高考化學復習——《化學反應速率及其影響因素》知識點復習

如果您需要使用本文檔，請點擊下載按鈕下載! 高考化學復習——《化學反應速率及其影響因素》知識點復習 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 一、化學反應速率及其影響因素 【知識整合】 1.化學反應速率 (1)概念:通常用單位時間內反應物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。 (2)表達式:v=ΔcΔt 常用單位:mol·L-1·s-1、mol·L-1·min-1。 (3)速率大小判斷方法:對同一個反應,用不同物質表示時,數(shù)值可能不同,比較的方法是將其換算為同一種物質再進行比較,同時,還要注意其單位是否統(tǒng)一,若單位不統(tǒng)一,要先將單位統(tǒng)一,否則可能會得出錯誤結論。 ①對反應物來說,Δc=c(始)-c(終);對生成物來說,Δc=c(終)-c(始)。 ②表示化學反應速率時,要注明具體物質。同一反應中,用不同的物質表示反應速率時,數(shù)值可能不同,但意義相同。各物質的化學反應速率之比等于反應方程式中的化學計量數(shù)(系數(shù))之比。例如反應:mA(g)+nB(g)pC(g),其速率比為v(A)∶v(B)∶v(C)=m∶n∶p。 ③固體和純液體的濃度視為常數(shù),因此表示化學反應速率時一般不用固體或純液體來表示。 2.外界條件對反應速率的影響 (其他條件不變,改變一個條件) 濃度增大反應物的濃度,反應速率增大,反之減小。 壓強對于有氣體參加的反應,增大壓強(反應混合物的濃度增大),反應速率加快,反之減慢。 溫度升高溫度,反應速率加快,反之減慢。 催化劑使用催化劑,能改變化學反應速率,且正逆反應速率的改變程度相同。 其他因素反應物間的接觸面積、光照、放射線輻射、超聲波等。 1 / 12 如果您需要使用本文檔，請點擊下載按鈕下載! (1)當升高溫度或增大壓強時,正、逆反應速率都增大,但增大程度不同,取決于反應的熱效應和方程式的化學計量數(shù)。 (2)當降低溫度或減小壓強時,正、逆反應速率都降低,但降低程度不同。 (3)溫度對吸熱方向反應速率影響程度大;壓強對體積減小方向反應速率影響程度大。 3.利用有效碰撞理論理解外界條件對化學反應速率的影響 【規(guī)律方法】 關于化學反應速率的兩個問題 (1)靈活應用“反應速率之比=化學計量數(shù)(系數(shù))之比=濃度變化量之比=物質的量變化量之比”這一公式求算化學反應速率,確定物質的化學計量數(shù)(系數(shù))、書寫化學方程式。 (2)準確理解外界條件對化學反應速率的影響 ①固體、純液體的濃度視為定值,不因其量的增減而影響反應速率,但因表面積(接觸面)的變化而改變反應速率。如將硫鐵礦粉碎是為了增大接觸面,加快反應速率。 ②改變壓強,對化學反應速率產生影響的根本原因是引起濃度的改變。在討論壓強對反應速率的影響時,應區(qū)分引起壓強改變的原因,這種改變對反應體系的濃度產生何種影響。 對于氣體體系,有以下幾種情況: 恒溫時:增大壓強體積縮小氣體物質濃度增大反應速率加快 恒容時:a.充入氣體反應物濃度增大總壓增大反應速率加快 b.充入“惰氣”總壓增大(分壓不變)各反應物濃度不變反應速率不變 2 / 12 如果您需要使用本文檔，請點擊下載按鈕下載! 恒壓時:充入“惰氣”體積增大各反應物濃度減小反應速率減慢 【典例1】 在容積不變的密閉容器中存在如下反應:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH<0,某研究小組研究了其他條件不變時,改變某一條件對上述反應的影響,下列分析正確的是(　　) A.圖Ⅰ研究的是t0時刻增大O2的物質的量濃度對反應速率的影響 B.圖Ⅱ研究的是t0時刻通入氦氣增大體系壓強對反應速率的影響 C.圖Ⅲ研究的是催化劑對化學平衡的影響,且甲的催化效率比乙高 D.圖Ⅲ研究的是溫度對化學平衡的影響,且乙的溫度較高 解析:圖Ⅰ中t0時刻的v(正)、v(逆)都高于原平衡化學反應速率且v(正)>v(逆),應是增大體系的壓強所致,A項錯;圖Ⅱ中圖像顯示v(正)=v(逆)都高于原平衡體系,而體系中通入氦氣,并未改變各組分的濃度,故不影響v(正)、v(逆),B項錯;催化劑只能改變化學反應速率,對化學平衡無影響,因而加入催化劑后,甲、乙能達到同一平衡狀態(tài),C項錯;圖Ⅲ中乙比甲到達平衡所需時間短,其他條件不變時,T(乙)>T(甲),且此反應的ΔH<0,溫度[由T(乙)→T(甲)]降低,α(SO2)降低,符合曲線變化,D項正確。 答案:D。 化學反應速率及其影響因素 1.一定條件下,溶液的酸堿性對TiO2光催化染料R降解反應的影響如圖所示。下列判斷正確的是(　　) 3 / 12 如果您需要使用本文檔，請點擊下載按鈕下載! A.在0~50 min之間,pH=2和pH=7時R的降解百分率相等 B.溶液酸性越強,R的降解速率越小 C.R的起始濃度越小,降解速率越大 D.在20~25 min之間,pH=10時R的平均降解速率為0.04 mol·L-1·min-1 解析:由圖像可看出,50 min時,pH=2和pH=7時R均完全降解,A正確;在反應物起始濃度小的情況下,pH=2時R的降解速率明顯大于pH=7和pH=10時的降解速率,若起始濃度相等,pH=2時的降解速率會更大,說明酸性越強,R降解速率越大,B錯誤;圖像中出現(xiàn)了兩個影響速率的條件:反應物起始濃度和pH。因pH不同,不能由圖像判斷反應物濃度對反應速率的影響。對于所有的化學反應而言,均為反應物濃度越大,反應速率越大,C錯誤;20~25 min之間,pH=10時R的平均降解速率為:(0.6-0.4)×10-4mol·L-15min= 4×10-6 mol·L-1·min-1,D錯誤。 答案:A。 此題以圖像題的形式考查了影響反應速率的條件,且同時出現(xiàn)了兩個影響速率的條件,考生容易錯選C。 2.(雙選題)對于可逆反應H2(g)+I2(g)2HI(g),在溫度一定下由H2(g)和I2(g)開始反應,下列說法正確的是(　　) A.H2(g)的消耗速率與HI(g)的生成速率之比為2∶1 B.反應進行的凈速率是正、逆反應速率之差 C.正、逆反應速率的比值是恒定的 D.達到平衡時,正、逆反應速率相等 解析:各物質的反應速率之比等于各物質化學計量數(shù)之比,H2的消耗速率與HI的生成速率之比為1∶2,A錯;該反應進行的凈速率是指某一物質的正反應速率與逆反應速率之差,B正確;隨反應進行正反應速率在減小,逆反應速率在增大,二者之比逐漸減小,C錯;正、逆反應速率相等是平衡建立的特征,D正確。 答案:BD。 3.對于化學反應3W(g)+2X(g)4Y(g)+3Z(g),下列反應速率關系中,正確的是(　　) 4 / 12 如果您需要使用本文檔，請點擊下載按鈕下載! A.v(W)=3v(Z)　　　　　B.2v(X)=3v(Z) C.2v(X)=v(Y) D.3v(W)=2v(X) 解析:用不同物質表示同一反應的反應速率時,其速率值之比等于其化學計量數(shù)之比,即v(W)3=v(X)2=v(Y)4=v(Z)3,故C正確。 答案:C。 4.化合物Bilirubin在一定波長的光照射下發(fā)生分解反應,反應物濃度隨反應時間變化如圖所示,計算反應4~8 min間的平均反應速率和推測反應16 min時反應物的濃度,結果應是(　　) A.2.5 μmol·L-1·min-1和2.0 μmol·L-1 B.2.5 μmol·L-1·min-1和2.5 μmol·L-1 C.3.0 μmol·L-1·min-1和3.0 μmol·L-1 D.5.0 μmol·L-1·min-1和3.0 μmol·L-1 解析:分析圖像可知,在4~8 min時間段內反應物的濃度由20 μmol·L-1下降到10 μmol·L-1,濃度變化量為10 μmol·L-1,故反應速率為10 μmol·L-14min=2.5 μmol·L-1·min-1。隨著反應的進行,反應速率逐漸減慢,大致的變化規(guī)律是反應每進行4 min,反應速率降低一半,所以當反應進行到16 min時,反應物的濃度降到大約2.5 μmol·L-1。 答案:B。 5.碘在科研與生活中有重要應用。某興趣小組用0.50 mol·L-1 KI、0.2%淀粉溶液、0.20 mol·L-1 K2S2O8、0.10 mol·L-1 Na2S2O3等試劑,探究反應條件對化學反應速率的影響。 已知:S2O82-+2I-2SO42-+I2(慢)　I2+2S2O32-2I-+S4O62-(快) 5 / 12 如果您需要使用本文檔，請點擊下載按鈕下載! (1)向KI、Na2S2O3與淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液,當溶液中的　　　　耗盡后,溶液顏色將由無色變?yōu)樗{色。為確保能觀察到藍色,S2O32-與S2O82-初始的物質的量需滿足的關系為:n(S2O32-)∶n(S2O82-)　　　　。  (2)為探究反應物濃度對化學反應速率的影響,設計的實驗方案如下表: 實驗 序號 體積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 表中Vx=　　　　mL,理由是　 　。  (3)已知某條件下,濃度c(S2O82-)反應時間t的變化曲線如圖,若保持其他條件不變, 請在答題卡坐標圖中,分別畫出降低反應溫度和 加入催化劑時c(S2O82-)t的變化曲線示意圖(進行相應的標注)。 (4)碘也可用作心臟起搏器電源-鋰碘電池的材料。該電池反應為:2Li(s)+I2(s)2LiI(s)　ΔH 已知:4Li(s)+O2(g)2Li2O(s)　ΔH1 4LiI(s)+O2(g)2I2(s)+2Li2O(s)　ΔH2 則電池反應的ΔH=　　　　;碘電極作為該電池的　　　　極。  解析:(1)根據(jù)提供的2個反應可知,當S2O32-耗盡后,生成的I2不再被轉化為I-,溶液變?yōu)樗{色,若要保證能看到藍色需有I2剩余。所以n(S2O32-)∶n(S2O82-)<2∶1。 (2)由表格可知溶液的總體積V是定值,所以三次實驗的總體積應該是20.0 mL,所以Vx應為2 mL。 (3)降溫會使反應速率減慢,加入催化劑會加快反應。 6 / 12 如果您需要使用本文檔，請點擊下載按鈕下載! (4)4Li(s)+O2(g)2Li2O(s)　ΔH1① 4LiI(s)+O2(g)2I2(s)+2Li2O(s)　ΔH2② 由①-②得:2Li(s)+I2(s)2LiI(s)　ΔH=ΔH1-ΔH22, I2I-發(fā)生還原反應,做正極。 答案:(1)S2O32-　<2∶1 (2)2　為完成實驗目的,①②③三組實驗中總體積應該是20.0 mL (3)如圖 (4)ΔH=ΔH1-ΔH22　正 本題主要考查了化學反應原理的知識,涉及化學反應速率,焓變計算和原電池等知識,主要目的是考查學生分析問題,解決問題的能力,難度中。 6.臭氧是一種強氧化劑,常用于消毒、滅菌等。 (1)O3與KI溶液反應生成的兩種單質是　　　　和　　　　(填分子式)。  (2)O3在水中易分解,一定條件下,O3的濃度減少一半所需的時間(t)如表所示。已知:O3的起始濃度為 0.021 6 mol/L。 表 ppHtt/minT/℃ 3.0 4.0 5.0 6.0 20 301 231 169 58 30 158 108 48 15 50 31 26 15 7 7 / 12 如果您需要使用本文檔，請點擊下載按鈕下載! ①pH增大能加速O3分解,表明對O3分解起催化作用的是　　　　。  ②在30 ℃、pH=4.0條件下,O3的分解速率為　　　　mol/(L·min)。  ③據(jù)表中的遞變規(guī)律,推測O3在下列條件下分解速率依次增大的順序為　　　　(填字母代號)。  a.40 ℃、pH=3.0 b.10 ℃、pH=4.0 c.30 ℃、pH=7.0 (3)O3可由臭氧發(fā)生器(原理如圖)電解稀硫酸制得。 ①圖中陰極為　　　　　　　(填“A”或“B”),其電極反應式為　 　。  ②若C處通入O2,則A極的電極反應式為 　。  ③若C處不通入O2,D、E處分別收集到x L和y L氣體(標準狀況),則E處收集的氣體中O3所占的體積分數(shù)為　　　　。(忽略O3的分解)  解析:(1)O3具有氧化性可把I-氧化為I2同時生成O2。 (2)①pH增大,OH-濃度增大,加速了O3分解,表明OH-對O3分解具有催化作用。 ②30 ℃、pH=4.0時,O3分解的Δc=0.021 6mol/L2=0.010 8 mol/L,用時108 min,則O3分解速率v=0.010 8mol/L108min=1.00×10-4mol/(L·min)。 ③據(jù)表中遞變規(guī)律,40 ℃、pH=3.0時,所用時間介于31 min~158 min;10 ℃、pH=4.0時所用時間>231 min;30 ℃、pH=7.0時所用時間<15 min,而濃度變化同為0.0108 mol/L,則分解速率依次增大順序為:b<a<c。 (3)①電解稀H2SO4生成O3,轉化原理為,H2O中氧失電子被氧化為O3,所以生成O3的電極為陽極,則陰極為A,電極反應為2H++2e-H2↑。 ②C處通入O2后陰極得電子的物質為O2,電極反應為O2+4e-+4H+2H2O。 ③C處不通入O2,則A極生成H2,E處生成O3和O2。 8 / 12 如果您需要使用本文檔，請點擊下載按鈕下載! 設y L氣體中O3、O2體積分別為m L、n L,根據(jù)電子守恒有 m+n=y2x=6m+4n, 解得m=x-2y,則O3體積分數(shù)為x-2yy。 答案:(1)I2　O2 (2)①OH-?、?.00×10-4?、踒ac (3)①A　2H++2e-H2↑ ②O2+4H++4e-2H2O ③(x-2y)/y 本題重點考查化學反應速率的相關知識點:①影響因素,②計算,③速率大小比較,同時也涉及了氧化—還原、電化學、混合物的計算,是一道綜合性較強的題目。在處理(2)時要掌握處理方法:保持溫度不變,分析化學反應速率與pH的關系,要注意pH增大是c(OH-) 增大,不要考慮成H+的影響,②的計算時,O3濃度的變化需要從題干描述中挖掘。其中(3)題關于電化學知識點考查,試題情景比較新,但落腳點仍然為化合價的變化,O-2→O03,③問則涉及化學上常考的電子守恒。整體而言,該題考查了中學必考的幾大知識點,難度不大,但需要考生經過一定的分析才能得出結論。 7.向2 L密閉容器中通入a mol氣體A和b mol氣體B,在一定條件下發(fā)生反應: xA(g)+yB(g)pC(g)+qD(g) 已知:平均反應速率vC=12vA;反應2 min時,A的濃度減少了13,B的物質的量減少了a2 mol,有a mol D生成。 回答下列問題: (1)反應2 min內,vA=　　　　　　　,vB=　。  (2)化學方程式中,x=　　　　、y=　　　　、p=　　　　、q=　　　　;  (3)反應平衡時,D為2a mol,則B的轉化率為　　　　;  (4)如果只升高反應溫度,其他反應條件不變,平衡時D為1.5a mol,則該反應的ΔH　　　　　0(填“>”“<”或“=”);  9 / 12 如果您需要使用本文檔，請點擊下載按鈕下載! (5)如果其他條件不變,將容器的容積變?yōu)? L,進行同樣的實驗,則與上述反應比較: ①反應速率　　　　(填“增大”“減小”或“不變”),理由是 　 ;  ②平衡時反應物的轉化率　　　　(填“增大”“減小”或“不變”),理由是　。  解析:(1)A的濃度減少了a6 mol·L-1,B的濃度減少了a4 mol·L-1,所以vA=a6mol·L-12min=a12 mol·L-1·min-1, vB=a4mol·L-12min=a8 mol·L-1·min-1。 (2)　　　　 xA(g)+yB(g)pC(g)+qD(g) 初始濃度(mol/L) a2 b2　 0　 0 濃度變化(mol/L) a6 a4　 a12　 a2 所以x∶y∶p∶q=2∶3∶1∶6,即x=2,y=3,p=1,q=6。 (3)反應平衡時,D為2a mol,則B消耗掉a mol,所以轉化率為ab×100%。 (4)只升高溫度,D的量由2a mol減至1.5a mol,所以正反應為放熱反應,ΔH<0。 答案:(1)a12 mol·L-1·min-1　a8 mol·L-1·min-1 (2)2　3　1　6　(3)ab×100%　(4)< (5)①增大　體積減小,反應物濃度增大,因而使反應速率增大 ②減小　體積減小,氣體的壓強增大,平衡向氣體分子數(shù)減少的方向(即逆反應方向)移動,因而使反應物轉化率減小 8.某同學在用稀硫酸與鋅制取氫氣的實驗中,發(fā)現(xiàn)加入少量硫酸銅溶液可加快氫氣的生成速率。請回答下列問題: (1)上述實驗中發(fā)生反應的化學方程式有 　 ;  10 / 12 如果您需要使用本文檔，請點擊下載按鈕下載! (2)硫酸銅溶液可以加快氫氣生成速率的原因是 　 ;  (3)實驗室中現(xiàn)有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4種溶液,可與上述實驗中CuSO4溶液起相似作用的是　　　　　　　　　　　。  (4)要加快上述實驗中氣體產生的速率,還可采取的措施有　 (答兩種);  (5)為了進一步研究硫酸銅的量對氫氣生成速率的影響,該同學設計了如下一系列實驗。將表中所給的混合溶液分別加入到6個盛有過量Zn粒的反應瓶中,收集產生的氣體,記錄獲得相同體積的氣體所需時間。 　　　　　實驗 混合溶液　　　　 A B C D E F 4 mol·L-1 H2SO4溶液/mL 30 V1 V2 V3 V4 V5 飽和CuSO4溶液/mL 0 0.5 2.5 5 V6 20 H2O/mL V7 V8 V9 V10 10 0 ①請完成此實驗設計,其中:V1=　　　　,V6=　　　　,V9=　　　　;  ②反應一段時間后,實驗A中的金屬呈　　　　色,實驗E中的金屬呈　　　　色;  ③該同學最后得出的結論為:當加入少量CuSO4溶液時,生成氫氣的速率會大大提高,但當加入的CuSO4溶液超過一定量時,生成氫氣的速率反而會下降。請分析氫氣生成速率下降的主要原因 　 。  解析:(1)(2)(3)考查了原電池可以加快氧化還原反應的速率這一考點,要想與Zn、稀H2SO4形成原電池,先由Zn置換活潑性排在Zn之后的金屬,使其成為原電池的正極,從而加快Zn與稀H2SO4的反應速率。 (4)加快化學反應速率的方法有升高溫度、增大濃度、加入催化劑、增大固體表面接觸面積等。 11 / 12 如果您需要使用本文檔，請點擊下載按鈕下載! (5)研究硫酸銅的量對H2生成速率的影響,前提條件要保證H2SO4溶液濃度以及與Zn的接觸面積相同,由已知A中V(H2SO4溶液)=30(mL),推知V1=V2=V3=V4=V5=30(mL),由F知溶液總體積為50(mL),則V7=20(mL),V8=19.5(mL),V9=17.5(mL),V10=15(mL),V6=10(mL)。 當加入少量CuSO4溶液時,反應速率大大提高,當加入一定量CuSO4 溶液后,生成的單質Cu會沉積在Zn表面,減小了Zn與H2SO4溶液的接觸面積,使反應速率減慢。 答案:(1)Zn+CuSO4ZnSO4+Cu、 Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑ (2)CuSO4溶液與Zn反應產生的Cu與Zn形成Cu/Zn微電池,加快了H2產生的速率 (3)Ag2SO4 (4)升高反應溫度、適當增加H2SO4溶液的濃度、增加鋅粒的比表面積等(答兩種) (5)①30　10　17.5 ②灰黑　暗紅 ③當加入一定量CuSO4溶液后,生成的單質Cu會沉積在Zn表面,減小了Zn與H2SO4溶液的接觸面積 （注：可編輯下載，若有不當之處，請指正，謝謝!） 12 / 12