高考化学总复习化学反应速率和化学平衡Word文档下载推荐.docx
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5
c(HI)/mol·
L-1
0.100
0.200
0.300
c(H2O2)/mol·
v/mol·
0.00760
0.0153
0.0227
0.0151
0.0228
A.0.0380mol·
s-1B.0.152mol·
C.0.608mol·
s-1D.0.760mol·
选B 当c(HI)=0.100mol·
L-1,c(H2O2)=0.100mol·
L-1,v=0.00760mol·
s-1,由表中数据可知,速率与c(HI)成正比、与c(H2O2)成正比,所以当c(HI)=0.500mol·
s-1×
5×
4=0.152mol·
3.反应4A(s)+3B(g)2C(g)+D(g),经2min后,B的浓度减少了0.6mol·
L-1。
对此反应速率的正确表示是( )
A.用A表示的反应速率是0.8mol·
B.分别用B、C、D表示的反应速率,其比值是3∶2∶1
C.在2min末时的反应速率,用反应物B来表示是0.3mol·
min-1
D.在这2min内用B和C表示的反应速率的值都是相同的
选B A项,A物质是固体,浓度视为常数,不能用来表示反应速率,错误;
B项,化学反应速率之比等于相应物质的化学计量数之比,其比值为3∶2∶1,正确;
C项,v(B)=
mol·
min-1=0.3mol·
min-1,是2min内的平均速率,不是2min末的瞬时速率,错误;
D项,化学反应速率之比等于化学计量数之比,错误。
[规律方法] 反应速率计算的三种常用方法
(1)定义式法
=
。
(2)比例关系法
化学反应速率之比等于化学计量数之比,如mA(g)+nB(g)===pC(g)中,v(A)∶v(B)∶v(C)=m∶n∶p。
(3)三段式法
列起始量、转化量、最终量,再根据定义式或比例关系计算。
对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),起始时A的浓度为amol·
L-1,B的浓度为bmol·
L-1,反应进行至t1时,A消耗了xmol·
L-1,则化学反应速率可计算如下:
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
起始/(mol·
L-1)ab00
转化/(mol·
L-1)x
t1/(mol·
L-1)a-xb-
则:
s-1,v(B)=
s-1,
s-1,v(D)=
题点
(二) 化学反应速率的比较
4.在四个不同的容器中,在不同的条件下进行合成氨反应:
N2+3H22NH3。
根据在相同时间内测定的结果判断,生成氨的速率最快的是( )
A.v(H2)=0.01mol·
B.v(N2)=0.3mol·
C.v(NH3)=0.15mol·
D.v(H2)=0.3mol·
选B 在速率单位相同时,把速率除以其相应物质的化学计量数,数值大者,反应速率快。
A项,v(H2)=0.01mol·
s-1=0.6mol·
min-1,
v(H2)=0.2mol·
min-1;
B项,v(N2)=0.3mol·
C项,
v(NH3)=0.075mol·
min-1,D项,
v(H2)=0.1mol·
min-1。
由此可知,B项中表示的反应速率最快。
5.(2018·
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·
s-1 ②v(B)=0.6mol·
s-1 ③v(C)=0.4mol·
s-1 ④v(D)=0.45mol·
下列有关反应速率的比较中正确的是( )
A.④>
③=②>
① B.①>
④>
②=③
C.①>
②>
③>
④D.④>
①
选B 用比值法进行反应速率大小的比较,v(A)=0.45mol·
s-1;
v(B)=
×
0.6=0.2mol·
v(C)=
0.4=0.2mol·
v(D)=
0.45=0.225mol·
s-1,故①>
②=③,B项正确。
[规律方法] 化学反应速率大小的比较方法
(1)归一法
将同一反应中的不同物质的反应速率转化成同一单位、同一种物质的反应速率,再进行速率的大小比较。
(2)比值法
将各物质表示的反应速率转化成同一单位后,再除以对应各物质的化学计量数,然后对求出的数值进行大小排序,数值大的反应速率快。
如反应mA(g)+nB(g)===pC(g)+qD(g),若
>
,则反应速率A>
B。
[真题验收]
1.(2014·
北京高考)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/min
6
8
10
V(O2)/mL
0.0
9.9
17.2
22.4
26.5
29.9
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·
B.6~10min的平均反应速率:
v(H2O2)<
3.3×
C.反应至6min时,c(H2O2)=0.30mol·
D.反应至6min时,H2O2分解了50%
选C 根据题目信息可知,0~6min,生成22.4mL(标准状况)氧气,消耗0.002molH2O2,则v(H2O2)≈3.3×
10-2mol·
min-1,A项正确;
随反应物浓度的减小,反应速率逐渐降低,B项正确;
反应至6min时,剩余0.002molH2O2,此时c(H2O2)=0.20mol·
L-1,C项错误;
反应至6min时,消耗0.002molH2O2,转化率为50%,D项正确。
2.(2014·
全国卷Ⅱ节选)在容积为1.00L的容器中,通入一定量的N2O4,发生反应N2O4(g)2NO2(g),随温度升高,混合气体的颜色变深。
在0~60s时段,反应速率v(N2O4)为________mol·
由题图可知,0~60s时段,N2O4的物质的量浓度变化为0.060mol·
L-1,v(N2O4)=
=0.0010mol·
答案:
0.0010
3.(2015·
广东高考节选)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:
2.0
4.0
6.0
8.0
n(Cl2)/10-3mol
1.8
3.7
5.4
7.2
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)。
据反应4HCl+O2===2Cl2+2H2O可知:
v(HCl)=
=1.8×
10-3mol·
1.8×
考点二 影响化学反应速率的因素
1.内因
反应物本身的性质是影响化学反应速率的主要因素。
如相同条件下,Na、Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系是Na>
Mg>
Al。
2.外因(其他条件不变,只改变一个条件)
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
[注意] E1为正反应的活化能,E2为逆反应的活化能,且ΔH=E1-E2,E3为使用催化剂时的活化能。
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)升高温度,不论是放热反应还是吸热反应,化学反应速率均加快。
(2)催化剂能同等程度的改变正、逆化学反应速率,但不能改变反应进行的程度。
(3)压强及惰性气体对化学反应速率的影响
①改变压强,实质是通过改变物质的浓度来实现化学反应速率改变的。
若压强改变导致了反应物浓度增大或减小,则化学反应速率会增大或减小。
②根据上述第①条原则,充入惰性气体对化学反应速率的影响可分为以下两种情况:
恒温恒容
充入“惰性气体”
总压强增大,但各物质的浓度不变(活化分子浓度不变),反应速率不变
恒温恒压
体积增大
各反应物浓度减小(活化分子浓度减小)
反应速率减慢
③对于没有气体参加的反应,改变体系压强,反应物的浓度不变,则化学反应速率不变。
(4)固体反应物量的增减,不能改变化学反应速率,固体的表面积改变才能改变化学反应速率。
题点
(一) 影响化学反应速率的因素
1.下列说法正确的是________。
A.100mL2mol·
L-1稀盐酸与锌反应时,加入少量硫酸铜固体,生成氢气的速率加快
B.相同条件下,等量的锌粒分别与100mL2mol·
L-1稀硫酸、100mL2mol·
L-1稀盐酸反应,反应速率相同
C.用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,改用铁片和浓硫酸反应可以加快产生氢气的速率
D.对于A(s)+B(g)C(g)+D(g)的反应,加入A,反应速率加快
E.工业生产中常将矿石粉碎,可以增大接触面积,使反应速率加快
F.2NO2N2O4(正反应放热),升高温度,v(正)增大,v(逆)减小
G.某恒容密闭容器中,发生反应A(g)===B(g)+C(g),通入He,压强增大,反应速率加快
H.某恒压密闭容器中,发生反应A(g)===B(g)+C(g),通入He,压强不变,反应速率不变
AE
2.NO和CO都是汽车尾气里的有害物质,它们能缓缓地反应生成N2和CO2,化学方程式为2NO+2CO
N2+2CO2,对此反应,下列叙述错误的是( )
A.使用正催化剂能加大反应速率
B.改变反应物的压强对反应速率产生影响
C.冬天气温低,反应速率减慢,对人体危害更大
D.无论外界条件怎样改变,均对此化学反应的速率无影响
选D 正催化剂能加大反应速率,故A正确;
增大压强反应速率加快,减小压强反应速率减慢,故B正确;
降低温度反应速率减慢,故C正确;
反应速率随温度、压强、浓度、催化剂的改变而改变,故D错误。
题点
(二) “控制变量法”探究影响化学反应速率的因素
3.下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据:
实验序号
金属质量/g
金属状态
c(H2SO4)/(mol·
L-1)
V(H2SO4)/mL
溶液温度/℃
金属消失的时间/s
反应前
反应后
0.10
丝
0.5
50
20
34
500
粉末
35
1.0
125
分析上述数据,回答下列问题:
(1)实验1和2表明,__________________对反应速率有影响,而且________,则反应速率越快。
(2)表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验是______(填实验序号)。
(3)实验中影响反应速率的其他因素还有________,其实验序号是________(填实验序号)。
(4)实验中的所有反应,反应前后溶液的温度变化值(约15℃)相近,推测其原因:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(1)实验1和2中金属的状态不同,其他条件几乎相同,表明固体反应物的表面积对反应速率有影响,而且,表面积越大,则反应速率越快。
(2)实验1和3中只有反应物的浓度不同,其他条件几乎相同,根据实验1和3可知,反应物浓度对反应速率产生影响,且浓度越大,反应速率越快。
(3)根据实验3和4可知,反应温度也会影响反应速率。
(4)实验的所有反应中,硫酸可能均过量,等质量的金属完全反应,放出的热量相等,所以使等体积溶液的温度升高值相近。
(1)固体反应物的表面积 表面积越大
(2)1和3 (3)反应温度 3和4 (4)可能是硫酸过量,等质量的金属完全反应,放出的热量相等,所以使等体积溶液的温度升高值相近
[规律方法] “控制变量法”的解题策略
题点(三) 利用“断点”突破化学反应速率图像(
t图)
4.对于反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<
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)( )
选C 分析时要注意改变条件瞬间v正、v逆的变化。
增加O2的浓度,v正增大,v逆瞬间不变,A正确;
增大压强,v正、v逆都增大,v正增大的倍数大于v逆,B正确;
升高温度,v正、v逆都瞬间增大,C错误;
加入催化剂,v正、v逆同时同倍数增大,D正确。
5.密闭容器中发生反应:
A(g)+3B(g)2C(g) ΔH<
0,根据下列vt图像,回答下列问题:
(1)下列时刻所改变的外界条件是t1_______________________________________;
t3____________________;
t4__________________________________________。
(2)反应速率最快的时间段是________。
(3)下列措施能增大正反应速率的是________。
A.通入A(g) B.分离出C(g)
C.降温D.增大容积
(1)t1时刻,改变条件,v正、v逆均增大,且v′逆>
v′正,平衡逆向移动,说明改变的条件是升高温度。
t3时刻,改变条件,v正、v逆同等程度增大,且该反应是反应前后气体物质的量不相等的反应,故改变的条件是加入催化剂。
t4时刻,改变条件,v正、v逆均减小,且v逆>
v正,平衡逆向移动,说明改变的条件是减小压强。
(2)t3~t4时间段内,反应使用催化剂,由图像可知该时间段内反应速率最快。
(3)降温、增大容积均会使正、逆反应速率减小;
分离出C(g)时,v正不变,v逆减小,通入A(g),反应物的浓度增大,v正增大。
(1)升高温度 加入催化剂 减小压强
(2)t3~t4 (3)A
[规律方法]
(1)速率—时间图像“断点”分析
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作出判断。
如图,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
图像
t1时刻所改变的条件
温度
升高
降低
适合正反应为放热的反应
适合正反应为吸热的反应
压强
增大
减小
适合正反应为气体物质的量增大的反应
适合正反应为气体物质的量减小的反应
[真题验收]
1.(2015·
海南高考改编)10mL浓度为1mol·
L-1的盐酸与过量的锌粉反应,若加入适量的下列溶液,能减慢反应速率但又不影响氢气生成量的是( )
A.K2SO4B.CH3COOH
C.CuSO4D.Na2CO3
选A Zn与稀盐酸发生反应:
Zn+2HCl===ZnCl2+H2↑,若加入物质使反应速率降低,则c(H+)减小,但是不影响产生氢气的物质的量,说明最终电离产生的n(H+)不变。
A.K2SO4是强酸强碱盐,不发生水解,溶液显中性,溶液中的水对盐酸起稀释作用,使c(H+)减小,但没有消耗H+,因此n(H+)不变,正确;
B.当反应进行到一定程度,会发生反应:
2CH3COOH+Zn===(CH3COO)2Zn+H2↑,会使产生氢气的物质的量增大,错误;
C.加入CuSO4溶液会与Zn发生置换反应:
CuSO4+Zn===Cu+ZnSO4,产生的Cu与Zn和盐酸构成原电池,会加快反应速率,错误;
D.若加入Na2CO3溶液,会与盐酸发生反应:
Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑,使溶液中的c(H+)减小,但由于逸出了CO2气体,因此使n(H+)也减小,产生氢气的物质的量减小,错误。
全国卷Ⅰ)已知分解1molH2O2放出热量98kJ,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98kJ·
mol-1
D.v(H2O2)=v(H2O)=v(O2)
选A H2O2的分解反应主要是由第一个反应决定的,I-浓度越大,反应速率越快,A项正确;
根据总反应可确定该反应的催化剂为I-,而IO-为中间产物,B项错误;
根据所给信息无法确定反应活化能,C项错误;
反应速率关系为v(H2O2)=v(H2O)=2v(O2),D项错误。
3.(2013·
福建高考)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,根据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-1的NaHSO3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℃之前与40℃之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反
B.图中b、c两点对应的NaHSO3反应速率相等
C.图中a点对应的NaHSO3反应速率为
5.0×
10-5mol·
D.温度高于40℃时,淀粉不宜用作该实验的指示剂
选B 由题给图像可知,温度低于40℃时,温度升高,溶液变蓝的时间短,但温度高于40℃时情况相反,A项正确;
因为b、c两点的温度不同,反应速率不可能相等,B项错误;
图中a点,所用的时间为80s,则NaHSO3的反应速率为(0.020mol·
L-1×
10.0mL×
10-3L·
mL-1)÷
(50mL×
80s=5.0×
s-1,C项正确;
由题给条件,55℃时未观察到溶液变蓝可知,温度高于40℃时,淀粉易糊化,不宜作该实验的指示剂,D项正确。
[综合演练提能]
[课堂巩固练]
1.在密闭容器中进行的反应:
N2+O22NO,不能加快该反应的反应速率的是( )
A.缩小体积 B.充入少量NO气体
C.体积增大到原来的2倍D.升高温度
选C A项,缩小体积,反应物浓度增大,化学反应速率增大;
B项,充入NO气体增大生成物浓度,反应速率增大;
C项,体积扩大,反应物浓度减小,化学反应速率减小;
D项,升高温度,加快反应速率。
2.(2018·
沧州一中月考)对反应A+BAB来说,常温下按以下情况进行反应:
①20mL溶液中含A、B各0.01mol;
②50mL溶液中含A、B各0.05mol;
③0.1mol·
L-1的A、B溶液各10mL;
④0.5mol·
L-1的A、B溶液各50mL,四者反应速率的大小关系是( )
A.②>
①>
③B.④>
③D.①>
④
选A 对于溶液中进行的反应,反应物A、B的浓度越大,化学反应速率越快。
溶液①中c(A)=c(B)=
=0.5mol·
L-1,溶液②中c(A)=c(B)=
=1.0mol·
L-1,溶液③中c(A)=c(B)=
0.1mol·
L-1=0.05mol·
L-1,溶液④中c(A)=c(B)=
0.5mol·
L-1=0.25mol·
L-1,据此推知反应速率的大小关系为②>
③。
3.将4molA气体和2molB气体在2L的容器中混合并在一定条件下发生反应:
2A(g)+B(g)3C(g)+4D(s),若经2s后测得C的浓度为0.9mol·
L-1,则下列几种说法中正确的是( )
①用物质A表示的平均反应速率为0.3mol·
②用物质D表示的平均反应速率为0.6mol·
③2s时,物质A的转化率为30%
④用A、B、C来表示反
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