广东省雷州市高三化学一轮复习 反应速率与化学平衡 专题一 化学反应速率和化学平衡.docx
《广东省雷州市高三化学一轮复习 反应速率与化学平衡 专题一 化学反应速率和化学平衡.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《广东省雷州市高三化学一轮复习 反应速率与化学平衡 专题一 化学反应速率和化学平衡.docx（20页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
广东省雷州市高三化学一轮复习反应速率与化学平衡专题一化学反应速率和化学平衡
专题一化学反应速率和化学平衡
1．了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。
2．了解催化剂在生产、生活和科学领域中的重要作用。
3．理解外界条件（浓度、温度、压强、催化剂等）对反应速率
的影响，认识并能用相关理论解释其一般规律。
第一节化学反应速率及其影响因素
考点一
[基础自主落实]
1．化学反应速率
2．化学反应速率与化学计量数的关系
（1）内容：
对于已知反应mA（g）＋nB（g）==pC（g）＋qD（g），其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示，当单位相同时，化学反应速率的数值之比等于方程式中各物质的之比，即v（A）∶v（B）∶v（C）∶v（D）＝。
（2）实例：
一定温度下，在密闭容器中发生反应：
3A（g）＋B（g）==2C（g）。
已知v（A）＝0.6mol·L－1·s－1，则v（B）＝mol·L－1·s－1，v（C）＝mol·L－1·s－1。
【自我检测】
1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）同一反应，在相同时间间隔内，用不同物质表示的反应速率，其数值和意义都不一定相同（）
（2）10mol·L－1·s－1的反应速率一定比1mol·L－1·s－1的反应速率大（）
（3）固体和纯液体的浓度是固定的，增加固体或纯液体的用量，反应速率保持不变（）
（4）对于某可逆反应，反应进行的净速率是正、逆反应速率之差（）
（5）化学反应速率表示的是化学反应进行的限度（）
（6）化学反应速率可以是正值，也可以是负值（）
（7）对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象就越明显（）
（8）在2SO2（g）＋O2（g）
2SO3（g）反应中，t1、t2时刻，SO3（g）浓度分别是c1、c2，则t1～t2时间内，SO3（g）生成的平均速率为v＝
（）
（9）同一反应，用不同物质表示的化学反应速率数值可能相同，也可能不同，但表示的意义都相同，并且化学反应速率之比等于化学计量数之比。
（）
【考向合作探究】
化学反应速率的计算
题型一 依据化学反应速率的表达式（v＝
）计算
1．在密闭容器中，合成氨的反应：
N2（g）＋3H2（g）
2NH3（g），开始时N2的浓度为8mol·L－1,5min后，N2的浓度为6mol·L－1，则N2的化学反应速率为________。
题型二 依据化学方程式计算
2．（2015·广东高考）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：
t/min
0
2.0
4.0
6.0
8.0
n（Cl2）/10－3mol
0
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）。
题型三 依据图像计算
3．（2014·新课标卷Ⅱ）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·L－1·s－1。
4.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-1NaHSO3（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4。
据图分析，求a点对应的NaHSO3反应速率为mol·L-1·s-1
依据图像求反应速率的步骤
第一步：
找出横、纵坐标对应的物质的量；
第二步：
将图中的变化量转化成相应的浓度变化量；
第三步：
根据公式v＝
进行计算。
题型四 运用“三段式”进行化学反应速率的计算
4．NH3和纯净的O2在一定条件下发生反应：
4NH3（g）＋3O2（g）
2N2（g）＋6H2O（g），现向一容积不变的2L密闭容器中充入4molNH3和3molO2,4min后，测得生成的H2O占混合气体体积的40%，则下列表示此段时间内该反应的平均速率不正确的是（ ）
A．v（N2）＝0.125mol·L－1·min－1B．v（H2O）＝0.375mol·L－1·min－1
C．v（O2）＝0.225mol·L－1·min－1D．v（NH3）＝0.250mol·L－1·min－1
“三段式”法的解题模式
对于反应mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（g），起始（t0s）时A的浓度为amol·L－1，B的浓度为bmol·L－1，反应进行至t1s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）
t0s/（mol·L－1）ab00
转化/（mol·L－1）x
t1s/（mol·L－1）a－xb－
则：
v（A）＝
mol·L－1·s－1，
v（B）＝
mol·L－1·s－1，
v（C）＝
mol·L－1·s－1，
v（D）＝
mol·L－1·s－1。
化学反应速率的大小比较
题型一 根据“定量法”判断不同条件下反应速率的大小
5．已知反应4CO＋2NO2
N2＋4CO2在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示反应速率最快的是（ ）
A．v（CO）＝1.5mol·L－1·min－1B．v（NO2）＝0.7mol·L－1·min－1
C．v（N2）＝0.4mol·L－1·min－1D．v（CO2）＝1.1mol·L－1·min－1
6．（2016·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·L－1·s－1 ②v（B）＝0.6mol·L－1·s－1 ③v（C）＝0.4mol·L－1·s－1 ④v（D）＝0.45mol·L－1·s－1。
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>③>②>①
定量法比较化学反应速率的大小
（1）归一法
按照化学计量数关系换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值大小。
（2）比值法
比较化学反应速率与化学计量数的比值。
如aA（g）＋bB（g）cC（g），即比较
与
，若
>
，则用A表示时的反应速率比用B表示时大。
题型二 根据图像判断某点反应速率的大小
7．（2014·重庆高考）在恒容密闭容器中通入X并发生反应：
2X（g）
Y（g），温度T1、T2下X的物质的量浓度c（X）随时间t变化的曲线如图5所示，下列叙述正确的是（ ）
A．T1＜T2
B．T2下，在0～t1时间内，v（Y）＝
mol·L－1·min－1
C．M点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆
D．该反应进行到M点放出的热量大于进行到W点放出的热量
8．反应aA＋bBcC在体积为2L的容器中进行反应。
在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段体系中各物质的量随时间变化的曲线如图所示：
图5
\\
\\_
.---（'）
o（）_-
请回答下列各题：
（1）反应的化学方程式为___________________________________________________。
（2）A的平均反应速率vⅠ（A）、vⅡ（A）、vⅢ（A）从大到小排列次序为________________。
（3）由计算可知，第Ⅰ阶段20min时，C的平均速率vⅠ（C）＝____________。
由图像判断反应速率大小的方法
根据图像看反应达到平衡所需的时间，时间越短，对应的反应的温度、浓度或压强就越大，则对应的反应速率越大。
专题一化学反应速率和化学平衡
1．了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。
2．了解催化剂在生产、生活和科学领域中的重要作用。
3．理解外界条件（浓度、温度、压强、催化剂等）对反应速率
的影响，认识并能用相关理论解释其一般规律。
第一节
化学反应速率及
其影响因素
考点二
[基础自主落实]
1．内因
反应物本身的性质是主要因素。
如相同条件下Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为。
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
图中：
E1为，使用催化剂时的活化能为，反应热为。
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
【自我检测】
1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）对于反应：
2H2O2===2H2O＋O2↑，加入MnO2或降低温度都能加快O2的生成速率（）
（2）催化剂不能参与化学反应，但可以改变反应到达平衡的时间（）
（3）其他条件相同时，增大反应物浓度使分子获得能量，活化分子百分数提高，反应速率增大（）
（4）在实验室使用大理石与稀盐酸反应制取CO2，是为了控制CO2生成的速率（）
（5）两试管各加入5mL0.1mol·L－1Na2S2O3溶液，同时分别滴入55mL0.1mol·L－1硫酸和盐酸，两只试管同时变浑浊（）
（6）100mL2mol·L－1的盐酸跟锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率不变（）
（7）升高温度可使吸热反应的反应速率增大，使放热反应的反应速率也增大（）
2．按要求填空。
（1）形状大小相同的铁块、铝块分别与等浓度的盐酸反应生成氢气的速率：
铁________铝。
（2）对于Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，改变下列条件对生成氢气的速率有何影响？
（填“增大”“减小”或“不变”）
①升高温度：
________；②增大盐酸浓度：
________；
③增大铁的质量：
________；④增加盐酸体积：
________；
⑤把铁片改成铁粉：
________；⑥滴入几滴CuSO4溶液：
________；
⑦加入NaCl固体：
________。
（3）若把
（2）中的稀盐酸改成“稀硝酸”或“浓硫酸”是否还产生H2，为什么？
[考向合作探究]
外界条件对化学反应速率的影响
1．下列说法正确的是（ ）
A．（2014·安徽高考）因为反应物浓度越大，反应速率越快，所以常温下，相同的铝片中分别加入足量的浓、稀硝酸，浓硝酸中铝片先溶解完
B．（2014·天津高考）增大反应物浓度可加快反应速率，因此用浓硫酸与铁反应能增大生成H2的速率
C．（2012·江苏高考）N2（g）＋3H2（g）
2NH3（g） ΔH<0，其他条件不变时升高温度，反应速率v（H2）和H2的转化率均增大
D．（2011·江苏高考）对于反应2H2O2===2H2O＋O2↑，加入MnO2或升高温度都能加快O2的生成速率
2．（2016·烟台质检）反应C（s）＋H2O（g）==CO（g）＋H2（g）在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是（ ）
①增加C的量 ②将容器的体积缩小一半 ③保持体积不变，充入N2使体系压强增大 ④保持压强不变，充入N2使容器体积变大
A．①④ B．②③C．①③D．②④
3．对于合成氨反应，达到平衡后，以下分析正确的是（ ）
A．升高温度，对正反应的反应速率影响更大
B．增大压强，对正反应的反应速率影响更大
C．减小反应物浓度，对逆反应的反应速率影响更大
D．加入催化剂，对逆反应的反应速率影响更大
4.一定量的锌粒与足量稀硫酸反应，向反应混合液中加入某些物质，下列判断正确的是（ ）
A．加入少量水，产生H2速率减小，H2体积减小
B．加入NH4HSO4固体，产生H2速率不变，H2体积不变
C．加入CH3COONa固体，产生H2速率减小，H2体积不变
D．滴加少量CuSO4溶液，产生H2速率变大，H2体积不变
5.硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，下列各组实验中最先出现浑浊的是（ ）
实验
反应温度/℃
Na2S2O3溶液
稀H2SO4
H2O
V/mL
c/（mol·L－1）
V/mL
c/（mol·L－1）
V/mL
A
25
5
0.1
10
0.1
5
B
25
5
0.2
5
0.2
10
C
35
5
0.1
10
0.1
5
D
35
5
0.2
5
0.2
10
【知能存储】
1．气体反应体系中充入“惰性气体”（不参加反应）时对反应速率的影响结果
（1）恒温恒容：
充入“惰性气体”―→总压增大―→物质浓度不变（活化分子浓度不变）―→反应速率不变。
（2）恒温恒压：
充入“惰性气体”―→体积增大―→物质浓度减小（活化分子浓度减小）―→反应速率减小。
2．外界条件对反应速率的影响结果
（1）温度
①正反应是放热反应：
升高温度，v（正）、v（逆）均增大；但v（逆）增大的幅度更大。
②正反应是吸热反应：
升高温度，v（正）、v（逆）均增大；但v（正）增大的幅度更大。
（2）压强
①正反应是气体物质的量减小的反应：
增大压强，v（正）、v（逆）均增大，但v（正）增大的幅度更大。
②正反应是气体物质的量增大的反应：
增大压强，v（正）、v（逆）均增大，但v（逆）增大的幅度更大。
③反应是反应前后气体物质的量不变的反应：
增大压强，v（正）、v（逆）同等程度的增大。
（3）催化剂
使用催化剂，v（正）、v（逆）同等程度的增大。
利用“断点”突破化学反应速率图像（vt图）
6．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）（ ）
7．对于反应：
X（g）＋Y（g）
2Z（g） ΔH<0的反应，某一时刻改变外界条件，其速率随时间的变化图像如图所示。
则下列说法符合该图像的是（ ）
A．t1时刻，增大了X的浓度B．t1时刻，升高了体系温度
C．t1时刻，降低了体系温度D．t1时刻，使用了催化剂
8.某密闭容器中充入等物质的量的A和B，一定温度下发生反应A（g）＋xB（g）
2C（g），达到平衡后，在不同的时间段内，下列说法中正确的是（ ）
A．30～40min间该反应使用了催化剂
B．化学方程式中的x＝1，正反应为吸热反应
C．30min时降低温度，40min时升高温度
D．8min前A的平均反应速率为0.08mol·L－1·min－1
【探规寻律】
（1）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：
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
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
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
考点三
影响化学反应速率的因素有多种，在探究相关规律时，需要控制其他条件不变，只改变某一个条件，探究这一条件对反应速率的影响。
变量探究实验因为能够考查学生对于图表的观察、分析以及处理实验数据得出合理结论的能力，因而在这几年高考试题中常有所涉及。
解答此类试题时，要认真审题，弄清实验目的，明确要探究的外界条件有哪些。
然后分析题给图表，确定一个变化的量，弄清在其他几个量不变的情况下，这个变化量对实验结果的影响，进而总结出规律。
如：
探究温度、催化剂对反应：
2H2O2===2H2O＋O2↑的影响，因此可以确定催化剂（是否加入MnO2）和温度（加热、常温）作为可变量，其他的则控制为不变量。
探究对象的反应
2H2O2===2H2O＋O2↑
控制的可变量
催化剂
温度
控制的不变量
浓度、温度等
浓度、催化剂等
实验方案
取相同量的5%H2O2于两支规格一样的试管中，向其中一支试管中加入少量MnO2，另一支不加，在常温下观察。
取相同量的5%H2O2于两支规格一样的试管中，给其中一支试管加热，另一支不加热，观察。
根据两个对象的反应都有气体生成的特征，利用导管将生成的气体导入水槽中，通过观察水槽中产生气泡的剧烈程度，并以此判断该控制变量对化学反应速率是否产生影响以及具体的影响效果。
例1.（2012·广东高考）碘在科研与生活中有重要应用。
某兴趣小组用0.50mol·L－1KI、0.2%淀粉溶液、0.20mol·L－1K2S2O8、0.10mol·L－1Na2S2O3等试剂，探究反应条件对化学反应速率的影响。
已知：
S2O
＋2I－===2SO
＋I2（慢）
I2＋2S2O
===2I－＋S4O
（快）
（1）向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液，当溶液中的________耗尽后，溶液颜色将由无色变为蓝色。
为确保能观察到蓝色，S2O
与S2O
初始的物质的量需满足的关系为：
n（S2O
）∶n（S2O
）________。
（2）为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下表：
实验序号
体积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）已知某条件下，浓度c（S2O
）～反应时间t的变化曲线如图所示，若保持其他条件不变，请在图中，
分别画出降低反应温度和加入催化剂时c（S2O
）～t的变化曲线示意图（进行相应的标注）。
[探规寻律]
利用“控制变量法”的解题策略
（1）确定变量：
首先要认真审题，理清影响实验探究结果的因素有哪些。
（2）控制变量——定多变一：
在探究过程中，应该先确定其他的因素不变，只改变一种因素，看这种因素与探究的问题存在怎样的关系；这样确定一种因素的影响以后，再通过以上方法确定另一种因素的影响，通过分析每种因素与所探究问题之间的关系，得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。
（3）数据有效：
选择数据（或设置实验）要有效，保证变量统一才能做出正确的判断。
【针对训练】
1.某实验小组以H2O2分解为例，研究浓度、催化剂、溶液的酸碱性对反应速率的影响。
在常温下按照如下方案完成实验。
编号
反应物
催化剂
①
10mL2%H2O2溶液
无
②
10mL5%H2O2溶液
无
③
10mL5%H2O2溶液
1mL0.1mol·L－1FeCl3溶液
④
10mL5%H2O2溶液＋少量HCl溶液
1mL0.1mol·L－1FeCl3溶液
⑤
10mL5%H2O2溶液＋少量NaOH溶液
1mL0.1mol·L－1FeCl3溶液
（1）催化剂能加快化学反应速率的原因是_____________________________________。
（2）常温下5%H2O2溶液的pH约为6，H2O2的电离方程式为___________________。
（3）实验①和②的目的是___________________________________________________。
实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论。
资料显示，通常条件下H2O2稳定，不易分解。
为了达到实验目的，你对原实验方案的改进是_________________________。
（4）实验③、④、⑤中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图所示。
分析图示能够得出的实验结论是____________________。
2.兴趣小组探究锌片与盐酸、醋酸反应时，浓度或温度对反应速率的影响，他们准备了以下化学用品：
0.20mol·L－1与0.40mol·L－1的HCl溶液、0.2mol·L－1与0.40mol·L－1的CH3COOH溶液、0.10mol·L－1CuCl2、锌片（形状、大小、质量相同）、秒表、碳棒、导线、烧杯、几支试管和胶头滴管，酸液温度控制为298K和308K。
（1）酸液都取足量、相同体积，请你帮助完成以下实验设计表（表中不要留空格）：
实验编号
温度（K）
盐酸浓度
醋酸浓度
实验目的
①
298
0.20mol·L－1
—
a.实验①和②是探究______对锌与盐酸反应速率的影响；
b.实验①和③是探究______对锌与盐酸反应速率的影响；
c.实验①和④是探究相同温度下，相同浓度的盐酸、醋酸与锌反应速率的区别。
②
308
0.20mol·L－1
—
③
298
0.40mol·L－1
—
④
—
（2）若
（1）中实验①锌片消失的时间是20s，则锌片剩余质量与时间关系图如图。
假设：
该反应温度每升高10℃，反应速率是原来的2倍；温度相同、浓度相同时，醋酸的平均反应速度是盐酸的1/2。
请你在此图中大致画出“实验②”（用实线）、“实验④中醋酸实验”（用虚线）的锌片质量与时间关系曲线。
（3）某实验小组在做
（1）中实验④时误加少量0.10mol·L－1CuCl2溶液，发现反应速率与
（1）中实验①接近。
该组同学对影响因素提出如下假设，请完成假设三：
假设一：
Cu2＋对该反应起催化剂作用
假设二：
Cl－对该反应起催化剂作用
假设三：
_________________________________________________________________
……
（4）请你设计实验验证上述假设三是否成立，写出实验步骤及预期现象：
实验步骤
预期现象
3.某酸性工业废水中含有K2Cr2O7。
光照下，草酸（H2C2O4）能将其中的Cr2O
转化为Cr3＋，反应的离子方程式为：
Cr2O
＋3H2C2O4＋8H＋===2Cr3＋＋6CO2↑＋7H2O ΔH<0
某课题组研究发现，少量铁明矾[Al2Fe（SO4）4·24H2O]即可对该反应起催化作用。
为进一步研究有关因素对该反应速率的影响，探究如下：
在25℃下，控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同，调节
升级会员 