第20讲 化学反应速率1．N2＋3H22NH3，是工业上制造氮肥的重要反应。下列关于该反应的说法正确的是( )A．增加N2的浓度能加快反应速率B．降低体系温度能加快反应速率C．使用催化剂不影响反应速率D．若反应在密闭容器中进行，N2和H2能100%转化为NH32．已知反应：2H2O2===2H2O＋O2↑，下列条件下，反应速率最大的是( )A．10℃，5mL3%H2O2溶液B．10℃，5mL5%H2O2溶液C．30℃，5mL5%H2O2溶液D．30℃，5mL5%H2O2溶液且加入少量MnO23．“在3支大小相同的试管中各加入2mL5%的H2O2溶液，再向其中2支试管中分别加入少量MnO2粉末、2滴1mol/LFeCl3溶液。对比观察现象。”该实验的目的是( )A．探究浓度对反应速率的影响B．探究温度对反应速率的影响C．探究固体表面积对反应速率的影响D．探究催化剂对反应速率的影响4．下列做法与化学反应速率无关的是( )A．延长反应时间B．使用合适的催化剂C．增加反应物的浓度D．改变反应的温度5．等质量的铝粉与足量盐酸在不同条件下反应，产生H2的体积与反应时间关系如图K20－1所示，则图中曲线a、b、c分别对应表中的实验组别是( )实验组别盐酸浓度(mol/L)温度(℃)①2.0015②2.0030③4.0030图K20－1A．①—②—③ B．②—①—③C．②—③—①D．③—②—①6\n6．(双选)实验室用锌粒与2mol/L硫酸溶液制取氢气，下列措施不能增大化学反应速率的是( )A．用锌粒代替锌粉B．改用3mol/L硫酸溶液C．改用热的2mol/L硫酸溶液D．向该硫酸溶液中加入等体积的水7．[2022·浙江部分重点中学联考]溶液中的反应X＋Y2Z分别在①、②、③三种不同实验条件下进行，它们的起始浓度均为c(X)＝c(Y)＝0.100mol·L－1及c(Z)＝0mol·L－1，反应物X的浓度随时间变化如图K20－2所示。②、③与①比较只有一个实验条件不同，下列说法不正确的是( )图K20－2A．反应进行到5min时实验③的反应速率最快B．条件②的反应最先达到平衡C．②与①比较可能是压强更大D．该反应的正反应是吸热反应8．过氧化氢对环境友好，性质多样，有很重要的研究和应用价值。(1)实验室利用反应2H2O22H2O＋O2↑可制备氧气。①取等物质的量浓度等体积的H2O2溶液分别进行下列实验，研究外界条件对该反应速率的影响，实验报告如下表所示。序号条件温度/℃催化剂现象结论140FeCl3溶液220FeCl3溶液320MnO2420无实验1、2研究的目的是________对H2O2分解速率的影响。实验2、3研究的目的是________________________________________________________________________对H2O2分解速率的影响。实验中可以表明该反应速率差异的现象是________________________________________________________________________6\n________________________________________________________________________。②实验室用MnO2做该反应的催化剂，使用如图K20－3所示装置的A部分制备O2，避免反应过于剧烈的操作是________。图K20－3(2)Na2O2与水反应也可生成O2，某同学取4gNa2O2样品与过量水反应，待反应完全终止时，得100mL溶液X和448mLO2(已折算为标准状况)，该同学推测样品中含有杂质或反应中生成H2O2，并进行实验研究。①取少量X于试管中，滴加FeCl2溶液，立即生成红褐色沉淀，则反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②为减小实验误差，量气时应：a：视线平视；b：上下移动量气管，使两边液面平齐；c：冷却至室温。正确的操作顺序是________。③通过如图所示整套实验装置测定Na2O2样品的纯度，假设所含杂质不参加反应，取25mLX，滴入烧瓶内使其与过量KMnO4酸性溶液反应，最终生成56mLO2(已折算为标准状况)，则此样品中Na2O2的质量分数是________。9．某温度时，在体积为5L的密闭容器中加入2molFe(s)与1molH2O(g)，t1秒时，H2的物质的量为0.20mol，到第t2秒时恰好达到平衡，此时H2的物质的量为0.35mol。图K20－4(1)t1～t2这段时间内的化学反应速率v(H2)＝________。(2)若继续加入2molFe(s)，则逆反应速率________________________________________________________________________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，继续通入1molH2O(g)，则正反应速率________，H2的物质的量________。(3)该反应的逆反应速率随时间变化的关系如图K20－4所示。t1时改变了某种条件，改变的条件可能是__________________、________________(填写2项)。10．[2022·广东卷，节选]碘在科研与生活中有重要应用。某兴趣小组用0.50mol·L－1KI、0.2%淀粉溶液、0.20mol·L－1K2S2O8、0.10mol·L－1Na2S2O3等试剂，探究反应条件对化学反应速率的影响。6\n已知：S2O＋2I－===2SO＋I2(慢)I2＋2S2O===2I－＋S4O(快)(1)向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液，当溶液中的________耗尽后，溶液颜色将由无色变为蓝色，为确保能观察到蓝色，S2O与S2O初始的物质的量需满足的关系为：n(S2O)∶n(S2O)____________。(2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下表：实验序号体积V/mLK2S2O3溶液水KI溶液Na2S2O3溶液淀粉溶液①10.00.04.04.02.0②9.01.04.04.02.0③8.0Vx4.04.02.0 表中Vx＝________mL，理由是________________________________________________________________________。(3)已知某条件下，浓度c(S2O)～反应时间t的变化曲线如图K20－5，若保持其他条件不变，请在答题卡坐标图中，分别画出降低反应温度和加入催化剂时c(S2O)～t的变化曲线示意图(进行相应的标注)。图K20－56\n1．A [解析]增大反应物浓度，反应速率增大，故A正确；降低温度，反应速率减小，故B错；催化剂能加快反应速率，故C错；可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，故D错。2．D [解析]根据浓度、温度、催化剂对反应速率的影响规律，反应速率：A<B<C<D。3．D [解析]控制变量探究不同催化剂对反应速率的影响。4．A [解析]升高温度、使用催化剂、增加反应物浓度均可以加快反应速率。5．D [解析]以实验①为参照物，①→②是升高温度，反应速率加快，②→③是增大反应物浓度，反应速率加快，因此反应速率：③>②>①，故D正确。6．AD [解析]其他条件相同时，减小固体反应物的表面积反应速率减小，故A正确；增大反应物浓度反应速率增大，故B错；升高温度反应速率增大，故C错；减小反应物浓度反应速率减小，故D正确。7．C [解析]由图像看出条件②的反应最先达到平衡，故其反应速率最快，B项正确；②与①比较，只有反应速率不同，达到的平衡状态相同，可能为加入催化剂，在溶液中进行的反应，压强对反应速率没有影响，C项错误；条件③比条件①先达到平衡，说明条件③反应速率比条件①反应速率快，但反应的限度要大于条件①，可能为升温所致，且该反应为吸热反应，D项正确。8．(1)①温度 不同催化剂(Fe3＋、MnO2) 产生气泡的快慢②逐滴滴加H2O2溶液(2)①2Fe2＋＋H2O2＋4OH－===2Fe(OH)3↓②cba ③97.5%[解析](1)研究某一外界条件对化学反应速率的影响时，要保证其他条件都相同，只有该条件改变。即遵守“多定一变”的原则。(2)①H2O2具有强氧化性，可将Fe2＋氧化为Fe3＋，同时溶液呈碱性，生成物为Fe(OH)3。②为保证测量的准确性，需要待气体冷至室温，同时应保持左右两管中液面相平，而且视线与液体凹液面相平。③由Na2O2与水的关系式：2Na2O2～O2，可得n1(Na2O2)＝2×＝0.04mol。由Na2O2与水反应生成H2O2，再被KMnO4溶液氧化的关系式：Na2O2～H2O2～O2，可得n2(Na2O2)＝×＝0.01mol。故此样品中Na2O2的质量分数为×100%＝97.5%。9．(1)mol·L－1·s－1 (2)不变 增大 增大(3)加入催化剂 升高温度(或增大气体反应物浓度)[解析]反应的方程式为3Fe＋4H2O(g)Fe3O4＋4H2(1)v(H2)＝＝mol·L－1·s－1。(2)在固体有剩余的情况下，增加或减少固体的质量，对反应速率以及限度均无影响。(3)t1时反应未达到平衡，改变条件后逆反应速率突然增大，且继续增大，可知为加入催化剂或升高温度或增大气体反应物浓度。。6\n10．(1)S2O(其他合理写法也可) ＜2(2)2.0 保持溶液总体积相同，仅改变S2O的浓度而其他物质浓度不变(3)[解析]本题考查碘的检验与离子方程式的简单计算、完成实验方案探究反应物浓度对化学反应速率的影响、画出降低反应温度和加入催化剂时反应物浓度随时间变化示意图等问题，考查考生接受、吸收、整合化学信息的能力，分析有关问题和解决化学反应速率等问题的能力，以及简单化学计算能力和实验探究能力。(1)当Na2S2O3足量时，已知S2O＋2I－===2SO＋I2的反应速率慢，I2＋2S2O===2I－＋S4O的反应速率快，则I2的生成速率小于消耗速率，即溶液中只有I－而无I2，淀粉溶液遇I－不变色；当Na2S2O3耗尽时，S2O与I－反应生成I2，淀粉溶液遇生成的I2变蓝；设Na2S2O3为2mol，则S2O的初始物质的量为2mol，由I2＋2S2O===2I－＋S4O可知，I2大于1mol时才能耗尽2molS2O，过量的I2才能使淀粉溶液变为蓝色，由S2O＋2I－===2SO＋I2可知，S2O的初始物质的量必须大于1mol，才能使生成的I2大于1mol，因此初始时S2O与S2O的物质的量之比一定小于2∶1；(2)只有其他条件相同时，才能实验探究反应物浓度对化学反应速率的影响规律，因此实验①②③的溶液总体积一定相同，则8.0＋Vx＝9.0＋1.0＝10.0＋0.0，所以Vx＝2.0，仅使反应物中S2O的浓度改变，而其他物质浓度不变，控制变量探究才能得出合理的实验结论；(3)降低反应温度，反应速率减小，单位时间内消耗的S2O减少，相同时间内减小的c(S2O)变小，则反应停止之前的图像应画在已知曲线的右边；当S2O过量时，反应停止，c(S2O)不随时间增加而改变，与已知曲线重叠在一起。加入催化剂，反应速率明显增大，单位时间内消耗的S2O明显增大，相同时间内减小的c(S2O)变大，则反应停止之前的图像应画在已知曲线的左边；当S2O过量时，反应停止，c(S2O)不随时间增加而改变，也与已知曲线重叠在一起。6
