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()[考纲要求]1.了解化学反应速率的概念及其定量表示方法。2.了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。3.了解焓变和熵变是与反应方向有关的两种因素。4.了解化学反应的可逆性。5.了解化学平衡建立的过程;理解化学平衡常数的含义,能够利用化学平衡常数进行简单的计算。6.理解浓度、温度、压强、催化剂等对反应速率和化学平衡的影响,认识其一般规律。7.了解化学反应速率和化学平衡的调控在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。考点一化学反应速率及其影响因素的实验探究问题1.对v(B)=ΔcBΔt=ΔnBVΔt的剖析用上式进行某物质反应速率计算时需注意以下几点:(1)浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质,不适用于固体和纯液体。(2)化学反应速率是某段时间内的平均反应速率,而不是即时速率,且计算时取正值。(3)同一反应用不同的物质表示反应速率时,数值可能不同,但意义相同。不同物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比。(4)计算反应速率时,若给出的是物质的量的变化值,要转化为物质的量浓度的变化值(计算时一定要除以体积),再进行计算。(5)对于可逆反应,通常计算的是正、逆反应抵消后的总反应速率,当达到平衡时,总反应速率为零。(注:总反应速率也可理解为净速率)。2.“四大影响因素”的深度剖析浓度、温度、压强、催化剂是影响化学反应速率的四大外界因素,此外反应物颗粒大小对化学反应速率也有一定的影响。(1)浓度:对有气体参加的反应或在溶液中发生的反应产生影响,在其他条件不变时都符合“浓快稀慢”的原理。(2)压强:()压强增大→气体体积缩小→气体反应物的浓度增大→反应速率增大注意①压强对反应速率的影响是通过改变反应物的浓度来实现的。②压强只对有气体参加的反应产生影响。③向气体反应体系中充入不参与反应的气体时,对反应速率的影响。恒容:充入稀有气体(或非反应气体)→总压增大→物质的浓度不变(活化分子的浓度不变)→反应速率不变;恒压:充入稀有气体(或非反应气体)→体积增大→物质的浓度减小(活化分子的浓度减小)→反应速率减小。(3)温度:温度升高,化学反应速率增大。升高温度,无论是吸热反应还是放热反应,反应速率都增大。(4)催化剂:①催化剂能改变(增大或减小)化学反应速率,但不能使本来不会发生的反应变成可以发生的。②对可逆反应来说,正反应的催化剂同时也是逆反应的催化剂,催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率,对化学平衡状态无影响,生产过程中使用催化剂主要是为了提高生产效率。对于反应物颗粒大小:固体物质颗粒越小,总表面积越大,反应速率越快;反之越慢。题组一对化学反应速率的综合考查1.(2014·北京理综,12)一定温度下,10mL0.40mol·L-1H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表。t/min0246810V(O2)/mL0.09.917.222.426.529.9下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)()A.0~6min的平均反应速率:v(H2O2)≈3.3×10-2mol·L-1·min-1B.6~10min的平均反应速率:v(H2O2)3.3×10-2mol·L-1·min-1C.反应到6min时,c(H2O2)=0.30mol·L-1D.反应到6min时,H2O2分解了50%答案C解析2H2O2=====催化剂2H2O+O2↑A项,6min时,生成O2的物质的量n(O2)=22.4mL×10-3L·mL-122.4L·mol-1=1×10-3mol,依据反应方程式,消耗n(H2O2)=2×10-3mol,所以0~6min时,v(H2O2)=2×10-3mol0.01L×6min≈3.3×10-2mol·L-1·min-1,正确;B项,6~10min时,生成O2的物质的量n(O2)=29.9-22.4×10-3L22.4L·mol-1≈0.335×10-3mol,依据反应方程式,消耗n(H2O2)=0.335×10-3mol×2=0.67×10-3mol,6~()10min时,v(H2O2)=0.67×10-3mol0.01L×4min≈1.68×10-2mol·L-1·min-13.3×10-2mol·L-1·min-1,正确;C项,反应至6min时,消耗n(H2O2)=2×10-3mol,剩余n(H2O2)=0.40mol·L-1×0.01L-2×10-3mol=2×10-3mol,c(H2O2)=2×10-3mol0.01L=0.20mol·L-1,错误;D项,反应至6min时,消耗n(H2O2)=2×10-3mol,n(H2O2)总=4×10-3mol,所以H2O2分解了50%,正确。2.Ⅰ.一定温度下,在2L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:(1)从反应开始到10s时,用Z表示的反应速率为__________________________________。(2)该反应的化学方程式为__________________________________________________。(3)10s后的某一时刻(t1)改变了外界条件,其速率随时间变化的情况如图所示。则下列说法正确的是________(填序号)。A.t1时刻,增大了X的浓度B.t1时刻,升高了体系温度C.t1时刻,缩小了容器体积D.t1时刻,使用了催化剂Ⅱ.已知:反应aA(g)+bB(g)cC(g),某温度下,在2L的密闭容器中投入一定量的A、B,两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。(1)经测定前4s内v(C)=0.05mol·L-1·s-1,则该反应的化学方程式为____________________________________________________________________________________。(2)请在图中将生成物C的物质的量浓度随时间的变化曲线绘制出来。(3)若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行,经同一段时间后,测得三个容器中的反应速率分别为甲:v(A)=0.3mol·L-1·s-1;乙:v(B)=0.12mol·L-1·s-1()丙:v(C)=9.6mol·L-1·min-1;则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为__________________。答案Ⅰ.(1)0.079mol·L-1·s-1(2)X(g)+Y(g)===2Z(g)(3)CDⅡ.(1)3A(g)+B(g)2C(g)(2)(3)乙>甲>丙解析Ⅰ.(1)分析图像知Δc(Z)=1.58mol2L=0.79mol·L-1,v(Z)=0.79mol·L-110s=0.079mol·L-1·s-1。(2)由各物质转化的量:X为0.79mol,Y为0.79mol,Z为1.58mol,可知方程式中各物质的化学计量数之比为1∶1∶2,则化学方程式为X(g)+Y(g)2Z(g)。(3)由图像可知,外界条件同等程度地增大了该反应的正、逆反应速率。增大X的浓度、升高体系温度均不会同等程度地改变正、逆反应速率,A、B错误;由(2)中的反应方程式可知,该反应为反应前后气体体积不变的反应,缩小容器体积或增大压强,均可同等程度地增大正、逆反应速率,C正确;使用催化剂可同等程度地改变正、逆反应速率,D正确。Ⅱ.(1)前4s内,Δc(A)=0.8mol·L-1-0.5mol·L-1=0.3mol·L-1,v(A)=0.3mol·L-1÷4s=0.075mol·L-1·s-1;v(A)∶v(C)=a∶c=(0.075mol·L-1·s-1)∶(0.05mol·L-1·s-1)=3∶2,由图像知,在12s时Δc(A)∶Δc(B)=(0.6mol·L-1)∶(0.2mol·L-1)=3∶1=a∶b,则a、b、c三者的比例为3∶1∶2,所以该反应的化学方程式为3A(g)+B(g)2C(g)。(2)生成物C的浓度从0开始增加,到12s时达到最大,Δc(A)∶Δc(C)=a∶c=3∶2,所以Δc(C)=2×0.6mol·L-1÷3=0.4mol·L-1。(3)丙容器中v(C)=9.6mol·L-1·min-1=0.16mol·L-1·s-1,则甲容器中vAa=vA3=0.3mol·L-1·s-13=0.1mol·L-1·s-1,乙容器中vBb=vB1=0.12mol·L-1·s-11=0.12mol·L-1·s-1,丙容器中vCc=vC2=0.16mol·L-1·s-12=0.08mol·L-1·s-1,故甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为乙>甲>丙。1.化学反应速率计算的常见错误(1)不注意容器的容积。(2)漏写单位或单位写错。(3)忽略有效数字。2.比较化学反应速率大小的注意事项()(1)看单位是否统一,若不统一,换算成相同单位。(2)比较不同时间段内的化学反应速率大小时,可先换算成同一物质表示的反应速率,再比较数值大小。(3)比较化学反应速率与化学计量数的比值。例如,对于一般反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),比较不同时间段内vAa与vBb的大小,若vAa>vBb,则用A表示的反应速率比用B表示的大。题组二“控制变量”思想在探究影响化学反应速率因素中的应用3.(2013·安徽理综,28)某酸性工业废水中含有K2Cr2O7。光照下,草酸(H2C2O4)能将其中的Cr2O2-7转化为Cr3+。某课题组研究发现,少量铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]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/mL①4601030②5601030③560测得实验①和②溶液中的Cr2O2-7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①和②的结果表明________;实验①中0~t1时间段反应速率v(Cr3+)=________mol·L-1·min-1(用代数式表示)。(4)该课题组对铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]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、K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O、Al2(SO4)3等。溶液中Cr2O2-7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/mL③2020(2)CO2(3)溶液pH对该反应的速率有影响2c0-c1t1(4)Al3+起催化作用SO2-4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K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O代替实验①中的铁明矾,控制其他条件与实验①相同,进行对比实验反应进行相同时间后,若溶液中c(Cr2O2-7)大于实验①中的c(Cr2O2-7),则假设一成立,若两溶液中的c(Cr2O2-7)相同,则假设一不成立(本题属于开放性试题,合理答案均可)解析首先看清实验目的,确定条件改变的唯一变量,再根据
本文标题:2015高考化学二轮复习资料:化学反应速率与化学平衡
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