正c2(NO) k2正c(N2O2) c(O2)k1逆c(N2O2) k2逆c2(NO2)，则 K c2(NO2) c2(NO) c(O2) k1正 k2正 k1逆 k2逆。 (2)因为决定 2NO(g)O2(g)2NO2(g)速率的是反应，升高温度，v2正减小，平衡向逆反 应方向移动，c(O2)增大，因此当 x 点升高到某一温度时，c(O2)增大，v2正减小，符合条件的 点为 a。