2020版高考化学一轮复习第七章高考热点微专题系列（八）课件新人教版.pptx

高考热点微专题系列(八) 测定化学反应速率的变量控制,【典题精析晓一通百】 【典题】(2019重庆模拟)“碘钟”实验中,3I-+ +2 的反应速率可以用 与加入的淀粉溶 液显蓝色的时间t来度量,t越小,反应速率越大。某探 究性学习小组在20 进行实验,得到的数据如下表: 回答下列问题:,(1)该实验的目的是_。 (2)显色时间t1=_。 (3)温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律,若在40 下进行编号对应浓度的实验,显色时间t2的范围为_(填字母)。 A.44.0 s D.数据不足,无法判断,(4)通过分析比较上表数据,得到的结论是_ _。,【精析】由题目中表格数据可分析出c(I-)、c( ) 浓度越大,反应速率越快,显蓝色所需时间越少,故实验 目的应是研究反应物I-与 的浓度对反应速率的影 响,因反应速率与反应物起始浓度乘积成正比(或显色 时间与反应物起始浓度乘积成反比),由中数据可 列关系:显色时间t2=(0.0400.04088.0)/,(0.1200.040)=29.3 s,升高温度,反应速率加快,故显色时间t222.0 s。,答案:(1)研究反应物I-与 的浓度对反应速率的影 响 (2)29.3 s (3)A (4)反应速率与反应物起始 浓度乘积成正比(或显色时间与反应物起始浓度乘积成 反比),【答题策略思睿观通】 1.控制变量探究实验题的解题策略,2.基本流程,3.影响化学反应速率的“8”个重要因素 (1)浓度 (2)温度 (3)压强 (4)催化剂 (5)固体的表面积 (6)原电池反应 (7)酸碱度 (8)光照强度,4.基本解题思路,【类题精练触类旁通】 (2019广州模拟)在一个容积固定为2 L的密闭容器中, 发生反应:aA(g)+bB(g) pC(g) H=?反应情况记 录如下表:,请仔细分析,根据表中数据,回答下列问题: (1)第2 min到第4 min内A的平均反应速率v(A)=_molL-1min-1。,(2)由表中数据可知反应在第4 min到第6 min时处于平衡状态,若在第2 min、第6 min、第8 min时分别改变了某一反应条件,则改变的条件可能分别是 第2 min_或_; 第6 min_; 第8 min_。,(3)若从开始到第4 min建立平衡时反应放出的热量为235.92 kJ,则该反应的H=_。,【解析】(1)v(A)= =0.2 mol L-1min-1。 (2)从2 min4 min来看,A、B、C的浓度变化量比 前2 min大,说明反应速率加快了,故2 min时改变的条 件可能为使用催化剂或升高温度。第6 min改变条件 后,达到第8 min时,作为反应物,A的浓度减少而B的浓 度增加,可知改变的条件为增加B的浓度。从0,2 min来看,A、B、C的浓度变化量分别为0.2 mol L-1、0.4 molL-1、0.4 molL-1可知a、b、p分别为 1、2、2,从第9 min的数据来看,C的浓度大幅度减小, 而A、B浓度也减小,且减小量与化学方程式中化学计量 数成正比,可知第8 min改变的条件为减小C的浓度。,(3)从开始到第4 min消耗A 1.2 mol,共放出热量 235.92 kJ,故每消耗1 mol A放出热量: = 196.6 kJmol-1,由(2)的分析可知A的化学计量数为1, 故该反应的H=-196.6 kJmol-1。,答案:(1)0.2 (2)使用催化剂 升高温度 增加B的浓度 减小C的浓度 (3)-196.6 kJmol-1,【加固训练】 1.(2019龙岩模拟)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的实验。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。,请完成此实验设计,其中:V6=_,V8=_,V9=_。 该同学最后得出的结论为当加入少量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)在稀硫酸中加入硫酸铜后发生了两个反 应:CuSO4+Zn=ZnSO4+Cu、Zn+H2SO4=ZnSO4+ H2。(2)由于Zn与反应生成的Cu及硫酸铜溶液组成了 Cu-Zn原电池,大大加快了生成氢气的反应速率。(3)只 要是比锌的金属性差的金属都可以与锌组成原电池,都 可以加快生成氢气的反应速率,故在所给的物质中只有 Ag2SO4符合题意。(4)要加快生成氢气的反应速率,还,可以采取如下措施:升高温度、适当增大硫酸的浓度、 增加锌粒的比表面积等。(5)因为要研究硫酸铜的量对 反应速率的影响,故应保持硫酸的浓度在各组实验中相 同,则硫酸溶液的体积均取30 mL,根据F中增加的水与 硫酸铜溶液的体积之和为20 mL,可以求得V6=10 mL, V8=19.5 mL,V9=17.5 mL。由于析出的铜的量较多,会,覆盖在锌的表面,使得锌与稀硫酸接触面积大大减小,故反应速率反而减慢了。,答案:(1)Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu、Zn+H2SO4= ZnSO4+H2 (2)CuSO4与Zn反应产生的Cu与Zn形成CuZn原电池,加快了氢气产生的速率 (3)FeSO4 (4)升高反应温度;适当增加硫酸的浓度,(5)10 19.5 17.5 当加入一定量的CuSO4后,生成的单质Cu会沉积在Zn的表面,降低了Zn与H2SO4溶液的接触面积,2.(2018北京高考)近年来,研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下:,(1)反应:2H2SO4(l)=2SO2(g)+2H2O(g)+O2(g) H1=+551kJmol-1 反应:S(s)+O2(g)=SO2(g) H3=-297kJ mol-1 反应的热化学方程式:_。,(2)对反应,在某一投料比时,两种压强下,H2SO4在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示。p2_p1(填“”或“”),得出该结论的理由是_。,(3)I-可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂,可能的催化过程如下。将ii补充完整。 i.SO2+4I-+4H+=S+2I2+2H2O ii.I2+2H2O+_ =_+_+2I-,(4)探究i、ii反应速率与SO2歧化反应速率的关系,实验如下:分别将18 mL SO2饱和溶液加入到2 mL下列试剂中,密闭放置观察现象。(已知:I2易溶解在KI溶液中),B是A的对比实验,则a=_。 比较A、B、C,可得出的结论是_。 实验表明,SO2的歧化反应速率DA。结合i、ii反应速率解释原因:_。,【解析】(1)根据盖斯定律,反应和反应相加后的 逆反应为反应的热化学方程式:3SO2(g)+2H2O(g) =2H2SO4(l)+S(s) H2=-254 kJmol-1。(2)根据 图示,在相同温度下,p2时硫酸的物质的量分数更大。 反应是气体分子数减小的反应,增大压强,平衡右移, 硫酸的物质的量分数增大,故p2p1。(3)反应ii中I2化 合价降低,所以另一种反应物应为还原剂SO2,其化合价,升高,生成物是 ,根据电荷守恒原则,在酸性条件下 用H+调整电荷守恒,故I2+2H2O+SO2= +4H+2I-。 (4)B是A的对比实验,c(I-)应相同,故a=0.4。A、 B、C三组实验中,C为对照实验,证明在无I-存在 时,H2SO4对SO2的歧化反应无影响;A、B对比证明c(I-) 相同时,c(H+)越大,反应i速率越快。I2易溶解在KI,溶液中,将反应ii乘以2与反应i相加,得反应式 3SO2+2H2O=S+2 +4H+,可知随着反应的进行 c(H+)增大,根据的结论,SO2的歧化反应速率DA。,答案:(1)3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s) H2=-254 kJmol-1,(2) 反应是气体分子数减小的反应,温度一定时, 增大压强使反应正向移动,H2SO4的物质的量增大,体系 总物质的量减小,H2SO4的物质的量分数增大 (3)SO2 4H+ (4)0.4 I-是SO2歧化反应的催化 剂,H+单独存在时不具有催化作用,但H+可以加快歧化 反应速率 反应ii比i快;D中由反应ii产生的H+使反 应i加快,3.(2019衡水模拟)汽车厂商常利用催化技术将尾气 中的NO和CO转化成CO2和N2,化学方程式如下: 2NO+2CO 2CO2+N2。为研究如何提高该转化过 程反应速率,某课题组进行了以下实验探究。,催化剂,【资料查阅】 不同的催化剂对同一反应的催化效率不同。 使用相同的催化剂,当催化剂质量相等时,催化剂的比表面积对催化效率有影响。,【实验设计】 课题组为探究某些外界条件对汽车尾气转化速率的影响规律,设计了以下对比实验。 (1)完成以下实验设计表(表中不要留空格)。,【图象分析与结论】 利用气体传感器测定了三组实验中CO浓度随时间变化的曲线图,如图:,(2)计算第组实验中,达到平衡时NO的浓度为_。 (3)由曲线、可知,增大催化剂比表面积,汽车尾气转化速率_(填“增大”“减小”或“无影响”)。,【解析】(1)为对照实验,是同种催化剂的比表面 积增大,因此其他条件相同,所以是探究催化剂比表 面积对尾气转化速率的影响,温度是280 ;NO初始浓 度是6.5010-3molL-1;CO初始浓度是4.00 10-3molL-1。 (2)第组实验中,开始时c(CO)=4.00 10-3molL-1,达到平衡时C