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高考化學(xué)復(fù)習(xí)《化學(xué)反應(yīng)速率及其影響因素》知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 一、化學(xué)反應(yīng)速率及其影響因素 【知識(shí)整合】 1.化學(xué)反應(yīng)速率 (1)概念:通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。 (2)表達(dá)式:v=ΔcΔt 常用單位:molL-1s-1、molL-1min-1。 (3)速率大小判斷方法:對(duì)同一個(gè)反應(yīng),用不同物質(zhì)表示時(shí),數(shù)值可能不同,比較的方法是將其換算為同一種物質(zhì)再進(jìn)行比較,同時(shí),還要注意其單位是否統(tǒng)一,若單位不統(tǒng)一,要先將單位統(tǒng)一,否則可能會(huì)得出錯(cuò)誤結(jié)論。 ①對(duì)反應(yīng)物來說,Δc=c(始)-c(終);對(duì)生成物來說,Δc=c(終)-c(始)。 ②表示化學(xué)反應(yīng)速率時(shí),要注明具體物質(zhì)。同一反應(yīng)中,用不同的物質(zhì)表示反應(yīng)速率時(shí),數(shù)值可能不同,但意義相同。各物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率之比等于反應(yīng)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)(系數(shù))之比。例如反應(yīng):mA(g)+nB(g)pC(g),其速率比為v(A)∶v(B)∶v(C)=m∶n∶p。 ③固體和純液體的濃度視為常數(shù),因此表示化學(xué)反應(yīng)速率時(shí)一般不用固體或純液體來表示。 2.外界條件對(duì)反應(yīng)速率的影響 (其他條件不變,改變一個(gè)條件) 濃度增大反應(yīng)物的濃度,反應(yīng)速率增大,反之減小。 壓強(qiáng)對(duì)于有氣體參加的反應(yīng),增大壓強(qiáng)(反應(yīng)混合物的濃度增大),反應(yīng)速率加快,反之減慢。 溫度升高溫度,反應(yīng)速率加快,反之減慢。 催化劑使用催化劑,能改變化學(xué)反應(yīng)速率,且正逆反應(yīng)速率的改變程度相同。 其他因素反應(yīng)物間的接觸面積、光照、放射線輻射、超聲波等。 (1)當(dāng)升高溫度或增大壓強(qiáng)時(shí),正、逆反應(yīng)速率都增大,但增大程度不同,取決于反應(yīng)的熱效應(yīng)和方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)。 (2)當(dāng)降低溫度或減小壓強(qiáng)時(shí),正、逆反應(yīng)速率都降低,但降低程度不同。 (3)溫度對(duì)吸熱方向反應(yīng)速率影響程度大;壓強(qiáng)對(duì)體積減小方向反應(yīng)速率影響程度大。 3.利用有效碰撞理論理解外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 【規(guī)律方法】 關(guān)于化學(xué)反應(yīng)速率的兩個(gè)問題 (1)靈活應(yīng)用“反應(yīng)速率之比=化學(xué)計(jì)量數(shù)(系數(shù))之比=濃度變化量之比=物質(zhì)的量變化量之比”這一公式求算化學(xué)反應(yīng)速率,確定物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)(系數(shù))、書寫化學(xué)方程式。 (2)準(zhǔn)確理解外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 ①固體、純液體的濃度視為定值,不因其量的增減而影響反應(yīng)速率,但因表面積(接觸面)的變化而改變反應(yīng)速率。如將硫鐵礦粉碎是為了增大接觸面,加快反應(yīng)速率。 ②改變壓強(qiáng),對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率產(chǎn)生影響的根本原因是引起濃度的改變。在討論壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響時(shí),應(yīng)區(qū)分引起壓強(qiáng)改變的原因,這種改變對(duì)反應(yīng)體系的濃度產(chǎn)生何種影響。 對(duì)于氣體體系,有以下幾種情況: 恒溫時(shí):增大壓強(qiáng)體積縮小氣體物質(zhì)濃度增大反應(yīng)速率加快 恒容時(shí):a.充入氣體反應(yīng)物濃度增大總壓增大反應(yīng)速率加快 b.充入“惰氣”總壓增大(分壓不變)各反應(yīng)物濃度不變反應(yīng)速率不變 恒壓時(shí):充入“惰氣”體積增大各反應(yīng)物濃度減小反應(yīng)速率減慢 【典例1】 在容積不變的密閉容器中存在如下反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH<0,某研究小組研究了其他條件不變時(shí),改變某一條件對(duì)上述反應(yīng)的影響,下列分析正確的是(　　) A.圖Ⅰ研究的是t0時(shí)刻增大O2的物質(zhì)的量濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響 B.圖Ⅱ研究的是t0時(shí)刻通入氦氣增大體系壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響 C.圖Ⅲ研究的是催化劑對(duì)化學(xué)平衡的影響,且甲的催化效率比乙高 D.圖Ⅲ研究的是溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響,且乙的溫度較高 解析:圖Ⅰ中t0時(shí)刻的v(正)、v(逆)都高于原平衡化學(xué)反應(yīng)速率且v(正)>v(逆),應(yīng)是增大體系的壓強(qiáng)所致,A項(xiàng)錯(cuò);圖Ⅱ中圖像顯示v(正)=v(逆)都高于原平衡體系,而體系中通入氦氣,并未改變各組分的濃度,故不影響v(正)、v(逆),B項(xiàng)錯(cuò);催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率,對(duì)化學(xué)平衡無影響,因而加入催化劑后,甲、乙能達(dá)到同一平衡狀態(tài),C項(xiàng)錯(cuò);圖Ⅲ中乙比甲到達(dá)平衡所需時(shí)間短,其他條件不變時(shí),T(乙)>T(甲),且此反應(yīng)的ΔH<0,溫度[由T(乙)→T(甲)]降低,α(SO2)降低,符合曲線變化,D項(xiàng)正確。 答案:D。 化學(xué)反應(yīng)速率及其影響因素 1.一定條件下,溶液的酸堿性對(duì)TiO2光催化染料R降解反應(yīng)的影響如圖所示。下列判斷正確的是(　　) A.在0~50 min之間,pH=2和pH=7時(shí)R的降解百分率相等 B.溶液酸性越強(qiáng),R的降解速率越小 C.R的起始濃度越小,降解速率越大 D.在20~25 min之間,pH=10時(shí)R的平均降解速率為0.04 molL-1min-1 解析:由圖像可看出,50 min時(shí),pH=2和pH=7時(shí)R均完全降解,A正確;在反應(yīng)物起始濃度小的情況下,pH=2時(shí)R的降解速率明顯大于pH=7和pH=10時(shí)的降解速率,若起始濃度相等,pH=2時(shí)的降解速率會(huì)更大,說明酸性越強(qiáng),R降解速率越大,B錯(cuò)誤;圖像中出現(xiàn)了兩個(gè)影響速率的條件:反應(yīng)物起始濃度和pH。因pH不同,不能由圖像判斷反應(yīng)物濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響。對(duì)于所有的化學(xué)反應(yīng)而言,均為反應(yīng)物濃度越大,反應(yīng)速率越大,C錯(cuò)誤;20~25 min之間,pH=10時(shí)R的平均降解速率為:(0.6-0.4)10-4molL-15min= 410-6 molL-1min-1,D錯(cuò)誤。 答案:A。 此題以圖像題的形式考查了影響反應(yīng)速率的條件,且同時(shí)出現(xiàn)了兩個(gè)影響速率的條件,考生容易錯(cuò)選C。 2.(雙選題)對(duì)于可逆反應(yīng)H2(g)+I2(g)2HI(g),在溫度一定下由H2(g)和I2(g)開始反應(yīng),下列說法正確的是(　　) A.H2(g)的消耗速率與HI(g)的生成速率之比為2∶1 B.反應(yīng)進(jìn)行的凈速率是正、逆反應(yīng)速率之差 C.正、逆反應(yīng)速率的比值是恒定的 D.達(dá)到平衡時(shí),正、逆反應(yīng)速率相等 解析:各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于各物質(zhì)化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,H2的消耗速率與HI的生成速率之比為1∶2,A錯(cuò);該反應(yīng)進(jìn)行的凈速率是指某一物質(zhì)的正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率之差,B正確;隨反應(yīng)進(jìn)行正反應(yīng)速率在減小,逆反應(yīng)速率在增大,二者之比逐漸減小,C錯(cuò);正、逆反應(yīng)速率相等是平衡建立的特征,D正確。 答案:BD。 3.對(duì)于化學(xué)反應(yīng)3W(g)+2X(g)4Y(g)+3Z(g),下列反應(yīng)速率關(guān)系中,正確的是(　　) A.v(W)=3v(Z)　　　　　B.2v(X)=3v(Z) C.2v(X)=v(Y) D.3v(W)=2v(X) 解析:用不同物質(zhì)表示同一反應(yīng)的反應(yīng)速率時(shí),其速率值之比等于其化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,即v(W)3=v(X)2=v(Y)4=v(Z)3,故C正確。 答案:C。 4.化合物Bilirubin在一定波長的光照射下發(fā)生分解反應(yīng),反應(yīng)物濃度隨反應(yīng)時(shí)間變化如圖所示,計(jì)算反應(yīng)4~8 min間的平均反應(yīng)速率和推測反應(yīng)16 min時(shí)反應(yīng)物的濃度,結(jié)果應(yīng)是(　　) A.2.5 μmolL-1min-1和2.0 μmolL-1 B.2.5 μmolL-1min-1和2.5 μmolL-1 C.3.0 μmolL-1min-1和3.0 μmolL-1 D.5.0 μmolL-1min-1和3.0 μmolL-1 解析:分析圖像可知,在4~8 min時(shí)間段內(nèi)反應(yīng)物的濃度由20 μmolL-1下降到10 μmolL-1,濃度變化量為10 μmolL-1,故反應(yīng)速率為10 μmolL-14min=2.5 μmolL-1min-1。隨著反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)速率逐漸減慢,大致的變化規(guī)律是反應(yīng)每進(jìn)行4 min,反應(yīng)速率降低一半,所以當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到16 min時(shí),反應(yīng)物的濃度降到大約2.5 μmolL-1。 答案:B。 5.碘在科研與生活中有重要應(yīng)用。某興趣小組用0.50 molL-1 KI、0.2%淀粉溶液、0.20 molL-1 K2S2O8、0.10 molL-1 Na2S2O3等試劑,探究反應(yīng)條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。 已知:S2O82-+2I-2SO42-+I2(慢)　I2+2S2O32-2I-+S4O62-(快) (1)向KI、Na2S2O3與淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液,當(dāng)溶液中的　　　　耗盡后,溶液顏色將由無色變?yōu)樗{(lán)色。為確保能觀察到藍(lán)色,S2O32-與S2O82-初始的物質(zhì)的量需滿足的關(guān)系為:n(S2O32-)∶n(S2O82-)　　　　。 (2)為探究反應(yīng)物濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案如下表: 實(shí)驗(yàn) 序號(hào) 體積V/mL K2S2O8溶液 水 KI溶液 Na2S2O3溶液 淀粉溶液 ① 10.0 0.0 4.0 4.0 2.0 ② 9.0 1.0 4.0 4.0 2.0 ③ 8.0 Vx 4.0 4.0 2.0 表中Vx=　　　　mL,理由是　　。 (3)已知某條件下,濃度c(S2O82-)反應(yīng)時(shí)間t的變化曲線如圖,若保持其他條件不變, 請(qǐng)?jiān)诖痤}卡坐標(biāo)圖中,分別畫出降低反應(yīng)溫度和 加入催化劑時(shí)c(S2O82-)t的變化曲線示意圖(進(jìn)行相應(yīng)的標(biāo)注)。 (4)碘也可用作心臟起搏器電源-鋰碘電池的材料。該電池反應(yīng)為:2Li(s)+I2(s)2LiI(s)　ΔH 已知:4Li(s)+O2(g)2Li2O(s)　ΔH1 4LiI(s)+O2(g)2I2(s)+2Li2O(s)　ΔH2 則電池反應(yīng)的ΔH=　　　　;碘電極作為該電池的　　　　極。 解析:(1)根據(jù)提供的2個(gè)反應(yīng)可知,當(dāng)S2O32-耗盡后,生成的I2不再被轉(zhuǎn)化為I-,溶液變?yōu)樗{(lán)色,若要保證能看到藍(lán)色需有I2剩余。所以n(S2O32-)∶n(S2O82-)<2∶1。 (2)由表格可知溶液的總體積V是定值,所以三次實(shí)驗(yàn)的總體積應(yīng)該是20.0 mL,所以Vx應(yīng)為2 mL。 (3)降溫會(huì)使反應(yīng)速率減慢,加入催化劑會(huì)加快反應(yīng)。 (4)4Li(s)+O2(g)2Li2O(s)　ΔH1① 4LiI(s)+O2(g)2I2(s)+2Li2O(s)　ΔH2② 由①-②得:2Li(s)+I2(s)2LiI(s)　ΔH=ΔH1-ΔH22, I2I-發(fā)生還原反應(yīng),做正極。 答案:(1)S2O32-　<2∶1 (2)2　為完成實(shí)驗(yàn)?zāi)康?①②③三組實(shí)驗(yàn)中總體積應(yīng)該是20.0 mL (3)如圖 (4)ΔH=ΔH1-ΔH22　正 本題主要考查了化學(xué)反應(yīng)原理的知識(shí),涉及化學(xué)反應(yīng)速率,焓變計(jì)算和原電池等知識(shí),主要目的是考查學(xué)生分析問題,解決問題的能力,難度中。 6.臭氧是一種強(qiáng)氧化劑,常用于消毒、滅菌等。 (1)O3與KI溶液反應(yīng)生成的兩種單質(zhì)是　　　　和　　　　(填分子式)。 (2)O3在水中易分解,一定條件下,O3的濃度減少一半所需的時(shí)間(t)如表所示。已知:O3的起始濃度為 0.021 6 mol/L。 表 ppHtt/minT/℃ 3.0 4.0 5.0 6.0 20 301 231 169 58 30 158 108 48 15 50 31 26 15 7 ①pH增大能加速O3分解,表明對(duì)O3分解起催化作用的是　　　　。 ②在30 ℃、pH=4.0條件下,O3的分解速率為　　　　mol/(Lmin)。 ③據(jù)表中的遞變規(guī)律,推測O3在下列條件下分解速率依次增大的順序?yàn)椤　　　?填字母代號(hào))。 a.40 ℃、pH=3.0 b.10 ℃、pH=4.0 c.30 ℃、pH=7.0 (3)O3可由臭氧發(fā)生器(原理如圖)電解稀硫酸制得。 ①圖中陰極為　　　　　　　(填“A”或“B”),其電極反應(yīng)式為　　。 ②若C處通入O2,則A極的電極反應(yīng)式為　。 ③若C處不通入O2,D、E處分別收集到x L和y L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則E處收集的氣體中O3所占的體積分?jǐn)?shù)為　　　　。(忽略O(shè)3的分解) 解析:(1)O3具有氧化性可把I-氧化為I2同時(shí)生成O2。 (2)①pH增大,OH-濃度增大,加速了O3分解,表明OH-對(duì)O3分解具有催化作用。 ②30 ℃、pH=4.0時(shí),O3分解的Δc=0.021 6mol/L2=0.010 8 mol/L,用時(shí)108 min,則O3分解速率v=0.010 8mol/L108min=1.0010-4mol/(Lmin)。 ③據(jù)表中遞變規(guī)律,40 ℃、pH=3.0時(shí),所用時(shí)間介于31 min~158 min;10 ℃、pH=4.0時(shí)所用時(shí)間>231 min;30 ℃、pH=7.0時(shí)所用時(shí)間<15 min,而濃度變化同為0.0108 mol/L,則分解速率依次增大順序?yàn)?b”“<”或“=”); (5)如果其他條件不變,將容器的容積變?yōu)? L,進(jìn)行同樣的實(shí)驗(yàn),則與上述反應(yīng)比較: ①反應(yīng)速率　　　　(填“增大”“減小”或“不變”),理由是　 ; ②平衡時(shí)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率　　　　(填“增大”“減小”或“不變”),理由是　。 解析:(1)A的濃度減少了a6 molL-1,B的濃度減少了a4 molL-1,所以vA=a6molL-12min=a12 molL-1min-1, vB=a4molL-12min=a8 molL-1min-1。 (2)　　　　 xA(g)+yB(g)pC(g)+qD(g) 初始濃度(mol/L) a2 b2　 0　 0 濃度變化(mol/L) a6 a4　 a12　 a2 所以x∶y∶p∶q=2∶3∶1∶6,即x=2,y=3,p=1,q=6。 (3)反應(yīng)平衡時(shí),D為2a mol,則B消耗掉a mol,所以轉(zhuǎn)化率為ab100%。 (4)只升高溫度,D的量由2a mol減至1.5a mol,所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng),ΔH<0。 答案:(1)a12 molL-1min-1　a8 molL-1min-1 (2)2　3　1　6　(3)ab100%　(4)< (5)①增大　體積減小,反應(yīng)物濃度增大,因而使反應(yīng)速率增大 ②減小　體積減小,氣體的壓強(qiáng)增大,平衡向氣體分子數(shù)減少的方向(即逆反應(yīng)方向)移動(dòng),因而使反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率減小 8.某同學(xué)在用稀硫酸與鋅制取氫氣的實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)加入少量硫酸銅溶液可加快氫氣的生成速率。請(qǐng)回答下列問題: (1)上述實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式有　 ; (2)硫酸銅溶液可以加快氫氣生成速率的原因是　 ; (3)實(shí)驗(yàn)室中現(xiàn)有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4種溶液,可與上述實(shí)驗(yàn)中CuSO4溶液起相似作用的是　　　　　　　　　　　。 (4)要加快上述實(shí)驗(yàn)中氣體產(chǎn)生的速率,還可采取的措施有　 (答兩種); (5)為了進(jìn)一步研究硫酸銅的量對(duì)氫氣生成速率的影響,該同學(xué)設(shè)計(jì)了如下一系列實(shí)驗(yàn)。將表中所給的混合溶液分別加入到6個(gè)盛有過量Zn粒的反應(yīng)瓶中,收集產(chǎn)生的氣體,記錄獲得相同體積的氣體所需時(shí)間。 　　　　　實(shí)驗(yàn) 混合溶液　　　　 A B C D E F 4 molL-1 H2SO4溶液/mL 30 V1 V2 V3 V4 V5 飽和CuSO4溶液/mL 0 0.5 2.5 5 V6 20 H2O/mL V7 V8 V9 V10 10 0 ①請(qǐng)完成此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),其中:V1=　　　　,V6=　　　　,V9=　　　　; ②反應(yīng)一段時(shí)間后,實(shí)驗(yàn)A中的金屬呈　　　　色,實(shí)驗(yàn)E中的金屬呈　　　　色; ③該同學(xué)最后得出的結(jié)論為:當(dāng)加入少量CuSO4溶液時(shí),生成氫氣的速率會(huì)大大提高,但當(dāng)加入的CuSO4溶液超過一定量時(shí),生成氫氣的速率反而會(huì)下降。請(qǐng)分析氫氣生成速率下降的主要原因　 。 解析:(1)(2)(3)考查了原電池可以加快氧化還原反應(yīng)的速率這一考點(diǎn),要想與Zn、稀H2SO4形成原電池,先由Zn置換活潑性排在Zn之后的金屬,使其成為原電池的正極,從而加快Zn與稀H2SO4的反應(yīng)速率。 (4)加快化學(xué)反應(yīng)速率的方法有升高溫度、增大濃度、加入催化劑、增大固體表面接觸面積等。 (5)研究硫酸銅的量對(duì)H2生成速率的影響,前提條件要保證H2SO4溶液濃度以及與Zn的接觸面積相同,由已知A中V(H2SO4溶液)=30(mL),推知V1=V2=V3=V4=V5=30(mL),由F知溶液總體積為50(mL),則V7=20(mL),V8=19.5(mL),V9=17.5(mL),V10=15(mL),V6=10(mL)。 當(dāng)加入少量CuSO4溶液時(shí),反應(yīng)速率大大提高,當(dāng)加入一定量CuSO4 溶液后,生成的單質(zhì)Cu會(huì)沉積在Zn表面,減小了Zn與H2SO4溶液的接觸面積,使反應(yīng)速率減慢。 答案:(1)Zn+CuSO4ZnSO4+Cu、 Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑ (2)CuSO4溶液與Zn反應(yīng)產(chǎn)生的Cu與Zn形成Cu/Zn微電池,加快了H2產(chǎn)生的速率 (3)Ag2SO4 (4)升高反應(yīng)溫度、適當(dāng)增加H2SO4溶液的濃度、增加鋅粒的比表面積等(答兩種) (5)①30　10　17.5 ②灰黑　暗紅 ③當(dāng)加入一定量CuSO4溶液后,生成的單質(zhì)Cu會(huì)沉積在Zn表面,減小了Zn與H2SO4溶液的接觸面積