高考化学一轮复习 第7章第22讲 化学反应速率学案 新人教版.docx

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高考化学一轮复习第7章第22讲化学反应速率学案新人教版

第22讲　化学反应速率

　考点一　化学反应速率的概念及计算

[知识梳理]

1．化学反应速率

2．化学反应速率与化学计量数的关系

同一反应在同一时间内，用不同物质表示的反应速率可能不同，但反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的化学计量数之比＝物质的量变化量之比＝物质的量浓度变化量之比。

[自主检测]

1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。

（1）对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显。

（　　）

（2）对于任何化学反应来说，都必须用单位时间内反应物或生成物浓度的变化量来表示化学反应速率。

（　　）

（3）单位时间内反应物浓度的变化量表示正反应速率，生成物浓度的变化量表示逆反应速率。

（　　）

（4）化学反应速率为0.8mol·L－1·s－1指1s时某物质的浓度为0.8mol·L－1。

（　　）

（5）同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同。

（　　）

（6）同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，数值越大，表示化学反应速率越快。

（　　）

（7）化学反应速率指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加。

（　　）

答案：

（1）×　

（2）×　（3）×　（4）×　（5）√　（6）×　（7）×

2．（教材改编题）在2L的密闭容器中发生某反应后，各物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。

回答下列问题：

（1）该反应的反应物是________，生成物是________，反应的化学方程式为________________________________________________________________________。

（2）0～10s的平均反应速率v（H2）＝_____________________________________。

（3）能否用I2（s）的物质的量浓度变化量来表示该反应的速率？

________（填“能”或“否”）。

答案：

（1）H2和I2　HI　H2（g）＋I2（s）2HI（g）

（2）0.0395mol·L－1·s－1

（3）否

演练一　化学反应速率的大小比较

1．对于可逆反应A（g）＋3B（s）2C（g）＋2D（g），在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示的反应速率最快的是（　　）

A．v（A）＝0.5mol·L－1·min－1

B．v（B）＝1.2mol·L－1·s－1

C．v（D）＝0.4mol·L－1·min－1

D．v（C）＝0.1mol·L－1·s－1

解析：

选D。

本题可以采用归一法进行求解，通过方程式的化学计量数将不同物质表示的反应速率折算成同一物质表示的反应速率进行比较。

B物质是固体，不能用其浓度的变化表示反应速率；C项中对应的v（A）＝0.2mol·L－1·min－1；D项中对应的v（A）＝3mol·L－1·min－1。

2．已知反应4CO＋2NO2

N2＋4CO2在不同条件下的化学反应速率如下：

①v（CO）＝1.5mol·L－1·min－1

②v（NO2）＝0.7mol·L－1·min－1

③v（N2）＝0.4mol·L－1·min－1

④v（CO2）＝1.1mol·L－1·min－1

⑤v（NO2）＝0.01mol·L－1·s－1

上述5种情况反应的速率由大到小的顺序为_______________________________。

解析：

②经转化可表示为v（CO）＝2v（NO2）＝1.4mol·L－1·min－1；③经转化可表示为v（CO）＝4v（N2）＝1.6mol·L－1·min－1；④经转化可表示为v（CO）＝v（CO2）＝1.1mol·L－1·min－1；⑤经转化可表示为v（CO）＝2v（NO2）＝0.02mol·L－1·s－1＝1.2mol·L－1·min－1，故反应速率由大到小的顺序为③>①>②>⑤>④。

答案：

③>①>②>⑤>④

同一化学反应中反应快慢的比较方法

由于同一化学反应的反应速率用不同物质表示时数值可能不同，所以比较反应的快慢不能只看数值的大小，而要进行一定的转化。

（1）看单位是否统一，若不统一，换算成相同的单位。

（2）换算成同一物质表示的速率，再比较数值的大小。

（3）比较化学反应速率与化学计量数的比值，即对于一般反应，如aA＋bB===cC＋dD，比较

与

，若

>

，则用A表示的反应速率比用B表示的反应速率大。

演练二　化学反应速率的计算

3．在一密闭容器中充入一定量的N2和O2，在电火花作用下发生反应N2＋O2===2NO，经测定前3s用N2表示的反应速率为0.1mol·L－1·s－1，则6s末NO的浓度（　　）

A．等于1.2mol·L－1

B．小于1.2mol·L－1

C．大于1.2mol·L－1

D．不能确定

解析：

选B。

前3s用N2表示的反应速率为0.1mol·L－1·s－1，即用NO表示的反应速率为0.2mol·L－1·s－1。

如果3～6s用NO表示的反应速率仍为0.2mol·L－1·s－1，则6s末NO的浓度为1.2mol·L－1。

由于随着反应进行，反应物浓度减小，反应速率减慢，故6s末NO的浓度小于1.2mol·L－1。

4．（经典题）将4molA气体和2molB气体在2L的容器中混合，并在一定条件下发生反应：

2A（g）＋B（g）2C（g），若经2s后测得C的浓度为0.6mol·L－1，现有下列几种说法：

①用物质A表示的反应的平均速率为0.3mol·L－1·s－1；②用物质B表示的反应的平均速率为0.6mol·L－1·s－1；③2s时物质A的转化率为70%；④2s时物质B的浓度为0.7mol·L－1。

其中正确的是（　　）

A．①③　　　　　　　　B．①④

C．②③D．③④

解析：

选B。

A、B的起始浓度分别为2mol·L－1、1mol·L－1，由2s后C的浓度可得A、B的变化浓度分别为0.6mol·L－1、0.3mol·L－1，所以用A、B表示的反应的平均速率分别为0.3mol·L－1·s－1、0.15mol·L－1·s－1，2s时A、B的浓度分别为1.4mol·L－1、0.7mol·L－1。

2s时物质A的转化率为30%。

5．[2018·高考全国卷Ⅰ，28

（2）②]F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25℃时N2O5（g）分解反应：

其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。

体系的总压强p随时间t的变化如下表所示[t＝∞时，N2O5（g）完全分解]：

t/min

0

40

80

160

260

1300

1700

∞

p/kPa

35.8

40.3

42.5

45.9

49.2

61.2

62.3

63.1

研究表明，N2O5（g）分解的反应速率v＝2×10－3×pN2O5（kPa·min－1）。

t＝62min时，测得体系中pO2＝2.9kPa，则此时的pN2O5＝________kPa，v＝________kPa·min－1。

解析：

t＝62min时，体系中pO2＝2.9kPa，根据“三段式”法得

2N2O5（g）===2N2O4（g）＋O2（g）

起始/kPa35.800

转化/kPa5.85.82.9

62min/kPa30.05.82.9

则62min时pN2O5＝30.0kPa，v＝2×10－3×30.0kPa·min－1＝6.0×10－2kPa·min－1。

答案：

30.0　6.0×10－2

化学反应中各物质浓度（或压强）

的计算模式——“三段式”

（1）写出有关反应的化学方程式。

（2）找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。

（3）根据已知条件列方程式计算。

例如：

反应　　　　　　　　mA　＋　nB　　pC

起始浓度/（mol·L－1）abc

转化浓度/（mol·L－1）x

某时刻浓度/（mol·L－1）a－xb－

c＋

　考点二　影响化学反应速率的因素

[知识梳理]

一、影响化学反应速率的因素

1．内因（主要因素）

反应物本身的性质。

例如，相同条件下Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为Mg>Al。

2．外因（其他条件不变，只改变一个条件）

二、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：

普通分子变为活化分子所需要吸收的最低能量。

上图中：

E1为反应的活化能，E2为活化分子变成生成物分子放出的能量，E3为使用催化剂时的活化能，E1－E2为反应热。

由此可见，活化能小的反应速率快，活化能大的反应速率慢。

（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

[自主检测]

1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。

（1）（2018·高考江苏卷）在酶催化淀粉水解反应中，温度越高淀粉水解速率越快。

（　　）

（2）催化剂都不参加化学反应。

（　　）

（3）一般情况下，升高温度时，不论正反应是吸热还是放热，正、逆反应的速率都增大。

（　　）

（4）可逆反应中减小产物的浓度可增大正反应的速率。

（　　）

（5）增大反应体系的压强，反应速率不一定增大。

（　　）

（6）对可逆反应FeCl3＋3KSCNFe（SCN）3＋3KCl，增大氯化钾浓度，逆反应速率加快。

（　　）

（7）催化剂能降低反应的活化能，ΔH也会发生变化。

（　　）

（8）温度、催化剂能改变活化分子的百分数。

（　　）

答案：

（1）×　

（2）×　（3）√　（4）×　（5）√　（6）×　（7）×　（8）√

2．一定温度下，反应N2（g）＋O2（g）2NO（g）在密闭容器中进行，回答下列措施对化学反应速率的影响（填“增大”“减小”或“不变”）。

（1）缩小体积使压强增大：

________；

（2）恒容充入N2：

________；

（3）恒容充入He：

________；

（4）恒压充入He：

________。

答案：

（1）增大　

（2）增大　（3）不变　（4）减小

气体反应体系中充入“惰性气体”（不参与反应）时

对反应速率的影响

（1）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。

1．反应C（s）＋H2O（g）CO（g）＋H2（g）在一容积可变的密闭容器中进行，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．②③

C．①③D．②④

解析：

选C。

增大固体的量、恒容时充入“惰性气体”对化学反应速率均无影响。

2．（教材改编题）下列措施对增大反应速率明显有效的是（　　）

①Al在氧气中燃烧生成Al2O3，将Al片改成Al粉

②Fe与稀硫酸反应制取H2时，改用98%浓硫酸

③Zn与稀硫酸反应制取H2时，滴加几滴CuSO4溶液

④K2SO4与BaCl2两溶液反应时，增大压强

⑤2SO2（g）＋O2（g）

2SO3（g）　ΔH<0，升高温度

⑥Na与水反应时，增大水的用量

⑦2H2O2===2H2O＋O2↑反应中，加入少量MnO2

⑧H2与Cl2混合后，光照

A．①②③④⑤B．①③④⑤⑥

C．①③⑤⑦⑧D．①③④⑦⑧

解析：

选C。

①将Al片改成Al粉，增大了固体反应物的接触面积，反应速率加快，正确；②铁遇浓H2SO4钝化，错误；③Zn置换出Cu，Zn与Cu、稀硫酸构成原电池，反应速率加快，正确；④没有气体参与的反应，压强不影响反应速率，错误；⑤升高温度，反应速率加快，正确；⑥增加固体与纯液体的用量，不会影响反应速率，错误；⑦催化剂能加快反应速率，正确；⑧H2与Cl2混合后光照发生爆炸，反应速率加快，正确。

3．下列表格中的各种情况，可以用对应选项中的图像表示的是（　　）

选项

反应

甲

乙

A

外形、大小相同的金属和水反应

Na

K

B

4mL0.01mol·L－1KMnO4溶液分别和不同浓度的2mLH2C2O4（草酸）溶液反应

0.1mol·L－1的H2C2O4溶液

0.2mol·L－1的H2C2O4溶液

C

5mL0.1mol·L－1Na2S2O3溶液和5mL0.1mol·L－1H2SO4溶液反应

热水

冷水

D

5mL4%的过氧化氢溶液分解放出O2

无MnO2粉末

加MnO2粉末

解析：

选C。

由于K比Na活泼，故外形、大小相同的金属K和Na与水反应，K的反应速率更快，又由于Na、K与H2O反应均为放热反应，随着反应的进行，放出大量的热，反应速率逐渐加快，A项不正确；由于起始时乙中H2C2O4浓度大，故其反应速率比甲快，B项不正确；由于甲反应是在热水中进行的，温度高，故甲的反应速率大于乙，随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，故甲、乙反应速率逐渐减小，C项正确；MnO2在H2O2的分解过程中起催化作用，故乙的反应速率大于甲，D项不正确。

（1）研究浓度对反应速率的影响时，只有改变参与离子反应的离子浓度，才会对化学反应速率产生影响。

例如，Fe和稀H2SO4、盐酸反应，改变c（SO

）、c（Cl－）对化学反应速率无影响。

（2）比较离子浓度大小时，一定要比较混合液中的离子浓度，此时溶液的体积为混合后溶液的体积。

（3）由于固体和纯液体的浓度可视为常数，故改变其用量，反应速率不变。

但当固体颗粒变小时，其表面积增大，反应速率增大。

（4）压强对化学反应速率的影响是通过改变反应物浓度实现的，所以分析压强的改变对反应速率的影响时，要从反应物浓度是否发生改变的角度来分析，若改变总压强而各物质的浓度不变，则反应速率不变。

一般意义上的增大压强指压缩气体的体积，减小压强指扩大气体的体积。

（5）改变温度或使用催化剂，反应速率一定发生变化，其他外界因素的改变，反应速率则不一定发生变化。

催化剂能同时、同等程度地增大正、逆反应速率。

（6）其他条件一定，升高温度，不论正反应还是逆反应，不论反应放热还是吸热，反应速率都增大，只不过正、逆反应速率增加的程度不同。

（7）在温度、浓度、催化剂等影响化学反应速率的因素中，催化剂的影响最大，其次是温度，最后是浓度。

1．[2019·高考全国卷Ⅱ，27（3）]环戊二烯（

）容易发生聚合生成二聚体，该反应为可逆反应。

不同温度下，溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示，下列说法正确的是________（填标号）。

A．T1＞T2

B．a点的反应速率小于c点的反应速率

C．a点的正反应速率大于b点的逆反应速率

D．b点时二聚体的浓度为0.45mol·L－1

解析：

由相同时间内，环戊二烯浓度减小量越大，反应速率越快可知，T1

，可知二聚体的浓度为0.45mol·L－1，D项正确。

答案：

CD

2．[2018·高考全国卷Ⅲ，28（3）③]三氯氢硅（SiHCl3）是制备硅烷、多晶硅的重要原料。

对于反应2SiHCl3（g）===SiH2Cl2（g）＋SiCl4（g），采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323K和343K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。

比较a、b处反应速率大小：

va________vb（填“大于”“小于”或“等于”）。

反应速率v＝v正－v逆＝k正x2SiHCl3－k逆xSiH2Cl2xSiCl4，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数，x为物质的量分数，计算a处的

＝________（保留一位小数）。

解析：

温度越高，反应速率越大，a处所在曲线对应的温度高于b处所在曲线对应的温度，所以a处反应速率大于b处反应速率。

a处所在曲线达到平衡时，v正＝v逆，即k正x2SiHCl3＝k逆xSiH2Cl2xSiCl4，从题图上可知，a处所在曲线平衡时SiHCl3的转化率为22%，设投入SiHCl3ymol，则根据三段式法得

2SiHCl3（g）===SiH2Cl2（g）＋SiCl4（g）

开始/moly00

转化/mol0.22y0.11y0.11y

平衡/mol0.78y0.11y0.11y

代入k正x2SiHCl3＝k逆xSiH2Cl2xSiCl4得，0.782k正＝0.112k逆，

＝

　①

在a处SiHCl3的转化率为20%，根据三段式法得

2SiHCl3（g）===SiH2Cl2（g）＋SiCl4（g）

开始/moly00

转化/mol0.2y0.1y0.1y

a处/mol0.8y0.1y0.1y

则

＝

＝

×

，将①代入计算得出

＝1.3。

答案：

大于　1.3

一、选择题

1．关于有效碰撞理论，下列说法正确的是（　　）

A．活化分子间发生的所有碰撞均为有效碰撞

B．增大反应物浓度能够增大活化分子百分数，化学反应速率增大

C．升高温度，活化分子百分数增加，化学反应速率增大

D．增大压强，活化分子数一定增加，化学反应速率一定增大

解析：

选C。

能够引发化学反应的碰撞才是有效碰撞，A项错误；增大反应物浓度，增大了单位体积内活化分子数，有效碰撞的概率增大，反应速率增大，但活化分子百分数不变，B项错误；升高温度，能使更多的分子变为活化分子，增大了活化分子百分数，有效碰撞的次数增多，反应速率增大，C项正确；恒温恒容下，通入不反应的气体，增大了压强，但气体反应物的浓度不变，单位体积内的活化分子数不变，反应速率不变，D项错误。

2．某化学兴趣小组用铝片和稀硫酸反应制取氢气，以下能够加快反应速率的是（　　）

①用浓硫酸代替稀硫酸　②加热　③改用铝粉

④增大稀硫酸的体积　⑤加水　⑥加入少量硫酸铜

A．全部　　　　　　　　B．②③⑥

C．①②③⑥D．②③④⑥

解析：

选B。

用浓硫酸代替稀硫酸，铝会发生钝化；增大稀硫酸的体积，不能增大其浓度，不会改变反应的速率；加水会稀释稀硫酸，减慢反应速率；加热能够加快该反应的速率；改用铝粉，增大了与稀硫酸的接触面积，加快反应速率；加入少量硫酸铜可生成铜单质，铜单质会和铝、稀硫酸构成原电池，加快反应速率。

3．以下是几位同学在学习化学反应速率理论后发表的一些看法，其中不正确的是（　　）

A．化学反应速率理论可指导怎样提高原料的转化率和生成物的产率

B．化学反应速率理论可以指导怎样在一定时间内快出产品

C．影响化学反应速率的主要因素是反应物的性质，浓度、温度、催化剂、反应物颗粒大小等外部因素也会对化学反应速率产生影响

D．正确利用化学反应速率理论可提高化工生产的综合经济效益

解析：

选A。

化学反应速率理论研究的是化学反应进行的快慢问题，不能指导提高原料的转化率和生成物的产率。

4．（2020·渭南三校联考）a、b、c三个容器，分别发生合成氨反应，经过相同的一段时间后，测得数据如下表所示：

容器

a

b

c

反应

速率

v（H2）＝3mol·L－1·min－1

v（N2）＝3mol·L－1·min－1

v（NH3）＝4mol·L－1·min－1

则三个容器中合成氨的反应速率由大到小的顺序为（　　）

A．v（a）>v（b）>v（c）B．v（b）>v（c）>v（a）

C．v（c）>v（a）>v（b）D．v（b）>v（a）>v（c）

解析：

选B。

合成氨的化学方程式为3H2（g）＋N2（g）

2NH3（g），反应速率可换成用同一物质来表示，再比较其大小。

5．（教材改编题）在一定条件下，可逆反应N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）　ΔH<0。

达到平衡，当单独改变下列条件后，有关叙述错误的是（　　）

A．加催化剂，v正、v逆都发生变化，且变化的倍数相等

B．加压，v正、v逆都增大，且v正增大的倍数大于v逆增大的倍数

C．降温，v正、v逆都减小，且v正减小的倍数小于v逆减小的倍数

D．恒容下通入氩气，v正、v逆都增大，且v正增大的倍数大于v逆增大的倍数

解析：

选D。

加入催化剂，正、逆反应速率都增大，且增大的倍数相同，平衡不移动，A正确；反应物气体的化学计量数大于生成物气体的化学计量数，增大压强，v正、v逆都增大，平衡向正反应方向移动，说明v正增大的倍数大于v逆增大的倍数，B正确；正反应放热，则降低温度，正、逆反应速率都减小，平衡向正反应方向移动，v正减小的倍数小于v逆减小的倍数，C正确；在恒容下通入氩气，虽然压强增大，但参加反应的气体的浓度不变，反应速率不变，平衡不移动，D错误。

6．一定温度下，在某密闭容器中发生反应：

2HI（g）H2（g）＋I2（g）　ΔH>0，若15s内c（HI）由0.1mol·L－1降到0.07mol·L－1，则下列说法正确的是（　　）

A．0～15s内用I2表示的平均反应速率为v（I2）＝0.002mol·L－1·s－1

B．c（HI）由0.07mol·L－1降到0.05mol·L－1所需的反应时间小于10s

C．升高温度，正反应速率加快，逆反应速率减慢

D．减小反应体系的体积，化学反应速率加快

解析：

选D。

0～15s内，v（I2）＝

v（HI）＝

×

＝0.001mol·L－1·s－1，A项错误；随着反应的进行，c（HI）减小，v（HI）减小，故c（HI）由0.07mol·L－1降到0.05mol·L－1所需时间大于10s，B项错误；升高温度，正、逆反应速率均加快，C项错误；减小反应体系的体积，压强增大，反应速率加快，D项正确。

7．如图所示为800℃时，A、B、C三种气体在密闭容器中反应时浓度的变化，只从图上分析不能得出的结论是（　　）

A．发生的反应可表示为2A（g）2B（g）＋C（g）

B．前2minA的分解速率为0.1mol·L－1·min－1

C．开始时，正、逆反应同时开始

D．2min时，A、B、C的浓度之比为2∶3∶1

解析：

选C。

根据图像，反应过程中A的浓度减小，B、C的浓度增大，因此A为反应物，B、C为生成物，根据浓度的变化量可以确定反应为2A（g）2B（g）＋C（g），A项正确；前2min，v（A）＝

＝0.1mol·L－1·min－1，B项正确；开始时加入的物质只有A和B，不能进行逆反应，C项错误；根据图像，2min时，A、B、C的浓度分别为0.2mol·L－1、0.3mol·L－1、0.1mol·L－1，D项正确。

8．（新题预测）反应速率和反应物浓度的关系是用实验方法测定的。

化学反应H2＋Cl2===