微專題速率方程-2024高考化學(xué)一輪考點(diǎn)擊破

微專題7速率方程突破核心整合1.速率方程的定義對于基元反應(yīng):mA速率方程可表示為:v正=k正v正=k正其中，速率常數(shù)k與濃度無關(guān)，但受溫度、催化劑等影響。當(dāng)其他條件一定時，反應(yīng)物c(A)或c(B)增大，v正增大;生成物c(注意:大部分化學(xué)反應(yīng)的速率方程中，反應(yīng)物濃度冪次不一定等于其化學(xué)計(jì)量數(shù)，需要通過實(shí)驗(yàn)測定得到。2.速率方程的應(yīng)用（1）輔助分析圖像變化的原因。（2）判斷條件變化對反應(yīng)速率或平衡的影響。（3）定量計(jì)算反應(yīng)速率或平衡常數(shù)。高考經(jīng)典再研典例[2020課標(biāo)Ⅱ，28節(jié)選]天然氣的主要成分為CH4，一般還含有C（2）高溫下，甲烷生成乙烷的反應(yīng)如下：2CH4高溫①設(shè)反應(yīng)開始時的反應(yīng)速率為r1，甲烷的轉(zhuǎn)化率為α?xí)r的反應(yīng)速率為r2，則r2=[解析]設(shè)反應(yīng)開始時甲烷的濃度為1mol/2CH則r2r1=k×(1?α)②對于處于初期階段的該反應(yīng)，下列說法正確的是AD。A.增加甲烷濃度，r增大 B.增加H2濃度，rC.乙烷的生成速率逐漸增大 D.降低反應(yīng)溫度，k減小[解析]對于初期階段，增加反應(yīng)物甲烷濃度，反應(yīng)速率增大，而增加生成物濃度，對反應(yīng)速率影響不大，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯誤；隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物濃度越來越小，故乙烷的生成速率越來越小，C項(xiàng)錯誤；根據(jù)速率方程，結(jié)合化學(xué)反應(yīng)速率影響因素，降低反應(yīng)溫度，化學(xué)反應(yīng)速率減小，k減小，D項(xiàng)正確。情境素材甲烷生成乙烷的反應(yīng)考查角度速率方程的計(jì)算、影響速率的因素等素養(yǎng)立意宏觀辨識與微觀探析、證據(jù)推理與模型認(rèn)知變式.甲烷?CO2重整反應(yīng)可以得到用途廣泛的合成氣，已知化學(xué)方程式為CH4(g)+CO2(a.增加甲烷的濃度，η增大b.增加CO2的濃度，ηc.及時分離合成氣，η增大d.通過升高溫度，提升k[解析]增加甲烷的濃度，p(CH4)增大，η=k?p(CH4)增大，故a說法正確；增加CO2的濃度，p(CH4)減小，η=k?p(CH4)減小，故b說法不正確；及時分離合成氣，平衡向右移動，甲烷的轉(zhuǎn)化率增大，p(CH模擬對點(diǎn)演習(xí)1.[2021河北，13,4分]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(yīng)：①M(fèi)+NX+Y；②M+NA.0～30min時間段內(nèi)，Y的平均反應(yīng)速率為6.67×B.反應(yīng)開始后，體系中Y和Z的濃度之比保持不變C.如果反應(yīng)能進(jìn)行到底，反應(yīng)結(jié)束時62.5%的M轉(zhuǎn)化為ZD.反應(yīng)①的活化能比反應(yīng)②的活化能大[解析]A項(xiàng)，由圖像可知0～30min時間段內(nèi)，M的濃度變化為(0.500?0.300)mol?L?1=0.200mol?L?1，Z的濃度變化為0.125mol?L?1，即反應(yīng)②中M的濃度變化為0.125mol?L?1，故反應(yīng)①中M的濃度變化為(0.200?0.125)mol?L?1=0.075mol?L?1，即Y的濃度變化為0.075mol?L?1，所以0～30min時間段內(nèi)，Y的平均反應(yīng)速率v(Y)=Δc(Y)Δt=0.075mol?2.[2021湖北武漢聯(lián)考]利用CO生產(chǎn)甲醇的反應(yīng)為2H2(g)+CO(g)?已知：①v正=k正?x(CO)?x2(H2)②KP下列相關(guān)說法錯誤的是(C)A.該反應(yīng)的ΔH<0B.B點(diǎn)與C點(diǎn)的平衡常數(shù)關(guān)系為KBC.增大體系壓強(qiáng)，k正D.C點(diǎn)對應(yīng)的平衡常數(shù)Kp[解析]速率常數(shù)只與溫度有關(guān)，溫度不變，k正、k逆都不變，k3.[2021安徽黃山六模]NO是工業(yè)廢氣，研究NO的相關(guān)反應(yīng)機(jī)理對于如何利用NO具有重大意義。（1）NO在空氣中與O2回答下列問題：①寫出NO與O2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：2[解析]根據(jù)能量關(guān)系圖，可得2NO(②NO在空氣中與O2反應(yīng)的速率的快慢主要由反應(yīng)Ⅱ[解析]反應(yīng)活化能越大，反應(yīng)速率越慢，根據(jù)題圖反應(yīng)Ⅰ活化能小于反應(yīng)Ⅱ的活化能，則反應(yīng)Ⅰ是快反應(yīng)，反應(yīng)Ⅱ是慢反應(yīng)，總反應(yīng)的速率由慢反應(yīng)決定。③反應(yīng)Ⅰ.2NO(g)?N反應(yīng)Ⅱ.N2O2其中k是速率常數(shù)。則隨著溫度升高，k1正增大（填“增大”或“減小”，下同），k1逆增大；一定溫度下，反應(yīng)2NO(g)+O2(g)?2[解析]平衡時，v1正=v1逆，v2正=v2逆，即k1正c2(（2）工業(yè)上可用NO與Cl2合成亞硝酰氯(NOCl)，可以用于有機(jī)合成。25℃時，向體積為2L且?guī)鈮河?jì)的恒容密閉容器中通入0.008molNO和0.004molCl已知：反應(yīng)起始和平衡時溫度相同。點(diǎn)1、2、3中，達(dá)到平衡的是3;反應(yīng)的ΔH＜[解析]1、2點(diǎn)未達(dá)到平衡，3點(diǎn)處p不變，達(dá)到平衡；分析曲線知反應(yīng)過程中壓強(qiáng)先增大后減小至不變，壓強(qiáng)先增大是因?yàn)檎磻?yīng)放熱，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，氣體濃度減小，壓強(qiáng)減小至不變。4.[2022陜西西工大附中適應(yīng)性考試]不斷改進(jìn)汽車尾氣凈化技術(shù)是減輕大氣污染的重要舉措。其中一種凈化反應(yīng)的原理為2CO凈化反應(yīng)凈速率v=v正?v逆=k（1）升高溫度，(k正?[解析]正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，則k正增大的程度小于k逆，(（2）按照n(CO):n(NO)=1:1投料，在不同壓強(qiáng)下，凈化反應(yīng)中CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)溫度的變化如圖所示。當(dāng)壓強(qiáng)為p1kPa、溫度為t1℃時，某時刻測得[解析]當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時，正、逆反應(yīng)速率相等，則v正?v逆=k正p2(CO2CO則Kp=k正k逆=(1.6p12CO由三段式數(shù)據(jù)可得：a4?a=19，解得a=0.45.[2022山西太原二模]綠色能源是未來能源發(fā)展的方向，積極發(fā)展氫能，是實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”的重要舉措?；卮鹣铝袉栴}：在催化劑作用下H2還原N2O的反應(yīng)如下：H2(g)+N2O(g)?H2O(g)+N2(g)ΔH<0，已知該反應(yīng)的v正[解析]橫坐標(biāo)是溫度倒數(shù)的變化，則橫坐標(biāo)越大，表示溫度越低，降低溫度，正、逆反應(yīng)速率均減小，lgk正、lgk逆均減小，由于反應(yīng)H2(g)+N2O(g)?H2O(g)+N2(g)的ΔH<0，降低溫度，平衡正向移動，lgk逆減小的程度大于lgk正減小的程度，則a表示lgk正6.[2021山西大同月考]能源問題是人類社會面臨的重大問題,合理的開發(fā)利用至關(guān)重要。（1）丁烯是石油化工中的重要產(chǎn)物,正丁烷脫氫可制備1?丁烯:C4化學(xué)鍵C—C—H—C鍵能(kJ/mol348414436615則ΔH=+125[解析]ΔH=反應(yīng)物的鍵能總和-生成物的鍵能總和=(10×414kJ/mol（2）甲醇是未來重要的綠色能源之一,常見的合成反應(yīng)為CO(組別起始濃度/(mol初始速率/[molCOH210.240.480.36120.240.960.72030.480.480.719該反應(yīng)速率的通式為v正=k正cm(CO)?cn[解析]由v正=k正cm(CO)?cn(H2)可知，組別1中：0.361mol/(L?min)=k正×(0.24mol/L)（3）近年來,有人研究用溫室氣體二氧化碳通過電催化生成多種燃料,其工作原理如圖2所示：圖2①寫出Cu電極上產(chǎn)生乙烯的電極反應(yīng)式:2CO2+12H++12e?C2[解析]Cu電極與電源負(fù)極相連，為陰極，CO2得電子被還原生成C2H4，根據(jù)電荷守恒和原子守恒可知電極反應(yīng)式為2CO2+12H++12e?C2H4+4H2O②HCOOH為一元弱酸,常溫下將0.1mol/LHCOOH溶液與0.1mol/LNaOH溶液按體積之比為a:b混合（忽略溶液體積的變化），混合后溶液恰好呈中性,則HCOOH的電離平衡常數(shù)為[解析]混合后溶液呈中性，所以c(H+)=c(OH?)=10?7mol/L，根據(jù)電荷守恒可知c(7.[2021山東，20，12分]2?甲氧基?2?甲基丁烷(TAME反應(yīng)Ⅰ：反應(yīng)Ⅱ：反應(yīng)Ⅲ：回答下列問題：（1）反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ以物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)表示的平衡常數(shù)Kx與溫度T據(jù)圖判斷，A和B中相對穩(wěn)定的是2?甲基?2?丁烯（用系統(tǒng)命名法命名）；ΔH1ΔA.<?1B.?1～0C.0～1D.>1[解析]由反應(yīng)Ⅰ-Ⅱ，得：A?B，K3=K1/K2，由題圖可知，隨著溫度升高，Kx1、Kx2、Kx3均減小，說明反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的正反應(yīng)均為放熱反應(yīng)即ΔH1<0、ΔH2<0、ΔH3<0，則A的能量比B高，故B相對穩(wěn)定。B用系統(tǒng)命名法命名為2?甲基（2）為研究上述反應(yīng)體系的平衡關(guān)系，向某反應(yīng)容器中加入1.0molTAME，控制溫度為353K,測得TAME的平衡轉(zhuǎn)化率為已知反應(yīng)Ⅲ的平衡常數(shù)Kx3=9.0，則平衡體系中B的物質(zhì)的量為0.9αmol，反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)Kx同溫同壓下，再向該容器中注入惰性溶劑四氫呋喃稀釋，反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)平衡將逆向移動（填“正向移動”“逆向移動”或“不移動”）；平衡時，A與CH3OH物質(zhì)的量濃度之比c(A[解析]根據(jù)題干信息設(shè)生成A的物質(zhì)的量為xmol，生成B的物質(zhì)的量為ymol反應(yīng)I：A反應(yīng)II：BTAME平衡轉(zhuǎn)化率為α，即x+y1.0=α，則x+y=α①，又知反應(yīng)Ⅲ的平衡常數(shù)Kx3=9.0=yx，即y=9x②，聯(lián)立①、②得，x=0.1α、y=0.9α，即A的物質(zhì)的量為0.1αmol，B的物質(zhì)的量為0.9αmol；平衡體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量：TAME為(1?α)mol、CH3OH為αmol、A為0.1αmol、B為0.9αm