高三化學 第七章 化學反應速率與化學平衡 第一節(jié) 化學反應速率及其影響因素

最新考試說明要求 命題熱點預測 1.了解化學反應速率的概念、反應速率的定量表示方法 2.了解催化劑在生產、生活和科學研究領域中的重大作用 3.理解外界條件(濃度、溫度、壓強、催化劑等)對反應速率的影響,認識其一般規(guī)律 4.了解化學反應速率的調控在生活、生產和科學研究領域中的重要作用 1.化學反應速率的概念、簡單計算 2.外界條件對化學反應速率的影響 3.通過圖象(或圖表)把化學反應速率融合在化學平衡、實驗和計算之中考查數(shù)據處理能力 4.以工農業(yè)生產、環(huán)境保護、日常生活等方面為載體考查化學反應速率及其影響因素 基礎自主梳理典例解析方法考點能力突破基礎知識梳理m n p q物質的量濃度tcv平均速率思考感悟思考感悟 化學反應速率只能用單位時間內反應物濃度的減少或生成物濃度的增加表示嗎？一定不能用固體反應物或固體生成物來描述或判斷反應速率嗎？ 化學反應速率是通過實驗測定的，任何一種化學物質的濃度(或質量)相關的性質在測量反應速率時都可以加以利用，例如顏色變化，渾濁的產生，壓強的變化等等，只是用單位時間內反應物濃度的減少或生成物濃度的增加表示的方法更常用。固體反應物或固體生成物可以用來描述或判斷反應速率，例如Na2S2O3H2SO4=Na2SO4SO2SH2O的反應速率，就可以通過固體產物硫磺為對象來進行速率快慢的比較?；A自主梳理典例解析方法考點能力突破基礎知識梳理基礎自主梳理典例解析方法考點能力突破基礎知識梳理基礎自主梳理典例解析方法考點能力突破基礎知識梳理基礎知識梳理考點研析突破考點能力突破典例解析方法化學反應速率及其簡單計算1.相關說明（1）化學反應速率指的是平均速率，而不是瞬時速率。（2）無論濃度的變化是增加還是減少，化學反應速率均取正值。（3）對于同一個反應，用不同的物質來表示該反應的速率時，其數(shù)值可能不同，但意義是相同的。2.簡單計算（1）基本依據：tVntcv/ )B()B()B(。（2）對于一般反應 aAbBcCdD 來說有：v（A）v（B）v（C）v（D）=c（A）c（B）c（C）c（D）=n（A）n（B）n（C）n（D）=abcd?；A知識梳理考點研析突破考點能力突破典例解析方法例例1(2014北京卷北京卷)一定溫度下，10 mL 0.40 mol/L H2O2溶液發(fā)生催化分解。不同時刻測得生成O2的體積(已折算為標準狀況)如下表。下列敘述不正確的是(溶液體積變化忽略不計)（ ）A.06 min的平均反應速率：v(H2O2)3.310-2mol/(Lmin)B.610 min的平均反應速率：v(H2O2)3.310-2mol/(Lmin)C.反應至6 min時，c(H2O2)0.30 mol/LD.反應至6 min時，H2O2分解了50%解析：根據題目信息可知，06 min，生成22.4 mL(標準狀況)氧氣，消耗0.002 mol H2O2，則v(H2O2)3.310-2 mol/(Lmin)，A項正確；隨反應物濃度的減小，反應速率逐漸降低，B項正確；反應至6 min時，剩余0.002 mol H2O2，此時c(H2O2)0.20 mol/L，C項錯誤；反應至6 min時，消耗0.002 mol H2O2，轉化率為50%，D項正確。答案： C基礎知識梳理考點研析突破考點能力突破典例解析方法1.(2014海南卷，節(jié)選) 硝基苯甲酸乙酯在OH-存在下發(fā)生水解反應：O2NC6H4COOC2H5+OH-O2NC6H4COO-+C2H5OH兩種反應物的初始濃度均為0.050molL-1，15 時測得O2NC6H4COOC2H5的轉化率隨時間變化的數(shù)據如表所示。 回答下列問題：列式計算該反應在120180s 與 180240s 區(qū)間的平均反應速率、；比較兩者大小可得出的結論是。1.解析：反應過程中硝基苯甲酸乙酯濃度的變化量等于其起始濃度與轉化率的乘積，再利用求反應速率的計算公式可求出兩個時間段內的平均反應速率分別為v=0.050 molL-1(41.8%-33.0%)(180-120)s=7.310-5 molL-1s-1、v=0.050 molL-1(48.8%-41.8%)(240-180)s=5.810-5 molL-1s-1，由此可得出的結論是隨著反應的進行，反應物濃度減小導致反應速率降低。答案：7.310-5 molL-1s-1 5.810-5molL-1s-1隨著反應的進行，反應物濃度降低，反應速率減慢2.(1)(2015廣東卷)對于化學反應 2HCl(g)+1/2O2(g)H2O(g)+Cl2(g)，一定條件下測得反應過程中n(Cl2)的數(shù)據如下：計算2.06.0min內以HCl的物質的量變化表示的反應速率(以molmin-1為單位，寫出計算過程)。(2)(2011重慶卷)O3在水中易分解，一定條件下，O3的濃度減少一半所需的時間(t)如下表所示。已知：O3的起始濃度為0.021 6 molL-1。在30 、pH4.0條件下，O3的分解速率為 molL-1min-1。據表中的遞變規(guī)律，推測O3在下列條件下分解速率依次增大的順序為 (填字母代號)。a.40 、pH3.0 b.10 、pH4.0 c.30 、pH7.0解析：(1)題目中給出的是n(Cl2)的數(shù)據，要求的是以HCl的物質的量變化表示的反應速率，所以可以根據方程式進行計算，注意是2.06.0 min內的速率，單位是molmin-1。(2)查表計算v(O3) 1.0010-4 molL-1min-1。分析表中數(shù)據知，a項中反應時間31ta158，同理tb231，tc11時CaSO4轉化的離子方程式；能提高其轉化速率的措施有(填序號)。A.攪拌漿料 B.加熱漿料至100 C.增大氨水濃度 D.減小CO2通入速率(2)(2014全國新課標卷改編)在含少量I-的溶液中，H2O2分解的機理為：H2O2I-H2OIO-，H2O2IO-H2OO2I-，所以I-和IO-都是該反應的催化劑，對嗎？請說明理由。(3)(2015江西紅色七校)在鋅與稀硫酸制取氣體的反應中，加入銅粉，可以使反應速率加快，而且反應前后銅粉的質量和性質都沒有改變，所以銅是該反應的催化劑，對嗎？請說明理由。解析：(1)攪拌可增大接觸面積，使反應速率加快；加熱雖然可以加快反應速率，但是會使氨水受熱分解產生氨氣逸出，不利于吸收；增大反應物氨水的濃度，反應速率加快。答案：(1)CaSO42NH3H2OCO2=CaCO32NH4+SO2-4或CaSO4CO2-3=CaCO3SO2-4， AC；(2)不對；催化劑的特點是：反應前后，質量和性質都不改變，所以I-是催化劑，IO-是中間產物。 (3)不對；催化劑要參與反應，從而改變反應歷程，降低反應的活化能，但是銅粉并沒有參與反應，只是提供了作為原電池反應中的正極材料，所以不是催化劑?；A知識梳理考點研析突破考點能力突破典例解析方法基礎知識梳理考點研析突破考點能力突破典例解析方法基礎知識梳理考點研析突破考點能力突破典例解析方法基礎知識梳理考點研析突破考點能力突破典例解析方法例3(2016湘中名校)向一容積不變的密閉容器中充入一定量A和B，發(fā)生如下反應：xA(g)2B(s)yC(g) H0。在一定條件下，容器中A、C的物質的量濃度隨時間變化的曲線如下圖。請回答下列問題：(1)用A的濃度變化表示該反應010 min內的平均反應速率v(A)_；(2)根據圖示可確定x y_；(3)010 min容器內壓強_(填“變大”“不變”或“變小”)；(4)推測第8 min引起曲線變化的反應條件可能是；第14 min引起曲線變化的反應條件可能是_；減壓 增大A的濃度 增大C的量 升溫降溫 加催化劑解析：(1)v(A)(0.45 molL-1-0.25 molL-1)10 min0.02 mol(Lmin)-1。(2)根據圖象分析及物質反應的物質的量之比等于化學計量數(shù)之比得知，x y1 2。(3)根據(2)得知，正反應方向是體積增大的，故壓強變大。(4)10 min后化學反應速率加快直到到達化學平衡狀態(tài)，反應條件可能為升溫和加催化劑，故選。16 min后是化學平衡逆向移動，結合正反應是放熱反應，故反應條件可能是升溫，故選。答案：(1)0.02 mol(Lmin)-1(2)1 2 (3)變大 (4)1.(2015江淮十校江淮十校)合成氨反應：N2(g)3H2(g)2NH3(g) H-92.4 kJmol-1，在反應過程中，正反應速率的變化如圖：下列說法正確的是( )A.t1時升高了溫度 B.t2時使用了催化劑C.t3時增大了壓強 D.t4時降低了溫度1.解析：升溫時正逆反應速率同時升高，由于該反應是放熱反應，平衡向左移動，達到新的平衡之前，正反應速率應增大，所以A選項錯誤；加壓時正逆反應速率同時增加，而圖中t3時正反應速率減小，所以C選項錯誤；降溫時正逆反應速率瞬間都降低，但圖中t4時正反應速率未變，所以D選項錯誤。答案： B2.(2016遼寧名校聯(lián)盟遼寧名校聯(lián)盟)某溫度時，在一個容積為2 L的密閉容器中，X、Y、Z三種物質的物質的量隨時間的變化曲線如圖所示。根據圖中數(shù)據，試填寫下列空白：(1)該反應的化學方程式為_。(2)反應開始至2 min，氣體Z的平均反應速率為_。(3)若X、Y、Z均為氣體，反應達到平衡時：壓強是開始時的_倍；若此時將容器的體積縮小為原來的12倍，達到平衡時，容器內溫度將升高(容器不與外界進行熱交換)，則該反應的正反應為反應_(填“放熱”或“吸熱”)。(4)若上述反應在2 min后的t1t6內反應速率與反應時間圖象如下，在每一時刻均改變一個影響反應速率的因素，則（ ）A.在t1時增大了壓強 B.在t3時加入了催化劑C.在t4時降低了溫度 D.t2t3時X的轉化率最高將容器體積縮小，相當于增壓，平衡向正反應方向移動建立新的平衡狀態(tài)，由于容器內溫度將升高，說明該反應的正反應為放熱反應。(4)在t1時若是增大壓強，則正、逆反應速率都增大，A錯；在t3時應是加入催化劑，正、逆反應速率都增大，并且增大的倍數(shù)相同，平衡不移動，B正確；在t4時若是降低溫度，則平衡正向移動，v(正)大于v(逆)，C錯；由圖可以看出，從t1t2，平衡向逆反應方向移動，X的轉化率降低，從t2t4，平衡不移動，X的轉化率不變，從t4t5，平衡繼續(xù)向逆反應方向移動，X的轉化率繼續(xù)降低，因此，t0t1時，X的轉化率最高，D錯。答案：(1)3XY 2Z (2)0.05 molL-1min-1(3)0.9 放熱 (4)B基礎知識梳理典例解析方法速效提升訓練考點能力突破1.下列關于化學反應速率的說法正確的是( ) A.對于任何化學反應來說，反應速率越大，反應現(xiàn)象就越明顯B.化學反應速率是指一定時間內任何一種反應物濃度的減小或任何一種生成物濃度的增加C.選用適當?shù)拇呋瘎?，分子運動加快，增加了碰撞頻率，故反應速率增大D.H和OH的反應活化能接近于零，反應幾乎在瞬間完成1.解析：對于任何化學反應來說，反應速率越大，說明單位時間內反應進行得越快，但反應現(xiàn)象不一定明顯，如鹽酸和NaOH溶液的反應就沒有明顯現(xiàn)象，A項錯誤；催化劑能降低反應所需的活化能，但不能改變反應的反應熱，B項錯誤；使用催化劑，降低活化能，使更多分子成為活化分子，反應速率增大，而不是使分子運動加快，C項錯誤。答案：D基礎知識梳理典例解析方法速效提升訓練考點能力突破2.(2015皖南八校皖南八校)在氣體反應中，能使反應物活化分子數(shù)和活化分子百分數(shù)同時增大的方法是( )增大反應物的濃度 升高溫度 增大壓強 移去生成物加入催化劑A. B. C. D.解析：增大反應物的濃度和增大壓強，只能增大單位體積內活化分子數(shù)，不能增大活化分子百分數(shù)，而升高溫度和使用催化劑，都既能增大活化分子數(shù)，又能增大活化分子百分數(shù)。答案：C3.(2015唐山模擬唐山模擬)在溫度和容積不變的密閉容器中，A氣體與B氣體反應生成C氣體。反應過程中，反應物與生成物的濃度隨時間變化的曲線如下圖，則下列敘述正確的是 ( )A.該反應的化學方程式為A+3B2CB.在t1s時，v(A)正0C.(t1+10)s時再充入0.4 mol A和0.25 mol B，反應物A的轉化率增大D.若該反應在絕熱容器中進行，也在t1時刻達到平衡3.解析：A選項：根據題圖可知在相同的時間內，c(A)減少0.6 molL-1，c(B)減少0.2 molL-1，c(C)增加0.4 molL-1，最終各種物質都有，說明是可逆反應，因此該反應的化學方程式為3A+B 2C；B選項：在t1s時，反應處于平衡狀態(tài)，各種物質的正反應速率與逆反應速率相等，但是都大于0；C選項：(t1+10)s時再充入0.4 mol A和0.25 mol B，與原平衡相比，相當于增大了壓強，平衡正向移動，所以反應物A的轉化率增大；D選項：任何反應都伴隨著能量變化，若該反應在絕熱容器中進行，則溫度與原來不同，達到平衡的時間可能比t1時刻早，也可能晚。答案：C。4.(2016黃岡調考黃岡調考)實驗室用鋅粒與V mL濃度為10%的稀硫酸反應制取氫氣，若向反應混合物中加入下列物質，關于反應速率v說法正確的是（）A.加入少量Na2SO4固體，v(H2)減小B.加入V mL BaCl2溶液，v(H2)不變C.加入細小的碳粒，v(H2)增大D.加入NH4HSO4固體，v(H2)不變4.解析：A項中反應速率不變，錯誤；B項中加入了溶液相當于稀釋了，故速率減小，錯誤；C項中形成了原電池，加快了反應速率，正確；D項增加了氫離子濃度，速率加快，錯誤。答案：C5. (2013安徽卷安徽卷)某酸性工業(yè)廢水中含有K2Cr2O7。光照下，草酸(H2C2O4)能將其中的Cr2O2-7 轉化為Cr3。某課題組研究發(fā)現(xiàn)，少量鐵明礬Al2Fe(SO4)424H2O即可對該反應起催化作用。為進一步研究有關因素對該反應速率的影響，探究如下：(1)在25 下，控制光照強度、廢水樣品初始濃度和催化劑用量相同，調節(jié)不同的初始pH和一定濃度草酸溶液用量，做對比實驗，完成以下實驗設計表(表中不要留空格)。測得實驗和溶液中的Cr2O2-7濃度隨時間變化關系如圖所示。(2)上述反應后草酸被氧化為_(填化學式)。(3)實驗和的結果表明；實驗中0t1時間段反應速率v(Cr3)_mol/(Lmin)(用代數(shù)式表示)。(4)該課題組對鐵明礬Al2Fe(SO4)424H2O中起催化作用的成分提出如下假設，請你完成假設二和假設三：假設一：Fe2起催化作用；假設二：_；假設三：_；(5)請你設計實驗驗證上述假設一，完成下表中內容。除了上述實驗提供的試劑外，可供選擇的藥品有K2SO4、FeSO4、K2SO4Al2(SO4)324H2O、Al2(SO4)3等。溶液中Cr2O2-7的濃度可用儀器測定5.解析：(1)由“調節(jié)不同的初始pH和一定濃度草酸溶液用量，做對比實驗”可知實驗是為了對比pH的不同對速率的影響，實驗是為了對比草酸濃度的不同對速率的影響，所以在實驗中草酸溶液和蒸餾水的總體積為40 mL即可(但不能與實驗的用量相同)。(2)H2C2O4中C的化合價為3，被含Cr2O2-7的酸性溶液氧化后只能升高為4價，故產物為CO2。(3)圖像中曲線的斜率越大，說明反應速率越大，所以由實驗條件對照可知，pH越小該反應速率越大。 Cr2O2-7氧化H2C2O4后，本身被還原為Cr3，由質量守恒定律得關系式： Cr2O2-7 2Cr3，故(4)加入鐵明礬后的混合液中含F(xiàn)e2、Al3、SO2-4，所以假設二、假設三分別為Al3起催化作用、SO2-4起催化作用。(5)用等物質的量的K2SO4Al2(SO4)324H2O代替實驗中的鐵明礬，控制其他反應條件與實驗相同，進行對比實驗。在此條件下，溶液中只相差Fe2，若反應進行相同時間后，溶液中c(Cr2O2-7)大于實驗中的c(Cr2O2-7)，則假設一成立；若兩溶液中的c(Cr2O2-7相同，則假設一不成立。