高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)講練測(cè)(全國(guó)通用) 第20講 化學(xué)反應(yīng)速率(講)(原卷版+答案解析)_第1頁(yè)
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第20講化學(xué)反應(yīng)速率目錄第一部分:網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建(總覽全局)第二部分:知識(shí)點(diǎn)精準(zhǔn)記憶第三部分:典型例題剖析高頻考點(diǎn)1考查化學(xué)反應(yīng)速率概念的理解高頻考點(diǎn)2考查化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算高頻考點(diǎn)3考查化學(xué)反應(yīng)速率大小的比較高頻考點(diǎn)4考查外界因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響高頻考點(diǎn)5考查控制變量法探究反應(yīng)速率的影響因素高頻考點(diǎn)6考查利用“斷點(diǎn)”突破化學(xué)反應(yīng)速率圖像(v-t圖)高頻考點(diǎn)7考查速率常數(shù)及其應(yīng)用正文第一部分:網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建(總覽全局)第二部分:知識(shí)點(diǎn)精準(zhǔn)記憶知識(shí)點(diǎn)一化學(xué)反應(yīng)速率的概念及計(jì)算1.表示方法通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。2.數(shù)學(xué)表達(dá)式及單位v=eq\f(Δc,Δt),單位為mol·L-1·min-1或mol·L-1·s-1。3.化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系同一反應(yīng)在同一時(shí)間內(nèi),用不同物質(zhì)來表示的反應(yīng)速率可能不同,但反應(yīng)速率的數(shù)值之比等于這些物質(zhì)在化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(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)=a∶b∶c∶d【特別提醒】(1)一般不用固體或純液體物質(zhì)表示化學(xué)反應(yīng)速率。(2)由v=eq\f(Δc,Δt)計(jì)算得到的是一段時(shí)間內(nèi)的平均速率,用不同物質(zhì)表示時(shí),其數(shù)值可能不同,但意義相同。(3)化學(xué)反應(yīng)速率一般指反應(yīng)的平均速率而不是瞬時(shí)速率,且無論用反應(yīng)物表示還是用生成物表示均取正值。知識(shí)點(diǎn)二影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素1.內(nèi)因:反應(yīng)物本身的性質(zhì)是主要因素。如相同條件下Mg、Al與稀鹽酸反應(yīng)的速率大小關(guān)系為Mg>Al。2.外因【特別提醒】(1)壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響是通過改變濃度來實(shí)現(xiàn)的,濃度不變,速率不變。(2)溫度改變,化學(xué)反應(yīng)速率一定改變。(3)不特別指明,催化劑一般是加快化學(xué)反應(yīng)速率。(4)固體反應(yīng)物量的增減,不能改變化學(xué)反應(yīng)速率,固體的表面積改變才能改變化學(xué)反應(yīng)速率。3.理論解釋——有效碰撞理論(1)活化分子、活化能、有效碰撞①活化分子:能夠發(fā)生有效碰撞的分子。②活化能:如圖圖中:E1為正反應(yīng)的活化能,使用催化劑時(shí)的活化能為E3,反應(yīng)熱為E1-E2。(注:E2為逆反應(yīng)的活化能)③有效碰撞:活化分子之間能夠引發(fā)化學(xué)反應(yīng)的碰撞。(2)活化分子、有效碰撞與反應(yīng)速率的關(guān)系【特別提醒】(1)由于固體和純液體的濃度可視為常數(shù),故改變其用量反應(yīng)速率不變。但當(dāng)固體顆粒變小時(shí),其表面積增大將導(dǎo)致反應(yīng)速率增大。(2)壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響是通過改變反應(yīng)物濃度實(shí)現(xiàn)的,所以分析壓強(qiáng)的改變對(duì)反應(yīng)速率的影響時(shí),要從反應(yīng)物濃度是否發(fā)生改變的角度來分析。若改變總壓強(qiáng)而各物質(zhì)的濃度不改變,則反應(yīng)速率不變。(3)改變溫度,使用催化劑,反應(yīng)速率一定發(fā)生變化,其他外界因素的改變,反應(yīng)速率則不一定發(fā)生變化。(4)其他條件一定,升高溫度,不論正反應(yīng)還是逆反應(yīng),不論放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng),反應(yīng)速率都要增大,只不過正、逆反應(yīng)速率增加的程度不同。(5)稀有氣體對(duì)有氣體參與的反應(yīng)速率的影響①恒溫恒壓②恒溫恒容知識(shí)點(diǎn)三化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算1.化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算的4個(gè)方法(1)定義式法:v=eq\f(Δc,Δt)。(2)比例關(guān)系法:化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。(3)三段式法:列起始量、轉(zhuǎn)化量、最終量,再根據(jù)定義式或比例關(guān)系計(jì)算。(4)依據(jù)圖像求反應(yīng)速率的步驟第一步:找出橫、縱坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的物質(zhì)的量;第二步:將圖中的變化量轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的濃度變化量;第三步:根據(jù)公式v=eq\f(Δc,Δt)進(jìn)行計(jì)算。2.化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算的萬能方法——三段式法對(duì)于反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),起始時(shí)A的濃度為amol·L-1,B的濃度為bmol·L-1,反應(yīng)進(jìn)行至t1s時(shí),A消耗了xmol·L-1,則化學(xué)反應(yīng)速率可計(jì)算如下:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)起始/(mol·L-1)ab00轉(zhuǎn)化/(mol·L-1)xeq\f(nx,m)eq\f(px,m)eq\f(qx,m)t1/(mol·L-1)a-xb-eq\f(nx,m)eq\f(px,m)eq\f(qx,m)則:v(A)=eq\f(x,t1)mol·L-1·s-1,v(B)=eq\f(nx,mt1)mol·L-1·s-1,v(C)=eq\f(px,mt1)mol·L-1·s-1,v(D)=eq\f(qx,mt1)mol·L-1·s-1。3.化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系對(duì)于已知反應(yīng)mA(g)+nB(g)===pC(g)+qD(g),其化學(xué)反應(yīng)速率可用不同的反應(yīng)物或生成物來表示,當(dāng)單位相同時(shí),化學(xué)反應(yīng)速率的數(shù)值之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q。如一定溫度下,在密閉容器中發(fā)生反應(yīng):3A(g)+B(g)2C(g)。已知v(A)=0.6mol·L-1·s-1,則v(B)=0.2mol·L-1·s-1,v(C)=0.4mol·L-1·s-1。4.化學(xué)反應(yīng)速率的大小比較(1)歸一法:將同一反應(yīng)中的不同物質(zhì)的反應(yīng)速率轉(zhuǎn)化成同一單位、同一種物質(zhì)的反應(yīng)速率,再進(jìn)行速率的大小比較。(2)比值法:將各物質(zhì)表示的反應(yīng)速率轉(zhuǎn)化成同一單位后,再除以對(duì)應(yīng)各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù),然后對(duì)求出的數(shù)值進(jìn)行大小排序,數(shù)值大的反應(yīng)速率快。如反應(yīng)mA(g)+nB(g)===pC(g)+qD(g),若eq\f(vA,m)>eq\f(vB,n),則反應(yīng)速率A>B。(3)由圖像比較反應(yīng)速率大小的方法:根據(jù)圖像看反應(yīng)達(dá)到平衡所需的時(shí)間,時(shí)間越短,對(duì)應(yīng)的反應(yīng)的溫度、濃度或壓強(qiáng)就越大,則對(duì)應(yīng)的反應(yīng)速率越大。知識(shí)點(diǎn)四速率-時(shí)間(v-t)圖像1.圖像類型由圖像變化分析外界條件對(duì)其影響,已知反應(yīng)為mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)ΔH=QkJ·mol-1。(1)“漸變”類v-t圖像圖像分析結(jié)論t1時(shí)v′正突然增大,v′逆逐漸增大;v′正>v′逆,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)t1時(shí)其他條件不變,增大反應(yīng)物的濃度t1時(shí)v′正突然減小,v′逆逐漸減??;v′逆>v′正,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)t1時(shí)其他條件不變,減小反應(yīng)物的濃度t1時(shí)v′逆突然增大,v′正逐漸增大;v′逆>v′正,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)t1時(shí)其他條件不變,增大生成物的濃度t1時(shí)v′逆突然減小,v′正逐漸減?。籿′正>v′逆,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)t1時(shí)其他條件不變,減小生成物的濃度(2)“斷點(diǎn)”類v-t圖像圖像分析結(jié)論t1時(shí)v′正、v′逆均突然增大,且v′正>v′逆;平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行t1時(shí)其他條件不變,增大反應(yīng)體系的壓強(qiáng)且m+n>p+q(正反應(yīng)為體積減小的反應(yīng))t1時(shí)其他條件不變,升高溫度且Q>0(吸熱反應(yīng))t1時(shí)v′正、v′逆均突然增大,且v′逆>v′正;平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行t1時(shí)其他條件不變,增大反應(yīng)體系的壓強(qiáng)且m+n<p+q(正反應(yīng)為體積增大的反應(yīng))t1時(shí)其他條件不變,升高溫度且Q<0(放熱反應(yīng))t1時(shí)v′正、v′逆均突然減小,且v′正>v′逆;平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行t1時(shí)其他條件不變,減小反應(yīng)體系的壓強(qiáng)且m+n<p+q(正反應(yīng)為體積增大的反應(yīng))t1時(shí)其他條件不變,降低溫度且Q<0(放熱反應(yīng))t1時(shí)v′逆、v′正均突然減小,且v′逆>v′正;平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行t1時(shí)其他條件不變,減小反應(yīng)體系的壓強(qiáng)且m+n>p+q(正反應(yīng)為體積減小的反應(yīng))t1時(shí)其他條件不變,降低溫度且Q>0(吸熱反應(yīng))(3)“平臺(tái)”類v-t圖像圖像分析結(jié)論t1時(shí)v′正、v′逆均突然增大且v′正=v′逆,平衡不移動(dòng)t1時(shí)其他條件不變使用催化劑t1時(shí)其他條件不變?cè)龃蠓磻?yīng)體系的壓強(qiáng)且m+n=p+q(反應(yīng)前后氣體體積無變化)t1時(shí)v′正、v′逆均突然減小且v′正=v′逆,平衡不移動(dòng)t1時(shí)其他條件不變,減小反應(yīng)體系的壓強(qiáng)且m+n=p+q(反應(yīng)前后氣體體積無變化)2.常見v-t圖像分析方法(1)看圖像中正、逆反應(yīng)速率的變化趨勢(shì),看二者是同等程度的變化,還是不同程度的變化。同等程度的變化一般從壓強(qiáng)(反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng))和催化劑角度考慮;若是不同程度的變化,可從溫度、濃度、壓強(qiáng)(反應(yīng)前后氣體體積改變的反應(yīng))角度考慮。(2)對(duì)于反應(yīng)速率變化程度不相等的反應(yīng),要注意觀察改變某個(gè)條件瞬間,正、逆反應(yīng)速率的大小關(guān)系及變化趨勢(shì)。同時(shí)要聯(lián)系外界條件對(duì)反應(yīng)速率的影響規(guī)律,加以篩選、驗(yàn)證、排除。(3)改變條件判斷v(正)、v(逆)的相對(duì)大小時(shí),可以從平衡移動(dòng)方向討論,若平衡正移,v(正)>v(逆),若平衡逆移,v(正)<v(逆)。知識(shí)點(diǎn)五速率常數(shù)和速率方程1.基元反應(yīng)(1)定義:基元反應(yīng)是指在反應(yīng)中一步直接轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的反應(yīng),又稱為簡(jiǎn)單反應(yīng)。(2)基元反應(yīng)過渡狀態(tài)理論基元反應(yīng)過渡狀態(tài)理論認(rèn)為,基元反應(yīng)在從反應(yīng)物到生成物的變化過程中要經(jīng)歷一個(gè)中間狀態(tài),這個(gè)狀態(tài)稱為過渡態(tài)。AB+C→[A…B…C]→A+BC反應(yīng)物過渡態(tài)生成物過渡態(tài)是處在反應(yīng)過程中具有最高能量的一種分子構(gòu)型,過渡態(tài)能量與反應(yīng)物的平均能量的差值相當(dāng)于活化能[活化能(能壘)越高,此步基元反應(yīng)速率越慢]。例如,一溴甲烷與NaOH溶液反應(yīng)的過程可以表示為CH3Br+OH-→[Br…CH3…OH]→Br-+CH3OH(3)活化能與反應(yīng)機(jī)理使用催化劑,可以改變活化能,改變反應(yīng)機(jī)理,在反應(yīng)機(jī)理中每一步反應(yīng)的活化能不同,且均比總反應(yīng)的活化能低,故一般使用催化劑可以降低反應(yīng)活化能,加快反應(yīng)速率,如圖所示:E1為總反應(yīng)的活化能,E2、E3為使用催化劑反應(yīng)機(jī)理中各步的活化能。2.速率方程一定溫度下,化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度以其計(jì)量數(shù)為指數(shù)的冪的乘積成正比。對(duì)于反應(yīng):aA+bB===gG+hH則v=kca(A)·cb(B)(其中k為速率常數(shù))。如:①SO2Cl2SO2+Cl2 v=k1c(SO2Cl2)②2NO22NO+O2 v=k2c2(NO2)③2H2+2NON2+2H2O v=k3c2(H2)·c2(NO)3.速率常數(shù)含義速率常數(shù)(k)是指在給定溫度下,反應(yīng)物濃度皆為1mol·L-1時(shí)的反應(yīng)速率。在相同的濃度條件下,可用速率常數(shù)大小來比較化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率?;瘜W(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度(或濃度的次方)成正比,而速率常數(shù)是其比例常數(shù),在恒溫條件下,速率常數(shù)不隨反應(yīng)物濃度的變化而改變。因此,可以應(yīng)用速率方程求出該溫度下任意濃度時(shí)的反應(yīng)速率。4.速率常數(shù)的影響因素溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響是顯著的,速率常數(shù)是溫度的函數(shù),同一反應(yīng),溫度不同,速率常數(shù)將有不同的值,但濃度不影響速率常數(shù)。5.速率常數(shù)與化學(xué)平衡常數(shù)之間的關(guān)系一定溫度下,可逆反應(yīng):aA(g)+bB(g)gG(g)+hH(g),達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),v正=k正ca(A)·cb(B),v逆=k逆·cg(G)·ch(H),由于平衡時(shí)v正=v逆,則k正ca(A)·cb(B)=k逆·cg(G)·ch(H),所以eq\f(k正,k逆)=eq\f(cg(G)·ch(H),ca(A)·cb(B))=K。知識(shí)點(diǎn)六化學(xué)反應(yīng)速率的測(cè)定1.定性描述:(根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象)①觀察產(chǎn)生氣泡的快、慢;②觀察試管中剩余鋅粒的質(zhì)量的多、少;③用手觸摸試管,感受試管外壁溫度的高、低2.定量描述:(根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)量,單位時(shí)間內(nèi):)①測(cè)定氣體的體積;②測(cè)定物質(zhì)的物質(zhì)的量的變化;③測(cè)定物質(zhì)或離子的濃度變化;④測(cè)定體系的溫度或測(cè)定反應(yīng)的熱量變化。3.測(cè)量化學(xué)反應(yīng)速率的常見方法(1)量氣法(2)比色法(3)電導(dǎo)法(4)激光技術(shù)法4.化學(xué)反應(yīng)速率的測(cè)量——實(shí)驗(yàn)(1)反應(yīng)原理:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑(2)實(shí)驗(yàn)裝置(3)測(cè)量數(shù)據(jù)①單位時(shí)間內(nèi)收集氫氣的體積;②收集相同體積氫氣所需要的時(shí)間③有pH計(jì)測(cè)相同時(shí)間內(nèi)pH變化,即△c(H+)。④用傳感器測(cè)△c(Zn2+)變化。⑤測(cè)相同時(shí)間內(nèi)△m(Zn)。⑥相同時(shí)間內(nèi)恒容壓強(qiáng)變化;⑦相同時(shí)間內(nèi)絕熱容器中溫度變化。第三部分:典型例題剖析高頻考點(diǎn)1考查化學(xué)反應(yīng)速率概念的理解1.(2023·遼寧·高三開學(xué)考試)下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率的說法正確的是A.決定化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素有溫度、濃度、壓強(qiáng)和催化劑B.增大反應(yīng)物濃度,可以提高活化分子百分?jǐn)?shù),從而提高反應(yīng)速率C.對(duì)于放熱的可逆反應(yīng),升高溫度,逆反應(yīng)速率加快,正反應(yīng)速率減慢D.從酯化反應(yīng)體系中分離出水,反應(yīng)速率減慢,但有利于提高酯的產(chǎn)率【易錯(cuò)提醒】(1)化學(xué)反應(yīng)速率一般指反應(yīng)的平均速率而不是瞬時(shí)速率,且無論用反應(yīng)物表示還是用生成物表示均取正值。(2)同一化學(xué)反應(yīng),相同條件下用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率,其數(shù)值可能不同,但表示的意義相同。(3)不能用固體或純液體來表示化學(xué)反應(yīng)速率?!咀兪接?xùn)練】(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率的說法正確的是A.對(duì)于任何化學(xué)反應(yīng)來說,反應(yīng)速率越大,反應(yīng)現(xiàn)象就越明顯B.化學(xué)反應(yīng)速率通常表示一定時(shí)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C.化學(xué)反應(yīng)速率為0.8mol·L-1·s-1是指1s時(shí)某物質(zhì)的濃度為0.8mol·L-1D.根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的大小可以知道化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢高頻考點(diǎn)2考查化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算例2.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))一定溫度下,在容積恒為1L的容器中通入一定量,發(fā)生反應(yīng),體系中各組分濃度隨時(shí)間(t)的變化如下表。t/s020406080/(mol/L)0.1000.0620.0480.0400.040/(mol/L)00.0760.1040.1200.120下列說法正確的是A.0~60s,的平均反應(yīng)速率為B.升高溫度,反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)值減小C.80s時(shí),再充入、各0.12mol,平衡不移動(dòng)D.若壓縮容器使壓強(qiáng)增大,達(dá)新平衡后混合氣顏色比原平衡時(shí)淺【名師歸納】化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算的4個(gè)方法(1)定義式法:v=eq\f(Δc,Δt)。(2)比例關(guān)系法:化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。(3)三段式法:列起始量、轉(zhuǎn)化量、最終量,再根據(jù)定義式或比例關(guān)系計(jì)算。(4)依據(jù)圖像求反應(yīng)速率?!咀兪接?xùn)練1】(依據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的表達(dá)式(v=eq\f(Δc,Δt))計(jì)算)(2023·遼寧高三三模)反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),在起始溫度(T1℃)、體積相同(2L)的兩個(gè)密閉容器中,改變條件,其對(duì)應(yīng)反應(yīng)過程中的部分?jǐn)?shù)據(jù)見表:反應(yīng)時(shí)間CO2/molH2/molCH3OH/molH2O/mol反應(yīng)Ⅰ:恒溫恒容0min260010min4.520min130min1反應(yīng)Ⅱ:絕熱恒容0min0022下列說法正確的是A.若該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行,則該反應(yīng)的△H>0B.反應(yīng)Ⅰ,在0~20min時(shí)的平均反應(yīng)速率v(H2)=0.15mol?L-1?min-1C.反應(yīng)Ⅰ達(dá)到平衡時(shí),加入1molCO2和1molCH3OH,此時(shí)平衡不移動(dòng)D.起始溫度相同的反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ,平衡時(shí)平衡常數(shù)K也相同【變式訓(xùn)練2】(依據(jù)圖像計(jì)算)(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))一定溫度下,把6molA和5molB通入容積為4L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g),反應(yīng)經(jīng)過5min達(dá)到平衡,此時(shí)生成2molC,正反應(yīng)速率(v正)和逆反應(yīng)速率(v逆)隨時(shí)間(t)的變化如圖所示。下列說法正確的是A.t2=5min,平衡時(shí)3v正(A)=2v逆(D)B.0~t2,A的平均反應(yīng)速率為0.15mol·L-1·min-1C.t2~t3,各物質(zhì)的濃度一定相等D.B的平衡轉(zhuǎn)化率為25%【變式訓(xùn)練3】(依據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算)(2023·浙江高三二模)利用催化劑將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2,是尾氣處理的一種方法,方程式為:。為測(cè)定在某種催化劑作用下的反應(yīng)速率,在某溫度下用氣體傳感器測(cè)得不同時(shí)間的NO和CO濃度如表:時(shí)間(s)012345下列說法不正確的是;A.該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行,則反應(yīng)的B.前2s內(nèi)的平均反應(yīng)速率C.在該溫度下,反應(yīng)的平衡常數(shù)K=500D.在密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),縮小容積能提高NO轉(zhuǎn)化率高頻考點(diǎn)3考查化學(xué)反應(yīng)速率大小的比較例3.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))對(duì)于可逆反應(yīng)A(g)+3B(s)2C(g)+2D(g),在不同條件下的化學(xué)反應(yīng)速率如下,其中表示的反應(yīng)速率最快的是A.v(A)=0.5mol·L-1·min-1 B.v(B)=1.2mol·L-1·s-1C.v(D)=0.4mol·L-1·min-1 D.v(C)=0.1mol·L-1·s-1【規(guī)律總結(jié)】定量法比較化學(xué)反應(yīng)速率的大小(1)歸一法:按照化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系換算成同一物質(zhì)、同一單位表示,再比較數(shù)值大小。(2)比值法:比較化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計(jì)量數(shù)的比值。如aA(g)+bB(g)cC(g),即比較eq\f(vA,a)與eq\f(vB,b),若eq\f(vA,a)>eq\f(vB,b),則用A表示時(shí)的反應(yīng)速率比用B表示時(shí)大。【變式訓(xùn)練】(根據(jù)圖像判斷某點(diǎn)反應(yīng)速率的大小)(2023·浙江高三)溫度下,向2L真空密閉容器中加入固體,發(fā)生反應(yīng):(未配平),反應(yīng)過程如圖,下列說法正確的是A.X可能為B.用表示的反應(yīng)速率為C.第2min時(shí)逆反應(yīng)速率大于第4min時(shí)逆反應(yīng)速率D.第4min時(shí),保持溫度和容積不變,向容器中再加入,混合氣體顏色加深高頻考點(diǎn)4考查外界因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響例4.(2023·上海松江·二模)相同條件下,取pH=2的HCl溶液和pH=2的CH3COOH溶液各100mL,分別加入0.65g鋅粉充分反應(yīng),有關(guān)敘述正確的是A.CH3COOH與鋅反應(yīng)起始速率快 B.HCl與鋅粉反應(yīng)放出H2多C.HCl與鋅反應(yīng)起始速率快 D.CH3COOH與鋅粉反應(yīng)放出H2多【易錯(cuò)警示】警惕外界因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的5大誤區(qū)(1)誤認(rèn)為隨著化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行,化學(xué)反應(yīng)速率一定逐漸減小。其實(shí)不一定,因?yàn)榉磻?yīng)速率不僅受濃度影響,而且受溫度影響,一般會(huì)先增大后減小。(2)誤用某物質(zhì)的物質(zhì)的量代替物質(zhì)的量濃度計(jì)算化學(xué)反應(yīng)速率。速率大小比較時(shí)易忽視各物質(zhì)的反應(yīng)速率的單位是否一致,單位書寫是否正確。(3)誤認(rèn)為純固體和純液體不會(huì)改變化學(xué)反應(yīng)速率。實(shí)際上不能用純固體和純液體物質(zhì)的變化表示化學(xué)反應(yīng)速率,但若將固體的顆粒變小(增大固體的接觸面積)則化學(xué)反應(yīng)速率會(huì)加快。(4)誤認(rèn)為只要增大壓強(qiáng),化學(xué)反應(yīng)速率一定增大。實(shí)際上反應(yīng)在密閉固定容積的容器中進(jìn)行,若充入氦氣(或不參與反應(yīng)的氣體),壓強(qiáng)增大,但參與反應(yīng)的各物質(zhì)的濃度不變,反應(yīng)速率不變;若反應(yīng)在密閉容積可變的容器中進(jìn)行,充入氦氣(或不參與反應(yīng)的氣體)而保持壓強(qiáng)不變,容器體積增大,各組分濃度減小,反應(yīng)速率減小。(5)誤認(rèn)為溫度、壓強(qiáng)等條件的改變對(duì)正、逆反應(yīng)速率影響不一致。如認(rèn)為升溫既然使化學(xué)平衡向吸熱方向移動(dòng),則對(duì)于放熱反應(yīng),升溫時(shí),逆反應(yīng)速率增大,而正反應(yīng)速率減小。其實(shí)不然,溫度升高,正、逆反應(yīng)速率都增大,只是吸熱反應(yīng)方向速率增大程度大;同理,降溫會(huì)使吸熱反應(yīng)方向速率減小程度大,而導(dǎo)致化學(xué)平衡向放熱方向移動(dòng)?!咀兪接?xùn)練】(2023·陜西咸陽市·高三一模)氨的工業(yè)合成對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有劃時(shí)代意義。在容積固定的密閉容器中充入一定量的和,一定條件下發(fā)生反應(yīng)。下列有關(guān)敘述正確的是A.相同條件下,B.溫度不變時(shí),向容器中充入氦氣,反應(yīng)速率加快C.升高溫度,正反應(yīng)速率減小,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)D.增大的濃度,能提高的轉(zhuǎn)化率高頻考點(diǎn)5考查控制變量法探究反應(yīng)速率的影響因素例5.(2023·北京·101中學(xué)三模)化學(xué)小組探究銅與硝酸反應(yīng)的快慢及產(chǎn)物。實(shí)驗(yàn)Ⅰ開始無明顯現(xiàn)象,漸有小氣泡生成,液面上方出現(xiàn)淺紅棕色氣體,溶液呈藍(lán)色。實(shí)驗(yàn)Ⅱ最初反應(yīng)較慢,隨后加快,反應(yīng)劇烈;產(chǎn)生紅棕色氣體;溶液呈綠色。資料:銅與濃反應(yīng)一旦發(fā)生就變快,生成的可溶于水形成(弱酸),反應(yīng)就加快。下列說法正確的是A.與反應(yīng)生成和NOB.亞硝酸能加快反應(yīng)速率,是因?yàn)閬喯跛峥勺鲢~與硝酸反應(yīng)的催化劑C.I中反應(yīng)慢的原因可能是因?yàn)橄∠跛岵荒軐O氧化為,體系中不能生成D.分別向1mL濃硝酸中加入幾滴30%溶液或一定量固體,再加入銅片,預(yù)計(jì)反應(yīng)均較慢【名師歸納】控制變量法探究影響反應(yīng)速率的因素題目解題策略(1)確定變量:理清影響實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果的所有因素。(2)定多變一:在探究時(shí),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(shí)注意選擇數(shù)據(jù)(或設(shè)置實(shí)驗(yàn))要有效,且變量統(tǒng)一,否則無法作出正確判斷?!咀兪接?xùn)練】(2023·山東濱州市·高三二模)某同學(xué)為探究濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)。①②③④試劑a1mL0.01mol/L酸性高錳酸鉀水溶液1mL0.01mol/L酸性高錳酸鉀水溶液1mL0.01mol/L酸性高錳酸鉀水溶液1mL0.01mol/L酸性高錳酸鉀水溶液試劑b2mL0.1mol/LH2C2O4水溶液2mL0.2mol/LH2C2O4水溶液1mL0.2mol/LH2C2O4水溶液1mL以濃鹽酸為溶劑配制的0.2mol/LH2C2O4水溶液褪色時(shí)間690s677s600s下列說法錯(cuò)誤的是A.對(duì)比實(shí)驗(yàn)①、②可知,H2C2O4水溶液濃度增大,反應(yīng)速率加快B.對(duì)比實(shí)驗(yàn)②、③可知,酸性高錳酸鉀水溶液濃度增大,反應(yīng)速率加快C.為驗(yàn)證H+濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)④并與③對(duì)照D.實(shí)驗(yàn)③的離子方程式為2+6H++5H2C2O4=2Mn2++10CO2↑+8H2O高頻考點(diǎn)6考查利用“斷點(diǎn)”突破化學(xué)反應(yīng)速率圖像(v-t圖)例6.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))對(duì)于反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<0已達(dá)平衡,如果其他條件不變時(shí),分別改變下列條件,對(duì)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(0~t1:v正=v逆;t1時(shí)改變條件,t2時(shí)重新建立平衡)()A.增加氧氣的濃度B.增大壓強(qiáng)C.升高溫度D.加入催化劑【規(guī)律總結(jié)】(1)當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到一種平衡后,若某一時(shí)刻外界條件發(fā)生改變,都可能使速率-時(shí)間圖像的曲線出現(xiàn)不連續(xù)的情況,即出現(xiàn)“斷點(diǎn)”。根據(jù)“斷點(diǎn)”前后的速率大小,即可對(duì)外界條件的變化情況做出判斷。如:t1時(shí)刻改變的條件可能是使用了催化劑或增大壓強(qiáng)(僅適用于反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變的反應(yīng))。(2)常見含“斷點(diǎn)”的速率變化圖像分析【變式訓(xùn)練】對(duì)于反應(yīng):X(g)+Y(g)2Z(g)ΔH<0的反應(yīng),某一時(shí)刻改變外界條件,其速率隨時(shí)間的變化圖像如圖所示。則下列說法符合該圖像的是()A.t1時(shí)刻,增大了X的濃度B.t1時(shí)刻,升高了體系溫度C.t1時(shí)刻,降低了體系溫度D.t1時(shí)刻,使用了催化劑高頻考點(diǎn)7考查速率常數(shù)及其應(yīng)用例7.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))T℃時(shí),H2還原NO以消除氮氧化物污染的反應(yīng)2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)能自發(fā)進(jìn)行,其正反應(yīng)速率方程為=kca(NO)cb(H2),實(shí)驗(yàn)得到如下數(shù)據(jù):組別c(NO)起始/mol·L-1c(H2)起始/mol·L-1(正反應(yīng))起始/mol·L-1·s-1I6.00×10-32.00×10-32.16×10-3II1.20×10-22.00×10-38.64×10-3III6.00×10-34.00×10-34.32×10-3下列說法正確的是A.H2還原NO是熵增的反應(yīng) B.正反應(yīng)一定為吸熱反應(yīng)C.a(chǎn)=2,b=2 D.T℃時(shí),k的數(shù)值為3×104【變式訓(xùn)練】(2023·山東高三)某反應(yīng)的速率方程為,其半衰期(當(dāng)剩余反應(yīng)物恰好是起始的一半時(shí)所需的時(shí)間)為。改變反應(yīng)物濃度時(shí),反應(yīng)的瞬時(shí)速率如表所示:0.250.0501.40.500.0502.81.000.0505.60.500.1002.8下列說法正確的是A.速率方程中的、B.該反應(yīng)的速率常數(shù)C.增大反應(yīng)物濃度,k增大導(dǎo)致反應(yīng)的瞬時(shí)速率加快D.在過量的B存在時(shí),反應(yīng)掉87.5%的A所需的時(shí)間是375min高頻考點(diǎn)8考查化學(xué)速率的測(cè)定例8.(2023·河南·濮陽一高高三階段練習(xí))用酸性KMnO4和H2C2O4(草酸)反應(yīng)研究影響反應(yīng)速率的因素。一實(shí)驗(yàn)小組欲通過測(cè)定單位時(shí)間內(nèi)生成CO2的速率,探究某種影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案如表,(KMnO4溶液用稀硫酸酸化),實(shí)驗(yàn)裝置如下圖:實(shí)驗(yàn)序號(hào)A溶液B溶液①20mL0.1H2C2O4溶液30mL0.0lKMnO4溶液②20mL0.2H2C2O4溶液30mL0.01KMnO4溶液(1)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______(2)該實(shí)驗(yàn)探究的是_______因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。(3)若實(shí)驗(yàn)①在2min末收集了2.24mLCO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),則在2min末,=_______。(假設(shè)混合溶液體積為50mL)(4)除通過測(cè)定一定時(shí)間內(nèi)CO2的體積來比較反應(yīng)速率,本實(shí)驗(yàn)還可通過測(cè)定_______來比較化學(xué)反應(yīng)速率。(一條即可)(5)小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化如下圖所示,其中t1~t2時(shí)間內(nèi)速率變快的主要原因可能是:①_______;②_______?!咀兪接?xùn)練】(2023·山西呂梁·一模)用下圖裝置探究原電池中的能量轉(zhuǎn)化。圖中注射器用來收集氣體并讀取氣體體積,記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表:①②氣體體積/溶液溫度/氣體體積/溶液溫度/0022.0022.08.53024.85023.810.55026.0——下列說法正確的是A.兩個(gè)裝置中均為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng)B.內(nèi),生成氣體的平均速率①>②C.時(shí)間相同時(shí),對(duì)比兩裝置的溶液溫度,說明反應(yīng)釋放的總能量①>②D.生成氣體體積相同時(shí),對(duì)比兩裝置的溶液溫度,說明②中反應(yīng)的化學(xué)能分轉(zhuǎn)化為電能第20講化學(xué)反應(yīng)速率目錄第一部分:網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建(總覽全局)第二部分:知識(shí)點(diǎn)精準(zhǔn)記憶第三部分:典型例題剖析高頻考點(diǎn)1考查化學(xué)反應(yīng)速率概念的理解高頻考點(diǎn)2考查化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算高頻考點(diǎn)3考查化學(xué)反應(yīng)速率大小的比較高頻考點(diǎn)4考查外界因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響高頻考點(diǎn)5考查控制變量法探究反應(yīng)速率的影響因素高頻考點(diǎn)6考查利用“斷點(diǎn)”突破化學(xué)反應(yīng)速率圖像(v-t圖)高頻考點(diǎn)7考查速率常數(shù)及其應(yīng)用正文第一部分:網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建(總覽全局)第二部分:知識(shí)點(diǎn)精準(zhǔn)記憶知識(shí)點(diǎn)一化學(xué)反應(yīng)速率的概念及計(jì)算1.表示方法通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。2.數(shù)學(xué)表達(dá)式及單位v=eq\f(Δc,Δt),單位為mol·L-1·min-1或mol·L-1·s-1。3.化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系同一反應(yīng)在同一時(shí)間內(nèi),用不同物質(zhì)來表示的反應(yīng)速率可能不同,但反應(yīng)速率的數(shù)值之比等于這些物質(zhì)在化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(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)=a∶b∶c∶d【特別提醒】(1)一般不用固體或純液體物質(zhì)表示化學(xué)反應(yīng)速率。(2)由v=eq\f(Δc,Δt)計(jì)算得到的是一段時(shí)間內(nèi)的平均速率,用不同物質(zhì)表示時(shí),其數(shù)值可能不同,但意義相同。(3)化學(xué)反應(yīng)速率一般指反應(yīng)的平均速率而不是瞬時(shí)速率,且無論用反應(yīng)物表示還是用生成物表示均取正值。知識(shí)點(diǎn)二影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素1.內(nèi)因:反應(yīng)物本身的性質(zhì)是主要因素。如相同條件下Mg、Al與稀鹽酸反應(yīng)的速率大小關(guān)系為Mg>Al。2.外因【特別提醒】(1)壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響是通過改變濃度來實(shí)現(xiàn)的,濃度不變,速率不變。(2)溫度改變,化學(xué)反應(yīng)速率一定改變。(3)不特別指明,催化劑一般是加快化學(xué)反應(yīng)速率。(4)固體反應(yīng)物量的增減,不能改變化學(xué)反應(yīng)速率,固體的表面積改變才能改變化學(xué)反應(yīng)速率。3.理論解釋——有效碰撞理論(1)活化分子、活化能、有效碰撞①活化分子:能夠發(fā)生有效碰撞的分子。②活化能:如圖圖中:E1為正反應(yīng)的活化能,使用催化劑時(shí)的活化能為E3,反應(yīng)熱為E1-E2。(注:E2為逆反應(yīng)的活化能)③有效碰撞:活化分子之間能夠引發(fā)化學(xué)反應(yīng)的碰撞。(2)活化分子、有效碰撞與反應(yīng)速率的關(guān)系【特別提醒】(1)由于固體和純液體的濃度可視為常數(shù),故改變其用量反應(yīng)速率不變。但當(dāng)固體顆粒變小時(shí),其表面積增大將導(dǎo)致反應(yīng)速率增大。(2)壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響是通過改變反應(yīng)物濃度實(shí)現(xiàn)的,所以分析壓強(qiáng)的改變對(duì)反應(yīng)速率的影響時(shí),要從反應(yīng)物濃度是否發(fā)生改變的角度來分析。若改變總壓強(qiáng)而各物質(zhì)的濃度不改變,則反應(yīng)速率不變。(3)改變溫度,使用催化劑,反應(yīng)速率一定發(fā)生變化,其他外界因素的改變,反應(yīng)速率則不一定發(fā)生變化。(4)其他條件一定,升高溫度,不論正反應(yīng)還是逆反應(yīng),不論放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng),反應(yīng)速率都要增大,只不過正、逆反應(yīng)速率增加的程度不同。(5)稀有氣體對(duì)有氣體參與的反應(yīng)速率的影響①恒溫恒壓②恒溫恒容知識(shí)點(diǎn)三化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算1.化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算的4個(gè)方法(1)定義式法:v=eq\f(Δc,Δt)。(2)比例關(guān)系法:化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。(3)三段式法:列起始量、轉(zhuǎn)化量、最終量,再根據(jù)定義式或比例關(guān)系計(jì)算。(4)依據(jù)圖像求反應(yīng)速率的步驟第一步:找出橫、縱坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的物質(zhì)的量;第二步:將圖中的變化量轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的濃度變化量;第三步:根據(jù)公式v=eq\f(Δc,Δt)進(jìn)行計(jì)算。2.化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算的萬能方法——三段式法對(duì)于反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),起始時(shí)A的濃度為amol·L-1,B的濃度為bmol·L-1,反應(yīng)進(jìn)行至t1s時(shí),A消耗了xmol·L-1,則化學(xué)反應(yīng)速率可計(jì)算如下:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)起始/(mol·L-1)ab00轉(zhuǎn)化/(mol·L-1)xeq\f(nx,m)eq\f(px,m)eq\f(qx,m)t1/(mol·L-1)a-xb-eq\f(nx,m)eq\f(px,m)eq\f(qx,m)則:v(A)=eq\f(x,t1)mol·L-1·s-1,v(B)=eq\f(nx,mt1)mol·L-1·s-1,v(C)=eq\f(px,mt1)mol·L-1·s-1,v(D)=eq\f(qx,mt1)mol·L-1·s-1。3.化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系對(duì)于已知反應(yīng)mA(g)+nB(g)===pC(g)+qD(g),其化學(xué)反應(yīng)速率可用不同的反應(yīng)物或生成物來表示,當(dāng)單位相同時(shí),化學(xué)反應(yīng)速率的數(shù)值之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q。如一定溫度下,在密閉容器中發(fā)生反應(yīng):3A(g)+B(g)2C(g)。已知v(A)=0.6mol·L-1·s-1,則v(B)=0.2mol·L-1·s-1,v(C)=0.4mol·L-1·s-1。4.化學(xué)反應(yīng)速率的大小比較(1)歸一法:將同一反應(yīng)中的不同物質(zhì)的反應(yīng)速率轉(zhuǎn)化成同一單位、同一種物質(zhì)的反應(yīng)速率,再進(jìn)行速率的大小比較。(2)比值法:將各物質(zhì)表示的反應(yīng)速率轉(zhuǎn)化成同一單位后,再除以對(duì)應(yīng)各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù),然后對(duì)求出的數(shù)值進(jìn)行大小排序,數(shù)值大的反應(yīng)速率快。如反應(yīng)mA(g)+nB(g)===pC(g)+qD(g),若eq\f(vA,m)>eq\f(vB,n),則反應(yīng)速率A>B。(3)由圖像比較反應(yīng)速率大小的方法:根據(jù)圖像看反應(yīng)達(dá)到平衡所需的時(shí)間,時(shí)間越短,對(duì)應(yīng)的反應(yīng)的溫度、濃度或壓強(qiáng)就越大,則對(duì)應(yīng)的反應(yīng)速率越大。知識(shí)點(diǎn)四速率-時(shí)間(v-t)圖像1.圖像類型由圖像變化分析外界條件對(duì)其影響,已知反應(yīng)為mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)ΔH=QkJ·mol-1。(1)“漸變”類v-t圖像圖像分析結(jié)論t1時(shí)v′正突然增大,v′逆逐漸增大;v′正>v′逆,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)t1時(shí)其他條件不變,增大反應(yīng)物的濃度t1時(shí)v′正突然減小,v′逆逐漸減?。籿′逆>v′正,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)t1時(shí)其他條件不變,減小反應(yīng)物的濃度t1時(shí)v′逆突然增大,v′正逐漸增大;v′逆>v′正,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)t1時(shí)其他條件不變,增大生成物的濃度t1時(shí)v′逆突然減小,v′正逐漸減?。籿′正>v′逆,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)t1時(shí)其他條件不變,減小生成物的濃度(2)“斷點(diǎn)”類v-t圖像圖像分析結(jié)論t1時(shí)v′正、v′逆均突然增大,且v′正>v′逆;平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行t1時(shí)其他條件不變,增大反應(yīng)體系的壓強(qiáng)且m+n>p+q(正反應(yīng)為體積減小的反應(yīng))t1時(shí)其他條件不變,升高溫度且Q>0(吸熱反應(yīng))t1時(shí)v′正、v′逆均突然增大,且v′逆>v′正;平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行t1時(shí)其他條件不變,增大反應(yīng)體系的壓強(qiáng)且m+n<p+q(正反應(yīng)為體積增大的反應(yīng))t1時(shí)其他條件不變,升高溫度且Q<0(放熱反應(yīng))t1時(shí)v′正、v′逆均突然減小,且v′正>v′逆;平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行t1時(shí)其他條件不變,減小反應(yīng)體系的壓強(qiáng)且m+n<p+q(正反應(yīng)為體積增大的反應(yīng))t1時(shí)其他條件不變,降低溫度且Q<0(放熱反應(yīng))t1時(shí)v′逆、v′正均突然減小,且v′逆>v′正;平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行t1時(shí)其他條件不變,減小反應(yīng)體系的壓強(qiáng)且m+n>p+q(正反應(yīng)為體積減小的反應(yīng))t1時(shí)其他條件不變,降低溫度且Q>0(吸熱反應(yīng))(3)“平臺(tái)”類v-t圖像圖像分析結(jié)論t1時(shí)v′正、v′逆均突然增大且v′正=v′逆,平衡不移動(dòng)t1時(shí)其他條件不變使用催化劑t1時(shí)其他條件不變?cè)龃蠓磻?yīng)體系的壓強(qiáng)且m+n=p+q(反應(yīng)前后氣體體積無變化)t1時(shí)v′正、v′逆均突然減小且v′正=v′逆,平衡不移動(dòng)t1時(shí)其他條件不變,減小反應(yīng)體系的壓強(qiáng)且m+n=p+q(反應(yīng)前后氣體體積無變化)2.常見v-t圖像分析方法(1)看圖像中正、逆反應(yīng)速率的變化趨勢(shì),看二者是同等程度的變化,還是不同程度的變化。同等程度的變化一般從壓強(qiáng)(反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng))和催化劑角度考慮;若是不同程度的變化,可從溫度、濃度、壓強(qiáng)(反應(yīng)前后氣體體積改變的反應(yīng))角度考慮。(2)對(duì)于反應(yīng)速率變化程度不相等的反應(yīng),要注意觀察改變某個(gè)條件瞬間,正、逆反應(yīng)速率的大小關(guān)系及變化趨勢(shì)。同時(shí)要聯(lián)系外界條件對(duì)反應(yīng)速率的影響規(guī)律,加以篩選、驗(yàn)證、排除。(3)改變條件判斷v(正)、v(逆)的相對(duì)大小時(shí),可以從平衡移動(dòng)方向討論,若平衡正移,v(正)>v(逆),若平衡逆移,v(正)<v(逆)。知識(shí)點(diǎn)五速率常數(shù)和速率方程1.基元反應(yīng)(1)定義:基元反應(yīng)是指在反應(yīng)中一步直接轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的反應(yīng),又稱為簡(jiǎn)單反應(yīng)。(2)基元反應(yīng)過渡狀態(tài)理論基元反應(yīng)過渡狀態(tài)理論認(rèn)為,基元反應(yīng)在從反應(yīng)物到生成物的變化過程中要經(jīng)歷一個(gè)中間狀態(tài),這個(gè)狀態(tài)稱為過渡態(tài)。AB+C→[A…B…C]→A+BC反應(yīng)物過渡態(tài)生成物過渡態(tài)是處在反應(yīng)過程中具有最高能量的一種分子構(gòu)型,過渡態(tài)能量與反應(yīng)物的平均能量的差值相當(dāng)于活化能[活化能(能壘)越高,此步基元反應(yīng)速率越慢]。例如,一溴甲烷與NaOH溶液反應(yīng)的過程可以表示為CH3Br+OH-→[Br…CH3…OH]→Br-+CH3OH(3)活化能與反應(yīng)機(jī)理使用催化劑,可以改變活化能,改變反應(yīng)機(jī)理,在反應(yīng)機(jī)理中每一步反應(yīng)的活化能不同,且均比總反應(yīng)的活化能低,故一般使用催化劑可以降低反應(yīng)活化能,加快反應(yīng)速率,如圖所示:E1為總反應(yīng)的活化能,E2、E3為使用催化劑反應(yīng)機(jī)理中各步的活化能。2.速率方程一定溫度下,化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度以其計(jì)量數(shù)為指數(shù)的冪的乘積成正比。對(duì)于反應(yīng):aA+bB===gG+hH則v=kca(A)·cb(B)(其中k為速率常數(shù))。如:①SO2Cl2SO2+Cl2 v=k1c(SO2Cl2)②2NO22NO+O2 v=k2c2(NO2)③2H2+2NON2+2H2O v=k3c2(H2)·c2(NO)3.速率常數(shù)含義速率常數(shù)(k)是指在給定溫度下,反應(yīng)物濃度皆為1mol·L-1時(shí)的反應(yīng)速率。在相同的濃度條件下,可用速率常數(shù)大小來比較化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率?;瘜W(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度(或濃度的次方)成正比,而速率常數(shù)是其比例常數(shù),在恒溫條件下,速率常數(shù)不隨反應(yīng)物濃度的變化而改變。因此,可以應(yīng)用速率方程求出該溫度下任意濃度時(shí)的反應(yīng)速率。4.速率常數(shù)的影響因素溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響是顯著的,速率常數(shù)是溫度的函數(shù),同一反應(yīng),溫度不同,速率常數(shù)將有不同的值,但濃度不影響速率常數(shù)。5.速率常數(shù)與化學(xué)平衡常數(shù)之間的關(guān)系一定溫度下,可逆反應(yīng):aA(g)+bB(g)gG(g)+hH(g),達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),v正=k正ca(A)·cb(B),v逆=k逆·cg(G)·ch(H),由于平衡時(shí)v正=v逆,則k正ca(A)·cb(B)=k逆·cg(G)·ch(H),所以eq\f(k正,k逆)=eq\f(cg(G)·ch(H),ca(A)·cb(B))=K。知識(shí)點(diǎn)六化學(xué)反應(yīng)速率的測(cè)定1.定性描述:(根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象)①觀察產(chǎn)生氣泡的快、慢;②觀察試管中剩余鋅粒的質(zhì)量的多、少;③用手觸摸試管,感受試管外壁溫度的高、低2.定量描述:(根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)量,單位時(shí)間內(nèi):)①測(cè)定氣體的體積;②測(cè)定物質(zhì)的物質(zhì)的量的變化;③測(cè)定物質(zhì)或離子的濃度變化;④測(cè)定體系的溫度或測(cè)定反應(yīng)的熱量變化。3.測(cè)量化學(xué)反應(yīng)速率的常見方法(1)量氣法(2)比色法(3)電導(dǎo)法(4)激光技術(shù)法4.化學(xué)反應(yīng)速率的測(cè)量——實(shí)驗(yàn)(1)反應(yīng)原理:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑(2)實(shí)驗(yàn)裝置(3)測(cè)量數(shù)據(jù)①單位時(shí)間內(nèi)收集氫氣的體積;②收集相同體積氫氣所需要的時(shí)間③有pH計(jì)測(cè)相同時(shí)間內(nèi)pH變化,即△c(H+)。④用傳感器測(cè)△c(Zn2+)變化。⑤測(cè)相同時(shí)間內(nèi)△m(Zn)。⑥相同時(shí)間內(nèi)恒容壓強(qiáng)變化;⑦相同時(shí)間內(nèi)絕熱容器中溫度變化。第三部分:典型例題剖析高頻考點(diǎn)1考查化學(xué)反應(yīng)速率概念的理解1.(2023·遼寧·高三開學(xué)考試)下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率的說法正確的是A.決定化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素有溫度、濃度、壓強(qiáng)和催化劑B.增大反應(yīng)物濃度,可以提高活化分子百分?jǐn)?shù),從而提高反應(yīng)速率C.對(duì)于放熱的可逆反應(yīng),升高溫度,逆反應(yīng)速率加快,正反應(yīng)速率減慢D.從酯化反應(yīng)體系中分離出水,反應(yīng)速率減慢,但有利于提高酯的產(chǎn)率【解析】A.決定化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素是反應(yīng)物自身的性質(zhì),溫度、濃度、壓強(qiáng)和催化劑等均是外因,A錯(cuò)誤;B.增大反應(yīng)物濃度,可以提高單位體積內(nèi)活化分子百分?jǐn)?shù),從而提高反應(yīng)速率,活化分子百分?jǐn)?shù)不變,B錯(cuò)誤;C.對(duì)于可逆反應(yīng),升高溫度,正逆反應(yīng)速率均加快,C錯(cuò)誤;D.從酯化反應(yīng)體系中分離出水,相當(dāng)于降低生成物濃度,反應(yīng)速率減慢,平衡正向移動(dòng),有利于提高酯的產(chǎn)率,D正確;答案選D?!敬鸢浮緿【易錯(cuò)提醒】(1)化學(xué)反應(yīng)速率一般指反應(yīng)的平均速率而不是瞬時(shí)速率,且無論用反應(yīng)物表示還是用生成物表示均取正值。(2)同一化學(xué)反應(yīng),相同條件下用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率,其數(shù)值可能不同,但表示的意義相同。(3)不能用固體或純液體來表示化學(xué)反應(yīng)速率?!咀兪接?xùn)練】(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))下列關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率的說法正確的是A.對(duì)于任何化學(xué)反應(yīng)來說,反應(yīng)速率越大,反應(yīng)現(xiàn)象就越明顯B.化學(xué)反應(yīng)速率通常表示一定時(shí)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C.化學(xué)反應(yīng)速率為0.8mol·L-1·s-1是指1s時(shí)某物質(zhì)的濃度為0.8mol·L-1D.根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的大小可以知道化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢【解析】A.化學(xué)反應(yīng)速率越大,反應(yīng)現(xiàn)象不一定越明顯,如鹽酸與氫氧化鈉溶液的反應(yīng)時(shí)本就沒有明顯現(xiàn)象,A錯(cuò)誤;B.固體或純液體的濃度可視為常數(shù),一般不用固體或純液體表示化學(xué)反應(yīng)速率,B錯(cuò)誤;C.0.8mol·L-1·s-1表示1s的時(shí)間內(nèi),某物質(zhì)的濃度變化了0.8mol·L-1,C錯(cuò)誤;D.化學(xué)反應(yīng)速率就是表示化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢的物理量,D正確;綜上所述答案為D?!敬鸢浮緿高頻考點(diǎn)2考查化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算例2.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))一定溫度下,在容積恒為1L的容器中通入一定量,發(fā)生反應(yīng),體系中各組分濃度隨時(shí)間(t)的變化如下表。t/s020406080/(mol/L)0.1000.0620.0480.0400.040/(mol/L)00.0760.1040.1200.120下列說法正確的是A.0~60s,的平均反應(yīng)速率為B.升高溫度,反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)值減小C.80s時(shí),再充入、各0.12mol,平衡不移動(dòng)D.若壓縮容器使壓強(qiáng)增大,達(dá)新平衡后混合氣顏色比原平衡時(shí)淺【解析】A.0~60s,的濃度變化量為0.100-0.040=0.060mol/L,根據(jù),得mol/(L·s)=0.06mol/(L·min),故A錯(cuò)誤;B.該反應(yīng)吸熱,升高溫度平衡常數(shù)增大,故B錯(cuò)誤;C.該溫度下,平衡常數(shù),再充入、各0.12mol,,K=Qc,平衡不移動(dòng),故C正確;D.該反應(yīng)為氣體系數(shù)之和增大的反應(yīng),壓縮體積壓強(qiáng)增大,平衡逆向進(jìn)行,但是各組分濃度增加,顏色加深,故D錯(cuò)誤;故選C?!敬鸢浮緾【名師歸納】化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算的4個(gè)方法(1)定義式法:v=eq\f(Δc,Δt)。(2)比例關(guān)系法:化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。(3)三段式法:列起始量、轉(zhuǎn)化量、最終量,再根據(jù)定義式或比例關(guān)系計(jì)算。(4)依據(jù)圖像求反應(yīng)速率?!咀兪接?xùn)練1】(依據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的表達(dá)式(v=eq\f(Δc,Δt))計(jì)算)(2023·遼寧高三三模)反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),在起始溫度(T1℃)、體積相同(2L)的兩個(gè)密閉容器中,改變條件,其對(duì)應(yīng)反應(yīng)過程中的部分?jǐn)?shù)據(jù)見表:反應(yīng)時(shí)間CO2/molH2/molCH3OH/molH2O/mol反應(yīng)Ⅰ:恒溫恒容0min260010min4.520min130min1反應(yīng)Ⅱ:絕熱恒容0min0022下列說法正確的是A.若該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行,則該反應(yīng)的△H>0B.反應(yīng)Ⅰ,在0~20min時(shí)的平均反應(yīng)速率v(H2)=0.15mol?L-1?min-1C.反應(yīng)Ⅰ達(dá)到平衡時(shí),加入1molCO2和1molCH3OH,此時(shí)平衡不移動(dòng)D.起始溫度相同的反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ,平衡時(shí)平衡常數(shù)K也相同【解析】A.當(dāng)ΔG=ΔH-TΔS<0時(shí)反應(yīng)可以自發(fā),該反應(yīng)為氣體系數(shù)之和減小的反應(yīng),所以ΔS<0,則只有ΔH<0時(shí),高溫條件下可滿足ΔG<0,反應(yīng)自發(fā),A錯(cuò)誤;B.反應(yīng)Ⅰ,在0~20min內(nèi)Δn(CO2)=2mol-1mol=1mol,根據(jù)反應(yīng)方程式可知Δn(H2)=3mol,容器體積為2L,所以v(H2)==0.075mol?L-1?min-1,B錯(cuò)誤;C.平衡時(shí)Qc=K,反應(yīng)Ⅰ平衡時(shí)n(CH3OH)=1mol,結(jié)合反應(yīng)方程式可知此時(shí)n(CO2)=1mol,再加入加入1molCO2和1molCH3OH,即二者的濃度均變?yōu)樵瓉淼?倍,而CH3OH和CO2的系數(shù)相等,所以同等倍數(shù)增大二者濃度,Qc仍等于K,平衡不移動(dòng),C正確;D.反應(yīng)Ⅰ恒溫,而反應(yīng)Ⅱ絕熱,所以平衡時(shí)二者溫度不相同,則平衡常數(shù)不同,D錯(cuò)誤;綜上所述答案為C?!敬鸢浮緾【變式訓(xùn)練2】(依據(jù)圖像計(jì)算)(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))一定溫度下,把6molA和5molB通入容積為4L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g),反應(yīng)經(jīng)過5min達(dá)到平衡,此時(shí)生成2molC,正反應(yīng)速率(v正)和逆反應(yīng)速率(v逆)隨時(shí)間(t)的變化如圖所示。下列說法正確的是A.t2=5min,平衡時(shí)3v正(A)=2v逆(D)B.0~t2,A的平均反應(yīng)速率為0.15mol·L-1·min-1C.t2~t3,各物質(zhì)的濃度一定相等D.B的平衡轉(zhuǎn)化率為25%【詳解】A.t2時(shí),正逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)達(dá)到平衡,平衡時(shí)2v正(A)=3v逆(D),A錯(cuò)誤;B.反應(yīng)經(jīng)過5min達(dá)到平衡時(shí)生成2molC,則消耗了3molA,A的平均反應(yīng)速率為=0.15mol·L-1·min-1,B正確;C.t2~t3,反應(yīng)為平衡狀態(tài),正逆反應(yīng)速率相等,但各物質(zhì)濃度與初始投料有關(guān),不一定相等,C錯(cuò)誤;D.達(dá)到平衡時(shí),生成2molC,則消耗了1molB,B的平衡轉(zhuǎn)化率為=20%,D錯(cuò)誤;答案選B?!敬鸢浮緽【變式訓(xùn)練3】(依據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算)(2023·浙江高三二模)利用催化劑將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2,是尾氣處理的一種方法,方程式為:。為測(cè)定在某種催化劑作用下的反應(yīng)速率,在某溫度下用氣體傳感器測(cè)得不同時(shí)間的NO和CO濃度如表:時(shí)間(s)012345下列說法不正確的是;A.該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行,則反應(yīng)的B.前2s內(nèi)的平均反應(yīng)速率C.在該溫度下,反應(yīng)的平衡常數(shù)K=500D.在密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),縮小容積能提高NO轉(zhuǎn)化率【解析】A.當(dāng)ΔG=ΔH-TΔS<0時(shí)反應(yīng)可以自發(fā),該反應(yīng)為氣體系數(shù)減小的反應(yīng),ΔS<0,則只有ΔH也小于0時(shí)才可能滿足ΔG<0,A正確;B.前2s內(nèi)Δc(NO)=(1.00×10?3?2.5×10?4)mol/L=7.5×10?4mol/L,根據(jù)反應(yīng)方程式可知相同時(shí)間內(nèi)Δc(N2)=3.75×10?4mol/L,v(N2)==1.875×10-4mol/(L?s),B正確;C.根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知4s后CO和NO的濃度不再改變,反應(yīng)達(dá)到平衡,此時(shí)c(NO)=1.00×10?4mol/L、c(NO)=2.70×10?3mol/L,Δc(NO)=9×10?4mol/L,則c(CO2)=9×10?4mol/L,c(N2)=4.5×10?4mol/L,平衡常數(shù)K==5000,C錯(cuò)誤;D.該反應(yīng)為氣體系數(shù)之和減小的反應(yīng),縮小容器體積壓強(qiáng)增大平衡正向移動(dòng),NO的轉(zhuǎn)化率增大,D正確;綜上所述答案為C?!敬鸢浮緾高頻考點(diǎn)3考查化學(xué)反應(yīng)速率大小的比較例3.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))對(duì)于可逆反應(yīng)A(g)+3B(s)2C(g)+2D(g),在不同條件下的化學(xué)反應(yīng)速率如下,其中表示的反應(yīng)速率最快的是A.v(A)=0.5mol·L-1·min-1 B.v(B)=1.2mol·L-1·s-1C.v(D)=0.4mol·L-1·min-1 D.v(C)=0.1mol·L-1·s-1【解析】同一化學(xué)反應(yīng)中,同一段時(shí)間內(nèi),各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其計(jì)量數(shù)之比;先把不同物質(zhì)的反應(yīng)速率換算成同一物質(zhì)的反應(yīng)速率再進(jìn)行比較,A.v(A)=0.5mol·L-1·min-1,A錯(cuò)誤;B.B是固體,固體的濃度視為常數(shù),故不能用固體的濃度變化來表示反應(yīng)速率,B錯(cuò)誤;C.v(D)=0.4mol·L-1·min-1,所以v(A)==0.4mol·L-1·min-1=0.2mol·L-1·min-1,C錯(cuò)誤;D.v(C)=0.1mol·L-1·s-1,所以v(A)==0.1mol·L-1·s-1=0.05mol·L-1·s-1=3mol·L-1·min-1,D正確;故選D?!敬鸢浮緿【規(guī)律總結(jié)】定量法比較化學(xué)反應(yīng)速率的大小(1)歸一法:按照化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系換算成同一物質(zhì)、同一單位表示,再比較數(shù)值大小。(2)比值法:比較化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計(jì)量數(shù)的比值。如aA(g)+bB(g)cC(g),即比較eq\f(vA,a)與eq\f(vB,b),若eq\f(vA,a)>eq\f(vB,b),則用A表示時(shí)的反應(yīng)速率比用B表示時(shí)大。【變式訓(xùn)練】(根據(jù)圖像判斷某點(diǎn)反應(yīng)速率的大?。?2023·浙江高三)溫度下,向2L真空密閉容器中加入固體,發(fā)生反應(yīng):(未配平),反應(yīng)過程如圖,下列說法正確的是A.X可能為B.用表示的反應(yīng)速率為C.第2min時(shí)逆反應(yīng)速率大于第4min時(shí)逆反應(yīng)速率D.第4min時(shí),保持溫度和容積不變,向容器中再加入,混合氣體顏色加深【解析】A.由圖像可知,2min時(shí)物質(zhì)的量變化為2mol、NO2的物質(zhì)的量變化為2mol,、NO2系數(shù)比為1:1,根據(jù)元素守恒,X為,故A錯(cuò)誤;B.內(nèi)物質(zhì)的量變化為2mol,所以用表示的反應(yīng)速率為,故B正確;C.第2min時(shí)NO2的濃度小于第4min時(shí)NO2的濃度,所以第2min時(shí)逆反應(yīng)速率小于第4min時(shí)逆反應(yīng)速率,故C錯(cuò)誤;D.是固體,第4min時(shí),保持溫度和容積不變,向容器中再加入,平衡不移動(dòng),混合氣體顏色不變,故D錯(cuò)誤;選B?!敬鸢浮緽高頻考點(diǎn)4考查外界因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響例4.(2023·上海松江·二模)相同條件下,取pH=2的HCl溶液和pH=2的CH3COOH溶液各100mL,分別加入0.65g鋅粉充分反應(yīng),有關(guān)敘述正確的是A.CH3COOH與鋅反應(yīng)起始速率快 B.HCl與鋅粉反應(yīng)放出H2多C.HCl與鋅反應(yīng)起始速率快 D.CH3COOH與鋅粉反應(yīng)放出H2多【解析】0.65gZn為0.01mol,鹽酸物質(zhì)的量為0.01mol/L×0.1L=0.001mol,所以對(duì)于鹽酸而言鋅是過量的。此外醋酸是弱酸,pH相同的情況下,醋酸的濃度大于鹽酸的濃度。A.開始時(shí)兩溶液pH相同,c(H+)相等,則兩種酸與Zn反應(yīng)的起始速率相等,A錯(cuò)誤;B.與足量的鋅反應(yīng),酸電離出的H+越多,產(chǎn)生氫氣的量越多,醋酸的濃度大于鹽酸濃度,體積相同的情況下,醋酸與鋅放出的H2多,B錯(cuò)誤;C.起始時(shí)pH相同,說明氫離子濃度相同,所以反應(yīng)速率也相同,C錯(cuò)誤;D.pH相同的情況下,醋酸的濃度大于鹽酸,而且鋅是足量的,故在等體積的條件下,醋酸與鋅反應(yīng)產(chǎn)生的H2更多,D正確;故答案選D?!敬鸢浮緿【易錯(cuò)警示】警惕外界因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的5大誤區(qū)(1)誤認(rèn)為隨著化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行,化學(xué)反應(yīng)速率一定逐漸減小。其實(shí)不一定,因?yàn)榉磻?yīng)速率不僅受濃度影響,而且受溫度影響,一般會(huì)先增大后減小。(2)誤用某物質(zhì)的物質(zhì)的量代替物質(zhì)的量濃度計(jì)算化學(xué)反應(yīng)速率。速率大小比較時(shí)易忽視各物質(zhì)的反應(yīng)速率的單位是否一致,單位書寫是否正確。(3)誤認(rèn)為純固體和純液體不會(huì)改變化學(xué)反應(yīng)速率。實(shí)際上不能用純固體和純液體物質(zhì)的變化表示化學(xué)反應(yīng)速率,但若將固體的顆粒變小(增大固體的接觸面積)則化學(xué)反應(yīng)速率會(huì)加快。(4)誤認(rèn)為只要增大壓強(qiáng),化學(xué)反應(yīng)速率一定增大。實(shí)際上反應(yīng)在密閉固定容積的容器中進(jìn)行,若充入氦氣(或不參與反應(yīng)的氣體),壓強(qiáng)增大,但參與反應(yīng)的各物質(zhì)的濃度不變,反應(yīng)速率不變;若反應(yīng)在密閉容積可變的容器中進(jìn)行,充入氦氣(或不參與反應(yīng)的氣體)而保持壓強(qiáng)不變,容器體積增大,各組分濃度減小,反應(yīng)速率減小。(5)誤認(rèn)為溫度、壓強(qiáng)等條件的改變對(duì)正、逆反應(yīng)速率影響不一致。如認(rèn)為升溫既然使化學(xué)平衡向吸熱方向移動(dòng),則對(duì)于放熱反應(yīng),升溫時(shí),逆反應(yīng)速率增大,而正反應(yīng)速率減小。其實(shí)不然,溫度升高,正、逆反應(yīng)速率都增大,只是吸熱反應(yīng)方向速率增大程度大;同理,降溫會(huì)使吸熱反應(yīng)方向速率減小程度大,而導(dǎo)致化學(xué)平衡向放熱方向移動(dòng)?!咀兪接?xùn)練】(2023·陜西咸陽市·高三一模)氨的工業(yè)合成對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有劃時(shí)代意義。在容積固定的密閉容器中充入一定量的和,一定條件下發(fā)生反應(yīng)。下列有關(guān)敘述正確的是A.相同條件下,B.溫度不變時(shí),向容器中充入氦氣,反應(yīng)速率加快C.升高溫度,正反應(yīng)速率減小,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)D.增大的濃度,能提高的轉(zhuǎn)化率【解析】A.相同條件下,用不同物質(zhì)表示的速率之比等于方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,所以v(H2):v(NH3)=3:2,故A錯(cuò)誤;B.溫度不變時(shí),向容積恒定的容器中通入惰性氣體,由于容器體積不變,所以各物質(zhì)濃度不變,所以反應(yīng)速率不變,故B錯(cuò)誤;C.升高溫度,正逆反應(yīng)速率都加快,故C錯(cuò)誤;D.增大氮?dú)獾臐舛龋胶庹蛞苿?dòng),所以氫氣的轉(zhuǎn)化率增大,故D正確;故選D?!敬鸢浮緿高頻考點(diǎn)5考查控制變量法探究反應(yīng)速率的影響因素例5.(2023·北京·101中學(xué)三模)化學(xué)小組探究銅與硝酸反應(yīng)的快慢及產(chǎn)物。實(shí)驗(yàn)Ⅰ開始無明顯現(xiàn)象,漸有小氣泡生成,液面上方出現(xiàn)淺紅棕色氣體,溶液呈藍(lán)色。實(shí)驗(yàn)Ⅱ最初反應(yīng)較慢,隨后加快,反應(yīng)劇烈;產(chǎn)生紅棕色氣體;溶液呈綠色。資料:銅與濃反應(yīng)一旦發(fā)生就變快,生成的可溶于水形成(弱酸),反應(yīng)就加快。下列說法正確的是A.與反應(yīng)生成和NOB.亞硝酸能加快反應(yīng)速率,是因?yàn)閬喯跛峥勺鲢~與硝酸反應(yīng)的催化劑C.I中反應(yīng)慢的原因可能是因?yàn)橄∠跛岵荒軐O氧化為,體系中不能生成D.分別向1mL濃硝酸中加入幾滴30%溶液或一定量固體,再加入銅片,預(yù)計(jì)反應(yīng)均較慢【解析】A.根據(jù)得失電子守恒可知,與反應(yīng)應(yīng)該是發(fā)生歧化反應(yīng),氮元素的化合價(jià)應(yīng)該有升有降,不能只下降,生成低價(jià)態(tài)的和NO,應(yīng)該生成HNO3和NO,A錯(cuò)誤;B.根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和資料,亞硝酸可以加快反應(yīng)速率,但不一定是催化劑,催化劑要在反應(yīng)前后的性質(zhì)和質(zhì)量保持不變,B錯(cuò)誤;C.稀硝酸的氧化性比濃硝酸弱,不能氧化NO,因此也不能產(chǎn)生HNO2,故I中反應(yīng)慢的原因可能是因?yàn)橄∠跛岵荒軐O氧化為,體系中不能生成,C正確;D.過氧化氫和HNO2發(fā)生氧化還原反應(yīng),因此HNO2濃度減小甚至為0,反應(yīng)速率減慢,但加入亞硝酸鈉,可以增大體系中HNO2含量,反應(yīng)速率會(huì)加快,D錯(cuò)誤;故答案為:C。【答案】C【名師歸納】控制變量法探究影響反應(yīng)速率的因素題目解題策略(1)確定變量:理清影響實(shí)驗(yàn)探究結(jié)果的所有因素。(2)定多變一:在探究時(shí),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(shí)注意選擇數(shù)據(jù)(或設(shè)置實(shí)驗(yàn))要有效,且變量統(tǒng)一,否則無法作出正確判斷。【變式訓(xùn)練】(2023·山東濱州市·高三二模)某同學(xué)為探究濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)。①②③④試劑a1mL0.01mol/L酸性高錳酸鉀水溶液1mL0.01mol/L酸性高錳酸鉀水溶液1mL0.01mol/L酸性高錳酸鉀水溶液1mL0.01mol/L酸性高錳酸鉀水溶液試劑b2mL0.1mol/LH2C2O4水溶液2mL0.2mol/LH2C2O4水溶液1mL0.2mol/LH2C2O4水溶液1mL以濃鹽酸為溶劑配制的0.2mol/LH2C2O4水溶液褪色時(shí)間690s677s600s下列說法錯(cuò)誤的是A.對(duì)比實(shí)驗(yàn)①、②可知,H2C2O4水溶液濃度增大,反應(yīng)速率加快B.對(duì)比實(shí)驗(yàn)②、③可知,酸性高錳酸鉀水溶液濃度增大,反應(yīng)速率加快C.為驗(yàn)證H+濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)④并與③對(duì)照D.實(shí)驗(yàn)③的離子方程式為2+6H++5H2C2O4=2Mn2++10CO2↑+8H2O【解析】A.對(duì)比實(shí)驗(yàn)①、②可知,兩實(shí)驗(yàn)中只有H2C2O4水溶液濃度不同,且濃度大的褪色時(shí)間較短,故H2C2O4水溶液濃度增大,反應(yīng)速率加快,選項(xiàng)A正確;B.對(duì)比實(shí)驗(yàn)②、③可知,兩實(shí)驗(yàn)中只有H2C2O4水溶液的體積不同,且前者大,則相當(dāng)于高錳酸鉀水溶液的濃度小,褪色時(shí)間長(zhǎng),則酸性高錳酸鉀水溶液濃度增大,反應(yīng)速率加快,選項(xiàng)B正確;C.若為驗(yàn)證H+濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)④并與③對(duì)照,則氯離子也可能對(duì)反應(yīng)速率有影響,從而引起干擾,無法得到驗(yàn)證,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;D.實(shí)驗(yàn)③高錳酸鉀氧化草酸生成二氧化碳,反應(yīng)的離子方程式為2+6H++5H2C2O4=2Mn2++10CO2↑+8H2O,選項(xiàng)D正確;答案選C?!敬鸢浮緾高頻考點(diǎn)6考查利用“斷點(diǎn)”突破化學(xué)反應(yīng)速率圖像(v-t圖)例6.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))對(duì)于反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<0已達(dá)平衡,如果其他條件不變時(shí),分別改變下列條件,對(duì)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(0~t1:v正=v逆;t1時(shí)改變條件,t2時(shí)重新建立平衡)()A.增加氧氣的濃度B.增大壓強(qiáng)C.升高溫度D.加入催化劑【解析】A.分析時(shí)要注意改變條件瞬間v正、v逆的變化,增加O2的濃度,v正增大,v逆瞬間不變,與圖像相符,故A不符合題意;B.增大壓強(qiáng),v正、v逆都增大,v正增大的倍數(shù)大于v逆,與圖像相符,故B不符合題意;C.升高溫度,v正、v逆都瞬間增大,條件與圖像不相符,故C符合題意;D.加入催化劑,v正、v逆同時(shí)同倍數(shù)增大,與圖像相符,故D不符合題意;答案選C。【答案】C【規(guī)律總結(jié)】(1)當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到一種平衡后,若某一時(shí)刻外界條件發(fā)生改變,都可能使速率-時(shí)間圖像的曲線出現(xiàn)不連續(xù)的情況,即出現(xiàn)“斷點(diǎn)”。根據(jù)“斷點(diǎn)”前后的速率大小,即可對(duì)外界條件的變化情況做出判斷。如:t1時(shí)刻改變的條件可能是使用了催化劑或增大壓強(qiáng)(僅適用于反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變的反應(yīng))。(2)常見含“斷點(diǎn)”的速率變化圖像分析【變式訓(xùn)練】對(duì)于反應(yīng):X(g)+Y(g)2Z(g)ΔH<0的反應(yīng),某一時(shí)刻改變外界條件,其速率隨時(shí)間的變化圖像如圖所示。則下列說法符合該圖像的是()A.t1時(shí)刻,增大了X的濃度B.t1時(shí)刻,升高了體系溫度C.t1時(shí)刻,降低了體系溫度D.t1時(shí)刻,使用了催化劑【解析】由圖像可知,外界條件同等程度地增大了該反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率,正逆反應(yīng)速率相等,平衡不移動(dòng)。A項(xiàng)、t1時(shí)刻,增大X的濃度,正反應(yīng)速率瞬間增大,逆反應(yīng)速率瞬間不變,故A錯(cuò)誤;B項(xiàng)、升高體系溫度不會(huì)同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),逆反應(yīng)速率會(huì)大于正反應(yīng)速率,故B錯(cuò)誤;C項(xiàng)、降低體系溫度不會(huì)同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率,逆反應(yīng)速率會(huì)小于正反應(yīng)速率,故C錯(cuò)誤;D項(xiàng)、使用催化劑可同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率,正、逆反應(yīng)速率都增大,正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率,平衡不移動(dòng),故D正確;答案選D?!敬鸢浮緿高頻考點(diǎn)7考查速率常數(shù)及其應(yīng)用例7.(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))T℃時(shí),H2還原NO以消除氮氧化物污染的反應(yīng)2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)能自發(fā)進(jìn)行,其正反應(yīng)速率方程為=kca(NO)cb(H2),實(shí)驗(yàn)得到如下數(shù)據(jù):組別c(NO)起始/mol·L-1c(H2)起始/mol·L-1(正反應(yīng))起始/mol·L-1·s-1I6.00×10-32.00×10-32.16×10-3II1.20×10-

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