考綱要求1.了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念和定量表示方法, 能正確計算化學(xué)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率(α)。2.了解反應(yīng)活化能的概念,了解催化劑的重要作用。3.理解外界條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等)對反應(yīng)速率的影響, 能用相關(guān)理論解釋其一般規(guī)律。4.了解化學(xué)反應(yīng)速率的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用。
微專題24 利用圖像“斷點(diǎn)”探究外因?qū)Ψ磻?yīng)速率的影響
考點(diǎn)二 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
考能提升 探究高考 明確考向
微專題25 控制變量探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
1.表示方法通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的 或生成物濃度的 來表示。2.數(shù)學(xué)表達(dá)式及單位v= ,單位為 或 。3.化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計量數(shù)的關(guān)系同一反應(yīng)在同一時間內(nèi),用不同物質(zhì)來表示的反應(yīng)速率可能 ,但反應(yīng)速率的數(shù)值之比等于這些物質(zhì)在化學(xué)方程式中的 之比。如在反應(yīng)aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)中,存在v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D) =a∶b∶c∶d
ml·L-1·min-1
4.化學(xué)反應(yīng)中各物質(zhì)濃度的計算模式——“三段式”(1)寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。(2)找出各物質(zhì)的起始量、轉(zhuǎn)化量、某時刻量。(3)根據(jù)已知條件列方程式計算。例如:反應(yīng)      mA?。B  pC起始濃度(ml·L-1) a b c轉(zhuǎn)化濃度(ml·L-1) x 某時刻濃度(ml·L-1) a-x
正誤判斷,正確的打“√”,錯誤的打“×”(1)化學(xué)反應(yīng)速率是指一定時間內(nèi)任何一種反應(yīng)物濃度的減少或任何一種生成物濃度的增加(  )(2)化學(xué)反應(yīng)速率為0.8 ml·L-1·s-1是指1 s時某物質(zhì)的濃度為0.8 ml·L-1(  )(3)由v= 計算平均速率,用反應(yīng)物表示為正值,用生成物表示為負(fù)值(  )
(4)同一化學(xué)反應(yīng),相同條件下用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率,其數(shù)值可能不同,但表示的意義相同(  )(5)有時也可以用單位時間內(nèi)某物質(zhì)質(zhì)量的變化量來表示化學(xué)反應(yīng)速率(  )

題組一 多角度計算化學(xué)反應(yīng)速率1.一定條件下,在體積為10 L的固定容器中發(fā)生反應(yīng):N2(g)+3H2(g)2NH3(g),反應(yīng)過程如下圖。下列說法正確的是A.t1 min時正、逆反應(yīng)速率相等B.X曲線表示NH3的物質(zhì)的量隨時間的變化 關(guān)系C.0~8 min,H2的平均反應(yīng)速率v(H2)= 0.75 ml·L-1·min-1D.10~12 min,N2的平均反應(yīng)速率v(N2)=0.25 ml·L-1·min-1
t1時刻沒有達(dá)到平衡狀態(tài),正、逆反應(yīng)速率不相等,A項(xiàng)錯誤;根據(jù)圖像,X的物質(zhì)的量增加,屬于生成物,因此X為NH3的曲線,B項(xiàng)正確;
2.用O2將HCl轉(zhuǎn)化為Cl2,可提高效益,減少污染。一定條件下測得反應(yīng)過程中 n(Cl2)的數(shù)據(jù)如下:
計算2.0~6.0 min內(nèi)以HCl的物質(zhì)的量變化表示的反應(yīng)速率(以ml·min-1為單位,寫出計算過程)。
設(shè)2.0~6.0 min內(nèi),HCl轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為n,則
2 ml 1 mln (5.4-1.8)×10-3 mln=7.2×10-3 ml
用時間段2.0~6.0 min內(nèi)的HCl物質(zhì)的量的變化量除以這段時間 ,即可得2.0~6.0 min內(nèi)以HCl的物質(zhì)的量變化表示的反應(yīng)速率,計算過程見答案。
題組二 化學(xué)反應(yīng)速率的大小比較3.已知反應(yīng)4CO+2NO2N2+4CO2在不同條件下的化學(xué)反應(yīng)速率如下,其中表示反應(yīng)速率最快的是A.v(CO)=1.5 ml·L-1·min-1B.v(NO2)=0.7 ml·L-1·min-1C.v(N2)=0.4 ml·L-1·min-1D.v(CO2)=1.1 ml·L-1·min-1
轉(zhuǎn)化為用相同的物質(zhì)表示的反應(yīng)速率進(jìn)行比較,B項(xiàng)v(CO)=1.4 ml·L-1·min-1;C項(xiàng)v(CO)=1.6 ml·L-1·min-1;D項(xiàng)v(CO)=1.1 ml·L-1·min-1,C項(xiàng)反應(yīng)速率最快。
4.對于可逆反應(yīng)A(g)+3B(s)2C(g)+2D(g),在不同條件下的化學(xué)反應(yīng)速率如下,其中表示的反應(yīng)速率最快的是A.v(A)=0.5 ml·L-1·min-1B.v(B)=1.2 ml·L-1·s-1C.v(D)=0.4 ml·L-1·min-1D.v(C)=0.1 ml·L-1·s-1
本題可以采用歸一法進(jìn)行求解,通過方程式的化學(xué)計量數(shù)將不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率折算成同一物質(zhì)表示的反應(yīng)速率進(jìn)行比較,B項(xiàng)中的B物質(zhì)是固體,不能表示反應(yīng)速率;C項(xiàng)中對應(yīng)的v(A)=0.2 ml·L-1·min-1;D項(xiàng)中對應(yīng)的v(A)=3 ml·L-1·min-1。
化學(xué)反應(yīng)速率大小的比較方法由于同一化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率用不同物質(zhì)表示時數(shù)值可能不同,所以比較反應(yīng)的快慢不能只看數(shù)值的大小,而要進(jìn)行一定的轉(zhuǎn)化。(1)看單位是否統(tǒng)一,若不統(tǒng)一,換算成相同的單位。(2)換算成同一物質(zhì)表示的速率,再比較數(shù)值的大小。
1.內(nèi)因(主要因素)反應(yīng)物本身的性質(zhì)。2.外因(其他條件不變,只改變一個條件)
3.理論解釋——有效碰撞理論(1)活化分子、活化能、有效碰撞①活化分子:能夠發(fā)生有效碰撞的分子。②活化能:如圖
圖中:E1為 ,使用催化劑時的活化能為 ,反應(yīng)熱為 。(注:E2為逆反應(yīng)的活化能)③有效碰撞:活化分子之間能夠引發(fā)化學(xué)反應(yīng)的碰撞。
(2)活化分子、有效碰撞與反應(yīng)速率的關(guān)系
1.改變反應(yīng)Fe(s)+2HCl(aq)===FeCl2(aq)+H2(g)的下列條件時,判斷生成H2的速率變化正誤,正確的打“√”,錯誤的打“×”(1)升高溶液的溫度,生成H2的速率增大(  )(2)增大鹽酸的濃度,生成H2的速率增大(  )(3)增大鐵的質(zhì)量,生成H2速率增大(  )(4)增加鹽酸的體積,生成H2速率減小(  )
(5)加入幾滴硫酸銅溶液,生成H2速率增大(  )(6)加入CH3COONa固體,生成H2速率減小(  )(7)加入NaCl固體,生成H2速率減小(  )(8)將稀鹽酸換成濃硫酸或濃硝酸,生成H2速率增大(  )
2.正誤判斷,正確的打“√”,錯誤的打“×”(1)催化劑能降低反應(yīng)所需的活化能,ΔH也會發(fā)生變化(  )(2)溫度、催化劑能改變活化分子的百分?jǐn)?shù)(  )(3)催化劑參與化學(xué)反應(yīng),但反應(yīng)前后的性質(zhì)和質(zhì)量均保持不變(  )
3.一定溫度下,反應(yīng)N2(g)+O2(g)2NO(g)在密閉容器中進(jìn)行,回答下列措施對化學(xué)反應(yīng)速率的影響(填“增大”、“減小”或“不變”)。(1)縮小體積使壓強(qiáng)增大:_____;(2)恒容充入N2:______;(3)恒容充入He:______;(4)恒壓充入He:______。
氣體反應(yīng)體系中充入惰性氣體(不參與反應(yīng))時對反應(yīng)速率的影響(1)恒容:充入“惰性氣體”―→ 總壓增大―→ 物質(zhì)濃度不變(活化分子濃度不變) ―→ 反應(yīng)速率不變。(2)恒壓:充入“惰性氣體” ―→ 體積增大―→ 物質(zhì)濃度減小(活化分子濃度減小) ―→ 反應(yīng)速率減小。
1.對反應(yīng)A+BAB來說,常溫下按以下情況進(jìn)行反應(yīng):①20 mL溶液中含A、B各0.01 ml?、?0 mL溶液中含A、B各0.05 ml?、?.1 ml·L-1的A、B溶液各10 mL ④0.5 ml·L-1的A、B溶液各50 mL四者反應(yīng)速率的大小關(guān)系是A.②>①>④>③ B.④>③>②>①C.①>②>④>③ D.①>②>③>④
在其他條件一定的情況下,濃度越大,反應(yīng)速率越大,所以反應(yīng)速率由大到小的順序?yàn)棰?①>④>③。
2.(2017·煙臺質(zhì)檢)反應(yīng)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在一可變?nèi)莘e的密閉容器中進(jìn)行,下列條件的改變對其反應(yīng)速率幾乎無影響的是①增加C的量 ②將容器的體積縮小一半?、郾3煮w積不變,充入N2使體系壓強(qiáng)增大 ④保持壓強(qiáng)不變,充入N2使容器體積變大A.①④ B.②③ C.①③ D.②④
增大固體的量,恒容時充入惰性氣體對化學(xué)反應(yīng)速率無影響。
3.等質(zhì)量的鐵與過量的鹽酸在不同的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行反應(yīng),測得在不同時間(t)內(nèi)產(chǎn)生氣體體積(V)的數(shù)據(jù)如圖所示,根據(jù)圖示分析實(shí)驗(yàn)條件,下列說法中一定不正確的是
A.第4組實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)速率最慢B.第1組實(shí)驗(yàn)中鹽酸的濃度大于2.5 ml·L-1C.第2組實(shí)驗(yàn)中鹽酸的濃度等于2.5 ml·L-1D.第3組實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)溫度低于30 ℃
由圖像可知,1、2、3、4組實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的氫氣一樣多,只是反應(yīng)速率有快慢之分。第4組實(shí)驗(yàn),反應(yīng)所用時間最長,故反應(yīng)速率最慢,A正確;第1組實(shí)驗(yàn),反應(yīng)所用時間最短,故反應(yīng)速率最快,根據(jù)控制變量法原則知鹽酸濃度應(yīng)大于2.5 ml·L-1,B正確;第2組實(shí)驗(yàn),鐵是粉末狀,與3、4組塊狀鐵相區(qū)別,根據(jù)控制變量法原則知鹽酸的濃度應(yīng)等于2.5 ml·L-1,C正確;由3、4組實(shí)驗(yàn)并結(jié)合圖像知第3組實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)溫度應(yīng)高于30 ℃,D錯誤。
1.當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到一種平衡后,若某一時刻外界條件發(fā)生改變,都可能使速率-時間圖像的曲線出現(xiàn)不連續(xù)的情況,根據(jù)出現(xiàn)“斷點(diǎn)”前后的速率大小,即可對外界條件的變化情況作出判斷。如:t1時刻改變的條件可能是使用了催化劑或增大壓強(qiáng)(僅適用于反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變的反應(yīng))。
2.常見含“斷點(diǎn)”的速率變化圖像分析
1.對于反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0已達(dá)平衡,如果其他條件不變時,分別改變下列條件,對化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡產(chǎn)生影響,下列條件與圖像不相符的是(O~t1:v正=v逆;t1時改變條件,t2時重新建立平衡)
分析時要注意改變條件瞬間v正、v逆的變化。增加O2的濃度,v正增大,v逆瞬間不變,A正確;增大壓強(qiáng),v正、v逆都增大,v正增大的倍數(shù)大于v逆,B正確;升高溫度,v正、v逆都瞬間增大,C錯誤;加入催化劑,v正、v逆同時同倍數(shù)增大,D正確。
2.對于反應(yīng):X(g)+Y(g)2Z(g) ΔH<0的反應(yīng),某一時刻改變外界條件,其速率隨時間的變化圖像如圖所示。則下列說法符合該圖像的是A.t1時刻,增大了X的濃度B.t1時刻,升高了體系溫度C.t1時刻,降低了體系溫度D.t1時刻,使用了催化劑
由圖像可知,外界條件同等程度地增大了該反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率。增大X的濃度,升高(或降低)體系溫度均不會同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率,A、B、C錯誤;使用催化劑可同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率,D正確。
3.向某密閉容器中加入0.3 ml A、0.1 ml C和一定量的B三種氣體。一定條件下發(fā)生反應(yīng),各物質(zhì)的濃度隨時間變化如甲圖所示[t0~t1階段的c(B)變化未畫出]。乙圖為t2時刻后改變條件時平衡體系中正、逆反應(yīng)速率隨時間變化的情況,且四個階段都各改變一種反應(yīng)條件且互不相同,t3~t4階段為使用催化劑。下列說法中正確的是
A.若t1=15 s,則用A的濃度變化表 示的t0~t1階段的平均反應(yīng)速率為 0.004 ml·L-1·s-1B.t4~t5階段改變的條件一定為減小壓強(qiáng)C.該容器的容積為2 L,B的起始的物質(zhì)的量為0.02 mlD.t5~t6階段,容器內(nèi)A的物質(zhì)的量減少了0.06 ml,而此過程中容器與 外界的熱交換總量為a kJ,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為3A(g)B(g)+ 2C(g) ΔH=-50a kJ·ml-1
C的濃度變化為0.11 ml·L-1-0.05 ml·L-1=0.06 ml·L-1,t3~t4與t4~t5,條件改變時,平衡不發(fā)生移動,只可能是兩種情況,一是加入了催化劑,二是該反應(yīng)是一個反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等的反應(yīng),改變了體系的壓強(qiáng)。t3~t4階段為使用催化劑,則t4~t5階段改變的條件一定為減小壓強(qiáng)。A項(xiàng),前15 s中A的濃度變化為0.15 ml·L-1-0.06 ml·L-1=0.09 ml·L-1,速率為0.006 ml·L-1·s-1,A項(xiàng)錯;
C項(xiàng),A與C的計量數(shù)之比為3∶2,且該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等的反應(yīng),故B只能為生成物,且B與C的化學(xué)計量數(shù)之比為1∶2,則B的濃度改變?yōu)?.03 ml·L-1,其起始濃度為0.02 ml·L-1,物質(zhì)的量為0.04 ml,C項(xiàng)錯;t5~t6改變的條件為升高溫度,這時反應(yīng)正向進(jìn)行,所以正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),D項(xiàng)錯。
4.在一密閉容器中發(fā)生反應(yīng)N2+3H22NH3,達(dá)到平衡后,只改變某一個條件時,反應(yīng)速率與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖所示。
回答下列問題:(1)處于平衡狀態(tài)的時間段是________(填選項(xiàng))。A.t0~t1  B.t1~t2  C.t2~t3D.t3~t4 E.t4~t5 F.t5~t6
根據(jù)圖示可知,t0~t1、t2~t3、t3~t4、t5~t6時間段內(nèi),v正、v逆相等,反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。
(2)判斷t1、t3、t4時刻分別改變的一個條件。A.增大壓強(qiáng)  B.減小壓強(qiáng)   C.升高溫度D.降低溫度  E.加催化劑   F.充入氮?dú)鈚1時刻________;t3時刻________;t4時刻________。
t1時,v正、v逆同時增大,且v逆增大得更快,平衡向逆反應(yīng)方向移動,所以t1時改變的條件是升溫。t3時,v正、v逆同時增大且增大量相同,平衡不移動,所以t3時改變的條件是加催化劑。t4時,v正、v逆同時減小,但平衡向逆反應(yīng)方向移動,所以t4時改變的條件是減小壓強(qiáng)。
(3)依據(jù)(2)中的結(jié)論,下列時間段中,氨的百分含量最高的是______。A.t0~t1 B.t2~t3C.t3~t4 D.t5~t6
根據(jù)圖示知,t1~t2、t4~t5時間段內(nèi)平衡均向逆反應(yīng)方向移動,NH3的含量均比t0~t1時間段的低,所以t0~t1時間段內(nèi)NH3的百分含量最高。
(4)如果在t6時刻,從反應(yīng)體系中分離出部分氨,t7時刻反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),請在圖中畫出反應(yīng)速率的變化曲線。
t6時刻分離出部分NH3,v逆立刻減小,而v正逐漸減小,在t7時刻二者相等,反應(yīng)重新達(dá)到平衡,據(jù)此可畫出反應(yīng)速率的變化曲線。
在研究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素時,由于外界影響因素較多,故為搞清某個因素的影響均需控制其他因素相同或不變,再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。因此,常用控制變量思想解決該類問題。1.常見考查形式(1)以表格的形式給出多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),讓學(xué)生找出每組數(shù)據(jù)的變化對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。(2)給出影響化學(xué)反應(yīng)速率的幾種因素,讓學(xué)生設(shè)計實(shí)驗(yàn)分析各因素對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。
2.解題策略(1)確定變量解答這類題目時首先要認(rèn)真審題,理清影響實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果的因素有哪些。(2)定多變一在探究時,應(yīng)該先確定其他的因素不變,只變化一種因素,看這種因素與探究的問題存在怎樣的關(guān)系;這樣確定一種以后,再確定另一種,通過分析每種因素與所探究問題之間的關(guān)系,得出所有影響因素與所探究問題之間的關(guān)系。(3)數(shù)據(jù)有效解答時注意選擇數(shù)據(jù)(或設(shè)置實(shí)驗(yàn))要有效,且變量統(tǒng)一,否則無法作出正確判斷。
1.某小組利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反應(yīng)來探究“外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響”。實(shí)驗(yàn)時,先分別量取兩種溶液,然后倒入試管中迅速振蕩混合均勻,開始計時,通過測定褪色所需時間來判斷反應(yīng)的快慢。該小組設(shè)計了如下方案。
(1)已知反應(yīng)后H2C2O4轉(zhuǎn)化為CO2逸出,KMnO4溶液轉(zhuǎn)化為MnSO4,每消耗1 ml H2C2O4轉(zhuǎn)移 ml電子。為了觀察到紫色褪去,H2C2O4與KMnO4初始的物質(zhì)的量需要滿足的關(guān)系為n(H2C2O4)∶n(KMnO4)≥ 。
H2C2O4中碳的化合價是+3價,CO2中碳的化合價為+4價,故每消耗1 ml H2C2O4轉(zhuǎn)移2 ml電子,配平反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O,為保證KMnO4完全反應(yīng),c(H2C2O4)∶c(KMnO4)≥2.5。
(2)探究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率影響的實(shí)驗(yàn)編號是 (填編號,下同),可探究反應(yīng)物濃度對化學(xué)反應(yīng)速率影響的實(shí)驗(yàn)編號是 。
探究溫度對反應(yīng)速率的影響,則濃度必然相同,則為編號②和③;同理探究濃度對反應(yīng)速率的影響的實(shí)驗(yàn)是①和②。
(3)實(shí)驗(yàn)①測得KMnO4溶液的褪色時間為40 s,忽略混合前后溶液體積的微小變化,這段時間內(nèi)平均反應(yīng)速率v(KMnO4)= ml·L-1·min-1。
0.010(或1.0×10-2)
(4)已知50 ℃時c(MnO )~反應(yīng)時間t的變化曲線如圖。若保持其他條件不變,請在坐標(biāo)圖中,畫出25 ℃時c(MnO )~t的變化曲線示意圖。
溫度降低,化學(xué)反應(yīng)速率減小,故KMnO4褪色時間延長,故作圖時要同時體現(xiàn)25 ℃ MnO 濃度降低比50 ℃時MnO 的濃度降低緩慢和達(dá)到平衡時間比50 ℃時“拖后”。
2.某同學(xué)在用稀硫酸與鋅制取氫氣的實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)加入少量硫酸銅溶液可加快氫氣的生成速率。請回答下列問題:(1)上述實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式有 。
Zn+CuSO4===ZnSO4+Cu,
Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑
分析實(shí)驗(yàn)中涉及的物質(zhì):Zn、CuSO4、H2SO4,其中能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)有2個:Zn+CuSO4===ZnSO4+Cu,Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑。
(2)硫酸銅溶液可以加快氫氣生成速率的原因是。
由于Zn與CuSO4反應(yīng)生成的Cu附著在Zn片表面,構(gòu)成銅鋅原電池,從而加快了H2產(chǎn)生的速率。
CuSO4與Zn反應(yīng)產(chǎn)生的Cu與Zn形成銅鋅原電池,加快了H2產(chǎn)生的速率
(3)實(shí)驗(yàn)室中現(xiàn)有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4 4種溶液,可與上述實(shí)驗(yàn)中CuSO4溶液起相似作用的是 。
4種溶液中能與Zn發(fā)生置換反應(yīng)的只有Ag2SO4,Zn+Ag2SO4===ZnSO4+2Ag。
根據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界因素,則加快反應(yīng)速率的方法還有:增大反應(yīng)物濃度、升高溫度、使用催化劑、增大鋅粒的表面積等。注意:H2SO4濃度不能過大,濃硫酸與Zn反應(yīng)不生成H2。
(4)要加快上述實(shí)驗(yàn)中氣體產(chǎn)生的速率,還可采取的措施有 (答兩種)。
升高反應(yīng)溫度,適當(dāng)增加硫酸的濃度,增大鋅粒的表面積等(答兩種即可)
(5)為了進(jìn)一步探究硫酸銅的量對氫氣生成速率的影響,該同學(xué)設(shè)計了如下一系列實(shí)驗(yàn)。將表中所給的混合溶液分別加入到6個盛有過量Zn粒的反應(yīng)瓶中,收集產(chǎn)生的氣體,記錄獲得相同體積氣體所需的時間。
①請完成此實(shí)驗(yàn)設(shè)計,其中:V1= ,V6= ,V9= 。
若研究CuSO4的量對H2生成速率的影響,則實(shí)驗(yàn)中除CuSO4的量不同之外,其他物質(zhì)的量均相同,則V1=V2=V3=V4=V5=30 mL,最終溶液總體積相同。由實(shí)驗(yàn)F可知,溶液的總體積均為50 mL,則V6=10 mL,V9=17.5 mL。隨著CuSO4的量增大,附著在Zn粒表面的Cu會越來越多,被覆蓋的Zn不能與H2SO4接觸,則H2的生成速率會減慢。
②該同學(xué)最后得出的結(jié)論為當(dāng)加入少量CuSO4溶液,生成氫氣的速率會大大提高。但當(dāng)加入的CuSO4溶液超過一定量時,生成氫氣的速率反而會下降。請分析氫氣生成速率下降的主要原因:。
當(dāng)加入一定量的CuSO4溶液后,生成的單質(zhì)Cu會沉積在Zn的表面,減少了Zn與硫酸溶液的接觸面積
1.正誤判斷,正確的打“√”,錯誤的打“×”(1)使用催化劑能夠降低化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱(ΔH) (  )(2016·天津理綜,3A)(2)FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解,同等條件下二者對H2O2分解速率的改變相同 (  )(2015·天津理綜,3C)
(3)探究溫度對硫代硫酸鈉與硫酸反應(yīng)速率的影響時,若先將兩種溶液混合并計時,再用水浴加熱至設(shè)定溫度,則測得的反應(yīng)速率偏高 (  )(2016·浙江理綜,8B)(4)探究催化劑對H2O2分解速率的影響:在相同條件下,向一支試管中加入2 mL 5% H2O2和1 mL H2O,向另一支試管中加入2 mL 5% H2O2和1 mL FeCl3溶液,觀察并比較實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 (  )(2015·江蘇,13D)
2.(2015·海南,8改編)10 mL濃度為1 ml·L-1的鹽酸與過量的鋅粉反應(yīng),若加入適量的下列溶液,能減慢反應(yīng)速率但又不影響氫氣生成量的是A.K2SO4 D.Na2CO3
鋅與稀鹽酸反應(yīng)過程中,若加入物質(zhì)使反應(yīng)速率降低,則溶液中的氫離子濃度減小,但由于不影響氫氣的生成量,故氫離子的總物質(zhì)的量不變。A項(xiàng),硫酸鉀為強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽,不發(fā)生水解,若加入其溶液,則對鹽酸產(chǎn)生稀釋作用,氫離子濃度減小,但H+物質(zhì)的量不變,正確;B項(xiàng),加入H2SO4,使溶液中的H+的濃度和物質(zhì)的量均增大,導(dǎo)致反應(yīng)速率增大,生成氫氣的量增大,錯誤;C項(xiàng),加入硫酸銅溶液,Cu2+會與鋅反應(yīng)生成銅,構(gòu)成原電池,會加快反應(yīng)速率,錯誤;D項(xiàng),加入碳酸鈉溶液,會與鹽酸反應(yīng),使溶液中的氫離子的物質(zhì)的量減少,導(dǎo)致反應(yīng)速率減小,生成氫氣的量減少,錯誤。
3.(2014·新課標(biāo)全國卷Ⅰ,9)已知分解1 ml H2O2放出熱量98 kJ,在含少量I-的溶液中,H2O2分解的機(jī)理為H2O2+I(xiàn)-―→ H2O+I(xiàn)O-    慢H2O2+I(xiàn)O-―→ H2O+O2+I(xiàn)-  快下列有關(guān)該反應(yīng)的說法正確的是A.反應(yīng)速率與I-濃度有關(guān)B.IO-也是該反應(yīng)的催化劑C.反應(yīng)活化能等于98 kJ·ml-1D.v(H2O2)=v(H2O)=v(O2)
A項(xiàng),將題給兩個反應(yīng)合并可得總反應(yīng)為2H2O2===2H2O+O2↑,該反應(yīng)中I-作催化劑,其濃度的大小將影響該反應(yīng)的反應(yīng)速率;B項(xiàng),該反應(yīng)中IO-是中間產(chǎn)物,不是該反應(yīng)的催化劑;C項(xiàng),反應(yīng)的活化能表示一個化學(xué)反應(yīng)發(fā)生所需要的最小能量,分解1 ml H2O2放出98 kJ熱量,不能據(jù)此判斷該反應(yīng)的活化能;D項(xiàng),由反應(yīng)速率與對應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)的關(guān)系可知v(H2O2)=v(H2O)=2v(O2)。
4.[2014·新課標(biāo)全國卷Ⅱ,26(1)]在容積為1.00 L的容器中,通入一定量的N2O4,發(fā)生反應(yīng)N2O4(g) 2NO2(g),隨溫度升高,混合氣體的顏色變深。
在0~60 s時段,反應(yīng)速率v(N2O4)為ml·L-1·s-1。
由題意及圖示知,0~60 s時N2O4消耗的濃度Δc(N2O4)=0.100 ml·L-1-0.040 ml·L-1=0.060 ml·L-1,v(N2O4)= =0.001 0 ml·L-1·s-1。
1.(2016·煙臺模擬)化學(xué)反應(yīng)4A(s)+3B(g)2C(g)+D(g),經(jīng)2 min,B的濃度減少0.6 ml·L-1,對此反應(yīng)速率的表示正確的是A.用A表示的反應(yīng)速率是0.4 ml·L-1·min-1B.分別用B、C、D表示的反應(yīng)速率其比值是3∶2∶1C.2 min末的反應(yīng)速率用B表示是0.3 ml·L-1·min-1D.2 min內(nèi),v正(B)和v逆(C)表示的反應(yīng)速率的值都是逐漸減小的
物質(zhì)A是固體,濃度不變,不能用A表示該反應(yīng)的反應(yīng)速率,A錯誤;速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比,v(B)∶v(C)∶v(D)=3∶2∶1,B正確;2 min末的反應(yīng)速率為即時速率,用B表示的速率0.3 ml·L-1·min-1是2 min內(nèi)的平均速率,C錯誤;B是反應(yīng)物,濃度降低,C是生成物,濃度增大,D錯誤。
2.一定溫度下,10 mL 0.40 ml·L-1H2O2溶液發(fā)生催化分解。不同時刻測得生成O2的體積(已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)如下表。
下列敘述不正確的是(溶液體積變化忽略不計)A.0~6 min的平均反應(yīng)速率:v(H2O2)≈3.3×10-2ml·L-1·min-1B.6~10 min的平均反應(yīng)速率:v(H2O2)<3.3×10-2ml·L-1·min-1C.反應(yīng)至6 min時,c(H2O2)=0.30 ml·L-1D.反應(yīng)至6 min時,H2O2分解了50%
B項(xiàng),按照A項(xiàng)解題步驟,可知B項(xiàng)正確;
D項(xiàng),反應(yīng)至6 min時,消耗n(H2O2)為2×10-3ml·L-1,占起始物質(zhì)的量的50%,正確。
3.(2016·成都三診)一定溫度下,向容積為2 L的密閉容器中通入兩種氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成另外兩種氣體,反應(yīng)中各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化如圖所示,對該反應(yīng)的推斷合理的是A.該反應(yīng)的化學(xué)方程為3B(g)+4D(g)6A(g) +2C(g)B.反應(yīng)進(jìn)行到1 s時,v(A)=v(D)C.反應(yīng)進(jìn)行到6 s時,B的平均反應(yīng)速率為 0.05 ml·L-1·s-1D.反應(yīng)進(jìn)行到6 s時,各物質(zhì)的反應(yīng)速率相等
該反應(yīng)中各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化之比等于化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)之比,Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)=(1.2-0) ml∶(1.0-0.4)ml∶(1.0-0.2)ml∶(0.4-0)ml=6∶3∶4∶2,又因?yàn)楦魑镔|(zhì)的濃度最終不變,應(yīng)為可逆反應(yīng),所以化學(xué)方程式為3B(g)+4C(g)6A(g)+2D(g),A項(xiàng)錯誤;任意時刻,用各物質(zhì)表示的反應(yīng)速率之比都等于化學(xué)計量數(shù)之比,B、D錯誤。
4.(2017·貴陽檢測)在一密閉容器中充入1 ml H2和1 ml I2,壓強(qiáng)為p(Pa),并在一定溫度下使其發(fā)生反應(yīng):H2(g)+I(xiàn)2(g)2HI(g) ΔH<0。下列說法正確的是A.保持容器容積不變,向其中加入1 ml H2(g),反應(yīng)速率一定加快B.保持容器容積不變,向其中加入1 ml N2(N2不參加反應(yīng)),反應(yīng)速率一 定加快C.保持容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變,向其中加入1 ml N2(N2不參加反應(yīng)),反應(yīng) 速率一定加快D.保持容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變,向其中加入1 ml H2(g)和1 ml I2(g),反應(yīng) 速率一定加快
增加反應(yīng)物的濃度,反應(yīng)速率加快,A項(xiàng)正確;加入氮?dú)猓驗(yàn)槿萜黧w積不變,反應(yīng)體系中各氣體的濃度不變,故反應(yīng)速率不變,B項(xiàng)錯誤;保持壓強(qiáng)不變,加入氮?dú)?,容器體積增大,反應(yīng)體系中各氣體的濃度減小,反應(yīng)速率減小,C項(xiàng)錯誤;保持壓強(qiáng)不變,再次充入1 ml H2(g)和1 ml I2(g),則容器體積增大為原來的2倍,反應(yīng)體系中各氣體中的濃度不變,反應(yīng)速率不變,D項(xiàng)錯誤。
5.(2016·甘肅定西模擬)在一定條件下,可逆反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0。達(dá)到平衡,當(dāng)單獨(dú)改變下列條件后,有關(guān)敘述錯誤的是A.加催化劑v正、v逆都發(fā)生變化,而且變化的倍數(shù)相等B.加壓v正、v逆都增大,且v正增大的倍數(shù)大于v逆增大的倍數(shù)C.降溫,v正、v逆都減小,且v正減小的倍數(shù)小于v逆減小的倍數(shù)D.加入氬氣,v正、v逆都增大且v正增大的倍數(shù)大于v逆增大的倍數(shù)
加入催化劑,正、逆反應(yīng)速率都增大,且增大的倍數(shù)相同,平衡不移動,A正確;反應(yīng)物氣體的化學(xué)計量數(shù)大于生成物氣體的化學(xué)計量數(shù),增大壓強(qiáng),v正、v逆都增大,平衡向正反應(yīng)方向移動,說明v正增大的倍數(shù)大于v逆增大的倍數(shù),B正確;正反應(yīng)放熱,則降低溫度,正、逆反應(yīng)速率都減小,平衡向正反應(yīng)方向移動,v正減小的倍數(shù)小于v逆減小的倍數(shù),C正確;在體積不變的密閉容器中通入氬氣,雖然壓強(qiáng)增大,但參加反應(yīng)的氣體的濃度不變,反應(yīng)速率不變,平衡不移動,D錯誤。
6.(2016·秦皇島階段考試)100 mL濃度為2 ml·L-1的鹽酸跟過量的鋅片反應(yīng),為加快反應(yīng)速率,又不影響生成氫氣的總量,可采用的方法是A.加入適量6 ml·L-1的酸鹽B.加入少量醋酸鈉固體C.加熱D.加入少量金屬鈉
加入適量的6 ml·L-1的鹽酸,反應(yīng)速率加快,生成氫氣增多,A不選;加入少量醋酸鈉固體,生成醋酸,氫離子濃度變小,反應(yīng)速率減慢,B不選;升高溫度,反應(yīng)速率增大,生成氫氣的總量不變,C選;加入鈉,與水反應(yīng)生成氫氣,氫氣的總量增多,D不選。
7.可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)的v-t圖像如圖甲所示,若其他條件都不變,只是在反應(yīng)前加入合適的催化劑,則其v-t圖像如圖乙所示。
①a1=a2?、赼1<a2?、踒1=b2?、躡1<b2⑤t1>t2 ⑥t1=t2?、邇蓤D中陰影部分面積相等  ⑧圖乙中陰影部分面積更大以上所述正確的為A.②④⑤⑦ B.②④⑥⑧C.②③⑤⑦ D.②③⑥⑧
使用催化劑僅僅是加快反應(yīng)速率,縮短達(dá)到平衡的時間,故②④⑤⑦正確。
8.NaHSO3溶液在不同溫度下均可被過量KIO3氧化,當(dāng)NaHSO3完全消耗即有I2析出,依據(jù)I2析出所需時間可以求得NaHSO3的反應(yīng)速率。將濃度均為0.020 ml·L-1的NaHSO3溶液(含少量淀粉)10.0 mL、KIO3(過量)酸性溶液40.0 mL混合,記錄10~55 ℃間溶液變藍(lán)時間,55 ℃時未觀察到溶液變藍(lán),實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖。據(jù)圖分析,下列判斷不正確的是A.40 ℃之前與40 ℃之后溶液變藍(lán)的時間隨溫 度的變化趨勢相反B.圖中b、c兩點(diǎn)對應(yīng)的NaHSO3反應(yīng)速率相等C.圖中a點(diǎn)對應(yīng)的NaHSO3反應(yīng)速率為5.0× 10-5 ml·L-1·s-1D.溫度高于40 ℃時,淀粉不宜用作該實(shí)驗(yàn)的指示劑
應(yīng)讀懂題干,當(dāng)溶液變藍(lán)時亞硫酸氫鈉恰好完全反應(yīng),然后根據(jù)選項(xiàng)逐一進(jìn)行分析。A項(xiàng),由圖像可知,40 ℃之前溫度越高溶液變藍(lán)所需要的時間越短,40 ℃之后溫度越高溶液變藍(lán)所需要的時間越長,其變化趨勢相反;B項(xiàng),b、c兩點(diǎn)的溫度不同,所以反應(yīng)速率不相等;
D項(xiàng),溫度高于40 ℃時,淀粉易糊化,故淀粉不宜在高于40 ℃的條件下作指示劑。
9.為了研究一定濃度Fe2+的溶液在不同條件下被氧氣氧化的氧化率,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示,判斷下列說法正確的是A.pH越小氧化率越大B.溫度越高氧化率越小C.Fe2+的氧化率僅與溶液的pH和溫度有關(guān)D.實(shí)驗(yàn)說明降低pH、升高溫度有利于提高Fe2+ 的氧化率
由②③可知,溫度相同時pH越小,氧化率越大,由①②可知,pH相同時,溫度越高,氧化率越大;C項(xiàng),F(xiàn)e2+的氧化率除受pH、溫度影響外,還受其他因素影響,如濃度等。
10.某探究小組利用反應(yīng)CH3COCH3(丙酮)+Br2 CH3COCH2Br(1--溴丙酮)+HBr來研究反應(yīng)濃度對反應(yīng)速率v(Br2)的影響,速率快慢通過測定溴的顏色消失所需的時間來確定。在一定溫度下,獲得如下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):
根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,欲使v(Br2)增大,下列措施中不可行的是A.增大c(CH3COCH3)B.增大c(Br2)C.增大c(HCl)D.同時增大c(CH3COCH3)和c(HCl)
對比①、②兩組數(shù)數(shù)據(jù)可知,增大c(CH3COCH3),溴顏色所需時間縮短,即v(Br2)增大,故A項(xiàng)可行;對比①和④兩組數(shù)據(jù)可知,當(dāng)Br2的濃度變?yōu)樵瓉淼?倍時,溴全部反應(yīng)所需時間變?yōu)樵瓉淼?倍,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的公式v(Br2)= 可知,增大溴的濃度,化學(xué)反應(yīng)速率不變,故B項(xiàng)不可行;對比①、③兩組數(shù)據(jù),當(dāng)HCl濃度增大時,溴顏色消失所需時間縮短,即v(Br2)增大,故C項(xiàng)可行;根據(jù)上述分析知D項(xiàng)顯然是可行的。
11.(2016·南昌檢測)在一定條件下,二氧化硫和氧氣發(fā)生反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。(1)降低溫度,化學(xué)反應(yīng)速率 (填“增大”、“減小”、或“不變”)。
降低溫度,化學(xué)反應(yīng)速率減小。
(2)600 ℃時,在一容積為2 L的密閉容器中,將二氧化硫和氧氣混合,在反應(yīng)進(jìn)行至10 min和20 min時,分別改變了影響反應(yīng)的一個條件,反應(yīng)過程中SO2、O2、SO3物質(zhì)的量變化如圖所示,前10 min正反應(yīng)速率逐漸 (填“增大”、“減小”或“不變”);前15 min內(nèi)用SO3表示平均反應(yīng)速率為 。
1.33×10-3ml·L-1·min-1
前10 min隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行,反應(yīng)物SO2和O2的濃度不斷減小,正反應(yīng)速率減小,前15 min內(nèi)用SO3表示的平均反應(yīng)速率為 ≈1.33×10-3ml·L-1·min-1。
(3)圖中反應(yīng)進(jìn)程,表示正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等的時間段是 。
反應(yīng)過程中SO2、O2、SO3物質(zhì)的量不隨時間變化的時間段,即15~20 min和25~30 min反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。
15~20 min,25~30 min
(4)根據(jù)如圖判斷,10 min時改變的條件可能是____(填寫編號,下同);20 min時改變的反應(yīng)條件可能是 。a.加入催化劑 b.縮小容器容積c.降低溫度 d.增加O2的物質(zhì)量
10~15 min三條曲線的斜率突然增大,說明反應(yīng)速率突然加快,其原因可能是加入催化劑或縮小容器容積。反應(yīng)進(jìn)行至20 min時,曲線發(fā)生的變化是O2 的物質(zhì)的量突然增大,平衡發(fā)生移動,引起SO2、SO3物質(zhì)的量隨之發(fā)生變化。
12.(2016·北京石景山區(qū)高三期末)大氣中的部分碘源于O3對海水中I-的氧化。某科學(xué)小組進(jìn)行O3與含I-溶液反應(yīng)相關(guān)研究。(1)O3 將I-氧化生成I2 的過程由3步反應(yīng)組成;①I-(aq)+O3(g)===IO-(aq)+O2(g) ΔH1②IO-(aq)+H+(aq)HOI(aq) ΔH2③HOI(aq)+I(xiàn)-(aq)+H+(aq)I2(aq)+H2O(l) ΔH3用熱化學(xué)方程式表示O3氧化I-生成I2的反應(yīng) 。
O3(g)+2I-(aq)+2H+(aq)
===I2(aq)+H2O(l)+O2(g) ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3
將所給的三個反應(yīng)相加,即①+②+③可得總反應(yīng):2I-(aq)+O3(g)+2H+(aq)===I2(aq)+O2(g)+H2O(l) ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3。
(2)O3在水中易分解,在一定條件下,O3的濃度減少一半時所需的時間(t)如下表所示。已知:O3的起始濃度為0.021 6 ml·L-1。
①在30 ℃、pH=4.0條件下,O3的分解速率為 ml·L-1·min-1。
②pH增大能加速O3分解,表明對O3分解起催化作用的是 。
pH增大,則OH-濃度增大,pH增大能加速O3分解,表示對O3分解起催化作用的是OH-;

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