(江蘇專(zhuān)版)2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題五 第十八講 化學(xué)反應(yīng)速率及其影響因素學(xué)案(含解析)
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1、(江蘇專(zhuān)版)2022年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題五 第十八講 化學(xué)反應(yīng)速率及其影響因素學(xué)案(含解析) [江蘇考綱要求] ——————————————————————————————————— 1.了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念和平均反應(yīng)速率的表示方法。 2.理解溫度、濃度、壓強(qiáng)、催化劑等對(duì)反應(yīng)速率影響的一般規(guī)律。 3.認(rèn)識(shí)催化劑在生產(chǎn)生活和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用。 4.認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)速率的調(diào)控在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用。 化學(xué)反應(yīng)速率 [教材基礎(chǔ)—自熱身] 1.化學(xué)反應(yīng)速率 化學(xué)反應(yīng)速率是用來(lái)衡量化學(xué)反應(yīng)快慢程度的物理量。通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減
2、少或生成物濃度的增加來(lái)表示,其計(jì)算公式為v(A)=,單位為mol·L-1·min-1或mol·L-1·s-1。 [注意] (1)由v=計(jì)算的化學(xué)反應(yīng)速率是平均速率而不是瞬時(shí)速率,且無(wú)論用反應(yīng)物還是生成物表示均取正值。 (2)同一化學(xué)反應(yīng),相同條件下用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)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表示化學(xué)反應(yīng)速率,因?yàn)楣腆w或純液體的濃度視為常數(shù)。 (4)化學(xué)反應(yīng)速率越快,反應(yīng)現(xiàn)象不一定越明顯。 2.常用關(guān)系式 對(duì)于反應(yīng):mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),反應(yīng)速率之比=化學(xué)計(jì)量數(shù)之比=物質(zhì)的量變化之比=物質(zhì)的量濃度變化之比,即v(A
3、)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q=Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)=Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)∶Δc(D)。 [知能深化—掃盲點(diǎn)] 對(duì)于反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),開(kāi)始(t1s)時(shí)A的濃度為 a mol·L-1,B的濃度為b mol·L-1,反應(yīng)進(jìn)行到某一時(shí)刻(t2s)時(shí),A消耗了x mol·L-1,則化學(xué)反應(yīng)速率可計(jì)算如下: mA(g)+nB(g)pC(g) +qD(g) 起始(mol·L-1) a b 0 0 轉(zhuǎn)化(mol·L-1) x 某一
4、時(shí)刻(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。 [對(duì)點(diǎn)練] 1.NH3和O2在一定條件下發(fā)生反應(yīng):4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g),現(xiàn)向一容積不變的2 L密閉容器中充入4 mol NH3和3 mol O2,4 min后反應(yīng)達(dá)到平衡,測(cè)得生成的H2O占混合氣體體積的40%,則下列表示此段時(shí)間內(nèi)該反應(yīng)的平均速率不正確的是( ) A.v(N2)=0.125 mol·L-1·min-1 B.
5、v(H2O)=0.375 mol·L-1·min-1 C.v(O2)=0.225 mol·L-1·min-1 D.v(NH3)=0.250 mol·L-1·min-1 解析:選C 設(shè)轉(zhuǎn)化的NH3的物質(zhì)的量為x mol, 4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) n(始)/mol 4 3 0 0 n(變)/mol x 0.75x 0.5x 1.5x n(平)/mol 4-x 3-0.75x 0.5x 1.5x 由×100%=40%, 解得x=2,v(NH3)==0.25
6、0 mol·L-1·min-1,則v(O2)=0.187 5 mol·L-1·min-1,v(N2)=0.125 mol·L-1·min-1,v(H2O)=0.375 mol·L-1·min-1。 提能點(diǎn)(二) 化學(xué)反應(yīng)速率大小的比較 (1)同一物質(zhì)比較法。換算成同一物質(zhì)表示的速率,再比較數(shù)值的大小。 (2)比值比較法。比較化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計(jì)量數(shù)的比值,即對(duì)于一般反應(yīng)aA+bBcC+dD,比較與,若>,則A表示的化學(xué)反應(yīng)速率比B表示的大。該方法可以理解為假設(shè)某種反應(yīng)物或產(chǎn)物P,其化學(xué)計(jì)量數(shù)為1,然后把題目中每種物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率都折算成P的反應(yīng)速率,然后進(jìn)行比較大小,當(dāng)然v(P)大
7、的反應(yīng)速率就大。 (3)歸一法。當(dāng)化學(xué)反應(yīng)速率單位一致時(shí),可用各物質(zhì)的速率除以該物質(zhì)前面的化學(xué)計(jì)量數(shù),即全部“歸一”,然后比較,數(shù)值大的反應(yīng)速率最大。 [對(duì)點(diǎn)練] 2.反應(yīng)A(g)+3B(g)===2C(g)+2D(g)在四種不同情況下的反應(yīng)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 ④v(D)=0.45 mol·L-1· s-1。下列有關(guān)反應(yīng)速率的比較中正確的是( ) A.④>③=②>① B.①>④>②=③ C.①>②>③>④ D.④>③>②>① 解析:選B 用比值
8、法進(jìn)行反應(yīng)速率大小的比較,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,B項(xiàng)正確。 [題點(diǎn)全練—過(guò)高考] 題點(diǎn)一 化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算 1.已知反應(yīng)X(g)+3Y(g)2Z(g) ΔH=-a kJ·mol-1,一定條件下,將1 mol X和3 mol Y通入2 L的恒容密閉容器中,反應(yīng)10 min,測(cè)得Y的物質(zhì)的量為2.4 mol。下列說(shuō)法正確的是( ) A.10 min內(nèi),Y的平均反應(yīng)速率為0.03 mol·L-1·min-1 B.第
9、10 min時(shí),X的反應(yīng)速率為0.01 mol·L-1·min-1 C.10 min內(nèi),消耗0.2 mol X,生成0.2 mol Z D.10 min內(nèi),X和Y反應(yīng)放出的熱量為a kJ 解析:選A X(g)+3Y(g)2Z(g) 開(kāi)始/mol: 1 3 0 轉(zhuǎn)化/mol: 0.2 0.6 0.4 10 min/mol: 0.8 2.4 0.4 10 min內(nèi),Y的平均反應(yīng)速率為0.6 mol÷(2 L×10 min)=0.03 mol·L-1·min-1,A正確;10 min內(nèi),X的平均反應(yīng)速率為0.2 mol÷(2 L×10 min)=0.0
10、1 mol·L-1·min-1,不能計(jì)算即時(shí)速率,B錯(cuò)誤;由上述分析可知,10 min內(nèi),消耗0.2 mol X,生成0.4 mol Z,C錯(cuò)誤;1 mol X與3 mol Y完全反應(yīng)放出熱量為a kJ,則10 min內(nèi),X和Y反應(yīng)放出的熱量為0.2a kJ,D錯(cuò)誤。 2.反應(yīng)4A(s)+3B(g)2C(g)+D(g),經(jīng)2 min后,B的濃度減少了0.6 mol·L-1。對(duì)此反應(yīng)速率的正確表示是( ) A.用A表示的反應(yīng)速率是0.8 mol·L-1·s-1 B.分別用B、C、D表示的反應(yīng)速率,其比值是3∶2∶1 C.在2 min末時(shí)的反應(yīng)速率,用反應(yīng)物B來(lái)表示是0.3 mol·
11、L-1·min-1 D.在這2 min內(nèi)用B和C表示的反應(yīng)速率的值都是相同的 解析:選B A項(xiàng),A物質(zhì)是固體,濃度視為常數(shù),不能用來(lái)表示反應(yīng)速率,錯(cuò)誤;化學(xué)反應(yīng)速率之比等于相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,其比值為3∶2∶1,B正確、D錯(cuò)誤;C項(xiàng),v(B)=mol·L-1·min-1=0.3 mol·L-1·min-1,但化學(xué)反應(yīng)速率是平均速率,不是瞬時(shí)速率,錯(cuò)誤。 3.已知:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),若反應(yīng)速率分別用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)/(mol·L-1·min-1)表示,則正確的關(guān)系式是( ) A.v(NH3)=v(O2)
12、 B.v(O2)=v(H2O) C.v(NH3)=v(H2O) D.v(O2)=v(NO) 解析:選D 根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比可知,v(O2)=v(NH3)、v(H2O)=v(O2)、v(H2O)=v(NH3)、v(NO)=v(O2)。 4.(2019·昆山一中月考)某溫度時(shí),在2 L容器中,X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。由圖中數(shù)據(jù)分析: (1)該反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物分別是___________、___________, 反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)______________________________。 (2)反應(yīng)開(kāi)始至2 min,Z的
13、平均速率為_(kāi)_______________。 解析:(1)由圖可知Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)=0.3∶0.1∶0.2=3∶1∶2,所以反應(yīng)的化學(xué)方程式為3X+Y2Z。(2)Δn(Z)=0.2 mol,v(Z)==0.05 mol·L-1·min -1。 答案:(1)X、Y Z 3X+Y2Z (2)0.05 mol·L-1·min -1 [規(guī)律方法] 解化學(xué)反應(yīng)速率題的3點(diǎn)注意 (1)濃度變化只適用于氣體和溶液中的溶質(zhì),對(duì)于固體或純液體的反應(yīng)物,其濃度視為常數(shù),故一般不用固體或純液體物質(zhì)表示化學(xué)反應(yīng)速率。 (2)化學(xué)反應(yīng)速率越快不等于化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象越明顯,如某些中和反應(yīng)
14、。 (3)計(jì)算反應(yīng)速率時(shí),若給出的是物質(zhì)的量變化值,要轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的量的濃度的變化值(計(jì)算時(shí)一定要除以體積)再進(jìn)行計(jì)算。 題點(diǎn)二 化學(xué)反應(yīng)速率大小的比較 5.在四個(gè)不同的容器中,在不同的條件下進(jìn)行合成氨反應(yīng):N2+3H22NH3。根據(jù)在相同時(shí)間內(nèi)測(cè)定的結(jié)果判斷,生成氨的速率最快的是( ) A.v(H2)=0.01 mol·L-1·s-1 B.v(N2)=0.3 mol·L-1·min-1 C.v(NH3)=0.15 mol·L-1·min-1 D.v(H2)=0.3 mol·L-1·min-1 解析:選B 在速率單位相同時(shí),把速率除以其相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù),數(shù)值大者,反應(yīng)速
15、率快。A項(xiàng),v(H2)=0.01 mol·L-1·s-1=0.6 mol·L-1·min-1,v(H2)=0.2 mol·L-1·min-1;B項(xiàng),v(N2)=0.3 mol·L-1·min-1;C項(xiàng),v(NH3)=0.075 mol·L-1·min-1,D項(xiàng),v(H2)=0.1 mol·L-1·min-1。由此可知,B項(xiàng)中表示的反應(yīng)速率最快。 6.對(duì)于反應(yīng)A+BAB來(lái)說(shuō),常溫下按以下情況進(jìn)行反應(yīng): ①20 mL溶液中含A、B各0.01 mol?、?0 mL溶液中含A、B各0.05 mol?、?.1 mol· L-1的A、B溶液各10 mL?、?.5 mol·L-1的A、B溶液各50
16、 mL 四者反應(yīng)速率的大小關(guān)系是( ) A.②>①>④>③ B.④>③>②>① C.①>②>④>③ D.①>②>③>④ 解析:選A?、僦衏(A)=c(B)==0.5 mol·L-1; ②中c(A)=c(B)==1 mol·L-1; ③中c(A)=c(B)==0.05 mol·L-1; ④中c(A)=c(B)==0.25 mol·L-1。 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 在其他條件一定的情況下,濃度越大,化學(xué)反應(yīng)速率越大,所以反應(yīng)速率由大到小的順序?yàn)棰?①>④>③。 [教材基礎(chǔ)—自熱身] 1.內(nèi)因(決定因素) 反應(yīng)物本身的性質(zhì)。 2.外因 若其他條件
17、不變,改變下列條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響如下: 條件的改變(其他條件不變) 速率的改變 濃度 增大反應(yīng)物濃度 速率加快 減小反應(yīng)物濃度 速率減慢 壓強(qiáng)(對(duì)于有氣體參加的反應(yīng)) 增大壓強(qiáng) 速率加快 減小壓強(qiáng) 速率減慢 溫度 升高溫度 速率加快 降低溫度 速率減慢 催化劑 加入正催化劑 速率加快,若為可逆反應(yīng),則等倍數(shù)加快正逆反應(yīng)速率 反應(yīng)物接觸面積 增大接觸面積 速率加快 其他因素 光輻射、放射線、 超聲波等 可能加快也可能減慢速率 [知能深化—掃盲點(diǎn)] 提能點(diǎn)(一) 有效碰撞理論 1.相關(guān)概念 (1)有效碰撞:分子間可以發(fā)生化學(xué)反
18、應(yīng)的碰撞。 (2)活化分子:能量較高,可以發(fā)生有效碰撞的分子。 (3)活化能:分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榛罨肿铀枰哪芰俊? 如圖所示, 圖中:E1為正反應(yīng)的活化能,使用催化劑時(shí)的活化能為E3,反應(yīng)熱為E1-E2。(注:E2為逆反應(yīng)的活化能) 2.外界條件改變,引起反應(yīng)速率改變的本質(zhì)原因 [對(duì)點(diǎn)練] 1.在恒容條件下,能使NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g)的正反應(yīng)速率增大且活化分子的百分?jǐn)?shù)也增加的措施是( ) A.增大NO2或CO的濃度 B.減小CO2或NO的濃度 C.通入Ne使氣體的壓強(qiáng)增大 D.升高反應(yīng)的溫度 解析:選D A、B為改變濃度,可改變
19、反應(yīng)速率,但活化分子的百分?jǐn)?shù)不變;通入Ne使氣體的壓強(qiáng)增大,不改變參加反應(yīng)氣體的濃度,反應(yīng)速率不變;升高溫度,可增大活化分子百分?jǐn)?shù),反應(yīng)速率增大,D正確。 提能點(diǎn)(二) 反應(yīng)速率的影響因素 1.影響化學(xué)反應(yīng)速率最主要的因素是反應(yīng)物本身的性質(zhì)。 2.升高溫度,不論是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng),化學(xué)反應(yīng)速率都加快,但吸熱方向速率增大的幅度更大,溫度每升高10 ℃,化學(xué)反應(yīng)速率增加2~4倍。 3.壓強(qiáng)及惰性氣體對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 (1)改變壓強(qiáng),實(shí)質(zhì)是通過(guò)改變濃度來(lái)實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)速率的改變。若壓強(qiáng)改變導(dǎo)致了反應(yīng)物濃度增大或減小,則化學(xué)反應(yīng)速率會(huì)增大或減小。 (2)根據(jù)上述第(1)條原則,充
20、入惰性氣體對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響可分為以下兩種情況: 恒溫恒容 充入“惰性氣體”總壓強(qiáng)增大,但各物質(zhì)的濃度不變(活化分子濃度不變),反應(yīng)速率不變 恒溫恒壓 充入“惰性氣體”體積增大各反應(yīng)物濃度減小(活化分子濃度減小)反應(yīng)速率減慢 (3)對(duì)于沒(méi)有氣體參加的反應(yīng),改變體系壓強(qiáng),反應(yīng)物的濃度不變,則化學(xué)反應(yīng)速率不變。 4.固體反應(yīng)物量的增減,不能改變化學(xué)反應(yīng)速率,固體的表面積改變才能改變化學(xué)反應(yīng)速率。 5.在比較溶液中物質(zhì)的濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響時(shí)不能只看起始加入時(shí)物質(zhì)的濃度,應(yīng)該看加入后其在混合液的濃度。 6.不特別指明,催化劑一般是加快反應(yīng)速率。 [對(duì)點(diǎn)練] 2.(1)形狀、大小
21、相同的鎂、鋁、鐵、鉛四種金屬與濃度相同的鹽酸反應(yīng),生成的H2速率快慢順序是_________________________________________________。 (2)對(duì)于Fe+2HCl===FeCl2+H2↑,改變下列條件對(duì)生成氫氣的速率有何影響?(填“增大”“減小”“不變”或“不產(chǎn)生”) ①升高溫度:____________;②增大鹽酸濃度:___________; ③增大鐵的質(zhì)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
22、壓強(qiáng):___________; ⑨將反應(yīng)中的稀鹽酸改為濃H2SO4:________。 (3)Zn與鹽酸反應(yīng),真正影響反應(yīng)速率的是________的濃度,而與________的濃度無(wú)關(guān)。 (4)一定溫度下,反應(yīng)N2(g)+O2(g)2NO(g)在密閉容器中進(jìn)行,回答下列措施對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。(填“增大”“減小”或“不變”) ①縮小體積使壓強(qiáng)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 ②增大?、鄄蛔儭、懿蛔儭、菰龃? ⑥增大?、?/p>
23、不變 ⑧不變?、岵划a(chǎn)生 (3)H+ Cl- (4)①增大 ②增大?、鄄蛔儭、軠p小 [題點(diǎn)全練—過(guò)高考] 題點(diǎn)一 濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 1.(雙選)反應(yīng)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在一可變?nèi)莘e的密閉容器中進(jìn)行,在其他條件不變的情況下,下列條件的改變對(duì)其反應(yīng)速率幾乎無(wú)影響的是( ) A.增加C的物質(zhì)的量 B.將容器的體積縮小一半 C.保持體積不變,充入N2使體系壓強(qiáng)增大 D.保持壓強(qiáng)不變,充入N2使容器體積變大 解析:選AC C為固體反應(yīng)物,增加其用量,對(duì)反應(yīng)速率幾乎沒(méi)有影響;容器體積縮小一半,相當(dāng)于壓強(qiáng)增大一倍,濃度增大,反應(yīng)速率增大;體積不變,充入
24、N2,體系總壓強(qiáng)增大,但反應(yīng)混合物的濃度并未改變,反應(yīng)速率基本不變;充入N2,使容器的體積增大,總壓強(qiáng)不變,但反應(yīng)混合物的濃度變小,反應(yīng)速率減小。 2.等質(zhì)量的鐵與過(guò)量的鹽酸在不同的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行反應(yīng),測(cè)得在不同時(shí)間(t)內(nèi)產(chǎn)生氣體體積(V)的數(shù)據(jù)如圖。根據(jù)圖示分析實(shí)驗(yàn)條件,下列說(shuō)法中一定不正確的是( ) 組別 對(duì)應(yīng)曲線 c(HCl)/(mol·L-1) 反應(yīng)溫度/℃ 鐵的狀態(tài) 1 a 30 粉末狀 2 b 30 粉末狀 3 c 2.5 塊狀 4 d 2.5 30 塊狀 A.第4組實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)速率最慢 B.第1組實(shí)驗(yàn)中鹽酸的
25、濃度大于 2.5 mol·L-1 C.第2組實(shí)驗(yàn)中鹽酸的濃度等于 2.5 mol·L-1 D.第3組實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)溫度低于30 ℃ 解析:選D 從圖中四條曲線可判斷a反應(yīng)最快,d反應(yīng)最慢,A項(xiàng)正確;第1、2、4組實(shí)驗(yàn)溫度相同,1、2組鐵為粉末狀,反應(yīng)速率:1>2>4,故第1組實(shí)驗(yàn)中鹽酸濃度大于2.5 mol·L-1,第2組實(shí)驗(yàn)中鹽酸的濃度等于2.5 mol·L-1,B、C正確;若第3組實(shí)驗(yàn)的溫度低于30 ℃,在其他條件都相同的情況下反應(yīng)速率應(yīng)該比第4組慢,與實(shí)驗(yàn)事實(shí)不符,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 題點(diǎn)二 溫度、壓強(qiáng)、催化劑、固體表面積等因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 3.已知下列各組反應(yīng)的反應(yīng)物(表中的物質(zhì)
26、均為反應(yīng)物)及溫度,則反應(yīng)開(kāi)始時(shí),放出H2速率最快的是( ) 選項(xiàng) 金屬(大小、形狀相同的粉末)的物質(zhì)的量 酸的濃度及體積 反應(yīng)溫度/℃ A Mg 0.1 mol 3 mol·L-1的硝酸10 mL 60 B Mg 0.1 mol 3 mol·L-1的鹽酸10 mL 30 C Fe 0.1 mol 3 mol·L-1的鹽酸10 mL 60 D Mg 0.1 mol 3 mol·L-1的鹽酸10 mL 60 解析:選D HNO3與Mg反應(yīng)不能產(chǎn)生H2而產(chǎn)生NO,A錯(cuò)誤;B中溫度為30 ℃,低于C、D兩項(xiàng),反應(yīng)速率較??;C、D相比,溫度、酸的濃度一樣
27、,Mg比Fe活潑,反應(yīng)速率較大。 4.反應(yīng)C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在一可變?nèi)莘e的密閉容器中進(jìn)行,下列條件的改變對(duì)其反應(yīng)速率幾乎無(wú)影響的是( ) ①增加C的量?、趯⑷萜鞯捏w積縮小一半?、郾3煮w積不變,充入N2使體系壓強(qiáng)增大?、鼙3謮簭?qiáng)不變,充入N2使容器體積變大 A.①④ B.②③ C.①③ D.②④ 解析:選C 增大固體的量、恒容時(shí)充入惰性氣體對(duì)速率無(wú)影響。 5.草酸與高錳酸鉀在酸性條件下能夠發(fā)生如下反應(yīng): MnO+H2C2O4+H+―→Mn2++CO2↑+H2O(未配平) 用4 mL 0.001 mol·L-1
28、 KMnO4溶液與2 mL 0.01 mol·L-1 H2C2O4溶液,研究不同條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。改變的條件如表所示: 組別 10%硫酸體積/mL 溫度/℃ 其他物質(zhì) Ⅰ 2 20 — Ⅱ 2 20 10滴飽和MnSO4溶液 Ⅲ 2 30 — Ⅳ 1 20 1 mL蒸餾水 (1)該反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為_(kāi)_______。 (2)如果研究催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,使用實(shí)驗(yàn)________和________(用Ⅰ~Ⅳ表示,下同);如果研究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,使用實(shí)驗(yàn)__________和___________________
29、_____________________________________________________。 (3)對(duì)比實(shí)驗(yàn)Ⅰ和Ⅳ,可以研究________對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,實(shí)驗(yàn)Ⅳ中加入1 mL蒸餾水的目的是_____________________________________________。 解析:(1)根據(jù)電子守恒列式可得: n(MnO)×(7-2)=n(H2C2O4)×2×(4-3),則n(MnO)∶n(H2C2O4)=2∶5。(2)研究某一因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響時(shí),要保證其他各條件完全相同。(3)對(duì)比Ⅰ和Ⅳ,反應(yīng)的溫度、溶液的體積等都相同,僅是c(H+)不同,故可研究c
30、(H+)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。 答案:(1)2∶5 (2)Ⅰ?、颉、瘛、? (3)c(H+)(或硫酸溶液的濃度) 確保所有實(shí)驗(yàn)中c(KMnO4)、c(H2C2O4)不變和溶液總體積不變 [規(guī)律方法] 控制變量法探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素的解題策略 (1)確定變量。解答這類(lèi)題目時(shí)首先要認(rèn)真審題,理清影響實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果的因素有哪些。 (2)定多變一。在探究時(shí),應(yīng)該先確定其他的因素不變,只變化一種因素,看這種因素與探究的問(wèn)題存在怎樣的關(guān)系;這樣確定一種以后,再確定另一種,通過(guò)分析每種因素與所探究問(wèn)題之間的關(guān)系,得出所有影響因素與所探究問(wèn)題之間的關(guān)系。 (3)數(shù)據(jù)有效。解答時(shí)注意選擇數(shù)據(jù)(或設(shè)
31、置實(shí)驗(yàn))要有效,且變量統(tǒng)一,否則無(wú)法作出正確判斷。 化學(xué)反應(yīng)速率圖像 [知能深化—掃盲點(diǎn)] 物質(zhì)的量(或物質(zhì)的量濃度)—時(shí)間圖像 例如:某溫度時(shí),在定容(V L)容器中,X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。 (1)由圖像得出的信息 ①X、Y是反應(yīng)物,Z是產(chǎn)物。 ②t3時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡,X、Y沒(méi)有全部反應(yīng)。 (2)根據(jù)圖像可進(jìn)行如下計(jì)算 ①某物質(zhì)的平均反應(yīng)速率、轉(zhuǎn)化率,如:v(X)= mol·L-1·s-1;Y的轉(zhuǎn)化率=×100%。 ②確定化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,如X、Y、Z三種物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為 (n1-n3)∶(n2-n3)
32、∶n2。 [對(duì)點(diǎn)練] 1.一定溫度下,在2 L的密閉容器中,X、Y、Z三種氣體的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如圖所示,下列描述正確的是( ) A.反應(yīng)開(kāi)始到10 s,用Z表示的反應(yīng)速率為0.158 mol·L-1·s-1 B.反應(yīng)開(kāi)始到10 s,X的物質(zhì)的量濃度減少了0.79 mol·L-1 C.反應(yīng)開(kāi)始到10 s,Y的轉(zhuǎn)化率為79.0% D.反應(yīng)的化學(xué)方程式為X(g)+Y(g)Z(g) 解析:選C A項(xiàng),由圖可知,10 s內(nèi)Z的物質(zhì)的量變化量為1.58 mol,用Z表示的反應(yīng)速率為v(Z)==0.079 mol·L-1·s-1,錯(cuò)誤;B項(xiàng),由圖可知,10 s內(nèi)X的物質(zhì)的
33、量變化量為0.79 mol,X的物質(zhì)的量濃度減少量Δc===0.395 mol·L-1,錯(cuò)誤;C項(xiàng),反應(yīng)開(kāi)始到10 s時(shí),Y消耗1.0 mol- 0.21 mol=0.79 mol,Y的轉(zhuǎn)化率=×100%=79.0%,正確;D項(xiàng),由圖像可知,隨反應(yīng)進(jìn)行X、Y的物質(zhì)的量減小,Z的物質(zhì)的量增大,X、Y是反應(yīng)物,Z是生成物,10 s后X、Y、Z的物質(zhì)的量為定值,不為0,反應(yīng)是可逆反應(yīng),且Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)=(1.20-0.41)mol∶(1.00-0.21)mol∶1.58 mol=1∶1∶2,故化學(xué)方程式為X(g)+Y(g)2Z(g),錯(cuò)誤。 2.某酸性工業(yè)廢水中含有K2Cr
34、2O7。光照下,草酸(H2C2O4)能將其中的Cr2O轉(zhuǎn)化為Cr3+。某課題組研究發(fā)現(xiàn),少量鐵明礬[Al2Fe(SO4)4·24H2O]即可對(duì)該反應(yīng)起催化作用。為進(jìn)一步研究有關(guān)因素對(duì)該反應(yīng)速率的影響,探究如下: (1)在25°C下,控制光照強(qiáng)度、廢水樣品初始濃度和催化劑用量相同,調(diào)節(jié)不同的初始pH和一定濃度草酸溶液用量,做對(duì)比實(shí)驗(yàn),完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表(表中不要留空格)。 實(shí)驗(yàn) 編號(hào) 初始pH 廢水樣品 體積/mL 草酸溶液 體積/mL 蒸餾水 體積/mL ① 4 60 10 30 ② 5 60 10 30 ③ 5 60 測(cè)得實(shí)驗(yàn)①和②
35、溶液中的Cr2O濃度隨時(shí)間變化關(guān)系如圖所示。 (2)上述反應(yīng)后草酸被氧化為_(kāi)______________________________________(填化學(xué)式)。 (3)實(shí)驗(yàn)①和②的結(jié)果表明________________________________________________; 實(shí)驗(yàn)①中0~t1時(shí)間段反應(yīng)速率v(Cr3+)=____________ mol·L-1·min-1(用代數(shù)式表示)。 解析:(1)實(shí)驗(yàn)①、②中初始pH不同,為探究pH對(duì)反應(yīng)速率的影響,則實(shí)驗(yàn)②、③為探究一定濃度草酸溶液用量對(duì)反應(yīng)速率的影響,則實(shí)驗(yàn)②、③中試劑總用量應(yīng)相同。(2)草酸中C為+3價(jià)
36、,則其被氧化為CO2。(3)實(shí)驗(yàn)①和②表明pH越小,則Cr2O轉(zhuǎn)化為Cr3+的反應(yīng)速率越快;v(Cr3+)=2v(Cr2O)=×2=mol·L-1·min-1。 答案:(1)20 20(其他合理答案也可) (2)CO2 (3)溶液pH對(duì)該反應(yīng)的速率有影響 速率—時(shí)間圖像 如Zn與足量鹽酸的反應(yīng),化學(xué)反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化出現(xiàn)如圖所示情況。 原因解釋?zhuān)篈B段(v增大),因反應(yīng)為放熱(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng),隨反應(yīng)的進(jìn)行,溫度逐漸升高,化學(xué)反應(yīng)速率逐漸增大;BC段(v減小),主要因?yàn)殡S反應(yīng)的進(jìn)行,溶液中c(H+)逐漸減小,化學(xué)反應(yīng)速率減小。 [對(duì)點(diǎn)練] 3.在恒溫恒容
37、的密閉容器中通入一定量的M、N,發(fā)生反應(yīng):M(g)+2N(g)3P(g)+Q(l),如圖是M的正反應(yīng)速率v(M)隨時(shí)間變化的示意圖,下列說(shuō)法正確的是( ) A.反應(yīng)物M的濃度:a點(diǎn)小于b點(diǎn) B.可能是某種生成物對(duì)反應(yīng)起到催化作用 C.曲線上的c、d兩點(diǎn)都表示達(dá)到反應(yīng)限度 D.平均反應(yīng)速率:ab段大于bc段 解析:選B A項(xiàng),反應(yīng)物M的濃度一直減小,錯(cuò)誤;C項(xiàng),達(dá)到反應(yīng)限度時(shí),v(M)不變,錯(cuò)誤;D項(xiàng),速率的快慢可通過(guò)斜率判斷,bc段大于ab段,錯(cuò)誤。 4.用純凈的CaCO3與100 mL稀鹽酸反應(yīng)制取CO2,實(shí)驗(yàn)過(guò)程記錄如圖所示(CO2的體積已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積)
38、。下列分析正確的是(假設(shè)混合后溶液體積不變)( ) A.OE段表示的平均速率最快 B.EF段,用鹽酸表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為0.4 mol·L-1· min-1 C.OE、EF、FG三段中,該反應(yīng)用CO2表示的平均反應(yīng)速率之比為2∶6∶7 D.F點(diǎn)收集到的CO2的量最多 解析:選B OE段、EF段、FG段中生成的CO2分別為0.01 mol、0.02 mol、0.005 mol,則消耗HCl的量分別為0.02 mol、0.04 mol、0.01 mol,用HCl表示的反應(yīng)速率分別為0.2 mol· L-1·min-1、0.4 mol·L-1·min-1、0.1 mol·L-1
39、·min-1,所以EF段平均反應(yīng)速率最快,G點(diǎn)收集到的CO2的量最多。 速率—外界條件圖像 以N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1為例。請(qǐng)?zhí)顚?xiě)變化并畫(huà)出變化曲線。 1.速率—濃度(c)圖像 條件變化 速率變化 速率變化曲線 增大反應(yīng) 物的濃度 v正、v逆均增大, 且v′正>v′逆 減小反應(yīng) 物的濃度 v正、v逆均減小, 且v′逆>v′正 增大生成 物的濃度 v正、v逆均增大, 且v′逆>v′正 減小生成 物的濃度 v正、v逆均減小, 且v′正>v′逆 2.速率—溫度(T)圖像
40、 條件變化 速率變化 速率變化曲線 升高溫度 v正、v逆均增大, 且v′逆>v′正 降低溫度 v正、v逆均減小, 且v′正>v′逆 3.速率—壓強(qiáng)(p)圖像 條件變化 速率變化 速率變化曲線 增大壓強(qiáng) v正、v逆均增大, 且v′正>v′逆 減小壓強(qiáng) v正、v逆均減小, 且v′逆>v′正 4.速率—催化劑圖像 條件變化 速率變化 速率變化曲線 使用催化劑 v正、v逆 同等倍數(shù)增大 [重要結(jié)論] ①外界條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)等)增強(qiáng),曲線在原圖像的上方;條件減弱,曲線在原圖像的下方。 ②濃度改變時(shí),圖像中一條曲線連
41、續(xù),一條曲線不連續(xù);其他條件改變,圖像中曲線不連續(xù)。 ③對(duì)于反應(yīng)前后氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和相等的反應(yīng),改變壓強(qiáng)時(shí),v正、v逆同等倍數(shù)增大或減小,速率變化曲線如圖: [對(duì)點(diǎn)練] 5.密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng):A(g)+3B(g)2C(g) ΔH<0,根據(jù)下列v-t圖像,回答下列問(wèn)題: (1)下列時(shí)刻所改變的外界條件是t1__________________;t3__________________; t4__________________。 (2)反應(yīng)速率最快的時(shí)間段是________。 (3)下列措施能增大正反應(yīng)速率的是________。 A.通入A(g)
42、 B.分離出C(g) C.降溫 D.增大容積 (4)對(duì)于反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)發(fā)生了圖中t3時(shí)的變化時(shí),可能改變的條件有________________________________。 (5)當(dāng)反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的反應(yīng)速率發(fā)生如圖的變化時(shí),改變的條件分別是________________________________________________________________。 答案:(1)升高溫度 加入催化劑 減小壓強(qiáng) (2)t3~t4 (3)A (4)增大了壓強(qiáng),使用了催化劑 (5)圖中是漸
43、變,改變的一定是濃度,t1時(shí)v逆增大是增大生成物濃度;t3時(shí)v正增大是增大反應(yīng)物濃度 [題點(diǎn)全練—過(guò)高考] 1.在容積不變的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0。下列各圖表示當(dāng)其他條件不變時(shí),改變某一條件對(duì)上述反應(yīng)的影響,其中分析正確的是( ) A.圖Ⅰ表示溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響,且甲的溫度較高 B.圖Ⅱ表示t0時(shí)刻使用催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響 C.圖Ⅲ表示t0時(shí)刻增大O2的濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響 D.圖Ⅲ表示t0時(shí)升溫對(duì)反應(yīng)速率的影響 解析:選B A項(xiàng),乙先達(dá)到平衡,反應(yīng)快,溫度高;C項(xiàng),增大c(O2)時(shí),圖像應(yīng)連續(xù);D項(xiàng),升溫對(duì)吸熱方向(
44、逆方向)速率增大的多。 2.NaHSO3溶液在不同溫度下均可被過(guò)量KIO3氧化,當(dāng)NaHSO3完全消耗即有I2析出,根據(jù)I2析出所需時(shí)間可以求得NaHSO3的反應(yīng)速率。將濃度均為0.020 mol·L-1的NaHSO3溶液(含少量淀粉)10.0 mL、KIO3(過(guò)量)酸性溶液40.0 mL混合,記錄10~55 ℃間溶液變藍(lán)時(shí)間,55 ℃時(shí)未觀察到溶液變藍(lán),實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖。據(jù)圖分析,下列判斷不正確的是( ) A.40 ℃之前與40 ℃之后溶液變藍(lán)的時(shí)間隨溫度的變化趨勢(shì)相反 B.圖中b、c兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的NaHSO3反應(yīng)速率相等 C.圖中a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的NaHSO3反應(yīng)速率為5.0×10-5 mo
45、l·L-1·s-1 D.溫度高于40 ℃時(shí),淀粉不宜用作該實(shí)驗(yàn)的指示劑 解析:選B 由題給圖像可知,溫度低于40 ℃時(shí),溫度升高,溶液變藍(lán)的時(shí)間短,但溫度高于40 ℃時(shí)情況相反,A項(xiàng)正確;因?yàn)閎、c兩點(diǎn)的溫度不同,反應(yīng)速率不可能相等,B項(xiàng)錯(cuò)誤;圖中a點(diǎn)所用的時(shí)間為80 s,則NaHSO3的反應(yīng)速率為(0.020 mol·L-1×10.0 mL× 10-3 L·mL-1)÷(50 mL×10-3 L·mL-1)÷80 s=5.0×10-5 mol·L-1·s-1,C項(xiàng)正確;由題給條件,55 ℃時(shí)未觀察到溶液變藍(lán)可知,溫度高于40 ℃ 時(shí),淀粉易糊化,不宜作該實(shí)驗(yàn)的指示劑,D項(xiàng)正確。 3
46、.(2019·南京、鹽城一模)已知:4FeO -+10H2O===4Fe(OH)3↓+8OH-+3O2↑,測(cè)得c(FeO )在不同條件下變化如圖甲、乙、丙、丁所示: 下列說(shuō)法正確的是( ) A.圖甲表明,其他條件相同時(shí),溫度越低,F(xiàn)eO -轉(zhuǎn)化速率越快 B.圖乙表明,其他條件相同時(shí),堿性越強(qiáng),F(xiàn)eO -轉(zhuǎn)化速率越快 C.圖丙表明,其他條件相同時(shí),鈉鹽都是FeO -優(yōu)良的穩(wěn)定劑 D.圖丁表明,其他條件相同時(shí),堿性條件下,F(xiàn)e3+能加快FeO -的轉(zhuǎn)化 解析:選D 由圖甲可知,隨溫度的升高,F(xiàn)eO -的轉(zhuǎn)化速率增大,故A錯(cuò)誤;由圖乙可知,隨溶液堿性增強(qiáng),F(xiàn)eO -轉(zhuǎn)化速率減小,故
47、B錯(cuò)誤;由圖丙可知,并不是所有的鈉鹽都對(duì)FeO -具有穩(wěn)定作用,如Na3PO4能迅速使FeO -轉(zhuǎn)化,故C錯(cuò)誤;由圖丁可知,隨Fe3+濃度的增大,F(xiàn)eO -濃度迅速減小,故D正確。 4.在一密閉容器中發(fā)生反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,達(dá)到平衡后,只改變某一個(gè)條件時(shí),反應(yīng)速率與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖所示。 回答下列問(wèn)題: (1)處于平衡狀態(tài)的時(shí)間段是________(填選項(xiàng))。 A.t0~t1 B.t1~t2 C.t2~t3 D.t3~t4 E.t4~t5 F.t5~t6 (2)判斷t1、t3、t4時(shí)刻分別改變的一個(gè)條件。 A.增大壓強(qiáng)
48、B.減小壓強(qiáng) C.升高溫度 D.降低溫度 E.加催化劑 F.充入氮?dú)? t1時(shí)刻________(填字母,后同);t3時(shí)刻________;t4時(shí)刻________。 (3)依據(jù)(2)中的結(jié)論,下列時(shí)間段中,氨的百分含量最高的是________。 A.t0~t1 B.t2~t3 C.t3~t4 D.t5~t6 (4)如果在t6時(shí)刻,從反應(yīng)體系中分離出部分氨,t7時(shí)刻反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出反應(yīng)速率的變化曲線。 (5)一定條件下,合成氨反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),測(cè)得混合氣體中氨氣的體積分?jǐn)?shù)為20%,則反應(yīng)后與反應(yīng)前的混合氣體體積之比為_(kāi)_______。 解析:(1)根
49、據(jù)圖示可知,t0~t1、t2~t3、t3~t4、t5~t6時(shí)間段內(nèi),v正、v逆相等,反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。(2)t1時(shí),v正、v逆同時(shí)增大,且v逆增大得更快,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),所以t1時(shí)改變的條件是升溫;t3時(shí),v正、v逆同時(shí)增大且增大量相同,平衡不移動(dòng),所以t3時(shí)改變的條件是加催化劑;t4時(shí),v正、v逆同時(shí)減小,但平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),所以t4時(shí)改變的條件是減小壓強(qiáng)。(3)根據(jù)圖示知,t1~t2、t4~t5時(shí)間段內(nèi)平衡均向逆反應(yīng)方向移動(dòng),NH3的含量均比t0~t1時(shí)間段的低,所以t0~t1時(shí)間段NH3的百分含量最高。(4)t6時(shí)刻分離出部分NH3,v逆立刻減小,而v正逐漸減小,在t7時(shí)刻二者
50、相等,反應(yīng)重新達(dá)到平衡,據(jù)此可畫(huà)出反應(yīng)速率的變化曲線。(5)設(shè)反應(yīng)前加入a mol N2,b mol H2,達(dá)平衡時(shí)生成2x mol NH3,則反應(yīng)后氣體總的物質(zhì)的量=(a+b-2x)mol,=0.2,解得:a+b=12x,故反應(yīng)后與反應(yīng)前的混合氣體體積之比===。 答案:(1)ACDF (2)C E B (3)A (4) (5)5∶6 [規(guī)律方法] 準(zhǔn)確把握?qǐng)D像變化分析影響因素 對(duì)于速率圖像,關(guān)鍵要把握以下幾點(diǎn): (1)看清關(guān)鍵點(diǎn):起點(diǎn)、終點(diǎn)和變化點(diǎn)。 (2)看清變化趨勢(shì)。 (3)綜合分析反應(yīng)原理,如有的反應(yīng)放熱造成溫度升高,反應(yīng)速率加快;有的反應(yīng)生成的金屬與原
51、金屬形成原電池,反應(yīng)速率加快;有的反應(yīng)物濃度減小,反應(yīng)速率減慢;有的反應(yīng)生成物中有催化劑,反應(yīng)速率加快。 [課堂真題集訓(xùn)—明考向] 1.判斷下列說(shuō)法的正誤(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)。 (1)(2015·江蘇高考)探究催化劑對(duì)H2O2分解速率的影響:在相同條件下,向一支試管中加入2 mL 5% H2O2和1 mL H2O,向另一支試管中加入2 mL 5% H2O2和1 mL FeCl3溶液,觀察并比較實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象( ) (2)(2016·天津高考)使用催化劑能夠降低化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱(ΔH)(
52、) (3)(2016·浙江高考)探究溫度對(duì)硫代硫酸鈉與硫酸反應(yīng)速率的影響時(shí),若先將兩種溶液混合并計(jì)時(shí),再用水浴加熱至設(shè)定溫度,則測(cè)得的反應(yīng)速率偏高( ) (4)(2015·天津高考)FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解,同等條件下二者對(duì)H2O2分解速率的改變相同( ) 答案:(1)√ (2)× (3)× (4)× 2.(2017·江蘇高考)H2O2分解速率受多種因素影響。實(shí)驗(yàn)測(cè)得70 ℃時(shí)不同條件下H2O2濃度隨時(shí)間的變化如圖所示。下列說(shuō)法正確的是( ) A.圖甲表明,其他條件相同時(shí),H2O2濃度越小,其分解速率越快 B.圖乙表明,其他條件相同時(shí),溶液pH越小,H2O
53、2分解速率越快 C.圖丙表明,少量Mn2+存在時(shí),溶液堿性越強(qiáng),H2O2分解速率越快 D.圖丙和圖丁表明,堿性溶液中,Mn2+對(duì)H2O2分解速率的影響大 解析:選D 由圖甲可知,起始時(shí)H2O2的濃度越小,曲線下降越平緩,說(shuō)明反應(yīng)速率越慢,A項(xiàng)錯(cuò)誤;OH-的濃度越大,pH越大,即0.1 mol·L-1NaOH對(duì)應(yīng)的pH最大,曲線下降最快,即H2O2分解最快,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由圖丙可知,相同時(shí)間內(nèi),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·L-1NaOH條件下H2O2的分解速率處于中間,C項(xiàng)錯(cuò)誤;由圖丁可知,Mn2+濃
54、度越大,H2O2的分解速率越快,說(shuō)明Mn2+對(duì)H2O2分解速率影響較大,D項(xiàng)正確。 3.(雙選)(2015·海南高考)10 mL濃度為1 mol·L-1的鹽酸與過(guò)量的鋅粉反應(yīng),若加入適量的下列溶液,能減慢反應(yīng)速率但又不影響氫氣生成量的是( ) A.K2SO4 B.CH3COONa C.CuSO4 D.Na2CO3 解析:選AB Zn與稀鹽酸發(fā)生反應(yīng):Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑,若加入物質(zhì)使反應(yīng)速率降低,則c(H+)減小,但是不影響產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量,說(shuō)明最終電離產(chǎn)生的n(H+)不變。A.K2SO4是強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽,不發(fā)生水解,溶液顯中性,溶液中的水對(duì)鹽酸
55、起稀釋作用,使c(H+)減小,但沒(méi)有消耗H+,因此n(H+)不變,符合題意,正確;B.CH3COONa與HCl發(fā)生反應(yīng):CH3COONa+HCl===CH3COOH+NaCl,使溶液中c(H+)減小,反應(yīng)速率降低,當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到一定程度,會(huì)發(fā)生反應(yīng):2CH3COOH+Zn===(CH3COO)2Zn+H2↑,因此最終不會(huì)影響產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量,正確;C.加入CuSO4溶液會(huì)與Zn發(fā)生置換反應(yīng):CuSO4+Zn===Cu+ZnSO4,產(chǎn)生的Cu與Zn和鹽酸構(gòu)成原電池,會(huì)加快反應(yīng)速率,與題意不符合,錯(cuò)誤;D.若加入Na2CO3溶液,會(huì)與鹽酸發(fā)生反應(yīng):Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+C
56、O2↑,使溶液中的c(H+)減小,但由于逸出了CO2氣體,因此使n(H+)也減小,產(chǎn)生氫氣的物質(zhì)的量減小,不符合題意,錯(cuò)誤。 4.(2014·全國(guó)卷Ⅰ)已知分解1 mol H2O2放出熱量98 kJ,在含少量I-的溶液中,H2O2分解的機(jī)理為: H2O2+I(xiàn)-―→H2O+I(xiàn)O- 慢 H2O2+I(xiàn)O-―→H2O+O2+I(xiàn)- 快 下列有關(guān)該反應(yīng)的說(shuō)法正確的是( ) A.反應(yīng)速率與I-濃度有關(guān) B.IO-也是該反應(yīng)的催化劑 C.反應(yīng)活化能等于98 kJ·mol-1 D.v(H2O2)=v(H2O)=v(O2) 解析:選A 將題給兩個(gè)反應(yīng)合并可得總反應(yīng)2H2O2===2H2O+O2
57、↑,該反應(yīng)中I-作催化劑,其濃度的大小影響該反應(yīng)的反應(yīng)速率,IO-是中間產(chǎn)物,A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)所給信息無(wú)法確定反應(yīng)活化能,C項(xiàng)錯(cuò)誤;反應(yīng)速率關(guān)系為v(H2O2)=v(H2O)=2v(O2),D項(xiàng)錯(cuò)誤。 5.(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(shí)刻測(cè)得生成O2的體積(已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)如下表。 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(jì))( ) A.0~6 min的平均反應(yīng)速
58、率: v(H2O2)≈3.3×10-2 mol·L-1·min-1 B.6~10 min的平均反應(yīng)速率: v(H2O2)<3.3×10-2mol·L-1·min-1 C.反應(yīng)至6 min時(shí),c(H2O2)=0.30 mol·L-1 D.反應(yīng)至6 min時(shí),H2O2分解了50% 解析:選C 根據(jù)題目信息可知,0~6 min,生成22.4 mL O2(標(biāo)準(zhǔn)狀況),消耗0.002 mol H2O2,則v(H2O2)=≈3.3×10-2 mol·L-1·min-1,A項(xiàng)正確;隨反應(yīng)物濃度的減小,反應(yīng)速率逐漸降低,B項(xiàng)正確;反應(yīng)至6 min時(shí),剩余0.002 mol H2O2,此時(shí)c(H2O
59、2)=0.20 mol·L-1,C項(xiàng)錯(cuò)誤;反應(yīng)至6 min時(shí),消耗0.002 mol H2O2,轉(zhuǎn)化率為50%,D項(xiàng)正確。 6.(2018·江蘇高考節(jié)選)在有氧條件下,新型催化劑M能催化NH3與NOx反應(yīng)生成N2。 (1)NH3與NO2生成N2的反應(yīng)中,當(dāng)生成1 mol N2時(shí),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為_(kāi)_______ mol。 (2)將一定比例的O2、NH3和NOx的混合氣體,勻速通入裝有催化劑M的反應(yīng)器中反應(yīng)(裝置見(jiàn)圖1)。 反應(yīng)相同時(shí)間NOx的去除率隨反應(yīng)溫度的變化曲線如圖2所示,在50~250 ℃范圍內(nèi)隨著溫度的升高,NOx的去除率先迅速上升后上升緩慢的主要原因是______
60、__________________________________________________;當(dāng)反應(yīng)溫度高于380 ℃時(shí),NOx的去除率迅速下降的原因可能是___________________________________________。 解析:(1)NH3中N的化合價(jià)為-3,NO2中N的化合價(jià)為+4,N2中N的化合價(jià)為0,每生成1 mol N2,有的N由-3價(jià)變?yōu)?價(jià),被氧化的N的物質(zhì)的量為 mol,因此每生成1 mol N2轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為 mol。(2)溫度升高,反應(yīng)速率增大,同時(shí)催化劑的活性增大也會(huì)提高反應(yīng)速率。一段時(shí)間后催化劑活性增大幅度變小,主要是溫度升高使反應(yīng)速率增
61、大。當(dāng)溫度超過(guò)一定值時(shí),催化劑的活性下降,同時(shí)氨氣與氧氣能夠反應(yīng)生成NO而使反應(yīng)速率減小。 答案:(1) (2)迅速上升段是催化劑活性隨溫度升高而增大與溫度升高共同使NOx去除反應(yīng)速率迅速增大;上升緩慢段主要是溫度升高引起的NOx去除反應(yīng)速率增大 催化劑活性下降;NH3與O2反應(yīng)生成了NO 7.(2014·全國(guó)卷Ⅱ節(jié)選)在容積為1.00 L的容器中,通入一定量的N2O4,發(fā)生反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g),隨溫度升高,混合氣體的顏色變深。 在0~60 s時(shí)段,反應(yīng)速率v(N2O4)為_(kāi)_______ mol·L-1·s-1?!? 解析:由題圖可知,0~60 s時(shí)段,N2O4的物質(zhì)的量濃度變化為0.060 mol·L-1,v(N2O4)==0.001 0 mol·L-1·s-1。 答案:0.001 0
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