《优化指导》化学总复习（人教）配套讲义：第七章 基础课1化学反应速率及其影响因素 含答案

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精基础课1化学反应速率及其影响因素明确考纲理清主干1.了解化学反应速率的概念和定量表示方法。2．了解反应活化能的概念，了解催化剂的重要作用。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，能用相关理论解释其一般规律。4．了解化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用.考点一化学反应速率1。2．化学反应中各物质浓度的计算模式—-“三段式”（1)写出有关反应的化学方程式。（2）找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。（3)根据已知条件列方程式计算。例如：反应mA＋nBpC起始浓度(mol·L－1） a b c转化浓度（mol·L－1） x eq\f（nx,m） eq\f(px,m)某时刻浓度(mol·L－1） a－x b－eq\f（nx，m) c＋eq\f(px,m）正误判断，正确的划“√”，错误的划“×"（1)对于任何化学反应来说,反应速率越大，反应现象就越明显（×）(2）化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加（×）（3)化学反应速率为0。8mol·L－1·s－1是指1s时某物质的浓度为0。8mol·L－1(×)（4)由v＝eq\f(Δc,Δt)计算平均速率，用反应物表示为正值,用生成物表示为负值(×)(5)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(√）eq\a\vs4\al（题组一化学反应速率的计算）1．（2017·洛阳期中)将4molA气体和2molB气体在2L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应：2A(g)＋B（g)3C（g)＋4D（s)，若经2s后测得C的浓度为0.9mol·L－1,则下列几种说法中正确的是（)①用物质A表示的平均反应速率为0。3mol·L－1·s－1②用物质D表示的平均反应速率为0.6mol·L－1·s－1③2s时,物质A的转化率为30％④用A、B、C来表示反应速率，其速率之比为2∶1∶3A．①③④ B．①②③④C．①②③ D．③④解析:选A①经2s后测得C的浓度为0.9mol·L－1，则有v（C）＝eq\f（0。9mol·L－1，2s）＝0。45mol·L－1·s－1，根据物质的反应速率之比等于化学计量数之比可得v（A)＝eq\f（2,3）v(C）＝eq\f(2，3)×0。45mol·L－1·s－1＝0。3mol·L－1·s－1,正确；②D为固体，不能用其浓度变化来表示反应速率,错误；③2s时，消耗A的物质的量为0.3mol·L－1·s－1×2s×2L＝1。2mol，故物质A的转化率为eq\f（1.2mol,4mol）×100％＝30％，正确；④用A、B、C来表示反应速率,反应速率之比等于其化学计量数之比，即A、B、C的反应速率之比为2∶1∶3，正确。2．在2L恒容容器中投入2。0molX(g）、4.0molY发生如下反应:X(g）＋Y(？)3Z(g）测得X物质的量与时间的关系如表所示：时间/min12468X物质的量/mol1。51.21.00.90.9下列说法正确的是()A．增加Y的质量，反应速率一定加快B．0～4min段Z的平均速率为eq\f（3，8）mol·L－1·min－1C．2～4min段X的平均速率为eq\f（1,10)mol·L－1·min－1D．X、Y的反应速率一定相等解析：选BY的状态不确定,若Y为液态或固体，Y的量不影响化学反应速率，A项错误;v(Z)＝eq\f（2.0－1.0mol,2L×4min）×3＝eq\f(3,8)mol·L－1·min－1，B项正确；v（X）＝eq\f（1.2－1.0mol,2L×2min）＝eq\f（1,20)mol·L－1·min－1，C项错误；Y可能与X的状态不相同，所以，X、Y的反应速率不一定相等，D项错误。化学反应速率的计算思路某一物质的物质的量变化Δnxeq\o(→,\s\up7(除以体积)）某一物质的物质的量浓度变化Δcxeq\o(→,\s\up7(除以时间Δt)）vxeq\o(→，\s\up7（化学计量数)）vy、vz等。eq\a\vs4\al（题组二化学反应速率的大小比较）3．(2018·豫南九校联考）反应4CO＋2NO2N2＋4CO2在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示反应速率最快的是（)A．v（CO）＝1。5mol·L－1·min－1B．v（NO2)＝0。7mol·L－1·min－1C．v(N2）＝0.4mol·L－1·min－1D．v(CO2)＝1.1mol·L－1·min－1解析：选C换算成同一物质的反应速率再比较，如以N2为标准，A、B、D项分别换算为0。375mol·L－1·min－1、0.35mol·L－1·min－1、0。275mol·L－1·min－1，所以反应速率最快的为C项。4．A、B、C三个容器，分别发生合成氨反应，经过相同的一段时间后，测得:ABC反应速率(mol·L－1·min－1）v(H2)＝3v（N2）＝3v（NH3）＝4则三个容器中合成氨的反应速率(）A．v(A）＞v(B)＞v（C)B．v(B)＞v(C)＞v（A)C．v(C)＞v（A)＞v（B） D．v（B)＞v（A)＞v(C）解析：选B合成氨的化学方程式是3H2（g)＋N2（g)2NH3(g)（条件略）。换算成同一物质来表示该反应的化学反应速率即可进行比较。根据物质的反应速率之比等于物质的化学计量数之比，也可以换算成“vk＝v(某物质)/该物质的化学计量数”（单位略）：v（A)k＝eq\f(3，3)＝1、v（B)k＝eq\f(3,1）＝3、v(C）k＝eq\f（4,2)＝2，进行比较即可。反应速率大小的比较方法同一反应的化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同，比较化学反应速率的快慢不能只看数值大小，而要进行一定的转化且一定注意单位统一。（1）归一法将同一反应中的不同物质的反应速率转化成同一种物质的反应速率，再进行比较。(2）比值法用各物质表示的反应速率除以对应各物质的化学计量数，然后再对求出的数值进行大小排序，数值大的反应速率快.如反应mA＋nBpC＋qD，若eq\f(vA,m）＞eq\f（vB，n）,则A的反应速率大于B的反应速率。考点二影响化学反应速率的因素1．内因反应物本身的__性质__是影响化学反应速率的主要因素。2．外因（其他条件不变，只改变一个条件）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3．理论解释——有效碰撞理论（1)活化分子、活化能、有效碰撞①活化分子：能够发生有效碰撞的分子。②活化能：如图图中：E1为__正反应的活化能__，使用催化剂时的活化能为__E3__,E2为__逆反应的活化能__。③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eq\a\vs4\al(题组一单一条件对化学反应速率的影响）1．(2018·烟台质检)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（)①增加C的量②将容器的体积缩小一半③保持体积不变，充入N2使体系压强增大④保持压强不变，充入N2使容器体积变大A．①④ B．②③C．①③ D．②④答案：C2．(2018·华师一附中月考)在一容积可变的密闭容器中加入WO3和H2进行反应WO3(s)＋3H2(g)eq\o(=，\s\up7(高温)）W(s）＋3H2O（g)，下列说法不正确的是(）A．增加H2O(g)的量,消耗H2的速率瞬间不变B．将容器的体积缩小一半，其反应速率加快C．保持体积不变，充入氩气，其反应速率不变D．保持压强不变,充入氖气，H2O（g）生成速率减慢解析：选A增加H2O（g）的量,容器体积会增大,H2的浓度会瞬间减小,则消耗H2的速率瞬间减小,A项错误；将体积缩小，氢气的浓度增大，反应速率加快,B项正确；体积不变，充入氩气，H2、H2O(g)的浓度不变，反应速率不变，C项正确；压强不变，充入氖气,体积增大，H2、H2O(g）的浓度减小,反应速率减慢，D项正确.分析外界因素对化学反应速率的影响时的注意要点1．对于固体和纯液体反应物,其浓度可视为常数，改变用量速率不变。但固体颗粒的大小决定反应物接触面积的大小,会影响化学反应速率。2．压强对速率的影响有以下几种情况：（1)恒温时：增大压强eq\o（→,\s\up7（引起)，\s\do5（)）体积缩小eq\o(→，\s\up7（引起),\s\do5(））浓度增大eq\o(→，\s\up7(引起)，\s\do5（)）化学反应速率加快。（2)恒容时：①充入气体反应物eq\o（→,\s\up7（引起)，\s\do5（））浓度增大eq\o(→,\s\up7（引起），\s\do5())速率加快。②充入“惰性"气体eq\o（→，\s\up7(引起）,\s\do5(）)总压强增大，但各气体物质的量浓度不变，反应速率不变。(3)恒压时：充入“惰性”气体eq\o(→,\s\up7（引起）,\s\do5(）)体积增大eq\o(→,\s\up7（引起),\s\do5(））各物质浓度减小eq\o（→,\s\up7(引起）,\s\do5(））反应速率减慢。3．温度改变对任何反应的速率都有影响.4．加入催化剂可以同等程度的改变化学反应速率。eq\a\vs4\al(题组二“控制变量法”在探究多个条件对化学反应速率影响中的应用）3．（2018·贵阳联考）某探究小组利用反应CH3COCH3（丙酮）＋Br2eq\o(→,\s\up7(HCl)）CH3COCH2Br（1。溴丙酮）＋HBr来研究反应物浓度对反应速率v(Br2)的影响，速率快慢通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定。在一定温度下，获得如下实验数据：实验序号初始浓度c/mol·L－1溴颜色消失所需时间t/sCH3COCH3HClBr2①0。800。200.0010290②1.600。200.0010145③0。800。400.0010145④0.800.200.0020580根据实验数据分析，欲使v（Br2）增大，下列措施中不可行的是()A．增大c（CH3COCH3)B．增大c(Br2）C．增大c(HCl)D．同时增大c(CH3COCH3)和c(HCl)解析：选B对比①、②两组数据可知，增大c(CH3COCH3)，溴颜色消失所需时间缩短，即v(Br2）增大，故A项可行.对比①和④两组数据可知，当Br2的浓度变为原来的2倍时,溴全部反应所需时间变为原来的2倍，根据化学反应速率的公式v(Br2）＝eq\f(ΔcBr2，Δt）可知，增大溴的浓度，化学反应速率不变，故B项不可行。对比①、③两组数据，当HCl浓度增大时，溴颜色消失所需时间缩短，即v（Br2）增大，故C项可行。根据上述分析知D项显然是可行的。4．（2018·兰州一中月考）某实验小组以H2O2分解为例，研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响.在常温下按照如下方案完成实验。实验编号反应物催化剂①10mL2%H2O2溶液无②10mL5%H2O2溶液无③10mL5％H2O2溶液1mL0。1mol·L－1FeCl3溶液④10mL5%H2O2溶液＋少量HCl溶液1mL0。1mol·L－1FeCl3溶液⑤10mL5%H2O2溶液＋少量NaOH溶液1mL0.1mol·L－1FeCl3溶液（1）实验①和②的目的是__________________________________________________。实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示，通常条件下H2O2稳定，不易分解。为了达到实验目的,你对原实验方案的改进是___________________________________________________________________________________________________。（2）实验③、④、⑤中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图所示。分析上图能够得出的实验结论是____________________________________________________________________________________________________________________。解析:(1）对比实验①、②的实验条件,其他条件相同，仅H2O2溶液的浓度不同，故其目的是探究反应物浓度对化学反应速率的影响。“通常条件下H2O2稳定，不易分解"，欲使H2O2分解产生O2，可向反应物中加入等量同种催化剂或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中,从而加快反应速率，易于观察.(2）实验④为酸性溶液，实验⑤为碱性溶液，图中实验③、④、⑤生成氧气的体积相同,但反应的时间不同,反应速率不同，分析可知：溶液的酸性越强,H2O2的分解速率越慢；溶液的碱性越强，H2O2的分解速率越快。答案：(1)探究反应物浓度对化学反应速率的影响向反应物中加入等量同种催化剂（或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中）(2)碱性环境能增大H2O2分解的速率，酸性环境能减小H2O2分解的速率利用“控制变量法”的解题思路在研究影响化学反应速率的因素时，由于外界影响因素较多，故为搞清某个因素的影响均需控制其他因素相同或不变,再进行实验.因此，常用控制变量思想解决该类问题。(1)确定变量解答这类题目时首先要认真审题，理清影响实验探究结果的因素有哪些。(2)定多变一在探究时,应该先确定其他的因素不变，只变化一种因素,看这种因素与探究的问题存在怎样的关系；这样确定一种以后，再确定另一种，通过分析每种因素与所探究问题之间的关系，得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。（3）数据有效解答时注意选择数据(或设置实验)要有效,且变量统一,否则无法作出正确判断.利用“断点”和“接点”突破外因改变与v。t图像的关系当可逆反应达到一种平衡后，若某一时刻外界条件发生改变，都可能使速率－时间图像的曲线出现连续或不连续的情况，根据出现“接点”或“断点”前后的速率大小,即可对外界条件的变化情况作出判断。1．常见含“断点"的速率变化图像分析图像t1时刻所改变的条件温度升高降低升高降低无法实现适合正反应为放热的反应适合正反应为吸热的反应压强增大减小增大减小增大减小适合正反应为气体物质的量增大的反应适合正反应为气体物质的量减小的反应适用于反应前后气体物质的量不变的反应催化剂无法实现正催化剂负催化剂2．常见含“接点"的速率变化图像分析图像t1时刻所改变的条件增大反应物的浓度减小反应物的浓度增大生成物的浓度减小生成物的浓度适应范围任一反应1．（2018·唐山模拟)合成氨反应：N2(g)＋3H2(g）2NH3(g）ΔH＝－92.4kJ·mol－1，在反应过程中，正反应速率的变化如图。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：选BA项，t1时正反应速率增大,且大于逆反应速率，则应为增大压强,错误;B项，t2时正逆反应速率同等程度增大,为使用了催化剂，正确；C项，t3时正反应速率减小,且逆反应速率大于正反应速率,则为减小压强,错误；D项，t4时反应速率瞬间不变，然后减小，应为减小生成物浓度,错误。2．对于反应2SO2(g）＋O2(g)2SO3（g）ΔH＜0已达平衡，如果其他条件不变时,分别改变下列条件，对化学反应速率和化学平衡产生影响，下列条件与图像不相符的是（O～t1：v正＝v逆；t1时改变条件，t2时重新建立平衡）（)答案:C3。如图是可逆反应Ni（s)＋4CO（g）Ni(CO）4（g)达到平衡状态时改变某一条件反应速率的变化曲线，判断改变的条件可能是(）A．减小c(CO)，同时增大c［Ni（CO)4］B．增大压强，同时升高温度C．降低温度，同时减小压强D．增大n(Ni）,同时加入催化剂答案：A4．(2018·桂林统考）向某密闭容器中加入0.3molA、0。1molC和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应,各物质的浓度随时间变化如甲图所示［t0～t1阶段的c（B）变化未画出]。乙图为t2时刻后改变条件时平衡体系中正、逆反应速率随时间变化的情况，且四个阶段都各改变一种反应条件且互不相同，t3~t4阶段为使用催化剂。下列说法中正确的是（）A．若t1＝15s，则用A的浓度变化表示的t0～t1阶段的平均反应速率为0。004mol·L－1·s－1B．t4~t5阶段改变的条件一定为减小压强C．该容器的容积为2L，B的起始的物质的量为0.02molD．t5～t6阶段,容器内A的物质的量减少了0.06mol，而此过程中容器与外界的热交换总量为akJ，该反应的热化学方程式为3A(g）B(g)＋2C(g）ΔH＝－50akJ·mol－解析：选BC的浓度变化为0。11mol·L－1－0.05mol·L－1＝0。06mol·L－1，t3～t4与t4～t5，条件改变时，平衡不发生移动，只可能是两种情况,一是加入了催化剂,二是该反应是一个反应前后气体分子数相等的反应，改变了体系的压强.t3~t4阶段为使用催化剂，则t4～t5阶段改变的条件一定为减小压强。A项，前15s中A的浓度变化为0.15mol·L－1－0。06mol·L－1＝0。09mol·L－1，速率为0。006mol·L－1·s－1，A项错；C项，A与C的计量数之比为3∶2,且该反应为反应前后气体分子数相等的反应，故B只能为生成物，且B与C的化学计量数之比为1∶2，则B的浓度改变为0。03mol·L－1，其起始浓度为0.02mol·L－1，物质的量为0。04mol，C项错；t5～t6改变的条件为升高温度,这时反应正向进行，所以正反应为吸热反应，D项错。5．在一密闭容器中发生反应N2＋3H22NH3，达到平衡后，只改变某一个条件时，反应速率与反应时间的关系如图所示。回答下列问题：(1)处于平衡状态的时间段是____________(填选项）。A．t0～t1B．t1～t2C．t2～tD．t3～t4E．t4～t5F．t5～t（2)判断t1、t3、t4时刻分别改变的一个条件。A．增大压强B．减小压强C．升高温度D．降低温度E．加催化剂F．充入氮气t1时刻____________；t3时刻____________;t4时刻____________.（3)依据(2)中的结论，下列时间段中，氨的百分含量最高的是____________。A．t0～t1 B．t2～t3C．t3～t4 D．t5~t6（4)如果在t6时刻，从反应体系中分离出部分氨，t7时刻反应达到平衡状态，请在图中画出反应速率的变化曲线。答案:(1）ACDF(2)CEB(3)A（4)1．（2017·江苏卷)H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得70℃时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示.下列说法正确的是（甲乙丙丁A．图甲表明，其他条件相同时，H2O2浓度越小，其分解速率越快B．图乙表明，其他条件相同时，溶液pH越小,H2O2分解速率越快C．图丙表明，少量Mn2＋存在时,溶液碱性越强,H2O2分解速率越快D．图丙和图丁表明，碱性溶液中，Mn2＋对H2O2分解速率的影响大解析：选DA错:图甲表明，其他条件相同时，H2O2浓度越大，其分解速率越快。B错:图乙表明，其他条件相同时，溶液pH越大，H2O2分解速率越快。C错：Mn2＋浓度相同时，1。0mol·L－1NaOH溶液中H2O2分解速率小于0.1mol·L－1NaOH溶液中H2O2分解速率.D对：pH相同时，Mn2＋浓度越大，分解速率越快，所以图丙和图丁表明，碱性溶液中,Mn2＋对H2O2分解速率的影响大.2．（2016·北京卷，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：A3．下列说法正确的是（)A．使用催化剂能够降低化学反应的反应热(ΔH）(2016·天津卷，3A）B．探究温度对硫代硫酸钠与硫酸反应速率的影响时，若先将两种溶液混合并计时,再用水浴加热至设定温度，则测得的反应速率偏高(2016·浙江卷,8B)C．FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解,同等条件下二者对H2O2分解速率的改变相同(2015·天津卷，3C)D．探究催化剂对H2O2分解速率的影响：在相同条件下，向一支试管中加入2mL5%H2O2和1mLH2O,向另一支试管中加入2mL5%H2O2和1mLFeCl3溶液，观察并比较实验现象(2015·江苏卷，13D)答案:D4．(2015·上海卷，20)对于合成氨反应，达到平衡后，以下分析正确的是()A．升高温度，对正反应的反应速率影响更大B．增大压强，对正反应的反应速率影响更大C．减小反应物浓度，对逆反应的反应速率影响更大D．加入催化剂，对逆反应的反应速率影响更大答案：B5．(2015·海南卷，8改编）10mL浓度为1mol·L－1的盐酸与过量的锌粉反应，若加入适量的下列物质，能减慢反应速率但