1、届高三高考化学一轮复习知识点第22讲 化学反应速率含答案第22讲 化学反应速率【考情分析】1.了解化学反应速率的概念和定量表示方法。2.了解反应活化能的概念,了解催化剂的重要作用。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,能用相关理论解释其一般规律。4.了解化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。【核心素养分析】变化观念与平衡思想:能认识化学反应速率是变化的,知道化学反应速率与外界条件有关,并遵循一定规律;能多角度。动态地分析化学反应速率,运用化学反应原理解决实际问题。证据推理与模型认知:建立观点、结论和证据之间的逻辑关系,知道可以通过分析、推理等方法认
2、识化学反应速率的本质特征及其相互关系,建立模型。能运用模型解释化学现象,揭示现象的本质和规律。科学探究与创新意识:能发现和提出有关化学反应速的有探究价值的问题;通过控制变量来探究影响化学反应速率的外界条件。【重点知识梳理】知识点一化学反应速率的概念及计算 1化学反应速率2化学反应速率计算的万能方法三段式法对于反应mA(g)nB(g) pC(g)qD(g),起始时A的浓度为a molL1,B的浓度为b molL1,反应进行至t1s时,A消耗了x molL1,则化学反应速率可计算如下: mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)起始/(molL1) a b 0 0转化/(molL1) x t1/(
3、molL1) ax b 则:v(A) molL1s1,v(B) molL1s1,v(C) molL1s1,v(D) molL1s1。3化学反应速率与化学计量数的关系对于已知反应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化学计量数之比,即v(A)v(B)v(C)v(D)mnpq。如一定温度下,在密闭容器中发生反应:3A(g)B(g) 2C(g)。已知v(A)0.6 molL1s1,则v(B)0.2 molL1s1,v(C)0.4 molL1s1。4化学反应速率的大小比较(1)归一法将同一反应中的不同物质的反应
4、速率转化成同一单位、同一种物质的反应速率,再进行速率的大小比较。(2)比值法将各物质表示的反应速率转化成同一单位后,再除以对应各物质的化学计量数,然后对求出的数值进行大小排序,数值大的反应速率快。如反应mA(g)nB(g)=pC(g)qD(g),若,则反应速率AB。知识点二影响化学反应速率的因素1影响化学反应速率的因素(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MgAl。(2)外因(只改变一个条件,其他条件不变)【特别提醒】改变固体或纯液体的量对化学反应速率无影响。浓度、温度、压强发生变化或加入催化剂时,正、逆反应速率均增大或减小,如升高温度,不论是
5、放热反应还是吸热反应,化学反应速率均加快。(3)反应体系条件改变对反应速率的影响恒温时:体积缩小压强增大浓度增大反应速率增大。恒温恒容时:a充入气体反应物总压强增大浓度增大反应速率增大。b充入“惰性气体”总压强增大,但各气体分压不变各物质的浓度不变反应速率不变。恒温恒压时:充入“惰性气体”体积增大各反应物浓度减小反应速率减小。总之,压强改变而对反应速率产生的影响是因为压强改变会引起浓度变化,从而对反应速率产生影响。2理论解释有效碰撞理论(1)活化分子、活化能、有效碰撞活化分子:能够发生有效碰撞的分子。活化能:如图图中:E1为正反应的活化能,E2为逆反应的活化能,使用催化剂时的活化能为_E3_,
6、反应热为E1E2。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知识点三 速率时间(vt)图像由图像变化分析外界条件对其影响,已知反应为mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)HQ kJmol1。1“渐变”类vt图像图像分析结论t1时v正突然增大,v逆逐渐增大;v正v逆,平衡向正反应方向移动t1时其他条件不变,增大反应物的浓度t1时v正突然减小,v逆逐渐减小;v逆v正,平衡向逆反应方向移动t1时其他条件不变,减小反应物的浓度t1时v逆突然增大,v正逐渐增大;v逆v正,平衡向逆反应方向移动t1时其他条件不变,增大生成物的浓度t1时v逆突然减小,v正逐渐减
7、小;v正v逆,平衡向正反应方向移动t1时其他条件不变,减小生成物的浓度2“断点”类vt图像图像分析结论t1时v正、v逆均突然增大,且v正v逆;平衡向正反应方向进行t1时其他条件不变,增大反应体系的压强且mnpq(正反应为体积减小的反应)t1时其他条件不变,升高温度且Q0(吸热反应)t1时v正、v逆均突然增大,且v逆v正;平衡向逆反应方向进行t1时其他条件不变,增大反应体系的压强且mnpq(正反应为体积增大的反应)t1时其他条件不变,升高温度且Q0(放热反应)t1时v正、v逆均突然减小,且v正v逆;平衡向正反应方向进行t1时其他条件不变,减小反应体系的压强且mnpq(正反应为体积增大的反应)t1
8、时其他条件不变,降低温度且Q0(放热反应)t1时v逆、v正均突然减小,且v逆v正;平衡向逆反应方向进行t1时其他条件不变,减小反应体系的压强且mnpq(正反应为体积减小的反应)t1时其他条件不变,降低温度且Q0(吸热反应)3“平台”类vt图像图像分析结论t1时v正、v逆均突然增大且v正v逆,平衡不移动t1时其他条件不变使用催化剂t1时其他条件不变增大反应体系的压强且mnpq(反应前后气体体积无变化)t1时v正、v逆均突然减小且v正v逆,平衡不移动t1时其他条件不变,减小反应体系的压强且mnpq(反应前后气体体积无变化)【典型题分析】高频考点一 化学反应速率【例1】2019全国卷,27(3)环戊
9、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)。AT1T2Ba点的反应速率小于c点的反应速率Ca点的正反应速率大于b点的逆反应速率Db点时二聚体的浓度为0.45 molL1【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,T1T2,A项错误;影响反应速率的因素有温度和环戊二烯的浓度等,a点时温度较低,但环戊二烯浓度较大,c点时温度较高,但环戊二烯浓度较小,故无法比较a点和c点的反应速率大小,B项错误;a点和b点温度相同,a点时环戊二烯的浓度大于b点时环戊二烯的浓度,即a点的正反应速率大于b点的
10、正反应速率,因为b点时反应未达到平衡,b点的正反应速率大于逆反应速率,故a点的正反应速率大于b点的逆反应速率,C项正确;b点时,环戊二烯的浓度减小0.9 molL1,结合生成的二聚体浓度为环戊二烯浓度变化量的,可知二聚体的浓度为0.45 molL1,D项正确。【答案】CD【举一反三】 2018全国卷,28(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/min040801602601 3001 700p/kPa35.840.342.54
11、5.949.261.262.363.1研究表明,N2O5(g)分解的反应速率v2103pN2O5(kPamin1)。t62 min时,测得体系中pO22.9 kPa,则此时的pN2O5_kPa,v_kPamin1。【解析】t62 min时,体系中pO22.9 kPa,根据“三段式”法得2N2O5(g)=2N2O4(g)O2(g)起始/kPa 35.8 0 0转化/kPa 5.8 5.8 2.962 min/kPa 30.0 5.8 2.9则62 min时pN2O530.0 kPa,v210330.0 kPamin16.0102 kPamin1。【答案】30.06.0102【变式探究】(2020
12、陕西咸阳中学模拟)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N2O2=2NO,经测定前3 s用N2表示的反应速率为0.1 molL1s1,则6 s末NO的浓度()A等于1.2 molL1B小于1.2 molL1C大于1.2 molL1D不能确定【解析】选B。前3 s用N2表示的反应速率为0.1 molL1s1,即用NO表示的反应速率为0.2 molL1s1。如果36 s用NO表示的反应速率仍为0.2 molL1s1,则6 s末NO的浓度为1.2 molL1。由于随着反应进行,反应物浓度减小,反应速率减慢,故6 s末NO的浓度小于1.2 molL1。高频考点二 影响化学反应速率
13、的因素【例2】(2017江苏卷)H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得70 时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是()A图甲表明,其他条件相同时,H2O2浓度越小,其分解速率越快B图乙表明,其他条件相同时,溶液pH越小,H2O2分解速率越快C图丙表明,少量Mn2存在时,溶液碱性越强,H2O2分解速率越快D图丙和图丁表明,碱性溶液中,Mn2对H2O2分解速率的影响大【答案】D【解析】从图甲看出,相同时间内,起始c(H2O2)越大,H2O2的浓度变化量越大,即分解速率越快,A项错误;从图乙看出,NaOH溶液浓度越大,即pH越大,H2O2分解速率越快,B项错误;从图丙看出,0.1 molL1NaOH与1.0 molL1 NaOH所示曲线相比,0.1 molL1 NaOH对应曲线表示的H2O2分解速率快,C项错误。【变式探究】(2018江苏卷)在有氧条件下,新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2。将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体,匀速通入装有催化剂M的反应器中反应(装置如图1)反应相同时间NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图2所示,在50250范围内随着温度的升高,NOx的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是_;当反应温度高于380时,NOx的去除率迅速下降的原因可能是_。
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