2019-2020年高考化学大一轮复习讲义（研考点认知层层递进 析考题能力步步提高含详细考点）化学反应速率.doc

2019-2020年高考化学大一轮复习讲义（研考点认知层层递进 析考题能力步步提高，含详细考点）化学反应速率高 考 导 航了解化学反应速率的概念，反应速率的定量表示方法。了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。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。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减少量或生成物浓度的增加量来表示。2表达式vc/t，单位：mol/(Ls)或mol/(Lmin)，如密闭容器中，合成氨的反应N23H22NH3，开始时c(N2)8 mol/L，2 min后c(N2)4 mol/L，则用N2表示该反应的反应速率为 2_mol/(Lmin)。3化学反应速率与化学计量数的关系对于已知反应mA(g)nB(g)=pC(g)qD(g)，其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示，当单位相同时，化学反应速率的数值之比等于化学计量数之比，即v(A)v(B)v(C)v(D)mnpq。【深化拓展】(1)由vc/t计算的反应速率是一段时间内的平均速率而不是瞬时速率，且无论用反应物还是用生成物表示均取正值。(2)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同。(3)对于固体或纯液体反应物，其浓度视为常数，故不能用固体或纯液体物质表示化学反应速率。命题角度一化学反应速率的大小比较典例1(xx长沙模拟)反应A(g)3B(g)=2C(g)2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为v(A)0.45 mol/(Ls)v(B)0.6 mol/(Ls)v(C)0.4 mol/(Ls) v(D)0.45 mol/(Ls)下列有关反应速率的比较中正确的是()A B D解析若四种反应速率都用A表示单位mol/(Ls)，数值分别为：v(A)0.007 5 mol/(Ls)v(A)0.2 mol/(Ls)v(A)0.2 mol/(Ls)v(D)0.225 mol/(Ls)，所以，故A正确。答案A化学反应速率大小的比较方法由于同一化学反应的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。(1)看单位是否统一，若不统一，换算成相同的单位。(2)转化同一物质法：将同一反应中的不同物质的反应速率转化成同一种物质的反应速率，再进行速率的大小比较。(3)比值法：用各物质表示的反应速率除以对应各物质的化学计量数，然后再对求出的数值进行大小排序，数值大的反应速率快。如反应mAnB=pCqD，若，则反应速率AB。1对于可逆反应A(g)3B(s)2C(g)2D(g)，在不同条件下表示的反应速率最快的是()Av(A)0.5 mol/(Lmin)Bv(B)1.2 mol/(Ls)Cv(D)0.4 mol/(Lmin)Dv(C)0.1 mol/(Ls)解析：选D本题可以采用归一法进行求解，可以通过方程式的计量数将不同物质表示的反应速率折算成同一物质表示的反应速率进行比较。B项中的B物质是固体，不能表示反应速率；C项中对应的v(A)0.2 mol/(Lmin)；D项中对应的v(A)3 mol/(Lmin)。命题角度二“三段式”模板突破化学反应速率的计算典例2(xx安徽安庆高三检测)将等物质的量的A、B混合放于 2 L 的密闭容器中，发生反应3A(g)B(g)xC(g)2D(g)。经 5 min 后达到平衡，平衡时测得D的浓度为 0.5 mol/L，c(A)c(B)35，v(C)0.1 mol/(Lmin)。则：(1)x_。(2)前5 min 内B的反应速率v(B)_。(3)平衡时A的转化率为_。解析(1)v(D)0.1 mol/(Lmin)v(C)，由此推知x2。(2)v(B)0.05 mol/(Lmin)。(3) 3A(g) B(g)2C(g)2D(g)起始(mol/L)aa 00转化(mol/L) 0.750.250.50.5平衡(mol/L)a0.75a0.25 0.50.5(a0.75)(a0.25)35，解得：a1.5，A的转化率100%50%。答案(1)2(2)0.05 mol/(Lmin)(3)50%2对于反应：4NH35O24NO6H2O，在1 L密闭容器中进行，半分钟后水蒸气的物质的量增加了0.45 mol，则v(NH3)_，v(H2O)_，v(O2)_。解析：v(H2O)0.015 mol/(Ls)；v(NH3)v(H2O)0.01 mol/(Ls)；v(O2)v(H2O)0.012 5 mol/(Ls)。答案：0.01 mol/(Ls)0.015 mol/(Ls)0012 5 mol/(Ls)【总结提升】化学反应速率计算的解题模式“三段式法”依据化学方程式计算化学反应速率时，可按以下模式求解：(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。1(xx福建高考)NaHSO3溶液在不同温度下均可被过量KIO3氧化，当NaHSO3完全消耗即有I2析出，依据I2析出所需时间可以求得NaHSO3的反应速率。将浓度均为0.020 mol/L的NaHSO3溶液(含少量淀粉)10.0 mL、KIO3(过量)酸性溶液40.0 mL混合，记录1055 间溶液变蓝时间，55 时未观察到溶液变蓝，实验结果如图。据图分析，下列判断不正确的是() A40 之前与40 之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反B图中b、c两点对应的NaHSO3的反应速率相等C图中a点对应的NaHSO3的反应速率为5.0105mol/(Ls)D温度高于40 时，淀粉不宜用作该实验的指示剂解析：选B根据图像可以看出40 之前温度越高变蓝的时间越短，40 之后温度越高变蓝的时间越长，变化趋势相反，A正确；化学反应一般温度越高化学反应速率越快，b点温度为25 ，c点温度为47 ，根据反应温度判断c点速率应该更快，但图像表明b点、c点溶液变蓝的时间相同，结合40 之后温度越高变蓝的时间越长，55 时未观察到溶液变蓝，说明高于40 后淀粉已经不适合用作该实验的指示剂了，所以尽管变蓝时间相同但c点反应速率更快，B错误，D正确；利用化学反应速率的计算公式vc/t计算NaHSO3的反应速率时，由于将0.020 mol/L的NaHSO3溶液10.0 mL与40.0 mL的KIO3溶液混合后NaHSO3的浓度变成了0.004 mol/L，反应时间为80 s，所以速率为5.0105mol/(Ls)，C正确。2. (双选)(xx海南高考)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、逆反应速率相等解析：选B、Dv(H2)v(HI)12，A错误；随着反应的进行，正、逆反应速率在不断发生变化，其比值也不断发生变化，当达到平衡时，正、逆反应速率相等，不再发生变化，其比值也不再发生变化，故C错误，B、D正确。3(xx海南高考)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)解析：选C反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比。A项，v(W)v(Z)；B项，3v(X)2v(Z)；C项，2v(X)v(Y)；D项，2v(W)3v(X)。4(1)(xx重庆高考节选)化学在环境保护中起着十分重要的作用，催化反硝化法和电化学降解法可用于治理水中硝酸盐的污染。催化反硝化法中，H2能将NO还原为N2,25 时，反应进行10 min，溶液的pH由7变为12。上述反应的离子方程式为_，其平均反应速率v(NO)为_mol/(Lmin)。(2)(xx山东高考改编)一定温度下，将1 mol N2O4充入体积为1 L的密闭容器中，反应3 s后，NO2的物质的量为0.6 mol，则03 s内的平均反应速率v(N2O4)_mol/(Ls)。 (3)(xx山东高考改编)在一定温度下，向1 L密闭容器中加入1 mol HI(g)，发生反应2HIH2I2,2 min时生成H2 0.1 mol，则02 min内的平均反应速率v(HI)_。解析：(1)根据题目中所给的信息：NO被还原成N2，溶液pH由7变成12(产生了OH)，根据原子守恒和得失电子守恒得，反应离子方程式为2NO5H2N22OH4H2O；由方程式可得NO浓度的变化与OH浓度的变化相同，故v(NO)mol/(Lmin)0.001 mol/(Lmin)。(2)N2O42NO20.3 mol0.6 molv(N2O4)0.1 mol/(Ls)。(3)v(HI)0.1 mol/(Lmin)。答案：(1)2NO5H2N22OH4H2O0.001(2)0.1(3)0.1 mol/(Lmin)考点二影响化学反应速率的因素1内因反应物本身的性质是主要因素。如相同条件下Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为MgAl。2外因(只改变一个条件，其他条件不变)3理论解释有效碰撞理论(1)活化分子、活化能、有效碰撞。活化分子：能够发生有效碰撞的分子。活化能：如图 图中：E1为反应的活化能，使用催化剂时的活化能为E3，反应热为E1E2。有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。(2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系1对于固体和纯液体反应物，若改变反应物的用量，对反应速率有何影响？提示：固体和纯液体的浓度视为常数，其量的变化对反应速率无影响。但固体反应物表面积的大小会影响化学反应速率，一般地，固体反应物表面积越大，反应速率越大；表面积越小，反应速率越小。2压强对反应速率影响的实质是什么？改变体系压强，反应速率是否一定改变？提示：改变压强，实质是改变体积而使浓度发生改变来实现反应速率的改变。对于没有气体参加的反应，改变体系压强，反应物的浓度不变，反应速率不发生改变。3升高温度，吸热反应的反应速率加快，放热反应的反应速率减慢。这种说法正确吗？提示：不正确。不论反应是放热还是吸热，升高温度，反应速率都加快。命题角度一浓度和压强对化学反应速率的影响1将质量相同的锌粉分别投入下列4个烧杯的溶液中，反应速率最快的是() 解析：选D当反应中一种反应物相同时，反应速率的快慢取决于另一种反应物的浓度而不是用量，四个烧杯中所用的酸虽不同，但都是由c(H)的大小决定反应的快慢。2(xx江西新余高三联考)一定温度下，反应N2(g)O2(g)2NO(g)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解析：选CA项，气体的物质的量不变，仅缩小体积，气体的浓度必然增大，反应速率必然增大；B项，容积不变，充入N2，使反应物N2的浓度增大，浓度越大，反应速率越大；C项，容积不变，充入He，虽然反应容器内压强增大，但反应物N2、O2、NO的浓度并没有变化，因此不影响反应速率；D项，压强不变，充入He，反应容器的体积必然增大，压强虽然没变，但N2、O2、NO的浓度减小，反应速率减小。【总结提升】充入 “惰气” 对化学反应速率的影响气体反应体系中充入惰性气体(不参与反应)时，对反应速率的影响如下：(1)恒温恒容时充入“惰气”总压强增大，但各物质的浓度不变(活化分子浓度不变)，反应速率不变。(2)恒温恒压时充入“惰气”体积增大各反应物浓度减小(活化分子浓度减小)反应速率减慢。命题角度二外界条件对反应速率的综合影响3下列说法正确的是()A升高温度能使化学反应速率增大，主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数B有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反应容器的体积)，可增加活化分子的百分数，从而使反应速率增大C增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子的百分数，从而使有效碰撞次数增加D催化剂不影响反应的活化能，但能增大单位体积内活化分子百分数，从而增大反应速率解析：选A升高温度，单位体积内分子总数不变，活化分子数增加，活化分子百分数增加，有效碰撞次数增加，反应速率加快，A正确；增大压强，单位体积内活化分子数增加，但单位体积内活化分子百分数不变，B错误；增大反应物浓度，单位体积内活化分子数增多，但单位体积内活化分子百分数不变，C错误；催化剂可降低反应的活化能，使单位体积内活化分子百分数增加，D错误。4(xx湖北十堰四校联考)一定条件下，分别对反应C(s)CO2(g)2CO(g)H0，进行如下操作(只改变该条件)：升高反应体系的温度；增加反应物C的用量；缩小反应体系的体积；减少体系中CO的量。上述措施中一定能使反应的反应速率显著加快的是()A BC D解析：选D增加碳的质量对反应无影响，因为它为固体；减少CO的量相当于减小浓度，反应速率降低。5等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测得在不同时间(t)内产生气体体积(V)的数据如图所示，根据图示分析实验条件，下列说法中一定不正确的是()组别对应曲线c(HCl)(mol/L)反应温度()铁的状态1a30粉末状2b30粉末状3c2.5块状4d2.530块状A第4组实验的反应速率最慢B第1组实验中盐酸的浓度大于2.5 mol/LC第2组实验中盐酸的浓度等于2.5 mol/LD第3组实验的反应温度低于30 解析：选D由图像可知，1、2、3、4组实验产生的氢气一样多，只是反应速率有快慢之分。第4组实验，反应所用时间最长，故反应速率最慢，A正确；第1组实验，反应所用时间最短，故反应速率最快，根据控制变量法原则知盐酸浓度应大于2.5 mol/L，B正确；第2组实验，铁是粉末状，与3、4组块状铁相区别，根据控制变量法原则知盐酸的浓度应等于2.5 mol/L，C正确；由3、4组实验并结合图像知第3组实验中反应温度应高于30 ，D错误。1(xx福建高考)一定条件下，溶液的酸碱性对TiO2光催化燃料R降解反应的影响如图所示。下列判断正确的是()A在050 min之间，pH2和pH7时R的降解百分率相等B溶液酸性越强，R的降解速率越小CR的起始浓度越小，降解速率越大D在2025 min之间，pH10时的平均降解速率为 0.04 mol/(Lmin)解析：选A在050 min内，pH2和pH7时反应物R都完全反应，降解率都为100%，A正确；R的降解速率与溶液的碱性及起始浓度均有关系，因此根据图中曲线所示，由于起始浓度不同，故不能判断R的降解速率与溶液酸碱性的直接关系，B、C错误；pH10时，在2025 min之间，R的平均降解速率为0.04104 mol/(Lmin)，D错误。2(双选)(xx上海高考)为探究锌与稀硫酸的反应速率以v(H2)表示，向反应混合液中加入某些物质。下列判断正确的是()A加入NH4HSO4固体，v(H2)不变B加入少量水，v(H2)减小C加入CH3COONa固体，v(H2)减小D滴加少量CuSO4溶液，v(H2)减小解析：选B、C加入NH4HSO4固体导致溶液中c(H)增大，v(H2)加快，A错误；加水导致溶液中c(H)减小，v(H2)减小，B正确；因发生反应CH3COOHCH3COOH，导致溶液中c(H)减小，v(H2)减小，C正确；能形成铜锌原电池，v(H2)加快，D错误。3(xx山东高考)2SO2(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)生成的平均速率为v解析：选D加入催化剂同时改变正、逆反应速率，A错误；若是恒容条件，增加不参与反应的气体而使反应体系的压强增大，由于浓度不变，反应速度就不变，B错误；降低温度使反应速率降低，将会延长反应达到平衡的时间，C错误；根据计算平均速率的定义公式可知D正确。考点三化学反应速率影响因素的综合实验探究在研究影响化学反应速率的因素时，由于外界影响因素较多，故为搞清某个因素的影响均需控制其他因素相同或不变时，再进行实验。因此，常用变量控制思想解决该类问题。(1)常见考查形式：以表格的形式给出多组实验数据，让考生找出每组数据的变化对反应的影响。给出影响化学反应的几种因素，让考生设计实验分析各因素对反应的影响。(2)解题策略：确定变量解答这类题目时首先要认真审题，理清影响实验探究结果的因素有哪些。定多变一在探究时，应该先确定其他的因素不变，只变化一种因素，看这种因素与探究的问题存在怎样的关系；这样确定一种以后，再确定另一种，通过分析每种因素与所探究问题之间的关系，得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。数据有效解答时注意选择数据(或设置实验)要有效，且变量统一，否则无法作出正确判断。1某实验小组以H2O2分解为例，研究浓度、催化剂、溶液的酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下方案完成实验。编号反应物催化剂10 mL 2%H2O2溶液无10 mL 5%H2O2溶液无10 mL 5%H2O2溶液1 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液10 mL 5%H2O2溶液少量HCl溶液1 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液10 mL 5%H2O2溶液少量NaOH溶液1 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液(1)催化剂能加快化学反应速率的原因是_。(2)常温下5%H2O2溶液的pH约为6，H2O2的电离方程式为_。(3)实验和的目的是_。实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示，通常条件下H2O2稳定，不易分解。为了达到实验目的，你对原实验方案的改进是_。(4)实验、中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图所示。分析图示能够得出的实验结论是_。解析：加入催化剂可降低反应的活化能，反应速率增大；因过氧化氢显示出弱酸性，因此为部分电离；实验和过氧化氢的浓度不同，实验目的是探究浓度对反应速率的影响，但可能因过氧化氢性质稳定，反应速率太慢，现象不明显，可以给不同浓度的过氧化氢提供相同的温度或催化剂，进行探究浓度对反应速率的影响。分析实验、表中的反应物和催化剂结合图像知道，酸碱性环境影响反应速率，对平衡移动没有影响。答案：(1)降低了反应的活化能(2)H2O2HHO(3)探究浓度对反应速率的影响向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中)(4)碱性环境能增大H2O2分解的速率，酸性环境能减小H2O2分解的速率，但酸碱性环境对平衡移动无影响2某探究小组用HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法，研究影响反应速率的因素。所用HNO3浓度为1.00 mol/L、2.00 mol/L，大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格，实验温度为298 K、308 K，每次实验HNO3的用量为25.00 mL、大理石用量为10.00 g。(1)请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号。实验编号T(K)大理石规格HNO3浓度(mol/L)实验目的298粗颗粒2.00()实验和探究HNO3浓度对该反应速率的影响；()实验和_探究温度对该反应速率的影响；()实验和_探究大理石规格(粗、细)对该反应速率的影响(2)实验中CO2质量随时间变化的关系如图。依据反应的化学方程式CaCO3HNO3=Ca(NO3)2CO2H2O，则实验在7090 s范围内HNO3的平均反应速率为_。(忽略溶液体积变化)解析：(1)实验和探究HNO3浓度对该反应速率的影响，其他条件应相同而HNO3浓度不同，故实验HNO3浓度应为1.00 mol/L。实验和探究温度对反应速率的影响，除了温度不同，其他条件要保持一样。实验和探究大理石规格(粗、细)对反应速率的影响，因此要求二者大理石的规格不同，一个用粗颗粒，另一个用细颗粒。(2)反应时间7090 s范围内：m(CO2)0.95 g0.84 g0.11 gn(CO2)0.11 g44 g/mol0.002 5 molHNO3的减少量：n(HNO3)0.002 5 mol0.005 0 molHNO3的平均反应速率：v(HNO3) 1.0102 mol/(Ls)答案：(1)298粗颗粒1.00308粗颗粒2.00298细颗粒2.00()()(2)1.0102 mol/(Ls)1(xx安徽高考)某酸性工业废水中含有K2Cr2O7。光照下，草酸(H2C2O4)能将其中的Cr2O 转化为Cr3。某课题组研究发现，少量铁明矾Al2Fe(SO4)424H2O即可对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响，探究如下：(1)在25 下，控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同，调节不同的初始pH和一定浓度草酸溶液用量，做对比实验，完成以下实验设计表(表中不要留空格)。实验编号初始pH废水样品体积/mL草酸溶液体积/mL蒸馏水体积/mL46010305601030560测得实验和溶液中的Cr2O 浓度随时间变化关系如图所示。(2)上述反应后草酸被氧化为_(填化学式)。(3)实验和的结果表明_；实验中0t1时间段反应速率v(Cr3)_mol/(Lmin)(用代数式表示)。(4)该课题组对铁明矾Al2Fe(SO4)424H2O中起催化作用的成分提出如下假设，请你完成假设二和假设三：假设一：Fe2起催化作用；假设二：_；假设三：_；(5)请你设计实验验证上述假设一，完成下表中内容。除了上述实验提供的试剂外，可供选择的药品有K2SO4、FeSO4、K2SO4Al2(SO4)324H2O、Al2(SO4)3等。溶液中Cr2O的浓度可用仪器测定实验方案(不要求写具体操作过程)预期实验结果和结论解析：(1)由“调节不同的初始pH和一定浓度草酸溶液用量，做对比实验”可知实验是为了对比pH的不同对速率的影响，实验是为了对比草酸浓度的不同对速率的影响，所以在实验中草酸溶液和蒸馏水的总体积为40 mL即可(但不能与实验的用量相同)。(2)H2C2O4中C的化合价为3，被含Cr2O的酸性溶液氧化后只能升高为4价，故产物为CO2。(3)图像中曲线的斜率越大，说明反应速率越大，所以由实验条件对照可知，pH越小该反应速率越大。Cr2O氧化H2C2O4后，本身被还原为Cr3，由质量守恒定律得关系式：Cr2O2Cr3，故v(Cr3)2v(Cr2O)mol/(Lmin)。(4)加入铁明矾后的混合液中含Fe2、Al3、SO，所以假设二、假设三分别为Al3起催化作用、SO起催化作用。(5)用等物质的量的K2SO4Al2(SO4)324H2O代替实验中的铁明矾，控制其他反应条件与实验相同，进行对比实验。在此条件下，溶液中只相差Fe2，若反应进行相同时间后，溶液中c(Cr2O)大于实验中的c(Cr2O)，则假设一成立；若两溶液中的c(Cr2O)相同，则假设一不成立。答案：(1)实验编号初始pH废水样品体积/mL草酸溶液体积/mL蒸馏水体积/mL2020(合理即可)(2)CO2(3)溶液的pH对该反应的速率有影响(4)Al3起催化作用SO起催化作用(5)实验方案(不要求写具体操作过程)预期实验结果和结论用等物质的量的K2SO4Al2(SO4)324H2O代替实验中的铁明矾，控制其他反应条件与实验相同，进行对比实验反应进行相同时间后，若溶液中c(Cr2O)大于实验中的c(Cr2O)，则假设一成立；若两溶液中的c(Cr2O)相同，则假设一不成立(本题为开放性题目，其他答案合理均可)2(xx新课标全国卷)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、K2SO4四种溶液，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生成的速率，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的时间。 实验混合溶液ABCDEF4 mol/L 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_。解析：(1)在稀硫酸中加入锌和硫酸铜后发生了两个反应：CuSO4Zn=ZnSO4Cu、ZnH2SO4=ZnSO4H2。(2)由于Zn与反应生成的Cu及硫酸溶液组成了CuZn原电池，大大加快了生成氢气的反应速率。(3)只要是比锌的金属性差的金属都可以与锌组成原电池，都可以加快生成氢气的反应速率，故在所给的物质中只有Ag2SO4符合题意。(4)要加快生成氢气的反应速率，还可以采取如下措施：升高温度、适当增大硫酸的浓度、增加锌粒的比表面积等。(5)因为要研究硫酸铜的量对反应速率的影响，故应保持硫酸的浓度在各组实验中相同，则硫酸溶液的体积均取30 mL，根据F中增加的水与硫酸铜溶液的体积之和为20 mL，可以求得各组实验中加入水的体积分别为V720 mL，V819.5 mL，V917.5 mL，V1015 mL，实验E中加入的硫酸铜的体积V610 mL。A中无CuSO4，没有Cu生成，锌呈灰黑色，E中析出较多的铜，则显示出了铜晶体的颜色：暗红色。由于析出的铜的量较多时，会覆盖在锌的表面，使得锌与稀硫酸的接触面积减小，故反应速率反而会减慢。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，加快了氢气生成的速率(3)Ag2SO4溶液(4)升高反应温度、适当增加硫酸的浓度、增加锌粒的比表面积等(答两种即可)(5)301017.5灰黑暗红 当加入一定量的CuSO4溶液后，生成的单质Cu会沉积在Zn的表面，减小了Zn与溶液的接触面积考点四化学反应速率图像1全程速率时间图如Zn与足量盐酸的反应，反应速率随时间的变化出现如图所示情况。原因解释：AB段(v增大)，因反应为放热反应，随反应的进行，温度逐渐升高，导致反应速率逐渐增大；BC段(v减小)，则主要因为随反应的进行，溶液中c(H)减小，导致反应速率减小。2物质的量(或浓度)时间图像例如：某温度时，在定容(V L)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。(1)由图像得出的信息是：X、Y是反应物，Z是产物；t3时反应达平衡，X、Y没有全部反应。(2)根据图像可进行如下计算：某物质的平均速率、转化率，如v(X) mol/(Ls)；Y的转化率100%。确定化学方程式中的化学计量数之比，如X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为(n1n3)(n2n3)n2。3速率外界条件图像及应用以N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJ/mol为例。(1)速率浓度(c)图像条件变化速率变化速率变化曲线增大反应物的浓度v正、v逆均增大，且v正v逆减小反应物的浓度v正、v逆均减小，且v逆v正增大生成物的浓度v正、v逆均增大，且v逆v正减小生成物的浓度v正、v逆均减小，且v正v逆(2)速率温度(T)图像条件变化速率变化速率变化曲线升高温度v正、v逆均增大，且v逆v正降低温度v正、v逆均减小，且v正v逆(3)速率压强(p)图像条件变化速率变化速率变化曲线增大压强v正、v逆均增大，且v正v逆减小压强v正、v逆均减小，且v逆v正(4)速率催化剂图像使用催化剂，v正、v逆同等倍数增大，图像为说明：条件增强，曲线在原图像的上方；条件减弱，曲线在原图像的下方。浓度改变时，图像曲线一条连续，一条不连续；其他条件改变，图像曲线不连续。对于反应前后气体的化学计量数之和相等的反应，改变压强时，v正、v逆同等倍数增大或减小。1.把镁条投入到盛有盐酸的敞口容器里，产生H2的速率可由图表示。在下列因素中：盐酸的浓度；镁条的表面积；溶液的温度；Cl的浓度。影响反应速率的因素是()ABC D解析：选C镁条和盐酸反应产生H2的离子方程式为：Mg2H=Mg2H2，是镁与H间的置换反应，与Cl无关。在镁条的表面有一层氧化膜，当将镁条投入盐酸中时，随着氧化膜的不断溶解，镁与盐酸接触面积不断增大，产生H2的速率会加快；溶液的温度对该反应也有影响，反应放出热量，使温度升高，反应速率也会加快；随着反应的进行，c(H)不断减小，反应速率会逐渐减慢。2(xx蚌埠模拟)一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示：下列叙述中正确的是()A反应开始到10 s末时，用Z表示的化学反应速率为 0.158 mol/(Ls)B反应开始到10 s时，X的物质的量浓度减小了0.79 mol/LC反应开始到10 s时，Y的转化率为79.0%D反应的化学方程式为X(g)Y(g)Z(g)解析：选C由图可知，在反应进行前10 s内，X的物质的量减少了1.2 mol0.41 mol0.79 mol，Y的物质的量减少了1.00 mol0.21 mol0.79 mol，Z的物质的量增加了1.58 mol，所以Z的物质的量浓度变化量为0.79 mol/L，则用Z表示的反应速率为0.079 mol/(Ls)，A错误；X的浓度减小了0.395 mol/L，B错误；Y的转化率为(1.000.21)/1.00100%79.0%，C正确；根据各物质的变化量之比等于化学方程式中对应的化学计量数之比，X、Y、Z化学计算数比应为：0.790.791.58112，所以反应的化学方程式为：X(g)Y(g)2Z(g)，D错误。3某密闭容器中充入等物质的量的A和B，一定温度下发生反应A(g)xB(g)2C(g)，达到平衡后，在不同的时间段内，下列说法中正确的是()A3040 min间该反应使用了催化剂B化学方程式中的x1，正反应为吸热反应C30 min时降低温度，40 min时升高温度D8 min前A的平均反应速率为0.08 mol/(Lmin)解析：选DA项，若使用催化剂，则化学反应速率加快，故错误；由物质的量浓度时间图像可知，A、B的浓度变化相同，故A、B的化学计量数相同，都为1；由反应速率时间图像可知，30 min时改变的条件为减小压强，40 min时改变的条件为升高温度，且升高温度平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应。8 min前A的平均反应速率为(2.00 mol/L1.36 mol/L)/8 min0.08 mol/(Lmin)。4(xx成都模拟)可逆反应N23H22NH3是工业上合成氨的重要反应。(1)根据图1请写出合成氨的热化学方程式_(热量用E1、E2或E3表示)。(2)图1中虚线部分是通过改变化学反应中的_条件，该条件的改变与图2中哪一时刻条件的改变相同_(用“t1t6”表示)。(3)图2中t3时刻改变的条件是_，t5时刻改变的条件是_。解析：(1)根据图1可知，从N2和H2反应生成1 mol NH3过程中放出的热量为(E3E1) kJ，所以N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为N2(g)3H2(g)2NH3(g)H2(E3E1) kJ/mol。(2)图1中虚线部分表示由反应物到达过渡态的过程中，所需能量减少，说明使用了催化剂，降低了活化能。因为反应N23H22NH3为反应前后气体体积不相等的反应，在图2中，t2时刻改变条件，正、逆反应速率的改变相同，说明改变的外界条件只能是使用了催化剂。(3)t3时改变条件，v正、v逆都同时减小，且v正v正，平衡向逆反应方向移动，只能是升高温度。答案：(1)N2(g)3H2(g)2NH3(g)H2(E3E1) kJ/mol(2)催化剂t2t3 (3)减小压强升高温度【总结提升】根据速率时间图像判断反应条件的方法(1)看图像中正、逆反应速率的变化趋势，两者是同等程度的变化，还是不同程度的变化。同等程度的变化一般从压强(反应前后气体体积不变的反应)和催化剂考虑；若是不同程度的变化，从温度、浓度、压强(反应前后气体体积改变的反应)角度考虑。(2)对于反应速率变化不相等的反应，要注意观察改变某个条件瞬间，正、逆反应速率的大小关系及变化趋势。同时要联系外界条件对反应速率的影响规律，加以筛选、验证、排除。1. (xx天津高考)向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，一定条件下使反应SO2(g)NO2(g)SO3(g)NO(g)达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如图所示。由图可得出的正确结论是()A反应在c点达到平衡状态B反应物浓度：a点小于b点C反应物的总能量低于生成物的总能量Dt1t2时，SO2的转化率：ab段小于bc段解析：选DA项，当反应速率保持不变的时候，反应达到平衡状态，显然c点没有达到平衡，错误；B项，随着反应的进行，反应物的浓度会越来越小，故反应物浓度a点大于b点，错误；C项，如果只考虑浓度对反应速率的影响，正反应速率应该越来越小，但是由图可知，a、b、c三点速率越来越大，这说明反应是放热的，故反应物的总能量高于生成物的总能量，错误；D项，图中曲线ab正下方的面积代表t1时间段内SO2的转化浓度，曲线bc正下方的面积代表t2时间段内SO2的转化浓度，显然曲线bc正下方的面积大，故bc段内SO2的转化率大，正确。2(xx新课标全国卷节选)COCl2的分解反应为COCl2(g)=Cl2(g)CO(g)H108 kJ/mol。反应体系达到平衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化状况如图所示(第10 min到14 min 的COCl2浓度变化曲线未示出)：(1)比较产物CO在23 min、56 min和1213 min时平均反应速率平均反应速率分别以v(23)、v(56)、v(1213)表示的大小_。(2)比较反应物COCl2在56 min和1516 min时平均反应速率的大小：v(56)_v(1516)(填“”或“”)，原因是_。解析：(1)分析图像表示的意义，根据图像可得出平均反应速率为v(56)v(23)v(1213)。(2)分析图像可知反应在56 min和1516 min时，反应温度相同，因为在相同温度时，该反应的反应物浓度越高，反应速率越大，故v(56)v(1516)。答案：(1)v(56)v(23)v(1213)(2)在相同温度时，该反应的反应物浓度越高，反应速率越大3. (xx全国卷节选)反应 Hv(A)v(A)。(3)第阶段：(B)100%50%第阶段：(B)100%38%第阶段：(B)100%19%所以，B的平衡转化率(B)、(B)、(B)中最小的是(B)，其值是19%。答案：(1)132(2)v(A)v(A)v(A)(3)(B)19%(或