2020版新高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第6章化學(xué)反應(yīng)的速率、限度與方向第1節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率教學(xué)案魯科版.docx

第1節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率課標解讀要點網(wǎng)絡(luò)1.了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念和定量表示方法。能正確計算化學(xué)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率()。2.了解反應(yīng)活化能的概念，了解催化劑的重要作用。3.理解外界條件(濃度、溫度、壓強、催化劑等)對反應(yīng)速率的影響，能用相關(guān)理論解釋其一般規(guī)律。4.了解化學(xué)反應(yīng)速率的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科研領(lǐng)域中的重要作用。 化學(xué)反應(yīng)速率的有關(guān)計算1化學(xué)反應(yīng)速率的含義(1)表示方法用單位時間內(nèi)某物質(zhì)濃度(或質(zhì)量、物質(zhì)的量等)的改變量(取絕對值)來表示。(2)定義式：v(A)，單位為molL1min1或molL1s1。2化學(xué)反應(yīng)速率與系數(shù)的關(guān)系同一反應(yīng)在同一時間內(nèi)，用不同的反應(yīng)物或生成物表示的化學(xué)反應(yīng)速率的數(shù)值可能不同，但用各物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率的數(shù)值之比等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)的系數(shù)之比。如在反應(yīng)aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)中，存在v(A)v(B)v(C)v(D)abcd。3化學(xué)反應(yīng)速率的有關(guān)注意事項(1)化學(xué)反應(yīng)速率是一段時間內(nèi)的平均速率，且無論用反應(yīng)物還是用生成物表示均取正值。(2)在一定溫度下，固體和純液體物質(zhì)，改變其用量，不影響化學(xué)反應(yīng)速率。(3)同一化學(xué)反應(yīng)在相同條件下，用不同物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率，其數(shù)值可能不同，但意義可能相同。(4)計算反應(yīng)速率時，若給出的是物質(zhì)的量的變化值，不要忘記轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的量濃度的變化值。(5)化學(xué)反應(yīng)速率在不同的時間間隔內(nèi)一般不相等。(1)對于任何化學(xué)反應(yīng)來說，反應(yīng)速率越快，反應(yīng)現(xiàn)象就越明顯。()(2)化學(xué)反應(yīng)速率是指一定時間內(nèi)任何一種反應(yīng)物濃度的減少或任何一種生成物濃度的增加。()(3)甲、乙兩容器中分別充入2 mol NO2和4 mol NO2，5分鐘后兩者各反應(yīng)掉NO2 1 mol 和2 mol，則說明乙中反應(yīng)速率大。()(4)對于反應(yīng)4NH3(g)5O2(g)=4NO(g)6H2O(l)，v(NO)與v(O2)的關(guān)系為4v(NO)5v(O2)。()(5)對于2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，v(SO2)1 mol/(Ls)與v(O2)0.5 mol/(Ls)表示的反應(yīng)前者快。()答案(1)(2)(3)(4)(5)命題點1“v(A)”的應(yīng)用與反應(yīng)快慢判斷1一定條件下反應(yīng)A(s)3B(g)2C(g)在10 L的密閉容器中進行，測得2 min內(nèi)，A的物質(zhì)的量由20 mol(560 g)減小到8 mol(224 g)，下列說法正確的是 ()A用A表示該反應(yīng)的反應(yīng)速率為0.6 molL1min1B用B表示該反應(yīng)的反應(yīng)速率為2.4 molL1min1C2v(B)3v(C)D2 min末，用C表示該反應(yīng)的反應(yīng)速率為3.6 molL1min1答案C2某溫度時，在2 L容器中X、Y、Z三種氣體的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如圖所示。由此分析：(1)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。(2)從反應(yīng)開始至2 min時，Z的反應(yīng)速率為_。(3)對于上述反應(yīng)，在不同時間段內(nèi)所測反應(yīng)速率如下，則表示該化學(xué)反應(yīng)進行快慢順序為_(用字母表示)。Av(X)1.2 molL1min1Bv(Y)1.5 molL1min1Cv(Z)0.6 molL1min1Dv(Z)0.015 molL1s1解析(3)先將D中單位統(tǒng)一為molL1min1，v(Z)0.01560 molL1min10.9 molL1min1各物質(zhì)速率與系數(shù)之比為：A：0.6，B：0.5，C：0.6，D：0.9，比值越大，反應(yīng)越快。故反應(yīng)快慢順序為DACB。答案(1)3Y(g)Z(g)2X(g)(2)0.025 molL1min1(3)DACB化學(xué)反應(yīng)快慢比較的兩種思路(1)統(tǒng)一物質(zhì)法：統(tǒng)一單位，統(tǒng)一物質(zhì)，反應(yīng)速率值大反應(yīng)快。(2)比值法：先統(tǒng)一單位；然后計算各物質(zhì)反應(yīng)速率與相應(yīng)系數(shù)之比的值，比值大者反應(yīng)快(此法易掌握)。命題點2“三段式”法計算反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率3(雙選)將2 mol X和2 mol Y充入2 L密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：X(g)3Y(g) 2Z(g)aQ(g)，2 min后達到平衡時生成0.8 mol Z，測得Q的濃度為0.4 molL1，下列敘述錯誤的是()Aa的值為2B平衡時X的濃度為0.2 molL1CX、Y的轉(zhuǎn)化率之比為11D反應(yīng)速率v(Y)0.3 mol(Lmin)1BC X(g)3Y(g)2Z(g)aQ(g)始態(tài)/(molL1)1100反應(yīng)的量/(molL1) 0.2 0.6 0.4 0.4終態(tài)/(molL1) 0.8 0.4 0.4 0.4由已知量(無下劃線)可求出其他未知量(帶下劃線)，在做這種類型的題時，一定要注意，方程式中的量要統(tǒng)一，一般用物質(zhì)的量濃度。A項，2a0.40.4，a2；B項，c(X)0.8 molL1；C項，(Y)100%60%，(X)100%20%，；D項，v(Y)0.3 mol(Lmin)1。4NH3和純凈的O2在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)：4NH3(g)3O2(g)2N2(g)6H2O(g)現(xiàn)向一容積不變的2 L密閉容器中充入4 mol NH3和3 mol O2,4 min后，測得生成的H2O占混合氣體體積的40%。請回答：(1)用O2、H2O表示的反應(yīng)速率分別為_、_。(2)NH3的轉(zhuǎn)化率為_。(3)4 min后N2的濃度為_。解析設(shè)4 min時，生成6x mol H2O(g) 4NH3(g)3O2(g)2N2(g)6H2O(g)n(總)43007 4x 3x 2x 6x 44x 33x 2x 6x 7x據(jù)題意，則有：0.4解得：x0.5。(1)則4 min內(nèi)H2O的變化濃度為c(H2O)1.5 molL1，v(H2O)0.375 molL1min1，v(O2)v(H2O)0.187 5 molL1min1。(2)(NH3)100%50%。(3)c(N2)(20.5) molL10.5 molL1。答案(1)0.187 5 molL1min10.375 molL1min1(2)50%(3)0.5 molL1“三段式”求算v(X)、模板根據(jù)已知條件列方程式計算。例如，反應(yīng) mA(g)nB(g)pC(g)t0 s濃度/(molL1) a b 0轉(zhuǎn)化濃度/(molL1) x t1 s濃度/(molL1) ax b v(A)，v(B)，v(C)，(A)100%。 化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素1化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素(1)內(nèi)因(主要因素)反應(yīng)物本身的性質(zhì)，如Na、Mg、Al與水反應(yīng)的速率由大到小的順序為NaMgAl。(2)外因(其他條件不變，只改變一個條件)(3)注意的問題固體和純液體對化學(xué)反應(yīng)速率無影響，但要注意水(液態(tài))對溶液的稀釋作用。濃度的改變必須是真正參加反應(yīng)離子的濃度，如酸堿中和反應(yīng)影響速率的是H、OH濃度。催化劑在化學(xué)反應(yīng)過程中參與了反應(yīng)，降低了正、逆反應(yīng)的活化能，同等程度改變正、逆反應(yīng)速率，但不會改變反應(yīng)的限度和反應(yīng)熱。升高溫度正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率都加快，但加快的程度不同；降低溫度正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率都減慢，但減慢的程度不同。2理論解釋有效碰撞理論(1)活化分子：能夠發(fā)生有效碰撞的分子?；罨肿拥哪芰枯^高。(2)有效碰撞：活化分子之間能夠引發(fā)化學(xué)反應(yīng)的碰撞。有效碰撞的兩個條件：一是具有較高能量的活化分子，二是碰撞有合理取向。(3)活化能：如圖圖中：E1為正反應(yīng)活化能，使用催化劑時的活化能為E3，E2為逆反應(yīng)活化能，反應(yīng)熱為E1E2。使用催化劑可以降低正、逆反應(yīng)的活化能，但不影響反應(yīng)的反應(yīng)熱?；罨茉降?，反應(yīng)速率越快。(4)活化分子、有效碰撞與反應(yīng)速率的關(guān)系3利用vt圖理解外因?qū)正、v逆的影響圖甲圖乙圖丙圖丁(1)增大反應(yīng)物濃度(圖甲)(2)增大壓強(圖乙)(3)升溫溫度(圖丙)(4)使用催化劑或等氣體體積反應(yīng)加壓(圖丁)注意：壓強改變對氣體體積縮小的方向速率影響大。溫度改變對吸熱方向速率影響大。(1)決定化學(xué)反應(yīng)速率快慢的根本因素是溫度、濃度和催化劑。()(2)對于任何反應(yīng)，升高溫度和加壓均可以使反應(yīng)速率增大。()(3)升高溫度，增大壓強，使用催化劑均可以增大活化分子百分數(shù)。()(4)可逆反應(yīng)平衡后，升溫，吸熱反應(yīng)速率增大，放熱反應(yīng)速率減小。()(5)對于C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)，增加C的量，可以增大反應(yīng)速率。()(6)鋅與硫酸反應(yīng)時，硫酸的濃度越大，產(chǎn)生H2的速率越快。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)1對于N2(g)3H2(g)2NH3(g)，能量變化如圖所示：(1)圖中E的大小對該反應(yīng)熱有無影響？_。該反應(yīng)需要用鐵觸媒作催化劑，加鐵觸媒會使圖中B點升高還是降低？_，理由_。(2)如果反應(yīng)速率v(H2)為0.15 mol/(Lmin)，則v(N2)_ mol/(Lmin)，v(NH3)_mol/(Lmin)。答案(1)無影響降低催化劑參與反應(yīng)，改變了反應(yīng)路徑，降低了反應(yīng)的活化能(2)0.050.12有人說壓強對化學(xué)反應(yīng)速率的影響是通過改變濃度實現(xiàn)的。你對這句話是如何理解的？并完成以下填空：_。一定溫度下，反應(yīng)N2(g)O2(g)2NO(g)在密閉容器中進行，回答下列措施對化學(xué)反應(yīng)速率的影響(填“增大”“減小”或“不變”)。(1)縮小體積使壓強增大：_。(2)恒容充入N2：_。(3)恒容充入He：_。(4)恒壓充入He：_。 答案這句話是正確的。但壓強僅對有氣體參加的反應(yīng)起作用。增大壓強，所有參與反應(yīng)的氣體的濃度均增大，如2SO2(g)O2(g)2SO3(g)增大壓強，SO2、O2、SO3的濃度均增大，正、逆反應(yīng)速率均增大。而增大濃度可只增大反應(yīng)物或生成物的濃度，若只增大反應(yīng)物的濃度，v正瞬間增大，v逆不變。壓強對無氣體參與的反應(yīng)無影響，但濃度仍可改變無氣體參與的反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率。(1)增大(2)增大(3)不變(4)減小壓強對速率的影響是通過改變體積而使?jié)舛雀淖儊韺崿F(xiàn)的。對于氣體反應(yīng)，有如下3種情況：(1)恒溫時，壓縮體積壓強增大反應(yīng)物濃度增大反應(yīng)速率加快。(2)恒溫恒容：充入“惰性氣體”總壓強增大，但各物質(zhì)的濃度不變(活化分子濃度不變)，反應(yīng)速率不變。(3)恒溫恒壓：充入“惰性氣體”體積增大各反應(yīng)物濃度減小(活化分子濃度減小)反應(yīng)速率減慢。命題點1化學(xué)反應(yīng)速率的一般影響因素1(2019松原模擬)反應(yīng)3Fe(s)4H2O(g)Fe3O4(s)4H2(g)在一容積可變的密閉容器中進行，下列條件的改變對其反應(yīng)速率幾乎無影響的是()A保持容積不變，增加H2O(g)的物質(zhì)的量 B將容器的容積縮小一半C保持容積不變，充入Ar使壓強增大D保持壓強不變，充入Ar使容積增大CA項，反應(yīng)物H2O(g)濃度增大，反應(yīng)速率增大；B項，容積縮小，氣體濃度增大，反應(yīng)速率加快；C項，氣體濃度不變，反應(yīng)速率不變；D項，氣體濃度減小，反應(yīng)速率減小。2在Ag催化作用下，Cr3被S2O氧化為Cr2O的機理為S2O2Ag=2SO2Ag2(慢)，2Cr36Ag27H2O =6Ag14HCr2O(快)，下列有關(guān)說法正確的是 ()A反應(yīng)速率與Ag濃度有關(guān)BAg2也是該反應(yīng)的催化劑CAg能降低該反應(yīng)的活化能和焓變D反應(yīng)決定整個反應(yīng)的反應(yīng)速率AAg2為中間產(chǎn)物不是催化劑，B錯誤；催化劑Ag不改變焓變，C錯誤；慢反應(yīng)決定整個反應(yīng)速率，D錯誤。3(2019武漢模擬)當(dāng)1,3丁二烯和溴單質(zhì)以物質(zhì)的量之比為11加成時，其反應(yīng)機理及能量變化如下：不同反應(yīng)條件下，經(jīng)過相同時間測得生成物組成如下表：實驗編號反應(yīng)條件反應(yīng)時間產(chǎn)物中A的物質(zhì)的量分數(shù)產(chǎn)物中B的物質(zhì)的量分數(shù)115 t min62%38%225 t min12%88%下列分析不合理的是()A產(chǎn)物A、B互為同分異構(gòu)體，由中間體生成A、B的反應(yīng)互相競爭B實驗1測定產(chǎn)物組成時，體系已達平衡狀態(tài)C相同條件下由活性中間體C生成產(chǎn)物A的速率更快D實驗1在t min時，若升高溫度至25 ，部分產(chǎn)物A會經(jīng)活性中間體C轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物BB產(chǎn)物A、B分子式相同，結(jié)構(gòu)不同，二者互為同分異構(gòu)體，由題表知，活性中間體C在不同溫度下生成A、B的量不同，但A、B的總量不變，故由中間體生成A、B的反應(yīng)互相競爭，A項正確；實驗1測定產(chǎn)物組成時，不能確定各物質(zhì)含量保持不變，體系不一定達到平衡狀態(tài)，B項錯誤；從圖像中反應(yīng)活化能分析可知，相同條件下由活性中間體C生成產(chǎn)物A的活化能較小，則速率更快，C項正確；結(jié)合題表中數(shù)據(jù)知，實驗1在t min時，若升高溫度至25 ，部分產(chǎn)物A會經(jīng)活性中間體C轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物B，D項正確。命題點2可逆反應(yīng)的v(正)、v(逆)的影響問題分析4(雙選)在恒溫恒容密閉容器中的可逆反應(yīng)：A(g)3B(g)2C(g)H0，下列敘述錯誤的是()A升高溫度，v(正)、v(逆)都增大，但v(正)增加的程度更大B增大壓強，v(正)、v(逆)都增大，但v(正)增加的程度更大C增大A的濃度，v(正)會增大，但v(逆)會減小D使用催化劑，一般v(正)、v(逆)同時增大，而且增大的倍數(shù)相同AC根據(jù)方程式可知，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以升高溫度，正、逆反應(yīng)速率都是增大的，但吸熱反應(yīng)即逆反應(yīng)速率增加的程度更大，A錯誤；正反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，所以增大壓強，正、逆反應(yīng)速率都是增大的，但正反應(yīng)速率增加的程度更大，平衡向正反應(yīng)方向移動，B正確；增大反應(yīng)物的濃度，正反應(yīng)速率突然增大，而逆反應(yīng)速率瞬間不變，后逐漸增大，平衡向正反應(yīng)方向移動，C錯誤；催化劑可同等程度改變正、逆反應(yīng)速率，D正確。5對于反應(yīng)2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0已達平衡，如果其他條件不變時，分別改變下列條件，對化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡產(chǎn)生影響，下列條件與圖像不相符的是(ot1：v(正)v(逆)；t1時改變條件，t2時重新建立平衡)() A增加氧氣的濃度 B增大壓強 C升高溫度D加入催化劑C升高溫度，v(正)、v(逆)均增大，C錯誤。vt圖模型2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0t1：增大SO2或O2的濃度，t2：降低溫度，t3：增大壓強，t4：使用催化劑 “控制變量法”探究反應(yīng)速率的影響因素科學(xué)探究與證據(jù)推理在研究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素時，由于外界影響因素較多，故為搞清某個因素的影響均需控制其他因素相同或不變，再進行實驗，因此，常用控制變量思想解決該類問題。體現(xiàn)了科學(xué)探究與證據(jù)推理的化學(xué)核心素養(yǎng)。1解答策略(1)確定變量解答這類題目時首先要認真審題，理清影響實驗探究結(jié)果的因素有哪些。(2)定多變一在探究時，應(yīng)該先確定其他的因素不變，只變化一種因素，看這種因素與探究的問題存在怎樣的關(guān)系；這樣確定一種以后，再確定另一種，通過分析每種因素與所探究問題之間的關(guān)系，得出所有影響因素與所探究問題之間的關(guān)系。(3)數(shù)據(jù)有效解答時注意選擇數(shù)據(jù)(或設(shè)置實驗)要有效，且變量統(tǒng)一，否則無法作出正確判斷。2解法示例探究溫度、催化劑對反應(yīng)：2H2O2=2H2OO2的影響，可以確定催化劑(是否加入MnO2)和溫度(加熱、常溫)作為可變量，其他的則控制為不變量。探究對象的反應(yīng)2H2O2=2H2OO2控制的可變量催化劑溫度控制的不變量濃度、溫度等濃度、催化劑等實驗方案取相同量的5%H2O2溶液于兩支規(guī)格相同的試管中，向其中一支試管中加入少量MnO2，另一支不加，在常溫下觀察取相同量的5% H2O2溶液于兩支規(guī)格相同的試管中，給其中一支試管加熱，另一支不加熱，觀察1(2019鄭州模擬)某興趣小組將表中所給混合溶液分別加入6個盛有過量鋅粒的反應(yīng)瓶中，以研究硫酸銅的濃度對稀硫酸與鋅反應(yīng)生成氫氣速率的影響。下列判斷錯誤的是()實驗組別混合溶液1234564 molL1 H2SO4溶液/mL30V1V2V3V4V5飽和CuSO4溶液/mL00.52.55V620H2O/mLV7V8V9V10100AV130，V610，V720B本實驗利用了控制變量思想，變量為銅離子濃度C反應(yīng)一段時間后，實驗1中的金屬呈灰白色，實驗6中的金屬呈現(xiàn)紅色D該小組的實驗結(jié)論是硫酸銅的濃度與生成氫氣的速率成正比D本實驗利用控制變量思想，通過改變銅離子濃度，來研究硫酸銅的濃度對反應(yīng)速率的影響，B項正確；要研究硫酸銅的濃度對反應(yīng)速率的影響，則每組硫酸的量要保持相同，6組實驗的總體積也應(yīng)該相同，根據(jù)實驗1和實驗6的數(shù)據(jù)，可知V130，V610，V720，A項正確；反應(yīng)一段時間后，實驗1中的金屬為Zn，呈灰白色，實驗6中生成的銅附著在鋅上，金屬呈現(xiàn)紅色，C項正確；硫酸銅的濃度較小時，鋅與置換出的銅形成原電池，化學(xué)反應(yīng)速率加快，硫酸銅的濃度較大時，鋅與硫酸銅反應(yīng)生成的銅會附著在鋅上，阻礙鋅與硫酸反應(yīng)，氫氣生成速率下降，故硫酸銅的濃度與生成氫氣的速率不成正比，D項錯誤。2(2019黑龍江名校聯(lián)考)圖甲表示的是H2O2分解反應(yīng)進程中的能量變化。在不同溫度下，分別向H2O2溶液(20 gL1)中加入相同體積且物質(zhì)的量濃度均為0.5 molL1的不同溶液，反應(yīng)中H2O2濃度隨時間的變化如圖乙所示。從圖中得出的結(jié)論不正確的是()圖甲圖乙AH2O2的分解反應(yīng)為放熱反應(yīng) B斷裂共價鍵所需的能量：2E(OO)1E(O=O)C加入相同物質(zhì)時，溫度越高，H2O2分解的速率越慢D相同溫度下，加入不同物質(zhì)的溶液，堿性越強，H2O2分解的速率越慢C根據(jù)題圖甲知反應(yīng)物的總能量大于生成物的總能量，故該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，A項正確；根據(jù)2H2O2(aq)=2H2O(l)O2(g)H0，以及反應(yīng)中的能量變化等于反應(yīng)物的總鍵能減去生成物的總鍵能，可知4E(HO)2E(OO)4E(HO)1E(O=O)0，即2E(OO)c，溫度：ca，故無法判斷， 選項B錯誤；相同溫度下，隨著時間的延長，反應(yīng)物的濃度逐漸減小，反應(yīng)速率逐漸減小，因此a點的正反應(yīng)速率大于b點的逆反應(yīng)速率，選項C正確；由圖像知，開始時環(huán)戊二烯的濃度為1.5 molL1，b點時的濃度為0.6 molL1，設(shè)環(huán)戊二烯轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量濃度為2x molL1，則有： 2二聚體初始物質(zhì)的量濃度/(molL1) 1.5 0轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量濃度/(molL1) 2x x平衡物質(zhì)的量濃度/(molL1) 0.6 x則有1.52x0.6，解得x0.45，因此選項D正確。答案CD2(2018全國卷，節(jié)選)(1)F.Daniels等曾利用測壓法在剛性反應(yīng)器中研究了25 時N2O5(g)分解反應(yīng)：2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)2N2O4(g)其中NO2二聚為N2O4的反應(yīng)可以迅速達到平衡。體系的總壓強p隨時間t的變化如下表所示t時，N2O5(g)完全分解：t/mi