高考化学一轮复习教案 第7章 第1讲《化学反应速率》

第1讲化学反应速率考纲解读1.了解化学反应速率的概念、化学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要作用。3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响，认识其一般规律。4.了解化学反应速率的调控在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。考点一化学反应速率1表示方法通常用单位时间内反应物浓度的_或生成物浓度的_来表示。2数学表达式及单位v_，单位为molL1min1或molL1s1。3规律同一反应在同一时间内，用不同物质来表示的反应速率可能_，但反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的_之比。1化学反应速率指瞬时速率还是平均速率？2反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g)经一段时间后，SO3的浓度增加了0.4 molL1，在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04 molL1s1，则这段时间为_。3对于可逆反应A(g)3B(s)2C(g)2D(g)，在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示的反应速率最快的是()Av(A)0.5 molL1min1Bv(B)1.2 molL1s1Cv(D)0.4 molL1min1Dv(C)0.1 molL1s14已知反应4NH35O24NO6H2O，若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示，则下列正确的关系是()A.v(NH3)v(O2) B.v(O2)v(H2O)C.v(NH3)v(H2O) D.v(O2)v(NO)(1)固体或纯液体的浓度视为定值，因此不用固体或纯液体表示反应速率。(2)计算反应速率时，若给出的是物质的量的变化值，不要忘记转化为物质的量浓度的变化值。(3)化学反应速率大小的比较由于同一化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同，所以比较反应的快慢不能只看数值的大小，而要进行一定的转化。看单位是否统一，若不统一，换算成相同的单位。换算成同一物质表示的速率，再比较数值的大小。比较化学反应速率与化学计量数的比值，即对于一般反应aAbB=cCdD，比较与，若，则A表示的反应速率比B大。考点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_。2外因(其他条件不变，只改变一个条件)3从活化分子角度的理论解释(1)有效碰撞、活化分子和活化能有效碰撞：能发生反应的分子之间的碰撞。活化分子：能够发生_的分子。活化能：如图E1表示_；E2表示活化分子变成生成物分子放出的能量；E2E1表示_。(2)理论解释(有气体参加的化学反应) 项目条件改变活化能分子总数单位体积内有效碰撞次数化学反应速率活化分子数活化分子百分数增大浓度不变增加增加不变增加增大增大压强不变增加增加不变增加增大升高温度不变不变增加增加增加增大加催化剂减小不变增加增加增加增大5有人说压强对化学反应速率的影响是通过改变浓度实现的。这种说法是否正确，对此你如何理解？6对于反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，能增大正反应速率的措施是()A通入大量O2 B增大容器容积C移去部分SO3 D降低体系温度7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()实验反应温度/Na2S2O3溶液稀H2SO4H2OV/mLc/molL1V/mLc/molL1V/mLA2550.1100.15B2550.250.210C3550.1100.15D3550.250.2108.一定温度下，反应N2O22NO在密闭容器中进行，下列措施不改变化学反应速率的是()A缩小体积使压强增大 B恒容，充入N2C恒容，充入He D恒压，充入He气体反应体系中充入惰性气体(不参与反应)时，对反应速率的影响：(1)恒容：充入“惰性气体”总压增大物质浓度不变(活化分子浓度不变)，反应速率不变。(2)恒压：充入“惰性气体”体积增大物质浓度减小(活化分子浓度减小)反应速率减慢。“三段式”模板突破化学反应速率的计算1根据定义式v算。2对某一具体反应，知其中一种物质的反应速率，其余物质的反应速率可根据化学方程式中的化学计量数之比求算。3对于较为复杂的题目，采用以下步骤和模板计算：(1)写出有关反应的化学方程式；(2)找出各物质的起始量、转化量、某时刻量；(3)根据已知条件列方程式计算。例如：反应 mAnB pC起始浓度(molL1) a b c转化浓度(molL1) x 某时刻浓度(molL1) ax b c【例1】 (1)将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的容器中混合，并在一定条件下发生如下反应：2A(g)B(g)2C(g)，若经2 s后测得C的浓度为0.6 molL1，现有下列几种说法：用物质A表示反应的平均速率为0.3 molL1s1用物质B表示反应的平均速率为0.6 molL1s12 s时物质A的转化率为70%2 s时物质B的浓度为0.7 molL1其中正确的是()A B C D(2)若中用A、B表示反应的平均速率分别为0.3 molL1s1、0.6 molL1s1，哪种物质表示的反应速率更快？(3)若物质A的转化率经过计算为30%，那么，物质B的转化率为多少？你能迅速得出答案吗？【例2】NH3和纯净的O2在一定条件下发生反应：4NH3(g)3O2(g)2N2(g)6H2O(g)现向一容积不变的2 L密闭容器中充入4 mol NH3和3 mol O2,4 min后，测得生成的H2O占混合气体体积的40%，则下列表示此段时间内该反应的平均速率不正确的是()Av(N2)0.125 molL1min1Bv(H2O)0.375 molL1min1Cv(O2)0.225 molL1min1Dv(NH3)0.250 molL1min1控制变量法探究影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素有多种，在探究相关规律时，需要控制其他条件不变，只改变某一个条件，探究这一条件对反应速率的影响。变量探究实验因为能够考查学生对于图表的观察、分析以及处理实验数据归纳得出合理结论的能力，因而在这几年高考试题中有所考查。解答此类题时，要认真审题，清楚实验目的，弄清要探究的外界条件有哪些。然后分析题给图表，确定一个变化的量，弄清在其他几个量不变的情况下，这个变化量对实验结果的影响，进而总结出规律。然后再确定另一个变量，重新进行相关分析。但在分析相关数据时，要注意题给数目的有效性。【例3】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的实验。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。 实验混合溶液ABCDEF4 molL1 H2SO4/mL30V1V2V3V4V5饱和CuSO4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溶液时，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_。【例4】在学习了化学反应速率知识后，某研究性学习小组进行了科学探究活动。探究活动一探究金属与不同酸反应的反应速率：常温下，从经过砂纸打磨的铝片中取两片质量相等、表面积相同的铝片，分别加入到盛有体积相同、c(H)相同的足量的稀硫酸和稀盐酸溶液的两支试管中，发现铝片在稀盐酸中消失的时间比在稀硫酸中短。探究活动二探究影响稀硫酸与某金属反应速率的因素。下表是某研究性学习小组探究稀硫酸与某金属反应的实验数据：实验序号金属质量/g金属状态c(H2SO4)/ molL1V(H2SO4)/ mL溶液温度/金属消失的时间/s反应前反应后10.10丝0.550203450020.10粉末0.55020355030.10丝0.750204625040.10丝0.850203520050.10粉末0.85020362560.10丝1.050203512570.10丝1.05035505080.10丝1.150203410090.10丝1.150355140请回答：(1)对探究活动一实验现象发生的原因，请你帮该研究性学习小组提出两个假设：假设_。假设_。并请你设计实验对以上假设进行验证：验证假设_。验证假设_。(2)分析探究活动二的实验数据可发现有一个数据明显有错误，该数据是实验_(填实验序号)的_，理由是_。(3)分析探究活动二的实验数据可得出的结论是_。数形结合思想用化学反应速率图像突破化学平衡概念速率时间图像定性揭示了v正、v逆随时间(含条件改变对速率的影响)而变化的规律，体现了外界条件改变对可逆反应速率的影响，以及由此引发的平衡移动。平衡体系条件变化速率变化平衡变化速率变化曲线任一平衡体系增大反应物的浓度v正、v逆均增大，且v正v逆正向移动减小反应物的浓度v正、v逆均减小，且v逆v正逆向移动任一平衡体系增大生成物的浓度v正、v逆均增大，且v逆v正逆向移动减小生成物的浓度v正、v逆均减小，且v正v逆正向移动正反应方向为气体体积增大的放热反应增大压强或升高温度v正、v逆均增大，且v逆v正逆向移动减小压强或降低温度v正、v逆均减小，且v正v逆正向移动任意平衡或反应前后气体化学计量数和相等的平衡正催化剂或增大压强v正、v逆同等倍数增大平衡不移动负催化剂或减小压强v正、v逆同等倍数减小【例5】某温度时，在一个容积为2 L的密闭容器中，X、 Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据，试填写下列空白：(1)该反应的化学方程式为_。(2)反应开始至2 min，气体Z的平均反应速率为。(3)若X、Y、Z均为气体，反应达到平衡时：压强是开始时的倍；若此时将容器的体积缩小为原来的倍，达到平衡时，容器内温度将升高(容器不与外界进行热交换)，则该反应的正反应为反应(填“放热”或“吸热”)。(4)若上述反应在2 min后的t1t6内反应速率与反应时间图像如下，在每一时刻均改变一个影响反应速率的因素，则()A在t1时增大了压强 B在t3时加入了催化剂C在t4时降低了温度 Dt2t3时A的转化率最高规律方法解图像题三步曲：“一看”“二想”“三判断”(1)“一看”看图像看面：弄清纵、横坐标的含义。看线：弄清线的走向、变化趋势及线的陡与平。看点：弄清曲线上点的含义，特别是一些特殊点，如与坐标轴的交点、曲线的交点、折点、最高点与最低点等。看量的变化：弄清是浓度变化、温度变化还是转化率的变化。看要不要作辅助线：如等温线、等压线等。(2)“二想”想规律看完线后联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律。(3)“三判断”通过对比分析，作出正确判断。【例6】在一恒容密闭容器中发生某化学反应 2A(g) B(g)C(g)，在三种不同条件下进行，其中实验、都在800 下发生，实验在850 下发生，B、C的起始浓度都为0，反应物A的浓度(molL-1)随时间(min)的变化如图所示：请回答下列问题：(1)在实验中，反应在20 min至40 min内A的平均 反应速率为molL-1min-1。(2)实验和实验相比，可能隐含的反应条件是_。(3)根据实验和实验的比较，可推测该反应降低温度，平衡向(填“正”或“逆”)反应方向移动，该正反应是(填“放热”或“吸热”)反应。(4)与实验相比，若实验中的A的起始浓度改为0.8 molL1，其他条件不变，则达到平衡时所需用的时间_实验(填写“大于”、“等于”或“小于”)。高考题组一化学反应速率的计算和比较1对于可逆反应H2(g)I2(g) 2HI(g)，在温度一定下由H2(g)和I2(g)开始反应，下列说法正确的是()AH2(g)的消耗速率与HI(g)的生成速率之比为21B反应进行的净速率是正、逆反应速率之差C正、逆反应速率的比值是恒定的D达到平衡时，正、逆反应速率相等2化合物Bilirubin在一定波长的光照射下发生分解反应，反应物浓度随反应时间变化如右图所示，计算反应48 min间的平均反应速率和推测反应16 min时反应物的浓度，结果应是()A2.5 molL1min1和2.0 molL1B2.5 molL1min1和2.5 molL1C3.0 molL1min1和3.0 molL1D5.0 molL1min1和3.0 molL13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)高考题组二外界条件对反应速率的影响4某探究小组利用丙酮的溴代反应(CH3COCH3Br2CH3COCH2BrHBr)来研究反应物浓度与反应速率的关系。反应速率v(Br2)通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定。在一定温度下，获得如下实验数据：实验序号初始浓度c/molL1溴颜色消失所需时间t/sCH3COCH3HClBr20.800.200.001 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52SO2(g)O2(g)2SO3(g)是制备硫酸的重要反应。下列叙述正确的是 ()A催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率B增大反应体系的压强，反应速率一定增大C该反应是放热反应，降低温度将缩短反应达到平衡的时间D在t1、t2时刻，SO3(g)的浓度分别是c1、c2，则时间间隔t1t2内，SO3(g)生成的平均反应速率为v6臭氧是一种强氧化剂，常用于消毒、灭菌等。(1)O3与KI溶液反应生成的两种单质是_和_(填分子式)。(2)O3在水中易分解，一定条件下，O3的浓度减少一半所需的时间(t)如下表所示。已知O3的起始浓度为0.021 6 molL1。 pHt/minT/3.04.05.06.02030123116958301581084815503126157pH增大能加速O3分解，表明对O3分解起催化作用的是_。在30 、pH4.0条件下，O3的分解速率为_molL1min1。据表中的递变规律，推测O3在下列条件下分解速率依次增大的顺序为_(填字母代号)。a40 、pH3.0b10 、pH4.0c30 、pH7.07硫碘循环分解水制氢主要涉及下列反应：SO22H2OI2=H2SO42HI2HIH2I22H2SO4=2SO2O22H2O(1)分析上述反应，下列判断正确的是_。a反应易在常温下进行b反应中SO2氧化性比HI强c循环过程中需补充H2Od循环过程产生1 mol O2的同时产生1 mol H2(2)一定温度下，向1 L密闭容器中加入1 mol HI(g)，发生反应，H2物质的量随时间的变化如右图所示。02 min内的平均反应速率v(HI)=。该温度下， H2(g)+I2(g) 2HI(g)的平衡常数K=。相同温度下，若开始加入HI(g)的物质的量是原来的2倍，则是原来的2倍。a平衡常数bHI的平衡浓度c达到平衡的时间d平衡时H2的体积分数(3)实验室用Zn和稀硫酸制取H2，反应时溶液中水的电离平衡移动(填“向左”“向右”或“不”)；若加入少量下列试剂中的，产生H2的速率将增大。aNaNO3bCuSO4cNa2SO4 dNaHSO3(4)以H2为燃料可制作氢氧燃料电池。已知2H2(g)O2(g)=2H2O(l)H572 kJmol1某氢氧燃料电池释放228.8 kJ电能时，生成1 mol液态水，该电池的能量转化率为_。细研评分细则落实规范答题参考答案评分细则(1)c写成G及其他不清楚的字母(大小写)不给分。(2)0.1 molL1min1或0.1 mol(Lmin)1或0.1 mol/(Lmin)或0.1 mol/Lmin164b数值不对、漏写单位、错写单位均不给分。如：0.1 mol/l/min0.1 mol/min0.1 mol/lmin10.1 mol/(lmin)1写单位不得分易错写成B(3)向右b填“正向”不给分，因题目要求填“向左”、“向右”或“不”；“左”、“右”写不清，无法辨认的不给分。写成B或CuSO4不给分。(4)80%写成0.8不给分，只列算式不给分。课时规范训练教材习题回扣1(选修4P193)将气体A、B置于容积为2 L的密闭容器中，发生如下反应：4A(g)B(g)=2C(g)。反应进行到4 s末，测得A为0.5 mol，B为0.4 mol，C为0.2 mol。则：(1)用生成物C浓度的增加来表示该反应的速率应为()；(2)用反应物A浓度的减少来表示该反应的速率应为()；(3)用反应物B浓度的减少来表示该反应的速率应为()。A0.025 molL1s1B0.012 5 molL1s1C0.05 molL1s1D0.1 molL1s12(选修4P194)已知4NH35O2=4NO6H2O，若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示，则正确的关系是()A.v(NH3)v(O2)B.v(O2)v(H2O)C.v(NH3)v(H2O)D.v(O2)v(NO)3(选修4P195)在密闭容器中A与B反应生成C，其反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)表示。已知v(A)、v(B)、v(C)之间有以下关系2v(B)3v(A),3v(C)2v(B)。则此反应可表示为()A2A3B=2CBA3B=2CC3AB=2CDAB=C4(选修4P241改编)在一密闭容器中充入1 mol H2和1 mol I2，压强为p(Pa)，并在一定温度下使其发生反应：H2(g)I2(g)=2HI(g)H0。改变下列条件能加快化学反应速率的是_。(1)保持容器容积不变，向其中加入1 mol H2。(2)保持容器容积不变，向其中加入1 mol N2(N2不参加反应)。(3)保持容器内气体压强不变，向其中加入1 mol N2(N2不参加反应)。(4)保持容器内气体压强不变，向其中加入1 mol H2(g)和1 mol I2(g)。(5)提高起始的反应温度。能力提升训练1使反应4NH3(g)3O2(g)=2N2(g)6H2O(g)在2 L的密闭容器中进行，半分钟后N2的物质的量增加了0.6 mol。此反应的平均速率v(X)为()Av(NH3)0.02 molL1s1Bv(O2)0.01 molL1s1Cv(N2)0.02 molL1s1Dv(H2O)0.02 molL1s12一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下图所示。下列叙述中正确的是()A反应的化学方程式为5Y XBt1时，Y的浓度是X浓度的1.5倍Ct2时，正、逆反应速率相等Dt3时，逆反应速率大于正反应速率3下列关于催化剂的说法不正确的是()A温度越高，催化剂的催化效果越好B汽车排气管上的“催化转化器”能减少有害气体排放C催化剂可以改变化学反应速率，但反应前后质量和化学性质不变D锌与盐酸反应时，加入几滴硫酸铜溶液可加快化学反应速率，但硫酸铜不作催化剂4在容积不变的密闭容器中存在如下反应：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)HCBA(2)随着反应的进行，过氧化氢溶液的浓度越来越小，反应速率越来越小(3)0.107 molL1(4)0.083%10(1)CaCO32H=Ca2CO2H2O(2)v(EF)v(OE)v(FG)EF段时盐酸浓度虽比OE段时盐酸浓度小，但该反应为放热反应，随着反应的进行，反应体系温度升高，反应速率增大，所以v(EF)v(OE)11(1)ACDF(2)CEB(3)A(4)(5)56 - 17 -