高考化學課時基礎知識點復習教學案7-專題八-化學反應速率和化學平衡-考點一-化學反應速率-

專題八化學反應速率和化學平衡考綱展示命題探究eq\a\vs4\al(考點一化學反應速率)1化學反應速率(1)含義化學反應速率是用來衡量化學反應進行快慢的物理量。(2)表示方法用單位時間內(nèi)反應物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。(3)數(shù)學表達式及單位表達式：v＝eq\f(Δc,Δt)。單位：mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1。(4)規(guī)律用不同物質(zhì)的濃度變化表示同一化學反應的反應速率時，反應速率的數(shù)值之比等于化學方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)之比。學霸巧學卡正確理解化學反應速率的表達式(1)由v＝Δc/Δt計算的反應速率是一段時間內(nèi)的平均速率而不是瞬時速率，且無論用反應物還是用生成物表示均取正值。(2)同一化學反應，相同條件下用不同物質(zhì)表示的反應速率，其數(shù)值可能不同，但表示的意義相同。因此表示化學反應速率時，必須指明是用反應體系中的哪種物質(zhì)作依據(jù)。(3)對于固體或純液體反應物，其濃度視為常數(shù)，故不能用固體或純液體物質(zhì)表示化學反應速率。2影響化學反應速率的因素(1)內(nèi)因(主要因素)反應物本身的性質(zhì)是影響化學反應速率的決定因素。(2)外因(其他條件不變，只改變一個條件)(3)活化分子、有效碰撞與反應速率的關系學霸巧學卡正確理解外界因素對化學反應速率的影響(1)由于固體和純液體的濃度可視為常數(shù)，故改變用量反應速率不變。但當固體顆粒變小時，其表面積將增大，其反應速率將加快。(2)無論是吸熱反應還是放熱反應，溫度對反應速率的影響具有一致性。升高溫度，正、逆反應速率都增大；降低溫度，正、逆反應速率都減小，不會出現(xiàn)v正增大，同時v逆減小的情況。(3)改變壓強，對反應速率產(chǎn)生影響的根本原因是引起濃度的改變。對于有氣體參加的反應體系，有以下幾種情況：①恒溫時：增大壓強eq\o(→,\s\up17(引起))體積縮小eq\o(→,\s\up17(引起))濃度增大eq\o(→,\s\up17(引起))反應速率增大。②恒溫恒容時：a．充入氣體反應物eq\o(→,\s\up17(引起))反應物濃度增大eq\o(→,\s\up17(引起))反應速率增大。b．充入稀有氣體(或非反應氣體)eq\o(→,\s\up17(引起))總壓強增大，但各物質(zhì)的濃度不變，反應速率不變。③恒溫恒壓時：充入稀有氣體(或非反應氣體)eq\o(→,\s\up17(引起))體積增大eq\o(→,\s\up17(引起))各物質(zhì)濃度減小eq\o(→,\s\up17(引起))反應速率減小。(4)對于可逆反應，催化劑能同時同等程度地改變正逆反應速率。但它不會使不能發(fā)生的化學反應變得自發(fā)，也不會改變化學反應的反應熱和平衡狀態(tài)。1.思維辨析(1)對于任何化學反應來說，反應速率越大，反應現(xiàn)象就越明顯。()(2)由v＝eq\f(Δc,Δt)計算平均速率，用反應物表示為正值，用生成物表示為負值。()(3)催化劑不參加化學反應。()(4)一定量的鋅與過量的稀硫酸反應制取氫氣，為減慢反應速率而又不影響生成H2的量，可向其中加入KNO3溶液。()(5)反應4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)在2L的密閉容器中進行，1min后，NH3減少了0.12mol，則1min末的化學反應速率為v(NO)＝0.06mol·L－1·min－1。()(6)碳酸鈣與鹽酸反應的過程中，再增加CaCO3固體，反應速率不變，但把CaCO3固體粉碎，可以加快反應速率。()答案(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)√2．將4molA氣體和2molB氣體在2L容器中混合，一定條件下發(fā)生反應：2A(g)＋B(g)2C(g)，若經(jīng)2s后測得C的濃度為0.6mol·L－1，現(xiàn)有下列說法：①用物質(zhì)A表示的反應速率為0.3mol·L－1·s－1②用物質(zhì)B表示的反應速率為0.6mol·L－1·s－1③2s時物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率為70%④2s時物質(zhì)B的濃度為0.7mol·L－1。其中正確的是()A．①③ B．①④C．②③ D．③④答案B解析由題意知，2s時C的濃度為0.6mol·L－1，根據(jù)化學方程式中化學計量數(shù)之比可知，B的變化濃度為0.3mol·L－1，進而確定2s時B的濃度是1mol·L－l－0.3mol·L－1＝0.7mol·L－1，④正確；A的變化濃度為0.6mol·L－1，從而求出A的轉(zhuǎn)化率為30%，③錯誤；用C表示的反應速率為0.3mol·L－1·s－1，可推知用A表示的反應速率為0.3mol·L－1·s－1，①正確；用B表示的反應速率為0.15mol·L－1·s－1，②錯誤。[考法綜述]本考點主要考查化學反應速率的計算及規(guī)律的運用，另外運用控制變量思想設計考查影響化學反應速率的因素的題目也較常見，屬中等難度。命題法1化學反應速率的計算典例1一定條件下反應A(s)＋3B(g)2C(g)在10L的密閉容器中進行，測得2min內(nèi)，A的物質(zhì)的量由20mol(560g)減小到8mol(224g)，則下列說法中正確的是()A．用反應物A表示該反應的反應速率為0.6mol·L－1·min－1B．用反應物B表示該反應的反應速率為2.4mol·L－1·min－1C.eq\f(2,3)v(B)＝v(C)D．用反應物C表示該反應的反應速率為3.6mol·L－1·min－1[解析]2min內(nèi)，A的物質(zhì)的量由20mol減小到8mol，同時B的物質(zhì)的量減少36mol，C的物質(zhì)的量增加24mol，根據(jù)v＝Δn/(VΔt)，代入數(shù)值計算，可知v(B)＝1.8mol·L－1·min－1，v(C)＝1.2mol·L－1·min－1。A為固體，所以不能用A的濃度變化量來表示該反應的反應速率。根據(jù)化學反應速率之比等于化學計量數(shù)之比可知，eq\f(2,3)v(B)＝v(C)。[答案]C【解題法】計算化學反應速率的常用方法(1)定義式法：根據(jù)“v＝Δc/Δt”進行計算。(2)比例式法：根據(jù)“化學反應速率之比等于化學計量數(shù)之比”進行計算。(3)三段式法具體步驟如下：①寫出有關反應的化學方程式。②找出各物質(zhì)的起始量、轉(zhuǎn)化量、某時刻量。③根據(jù)已知條件列方程式計算。例如，反應mA＋nBpCt0時刻濃度/mol·L－1 ab轉(zhuǎn)化濃度/mol·L－1xeq\f(nx,m)eq\f(px,m)t1時刻濃度/mol·L－1a－xb－eq\f(nx,m)eq\f(px,m)則：v(A)＝eq\f(x,t1－t0)mol/(L·s)、v(B)＝eq\f(nx,mt1－t0)mol/(L·s)、v(C)＝eq\f(px,mt1－t0)mol/(L·s)。命題法2化學反應速率的大小比較典例2反應A(g)＋3B(g)=2C(g)＋2D(g)在四種不同情況下的反應速率分別為①v(A)＝0.45mol/(L·s)、②v(B)＝0.6mol/(L·s)、③v(C)＝0.4mol/(L·s)、④v(D)＝0.45mol/(L·s)。下列有關反應速率的比較中正確的是()A．④>③＝②>① B．①>④>②＝③C．①>②>③>④ D．④>③>②>①[解析]可用比值法進行反應速率大小比較，eq\f(vA,1)＝0.45mol/(L·s)；eq\f(vB,3)＝eq\f(0.6,3)＝0.2mol/(L·s)；eq\f(vC,2)＝eq\f(0.4,2)＝0.2mol/(L·s)；eq\f(vD,2)＝eq\f(0.45,2)＝0.225mol/(L·s)，故①>④>②＝③，B項正確。[答案]B【解題法】化學反應速率大小的比較方法由于同一化學反應的反應速率用不同物質(zhì)表示時數(shù)值可能不同，所以比較反應的快慢不能只看數(shù)值的大小，而要進行一定的轉(zhuǎn)化。(1)先看單位是否統(tǒng)一，若不統(tǒng)一，換算成相同的單位。(2)再用轉(zhuǎn)化同一物質(zhì)法(或比值法)進行比較。①轉(zhuǎn)化同一物質(zhì)法：將同一反應中的不同物質(zhì)的反應速率轉(zhuǎn)化成同一種物質(zhì)的反應速率，再進行速率的大小比較。②比值法：用各物質(zhì)表示的反應速率除以對應各物質(zhì)的化學計量數(shù)，然后再對求出的數(shù)值進行大小排序，數(shù)值大的反應速率快。如反應mA＋nB=pC＋qD，若eq\f(vA,m)>eq\f(vB,n)，則反應速率A>B。命題法3外界因素對化學反應速率的影響典例3在不同濃度(c)、溫度(T)條件下，蔗糖水解的瞬時速率(v)如下表。下列判斷不正確的是()A．a(chǎn)＝6.00B．同時改變反應溫度和蔗糖的濃度，v可能不變C．b<318.2D．不同溫度時，蔗糖濃度減少一半所需的時間相同[解析]根據(jù)題中數(shù)據(jù)分析，溫度不變時，反應的瞬時速率與濃度成正比，則可求出a＝6.00，A項正確；溫度為bK、濃度為0.500mol/L和溫度為318.2K、濃度為0.300mol/L對應的瞬時速率相等，B項正確；濃度不變時，溫度由318.2K變?yōu)閎K時，反應速率減小，則b<318.2，C項正確；不同溫度時，反應速率不同，蔗糖濃度減少一半所需的時間不同，D項錯誤。[答案]D【解題法】控制變量法探究外界因素對化學反應速率的影響在研究影響化學反應速率的因素時，由于外界影響因素較多，故為搞清某個因素的影響均需控制其他因素相同或不變時，再進行實驗。因此，常用控制變量思想解決該類問題。(1)常見考查形式①以表格的形式給出多組實驗數(shù)據(jù)，讓考生找出每組數(shù)據(jù)的變化對化學反應速率的影響。②給出影響化學反應速率的幾種因素，讓考生設計實驗分析各因素對化學反應速率的影響。(2)解題策略①確定變量解答這類題目時首先要認真審題，理清影響實驗探究結(jié)果的因素有哪些。②定多變一在探究時，應該先確定其他的因素不變，只變化一種因素，看這種因素與探究的問題存在怎樣的關系；這樣確定一種以后，再確定另一種，通過分析每種因素與所探究問題之間的關系，得出所有影響因素與所探究問題之間的關系。③數(shù)據(jù)有效解答時注意選擇數(shù)據(jù)(或設置實驗)要有效，且變量統(tǒng)一，否則無法作出正確判斷。1．(雙選)10mL濃度為1mol·L－1的鹽酸與過量的鋅粉反應，若加入適量的下列溶液，能減慢反應速率但又不影響氫氣生成量的是()A．K2SO4 B．CH3COONaC．CuSO4 D．Na2CO3答案AB解析加入K2SO4溶液，相當于稀釋鹽酸，反應速率減慢，但H＋的物質(zhì)的量不變，不影響H2的生成量，A項正確；加入CH3COONa溶液，CH3COONa與HCl反應生成CH3COOH，H＋的濃度減小，反應速率減慢，但與鋅反應的H＋的物質(zhì)的量不變，不影響H2的生成量，B項正確；加入CuSO4溶液，Zn置換出Cu，Zn和Cu構(gòu)成原電池，反應速率加快，C項錯誤；D項，加入Na2CO3溶液，Na2CO3與HCl反應，H＋的濃度及物質(zhì)的量均減小，反應速率減慢，氫氣的生成量減少，D項錯誤。2．已知分解1molH2O2放出熱量98kJ。在含少量I－的溶液中，H2O2分解的機理為：H2O2＋I－→H2O＋IO－慢H2O2＋IO－→H2O＋O2＋I－快下列有關該反應的說法正確的是()A．反應速率與I－濃度有關B．IO－也是該反應的催化劑C．反應活化能等于98kJ·mol－1D．v(H2O2)＝v(H2O)＝v(O2)答案A解析對于多步反應，其反應速率取決于反應速率慢的基元反應，A正確；從反應機理看IO－先生成后消失，是中間產(chǎn)物，B錯誤；活化能是普通分子變?yōu)榛罨肿铀枘芰?，C錯誤；v(H2O2)＝v(H2O)＝2v(O2)，D錯誤。3．在一定溫度下，10mL0.40mol/LH2O2溶液發(fā)生催化分解。不同時刻測得生成O2的體積(已折算為標準狀況)如下表。t/min0246810V(O2)/mL0.09.917.222.426.529.9下列敘述不正確的是(溶液體積變化忽略不計)()A．0～6min的平均反應速率：v(H2O2)≈3.3×10－2mol/(L·min)B．6～10min的平均反應速率：v(H2O2)<3.3×10－2mol/(L·min)C．反應至6min時，c(H2O2)＝0.30mol/LD．反應至6min時，H2O2分解了50%答案C解析0～6min的平均反應速率v(H2O2)＝(22.4/22400)×2mol/(10×10－3L×6min)＝3.3×10－2mol/(L·min)，A正確；6～10min，溶液中溶質(zhì)減少，反應速率變慢，v(H2O2)<3.3×10－2mol/(L·min)，B正確；反應至6min時，消耗n(H2O2)＝0.002mol，此時c(H2O2)＝0.2mol·L－1，C錯誤；反應至6min時，H2O2的分解率為eq\f(0.002,10×10－3×0.4)×100%＝50%，D正確。4．在一定條件下，N2O分解的部分實驗數(shù)據(jù)如下：下圖能正確表示該反應有關物理量變化規(guī)律的是()(注：圖中半衰期指任一濃度N2O消耗一半時所需的相應時間，c1、c2均表示N2O初始濃度且c1<c2)答案A解析由表中數(shù)據(jù)可知，該實驗條件下，反應速率與濃度無關，A正確、B錯誤；濃度越大，半衰期越長，C錯誤；相同時間內(nèi)，N2O的濃度越大，轉(zhuǎn)化率越小，D錯誤。5．在恒容密閉容器中通入X并發(fā)生反應：2X(g)Y(g)，溫度T1、T2下X的物質(zhì)的量濃度c(X)隨時間t變化的曲線如圖所示，下列敘述正確的是()A．該反應進行到M點放出的熱量大于進行到W點放出的熱量B．T2下，在0～t1時間內(nèi)，v(Y)＝eq\f(a－b,t1)mol·L－1·min－1C．M點的正反應速率v正大于N點的逆反應速率v逆D．M點時再加入一定量X，平衡后X的轉(zhuǎn)化率減小答案C解析依據(jù)題中圖示，可看出T1>T2，由于T1時X的平衡濃度大，可推出該反應為放熱反應。A項，M點與W點比較，X的轉(zhuǎn)化量前者小于后者，故進行到M點放出的熱量應小于進行到W點放出的熱量，A項錯誤；B項，2v(Y)＝v(X)＝eq\f(a－b,t1)mol·L－1·min－1，B項錯誤；C項，T1>T2，溫度越高，反應速率越大，M點的正反應速率v正>W點的正反應速率v正′，而W點的正反應速率v正′＝其逆反應速率v逆′>N點的逆反應速率v逆，C項正確；D項，恒容時充入X，壓強增大，平衡正向移動，X的轉(zhuǎn)化率增大，D項錯誤。6．NaHSO3溶液在不同溫度下均可被過量KIO3氧化，當NaHSO3完全消耗即有I2析出，依據(jù)I2析出所需時間可以求得NaHSO3的反應速率。將濃度均為0.020mol·L－1的NaHSO3溶液(含少量淀粉)10.0mL、KIO3(過量)酸性溶液40.0mL混合，記錄10～55℃間溶液變藍時間，55A．40℃之前與40B．圖中b、c兩點對應的NaHSO3反應速率相等C．圖中a點對應的NaHSO3反應速率為5.0×10－5mol·L－1·s