高考專題化學(xué)反應(yīng)速率及影響因素考點(diǎn)三化學(xué)反應(yīng)速率圖像講義高三一輪復(fù)習(xí)

高考專題：化學(xué)反應(yīng)速率及影響因素[考綱要求]1.了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念和定量表示方法。2.了解反應(yīng)活化能的概念,了解催化劑的重要作用。3.理解外界條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等)對(duì)反應(yīng)速率的影響,能用相關(guān)理論解釋其一般規(guī)律。4.了解化學(xué)反應(yīng)速率的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用?？键c(diǎn)三化學(xué)反應(yīng)速率圖像[要點(diǎn)細(xì)化]1.物質(zhì)的量(或濃度)—時(shí)間圖像某溫度時(shí)，在一個(gè)容積為2L的密閉容器中，X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3X+Y2Z，前2min內(nèi)v(X)=0.075mol·L-1·min-1。

2.化學(xué)平衡的移動(dòng)與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系平衡體系條件變化速率變化平衡變化速率變化曲線任一平衡體系增大反應(yīng)物的濃度v(正)、v(逆)均增大,且v'(正)>v'(逆)正向移動(dòng)

減小反應(yīng)物的濃度v(正)、v(逆)均減小,且v'(逆)>v'(正)逆向移動(dòng)

增大生成物的濃度v(正)、v(逆)均增大,且v'(逆)>v'(正)逆向移動(dòng)

減小生成物的濃度v(正)、v(逆)均減小,且v'(正)>v'(逆)正向移動(dòng)正反應(yīng)方向?yàn)闅怏w體積增大的放熱反應(yīng)增大壓強(qiáng)或升高溫度v(正)、v(逆)均增大,且v'(逆)>v'(正)逆向移動(dòng)

減小壓強(qiáng)或降低溫度v(正)、v(逆)均減小,且v'(正)>v'(逆)正向移動(dòng)任意平衡(或反應(yīng)前后氣體化學(xué)計(jì)量數(shù)之和相等的平衡)加入正催化劑(或增大壓強(qiáng))v(正)、v(逆)同等倍數(shù)增大平衡不移動(dòng)加入負(fù)催化劑(或減小壓強(qiáng))v(正)、v(逆)同等倍數(shù)減小[溫馨提示]根據(jù)v-t圖分析外界條件的改變應(yīng)注意“三看”一看起點(diǎn)：看速率變化是否為逐漸變化，若是逐漸變化，一定是改變了反應(yīng)物或生成物的濃度。若不是逐漸變化，而是發(fā)生跳躍式變化，則改變的是溫度、壓強(qiáng)或使用了催化劑。二看變化：若v(正)和v(逆)增大，說(shuō)明增大濃度、壓強(qiáng)，升高溫度或使用催化劑。反之，為減小濃度、壓強(qiáng)，或降低溫度。三看v(正)和v(逆)的相對(duì)大?。航Y(jié)合反應(yīng)特點(diǎn)，聯(lián)系外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律判斷改變的條件。[易錯(cuò)警示](1)如果正逆反應(yīng)速率同等程度的變化要從催化劑、壓強(qiáng)(針對(duì)反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng))角度分析。(2)溫度改變平衡一定發(fā)生移動(dòng),正逆反應(yīng)速率不能同等程度地變化。[典題演練]1．下列敘述不正確的是()A．用稀硫酸和鋅粒制取H2時(shí)，加幾滴CuSO4溶液以加快反應(yīng)速率(2018·全國(guó)卷Ⅲ，10A)B．向2支盛有5mL不同濃度NaHSO3溶液的試管中同時(shí)加入2mL5%H2O2溶液，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，不能達(dá)到探究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響的目的(2018·全國(guó)卷Ⅱ，13D改編)C．在酶催化淀粉水解反應(yīng)中，溫度越高淀粉水解速率越快(2018·江蘇，10D)D．下圖是室溫下H2O2催化分解放出氧氣的反應(yīng)中c(H2O2)隨反應(yīng)時(shí)間變化的曲線，說(shuō)明隨著反應(yīng)的進(jìn)行H2O2分解速率逐漸減小(2018·江蘇，13B)[解析]可形成鋅銅原電池，加快反應(yīng)速率，A正確；反應(yīng)的離子方程式為HSOeq\o\al(－,3)＋H2O2=SOeq\o\al(2－,4)＋H＋＋H2O，這說(shuō)明反應(yīng)過(guò)程中沒(méi)有明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，因此無(wú)法探究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響，B正確；溫度過(guò)高可能使酶(一種蛋白質(zhì))變性，失去生理活性，C錯(cuò)誤；根據(jù)圖像，隨著時(shí)間的推移，c(H2O2)變化趨于平緩，隨著反應(yīng)的進(jìn)行H2O2分解速率逐漸減小，D正確。答案C2．(2019·浙江4月選考，22)高溫高壓液態(tài)水具有接近常溫下弱酸的c(H＋)或弱堿的c(OH－)，油脂在其中能以較快的反應(yīng)速率水解。與常溫常壓水相比，下列說(shuō)法不正確的是()A．高溫高壓液態(tài)水中，體系溫度升高，油脂水解反應(yīng)速率加快B．高溫高壓液態(tài)水中，油脂與水的互溶能力增強(qiáng)，油脂水解反應(yīng)速率加快C．高溫高壓液態(tài)水中，c(H＋)增大，可催化油脂水解反應(yīng)，且產(chǎn)生的酸進(jìn)一步催化水解D．的堿的水解[解析]體系溫度升高，油脂水解反應(yīng)速率加快，A正確；高溫高壓液態(tài)水中，油脂與水的互溶能力增強(qiáng)，增大了油脂分子與水分子的接觸，水解反應(yīng)速率加快，B正確；高溫高壓液態(tài)水中，c(H＋)增大，可催化油脂水解反應(yīng)，且產(chǎn)生的酸進(jìn)一步催化水解，C正確；高溫高壓下與常溫下在油脂水解時(shí)加入相同c(H＋)的酸或相同c(OH－)的堿不相同，D錯(cuò)誤。答案D3．[2019·全國(guó)卷Ⅱ，27(3)]環(huán)戊二烯容易發(fā)生聚合生成二聚體，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)。不同溫度下，溶液中環(huán)戊二烯濃度與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖所示，下列說(shuō)法正確的是____(填標(biāo)號(hào))。A．T1>T2B．a(chǎn)點(diǎn)的反應(yīng)速率小于c點(diǎn)的反應(yīng)速率C．a(chǎn)點(diǎn)的正反應(yīng)速率大于b點(diǎn)的逆反應(yīng)速率D．b點(diǎn)時(shí)二聚體的濃度為0.45mol·L－1[解析]由相同時(shí)間內(nèi)，環(huán)戊二烯濃度減小量越大，反應(yīng)速率越快可知，T1<T2，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由曲線上a點(diǎn)的斜率可知，a點(diǎn)的反應(yīng)速率大于c點(diǎn)的反應(yīng)速率，B項(xiàng)錯(cuò)誤；影響反應(yīng)速率的因素有溫度和環(huán)戊二烯的濃度等，a點(diǎn)時(shí)溫度較低，但環(huán)戊二烯濃度較大，c點(diǎn)時(shí)溫度較高，但環(huán)戊二烯濃度較小，故無(wú)法比較a點(diǎn)和c點(diǎn)的反應(yīng)速率大小，B項(xiàng)錯(cuò)誤；a點(diǎn)和b點(diǎn)溫度相同，a點(diǎn)時(shí)環(huán)戊二烯的濃度大于b點(diǎn)時(shí)環(huán)戊二烯的濃度，即a點(diǎn)的正反應(yīng)速率大于b點(diǎn)的正反應(yīng)速率，因?yàn)閎點(diǎn)時(shí)反應(yīng)未達(dá)到平衡，b點(diǎn)的正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，故a點(diǎn)的正反應(yīng)速率大于b點(diǎn)的逆反應(yīng)速率，C項(xiàng)正確；b點(diǎn)時(shí)，環(huán)戊二烯的濃度減小0.9mol·L－1，結(jié)合生成的二聚體濃度為環(huán)戊二烯濃度變化量的eq\f(1,2)，可知二聚體的濃度為0.45mol·L－1，D項(xiàng)正確。答案CD4．已知分解1molH2O2放出熱量98kJ，在含少量I－的溶液中，H2O2分解的機(jī)理為H2O2＋I(xiàn)－→H2O＋I(xiàn)O－慢H2O2＋I(xiàn)O－→H2O＋O2＋I(xiàn)－快下列有關(guān)該反應(yīng)的說(shuō)法正確的是()A．反應(yīng)速率與I－濃度有關(guān)B．IO－也是該反應(yīng)的催化劑C．反應(yīng)活化能等于98kJ·mol－1D．v(H2O2)＝v(H2O)＝v(O2)[解析]A項(xiàng)，將題給兩個(gè)反應(yīng)合并可得總反應(yīng)為2H2O2=2H2O＋O2↑，該反應(yīng)中I－作催化劑，其濃度的大小將影響該反應(yīng)的反應(yīng)速率；B項(xiàng)，該反應(yīng)中IO－是中間產(chǎn)物，不是該反應(yīng)的催化劑；C項(xiàng)，反應(yīng)的活化能表示一個(gè)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生所需要的最小能量，分解1molH2O2放出98kJ熱量，不能據(jù)此判斷該反應(yīng)的活化能；D項(xiàng)，由反應(yīng)速率與對(duì)應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系可知v(H2O2)＝v(H2O)＝2v(O2)。答案A實(shí)驗(yàn)混合溶液ABCDEF4mol·L－1H2SO4/mL30V1V2V3V4V5飽和CuSO4溶液/mL00.52.55V620H2O/mLV7V8V9V101005．為了進(jìn)一步探究硫酸銅的量對(duì)氫氣生成速率的影響，該同學(xué)設(shè)計(jì)了如下一系列實(shí)驗(yàn)。將表中所給的混合溶液分別加入6個(gè)盛有過(guò)量Zn粒的反應(yīng)瓶中，收集產(chǎn)生的氣體，記錄獲得相同體積氣體所需的時(shí)間。請(qǐng)完成此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，其中：V1＝________，V6＝______，V9＝________。[解析]若研究CuSO4的量對(duì)H2生成速率的影響，則實(shí)驗(yàn)中除CuSO4的量不同之外，其他物質(zhì)的量均相同，則V1＝V2＝V3＝V4＝V5＝30，最終溶液總體積相同。由實(shí)驗(yàn)F可知，溶液的總體積均為50mL，則V6＝10，V9＝17.5。答案301017.56．某溫度下，在容積為2L的密閉容器中投入一定量的A、B發(fā)生反應(yīng)3A(g)＋bB(g)cC(g)ΔH＝－QkJ·mol－1(Q＞0)，12s時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，生成C的物質(zhì)的量為0.8mol，反應(yīng)過(guò)程中A、B的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A．前12s內(nèi)，A的平均反應(yīng)速率為0.025mol·L－1·s－1B．12s后，A的消耗速率等于B的生成速率C．化學(xué)計(jì)量數(shù)之比b∶c＝1∶2D．12s內(nèi)，A和B反應(yīng)放出的熱量為0.2QkJ[解析]分析圖像可知12s內(nèi)A的濃度變化為(0.8－0.2)mol·L－1＝0.6mol·L－1，反應(yīng)速率v(A)＝eq\f(Δc,Δt)＝eq\f(0.6mol·L－1,12s)＝0.05mol·L－1·s－1，A項(xiàng)錯(cuò)誤；分析圖像，12s內(nèi)B的濃度變化為(0.5－0.3)mol·L－1＝0.2mol·L－1，v(B)＝eq\f(0.2mol·L－1,12s)＝eq\f(1,60)mol·L－1·s－1，速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，3∶b＝0.05∶eq\f(1,60)，則b＝1,3∶c＝0.05∶eq\f(\f(0.8,2),12)，則c＝2，A、B的化學(xué)計(jì)量數(shù)不同，12s后達(dá)到平衡狀態(tài)，A的消耗速率不等于B的生成速率，B項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確；消耗3molA放熱QkJ,12s內(nèi)消耗A的物質(zhì)的量為0.6mol·L－1×2L＝1.2mol，消耗1.2molA放出的熱量為0.4QkJ，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案C7．(1)某同學(xué)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案探究影響鋅與稀硫酸反應(yīng)速率的因素，有關(guān)數(shù)據(jù)如下表所示：序號(hào)純鋅粉/g2.0mol·L－1硫酸溶液/mL溫度/℃硫酸銅固體/g加入蒸餾水/mLⅠ2.050.02500Ⅱ2.040.025010.0Ⅲ2.050.0250.20Ⅳ2.050.0254.00①本實(shí)驗(yàn)待測(cè)數(shù)據(jù)可以是__________________________________________________，實(shí)驗(yàn)Ⅰ和實(shí)驗(yàn)Ⅱ可以探究__________對(duì)鋅與稀硫酸反應(yīng)速率的影響。②實(shí)驗(yàn)Ⅲ和實(shí)驗(yàn)Ⅳ的目的是________________________________________________，寫出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式________________________________________________。(2)為探究反應(yīng)物濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案如下表：實(shí)驗(yàn)序號(hào)體積V/mLK2S2O8溶液水KI溶液Na2S2O3溶液淀粉溶液①10.00.04.04.02.0②9.01.04.04.02.0③8.0Vx4.04.02.0表中Vx＝________，理由是___________________________________________________。[解析](1)實(shí)驗(yàn)Ⅰ和實(shí)驗(yàn)Ⅱ中，鋅的質(zhì)量和狀態(tài)相同，硫酸的濃度不同，實(shí)驗(yàn)Ⅲ和實(shí)驗(yàn)Ⅳ中加入硫酸銅，Cu2＋的氧化性強(qiáng)于H＋，首先發(fā)生反應(yīng)Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu，生成的銅附著在鋅表面，在稀硫酸溶液中構(gòu)成原電池，加快鋅失電子。但是加入的硫酸銅過(guò)多，生成的銅會(huì)覆蓋在鋅表面，阻止鋅與稀硫酸進(jìn)一步反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣的速率會(huì)減慢。①本實(shí)驗(yàn)待測(cè)數(shù)據(jù)可以是“反應(yīng)結(jié)束所需要的時(shí)間”或“相同條件下產(chǎn)生等體積的氫氣所需要的時(shí)間”，實(shí)驗(yàn)Ⅰ和實(shí)驗(yàn)Ⅱ可以探究硫酸的濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響。②實(shí)驗(yàn)Ⅲ和實(shí)驗(yàn)Ⅳ加入的硫酸銅的質(zhì)量不同，可以探究加入硫酸銅的質(zhì)量與反應(yīng)速率的關(guān)系。(2)實(shí)驗(yàn)的目的是探究K2S2O8溶液的濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，故應(yīng)保證每組實(shí)驗(yàn)中其他物質(zhì)的濃度相等，即溶液的總體積相等(即為20.0mL)，從而可知Vx＝2.0。答案(1)①反應(yīng)結(jié)束所需要的時(shí)間(或相同條件下產(chǎn)生等體積的氫氣所需要的時(shí)間)硫酸濃度②探究硫酸銅的質(zhì)量對(duì)反應(yīng)速率的影響Zn＋Cu2＋=Zn2＋＋Cu，Zn＋2H＋=Zn2＋＋H2↑(2)2.0保證反應(yīng)物K2S2O8濃度的改變，而其他物質(zhì)濃度不變8．采用大孔弱堿性陰離子交換樹脂催化劑，在323K和343K時(shí)SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的結(jié)果如圖所示。②在343K下，要提高SiHCl3轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是________；要縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間，可采取的措施有________、________。③比較a、b處反應(yīng)速率大?。簐a________vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反應(yīng)速率v＝v正－v逆＝k正－k逆，k正、k逆分別為正、逆向反應(yīng)速率常數(shù)，x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，計(jì)算a處的eq\f(v正,v逆)＝__________(保留1位小數(shù))。[解析]②在343K時(shí)，要提高SiHCl3轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是及時(shí)移去產(chǎn)物，使平衡向右移動(dòng)；要縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間，需加快化學(xué)反應(yīng)速率，可采取的措施有提高反應(yīng)物濃度、改進(jìn)催化劑等。③濃度相同時(shí)，溫度越高，反應(yīng)速率越快，a點(diǎn)溫度為343K，b點(diǎn)溫度為323K，故反應(yīng)速率：va>vb。反應(yīng)速率v＝v正－v逆＝k正－k逆，則有v正＝k正，v逆＝k逆，343K下反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)v正＝v逆，即k正＝，此時(shí)SiHCl3的平衡轉(zhuǎn)化率α＝22%，經(jīng)計(jì)算可得SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為0.78、0.11、0.11，則有k正×0.782＝k逆×0.112，k正/k逆＝0.112/0.782≈0.02。a處SiHCl3的平衡轉(zhuǎn)化率α＝20%，此時(shí)SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為0.8、0.1、0.1，則有eq\f(v正,v逆)＝＝eq\f(k正,k逆)·＝eq\f(0.02×0.82,0.12)≈1.3。答案②及時(shí)移去產(chǎn)物改進(jìn)催化劑提高反應(yīng)物濃度③大于1.39．[2018·江蘇，20(4)]將一定比例的O2、NH3和NOx的混合氣體，勻速通入裝有催化劑M的反應(yīng)器中反應(yīng)(裝置見(jiàn)圖1)。反應(yīng)相同時(shí)間NOx的去除率隨反應(yīng)溫度的變化曲線如圖2所示，在50～250℃范圍內(nèi)隨著溫度的升高，NOx的去除率先迅速上升后上升緩慢的主要原因是_____________________________________