新高考化學二輪復習化學反應速率及其影響因素學案

化學反應速率與化學平衡

高考評價

1.化學反應速率的計算、比較及影響因素。

2.化學平衡狀態(tài)的特征、標志及影響因素。

必備知識

3.化學平衡常數(shù)的概念、計算及應用。

4.化學反應進行方向的判斷依據(jù)。

1.理解與辨析：理解化學反應速率和化學平衡的實質(zhì)。2.分析和推測：運用

關鍵能力

速率和平衡理論，分析速率變化和平衡移動。

1.變化觀念與平衡思想：能夠根據(jù)條件改變，從定性和定量等角度分析化學

學科素養(yǎng)反應速率及化學平衡。2.證據(jù)推理與模型認知：能夠運用速率和平衡理論分

析化學平衡，并建立分析化學平衡問題的思維模型。

能夠運用化學反應原理解決生產(chǎn)生活中的問題，感受化學在創(chuàng)造物質(zhì)生活方

核心價值

面的貢獻。

考點一化學反應速率及其影響因素

［高考引領］

1.（2020?山東高考，改編）1,3-丁二烯與HBr發(fā)生加成反應分兩步：第一步H卡進攻1,

3-丁二烯生成碳正離子（cii￡蹺IL）；第二步B「進攻碳正離子完成1,2-加成或1,4-加成。

反應進程中的能量變化如圖所示。已知在0°C和40℃時，1,2-加成產(chǎn)物與1,4-加成產(chǎn)物

的比例分別為70：30和15：85o下列說法正確的是（）

量JCHCH^CH\（1,2-加成產(chǎn)物）

?A3A2

CH2=CH—CH=CH2\\-CH3CHBrCH=CH2

+HBr'-CH3CH=CHCH2Br

________________________________（1,4一加成產(chǎn)物），

反應進程_.

A.1,4-加成產(chǎn)物比1,2-加成產(chǎn)物穩(wěn)定

B.與0°C相比，40℃時1,3-丁二烯的轉(zhuǎn)化率增大

C.從0℃升至40℃,1,2-加成正反應速率增大，1,4-加成正反應速率減小

D.從0℃升至40℃,1,2-加成正反應速率的增大程度大于其逆反應速率的增大程度

解析：AA項，由圖可知1,4-加成產(chǎn)物的能量比1,2-加成產(chǎn)物的能量低，前者更穩(wěn)

定，正確；B項，由圖可知，第一步為吸熱反應，第二步為放熱反應，升高溫度第二步平衡

逆向移動，1,3-丁二烯的轉(zhuǎn)化率減小，錯誤；C項，升高溫度，反應速率均增大，錯誤；D

項，1,2-加成反應為放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，所以從0°C升至40℃,1,2-加

成正反應速率的增大程度小于其逆反應速率的增大程度，錯誤。

2.（2020?全國H卷）高溫下，甲烷生成乙烷的反應如下：2cH4**C2H6+H2O反應在

初期階段的速率方程為r=fcXCcH4，其中人為反應速率常數(shù)。

（1）設反應開始時的反應速率為n，甲烷的轉(zhuǎn)化率為a時的反應速率為r2,則「2=

_________Mo

（2）對于處于初期階段的該反應，下列說法正確的是o

A.增加甲烷濃度，r增大B.增加H2濃度，廠增大

C.乙烷的生成速率逐漸增大D.降低反應溫度，左減小

解析：⑴反應初始時可認為-1則根據(jù)初期階段的速率方程可知上=八，

CCH4=1mol-L,

當?shù)霓D(zhuǎn)化率為時，（）-1則此時（a）r⑵由

CH4aCCH4=1—ffmol-L,r2=l—iQr=%XccH4

可知，CH4的濃度越大，反應速率廠越大，A項正確；增加H2濃度，CH4的濃度減小或不

變，則「減小或不變，B項錯誤；隨著反應的進行，CH4的濃度逐漸減小，則反應速率逐漸

減小，C項錯誤；降低溫度，該反應進行非常緩慢甚至停止，即人也隨著減小，D項正確。

答案：（1）（1—。）（2）AD

3.（2018?全國I卷，改編）已知2N2C）5（g）=2N2O4（g）+O2（g）,起始時N2（）5（g）為kPa,

分解的反應速率o=2Xl（）-3><pN2O5（kPa-minT%r=62min時，測得體系中po2=kPa,則

止匕時的外2。5=kPa,。=kPa-min-

解析：2N2O5（g）=2N2O4（g）+O2（g）

起始/kPa35.800

62min時/kPa—X2=30.0

所以PN2O5=30.0kPa

0=2X10-3x30.0kPa?min-1=X10"2kPa?min-1o

答案：XI。、

［必備知識］

1.化學反應速率的計算

X的濃度變化量(moLI71)7、IAC\

(1)根據(jù)圖表中數(shù)據(jù)和定義計算：o(X)=Bn

時間的變化量(s或min或h)

IA?|

亡亡,計算時一定要注意容器或溶液的體積，不能忽視容器或溶液的體積V,盲目地

把An當作Ac代入公式進行計算，同時還要注意單位及規(guī)范書寫，還要根據(jù)要求注意有效

數(shù)字的處理。

⑵根據(jù)化學方程式計算：對于反應“〃zA(g)+〃B(g)^/?C(g)+qD(g)”,有

o(A)：0(B)：0(C)：v(D)=mnp：q。

2.外界條件對化學反應速率的影響

［特別提示］

(1)外界條件對可逆反應的正、逆反應速率的影響方向是一致的，但影響程度不一定相

同。如升高溫度，。正和。迷都增大，但吸熱反應方向的反應速率增大的程度大；降低溫度反

之。

(2)密閉容器中充入惰性氣體

①恒容條件，充入惰性氣體，反應速率不改變。

②恒壓條件下，充入惰性氣體，相當于擴大容器體積，反應速率減小。

3.速率常數(shù)

速率常數(shù)因是指在給定溫度下，反應物濃度皆為1mol-L-1時

含義

的反應速率

速率常數(shù)

在相同的濃度條件下，可用速率常數(shù)大小來比較化學反應的

意義

反應速率

一定溫度下，化學反應速率與反應物濃度以及其計量數(shù)為指

含義

數(shù)的幕的乘積成正比

反應：aA(g)+bB(g)gG(g)+//H(g)

表達式：。正=左正度(A)d(B)(其中左正為正反應的速率常數(shù))，

速率方程

表達。逆=%逆?G(G)d(H)(其中左速為逆反應的速率常數(shù))

式

反應：2NO2(g)2NO(g)+O2(g)，

表達式：。正=%正?(？(NC)2)，。逆=%逆?，(NO>C(O2)

一定溫度下，可逆反應：aA(g)+6B(g)gG(g)+

/zH(g),達到平衡狀態(tài)時，0正=上正?°a(A)8(B),。逆=左

速率常數(shù)與化學平推導

逆?浮(G)"'(H),因平衡時。正逆，貝正?cfl(A)-cz,(B)=)t

衡常數(shù)之間的關系

逆?砥G)i(H)

任G(G)d(H)_

bK

關系k道~c°(A)-c(B)~

［題組訓練］

題組一化學反應速率及影響因素

1.有研究認為，強堿性溶液中反應:r+cicr=icr+c「分三步進行，其中兩步如下：

-

第一步C1O"+H2O—?HOC1+OH

Ki=Xl()ro

第三步HOI+OH^—?IO-+H2O

&=義1。3

下列說法錯誤的是()

A.反應第二步為HOCl+廠一>HOI+CF

B.由K可判斷反應第三步比第一步快

C.升高溫度可以加快CKT的水解

D.HOC1和HOI都是弱酸

解析：B總反應一第一步反應一第三步反應可得第二步為Hoci+r-HOI+CF,A

正確；平衡常數(shù)的數(shù)值大小可以判斷反應進行的程度，不能判斷反應速率大小，B錯誤；升

高溫度可以加快反應速率，C正確；C1CT在水溶液中發(fā)生水解，說明HOC1為弱酸，根據(jù)題

目所給方程式可知第三步反應中HOI以分子形式參與反應，說明HOI也是弱酸，D正確。

2.碳熱還原制備氮化鋁總反應的化學方程式為AbO3(s)+3C(s)+N2(g)2AlN(s)+

3CO(g)o在溫度、容積恒定的反應體系中，CO濃度隨時間的變化關系如圖曲線甲所示。下

列說法不正確的是()

A.在不同時刻都存在關系：3O(N2)=O(CO)

B.c點切線的斜率表示該一氧化碳在f時刻的瞬時速率

C.從a、b兩點坐標可求得從a到b時間內(nèi)該反應的平均反應速率

D.維持溫度、容積不變，若減少N2的物質(zhì)的量進行反應，曲線甲將轉(zhuǎn)變?yōu)榍€乙

解析：D根據(jù)反應速率之比等于化學計量數(shù)之比可知，3O(N2)=O(CO),A項正確；c

點處的切線的斜率是此時刻物質(zhì)的濃度除以此時刻時間，為一氧化碳的瞬時速率，B項正確；

圖像中可以得到單位時間內(nèi)的濃度變化，反應速率由單位時間內(nèi)物質(zhì)的濃度變化計算得到，

從a、b兩點坐標可求得從a到b時間間隔內(nèi)該化學反應的平均速率，C項正確；維持溫度、

容積不變，若減少N2的物質(zhì)的量進行反應，平衡逆向移動，新的平衡狀態(tài)與原來的平衡狀

態(tài)不同，CO的平衡濃度不會相同，D項錯誤。

［思維建模］解答影響化學反應速率因素題目的步驟

(1)審清題干：看清題目要求是“濃度”“壓強”“溫度”還是“催化劑”。

(2)審清條件：分清是“恒溫恒壓”還是“恒溫恒容”，或其他限制條件。

(3)依據(jù)條件，進行判斷

①增大濃度使化學反應速率加快，但增加固體的量對化學反應速率無影響。②壓強對化

學反應速率的影響必須引起容器的體積發(fā)生變化，同時必須是有氣體參加的化學反應。

題組二速率常數(shù)

3.Boderlscens研究反應：H2(g)+I2(g)2HI(g)Aff<0,溫度為T時，在兩個體

積均為1L的密閉容器中進行實驗，測得氣體混合物中碘化氫的物質(zhì)的量分數(shù)鞏HI)與反應

時間t的關系如表：

容器

起始物質(zhì)〃min020406080100

編號

0.5mol卜、

I"(HI)/%05068768080

0.5molH2

IIxmolHI"(HI)/%1009184818080

研究發(fā)現(xiàn)上述反應中0正=禽?W(H2)-W(l2),0逆=瓦?W2(HI),其中ka、%b為常數(shù)。下列

說法正確的是()

A.溫度為T時，該反應的2=80

kb

B.容器I中前20min的平均速率0(HI)=

0.0125mol,L1,min1

C.若起始時，向容器I中加入物質(zhì)的量均為mol的H2、12、HI,反應逆向進行

D.若兩容器中，七(1)=履(II)，且熱(1)=屈(II),則x的值一定為1

______0正

解析：D溫度為T時，該反應的，=WW'W(h)/(HI)_________

w(H?)-w(I?)64,

Kb0逆

加(HI)

A項錯誤；容器I中第20minzo(HI)=50%,則物質(zhì)的量為mol,故平均速率o(HI)==mol-L

一Jmin。B項錯誤；容器I平衡時H2、b、HI濃度分別為mol-L-1,mol-Lmol-L

1,K==64,若起始時，向容器I中加入物質(zhì)的量均為mol的H2、卜、HI,Q==l<64,

正反應速率大于逆反應速率，反應正向進行，C項錯誤；若兩容器中，fe(I)=及(11),且如(I)

=fe(H),則為恒容條件下的等效平衡，則