2020届二轮复习化学反应速率课件（35张）

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专题十　化学反应速率和化学平衡 第 1 课时　化学反应速率 命题调研 (2016 ～ 2019 四年大数据 ) 2016 ～ 2019 四年考向分布 核心素养与考情预测 核心素养： 变化守恒思想、模型建构、推理论据 考情解码： 本部分一般以图像或者图表为背景，考查化学反应速率的计算，转化率计算，影响速率大小的因素，化学平衡状态的判定等知识点，难点是结合图像或图表中关键数据点进行分析、判断和计算从而得到结论。题目综合性较强，细节多，图形的阅读能力要求高。预测 2020 年选考仍会加强图形图表阅读能力的考查。 真题重现 1. (2019· 浙江 1 月学考 ) 为了探究反应速率的影响因素，某同学通过碳酸钙与稀盐酸的反应，绘制出收集到的 CO 2 体积与反应时间的关系图 (0 ～ t 1 、 t 1 ～ t 2 、 t 2 ～ t 3 的时间间隔相等 ) 。下列说法正确的是 ( 　　 ) A.0 ～ t 1 时间段， CO 2 的化学反应速率 v ＝ V 1 / t 1 (mol·L － 1 ·min － 1 ) B. t 1 ～ t 2 与 0 ～ t 1 比较，反应速率加快的原因可能是产生的 CO 2 气体增多 C. 根据 ( V 3 － V 2 )<( V 2 － V 1 ) ，推测反应速率减慢的原因可能是盐酸浓度减小 D. 在 t 4 后，收集到的气体的体积不再增加说明碳酸钙消耗完全 解析　 A 项、 0 ～ t 1 时间段， CO 2 的体积变化量为 V 1 ，则 CO 2 的化学反应速率 v ＝ V 1 / t 1 (L/min) ，故 A 错误； B 项、 t 1 ～ t 2 与 0 ～ t 1 比较，反应速率加快的原因可能是反应放热，使反应温度升高，反应速率加快，故 B 错误； C 项、根据 ( V 3 － V 2 )<( V 2 － V 1 ) 可知，随着反应进行，盐酸浓度减小，反应速率减慢，故 C 正确； D 项、在 t 4 后，收集到的气体的体积不再增加说明至少有一种反应物已经消耗完全，故 D 错误。故选 C 。 答案　 C   容器 1 容器 2 容器 3 反应温度 T /K 700 700 800 反应物投入量 2 mol SO 2 、 1 mol O 2 4 mol SO 3 2 mol SO 2 、 1 mol O 2 平衡 v 正 (SO 2 )/mol·L － 1 ·s － 1 v 1 v 2 v 3 平衡 c (SO 3 )/mol·L － 1 c 1 c 2 c 3 平衡体系总压强 p /Pa p 1 p 2 p 3 物质的平衡转化率 α α 1 (SO 2 ) α 2 (SO 3 ) α 3 (SO 2 ) 平衡常数 K K 1 K 2 K 3 下列说法正确的是 ( 双选 ) ( 　　 ) A. v 1 ＜ v 2 ， c 2 ＜ 2 c 1 B. K 1 ＞ K 3 ， p 2 ＞ 2 p 3 C. v 1 ＜ v 3 ， α 1 (SO 2 ) ＞ α 3 (SO 2 ) D. c 2 ＞ 2 c 3 ， α 2 (SO 3 ) ＋ α 3 (SO 2 ) ＜ 1 解析　 容器 2 中反应物投入量相当于容器 1 中反应物投入量的 2 倍，平衡时，容器 2 中 SO 2 的反应速率大，容器 2 中反应达到的平衡相当于容器 1 中反应达到平衡后加压，增大压强，平衡正向移动，则平衡时 SO 3 的浓度： c 2 >2 c 1 ， A 项错误；平衡常数仅与温度有关，容器 3 中温度高，而该反应为放热反应，升温平衡逆向移动，平衡常数减小，则 K 1 > K 3 ，容器 1 和容器 2 中温度相同，投料量不同，平衡时 p 2 <2 p 1 ，升温平衡逆向移动，则平衡时 p 1 < p 3 ，故 p 2 <2 p 3 ， B 项错误；容器 1 和容器 3 中反应物投入量 句 相等，但是容器 3 中温度高，则反应速率快，即 v 3 > v 1 ，升高温度，平衡逆向移动， SO 2 的平衡转化率减小，即α 1 (SO 2 )>α 3 (SO 2 ) ， C 项正确；平衡时 c 2 >2 c 1 ， c 1 > c 3 ，故 c 2 >2 c 3 ，假设容器 2 中投入 2 mol SO 3 且保持容器 2 和容器 3 的反应温度相同，则两容器中的反应达到的平衡完全等效，则有 α 2 (SO 3 ) ＋ α 3 (SO 2 ) ＝ 1 ，对于容器 2 而言，相当于对容器 3 加压并降低温度，该反应是气体分子数减小的放热反应，加压、降温均会使平衡正向移动，则 α 2 (SO 3 ) 减小，所以 α 2 (SO 3 ) ＋ α 3 (SO 2 )<1 ， D 项正确。 答案　 CD 温度 /K 压强 /(10 5 Pa) 1.01 5.07 10.1 25.3 50.7 673 99.2 99.6 99.7 99.8 99.9 723 97.5 98.9 99.2 99.5 99.6 773 93.5 96.9 97.8 98.6 99.0 A. 一定压强下降低温度， SO 2 的转化率增大 B. 在不同温度、压强下，转化相同物质的量的 SO 2 所需要的时间相等 C. 使用催化剂可以缩短反应达到平衡所需的时间 D. 工业生产通常不采取加压措施是因为常压下 SO 2 的转化率已相当高 解析　 A . 由表格数据及勒夏特列原理知，针对放热反应，一定压强下降低温度，平衡正向移动，反应物 SO 2 的转化率增大，选项 A 正确； B. 由于在不同温度、压强下，化学反应速率不一定相等，故转化相同物质的量的 SO 2 所需要的时间不一定相等，选项 B 错误； C. 催化剂对化学平衡移动无影响，但可以缩短到达平衡所花的时间，选项 C 正确； D. 由图中数据可知，不同温度下， 1.01 × 10 5 Pa( 常压 ) 下 SO 2 的转化率分别为 99.2% ， 97.5% ， 93.5% ，已经相当高了，且加压后转化率升高并不明显，所以没有必要通过加压提高转化率，选项 D 正确。答案选 B 。 答案　 B A.0 ～ 2 min 内， B 的反应速率为 0.1 mol·L － 1 ·min － 1 B.2 min 时， C 的物质的量浓度为 0.4 mol·L － 1 C.4 min 时，反应已达到平衡状态，此时正、逆反应的速率都为 0 D.4 ～ 6 min 内，容器内气体分子的总物质的量不变 答案　 D 5. (2018· 浙江 4 月选考 ) 某工业流程中，进入反应塔的混合气体中 NO 和 O 2 的物质的量分数分别为 0.10 和 0.06 ，发生化学反应 2NO(g) ＋ O 2 (g)===2NO 2 (g) ，在其他条件相同时，测得实验数据如下表： 句 压强 /( × 10 5 Pa) 温度 / ℃ NO 达到所列转化率需要时间 /s 50% 90% 98% 1.0 30 12 250 2830 90 25 510 5760 8.0 30 0.2 3.9 36 90 0.6 7.9 74 根据表中数据，下列说法正确的是 ( 　　 ) A. 升高温度，反应速率加快 B. 增大压强，反应速率变慢 C. 在 1.0 × 10 5 Pa 、 90 ℃ 条件下，当转化率为 98% 时反应已达到平衡 D. 若进入反应塔的混合气体为 a mol ，反应速率以 v ＝ Δ n /Δ t 表示，则在 8.0 × 10 5 Pa 、 30 ℃ 条件下转化率从 50% 增至 90% 时段 NO 的反应速率为 4 a /370 mol/s 答案　 D 6. (2017· 浙江 4 月选考 ) 对水样中溶质 M 的分解速率影响因素进行研究。在相同温度下， M 的物质的量浓度 ( mol·L － 1 ) 随时间 (min) 变化的有关实验数据见下表。 　　　时间 水样　　　 0 5 10 15 20 25 Ⅰ (pH ＝ 2) 0.40 0.28 0.19 0.13 0.10 0.09 Ⅱ (pH ＝ 4) 0.40 0.31 0.24 0.20 0.18 0.16 Ⅲ (pH ＝ 4) 0.20 0.15 0.12 0.09 0.07 0.05 Ⅳ (pH ＝ 4 ，含 Cu 2 ＋ ) 0.20 0.09 0.05 0.03 0.01 0 下列说法不正确的是 ( 　　 ) A. 在 0 ～ 20 min 内， Ⅰ 中 M 的分解速率为 0.015 mol·L － 1 ·min － 1 B. 水样酸性越强， M 的分解速率越快 C. 在 0 ～ 25 min 内， Ⅲ 中 M 的分解百分率比 Ⅱ 大 D. 由于 Cu 2 ＋ 存在， Ⅳ 中 M 的分解速率比 Ⅰ 快 答案　 D A. v (NH 3 ) ＝ 0.010 mol·L － 1 ·s － 1 B. v (O 2 ) ＝ 0.001 0 mol·L － 1 ·s － 1 C. v (NO ) ＝ 0.001 0 mol·L － 1 ·s － 1 D. v (H 2 O) ＝ 0.045 mol·L － 1 ·s － 1 答案　 C 化学反应速率是指表示化学反应进行的快慢。通常以单位时间内反应物或生成物浓度的变化值 ( 减少值或增加值 ) 来表示， v ＝ Δ c /Δ t ，具体考查时要注意以下几个问题： 1. 计算化学反应速率时，要注意题目要求用何种物质表示，且注意是单位时间内物质的量浓度的变化量，一般不用物质的量的变化量来表示。 2. 化学反应速率是在一段时间内的平均速率，且均取正值。 3. 固体和纯液体 ( 不是溶液 ) ，其浓度可视为常数，因此不用固体和纯液体表示化学反应速率。 备考策略 考向二　影响化学反应速率的因素 2. (2018· 嘉兴一中模拟 ) 在不同浓度 ( c ) 、温度 ( T ) 条件下，蔗糖水解的瞬时速率如下表数据所示，下列判断不正确的是 ( 　　 ) A. a ＝ 6.00 B. 不同温度、不同蔗糖初始浓度的条件下， v 可能相同 C.318.2 ＜ b ＜ 328.2 D. 不同温度时，蔗糖浓度减少一半所需的时间相同 答案　 D 影响化学反应速率的因素如下 ( 其他条件不变，改变一个条件 ) ： 浓度 → 增大反应物的浓度，反应速率增大，反之减小。 压强 → 对于有气体参加的反应，增大压强 ( 反应混合物的浓度增大 ) ，反应速率加快，反之减慢。 温度 → 升高温度，反应速率加快，反之减慢。 催化剂 → 使用催化剂，能改变化学反应速率，且正逆反应速率的改变程度相同。 其他因素 → 反应物间的接触面积、光照、放射线辐射、超声波等。 备考策略 另外我们在理解外界条件对速率的影响要注意以下几点： ① 固体、纯液体的浓度视为定值，不因其量的增减而影响反应速率，但因表面积 ( 接触面 ) 的变化而改变反应速率。如将硫铁矿粉碎是为了增大接触面积，加快反应速率。 ② 改变压强，对化学反应速率产生影响的根本原因是引起浓度的改变。在讨论压强对反应速率的影响时，应区分引起压强改变的原因，这种改变对反应体系的浓度产生何种影响。 考向三　 “ 控制变量 ” 探究影响反应速率的因素 3. (2018· 浙江暨阳联合 ) 用 Na 2 FeO 4 溶液氧化废水中的还原性污染物 M ，为研究降解效果，设计如下对比实验探究温度、浓度、 pH 、催化剂对降解速率和效果的影响，实验测得 M 的浓度与时间关系如图所示，下列说法不正确的是 ( 　　 ) 实验编号 温度 ℃ pH ① 25 1 ② 45 1 ③ 25 7 ④ 25 1 A. 实验 ① 在 15 min 内 M 的降解速率为 1.33 × 10 － 5 mol/(L·min) B. 若其他条件相同，实验 ①② 说明升高温度， M 降解速率增大 C. 若其他条件相同，实验 ①③ 证明 pH 越高，越不利于 M 的降解 D. 实验 ④ 说明 M 的浓度越小，降解的速率越快 解析　 A . 根据化学反应速率的数学表达式， v (M ) ＝ (0.3 － 0.1) × 10 － 3 / 15 mol/(L·min) ≈ 1.33 × 10 － 5 mol/(L·min) ，故 A 说法正确； B. ①② 不同的是温度， ② 的温度高于 ① ，在相同的时间段内， ② 中 M 的浓度变化大于 ① ，说明 ② 中 M 的降解速率大，故 B 说法正确； C. ①③ 对比温度相同， ③ 的 pH 大于 ① ，在相同的时间段内， ① 中 M 浓度变化大于 ③ ，说明 ① 的降解速率大于 ③ ，故 C 说法正确； D. ①④ 对比 M 的浓度不同， 0 ～ 15 时间段内， ④ 中 M 浓度变化小于 ① ，说明 M 的浓度越小，降解速率越小，故 D 说法错误。 答案　 D 此种考查形式常以表格或图像的形式给出多组实验数据，要求我们找出每组数据的变化对化学反应速率的影响。我们可以通过以下方法来解题： 1. 确定变量：解答这类题目时首先要认真审题，理清影响实验探究结果的因素有哪些。 2. 定多变一：在探究时，应该先确定其他的因素不变，只变化一种因素，看这种因素与探究的问题存在怎样的关系；这样确定一种以后，再确定另一种，通过分析每种因素与所探究问题之间的关系，得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。 3. 数据有效：解答时注意选择数据 ( 或设置实验 ) 要有效，且变量统一，否则无法作出正确判断。 备考策略 A.0 ～ 6 h 内，催化剂 Ⅰ 的催化效果比催化剂 Ⅱ 的好 B.a 点时，催化剂 Ⅰ 、 Ⅱ 作用下 N 2 的转化率相等 C.0 ～ 5 h 内，在催化剂 Ⅰ 的作用下， O 2 的反应速率为 0.12 mol/( L·h ) D.0 ～ 12 h 内，催化剂 Ⅱ 作用下反应吸收的热量比催化剂 Ⅰ 的多 答案　 D 化学反应速率与化学平衡图像是常考题型，一般考查速率 ( 浓度 )—— 时间图像、含量 ( 转化率 )— 时间 — 温度 ( 压强 ) 图像、恒温线 ( 或恒压线 ) 图像等。图像作为一种思维方法在解题过程中也有着重要作用，可以将一些较为抽象的知识，转化为图像，然后进行解决。注意掌握从图像中获取有效信息，解答与化学反应速率和化学平衡有关的问题，如反应速率、反应转化率、产率，提高转化率的措施等；从图表或图像中获取信息，计算转化率、平衡常数等。 有关化学平衡、化学反应速率的图表题一直是高考关注的热点，在审题时，一般采用 “ 看特点，识图表，想原理，巧整合 ” 四步法解答。 备考策略 第一步：看特点。即分析可逆反应方程式，观察物质的状态、气态物质分子数的变化 ( 正反应是气体分子数增大的反应，还是气体分子数减小的反应 ) 、反应热 ( 正反应是放热反应，还是吸热反应 ) 等。 第二步：识图像。即识别图像类型，横坐标和纵坐标的含义、线和点 ( 平台、折线、拐点等 ) 的关系。利用规律 “ 先拐先平，数值大 ” 判断，即曲线先出现拐点，先达到平衡，其温度、压强越大。 第三步：联想化学反应速率、化学平衡移动原理，特别是影响因素及使用前提条件等。 第四步：图表与原理整合。逐项分析图表，重点看图表是否符合可逆反应的特点、化学反应速率和化学平衡原理。 一般的解题步骤为：