高三化學(xué) 第七章 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡 第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)速率及其影響因素

最新考試說明要求 命題熱點預(yù)測 1.了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念、反應(yīng)速率的定量表示方法 2.了解催化劑在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重大作用 3.理解外界條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等)對反應(yīng)速率的影響,認(rèn)識其一般規(guī)律 4.了解化學(xué)反應(yīng)速率的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用 1.化學(xué)反應(yīng)速率的概念、簡單計算 2.外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響 3.通過圖象(或圖表)把化學(xué)反應(yīng)速率融合在化學(xué)平衡、實驗和計算之中考查數(shù)據(jù)處理能力 4.以工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)、日常生活等方面為載體考查化學(xué)反應(yīng)速率及其影響因素 基礎(chǔ)自主梳理典例解析方法考點能力突破基礎(chǔ)知識梳理m n p q物質(zhì)的量濃度tcv平均速率思考感悟思考感悟 化學(xué)反應(yīng)速率只能用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加表示嗎？一定不能用固體反應(yīng)物或固體生成物來描述或判斷反應(yīng)速率嗎？ 化學(xué)反應(yīng)速率是通過實驗測定的，任何一種化學(xué)物質(zhì)的濃度(或質(zhì)量)相關(guān)的性質(zhì)在測量反應(yīng)速率時都可以加以利用，例如顏色變化，渾濁的產(chǎn)生，壓強(qiáng)的變化等等，只是用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加表示的方法更常用。固體反應(yīng)物或固體生成物可以用來描述或判斷反應(yīng)速率，例如Na2S2O3H2SO4=Na2SO4SO2SH2O的反應(yīng)速率，就可以通過固體產(chǎn)物硫磺為對象來進(jìn)行速率快慢的比較?；A(chǔ)自主梳理典例解析方法考點能力突破基礎(chǔ)知識梳理基礎(chǔ)自主梳理典例解析方法考點能力突破基礎(chǔ)知識梳理基礎(chǔ)自主梳理典例解析方法考點能力突破基礎(chǔ)知識梳理基礎(chǔ)知識梳理考點研析突破考點能力突破典例解析方法化學(xué)反應(yīng)速率及其簡單計算1.相關(guān)說明（1）化學(xué)反應(yīng)速率指的是平均速率，而不是瞬時速率。（2）無論濃度的變化是增加還是減少，化學(xué)反應(yīng)速率均取正值。（3）對于同一個反應(yīng)，用不同的物質(zhì)來表示該反應(yīng)的速率時，其數(shù)值可能不同，但意義是相同的。2.簡單計算（1）基本依據(jù)：tVntcv/ )B()B()B(。（2）對于一般反應(yīng) aAbBcCdD 來說有：v（A）v（B）v（C）v（D）=c（A）c（B）c（C）c（D）=n（A）n（B）n（C）n（D）=abcd?；A(chǔ)知識梳理考點研析突破考點能力突破典例解析方法例例1(2014北京卷北京卷)一定溫度下，10 mL 0.40 mol/L 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(biāo)準(zhǔn)狀況)如下表。下列敘述不正確的是(溶液體積變化忽略不計)（ ）A.06 min的平均反應(yīng)速率：v(H2O2)3.310-2mol/(Lmin)B.610 min的平均反應(yīng)速率：v(H2O2)3.310-2mol/(Lmin)C.反應(yīng)至6 min時，c(H2O2)0.30 mol/LD.反應(yīng)至6 min時，H2O2分解了50%解析：根據(jù)題目信息可知，06 min，生成22.4 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氧氣，消耗0.002 mol H2O2，則v(H2O2)3.310-2 mol/(Lmin)，A項正確；隨反應(yīng)物濃度的減小，反應(yīng)速率逐漸降低，B項正確；反應(yīng)至6 min時，剩余0.002 mol H2O2，此時c(H2O2)0.20 mol/L，C項錯誤；反應(yīng)至6 min時，消耗0.002 mol H2O2，轉(zhuǎn)化率為50%，D項正確。答案： C基礎(chǔ)知識梳理考點研析突破考點能力突破典例解析方法1.(2014海南卷，節(jié)選) 硝基苯甲酸乙酯在OH-存在下發(fā)生水解反應(yīng)：O2NC6H4COOC2H5+OH-O2NC6H4COO-+C2H5OH兩種反應(yīng)物的初始濃度均為0.050molL-1，15 時測得O2NC6H4COOC2H5的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的數(shù)據(jù)如表所示。 回答下列問題：列式計算該反應(yīng)在120180s 與 180240s 區(qū)間的平均反應(yīng)速率、；比較兩者大小可得出的結(jié)論是。1.解析：反應(yīng)過程中硝基苯甲酸乙酯濃度的變化量等于其起始濃度與轉(zhuǎn)化率的乘積，再利用求反應(yīng)速率的計算公式可求出兩個時間段內(nèi)的平均反應(yīng)速率分別為v=0.050 molL-1(41.8%-33.0%)(180-120)s=7.310-5 molL-1s-1、v=0.050 molL-1(48.8%-41.8%)(240-180)s=5.810-5 molL-1s-1，由此可得出的結(jié)論是隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物濃度減小導(dǎo)致反應(yīng)速率降低。答案：7.310-5 molL-1s-1 5.810-5molL-1s-1隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物濃度降低，反應(yīng)速率減慢2.(1)(2015廣東卷)對于化學(xué)反應(yīng) 2HCl(g)+1/2O2(g)H2O(g)+Cl2(g)，一定條件下測得反應(yīng)過程中n(Cl2)的數(shù)據(jù)如下：計算2.06.0min內(nèi)以HCl的物質(zhì)的量變化表示的反應(yīng)速率(以molmin-1為單位，寫出計算過程)。(2)(2011重慶卷)O3在水中易分解，一定條件下，O3的濃度減少一半所需的時間(t)如下表所示。已知：O3的起始濃度為0.021 6 molL-1。在30 、pH4.0條件下，O3的分解速率為 molL-1min-1。據(jù)表中的遞變規(guī)律，推測O3在下列條件下分解速率依次增大的順序為 (填字母代號)。a.40 、pH3.0 b.10 、pH4.0 c.30 、pH7.0解析：(1)題目中給出的是n(Cl2)的數(shù)據(jù)，要求的是以HCl的物質(zhì)的量變化表示的反應(yīng)速率，所以可以根據(jù)方程式進(jìn)行計算，注意是2.06.0 min內(nèi)的速率，單位是molmin-1。(2)查表計算v(O3) 1.0010-4 molL-1min-1。分析表中數(shù)據(jù)知，a項中反應(yīng)時間31ta158，同理tb231，tc11時CaSO4轉(zhuǎn)化的離子方程式；能提高其轉(zhuǎn)化速率的措施有(填序號)。A.攪拌漿料 B.加熱漿料至100 C.增大氨水濃度 D.減小CO2通入速率(2)(2014全國新課標(biāo)卷改編)在含少量I-的溶液中，H2O2分解的機(jī)理為：H2O2I-H2OIO-，H2O2IO-H2OO2I-，所以I-和IO-都是該反應(yīng)的催化劑，對嗎？請說明理由。(3)(2015江西紅色七校)在鋅與稀硫酸制取氣體的反應(yīng)中，加入銅粉，可以使反應(yīng)速率加快，而且反應(yīng)前后銅粉的質(zhì)量和性質(zhì)都沒有改變，所以銅是該反應(yīng)的催化劑，對嗎？請說明理由。解析：(1)攪拌可增大接觸面積，使反應(yīng)速率加快；加熱雖然可以加快反應(yīng)速率，但是會使氨水受熱分解產(chǎn)生氨氣逸出，不利于吸收；增大反應(yīng)物氨水的濃度，反應(yīng)速率加快。答案：(1)CaSO42NH3H2OCO2=CaCO32NH4+SO2-4或CaSO4CO2-3=CaCO3SO2-4， AC；(2)不對；催化劑的特點是：反應(yīng)前后，質(zhì)量和性質(zhì)都不改變，所以I-是催化劑，IO-是中間產(chǎn)物。 (3)不對；催化劑要參與反應(yīng)，從而改變反應(yīng)歷程，降低反應(yīng)的活化能，但是銅粉并沒有參與反應(yīng)，只是提供了作為原電池反應(yīng)中的正極材料，所以不是催化劑。基礎(chǔ)知識梳理考點研析突破考點能力突破典例解析方法基礎(chǔ)知識梳理考點研析突破考點能力突破典例解析方法基礎(chǔ)知識梳理考點研析突破考點能力突破典例解析方法基礎(chǔ)知識梳理考點研析突破考點能力突破典例解析方法例3(2016湘中名校)向一容積不變的密閉容器中充入一定量A和B，發(fā)生如下反應(yīng)：xA(g)2B(s)yC(g) H0。在一定條件下，容器中A、C的物質(zhì)的量濃度隨時間變化的曲線如下圖。請回答下列問題：(1)用A的濃度變化表示該反應(yīng)010 min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(A)_；(2)根據(jù)圖示可確定x y_；(3)010 min容器內(nèi)壓強(qiáng)_(填“變大”“不變”或“變小”)；(4)推測第8 min引起曲線變化的反應(yīng)條件可能是；第14 min引起曲線變化的反應(yīng)條件可能是_；減壓 增大A的濃度 增大C的量 升溫降溫 加催化劑解析：(1)v(A)(0.45 molL-1-0.25 molL-1)10 min0.02 mol(Lmin)-1。(2)根據(jù)圖象分析及物質(zhì)反應(yīng)的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計量數(shù)之比得知，x y1 2。(3)根據(jù)(2)得知，正反應(yīng)方向是體積增大的，故壓強(qiáng)變大。(4)10 min后化學(xué)反應(yīng)速率加快直到到達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)，反應(yīng)條件可能為升溫和加催化劑，故選。16 min后是化學(xué)平衡逆向移動，結(jié)合正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故反應(yīng)條件可能是升溫，故選。答案：(1)0.02 mol(Lmin)-1(2)1 2 (3)變大 (4)1.(2015江淮十校江淮十校)合成氨反應(yīng)：N2(g)3H2(g)2NH3(g) H-92.4 kJmol-1，在反應(yīng)過程中，正反應(yīng)速率的變化如圖：下列說法正確的是( )A.t1時升高了溫度 B.t2時使用了催化劑C.t3時增大了壓強(qiáng) D.t4時降低了溫度1.解析：升溫時正逆反應(yīng)速率同時升高，由于該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，平衡向左移動，達(dá)到新的平衡之前，正反應(yīng)速率應(yīng)增大，所以A選項錯誤；加壓時正逆反應(yīng)速率同時增加，而圖中t3時正反應(yīng)速率減小，所以C選項錯誤；降溫時正逆反應(yīng)速率瞬間都降低，但圖中t4時正反應(yīng)速率未變，所以D選項錯誤。答案： B2.(2016遼寧名校聯(lián)盟遼寧名校聯(lián)盟)某溫度時，在一個容積為2 L的密閉容器中，X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如圖所示。根據(jù)圖中數(shù)據(jù)，試填寫下列空白：(1)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(2)反應(yīng)開始至2 min，氣體Z的平均反應(yīng)速率為_。(3)若X、Y、Z均為氣體，反應(yīng)達(dá)到平衡時：壓強(qiáng)是開始時的_倍；若此時將容器的體積縮小為原來的12倍，達(dá)到平衡時，容器內(nèi)溫度將升高(容器不與外界進(jìn)行熱交換)，則該反應(yīng)的正反應(yīng)為反應(yīng)_(填“放熱”或“吸熱”)。(4)若上述反應(yīng)在2 min后的t1t6內(nèi)反應(yīng)速率與反應(yīng)時間圖象如下，在每一時刻均改變一個影響反應(yīng)速率的因素，則（ ）A.在t1時增大了壓強(qiáng) B.在t3時加入了催化劑C.在t4時降低了溫度 D.t2t3時X的轉(zhuǎn)化率最高將容器體積縮小，相當(dāng)于增壓，平衡向正反應(yīng)方向移動建立新的平衡狀態(tài)，由于容器內(nèi)溫度將升高，說明該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。(4)在t1時若是增大壓強(qiáng)，則正、逆反應(yīng)速率都增大，A錯；在t3時應(yīng)是加入催化劑，正、逆反應(yīng)速率都增大，并且增大的倍數(shù)相同，平衡不移動，B正確；在t4時若是降低溫度，則平衡正向移動，v(正)大于v(逆)，C錯；由圖可以看出，從t1t2，平衡向逆反應(yīng)方向移動，X的轉(zhuǎn)化率降低，從t2t4，平衡不移動，X的轉(zhuǎn)化率不變，從t4t5，平衡繼續(xù)向逆反應(yīng)方向移動，X的轉(zhuǎn)化率繼續(xù)降低，因此，t0t1時，X的轉(zhuǎn)化率最高，D錯。答案：(1)3XY 2Z (2)0.05 molL-1min-1(3)0.9 放熱 (4)B基礎(chǔ)知識梳理典例解析方法速效提升訓(xùn)練考點能力突破1.下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率的說法正確的是( ) A.對于任何化學(xué)反應(yīng)來說，反應(yīng)速率越大，反應(yīng)現(xiàn)象就越明顯B.化學(xué)反應(yīng)速率是指一定時間內(nèi)任何一種反應(yīng)物濃度的減小或任何一種生成物濃度的增加C.選用適當(dāng)?shù)拇呋瘎?，分子運動加快，增加了碰撞頻率，故反應(yīng)速率增大D.H和OH的反應(yīng)活化能接近于零，反應(yīng)幾乎在瞬間完成1.解析：對于任何化學(xué)反應(yīng)來說，反應(yīng)速率越大，說明單位時間內(nèi)反應(yīng)進(jìn)行得越快，但反應(yīng)現(xiàn)象不一定明顯，如鹽酸和NaOH溶液的反應(yīng)就沒有明顯現(xiàn)象，A項錯誤；催化劑能降低反應(yīng)所需的活化能，但不能改變反應(yīng)的反應(yīng)熱，B項錯誤；使用催化劑，降低活化能，使更多分子成為活化分子，反應(yīng)速率增大，而不是使分子運動加快，C項錯誤。答案：D基礎(chǔ)知識梳理典例解析方法速效提升訓(xùn)練考點能力突破2.(2015皖南八校皖南八校)在氣體反應(yīng)中，能使反應(yīng)物活化分子數(shù)和活化分子百分?jǐn)?shù)同時增大的方法是( )增大反應(yīng)物的濃度 升高溫度 增大壓強(qiáng) 移去生成物加入催化劑A. B. C. D.解析：增大反應(yīng)物的濃度和增大壓強(qiáng)，只能增大單位體積內(nèi)活化分子數(shù)，不能增大活化分子百分?jǐn)?shù)，而升高溫度和使用催化劑，都既能增大活化分子數(shù)，又能增大活化分子百分?jǐn)?shù)。答案：C3.(2015唐山模擬唐山模擬)在溫度和容積不變的密閉容器中，A氣體與B氣體反應(yīng)生成C氣體。反應(yīng)過程中，反應(yīng)物與生成物的濃度隨時間變化的曲線如下圖，則下列敘述正確的是 ( )A.該反應(yīng)的化學(xué)方程式為A+3B2CB.在t1s時，v(A)正0C.(t1+10)s時再充入0.4 mol A和0.25 mol B，反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率增大D.若該反應(yīng)在絕熱容器中進(jìn)行，也在t1時刻達(dá)到平衡3.解析：A選項：根據(jù)題圖可知在相同的時間內(nèi)，c(A)減少0.6 molL-1，c(B)減少0.2 molL-1，c(C)增加0.4 molL-1，最終各種物質(zhì)都有，說明是可逆反應(yīng)，因此該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3A+B 2C；B選項：在t1s時，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，各種物質(zhì)的正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等，但是都大于0；C選項：(t1+10)s時再充入0.4 mol A和0.25 mol B，與原平衡相比，相當(dāng)于增大了壓強(qiáng)，平衡正向移動，所以反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率增大；D選項：任何反應(yīng)都伴隨著能量變化，若該反應(yīng)在絕熱容器中進(jìn)行，則溫度與原來不同，達(dá)到平衡的時間可能比t1時刻早，也可能晚。答案：C。4.(2016黃岡調(diào)考黃岡調(diào)考)實驗室用鋅粒與V mL濃度為10%的稀硫酸反應(yīng)制取氫氣，若向反應(yīng)混合物中加入下列物質(zhì)，關(guān)于反應(yīng)速率v說法正確的是（）A.加入少量Na2SO4固體，v(H2)減小B.加入V mL BaCl2溶液，v(H2)不變C.加入細(xì)小的碳粒，v(H2)增大D.加入NH4HSO4固體，v(H2)不變4.解析：A項中反應(yīng)速率不變，錯誤；B項中加入了溶液相當(dāng)于稀釋了，故速率減小，錯誤；C項中形成了原電池，加快了反應(yīng)速率，正確；D項增加了氫離子濃度，速率加快，錯誤。答案：C5. (2013安徽卷安徽卷)某酸性工業(yè)廢水中含有K2Cr2O7。光照下，草酸(H2C2O4)能將其中的Cr2O2-7 轉(zhuǎn)化為Cr3。某課題組研究發(fā)現(xiàn)，少量鐵明礬Al2Fe(SO4)424H2O即可對該反應(yīng)起催化作用。為進(jìn)一步研究有關(guān)因素對該反應(yīng)速率的影響，探究如下：(1)在25 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，做對比實驗，完成以下實驗設(shè)計表(表中不要留空格)。測得實驗和溶液中的Cr2O2-7濃度隨時間變化關(guān)系如圖所示。(2)上述反應(yīng)后草酸被氧化為_(填化學(xué)式)。(3)實驗和的結(jié)果表明；實驗中0t1時間段反應(yīng)速率v(Cr3)_mol/(Lmin)(用代數(shù)式表示)。(4)該課題組對鐵明礬Al2Fe(SO4)424H2O中起催化作用的成分提出如下假設(shè)，請你完成假設(shè)二和假設(shè)三：假設(shè)一：Fe2起催化作用；假設(shè)二：_；假設(shè)三：_；(5)請你設(shè)計實驗驗證上述假設(shè)一，完成下表中內(nèi)容。除了上述實驗提供的試劑外，可供選擇的藥品有K2SO4、FeSO4、K2SO4Al2(SO4)324H2O、Al2(SO4)3等。溶液中Cr2O2-7的濃度可用儀器測定5.解析：(1)由“調(diào)節(jié)不同的初始pH和一定濃度草酸溶液用量，做對比實驗”可知實驗是為了對比pH的不同對速率的影響，實驗是為了對比草酸濃度的不同對速率的影響，所以在實驗中草酸溶液和蒸餾水的總體積為40 mL即可(但不能與實驗的用量相同)。(2)H2C2O4中C的化合價為3，被含Cr2O2-7的酸性溶液氧化后只能升高為4價，故產(chǎn)物為CO2。(3)圖像中曲線的斜率越大，說明反應(yīng)速率越大，所以由實驗條件對照可知，pH越小該反應(yīng)速率越大。 Cr2O2-7氧化H2C2O4后，本身被還原為Cr3，由質(zhì)量守恒定律得關(guān)系式： Cr2O2-7 2Cr3，故(4)加入鐵明礬后的混合液中含F(xiàn)e2、Al3、SO2-4，所以假設(shè)二、假設(shè)三分別為Al3起催化作用、SO2-4起催化作用。(5)用等物質(zhì)的量的K2SO4Al2(SO4)324H2O代替實驗中的鐵明礬，控制其他反應(yīng)條件與實驗相同，進(jìn)行對比實驗。在此條件下，溶液中只相差Fe2，若反應(yīng)進(jìn)行相同時間后，溶液中c(Cr2O2-7)大于實驗中的c(Cr2O2-7)，則假設(shè)一成立；若兩溶液中的c(Cr2O2-7相同，則假設(shè)一不成立。