2020版高考化学总复习第6章第3讲化学反应速率教案鲁科版.docx

第3讲化学反应速率2017级教学指导意见核心素养1.了解化学反应速率的概念及其定量表示方法，并能够进行简单计算。2.了解反应的活化能，认识基元反应活化能对反应的影响，了解催化剂的作用。3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响、规律，运用其解释生产、生活中的实际问题并优化、选择化学反应条件。1.变化观念与平衡思想：知道化学反应速率与外界条件有关；能多角度、动态地分析化学反应速率。2.证据推理与模型认知：可以通过分析、推理等方法认识化学反应速率的本质特征及其相互关系，建立模型；能运用模型解释化学现象，揭示现象的本质和规律。3.科学探究与创新意识：能通过控制变量来探究影响化学反应速率的外界条件。考点一化学反应速率学在课内1.化学反应速率2.化学反应速率与系数的关系(1)如aA(g)bB(g)dD(g)eE(g)物质的量改变量之比nAnBnDnEabde浓度改变量之比cAcBcDcEabde反应速率之比vAvBvDvEabde(2)实例：一定温度下，在密闭容器中发生反应：3A(g)B(g)2C(g)。已知v(A)0.6 molL1s1，则v(B)0.2 molL1s1，v(C)0.4 molL1s1。3.反应速率的定性、定量测定考在课外教材延伸判断正误(1)对于反应C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)，可用反应中任一物质表示该反应的反应速率。()(2)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同。()(3)同一化学反应，2 molL1s1的化学反应速率一定比1 molL1s1的化学反应速率快。()拓展应用在2 L的密闭容器中发生反应后各物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。回答下列问题：(1)反应方程式为_。(2)010 s的平均反应速率v(H2)_；v(HI)_。答案(1)H2(g)I22HI(g)(2)0.039 5 molL1s10.079 molL1s1基础点巩固1.在一定条件下，将A2和B2两种气体通入1 L密闭容器中，发生反应：xA2(g)yB2(g)2C(g)。2 s内的反应速率：v(A2)0.5 mol/(Ls)，v(B2)1.5 mol/(Ls)，v(C)1 mol/(Ls)。则x和y的值分别为()A.2和3 B.3和2C.3和1 D.1和3解析同一反应中不同物质表示的反应速率之比等于其系数之比，由于v(A2)v(B2)v(C)132，因此xy2132，则x1，y3。答案D2.反应A(g)3B(g)=2C(g)2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为v(A)0.45 molL1s1v(B)0.6 molL1s1v(C)0.4 molL1s1v(D)0.45 molL1s1下列有关反应速率的比较中正确的是()A. B.C. D.解析可用比值法进行反应速率大小比较，0.45 molL1s1；0.2(molL1s1)；0.2(molL1s1)；0.225(molL1s1)，故，B项正确。答案B3.一定温度下，A、B、C三个容器中均进行同一反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)HQ kJmol1，在相同的时间段内，测得：容器ABC反应速率(molL1min1)v(H2)3v(N2)3v(NH3)4则三个容器放出的热量Q的大小关系是()A.BCA B.ABCC.CAB D.BAC解析将B、C两个容器内的反应速率用H2来表示时，B中v(H2)9 molL1min1、C中v(H2)6 molL1min1，反应速率越大，单位时间内生成的产物越多，放出的热量越多。答案A名师点拨定量法比较化学反应速率的大小(1)归一法按照系数关系换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值大小。(2)比值法比较化学反应速率与系数的比值。如aA(g)bB(g)cC(g)，即比较与，若，则用A表示时的反应速率比用B表示时大。能力点提升4.(1)在容积为1.00 L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g)2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。在060 s时段，反应速率v(N2O4)为_ molL1s1。(2)工业上常用如下反应消除氮氧化物的污染：CH4(g)2NO2(g)N2(g)CO2(g)2H2O(g)H在温度为T1和T2时，分别将0.40 mol CH4和1.0 mol NO2充入体积为1 L的密闭容器中，n(CH4)随反应时间的变化如图所示。温度为T1时，010 min内NO2的平均反应速率v(NO2)_。解析(1)由题图可知，060 s时段，N2O4的物质的量浓度变化为0.060 molL1，v(N2O4)0.001 0 molL1s1。(2)前10 min，消耗甲烷的物质的量为(0.40.3)mol0.1 mol，即消耗NO2的物质的量为20.1 mol0.2 mol，根据化学反应速率的表达式：v(NO2)0.02 molL1min1。答案(1)0.001 0 molL1s1(2)0.02 molL1min15.(1)用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益，减少污染。一定条件下测得反应过程中 n(Cl2)的数据如下：t/min02.04.06.08.0n(Cl2)/(103 mol)01.83.75.47.2计算2.06.0 min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率(以molmin1为单位，写出计算过程)。(2)为了模拟反应2NO(g)2CO(g)N2(g)2CO2(g)在催化转化器内的工作情况，控制一定条件，让反应在恒容密闭容器中进行，用传感器测得不同时间NO和CO的浓度如下表：时间/s012345NO/(104 mol/L)10.04.502.501.501.001.00CO/(103 mol/L)3.603.052.852.752.702.70前2 s内的平均反应速率v(N2)_。解析(1)据反应4HClO2=2Cl22H2O可知：v(HCl)1.8103 molmin1。(2)由表中数据可知，前2 s内，NO的变化量为(10.02.50)104 mol/L7.50104 mol/L，N2的浓度变化量为3.75104 mol/L，所以前2 s内平均反应速率v(N2)1.875104 mol/(Ls)。答案(1)v(HCl)1.8103 molmin1(2)1.875104 mol/(Ls)名师点拨化学反应速率的计算(1)运用“三段式法”进行计算对于反应mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，t0 s时A的浓度为a molL1，B的浓度为b molL1，反应进行至t1 s时，A消耗了x molL1，则反应速率可计算如下：则v(A) molL1s1，v(C) molL1s1。(2)根据定义公式直接计算。(3)根据图表计算：找出图、表中物质的变化量，再根据公式计算。特别提醒：(1)题给信息物质与所问物质是否一致，如不一致，要根据系数进行换算。(2)如题目给出是相关物质的物质的量，要结合容器容积、换算成物质的量浓度。(3)要关注题给数据的单位。高考真题体验6.(2016北京理综，8)下列食品添加剂中，其使用目的与反应速率有关的是()A.抗氧化剂 B.调味剂C.着色剂 D.增稠剂答案A7.(1)(2013四川理综)在一定温度下，将气体X和气体Y各0.16 mol充入10 L恒容密闭容器中，发生反应：X(g)Y(g)2Z(g)Hv(Al)。2.外因(其他条件不变，只改变一个条件)3.理论解释有效碰撞理论(1)活化分子、活化能、有效碰撞活化分子：能够发生有效碰撞的分子。活化能：如图图中：E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，使用催化剂时正反应的活化能为E3，反应热为(E1E2)kJmol1。有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。(2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系考在课外教材延伸判断正误(1)碳酸钙与盐酸反应的过程中，再增加CaCO3固体，可以加快反应速率。()(2)铁与浓硫酸反应时，硫酸的浓度越大，产生H2的速率越快。()(3)100 mL 2 mol/L的盐酸跟锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率不变。()(4)增大反应物的浓度，能够增大活化分子的百分含量，所以反应速率增大()(5)对可逆反应FeCl33KSCNFe(SCN)33KCl，增加氯化钾浓度，逆反应速率加快。()(6)可逆反应达到平衡后，增大反应物的浓度，正反应速率增大，逆反应速率减小。()(7)升温时不论吸热反应还是放热反应，反应速率都增大。()(8)加热使反应速率增大的原因之一是活化分子百分数增大。()(9)对于反应ABC，改变容器体积，化学反应速率一定发生变化。()(10)化学反应速率一定随着时间的延长而减小。()拓展应用一定温度下，反应N2(g)O2(g)2NO(g)在密闭容器中进行，回答下列措施对化学反应速率的影响(填“增大”、“减小”或“不变”)。(1)缩小体积使压强增大：_；(2)恒容充入N2：_；(3)恒容充入He：_；(4)恒压充入He：_。答案(1)增大(2)增大(3)不变(4)减小基础点巩固1.某化学兴趣小组用铝片和稀硫酸反应制取氢气，以下能够加快该反应速率的是()用浓硫酸代替稀硫酸加热改用铝粉增大稀硫酸的体积加水加入少量硫酸铜A.全部 B.C. D.解析用浓硫酸代替稀硫酸，铝会发生钝化；增大稀硫酸的体积但不能增大其浓度；加热能够加快该反应的反应速率；用铝粉增大了与稀硫酸的接触面积；加入少量硫酸铜可生成铜单质，铜单质会和铝形成原电池，加快了反应速率。答案B2.已知某化学实验的结果如下表：实验序号反应物在相同温度下测得的反应速率v/(molL1min1)大小相同的金属片酸溶液1镁条1 molL1盐酸v12铁片1 molL1盐酸v23铁片0.1 molL1盐酸v3下列结论正确的是()A.v1v2v3 B.v3v2v1C.v1v3v2 D.v2v3v1解析影响化学反应速率的主要因素是反应物自身的性质，由于镁的活动性比铁强，所以与相同浓度的盐酸反应时，镁条放出氢气的速率大；反应物浓度也影响反应速率，在一定范围内，速率与浓度成正比，故v2v3。答案A3.在一定的条件下，向2 L密闭容器中进行一定量MgSO4和CO的反应：MgSO4(s)CO(g)MgO(s)CO2(g)SO2(g)。反应时间与残留固体的质量关系如图所示。下列说法正确的是()A.升高温度时，正反应速率增大，逆反应速率减小B.随着反应的进行，混合气体的平均相对分子质量增大C.增加硫酸镁的质量时，正反应速率将增大D.在010 min内，v(CO)0.01 molL1min1答案B4.反应C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是()增加C的量将容器的体积缩小一半保持体积不变，充入N2使体系压强增大保持压强不变，充入N2使容器体积变大A. B. C. D.解析增大固体的量、恒容时充入与反应无关的气体对反应速率无影响。答案C名师点拨分析压强对化学反应速率的影响时的注意事项压强对速率的影响是通过改变体积而使浓度改变来实现的。对于气体反应，有如下3种类型：类型一：恒温时，压缩体积压强增大反应物浓度增大反应速率加快。类型二：恒温时，对于恒容密闭容器。a.充入气体反应物气体反应物浓度增大(压强也增大)反应速率加快。b.充入“惰性”气体总压强增大反应物浓度未改变反应速率不变。类型三：恒温恒压时。充入“惰性”气体体积增大气体反应物浓度减小反应速率减小。能力点提升5.合成氨反应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H92.4 kJ/mol，在反应过程中，正反应速率的变化如下图：下列说法正确的是()A.t1时升高了温度 B.t2时使用了催化剂C.t3时增大了压强 D.t4时降低了温度解析升温正逆反应速率同时升高，但由于该反应是放热反应，逆反应的速率增加的幅度更大一些，A项不对；加压，正逆反应速率同时增加，C项不对；降温，正逆反应速率瞬间降低，D项不对。答案B6.(2018淄博模拟)如图是关于反应A2(g)3B2(g)2C(g)H”“”或“”)vB(NH3)。(4)工业生产中逸出的氨可用稀硫酸吸收。若恰好生成NH4HSO4，该溶液中各离子的物质的量浓度由大到小的顺序是_。(5)H2NCOONH4是工业合成尿素的中间产物，该反应的能量变化如图2所示，用CO2和氨合成尿素的热化学方程式为_。解析(1)在恒温恒容条件下，向反应平衡体系中充入氮气，氮气的浓度增大，平衡正向移动，达到新平衡时，H2将减小，NH3增大，温度不变，平衡常数不变，根据K，可知N2H23增大，故答案为：减小；增大；(2)200 ，CH4(g)的转化率80%，所以参加反应的CH4(g)的物质的量为0.8 mol，所以200 时该反应的平衡常数K69.1；(3)温度越高，压强越大，反应速率越大，由图可知，B对应的温度高、压强大，则反应速率大；(4)NH4HSO4完全电离，溶液呈酸性，则HOH 且溶液中铵根离子水解，则H SO，故溶液中离子浓度大小顺序为：H SONHOH；(5)由图示可知，第一步：2NH3(g)CO2(g)中间产物H1272 KJ/mol，第二步：中间产物H2O(l)CO(NH2)2(s)H2138 kJ/mol，根据盖斯定律，两个过程相加得到NH3(g)与CO2(g)反应生成尿素的热化学方程式为2NH3(g)CO2(g)H2O(l)CO(NH2)2(s)H134 kJmol1。答案(1)减小增大(2)69.1(3)SONHOH(5)CO2(g)2NH3(g)=CO(NH2)2(s)H2O(l)H134 kJmol1高考真题体验7.(2017上海化学)对于工业合成氨反应N23H22NH3，下列说法错误的是()A.使用合适的催化剂可以加快反应速率B.升高温度可以增大反应速率C.增大N2浓度可以使H2转化率达到100%D.增大N2浓度可以增大反应速率解析合适的催化剂使反应活化能减小，加快反应速率，A正确；升高温度增大活化分子百分数，加快反应速率，B正确；由于反应为可逆反应，转化率小于100%，C错误；增大反应物浓度，增大单位体积内活化分子个数，加快反应速率，D正确。答案C8.(201811月浙江选考)合成氨工艺(流程如图所示)是人工固氮最重要的途径。2018年是合成氨工业先驱哈伯(FHaber)获得诺贝尔奖100周年。N2和H2生成NH3的反应为：N2(g)H2(g)NH3(g)H(298 K)46.2 kJmol1在Fe催化剂作用下的反应历程为(*表示吸附态)化学吸附：N2(g)2N*；H2(g)2H*；表面反应：N* H*NH*；NH* H*NH；NHH*NH脱附：NHNH3(g)其中， N2的吸附分解反应活化能高、速率慢，决定了合成氨的整体反应速率。 请回答：(1)利于提高合成氨平衡产率的条件有_(填字母)。A.低温 B.高温 C.低压 D.高压E.催化剂(2)标准平衡常数K，其中p为标准压强(1105 Pa)，p(NH3)、p(N2)和p(H2)为各组分的平衡分压，如p(NH3)x(NH3)p，p为平衡总压，x(NH3)为平衡系统中NH3的物质的量分数。N2和H2起始物质的量之比为13，反应在恒定温度和标准压强下进行，NH3的平衡产率为w，则K_(用含w的最简式表示)。下图中可以示意标准平衡常数K随温度T变化趋势的是_。(3)实际生产中，常用工艺条件：Fe作催化剂，控制温度773 K、压强3.0107 Pa，原料气中N2和H2物质的量之比为12.8。分析说明原料气中N2过量的理由_。关于合成氨工艺的下列理解，正确的是_(填字母)。A.合成氨反应在不同温度下的H和S都小于零B.控制温度(773 K)远高于室温，是为了保证尽可能高的平衡转化率和快的反应速率C.当温度、压强一定时，在原料气(N2和H2的比例不变)中添加少量惰性气体，有利于提高平衡转化率D.基于NH3有较强的分子间作用力可将其液化，不断将液氨移去，利于反应正向进行E.分离空气可得N2，通过天然气和水蒸气转化可得H2，原料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒和安全事故发生解析(1)合成氨反应是气体分子数减小的放热反应，所以低温、高压有利于提高合成氨的平衡产率，A、D正确。(2)KN2(g)H2(g)NH3(g)起始/mol 0平衡/mol a a a根据题意得：wK。温度升高，平衡左移，标准平衡常数减小，应选A。答案(1)AD(2)A(3)原料气中N2相对易得，适度过量有利于提高H2的转化率；N2在Fe催化剂上的吸附是决速步骤，适度过量有利于提高整体反应速率ADE一、控制变量探究影响化学反应速率的因素促进学生“实验探究”素养的发展素养说明：影响反应速率的因素较多，控制变量对其进行探究，是科学研究的重要方法，也是高考命题的常用素材。在解题过程中提升学生对图表观察、对比分析及处理实验数据得出合理结论的能力，从而促进学生的实验探究素养的发展。1.考查形式(1)以表格的形式给出多组实验数据，让考生找出每组数据的变化对化学反应速率的影响。(2)给出影响化学反应速率的几种因素，让考生设计实验分析各因素对化学反应速率的影响。2.解题策略题组训练1.(2018北京理综，27)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。已知：SO2歧化反应的离子方程式：3SO22H2O=4H2SOS(1)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.SO24I4H=S2I22H2Oii.I22H2O_=_2I(2)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)序号ABCD试剂组成0.4 molL1 KIa molL1 KI0.2 molL1 H2SO40.2 molL1 H2SO40.2 molL1 KI0.000 2 mol I2实验现象溶液变黄，一段时间后出现浑浊溶液变黄，出现浑浊较A快无明显现象溶液由棕褐色很快退色，变成黄色，出现浑浊较A快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)由题意知二氧化硫的歧化反应可由i与ii相加所得，所以反应的离子方程式3SO22H2O=4H2SOS减去i式得：2I24H2O2SO2=2SO8H4I，化简得到：I22H2OSO2=SO4H2I。(2)由于B是A的对比实验，所以两组实验中KI的浓度必须相同，即a0.4。A说明I能催化二氧化硫发生歧化反应。C中无明显现象，说明H单独存在时不具有催化作用，不能使二氧化硫歧化反应速率加快。B中溶液变黄，出现浑浊较A快，结合C可知，增强溶液的酸性，可增强I的催化效果。由于I催化二氧化硫的歧化反应是i与ii两个过程分步进行，所以两个反应中任何一个反应的速率都会影响总反应的速率。D中直接加入I2，故反应ii可立即发生，而由反应ii产生的H可使反应i速率加快，所以D的反应速率比A快。答案(1)SO2SO4H(2)0.4I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2.某学习小组用铁与稀硫酸反应探究“影响化学反应速率因素”，数据如下表：实验序号铁的质量/g铁的形态V(H2SO4)/mLH2SO4/(molL1)反应前溶液的温度/金属完全消失的时间/s0.10片状500.8202000.10粉状500.820250.10片状501.0201250.10片状501.03550请分析上表信息，下列说法错误的是()A.实验和表明固体反应物的表面积越大，反应速率越大B.仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有和C.实验和表明反应物温度越高，反应速率越小D.实验将稀硫酸改为同体积、H相同的盐酸(其他条件不变)，发现放出气泡的速率盐酸明显比硫酸快，其可能的原因是Cl起催化作用解析实验和中，其他条件相同，只有铁的形态不同，因此固体反应物的表面积越大，反应速率越大，A正确；实验和中，其他条件相同，只有H2SO4不同，B正确；根据数据，温度越高，金属完全消失的时间越短，反应速率越快，C错误；因为其他条件都相同，不同的是SO和Cl，盐酸反应速率快，应是Cl的催化作用，D正确。答案C3.某研究性学习小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液之间的反应来探究“外界条件改变对化学反应速率的影响”，实验如下：实验序号实验温度/K参加反应的物质溶液颜色退至无色时所需时间/sKMnO4溶液(含硫酸)H2C2O4溶液H2OV/mLc/molL1V/mLc/molL1V/mLA29320.0240.10t1BT120.0230.1V18C31320.02V20.11t2(1)通过实验A、B，可探究出_(填外部因素)的改变对反应速率的影响，其中V1_，T1_；通过实验_可探究出温度变化对化学反应速率的影响。(2)若t10)。其反应机理如下：NO(g)Br2(g)NOBr2(g)快NO(g)NOBr2(g)2NOBr(g)慢下列有关该反应的说法正确的是()A.该反应的速率主要取决于的快慢B.NOBr2是该反应的催化剂C.正反应的活化能比逆反应的活化能小a kJmol1D.增大Br2(g)浓度能增大活化分子百分数，加快反应速率解析反应速率主要取决于慢的一步，所以反应速率主要取决于的快慢，A错误；NOBr2是反应过程中的中间物质，不是该反应的催化剂，B错误；由于该反应为放热反应，说明反应物总能量高于生成物总能量，所以正反应的活化能比逆反应的活化能小a kJmol1，C正确；增大Br2(g)浓度活化分子百分数不变，但单位体积内的活化分子数目增多了，所以能加快反应速率，D错误。答案C5.(1)2018全国，28(3)对于反应2N2O5(g)4NO2(g)O2(g)，R.A.Ogg提出如下反应历程：第一步N2O5NO2NO3快速平衡第二步NO2NO3NONO2O2 慢反应第三步NONO32NO2 快反应其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是_(填标号)。A.v(第一步的逆反应)v(第二步反应)B.反应的中间产物只有NO3C.第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效D.第三步反应活化能较高解析A对：第一步反应快速平衡，说明正、逆反应速率很大，极短时间内即可达到平衡。C对：第二步反应慢，说明有效碰撞次数少。B错：由题给三步反应可知，反应的中间产物有NO3和NO。D错：反应快，说明反应的活化能较低。答案AC(2)(2018全国)在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为vkp(CH4)p(CO2)0.5(k为速率常数)。在p(CH4)一定时，不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图所示，则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为_。解析由速率方程表达式vkp(CH4)p(CO2)0.5可知，v与p(CO2)成反比例关系，p(CO2)越大，反应速率越小，所以pc(CO2)pb(CO2)pa(CO2)。答案pc(CO2)pb(CO2)pa(CO2)6.(1)2015课标全国，28节选碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。回答下列问题：Bodensteins研究了下列反应：2HI(g)H2(g)I2(g)在716 K时，气体混合物中碘化氢的物质的量