2021高考化学一轮复习专题7第1讲化学反应速率学案新人教版

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第1讲 化学反应速率 ‎[考纲要求]‎ ‎1．了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。2.了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。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产、生活和科学研究领域中的重要作用。‎ 　化学反应速率 ‎1.含义：化学反应速率是用来衡量化学反应____的物理量。‎ ‎2．表示方法 通常用单位时间内反应物浓度的________或生成物浓度的________来表示。‎ ‎3．数学表达式及单位 v＝，单位为____________或____________。‎ ‎4．化学反应速率与化学计量数的关系 对于已知反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示，当单位相同时，化学反应速率的数值之比等于方程式中各物质的__________之比，即v(A):v(B):v(C):v(D)＝________。‎ ‎[回扣判断](正确的打“√”，错误的打“×”)‎ ‎(1)同一反应，在相同时间间隔内，用不同物质表示的反应速率，其数值和意义都不一定相同(　　)‎ ‎(2)10 mol·L－1·s－1的反应速率一定比1 mol·L－1·s－1的反应速率大(　　)‎ ‎(3)固体和纯液体的浓度是固定的，增加固体或纯液体的用量，反应速率保持不变(　　)‎ ‎(4)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(　　)‎ ‎(5)化学反应速率为0.8 mol·L－1·s－1是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L－1(　　)‎ ‎(6)由v＝计算平均速率，用反应物表示为正值，用生成物表示为负值(　　)‎ ‎(7)对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象就越明显(　　)‎ ‎[重点提醒]‎ ‎(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)不能用固体或纯液体表示化学反应速率，因为固体或纯液体的浓度视为常数。‎ 对点速练 14‎ 练点一　化学反应速率的计算 ‎1．氨分解反应2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)在容积为‎2 L的密闭容器内进行，已知起始时氨气的物质的量为4 mol,5 s末为2.4 mol，则用氨气表示该反应的反应速率为(　　)‎ A．0.32 mol/(L·s)　B．0.16 mol/(L·s)‎ C．1.6 mol/(L·s) D．0.8 mol/(L·s)‎ ‎2．在不同浓度(c)、温度(T)条件下，蔗糖水解的瞬时速率(v)如下表。下列判断不正确的是(　　)‎ A．a＝6.00‎ B．同时改变反应温度和蔗糖的浓度，v可能不变 C．b<318.2‎ D．不同温度时，蔗糖浓度减少一半所需的时间相同 练点二　化学反应速率大小判断 ‎3．对反应A＋BAB来说，常温下按以下情况进行反应：①20 mL溶液中含A、B各0.01 mol；②50 mL溶液中含A、B各0.05 mol；③0.1 mol·L－1的A、B溶液各10 mL；④0.5 mol·L－1的A、B溶液各50 mL。四者反应速率的大小关系是(　　)‎ A．②>①>④>③‎ B．④>③>②>①‎ C．①>②>④>③‎ D．①>②>③>④‎ ‎4．可逆反应A(g)＋2B(g)C(g)＋D(g)，在四种不同情况下的反应速率如下，其中反应进行得最快的是(　　)‎ A．v(A)＝0.15 mol/(L·min)‎ B．v(B)＝0.6 mol/(L·min)‎ 14‎ C．v(C)＝0.4 mol/(L·min)‎ D．v(D)＝0.02 mol/(L·s)‎ 方法总结 ‎　比较化学反应速率大小的方法 由于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，所以比较反应速率大小时不能只看数值的大小，而要进行相应的转化。‎ ‎(1)看单位是否统一，若不统一，换算成相同的单位。‎ ‎(2)比较不同时间段内的化学反应速率大小时可换算成同一物质表示的反应速率，再比较数值的大小。‎ ‎(3)比较化学反应速率与化学计量数的比值。例如，对于一般反应aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)，比较不同时间段内与的大小，若>，则A表示的反应速率比B表示的大。‎ 　影响化学反应速率的因素 知识梳理 ‎1.内因：‎ 反应物的____为主要因素，起决定性作用。‎ ‎2．外因(其他条件不变时)‎ ‎3．有效碰撞理论 ‎(1)活化分子：能够发生有效碰撞的分子。‎ 14‎ ‎(2)活化能：如图 图中：E1为________________，使用催化剂时的活化能为____，反应热为________。(注：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。‎ ‎[回扣判断](正确的打“√”，错误的打“×”)‎ ‎(1)对于反应：2H2O2===2H2O＋O2↑，加入MnO2或降低温度都能加快O2的生成速率(　　)‎ ‎(2)催化剂不能参与化学反应，但可以改变反应到达平衡的时间(　　)‎ ‎(3)其他条件相同时，增大反应物浓度使分子获得能量，活化分子百分数提高，反应速率增大(　　)‎ ‎(4)在实验室使用大理石与稀盐酸反应制取CO2，使用分液漏斗调节盐酸滴速是为了控制CO2生成的速率(　　)‎ ‎(5)100 mL 2 mol·L－1的盐酸跟锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率不变(　　)‎ ‎(6)升高温度可使吸热反应的反应速率增大，使放热反应的反应速率也增大(　　)‎ ‎(7)增大反应体系的压强，反应速率不一定增大(　　)‎ ‎(8)催化剂能降低反应所需的活化能，ΔH也会发生变化(　　)‎ ‎(9)温度、催化剂能改变活化分子的百分数(　　)‎ ‎[重点提醒]‎ 活化分子、有效碰撞与反应速率的关系：‎ 14‎ 对点速练 练点一　影响化学反应速率的常见因素 ‎1．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．②③‎ C．①③ D．②④‎ ‎2．把镁条投入盛有盐酸的敞口容器里，产生氢气的速率变化如图所示，在下列因素中，影响该反应速率的因素是(　　)‎ ‎①盐酸的浓度　②镁条的表面积 ‎③溶液的温度　④Cl－的浓度 A．①④ B．③④ C．①②③ D．②③‎ ‎3.实验测得某反应在不同pH下产物A的浓度随时间变化的关系如图所示(其他条件相同)。则下列有关说法正确的是(　　)‎ A．若增大压强，该反应的反应速率一定增大 B．pH＝6.8时，随着反应的进行，反应速率逐渐增大 C．一定pH范围内，溶液中H＋浓度越小，反应速率越快 D．可采取调节pH的方法使反应停止 练点二　反应速率与活化能 14‎ ‎4．某反应过程中能量变化如图所示，下列有关叙述正确的是(　　)‎ A．该反应为放热反应 B．催化剂改变了化学反应的热效应 C．催化剂不改变化学反应过程 D．催化剂改变了化学反应速率 ‎5．已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ。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98 kJ·mol－1‎ D．v(H2O2)＝v(H2O)＝v(O2)‎ 练点三　“控制变量法”实验应用 ‎6．等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测得在不同时间(t)内产生气体体积(V)的数据如图，根据图示分析实验条件，下列说法中一定不正确的是(　　)‎ 组别 对应曲线 c(HCl)/‎ ‎(mol·L－1)‎ 反应温 度/℃‎ 铁的状态 ‎1‎ a ‎30‎ 粉末状 ‎2‎ b ‎30‎ 粉末状 ‎3‎ c ‎2.5‎ 块状 14‎ ‎4‎ d ‎2.5‎ ‎30‎ 块状 A．第4组实验的反应速率最慢 B．第1组实验中盐酸的浓度大于2.5 mol·L－1‎ C．第2组实验中盐酸的浓度等于2.5 mol·L－1‎ D．第3组实验的反应温度低于‎30 ℃‎ ‎7．某小组利用H‎2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时，先分别量取两种溶液，然后倒入试管中迅速振荡混合均匀，开始计时，通过测定褪色所需时间来判断反应的快慢。该小组设计了如下方案。‎ 编号 H‎2C2O4溶液 酸性KMnO4溶液 温度 ‎/℃‎ 浓度/mol·L－1‎ 体积/mL 浓度/mol·L－1‎ 体积/mL ‎①‎ ‎0.10‎ ‎2.0‎ ‎0.010‎ ‎4.0‎ ‎25‎ ‎②‎ ‎0.20‎ ‎2.0‎ ‎0.010‎ ‎4.0‎ ‎25‎ ‎③‎ ‎0.20‎ ‎2.0‎ ‎0.010‎ ‎4.0‎ ‎50‎ ‎(1)已知反应后H‎2C2O4转化为CO2逸出，KMnO4溶液转化为MnSO4每消耗1 mol H‎2C2O4转移________mol电子。为了观察到紫色褪去，H‎2C2O4与KMnO4初始的物质的量需要满足的关系为n(H‎2C2O4):n(KMnO4)≥________。‎ ‎(2)探究温度对化学反应速率影响的实验编号是________(填编号，下同)，可探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验编号是________。‎ ‎(3)已知‎50 ℃‎时c(MnO)～反应时间t的变化曲线如图。若保持其他条件不变，请在坐标图中，画出‎25 ℃‎时c(MnO)～反应时间t的变化曲线示意图。‎ 方法指导 利用“控制变量法”的解题策略 14‎ ‎1.[2019·浙江4月，22]高温高压液态水具有接近常温下弱酸的c(H＋)或弱碱的c(OH－)，油脂在其中能以较快的反应速率水解。与常温常压水相比，下列说法不正确的是(　　)‎ A．高温高压液态水中，体系温度升高，油脂水解反应速率加快 B．高温高压液态水中，油脂与水的互溶能力增强，油脂水解反应速率加快 C．高温高压液态水中，c(H＋)增大，可催化油脂水解反应，且产生的酸进一步催化水解 D．高温高压液态水中的油脂水解，相当于常温下在体系中加入了相同c(H＋)的酸或相同c(OH－)的碱的水解 ‎2．[2017·江苏卷，10]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(　　)‎ 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 ‎3．[2016·北京卷]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 14‎ C．着色剂 D．增稠剂 ‎4．[2018·北京卷，27]近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下：‎ ‎(1)反应Ⅰ： 2H2SO4(l)===2SO2(g)＋2H2O(g)＋O2(g)　ΔH1＝＋551 kJ·mol－1‎ 反应Ⅲ：S(s)＋O2(g)===SO2(g)‎ ΔH3＝－297 kJ·mol－1‎ 反应Ⅱ的热化学方程式：________________________________________。‎ ‎(2)对反应Ⅱ，在某一投料比时，两种压强下，H2SO4在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示。p2________p1(填“＞”或“＜”)，得出该结论的理由是 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)I－可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂，可能的催化过程如下。将ii补充完整。‎ i．SO2＋4I－＋4H＋===S↓＋2I2＋2H2O ii.I2＋2H2O＋______===______＋ ______＋2I－‎ ‎(4)探究i、ii反应速率与SO2歧化反应速率的关系，实验如下：分别将18 mL SO2饱和溶液加入到2 mL下列试剂中，密闭放置观察现象。(已知：I2易溶解在KI溶液中)‎ 序号 A B C D 试剂 组成 ‎0.4 mol·L－1‎ KI a mol·L－1KI ‎0．2 mol·L－1‎ H2SO4‎ ‎0.2 mol·L－1‎ H2SO4‎ ‎0.2 mol·L－1‎ KI ‎0．000 2 mol I2‎ 实验 现象 溶液变黄，一段时间后出现浑浊 溶液变黄，出现浑浊较A快 无明显现象 溶液由棕褐色很快褪色，变成黄色，出现浑浊较A快 ‎①B是A的对比实验，则a＝______________。‎ 14‎ ‎②比较A、B、C，可得出的结论是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎③实验表明，SO2的歧化反应速率D＞A。结合i、ii反应速率解释原因：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 第七章　化学反应速率和化学平衡 第1讲　化学反应速率 基础精讲练 考点一 ‎1知识梳理 ‎1．快慢 ‎2．减少　增加 ‎3．mol·L－1·min－1　mol·L－1·s－1‎ ‎4．化学计量数　m:n:p:q 回扣判断　答案：(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×　(6)×　(7)×‎ ‎2对点速练 ‎1．解析：反应速率通常用单位时间内浓度的变化量来表示。反应进行到5 s时，消耗的氨气为4 mol－2.4 mol＝1.6 mol，所以用氨气表示的反应速率为＝0.16 mol/(L·s)，所以选项B是正确的。‎ 14‎ 答案：B ‎2．解析：根据题中数据分析，温度不变时，反应的瞬时速率与浓度成正比，则可求出a＝6.00，A项正确；温度为b K、浓度为0.500 mol·L－1和温度为318.2 K、浓度为0.300 mol·L－1对应的瞬时速率相等，B项正确；浓度不变时，温度由318.2 K变成b K时，反应速率减小，则b<318.2，C项正确；不同温度时，反应速率不同，蔗糖浓度减少一半所需的时间不同，D项错误。‎ 答案：D ‎3．解析：①中c(A)＝c(B)＝＝0.5 mol·L－1；②中c(A)＝c(B)＝＝1 mol·L－1；③中c(A)＝c(B)＝＝0.05 mol·L－1；④中c(A)＝c(B)＝＝0.25 mol·L－1；在其他条件一定的情况下，浓度越大，反应速率越大，所以反应速率由大到小的顺序为②>①>④>③，A项正确。‎ 答案：A ‎4．解析：根据同一反应中各物质表示的反应速率之比等于方程式中的化学计量数之比，将选项中的其他物质的速率都转化为A物质的速率。B项，v(A)＝0.3 mol/(L·min)；C项，v(A)＝0.4 mol/(L·min)；D项，v(A)＝0.02 mol/(L·s)＝1.2 mol/(L·min)。所以D项表示的反应速率最快。‎ 答案：D 考点二 ‎1知识梳理 ‎1．性质 ‎2．加快　减慢　加快　减慢　加快　减慢　相同　接触面积 ‎3．(2)正反应的活化能　E3　E1－E2‎ 回扣判断　答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)√　(7)√　(8)×　(9)√‎ ‎2对点速练 ‎1．解析：增大固体的量、恒容时充入惰性气体对速率无影响。‎ 答案：C ‎2．解析：镁条和盐酸反应产生氢气的离子方程式为Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，此反应是镁与盐酸中的H＋之间发生的置换反应，与Cl－的浓度无关，故④不是影响该反应速率的因素。镁条的表面积越大，与盐酸接触的面积也越大，则产生氢气的速率也越快。溶液的温度对该反应也有影响，温度越高，产生氢气的速率越快。随着反应进行，H＋‎ 14‎ 的浓度不断减小，则反应速率逐渐减慢。‎ 答案：C ‎3．解析：不知该反应中有没有气体参加，不能根据压强变化判断反应速率，A项错误；图像中表示反应速率的是曲线的斜率，随着反应的进行，每个时间段的斜率不一定都增大，B项错误；pH越小，H＋浓度越大，反应速率越快，C项错误；pH＝8.8时，反应速率接近于0，D项正确。‎ 答案：D ‎4．解析：A项，反应物总能量低于生成物总能量应为吸热反应；催化剂降低反应所需活化能，改变反应过程，改变化学反应速率，但热效应不变，所以D正确。‎ 答案：D ‎5．解析：H2O2的分解反应速率主要是由第一个反应决定的，I－浓度越大，反应速率越快，A项正确；根据总反应可确定该反应的催化剂为I－，而IO－为中间产物，B项错误；根据所给信息无法确定反应活化能，C项错误；反应速率关系为v(H2O2)＝v(H2O)＝2v(O2)，D项错误。‎ 答案：A ‎6．解析：由图像可知，1、2、3、4组实验产生的氢气一样多，只是反应速率有快慢之分。第4组实验，反应所用时间最长，故反应速率最慢，A正确；第1组实验，反应所用时间最短，故反应速率最快，根据控制变量法原则知盐酸浓度应大于2.5 mol·L－1，B正确；第2组实验，铁是粉末状，与3、4组块状铁相区别，根据控制变量法原则知盐酸的浓度应等于2.5 mol·L－1，C正确；由3、4组实验并结合图像知第3组实验中反应温度应高于‎30 ℃‎，D错误。‎ 答案：D ‎7．解析：(1)H‎2C2O4中碳的化合价是＋3价，CO2中碳的化合价为＋4价，故每消耗1 mol H‎2C2O4转移2 mol电子，配平反应的化学方程式为2KMnO4＋5H‎2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O，为保证KMnO4完全反应，c(H‎2C2O4)c(KMnO4)≥2.5。(2)探究温度对反应速率的影响，则浓度必然相同，则为实验②和③；同理探究浓度对反应速率的影响的实验是①和②。(3)温度降低，化学反应速率减小，故KMnO4褪色时间延长，故作图时要同时体现‎25 ℃‎MnO浓度降低比‎50 ℃‎时MnO的浓度降低缓慢和反应完全时间比‎50 ℃‎时“拖后”。‎ 答案：(1)2　2.5‎ ‎(2)②和③　①和②‎ ‎(3)‎ 14‎ 真题全体验 ‎1．解析：温度升高，油脂的反应速率加快，A项正确；温度升高，压强增大，导致油脂与水的互溶能力增强，接触面积增大，油脂水解反应速率加快，B项正确；温度升高，水的离子积常数增大，c(H＋)增大，可催化油脂水解反应，且产生的酸进一步催化水解，C项正确；除了c(H＋)或c(OH－)的影响之外，还有温度的影响，D项错误，故选D。‎ 答案：D ‎2．解析：A项，浓度对反应速率的影响是浓度越大，反应速率越快，错误；B项，NaOH浓度越大，即pH越大，H2O2分解速率越快，错误；C项，由图，Mn2＋存在时，0.1 mol·L－1的NaOH时H2O2的分解速率比1 mol·L－1的NaOH时快，错误；D项，由图可知，碱性条件下，Mn2＋存在时，H2O2分解速率快，正确。‎ 答案：D ‎3．解析：A项，抗氧化剂属于还原剂，比食品更易与氧气反应，从而降低氧气浓度，减缓食品被氧化的反应速率，正确；B项，调味剂是为了增加食品的口感，与反应速率无关，错误；C项，着色剂是为了使食品色泽更能引起食欲，与反应速率无关，错误；D项增稠剂是用于改变和增加食品的粘稠度，保持流态食品、胶冻食品的色、香、味和稳定性，改善食品物理性状，并能使食品有润滑适口的感觉，与反应速率无关，错误。‎ 答案：A ‎4．解析：(1)由于反应Ⅱ是二氧化硫的歧化反应，且由题意可知其氧化产物和还原产物分别为H2SO4和S，根据得失电子守恒和元素守恒可写出反应Ⅱ的化学方程式为：3SO2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l)＋S(s)。根据盖斯定律，反应Ⅰ与反应Ⅲ的热化学方程式相加得：2H2SO4(l)＋S(s)===3SO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝＋254 kJ·mol－1，所以反应Ⅱ的热化学方程式为：3SO2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l)＋S(s)　ΔH2＝－254 kJ·mol－1。‎ ‎(3)由题意知二氧化硫的歧化反应可由i与ii相加所得，所以反应Ⅱ的离子方程式3SO2＋2H2O===4H＋＋2SO＋S↓，减去i式得：2I2＋4H2O＋2SO2===2SO＋8H＋＋4I－，化简得到：I2＋2H2O＋SO2===SO＋4H＋＋2I－。‎ ‎(4)①由于B是A的对比实验，所以两组实验中KI的浓度必须相同，即a＝0.4。②A说明I－能催化二氧化硫发生歧化反应；C中无明显现象，说明H＋单独存在时不具有催化作用，不能使二氧化硫歧化反应速率加快；B中溶液变黄，出现浑浊较A快，结合C可知，增强溶液的酸性，可增强I－的催化效果。③由于I－催化二氧化硫的歧化反应是i与ii两个过程分步进行，所以两个反应中任何一个反应的速率都会影响总反应的速率。D中直接加入I2，故反应ii可立即发生，而由反应ii产生的H＋可使反应i速率加快，所以D的反应速率比A快。‎ 答案：(1)3SO2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l)＋S(s)‎ 14‎ ΔH2＝－254 kJ·mol－1‎ ‎(2)>　反应Ⅱ是气体物质的量减小的反应，温度一定时，增大压强使反应正向移动，H2SO4的物质的量增大，体系总物质的量减小，H2SO4的物质的量分数增大 ‎(3)SO2　SO　4H＋‎ ‎(4)①0.4‎ ‎②I－是SO2歧化反应的催化剂，H＋单独存在时不具有催化作用，但H＋可以加快歧化反应速率 ‎③反应ii比i快，D中由反应ii产生的H＋使反应i加快 14‎