（新課改省份專用）高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第七章 第一節(jié) 化學(xué)反應(yīng)速率及其影響因素學(xué)案（含解析）-人教版高三全冊化學(xué)學(xué)案

第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率及其影響因素考點(一)化學(xué)反應(yīng)速率【精講精練快沖關(guān)】[知能學(xué)通]1．化學(xué)反應(yīng)速率2．化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計量數(shù)的關(guān)系對于已知反應(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，化學(xué)反應(yīng)速率的數(shù)值之比等于化學(xué)方程式中相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q，或eq\f(1,m)v(A)＝eq\f(1,n)v(B)＝eq\f(1,p)v(C)＝eq\f(1,q)v(D)。[注意]①由公式v＝eq\f(Δc,Δt)計算得到的反應(yīng)速率是指某一時間段內(nèi)的平均反應(yīng)速率而不是某一時刻的瞬時反應(yīng)速率。②同一化學(xué)反應(yīng)在相同條件下用不同物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率，其數(shù)值可能不同，但表示的意義相同。③不能用固體或純液體物質(zhì)(不是溶液)表示化學(xué)反應(yīng)速率，因為固體和純液體物質(zhì)的濃度視為常數(shù)。[題點練通]1.(2019·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)的量隨時間變化如圖所示(圖中字母后的數(shù)字表示對應(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－1B．0.1mol·L－1·min－1C．0mol·L－1·min－1D．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)的量在對應(yīng)的c、d點都是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)計量數(shù)之比可得v(CO2)＝eq\f(1,3)×v(H2)＝0mol·L－1·min－1。2．(2014·北京高考)一定溫度下，10mL0.40mol·L－1H2O2溶液發(fā)生催化分解。不同時刻測得生成O2的體積(已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)如表。t/min0246810V(O2)/mL0.09.917.222.426.529.9下列敘述不正確的是(溶液體積變化忽略不計)()A．0～6min的平均反應(yīng)速率：v(H2O2)≈3.3×10－2mol·L－1·min－1B．6～10min的平均反應(yīng)速率：v(H2O2)<3.3×10－2mol·L－1·min－1C．反應(yīng)至6min時，c(H2O2)＝0.30mol·L－1D．反應(yīng)至6min時，H2O2分解了50%解析：選C根據(jù)題目信息可知，0～6min，生成22.4mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氧氣，消耗0.002molH2O2，則v(H2O2)≈3.3×10－2mol·L－1·min－1，A項正確；隨反應(yīng)物濃度的減小，反應(yīng)速率逐漸降低，B項正確；反應(yīng)至6min時，剩余0.002molH2O2，此時c(H2O2)＝0.20mol·L－1，C項錯誤；反應(yīng)至6min時，消耗0.002molH2O2，轉(zhuǎn)化率為50%，D項正確。[方法規(guī)律]化學(xué)反應(yīng)速率計算的3種常用方法(1)定義式法v＝eq\f(Δc,Δt)＝eq\f(Δn,V·Δt)。(2)比例關(guān)系法化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，如mA(g)＋nB(g)=pC(g)中，v(A)∶v(B)∶v(C)＝m∶n∶p或eq\f(1,m)v(A)＝eq\f(1,n)v(B)＝eq\f(1,p)v(C)。(3)三段式法列起始量、轉(zhuǎn)化量、最終量，再根據(jù)定義式或比例關(guān)系計算。對于反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，起始時A的濃度為amol·L－1，B的濃度為bmol·L－1，反應(yīng)進行至t1s時，A消耗了xmol·L－1，則化學(xué)反應(yīng)速率可計算如下：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)起始/(mol·L－1)ab00轉(zhuǎn)化/(mol·L－1)xeq\f(nx,m)eq\f(px,m)eq\f(qx,m)t1/(mol·L－1)a－xb－eq\f(nx,m)eq\f(px,m)eq\f(qx,m)則：v(A)＝eq\f(x,t1)mol·L－1·s－1，v(B)＝eq\f(nx,mt1)mol·L－1·s－1，v(C)＝eq\f(px,mt1)mol·L－1·s－1，v(D)＝eq\f(qx,mt1)mol·L－1·s－1。3.(2019·宿州模擬)對于反應(yīng)2A(g)＋B(g)3C(g)＋4D(g)，表示該反應(yīng)的速率最快的是()A．v(A)＝0.5mol·L－1·s－1B．v(B)＝0.3mol·L－1·s－1C．v(C)＝0.8mol·L－1·s－1D．v(D)＝1.0mol·L－1·s－1解析：選B均用v(B)表示。A項，v(B)＝eq\f(1,2)v(A)＝0.25mol·L－1·s－1；C項，v(B)＝eq\f(1,3)v(C)＝eq\f(0.8,3)mol·L－1·s－1；D項，v(B)＝eq\f(1,4)v(D)＝0.25mol·L－1·s－1。4．反應(yīng)A(g)＋3B(g)=2C(g)＋2D(g)在四種不同情況下的反應(yīng)速率分別為①v(A)＝0.45mol·L－1·s－1②v(B)＝0.6mol·L－1·s－1③v(C)＝0.4mol·L－1·s－1④v(D)＝0.45mol·L－1·s－1。上述反應(yīng)速率的大小關(guān)系為____________。解析：用比值法比較反應(yīng)速率的大小，v(A)＝0.45mol·L－1·s－1；eq\f(1,3)v(B)＝0.2mol·L－1·s－1；eq\f(1,2)v(C)＝0.2mol·L－1·s－1；eq\f(1,2)v(D)＝0.225mol·L－1·s－1，故①>④>②＝③。答案：①>④>②＝③[方法規(guī)律]化學(xué)反應(yīng)速率的2種比較方法(1)轉(zhuǎn)化同一物質(zhì)法將同一反應(yīng)中用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率轉(zhuǎn)化成用同一種物質(zhì)表示的反應(yīng)速率，再進行比較。如對于反應(yīng)2SO2＋O22SO3，如果①v(SO2)＝2mol·L－1·min－1，②v(O2)＝3mol·L－1·min－1，③v(SO3)＝4mol·L－1·min－1，比較反應(yīng)速率的大小時，可以將三者表示的反應(yīng)速率都轉(zhuǎn)化為用O2表示的反應(yīng)速率，再作比較。換算后①v(O2)＝1mol·L－1·min－1，③v(O2)＝2mol·L－1·min－1，則反應(yīng)速率的大小順序為②>③>①。(2)比值法用各物質(zhì)表示的反應(yīng)速率除以對應(yīng)各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)，然后再對求出的數(shù)值進行大小排序，數(shù)值大的反應(yīng)速率快。如反應(yīng)mA(g)＋nB(g)=pC(g)＋qD(g)，若eq\f(v(A),m)>eq\f(v(B),n)，則反應(yīng)速率A>B。無論采用何種方法，都要確保所比較化學(xué)反應(yīng)速率的單位統(tǒng)一。考點(二)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素【點多面廣精細研】1．主要因素——內(nèi)因反應(yīng)物本身的性質(zhì)是影響化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素。2．外因(其他條件不變，只改變一個條件)3．理論解釋——有效碰撞理論(1)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[注意]E1為正反應(yīng)的活化能，E2為逆反應(yīng)的活化能，且ΔH＝E1－E2，E3為使用催化劑時正反應(yīng)的活化能。③有效碰撞：活化分子之間能夠引發(fā)化學(xué)反應(yīng)的碰撞。(2)活化分子、有效碰撞與反應(yīng)速率的關(guān)系[小題練微點]1．判斷下列說法的正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。(1)可逆反應(yīng)達到平衡后，增大反應(yīng)物的濃度，正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率減小()(2)增大反應(yīng)體系的壓強，反應(yīng)速率不一定增大()(3)對有氣體參加的反應(yīng)體系，縮小容器體積，能夠增大活化分子的百分含量，所以反應(yīng)速率增大()(4)鐵與濃硫酸反應(yīng)時，硫酸的濃度越大，產(chǎn)生H2的速率越快()(5)對于可逆反應(yīng)FeCl3＋3KSCNFe(SCN)3＋3KCl，增加氯化鉀濃度，逆反應(yīng)速率加快()答案：(1)×(2)√(3)×(4)×(5)×2．(1)形狀、大小相同的鎂、鋁、鐵、鉛四種金屬與濃度相同的鹽酸反應(yīng)，生成H2的速率快慢順序是_______________________________________。(2)對于Fe＋2HCl=FeCl2＋H2↑，改變下列條件對生成氫氣的速率有何影響？(填“增大”“減小”“不變”或“不產(chǎn)生氫氣”)①升高溫度：____________；②增大鹽酸濃度：___________；③增大鐵的質(zhì)量：___________；④增加鹽酸的體積：_________；⑤把鐵片改成鐵粉：_______；⑥滴加幾滴CuSO4溶液：_______；⑦加入NaCl固體：___________；⑧增大壓強：___________；⑨將反應(yīng)中的稀鹽酸改為濃H2SO4：________。(3)Zn與鹽酸反應(yīng)，真正影響反應(yīng)速率的是________的濃度，而與________的濃度無關(guān)。(4)一定溫度下，反應(yīng)N2(g)＋O2(g)2NO(g)在密閉容器中進行，回答下列措施對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。(填“增大”“減小”或“不變”)①縮小體積使壓強增大：_______；②恒容充入N2：_______；③恒容充入He：_______；④恒壓充入He：_______。答案：(1)v(Mg)>v(Al)>v(Fe)>v(Pb)(2)①增大②增大③不變④不變⑤增大⑥增大⑦不變⑧不變⑨不產(chǎn)生氫氣(3)H＋Cl－(4)①增大②增大③不變④減小1.(2019·貴陽模擬)在一密閉容器中充入1molH2和1molI2，壓強為p(Pa)，并在一定溫度下使其發(fā)生反應(yīng)：H2(g)＋I2(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項錯誤；保持容器內(nèi)氣體壓強不變，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項錯誤；保持容器內(nèi)氣體壓強不變，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項錯誤。2．(2019·福州質(zhì)檢)某恒容密閉容器中進行反應(yīng)：SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)ΔH＝akJ·mol－1；某科研小組通過實驗測出SO2的轉(zhuǎn)化率(SO2、NO起始量一定)隨條件P的變化情況如圖所示，下列說法中正確的是()A．10～15min內(nèi)反應(yīng)速率小于15～20min的反應(yīng)速率，P為升高溫度B．10～20min內(nèi)反應(yīng)速率小于20～40min的反應(yīng)速率，P為減小SO3的濃度C．10～15min內(nèi)反應(yīng)速率大于40～50min的反應(yīng)速率，P為減小壓強D．該反應(yīng)中，隨著反應(yīng)物濃度的減小，反應(yīng)速率一直減小解析：選A在相同時間內(nèi)，轉(zhuǎn)化率變化值越大，表明反應(yīng)中消耗的反應(yīng)物越多，反應(yīng)速率越大。由題圖數(shù)據(jù)知，10～15min、15～20min內(nèi)，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率變化值分別為3.7%、4.5%，故后一個時間段內(nèi)反應(yīng)速率較快，隨著反應(yīng)的進行，反應(yīng)物濃度減小，又因容器容積不變，故改變的條件只能是升溫，A正確，C、D項錯誤；10～20min、20～40min內(nèi)，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率變化值分別為8.2%、10.3%(時間間隔不同)，故10～20min內(nèi)消耗的反應(yīng)物比20～40min消耗的多，反應(yīng)速率快，B項錯誤。[歸納拓展]影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素(1)升高溫度，不論是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)速率均加快。(2)催化劑能同等程度的改變正、逆化學(xué)反應(yīng)速率，但不能改變反應(yīng)進行的程度。(3)增大反應(yīng)物濃度或生成物濃度，正、逆反應(yīng)速率均加快。(4)壓強及“惰性氣體”對化學(xué)反應(yīng)速率的影響①充入“惰性氣體”對化學(xué)反應(yīng)速率的影響：恒溫恒容充入“惰性氣體”eq\o(→,\s\up7(引起))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(yīng)速率不變恒溫恒壓充入“惰性氣體”eq\o(→,\s\up7(引起))體積增大eq\o(→,\s\up7(引起))各反應(yīng)物濃度減小(活化分子濃度減小)eq\o(→,\s\up7(引起))反應(yīng)速率變慢②對于沒有氣體參加的反應(yīng)，改變體系壓強，反應(yīng)物的濃度不變，則化學(xué)反應(yīng)速率不變。(5)固體反應(yīng)物量的增減，不能改變化學(xué)反應(yīng)速率，固體反應(yīng)物的表面積改變才能改變化學(xué)反應(yīng)速率。3.(2017·江蘇高考)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()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：選D由圖甲可知，起始時H2O2的濃度越小，曲線下降越平緩，說明反應(yīng)速率越慢，A項錯誤；由圖乙可知，OH－的濃度越大，pH越大，曲線下降越快，即H2O2分解越快，B項錯誤；由圖丙可知，相同時間內(nèi)，0.1mol·L－1NaOH條件下H2O2分解最快，0mol·L－1NaOH條件下H2O2分解最慢，而1.0mol·L－1NaOH條件下H2O2的分解速率處于中間，C項錯誤；由圖丁可知，Mn2＋濃度越大，H2O2的分解速率越快，說明Mn2＋對H2O2分解速率影響較大，D項正確。[方法規(guī)律]“控制變量法”的解題策略4.(2019·天津質(zhì)檢)向1L的密閉容器中加入1molX、0.3molZ和一定量的Y三種氣體。一定條件下發(fā)生反應(yīng)，各物質(zhì)的濃度隨時間的變化如圖甲所示。圖乙為t2時刻后改變反應(yīng)條件，平衡體系中反應(yīng)速率隨時間變化的情況，且四個階段都各改變一種不同的條件。下列說法不正確的是()A．Y的起始物質(zhì)的量為0.5molB．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2X(g)＋Y(g)3Z(g)ΔH<0C．若t0＝0，t1＝10s，則t0～t1階段的平均反應(yīng)速率為v(Z)＝0.03mol·L－1·s－1D．反應(yīng)物X的轉(zhuǎn)化率t6點比t3點高解析：選Bt4～t5階段反應(yīng)速率降低，但平衡不移動，說明t4時刻改變的條件為減小壓強，即反應(yīng)前后氣體化學(xué)計量數(shù)之和相等，X的濃度減小，為反應(yīng)物，變化為(1－0.8)mol·L－1＝0.2mol·L－1，Z的濃度增大，為生成物，變化為(0.6－0.3)mol·L－1＝0.3mol·L－1，則X和Z的化學(xué)計量數(shù)之比為2∶3，則Y的化學(xué)計量數(shù)為1，Y的濃度變化為0.2mol·L－1×eq\f(1,2)＝0.1mol·L－1，Y為反應(yīng)物，因此起始時Y的物質(zhì)的量為(0.1＋0.4)mol·L－1×1L＝0.5mol，A項正確；根據(jù)選項A的分析，反應(yīng)方程式為2X(g)＋Y(g)3Z(g)，根據(jù)圖乙，t5時刻改變的條件應(yīng)為溫度，正、逆反應(yīng)速率均升高，因此應(yīng)是升高溫度，因v正>v逆反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行，說明正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，即ΔH>0，B項錯誤；根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率表達式可知，v(Z)＝eq\f((0.6－0.3)mol·L－1,10s)＝0.03mol·L－1·s－1，C項正確；t5～t6階段，平衡向正反應(yīng)方向移動，X的轉(zhuǎn)化率升高，而t3～t5階段，平衡不移動，所以X的轉(zhuǎn)化率為t6點比t3點高，D項正確。[歸納拓展]1．速率—時間圖像“斷點”分析當(dāng)可逆反應(yīng)達到一種平衡后，若某一時刻外界條件發(fā)生改變，都可能使速率—時間圖像的曲線出現(xiàn)不連續(xù)的情況，即出現(xiàn)“斷點”。根據(jù)“斷點”前后的速率大小，即可對外界條件的變化情況作出判斷。如圖，t1時刻改變的條件可能是使用了催化劑或增大壓強(僅適用于反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變的反應(yīng))。2．常見含“斷點”的速率變化圖像分析圖像t1時刻所改變的條件溫度升高降低升高降低適合正反應(yīng)為放熱的反應(yīng)適合正反應(yīng)為吸熱的反應(yīng)壓強增大減小增大減小適合正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng)適合正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)1．下列各組反應(yīng)(表內(nèi)物質(zhì)均為反應(yīng)物)在剛開始時，產(chǎn)生H2速率最快的是()編號金屬物質(zhì)的量酸的濃度酸的體積溫度AAl0.1moleq\a\vs4\al(18.4mol·L－1)eq\a\vs4\al(H2SO4)10mL60℃BMg0.1mol3mol·L－1H2SO410mL30℃CFe0.1mol3mol·L－1H2SO410mL60℃DMg0.1mol3mol·L－1H2SO410mL60℃eq\a\vs4\al([做一當(dāng)十])點撥：常溫下，Al遇濃H2SO4發(fā)生鈍化，加熱條件下可以反應(yīng)生成SO2。解析：選DAl與18.4mol·L－1H2SO4溶液(濃硫酸)在加熱條件下發(fā)生反應(yīng)生成SO2，不能產(chǎn)生H2；Mg的活潑性比Fe強，相同溫度下，與3mol·L－1H2SO4溶液反應(yīng)時，Mg產(chǎn)生H2的速率更快；升高溫度，反應(yīng)速率加快，故產(chǎn)生H2速率最快的是D項。2．下列操作中，未考慮化學(xué)反應(yīng)速率影響因素的是()A．實驗室由乙醇生成乙烯，溫度控制在170℃而不是140℃B．KMnO4溶液與H2C2O4溶液反應(yīng)時加入MnSO4C．銅與濃硫酸反應(yīng)時將銅絲繞成螺旋狀D．實驗室制備氫氣時滴入幾滴CuSO4溶液解析：選A乙醇與濃硫酸加熱反應(yīng)時，反應(yīng)溫度不同，所得產(chǎn)物不同，170℃時生成乙烯，而140℃時生成乙醚，A項未考慮化學(xué)反應(yīng)速率影響因素；KMnO4溶液與H2C2O4反應(yīng)時，MnSO4作催化劑，加入其中可加快反應(yīng)速率，B項考慮了化學(xué)反應(yīng)速率影響因素；銅與濃硫酸反應(yīng)時，將銅絲繞成螺旋狀，可增大銅絲與濃硫酸的接觸面積，加快反應(yīng)速率，C項考慮了化學(xué)反應(yīng)速率影響因素；制備H2時滴入CuSO4溶液能形成原電池反應(yīng)，加快反應(yīng)速率，D項考慮了化學(xué)反應(yīng)速率影響因素。3．對水樣中溶質(zhì)eq\a\vs4\al(M的分解速率影響因素)進行研究。在相同溫度下，M的物質(zhì)的量濃度(mol·L－1)隨時間(min)變化的有關(guān)實驗數(shù)據(jù)如表。下列說法不正確的是()A．在0～20min內(nèi)，Ⅰ中M的分解速率為0.015mol·L－1·min－1B．水樣酸性越強，M的分解速率越快C．在0～25min內(nèi)，Ⅲ中M的分解百分率比Ⅱ大D．由于Cu2＋存在，Ⅳ中M的分解速率比Ⅰ快eq\a\vs4\al([做一當(dāng)十])點撥：M的分解速率指單位時間內(nèi)c(M)的減少量，分析題表知，酸性越強，化學(xué)反應(yīng)速率越快，催化劑Cu2＋能加快分解速率。解析：選D在0～20min內(nèi)，水樣Ⅰ中c(M)由0.40mol·L－1減小為0.10mol·L－1，則M的分解速率v(M)＝eq\f((0.40－0.10)mol·L－1,20min)＝0.015mol·L－1·min－1，A正確；水樣Ⅰ的pH小于水樣Ⅱ的pH，起始c(M)相等，相同時間內(nèi)水樣Ⅰ中Δc(M)大于水樣Ⅱ中Δc(M)，則水樣的酸性越強，M的分解速率越快，B正確；在0～25min內(nèi)，水樣Ⅲ中M的分解百分率為eq\f((0.20－0.05)mol·L－1,0.20mol·L－1)×100%＝75%，水樣Ⅱ中M的分解百分率為eq\f((0.40－0.16)mol·L－1,0.40mol·L－1)×100%＝60%，則水樣Ⅲ中M的分解百分率比水樣Ⅱ大，C正確；水樣Ⅰ、Ⅳ的pH和起