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2019-2020年高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 考點(diǎn)22 化學(xué)反應(yīng)速率及其影響因素學(xué)案 【考綱解析】 1．了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念、化學(xué)反應(yīng)速率的定量表示方法。 2． 理解外界條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等)對(duì)反應(yīng)速率的影響，認(rèn)識(shí)一般規(guī)律。 3． 聯(lián)系生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究，運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)速率解決實(shí)際問題． 【學(xué)生整理】 一、化學(xué)反應(yīng)速率 1．表示方法 通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的________或生成物濃度的________來表示。 2．計(jì)算式 v＝，表達(dá)式中Δc表示濃度的改變量，單位為molL－1。Δc(反應(yīng)物)＝c(初)－c(末)，Δc(生成物)＝c(末)－c(初)。Δt表示反應(yīng)所需時(shí)間，單位為s、min、h等。 3．單位：一般為____________或____________或______________________。 4．意義：衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢程度。 5．特點(diǎn) (1)同一化學(xué)反應(yīng)用不同物質(zhì)濃度的改變量表示速率時(shí)，數(shù)值可能不同，但表示的意義________(填“相同”或“不相同”)。因此，在表示化學(xué)反應(yīng)速率時(shí)，必須注明是以哪種物質(zhì)做標(biāo)準(zhǔn)的。 (2)同一化學(xué)反應(yīng)中以不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率之比一定等于它們的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。如對(duì)任一反應(yīng)aA＋bB===cC＋dD，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝__________。 二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 1．化學(xué)反應(yīng)速率理論 (1)有效碰撞：反應(yīng)物分子間能__________的碰撞。發(fā)生條件：①發(fā)生碰撞的分子具有較高的能量；②分子在__________發(fā)生碰撞。 (2)活化分子：化學(xué)反應(yīng)中，能量較高、有可能發(fā)生________的分子。(3)活化能 活化分子的________與所有分子的__________之差。 2．影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 (1)內(nèi)因(主要因素)：反應(yīng)物本身的________，如金屬與水反應(yīng)的速率：Na____Mg____Al。 (2)外因(其他條件不變，改變一個(gè)條件) 規(guī)律總結(jié)　濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑影響化學(xué)反應(yīng)速率的實(shí)質(zhì)——改變了單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目。單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目增加，反應(yīng)速率加快；反之減小。 三、化學(xué)反應(yīng)速率的測(cè)定 化學(xué)反應(yīng)的速率是通過________測(cè)定的。與其中任何一種化學(xué)物質(zhì)的濃度(或質(zhì)量)有關(guān)的性質(zhì)在測(cè)量反應(yīng)速率時(shí)都可以加以利用，包括能夠直接觀察的某些性質(zhì)，如_____和_____，也包括必須依靠科學(xué)儀器才能測(cè)量的性質(zhì)，如_、__________、__________、__________等。在溶液中，當(dāng)反應(yīng)物或產(chǎn)物本身有比較明顯的顏色時(shí)，人們常常利用______________________關(guān)系來跟蹤反應(yīng)的過程和測(cè)量反應(yīng)速率。測(cè)量時(shí)常用的方法有化學(xué)方法和物理方法?；瘜W(xué)方法指用____________來測(cè)定不同時(shí)刻反應(yīng)物或生成物濃度的方法；物理方法指對(duì)體系中物質(zhì)濃度進(jìn)行某種物理性質(zhì)的動(dòng)態(tài)測(cè)量的方法。 【自主檢測(cè)】 1．已知：4NH3+5O2===4NO+6H2O，若反應(yīng)速率分別用υ(NH3)、υ(O2)、υ(NO)和υ(H2O)來表示，則正確的關(guān)系是（ ） A．υ(NH3)=υ(O2) B．υ(O2)=υ(H2O)C．υ(NH3)=υ(H2O) D．υ(O2)=υ(NO) 2．一定條件下的可逆反應(yīng)：N2 + 3H22NH3；放熱反應(yīng)。在某一時(shí)刻（t≠0）時(shí)，當(dāng)單獨(dú)改變下列條件后，有關(guān)敘述一定錯(cuò)誤的是（ ） A．增加c(N2)，則該時(shí)刻υ正增大，υ逆不變 B．降溫，υ正、υ逆都減小，但是υ正減小倍數(shù)比υ逆減小倍數(shù)更大 C．加壓，υ正、υ逆都增大，但是υ正增大倍數(shù)比υ逆增大倍數(shù)更大 D．加入催化劑，υ正、υ逆都發(fā)生改變，且變化的倍數(shù)相等 3．某溫度下，在裝有催化劑容積為20L的反應(yīng)容器中，充入SO2和O2各4mol，發(fā)生反應(yīng)2SO2+O22SO3（g），反應(yīng)5min后，測(cè)得反應(yīng)容器內(nèi)混合氣體的壓強(qiáng)為原來的80%。回答下列問題：（1）用O2濃度的變化來表示化學(xué)反應(yīng)速率？（2）混合氣體中，SO3的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)是多少？ 【課堂點(diǎn)撥】 一、對(duì)于較為復(fù)雜的關(guān)于反應(yīng)速率的題目，采用以下步驟和模板計(jì)算 (1)寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式； (2)找出各物質(zhì)的起始量、轉(zhuǎn)化量、某時(shí)刻量； (3)根據(jù)已知條件列方程式計(jì)算。 例如：反應(yīng)　　　　　　mA　?。B　　pC 起始濃度(molL－1) a b 　c 轉(zhuǎn)化濃度(molL－1) x 某時(shí)刻濃度(molL－1) a－x b－ 　　c＋ 二、氣體反應(yīng)體系中充入稀有氣體(不參與反應(yīng))時(shí)，對(duì)反應(yīng)速率的影響 (1)恒容：充入“惰性氣體”―→總壓增大―→物質(zhì)濃度不變(活化分子濃度不變)―→反應(yīng)速率不變。 (2)恒壓：充入“惰性氣體”―→體積增大―→物質(zhì)濃度減小(活化分子濃度減小)―→反應(yīng)速率減小。 三、控制變量法探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 某實(shí)驗(yàn)小組以H2O2分解為例，研究濃度、催化劑、溶液酸堿性對(duì)反應(yīng)速率的影響。在常溫下按照如下方案完成實(shí)驗(yàn)。 實(shí)驗(yàn)編號(hào) 反應(yīng)物 催化劑 ① 10 mL 2% H2O2溶液 無 ② 10 mL 5% H2O2溶液 無 ③ 10 mL 5% H2O2溶液 1 mL 0.1 molL－1 FeCl3溶液 ④ 10 mL 5% H2O2溶液＋少量HCl溶液 1 mL 0.1 molL－1 FeCl3溶液 ⑤ 10 mL 5% H2O2溶液＋少量NaOH溶液 1 mL 0.1 molL－1 FeCl3溶液 (1)催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率的原因是__________________________________。 (2)常溫下5% H2O2溶液的pH約為6，H2O2的電離方程式為_________________。 (3)實(shí)驗(yàn)①和②的目的是________________________________________________。 實(shí)驗(yàn)時(shí)由于沒有觀察到明顯現(xiàn)象而無法得出結(jié)論。資料顯示，通常條件下H2O2穩(wěn)定，不易分解。為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模銓?duì)原實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)是_______________。 (4)實(shí)驗(yàn)③、④、⑤中，測(cè)得生成氧氣的體積隨時(shí)間變化的關(guān)系如下圖。 分析上圖能夠得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是______________________________________。 四、例題 1．（xx福建卷） NaHSO3溶液在不同溫度下均可被過量KIO3氧化，當(dāng)NaHSO3完全消耗即有I2析出，根據(jù)I2析出所需時(shí)間可以求得NaHSO3的反應(yīng)速率。將濃度均為0.020molL-1NaHSO3（含少量淀粉）10.0ml、KIO3（過量）酸性溶液40.0ml混合，記錄10~55℃間溶液變藍(lán)時(shí)間，55℃時(shí)未觀察到溶液變藍(lán)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖。據(jù)圖分析，下列判斷不正確的是 A．40℃之前與40℃之后溶液變藍(lán)的時(shí)間隨溫度的變化趨勢(shì)相反 B．圖中b、c兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的NaHSO3反應(yīng)速率相等 C．圖中a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的NaHSO3反應(yīng)速率為5.0 10-5molL-1s-1 D．溫度高于40℃時(shí)，淀粉不宜用作該試驗(yàn)的指示劑 2．(xx廣東理綜)利用光能和光催化劑，可將CO2和H2O(g)轉(zhuǎn)化為CH4和O2。紫外光照射時(shí)，在不同催化劑(Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ)作用下，CH4產(chǎn)量隨光照時(shí)間的變化如下圖所示。 (1)在0～30小時(shí)內(nèi)，CH4的平均生成速率vⅠ、vⅡ、vⅢ從大到小的順序?yàn)開_______________；反應(yīng)開始后的12小時(shí)內(nèi)，在第______種催化劑作用下，收集的CH4最多。 (2)將所得CH4與H2O(g)通入聚焦太陽能反應(yīng)器，發(fā)生反應(yīng)：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)。該反應(yīng)ΔH＝＋206 kJmol－1。 ①在答題卡的坐標(biāo)圖中，畫出反應(yīng)過程中體系能量變化圖(進(jìn)行必要標(biāo)注)。 ②將等物質(zhì)的量的CH4和H2O(g)充入1 L恒容密閉反應(yīng)器，某溫度下反應(yīng)達(dá)平衡，平衡常數(shù)K＝27，此時(shí)測(cè)得CO的物質(zhì)的量為0.10 mol，求CH4的平衡轉(zhuǎn)化率(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。 (3)已知：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－802 kJmol－1 寫出由CO2生成CO的熱化學(xué)方程式： _______________________________________________________________________。 3.（xx課標(biāo)全國卷Ⅱ，27，14分）丙烯腈（CH2===CHCN）是一種重要的化工原料，工業(yè)上可用“丙烯氨氧化法”生產(chǎn)，主要副產(chǎn)物有丙烯醛（CH2===CHCHO）和乙腈（CH3CN）等。回答下列問題： （1）以丙烯、氨、氧氣為原料，在催化劑存在下生成丙烯腈（C3H3N）和副產(chǎn)物丙烯醛（C3H4O）的熱化學(xué)方程式如下： ①C3H6（g）＋NH3（g）＋O2（g）===C3H3N（g）＋3H2O（g）　 ΔH＝－515 kJmol－1 ②C3H6（g）＋O2（g）===C3H4O（g）＋H2O（g） ΔH＝－353 kJmol－1 兩個(gè)反應(yīng)在熱力學(xué)上趨勢(shì)均很大，其原因是__________________________； 有利于提高丙烯腈平衡產(chǎn)率的反應(yīng)條件是__________________________； 提高丙烯腈反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素是____________________________。 （2）圖（a）為丙烯腈產(chǎn)率與反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線，最高產(chǎn)率對(duì)應(yīng)的溫度為460 ℃，低于460 ℃時(shí)，丙烯腈的產(chǎn)率　　　?。ㄌ睢笆恰被颉安皇恰保?duì)應(yīng)溫度下的平衡產(chǎn)率，判斷理由是_________________________________________； 高于460 ℃時(shí)，丙烯腈產(chǎn)率降低的可能原因是　　　?。p選，填標(biāo)號(hào)）。 A.催化劑活性降低 B.平衡常數(shù)變大 C.副反應(yīng)增多 D.反應(yīng)活化能增大 （3）丙烯腈和丙烯醛的產(chǎn)率與n（氨）/n（丙烯）的關(guān)系如圖（b）所示。由圖可知，最佳n（氨）/n（丙烯）約為　　　　，理由是____________________， 進(jìn)料氣氨、空氣、丙烯的理論體積比約為　　　　。