（通用版）2022年高考化學一輪復習 第七章 第一節(jié) 化學反應速率及其影響因素學案（含解析）

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1、（通用版）2022年高考化學一輪復習 第七章 第一節(jié) 化學反應速率及其影響因素學案（含解析） 第一節(jié) 化學反應速率及其影響因素 　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　 1．了解化學反應速率的概念和定量表示方法。 2．了解反應活化能的概念，了解催化劑的重要作用。 3．理解外界條件(濃度、溫度、壓強、催化劑等)對反應速率的影響，能用相關理論解釋其一般規(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。 對于已知反應mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，其化學反應速率可用不同的反應物或生成物來表示，當單位相同時，化學反應速率的數(shù)值之比等

2、于化學方程式中相應物質的化學計量數(shù)之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q，或v(A)＝v(B)＝v(C)＝v(D)。 [注意]?、儆晒絭＝計算得到的反應速率是指某一時間段內的平均反應速率而不是某一時刻的瞬時反應速率。 ②同一化學反應在相同條件下用不同物質表示的化學反應速率，其數(shù)值可能不同，但表示的意義相同。 ③不能用固體或純液體物質(不是溶液)表示化學反應速率，因為固體和純液體物質的濃度視為常數(shù)。 [題點練通] 化學反應速率的計算 1.(2019·湖北八校聯(lián)考)將6 mol CO2和8 mol H2充入一容積為2 L的密閉容器中(溫度保持不變)，發(fā)生反

3、應CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH<0，測得H2的物質的量隨時間變化如圖所示(圖中字母后的數(shù)字表示對應的坐標)。該反應在8～10 min內CO2的平均反應速率是(　　) A．0.5 mol·L－1·min－1　 B．0.1 mol·L－1·min－1 C．0 mol·L－1·min－1 D．0.125 mol·L－1·min－1 解析：選C　由題圖可知，該反應在8～10 min內，H2的物質的量在對應的c、d點都是2 mol，因此v(H2)＝＝0 mol·L－1·min－1，根據化學反應速率之比等于化學計量數(shù)之比可得v(CO2)＝×v(H2)＝0 m

4、ol·L－1·min－1。 2．(2014·北京高考)一定溫度下，10 mL 0.40 mol·L－1 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)如表。 t/min 0 2 4 6 8 10 V(O2)/mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9 下列敘述不正確的是(溶液體積變化忽略不計)(　　) A．0～6 min的平均反應速率： v(H2O2)≈3.3×10－2mol·L－1·min－1 B．6～10 min的平均反應速率： v(H2O2)<3.3×10－2mol·L－1·min－1 C．反應至6 m

5、in時，c(H2O2)＝0.30 mol·L－1 D．反應至6 min時，H2O2分解了50% 解析：選C　根據題目信息可知，0～6 min，生成 22.4 mL(標準狀況)氧氣，消耗0.002 mol H2O2，則v(H2O2)≈3.3×10－2 mol·L－1·min－1，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－1，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。 [方法規(guī)律] 化學反應速率計算的3種常用方法 (1)定義式法

6、 v＝＝。 (2)比例關系法 化學反應速率之比等于化學計量數(shù)之比，如mA(g)＋nB(g)===pC(g)中，v(A)∶v(B)∶v(C)＝m∶n∶p或v(A)＝v(B)＝v(C)。 (3)三段式法 列起始量、轉化量、最終量，再根據定義式或比例關系計算。 對于反應mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，起始時A的濃度為a mol·L－1，B的濃度為b mol·L－1，反應進行至t1 s 時，A消耗了x mol·L－1，則化學反應速率可計算如下： 　　　　　　　　mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 起始/(mol·L－1) a b

7、 0 0 轉化/(mol·L－1) x t1/(mol·L－1) a－x b－ 則：v(A)＝ mol·L－1·s－1，v(B)＝ mol·L－1·s－1， v(C)＝ mol·L－1·s－1，v(D)＝ mol·L－1·s－1。 化學反應速率的比較 3.(2019·宿州模擬)對于反應2A(g)＋B(g) 3C(g)＋4D(g)，表示該反應的速率最快的是(　　) A．v(A)＝0.5 mol·L－1·s－1 B．v(B)＝0.3 mol·L－1·s－1 C．v(C)＝0.8 mol·L

8、－1·s－1 D．v(D)＝1.0 mol·L－1·s－1 解析：選B　均用v(B)表示。A項，v(B)＝v(A)＝0.25 mol·L－1·s－1；C項，v(B)＝v(C)＝ mol·L－1·s－1；D項，v(B)＝v(D)＝0.25 mol·L－1·s－1。 4．反應A(g)＋3B(g)===2C(g)＋2D(g)在四種不同情況下的反應速率分別為①v(A)＝0.45 mol·L－1·s－1　②v(B)＝0.6 mol·L－1·s－1?、踲(C)＝0.4 mol·L－1·s－1?、躹(D)＝0.45 mol·L－1·s－1。 上述反應速率的大小關系為____________。 解析

9、：用比值法比較反應速率的大小，v(A)＝0.45 mol·L－1·s－1；v(B)＝0.2 mol·L－1·s－1；v(C)＝0.2 mol·L－1·s－1；v(D)＝0.225 mol·L－1·s－1，故①>④>②＝③。 答案：①>④>②＝③ [方法規(guī)律] 化學反應速率的2種比較方法 (1)轉化同一物質法 將同一反應中用不同物質表示的反應速率轉化成用同一種物質表示的反應速率，再進行比較。如對于反應2SO2＋O22SO3，如果①v(SO2)＝2 mol·L－1·min－1，②v(O2)＝3 mol·L－1·min－1，③v(SO3)＝4 mol·L－1·min－1，比較反應速率的大小

10、時，可以將三者表示的反應速率都轉化為用O2表示的反應速率，再作比較。換算后①v(O2)＝1 mol·L－1·min－1，③v(O2)＝2 mol·L－1·min－1，則反應速率的大小順序為②>③>①。 (2)比值法 用各物質表示的反應速率除以對應各物質的化學計量數(shù)，然后再對求出的數(shù)值進行大小排序，數(shù)值大的反應速率快。如反應mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，若>，則反應速率A>B。 無論采用何種方法，都要確保所比較化學反應速率的單位統(tǒng)一。 考點(二)　影響化學反應速率的因素 【點多面廣精細研】 1．主要因素——內因 反應物本身的性質是影響化學反應速率的主要因素。

11、 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 [注意]　E1為正反應的活化能，E2為逆反應的活化能，且ΔH＝E1－E2，E3為使用催化劑時正反應的活化能。 　③有效碰撞：活化分子之間能夠引發(fā)化學反應的碰撞。 (2)活化分子、有效碰撞與反應速率的關系 [小題練微點] 1．判斷下列說法的正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。 (1)可逆反應達到平衡后，增大反應物的濃度，正反應速率增大，逆反應速率減小(　　) (2)增大反應體系的壓強，反應速率不一

12、定增大(　　) (3)對有氣體參加的反應體系，縮小容器體積，能夠增大活化分子的百分含量，所以反應速率增大(　　) (4)鐵與濃硫酸反應時，硫酸的濃度越大，產生H2的速率越快(　　) (5)對于可逆反應FeCl3＋3KSCNFe(SCN)3＋3KCl，增加氯化鉀濃度，逆反應速率加快(　　) 答案：(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)× 2．(1)形狀、大小相同的鎂、鋁、鐵、鉛四種金屬與濃度相同的鹽酸反應，生成H2的速率快慢順序是___________________________________________________________。 (2)對于Fe＋2HC

13、l===FeCl2＋H2↑，改變下列條件對生成氫氣的速率有何影響？(填“增大”“減小”“不變”或“不產生氫氣”) ①升高溫度：____________；②增大鹽酸濃度：___________； ③增大鐵的質量：___________；④增加鹽酸的體積：_________； ⑤把鐵片改成鐵粉：_______；⑥滴加幾滴CuSO4溶液：_______； ⑦加入NaCl固體：___________；⑧增大壓強：___________； ⑨將反應中的稀鹽酸改為濃H2SO4：________。 (3)Zn與鹽酸反應，真正影響反應速率的是________的濃度，而與________的濃度無關。

14、 (4)一定溫度下，反應N2(g)＋O2(g)2NO(g)在密閉容器中進行，回答下列措施對化學反應速率的影響。(填“增大”“減小”或“不變”) ①縮小體積使壓強增大：_______；②恒容充入N2：_______；③恒容充入He：_______；④恒壓充入He：_______。 答案：(1)v(Mg)>v(Al)>v(Fe)>v(Pb) (2)①增大?、谠龃蟆、鄄蛔儭、懿蛔儭、菰龃? ⑥增大　⑦不變?、嗖蛔儭、岵划a生氫氣 (3)H＋　Cl－ (4)①增大?、谠龃蟆、鄄蛔儭、軠p小 影響化學反應速率的因素 1.(2019·貴陽模擬)在一密閉容器中充入1 mol H2和1

15、 mol I2，壓強為p(Pa)，并在一定溫度下使其發(fā)生反應：H2(g)＋I2(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 mol H2(g)，反應速率一定加快 B．保持容器容積不變，向其中加入1 mol N2(N2不參加反應)，反應速率一定加快 C．保持容器內氣體壓強不變，向其中加入1 mol N2(N2不參加反應)，反應速率一定加快 D．保持容器內氣體壓強不變，向其中加入1 mol H2(g)和1 mol I2(g)，反應速率一定加快 解析：選A　增大H2的物質的量且保持容器容積不變，H2的濃度增大，反應速率加快，A項正確；保持容

16、器容積不變，向其中加入1 mol N2(N2不參加反應)，反應混合物各組分的濃度不變，反應速率不變，B項錯誤；保持容器內氣體壓強不變，向其中充入1 mol N2(N2不參加反應)，容器體積增大，各組分的濃度減小，反應速率減小，C項錯誤；保持容器內氣體壓強不變，向其中加入1 mol H2(g)和1 mol I2(g)，因容器的體積變?yōu)樵瓉淼?倍，起始物質的量變?yōu)樵瓉淼?倍，則濃度不變，反應速率不變，D項錯誤。 2．(2019·福州質檢)某恒容密閉容器中進行反應：SO2(g)＋NO2(g) SO3(g)＋NO(g)　ΔH＝a kJ·mol－1；某科研小組通過實驗測出SO2的轉化率(SO2、NO起

17、始量一定)隨條件P的變化情況如圖所示，下列說法中正確的是(　　) A．10～15 min內反應速率小于15～20 min的反應速率，P為升高溫度 B．10～20 min內反應速率小于20～40 min的反應速率，P為減小SO3的濃度 C．10～15 min內反應速率大于40～50 min的反應速率，P為減小壓強 D．該反應中，隨著反應物濃度的減小，反應速率一直減小 解析：選A　在相同時間內，轉化率變化值越大，表明反應中消耗的反應物越多，反應速率越大。由題圖數(shù)據知，10～15 min、15～20 min內，反應物轉化率變化值分別為3.7%、4.5%，故后一個時間段內反應速率較快，隨

18、著反應的進行，反應物濃度減小，又因容器容積不變，故改變的條件只能是升溫，A正確，C、D項錯誤；10～20 min、20～40 min 內，反應物轉化率變化值分別為8.2%、10.3%(時間間隔不同)，故10～20 min內消耗的反應物比20～40 min消耗的多，反應速率快，B項錯誤。 [歸納拓展]　影響化學反應速率的因素 (1)升高溫度，不論是放熱反應還是吸熱反應，化學反應速率均加快。 (2)催化劑能同等程度的改變正、逆化學反應速率，但不能改變反應進行的程度。 (3)增大反應物濃度或生成物濃度，正、逆反應速率均加快。 (4)壓強及“惰性氣體”對化學反應速率的影響 ①充入“惰性氣體

19、”對化學反應速率的影響： 恒溫 恒容 充入“惰性氣體”總壓強增大，但各物質的濃度不變(活化分子濃度不變)，反應速率不變 恒溫 恒壓 充入“惰性氣體”體積增大各反應物濃度減小(活化分子濃度減小)反應速率變慢 ②對于沒有氣體參加的反應，改變體系壓強，反應物的濃度不變，則化學反應速率不變。 (5)固體反應物量的增減，不能改變化學反應速率，固體反應物的表面積改變才能改變化學反應速率。 “控制變量法”探究影響化學反應速率的因素 3.(2017·江蘇高考)H2O2分解速率受多種因素影響。實驗測得70 ℃時不同條件下H2O2濃度隨時間的變化如圖所示。下列說法正確的是(　　)

20、 A．圖甲表明，其他條件相同時，H2O2濃度越小，其分解速率越快 B．圖乙表明，其他條件相同時，溶液pH越小，H2O2分解速率越快 C．圖丙表明，少量Mn2＋存在時，溶液堿性越強，H2O2分解速率越快 D．圖丙和圖丁表明，堿性溶液中，Mn2＋對H2O2分解速率的影響大 解析：選D　由圖甲可知，起始時H2O2的濃度越小，曲線下降越平緩，說明反應速率越慢，A項錯誤；由圖乙可知，OH－的濃度越大，pH越大，曲線下降越快，即H2O2分解越快，B項錯誤；由圖丙可知，相同時間內，0.1 mol·L－1NaOH條件下H2O2分解最快，0 mol·L－1NaOH條件下H2O2分解最慢，而1.0 mol

21、·L－1NaOH條件下H2O2的分解速率處于中間，C項錯誤；由圖丁可知，Mn2＋濃度越大，H2O2的分解速率越快，說明Mn2＋對H2O2分解速率影響較大，D項正確。 [方法規(guī)律]　“控制變量法”的解題策略 利用“斷點”突破v-t圖像 4.(2019·天津質檢)向1 L的密閉容器中加入1 mol X、0.3 mol Z 和一定量的Y三種氣體。一定條件下發(fā)生反應，各物質的濃度隨時間的變化如圖甲所示。圖乙為t2時刻后改變反應條件，平衡體系中反應速率隨時間變化的情況，且四個階段都各改變一種不同的條件。下列說法不正確的是(　　) A．Y的起始物質的量為0.5 mol B．該反應的化

22、學方程式為2X(g)＋Y(g) 3Z(g)　ΔH<0 C．若t0＝0，t1＝10 s，則t0～t1階段的平均反應速率為v(Z)＝0.03 mol·L－1·s－1 D．反應物X的轉化率t6點比t3點高 解析：選B　t4～t5階段反應速率降低，但平衡不移動，說明t4時刻改變的條件為減小壓強，即反應前后氣體化學計量數(shù)之和相等，X的濃度減小，為反應物，變化為(1－0.8)mol·L－1＝0.2 mol·L－1，Z的濃度增大，為生成物，變化為(0.6－0.3)mol·L－1＝0.3 mol·L－1，則X和Z的化學計量數(shù)之比為2∶3，則Y的化學計量數(shù)為1，Y的濃度變化為0.2 mol·L－1×＝0.

23、1 mol·L－1，Y為反應物，因此起始時Y的物質的量為(0.1＋0.4)mol·L－1×1 L＝0.5 mol，A項正確；根據選項A的分析，反應方程式為2X(g)＋Y(g) 3Z(g)，根據圖乙，t5時刻改變的條件應為溫度，正、逆反應速率均升高，因此應是升高溫度，因v正>v逆反應向正反應方向進行，說明正反應是吸熱反應，即ΔH>0，B項錯誤；根據化學反應速率表達式可知，v(Z)＝＝0.03 mol·L－1·s－1，C項正確；t5～t6 階段，平衡向正反應方向移動，X的轉化率升高，而t3～t5 階段，平衡不移動，所以X的轉化率為t6點比t3點高，D項正確。 [歸納拓展] 1．速率—時間圖像“

24、斷點”分析 當可逆反應達到一種平衡后，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，即出現(xiàn)“斷點”。根據“斷點”前后的速率大小，即可對外界條件的變化情況作出判斷。如圖，t1時刻改變的條件可能是使用了催化劑或增大壓強(僅適用于反應前后氣體物質的量不變的反應)。 2．常見含“斷點”的速率變化圖像分析 圖像 t1時 刻所 改變 的條 件 溫 度 升高 降低 升高 降低 適合正反應為放熱的反應 適合正反應為吸熱的反應 壓 強 增大 減小 增大 減小 適合正反應為氣體物質的量增大的反應 適合正反應為氣體物

25、質的量減小的反應 1．下列各組反應(表內物質均為反應物)在剛開始時，產生H2速率最快的是(　　) 編號 金屬 物質的量 酸的濃度 酸的體積 溫度 A Al 0.1 mol 10 mL 60 ℃ B Mg 0.1 mol 3 mol·L－1 H2SO4 10 mL 30 ℃ C Fe 0.1 mol 3 mol·L－1 H2SO4 10 mL 60 ℃ D Mg 0.1 mol 3 mol·L－1 H2SO4 10 mL 60 ℃ 點撥：常溫下，Al遇濃H2SO4發(fā)生鈍化，加熱條件下可以反應生成SO2?！　　　? 解析

26、：選D　Al與18.4 mol·L－1 H2SO4溶液(濃硫酸)在加熱條件下發(fā)生反應生成SO2，不能產生H2；Mg的活潑性比Fe強，相同溫度下，與3 mol·L－1 H2SO4溶液反應時，Mg產生H2的速率更快；升高溫度，反應速率加快，故產生H2速率最快的是D項。 2．下列操作中，未考慮化學反應速率影響因素的是(　　) A．實驗室由乙醇生成乙烯，溫度控制在170 ℃而不是140 ℃ B．KMnO4溶液與H2C2O4溶液反應時加入MnSO4 C．銅與濃硫酸反應時將銅絲繞成螺旋狀 D．實驗室制備氫氣時滴入幾滴CuSO4溶液 解析：選A　乙醇與濃硫酸加熱反應時，反應溫度不同，所得產物不同

27、，170 ℃時生成乙烯，而140 ℃時生成乙醚，A項未考慮化學反應速率影響因素；KMnO4溶液與H2C2O4反應時，MnSO4作催化劑，加入其中可加快反應速率，B項考慮了化學反應速率影響因素；銅與濃硫酸反應時，將銅絲繞成螺旋狀，可增大銅絲與濃硫酸的接觸面積，加快反應速率，C項考慮了化學反應速率影響因素；制備H2時滴入CuSO4 溶液能形成原電池反應，加快反應速率，D項考慮了化學反應速率影響因素。 3．對水樣中溶質進行研究。在相同溫度下，M的物質的量濃度(mol·L－1)隨時間(min)變化的有關實驗數(shù)據如表。 時間 c (M) 水樣 0 5 10 15 20 25 Ⅰ(p

28、H＝2) 0.40 0.28 0.19 0.13 0.10 0.09 Ⅱ(pH＝4) 0.40 0.31 0.24 0.20 0.18 0.16 Ⅲ(pH＝4) 0.20 0.15 0.12 0.09 0.07 0.05 Ⅳ(pH＝4，含Cu2＋) 0.20 0.09 0.05 0.03 0.01 0 下列說法不正確的是(　　) A．在0～20 min內，Ⅰ中M的分解速率為0.015 mol·L－1·min－1 B．水樣酸性越強，M的分解速率越快 C．在0～25 min內，Ⅲ中M的分解百分率比Ⅱ大 D．由于Cu2＋存在，Ⅳ中M的分

29、解速率比Ⅰ快 點撥：M的分解速率指單位時間內c(M)的減少量，分析題表知，酸性越強，化學反應速率越快，催化劑Cu2＋能加快分解速率?！　　　? 解析：選D　在0～20 min內，水樣Ⅰ中c(M)由0.40 mol·L－1減小為0.10 mol·L－1，則M的分解速率v(M)＝＝0.015 mol·L－1·min－1，A正確；水樣Ⅰ的pH小于水樣Ⅱ的pH，起始c(M)相等，相同時間內水樣Ⅰ中Δc(M)大于水樣Ⅱ中Δc(M)，則水樣的酸性越強，M的分解速率越快，B正確；在0～25 min內，水樣Ⅲ中M的分解百分率為×100%＝75%，水樣Ⅱ中M的分解百分率為×100%＝60%，則水樣Ⅲ中M的

30、分解百分率比水樣Ⅱ大，C正確；水樣Ⅰ、Ⅳ的pH和起始c(M)不同，且水樣Ⅳ中含有Cu2＋，多個反應條件不同，不符合實驗探究時的“單一變量”原則，無法確定某單一變量對M的分解速率的影響，且本題中Ⅳ中M的分解速率比Ⅰ慢，D錯誤。 4．如表所示是稀硫酸與某金屬反應的實驗數(shù)據： 實驗 序號 金屬質 量/g 金屬 狀態(tài) c(H2SO4) /(mol·L－1) V(H2SO4) /mL 溶液溫度/℃ 金屬消失 的時間/s 反應前 反應后 1 0.10 絲 0.5 50 20 34 500 2 0.10 粉末 0.5 50 20 35 50

31、3 0.10 絲 1.0 50 20 35 125 4 0.10 絲 1.0 50 35 50 50 分析上述數(shù)據，回答下列問題： (1)實驗1和2表明，__________________對反應速率有影響，而且____________，則反應速率越快。 (2)表明反應物的實驗是______(填實驗序號)。 (3)實驗中影響反應速率的其他因素還有________，其實驗序號是________(填實驗序號)。 (4)實驗中的所有反應，反應前后溶液的溫度變化值(約15 ℃)相近，推測其原因：__________________________________

32、______________________________________ ________________________________________________________________________。 點撥：濃度是指真正參與反應的離子或物質的濃度，如Zn與鹽酸反應，真正影響反應速率的是c(H＋)，而與c(Cl－)無關。本題是要選c(H2SO4)不同，其他條件完全相同的實驗?！　　　? 解析：(1)實驗1和2中金屬的狀態(tài)不同，其他條件幾乎相同，表明固體反應物的表面積對反應速率有影響，而且表面積越大，則反應速率越快。(2)實驗1和3中只有反應物的濃度不同，其他條件幾乎相同，根據實驗1和3可知，反應物濃度對反應速率產生影響，且濃度越大，反應速率越快。(3)根據實驗3和4可知，反應溫度也會影響反應速率。(4)實驗的所有反應中，硫酸可能均過量，等質量的金屬完全反應，放出的熱量相等，所以使等體積溶液的溫度升高值相近。 答案：(1)固體反應物的表面積　表面積越大　(2)1和3　(3)反應溫度　3和4 (4)可能是硫酸過量，等質量的金屬完全反應，放出的熱量相等，所以使等體積溶液的溫度升高值相近