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文档简介
0第八章
化学反应速率与化学平衡第1讲化学反应速率1.知道化学反应速率的概念和定量表示方法并能够进行简单计算。2.通过实验探究,理解外界条件(温度、浓度、压强、催化剂)对反应速率的影响。3.知道化学反应是有历程的,认识基元反应活化能对化学反应速率的影响。4.认识化学反应速率的调控在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。考点一01课时作业04目录CONTENTS考点二02真题演练03考点一化学反应速率mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-11.化学反应速率快慢减小增大注:①化学反应速率一般指平均速率而不是某一时刻的瞬时速率,且无论用反应物还是用生成物表示均取正值。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固体或纯液体的浓度视为常数,不能用固体或纯液体的浓度变化计算化学反应速率。化学计量数m∶n∶p∶q判断正误。正确的打“√”,错误的打“×”并指明错因。(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。()错因:_____________________________________________________________(2)单位时间内反应物浓度的变化量表示正反应速率,生成物浓度的变化量表示逆反应速率。()错因:_____________________________________________________________(3)某化学反应速率为0.8mol·L-1·s-1,是指某时刻该反应的瞬时速率为0.8mol·L-1·s-1。()错因:_____________________________________________________________×反应速率大,反应现象不一定明显,如酸碱中和反应。××单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增大均表示正反应速率。0.8mol·L-1·s-1是指一段时间内的平均反应速率。(4)同一化学反应,相同条件下用不同物质表示的反应速率,数值越大,表示化学反应速率越快。()错因:____________________________________________________________________________________________________(5)对于反应:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),v(NO)与v(O2)的关系是5v(NO)=4v(O2)。()(6)对于反应:C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g),若v(H2)=0.5mol·L-1·s-1,则v(C)=0.5mol·L-1·s-1。()错因:_____________________________________________________________×√同一反应在同一条件下用不同物质表示的化学反应速率之比等于化学计量数之比,但都表示该反应的反应速率。×固体的浓度视为常数,不能用来计算化学反应速率。题组一模型认知化学反应速率的计算1.一定条件下反应A(s)+3B(g)2C(g)在10L的密闭容器中进行,测得2min内,A的物质的量由20mol减小到8mol,下列说法正确的是(
)A.用A表示该反应的反应速率为0.6mol·L-1·min-1B.用B表示该反应的反应速率为2.4mol·L-1·min-1C.2v(B)=3v(C)D.2min内,用C表示该反应的反应速率为3.6mol·L-1·min-1c(A)/mol·L-10.250.501.000.501.00c1c(B)/mol·L-10.0500.0500.1000.1000.200c2v/(10-3mol·L-1·min-1)1.63.2v13.2v24.82.某反应A(g)+B(g)―→C(g)+D(g)的速率方程为v=k·cm(A)·cn(B)。其中,k为速率常数。已知其半衰期(当剩余反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为0.8/k。改变反应物浓度时,反应的瞬时速率如表所示,下列说法不正确的是(
)A.上述表格中的c1=0.75、v2=6.4B.该反应的速率常数k=6.4×10-3min-1C.升温、加入催化剂均可使k增大,反应瞬时速率加快D.在过量的B存在时,反应掉75%的A,所需的时间是375min题组二分析与研判化学反应速率的大小3.对于反应A(g)+3B(s)===2C(g)+2D(g),在不同条件下的化学反应速率如下,其中表示的反应速率最快的是(
)A.v(A)=0.5mol·L-1·min-1B.v(B)=1.2mol·L-1·s-1C.v(D)=0.4mol·L-1·min-1D.v(C)=0.1mol·L-1·s-14.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①v(A)=0.45mol·L-1·s-1,②v(B)=0.6mol·L-1·s-1,③v(C)=0.4mol·L-1·s-1,④v(D)=0.45mol·L-1·s-1。则有关反应速率大小顺序为________________。①>④>②=③考点二影响化学反应速率的因素1.内因(主要因素)反应物本身的______是影响化学反应速率的决定因素。卤素单质与H2反应的速率大小关系为______________,镁、铝、锌、铁与稀硫酸反应的速率大小关系为________________。性质F2>Cl2>Br2>I2Mg>Al>Zn>Fe2.外因增大减小增大减小增大减小相同接触面积3.有效碰撞理论(1)有效碰撞能够发生____________的碰撞为有效碰撞。化学反应发生的先决条件是反应物分子间必须发生碰撞。有效碰撞必须具备两个条件:一是发生碰撞的分子具有______________,二是碰撞时要有______________。(2)活化分子有足够的______,能够发生___________的分子叫活化分子。化学反应足够的能量合适的取向能量有效碰撞(3)活化能活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差,如图:图中:E1为________________;E2为____________________________________;E3为___________________________;反应热ΔH=__________。反应的活化能活化分子变成生成物分子放出的能量使用催化剂时反应的活化能E1-E2(4)从活化分子、有效碰撞角度分析外界条件对反应速率的影响分子数不变增多分子数增大增多判断正误。正确的打“√”,错误的打“×”并指明错因。(1)升温时,吸热反应速率增大,放热反应速率减小。()错因:______________________________________________________________(2)增大反应物浓度可加快反应速率,因此用浓硫酸与铁反应能增大生成H2的速率。()错因:______________________________________________________________(3)反应C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)在固定容积的容器中进行,充入N2后,体系压强增大,反应速率加快。()错因:________________________________________________________________________________________×无论是吸热反应还是放热反应,升高温度,反应速率均加快。铁遇冷的浓硫酸发生钝化。容积固定,充入N2,体系压强增大,但N2不参与反应,各反应物浓度不变,故反应速率不变。××(4)恒温条件下,在容积可变的密闭容器中进行反应:H2(g)+I2(g)2HI(g),在保持容器内压强不变的前提下不断向容器中充入稀有气体,在此过程中反应速率不变。()错因:_________________________________________________________________________________(5)一定量的锌与过量的稀硫酸反应制取氢气,滴入少量硫酸铜能够提高反应速率。()(6)100mL2mol·L-1盐酸与锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速率不变。()错因:______________________________________________________________×√充入稀有气体,要想压强不变则容器的体积就要增大,反应物的浓度减小,反应速率减小。×加入适量NaCl溶液相当于稀释盐酸,反应速率减小。题组一分析与归纳外界条件对速率的影响1.(2025·惠州市高三调研考试)下列措施中,不能增大反应速率的是(
)A.铁和稀盐酸反应制氢气时,用铁粉代替铁片B.常温下用浓硫酸代替稀硫酸与铝反应制氢气C.乙酸和乙醇进行酯化反应时采取加热措施D.H2O2分解制O2时加入少量MnO2解析:常温下铝遇浓硫酸发生钝化,不能制取氢气,B不能增大反应速率。2.反应3Fe(s)+4H2O(g)Fe3O4(s)+4H2(g)在一容积可变的密闭容器中进行,下列条件的改变能使反应速率加快的是(
)①增加铁粉的质量②将容器的容积缩小一半③保持容器容积不变,充入N2使体系压强增大④保持容器容积不变,充入水蒸气使体系压强增大A.①④ B.②③
C.①③ D.②④反思归纳压强改变反应速率,归根结底是因为改变了浓度。对于有气体参与的反应,有如下三种类型:(1)恒温时①体积减小→压强增大→气体反应物浓度增大→反应速率增大。②体积增大→压强减小→气体反应物浓度减小→反应速率减小。(2)恒温恒容时①充入气体反应物→总压强增大→气体反应物浓度增大→反应速率增大。②充入“惰性气体”→总压强增大→反应物浓度不变→反应速率不变。(3)恒温恒压时充入“惰性气体”→体积增大→反应物浓度减小→反应速率减小。题组二探究与归纳影响化学反应速率的因素3.为探究Fe3+和Cu2+对H2O2分解反应的催化效果,某同学分别设计了图a、图b所示的实验。下列叙述中不正确的是(
)A.图b中的A为分液漏斗B.图b实验可通过测定相同状况下产生的气体体积与反应时间来比较反应速率C.图a实验可通过观察产生气泡的快慢来比较反应速率D.若图a实验中反应速率为①>②,则Fe3+对H2O2分解的催化效果一定比Cu2+好解析:因为氯化铁、硫酸铜中的阴离子不同,若图a实验中反应速率为①>②,不能说明Fe3+对H2O2分解的催化效果一定比Cu2+好,D错误。实验序号体积V/mLK2S2O8溶液水KI溶液Na2S2O3溶液淀粉溶液①10.00.04.04.02.0②9.01.04.04.02.0③8.0Vx4.04.02.0表中Vx=___,理由是_________________________________________________。2.0保证反应物K2S2O8浓度的改变,而其他物质的浓度不变思维建模利用“变量控制法”的解题策略真题演练1.(2024·甘肃卷)下列措施能降低化学反应速率的是(
)A.催化氧化氨制备硝酸时加入铂B.中和滴定时,边滴边摇锥形瓶C.锌粉和盐酸反应时加水稀释D.石墨合成金刚石时增大压强实验序号水样体积/mL纳米铁质量/mg水样初始pH①5086②5026③50284.(2022·广东高考)在相同条件下研究催化剂Ⅰ、Ⅱ对反应X―→2Y的影响,各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图,则(
)A.无催化剂时,反应不能进行B.与催化剂Ⅰ相比,Ⅱ使反应活化能更低C.a曲线表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随t的变化D.使用催化剂Ⅰ时,0~2min内,v(X)=1.0mol·L-1·min-1BD20.06∶5(2)(2024·河北卷节选)氯气是一种重要的基础化工原料,广泛应用于含氯化工产品的生产。硫酰氯及1,4二(氯甲基)苯等可通过氯化反应制备。1,4二(氯甲基)苯(D)是有机合成中的重要中间体,可由对二甲苯(X)的氯化反应合成。对二甲苯浅度氯化时反应过程为5.540.033增大6.(2023·江苏卷节选)实验室模拟“镁法工业烟气脱硫”并制备MgSO4·H2O,其实验过程可表示为(1)下列实验操作一定能提高氧化镁浆料吸收SO2效率的有_____(填序号)。A.水浴加热氧化镁浆料B.加快搅拌速率C.降低通入SO2气体的速率D.通过多孔球泡向氧化镁浆料中通SO2BD解析:(1)加热可加快反应速率,但温度升高,SO2在水中溶解度降低,且会导致H2SO3受热分解,不一定能提高吸收SO2效率,A错误;加快搅拌速率,可以使反应物充分接触,提高吸收SO2效率,B正确;降低通入SO2气体的速率,SO2可与MgO浆料充分接触,但会降低反应速率,不一定能提高吸收SO2效率,C错误;多孔球泡可以让SO2与MgO浆料充分接触,能提高吸收SO2效率,D正确。
课时作业[建议用时:40分钟]一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)1.一定条件下,向2L密闭容器中加入2molN2和10molH2,发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),2min时测得剩余N2为1mol,下列化学反应速率表示不正确的是(
)A.v(N2)=0.25mol·L-1·min-1B.v(H2)=0.75mol·L-1·min-1C.v(NH3)=1mol·L-1·min-1D.v(NH3)=0.5mol·L-1·min-12.在带有活塞的密闭容器中发生反应Fe2O3(s)+3H2(g)2Fe(s)+3H2O(g),采取下列措施不能加快正反应速率的是(
)A.增加H2O(g)的量B.保持容器体积不变,增加H2进入量C.充入He,保持容器内压强不变D.升高体系温度3.一定条件下,在容积为10L的固定容器中发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),反应过程如图所示。下列说法不正确的是(
)A.t1min时正、逆反应速率相等B.X曲线表示NH3的物质的量随时间的变化关系C.0~8min,H2的平均反应速率v(H2)=0.01125mol·L-1·min-1D.10~12min,N2的平均反应速率v(N2)=0.0025mol·L-1·min-14.已知分解1molH2O2放出热量98kJ,在含少量I-的溶液中,H2O2分解的机理为H2O2+I-―→H2O+IO-慢,H2O2+IO-―→H2O+O2+I-
快,下列有关该反应的说法正确的是(
)A.反应速率与I-浓度有关 B.IO-也是该反应的催化剂C.反应活化能等于98kJ·mol-1 D.v(H2O2)=v(H2O)=v(O2)解析:B项,该反应中IO-是中间产物,错误;C项,反应的活化能表示一个化学反应发生所需要的最小能量,分解1molH2O2放出98kJ热量,不能据此判断该反应的活化能,错误;D项,由反应速率与对应物质的化学计量数的关系可知v(H2O2)=v(H2O)=2v(O2),错误。
5.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反应:2A(g)+B(g)3C(g)+4D(s),若2s时测得C的浓度为0.9mol·L-1,则下列说法中错误的是(
)A.用物质A表示的平均反应速率为0.3mol·L-1·s-1B.用物质D表示的平均反应速率为0.6mol·L-1·s-1C.2s时,物质A的转化率为30%D.用A、B、C来表示反应速率,其速率之比为2∶1∶3解析:B项,D为固体,不能用其浓度变化来表示反应速率,错误。6.T
℃时,降冰片烯在催化剂作用下聚合,反应物浓度与催化剂种类及反应时间的关系如表所示。下列说法不正确的是(
)A.催化效果:催化剂Ⅱ优于催化剂ⅠB.编号2和3实验中,反应至125min时,反应物恰好都消耗完C.编号2实验中,以反应物浓度变化表示的反应速率为0.024mol·L-1·min-1D.其他条件相同时,反应物浓度越大,反应速率越大解析:根据表格数据,编号1的实验中,0~50min反应物浓度减小0.6mol/L、50~100min反应物浓度减小0.6mol/L、100~150min反应物浓度减小0.6mol/L,可知反应速率与反应物浓度无关,故D错误。7.(2025·陕西师范大学附属中学高三月考)一定温度下:在N2O5的四氯化碳溶液(100mL)中发生分解反应:2N2O54NO2+O2。在不同时刻测量放出的O2体积,换算成N2O5浓度如下表:下列说法正确的是(
)A.600~1200s,生成NO2的平均速率为5.0×10-4mol·L-1·s-1B.反应2220s时,放出的O2体积为11.8L(标准状况)C.反应达到平衡时,v正(N2O5)=2v逆(NO2)D.推测上表中的x为3930t/s06001200171022202820xc(N2O5)/(mol·L-1)1.400.960.660.480.350.240.12实验编号c(NO)/(mol·L-1)c(H2)/(mol·L-1)v初始/(mol·L-1·s-1)①0.0060.0013.2×10-3②0.0010.0064.8×10-4③0.0060.0026.4×10-3④0.0020.0061.92×10-3⑤0.0030.0064.32×10-38.探究反应:2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)
ΔH<0,反应物浓度与初始反应速率的关系,在800℃、恒容密闭容器中充入NO、H2进行实验,所得数据如表:下列结论不正确的是(
)A.实验②、④探究的是c(NO)对反应速率的影响B.反应达到化学平衡后,温度降低,逆反应速率减小幅度大于正反应速率减小幅度C.若该反应速率方程为v=k·ca(NO)·cb(H2)(k为常数),则b=1D.实验⑤经过50s达到化学平衡,用NO表示的平均反应速率为6.0×10-5mol·L-1·s-1解析:实验②、④中氢气的浓度相同,NO的浓度不同,探究的是c(NO)对反应速率的影响,A正确;该反应为放热反应,反应达到化学平衡后,温度降低,平衡正向移动,逆反应速率减小幅度大于正反应速率减小幅度,B正确;将实验①③中数据代入该反应速率方程可得b=1,C正确;若实验⑤经过50s达到化学平衡,用NO表示的平均反应速率为6.0×10-5mol·L-1·s-1,则反应过程中转化的NO浓度为6.0×10-5mol·L-1·s-1×50s=0.003mol·L-1,该反应为可逆反应,NO不可能100%转化,D错误。
9.在一密闭容器中充入1molH2和1molI2,压强为p(Pa),并在一定温度下使其发生反应:H2(g)+I2(g)2HI(g)
ΔH<0,下列说法正确的是(
)A.保持容器容积不变,向其中加入1molH2(g),反应速率一定加快B.保持容器容积不变,向其中加入1molN2(N2不参加反应),反应速率一定加快C.保持容器内气体压强不变,向其中加入1molN2(N2不参加反应),反应速率一定加快D.保持容器内气体压强不变,向其中加入1molH2(g)和1molI2(g),反应速率一定加快解析:保持容器容积不变,向其中加入1molN2(N2不参加反应),反应混合物各组分的浓度不变,反应速率不变,B错误;保持容器内气体压强不变,向其中充入1molN2(N2不参加反应),容器体积增大,各组分浓度减小,反应速率减小,C错误;保持容器内气体压强不变,向其中加入1molH2(g)和1molI2(g),体积增大为原来的2倍,但浓度不变,反应速率不变,D错误。序号①②③实验装置及操作实验现象无明显变化溶液立即变为黄色,产生大量无色气体;溶液温度升高;最终溶液仍为黄色溶液立即变为棕黄色,产生少量无色气体,溶液颜色逐渐加深,温度无明显变化;最终有紫黑色物质析出10.(2025·湖南省长沙市长郡中学高三月考)实验小组探究双氧水与KI的反应,实验方案如表:下列说法不正确的是(
)A.KI对H2O2的分解有催化作用B.对比②和③,酸性条件下H2O2氧化KI的速率更大C.实验②③中的温度差异说明过氧化氢催化分解的反应为放热反应D.对比②和③,③中的现象可能是因为H2O2分解的速率大于H2O2氧化KI的速率11.对水样中影响M分解速率的因素进行研究。在相同温度下,M的物质的量浓度c(M)随时间(t)的变化如图所示。下列说法正确的是(
)A.水样pH越大,M的分解速率越快B.水样中添加Cu2+,能
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