高考化学一轮复习 第9章 第1讲 化学反应速率及影响因素

必考部分必考部分第九章第九章化学反应速率和化学平衡化学反应速率和化学平衡第第1讲讲 化学反应速率及影响因素化学反应速率及影响因素导导 航航 高高 考考考考 点点 突突 破破随随 堂堂 演演 练练自自 我我 诊诊 断断课课 时时 作作 业业1了解化学反应速率概念，反应速率的定量表示方法。2了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。3理解外界条件(温度、浓度、压强和催化剂)对化学反应速率的影响，认识并能用相关理论解释其一般规律。考纲解读考纲解读 本讲重要知识有化学反应速率的概念及影响化学反应的因素；主要考查化学反应速率的简单计算，外界条件对化学反应速率的影响。预测2014年的高考仍会以下面几个方面为主：化学反应速率的大小比较，外界条件对速率影响的分析判断，结合具体图象与化学平衡综合考查。 考向分析考向分析 考点图析考点图析 一、化学反应速率基础知识梳理2同一反应用不同物质表示的反应速率之间的关系对于任一反应mAnB=pYqZ，v(A) v(B) v(Y) v(Z)_。3注意的问题(1)一般来说，化学反应速率随反应的进行而逐渐减慢。因此，某一段时间内的反应速率，实际是一段时间内的_速率，而不是指_速率。(2)固体或纯液体(不是溶液)，其浓度可视为_，因此不用固体或纯液体表示化学反应速率。思考对于3A(g)B(g)=2C(g)反应，在不同容器中发生反应，通过测定知道两容器中速率分别为v(A)0.3 mol/(Ls)、v(B)0.1 mol/(Ls)。请判断两容器中反应的快慢是否相同？有什么启发？二、影响化学反应速率的因素(1)内因(主要因素)：反应物本身的性质，如Na、Mg、Al与水反应的速率由大到小的顺序为：_。(2)外因(其他条件不变，改变一个条件)三、化学反应速率的测定化学反应的速率是通过_测定的，与其中任何一种化学物质的浓度(或质量)有关的性质在测量反应速率时都可以加以利用，包括能够直接观察的某些性质，如_和_，也包括必须依靠科学仪器才能测量的性质，如_、_、_、_等。在溶液中，当反应物或产物本身有比较明显的颜色时，人们常常利用_关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。答案：一、1.减少增加2.m n p q3.(1)平均瞬时(2)常数思考：相同，同一化学反应用不同物质浓度的改变量表示速率，数值可能不同，但表示的意义可能相同。因此，在表示化学反应速率时，必须注明是以哪种物质作标准的。二、(1)NaMgAl(2)加快减小加快减小加快减小相同接触面积三、实验释放出气体的体积颜色的深浅体系压强光的吸收光的发射导电能力颜色深浅和显色物质浓度间的正比1下列过程中化学反应速率的加快对人类有益的是()A金属的腐蚀B食物的腐败C塑料的老化 D氨的合成答案D自主检查自主检查 2下列判断正确的是()A0.1 molL1的盐酸和0.1 molL1的醋酸溶液分别与2 molL1的NaOH溶液反应的速率相同B0.1 molL1的盐酸和0.1 molL1的HNO3溶液分别与大小相同的大理石反应的速率相同CMg和Fe分别与0.1 molL1的盐酸反应的速率相同D大理石块与大理石粉分别与0.1 molL1的盐酸反应的速率相同答案B解析影响化学反应的速率有内因与外因之分。内因指的是反应物本身的结构性质。例如：在完全相同的外界条件下，Mg、Fe由于自身金属活泼性的不同，反应速率v(Mg)v(Fe)。外因主要指的是温度、浓度、压强、催化剂、反应物颗粒的大小、紫外线辐射等因素。A中0.1 molL1的盐酸与0.1 molL1的醋酸溶液中自由移动的c(H)是不相同的；D中大理石粉改变了与盐酸的接触面积，所以改变了反应速率。3. 下列关于化学反应速率的说法正确的是()A对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显B化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减小或任何一种生成物浓度的增加C化学反应速率为0.8 molL1s1是指1 s时某物质的浓度为0.8 molL1D根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢答案D解析反应进行得越快，反应现象不一定明显，如盐酸和NaOH溶液的反应，A错误；化学反应速率不用固体或纯液体表示，B错误；C项是指某物质的浓度在1 s内变化了0.8 molL1，C错误；化学反应速率就是表示化学反应进行快慢的物理量，D正确。4对于化学反应3W(g)2X(g)=4Y(g)3Z(g)，下列反应速率关系中，正确的是()Av(W)3v(Z)B2v(X)3v(Z)C2v(X)v(Y)D3v(W)2v(X)答案C解析本题考查了化学反应速率的有关计算。化学反应速率与方程式的计量数成正比，A项应为v(W)v(Z)；B项应为3v(X)2v(Z)；D项应为2v(W)3v(X)。5一定量的锌与过量的稀硫酸反应制取氢气，一定温度下为减慢反应速率而不影响生成H2的量，可向其中加入()AKCl固体B铁粉CK2SO4溶液DKNO3溶液答案C解析A项对速率无影响；B项加入铁粉生成H2总量增加；C项加入K2SO4溶液，溶液体积增大，H的浓度降低，速率减慢；D项加入KNO3，因酸性条件下NO具有较强的氧化性，无H2放出。对上述反应来说：(1)在同一段时间内，v(A)、v(B)、v(C)、v(D)的数值不一定相同，但其表达的意义完全相同，都表示同一个反应在某一段时间内，反应向同一个方向进行的快慢。(2)v(A) v(B) v(C) v(D)m n p q，即速率之比等于相应物质的化学计量数之比。(3)可以利用化学反应速率数值的大小比较化学反应进行的快慢。例1如图表示800 时，A、B、C三种气体物质的浓度随时间变化的情况，t是反应充分时的时间。试回答：(1)该反应的反应物是_。(2)该反应的化学方程式为_。(3)若反应充分时的时间为2 min，A物质的平均反应速率为_。此时容器内混合气体的平均相对分子质量比起始投料时_(填“增大”“减小”或“相等”)。计算化学反应速率时，要注意用何种物质表示，并且是用单位时间内物质的量浓度的变化量，而一般不用物质的量的变化量来表示。特别提醒特别提醒 变式训练变式训练 其中正确的是()ABCD答案B2在四个不同的容器中，在不同的条件下进行合成氨反应。根据在相同时间内测定的结果判断，生成氨气的速率最快的是()Av(H2)0.3 molL1min1Bv(N2)0.2 molL1min1Cv(NH3)0.25 molL1min1Dv(H2)0.4 molL1min1答案B1浓度(1)增大反应物(或生成物)浓度，正反应(或逆反应)速率立即增大，逆反应(或正反应)速率瞬时不变，随后增大。(2)同理可得减小浓度的情况。3压强(1)若参加反应的物质为固体或液体(溶液)，由于压强的变化对它们的浓度几乎无影响，可以认为改变压强反应速率不变。(2)对于有气体参加的可逆反应，增大压强，正反应速率、逆反应速率都增大，反应物气体系数之和大者增大的快，减小压强，正反应速率、逆反应速率都减小，反应物气体系数之和大者减小的快。例2某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题：(1)上述实验中发生反应的化学方程式有_；(2)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是_；(3)实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4种溶液，可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是_；(4)要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有_(答两种)；(5)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。实验实验混合溶液混合溶液ABCDEF4 molL1 H2SO4/mL30V1V2V3V4V5饱和饱和CuSO4溶液溶液/mL00.52.55V620H2O/mLV7V8V9V10100请完成此实验设计，其中：V1_，V6_，V9_；反应一段时间后，实验A中的金属呈_色，实验E中的金属呈_色；该同学最后得出的结论为：当加入少量CuSO4溶液，生成氢气的速率会大大提高。但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因_。解析(1)分析实验中涉及的物质：Zn、CuSO4、H2SO4，其中能发生的化学反应有2个：ZnCuSO4=ZnSO4Cu，ZnH2SO4=ZnSO4H2。(2)由于Zn与CuSO4反应生成的Cu附着在Zn片表面，构成铜锌原电池，从而加快了H2产生的速率。(3)4种溶液中能与Zn发生置换反应的只有Ag2SO4，ZnAg2SO4=ZnSO42Ag。(4)根据影响化学反应速率的外界因素，则加快反应速率的方法还有：增大反应物浓度，升高温度，使用催化剂，增大锌粒的表面积等。注意H2SO4浓度不能过大，浓硫酸与Zn反应不生成H2。(5)若研究CuSO4的量对H2生成速率的影响，则实验中除CuSO4的量不同之外，其他物质的量均相同，则V1V2V3V4V530 mL，最终溶液总体积相同，由实验F可知，溶液的总体积均为50 mL，则V610 mL，V917.5 mL。随着CuSO4的量增大，则附着在Zn片表面的Cu会越来越多，被覆盖的Zn不能与H2SO4接触，则H2生成速率会减慢，且Zn片表面的Cu为暗红色。答案(1)ZnCuSO4=ZnSO4Cu，ZnH2SO4=ZnSO4H2(2)CuSO4与Zn反应产生的Cu与Zn形成CuZn原电池，加快了H2产生的速率(3)Ag2SO4(4)升高反应温度，适当增加硫酸的浓度，增大锌粒的表面积等(答两种即可)(5)301017.5灰黑暗红当加入一定量的CuSO4后，生成的单质Cu会沉积在Zn的表面，降低了Zn与溶液的接触面积规律方法对于同一个化学反应，不同外界条件对反应速率的影响程度不同，影响程度的大小为催化剂温度浓度(或压强)，因此比较化学反应的快慢时，首先看有无催化剂，其次看温度的高低，最后看浓度或压强的大小。3已知下列各组反应的反应物(表中的物质均为反应物)及温度，则反应开始时，放出H2的速率最快的是()变式训练变式训练 编号编号金属金属(大小、形状相大小、形状相同的粉末同的粉末)物质的量物质的量酸的浓度及体积酸的浓度及体积反应温度反应温度/AMg 0.1 mol3 molL1的硝酸的硝酸10 mL60BMg 0.1 mol3 molL1的盐酸的盐酸10 mL30CFe 0.1 mol3 molL1的盐酸的盐酸10 mL60DMg 0.1 mol3 molL1的盐酸的盐酸10 mL60答案答案D解析影响化学反应速率的因素，首先是反应物的性质，然后考虑外界条件的影响，A不能放出H2，错；B、D相比外界温度不同，TDTB，则vDvB，C、D相比外界条件相同，但Mg比Fe活泼，vDvC，故D正确。实验实验初始浓度初始浓度c/molL1溴颜色消失所需时间溴颜色消失所需时间t/s序号序号CH3COCH3HClBr20.800.200.001 02901.600.200.001 01450.800.400.001 01450.800.200.002 0580分析实验数据所得出的结论不正确的是()A增大c(CH3COCH3)，v(Br2)增大B实验和的v(Br2)相等C增大c(HCl)，v(Br2)增大D增大c(Br2)，v(Br2)增大答案D解析由和对比可知，增大c(CH3COCH3)，Br2颜色消失的时间变短，即v(Br2)变大。A正确。和反应时间相同，说明v(Br2)相等，B对。比较和可知，增大c(HCl)时，反应时间变短，说明v(Br2)增大，C对。对比实验和可知，增大c(Br2)时，反应时间变长，v(Br2)不变，D错。答案为D。对于可逆反应，外界条件对正、逆反应速率的影响可用以下词语概括：突变、渐变；强变、弱变；等变、不变。1增大反应物浓度：v(正)突变，v(逆)渐变。2增大压强：(1)若n(g)0，则v(正)弱变，v(逆)强变。3升高温度：(1)若H0，则v(正)强变，v(逆)弱变。4使用催化剂或对n(g)0的反应加压：v(正)与v(逆)等变。5若加入固体反应物(或产物)，或向恒容反应器内充入惰性气体：则v(正)与v(逆)不变。6物质的量(或浓度)时间图像及应用(1)图像：某温度时，在定容(V L)的容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示：A加了催化剂B增加SO3的物质的量C升高温度D缩小容器体积解析10 min到15 min时，O2、SO2的物质的量都是逐渐减小，SO3的物质的量逐渐增大；只是10 min前变化较缓，10 min后变化较快，这是改变了某条件使反应速率加快所造成的，所以，可能是加入了催化剂或升高温度或缩小容器体积，不可能是增加了SO3的物质的量。答案B规律方法分析图像问题时，应从以下几个方面着手：(1)看起点，分清反应物和生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物，生成物多数以原点为起点。(2)看变化趋势，分清正反应和逆反应，分清放热反应和吸热反应。(3)看终点，分清消耗浓度和增加浓度，反应物的消耗浓度和生成物的增加浓度之比等于反应方程式中各物质化学计量数之比。(4)时间速率图像，看清曲线是连续的还是跳跃的，分清“渐变”和“突变”，“大变”和“小变”。变式训练变式训练 5把除去氧化膜的镁条放入盛有一定浓度的稀盐酸的试管中，发现H2的生成速率v随时间t的变化关系如图所示。其中Ot1段速率变化的主要因素是_；t1t2段速率变化的主要因素是_。答案该反应是放热反应，反应放出的热量使溶液温度升高，所以反应速率增大随着反应的进行，c(H)减小，反应速率逐渐减小解析由图像看出，Ot1反应速率增大，可想到该反应为放热反应，反应放热使温度逐渐升高，因此反应速率逐渐增大。随着反应的进行，盐酸的浓度是逐渐减小的，当反应进行到一定程度，反应物浓度的减小成了影响反应速率的主要因素，因此反应速率减小。6(2012滨州质检)右图为某化学反应的速率与时间的关系示意图。在t1时刻升高温度或增大压强，速率的变化都符合示意图的反应是()答案B解析t1时刻升高温度，v吸、v放均增大，且v吸v放，即正反应是放热的反应就符合此变化，Hv正，所以可逆反应中右边气体物质的计量系数大于左边的气体物质的计量系数，可以排除A项，只有B项符合题意。典例一定温度下在密闭容器内进行着某一反应，X气体、Y气体的物质的量随反应时间变化的曲线如图。易错剖析易错剖析 常见错误选A错因剖析(1)常见错误分析本题易错选A的原因是对化学方程式的意义理解不透彻。化学方程式表示反应体系中各物质的物质的量的变化关系，而不是物质的量关系，若不明白这一关系会造成错选。(2)其他错误分析错选择项错选择项错误原因错误原因错选错选C对化学反应速率的意义理解不透彻容易对化学反应速率的意义理解不透彻容易错选错选C。化学反应速率表示反应进行的。化学反应速率表示反应进行的快慢程度，当反应物和生成物的物质的快慢程度，当反应物和生成物的物质的量浓度相等时，正、逆反应速率不一定量浓度相等时，正、逆反应速率不一定相等相等错选错选D不理解外界因素对化学反应速率的影响不理解外界因素对化学反应速率的影响机理，容易造成错选。增大压强时，机理，容易造成错选。增大压强时，v(正正)和和v(逆逆)同时增大，但增大的幅度不同时增大，但增大的幅度不同，所以会引起平衡移动同，所以会引起平衡移动正确解答选B。Y、X的物质的量变化分别为7 mol和3 mol，故A不正确；t1时Y为6 mol；X为4 mol，故B正确；t2时X、Y物质的量浓度相等，但未达到平衡状态，故正、逆反应速率不相等，故C项不正确；t3时的曲线表明已达平衡，故v(正)v(逆)，增大压强时，v(正)和v(逆)同时增大，但增大的比例v(正)大于v(逆)，所以平衡正向移动，D项不正确。1一定量的Fe与过量的稀硫酸反应制取氢气，一定温度下为加快反应速率而又不影响氢气的量，可向其中加入()AKCl固体BZn粉CSO3固体DCuSO4晶体答案C解析A项不能使速率加快；B项加快了反应速率，但是产生氢气的量增加；C项SO3与水反应生成H2SO4，H2SO4的浓度增大，速率加快，而氢气的产量只决定于Fe，故不影响氢气的量；D项Fe置换出CuSO4中的Cu，与H2SO4反应的Fe的量减少，氢气产量减少。答案答案C答案C解析随着反应的不断进行，c(HI)逐渐减小，v(正)逐渐减小，所以c(HI)由0.07 molL1降到0.05 molL1与c(HI)由0.1 molL1降到0.07 molL1相比虽然浓度改变量之比是2 3，但随反应变慢，所需时间要长，即时间之比不是23，大于10 s。4把下列四种X溶液分别加入四个盛有10 mL 2 mol/L盐酸的烧杯中，均加水稀释到50 mL，此时，X和盐酸缓慢地进行反应，其中反应最快的是()A10 20 mL 3 mol/L的X溶液B10 10 mL 2 mol/L的X溶液C20 10 mL 4 mol/L的X溶液D20 30 mL 2 mol/L的X溶液答案D解析依题意，最终稀释的体积相等。本题中化学反应速率的影响因素有浓度和温度，从浓度看，其浓度大小顺序为ADCB，从温度看，C、D溶液加入烧杯中后使体系温度高且相等，反应物浓度最大、体系温度最高的化学反应，其化学反应速率最大，选D项。答案C解析根据影响化学反应速率的条件，直接加以判断：增大压强，反应速率加快；增加固体反应物的量，其浓度不变，不能加快反应速率；通入CO2相当于增大反应物浓度，反应速率加快；恒压下充入N2，容器体积扩大，气体物质的浓度减小，反应速率减小；恒容下充入N2，参加反应的各物质浓度没变，故反应速率不变；通入CO即增大生成物的浓度，最终使正、逆反应速率都要加快。6硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为：Na2S2O3H2SO4=Na2SO4SO2SH2O，下列各组实验中最先出现浑浊的是()实验实验反应温度反应温度/Na2S2O3溶液溶液稀稀H2SO4H2OV/mLc/(molL1)V/mLc/(molL1)V/mLA2550.1100.15B2550.250.210C3550.1100.15D3550.250.210答案答案D解析出现浑浊的快慢主要由温度和浓度决定，分析表中数据知D反应最快，本题要注意正确运用影响化学反应速率的因素。7在密闭容器里，通入a mol H2和b mol I2(g)，改变下列条件，反应速率将如何改变？(填“增大”、“减小”或“不变”)(1)升高温度_。(2)加入催化剂_。(3)容器容积不变，充入更多的H2_。(4)扩大容器的体积_。答案(1)增大(2)增大(3)增大(4)减小解析升高温度、加入催化剂均使反应速率增大；容器容积不变，加入反应物，浓度增大，反应速率增大；扩大容器体积，反应物浓度减小，反应速率减小。8加入0.1 mol MnO2粉末于50 mL过氧化氢溶液(1.1 gmL1)中，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。答案(1)60 mL(2)1 min(3)2 min(4)DCBA(5)随着反应的进行，c(H2O2)逐渐降低，反应速率逐渐变慢解析根据Vt图像知，反应进行至1 min时，放出O2的体积为30 mL，反应进行至2 min时，放出O2的体积为45 mL，反应进行至5 min时，放出O2的体积达最大值60 mL；由Vt曲线的斜率变化可知：D、C、B、A的反应速率逐渐减小，这是因为随着反应的进行，c(H2O2)逐渐降低，反应速率逐渐变小。