2023屆新高考化學一輪復習(多選)魯科版第七章第1課時　化學反應速率學案

第1課時化學反應速率1.知道化學反應速率的表示方法,了解測定化學反應速率的簡單方法。2.通過實驗探究,了解溫度、濃度、壓強和催化劑對化學反應速率的影響。3.知道化學反應是有歷程的,認識基元反應活化能對化學反應速率的影響。4.能進行化學反應速率的簡單計算,能通過實驗探究分析不同組分濃度對化學反應速率的影響,能用一定理論模型說明外界條件改變對化學反應速率的影響?；瘜W反應速率的計算與比較1.表示方法通常用單位時間內反應物濃度的減少量或生成物濃度的增加量來表示。2.數學表達式及單位v=ΔcΔt,單位為mol·L-1·s-1或mol·L-1·3.化學反應速率與化學計量數的關系對于已知反應:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),當單位相同時,用不同反應物或生成物表示的化學反應速率的數值之比等于化學方程式中各物質的化學計量數之比,即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q。(1)一般不用固體或純液體物質表示化學反應速率。(2)由v=Δc4.化學反應中各物質濃度的計算模式——“三段式”(1)寫出有關反應的化學方程式。(2)找出各物質的起始量、轉化量、某時刻量。(3)根據已知條件列化學方程式計算。例如:反應mA(g)+nB(g)pC(g)起始濃度/(mol·L-1) a b c轉化濃度/(mol·L-1) x nxm 某時刻濃度/(mol·L-1) a-x b-nxm c+計算反應速率時,我們往往忽略容器的體積,特別是給出的是物質的量的變化量時,一定要先轉化為物質的量濃度的變化量,再進行計算。[理解辨析]1.判一判(正確的打“√”,錯誤的打“×”)(1)對于任何化學反應來說,反應速率越大,反應現象越明顯。()(2)單位時間內反應物濃度的變化量表示正反應速率,生成物濃度的變化量表示逆反應速率。()(3)化學反應速率為0.8mol·L-1·s-1(4)在2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反應中,t1、t2時,SO3(g)濃度分別是c1、c2,則t1～t2時間內,SO3(g)生成的平均速率為v=c2-解析:(1)反應速率越大,單位時間內濃度的改變量大,與反應現象無關。(2)單位時間內反應物濃度的減少量或生成物濃度的增加量均表示正反應速率。(3)0.8mol·L-1·速率。答案:(1)×(2)×(3)×(4)√2.想一想同一化學反應,相同條件下用不同物質表示的反應速率,數值越大,表示化學反應速率越快嗎?如何比較反應快慢?提示:化學反應速率數值的大小和化學計量數有關,化學計量數越大,數值越大,速率之比等于化學計量數之比,但都表示該反應的反應速率,數值大表示的速率不一定快,所以比較反應的快慢不能只看數值的大小,而要進行一定的轉化。(1)看單位是否統(tǒng)一,若不統(tǒng)一,換算成相同的單位。(2)換算成同一物質表示的速率,再比較數值的大小。3.做一做對于可逆反應A(g)+3B(s)2C(g)+2D(g),在不同條件下的化學反應速率如下,由于B物質是固體,不能表示反應速率;③中對應的v(A)=mol·L-1·min-1;④中對應的v(A)=mol·L-1·min-1。表示的反應速率最快的是。

①v(A)=0.5mol·L-1·min-1②v(B)=1.2mol·L-1·s-1③v(D)=0.4mol·L-1·min-1④v(C)=0.1mol·L-1·s-1答案:0.23②1.(2021·北京東城期末)某溫度下N2O5按下式分解:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)。測得恒容密閉容器內,N2O5的濃度隨時間的變化如下表:t/min012345……c(N2O5)/(mol/L)1.000.710.500.350.250.17……下列說法不正確的是(D)A.4min時,c(NO2)=1.50mol/LB.5min時,N2O5的轉化率為83%C.0～2min內,平均反應速率v(O2)=0.125mol/(L·min)D.其他條件不變,若起始c(N2O5)=0.50mol/L,則2min時,c(N2O5)<0.25mol/L解析:由題給表格數據可知,4min時,N2O5的濃度消耗量為(1.00-0.25)mol/L=0.75mol/L,由各物質的化學計量數之比等于各物質的濃度變化量之比可得反應生成c(NO2)=0.75mol/L×2=1.50mol/L,故A正確;5min時,N2O5的濃度消耗量為(1.00-0.17)mol/L=0.83mol/L,則N2O5的轉化率為0.83mol/L1.0mol/×12=0.25mol/L,則v(O2)=0.25mol/L2min=0.125mol/(L·min),故C正確;由題給表格數據可知,2min時,N2O5的濃度消耗量為起始的一半,其他條件不變,若起始c(N2O5)=0.50mol/L,反應物濃度減小,化學反應速率減小,反應消耗N2O0.25mol/L,故D錯誤。2.(2021·吉林長春調研)一定條件下,在體積為10L的固定容器中發(fā)生反應:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),反應過程如圖。下列說法不正確的是(A)A.t1min時正、逆反應速率相等B.X曲線表示NH3的物質的量隨時間的變化關系C.0～8min,H2的平均反應速率v(H2)=0.01125mol·L-1·min-1D.10～12min,N2的平均反應速率v(N2)=0.0025mol·L-1·解析:t1時刻沒有達到平衡狀態(tài),正、逆反應速率不相等,A項不正確;根據圖像,X的物質的量增加,屬于生成物,因此X為NH3的曲線,B項正確;0～8min時,v(NH3)=0.6mol10L×8min=0.0075mol·L-1·min-1,根據化學反應速率之比等于化學計量數之比,v(HL-1·min-1,C項正確;10～12min,v(NH3)=(0.L-1·min-1,v(N2)=v(NH3)2=0.0025mol·3.(2021·浙江溫州期末)COCl2的分解反應為COCl2(g)CO(g)+Cl2(g)ΔH=+108kJ·mol-1。某容器中,反應體系達到平衡后,分別只改變一個條件,各物質濃度的變化狀況如圖1所示(第10min到第14min的COCl2濃度變化曲線未示出)。下列說法正確的是(C)A.在10～12min內,以Cl2濃度變化表示的該反應平均反應速率為5×10-3mol·L-1·s-1B.改變的條件分別是第4min時,升高了溫度;第10min時,移走了部分CO;第14min時,將容器體積壓縮了1.5倍C.第13min時,COCl2的濃度為0.03mol·L-1D.第18min時,向容器中加入催化劑,各物質的濃度變化狀況可能如上圖2所示解析:在10～12min內,Cl2濃度由0.11mol·L-1增加到0.12mol·L-1,用Cl2濃度變化表示的該反應平均反應速率為0.12mol·L-1-0.11mol·L-12min=5×10-3mol·L-1·min-10.01mol·L-1,則COCl2的濃度減小0.01mol·L-1,即為0.03mol·L-1,故C正確;催化劑對平衡無影響,不會改變各物質的平衡濃度,故D錯誤。影響化學反應速率的因素與解釋1.內因反應物本身的性質。2.外因濃度對化學反應速率的影響的理解(1)固體和純液體對化學反應速率無影響,但要注意水(液態(tài))對溶液的稀釋作用。(2)濃度的改變必須是真正參加反應離子的濃度,如酸堿中和反應影響速率的是H+、OH-濃度。3.理論解釋——有效碰撞理論(1)基元反應與反應歷程①基元反應:大多數化學反應往往經過多個反應步驟實現,其中每步反應都稱為基元反應。②反應歷程:基元反應反映了化學反應的歷程,反應歷程又稱反應機理。(2)活化分子、活化能、有效碰撞①活化分子:能夠發(fā)生有效碰撞的分子。②活化能:如圖圖中:E1為正反應的活化能,使用催化劑時的活化能為E3,E2為逆反應的活化能,反應熱為E1-E2。(3)活化分子、有效碰撞與化學反應速率的關系[理解辨析]1.判一判(正確的打“√”,錯誤的打“×”)(1)可逆反應達到平衡后,增大反應物的濃度,正反應速率增大,逆反應速率減小。()(2)增大反應物的濃度,能夠增大活化分子的百分數,所以反應速率增大。()(3)增大反應體系的壓強,反應速率不一定增大。()(4)對于可逆反應FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl,增加氯化鉀濃度,逆反應速率加快。()解析:(1)可逆反應達到平衡后,增大反應物的濃度,正、逆反應速率均增大。(2)增大反應物的濃度,能增大活化分子的濃度,其百分數保持不變。(4)該反應的離子方程式為Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,所以氯化鉀沒有參加離子反應,增加其濃度,不影響反應速率。答案:(1)×(2)×(3)√(4)×2.想一想熱催化合成氨面臨的兩難問題:采用高溫增大反應速率的同時會因平衡限制導致NH3產率降低。我國科研人員研制了Ti-H-Fe雙溫區(qū)催化劑(Ti-H區(qū)域和Fe區(qū)域的溫度差可超過100℃)。Ti-H-Fe雙溫區(qū)催化合成氨的反應歷程如圖所示(其中吸附在催化劑表面上的物種用*標注)。(1)圖中歷程①氮氣分子中氮氮三鍵斷裂了嗎?該歷程發(fā)生了怎樣的變化?提示:歷程①是氮氣分子吸附在催化劑表面的過程,N2分子中的氮氮三鍵沒有斷裂。(2)判斷反應歷程①～⑤哪些在高溫區(qū)進行?哪些在低溫區(qū)進行?提示:歷程①、②、③是吸附斷鍵的過程,需要提高化學反應速率,故在高溫區(qū)進行;歷程④、⑤是氮原子的傳遞和合成氨的過程,需要提高合成氨的產率,使合成氨(放熱反應)平衡正移,故在低溫區(qū)進行。1.四個試管中都裝有5mL0.1mol·L-1Na2S2O3溶液,分別在不同溫度下加入0.1mol·L-1硫酸和一定量水(忽略混合引起的體積變化),最先出現渾濁的是(C)A.20℃,10mL硫酸B.20℃,5mL硫酸和5mL水C.30℃,10mL硫酸D.30℃,5mL硫酸和5mL水解析:溶液混合后總體積相同,從溫度角度分析,C、D中溫度高,速率快;從濃度角度分析,A、C中濃度大,反應速率快。綜合兩個角度,反應速率最快的是C。2.下列說法中正確的是(D)A.已知t1℃時,反應C+CO22COΔH>0的速率為v,若升高溫度,逆反應速率減小B.恒壓容器中發(fā)生反應N2+O22NO,若在容器中充入He,正、逆反應的速率均不變C.當一定量的鋅粉和過量的6mol·L-1鹽酸反應時,為了減慢反應速率,又不影響產生H2的總量,可向反應器中加入一些水、CH3COONa溶液或NaNO3溶液D.對任何一個化學反應,溫度發(fā)生變化,化學反應速率一定發(fā)生變化解析:溫度升高,正、逆反應的速率均增大,A錯誤;在恒壓容器中充入不參加反應的氣體,導致容器的體積增大,反應物和生成物的濃度均減小,正、逆反應速率均減小,B錯誤;若能使溶液中氫離子濃度減小,則反應速率將減小,因此可選水或CH3COONa溶液,但不能用NaNO3溶液,在酸性溶液中NO3-與鋅粉發(fā)生氧化還原反應,生成氮的氧化物,從而使生成H3.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=-198kJ·mol-1,在V2O5存在時,該反應的機理為V2O5+SO22VO2+SO3(快)、4VO2+O22V2O5(慢)。下列說法正確的是(C)A.反應速率主要取決于V2O5的質量B.VO2是該反應的催化劑C.逆反應的活化能大于198kJ·mol-1D.增大SO2的濃度可顯著提高反應速率解析:V2O5為催化劑,催化劑質量不影響反應速率,A錯誤;VO2為中間產物,不是催化劑,B錯誤;該逆反應為吸熱反應,逆反應的活化能大于198kJ·mol-1,C正確;SO2參與的是快反應,其濃度改變對反應速率影響不大,D錯誤。4.一定溫度下,反應N2(g)+O2(g)2NO(g)在密閉容器中進行,回答下列措施對化學反應速率的影響(填“增大”“減小”或“不變”)。(1)縮小體積使壓強增大:,原因是。(2)恒容充入N2:。

(3)恒容充入He:,原因是。(4)恒壓充入He:。

答案:(1)增大單位體積內,活化分子數目增加,有效碰撞的次數增多(2)增大(3)不變單位體積內,活化分子數目不變(4)減小A(g)+B(g)C(g),恒溫恒容或恒溫恒壓,充入氦氣,對反應速率的影響:控制變量法探究影響反應速率的因素1.考查形式(1)以表格的形式給出多組實驗數據,讓學生找出每組數據的變化對化學反應速率的影響。(2)給出影響化學反應速率的幾種因素,讓學生設計實驗分析各因素對化學反應速率的影響。2.解題策略[理解辨析]1.判一判(正確的打“√”,錯誤的打“×”)(1)用等體積等質量分數的雙氧水和不同質量的二氧化錳混合,測定收集相同體積氧氣所需要時間,探究催化劑用量對反應速率的影響。()(2)取等體積不同地區(qū)的兩種天然水,分別加入不同體積的同種肥皂水,振蕩。觀察產生泡沫的多少,比較兩種天然水中Ca2+、Mg2+含量的高低。()(3)在相同規(guī)格的燒杯中分別加入等體積的熱水和冷水,分別向其中加一滴紅墨水,比較紅墨水在水中的擴散速率,探究溫度對分子運動速率的影響。()解析:(2)等體積不同地區(qū)的天然水,加入不同體積的同種肥皂水,除探究要素不同之外,還有一個變量是不同的,不能得出相應的結論。答案:(1)√(2)×(3)√2.想一想如圖是某課外興趣小組為了研究一定濃度Fe2+的溶液在不同條件下被氧氣氧化的氧化率,所得到的實驗結果。請根據圖像說明怎樣操作有利于提高Fe2+的氧化率?提示:由②③可知,溫度相同時,pH越小,Fe2+的氧化率越大,由①②可知,pH相同時,溫度越高,Fe2+的氧化率越大;所以降低pH、升高溫度有利于提高Fe2+的氧化率。依據控制變量法,借助圖像分析外界因素對反應速率的影響1.為研究某溶液中溶質R的分解速率的影響因素,分別用三份不同初始濃度的R溶液在不同溫度下進行實驗,c(R)隨時間變化如圖。下列說法錯誤的是(B)A.25℃時,10～30min內,R的分解平均速率為0.030mol·L-1·min-1B.對比30℃和10℃曲線,在同一時刻,能說明R的分解速率隨溫度升高而增大C.對比30℃和25℃曲線,在0～50min內,能說明R的分解平均速率隨溫度升高而增大D.對比30℃和10℃曲線,在50min時,R的分解率相等解析:根據v=ΔcΔt,25℃時,10～30min內,R的分解平均速率為1.4mol·L-1-0.026mol·L-1·min-1,30℃時,0～50min內分解平均速率為0.032mol·L-1·min-1且30℃時,初始濃度低于25℃的,故C正確;在50min時,無論10℃還是30℃均無R剩余,因此分解率均為100%,故D正確。2.H2O2分解速率受多種因素影響。實驗測得70℃時不同條件下H2O2濃度隨時間的變化如圖所示。下列說法正確的是(D)A.圖甲表明,其他條件相同時,H2O2濃度越小,其分解速率越快B.圖乙表明,其他條件相同時,溶液pH越小,H2O2分解速率越快C.圖丙表明,少量Mn2+存在時,溶液堿性越強,H2O2分解速率越快D.圖丙和圖丁表明,堿性溶液中,Mn2+對H2O2分解速率的影響大解析:A項,濃度對反應速率的影響是濃度越大,反應速率越快,錯誤;B項,NaOH濃度越大,即pH越大,H2O2分解速率越快,錯誤;C項,由圖可知,Mn2+存在時,0.1mol·L-1NaOH溶液中H2O2的分解速率比1.0mol·L-1NaOH溶液中的快,錯誤;D項,由圖可知,堿性條件下,Mn2+存在時,對H2O2分解速率的影響大,正確。依據控制變量法,借助表格分析外界因素對反應速率的影響3.下列生產或實驗事實得出的相應結論不正確的是(B)選項事實結論A其他條件相同,Na2S2O3溶液和H2SO4溶液反應,升高溶液的溫度,析出硫沉淀所需時間縮短當其他條件不變時,升高反應溫度,化學反應速率加快BA、B兩支試管,各加入4mL0.01mol·L-1的酸性KMnO4溶液,在A試管中加入2mL0.01mol·L-1H2C2O4溶液,在B試管中加入4mL0.02mol·L-1的H2C2O4溶液,記錄溶液褪色所需時間,B試管褪色時間短當其他條件不變時,增大反應物濃度,化學反應速率加快C在容積可變的密閉容器中發(fā)生反應:2NH3(g)N2H4(l)+H2(g),把容器的容積縮小一半正反應速率加快,逆反應速率加快DA、B兩支試管中分別加入等體積5%的H2O2溶液,在B試管中加入2～3滴FeCl3溶液,B試管中產生氣泡快當其他條件不變時,合適的催化劑可以增大化學反應速率解析:其他條件相同,Na2S2O3溶液和H2SO4溶液反應,升高溶液的溫度,反應速率加快,析出硫沉淀所需時間縮短,即當其他條件不變時,升高反應溫度,化學反應速率加快,A正確;A、B兩支試管中反應物的體積不同,兩反應物的濃度均發(fā)生變化,不能根據B試管褪色時間短得出題給結論,B不正確;把容器的容積縮小一半,反應物、生成物的濃度均增大,正、逆反應速率均加快,C正確;A、B兩支試管中分別加入等體積5%的H2O2溶液,在B試管中加入2～3滴FeCl3溶液,B試管中產生氣泡快,可以得出題給結論,D正確。4.實驗室用Zn與稀H2SO4反應來制取氫氣,常加少量CuSO4來加快反應速率。為了研究CuSO4的量對H2生成速率的影響,某同學設計了實驗方案(見下表),將表中所給的試劑按一定體積混合后,分別加入四個盛有相同大小的Zn片(過量)的反應瓶(甲、乙、丙、丁)中,收集產生的氣體,并記錄收集相同體積的氣體所需的時間。實驗試劑甲乙丙丁4mol·L-1H2SO4溶液/mL20V1V2V3飽和CuSO4溶液/mL02.5V410H2O/mLV5V680收集氣體所需時間/st1t2t3t4下列說法正確的是(C)A.t1<t2<t3<t4 B.V4=V5=10C.V6=7.5 D.V1<V2<V3<20解析:研究CuSO4的量對H2生成速率的影響時,實驗中只能改變加入飽和CuSO4溶液的體積,其余影響化學反應速率的因素都必須相同,所加4mol·L-1H2SO4溶液的體積都是20mL,溶液的總體積為20mL+10mL=30mL。所以V1=V2=V3=20,V5=10,V6=7.5,V4=2。甲實驗中沒有加CuSO4溶液,不能形成原電池,反應速率最慢,時間t1最長。1.(2021·廣東卷,14)反應X2Z經歷兩步:①XY;②Y2Z。反應體系中X、Y、Z的濃度c隨時間t的變化曲線如圖所示。下列說法不正確的是(D)A.a為c(X)隨t的變化曲線B.t1時,c(X)=c(Y)=c(Z)C.t2時,Y的消耗速率大于生成速率D.t3后,c(Z)=2c0-c(Y)解析:X是唯一的反應物,隨著反應的發(fā)生,其濃度不斷減小,因此,由圖可知,a為c(X)隨t的變化曲線,A正確;由圖可知,分別代表3種不同物質的曲線相交于t1時刻,因此,t1時,c(X)=c(Y)=c(Z),B正確;由圖中信息可知,t2時刻以后,Y的濃度仍在不斷減小,說明t2時刻反應兩步仍在向正反應方向發(fā)生,而且反應①生成Y的速率小于反應②消耗Y的速率,即t2時Y的消耗速率大于生成速率,C正確;由圖可知,t3時刻反應①完成,X完全轉化為Y,若無反應②發(fā)生,則c(Y)=c0,由于反應②Y2Z的發(fā)生,t3時刻Y濃度的變化量為c0-c(Y),變化量之比等于化學計量數之比,所以Z的濃度的變化量為2[c0-c(Y)],這種關系在t3后仍成立,因此,D不正確。2.(2021·河北卷,13)室溫下,某溶液初始時僅溶有M和N且濃度相等,同時發(fā)生以下兩個反應:①M+NX+Y;②M+NX+Z。反應①的速率可表示為v1=k1c2(M),反應②的速率可表示為v2=k2c2(M)(k1、k2為速率常數)。反應體系中組分M、Z的濃度隨時間變化情況如圖,下列說法錯誤的是(A)A.0～30min時間段內,Y的平均反應速率為6.67×10-3mol·L-1·min-1B.反應開始后,體系中Y和Z的濃度之比保持不變C.如果反應能進行到底,反應結束時62.5%的M轉化為ZD.反應①的活化能比反應②的活化能大解析:由圖中數據可知,30min時,M、Z濃度分別為0.300mol·L-1和0.125mol·L-1,則M的變化量為0.5mol·L-1-0.300mol·L-1=0.200mol·L-1,其中轉化為Y的變化量為0.200mol·L-1-0.125mol·L-1=0.075mol·L-1,因此,0～30min時間段內,Y的平均反應速率為0.075mol·L-130min=0.0025mol·L-1·min-1,A說法錯誤;由題中信息可知,反應①和反應②的速率之比為k1k2,Y和Z分別為反應①和反應②的產物,且兩者與M的化學計量數相同(化學計量數均為1),因此反應開始后,體系中Y和Z的濃度之比等于k1k2,由于k3.(2021·浙江1月選考,19)取50mL過氧化氫水溶液,在少量I-存在下分解:2H2O22H2O+O2↑。在一定溫度下,測得O2的放出量,轉換成H2O2濃度(c)如下表:t/min020406080c/(mol·L-1)0.800.400.200.100.050下列說法不正確的是(C)A.反應20min時,測得O2體積為224mL(標準狀況)B.20～40min,消耗H2O2的平均速率為0.010mol·L-1·min-1C.第30min時的瞬時速率小于第50min時的瞬時速率D.H2O2分解酶或Fe2O3代替I-也可以催化H2O2分解解析:反應20min時,過氧化氫的濃度變?yōu)?.4mol·L-1,說明分解的過