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1、高考化学复习化学反应速率及其影响因素知识点复习一、化学反应速率及其影响因素【知识整合】1.化学反应速率(1)概念:通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。(2)表达式:v=常用单位:molL-1s-1、molL-1min-1。(3)速率大小判断方法:对同一个反应,用不同物质表示时,数值可能不同,比较的方法是将其换算为同一种物质再进行比较,同时,还要注意其单位是否统一,若单位不统一,要先将单位统一,否则可能会得出错误结论。 对反应物来说,c=c(始)-c(终);对生成物来说,c=c(终)-c(始)。表示化学反应速率时,要注明具体物质。同一反应中,用不同的物质表示反应速率时,数值
2、可能不同,但意义相同。各物质的化学反应速率之比等于反应方程式中的化学计量数(系数)之比。例如反应:mA(g)+nB(g)pC(g),其速率比为v(A)v(B)v(C)=mnp。固体和纯液体的浓度视为常数,因此表示化学反应速率时一般不用固体或纯液体来表示。2.外界条件对反应速率的影响(其他条件不变,改变一个条件)浓度增大反应物的浓度,反应速率增大,反之减小。压强对于有气体参加的反应,增大压强(反应混合物的浓度增大),反应速率加快,反之减慢。温度升高温度,反应速率加快,反之减慢。催化剂使用催化剂,能改变化学反应速率,且正逆反应速率的改变程度相同。其他因素反应物间的接触面积、光照、放射线辐射、超声波
3、等。 (1)当升高温度或增大压强时,正、逆反应速率都增大,但增大程度不同,取决于反应的热效应和方程式的化学计量数。(2)当降低温度或减小压强时,正、逆反应速率都降低,但降低程度不同。(3)温度对吸热方向反应速率影响程度大;压强对体积减小方向反应速率影响程度大。3.利用有效碰撞理论理解外界条件对化学反应速率的影响【规律方法】关于化学反应速率的两个问题(1)灵活应用“反应速率之比=化学计量数(系数)之比=浓度变化量之比=物质的量变化量之比”这一公式求算化学反应速率,确定物质的化学计量数(系数)、书写化学方程式。(2)准确理解外界条件对化学反应速率的影响固体、纯液体的浓度视为定值,不因其量的增减而影
4、响反应速率,但因表面积(接触面)的变化而改变反应速率。如将硫铁矿粉碎是为了增大接触面,加快反应速率。改变压强,对化学反应速率产生影响的根本原因是引起浓度的改变。在讨论压强对反应速率的影响时,应区分引起压强改变的原因,这种改变对反应体系的浓度产生何种影响。对于气体体系,有以下几种情况:恒温时:增大压强体积缩小气体物质浓度增大反应速率加快恒容时:a.充入气体反应物浓度增大总压增大反应速率加快b.充入“惰气”总压增大(分压不变)各反应物浓度不变反应速率不变恒压时:充入“惰气”体积增大各反应物浓度减小反应速率减慢【典例1】 在容积不变的密闭容器中存在如下反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H
5、v(逆),应是增大体系的压强所致,A项错;图中图像显示v(正)=v(逆)都高于原平衡体系,而体系中通入氦气,并未改变各组分的浓度,故不影响v(正)、v(逆),B项错;催化剂只能改变化学反应速率,对化学平衡无影响,因而加入催化剂后,甲、乙能达到同一平衡状态,C项错;图中乙比甲到达平衡所需时间短,其他条件不变时,T(乙)T(甲),且此反应的H0,温度由T(乙)T(甲)降低,(SO2)降低,符合曲线变化,D项正确。答案:D。化学反应速率及其影响因素1.一定条件下,溶液的酸碱性对TiO2光催化染料R降解反应的影响如图所示。下列判断正确的是()A.在050 min之间,pH=2和pH=7时R的降解百分率
6、相等B.溶液酸性越强,R的降解速率越小C.R的起始浓度越小,降解速率越大D.在2025 min之间,pH=10时R的平均降解速率为0.04 molL-1min-1解析:由图像可看出,50 min时,pH=2和pH=7时R均完全降解,A正确;在反应物起始浓度小的情况下,pH=2时R的降解速率明显大于pH=7和pH=10时的降解速率,若起始浓度相等,pH=2时的降解速率会更大,说明酸性越强,R降解速率越大,B错误;图像中出现了两个影响速率的条件:反应物起始浓度和pH。因pH不同,不能由图像判断反应物浓度对反应速率的影响。对于所有的化学反应而言,均为反应物浓度越大,反应速率越大,C错误;2025 m
7、in之间,pH=10时R的平均降解速率为:=410-6 molL-1min-1,D错误。答案:A。 此题以图像题的形式考查了影响反应速率的条件,且同时出现了两个影响速率的条件,考生容易错选C。2.(双选题)对于可逆反应H2(g)+I2(g)2HI(g),在温度一定下由H2(g)和I2(g)开始反应,下列说法正确的是()A.H2(g)的消耗速率与HI(g)的生成速率之比为21B.反应进行的净速率是正、逆反应速率之差C.正、逆反应速率的比值是恒定的D.达到平衡时,正、逆反应速率相等解析:各物质的反应速率之比等于各物质化学计量数之比,H2的消耗速率与HI的生成速率之比为12,A错;该反应进行的净速率
8、是指某一物质的正反应速率与逆反应速率之差,B正确;随反应进行正反应速率在减小,逆反应速率在增大,二者之比逐渐减小,C错;正、逆反应速率相等是平衡建立的特征,D正确。答案:BD。3.对于化学反应3W(g)+2X(g)4Y(g)+3Z(g),下列反应速率关系中,正确的是()A.v(W)=3v(Z)B.2v(X)=3v(Z)C.2v(X)=v(Y) D.3v(W)=2v(X)解析:用不同物质表示同一反应的反应速率时,其速率值之比等于其化学计量数之比,即=,故C正确。答案:C。4.化合物Bilirubin在一定波长的光照射下发生分解反应,反应物浓度随反应时间变化如图所示,计算反应48 min间的平均反
9、应速率和推测反应16 min时反应物的浓度,结果应是()A.2.5 molL-1min-1和2.0 molL-1B.2.5 molL-1min-1和2.5 molL-1C.3.0 molL-1min-1和3.0 molL-1D.5.0 molL-1min-1和3.0 molL-1解析:分析图像可知,在48 min时间段内反应物的浓度由20 molL-1下降到10 molL-1,浓度变化量为10 molL-1,故反应速率为=2.5 molL-1min-1。随着反应的进行,反应速率逐渐减慢,大致的变化规律是反应每进行4 min,反应速率降低一半,所以当反应进行到16 min时,反应物的浓度降到大约
10、2.5 molL-1。答案:B。5.碘在科研与生活中有重要应用。某兴趣小组用0.50 molL-1 KI、0.2%淀粉溶液、0.20 molL-1 K2S2O8、0.10 molL-1 Na2S2O3等试剂,探究反应条件对化学反应速率的影响。已知:S2+2I-2S+I2(慢)I2+2S22I-+S4(快)(1)向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液,当溶液中的耗尽后,溶液颜色将由无色变为蓝色。为确保能观察到蓝色,S2与S2初始的物质的量需满足的关系为:n(S2)n(S2)。(2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表:实验序号体积V/mLK2S
11、2O8溶液水KI溶液Na2S2O3溶液淀粉溶液10.00.04.04.02.09.01.04.04.02.08.0Vx4.04.02.0表中Vx=mL,理由是。(3)已知某条件下,浓度c(S2)反应时间t的变化曲线如图,若保持其他条件不变,请在答题卡坐标图中,分别画出降低反应温度和加入催化剂时c(S2)t的变化曲线示意图(进行相应的标注)。(4)碘也可用作心脏起搏器电源-锂碘电池的材料。该电池反应为:2Li(s)+I2(s)2LiI(s)H已知:4Li(s)+O2(g)2Li2O(s)H14LiI(s)+O2(g)2I2(s)+2Li2O(s)H2则电池反应的H=;碘电极作为该电池的极。解析:
12、(1)根据提供的2个反应可知,当S2耗尽后,生成的I2不再被转化为I-,溶液变为蓝色,若要保证能看到蓝色需有I2剩余。所以n(S2)n(S2)21。(2)由表格可知溶液的总体积V是定值,所以三次实验的总体积应该是20.0 mL,所以Vx应为2 mL。(3)降温会使反应速率减慢,加入催化剂会加快反应。(4)4Li(s)+O2(g)2Li2O(s)H14LiI(s)+O2(g)2I2(s)+2Li2O(s)H2由-得:2Li(s)+I2(s)2LiI(s)H=,I2I-发生还原反应,做正极。答案:(1)S2231 min;30 、pH=7.0时所用时间15 min,而浓度变化同为0.0108 mo
13、l/L,则分解速率依次增大顺序为:ba”“”或“=”);(5)如果其他条件不变,将容器的容积变为1 L,进行同样的实验,则与上述反应比较:反应速率(填“增大”“减小”或“不变”),理由是 ;平衡时反应物的转化率(填“增大”“减小”或“不变”),理由是。解析:(1)A的浓度减少了 molL-1,B的浓度减少了 molL-1,所以vA= molL-1min-1,vB= molL-1min-1。(2) xA(g)+yB(g)pC(g)+qD(g)00所以xypq=2316,即x=2,y=3,p=1,q=6。(3)反应平衡时,D为2a mol,则B消耗掉a mol,所以转化率为100%。(4)只升高温
14、度,D的量由2a mol减至1.5a mol,所以正反应为放热反应,H0。答案:(1) molL-1min-1 molL-1min-1(2)2316(3)100%(4)(5)增大体积减小,反应物浓度增大,因而使反应速率增大减小体积减小,气体的压强增大,平衡向气体分子数减少的方向(即逆反应方向)移动,因而使反应物转化率减小8.某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中,发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题:(1)上述实验中发生反应的化学方程式有 ;(2)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是 ;(3)实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4种溶液,可与上
15、述实验中CuSO4溶液起相似作用的是。(4)要加快上述实验中气体产生的速率,还可采取的措施有 (答两种);(5)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,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时间。实验混合溶液ABCDEF4 molL-1 H2SO4溶液/mL30V1V2V3V4V5饱和CuSO4溶液/mL00.52.55V620H2O/mLV7V8V9V10100请完成此实验设计,其中:V1=,V6=,V9=;反应一段时间后,实验A中的金属呈色,实验E中的金属呈色;该同学最后得出的结论为:当加入少
16、量CuSO4溶液时,生成氢气的速率会大大提高,但当加入的CuSO4溶液超过一定量时,生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因 。解析:(1)(2)(3)考查了原电池可以加快氧化还原反应的速率这一考点,要想与Zn、稀H2SO4形成原电池,先由Zn置换活泼性排在Zn之后的金属,使其成为原电池的正极,从而加快Zn与稀H2SO4的反应速率。(4)加快化学反应速率的方法有升高温度、增大浓度、加入催化剂、增大固体表面接触面积等。(5)研究硫酸铜的量对H2生成速率的影响,前提条件要保证H2SO4溶液浓度以及与Zn的接触面积相同,由已知A中V(H2SO4溶液)=30(mL),推知V1=V2=
17、V3=V4=V5=30(mL),由F知溶液总体积为50(mL),则V7=20(mL),V8=19.5(mL),V9=17.5(mL),V10=15(mL),V6=10(mL)。当加入少量CuSO4溶液时,反应速率大大提高,当加入一定量CuSO4 溶液后,生成的单质Cu会沉积在Zn表面,减小了Zn与H2SO4溶液的接触面积,使反应速率减慢。答案:(1)Zn+CuSO4ZnSO4+Cu、Zn+H2SO4ZnSO4+H2(2)CuSO4溶液与Zn反应产生的Cu与Zn形成Cu/Zn微电池,加快了H2产生的速率(3)Ag2SO4(4)升高反应温度、适当增加H2SO4溶液的浓度、增加锌粒的比表面积等(答两种)(5)301017.5灰黑暗红当加入一定量CuSO4溶液后,生成的单质Cu会沉积在Zn表面,减小了Zn与H2SO4溶液的接触面积