化学反应速率高考

2011考纲展示2012高考导视1.了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。2.了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率和化学平衡的影响，认识其一般规律。4.了解化学反应速率和化学平衡的调控在1.要掌握有关速率的计算，尤其是根据浓度(物质的量或其他)——时间曲线来计算速率。2.对影响速率的因素的考查主要是控制变量思想的应用。是2009年以前的考题的高频考点，在以后也应该是高考热点。3.c—t、v—t图像的绘制也是热点，需要重点关注。考点1化学反应速率1．基本概念浓度变化mol/(L·s)化学反应速率是用单位时间内反应物或生成物的________来表示，单位为__________。在容积不变的反应器中，常用单位时间内反应物浓度的增加_____或生成物浓度的_____来表示。2．速率的计算公式及其意义v＝Δc/Δt常用速率的计算公式：____________。意义为衡量化学反应进行的______。快慢减少基础知识3．同一反应中不同物质速率之间关系表示反应速率要指明具体物质，用不同的物质表示同一反应速率时其数值可能不同，但表达的意义是相同的，各物质表示的反应速率的数值有相互关系，彼此可以根据化学方程式的化学计量数进行换算。对于任一反应mA＋nB===pY＋qZ，v(A)∶v(B)∶v(Y)∶v(Z)＝_____________。m∶n∶p∶q4．注意的问题(1)化学反应速率是一段时间内的变化量，无论用反应物还是生成物表示均取正值。(2)一定温度下，固体和纯液体物质，改变其用量，不影响反应速率。(3)纯液体和固体浓度可视为常数，所以一般不用固体或纯液体来表示化学反应速率。(4)化学反应速率是平均速率，而不是瞬时速率。5．化学反应速率的测量测量化学反应速率的方法主要是围绕着时间和物质的量展开。时间：要么是在规定时间内测变化量，要么是测一定变化量所需的时间；而和物质的量变化相关的有：浓度的变化、气体体积的变化、质量的变化等等。中学阶段最常采用的就是量气法。1．化学反应速率用单位时间内物质的量的变化来表示，这是最根本的表示形式。由此派生出通常采用的用单位时间内浓度变化(这是最常用的表示形式)、气体体积变化、固体质量变化等的来表示。2．在Zn和稀硫酸反应里测得的速率就是用“mL/s”表示，为什么？能用生成氢气的浓度变化表示吗？物质的量变化呢？答：化学反应速率可以用单位时间气体体积变化来表示；因为用浓度变化来表示时，必须是在固定容积的容器中进行的，而此实验中容积不固定；能，但是对于这个实验而言较难测定。闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45mol，则此反应的平均速率v(X)(反应物的消耗速率或产物的生成速率)可表示为()A．v(NH3)＝0.010mol/(L·s)B．v(O2)＝0.0010mol/(L·s)C．v(NO)＝0.0010mol/(L·s)D．v(H2O)＝0.045mol/(L·s)1．反应4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)在10L密组分HCOOCH3H2OHCOOHCH3OH物质的量/mol1.001.990.010.52解析：已知Δc(H2O)＝0.45mol/10L＝0.045mol/L，那么v(H2O)＝0.0015mol/(L·s)，根据题意，v(O2)＝5/6v(H2O)＝0.0125mol/(L·s)，v(NO)＝2/3v(H2O)＝0.001mol/(L·s),v(NH3)＝2/3v(H2O)＝0.001mol/(L·s)。答案：C2．(2009年广东化学改编)甲酸甲酯水解反应方程式为该反应为吸热反应，某小组通过实验研究该反应(反应过程中体积变化忽略不计)。反应体系中各组分的起始量如下表：HCOOCH3(l)＋H2O(l)HCOOH(l)＋CH3OH(l)，甲酸甲酯转化率在温度T1下随反应时间(t)的变化如图2－8－1：图2－8－1请根据上述条件，计算15－20min范围内甲酸甲酯的减少量为________mol，甲酸甲酯的平均反应速率为________mol·min－1(不要求写出计算过程)。解析：15min时，HCOOCH3的转化率为6.7%,15min时，HCOOCH3的物质的量为1－1.00mol×6.7%＝0.933mol；20min时，HCOOCH3的转化率为11.2%,20min时，HCOOCH3的物质的量为1－1.00mol×11.2%＝0.888mol，15至20minHCOOCH3的减少量为(0.933－0.888)mol＝0.045mol，则HCOOCH3的平均速率＝0.045mol/5min＝0.009mol·min－1。答案：0.045mol0.009mol·min－1考点2影响化学反应速率的因素决定化学反应速率的因素是______，而影响化学反应速率的因素主要有_________________________、固体反应物的比表面积(一定质量下的表面积)、能否构成原电池等。反应物浓度、压强、温度、催化剂1．浓度对化学反应速率的影响在其他条件相同时，增大反应物浓度，反应________；减小反应物浓度，反应________。速率增大速率减小2．压强对化学反应速率的影响对于有气体参加的反应来说，增大压强(减小容器容积)，___________；减小压强，___________。压强的改变，从实质上讲是引起了浓度的改变(如图2－8－2)，这样才改变了反应速率。图2－8－2反应速率增大反应速率减小3．温度对化学反应速率的影响在其它条件不变的情况下，升高温度_____________；降低温度，_____________。冰箱里能较长时间的保存食物就是这个道理。反应速率增大反应速率减小4．催化剂对化学反应速率的影响催化剂对化学反应速率的影响是_______________________________________________。催化剂具有选择性，酶(蛋白质)是一种特殊的具有选择性极高的生物催化剂(有一定的适用温度)。我们还把加快化学反应速率的催化剂称为正催化剂，减慢反应速率的催化剂称为负催化剂。催化剂可以改变反应速率且正逆反应速率改变程度相同5．活化分子有效碰撞理论活化分子有效碰撞化学反应是通过活化分子间的有效碰撞实现的，具有足够高能量的分子(能发生有效碰撞)称_________，能够发生化学反应的碰撞是__________。活化分子是发生有效碰撞的必要条件，而有效碰撞是活化分子的充分条件。活化分子有效碰撞理论对浓度、压强、温度(升高温度，分子热运动也加剧)、催化剂等对化学反应速率的影响的解释如图2－8－3和图2－8－4:图2－8－3图2－8－41．一般来说，升高温度速率加快，但是要注意对某些反应温度超过一定范围整个反应是否发生改变，如乙醇的脱水反应等。2．注意隐含条件对反应速率的影响，如一定浓度高锰酸钾溶液和一定浓度的草酸溶液反应时，起初速率不快，但是反应一段时间后速率迅速增大，后又渐渐减小，为什么？反应物消耗完。3．对于有气体参加反应来说，一定温度时，往一定容积的容器内加入某种不参与反应的气体，反应速率是否发生变化？在一定温度一定压强的容器中加入某种不参与反应的气体，反应速率是否又发生变化？答：一定温度时，往一定容积的容器内加入某种不参与反应的气体，反应速率不变；在一定温度一定压强的容器中加入某种不参与反应的气体，相当于减少了反应物的浓度，反应速率减小。答：生成的锰离子对该反应有催化作用，后来速率减小是3．下列措施对增大反应速率明显有效的是()A．Na与水反应时增大水的用量B．Fe与稀硫酸反应制取H2时，改用浓硫酸C．在K2SO4与BaCl2两溶液反应时，增大压强D.Al在氧气中燃烧生成Al2O3的反应中，将Al片改成Al粉解析：A项，一定温度下，固体和纯液体物质，改变其用量，不影响反应速率；B项，浓硫酸使铁钝化，使反应停止；C项，增大压强对溶液反应影响不大；D项，增大了固体的比表面积。答案：D实验反应温度/℃Na2S2O3溶液稀H2SO4H2OV/mLc/mol·L-1V/mLc/mol·L-1V/mLA2550.1100.15B2550.250.210C3550.1100.15D3550.250.210解析：浓度越大，温度越高，反应速率越大，浑浊出现得越快。答案：D4．硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，下列各组实验中最先出现浑浊的是()A．同时增大C．v1增大，v2减少1B．同时减少D．v1减少，v2增大解析：不管是吸热反应还是放热反应，升高温度，反应速率都增大。答案：A5．设A＋2B2C(正反应为吸热反应)，反应速率为v1；2X＋Y2Z(正反应为放热反应)，反应速率为v2，对于上述反应，当温度升高时，v1和v2的变化情况为()热点1化学反应速率的基本计算化学反应速率计算有这样几种基本类型：①给出始量、终量和时间求速率。求出差量化成浓度再除以时间即可。②通过浓度(或物质的量)－时间曲线求速率。要会读曲线(注意坐标及其单位)即可求出速率。③速率的比较。把不同物质的速率化成用同一物质表示的速率。(1)一定温度下，在2L密闭容器中加入纳米级Cu2O并通入0.10mol水蒸气，不同时段产生O2的量见下表：计算：前20min的反应速率v(H2O)＝__________；该反应的平衡常数表达式K＝__________；达平衡时，至少需要吸收的光能为__________kJ。2H2O(g)2H2(g)＋O2(g)ΔH＝＋484kJ·mol－1时间/min20406080n(O2)/mol0.00100.00160.00200.0020【典例1】科学研究发现纳米级的Cu2O可作为太阳光分解水的催化剂。用制得的Cu2O进行催化分解水的实验：(2)已知制备Cu2O有四种方法，制得的Cu2O在某相同条件下分别对水催化分解，产生氢气的速率v随时间t变化如图2-8-5所示。下列叙述正确的是_________。图2－8－5A.c、d方法制得的Cu2O催化效率相对较高B.d方法制得的Cu2O作催化剂时，水的平衡转化率最高C.催化效果与Cu2O颗粒的粗细、表面活性等有关D.Cu2O催化水分解时，需要适宜的温度解析：(1)v(H2O)＝2v(O2)＝2×0.0010/(20×2)mol/(L·min)＝5.0×10－5mol/(L·min)；吸收的的光能要根据达到平衡时生成的氧气的量来计算。(2)这是速率时间曲线，不能判断转化率情况。答案：(1)5.0×10－5mol/(L·min)c2H2·cO2c2H2O0.97(2)ACD1.(2011年广东中山检测)将1molI2(g)和2molH2(g)置于2L密闭容器中，在一定温度下发生反应：I2(g)＋H2(g)2HI(g)ΔH0,2min时，测得I2的物质的量为0.6mol。10min后达到平衡，HI的体积分数V%随时间变化如图2－8－6中曲线Ⅱ所示。图2－8－6请回答下列问题：(1)前2min内，用H2表示的平均反应速率为________。(3)若改变反应条件，在某条件下V%的变化如图2－8－6曲线I所示，则该条件可能是___________________(填序号)。①恒容条件下，升高温度②恒容条件下，降低温度③恒温条件下，缩小反应容器的体积④恒温条件下，扩大容器的体积⑤恒温恒容条件下，加入适当的催化剂(2)达到平衡时，I2(g)的物质的量浓度为_______mol·L－1。解析：(1)通过2min时I2的物质的量可知，Δc(H2)＝0.4mol从而计算出v(H2)＝0.1mol·L－1·min－1；(2)达到平衡时容器内总物质的量是3mol，那么平衡时n(HI)＝1.8mol，再根据化学方程式计算可知c(I2)＝0.05mol/L；(3)从曲线Ⅰ可以看出该条件仅加快了反应速率而但反应平衡不移动，符合条件的只有③⑤。答案：(1)0.1mol·