2019届一轮复习鲁科版化学反应速率化学反应条件的优化——工业合成氨学案

2019届一轮复习鲁科版化学反应速率化学反应条件的优化——工业合成氨学案

第3节 化学反应速率 化学反应 条件的优化——工业合成氨 ‎　　　　 　 　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎1．了解化学反应速率的概念和定量表示方法。‎ ‎2.了解反应活化能的概念。了解催化剂的重要作用。‎ ‎3．理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响，能用相关理论解释其一般规律。‎ ‎4.了解化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。‎ 考点一　化学反应速率 ‎1．化学反应速率 ‎2．化学反应速率与系数的关系 ‎(1)原理：对于已知反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示，当单位相同时，化学反应速率的数值之比等于化学方程式中各物质的系数之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q，或v(A)＝v(B)＝v(C)＝v(D)。‎ ‎(2)实例：一定温度下，在密闭容器中发生反应：‎3A(g)＋B(g)‎2C(g)。已知v(A)＝0.6 mol·L－1·s－1，则v(B)＝0.2 mol·L－1·s－1，v(C)＝0.4 mol·L－1·s－1。‎ ‎[拓展归纳]‎ ‎(1)化学反应速率是指某一时间段内的平均反应速率而不是某一时刻的瞬时反应速率。‎ ‎(2)同一化学反应，在相同条件下用不同物质表示的化学反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同。‎ ‎(3)不能用固体或纯液体物质(不是溶液)表示化学反应速率，因为固体和纯液体物质的浓度视为常数。‎ ‎ [题点全练]‎ 题点(一)　化学反应速率的计算 ‎1．在N2＋3H22NH3的反应中，在5 s内NH3的浓度变化了8 mol·L－1，则NH3的平均反应速率(　　)‎ A．2.4 mol·L－1·s－1　　　 B．0.8 mol·L－1·s－1‎ C．1.6 mol·L－1·s－1 D．0.08 mol·L－1·s－1‎ 解析：选C　在5 s内NH3的浓度变化了8 mol·L－1，则v(NH3)＝＝1.6 mol·L－1·s－1。‎ ‎2．在298 K时，实验测得溶液中的反应：H2O2＋2HI===2H2O＋I2，在不同浓度时的化学反应速率见表，由此可推知当c(HI)＝0.500 mol·L－1，c(H2O2)＝0.400 mol·L－1时的反应速率为(　　)‎ 实验编号 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ c(HI)/mol·L－1‎ ‎0.100‎ ‎0.200‎ ‎0.300‎ ‎0.100‎ ‎0.100‎ c(H2O2)/mol·L－1‎ ‎0.100‎ ‎0.100‎ ‎0.100‎ ‎0.200‎ ‎0.300‎ v/mol·L－1·s－1‎ ‎0.007 60‎ ‎0.015 3‎ ‎0.022 7‎ ‎0.015 1‎ ‎0.022 8‎ A．0.038 0 mol·L－1·s－1 B．0.152 mol·L－1·s－1‎ C．0.608 mol·L－1·s－1 D．0.760 mol·L－1·s－1‎ 解析：选B　当c(HI)＝0.100 mol·L－1，c(H2O2)＝0.100 mol·L－1，v＝0.007 60 mol·L－1·s－1，由表中数据可知，速率与c(HI)成正比、与c(H2O2)成正比，所以当c(HI)＝0.500 mol·L－1，c(H2O2)＝0.400 mol·L－1，v＝0.007 60 mol·L－1·s－1×5×4＝0.152 mol·L－1·s－1。‎ ‎3．反应‎4A(s)＋3B(g)‎2C(g)＋D(g)，经2 min后，B的浓度减少了0.6 mol·L－1。对此反应速率的正确表示是(　　)‎ A．用A表示的反应速率是0.8 mol·L－1·s－1‎ B．分别用B、C、D表示的反应速率，其比值是3∶2∶1‎ C．在2 min末时的反应速率，用反应物B来表示是0.3 mol·L－1·min－1‎ D．在这2 min内用B和C表示的反应速率的值都是相同的 解析：选B　A项，A物质是固体，浓度视为常数，不能用来表示反应速率，错误；B项，化学反应速率之比等于相应物质的系数之比，其比值为3∶2∶1，正确；C项，v(B)＝mol·L－1·min－1＝0.3 mol·L－1·min－1，是2 min内的平均速率，不是2 min末的瞬时速率，错误；D项，化学反应速率之比等于系数之比，错误。‎ ‎[规律方法]　反应速率计算的三种常用方法 ‎(1)定义式法 v(B)＝＝。‎ ‎(2)比例关系法 化学反应速率之比等于系数之比，如mA(g)＋nB(g)===pC(g)中，v(A)∶v(B)∶v(C)＝m∶n∶p。‎ ‎(3)三段式法 列起始量、转化量、最终量，再根据定义式或比例关系计算。‎ 对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，起始时A的浓度为a mol·L－1，B的浓度为b mol·L－1，反应进行至t1时，A消耗了x mol·L－1，则化学反应速率可计算如下：‎ ‎　　　　　　　　　mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)‎ 起始/(mol·L－1) a b 0 0‎ 转化/(mol·L－1) x t1/(mol·L－1) a－x b－ 则：v(A)＝ mol·L－1·s－1，v(B)＝ mol·L－1·s－1，‎ v(C)＝ mol·L－1·s－1，v(D)＝ mol·L－1·s－1。‎ 题点(二)　化学反应速率的比较 ‎4．在四个不同的容器中，在不同的条件下进行合成氨反应：N2＋3H22NH3。根据在相同时间内测定的结果判断，生成氨的速率最快的是(　　)‎ A．v(H2)＝0.01 mol·L－1·s－1‎ B．v(N2)＝0.3 mol·L－1·min－1‎ C．v(NH3)＝0.15 mol·L－1·min－1‎ D．v(H2)＝0.3 mol·L－1·min－1‎ 解析：选B　在速率单位相同时，把速率除以其相应物质的系数，数值大者，反应速率快。A项，v(H2)＝0.01 mol·L－1·s－1＝0.6 mol·L－1·min－1，v(H2)＝0.2 mol·L－1·min－1；B项，v(N2)＝0.3 mol·L－1·min－1；C项，v(NH3)＝0.075 mol·L－1·min－1，D项，v(H2)＝0.1 mol·L－1·min－1。由此可知，B项中表示的反应速率最快。‎ ‎5．(2018·长沙模拟)反应A(g)＋3B(g)===‎2C(g)＋2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为①v(A)＝0.45 mol·L－1·s－1　②v(B)＝0.6 mol·L－1·s－1　③v(C)＝0.4 mol·L－1·s－1　④v(D)＝0.45 mol·L－1·s－1。下列有关反应速率的比较中正确的是(　　)‎ A．④>③＝②>①　　　 B．①>④>②＝③‎ C．①>②>③>④ D．④>③>②>①‎ 解析：选B　用比值法进行反应速率大小的比较，v(A)＝0.45 mol·L－1·s－1；v(B)＝×0.6＝0.2 mol·L－1·s－1；v(C)＝×0.4＝0.2 mol·L－1·s－1；v(D)＝×0.45＝0.225 mol·L－1·s－1，故①>④>②＝③，B项正确。‎ ‎[规律方法]　化学反应速率大小的比较方法 ‎(1)归一法 将同一反应中的不同物质的反应速率转化成同一单位、同一种物质的反应速率，再进行速率的大小比较。‎ ‎(2)比值法 将各物质表示的反应速率转化成同一单位后，再除以对应各物质的系数，然后对求出的数值进行大小排序，数值大的反应速率快。如反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，若>，则反应速率A>B。‎ ‎[真题验收]‎ ‎1．(2014·北京高考)一定温度下，10 mL 0.40 mol·L－1 H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表。‎ t/min ‎0‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎6‎ ‎8‎ ‎10‎ V(O2)/mL ‎0.0‎ ‎9.9‎ ‎17.2‎ ‎22.4‎ ‎26.5‎ ‎29.9‎ 下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)(　　)‎ A．0～6 min的平均反应速率：‎ v(H2O2)≈3.3×10－2mol·L－1·min－1‎ B．6～10 min的平均反应速率：‎ v(H2O2)<3.3×10－2mol·L－1·min－1‎ C．反应至6 min时，c(H2O2)＝0.30 mol·L－1‎ D．反应至6 min时，H2O2分解了50%‎ 解析：选C　根据题目信息可知，0～6 min，生成22.4 mL(标准状况)氧气，消耗0.002 mol H2O2，则v(H2O2)≈3.3×10－2 mol·L－1·min－1，A项正确；随反应物浓度的减小，反应速率逐渐降低，B项正确；反应至6 min时，剩余0.002 mol H2O2，此时c(H2O2)＝0.20 mol·L－1，C项错误；反应至6 min时，消耗0.002 mol H2O2，转化率为50%，D项正确。‎ ‎2．(2014·全国卷Ⅱ节选)在容积为‎1.00 L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g)2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。‎ 在0～60 s时段，反应速率v(N2O4)为________ mol·L－1·s－1。　‎ 解析：由题图可知，0～60 s时段，N2O4的物质的量浓度变化为0.060 mol·L－1，v(N2O4)＝＝0.001 0 mol·L－1·s－1。‎ 答案：0.001 0‎ ‎3．(2015·广东高考节选)用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益，减少污染。一定条件下测得反应过程中n(Cl2)的数据如下：‎ t/min ‎0‎ ‎2.0‎ ‎4.0‎ ‎6.0‎ ‎8.0‎ n(Cl2)/10－3 mol ‎0‎ ‎1.8‎ ‎3.7‎ ‎5.4‎ ‎7.2‎ 计算2.0～6.0 min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率(以mol·min－1为单位，写出计算过程)。‎ 解析：据反应4HCl＋O2===2Cl2＋2H2O可知：v(HCl)＝＝＝1.8×10－3 mol·min－1。‎ 答案：v(HCl)＝＝‎ ‎1．8×10－3 mol·min－1‎ 考点二　影响化学反应速率的因素 ‎1．内因 反应物本身的性质是影响化学反应速率的主要因素。如相同条件下，Na、Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系是Na>Mg>Al。‎ ‎2．外因(其他条件不变，只改变一个条件)‎ ‎3．理论解释——有效碰撞理论 ‎(1)活化分子、活化能、有效碰撞 ‎①活化分子：能够发生有效碰撞的分子。‎ ‎②活化能：如图 ‎[注意]　E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，且ΔH＝E1－E2，E3为使用催化剂时的活化能。‎ ‎③有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。‎ ‎(2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系 ‎[拓展归纳]‎ ‎(1)升高温度，不论是放热反应还是吸热反应，化学反应速率均加快。‎ ‎(2)催化剂能同等程度的改变正、逆化学反应速率，但不能改变反应进行的程度。‎ ‎(3)压强及惰性气体对化学反应速率的影响 ‎①改变压强，实质是通过改变物质的浓度来实现化学反应速率改变的。若压强改变导致了反应物浓度增大或减小，则化学反应速率会增大或减小。‎ ‎②根据上述第①条原则，充入惰性气体对化学反应速率的影响可分为以下两种情况：‎ 恒温恒容 充入“惰性气体”总压强增大，但各物质的浓度不变(活化分子浓度不变)，反应速率不变 恒温恒压 充入“惰性气体”体积增大各反应物浓度减小(活化分子浓度减小)反应速率减慢 ‎③对于没有气体参加的反应，改变体系压强，反应物的浓度不变，则化学反应速率不变。‎ ‎(4)固体反应物量的增减，不能改变化学反应速率，固体的表面积改变才能改变化学反应速率。‎ ‎[题点全练]‎ 题点(一)　影响化学反应速率的因素 ‎1．下列说法正确的是________。‎ A．100 mL 2 mol·L－1稀盐酸与锌反应时，加入少量硫酸铜固体，生成氢气的速率加快 B．相同条件下，等量的锌粒分别与100 mL 2 mol·L－1稀硫酸、100 mL 2 mol·L－1稀盐酸反应，反应速率相同 C．用铁片和稀硫酸反应制取氢气时，改用铁片和浓硫酸反应可以加快产生氢气的速率 D．对于A(s)＋B(g)C(g)＋D(g)的反应，加入A，反应速率加快 E．工业生产中常将矿石粉碎，可以增大接触面积，使反应速率加快 F．2NO2N2O4(正反应放热)，升高温度，v(正)增大，v(逆)减小 G．某恒容密闭容器中，发生反应A(g)===B(g)＋C(g)，通入He，压强增大，反应速率加快 H．某恒压密闭容器中，发生反应A(g)===B(g)＋C(g)，通入He，压强不变，反应速率不变 答案：AE ‎2．NO和CO都是汽车尾气里的有害物质，它们能缓缓地反应生成N2和CO2，化学方程式为2NO＋2CON2＋2CO2，对此反应，下列叙述错误的是(　　)‎ A．使用正催化剂能加大反应速率 B．改变反应物的压强对反应速率产生影响 C．冬天气温低，反应速率减慢，对人体危害更大 D．无论外界条件怎样改变，均对此化学反应的速率无影响 解析：选D　正催化剂能加大反应速率，故A正确；增大压强反应速率加快，减小压强反应速率减慢，故B正确；降低温度反应速率减慢，故C正确；反应速率随温度、压强、浓度、催化剂的改变而改变，故D错误。‎ 题点(二)　“控制变量法”探究影响化学反应速率的因素 ‎3．下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据：‎ 实验序号 金属质量/g 金属状态 c(H2SO4) /(mol·L－1)‎ V(H2SO4) /mL 溶液温度/℃‎ 金属消失的时间/s 反应前 反应后 ‎1‎ ‎0.10‎ 丝 ‎0.5‎ ‎50‎ ‎20‎ ‎34‎ ‎500‎ ‎2‎ ‎0.10‎ 粉末 ‎0.5‎ ‎50‎ ‎20‎ ‎35‎ ‎50‎ ‎3‎ ‎0.10‎ 丝 ‎1.0‎ ‎50‎ ‎20‎ ‎35‎ ‎125‎ ‎4‎ ‎0.10‎ 丝 ‎1.0‎ ‎50‎ ‎35‎ ‎50‎ ‎50‎ 分析上述数据，回答下列问题：‎ ‎(1)实验1和2表明，__________________对反应速率有影响，而且________，则反应速率越快。‎ ‎(2)表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验是______(填实验序号)。‎ ‎(3)实验中影响反应速率的其他因素还有________，其实验序号是________(填实验序号)。‎ ‎(4)实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值(约‎15 ℃‎)相近，推测其原因：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)实验1和2中金属的状态不同，其他条件几乎相同，表明固体反应物的表面积对反应速率有影响，而且，表面积越大，则反应速率越快。‎ ‎(2)实验1和3中只有反应物的浓度不同，其他条件几乎相同，根据实验1和3可知，反应物浓度对反应速率产生影响，且浓度越大，反应速率越快。‎ ‎(3)根据实验3和4可知，反应温度也会影响反应速率。‎ ‎(4)实验的所有反应中，硫酸可能均过量，等质量的金属完全反应，放出的热量相等，所以使等体积溶液的温度升高值相近。‎ 答案：(1)固体反应物的表面积　表面积越大　(2)1和3　(3)反应温度　3和4　(4)可能是硫酸过量，等质量的金属完全反应，放出的热量相等，所以使等体积溶液的温度升高值相近 ‎[规律方法]　“控制变量法”的解题策略 题点(三)　利用“断点”突破化学反应速率图像(t图)‎ ‎4．对于反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH ‎<0已达平衡，如果其他条件不变时，分别改变下列条件，对化学反应速率和化学平衡产生影响，下列条件与图像不相符的是(O～t1：v正＝v逆；t1时改变条件，t2时重新建立平衡)(　　)‎ 解析：选C　分析时要注意改变条件瞬间v正、v逆的变化。增加O2的浓度，v正增大，v逆瞬间不变，A正确；增大压强，v正、v逆都增大，v正增大的倍数大于v逆，B正确；升高温度，v正、v逆都瞬间增大，C错误；加入催化剂，v正、v逆同时同倍数增大，D正确。‎ ‎5．密闭容器中发生反应：A(g)＋3B(g)‎2C(g)　ΔH<0，根据下列vt图像，回答下列问题：‎ ‎(1)下列时刻所改变的外界条件是t1____________________________________；‎ t3______________________；t4______________________________________。‎ ‎(2)反应速率最快的时间段是________。‎ ‎(3)下列措施能增大正反应速率的是________。‎ A．通入A(g)　　　　　 B．分离出C(g)‎ C．降温 D．增大容积 解析：(1)t1时刻，改变条件，v正、v逆均增大，且v′逆>v′正，平衡逆向移动，说明改变的条件是升高温度。‎ t3时刻，改变条件，v正、v逆同等程度增大，且该反应是反应前后气体物质的量不相等的反应，故改变的条件是加入催化剂。‎ t4时刻，改变条件，v正、v逆均减小，且v逆>v正，平衡逆向移动，说明改变的条件是减小压强。‎ ‎(2)t3～t4时间段内，反应使用催化剂，由图像可知该时间段内反应速率最快。‎ ‎(3)降温、增大容积均会使正、逆反应速率减小；分离出C(g)时，v正不变，v逆减小，通入A(g)，反应物的浓度增大，v正增大。‎ 答案：(1)升高温度　加入催化剂　减小压强　(2)t3～t4　(3)A ‎[规律方法]‎ ‎(1)速率—时间图像“断点”分析 当可逆反应达到一种平衡后，若某一时刻外界条件发 生改变，都可能使速率－时间图像的曲线出现不连续的情况，即出现“断点”。根据“断点”前后的速率大小，即可对外界条件的变化情况作出判断。如图，t1时刻改变的条件可能是使用了催化剂或增大压强(仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应)。‎ ‎(2)常见含“断点”的速率变化图像分析 图像 t1时刻所改变的条件 温度 升高 降低 升高 降低 适合正反应为放热的反应 适合正反应为吸热的反应 压强 增大 减小 增大 减小 适合正反应为气体物质的量增大的反应 适合正反应为气体物质的量减小的反应 ‎[真题验收]‎ ‎1．(2015·海南高考改编)10 mL浓度为1 mol·L－1的盐酸与过量的锌粉反应，若加入适量的下列溶液，能减慢反应速率但又不影响氢气生成量的是(　　)‎ A．K2SO4 B．CH3COOH C．CuSO4 D．Na2CO3‎ 解析：选A　Zn与稀盐酸发生反应：Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑，若加入物质使反应速率降低，则c(H＋)减小，但是不影响产生氢气的物质的量，说明最终电离产生的n(H＋)不变。A.K2SO4是强酸强碱盐，不发生水解，溶液显中性，溶液中的水对盐酸起稀释作用，使c(H＋)减小，但没有消耗H＋，因此n(H＋)不变，正确；B.当反应进行到一定程度，会发生反应：2CH3COOH＋Zn===(CH3COO)2Zn＋H2↑，会使产生氢气的物质的量增大，错误；C.加入CuSO4溶液会与Zn发生置换反应：CuSO4＋Zn===Cu＋ZnSO4，产生的Cu与Zn和盐酸构成原电池，会加快反应速率，错误；D.若加入Na2CO3‎ 溶液，会与盐酸发生反应：Na2CO3＋2HCl===2NaCl＋H2O＋CO2↑，使溶液中的c(H＋)减小，但由于逸出了CO2气体，因此使n(H＋)也减小，产生氢气的物质的量减小，错误。‎ ‎2．(2014·全国卷Ⅰ)已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ，在含少量I－的溶液中，H2O2分解的机理为 H2O2＋I－―→H2O＋IO－　　　慢 H2O2＋IO－―→H2O＋O2＋I－ 快 下列有关该反应的说法正确的是(　　)‎ A．反应速率与I－浓度有关 B．IO－也是该反应的催化剂 C．反应活化能等于98 kJ·mol－1‎ D．v(H2O2)＝v(H2O)＝v(O2)‎ 解析：选A　H2O2的分解反应主要是由第一个反应决定的，I－浓度越大，反应速率越快，A项正确；根据总反应可确定该反应的催化剂为I－，而IO－为中间产物，B项错误；根据所给信息无法确定反应活化能，C项错误；反应速率关系为v(H2O2)＝v(H2O)＝2v(O2)，D项错误。‎ ‎3．(2013·福建高考)NaHSO3溶液在不同温度下均可被过量KIO3氧化，当NaHSO3完全消耗即有I2析出，根据I2析出所需时间可以求得NaHSO3的反应速率。将浓度均为0.020 mol·L－1的NaHSO3溶液(含少量淀粉)10.0 mL、KIO3(过量)酸性溶液40.0 mL混合，记录10～‎55 ℃‎间溶液变蓝时间，‎55 ℃‎时未观察到溶液变蓝，实验结果如图。据图分析，下列判断不正确的是(　　)‎ A．‎40 ℃‎之前与‎40 ℃‎之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反 B．图中b、c两点对应的NaHSO3反应速率相等 C．图中a点对应的NaHSO3反应速率为 ‎5．0×10－5 mol·L－1·s－1‎ D．温度高于‎40 ℃‎时，淀粉不宜用作该实验的指示剂 解析： 选B　由题给图像可知，温度低于‎40 ℃‎时，温度升高，溶液变蓝的时间短，但温度高于‎40 ℃‎时情况相反，A项正确；因为b、c两点的温度不同，反应速率不可能相等，B项错误；图中a点，所用的时间为80 s，则NaHSO3的反应速率为(0.020 mol·L－1×10.0 mL×10－‎3 L·mL－1)÷(50 mL×10－‎3 L·mL－1)÷80 s＝5.0×10－5 mol·L－1·s－1‎ ‎，C项正确；由题给条件，‎55 ℃‎时未观察到溶液变蓝可知，温度高于‎40 ℃‎时，淀粉易糊化，不宜作该实验的指示剂，D项正确。‎ 考点三　工业合成氨 ‎1．反应特点 N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH0，ΔS0。‎ ‎2．合成氨适宜条件的选择 ‎(1)温度以700_K左右为宜。‎ ‎(2)压强大致可分为低压(1×107 Pa)、中压(2×107～3×107Pa)和高压(8.5×107～1×108Pa)三种类型。‎ ‎(3)用铁触媒做催化剂。‎ ‎(4)按N2与H2的物质的量之比为1∶2.8投料并及时分离出NH3。‎ ‎3．合成氨工业的简要过程 ‎(1)原料气的制取 N2：将空气液化，蒸发分离出N2或者将空气中的O2与碳作用生成CO2，除去CO2后得N2。‎ H2：用水和燃料(煤、焦炭、石油、天然气等)在高温下制取。用煤和水制H2的主要反应为：‎ C＋H2O(g)CO＋H2‎ CO＋H2O(g)CO2＋H2‎ ‎(2)制得的N2、H2需净化除去杂质，再用压缩机压缩至高压。‎ ‎(3)氨的合成：在适宜的条件下，在合成塔中进行。‎ ‎(4)氨的分离：经冷凝使氨液化，将氨分离出来，使平衡向正反应方向移动提高原料的利用率，并将没有完全反应的N2和H2循环送入合成塔，使其被充分利用。‎ ‎[题点全练]‎ ‎1．对于合成氨反应，达到平衡后，下列说法正确的是(　　)‎ A．升高温度，对正反应的反应速率影响更大 B．增大压强，对正反应的反应速率影响更大 C．减小反应物浓度，对逆反应的反应速率影响更大 D．加入催化剂，对逆反应的反应速率影响更大 解析：‎ 选B　A．合成氨反应的正反应是放热反应，升高温度，正反应、逆反应的反应速率都增大，但是温度对吸热反应的速率影响更大，所以对该反应来说，对逆反应速率影响更大，错误。B.合成氨的正反应是气体体积减小的反应。增大压强，平衡正向移动，正反应速率大于逆反应速率，所以对正反应的反应速率影响更大，正确。C.减小反应物浓度，使正反应的速率减小，由于生成物的浓度没有变化，所以逆反应速率不变，错误。D.加入催化剂，使正反应、逆反应速率改变的倍数相同，正反应、逆反应速率相同，错误。‎ ‎2．合成氨时既要使合成氨的产率增大，又要使反应速率加快，可采用的办法是________。‎ ‎①减压　②加压　③升温　④降温　⑤及时从平衡混合气中分离出NH3　⑥补充N2或H2　⑦加催化剂　⑧减小N2或H2的量 答案：②⑥‎ ‎3．合成氨工业满足了人口的急剧增长对粮食的需求，也为有机合成提供了足够的原料——氨。合成氨反应是一个可逆反应，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，在298 K时：‎ ΔH＝－92.2 kJ·mol－1，K＝4.1×106。‎ ‎(1)从平衡常数来看，反应的限度已经很大了，为什么还需要使用催化剂？_________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)试分析实际工业生产中采取700 K左右的温度的原因： _____________。‎ ‎(3)298 K,1.01×105 Pa，在‎10 L密闭容器中充入10 mol氮气、30 mol氢气和20 mol氨气，开始的瞬间，反应向________(填“正”或“逆”)方向进行，反应进行5 min后体系能量的变化为________(填“吸收”或“放出”)184.4 kJ，容器内压强变为原来的________倍。‎ ‎(4)从开始至5 min时，用N2浓度变化表示该反应的平均速率为________。‎ 解析：(1)使用催化剂不是为了改变反应的限度，而是为了提高反应速率。(2)适当高温可加快反应速率且提高催化剂的催化活性。(3)Q＝＝①>④>③ B．④>③>②>①‎ C．①>②>④>③ D．①>②>③>④‎ 解析：选A　对于溶液中进行的反应，反应物A、B的浓度越大，化学反应速率越快。溶液①中c(A)＝c(B)＝＝0.5 mol·L－1，溶液②中c(A)＝c(B)＝＝1.0 mol·L－1，溶液③中c(A)＝c(B)＝×0.1 mol·L－1＝0.05 mol·L－1，溶液④中c(A)＝c(B)＝×0.5 mol·L－1＝0.25 mol·L－1，据此推知反应速率的大小关系为②>①>④>③。‎ ‎3．将4 mol A气体和2 mol B气体在‎2 L的容器中混合并在一定条件下发生反应：‎2A(g)＋B(g)‎3C(g)＋4D(s)，若经2 s后测得C的浓度为0.9 mol·L－1，则下列几种说法中正确的是(　　)‎ ‎①用物质A表示的平均反应速率为0.3 mol·L－1·s－1‎ ‎②用物质D表示的平均反应速率为0.6 mol·L－1·s－1‎ ‎③2 s时，物质A的转化率为30%‎ ‎④用A、B、C来表示反应速率，其速率之比为2∶1∶3‎ A．①③④ B．①②③④‎ C．①②③ D．③④‎ 解析：选A　①经2 s后测得C的浓度为0.9 mol·L－1，则有v(C)＝＝0.45 mol·L－1·s－1，根据物质的反应速率之比等于系数之比可得v(A)＝v(C)＝×0.45 mol·L－1·s－1＝0.3 mol·L－1·s－1，正确；②D为固体，不能用其浓度变化来表示反应速率，错误；③2 s ‎ 时，消耗A的物质的量为0.3 mol·L－1·s－1×2 s×‎2 L＝1.2 mol，故物质A的转化率为×100%＝30%，正确；④用A、B、C来表示反应速率，反应速率之比等于其系数之比，即A、B、C的反应速率之比为2∶1∶3，正确。‎ ‎4.将一定量的气体A和B充入‎2 L 的密闭容器中，发生反应A(g)＋3B(g)‎2C(g)，有关变化如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A．图中表示气体B物质的量随时间变化的曲线是X B．2 min内用C表示的反应速率v(C)是0.1 mol·L－1·min－1‎ C．平衡时，气体A的浓度是0.45 mol·L－1‎ D．平衡时，气体B的转化率是70%‎ 解析：选C　由图可知，X、Y曲线的物质的量逐渐减小为反应物，Z曲线的物质的量逐渐增大为生成物，到达平衡时，X的变化量为1.0 mol－0.9 mol＝0.1 mol，Y的变化量为1.0 mol－0.7 mol＝0.3 mol，Z的变化量为0.2 mol，则X∶Y∶Z＝1∶3∶2；已知A(g)＋3B(g)‎2C(g)，则X表示A，Y表示B，Z表示C，故A错误；2 min内，C的物质的量变化为0.2 mol，则C的浓度变化为＝0.1 mol·L－1，所以C表示的反应速率v＝Δc/Δt＝＝0.05 mol·L－1·min－1，故B错误；图中表示气体A物质的量随时间变化的曲线是X，则平衡时A的物质的量为0.9 mol，则平衡时其浓度为0.45 mol·L－1，故C正确；图中表示气体B物质的量随时间变化的曲线是Y，平衡时B的变化量为1.0 mol－0.7 mol＝0.3 mol，则气体B的转化率＝×100%＝×100%＝30%，故D错误。‎ ‎5．(2017·江苏高考)H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得‎70 ℃‎时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A．图甲表明，其他条件相同时，H2O2浓度越小，其分解速率越快 B．图乙表明，其他条件相同时，溶液pH越小，H2O2分解速率越快 C．图丙表明，少量Mn2＋存在时，溶液碱性越强，H2O2分解速率越快 D．图丙和图丁表明，碱性溶液中，Mn2＋对H2O2分解速率的影响大 解析：选D　由图甲可知，起始时H2O2的浓度越小，曲线下降越平缓，说明反应速率越慢，A项错误；OH－的浓度越大，pH越大，即0.1 mol·L－1NaOH对应的pH最大，曲线下降最快，即H2O2分解最快，B项错误；由图丙可知，相同时间内，0.1 mol·L－1NaOH条件下H2O2分解最快，0 mol·L－1NaOH条件下H2O2分解最慢，而1.0 mol·L－1NaOH条件下H2O2的分解速率处于中间，C项错误；由图丁可知，Mn2＋越多，H2O2的分解速率越快，说明Mn2＋对H2O2分解速率影响较大，D项正确。‎ ‎6．Ⅰ.下列各项分别与哪个影响化学反应速率的因素关系最为密切？‎ ‎(1)同浓度不同体积的盐酸中放入同样大小的锌块和镁块，产生气体有快有慢：________________________________________________________________________。‎ ‎(2)MnO2加入双氧水中放出气泡更快：________________________________。‎ Ⅱ.在一定温度下，‎4 L密闭容器内某一反应中气体M、气体N的物质的量随时间变化的曲线如图：‎ ‎ (1)比较t2时刻，正逆反应速率大小v正____v逆。(填“＞”“＝”或“＜”)‎ ‎(2)若t2＝2 min，计算反应开始至t2时刻用M的浓度变化表示的平均反应速率为________________________________________________________________________。‎ ‎(3)t3时刻化学反应达到平衡，反应物的转化率为____________________________。‎ ‎(4)如果升高温度，则v逆________(填“增大”“减小”或“不变”)。‎ 解析：Ⅰ.(1)反应物本身性质是影响化学反应速率的主要因素，镁比锌活泼，与盐酸反应较剧烈。‎ ‎(2)MnO2是H2O2分解反应的催化剂，可加快反应速率。‎ Ⅱ.(1)t2时刻，反应物逐渐减小，生成物逐渐增多，反应未达平衡且正向进行，v正＞v逆。‎ ‎(2)v＝＝＝0.25 mol·L－1·min－1。‎ ‎(3)t3时刻化学反应达到平衡，剩余2 mol N，则转化6 mol N，转化率为×100%＝75%。‎ ‎(4)升高温度，反应速率增大。‎ 答案：Ⅰ.(1)反应物本身性质　(2)催化剂 Ⅱ.(1)＞　(2)0.25 mol·L－1·min－1　(3)75%　(4)增大 ‎[课下提能练]‎ ‎1．改变外界条件可以影响化学反应速率，针对H2(g)＋I2(g)2HI(g)，其中能使活化分子百分数增加的是(　　)‎ ‎①增大反应物浓度　　　　　　 ②增大气体的压强 ‎③升高体系的温度 ④使用催化剂 A．①② B．②③‎ C．①④ D．③④‎ 解析：选D　增大反应物浓度，单位体积内活化分子数目增加，即活化分子的浓度增大，反应速率加快，但活化分子百分数不变，①错误；增大气体的压强，容器的体积缩小，相当于增大浓度，单位体积内活化分子数目增加，但活化分子百分数不变，②错误；升高体系的温度，部分普通分子变成活化分子，单位体积内活化分子的数目及百分数均增加，③正确；使用催化剂，降低了活化能，单位体积内活化分子的数目及百分数均增加，④正确。‎ ‎2．反应A(g)＋3B(g)‎2C(g)＋2D(g)在四种不同情况下的反应速率如下，其中表示该反应的反应速率最快的是(　　)‎ A．v(A)＝0.15 mol·L－1·min－1‎ B．v(B)＝0.01 mol·L－1·s－1‎ C．v(C)＝0.40 mol·L－1·min－1‎ D．v(D)＝0.45 mol·L－1·min－1‎ 解析：选D　如果都用物质B表示该反应的反应速率，则根据反应速率之比等于系数之比可知选项A～D分别是0.45 mol·L－1·min－1、0.60 mol·L－1·min－1、0.60 mol·L－1·min－1、0.675 mol·L－1·min－1，即选项D表示的该反应的反应速率最快。‎ ‎3．(2018·佛山一中月考)一定温度下，在某密闭容器中发生反应2HI(g)H2(g)＋I2(g)　ΔH>0，若在0～15 s内c(HI)由0.1 mol·L－1降到0.07 mol·L－1，则下列说法正确的是(　　)‎ A．0～15 s内用I2表示的平均反应速率为v(I2)＝0.002 mol·L－1·s－1‎ B．c(HI)由0.07 mol·L－1降到0.05 mol·L－1所需的反应时间小于10 s C．升高温度正反应速率加快，逆反应速率减慢 D．减小反应体系的体积，化学反应速率加快 解析：选D　0～15 s内，v(I2)＝v(HI)＝×＝0.001 mol·L－1·s－1，A项错误；随着反应进行，c(HI)减小，v(HI)减小，故c(HI)由0.07 mol·L－1降到0.05 mol·L－1，所需时间大于10‎ ‎ s，B项错误；升高温度，正、逆反应速率均增大，C项错误；减小反应体系的体积，压强增大，反应速率加快，D项正确。‎ ‎4.对可逆反应：A(g)＋B(s)C(s)＋D(g)　ΔH>0。如图所示为正、逆反应速率(v)与时间(t)关系的示意图，如果在t1时刻改变条件：①加入A；②加入催化剂；③加压；④升温；⑤减少C，符合图示条件的是(　　)‎ A．②③ B．①②‎ C．③④ D．④⑤‎ 解析：选A　加入A，因为A为气体，因此加入A平衡向正反应方向移动，v(正)>v(逆)，故①错误；催化剂对化学平衡无影响，只加快反应速率，故②正确；反应前后气体系数相等，因此加压平衡不移动，化学反应速率增大，故③正确；升高温度，反应速率加快，平衡向正反应方向移动，故④错误；C为固体，浓度视为常数，对化学平衡移动无影响，对化学反应速率无影响，故⑤错误。‎ ‎5．已知4NH3＋5O2===4NO＋6H2O，若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)(mol·L－1·min－1)表示，则正确的关系是(　　)‎ A.v(NH3)＝v(O2) B.v(O2)＝v(H2O)‎ C.v(NH3)＝v(H2O) D.v(O2)＝v(NO) ‎ 解析：选D　由已知可得v(NH3)＝v(O2)＝v(NO)＝v(H2O)，据此可知，A项应为v(NH3)＝v(O2)；B项应为v(O2)＝v(H2O)；C项应为v(NH3)＝v(H2O)。‎ ‎6.(2018·宁波十校模拟)某温度下，在容积为‎2 L的密闭容器中投入一定量的A、B发生反应‎3A(g)＋bB(g)cC(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1(Q>0)，12 s时反应达到平衡，生成C的物质的量为0.8 mol，反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A．前12 s内，A的平均反应速率为0.025 mol·L－1·s－1‎ B．12 s后，A的消耗速率等于B的生成速率 C．系数之比b∶c＝1∶2‎ D．12 s内，A和B反应放出的热量为0.2Q kJ 解析：选C　分析图像可知12 s内A的浓度变化为(0.8－0.2)mol·L－1＝0.6 mol·L－1，反应速率v(A)＝＝＝0.05 mol·L－1·s－1，A项错误；分析图像，12 s内B的浓度变化为(0.5－0.3)mol·L－1＝0.2 mol·L－1，v(B)＝＝ mol·L－1·s－1‎ ‎，速率之比等于系数之比，3∶b＝0.05∶，b＝1，3∶c＝0.05∶，c＝2，A、B的系数不同，12 s后达到平衡状态，A的消耗速率不等于B的生成速率，B项错误，C项正确；消耗3 mol A放热Q kJ,12 s内消耗A的物质的量为0.6 mol·L－1×‎2 L＝1.2 mol，消耗1.2 mol A放出的热量为0.4Q kJ，D项错误。‎ ‎7．对水样中溶质M的分解速率影响因素进行研究。在相同温度下，M的物质的量浓度(mol·L－1)随时间(min)变化的有关实验数据见下表。‎ 时间　‎ 水样　　　　　‎ ‎0‎ ‎5‎ ‎10‎ ‎15‎ ‎20‎ ‎25‎ Ⅰ(pH＝2)‎ ‎0.40‎ ‎0.28‎ ‎0.19‎ ‎0.13‎ ‎0.10‎ ‎0.09‎ Ⅱ(pH＝4)‎ ‎0.40‎ ‎0.31‎ ‎0.24‎ ‎0.20‎ ‎0.18‎ ‎0.16‎ Ⅲ(pH＝4)‎ ‎0.20‎ ‎0.15‎ ‎0.12‎ ‎0.09‎ ‎0.07‎ ‎0.05‎ Ⅳ(pH＝4，含Cu2＋)‎ ‎0.20‎ ‎0.09‎ ‎0.05‎ ‎0.03‎ ‎0.01‎ ‎0‎ 下列说法不正确的是(　　)‎ A．在0～20 min内，Ⅰ中M的分解速率为 ‎0．015 mol·L－1·min－1‎ B．水样酸性越强，M的分解速率越快 C．在0～25 min内，Ⅲ中M的分解百分率比Ⅱ大 D．由于Cu2＋存在，Ⅳ中M的分解速率比Ⅰ快 解析：选D　由表中数据分析可知，Ⅳ中M的分解速率比Ⅰ慢，D错误。‎ ‎8．少量铁片与100 mL 0.01 mol·L－1的稀盐酸反应，反应速率太慢。为了加快此反应速率而不改变H2的产量，可以使用如下方法中的(　　)‎ ‎①加H2O　②加KNO3溶液　③滴入几滴浓盐酸　④加入少量铁粉　⑤加NaCl溶液　⑥滴入几滴硫酸铜溶液 ‎⑦升高温度(不考虑盐酸挥发)　⑧改用10 mL 0.1 mol·L－1盐酸 A．①⑥⑦ B．②③⑤⑧‎ C．③⑦⑧ D．③④⑥⑦⑧‎ 解析：选C　铁片与稀盐酸反应的实质是Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑。加水稀释，c(H＋)减小，反应速率减慢， ①错误；加KNO3溶液，溶液中含有NO、H＋，与Fe发生反应生成NO，得不到H2，②错误；滴加浓盐酸后，c(H＋)增大，反应速率加快，由于铁片不足量，产生H2的量不变，③正确；加入少量铁粉，c(H＋)不变，反应速率不变，Fe的质量增加，则生成H2的量增加，④错误；加NaCl溶液，相当于加水稀释，c(H＋)减小，反应速率减慢，⑤错误；滴加CuSO4溶液，Fe与CuSO4‎ 发生置换反应析出Cu，形成原电池，反应速率加快，但由于置换Cu时消耗一部分Fe粉，生成H2的量减少，⑥错误；升高温度，反应速率加快，n(HCl)不变，则生成H2的量不变，⑦正确；改用10 mL 0.1 mol·L－1盐酸，c(H＋)增大，n(H＋)不变，反应速率加快，n(Fe)不变，则生成H2的量不变，⑧正确；故可使用的方法有③⑦⑧。‎ ‎9．其他条件相同时，不同pH条件下，用浓度传感器测得反应‎2A＋B===‎3C＋D中产物D的浓度随时间变化的关系如图。则下列有关说法正确的是(　　)‎ A．pH＝8.8时，升高温度，反应速率不变 B．保持外界条件不变，反应一段时间后，pH越小，D的浓度越大 C．为了实验取样，可以采用调节pH的方法迅速停止反应 D．减小外界压强，反应速率一定减小 解析：选C　pH＝8.8时，升高温度，活化分子之间的有效碰撞概率增大，反应速率一定增大，A错误；保持外界条件不变，反应初期，pH＝7.5和pH＝8.2时D的浓度相同，B错误；pH＝8.8时，反应速率接近于0，可认为反应停止，所以调节pH可迅速停止反应，C正确；对于没有气体参加的反应，减小压强，反应速率几乎不变，不知道参与此反应的物质的状态，故该反应速率不一定减小，D错误。‎ ‎10．一定条件下，在体积为‎10 L的固定容器中发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，反应过程如图所示，下列说法正确的是(　　)‎ A．t1 min时，正、逆反应速率相等 B．X曲线表示NH3的物质的量随时间变化的关系 C．0～8 min内，H2的平均反应速率v(H2)＝0.075 mol·L－1·min－1‎ D．10～12 min，升高温度，反应速率减慢 解析：选B　t1 min后，X、Y的物质的量继续发生变化，则t1 min时该反应未达到平衡状态，故t1 min时，正、逆反应速率不相等，A错误。由题图可知，7～10 min处于平衡状态，0～7 min内，X、Y的物质的量变化分别为0.6 mol、0.9 mol，二者的比值为0.6‎ ‎ mol∶0.9 mol＝2∶3，结合反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)推知，X曲线表示NH3，Y曲线表示H2，B正确。0～8 min内，n(H2)由1.2 mol减少到0.3 mol，则v(H2)＝＝0.011 25 mol·L－1·min－1，C错误。该反应为放热反应，升高温度，化学反应速率加快，平衡向逆反应方向移动，n(X)减小，n(Y)增大，与题图不符，D错误。‎ ‎11．回答下列问题：‎ ‎(1)将等物质的量的A和B，混合于‎2 L的密闭容器中，发生反应：‎3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)，5 min后测得c(D)＝0.5 mol·L－1，c(A)∶c(B)＝3∶5，C的反应速率是0.1 mol·L－1·min－1。‎ ‎①A在5 min末的浓度是________________。‎ ‎②v(B)＝________________。‎ ‎③x＝______________。‎ ‎(2)在‎25 ℃‎时，向100 mL含氯化氢‎14.6 g的盐酸中，放入‎5.6 g纯铁粉，反应进行到2 min末收集到氢气‎1.12 L(标准状况)，在此后又经过4 min，铁粉完全溶解。若不考虑溶液体积的变化，则：‎ ‎①前2 min内用FeCl2表示的平均反应速率是________。‎ ‎②后4 min内用HCl表示的平均反应速率是________。‎ ‎③前2 min与后4 min相比，反应速率________较快，其原因是________________。‎ 解析：(1)D的反应速率v(D)＝＝0.1 mol·L－1·min－1，又因C的平均反应速率为0.1 mol·L－1·min－1，根据反应速率之比等于相应的系数之比可知，x＝2，v(B)＝v(C)＝0.05 mol·L－1·min－1。‎ ‎　　　　　　　 　 ‎3A(g)＋B(g)‎2C(g)＋2D(g)‎ 起始浓度(mol·L－1)　 　a　　　a　　　　0　　　0‎ 转化浓度(mol·L－1) 0.75 0.25 0.5 0.5‎ ‎5 min后浓度(mol·L－1) a－‎0.75 a－0.25 0.5 0.5‎ 由于c(A)∶c(B)＝3∶5，所以(a－0.75)∶(a－0.25)＝3∶5，得a＝1.5，则5 min末A的浓度为1.5 mol·L－1－0.75 mol·L－1＝0.75 mol·L－1。‎ ‎(2)①反应开始至2 min末，收集到‎1.12 L(标准状况)氢气，则氢气的物质的量是0.05 mol。根据方程式2HCl＋Fe===FeCl2＋H2↑，生成氯化亚铁0.05 mol，其浓度是0.5 mol·L－1，所以用氯化亚铁表示的反应速率是0.5 mol·L－1÷2 min＝0.25 mol·L－1·min－1。②氯化氢的物质的量是0.4 mol，而铁是0.1 mol，所以在后4 min内消耗氯化氢的物质的量是(0.1 mol－0.05 mol)×2＝0.1 mol，所以用氯化氢表示的反应速率是1.0 mol·L－1÷4 min＝0.25 mol·L－1·min－1。③根据①②可知，前2 min 与后4 min相比，反应速率较快的是前2‎ ‎ min。这是由于随着反应的进行，反应物氢离子的浓度逐渐减小，反应速率逐渐减慢。‎ 答案：(1)①0.75 mol·L－1　②0.05 mol·L－1·min－1‎ ‎③2‎ ‎(2)①0.25 mol·L－1·min－1　②0.25 mol·L－1·min－1‎ ‎③前2 min　在其他条件不变时，随着反应进行，反应物的浓度逐渐减小，因而反应速率随之减小 ‎12．某实验小组以H2O2分解为例，研究浓度、催化剂、溶液的酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下方案完成实验。‎ 实验编号 反应物 催化剂 ‎①‎ ‎10 mL 2% H2O2溶液 无 ‎②‎ ‎10 mL 5% H2O2溶液 无 ‎③‎ ‎10 mL 5% H2O2溶液 ‎1 mL 0.1 mol·L－1FeCl3溶液 ‎④‎ ‎10 mL 5% H2O2溶液＋少量HCl溶液 ‎1 mL 0.1 mol·L－1FeCl3溶液 ‎⑤‎ ‎10 mL 5% H2O2溶液＋少量NaOH溶液 ‎1 mL 0.1 mol·L－1FeCl3溶液 ‎(1)实验①和②的目的是_____________________________________________。‎ 实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示，通常条件下H2O2稳定，不易分解。为了达到实验目的，你对原实验方案的改进是___________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)实验③、④、⑤中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图所示。‎ 分析图示能够得出的实验结论是 ‎________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)对比实验①、②的实验条件，其他条件相同，仅H2O2溶液的浓度不同，故其目的是探究反应物浓度对化学反应速率的影响。“通常条件下H2O2稳定，不易分解”，欲使H2O2分解产生O2，可向反应物中加入等量同种催化剂或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中，从而加快反应速率，易于观察。‎ ‎(2)实验④为酸性溶液，实验⑤为碱性溶液，图中实验③、④、⑤生成氧气的体积相同，但反应的时间不同，反应速率不同，分析可知：溶液的酸性越强，H2O2的分解速率越慢；溶液的碱性越强，H2O2的分解速率越快。‎ 答案：‎ ‎(1)探究反应物浓度对化学反应速率的影响　向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中)‎ ‎(2)碱性环境能增大H2O2分解的速率，酸性环境能减小H2O2分解的速率 ‎13．(2018·临沂期中)用酸性KMnO4和H‎2C2O4(草酸)反应研究影响反应速率的因素，离子方程式为2MnO＋5H‎2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。一实验小组欲通过测定单位时间内生成CO2的速率，探究某种影响化学反应速率的因素，设计实验方案如下(KMnO4溶液已酸化)，实验装置如图甲所示：‎ 实验序号 A溶液 B溶液 ‎①‎ ‎20 mL 0.1 mol·L－1 H‎2C2O4溶液 ‎30 mL 0.01 mol·L－1 KMnO4溶液 ‎②‎ ‎20 mL 0.2 mol·L－1 H‎2C2O4溶液 ‎30 mL 0.01 mol·L－1 KMnO4溶液 ‎(1)该实验探究的是____________因素对化学反应速率的影响。相同时间内针筒中所得CO2的体积大小关系是________>________(填实验序号)。‎ ‎(2)若实验①在2 min末收集了4.48 mL CO2(标准状况下)，则在2 min末，c(MnO)＝________ mol·L－1(假设混合溶液的体积为50 mL)。‎ ‎(3)除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率外，本实验还可通过测定________________________________________________________________________‎ 来比较化学反应速率。‎ ‎(4)小组同学发现反应速率变化如图乙，其中t1～t2时间内速率变快的主要原因可能是：①产物Mn2＋是反应的催化剂，②_________________________________________。‎ 解析：(1)对比①②实验中A溶液、B溶液的数据可知，除c(H‎2C2O4)不同外，其余各量均相同，显然该实验是探究浓度对化学反应速率的影响。实验②中A溶液的c(H‎2C2O4)比实验①中大，则实验②的化学反应速率快，所得CO2的体积大。‎ ‎(2)收集到CO2的物质的量为n(CO2)＝＝2×10－4 mol，则有 ‎2MnO＋5H‎2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O ‎2　　　　　　　　　　 　 　　　　　10‎ n(MnO)　　　　　　　　　　　　　2×10－4 mol 列式：＝，解得n(MnO)＝4×10－5 mol。在2 min末，n(MnO)＝30×10－‎3 L×0.01 mol·L－1－4×10－5 mol＝2.6×10－4 mol，从而可得c(MnO)＝ ‎＝0.005 2 mol·L－1。‎ 答案：(1)浓度　②　①　(2)0.005 2‎ ‎(3)KMnO4溶液完全退色所需时间(或产生相同体积气体所需时间)‎ ‎(4)反应放热 ‎14．(2018·洛阳质检)已知：NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)的反应为放热反应，在固定体积的密闭容器中，使用某种催化剂，改变原料气配比[n0(NO2)∶n0(SO2)]进行多组实验(各次实验的温度可能相同，也可能不同)，测定NO2的平衡转化率[α(NO2)]。部分实验结果如图所示。‎ ‎(1)当容器内________(填标号)不再随时间的变化而改变时，可以判断反应达到了化学平衡状态。‎ a．气体的压强 b．气体的平均摩尔质量 c．气体的密度 d．NO2的体积分数 ‎(2)如果要将图中C点的平衡状态改变为B点的平衡状态，应采取的措施是________。‎ ‎(3)若A点对应实验中SO2(g)的起始浓度为c0 mol·L－1，经过t min达到平衡状态，该时段化学反应速率v(NO2)＝________ mol·L－1·min－1。‎ ‎(4)图中C、D两点对应的实验温度分别为TC和TD，通过计算判断：TC________TD(填“>”“＝”或“<”)。‎ 解析：(1)NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)为反应前后气体物质的量不变的反应，故在固定体积的密闭容器中，反应过程中气体的压强、平均摩尔质量、密度均不发生变化，故不能作为反应达到平衡的标志。(2)由图像数据可知，从C点平衡状态达到B点平衡状态时，原料气配比没发生改变，而NO2的转化率由50%升至75%，即平衡正向移动，据反应特点可判断采取的措施为降温。(3)A点SO2(g)起始浓度为c0 mol·L－1，则NO2(g)起始浓度为‎0.4c0 mol·L－1，NO2(g)转化的浓度为‎0.4c0×50% mol·L－1，故 v(NO2)＝＝ mol·L－1·min－1。‎ ‎(4)TC点　 　　　 　NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)‎ 起始物质的量(mol)　n　 　 　n　　　 　0　　 　0‎ 变化物质的量(mol)　0.5n 0.5n 0.5n 0.5n 平衡物质的量(mol)　0.5n 0.5n 0.5n 0.5n 则平衡常数KC＝＝1；‎ TD点　 　　　 　NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)‎ 起始物质的量(mol) 3n　 　　2n　 　 　0　 　 　0‎ 变化物质的量(mol) 1.2n 1.2n 1.2n 1.2n 平衡物质的量(mol) 1.8n 0.8n 1.2n 1.2n 则平衡常数KD＝＝1＝KC，故TC＝TD。‎ 答案：(1)d　(2)降低温度　(3)　(4)＝‎