高三化學(xué)通用版一輪復(fù)習(xí)強(qiáng)化訓(xùn)練化學(xué)反應(yīng)速率與影響因素速率常數(shù)

化學(xué)反應(yīng)速率與影響因素速率常數(shù)【課堂練習(xí)】1.對(duì)于可逆反應(yīng)A(g)＋3B(s)2C(g)＋2D(g)，在不同條件下的化學(xué)反應(yīng)速率如下，其中表示的反應(yīng)速率最快的是()A．v(A)＝0.5mol·L－1·min－1B．v(B)＝1.2mol·L－1·s－1C．v(D)＝0.4mol·L－1·min－1D．v(C)＝0.1mol·L－1·s－1解析：選D本題可以采用歸一法進(jìn)行求解，通過方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)將不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率折算成同一物質(zhì)表示的反應(yīng)速率進(jìn)行比較，B物質(zhì)是固體，不能表示反應(yīng)速率；C項(xiàng)中對(duì)應(yīng)的v(A)＝0.2mol·L－1·min－1；D項(xiàng)中對(duì)應(yīng)的v(A)＝3mol·L－1·min－1。2．(2020·湖北八校聯(lián)考)將6molCO2和8molH2充入一容積為2L的密閉容器中(溫度保持不變)，發(fā)生反應(yīng)CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH<0，測得H2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖所示(圖中字母后的數(shù)字表示對(duì)應(yīng)的坐標(biāo))。該反應(yīng)在8～10min內(nèi)CO2的平均反應(yīng)速率是()A．0.5mol·L－1·min－1 B．0.1mol·L－1·min－1C．0mol·L－1·min－1 D．0.125mol·L－1·min－1解析：選C由題圖可知，該反應(yīng)在8～10min內(nèi)，H2的物質(zhì)的量在對(duì)應(yīng)的c、d點(diǎn)都是2mol，因此v(H2)＝eq\f(2mol－2mol,2L×2min)＝0mol·L－1·min－1，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比可得v(CO2)＝eq\f(1,3)×v(H2)＝0mol·L－1·min－1。3．在新型RuO2催化劑作用下，使HCl轉(zhuǎn)化為Cl2的反應(yīng)2HCl(g)＋eq\f(1,2)O2(g)H2O(g)＋Cl2(g)具有更好的催化活性。一定條件下測得反應(yīng)過程中n(Cl2)的數(shù)據(jù)如下：t/min02.04.06.08.0n(Cl2)/10－3mol01.83.75.47.2計(jì)算2.0～6.0min內(nèi)以HCl的物質(zhì)的量變化表示的反應(yīng)速率(以mol·min－1為單位，寫出計(jì)算過程)。答案：2.0～6.0min時(shí)間內(nèi)，Δn(Cl2)＝5.4×10－3mol－1.8×10－3mol＝3.6×10－3mol，v(Cl2)＝eq\f(3.6×10－3mol,4min)＝9.0×10－4mol·min－1所以v(HCl)＝2v(Cl2)＝2×9.0×10－4mol·min－1＝1.8×10－3mol·min－1。4．(2020·黃岡羅田一中檢測)在含F(xiàn)e3＋的S2Oeq\o\al(2－,8)和I－的混合溶液中，反應(yīng)S2Oeq\o\al(2－,8)(aq)＋2I－(aq)=2SOeq\o\al(2－,4)(aq)＋I(xiàn)2(aq)的分解機(jī)理及反應(yīng)進(jìn)程中的能量變化如下：步驟①：2Fe3＋(aq)＋2I－(aq)=I2(aq)＋2Fe2＋(aq)步驟②：2Fe2＋(aq)＋S2Oeq\o\al(2－,8)(aq)=2Fe3＋(aq)＋2SOeq\o\al(2－,4)(aq)下列有關(guān)該反應(yīng)的說法正確的是()A．反應(yīng)速率與Fe3＋濃度有關(guān)B．Fe2＋是該反應(yīng)的催化劑C．v(S2Oeq\o\al(2－,8))＝v(I－)＝v(I2)D．若不加Fe3＋，則正反應(yīng)的活化能比逆反應(yīng)的大答案：A5．[雙選]下列說法正確的是()A．0.1mol·L－1鹽酸和0.1mol·L－1硫酸與2mol·L－1NaOH溶液反應(yīng)，其反應(yīng)速率相同B．大理石塊與大理石粉分別同0.1mol·L－1鹽酸反應(yīng)，其反應(yīng)速率不同C．Mg、Al在相同條件下分別與0.1mol·L－1鹽酸反應(yīng)，其反應(yīng)速率相同D．0.1mol·L－1鹽酸和0.1mol·L－1硝酸與形狀和大小相同的大理石反應(yīng)，其反應(yīng)速率相同解析：選BD0.1mol·L－1鹽酸中H＋的濃度為0.1mol·L－1，0.1mol·L－1H2SO4中H＋的濃度為0.2mol·L－1，反應(yīng)速率不同，A項(xiàng)錯(cuò)誤；大理石粉的表面積大于大理石塊，反應(yīng)速率不同，B項(xiàng)正確；Mg、Al金屬活動(dòng)性不同，反應(yīng)速率不同，C項(xiàng)錯(cuò)誤；0.1mol·L－1鹽酸和0.1mol·L－1硝酸中H＋的濃度相同，反應(yīng)速率相同，D項(xiàng)正確。6．在一密閉容器中充入1molH2和1molI2，壓強(qiáng)為p(Pa)，并在一定溫度下使其發(fā)生反應(yīng)：H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)ΔH<0，下列說法正確的是()A．保持容器容積不變，向其中加入1molH2(g)，反應(yīng)速率一定加快B．保持容器容積不變，向其中加入1molN2(N2不參加反應(yīng))，反應(yīng)速率一定加快C．保持容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變，向其中加入1molN2(N2不參加反應(yīng))，反應(yīng)速率一定加快D．保持容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變，向其中加入1molH2(g)和1molI2(g)，反應(yīng)速率一定加快解析：選A增大H2的物質(zhì)的量且保持容器容積不變，H2的濃度增大，反應(yīng)速率加快，A項(xiàng)正確；保持容器容積不變，向其中加入1molN2(N2不參加反應(yīng))，反應(yīng)混合物各組分的濃度不變，反應(yīng)速率不變，B項(xiàng)錯(cuò)誤；保持容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變，向其中充入1molN2(N2不參加反應(yīng))，容器體積增大，各組分的濃度減小，反應(yīng)速率減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；保持容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)不變，向其中加入1molH2(g)和1molI2(g)，因容器的體積變?yōu)樵瓉淼?倍，起始物質(zhì)的量變?yōu)樵瓉淼?倍，則濃度不變，反應(yīng)速率不變，D項(xiàng)錯(cuò)誤。7．Ⅰ.下列各項(xiàng)分別與哪個(gè)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素關(guān)系最為密切？(1)同濃度不同體積的鹽酸中放入同樣大小的鋅塊和鎂塊，產(chǎn)生氣泡有快有慢：________________________________________________________________________。(2)MnO2加入雙氧水中放出氣泡更快：________________________________________________________________________。Ⅱ.在一定溫度下，4L密閉容器內(nèi)某一反應(yīng)中氣體M、氣體N的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如圖：(1)比較t2時(shí)刻，正逆反應(yīng)速率大小v正____v逆。(填“＞”“＝”或“＜”)(2)若t2＝2min，計(jì)算反應(yīng)開始至t2時(shí)刻用M的濃度變化表示的平均反應(yīng)速率為________________________________________________________________________。(3)t3時(shí)刻化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率為________________________________________________________________________。(4)如果升高溫度，則v逆__________(填“增大”“減小”或“不變”)。解析：Ⅰ.(1)反應(yīng)物本身性質(zhì)是影響化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素，鎂比鋅活潑，與鹽酸反應(yīng)較劇烈。(2)MnO2是H2O2分解反應(yīng)的催化劑，可加快反應(yīng)速率。Ⅱ.(1)t2時(shí)刻，反應(yīng)物逐漸減小，生成物逐漸增多，反應(yīng)未達(dá)到平衡且正向進(jìn)行，v正＞v逆。(2)v＝eq\f(Δc,Δt)＝eq\f(4mol－2mol,4L×2min)＝0.25mol·L－1·min－1。(3)t3時(shí)刻化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡，剩余2molN，則轉(zhuǎn)化了6molN，轉(zhuǎn)化率為eq\f(8－2mol,8mol)×100%＝75%。(4)升高溫度，反應(yīng)速率增大。答案：Ⅰ.(1)反應(yīng)物本身性質(zhì)(2)催化劑Ⅱ.(1)＞(2)0.25mol·L－1·min－1(3)75%(4)增大8．某小組利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反應(yīng)來探究“外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響”。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先分別量取兩種溶液，然后倒入試管中迅速振蕩混合均勻，開始計(jì)時(shí)，通過測定褪色所需時(shí)間來判斷反應(yīng)的快慢。該小組設(shè)計(jì)了如下方案。編號(hào)H2C2O4溶液體積/mL酸性KMnO4溶液體積/mL溫度/℃濃度/(mol·L－1)濃度/(mol·L－1)①0.102.00.0104.025②0.202.00.0104.025③0.202.00.0104.050(1)已知反應(yīng)后H2C2O4轉(zhuǎn)化為CO2逸出，KMnO4溶液轉(zhuǎn)化為MnSO4，每消耗1molH2C2O4轉(zhuǎn)移________mol電子。為了觀察到紫色褪去，H2C2O4與KMnO4初始的物質(zhì)的量需要滿足的關(guān)系為n(H2C2O4)∶n(KMnO4)≥________。(2)探究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的實(shí)驗(yàn)編號(hào)是________(填編號(hào)，下同)，可探究反應(yīng)物濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率影響的實(shí)驗(yàn)編號(hào)是____________。(3)已知50℃時(shí)c(MnOeq\o\al(－,4))～反應(yīng)時(shí)間t的變化曲線如圖。若保持其他條件不變，請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)圖中，畫出25℃時(shí)c(MnOeq\o\al(－,4))～t的變化曲線示意圖。解析：(1)H2C2O4中碳的化合價(jià)是＋3價(jià)，CO2中碳的化合價(jià)為＋4價(jià)，故每消耗1molH2C2O4轉(zhuǎn)移2mol電子，配平反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4=K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O，為保證KMnO4完全反應(yīng)，c(H2C2O4)∶c(KMnO4)≥2.5。(2)探究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響，則濃度必然相同，則為實(shí)驗(yàn)②和③；同理探究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響的實(shí)驗(yàn)是①和②。(3)溫度降低，化學(xué)反應(yīng)速率減小，故KMnO4褪色時(shí)間延長，故作圖時(shí)要同時(shí)體現(xiàn)25℃MnOeq\o\al(－,4)濃度降低比50℃時(shí)MnOeq\o\al(－,4)的濃度降低緩慢和反應(yīng)完全時(shí)間比50℃時(shí)“拖后”。答案：(1)22.5(2)②和③①和②(3)如圖9.(1)I－可以作為水溶液中SO2歧化反應(yīng)的催化劑，可能的催化過程如下。將ⅱ補(bǔ)充完整。ⅰ.SO2＋4I－＋4H＋=S↓＋2I2＋2H2Oⅱ.I2＋2H2O＋________=________＋________＋2I－(2)探究ⅰ、ⅱ反應(yīng)速率與SO2歧化反應(yīng)速率的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)如下：分別將18mLSO2飽和溶液加入2mL下列試劑中，密閉放置觀察現(xiàn)象。(已知：I2易溶解在KI溶液中)序號(hào)試劑組成實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象A0.4mol·L－1KI溶液變黃，一段時(shí)間后出現(xiàn)渾濁Bamol·L－1KI0.2mol·L－1H2SO4溶液變黃，出現(xiàn)渾濁較A快C0.2mol·L－1H2SO4無明顯現(xiàn)象D0.2mol·L－1KI0.0002molI2溶液由棕褐色很快褪色，變?yōu)辄S色，出現(xiàn)渾濁較A快①B是A的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，則a＝________。②比較A、B、C，可得出的結(jié)論是________________________________________________________________________。③實(shí)驗(yàn)表明，SO2的歧化反應(yīng)速率D>A。結(jié)合ⅰ、ⅱ反應(yīng)速率解釋原因：________________________________________________________________________。解析：(1)根據(jù)歧化反應(yīng)的特點(diǎn)，反應(yīng)ⅰ生成S，則反應(yīng)ⅱ需生成H2SO4，即I2將SO2氧化為H2SO4，反應(yīng)的離子方程式為I2＋2H2O＋SO2=SOeq\o\al(2－,4)＋4H＋＋2I－。(2)①對(duì)比實(shí)驗(yàn)只能存在一個(gè)變量，因?qū)嶒?yàn)B比實(shí)驗(yàn)A多了H2SO4，則B中KI溶液的濃度應(yīng)不變，故a＝0.4。②由表中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，I－是SO2歧化反應(yīng)的催化劑，H＋單獨(dú)存在時(shí)不具有催化作用，但H＋可以加快歧化反應(yīng)速率。③加入少量I2時(shí)，反應(yīng)明顯加快，說明反應(yīng)ⅱ比反應(yīng)ⅰ快；D中由反應(yīng)ⅱ產(chǎn)生的H＋使反應(yīng)ⅰ加快。答案：(1)SO2SOeq\o\al(2－,4)4H＋(2)①0.4②I－是SO2歧化反應(yīng)的催化劑，H＋單獨(dú)存在時(shí)不具有催化作用，但H＋可以加快歧化反應(yīng)速率③反應(yīng)ⅱ比ⅰ快；D中由反應(yīng)ⅱ產(chǎn)生的H＋使反應(yīng)ⅰ加快10.對(duì)于反應(yīng)2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)，采用大孔弱堿性陰離子交換樹脂催化劑，在323K和343K時(shí)SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的結(jié)果如圖所示。比較a、b處反應(yīng)速率大小：va________vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反應(yīng)速率v＝v正－v逆＝k正xeq\o\al(2,)eq\a\vs4\al(SiHCl3)－k逆xeq\a\vs4\al(SiH2Cl2)xeq\a\vs4\al(SiCl4)，k正、k逆分別為正、逆向反應(yīng)速率常數(shù)，x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，計(jì)算a處的eq\f(v正,v逆)＝________(保留1位小數(shù))。[解析]溫度越高，反應(yīng)速率越快，a點(diǎn)溫度為343K，b點(diǎn)溫度為323K，故反應(yīng)速率：va＞vb。反應(yīng)速率v＝v正－v逆＝k正xeq\o\al(2,)eq\a\vs4\al(SiHCl3)－k逆xeq\a\vs4\al(SiH2Cl2)xeq\a\vs4\al(SiCl4)，則有v正＝k正xeq\o\al(2,)eq\a\vs4\al(SiHCl3)，v逆＝k逆xeq\a\vs4\al(SiH2Cl2)xeq\a\vs4\al(SiCl4)，343K下反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)v正＝v逆，即k正xeq\o\al(2,)eq\a\vs4\al(SiHCl3)＝k逆xeq\a\vs4\al(SiH2Cl2)xeq\a\vs4\al(SiCl4)，此時(shí)SiHCl3的平衡轉(zhuǎn)化率α＝22%，經(jīng)計(jì)算可得SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為0.78、0.11、0.11，則有k正×0.782＝k逆×0.112，eq\f(k正,k逆)＝eq\f(0.112,0.782)≈0.02。a處SiHCl3的平衡轉(zhuǎn)化率α＝20%，此時(shí)SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為0.8、0.1、0.1，則有eq\f(v正,v逆)＝eq\f(k正x\o\al(2,)eq\a\vs4\al(SiHCl3),k逆x\a\vs4\al(SiH2Cl2)x\a\vs4\al(SiCl4))＝eq\f(k正,k逆)·eq\f(x\o\al(2,)eq\a\vs4\al(SiHCl3),x\a\vs4\al(SiH2Cl2)x\a\vs4\al(SiCl4))＝0.02×eq\f(0.82,0.12)≈1.3。[答案]大于1.311.順-1,2-二甲基環(huán)丙烷和反-1,2-二甲基環(huán)丙烷可發(fā)生如下轉(zhuǎn)化：該反應(yīng)的速率方程可表示為v(正)＝k(正)c(順)和v(逆)＝k(逆)c(反)，k(正)和k(逆)在一定溫度時(shí)為常數(shù)，分別稱作正、逆反應(yīng)速率常數(shù)。回答下列問題：(1)已知：t1溫度下，k(正)＝0.006s－1，k(逆)＝0.002s－1，該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)值K1＝________；該反應(yīng)的活化能Ea(正)小于Ea(逆)，則ΔH________0(填“小于”“等于”或“大于”)。(2)t2溫度下，圖中能表示順式異構(gòu)體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的曲線是________(填曲線編號(hào))，平衡常數(shù)值K2＝________；溫度t2________t1(填“小于”“等于”或“大于”)，判斷理由是________________________________________________________________________。解析：(1)根據(jù)v(正)＝k(正)c(順)、k(正)＝0.006s－1，則v(正)＝0.006c(順)，v(逆)＝k(逆)c(反)、k(逆)＝0.002s－1，則v(逆)＝0.002c(反)，化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)正逆反應(yīng)速率相等，則0.006c(順)＝0.002c(反)，K1＝eq\f(c反,c順)＝eq\f(0.006,0.002)＝3；該反應(yīng)的活化能Ea(正)小于Ea(逆)，說明斷鍵吸收的能量小于成鍵釋放的能量，即該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則ΔH小于零。(2)反應(yīng)開始時(shí)，c(順)的濃度大，單位時(shí)間的濃度變化大，w(順)的變化也大，故B曲線符合題意，設(shè)順式異構(gòu)體的起始濃度為x，該可逆反應(yīng)左右物質(zhì)系數(shù)相等，均為1，則平衡時(shí)，順式異構(gòu)體為0.3x，反式異構(gòu)體為0.7x，所以平衡常數(shù)值K2＝eq\f(0.7x,0.3x)＝eq\f(7,3)，因?yàn)镵1＞K2，放熱反應(yīng)升高溫度時(shí)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，所以溫度t2大于t1。答案：(1)3小于(2)Beq\f(7,3)大于放熱反應(yīng)升高溫度時(shí)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)12.碘及其化合物在合成殺菌劑、藥物等方面具有廣泛用途?；卮鹣铝袉栴}：Bodensteins研究了下列反應(yīng)：2HI(g)H2(g)＋I(xiàn)2(g)在716K時(shí)，氣體混合物中碘化氫的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x(HI)與反應(yīng)時(shí)間t的關(guān)系如下表：t/min020406080120x(HI)10.910.850.8150.7950.784x(HI)00.600.730.7730.7800.784(1)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的計(jì)算式為________________________。(2)上述反應(yīng)中，正反應(yīng)速率為v正＝k正x2(HI)，逆反應(yīng)速率為v逆＝k逆x(H2)x(I2)，其中k正、k逆為速率常數(shù)，則k逆為________(以K和k正表示)。若k正＝0.0027min－1，在t＝40min時(shí)，v正＝________min－1。解析：(1)由表中數(shù)據(jù)可知，無論是從正反應(yīng)方向開始，還是從逆反應(yīng)方向開始，最終x(HI)均為0.784，說明此時(shí)已達(dá)到了平衡狀態(tài)。設(shè)HI的初始濃度為1mol·L－1，則：2HI(g)H2(g)＋I(xiàn)2(g)初始濃度/(mol·L－1)100eq\a\vs4\al(轉(zhuǎn)化濃度/mol·L－1)0.2160.1080.108eq\a\vs4\al(平衡濃度/mol·L－1)0.7840.1080.108K＝eq\f(cH2·cI2,c2HI)＝eq\f(0.108×0.108,0.7842)(2)建立平衡時(shí)，v正＝v逆，即k正x2(HI)＝k逆x(H2)·x(I2)，k逆＝eq\f(x2HI,xH2·xI2)k正。由于該反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變，故k逆＝eq\f(x2HI,xH2·xI2)k正＝eq\f(c2HI,cH2·cI2)k正＝eq\f(k正,K)。在40min時(shí)，x(HI)＝0.85，則v正＝0.0027min－1×0.852≈1.95×10－3min－1。答案：(1)eq\f(0.108×0.108,0.7842)(2)k正/K1.95×10－3【總結(jié)歸納】化學(xué)反應(yīng)速率的概念及計(jì)算1．化學(xué)反應(yīng)速率2．化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系對(duì)于已知反應(yīng)mA(g)＋nB(g)=pC(g)＋qD(g)，其化學(xué)反應(yīng)速率可用不同的反應(yīng)物或生成物來表示，當(dāng)單位相同時(shí)，化學(xué)反應(yīng)速率的數(shù)值之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。如一定溫度下，在密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：3A(g)＋B(g)2C(g)。已知v(A)＝0.6mol·L－1·s－1，則v(B)＝0.2mol·L－1·s－1，v(C)＝0.4mol·L－1·s－1。3．化學(xué)反應(yīng)速率