教辅：高考化学复习之化学反应速率

第15讲化学反应速率考纲定位选项示例1.了解化学反应速率的概念和定量表示方法。能正确计算化学反应的转化率(α)。2.了解反应活化能的概念，了解催化剂的重要作用。3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响,能用相关理论解释其一般规律。4.了解化学反应速率在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。1.在不同浓度(c)、温度(T)条件下，蔗糖水解的瞬时速率(v)如下表。下列判断不正确的是：D.不同温度时，蔗糖浓度减..少一半所需的时间相同。(2015年福建卷)2.图乙表示酶催化反应的反应速率随反应温度的变化。(2016年江苏卷T10－B)3.探究温度对硫代硫酸钠与硫酸反应速率的影响时，若先将两种溶液混合并计时，再用水浴加热至设定温度，则测得的反应速率偏高。(2016年浙江卷)[考纲导视].[基础反馈]1.判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。(1)对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显()。(2)化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加()。(3)化学反应速率为0.8mol·L－1·s－1是指1s时某物质的浓度为0.8mol·L－1()。(4)由v＝ΔcΔt计算平均速率，用反应物表示时为正值，用生成物表示时为负值()。(5)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，但表示的实际意义相同()。(6)根据反应速率的大小可以判断化学反应进行的快慢(()。(7)催化剂能降低反应所需的活化能，ΔH也会发生变化)。(8)温度、催化剂能改变活化分子的百分数()。答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√(6)√(7)×(8)√2.对于Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，改变下列条件对生成氢气的速率有何影响？(填“增大”“减小”或“不变”)①升高温度：__________；②增大盐酸浓度：__________；③增大铁的质量：__________；④增加盐酸体积：__________；⑤把铁片改成铁粉：__________；⑥滴入几滴CuSO4溶液：__________；⑦加入NaCl固体：__________；⑧加入CH3COONa固体：__________；⑨加入一定体积的Na2SO4溶液：__________。答案：①增大②增大③不变④不变⑤增大⑥增大⑦不变⑧减小⑨减小2.0mol·L－1·min－1考点一化学反应速率的计算和大小比较【知识梳理】1.化学反应速率。快慢增加2.化学反应速率与化学计量数的关系。(1)内容：对于已知反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示，当单位相同时，化学反应速率的数值之比等于方程式中各物质的化学计量数之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝______________。(2)实例：一定温度下，在密闭容器中发生反应：3A(g)＋B(g)2C(g)。已知v(A)＝0.6mol·L－1·s－1，则v(B)＝_____mol·L－1·s－1，v(C)＝_____mol·L－1·s－1。m∶n∶p∶q0.20.4【考点集训】[例1]将等物质的量的A、B混合放于2L的密闭容器中，发生反应：3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)。经5min后达到平衡，平衡时测得D的浓度为0.5mol·L－1，c(A)∶c(B)＝3∶5，v(C)＝0.1mol·L－1·min－1。则：(1)x＝________。(2)前5min内B的反应速率v(B)＝____________。(3)平衡时A的转化率为____________。思路指导：依据化学反应速率之比等于化学方程式中化学计量数之比，可以求得x和v(B)；运用“三段式”即可求得A的转化率。解析：(1)v(D)＝0.5mol·L－15min＝0.1mol·L－1·min－1＝v(C)，由此推知x＝2。(2)v(B)＝vC2＝0.1mol·L－1·min－12＝0.05mol·L－1·min－1。答案：(1)2(2)0.05mol·L－1·min－1(3)3A(g)＋B(g)2C(g)＋2D(g)aa000.750.250.50.5a－0.75a－0.250.50.5(a－0.75)∶(a－0.25)＝3∶5，解得：a＝1.5；(3)50%起始浓度mol·L－1转化浓度mol·L－1平衡浓度mol·L－1A的转化率α(A)＝0.75mol·L－1×2L1.5mol·L－1×2L×100%＝50%。●解题模型求解化学反应速率的计算题的一般计算步骤：(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：mA＋nB―→pC起始浓度/(mol·L－1)abc转化浓度/(mol·L－1)xnxmpxm某时刻浓度/(mol·L－1)a－xb－nxmc＋pxm(4)A的转化率α(A)＝xa×100%。[例2](2015年广东卷)用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益，减少污染。一定条件下测得反应过程中n(Cl2)的数据如下：计算2.0～6.0min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率(以mol·min－1为单位，写出计算过程)。t/min02.04.06.08.0n(Cl2)/10－3mol01.83.75.47.2(5.4－1.8)×10－3mol解：设2.0～6.0min内，HCl转化的物质的量为n。21n解得n＝7.2×10－3mol2HCl(g)＋12O2(g)H2O(g)＋Cl2(g)v(HCl)＝7.2×10－3mol6.0－2.0min＝1.8×10－3mol·min－1A.④③＝②①C.①②③④B.①④②＝③D.④③②①[例3](2016年湖南长沙模拟)反应A(g)＋3B(g)===2C(g)＋2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为①v(A)＝0.45mol·L－1·s－1；②v(B)＝0.6mol·L－1·s－1；③v(C)＝0.4mol·L－1·s－1；④v(D)＝0.45mol·L－1·s－1。下列有关反应速率的比较中正确的是()。解析：可用比值法进行反应速率大小比较，vA1＝0.45mol·L－1·s－1；vB3＝0.63＝0.2mol·L－1·s－1；vC2＝0.42＝0.2mol·L－1·s－1；vD2＝0.452＝0.225mol·L－1·s－1，故①④②＝③，B项正确。答案：B●方法技巧化学反应速率快慢比较1.同一化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同，因此比较反应速率的快慢不能只看数值的大小，而要通过转化换算成用同一物质表示，再比较数值的大小。3.注意反应速率单位的一致性。4.注意外界条件对化学反应速率的影响规律。2.比较化学反应速率与化学计量数的比值，即比较vAa与vBb，若vAavBb，则A表示的反应速率比B大。[例4]反应aA＋bBcC在体积为2L的容器中进行反应。在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段体系中各物质的量随时间变化的曲线如图所示：请回答下列问题：(1)反应的化学方程式为____________________________。(2)A的平均反应速率vⅠ(A)、vⅡ(A)、vⅢ(A)从大到小排列次序为________________。(3)由计算可知，第Ⅰ阶段20min时，C的平均速率vⅠ(C)＝________________。解析：(1)反应达到平衡时，Δn(A)＝2.0mol－1.0mol＝1.0mol，Δn(B)＝6.0mol－3.0mol＝3.0mol，Δn(C)＝2.0mol－0mol＝2.0mol，则Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)＝1.0mol∶3.0mol∶2.0mol＝1∶3∶2，即该反应的化学方程式为A＋3B2C。(2)vⅠ(A)＝1.0mol2L×20min＝0.025mol·L－1·min－1，vⅡ(A)＝1.0mol－0.62mol2L×15min＝0.0127mol·L－1·min－1，vⅢ(A)＝0.62mol－0.50mol2L×10min＝0.006mol·L－1·min－1，故vⅠ(A)vⅡ(A)vⅢ(A)。(3)vⅠ(C)＝2vⅠ(A)＝0.05mol·L－1·min－1。答案：(1)A＋3B2C(2)vⅠ(A)vⅡ(A)vⅢ(A)(3)0.05mol·L－1·min－1●方法技巧化学反应速率图象的分析技巧分析图象问题时，应从以下几个方面着手：(1)看起点，分清反应物和生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物，生成物多数以原点为起点。(2)看变化趋势，分清正反应和逆反应，分清放热反应和吸热反应。(3)看终点，分清消耗浓度和增加浓度，反应物的消耗浓度和生成物的增加浓度(或物质的量)之比等于反应方程式中各物质的化学计量数之比。(4)时间—速率图象，看清曲线是连续的还是跳跃的，分清“渐变”和“突变”“大变”和“小变”。考点二影响化学反应速率的因素【知识梳理】一、影响化学反应速率的因素本身性质1.内因：反应物的__________是化学反应速率大小的决定性因素。2.外因(其他条件不变，只改变一个条件)。加快减慢相同接触面积加快减慢加快减慢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。图中：E1为_____________，使用催化剂时的活化能为___，反应热为________。反应的活化能E3E1－E2③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。分子百分数活化分子百分数总数分子总数二、注意的问题1.化学反应速率是一段时间内的变化量，无论用反应物还是用生成物表示均取正值。2.一定温度下，固体和纯液体物质，改变其用量，不影响反应速率。3.纯液体和固体浓度可视为常数，所以一般不用固体或纯液体来表示化学反应速率。4.化学反应速率是平均速率，而不是瞬时速率。【考点集训】[例5](2016年山东烟台质检)反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其①增加C的量②将容器的体积缩小一半③保持体积不④保持压强不变，充入N2使容变，充入N2使体系压强增大器体积变大A.①④B.②③C.①③D.②④答案：C反应速率几乎无影响．．．的是()。●归纳总结气体反应体系中充入惰性气体(不参与反应)时，对反应速率的影响规律：(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。[例6](2015年福建卷)在不同浓度(c)、温度(T)条件下，蔗A.a＝6.00B.同时改变反应温度和蔗糖的浓度，v可能不变C.b＜318.2D.不同温度时，蔗糖浓度减少一半所需的时间相同糖水解的瞬时速率(v)如下表。下列判断不正确．．．的是()。v/(mmol·L－1·min－1)c/(mol·L－1)0.6000.5000.4000.300T/K318.23.603.002.401.80328.29.007.50a4.50b2.161.801.441.08升高温度，水解速率增大。增大浓度，水解速率也增大，若同时改变反应物的浓度和反应的温度，则二者对水解反应速率的影响可能相互抵消，反应速率可能不发生改变，B正确；由表可知温度由328.2K→b，在浓度相同的情况下，水解速率变小，所以温度降低，所以温度b＜318.2K，C正确；温度越高反应速率越快，所以蔗糖浓度减少一半所需的时间不同，温度高的所需时间短，D错误。答案：D解析：由表可知温度由318.2→328.2K，在浓度相同的情况下v318.2v328.2＝0.4，所以a＝2.40.4＝6，A正确；根据表格数据可知，[例7]某实验小组以H2O2分解为例，研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下方