高中化學新教材復習智能考點十六：化學反應(yīng)速率

第二章理論化學智能考點十六化學反應(yīng)速率Ⅰ.課標要求1.知道化學反應(yīng)速率的定量表示方法，通過實驗測定某些化學反應(yīng)的速率。2.知道活化能的涵義及其對化學反應(yīng)速率的影響。3.通過實驗探究溫度、濃度、壓強和催化劑對化學反應(yīng)速率的影響，認識其一般規(guī)律。4.通過催化劑實際應(yīng)用的事例，認識其在生產(chǎn)生活和科學研究領(lǐng)域中的重大作用。Ⅱ.考綱要求1.了解化學反應(yīng)速率的概念、反應(yīng)速率的定量表示方法。2.了解催化劑在生產(chǎn)、生活和科學研究領(lǐng)域中的重大作用。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，認識其一般規(guī)律。4.了解化學反應(yīng)速率在調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學研究領(lǐng)域中的重要作用。Ⅲ.教材精講1.本考點知識結(jié)構(gòu)研究化學反應(yīng)的新視角研究化學反應(yīng)的新視角化學反應(yīng)的快慢（化學反應(yīng)速率）表示化學反應(yīng)速率的方法影響化學反應(yīng)速率的因素濃度溫度壓強催化劑優(yōu)化化工生產(chǎn)條件的重要依據(jù)之一2.化學反應(yīng)速率的表示方法：通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或者生成物濃度的增加來表示化學反應(yīng)速率。單位：mol/L·s；mol/L·min；mol/L·h等。對于任一化學反應(yīng)：aA+bB==cC+dD可用υ（A）、υ（B）、υ（C）、υ（D）表示其速率，則有υ（A）:υ（B）:υ（C）:υ（D）==a:b:c:d，即化學反應(yīng)速率之比等于化學方程式中各物質(zhì)的系數(shù)之比（還可等于其學其濃度變化之比或物質(zhì)的量變化之比）。3.影響反應(yīng)速率的因素內(nèi)因：反應(yīng)物的性質(zhì)是反應(yīng)速率大小的決定因素。外因：主要因素有濃度、溫度、壓強、催化劑等。（1）濃度：其它條件不變時，增大反應(yīng)物濃度，化學反應(yīng)速率加快。（2）溫度：其它條件不變時，升高溫度，化學反應(yīng)速率加快。一般來說，溫度每升高10℃（3）壓強：其它條件不變時，增大壓強，對于有氣體物質(zhì)參加的化學反應(yīng)，反應(yīng)速率加快。（4）催化劑：使用正催化劑，能加快反應(yīng)速率。未特別指明時，均指正催化劑。4.活化能：對基元反應(yīng)而言，活化分子的平均能量與普通反應(yīng)物分子的平均能量之差叫該反應(yīng)的活化能（用Ea表示，其單位為kJ/mol）?；罨茉酱?，反應(yīng)越難進行。催化劑能降低化學反應(yīng)的活化能，增大活化分子的百分數(shù)，進而增大化學反應(yīng)速率。催化劑具有選擇性。解釋化學反應(yīng)速率快慢的鏈條思維：活化能→活化分子→有效碰撞→化學反應(yīng)速率。影響外因單位體積內(nèi)有效碰撞次數(shù)化學反應(yīng)速率分子總數(shù)活化分子數(shù)活化分子百分數(shù)增大反應(yīng)物濃度增加增加不變增加加快增大壓強增加增加不變增加加快升高溫度不變增加增大增加加快使用催化劑不變增加增大增加加快Ⅳ.典型例題例1.某反應(yīng)A（g）+3B（g）==2C（g）+2D（g），在四種不同情況下的反應(yīng)速率分別為：①υ（A）==L·s；②υ（B）==L·s；③υ（C）==L·s；④υ（D）==L·s。該反應(yīng)進行得最快的是A.①B.②③C.①④D.④解析：根據(jù)化學反應(yīng)的速率之比等于化學方程式中各物質(zhì)的系數(shù)之比，將四種情況下的反應(yīng)速率統(tǒng)一到用同一種物質(zhì)表示的反應(yīng)速率上來，即可求解。①∵υ（A）:υ（D）==1:2，即L·s:υ（D）==1:2，∴υ（D）==L·s②∵υ（B）:υ（D）==3:2，即L·s:υ（D）==3:2，∴υ（D）==L·s③∵υ（C）:υ（D）==2:2，即L·s:υ（D）==2:2，∴υ（D）==L·s④υ（D）==L·s比較①②③④的數(shù)據(jù)知，答案為D?！军c評】在同一化學反應(yīng)中，化學反應(yīng)的速率用不同的物質(zhì)進行表示時，其數(shù)值不同，但用同一種物質(zhì)進行表示時，應(yīng)具有相同的數(shù)值。統(tǒng)一標度的辦法就是將不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率統(tǒng)一到用一種物質(zhì)來進行表示。例2.反應(yīng)速率υ和反應(yīng)物濃度的關(guān)系是用實驗方法測定的?；瘜W反應(yīng)H2+Cl2==2HCl的反應(yīng)速率υ可表示為υ==kmn，式中k為常數(shù)，m、n值可用下表中數(shù)據(jù)確定之。由此可推得，m、n值正確的是c(H2)/mol·L—1c(Cl2)/mol·L—1υ/mol·L—1·s—1==1，n==1==1/2，n==1/2C.m==1/2，n==1==1，n==1/2解析：∵υ==kmn，由題給三組數(shù)據(jù)有：==k·1.0m==k·2.0m==k·2.0m①÷②得：1/2==（1/2）m∴m==1②÷③得：1/2==（1/4）n∴n==1/2答D?！军c評】化學反應(yīng)速率與參與反應(yīng)的物質(zhì)的濃度的關(guān)系式是實驗測定的結(jié)果，不能根據(jù)化學反應(yīng)方程式直接寫出。對于很多反應(yīng)關(guān)系式中濃度的方次與化學方程式中的系數(shù)并無確定的關(guān)系。例3.丙酮和碘在酸性溶液中發(fā)生如下反應(yīng)：CH3COCH3+I2→CH3COCH2I+H++I—25℃時，該反應(yīng)的速率由下列經(jīng)驗式?jīng)Q定：υ==k·c(CH3COCH3)·c(H+式中k==×10—5L/（mol·又知開始時c(I2)==L，c(CH3COCH3)==L，c(H+)==L。問25℃時，當溶液中的I2解析：由反應(yīng)速率的經(jīng)驗式直接計算兩個條件下的反應(yīng)速率即可作答。反應(yīng)開始時，υ（始）==×10—5L/（mol·s）·L·L==×10—8mol/L·當溶液中的碘消耗一半時，根據(jù)反應(yīng)方程式可知，c(CH3COCH3)==L—L×1/2==Lc(H+)==L+L×1/2==Lυ（終）==×10—5L/（mol·s）·L·L==×10—8mol/L·υ（終）＞υ（始），故反應(yīng)速率加快了?！军c評】隨著反應(yīng)的進行，反應(yīng)物的濃度降低，其反應(yīng)速率應(yīng)減慢。這是原有知識引發(fā)的習慣思維。事實上，與化學反應(yīng)速率有關(guān)的物質(zhì)及方次（冪指數(shù)）是實驗測定的結(jié)果，突破慣性思維、依據(jù)實驗事實、探尋客觀規(guī)律是創(chuàng)造性思維產(chǎn)生和發(fā)展的基礎(chǔ)。例4.某溫度時，在2L容器中，X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如下圖所示。由圖中數(shù)據(jù)分析，該反應(yīng)的化學方程式為，反應(yīng)開始至2min，Z的平均速率為。物質(zhì)物質(zhì)的量n/mol012345XZY時間t/min由圖中數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)進行到2min時，X、Y的物質(zhì)的量分別減少（－）==和（－）==，Z的物質(zhì)的量由0增大到。所以，X、Y是反應(yīng)物，Z是生成物。X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量變化之比為：::==3:1:2故其反應(yīng)方程式為：3X+Y==2Z又，υ（Z）==（÷2L）/2min==L·minⅤ.跟蹤訓練一.選擇題(下列各題均只有1個合理答案)1.決定化學反應(yīng)速率的主要因素是A.反應(yīng)溫度B.使用催化劑C.外界壓強D.反應(yīng)物的性質(zhì)2.2A+B==3C+4D反應(yīng)中，表示該反應(yīng)速率最快的是A.υ（A）==L·sB.υ（B）==L·sC.υ（C）==L·sD.υ（D）==1mol/L·s3.已知氧氣的密度為1.28g/L，在實驗室中用氯酸鉀制氧氣，生成氧氣的平均速率為L·min，則要制取500mL氧氣所需要的時間為B.2minC.3minD.4min4.在一定條件下，1L密閉容器中裝入2molN2和足量的氫氣反應(yīng)，2min末時，測得N2為1mol，該反應(yīng)的速率表示中，不正確的是A.υ（N2）==L·minB.υ（H2）==L·minC.υ（NH3）==1mol/L·minD.υ（N2）==1mol/L·min5.一定溫度下，向一個容積為2L的事先裝有催化劑的真空密閉容器中通入1molN2和3molH2，3min后測得容器內(nèi)的壓強是起始時壓強的倍。在此時間內(nèi)，用氫氣的量的變化來表示該反應(yīng)的平均速率υ（H2）是A.0.2mol/L·minB.L·minC.L·minD.L·min二、選擇題（下列各題可能有1～2個合理答案)6.在10℃時某化學反應(yīng)速率為·L—1·s—1，若溫度每升高10℃反應(yīng)速率增加為原來的2倍，為了把反應(yīng)速率提高到mol·L—1·s—A.30℃B.40℃C.507.下列說法正確的是A.增大反應(yīng)物濃度，可以增大單位體積內(nèi)活化分子的百分數(shù)，從而使有效碰撞次數(shù)增多B.有氣體參加的化學反應(yīng)，若增大壓強（即縮小反應(yīng)容器的體積），可增加活化分子的百分數(shù)，從而使反應(yīng)速率增大C.升高溫度能使化學反應(yīng)速率增大的主要原因是增加了反應(yīng)物分子中活化分子的百分數(shù)D.催化劑能增大單位體積內(nèi)活化分子的百分數(shù)，從而成千成萬倍地增大反應(yīng)速率8.已知C+CO2==2CO，其△H＞0，反應(yīng)速率為υ1，N2+3H2==2NH3，其△H＜0，反應(yīng)速率為υ2。對于上述反應(yīng)，當溫度升高時，υ1和υ2的變化情況為A.同時增大B.同時減小C.υ1增大，υ2減小D.υ1減小，υ2增大9.下列各組實驗中，反應(yīng)速率最快的是（已知：H2SO4+Na2S2O3==Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O）組號反應(yīng)溫度/℃Na2S2O3H2SO4H2O的體積/mL體積/mL濃度/mol·L—1體積/mL濃度/mol·L—1A105105B105510C305510D30551010.在帶有活塞的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：Fe2O3+3H2==2Fe+3H2O采取下列措施不能改變反應(yīng)速率的是A.增大Fe2O3的投入量 B.保持容器的體積不變，增加氫氣的輸入量C.充入氮氣，保持容器內(nèi)壓強不變 D.充入氮氣，保持容器體積不變11.20℃時，將LNa2S2O3溶液和LH2SO4溶液混合，2min后溶液中明顯出現(xiàn)渾濁。已知溫度每升高10℃ LH2SO4溶液與過量鋅粉反應(yīng)，在一定溫度下，為了減緩反應(yīng)進行的速率，但又不影響生成氫氣的總質(zhì)量，可向反應(yīng)物中加入A.碳酸鈉固體 B.水 C.硫酸鉀溶液 D.硫酸銨固體13.下列措施肯定能使反應(yīng)速率增大的是A.增大反應(yīng)物的量 B.增大壓強 C.升高溫度 D.使用正催化劑三、實驗題14、取2g干燥鋁粉和3g碘粉小心混勻，分為四堆。往各堆上分別加0.5g水，1g明礬，1g膽礬，1g無水硫酸銅。加水那堆首先冒火花，發(fā)生劇烈反應(yīng)，其次發(fā)生反應(yīng)的是加明礬的老媽子一堆混合物，再次是加膽礬的發(fā)生反應(yīng)，而加無水硫酸銅的那一堆最難發(fā)生反應(yīng)。（1）鋁和碘反應(yīng)的方程式為；（2）鋁和碘反應(yīng)還可看到；（3）四堆混合物發(fā)生反應(yīng)的先且順序說明。15、某化學反應(yīng)2A==B+D在四種不同條件下進行，B、D起始濃度為0。反應(yīng)物A的濃度（mol/L）隨反應(yīng)時間（min）的變化情況如下表：濃時間溫度度010203040506018002800C23800C34820根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)，完成下列填空：（1）在實驗1中，反應(yīng)在10至20min時間內(nèi)平均速率為mol/L·min。（2）在實驗2中，A的初始濃度C2==mol/L，反應(yīng)經(jīng)20minA的濃度就不再發(fā)生變化，進而可推測實驗2中隱含的條件是。（3）設(shè)實驗3的反應(yīng)速率為υ3，實驗1的反應(yīng)速率為υ1，則υ3υ1（填＞、＝、＜），且C3L（填＞、＝、＜）。四、無機題16、在碘化鉀和硫酸的混合溶液中加入過氧化氫水溶液迅速發(fā)生反應(yīng)放出大量氣體，反應(yīng)過程可表示如下：①H2O2+2KI+H2SO4==I2+K2SO4+2H2O②H2O2+I2==2HIO③H2O2+2HIO==I2+O2↑+2H2O（1）H2O2在③中的作用是（填正確選項的編號）。A.氧化劑B.還原劑C.既是氧化劑又是還原劑D.既不是氧化劑又不是還原劑（2）有人認為上述反應(yīng)說明了碘單質(zhì)是過氧化氫分解的催化劑，你認為（填對或不對），其理由是。（3）上述反應(yīng)說明H2O2、I2、HIO氧化性從強到弱的順序是。17、將10molA和5molB放入10L的真空箱中，某溫度下發(fā)生反應(yīng)：3A（氣）+B（氣）==2C（氣）在最初內(nèi)，消耗A的平均速率為L·s，則在時，箱中有molC生成。18、在25℃時，向100mL含氯化氫14.6g的鹽酸溶液里放入5.6g純鐵粉（不考慮反應(yīng)前后溶液的體積變化），反應(yīng)開始至2min時收集到氫氣1.12L（1）在前2min內(nèi)，用FeCl2表示的平均反應(yīng)速率是多少？（2）在后4min內(nèi)，用鹽酸表示的平均反應(yīng)速率是多少/（3）前2min和后4min相比，反應(yīng)速率哪個較快？為什么？智能考點十六“化學反應(yīng)速率”參考答案：一、單選題二、選擇題（1～2個答案的試題）7.CD