我爱孩子 新闻 2020-2021年新高三化学一轮复习讲解《化学反应速率》

2020-2021年新高三化学一轮复习讲解《化学反应速率》

2020-2021年新高中化学复习解释化学反应速率

2020-2021 年新高三化学一轮复习讲解《化学反应速率》

【知识梳理】

一、化学反应速率

1.化学反应的发生

(1)基元反应:能够一步完成的反应称为基元反应。

(2)反应机理与总反应:基元反应构成的反应序列称为反应历程(又称反应机理),基元反应的总和称为

总反应,由几个基元反应组成的总反应也称复杂反应。反应不同,反应历程就不相同;同一反应在不同条

件下的反应历程也可能性不同,反应物的结构和反应条件决定着一个反应的反应历程。

(3)有效碰撞:能够发生化学反应的碰撞叫有效碰撞。

(4)活化分子:只有具有较高能量(能量超过活化能)的分子,才能发生有效碰撞,能发生有效碰撞的分

子叫做活化分子。

(5)活化能:普通分子变成活化分子至少需要吸收的能量称为活化能。不同反应有不同的活化能,基元反

应的活化能是活化分子平均能量与普通分子平均能量之差。一定温度下,反应的活化能越高,活化分子数

越少,反应速率就越慢,反之亦然。

2.化学反应速率

概念 化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量表示方法

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(也可用单位时间内反

应物的变化量或生成物的变化量来表示)

v =△C/△t(△C表示物质的物质的量浓度变化,△t表示时间变化)

单位为mol·L-1·S-1、mol·L-1·min-1、mol·L-1·h-1等

同一反应中,用不同物质来表示反应速率时,其数值可能不同,但其表达的意义是相同

的,都表示在同一段时间内的平均反应速率而不是瞬时速率。因此表示化学反应速率时,

必须指明用反应物或生成物中哪种物质做标准,且一般不能用固体物质做标准

用不同物质表示同一反应的速率时,速率的比值等于化学方程式中相应的化学计量数之

比。如对于反应:mA + nB = pC + qD , v(A) :v(B): v(C) :v(D)=m:n:p:q

大小比较

看单位是否统一,若不统一,换算成相同的单位

换算成同一物质表示的速率,再比较数值的大小

比较化学反应速率与化学计量数的比值,即对于一般反应aA+bB===cC+dD,比较

v A

a 与v B

b
,若v A

a >v B

b
,则A表示的反应速率比B的大

测定

利用能够直接观察的某些性质测定,如通过测量释放出一定体积的气体的时间来测定反

应速率,或测定一定时间内气体压强的变化来测定反应速率

利用科学仪器测量物质的性质,如在溶液中,当反应物或生成物本身有较明显的颜色时,

可利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率

计算

写出有关反应的化学方程式

找出各物质的起始量、转化量、某时刻量

mA(g) + nB(g) pC(g)

起始浓度(mol·L-1) a b c

转化浓度(mol·L-1) x x x

某时刻浓度(mol·L-1) a-x b-x c+x

对反应物:c(起始)-c(转化)=c(某时刻)

对生成物:c(起始)+c(转化)=c(某时刻)

例题1、下列说法正确的是 。①化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加

②对于化学反应来说,反应速率越大,反应现象就越明显

③使用催化剂,可降低反应的活化能,加快反应速率,改变反应限度

④0.1 mol·L

-1 的盐酸和 0.1 mol·L

-1 的醋酸分别与 2 mol·L

-1 的 NaOH 反应的速率相同

⑤一定量的锌与过量的稀 H2SO4 反应制取氢气,一定温度下为减慢反应速率而又不影响生成氢气的量,可

向其中加入 K2SO4 溶液

⑥升高温度,活化分子百分数增大,化学反应速率可能增大

⑦对于反应 2H2O2===2H2O+O2↑,加入 MnO2或升高温度都能加快 O2的生成速率

⑧大理石块与大理石粉分别与 0.1 mol·L

-1 的 HCl 反应的速率相同

⑨同时改变两个变量来研究反应速率的变化,能更快得出有关规律

⑩10 mol·L

-1·s

-1 的反应速率一定比 1 mol·L

-1·s

-1 的反应速率大

⑪由 v=Δc

Δt
计算平均速率,用反应物表示为正值,用生成物表示为负值

⑫在 2CH4(g)+2NH3(g)+3O2(g) 2HCN(g)+6H2O(g)反应中,已知 v(HCN)=n mol·(L·min)

-1,且 v(O2)

=m mol·(L·min)

-1,则 m=2n

二、影响化学反应速率的因素

1.内因:参加反应的物质的本身性质是影响化学反应速率的决定因素。不同的反应,由于反应物质的结构不

同和反应机理不同,因此反应速率不同。

2.外因:同一反应在不同条件下,反应的速率不同,浓度、温度、催化剂等外界条件对化学反应的速率有影

响。

(1)浓度的影响:当其它条件不变时,增大反应物的浓度,使单位体积内分子数增多,因此可加快反应的

速率。如硫粉在氧气中燃烧比在空气中燃烧激烈。

(2)压强的影响:当其它条件不变时,加压(缩小体积)对有气体参加的反应,正逆反应速率均加快,气

体体积缩小方向的反应速率增加的倍数大于气体体积增大方向增加的倍数;降压(增大体积),正逆反应速

率均减小,气体体积缩小方向的反应速率减小的倍数大于气体体积增大方向减小的倍数。注意改变压强对反应速率产生影响的根本原因是引起反应体系中各物质浓度的改变,若容器恒温、恒容充入稀有气体或其

它不反应气体,虽然改变了容器内气体压强,但由于没有改变反应物质的浓度,所以不影响化学反应速率。

(3)温度的影响:其它条件不变时,升高温度,反应物的能量增加,使原来一部分能量较低的分子变成活

化分子,所以可以加快反应的速率。通常情况下,温度每升高 10 度,化学反应的速率增大到原来的 2 至 4

倍。升高温度,对可逆反应,正逆反应速率均加快,但吸热反应增加的倍数大于放热反应增加的倍数;降

低温度,正逆反应速率均减小,吸热反应减小的倍数大于放热反应减小的倍数。如相同大小的铁片和不同

温度相同浓度的盐酸反应,温度高者反应速率快。

(4)反应物间的接触面积的影响:其他条件不变,增大反应物间的接触面积,由于增大了反应物间的接触

机会,因此能增大反应的速率。如相同质量块状碳酸钙和粉末状碳酸钙分别和同体积同浓度的盐酸反应,

粉末状碳酸钙反应激烈,放出气体的速率快。

(5)催化剂的影响:其他条件不变的时,使用催化剂能降低反应的活化能,使更多的反应物分子成为活化

分子,因此使用催化剂能同时同倍改变正逆反应的速率。如 H2O2 分别在 MnO2 、FeCl3、过氧化氢酶等催

化作用下的分解,要比没有加催化剂时快得多。

(6)其他因素:除了上述因素外,压强、光波、电磁波、超声波、溶剂等因素对化学反的速率也有影响。

3.化学反应速率图像

速率—时间图

如 Zn 与足量盐酸的反应,反应速率随时间的变化如图所示。AB 段:Zn 与盐酸的反应

是放热反应,使溶液的温度升高,化学反应速率逐渐增大;BC 段:随着反应的进行,

盐酸的浓度逐渐减小,化学反应速率逐渐减小

速度—温度图

其他条件一定,反应速率随着温度的升高而增大;其他条件一定,反应速率随着温度

的降低而减小速率—压强图

其他条件一定,增大气态反应物的压强(缩小容器的容积),反应速率随着压强的增大而

增大;其他条件一定,减小气态反应物的压强(增大容器的容积),反应速率随着压强的

减小而减小

定量图像

定量图像主要是指反应物或生成物的物质的量(或物质的量浓度)与反应时间 t 的定量关

解题方法

认清坐标系,搞清纵、横坐标所代表的意义,并与有关的原理挂钩

看清起点,分清反应物、生成物,浓度减小的是反应物,浓度增大的是生成物,一般生成物

多数以原点为起点

抓住变化趋势,分清正、逆反应,吸、放热反应。升高温度时,v(吸)>v(放),在速率-时间图

上,要注意看清曲线是连续的还是跳跃的,分清渐变和突变,大变和小变。例如,升高温

度,v(吸)大增,v(放)小增,增大反应物浓度,v(正)突变,v(逆)渐变

注意终点。例如在浓度-时间图上,一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的增加量,

并结合有关原理进行推理判断

4.控制变量法

控制变量法

物质变化往往受到多个因素的影响,在研究化学反应与外界因素之间的关系时,对影

响物质变化规律的因素或条件加以人为控制,使其他几个因素不变,集中研究其中一

个因素的变化所产生的影响,以利于在研究过程中,迅速寻找到物质变化的规律

解题策略

确定变量 解答这类题目时首先要认真审题,理清影响实验探究结果的因素有哪些

定多变一

应该先确定其他的因素不变,只变化一种因素,看这种因素与探究的问

题存在怎样的关系;这样确定一种以后,再确定另一种,通过分析每种因素与所探究问题之间的关系,得出所有影响因素与所探究问题之间的

关系

数据有效

解答时注意选择数据(或设置实验)要有效,且变量统一,否则无法作出正

确判断

例题 2、下列有关说法正确的是 。

①活化分子间的碰撞一定能发生化学反应

②普通分子有时也能发生有效碰撞

③升高温度会加快反应速率,原因是增加了活化分子的有效碰撞次数

④增大反应物浓度会加快反应速率的原因是单位体积内有效碰撞的次数增多

⑤使用催化剂能提高反应速率,原因是提高了分子的能量,使有效碰撞频率增大

⑥化学反应实质是活化分子有合适取向时的有效碰撞

⑦浓度为 1 mol·L-1 的盐酸与过量的锌粉反应,若加入适量的 CuSO4 溶液,能减慢反应速率但又不影响氢气生

成量

⑧一定温度下,在 2 L 的密闭容器中,X、Y、Z 三种气体的物质的量随时间变化的曲线如下图,则反应的化学

方程式为 X(g)+Y(g) Z(g)

⑨已知 4NH3+5O2===4NO+6H2O,若反应速率分别用 v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)(mol·L

-1·min

-1)表示,

则.

5

6v(O2)=v(H2O)

⑩分解水制氢气的工业制法之一是“硫-碘循环法”,主要涉及下列反应:①SO2+2H2O+I2===H2SO4+2HI

②2HI H2+I2 ③2H2SO4===2SO2+O2+2H2O,循环过程中产生 1 mol O2 的同时产生 1 mol H2

⑪某温度下,在容积一定的密闭容器中进行如下反应:2X(g)+Y(g) Z(g)+W(s) ΔH>0,则升高温

度,正反应速率增大,逆反应速率减小

⑫一定温度下,反应 N2(g)+O2(g) 2NO(g)在密闭容器中进行,恒压,充入 He 不改变化学反应速率

【课时练习】

1.下列说法中正确的是( )

A.化学反应速率既有正值,又有负值。B.测定某化学反应从开始到 2 秒末的反应速率,指的是 2 秒末的瞬时速率

C.对于同一化学反应,选用不同的物质表示化学反应速率时,其数值一定不同。

D.不能用固体和纯液体表示化学反应速率

2.一定温度下,某密闭容器中发生反应:2HI(g) H2(g)+I2(g) ΔH>0,若 15s 内 c(HI)由 0.1mol/L 降到

0.07mol/L,则下列说法正确的是( )

A.缩小反应体系的体积,化学反应速率加快

B.c(HI)由 0.07mol/L 降到 0.05mol/L 所需的反应时间小于 10s

C.升高温度正反应速率加快,逆反应速率减慢

D.0~15s 内用 I2表示的平均反应速率为 v(I2)=0.002mol/(L•s)

3.将 4mol A 气体和 2mol B 气体在 2L 的容器中混合并在一定条件下发生如下反应:2A(g)  B(g) ⇌2C(g) 。

若经 2s 后测得 C 的浓度为 0.6mol·L-1,现有下列几种说法:①用物质 A 表示的反应平均速率为

0.3mol·L-1·s-1②用物质 B 表示的反应的平均速率为 0.6mol·L-1·s-1③2s 时物质 A 的转化率为 70%④2s 时物

质 B 的浓度为 0.7mol·L-1其中正确的是( )

A.①③ B.①④ C.②③ D.③④

4.一定条件下在一容积恒为 2L 的容器内发生反应:2A(g)+B(g)⇌2C(g),已知起始投入 4molA(g)和 2molB(g),

经 2s 后测得 C 的浓度为 0.6mol/L,并且 2s 后各组分浓度不再改变,下列说法正确的是( )

A.2s 内用物质 A 表示的平均反应速率为 0.6mol/(L·s)

B.2s 内用物质 B 表示的平均反应速率为 0.6mol/(L·s)

C.2s 后每有 0.6mol 的物质 B 生成,同时就有 0.6mol 物质 C 生成

D.反应前后的压强比为 10:9

5.某温度下按如图安装好实验装置,在锥形瓶内盛 6.5 g 锌粒(颗粒大小基本相同),通过分液漏斗加入 40 mL

2.5 mol/L 的硫酸溶液,将产生的 H2 收集在一个注射器中,用时 10 s 时恰好收集到气体的体积为 50 mL(若

折合成 0 ℃、101 kPa 条件下的 H2 体积为 44.8 mL),在该温度下,下列说法不正确的是( )

A.用锌粒来表示 10 s 内该反应的速率为 0.013 g/sB.忽略锥形瓶内溶液体积的变化,用 H

来表示 10 s 内该反应的速率为 0.01 mol/(L·s)

C.忽略锥形瓶内溶液体积的变化,用 Zn2+

来表示 10 s 内该反应的速率为 0.01 mol/(L·s)

D.用 H2 来表示 10 s 内该反应的速率为 0.000 2 mol/s

6.为比较 Fe3+

和 Cu2+

对 H2O2分解反应的催化效果,甲、乙两位同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。

下列叙述中不正确的是( )

A.图甲所示实验可通过观察产生气泡的快慢来比较反应速率的大小

B.若图甲所示实验中反应速率为①>②,则一定说明 Fe3+

比 Cu2+

对 H2O2分解催化效果好

C.用图乙装置测定反应速率,可测定反应产生的气体体积及反应时间

D.为检查图乙所示装置的气密性,可关闭 A 处活塞,将注射器活塞拉出一定距离,一段时间后松开活塞,

观察活塞是否回到原位

7.用 6 g CaCO3 与 100 mL 稀盐酸反应制取少量的 CO2,反应过程中生成的 CO2的体积(已折算为标准状

况)随反应时间变化的情况如右图所示。下列说法正确的是

A.OE 段表示的平均反应速率最快,可能的原因是该反应是放热反应

B.EF 段用 HC1 浓度的减小表示的该反应的平均反应速率为 0.2 mol/(L·min)

C.在 F 点收集到的 CO2的体积最大

D.在 G 点以后收集的 CO2 的量不再增多,原因是稀盐酸已反应完全

8.在锌与某浓度的盐酸反应的实验中,得到如下结果:

实验序号 锌的质量/g 锌的形状 温度/℃ 锌完全溶解于酸的时间/sNH4

NH4

1 2 薄片 15 150

2 2 薄片 35 t1

3 2 粉末 35 t2

下列说法中,正确的是

①t1150 ③实验 1 和实验 2 比较,单位时间内消耗的锌的质量前者小于后者

A.只有① B.①② C.只有③ D.②③

9.将 0.48g 镁粉分别加入 10.0mL 下列溶液,反应 6 小时,用排水法收集产生的气体,溶液组成与 H2体积(已

换算成标准状况)的关系如下表。下列说法不正确的是

实验 1 2 3 4 5 6 7

溶液

组成

H2O

1.0mol/L

NH4Cl

0.1mol/L

NH4Cl

1.0mol/L

NaCl

1.0mol/L

NaNO3

0.8mol/L

NH4Cl+

0.2mol/L

NH3·H2O

0.2mol/L

NH4Cl+

0.8mol/L

NH3·H2O

V/ml 12 433 347 160 14 401 349

A.由实验 2、3 可得, 浓度越大,镁和水反应速率越快

B.由实验 1、4、5 可得,Cl-对镁和水的反应有催化作用

C.由实验 3、7 可得,反应过程产生的 Mg(OH)2覆盖在镁表面,减慢反应

D.无论酸性条件还是碱性条件, 都能加快镁和水的反应

10.利用如下实验探究铁钉在不同溶液中的吸氧腐蚀。

实验装置

实验

浸泡液 pH 氧气浓度随时间的变化

① H2O 7

② 1.0 mol·L

-1 NH4Cl

5③ 0.5 mol·L

-1(NH4)2SO4

5

④ 1.0 mol·L

-1 NaCl 7

⑤ 0.5 mol·L

-1Na2SO4

7

下列说法不正确的是

A.①与④⑤比较说明盐溶液可以加快吸氧腐蚀速率

B.向实验②溶液中加等体积的 0.5 mol·L-1 (NH4)2SO4,吸氧腐蚀速率一定加快

C.②与③、④与⑤比较说明吸氧腐蚀速率可能与阴离子种类有关

D.向实验⑤溶液中加入少量(NH4)2SO4 固体,吸氧腐蚀速率加快

11.三大化石燃料燃烧会产生大气污染物,特别是含硫煤燃烧后产生的 SO2危害巨大。为了保护环境,科

学家提出了下列解决方法,同时还能获得某种重要的工业产品。下列说法错误的是

A.不用 O2直接氧化 SO2是因为氧化速率太慢

B.图中涉及的反应之一为 4FeSO4+O2+2H2SO4===2Fe2(SO4)3+2H2O

C.反应一段时间后,溶液中 Fe2(SO4)3的浓度会减小

D.理论上每吸收标况下 224mL SO2可以获得 0.98gH2SO4

12.CH4与 Cl2生成 CH3Cl 的反应过程中,中间态物质的能量关系如图所示(Ea 表示活化能)。下列说法不正..

确.的是

2-

3

2-

6

2-

3

2-

6

A.已知 Cl•是由 Cl2在光照条件下化学键断裂生成的,该过程可表示为:

B.相同条件下,Ea 越大相应的反应速率越慢

C.图中 ΔH<0,其大小与 Ea1、Ea2无关

D.CH4+Cl2 CH3Cl+HCl 是一步就能完成的反应

13.为了探究化学反应速率和化学反应限度的有关问题,某研究小组进行了以下实验:

实验一: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。

(已知 I2+2S2O ==S4O +2I- ,其中 Na2S2O3溶液均足量,且 S2O 与 S4O 均为无色)

实验序号

体积 V/mL 蓝色褪去时间

/s Na2S2O3溶液 淀粉溶液 碘水 水

① 10.0 2.0 4.0 0.0 t1

② 8.0 2.0 4.0 2.0 t2

③ 6.0 2.0 4.0 Vx t3

(1)表中 Vx=_________mL,t1、t2、t3的大小关系是___________________

实验二:取5 mL 0.1 mol·L-1的KI溶液于试管中,滴加0.1 mol·L-1 FeCl3溶液2 mL,发生如下反应:2Fe3++2I-=2Fe2+

+I2,为证明该反应存在一定的限度,他们设计了如下实验:

①取少量反应液,滴加 AgNO3溶液,发现有少量黄色沉淀(AgI)。

②再取少量反应液,滴加少量 CCl4 ,振荡,发现 CCl4层显浅紫色。

根据①②的现象,他们得出结论:该反应具有一定的可逆性,在一定条件下会达到反应限度。

(2)指导老师指出上述实验①不合理,其原因是_______ ; 你的改进方案是____(简要写出操作、试剂和现象)。

(3)实验②适合检验生成 I2较多的情况,还有一种简便的方法可以灵敏地检验是否生成了 I2,这种方法所用的

试剂是_______________________。14.影响化学反应速率的因素很多,某校化学小组用实验的方法进行探究。

实验一:他们只利用 Cu、Fe、Mg 和不同浓度的硫酸(0.5 mol·L

-1、2 mol·L

-1、18.4 mol·L

-1)设计实验方案

来研究影响化学反应速率的因素。甲同学的实验报告如下表:

实验步骤 现象 结论

①分别取等体积的 2 mol·L

-1的硫酸

于试管中

反应速率 Mg>Fe,

Cu 不反应

金属的性质越活泼,反应速率越

②____________ 反应物浓度越大,反应速率越快

(1)甲同学表中实验步骤②为_________________________________________。

(2)甲同学的实验目的是_____________;要得出正确的实验结论,还需控制的实验条件是____________。

乙同学为了更精确地研究浓度对反应速率的影响,利用如图所示装置进行定量实验。

(3)乙同学在实验中应该测定的数据是_____________。

(4)乙同学完成该实验应选用的实验药品是________,该实验中不选用某浓度的硫酸,理由是___________。

实验二:已知 2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑,在高锰酸钾酸性溶液和

草酸溶液反应时,发现开始一段时间,反应速率较慢,溶液褪色不明显;但不久突然褪色,反应速率明显

加快。

(5)针对上述实验现象,丙同学认为 KMnO4与 H2C2O4反应放热,导致溶液温度升高,反应速率加快。从

影响化学反应速率的因素看,你猜想还可能是______________的影响。

(6)若用实验证明你的猜想,除高锰酸钾酸性溶液、草酸溶液外,还需要选择的试剂最合理的是________(填

字母)。

A.硫酸钾 B.硫酸锰 C.二氯化锰 D.水

15.影响化学反应速率的因素很多,某课外兴趣小组用实验的方法进行探究。

(1)实验一:取等物质的量浓度等体积 H2O2溶液分别进行下列实验,实验报告如下表所示。

序号

条件

现象 结论

温度/℃ 催化剂1 40 FeCl3溶液

2 20 FeCl3溶液

3 20 MnO2

4 20 无

试回答:

①实验 1、2 研究的是_______________对 H2O2分解速率的影响。

②实验 2、3 的目的是_____________________________________________________。

(2)实验二:已知 2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑,在酸性高锰酸钾溶液和

草酸溶液反应时,发现开始一段时间,反应速率较慢,溶液褪色不明显但不久突然褪色,反应速率明显加

快。

①针对上述实验现象,某同学认为 KMnO4与 H2C2O4反应是放热反应,导致溶液温度升高,反应速率加快。

从影响化学反应速率的因素看,你的猜想还可能是__________的影响。

②若用实验证明你的猜想,除酸性高锰酸钾溶液、草酸溶液试剂外,还需要选择的试剂最合理的是

___________。

A、硫酸钾 B、硫酸锰 C、水 D、氯化锰

(3)实验三:经研究知 Cu2+

对 H2O2分解也具有催化作用,为比较 Fe3+

和 Cu2+

对 H2O2分解的催化效果,该小

组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。回答相关问题:

①定性分析:如图甲可通过观察________________________________,定性比较得出结论。有同学提出将

FeCl3改为 Fe2(SO4)3更为合理,其理由是_________。

②定量分析:如图乙所示,实验时均以生成 40mL 气体为准,其他可能影响实验的因素均已忽略。实验中需

要测量的数据是____________。

16.丙烯(C3H6)是石油化工行业重要的有机原料之一,主要用于生产聚丙烯、二氯乙烯、异丙烯等产品。

(1)丙烷脱氢制备丙烯。由图可得 C3H8(g) C3H6(g)+H2(g) ΔH=___kJ/mol。Δp

Δt

①为了同时提高反应速率和反应物的平衡转化率,可采取的措施是___。

②目前在丙烷脱氢制丙烯时常加入适量的 O2,让其同时发生下列反应:

2C3H8(g)+O2(g) 2C3H6(g)+2H2O(g) ΔH=-235kJ/mol,通入 O2的目的是___。

(2)以 C4H8和 C2H4为原料发生烯烃歧化反应 C4H8+C2H4 2C3H6(g) ΔH>0。

①某温度下,上述反应中,正反应速率为 v 正=k 正 c(C4H8)c(C2H4)、逆反应速率为 v 逆=k 逆 c2
(C3H6),其中 k 正、

k 逆为速率常数,该反应使用 WO3/SiO2为催化剂,下列说法中正确的是___。

A.催化剂参与了歧化反应,但不改变反应历程

B.催化剂使 k 正和 k 逆增大相同的倍数

C.催化剂降低了烯烃歧化反应的活化能,增大了活化分子百分数

D.速率常数的大小与反应历程无关系

②已知 t1min 时达到平衡状态,测得此时容器中 n(C4H8)=amol,n(C2H4)=2amol,n(C3H6)=bmol 且平衡时 C3H6

的体积分数为 25%。再往容器内通入等物质的量的 C4H8和 C2H4,在新平衡中 C3H6的体积分数___25%。(填

“>”、“<”、“=”)

(3)工业上可用丙烯加成法制备 1,2—二氯丙烷(CH2ClCHClCH3),主要副产物为 3—氯乙烯(CH2=CHCH2Cl),

反应原理为

Ⅰ.CH2=CHCH3(g)+Cl2(g) CH2ClCHClCH3(g)

Ⅱ.CH2=CHCH3(g)+Cl2(g) CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)

一定温度下,向恒容密闭容器中充入等物质的量的 CH2=CHCH3(g)和 Cl2(g)。在催化剂作用下发生反应 I、

Ⅱ,容器内气体的压强随时间的变化如下表所示。

①用单位时间内气体分压的变化来表示反应速率,即 v= ,则前 120min 内平均反应速率

v(CH2ClCHClCH3)=___kPa•min-1。②该温度下,若平衡时 HCl 的体积分数为 12.5%,反应Ⅰ的平衡常数 Kp=__kPa-1。(Kp为以分压表示的平衡

常数,保留小数点后 2 位。)

参考答案

例题 1、⑤⑦

【解析】不是一定时间内,而是单位时间内,①错误;如果反应速率太大,反应瞬间完成,现象会不明显,

②错误;催化剂能改变反应机理,降低反应的活化能,故可加快反应速率,缩短达到平衡的时间,但不能

改变反应的限度,③错误;0.1 mol·L

-1 的盐酸与 0.1 mol·L

-1 的醋酸中自由移动的 c(H

)是不相同的,④错误;

加入 K2SO4 溶液,c(H

)减小,反应减慢,因锌的质量不变,故放出 H2的量没有变化,⑤正确;升高温度,

活化分子百分数增大,化学反应速率一定增大,⑥错误;H2O2 中加入 MnO2 作催化剂,反应速率加快,升

高温度,反应速率也加快,⑦正确;大理石粉改变了与盐酸的接触面积,所以改变了反应速率,⑧错误;

同时改变两个变量来研究反应速率的变化,不容易判断影响反应速率的主导因素,因此更难得出有关规律,

⑨错误;速率数值所对应的化学反应速率的快慢与该物质在化学反应方程式中的化学计量数有关,可用速

率与化学计量数比值的大小判断反应快慢,⑩错误;速率都取正值,⑪错误;反应速率之比等于化学方程

式中对应物质的化学计量数之比,故 n∶m=2∶3,即 m=3

2n,⑫错误。

例题 2、③④⑥

【解析】活化分子间的碰撞不一定为有效碰撞,则不一定发生化学反应, ①错误;普通分子间的碰撞,达不到反

应所需的能量,则不能发生化学反应, ②错误;升高温度会加快反应速率,原因是增加了活化分子的有效碰撞

次数, ③正确;增大反应物浓度会加快反应速率的原因是单位体积内有效碰撞的次数增多, ④正确;使用催化

剂能提高反应速率,原因是降低了活化能,使有效碰撞频率增大, ⑤错误;化学反应的实质与化学键有关,活化

分子有合适取向时的有效碰撞一定发生化学反应,为化学反应的前提,⑥正确;加入 CuSO4 溶液,Zn 置换出

Cu,Zn 和 Cu 构成原电池,反应速率加快,⑦错误;根据 Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)=0.79 mol∶0.79 mol∶1.58 mol=1∶

1∶2 得,该反应的化学方程式为 X(g)+Y(g) 2Z(g),⑧错误;由已知可得1

4v(NH3)=1

5v(O2)=1

4v(NO)=1

6v(H2O),

据此可知 6

5v(O2)=v(H2O),⑨错误;水分解时,将①、②、③合并得 2H2O===2H2+O2,产生 1 mol O2的同

时产生 2 mol H2,⑩错误;升高温度,正、逆反应速率均增大,⑪错误;压强不变,充入 He,反应容器的

容积增大,N2、O2、NO 的物质的量浓度减小,化学反应速率减小,⑫错误。

课时练习

1.D【解析】A.反应速率的数值无负值,均为正值,故 A 错误;

B.反应速率是指单位时间内物质的浓度变化,所以测定某化学反应从开始到 2 秒末的反应速率,指的是 21

2

1

2

n

V

0.6mol

L

2s

1

2

1.2mol 100%

4mol

 

1.4mol

2L

Δc

Δt

0.6mol/L

2s

秒内的平均速率,故 B 错误;

C.对于同一化学反应,各物质的反应速率之比等于其计量数之比,所以如果不同物质的计量数相等,则选

用不同的物质表示化学反应速率时,其数值可以相同,故 C 错误;

D.固体或纯液体的浓度视为常数,故不能用固体或纯液体的浓度变化量表示化学反应速率,故 D 正确;

故答案为 D。

2.A【解析】A. 减小反应体系的体积,相当于增大压强,各物质浓度都增大,则化学反应速率加快,故 A

正确;

B. 反应物浓度越大,化学反应速率越快,则 c(HI)由 0.07mol/L 降到 0.05mol/L 所需时间大于 10s,故 B 错

误;

C. 升高温度活化分子百分数增大,则正逆反应速率都加快,故 C 错误;

D. 若在 0∼15 s 内 v(HI)=(0.1−0.07)÷15 mol/(L•s)=0.002 mol/(L•s),相同时间内 v(I2)= v(HI)= ×0.002

mol/(L•s)=0.001 mol/(L•s),故 D 错误;

故选:A。

3.B【解析】由已知 2s 后 C 的浓度为 0.6mol/L,根据 c= 可知 C 的物质的量为 1.2mol。则:

2A(g)B(g)⇌2C(g)

开始(mol) 4 2 0

转化(mol) 1.2 0.6 1.2

2s 时(mol) 2.8 1.4 1.2

v(C)= =0.3mol·L-1·s-1,

①速率之比等于化学计量数之比,v(A)=v(C)=0.3mol·L-1·s-1,故①正确;

②速率之比等于化学计量数之比,v(B)= v(C)=0.15mol·L-1·s-1,故②错误;

③2s 时物质 A 的转化率= 30%,故③错误;

④2s 时物质 B 的浓度 c(B)= 0.7mol·L-1,故④正确;

故答案:B。

4.D【解析】A.2s 内用物质 C 表示的平均反应速率为 v(C)= = =0.3mol/(L•s),化学反应速率1

2

1

2

     

 

 

 

4 2 0

1.2 0.

2A g +B g 2

6 1.2

C g

mol

mol

mol 2.8 1 4. 1.2

p n 4+2 10
= = =

p n 2.8+1.4+1.2 9

初 初

平 平

之比等于化学方程式计量系数之比,则 v(A)=v(C)=0.3mol/(L•s),故 A 错误;

B.结合 A 项分析,v(B)= v(C)= ×0.3mol/(L•s)=0.15mol/(L•s),故 B 错误;

C.2 s 后各组分浓度不再改变表示达到了化学平衡状态,0.6mol 的物质 B 生成,表示逆反应方向,同时有

0.6mol 物质 C 生成,表示正反应方向,正逆反应速率之比为 1∶1,不等于系数之比 2∶1,与平衡状态不符,

未处于平衡状态,故 C 错误;

D.根据反应,可列三段式,体积为 2L,起始投入 4molA(g)和 2molB(g) ,2s 后各组分浓度不再改变,说明

反应达到平衡,有

根据相同条件下,气体物质的量之比等于压强之比,则有 ,故 D 正确;

答案选 D。

5.C【解析】0℃、101kPa 条件下的 H2 体积为 44.8mL,其物质的量为 0.002mol,则根据 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑

反应可知:Zn–H2SO4–ZnSO4—H2,n(Zn)= n(H2SO4)= n(ZnSO4)= n(H2)= 0.002mol;

m(Zn)=0.002mol×65g/mol=0.13g,v(Zn)=0.13/10=0.013g/s,v(H+
)=0.002×2/0.04×10=0.01mol/(L·s),

v(Zn2+)=0.002/0.04×10=0.005mol/(L·s),v(H2)=0.002/10=0.0002mol/s;

A、用锌粒来表示 10s 内该反应的速率为 0.013g/s,正确;

B、用 H+来表示 10s 内该反应的速率 0.01mol/(L·s),正确;

C、用 Zn2+来表示 10s 内该反应的速率 0.005mol/(L·s),错误;

D、用 H2 来表示 10s 内该反应的速率为 0.0002mol/s,正确;

综上所述,本题选 C。

6.B【解析】A 选项,图甲所示实验可通过观察产生气泡的快慢,可以得到哪个反应速率快,哪个反应速

率慢,就是主要看气泡的速度来得出,故 A 正确;

B 选项,若图甲所示实验中反应速率为①>②,不能得出 Fe3+

比 Cu2+

对 H2O2分解催化效果好,以为氯化铁

和硫酸铜两者的阴阳离子都不相同,不能确定是阳离子还是阴离子起的催化作用,故 B 错误;

C 选项,用图乙装置测定反应速率,根据相同时间内产生气体的体积来测反应速率或者生成相同体积所需时

间的来测定反应速率,故 C 正确;0.448

22.4 /

L

L mol

0.04

0.1

1min

mol

L

+ 2+

Mg+2NH +2H O=Mg +H +2NH H O 4 2 2 3 2  

NH4

D 选项,为检查图乙所示装置的气密性,可关闭 A 处活塞,将注射器活塞拉出一定距离,一段时间后松开

活塞,观察活塞是否回到原位,这就是检查乙装置的气密性的方法,故 D 正确;

综上所述,答案为 B。

7.D【解析】A、由图可知,1min 时间内,EF 段生成的二氧化碳的体积最多,故 EF 段反应速率最快,故

A 错误;

B、由图可知 EF 段生成的二氧化碳体积为 672mL-224mL=448mL,二氧化碳的物质的量为

=0.02mol,根据方程式 CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O 可知,△n(HCl)=2n(CO2)=2×0.02mol=0.04mol,

故用盐酸表示该反应的平均反应速率为 =0.4mol/(L•min),故 B 错误;

C、曲线上点的纵坐标的值即为该点收集的二氧化碳的体积,由图可知 G 点收集的二氧化碳最多,故 C 错

误;

D、根据反应 CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O,6 g CaCO3 完全反应生成二氧化碳应该是 1.344L,而 G 点是

784mL,说明 CaCO3未反应完,则盐酸完全反应,故 D 正确;

故选 D。

8.C【解析】①2、3 实验中温度相同,锌的形状不同,粉末状锌与酸反应速率快,则 3 中反应速率快,可

知 t1>t2,故①错误;

②实验 1 和实验 2 锌的质量和形状均相同,但温度不同,温度越高,反应速率越快,2 中实验速率快,则 t1

<150,故②错误;

③实验 1 和实验 2 锌的质量和形状均相同,但温度不同,温度越高,反应速率越快,实验 2 速率快,则单

位时间内消耗的锌的质量实验 1 小于实验 2,故③正确;

只有③正确,故答案为 C。

9.A【解析】A、试验 2、3 中主要反应为: ,由于试验 2

中的 n(NH4+)大于试验 3 中的 n(NH4+),而镁是过量的,所以不能得出 浓度越大,反应速率越快的结论,

故 A 符合题意;

B、由试验 1、2 对比可知,反应速率加快,其原因有可能是 Na+、Cl-具有催化作用,由试验 4、5 对比可知,

Na+对反应无催化作用,由此可知,Cl-对镁和水的反应有催化作用,故 B 不符合题意;

C、试验 7 中 NH4Cl 浓度较试验 3 高,产生氢气的速率应更快,但由表格可知,二者产生氢气的速率几乎相

等,其原因在于试验 7 中加入了高浓度 NH3·H2O,NH3·H2O 与 Mg2+反应生成了 Mg(OH)2 覆盖在镁表面,减NH4

2 2 2 2 4 3 2 4 2SO +O +2H OFe (SO ) 2H SO

-1

-1

0.224L = 98g mol =0.98g

22.4L mol

   

V
m nM M

Vm

慢反应,故 C 不符合题意;

D、由试验 1、2、7 对比可知,无论酸性条件还是碱性条件, 都能加快镁和水的反应,故 D 不符合题

意;

故答案为 A。

10.B【解析】A.①的浸泡液为水,④⑤的浸泡液为盐溶液,相同时间内,④⑤的氧气浓度减小的幅度比

①要明显很多,说明盐溶液可以加快吸氧腐蚀速率,故 A 正确;

B.向实验②溶液中加等体积的 0.5 mol·L-1 (NH4)2SO4,NH4Cl、(NH4)2SO4 的浓度减小至原先的一半,

且 NH4

浓度相同时,(NH4)2SO4 溶液的腐蚀速率较小,故该操作引起的结果是吸氧腐蚀速率减慢,故 B

错误;

C.②与③、④与⑤这两组实验中,仅阴离子的种类不同,但是腐蚀速率有明显的差异,故这两组实验的比

较可以说明吸氧腐蚀速率可能与阴离子种类有关,故 C 正确;

D.同浓度的情况下,(NH4)2SO4溶液的腐蚀速率大于 Na2SO4 的,故向实验⑤溶液中加入少量(NH4)2SO4

固体,吸氧腐蚀速率加快,故 D 正确;

故选 B。

11.C【解析】A.图中所示使用硫酸铁作催化剂,目的是加快反应速率,故不用 O2直接氧化 SO2 是因为氧

化速率太慢,A 正确;

B.图中所示有 FeSO4和氧气在酸性环境中生成 Fe2(SO4)3 该反应为:4FeSO4+O2+2H2SO4=2Fe2(SO4)3+2H2O,

B 正确;

C.分析图中所示,Fe2(SO4)3 在整个图中循环,故作催化剂,反应一段时间后,溶液中 Fe2(SO4)3 的浓度会

不变,C 错误;

D.根据总反应为: ,n(H2SO4)=n(SO2),理论上每吸收标况下 224mL

SO2获得 H2SO4 的质量为: ,D 正确;

故答案为:C。

12.D【解析】A.已知 Cl•是由 Cl2在光照条件下化学键断裂生成的,由分子转化为活性原子,该过程可表

示为: ,故 A 正确;

B.相同条件下,Ea 越大,活化分子百分数越少,相应的反应速率越慢,故 B 正确;

C.图中反应物总能量大于生成物总能量,ΔH<0,其大小与 Ea1、Ea2 无关,故 C 正确;

D.由图 Cl•先与 CH4分子形成过渡态[CH3···H···Cl],生成中间体 CH3·+HCl,再与 Cl2反应经过第二过渡态,CH


3· ···Cl···Cl,生成 CH3Cl+Cl•,总反应为 CH4+Cl2 CH3Cl+HCl,不是一步完成的,故 D 错误;

故选 D。

13.(1)4;t1

溶液,发现溶液变红色(3)淀粉溶液

【解析】实验一是为了探究反应物浓度对化学反应速率的影响,则几组实验中的唯一变量只有 Na2S2O3 溶液

的浓度,溶液的总体积要保持不变;实验二要证明 2Fe3++2I-=2Fe2++I2 存在反应限度,则需要证明反应物和

生成物同时存在。

(1)实验中要保持溶液总体积不变,所以(6.0+2.0+4.0+Vx)mL=(10.0+2.0+4.0)mL,解得 Vx=4;浓度越大反应

速率越快,则蓝色褪去所用时间越短,所以 t1

(2)本实验中 KI 的物质的量为 0.1mol/L×0.005L=0.0005mol,FeCl3的物质的量为 0.1mol/L×0.002L=0.0002mol,

根据反应方程式可知 KI 本身过量,无论反应是否可逆都会生成 AgI 沉淀;可以通过检验 Fe3+的存在来证明

该反应存在限度,所以改进方案为:取少量反应液,加入 KSCN 溶液,发现溶液变红色;

(3)淀粉遇碘变蓝,所以可以用淀粉溶液检验是否生成了碘单质。

14.(1)向等体积浓度分别为 0.5 mol/L、2 mol/L 硫酸溶液中投入大小、形状相同的 Fe 或者 Mg(2)研究

金属(或反应物)本身的性质及反应物的浓度对化学反应速率的影响;温度相同(3)测定一定时间内产生气

体的体积(或产生一定体积的气体所需时间)(4)Mg(或 Fe)、0.5 mol·L

-1 硫酸和 2 mol·L

-1 硫酸;常温下 Mg

和 18.4 mol·L

-1 浓硫酸反应生成 SO2、Fe 在 18.4 mol·L

-1 浓硫酸中发生钝化(5)MnSO4(或 Mn2+

)的催化作

用(6)B

【解析】(1)甲同学表中实验步骤②所得到的实验结论为:反应物浓度越大,反应速率越快。根据控制变

量法,可知该操作为:向等体积浓度分别是 0.5 mol/L、2 mol/L 的硫酸中加入投入大小、形状相同的 Fe 或

者 Mg。

(2)由表中的实验结论可知,甲同学的实验目的是:研究金属(或反应物)本身的性质及反应物的浓度对化

学反应速率的影响。要得出正确的实验结论,还需控制的实验条件是:温度相同。这样才能形成对照实验。

(3)若相同的时间内产生的气体体积越大,则反应速率越快;或者收集相同体积的气体,需要的时间越短,

则反应速率越快。因此,乙同学在实验中应该测定的数据是:相同时间内产生气体的体积的多少或者产生

相同体积的气体所需要的时间的长短。

(4)乙同学完成该实验应选用的实验药品是:Mg(或 Fe)、0.5 mol·L

-1 硫酸和 2 mol·L

-1 硫酸;在该实验中

不能选用 18.4 mol/L 硫酸,是因为 Fe 在浓硫酸中会发生钝化现象;而 Mg 与 18.4 mol/L 硫酸发生反应得到

硫酸镁、SO2、反应原理发生了改变。(5)针对该实验现象,丙同学认为 KMnO4与 H2C2O4 反应放热,导致溶液温度升高,反应速率加快。从影

响化学反应速率的因素看,还可能是反应产生的 Mn2+对反应起催化剂的作用,使反应速率大大加快。

(6)若是 Mn2+对反应起催化剂的作用,只要加入的物质中含有+2 价的锰元素就可以。分析各个选项,可

知应该加入硫酸锰。选项为 B。

15.实验一(1)①温度②比较 FeCl3 溶液和 MnO2作为催化剂对 H2O2分解反应速率影响的差异

实验二①催化剂或硫酸锰或 Mn2+

的催化作用②B

实验三①反应产生气泡的快慢;控制阴离子相同,排除阴离子的干扰

②收集 40mL 气体所需要的时间

【解析】实验一:(1)①实验 1、2 使用相同的催化剂,但温度不同,所以反应速率不同是由温度不同导致的,

所以可以探究温度对 H2O2分解速率的影响;

②根据实验 2、3 的数据可知,实验 2、3 的温度相同,使用的催化剂不同,则实验目的是比较 FeCl3 溶液和

MnO2作为催化剂对双氧水分解反应速率影响的差异;

实验二:①对化学反应速率影响最快的是催化剂,故猜想还可能是催化剂的影响,或硫酸锰或 Mn2+

的催化

作用;

②反应方程式 2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑中,浓度变化较大的为锰离子,

所以选择的可以做催化剂的试剂应该含有锰离子,故只有 B 正确;

实验三:①定性比较 Fe3+和 Cu2+对 H2O2 分解的催化效果,可以通过观察产生气泡的快慢来比较,产生气泡

快的,催化效果好;在探究 Fe3+和 Cu2+对 H2O2 分解的催化效果是:必须保持其他的条件相同,所以将 FeCl3

改为 Fe2(SO4)3 更为合理,可以避免由于阴离子不同造成的干扰;

②为了更精确地研究浓度对反应速率的影响,由图可知,可以通过测定一定时间内产生的气体或测定产生

一定体积的气体所需的时间来比较,一定时间内产生的气体越多或产生一定体积的气体所需的时间越短,

说明反应速率越快,实验时均以生成 40mL 气体为准,测定收集 40mL 气体所需要的时间。

16.(1)+124.2①升高温度②丙烷直接裂解是吸热反应,通入足量 O2 可提供裂解所需的能量,并保持热平

衡(2)①BCD②>(3)①0.09②0.21

【解析】 (1)据图可知 i:C3H8(g)=CH4(g)+C2H2(g)+H2(g)△H1=156.6kJ•mol-1

ii:C3H6(g)=CH4(g)+C2H2(g)△H2=32.4kJ•mol-1

根据盖斯定律由 i-ii 可得 C3H8(g)⇌C3H6(g)+H2(g)的△H=+124.2kJ/mol;

①该反应焓变大于 0,为吸热反应,所以升高温度既可以提高反应速率也可以提高反应物的平衡转化率;而

催化剂虽然能增大反应速率,但不改变平衡转化率,加压可以提高反应速率,但平衡逆向移动,转化率减k

K

k

10.8kPa

120min

22.4

10.4 10.4

kPa

kPa kPa 

小;加入一定量的 C3H8也可以提高反应速率,但同时也会增大压强,反应物的转化率会减小,综上所述可

行的方法为升高温度;

②丙烷直接裂解是吸热反应,通入足量 O2与丙烷反应会放出热量,可提供裂解所需的能量,并保持热平衡;

(2)①A.催化剂会改变反应历程,从而降低反应的活化能,提高反应速率,故 A 错误;

B.催化剂可以加快反应速率,但不影响平衡状态,即催化剂对正逆反应速率的影响是一致的,故 B 正确;

C.催化剂可以降低反应的活化能,从而使能量较低的分子也成为活化分子,增大了活化分子的百分数,故

C 正确;

D.反应平衡时,v 正=k 正 c(C4H8)c(C2H4)=v 逆=k 逆 c2
(C3H6),所以 ,而平衡常数的大小与温度有关,

所以速率常数的大小与温度有关,与反应历程无关,故 D 正确;

综上所述选 BCD;

②平衡时 C3H6 的体积分数为 25%,则容器内气体总物质的量为 4b mol,所以有(a+2a+b)mol=4b mol,所以

a=b;根据反应方程式可知,初始投料为 n(C4H8)=1.5a mol,n(C2H4)=2.5amol,n(C4H8):n(C4H8)

可逆反应,同一温度下,当投料比与计量数之比相等时生成物的体积分数最大,再往容器内通入等物质的

量的 C4H8 和 C2H4,使初始投料比更接近 1:1,产物的体积分数增大,所以新平衡中 C3H6的体积分数大于

25%。

(3)①反应Ⅱ前后气体系数之和相同,反应 I 为气体减少的反应,所以压强的减小是由反应 I 引起的,且根据

系数变化可知△p(CH2ClCHClCH3)与容器压强的变化相同,所以 12min 内△

p(CH2ClCHClCH3)=(80-69.2)kPa=10.8kPa,则 v(CH2ClCHClCH3)= = 0.09 kPa•min-1;

②恒容密闭容器中气体的压强之比等于物质的量之比,等于体积之比;初始压强为 80kPa,则不妨设初始投

料为 CH2=CHCH3(g)和 Cl2(g)各 40mol,根据表格数据可知平衡时压强为 57.6kPa,则气体的总物质的量为

57.6mol;△n 总=(80-57.6)mol=22.4mol,则反应 I 中生成的 n(CH2ClCHClCH3)=22.4mol,消耗的

nI(CH2=CHCH3)= nI(Cl2)=22.4mol;HCl 的体积分数为 12.5%,则 n(HCl)=57.6mol×12.5%=7.2mol,根据反应

II 的方程式可知消耗的 nII(CH2=CHCH3)= nII(Cl2)=7.2mol,所以平衡时 n(CH2=CHCH3)=

n(Cl2)=(40-22.4-7.2)mol=10.4mol;综上所述平衡时 n(CH2ClCHClCH3)=22.4mol,n(CH2=CHCH3)=

n(Cl2)=10.4mol,则 p(CH2ClCHClCH3)=22.4kPa,p(CH2=CHCH3)= p(Cl2)=10.4kPa,所以 Kp=

=0.21kPa-1。

本文来自网络,不代表我爱孩子立场,转载请注明出处。

发表评论

返回顶部