高考化学二轮复习 十九 化学反应速率及影响因素.docx
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高考化学二轮复习十九化学反应速率及影响因素
19化学反应速率及影响因素
主要考查化学反应速率的计算,反应速率大小的比较,温度、浓度、压强及催化剂对比化学反应速率的影响,有关化学反应速率的图像等知识。
1.【2018新课标3卷】下列实验操作不当的是()
A.用稀硫酸和锌粒制取H2时,加几滴CuSO4溶液以加快反应速率
B.用标准HCl溶液滴定NaHCO3溶液来测定其浓度,选择酚酞为指示剂
C.用铂丝蘸取某碱金属的盐溶液灼烧,火焰呈黄色,证明其中含有Na+
D.常压蒸馏时,加入液体的体积不超过圆底烧瓶容积的三分之二
2.【2018天津卷】室温下,向圆底烧瓶中加入1molC2H5OH和含1molHBr的氢溴酸,溶液中发生反应;C2H5OH+HBr
C2H5Br+H2O,充分反应后达到平衡。
已知常压下,C2H5Br和C2H5OH的沸点分别为38.4℃和78.5℃。
下列有关叙述错误的是()
A.加入NaOH,可增大乙醇的物质的量
B.增大HBr浓度,有利于生成C2H5Br
C.若反应物增大至2mol,则两种反应物平衡转化率之比不变
D.若起始温度提高至60℃,可缩短反应达到平衡的时间
3.【2018江苏卷】(双选)一定温度下,在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物,发生反应2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)(正反应放热),测得反应的相关数据如下:
下列说法正确的是()
A.v1K3,p2>2p3
C.v1α3(SO2)D.c2>2c3,α2(SO3)+α3(SO2)<1
4.【2018新课标3卷、节选】三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。
回答下列问题:
(1)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。
①343K时反应的平衡转化率α=_________%。
平衡常数K343K=__________(保留2位小数)。
②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、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
=__________(保留1位小数)。
5.【2018新课标1卷、节选】采用N2O5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术,在含能材料、医药等工业中得到广泛应用,回答下列问题:
(1)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,N2O4(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×
(kPa·min−1),t=62min时,测得体系中
=2.9kPa,则此时的
=________kPa,v=_______kPa·min−1。
(2)对于反应2N2O5(g)
4NO2(g)+O2(g),R.A.Ogg提出如下反应历程:
第一步N2O5
NO3+NO2快速平衡
第二步NO2+NO3
NO+NO2+O2慢反应
第三步NO+NO3
2NO2快反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。
下列表述正确的是__________(填标号)。
A.v(第一步的逆反应)>v(第二步反应)
B.反应的中间产物只有NO3
C.第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效
D.第三步反应活化能较高
1.【2018届青海西宁五中月考】对于反应mA+nB===pC,下列说法正确的是()
A.某温度时,化学反应速率无论用A、B、C何种物质表示,其数值是相同的
B.其他条件不变,增大压强,反应速率加快
C.若增加或减小B的物质的量,则反应速率一定会发生明显的变化
D.其他条件不变,升高温度,反应速率加快
2.【2018届山西大同一中月考】为探究硫酸铜的量对锌与稀硫酸反应生成氢气速率的影响,该同学设计了如下一系列实验。
将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中,收集产生的气体,记录获得相同体积的气体所需的时间。
下列说法正确的是()
混合溶液
A
B
C
D
E
F
4mol·L-1H2SO4溶液/mL
30
V1
V2
V3
V4
V5
饱和CuSO4溶液/mL
0
0.5
2.5
5
V6
20
H2O/mL
V7
V8
V9
V10
10
0
A.V1=30,V6=10
B.反应一段时间后,实验A、E中的金属呈暗红色
C.加入MgSO4与Ag2SO4可以起与硫酸铜相同的加速作用
D.硫酸铜的量越多,产生氢气的速率肯定越快
3.【2018贵阳摸底考试】在一定温度下,10mL0.40mol·L-1H2O2发生催化分解。
不同时刻测定生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表。
下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)()
t/min
0
2
4
6
8
10
V(O2)/mL
0.0
9.9
17.2
22.4
26.5
29.9
A.0~6min的平均反应速率:
v(H2O2)≈3.3×10-2mol·(L·min)-1
B.6~10min的平均反应速率:
v(H2O2)<3.3×10-2mol·(L·min)-1
C.反应至6min时,c(H2O2)=0.30mol·L-1
D.反应至6min时,H2O2分解了50%
4.【2018河南洛阳上学期尖子生第一次联考】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,化学反应速率一定增大
C.升高温度,活化分子百分数增加,化学反应速率一定增大
D.增大压强,活化分子数一定增加,化学反应速率一定增大
5.【2018豫南豫北名校第二次联考如图所示与对应叙述相符的是()
A.用硝酸银溶液滴定等浓度的A−、B−、C−的混合溶液(均与Ag+反应生成沉淀),由图1可确定首先沉淀的是C−
B.图2表示反应中某反应物的正、逆反应速率随温度变化情况,由图可知该反应的正反应是吸热反应
C.一定条件下,X和Y反应生成Z,由图3推出该反应的方程式可表示为X+3Y
Z
D.图4表示一定条件下反应:
ClCH2CH2OH(g)
ClCH=CH2(g)+H2O(g) ΔH>0,氯乙醇的浓度与温度和时间的关系,则反应速率大小关系为v逆(M)6.【2018江西赣州十四县(市)联考】一定温度下,将2molSO2和1molO2充入10L恒容密闭容器中,发生反应:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g) ΔH=-196kJ·mol-1,5min时达到平衡,测得反应放热166.6kJ。
下列说法错误的是()
A.0~5min内,用O2表示的平均反应速率v(O2)=0.017mol·L-1·min-1
B.条件不变,起始时向容器中充入4molSO2和2molO2,平衡时反应放热小于333.2kJ
C.若增大O2的浓度,则SO2的转化率增大
D.
的值不变时,该反应达到平衡状态
7.【2018陕西部分学校摸底检测】在一定条件下,利用CO2合成CH3OH的反应为:
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1,研究发现,反应过程中会发生副反应:
CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH2,温度对CH3OH、CO的产率影响如图所示。
下列说法中不正确的是()
A.ΔH1<0,ΔH2>0
B.增大压强有利于加快合成反应的速率
C.生产过程中,温度越高越有利于提高CH3OH的产率
D.合成CH3OH反应的平衡常数表达式是K=
8.【2018成都调研】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变化的曲线如图所示,下列叙述正确的是()
A.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
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.M点时再加入一定量X,平衡后X的转化率减小
9.【2018吉林中学二模】Ⅰ.化学与生活、生产密切相关。
下列食品添加剂中,其使用目的与反应速率有关的是________。
A.调味剂B.防腐剂C.增稠剂D.着色剂
Ⅱ.下列各项分别与哪个影响化学反应速率因素的关系最为密切?
(1)夏天的食品易变霉,在冬天不易发生该现象:
____________。
(2)同浓度同体积的盐酸中放入同样大小的锌块和镁块,产生气体有快有慢:
____________。
(3)MnO2加入双氧水中放出气泡更快:
__________。
Ⅲ.在一定温度下,4L密闭容器内某一反应中气体M、气体N的物质的量随时间变化的曲线如下图:
(1)比较t2时刻,正逆反应速率大小v正________(填“>”“=”或“<”)v逆。
(2)若t2=2min,计算反应开始至t2时刻用M的浓度变化表示的平均反应速率为________________。
(3)t3时刻化学反应达到平衡,反应物的转化率为____________。
(4)如果升高温度,则v逆________(填“增大”“减小”或“不变”)。
10.【2018届浙江台州期末】将气体A、B置于固定容积为2L的密闭容器中,发生如下反应:
3A(g)+B(g)
2C(g)+2D(g) ΔH<0,反应进行到10s末,达到平衡,测得A的物质的量为1.8mol,B的物质的量为0.6mol,C的物质的量为0.8mol,则:
(1)用C表示10s内正反应的平均反应速率为__________________。
(2)反应前A的物质的量浓度是______________。
(3)10s末,生成物D的浓度为______________。
(4)平衡后,若改变下列条件,生成D的速率如何变化(填“增大”“减小”或“不变”)。
编号
改变的条件
生成D的速率
①
降低温度
②
增大A的浓度
③
使用催化剂
④
恒容下充入Ne(不参与体系反应)
一、考点透视
1.【答案】B
【解析】本题考察的是化学实验的基本操作,要仔细读题,理解实验基本操作内容。
A.锌粒与加入的硫酸铜溶液发生置换反应,置换出单质铜,形成锌铜原电池,反应速率加快,选项A正确。
B.用盐酸滴定碳酸氢钠溶液,滴定终点时,碳酸氢钠应该完全反应转化为氯化钠、水、和二氧化碳。
此时溶液应该显酸性,应该选择酸变色的甲基橙为指示剂,选项B错误。
C.用铂丝蘸取盐溶液在火焰上灼烧,进行焰色反应,火焰为黄色,说明该盐溶液中一定有Na+,选项C正确。
D.蒸馏时,为保证加热的过程中液体不会从烧瓶内溢出,一般要求液体的体积不超过烧瓶体积的三分之二,选项D正确。
2.【答案】D
【解析】本题考查反应速率和平衡的基本知识。
根据题目的反应,主要判断外界条件的变化对平衡和速
率的应该结果即可。
A.加入NaOH,中和HBr,平衡逆向移动,可增大乙醇的物质的量。
选项A正确。
B.增大HBr浓度,平衡正向移动,有利于生成C2H5Br。
选B正确。
C.若反应物增大至2mol,实际上就是将反应的浓度都增大至原来的2倍,比例不变(两次实验反应物的比例都是1∶1,等于方程式中的系数比),这里有一个可以直接使用的结论:
只要反应物的投料比等于系数比,达平衡时反应物的转化率一定是相等的。
所以两种反应物的转化率一定是1∶1。
选项C正确。
D.若起始温度提高至60℃,考虑到HBr是挥发性酸,在此温度下会挥发出去,降低HBr的浓度减慢速率,增加了反应时间。
选项D错误。
3.【答案】CD
【解析】对比容器的特点,将容器1和容器2对比,将容器1和容器3对比。
容器2中加入4molSO3等效于在相同条件下反应物投入量为4molSO2和2molO2,容器2中起始反应物物质的量为容器1的两倍,容器2相当于在容器1达平衡后增大压强,将容器的体积缩小为原来的一半,增大压强化学反应速率加快,υ2>υ1,增大压强平衡向正反应方向移动,平衡时c2>2c1,p2<2p1,α1(SO2)+α2(SO3)<1,容器1和容器2温度相同,K1=K2;容器3相当于在容器1达到平衡后升高温度,升高温度化学反应速率加快,υ3>υ1,升高温度平衡向逆
反应方向移动,平衡时c3p1,α3(SO2)<α1(SO2),K3根据上述分析,A项,υ2>υ1,c2>2c1,A项错误;B项,K3p1,则p2<2p3,B项错误;C项,υ3>υ1,α3(SO2)<α1(SO2),C项正确;D项,c2>2c1,c32c3,α1(SO2)+α2(SO3)<1,α3(SO2)<α1(SO2),则α2(SO3)+α3(SO2)<1,D项正确;答案选CD。
4.【答案】
(1)①22;0.02;②大于;1.3
【解析】
(1)①由图示,温度越高反应越快,达到平衡用得时间就越少,所以曲线a代表343K的反应。
从图中读出,平衡以后反应转化率为22%。
设初始加入的三氯氢硅的浓度为1mol·L-1,得到:
2SiHCl3
SiH2Cl2+SiCl4
起始:
100
反应:
0.220.110.11(转化率为22%)
平衡:
0.780.110.11
所以平衡常数K=0.112÷0.782=0.02。
②a、b两点的转化率相等,可以认为各物质的浓度对应相等,而a点的温度更高,所以速率更快,即Va>Vb。
根据题目表述得到v正=
,v逆=
,当反应达平衡时v正=v逆,v正==
=v逆=
,所以,
=
实际就是平衡常数K值,所以
=0.02。
a点时,转化率为20%,所以计算出:
2SiHCl3
SiH2Cl2+SiCl4
起始:
100
反应:
0.20.10.1(转化率为20%)
平衡:
0.80.10.1
所以
=0.8;
=0.1;所以
=
=
=0.02×
=1.3
5.【答案】
(1)30.0;6.0×10-2
(2)AC
【解析】
(1)根据压强之比是物质的量之比计算;根据方程式可知氧气与消耗五氧化二氮的物质的量之比是1∶2,又因为压强之比是物质的量之比,所以消耗五氧化二氮减少的压强是2.9kPa×2=5.8kPa,则此时五氧化二氮的压强是35.8kPa-5.8kPa=30.0kPa,因此此时反应速率v=2.0×10-3×30=6.0×10-2(kPa·min-1);
(2)根据三步反应的特点分析判断。
A.第一步反应快,所以第一步的逆反应速率大于第二步的逆反应速率,A正确;B.根据第二步和第三步可知中间产物还有NO,B错误;C.根据第二步反应生成物中有NO2可知NO2与NO3的碰撞仅部分有效,C正确;D.第三步反应快,所以第三步反应的活化能较低,D错误。
答案选AC。
二、考点突破
1.【答案】D
【解析】化学反应速率之比等于对应物质的计量数之比,其数值与计量数有关,故A错误;反应体系中各物质的状态未知,而压强的改变只对有气体参加的反应有影响,故B错误;如果B是固体物质,增加或减小B的物质的量,B的浓度不变,反应速率不变,故C错误;温度越高反应速率越快,故D正确。
2.【答案】A
【解析】A项,本实验是探究硫酸铜的量对锌与稀硫酸反应生成氢气速率的影响,那么每组硫酸的量要保持相同,六组反应的总体积也应该相同,所以V1=30,V6=10,故A正确;B项,A中没有加入硫酸铜,锌与稀硫酸反应后,锌的表面凹凸不平,有很多细小的锌的颗粒,由于颗粒很小,光被完全吸收,所以看到的固体是灰黑色,E中Zn能够置换出Cu附着在Zn表面,金属变为紫红色,故B错误;C项,银能被锌置换出来,而镁不能,所以与CuSO4溶液起相似作用的是Ag2SO4溶液,故C错误;D项,因为锌会先与硫酸铜反应,直至硫酸铜反应完才与硫酸反应生成氢气,硫酸铜量较多时,反应时间较长,而且生成的铜会附着在锌片上,会阻碍锌片与硫酸继续反应,氢气生成速率下降,故D错误。
3.【答案】C
【解析】2H2O2
2H2O+O2↑。
0~6min产生的氧气的物质的量n(O2)=0.001mol,n(H2O2)=2n(O2)=0.002mol,v(H2O2)=
≈3.3×10-2mol·(L·min)-1,A正确;
=3.73,
=1.88<3.73,即单位时间内产生的氧气,0~6min大于6~10min,故6~10min的平均反应速率v(H2O2)<3.3×10-2mol·(L·min)−1,B正确;6min时,c(H2O2)=0.40mol·L-1-
mol·L-1=0.20mol·L-1,C错误;6min时,H2O2的分解率为
×100%=50%,D正确。
4.【答案】C
【解析】能够发生反应的碰撞才能称为有效碰撞,A项错误;增大反应物浓度,增大了单位体积内活化分子的数目,有效碰撞的几率增大,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,增大了活化分子的百分数,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目不变,反应速率不变,D项错误。
5.【答案】D
【解析】分析题图1可知,-lgc(X−)越大,则c(X−)越小,越先生成沉淀,则首先生成沉淀的是A−,故A错误;当正、逆反应速率相等时,反应达到平衡状态,但随着温度升高,逆反应速率大于正反应速率,则平衡逆向移动,说明该反应的正反应为放热反应,故B错误;当反应物的起始物质的量之比等于化学计量数之比时,X、Y的平衡转化率相同,分析题图3可知,当X的物质的量与Y的物质的量比值为3时,平衡转化率相同,则方程式中X、Y的化学计量数之比为3∶1,且Z的化学计量数不能确定,故C错误;升高温度,平衡向吸热的正反应方向移动,氯乙醇的浓度减小,因此T1<
,则v逆(M)<
,故D正确。
6.【答案】B
【解析】测得反应放热166.6kJ,则SO2、O2的转化率为
×100%=85%,故0~5min内,v(O2)=
=0.017mol·L-1·min-1,A项正确;条件不变,起始时向容器中充入4molSO2和2molO2,相当于增大压强,由于加压时平衡正向移动,故放出的热量大于166.6kJ×2=333.2kJ,B项错误;若增大O2的浓度,则平衡正向移动,SO2的转化率增大,C项正确;起始时充入的SO2和O2的量一定,
的值不变,说明O2、SO3的物质的量不变,则该反应达到平衡状态,D项正确。
7.【答案】C
【解析】由题图可知,随着温度的升高,CH3OH的产率逐渐减小,CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)平衡逆向移动,则ΔH1<0;CO的产率随温度的升高而逐渐增大,CO2(g)+H2(g)
CO(g)+
H2O(g)平衡正向移动,则ΔH2>0,A项正确,C项错误;对于有气体参与的反应,压强越大反应速率越快,且合成CH3OH的反应为气体体积减小的反应,所以增大压强有利于加快合成反应的速率,B项正确;合成CH3OH反应的平衡常数表达式是K=
,D项正确。
8.【答案】C
【解析】根据图示可知,T1>T2,温度越高平衡时c(X)越大,则逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,M点X的转化量小于W点X的转化量,反应进行到M点放出的热量小于进行到W点放出的热量,A项错误;T2下,Δt=t1,Δc(Y)=
mol·L-1,v(Y)=
mol·L-1·min-1,B项错误;M点温度比W点温度高,且M点c(X)大于W点c(X),所以M点的正反应速率大于W点的正反应速率,W点时,反应达到平衡,正逆反应速率相
等,故M点的正反应速率大于W点的逆反应速率,而W点的逆反应速率大于N点的逆反应速率,则M点的正反应速率大于N点的逆反应速率,C项正确;由于是恒容下反应,再加入一定量X,相当于增大压强,平衡向正反应方向移动,再次平衡时X的转化率增大,D项错误。
9.【答案】Ⅰ.B
Ⅱ.
(1)温度
(2)反应物本身性质
(3)催化剂
Ⅲ.
(1)>
(2)0.25mol·L-1·min-1
(3)75%
(4)增大
【解析】Ⅰ.防腐剂是减缓食物腐败的反应速率,故B正确。
Ⅱ.
(1)夏天温度较高,反应速率较大,而冬天温度较低,反应速率较小。
(2)反应物本身性质是影响化学反应速率的主要因素,镁比锌活泼,与同浓度同
体积的盐酸反应更剧烈。
(3)二氧化锰为该反应的催化剂,可加快反应速率。
Ⅲ.
(1)t2时刻,反应物逐渐减少,生成物逐渐增多,反应正向进行,v正>v逆。
(2)v=
=
=0.25mol·L-1·min-1。
(3)t3时刻化学反应达到平衡,剩余2molN,则转化了6molN,转化率为
×100%=75%。
(4)升高温度,正逆反应速率都增大。
10.【答案】
(1)0.04mol·L-1·s-1
(2)1.5mol·L-1
(3)0.4mol·L-1
(4)①减小 ②增大 ③增大 ④不变
【解析】(4)①降低温度,反应速率都减小,即生成D的速率减小;②增大A的浓度,增加反应物的浓度,平衡向正反应方向移动,生成D的速率增大;③使用催化剂,化学反应速率加快;④恒容状态下,充入非反应气体,参与反应的各组分浓度不变,化学反应速率不变。