2022版高考化學一輪復習 第7章 化學反應的速率、限度與方向 第1節(jié) 化學反應速率學案 魯科版

1、2022版高考化學一輪復習 第7章 化學反應的速率、限度與方向 第1節(jié) 化學反應速率學案 魯科版2022版高考化學一輪復習 第7章 化學反應的速率、限度與方向 第1節(jié) 化學反應速率學案 魯科版年級：姓名：- 23 -第1節(jié)化學反應速率課標解讀1.了解化學反應速率的概念和定量表示方法。能正確計算化學反應的轉(zhuǎn)化率()。2.了解反應活化能的概念，了解催化劑的重要作用。3.理解外界條件(濃度、溫度、壓強、催化劑等)對反應速率的影響，能用相關理論解釋其一般規(guī)律。4.了解化學反應速率的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科研領域中的重要作用?；瘜W反應速率的有關計算知識梳理1化學反應速率的含義(1)表示方法對于反應體系體積不

2、變的化學反應，可以用單位時間內(nèi)某物質(zhì)濃度(或質(zhì)量、物質(zhì)的量等)的改變量(取絕對值)來表示。(2)定義式：v，單位為moll1min1或moll1s1。2化學反應速率與系數(shù)的關系對于一個具體的化學反應，用不同的反應物或生成物表示的化學反應速率的數(shù)值可能不同，但反應速率的數(shù)值之比等于化學方程式中各物質(zhì)的系數(shù)之比。如在反應aa(g)bb(g)cc(g)dd(g)中，存在v(a)v(b)v(c)v(d)abcd。3化學反應速率的有關注意事項(1)化學反應速率是一段時間內(nèi)的平均速率，且無論用反應物還是用生成物表示均取正值。(2)在一定溫度下，固體和純液體物質(zhì)的濃度是常數(shù)，不能用其濃度變化表示速率。(3)

3、同一化學反應在相同條件下，用不同物質(zhì)表示的化學反應速率，其數(shù)值可能不同，但意義可能相同。(4)計算化學反應速率時，若給出的是物質(zhì)的量的變化值，不要忘記轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的量濃度的變化值。(5)化學反應速率在不同的時間間隔內(nèi)一般不相等。辨易錯(1)對于任何化學反應來說，反應速率越快，反應現(xiàn)象就越明顯。()(2)化學反應速率是指單位時間內(nèi)任何一種反應物濃度的減少或任何一種生成物濃度的增加。()(3)甲、乙兩容器中分別充入2 mol no2和4 mol no2，5分鐘后兩者各反應掉no2 1 mol 和2 mol，則說明二者反應速率之比為12。()(4)對于c(s)h2o(g)=co(g)h2(g)反應，在

4、一定的時間內(nèi)v(h2o)1 mol/(ls)，可知v(c)1 mol/(ls)。()(5)對于2so2(g)o2(g)2so3(g)，v(so2)1 mol/(ls)與v(o2)0.5 mol/(ls)表示的反應速率前者快。()答案(1)(2)(3)(4)(5)知識應用1一定溫度下，在密閉容器中發(fā)生反應：3a(g)b(g)2c(g)。已知v(a)0.6 moll1s1，則v(b)_ moll1s1，v(c)_ moll1s1。答案0.20.42某溫度時，在2 l容器中x、y、z三種氣體的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如圖所示。由此分析：(1)該反應的化學方程式為_。(2)從反應開始至2 min時，z

5、的反應速率為_。(3)前2 min內(nèi)，y的轉(zhuǎn)化率為_。答案(1)3y(g)z(g)2x(g)(2)0.025 mol/(lmin)(3)30%命題點1化學反應速率的基本計算與反應快慢的判斷1一定條件下反應a(s)3b(g)2c(g)在10 l的密閉容器中進行，測得2 min內(nèi)，a的物質(zhì)的量由20 mol減小到8 mol，下列說法正確的是 ()a用a表示該反應的反應速率為0.6 moll1min1b用b表示該反應的反應速率為2.4 moll1min1c2v(b)3v(c)d2 min末，用c表示該反應的反應速率為3.6 moll1min1ca為固體，不能用a的濃度變化量來表示速率，a錯誤；v(b

6、) moll1min11.8 moll1min1，b錯誤；v(c)不能表示2 min 末這一時刻的速率，d錯誤。2將6 mol co2和8 mol h2充入一容積為2 l的密閉容器中(溫度保持不變)發(fā)生反應co2(g)3h2(g)ch3oh(g)h2o(g)h化學反應快慢比較的兩種方法(1)統(tǒng)一物質(zhì)法：統(tǒng)一單位，統(tǒng)一物質(zhì)，反應速率值大反應快。(2)比值法：先統(tǒng)一單位；然后計算各物質(zhì)反應速率與相應系數(shù)之比的值，比值大者反應快(此法易掌握)。命題點2“三段式”法計算反應速率和轉(zhuǎn)化率“三段式”求算v(x)、模板根據(jù)已知條件列方程式計算。例如，反應 ma(g)nb(g)pc(g)t0 s濃度/(mol

7、l1) a b 0轉(zhuǎn)化濃度/(moll1) x t1 s濃度/(moll1) ax b v(a)，v(b)，v(c)，(a)100%。4nh3和純凈的o2在一定條件下發(fā)生如下反應：4nh3(g)3o2(g)2n2(g)6h2o(g)現(xiàn)向一容積不變的2 l密閉容器中充入4 mol nh3和3 mol o2,4 min后，測得生成的h2o占混合氣體體積的40%。請回答：(1)用o2、h2o表示的反應速率分別為_、_。(2)nh3的轉(zhuǎn)化率為_。(3)4 min后n2的濃度為_。解析設4 min時，生成6x mol h2o(g) 4nh3(g)3o2(g)2n2(g)6h2o(g)n(總)4 30 0

8、7 4x 3x 2x 6x 44x 33x 2x 6x 7x據(jù)題意，則有：0.4解得：x0.5。(1)則4 min內(nèi)h2o的變化濃度為c(h2o)1.5 moll1，v(h2o)0.375 moll1min1，v(o2)v(h2o)0.187 5 moll1min1。(2)(nh3)100%50%。(3)c(n2) moll10.5 moll1。答案(1)0.187 5 moll1min10.375 moll1min1(2)50%(3)0.5 moll1命題點3速率常數(shù)有關的計算與應用5已知反應：2no(g)2h2(g)=n2(g)2h2o(g)生成n2的初始速率與no、h2的初始濃度的關系為

9、vkcx(no)cy(h2)，k為速率常數(shù)。在800 時測得的相關數(shù)據(jù)如下表所示。實驗數(shù)據(jù)初始濃度生成n2的初始速率/(moll1s1)c(no)/ (moll1)c(h2)/ (moll1)12.001036.001031.9210321.001036.001034.8010432.001033.001039.60104下列說法中不正確的是 ()a關系式中x1、y2b800 時，k的值為8104c若800 時，初始濃度c(no)c(h2)4.00103 moll1，則生成n2的初始速率為5.12103 moll1s1d當其他條件不變時，升高溫度，速率常數(shù)將增大a由實驗數(shù)據(jù)1和2可知，c(h2

10、)不變，c(no)擴大1倍，反應速率擴大為原來的4倍，則x2，由實驗數(shù)據(jù)1和3可知，c(no)不變，c(h2)擴大1倍，反應速率擴大為原來的2倍，則y1，a項錯誤；根據(jù)數(shù)據(jù)1可知800 時，k的值為8104，b項正確；若800 時，初始濃度c(no)c(h2)4.00103 moll1，則生成n2的初始速率vkc2(no)c(h2)8104(4.00103)2(4.00 103)moll1s15.12103 moll1s1，c項正確；溫度升高，反應速率加快，則當濃度和其他條件不變時，升高溫度，速率常數(shù)一定是增大的，d項正確。化學反應速率的影響因素知識梳理1化學反應速率的影響因素(1)內(nèi)因(主要

11、因素)反應物本身的性質(zhì)，如na、mg、al在相同條件下與水反應的速率由大到小的順序為namgal。(2)外因(其他條件不變，只改變一個條件)2對于可逆反應的速率的影響(vt圖像)有下列vt圖像：圖甲圖乙圖丙圖丁(1)增大反應物濃度的圖像為圖甲。(2)增大壓強的圖像為圖乙或圖丁。(3)升高溫度的圖像為圖丙。(4)使用催化劑的圖像為圖丁。辨易錯(1)對于任何反應，增加反應物的量，反應速率均增大。()(2)一定溫度下，恒容密閉容器中發(fā)生n23h22nh3，向容器中充入ne，壓強增大，反應速率增大。()(3)對于放熱反應，升高溫度，v正減小，v逆增大。()(4)影響化學反應速率快慢的根本因素是溫度、濃

12、度和催化劑。()(5)zn與硫酸反應時，濃硫酸產(chǎn)生h2的反應速率比稀硫酸的反應快。()答案(1)(2)(3)(4)(5)3理論解釋有效碰撞理論(1)活化分子：能夠發(fā)生有效碰撞的分子?；罨肿拥哪芰枯^高。(2)有效碰撞：能夠引發(fā)化學反應的碰撞。有效碰撞的兩個條件：一是具有較高能量的活化分子，二是碰撞有合理取向。(3)活化能：如圖圖中：e1為正反應活化能，使用催化劑時的活化能為e3，e2為逆反應活化能，反應熱為e1e2。使用催化劑可以降低正、逆反應的活化能，但不影響反應的反應熱?；罨茉降?，反應速率越快。(4)活化分子、有效碰撞與反應速率的關系知識應用1如圖是關于反應a2(g)3b2(g)2c(g

13、)h0。下列敘述正確的是 ()a向容器中充入氬氣，反應速率不變b加入少量w，逆反應速率增大c升高溫度，正反應速率增大，逆反應速率減小d將容器的容積壓縮，可增大單位體積內(nèi)活化分子的百分數(shù)，有效碰撞次數(shù)增大aa項，恒容通“惰氣”，反應物濃度沒有改變，速率不變，正確；b項，w為固體，加入w，速率不改變，錯誤；c項，升溫、v正、v逆均增大，錯誤；d項，改變壓強、活化分子百分數(shù)不變，錯誤。2為了說明影響化學反應速率的因素，甲、乙、丙、丁四位同學分別設計了如下四個實驗，你認為結(jié)論不正確的是 ()a在相同條件下，等質(zhì)量的大理石塊和大理石粉分別與相同濃度的鹽酸反應時，大理石粉的反應快b將相同大小、相同形狀的鎂

14、條和鋁條分別與相同濃度的鹽酸反應時，二者的化學反應速率相等c將相同濃度、相同體積的濃硝酸分別放在暗處和強光處，會發(fā)現(xiàn)光照可以加快濃硝酸的分解d室溫下，向兩支試管中分別加入相同濃度、相向體積的雙氧水，再向其中一支試管中加入少量二氧化錳粉末，二者產(chǎn)生氧氣的快慢不同b鎂與鋁的活潑性不同，反應速率不相等，b錯誤。3合成氨反應：n2(g)3h2(g)2nh3(g)h91.4 kjmol1，在反應過程中，正反應速率的變化如圖所示：下列說法正確的是 ()at1時升高了溫度bt2時使用了催化劑ct3時增大了壓強 dt4時降低了溫度b升溫，v正增大的倍數(shù)小，a錯誤；加壓，v正增大，c錯誤；降溫，v正瞬間減小，d

15、錯誤。(1)壓強改變對反應速率的影響恒溫時，壓縮體積壓強增大反應物濃度增大反應速率加快。恒溫恒容：充入“惰性氣體”總壓強增大，但各物質(zhì)的濃度不變(活化分子濃度不變)，反應速率不變。恒溫恒壓：充入“惰性氣體”體積增大各反應物濃度減小(活化分子濃度減小)反應速率減慢。(2)vt圖模型2so2(g)o2(g)2so3(g)hda項，根據(jù)控制變量法，若選擇和實驗探究硫酸銅對反應速率的影響，的溫度必須控制在35 ，錯誤；b項，收集相同條件下等體積的氣體所需的時間越長，則反應速率越慢，錯誤；c項，題中各組實驗中稀硫酸的濃度均相同，故無法探究稀硫酸濃度對反應速率的影響，錯誤；d項，本題影響反應速率大小的主要

16、因素是溫度和硫酸銅固體的質(zhì)量，由a項分析可知實驗的溫度應為35 ，則反應速率，實驗中鋅與置換出的銅及稀硫酸構(gòu)成原電池，使的反應速率比的快，實驗中cuso4用量過多，置換出的銅可能覆蓋在鋅表面而阻止反應的進行，從而使zn與h2so4反應速率大大減小，故四個反應的反應速率的大小關系可能為，正確。2某興趣小組用0.5 moll1 ki、0.2 moll1 k2s2o8、0.1 moll1 na2s2o3、0.2%淀粉溶液等試劑，探究反應條件對反應速率的影響。已知：s2o2i=2soi2，i22s2o=2is4o(1)為探究反應物濃度對化學反應速率的影響，設計的實驗方案如下表：實驗序號體積v/mlk2

17、s2o8溶液水ki溶液na2s2o3溶液淀粉溶液10.00.04.04.02.09.01.04.04.02.08.0vx4.04.02.0表中vx_ ml，理由是_。(2)已知某條件下，濃度c(s2o)反應時間t的變化曲線如圖所示，若保持其他條件不變，請在坐標圖中，分別畫出降低反應溫度和加入催化劑時c(s2o)t的變化曲線示意圖(進行相應的標注)。解析(1)實驗的目的是探究k2s2o8溶液的濃度對化學反應速率的影響，故應保證每組實驗中其他物質(zhì)的濃度相等，即溶液的總體積相等(即為20.0 ml)，從而可知vx2.0。 (2)降低溫度時，化學反應速率減慢，c(s2o)變化減慢。加入催化劑時，化學反

18、應速率加快，c(s2o)變化加快，c(s2o)t的變化曲線如圖所示。答案(1)2.0保持溶液總體積相同，僅使反應物k2s2o8的濃度改變，而其他物質(zhì)濃度不變(2)如圖所示涉及催化反應機理的試題分析催化反應機理試題是2020年全國、卷中新型試題，其中卷涉及的是銠的配合物離子rh(co)2i2催化甲醇羰基化的反應機理過程，卷涉及的是fe(co)5催化某一反應機理過程。此類試題充分考查了學生從微觀化學鍵分析反應機理的能力。體現(xiàn)了“宏觀辨識與微觀探析”“證據(jù)推理與模型認知”的化學核心素養(yǎng)。(2020全國卷，t11)據(jù)文獻報道：fe(co)5催化某反應的一種反應機理如圖所示。下列敘述錯誤的是()aoh參

19、與了該催化循環(huán)b該反應可產(chǎn)生清潔燃料h2c該反應可消耗溫室氣體co2d該催化循環(huán)中fe的成鍵數(shù)目發(fā)生變化思路點撥從整個循環(huán)反應機理圖可以得出四點：一是oh既參與反應又是生成的物質(zhì)，二是co和h2o只參與反應為反應物，三是co2和h2為生成物，四是fe(co)5為催化劑，開始參與反應，最后又生成。答案c1(2020福建高三模擬)pd/al2o3催化h2還原co2的機理示意圖如圖。下列說法不正確的是() ahh的斷裂需要吸收能量b，co2發(fā)生加成反應c中，co被氧化為ch4d生成ch4總反應的化學方程式是co24h2ch42h2oc中，co被還原為ch4，c項錯誤。2(2021廣東選擇考適應性測試

20、)我國科學家研究了活性炭催化條件下煤氣中的h2s和hg的協(xié)同脫除，部分反應機理如圖(吸附在催化劑表面的物種用*標注)。有關該過程的敘述錯誤的是()a產(chǎn)生清潔燃料h2bh2s脫除率為100%ch2s既被氧化又被還原 d脫hg反應為hgs=hgs ba.h2s被吸附在催化劑活性炭表面形成h原子，h原子與h原子成鍵生成h2，a正確；b.由圖可知，h2s分解產(chǎn)生的h2和s單質(zhì)會再次生成h2s，脫除率小于100%，b錯誤；c.由圖可知，h2s生成s單質(zhì)的過程中，硫元素的化合價升高，被氧化，h2s生成h2的過程中，h元素化合價降低，被還原，c正確；d.該過程是h2s和hg的協(xié)同脫除，故生成的s單質(zhì)與hg反

21、應生成hgs，d正確；故答案選b。3(2020北京高三模擬)諾貝爾化學獎授予埃特爾以表彰其對于合成氨反應機理的研究，氮氣和氫氣分子在催化劑表面的部分變化過程如圖所示，下列說法不正確的是()n2(g)3h2(g)2nh3(g)h92 kjmol1a升高溫度不能提高一段時間內(nèi)nh3的產(chǎn)率b圖過程吸熱，圖過程放熱cn2在反應過程中叁鍵均發(fā)生斷裂d反應過程中存在nh、nh2等中間產(chǎn)物a升高溫度能提高反應速率，所以在達到平衡前升高溫度能提高一段時間內(nèi)氨氣的產(chǎn)率，a錯誤；圖是nn斷裂過程，斷鍵吸熱；圖是nh鍵形成過程，成鍵放熱，b正確；雖然本反應是可逆反應，但反應中，所有氮氣均能斷開叁鍵，只是同時又有新的

22、氮氮叁鍵形成，因此體系中總含有氮氣，c正確；從圖中可知，斷鍵產(chǎn)生的氮原子，能逐一和氫原子結(jié)合形成nh、nh2和nh3，d正確。4甲烷直接氧化制甲醇是富有挑戰(zhàn)性的課題，sen等在cf3cooh水溶液中成功將甲烷轉(zhuǎn)化為cf3cooch3(水解生成ch3oh)，其反應機理如圖所示，下列說法正確的是()a上述反應的總反應式為ch4cf3cooho2cf3cooch3bcf3cooch3水解生成ch3oh的反應式為cf3cooch3h2ocf3coohch3ohcpb2是該反應的中間產(chǎn)物d每生成1 mol ch3oh，消耗標準狀況下o2的體積為22.4 lb由反應機理圖可知反應物為ch4、cf3cooh

23、和o2，生成物為cf3cooch3、h2o，則總反應式為ch4cf3cooho2cf3cooch3h2o，a錯誤；cf3cooch3發(fā)生水解反應的產(chǎn)物為cf3cooh和ch3oh，故生成ch3oh的反應式為cf3cooch3h2ocf3coohch3oh，b正確；反應中 pd2參與反應，反應中又生成等物質(zhì)的量的pd2，故pd2為催化劑不是中間產(chǎn)物，c錯誤；根據(jù)反應ch4cf3cooho2cf3cooch3h2o、cf3cooch3h2ocf3coohch3oh可得制甲醇的反應方程式為ch4o2ch3oh，故每生成1 mol ch3oh，消耗標準狀況下o2的體積為11.2 l，d錯誤。真題驗收1

24、(2020全國卷，t10)銠的配合物離子rh(co)2i2可催化甲醇羰基化，反應過程如圖所示。下列敘述錯誤的是()ach3coi是反應中間體b甲醇羰基化反應為ch3ohco=ch3co2hc反應過程中rh的成鍵數(shù)目保持不變d存在反應ch3ohhi=ch3ih2oc由反應過程圖可知ch3ohch3ich3coich3co2h，ch3coi是反應的中間產(chǎn)物，a項正確；把各步反應累加，得到ch3ohco=ch3co2h，b項正確；中rh的成鍵數(shù)為6，中rh的成鍵數(shù)為5，中rh的成鍵數(shù)為4，反應過程中rh的成鍵數(shù)不相同，c項錯誤；由題圖可知，甲醇的第一步反應為ch3ohhi=ch3ih2o，d項正確。

25、2(2020全國卷，t28(2)天然氣的主要成分為ch4，一般還含有c2h6等烴類，是重要的燃料和化工原料。高溫下，甲烷生成乙烷的反應如下：2ch4c2h6h2。反應在初期階段的速率方程為rkcch4，其中k為反應速率常數(shù)。設反應開始時的反應速率為r1，甲烷的轉(zhuǎn)化率為時的反應速率為r2，則r2_r1。對于處于初期階段的該反應，下列說法正確的是_。a增加甲烷濃度，r增大b增加h2濃度，r增大c乙烷的生成速率逐漸增大d降低反應溫度，k減小解析反應初始時可認為cch41 moll1，則根據(jù)初期階段的速率方程可知kr1，當ch4的轉(zhuǎn)化率為時，cch4(1) moll1，則此時r2(1)r1。由rkcc

26、h4可知，ch4的濃度越大，反應速率r越大，a項正確；增加h2濃度，ch4的濃度減小或不變，則r減小或不變，b項錯誤；隨著反應的進行，ch4的濃度逐漸減小，則反應速率逐漸減小，c項錯誤；降低溫度，該反應進行非常緩慢甚至停止，即k也隨著減小，d項正確。答案1ad3(2019全國卷，節(jié)選)環(huán)戊二烯容易發(fā)生聚合生成二聚體，該反應為可逆反應。不同溫度下，溶液中環(huán)戊二烯濃度與反應時間的關系如圖所示，下列說法正確的是_(填標號)。at1t2ba點的反應速率小于c點的反應速率ca點的正反應速率大于b點的逆反應速率db點時二聚體的濃度為0.45 moll1解析升高溫度，反應速率增大，由ct圖像的變化趨勢可看出

27、t2時，環(huán)戊二烯濃度的變化趨勢大，因此t2大于t1，選項a錯誤；由a、c點濃度：ac，溫度：ca，故無法判斷， 選項b錯誤；相同溫度下，隨著時間的延長，反應物的濃度逐漸減小，反應速率逐漸減小，因此a點的正反應速率大于b點的逆反應速率，選項c正確；由圖像知，開始時環(huán)戊二烯的濃度為1.5 moll1，b點時的濃度為0.6 moll1，設環(huán)戊二烯轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量濃度為2x moll1，則有： 2二聚體初始物質(zhì)的量濃度/(moll1) 1.5 0轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量濃度/(moll1) 2x x平衡物質(zhì)的量濃度/(moll1) 0.6 x則有1.52x0.6，解得x0.45，因此選項d正確。答案cd4(2018

28、全國卷，節(jié)選)(1)f.daniels等曾利用測壓法在剛性反應器中研究了25 時n2o5(g)分解反應：2n2o5(g)4no2(g)o2(g)2n2o4(g)其中no2二聚為n2o4的反應可以迅速達到平衡。體系的總壓強p隨時間t的變化如下表所示t時，n2o5(g)完全分解：t/min040801602601 3001 700p/kpa35.840.342.545.949.261.262.363.1研究表明，n2o5(g)分解的反應速率v2103pn2o5(kpamin1)。t62 min時，測得體系中po22.9 kpa，則此時的pn2o5_ kpa，v_ kpamin1。(2)對于反應2n2o5(g)4no2(g)o2(g)，r.a.ogg提出如下反應歷程：第一步n2o5no2no3快速平衡第二步no2no3nono2o2慢反應第三步nono32no2快反應其中可近似認為第二步反應不影響第一步的平衡。下列表述正確的是_(填標號)。av(第一步的逆反應)v(第二步反應)b反應的中間產(chǎn)物只有no3c第二步中no2與no3的碰撞僅部分有效d第三步反應活化能較高解析(1)t62 min時，體系中po22.9 kpa，根據(jù)三段式法得2n2o5(g)=2n2o4(g)o2(