实验活动7 化学反应速率的影响因素
1．对于反应4A(g)+5B(g)4C(g)+6D(g)来说，下列4种不同情况下反应速率最快的是
A．v(A)=0.005mol L-1 s-1 B．v(B)=0.6mol L-1 min-1
C．v(C)=0.5mol L-1 min-1 D．v(D)=0.005mol L-1 s-1
2．反应物(S)转化为产物(P或P·Z)的能量与反应进程的关系如图所示。下列有关四种不同反应进程的说法正确的是
A．进程Ⅰ是吸热反应 B．平衡时P的产率：Ⅱ>Ⅰ
C．生成P的速率：Ⅰ>Ⅲ D．进程Ⅳ中，Z不是催化剂
3．将等物质的量的A，B混合于2L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)=C(g)＋2D(g)，经5 min后，测得D的浓度为0.5mol/L，求：
(1)此时D物质的物质的量是 ；
(2)B的平均反应速率是多少 。
4．请根据有关知识，填写下列空白：
（1）拆开1mol H-H键，1mol N-H键，键分别需要吸收的能量为436kJ，391kJ，946kJ。则理论上生成 热量(填“吸收”或“放出”) kJ；事实上，反应的热量总小于理论值，理由是 。
（2）一定温度下，在2L的密闭容器中，X、Y、乙三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示：
①写出该反应的化学方程式 。
②从开始到10s用Z表示该反应的速率为 。
③为加快该反应的反应速率，可采取的措施是 。
A．适当升高温度 B．恒容时充入Ne使压强增大
C．增大容器的体积 D．选择高效催化剂
5．回答下列问题：
一定条件下，在5L密闭容器内，反应2NO2(g)N2O4(g)，NO2的物质的量随时间变化如表：
时间/s 0 1 2 3 4 5
n(NO2)/mol 0.040 0.020 0.010 0.005 0.005 0.005
(1)用N2O4表示0~2s内该反应的平均速率为 mol/(L s)。在第2s时N2O4的体积分数为 。
(2)为加快反应速率，可以采取的措施是 。
a．升高温度 b．恒容时充入He(g) c．恒压时充入He(g) d．恒容时充入NO2
(3)已知：2N2O=2N2+O2，不同温度(T)下，N2O分解半衰期随起始压强的变化关系如图所示(图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间)，则T1 T2(填“>”、“=”或“<”)。当温度为T1、起始压强为p0，反应至t1min时，此时体系压强p= (用p0表示)。
6．工业制硫酸的反应之一为：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，在2L恒温恒容密闭容器中投入2molSO2和1molO2在一定条件下充分反应，下图是SO2和SO3随时间的变化曲线。
(1)前10minSO2的平均反应速率为 ；平衡时，O2转化率为 。
(2)下列叙述不能判断该反应达到平衡状态的是 。
①容器中压强不再改变；
②容器中气体平均分子量不再改变：
③SO3的物质的量不再改变；
④O2的质量不再改变；
⑤容器内气体原子总数不再发生变化；
(3)以下操作会引起化学反应速率变快的是 。
A．向容器中通入氨气B．升高温度C．扩大容器的体积D．向容器中通入O2E.使用正催化剂
(4)反应达平衡时，体系中开始时的压强与平衡的压强与之比为 ；容器内混合气体的平均相对分子质量和起始投料时相比 (填“增大”“减小”或“不变”)。
7．CH4、CH3OH既是重要的化工原料，又是未来重要的能源物质。
(1)将1.0molCH4和2.0molH2O(g)通入容积为100L的反应室，在一定条件下发生反应CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)，测得在5min时达到平衡，CH4的平衡转化率为40%。则0 5min内，用H2表示该反应的平均反应速率为 。
(2)在一定条件下和有催化剂存在时，将1.0molCH4与2.0molH2O(g)充入密闭容器中发生反应CH4(g)+H2O(g) CH3OH(g)+H2(g)，下列措施可以提高化学反应速率的是 (填选项序号)。
a．恒容条件下加He
b．恒压条件下加He
c．升高温度
d．投入更多的H2O(g)
e．缩小容器的体积
f．及时分离生成的CH3OH
(3)在恒容条件下进行反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)，则下列实验事实不能作为判断该反应达到平衡的标志是 (填选项序号)。
A．消耗1molCO2同时消耗1molCH3OH
B．混合气体的密度不变
C．混合气体的平均相对分子质量不变
D．v正(H2)=3v逆(CH3OH)
E．容器内压强不变
F．CH3OH(g)浓度不变。
参考答案
1．C
【详解】根据方程式的系数关系：v(A)：v(A) ：v(B)：v(C)：v(D) =4：5：4：6，
①v(A)＝0.005mol L 1 s 1；
②；
③mol L 1 s 1；
④mol L 1 s 1，
故反应速率③>②>①>④，故选：C。
2．D
【详解】A．进程Ⅰ反应物的能量大于产物能量，故进程Ⅰ是放热反应，故A错误；
B．应Ⅱ和反应Ⅰ的始态和终态相同，生成P的量一样多，则平衡时P的产率：Ⅱ=Ⅰ，故B错误；
C．反应I的活化能小于反应III，生成P的速率：Ⅰ<Ⅲ，故C错误；
D．反应前反应物为S+Z，反应后生成物为P Z，而不是P+Z，则Z不是该反应的催化剂，没起到催化作用，故D正确；
答案选D。
3．(1)1mol
(2)0.05mol L-1 min-1
【分析】将等物质的量的A，B混合于2L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)=C(g)＋2D(g)，经5 min后，测得D的浓度为0.5mol/L，得生成的D为0.5mol/L×2L=1mol，根据反应中各物质的变化量之比等于方程式的计量数之比，参加反应的B为1mol× =0.5mol。
【详解】（1）此时D物质的物质的量是0.5mol/L×2L=1mol；故答案为：1mol；
（2）B的平均反应速率是 =0.05mol L-1 min-1。故答案为：0.05mol L-1 min-1。
4．【答案】（1）放出；92；该反应为可逆反应
（2） ；；AD
【解析】（1）合成氨的反应为N2＋3H2=2NH3，该反应为放热反应。理论上1molN2生成2molNH3，同时有3molH2参与反应。反应过程中，反应物断裂化学键吸收的能量为946kJ＋436kJ×3=2254kJ；生成物形成化学键释放的能量为391kJ×3×2=2346kJ。因此反应过程中放出的热量为2346kJ－2254kJ=92kJ。由于该反应为可逆反应，因此实际上1molN2反应，所得的反应热小于理论值。
（2）①由图可知，X、Y的物质的量逐渐减小，因此X、Y为反应物，且参与反应的n(X)=1.20mol－0.41mol=0.79mol，n(Y)=1.00mol－0.21mol=0.79mol。Z的物质的量逐渐增大，则Z为生成物，且生成n(Z)=1.58mol。所以X、Y、Z的变化的物质的量之比为0.79mol：0.79mol：1.58mol=1：1：2，所以其化学计量数之比为1：1：2，因此该反应的化学方程式为X(g)＋Y(g) 2Z(g)。
②从开始到10s，Z变化的浓度，因此用Z表示的反应速率。
③A、适当升高温度，反应速率加快，A符合题意；
B、恒容时冲入Ne，使压强增大，但反应物和生成物的浓度都不变，因此反应速率不变，B不符合题意；
C、增大容器体积，反应物和生成物的浓度减小，反应速率减小，C不符合题意；
D、选择高效催化剂，可加快反应速率，D符合题意；
故答案为：AD
5．(1) 60%
(2)ad
(3) > 1.25 p0
【详解】（1）用NO2表示0~2s内该反应的平均速率为：，；在第5s时，NO2的物质的量为0.005mol，转化率为：；在第2s时NO2的物质的量为0.010mol，转化的NO2的物质的量为(0.040-0.010)mol=0.030mol，生成的N2O4的物质的量为0.015mol，体积分数为：；
（2）a．升高温度可以加快反应速率；
b．恒容时充入He(g)，不影响各物质浓度，反应速率不变；
c．恒压时充入He(g)，各物质浓度降低，反应速减慢；
d．恒容时充入NO2，反应物浓度增大，反应速率加快；
故选ad；
（3）压强为p0时，T2温度下半衰期长，故反应温度低，故T1>T2；当温度为T1、起始压强为p0，反应至t1min时， N2O转化了一半，故可列出三段式：，体系压强p=0.5p0+0.5 p0+0.25p0=1.25 p0。
6．(1) 0.05mol·L-1·min-1 70%
(2)⑤
(3)BDE
(4) 30∶23 增大
【详解】（1）前10minSO3的物质的量增加1.0mol，SO3的平均反应速率为，25min后反应达到平衡，二氧化硫由2.0mol减少至0.6mol，其转化率为：，故答案为：；70%；
（2）①反应前后气体分子数不相等，反应过程中压强不断减小，当达到平衡时容器中压强不再改变，故压强不变可判断平衡状态，①不选；
②容器中各物质均为气体，气体的总质量不变，气体的物质的量变化，则容器中气体平均分子质量不变可说明反应达到平衡状态，②不选；
③SO3的物质的量不再改变说明反应达到平衡状态，③不选；
④各组分浓度不变是平衡的基本特征，因此O2的质量不再改变说明反应达到平衡状态，③不选；
⑤根据元素守恒可知，容器内气体原子总数始终恒定不变，因此原子数不再发生变化不能判断反应达到平衡，⑤选；
故答案为：⑤；
（3）A．向容器中通入氨气，各组分的浓度不变，反应速率不变，故A不选；
B．升高温度可以加来反应速率，故B选；
C．扩大容器的体积，使各物质的浓度减小，反应速率减小，故C不选；
D．向容器中通入O2，增大了反应物的浓度，反应速率加快，故D选；
E．使用正催化剂可以加快反应速率，故E选；
故答案为：BDE；
（4）由图象可知平衡时二氧化硫的物质的量为0.6mol，三氧化硫的物质的量为1.4mol，结合反应可知消耗的氧气为0.7mol，则平衡时剩余的氧气为0.3mol，平衡时总气体物质的量为2.3mol，平衡时，体系中开始时的压强与平衡的压强与之比为等于气体的物质的量之比，即3mol：2.3mol=30:23，由反应可知，反应前后气体的总质量保持不变，气体的物质的量减小，因此反应达平衡时气体的平均相对分子质量增大，故答案为：30:23；增大。
7． 0.0024mol/(L min) c、d、e B
【详解】(1)参加反应的CH4的物质的量为1mol×40%=0.4mol，生成H2的物质的量为0.4mol×3=1.2mol，则0 5min内，用H2表示该反应的平均反应速率为=0.0024mol/(L min)。答案为：0.0024mol/(L min)；
(2)a．恒容条件下加He，反应物与生成物的浓度不变，速率不变，a不合题意；
b．恒压条件下加He，气体的体积增大，反应物与生成物的浓度减小，反应速率减慢，b不合题意；
c．升高温度，反应速率加快，c符合题意；
d．投入更多的H2O(g)，增大水蒸气的浓度，反应速率加快，d符合题意；
e．缩小容器的体积，压强增大，反应速率加快，e符合题意；
f．及时分离生成的CH3OH，虽然平衡正向移动，但反应物的浓度不变，生成物的浓度减小，化学反应速率减慢，f不合题意；
故选c、d、e。答案为：c、d、e；
(3)A．消耗1molCO2同时消耗1molCH3OH，反应进行的方向相反，且数值之比等于化学计量数之比，反应达平衡状态，A不合题意；
B．混合气体的质量不变，体积不变，密度始终不变，不一定达平衡状态，B符合题意；
C．混合气体的质量不变，反应进行后，气体的物质的量减小，平均相对分子质量增大，当平均相对分子质量不变时，反应达平衡状态，C不合题意；
D．v正(H2)=3v逆(CH3OH)，则反应方向相反，速率之比等于化学计量数之比，反应达平衡状态，D不合题意；
E．反应进行过程中，气体的物质的量减少，压强减小，当容器内压强不变时，反应达平衡状态，E不合题意；
F．CH3OH(g)浓度不变，表明反应达平衡状态，F不合题意；
故选B。答案为：B。
