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2019-2020年高三化學一輪復習 化學反應速率學案 【復習目標】 1．了解化學反應速率的概念和平均反應速率的定量表示方法。 2．了解溫度、濃度、壓強和催化劑等對化學反應速率影響的一般規(guī)律。 3．認識催化劑在生產(chǎn)、生活和科學研究領域中的重要作用。 4．了解化學反應速率的調控在生產(chǎn)、生活和科學研究領域中的重要作用。 【復習重點】 化學反應速率的定量計算、速率大小的比較及外界條件對反應速率的影響。 【知識建構】 考點一、化學反應速率的概念 1．表示方法：通常用單位時間內反應物 或生成物 來表示。 2．數(shù)學表達式：v = ------------（單位： 或 ） 3．意義：可以用來衡量化學反應進行的 。 【注意點】 （1）化學反應速率一般指的是某一段時間內的 ，而不是指 ； （2）固體或純液體（不是溶液），其濃度可視為常數(shù)，因此不用固體或純液體表示反應速率； （3）在同一反應中用不同的物質來表示速率時，反應速率的數(shù)值比等于它們的的計量數(shù)比。 [即時訓練1] 反應A+3B==2C+2D在四種不同條件下的反應速率分別為： ①v(A)= 0.5 molL－1min－1 ②v(B)= 1.2 molL－1s－1 ③v(C)= 0.1 molL－1s－1 ④v(D)= 0.4 molL－1min－1 該反應進行的快慢順序為 。（用序號表示） [即時訓練2] 將4molA氣體和2molB氣體在2L的容器中混合并在一定條件下發(fā)生如下反應： 2A(g)+B(g)=2C(g)，若經(jīng)2s后測得C的濃度為0.6mol/L，則下列說法中正確的是 。 ①用物質A表示的平均速率為0.3 molL－1s－1 ②用物質B表示的平均速率為0.6 molL－1s－1 ③2s時物質A的轉化率為70% ④2s時物質B的濃度為0.7 molL－1 考點二、影響化學反應速率的因素 1．內因（主要因素）： 2．外因（其他條件不變，改變一個條件） ①濃度：增大反應物濃度，反應速率 ，反之 。 ②壓強：對于有氣體參加的反應，增大壓強，反應速率 ，反之 。 稀有氣體或其它非反應氣體充入反應器中： a．若容器恒溫、恒容，則改變了容器內氣體總壓強，卻沒有改變各反應氣體的濃度，不影響化學反應速率。 b．若容器恒溫、恒壓，則盡管容器內總壓不變，但容器體積一定擴大，使反應氣體的濃度減小，使化學反應速率減慢。 ③溫度：溫度升高，反應速率 ，反之 。 ④催化劑：使用催化劑能改變化學反應速率，且正、逆反應速率的改變程度 。 ⑤其它因素：增大固體的表面積（如：粉碎、納米化）可加快化學反應速率；光照、超聲波、電磁波、溶質等對化學反應速率都有影響。 [即時訓練3] 100mL6molL-1H2SO4與過量Zn粉反應，在一定溫度下，為了減緩反應速率，但又不影響生成氫氣的總量，可向反應物中加入適量的 。 ①碳酸鈉固體 ②醋酸鈉固體 ③硫酸鉀溶液 ④硫酸銅溶液 ⑤NaOH固體 ⑥硝酸鉀溶液 [即時訓練4] 反應3Fe（s）＋4H2O（g） Fe3O4（s）＋4H2（g），在一個可變的容積的密閉容器中進行，試回答： ①增加Fe的量，其正反應速率的變化是 （填增大、減小或不變，下同） ②將容器的體積縮小一半，其正反應速率 ，逆反應速率 。 ③保持體積不變，充入N2使體系的壓強增大，其正反應速率 ，逆反應速率 。 ④保持壓強不變，充入N2使容器的體積增大，其正反應速率 ，逆反應速率 。 重點突破一：“始轉平”法突破化學反應速率計算題 【例1】煤制合成天然氣是煤氣化的一種重要方法，其工藝核心是合成過程中的甲烷化，涉及的 主要反應： CO(g)＋3H2(g) CH4(g)＋H2O(g)　　ΔH<０　　　　?、? CO2(g)＋4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH<０　　　　?、? 現(xiàn)在300 ℃、容積為2 L的密閉容器中進行有關合成天然氣的實驗，相關數(shù)據(jù)記錄如下： CO/mol CO2/mol H2/mol CH4/mol H2O/mol 0 min 4 3 40 0 0 30 min 2 2 a 3 － 70 min 1 b c d 6 下列有關說法錯誤的是 A．a(chǎn)＝30，b＝1.5 B．c＝25，d＝4.5 C．前30 min內，反應①的平均反應速率v(CH4)＝0.05 molL－1min－1 D．后40 min內，反應②的平均反應速率v(H2)＝0.025 molL－1min－1 重點突破二：控制變量法突破影響化學反應速率的因素 【例2】某同學在用稀硫酸與鋅制取氫氣的實驗中，發(fā)現(xiàn)加入少量硫酸銅溶液可加快氫氣的生成 速率。為了進一步研究硫酸銅的量對氫氣生成速率的影響，該同學設計了如下一系列的實驗。將 表中所給的混合溶液分別加入到6個盛有過量Zn粒的反應瓶中，收集產(chǎn)生的氣體，記錄獲得相同 體積的氣體所需時間。 實驗 混合溶液　　　 A B C D E F 4 molL－1 H2SO4/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請完成此實驗設計，其中：V1＝__________，V6＝__________，V9＝__ ______。 ②該同學最后得出的結論為當加入少量CuSO4溶液時，生成氫氣的速率會大大提高，但當 加入的CuSO4溶液超過一定量時，生成氫氣的速率反而會下降。請分析氫氣生成速率下降的主要原因________________________________________________________________________ 【例3】廢舊印刷電路板的回收利用可實現(xiàn)資源再生，并減少污染。廢舊印刷電路板經(jīng)粉碎、分離，能得到非金屬粉末和金屬粉末。用H2O2 和H2SO4 的混合溶液可溶出印刷電路板金屬粉末中的銅。控制其它條件相同，印刷電路板的金屬粉末用10%H2O2 和3.0molL－1H2SO4溶液處理，測得不同溫度下銅的平均溶解速率（見下表） 溫度（℃） 20 30 40 50 60 70 80 銅的平均溶解速率 (10－3molL－1min－1) 7.34 8.01 9.25 7.98 7.24 6.73 5.76 當溫度高于40℃時，銅的平均溶解速率隨著反應溫度的升高而下降，其主要原因是 。 【例4】隨著石油資源的日趨緊張，天然氣資源的開發(fā)利用受到越來越多的關注。以天然氣為原料經(jīng)由合成氣（CO 、H2）制化學品是目前天然氣轉化利用的主導技術路線，主要工藝有以下幾種： （1）甲烷的部分氧化。CH4(g) + 1/2O2 (g) = CO (g) + 2H2(g) ，△H = —35.6 kJ/mol。 （2）甲烷水蒸汽催化重整。CH4(g) + H2O (g) = CO (g) + 3H2(g) ，△H = 250.3 kJ/mol （3）甲烷二氧化碳催化重整。CH4(g) + CO2 (g) = 2CO (g) + 2H2(g) ，△H2 = 247.3 kJ/mol 高溫下，甲烷二氧化碳催化重整反應速率明顯降低的原因可能是 。 重點突破三：數(shù)形結合思想突破化學平衡概念 【例5】 某溫度時，在一個容積為2 L的密閉容器中，X、Y、Z三種物質在一定條件下發(fā)生反應： 3X＋Y 2Z ΔH＜0 若上述反應在2 min后的t1～t6內反應速率與反應時間圖像如下，在每一時刻均改變一個影響反應速率的因素，則 A．在t1時增大了壓強 B．在t3時加入了催化劑 C．在t4時降低了溫度 D．t2～t3時A的轉化率最高 【仿真練習】 1．下列關于化學反應速率的說法中，正確的是 A．化學反應速率是指某一時刻、某種反應物的瞬時反應速率 B．化學反應速率為0.8 molL－1s－1是指反應1 s時某物質的濃度為0.8 molL－1 C．根據(jù)化學反應速率的大小可以推知化學反應的快慢 D．對于一個化學反應來說，其反反應速率越大，反應現(xiàn)象就越明顯 2．甲、乙兩容器都在進行A―→B的反應，甲容器內每分鐘減少4 mol A，乙容器內每分鐘減少2 mol A，則甲容器內的反應速率與乙容器內的反應速率相比(　　) A．甲快 B．乙快 C．兩者相等 D．無法比較 3．下列對有關事實的解釋不正確的是(　　) 事實 解釋 ① 鋅與稀硫酸反應，加入氯化鈉固體，速率加快 增大了氯離子濃度，反應速率加快 ② 鋅與稀硫酸反應，滴入較多硫酸銅溶液，生成氫氣的速率減慢 鋅置換銅的反應干擾了鋅置換氫的反應，致使生成氫氣的速率變慢 ③ 5%的雙氧水中加入二氧化錳粉末，分解速率迅速加快 降低了反應的焓變，活化分子數(shù)增多，有效碰撞增多，速率加快 ④ 面粉儲存容易引起爆炸 固體表面積大，反應速率加快 A.①④ B．②③ C．①②③ D．①②④ 4．反應A(g)＋3B(g)===2C(g)＋2D(g)在四種不同情況下的反應速率分別為 ①v(A)＝0.45 molL－1min－1 ②v(B)＝0.6 molL－1s－1 ③v(C)＝0.4 molL－1s－1 ④v(D)＝0.45 molL－1s－1 該反應進行的快慢順序為(　　) A．④>③＝②>① B．④<③＝②<① C．①>②>③>④ D．④>③>②>① 5．已知反應X(g)＋Y(g)nZ(g) 　ΔH>0，將X和Y以一定比例混合通入密閉容器中進行反應，各物質的濃度隨時間的改變如圖所示。下列說法不正確的是(　　) A．反應方程式中n＝1 B．10 min時，曲線發(fā)生變化的原因是升高溫度 C．10 min時，曲線發(fā)生變化的原因是增大壓強 D．0～5 min內，用X表示的反應速率為v(X)＝0.08 molL－1min－1 6．對恒溫恒容密閉容器中的可逆反應：A(g)＋3B(g)2C(g)　ΔH<0，下列敘述錯誤的是(　　) A．升高溫度，v(正)、v(逆)都增大，但v(逆)增加的程度更大 B．增大壓強，v(正)、v(逆)都增大，但v(正)增加的程度更大 C．增大A的濃度，v(正)會增大，但v(逆)會減小 D．采用正的催化劑，一般v(正)、v(逆)同時增大，而且增大的倍數(shù)相同 7． KClO3和KHSO3可發(fā)生下列反應：ClO＋HSO―→SO＋Cl－＋H＋(未配平)，已知酸性越強，該反應的反應速率越快。如圖為反應速率v(ClO)隨時間(t)的變化曲線。下列有關說法不正確的是(　　) A．KClO3和KHSO3發(fā)生反應的氧化劑與還原劑的物質的量之比為1:3 B．反應開始階段速率逐漸增大可能是c(H＋)逐漸增高導致的 C．反應后期速率逐漸減小的主要原因是c(ClO)、c(HSO)降低 D．縱坐標為v(HSO)時的v－t曲線與原來曲線完全吻合 8．在298 K時，實驗測得溶液中的反應：H2O2＋2HI===2H2O＋I2，在不同濃度時的化學反應速率見下表，由此可推知第5組實驗中c(HI)、c(H2O2)不可能為(　　) 實驗編號 1 2 3 4 5 6 c(HI)/molL－1 0.100 0.200 0.150 0.100 ？ 0.500 c(H2O2)/molL－1 0.100 0.100 0.150 0.200 ？ 0.400 v/molL－1s－1 0.007 60 0.015 2 0.017 1 0.015 2 0.022 8 0.152 A.0.150 molL－1、0.200 molL－1 B．0.300 molL－1、0.100 molL－1 C．0.200 molL－1、0.200 molL－1 D．0.100 molL－1、0.300 molL－1 9．等質量的鐵與過量的鹽酸在不同的實驗條件下進行反應，測得在不同時間(t)內產(chǎn)生氣體體積(V)的變化情況如圖，根據(jù)圖示分析實驗條件，下列說法中一定不正確的是(　　) A．第4組實驗的反應速率最慢 B．第1組實驗中鹽酸的濃度大于2.5 molL－1 C．第2組實驗中鹽酸的濃度等于2.5 molL－1 D．第3組實驗的反應溫度低于30 ℃ 10．一定溫度下，向容積為2 L的密閉容器中通入兩種氣體發(fā)生化學反應，反應中各物質的物質的量變化如圖所示，對該反應的推斷合理的是(　　) A．該反應的化學方程式為3B＋4D6A＋2C B．反應進行到1 s時，v(A)＝v(D) C．反應進行到6 s時，B的平均反應速率為0.05 mol/(Ls) D．反應進行到6 s時，各物質的反應速率相等 11．在一密閉容器中充入1 mol I2和1 mol H2，壓強為p(Pa)，并在一定溫度下使其發(fā)生反應： H2(g)＋I2(g)2HI(g)　ΔH<0。 (1)保持容器容積不變，向其中充入1 mol H2，反應速率_________ (填“增大”“減小”或“不變”)，理由是____________________。 (2)保持容器容積不變，向其中充入1 mol CO2(不參加反應)，反應速率___(填“增大”“減小”或“不變”)，理由是___________。 (3)保持容器內氣體的壓強不變，向其中充入1 mol CO2，反應速率________(填“增大”“減小”或“不變”)，理由是__________。 12．某酸性工業(yè)廢水中含有K2Cr2O7。光照下，草酸(H2C2O4)能將其中的Cr2O轉化為Cr3＋。某課題組研究發(fā)現(xiàn)，少量鐵明礬[Al2Fe(SO4)424H2O]即可對該反應起催化作用。為進一步研究有關因素對該反應速率的影響，探究如下： (1)在25 ℃下，控制光照強度、廢水樣品初始濃度和催化劑用量相同，調節(jié)不同的初始pH和一定濃度草酸溶液用量，做對比實驗，完成以下實驗設計表(表中不要留空格)。 實驗 編號 初始 pH 廢水樣品 體積/mL 草酸溶液 體積/mL 蒸餾水 體積/mL ① 4 60 10 30 ② 5 60 10 30 ③ 5 60 測得實驗①和②溶液中的Cr2O濃度隨時間變化關系如圖所示。 (2)上述反應后草酸被氧化為______(填化學式)。 (3)實驗①和②的結果表明____________；實驗①中0～t1時間段反應速率v(Cr3＋)＝________ molL－1min－1(用代數(shù)式表示)。 (4)該課題組對鐵明礬[Al2Fe(SO4)424H2O]中起催化作用的成分提出如下假設，請你完成假設二和假設三： 假設一：Fe2＋起催化作用； 假設二：____________________________________________； 假設三：____________________________________________； …… (5)請你設計實驗驗證上述假設一，完成下表中內容。 (除了上述實驗提供的試劑外，可供選擇的藥品有K2SO4、FeSO4、K2SO4Al2(SO4)324H2O、Al2(SO4)3等。溶液中Cr2O的濃度可用儀器測定) 實驗方案 (不要求寫具體操作過程) 預期實驗結 果和結論 第5講　化學反應速率 【仿真練習】 1． C 2． D 3． C 4． A 5． B 6． C 7． D 8． C 9． D 10． C 11． (1)增大　增大反應物濃度，反應速率增大 (2)不變　反應物的濃度不變，反應速率不變 (3)減小　容器體積變大，反應物濃度減小，反應速率減小 12． (1)20　20　(2)CO2　(3)溶液pH對該反應的速率有影響　　(4)Al3＋起催化作用　SO起催化作用 (5) 實驗方案 (不要求寫具體操作過程) 預期實驗結果和結論 用等物質的量K2SO4Al2(SO4)3 24H2O代替實驗①中的鐵明礬，控制其他反應條件與實驗①相同，進行對比實驗。 反應進行相同時間后，若溶液中c(Cr2O)大于實驗①中的c(Cr2O)，則假設一成立；若兩溶液中的c(Cr2O)相同，則假設一不成立。 (本題屬于開放性試題，合理答案均可)