专题61 化学反应速率及影响因素 原卷版.docx
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专题61化学反应速率及影响因素原卷版
专题1化学反应速率及影响因素
【名师预测】
本专题内容考查分定性和定量两个方面。
定性方面为化学反应速率概念的分析及外界条件改变对化学反应速率结果的判断;定量方面为有关反应速率的计算和比较,预计今后,可能通过表格、图象、数据的分析,进行化学反应速率计算的考查,以选择题、填空题、图象或图表题形式考查化学反应速率的影响因素。
高考中也常运用控制变量法进行化学反应速率的影响因素的考查。
难度一般中档偏上,在填空题中的情境多侧重与生产实际的联系。
【知识精讲】
一、体系构建
二、化学反应速率的概念及计算
1.表示方法
通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。
2.数学表达式及单位
v=
,单位为mol·L-1·min-1或mol·L-1·s-1。
3.化学反应速率与化学计量数的关系
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不同,但反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的化学计量数之比。
如在反应aA(g)+bB(g)
cC(g)+dD(g)中,存在v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=a∶b∶c∶d
三、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Mg>Al。
2.外因
3.理论解释——有效碰撞理论
(1)活化分子、活化能、有效碰撞
①活化分子:
能够发生有效碰撞的分子。
②活化能:
如图
图中:
E1为正反应的活化能,使用催化剂时的活化能为E3,反应热为E1-E2。
(注:
E2为逆反应的活化能)
③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
特别提醒:
(1)由于固体和纯液体的浓度可视为常数,故改变其用量反应速率不变。
但当固体颗粒变小时,其表面积增大将导致反应速率增大。
(2)压强对化学反应速率的影响是通过改变反应物浓度实现的,所以分析压强的改变对反应速率的影响时,要从反应物浓度是否发生改变的角度来分析。
若改变总压强而各物质的浓度不改变,则反应速率不变。
(3)改变温度,使用催化剂,反应速率一定发生变化,其他外界因素的改变,反应速率则不一定发生变化。
(4)其他条件一定,升高温度,不论正反应还是逆反应,不论放热反应还是吸热反应,反应速率都要增大,只不过正、逆反应速率增加的程度不同。
【典题精练】
考点1、考查化学反应速率概念的理解
例1.下列关于化学反应速率的说法正确的是( )
A.化学反应速率是指单位时间内任何一种反应物或生成物的浓度变化量
B.化学反应速率是指某一时刻,某种反应物的瞬时速率
C.在反应过程中,反应物的浓度逐渐减少,所以用反应物表示的化学反应速率为负值
D.同一反应,用不同物质表示的化学反应速率之比等于其化学计量数之比
易错提醒:
(1)化学反应速率一般指反应的平均速率而不是瞬时速率,且无论用反应物表示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)不能用固体或纯液体来表示化学反应速率。
考点2、考查化学反应速率的大小比较
例2.已知反应4CO+2NO2
N2+4CO2在不同条件下的化学反应速率如下,其中表示反应速率最快的是( )
A.v(CO)=1.5mol·L-1·min-1
B.v(NO2)=0.7mol·L-1·min-1
C.v(N2)=0.4mol·L-1·min-1
D.v(CO2)=1.1mol·L-1·min-1
方法技巧:
定量法比较化学反应速率的大小
(1)归一法
按照化学计量数关系换算成同一物质、同一单位表示,再比较数值大小。
(2)比值法
比较化学反应速率与化学计量数的比值。
如aA(g)+bB(g)
cC(g),即比较
与
,若
>
,则用A表示时的反应速率比用B表示时大。
考点3、考查化学反应速率的计算
例3.一定温度下,向容积为2L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应,反应中各物质的物质的量变化如图所示,对该反应的推断合理的是( )
A.该反应的化学方程式为3B+4D
6A+2C
B.反应进行到1s时,v(A)=v(D)
C.反应进行到6s时,B的平均反应速率为0.05mol/(L·s)
D.反应进行到6s时,各物质的反应速率相等
练后归纳:
化学反应中各物质浓度的计算模式——“三段式”
(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 mA + nB
pC
起始浓度(mol·L-1)abc
转化浓度(mol·L-1)x
某时刻浓度(mol·L-1)a-xb-
c+
考点4、考查外界因素对化学反应速率的影响
例4.一定温度下,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N2
C.恒容,充入HeD.恒压,充入He
反思归纳:
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)―→反应速率减小。
考点5、考查化学反应速率图像(vt图)
例5.对于反应2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g) △H<0已达平衡,如果其他条件不变时,分别改变下列条件,对化学反应速率和化学平衡产生影响,下列条件与图像不相符的是(O~t1:
v正=v逆;t1时改变条件,t2时重新建立平衡)( )
练后反思:
(1)当可逆反应达到一种平衡后,若某一时刻外界条件发生改变,都可能使速率-时间图像的曲线出现不连续的情况,即出现“断点”。
根据“断点”前后的速率大小,即可对外界条件的变化情况做出判断。
如:
t1时刻改变的条件可能是使用了催化剂或增大压强(仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应)。
(2)常见含“断点”的速率变化图像分析
【名校新题】
1.(2019·山东高考模拟)已知反应2NO(g)+2H2(g)
N2(g)+2H2O(g)△H=-752kJ·mol-1的反应机理如下:
①2NO(g)
N2O2(g)(快)
②N2O2(g)+H2(g)
N2O(g)+H2O(g)(慢)
③N2O(g)+H2(g)
N2(g)+H2O(g)(快)
下列有关说法错误的是
A.①的逆反应速率大于②的正反应速率
B.②中N2O2与H2的碰撞仅部分有效
C.N2O2和N2O是该反应的催化剂
D.总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大
2.(2019·浙江高三月考)下列关于反应速率的说法中,不正确的是
A.反应速率用于衡量化学反应进行的快慢
B.决定反应速率的主要因素有浓度、压强、温度和催化剂
C.可逆反应达到化学平衡时,正、逆反应的速率都不为0
D.增大反应物浓度、提高反应温度都能增大反应速率
3.(2019·黑龙江哈尔滨市第六中学校高三月考)将4molA气体和2molB气体充入2L的密闭容器中,一定条件下发生如下反应:
2A(g)+B(g)
2C(g)。
若经2s后测得C的浓度为0.6mol·L-1,下列几种说法正确的是( )
①用物质A表示的反应平均速率为0.3mol·L-1·s-1
②用物质B表示的反应平均速率为0.3mol·L-1·s-1
③2s时物
质A的转化率为70%④2s时物质B的浓度为0.7mol·L-1
A.①③B.①④C.②③D.③④
4.(2019·河北高三开学考试)在两个容积均为2L的恒容密闭容器中,起始时均充入amolH2S,以温度、Al2O3催化剂为实验条件变量,进行H2S的分解实验[反应为2H2S
2H2(g)+S2(g)]。
测得的结果如图所示。
(曲线Ⅱ、Ⅲ表示经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率)
下列说法正确的是
A.温度升高,H2S分解的速率增大,S2的含量减少
B.由曲线Ⅱ、Ⅲ可知,加入Al2O3可提高H2S的平衡转化率
C.900°C时,ts后达到平衡,则H2的生成速率为
mol·L-1·s-1
D.约1100°C,曲线Ⅱ、Ⅲ几乎重合,说明Al2O3可能几乎失去催化活性
5.(2019·安徽省砀山第二中学高三月考)下列说法正确的是()
A.增加固体反应物的质量,反应速率一定加快
B.镁与稀盐酸反应时,加入适量的氯化钾溶液,生成氢气的速率不变
C.对于可逆反应,升高反应体系温度,正反应速率和逆反应速率均增加
D.A(g)+B(g)
C(g)+D(g),恒温恒容充入He以增大压强,化学反应速率加快
6.(2019·海口市第四中学高三开学考试)下列有关化学反应速率的说法正确的是( )
A.用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,滴加少量CuSO4溶液可以加快反应的速率
B.100mL2mol·L-1的盐酸跟锌片反应时,加入氯化钠溶液,反应速率不变
C.SO2的催化氧化正向是一个放热反应,所以升高温度,正反应速率减慢
D.NO和CO反应可转化为无害的N2和CO2,当减小压强,反应速率加快
7.(2019·天津耀华中学高考模拟)自催化作用是指反应物之一使该反应速率加快的作用。
用稀硫酸酸化的
进行下列三组实验,一段时间后溶液均褪色(
可以记做
)。
实验①
实验②
实验③
的
溶液和
的
溶液混合
固体
的
溶液和
的
溶液混合
稀盐酸
的
溶液和
的
溶液混合
褪色
比实验①褪色快
比实验①褪色快
下列说法不正确的是
A.实验①中发生氧化还原反应,
是还原剂,产物MnSO4能起自催化作用
B.实验②褪色比①快,是因为MnSO4的催化作用加快了反应速率
C.实验③褪色比①快,是因为Cl-的催化作用加快了反应速率
D.若用
的
做实验①,推测比实验①褪色快
8.(2019·浙江高考模拟)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0.020mol·L-1NaHSO3溶液(含少量淀粉)10.0mL、KIO3(过量)酸性溶液40.0mL混合,记录10~55℃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( )
A.40℃之前,温度升高反应速率加快,变蓝时间变短
B.40℃之后溶液变蓝的时间随温度的升高变长
C.图中b、c两点对应的NaHSO3的反应速率相等
D.图中a点对应的NaHSO3的反应速率为5.0×10-5mol·L-1·s-1
9.(2019·浙江高三期末)Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水,往调节好pH和Fe2+浓度的废水中加入H2O2,所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。
现运用该方法降解有机污染物p﹣CP,控制p﹣CP的初始浓度相同,恒定实验温度在298K或313K进行实验。
实验测得p﹣CP的浓度随时间变化的关系如图所示,下列说法不正确的是( )
A.由①可得,降解反应在50~150s内的反应速率:
v(p•CP)=8.0×10﹣6mol•L﹣1•s﹣1
B.升高温度,有利于加快降解反应速率,但温度过高反应速率又会变慢
C.③目的为探究溶液的pH对降解反应速率的影响
D.298K下,有机物p﹣CP降解速率pH=10时比pH=3快
10.(2019·浙江嘉兴一中高三期末)某温度下,在2L恒容密闭容器中投入一定量的A、B发生反应:
3A(g)+bB(g)
cC(g)∆H=-QkJ·mol-1(Q>0),12s时生成C的物质的量为0.8mol(反应进程如图所示)。
下列说法中正确的是
A.2s时,A的反应速率为0.15mol·L-1·s-1
B.图中交点时A的消耗速率等于A的生成速率
C.化学计量数之比b∶c=1∶2
D.12s内反应放出0.2QkJ热量
11.(2019·天津高三期末)有可逆反应A(g)+3B(g)
2C(g) ΔH<0。
该反应的速率与时间的关系如图所示:
如果t2、t4、t6、t8时都只改变了一个反应条件,则对应t2、t4、t6、t8时改变的条件正确的是
A.增大反应物浓度、使用了催化剂、减小压强、升高温度
B.升高温度、减小压强、增大反应物浓度、使用了催化剂
C.使用了催化剂、增大压强、减小反应物浓度、降低温度
D.升高温度、减小压强、减小反应物浓度、使用了催化剂
12.(2019·浙江省杭州第二中学高考模拟)钼酸钠和月桂酰肌氨酸的混合液常作为碳素钢的缓蚀剂。
常温下,碳素钢在三种不同介质中的腐蚀速率实验结果如图所示。
下列说法不正确的是
A.盐酸的浓度越大,腐蚀速率越快
B.钼酸钠和月桂酰肌氨酸的浓度相等时,腐蚀速率最小
C.碳素钢的腐蚀速率不随硫酸的浓度增大而增大,说明反应速率不与c(H+)成正比
D.对比盐酸和硫酸两条曲线,可知Cl—也会影响碳素钢的腐蚀速率
13.(2019·疏勒县牙曼牙乡中学高三月考)对于化学反应:
N2(g)+O2(g)
2NO(g),在密闭容器中,下列条件的改变引起该反应的反应速率的变化是什么(填在横线上)。
A.缩小体积使压强增大______________________________________________________。
B.体积不变充入N2使压强增大________________________________________________。
C.体积不变充入氩气使压强增大_______________________________________________。
D.压强不变充入氩气使体积增大_______________________________________________。
E.增大体积使压强减小_______________________________________________________。
14.(2019·富宁县民族中学高三开学考试)近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。
过程如图:
(1)反应Ⅰ:
2H2SO4(l)===2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g)ΔH1=+551kJ·mol-1
反应Ⅲ:
S(s)+O2(g)===SO2(g)ΔH3=-297kJ·mol-1
反应Ⅱ的热化学方程式:
_________。
(2)对反应Ⅱ,在某一投料比时,两种压强下,H2SO4在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示。
p2___p1(填“>”或“<”),得出该结论的理由是____。
(3)I-可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂,可能的催化过程如下。
将ⅱ补充完整。
ⅰ.SO2+4I-+4H+===S↓+2I2+2H2O
ⅱ.I2+2H2O+_____===_____+____+2I-
(4)探究ⅰ、ⅱ反应速率与SO2歧化反应速率的关系,实验如下:
分别将18mLSO2饱和溶液加入2mL下列试剂中,密闭放置观察现象。
(已知:
I2易溶解在KI溶液中)
①B是A的对比实验,则a=_____。
②比较A、B、C,可得出的结论是_______。
③实验表明,SO2的歧化反应速率D>A。
结合ⅰ、ⅱ反应速率解释原因:
________。
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- 专题61 化学反应速率及影响因素 原卷版 专题 61 化学反应 速率 影响 因素