高考化学复习《化学反应速率及其影响因素》知识点复习.doc

高考化学复习《化学反应速率及其影响因素》知识点复习

一、化学反应速率及其影响因素
【知识整合】
1.化学反应速率
〔1〕概念:通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示.
〔2〕表达式:v=
常用单位:mol·L-1·s-1、mol·L-1·min-1.
〔3〕速率大小判断方法:对同一个反应,用不同物质表示时,数值可能不同,比较的方法是将其换算为同一种物质再进行比较,同时,还要注意其单位是否统一,若单位不统一,要先将单位统一,否则可能会得出错误结论.
①对反应物来说,Δc=c〔始〕-c〔终〕;对生成物来说,Δc=c〔终〕-c〔始〕.
②表示化学反应速率时,要注明具体物质.同一反应中,用不同的物质表示反应速率时,数值可能不同,但意义相同.各物质的化学反应速率之比等于反应方程式中的化学计量数〔系数〕之比.例如反应:mA〔g〕+nB〔g〕pC〔g〕,其速率比为v〔A〕∶v〔B〕∶v〔C〕=m∶n∶p.
③固体和纯液体的浓度视为常数,因此表示化学反应速率时一般不用固体或纯液体来表示.
2.外界条件对反应速率的影响
〔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.
〔1〕当升高温度或增大压强时,正、逆反应速率都增大,但增大程度不同,取决于反应的热效应和方程式的化学计量数.
〔2〕当降低温度或减小压强时,正、逆反应速率都降低,但降低程度不同.
〔3〕温度对吸热方向反应速率影响程度大;压强对体积减小方向反应速率影响程度大.

3.利用有效碰撞理论理解外界条件对化学反应速率的影响

【规律方法】
关于化学反应速率的两个问题
〔1〕灵活应用“反应速率之比=化学计量数〔系数〕之比=浓度变化量之比=物质的量变化量之比”这一公式求算化学反应速率,确定物质的化学计量数〔系数〕、书写化学方程式.
〔2〕准确理解外界条件对化学反应速率的影响
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,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.
对于气体体系,有以下几种情况:
恒温时:增大压强体积缩小气体物质浓度增大反应速率加快
恒容时:a.充入气体反应物浓度增大总压增大反应速率加快
b.充入“惰气”总压增大〔分压不变〕各反应物浓度不变反应速率不变
恒压时:充入“惰气”体积增大各反应物浓度减小反应速率减慢

【典例1】 在容积不变的密闭容器中存在如下反应:2SO2〔g〕+O2〔g〕2SO3〔g〕　ΔH<0,某研究小组研究了其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,下列分析正确的是〔　　〕

A.图Ⅰ研究的是t0时刻增大O2的物质的量浓度对反应速率的影响
B.图Ⅱ研究的是t0时刻通入氦气增大体系压强对反应速率的影响
C.图Ⅲ研究的是催化剂对化学平衡的影响,且甲的催化效率比乙高
D.图Ⅲ研究的是温度对化学平衡的影响,且乙的温度较高
解析:图Ⅰ中t0时刻的v〔正〕、v〔逆〕都高于原平衡化学反应速率且v〔正〕>v〔逆〕,应是增大体系的压强所致,A项错;图Ⅱ中图像显示v〔正〕=v〔逆〕都高于原平衡体系,而体系中通入氦气,并未改变各组分的浓度,故不影响v〔正〕、v〔逆〕,B项错;催化剂只能改变化学反应速率,对化学平衡无影响,因而加入催化剂后,甲、乙能达到同一平衡状态,C项错;图Ⅲ中乙比甲到达平衡所需时间短,其他条件不变时,T〔乙〕>T〔甲〕,且此反应的ΔH<0,温度[由T〔乙〕→T〔甲〕]降低,α〔SO2〕降低,符合曲线变化,D项正确.
答案:D.
化学反应速率及其影响因素
1.一定条件下,溶液的酸碱性对TiO2光催化染料R降解反应的影响如图所示.下列判断正确的是〔　　〕

A.在0~50 min之间,pH=2和pH=7时R的降解百分率相等
B.溶液酸性越强,R的降解速率越小
C.R的起始浓度越小,降解速率越大
D.在20~25 min之间,pH=10时R的平均降解速率为0.04 mol·L-1·min-1
解析:由图像可看出,50 min时,pH=2和pH=7时R均完全降解,A正确;在反应物起始浓度小的情况下,pH=2时R的降解速率明显大于pH=7和pH=10时的降解速率,若起始浓度相等,pH=2时的降解速率会更大,说明酸性越强,R降解速率越大,B错误;图像中出现了两个影响速率的条件:反应物起始浓度和pH.因pH不同,不能由图像判断反应物浓度对反应速率的影响.对于所有的化学反应而言,均为反应物浓度越大,反应速率越大,C错误;20~25 min之间,pH=10时R的平均降解速率为:=
4×10-6 mol·L-1·min-1,D错误.
答案:A.
此题以图像题的形式考查了影响反应速率的条件,且同时出现了两个影响速率的条件,考生容易错选C.
2.〔双选题〕对于可逆反应H2〔g〕+I2〔g〕2HI〔g〕,在温度一定下由H2〔g〕和I2〔g〕开始反应,下列说法正确的是〔　　〕
A.H2〔g〕的消耗速率与HI〔g〕的生成速率之比为2∶1
B.反应进行的净速率是正、逆反应速率之差
C.正、逆反应速率的比值是恒定的
D.达到平衡时,正、逆反应速率相等
解析:各物质的反应速率之比等于各物质化学计量数之比,H2的消耗速率与HI的生成速率之比为1∶2,A错;该反应进行的净速率是指某一物质的正反应速率与逆反应速率之差,B正确;随反应进行正反应速率在减小,逆反应速率在增大,二者之比逐渐减小,C错;正、逆反应速率相等是平衡建立的特征,D正确.
答案:BD.
3.对于化学反应3W〔g〕+2X〔g〕4Y〔g〕+3Z〔g〕,下列反应速率关系中,正确的是〔　　〕
A.v〔W〕=3v〔Z〕　　　　　B.2v〔X〕=3v〔Z〕
C.2v〔X〕=v〔Y〕 D.3v〔W〕=2v〔X〕
解析:用不同物质表示同一反应的反应速率时,其速率值之比等于其化学计量数之比,即===,故C正确.
答案:C.
4.化合物Bilirubin在一定波长的光照射下发生分解反应,反应物浓度随反应时间变化如图所示,计算反应4~8 min间的平均反应速率和推测反应16 min时反应物的浓度,结果应是〔　　〕

A.2.5 μmol·L-1·min-1和2.0 μmol·L-1
B.2.5 μmol·L-1·min-1和2.5 μmol·L-1
C.3.0 μmol·L-1·min-1和3.0 μmol·L-1
D.5.0 μmol·L-1·min-1和3.0 μmol·L-1
解析:分析图像可知,在4~8 min时间段内反应物的浓度由20 μmol·L-1下降到10 μmol·L-1,浓度变化量为10 μmol·L-1,故反应速率为=2.5 μmol·L-1·min-1.随着反应的进行,反应速率逐渐减慢,大致的变化规律是反应每进行4 min,反应速率降低一半,所以当反应进行到16 min时,反应物的浓度降到大约2.5 μmol·L-1.
答案:B.
5.碘在科研与生活中有重要应用.某兴趣小组用0.50 mol·L-1 KI、0.2%淀粉溶液、0.20 mol·L-1 K2S2O8、0.10 mol·L-1 Na2S2O3等试剂,探究反应条件对化学反应速率的影响.
已知:S2+2I-2S+I2〔慢〕　I2+2S22I-+S4〔快〕
〔1〕向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液,当溶液中的　　　　耗尽后,溶液颜色将由无色变为蓝色.为确保能观察到蓝色,S2与S2初始的物质的量需满足的关系为:n〔S2〕∶n〔S2〕　　　　. 
〔2〕为探究反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表:
实验
序号
体积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〕已知某条件下,浓度c〔S2〕反应时间t的变化曲线如图,若保持其他条件不变,
请在答题卡坐标图中,分别画出降低反应温度和
加入催化剂时c〔S2〕t的变化曲线示意图〔进行相应的标注〕.
〔4〕碘也可用作心脏起搏器电源-锂碘电池的材料.该电池反应为: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
则电池反应的ΔH=　　　　;碘电极作为该电池的　　　　极. 
解析:〔1〕根据提供的2个反应可知,当S2耗尽后,生成的I2不再被转化为I-,溶液变为蓝色,若要保证能看到蓝色需有I2剩余.所以n〔S2〕∶n〔S2〕<2∶1.
〔2〕由表格可知溶液的总体积V是定值,所以三次实验的总体积应该是20.0 mL,所以Vx应为2 mL.
〔3〕降温会使反应速率减慢,加入催化剂会加快反应.

〔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=,
I2I-发生还原反应,做正极.
答案:〔1〕S2　<2∶1
〔2〕2　为完成实验目的,①②③三组实验中总体积应该是20.0 mL
〔3〕如图

〔4〕ΔH=　正
本题主要考查了化学反应原理的知识,涉及化学反应速率,焓变计算和原电池等知识,主要目的是考查学生分析问题,解决问题的能力,难度中.
6.臭氧是一种强氧化剂,常用于消毒、灭菌等.
〔1〕O3与KI溶液反应生成的两种单质是　　　　和　　　　〔填分子式〕. 
〔2〕O3在水中易分解,一定条件下,O3的浓度减少一半所需的时间〔t〕如表所示.已知:O3的起始浓度为 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,表明对O3分解起催化作用的是　　　　. 
②在30 ℃、pH=4.0条件下,O3的分解速率为　　　　mol/〔L·min〕. 
③据表中的递变规律,推测O3在下列条件下分解速率依次增大的顺序为　　　　〔填字母代号〕. 
a.40 ℃、pH=3.0
b.10 ℃、pH=4.0
c.30 ℃、pH=7.0
〔3〕O3可由臭氧发生器〔原理如图〕电解稀硫酸制得.
①图中阴极为　　　　　　　〔填“A”或“B”〕,其电极反应式为　 　. 
②若C处通入O2,则A极的电极反应式为 　. 
③若C处不通入O2,D、E处分别收集到x L和y L气体〔标准状况〕,则E处收集的气体中O3所占的体积分数为　　　　.〔忽略O3的分解〕 

解析:〔1〕O3具有氧化性可把I-氧化为I2同时生成O2.
〔2〕①pH增大,OH-浓度增大,加速了O3分解,表明OH-对O3分解具有催化作用.
②30 ℃、pH=4.0时,O3分解的Δc==0.010 8 mol/L,用时108 min,则O3分解速率v==1.00×10-4mol/〔L·min〕.
③据表中递变规律,40 ℃、pH=3.0时,所用时间介于31 min~158 min;10 ℃、pH=4.0时所用时间>231 min;30 ℃、pH=7.0时所用时间<15 min,而浓度变化同为0.0108 mol/L,则分解速率依次增大顺序为:b<a<c.
〔3〕①电解稀H2SO4生成O3,转化原理为,H2O中氧失电子被氧化为O3,所以生成O3的电极为阳极,则阴极为A,电极反应为2H++2e-H2↑.
②C处通入O2后阴极得电子的物质为O2,电极反应为O2+4e-+4H+2H2O.
③C处不通入O2,则A极生成H2,E处生成O3和O2.
设y L气体中O3、O2体积分别为m L、n L,根据电子守恒有
,
解得m=x-2y,则O3体积分数为.
答案:〔1〕I2　O2
〔2〕①OH-　②1.00×10-4　③bac
〔3〕①A　2H++2e-H2↑
②O2+4H++4e-2H2O
③〔x-2y〕/y
本题重点考查化学反应速率的相关知识点:①影响因素,②计算,③速率大小比较,同时也涉及了氧化—还原、电化学、混合物的计算,是一道综合性较强的题目.在处理〔2〕时要掌握处理方法:保持温度不变,分析化学反应速率与pH的关系,要注意pH增大是c〔OH-〕 增大,不要考虑成H+的影响,②的计算时,O3浓度的变化需要从题干描述中挖掘.其中〔3〕题关于电化学知识点考查,试题情景比较新,但落脚点仍然为化合价的变化,→,③问则涉及化学上常考的电子守恒.整体而言,该题考查了中学必考的几大知识点,难度不大,但需要考生经过一定的分析才能得出结论.
7.向2 L密闭容器中通入a mol气体A和b mol气体B,在一定条件下发生反应:
xA〔g〕+yB〔g〕pC〔g〕+qD〔g〕
已知:平均反应速率vC=vA;反应2 min时,A的浓度减少了,B的物质的量减少了 mol,有a mol D生成.
回答下列问题:
〔1〕反应2 min内,vA=　　　　　　　,vB=　. 
〔2〕化学方程式中,x=　　　　、y=　　　　、p=　　　　、q=　　　　; 
〔3〕反应平衡时,D为2a mol,则B的转化率为　　　　; 
〔4〕如果只升高反应温度,其他反应条件不变,平衡时D为1.5a mol,则该反应的ΔH　　　　　0〔填“>”“<”或“=”〕; 
〔5〕如果其他条件不变,将容器的容积变为1 L,进行同样的实验,则与上述反应比较:
①反应速率　　　　〔填“增大”“减小”或“不变”〕,理由是 　 ; 
②平衡时反应物的转化率　　　　〔填“增大”“减小”或“不变”〕,理由是　. 
解析:〔1〕A的浓度减少了 mol·L-1,B的浓度减少了 mol·L-1,所以vA== mol·L-1·min-1,
vB== mol·L-1·min-1.
〔2〕　　　　 xA〔g〕+yB〔g〕pC〔g〕+qD〔g〕
　 0　 0

所以x∶y∶p∶q=2∶3∶1∶6,即x=2,y=3,p=1,q=6.
〔3〕反应平衡时,D为2a mol,则B消耗掉a mol,所以转化率为×100%.
〔4〕只升高温度,D的量由2a mol减至1.5a mol,所以正反应为放热反应,ΔH<0.
答案:〔1〕 mol·L-1·min-1　 mol·L-1·min-1
〔2〕2　3　1　6　〔3〕×100%　〔4〕<
〔5〕①增大　体积减小,反应物浓度增大,因而使反应速率增大
②减小　体积减小,气体的压强增大,平衡向气体分子数减少的方向〔即逆反应方向〕移动,因而使反应物转化率减小
8.某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中,发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率.请回答下列问题:
〔1〕上述实验中发生反应的化学方程式有 　 ; 
〔2〕硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是 　 ; 
〔3〕实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4种溶液,可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是　　　　　　　　　　　. 
〔4〕要加快上述实验中气体产生的速率,还可采取的措施有　 〔答两种〕; 
〔5〕为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,该同学设计了如下一系列实验.将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中,收集产生的气体,记录获得相同体积的气体所需时间.
　　　　　实验
混合溶液　　　　
A
B
C
D
E
F
4 mol·L-1 H2SO4溶液/mL
30
V1
V2
V3
V4
V5
饱和CuSO4溶液/mL
0
0.5
2.5
5
V6
20
H2O/mL
V7
V8
V9
V10
10
0

①请完成此实验设计,其中:V1=　　　　,V6=　　　　,V9=　　　　; 
②反应一段时间后,实验A中的金属呈　　　　色,实验E中的金属呈　　　　色; 
③该同学最后得出的结论为:当加入少量CuSO4溶液时,生成氢气的速率会大大提高,但当加入的CuSO4溶液超过一定量时,生成氢气的速率反而会下降.请分析氢气生成速率下降的主要原因 　 . 
解析:〔1〕〔2〕〔3〕考查了原电池可以加快氧化还原反应的速率这一考点,要想与Zn、稀H2SO4形成原电池,先由Zn置换活泼性排在Zn之后的金属,使其成为原电池的正极,从而加快Zn与稀H2SO4的反应速率.
〔4〕加快化学反应速率的方法有升高温度、增大浓度、加入催化剂、增大固体表面接触面积等.
〔5〕研究硫酸铜的量对H2生成速率的影响,前提条件要保证H2SO4溶液浓度以及与Zn的接触面积相同,由已知A中V〔H2SO4溶液〕=30〔mL〕,推知V1=V2=V3=V4=V5=30〔mL〕,由F知溶液总体积为50〔mL〕,则V7=20〔mL〕,V8=19.5〔mL〕,V9=17.5〔mL〕,V10=15〔mL〕,V6=10〔mL〕.
当加入少量CuSO4溶液时,反应速率大大提高,当加入一定量CuSO4 溶液后,生成的单质Cu会沉积在Zn表面,减小了Zn与H2SO4溶液的接触面积,使反应速率减慢.
答案:〔1〕Zn+CuSO4ZnSO4+Cu、
Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑
〔2〕CuSO4溶液与Zn反应产生的Cu与Zn形成Cu/Zn微电池,加快了H2产生的速率
〔3〕Ag2SO4
〔4〕升高反应温度、适当增加H2SO4溶液的浓度、增加锌粒的比表面积等〔答两种〕
〔5〕①30　10　17.5
②灰黑　暗红
③当加入一定量CuSO4溶液后,生成的单质Cu会沉积在Zn表面,减小了Zn与H2SO4溶液的接触面积

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