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天天资源网 / 高中化学 / 一轮复习 / 高考化学经典复习5.1化学反应速率及其影响因素含答案完美

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第五单元 化学反应速率 化学平衡 第1节 化学反应速率及其影响因素 考纲点击: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.了解化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域中的 重要作用。 回归教材 一、化学反应速率 快慢 增加 2 mol·L-1·min-1 二、化学反应速率的影响因素 1.内因(主要因素) v(Mg)>v(Al) 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______________。 2.外因(其他条件不变,只改变一个条件): 加快 减慢 加快 减慢 加快 减慢 相同 接触面积 3.理论解释——有效碰撞理论 (1)活化分子、活化能、有效碰撞 有效碰撞①活化分子:能够发生__________的分子。 ②活化能:如图 正反应的活化能 E3 E1-E2 图中:E1 为_______________,使用催化剂时的活化能为 ____,反应热为__________。(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 1.下列说法错误的是( 基础测评 )。 A.催化剂能降低反应所需的活化能,ΔH 也会发生变化 B.温度、催化剂能改变活化分子的百分数 C.催化剂参与化学反应,但反应前后的化学性质和质量 均保持不变 D.增大反应体系的压强,反应速率不一定增大 答案:A . . 3.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)=1.5 mol·L-1·min-1 B.v(NO2)=0.7 mol·L-1·min-1 C.v(N2)=0.4 mol·L-1·min-1 D.v(CO2)=1.1 mol·L-1·min-1   解析:换算成同一物质的反应速率再比较,如以N2为标准,A、B、D项分别换 算为0.375 mol·L-1·min-1、0.35 mol·L-1· min-1、0.275 mol·L-1·min-1,所以反应速率最快的为C项。   答案:C 4.已知分解 1 mol H2O2 放出热量 98 kJ。在含少量 I-的溶 液中,H2O2 分解的机理为: H2O2+I-―→H2O+IO- 慢 H2O2+IO-―→H2O+O2+I- 快 下列有关该反应的说法正确的是(  )。 A.反应速率与I-浓度有关 B.IO-也是该反应的催化剂 C.反应活化能等于98 kJ·mol-1 D.v(H2O2)=v(H2O)=v(O2) 解析:由于反应速率由慢反应决定,故 I-浓度越大,反应 速率越快,A 正确;IO-为中间产物,不是催化剂,B 错误;活 化能不是反应热,反应热是正、逆反应活化能的差值,C 错误; 依据总反应 2H2O2===2H2O+O2↑和反应速率与计量数间的关 系判断,D 错误。 答案:A 5.硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为 Na2S2O3 +H2SO4===Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O,下列各组实验中最先 出现浑浊的是( )。 实验 反应 温度/℃ Na2S2O3溶液 稀H2SO4 H2O V/ mL c/ (mol·L-1) V/mL c/ (mol·L-1) V/mL A 25 5 0.1 10 0.1 5 B 25 5 0.2 5 0.2 10 C 35 5 0.1 10 0.1 5 D 35 5 0.2 5 0.2 10 解析:结合选项知混合液的体积都为 20 mL,但选项 D 中 反应温度最高、反应物 Na2S2O3 的浓度最大,其反应速率最大, 故最先看到浑浊(有硫单质生成)。 答案:D C,经测定 D 的浓度为 0.5 mol·L-1,下列判断正确的是( C.平衡时 A 的浓度为 1.50 mol·L D.B 的平均反应速率为 0.2 mol·L ·s 考点一 考向1 化学反应速率 “三段式”在反应速率计算中的应用 [典例1](2018 年山东临沂模拟)在 4 L 密闭容器中充入 6 mol A 气体和 5 mol B 气体,在一定条件下发生反应:3A(g) + B(g) 2C(g)+xD(g),5s达到平衡。达到平衡时,生成了2 mol )。 A.x=1 B.B 的转化率为 20% -1 -1 -1 [方法技巧] “三段式”模式进行化学反应速率的计算 考向2 化学反应速率的比较 [典例2](2018 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)=0.45 mol/(L·min) ②v(B)=0.6 mol/(L·s) ③v(C)=0.4 mol/(L·s) ④v(D)=0.45 mol/(L·s) 下列有关反应速率的比较中正确的是( )。 A.④>③=②>① C.①>②>③>④ B.④②>①   解析:若四种反应速率都用A表示(单位 mol·L-1·s-1),数值分别为①v(A)=0.0075 mol·L-1·s-1,②v(A)=0.2 mol·L-1·s-1,③v(A)=0.2 mol·L-1·s-1,④v(A)=0.225 mol·L-1·s-1,所以反应速率④>③=②>①,故A正确。   答案:A v(A) v(B) v(A) v(B) [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用同一物质、同一 单位表示的化学反应速率,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 a b 与 ,若 a b> ,则 用 A 表示的反应速率比用 B 表示的大。 A.用 A 表示的反应速率是 0.4 mol·L   ·min C.在 2 min 末的反应速率,用 B 表示为 0.3 mol·L ·min 【拓展演练】 1.(2018 年山东烟台模拟)一定温度下反应:4A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g),经 2 min,B 的浓度减少 0.6 mol·L-1,对此 反应速率的表示正确的是( )。 -1 -1 B.分别用 B、C、D 表示反应的速率其比值是 1∶ 2∶ 3 -1 -1 D.在这 2 min 内用 B 和 C 表示的瞬时速率的值都是逐渐 减小的 解析:A 是固体,不能用其浓度的变化来表示反应速率, A 错误;用各物质表示的化学反应速率之比等于其化学计算数 之比,B 错误;vB=0.3 mol·L-1·min-1 表示 2 min 内的平均反应 速率, 在 2 min 末的速率为瞬时速率,不等于 0.3 mol·L-1·min-1, C 错误;在反应过程中 B 的浓度逐渐减小,故 A、B 反应生成 C、D 的瞬时速率也逐渐减小,D 正确。 答案:D 2.(2018 年河南郑州模拟)已知:反应 aA(g)+bB(g) cC(g),某温度下,在 2 L 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4 s 内 v(C)=0.05 mol·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 则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为 ______________。 甲:v(A)=0.3 mol·L-1·s-1; 乙:v(B)=0.12 mol·L-1·s-1; 丙:v(C)=9.6 mol·L-1·min-1, 2C(g)答案:(1)3A(g)+B(g) (2) (3)乙>甲>丙 考点二 化学反应速率的影响因素 考向 1 外界因素对化学反应速率的影响 [典例3](2018 年湖北武汉模拟)反应 C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)在一密闭容器中进行,则下列说法或结论中,能 够成立的是( )。 A.其他条件不变,仅将容器的容积缩小一半,反应速率 减小 B.反应达到平衡状态时,v(CO)正=v(H2O)逆 C.保持容器容积不变,充入少量 He 使体系压强增大,反 应速率一定增大 D.其他条件不变,适当增加 C(s)的质量会使反应速率增 大 解析:A 项,将容器的容积缩小一半相当于体系压强增加 一倍,反应速率加快;B 项,不同物质表示的正、逆反应速率 之比等于化学计量数之比,反应达到平衡;C 项,由于容器容 积保持不变,充入 He 后,各组分的浓度不变,反应速率不变; D 项,改变固体物质的用量不影响化学反应速率。 答案:B [方法技巧] 1.压强对反应速率的影响是通过改变气体的浓度来实现 的,故一般意义上的增大压强是指压缩气体的体积,减小压强 是指扩大气体的体积。 2.压强对反应速率的影响情况: 压强只对有气体参与的化学反应速率有影响。 压强增大 反应物浓度增大①恒温时,压缩体积 反应速率加快。 ②恒温时,对于恒容密闭容器: a.充入气体反应物 气体反应物浓度增大(压强也增 大) 反应速率加快。 总压强增大―→反应物浓度未b.充入“惰性”气体 改变―→反应速率不变。 ③恒温恒压时, 体积增大 气体反应物浓度减 小 充入“惰性”气体 反应速率减小。 [典例4](2018 年四川成都棠湖中学一模)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) 是制备硫酸的重要反应。下列叙述正确的是 ( )。 A.催化剂 V2O5 不改变该反应的逆反应速率 B.恒压条件下,通入稀有气体,反应速率不变 C.该反应是放热反应,降低温度将缩短反应达到平衡的 时间 D.在 t1、t2 时刻,SO3(g)的浓度分别是 c1、c2,则时间间 隔 t1~t2 内,SO2(g)消耗的平均速率为 v= c2-c1 t2-t1 解析:催化剂可同等程度地改变正、逆反应的反应速率, A 错误;恒压条件下,向容器中通入稀有气体,容器体积变大, 各反应物的浓度变小,因此反应速率变小,B 错误;不论反应 是吸热反应还是放热反应,降低温度反应速率一定变慢,则达 答案:D [方法技巧](1)温度对反应速率的影响具有一致性,升高温 度,v正、v逆都增大,降低温度,v正、v逆都减小。 (2)催化剂在化学反应过程中参与了反应,降低了正、逆反 应的活化能,同等程度改变正、逆反应速率,但不会改变反应 的限度和反应热。 解析:A 项,加入 NaOH,中和 HBr,减少反应物的浓度, 平衡逆向移动,乙醇的物质的量增大,正确;B 项,增大 HBr 的浓度,即平衡正向移动,有利于 C2H5Br 生成,正确,C 项, 若反应物增大至 2 mol,实际上就是将反应的浓度都增大至原来 的 2 倍,比例不变(两次实验反应物的比例都是 1∶ 1,等于方程 式中的系数比),这里有一个可以直接使用的结论:只要反应物 的投料比等于系数比,达平衡时反应物的转化率一定是相等的。 所以两种反应物的转化率一定是 1∶ 1,正确;D 项,若起始温 度提高至 60 ℃,考虑到 HBr 是挥发性酸,在此温度下易挥发, 降低 HBr 的浓度,减慢化学反应速率,延长了达到平衡的时间, 错误。 答案:D 4.(2017 年江苏卷)H2O2 分解速率受多种因素影响。实验 测得 70 ℃时不同条件下 H2O2 浓度随时间的变化如图所示。下 列说法正确的是( )。 甲 乙 丙 丁 C.图丙表明,少量Mn2+存在时,溶液碱性越强,H2O2分 A.图甲表明,其他条件相同时,H2O2 浓度越小,其分解 速率越快 B.图乙表明,其他条件相同时,溶液 pH 越小,H2O2 分解 速率越快 解速率越快 D.图丙和图丁表明,碱性溶液中,Mn2+对 H2O2 分解速率 的影响大   解析:由图甲可知,起始时H2O2的浓度越小,曲线下降越平缓,说明反应速 率越慢,A错误;OH-的浓度越大,pH越大,即0.1 mol·L-1NaOH对应的pH最大, 曲线下降最快,即H2O2分解最快,B错误;由图丙可知,相同时间内,0.1 mol·L -1NaOH条件下H2O2分解最快,0 mol·L-1NaOH条件下H2O2分解最慢,而1.0 mol·L-1NaOH条件下H2O2的分解速率处于中间,C错误;由图丁可知,Mn2+越多, H2O2的分解速率越快,说明Mn2+对H2O2分解速率影响较大,D正确。   答案:D 控制变量法探究影响化学反应速率的因素 在研究影响化学反应速率的因素时,由于外界影响因素较 多,故为搞清某个因素的影响均需控制其他因素相同或不变, 再进行实验。因此,常用控制变量思想解决该类问题。 1.常见考查形式 (1)以表格的形式给出多组实验数据,让学生找出每组数据 的变化对化学反应速率的影响。 (2)给出影响化学反应速率的几种因素,让学生设计实验分 析各因素对化学反应速率的影响。 2.解题策略 (1)确定变量 解答这类题目时首先要认真审题,理清影响实验探究结果 的因素有哪些。 (2)定多变一 在探究时,应该先确定其他的因素不变,只变化一种因素, 看这种因素与探究的问题存在怎样的关系;这样确定一种以后, 再确定另一种,通过分析每种因素与所探究问题之间的关系, 得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。 (3)数据有效 解答时注意选择数据(或设置实验)要有效,且变量统一, 否则无法作出正确判断。 3.实例分析 探究温度、催化剂对反应:2H2O2===2H2O+O2↑的影响, 可以确定催化剂(是否加入 MnO2)和温度(加热、常温)作为可变 量,其他的则控制为不变量。 探究对象 的反应 2H2O2===2H2O+O2↑ 控制的可变量 催化剂 温度 控制的不变量 浓度、温度等 浓度、催化剂等 实验方案 取相同量的5%H2O2溶液 于两支规格相同的试管 中,向其中一支试管中 加入少量MnO2,另一支 不加,在常温下观察 取相同量的5%H2O2 溶液于两支规格相同 的试管中,给其中一 支试管加热,另一支 不加热,观察 [典例](2018 年浙江宁波镇海中学月考)为了进一步探究硫 酸铜的量对氢气生成速率的影响,该同学设计了如下一系列实 验。将表中所给的混合溶液分别加入到 6 个盛有过量 Zn 粒的反 应瓶中,收集产生的气体,记录获得相同体积气体所需的时间。 请完成此实验设计,其中:V1=________,V6=________, V9=________。 实验 A B C D E F 4 mol·L-1H2SO4/mL 30 V1 V2 V3 V4 V5 饱和CuSO4溶液/mL 0 0.5 2.5 5 V6 20 H2O/mL V7 V8 V9 V10 10 0 解析:若研究 CuSO4 的量对 H2 生成速率的影响,则实验中 除 CuSO4 的量不同之外,其他物质的量均相同,则 V1=V2=V3 =V4=V5=30,最终溶液总体积相同。由实验 F 可知,溶液的 总体积均为 50 mL,则 V6=10,V9=17.5。 答案:30 10 17.5 [演练](1)某同学设计如下实验方案探究影响锌与稀硫酸反 应速率的因素,有关数据如下表所示: ①本实验待测数据可以是__________________________, 实验Ⅰ和实验Ⅱ可以探究__________对锌与稀硫酸反应速率的 影响。 序号 纯锌粉 /g 2.0 mol·L-1 硫酸溶液 /mL 温度 /℃ 硫酸铜 固体/g 加入蒸 馏水/mL Ⅰ 2.0 50.0 25 0 0 Ⅱ 2.0 40.0 25 0 10.0 Ⅲ 2.0 50.0 25 0.2 0 Ⅳ 2.0 50.0 25 4.0 0 ②实验Ⅲ和实验Ⅳ的目的是________________________, 写出有关反应的离子方程式____________________________。 (2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验 方案如下表: 表中 Vx=________ mL,理由是____________________。 实验 序号 体积V/mL K2S2O8溶液 水 KI溶液 Na2S2O3溶液 淀粉溶液 ① 10.0 0.0 4.0 4.0 2.0 ② 9.0 1.0 4.0 4.0 2.0 ③ 8.0 Vx 4.0 4.0 2.0 解析:(1)实验Ⅰ和实验Ⅱ中,锌的质量和状态相同,硫酸 的浓度不同,实验Ⅲ和实验Ⅳ中加入硫酸铜,Cu2+的氧化性强 于 H+,首先发生反应 Zn+Cu2+===Zn2++Cu,生成的铜附着在 锌表面,在稀硫酸溶液中构成原电池,加快锌失电子。但是加 入的硫酸铜过多,生成的铜会覆盖在锌表面,阻止锌与稀硫酸 进一步反应,产生氢气的速率会减慢。①本实验待测数据可以 是“反应结束所需要的时间”或“相同条件下产生等体积的氢 气所需要的时间”,实验Ⅰ和实验Ⅱ可以探究硫酸的浓度对反 应速率的影响。②实验Ⅲ和实验Ⅳ加入的硫酸铜的质量不同, 可以探究加入硫酸铜的量与反应速率的关系。(2)实验的目的是 探究 K2S2O8 溶液的浓度对化学反应速率的影响,故应保证每组 实验中其他物质的浓度相等,即溶液的总体积相等 (即为 20.0 mL),从而可知 Vx=2.0 mL。 答案:(1)①反应结束所需要的时间(或相同条件下产生等体 积的氢气所需要的时间) 硫酸浓度 ②探究硫酸铜的量对反 Zn+Cu2+===Zn2++Cu,Zn+2H+===Zn2++应速率的影响 H2↑ (2)2.0 保证反应物 K2S2O8 浓度的改变,而其他物质浓度 不变 查看更多

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