2019年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第7章化學(xué)反應(yīng)的方向限度與速率第3節(jié)化學(xué)反應(yīng)的速率化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化__工業(yè)合成氨學(xué)案魯科版

1、第3節(jié)化學(xué)反應(yīng)的速率化學(xué)反應(yīng)條件的優(yōu)化工業(yè)合成氨考綱定位全國卷5年考情1.了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念和定量表示方法。能正確計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率()。2了解反應(yīng)活化能的概念，了解催化劑的重要作用。3理解外界條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等)對反應(yīng)速率的影響，能用相關(guān)理論解釋其一般規(guī)律。4了解化學(xué)反應(yīng)速率的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科研領(lǐng)域中的重要作用。2017年：卷T27(1)；卷T27(2、3)2016年：卷T27(2)2015年：卷T27(1)、T28(4)2014年：卷T9；卷T26(1、2)2013年：卷T28(3)考點(diǎn)1| 化學(xué)反應(yīng)速率的有關(guān)計(jì)算(對應(yīng)學(xué)生用書第140頁)考綱知識整合1化學(xué)反應(yīng)速率

2、提醒：(1)化學(xué)反應(yīng)速率一般指平均速率而不是某一時(shí)刻的瞬間速率，且無論用反應(yīng)物還是用生成物表示均取正值。(2)同一化學(xué)反應(yīng)，相同條件下用不同物質(zhì)表示的反應(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)表示化學(xué)反應(yīng)速率，因?yàn)楣腆w或純液體物質(zhì)的濃度視為常數(shù)。2化學(xué)反應(yīng)速率與系數(shù)的定量規(guī)律對于已知反應(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(shí)，化學(xué)反應(yīng)速率的數(shù)值之比等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)的系數(shù)之比，即v(A)v(B)v(C)v(D)mnpq或v(A)v(B)v(C)v(D)。應(yīng)用體驗(yàn)在2 L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)后各物質(zhì)

3、的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如圖所示。 回答下列問題：(1)該反應(yīng)的反應(yīng)物和生成物分別是 _，化學(xué)反應(yīng)方程式為_。(2)010 s的平均反應(yīng)速率v(H2)_；v(HI)_。(3)根據(jù)上述反應(yīng)速率數(shù)值，分析用不同物質(zhì)表示同一化學(xué)反應(yīng)在同一時(shí)間內(nèi)，化學(xué)反應(yīng)速率值是否必須相同？_。(4)能否用I2(s)表示該反應(yīng)的反應(yīng)速率，為什么？_?！咎崾尽?1)H2、I2和HIH2(g)I2(s)2HI(g)(2)0.039 5 molL1s10.079 molL1s1(3)同一化學(xué)反應(yīng)在同一時(shí)間內(nèi)，用不同物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率值可能相同，也可能不同，但表示的意義都相同，并且化學(xué)反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比 (4)不

4、可以。因?yàn)閷τ谟泄腆w或純液體參加的反應(yīng)，其濃度視為常數(shù)，故不能用固體或純液體物質(zhì)表示化學(xué)反應(yīng)速率高考命題點(diǎn)突破命題點(diǎn)1“三段式”突破化學(xué)反應(yīng)速率的有關(guān)計(jì)算1NH3和純凈的O2在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：4NH3(g)3O2(g)2N2(g)6H2O(g)，現(xiàn)向一容積不變的2 L密閉容器中充入4 mol NH3和3 mol O2,4 min后，測得生成的H2O占混合氣體體積的40%，則下列表示此段時(shí)間內(nèi)該反應(yīng)的平均速率不正確的是()Av(N2)0.125 molL1min1Bv(H2O)0.375 molL1min1Cv(O2)0.225 molL1min1Dv(NH3)0.250 molL1min1

5、C設(shè)4 min后，生成6x mol H2O(g)4NH3(g)3O2(g)2N2(g)6H2O(g)n(總)起始(mol) 4 3 0 0 7變化(mol) 4x 3x 2x 6x4 min后(mol) 44x 33x 2x 6x 7x據(jù)題意，有100%40%，解得：x0.5，則4 min內(nèi)H2O的變化濃度為c(H2O)1.5 molL1，v(H2O)0.375 molL1min1，再由各物質(zhì)表示的速率之比等于各物質(zhì)的系數(shù)之比，可得各物質(zhì)表示的反應(yīng)速率分別為v(N2)0.125 molL1min1，v(NH3)0.250 molL1min1，v(O2)0.187 5 molL1min1。2將2

6、 mol X和2 mol Y充入2 L密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：X(g)3Y(g)2Z(g)aQ(g)，2 min后達(dá)到平衡時(shí)生成0.8 mol Z，測得Q的濃度為0.4 molL1，下列敘述錯(cuò)誤的是() 【導(dǎo)學(xué)號：】Aa的值為2B平衡時(shí)X的濃度為0.2 molL1CY的轉(zhuǎn)化率為60%D反應(yīng)速率v(Y)0.3 mol(Lmin)1BX(g)3Y(g)2Z(g)aQ(g)始態(tài)/(molL1) 1100反應(yīng)的量/(molL1) 0.2 0.6 0.4 0.4終態(tài)/(molL1) 0.8 0.4 0.4 0.4由已知量(無下劃線)可求出其他未知量(帶下劃線)，在做這種類型的題時(shí)，一定要注意，方程式中的

7、量要統(tǒng)一，一般用物質(zhì)的量濃度。A項(xiàng)，2a0.40.4，a2；B項(xiàng)，X0.8 molL1；C項(xiàng)，(Y)100%60%；D項(xiàng)，v(Y)0.3 mol(Lmin)1。思維建?！叭问健鼻笏鉽(X)、的模板根據(jù)已知條件列方程式計(jì)算。例如，反應(yīng)mAnBpCt0 s/molL1 a b 0轉(zhuǎn)化/molL1 x t1 s/molL1 ax b v(A)，v(B)，v(C)，(A)100%。命題點(diǎn)2化學(xué)反應(yīng)速率的換算與快慢比較3已知反應(yīng)4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)，若反應(yīng)速率分別用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示，則下列正確的關(guān)系是()A4v(NH3)5v(O2)

8、B5v(O2)6v(H2O)C2v(NH3)3v(H2O)D4v(O2)5v(NO)D根據(jù)可判斷。4(2018長沙模擬)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v(A)0.45 molL1s1v(B)0.6 molL1s1v(C)0.4 molL1s1v(D)0.45 molL1 s1下列有關(guān)反應(yīng)速率的比較中正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號：】A BC DB可用比值法進(jìn)行反應(yīng)速率大小比較，0.45 molL1s1；0.2 molL1s1；0.2 molL1s1；0.225 molL1s1，故，B項(xiàng)正確。方法技巧化學(xué)反應(yīng)快慢的比較法(1)同一物質(zhì)比較法。換算成同一物質(zhì)表

9、示的速率，再比較數(shù)值的大小。(2)比值比較法。比較化學(xué)反應(yīng)速率與系數(shù)的比值，即對于一般反應(yīng)aA(g)bB(g)=cC(g)dD(g)，比較與，若，則A表示的化學(xué)反應(yīng)速率比B表示的大。注：單位必須統(tǒng)一(2016北京西城調(diào)研)向體積為2 L的固定密閉容器中通入3 mol X氣體，在一定溫度下發(fā)生如下反應(yīng)：2X(g)Y(g)3Z(g)。經(jīng)5 min后反應(yīng)達(dá)到平衡，此時(shí)測得容器內(nèi)的壓強(qiáng)為起始時(shí)的1.2倍，則用Y表示的化學(xué)反應(yīng)速率為_，X的轉(zhuǎn)化率為_，Z的平衡濃度為_?！窘馕觥?X(g)Y(g)3Z(g)n(始)/mol 3 0 0n/mol x xn(末)/mol 3x x由題意：1.2故x0.6，所

10、以v(Y)0.03 mol/(Lmin)，(X)100%20%, c(Z)0.45 mol/L?！敬鸢浮?.03 mol/(Lmin)20%0.45 mol/L考點(diǎn)2| 化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素(對應(yīng)學(xué)生用書第141頁)考綱知識整合1化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素(1)內(nèi)因(主要因素)反應(yīng)物本身的性質(zhì)，如Na、Mg、Al與水反應(yīng)的速率由大到小的順序?yàn)椋篘aMgAl。(2)外因(其他條件不變，只改變一個(gè)條件)2有效碰撞理論解釋反應(yīng)速率的影響因素(1)活化分子、活化能、有效碰撞活化分子：能夠發(fā)生有效碰撞的分子。活化能：如圖所示a圖中：E1為正反應(yīng)的活化能，E3為使用催化劑時(shí)的活化能，E2為逆反應(yīng)的活化能，反

11、應(yīng)熱H為E1E2。b使用催化劑可降低活化能，但焓變H不變。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)系提醒：(1)升高溫度正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率都加快，但加快的程度不同；降低溫度正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率都減慢，但減慢的程度不同，吸熱反應(yīng)的反應(yīng)速率總是受溫度影響大。(2)對于固體和純液體反應(yīng)物，其濃度可視為常數(shù)，改變用量速率不變。(3)對于向容器中通入“惰性氣體”應(yīng)注意：恒溫恒容：充入“惰性氣體”總壓增大物質(zhì)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”體積增大物質(zhì)濃度減小(活化分子濃度減小)反應(yīng)速率減小應(yīng)用體驗(yàn)(1)形狀大小相同的鐵、

12、鋁分別與等濃度的鹽酸反應(yīng)生成氫氣的速率：鐵_鋁(填“大于”“小于”或“等于”)。(2) 對于Fe2HCl=FeCl2H2，改變下列條件對生成氫氣的速率有何影響？(填“增大”“減小”或“不變”)升高溫度：_；增大鹽酸濃度：_；增大鐵的質(zhì)量：_；增加鹽酸體積：_；把鐵片改成鐵粉：_；滴入幾滴CuSO4溶液：_；加入NaCl固體：_；增大壓強(qiáng)：_。(3)對于(2)中反應(yīng)，若將反應(yīng)中的稀鹽酸改為濃H2SO4，產(chǎn)生H2的速率是否加快？_(填“是”或“否”)。(4)在一定溫度下，一定體積的恒容體系中發(fā)生反應(yīng)：N2(g)3H2(g)2NH3(g)，若向體系中通入氖氣，則化學(xué)反應(yīng)速率如何變化？_(填“增大”“

13、減小”或“不變”)?！咎崾尽?1)小于(2)增大增大不變不變增大增大不變不變(3)否(4)不變高考命題點(diǎn)突破命題點(diǎn)1化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素分析1在一密閉容器中充入1 mol H2和1 mol I2，壓強(qiáng)為p(Pa)，并在一定溫度下使其發(fā)生反應(yīng)：H2(g)I2(g)2HI(g)H0，下列說法正確的是()A保持容器容積不變，向其中加入1 mol H2(g)，反應(yīng)速率一定加快B保持容器容積不變，向其中加入1 mol N2(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(qiáng)不變，向其中加入1 mol N2(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(qiáng)不變，向其中加入1 mol H2(g)

14、和1 mol I2(g)，再次平衡時(shí)反應(yīng)速率一定加快A增加反應(yīng)物的濃度，反應(yīng)速率加快，A項(xiàng)正確；加入氮?dú)?，因?yàn)槿萜黧w積不變，反應(yīng)體系中各氣體的濃度不變，故反應(yīng)速率不變，B項(xiàng)錯(cuò)誤；保持壓強(qiáng)不變，加入氮?dú)?，容器體積增大，反應(yīng)體系中各氣體的濃度減小，反應(yīng)速率減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；保持壓強(qiáng)不變，再次充入1 mol H2(g)和1 mol I2(g)，則容器容積增大為原來的2倍，再次平衡反應(yīng)體系中各氣體的濃度不變，反應(yīng)速率不變，D項(xiàng)錯(cuò)誤。2在不同濃度(c)、溫度(T)條件下，蔗糖水解的瞬時(shí)速率(v)如下表。下列判斷不正確的是()c /(molL1)v /(molL1min1)T/K0.6000.5000.40

15、00.300318.23.603.002.401.80328.29.007.50a4.50b2.161.801.441.08Aa6.00B同時(shí)改變反應(yīng)溫度和蔗糖的濃度，v可能不變Cb318.2D不同溫度時(shí)，蔗糖濃度減少一半所需的時(shí)間相同D分析328.2 K的瞬時(shí)速率與濃度的關(guān)系成正比，則0.600/0.4009.00/a，a6.00，A項(xiàng)正確；從題給數(shù)據(jù)看，濃度越大、溫度越高，反應(yīng)速率越快，當(dāng)增大濃度同時(shí)降低溫度時(shí)，瞬時(shí)反應(yīng)速率可能會不變，B項(xiàng)正確；濃度不變時(shí)，b K下反應(yīng)速率低于318.2 K下的反應(yīng)速率，故b318.2，C項(xiàng)正確；題給數(shù)據(jù)是瞬時(shí)速率而不是平均速率，故不能作為判斷所用時(shí)間的依

16、據(jù)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.把在空氣中久置的鋁片5.0 g投入盛有500 mL 0.5 molL1硫酸溶液的燒杯中，該鋁片與硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的速率v與反應(yīng)時(shí)間t可用如圖坐標(biāo)曲線來表示。下列推論錯(cuò)誤的是() 【導(dǎo)學(xué)號：】AOa段不產(chǎn)生氫氣是因?yàn)楸砻娴难趸锔綦x了鋁和硫酸溶液Bbc段產(chǎn)生氫氣的速率增加較快的主要原因之一是溫度升高 Ctc時(shí)產(chǎn)生氫氣的速率降低主要是因?yàn)槿芤褐衏(H)降低Dtc時(shí)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)D鋁片與硫酸的反應(yīng)不是可逆反應(yīng)，不存在化學(xué)平衡。命題點(diǎn)2“控制變量法”探究反應(yīng)速率的影響4(2018衡水模擬)為研究硫酸銅的量對鋅與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣速率的影響，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下一系列實(shí)驗(yàn)。表中所給的混合

17、溶液分別加入到6個(gè)盛有過量Zn粒的反應(yīng)瓶中，收集產(chǎn)生的氣體，記錄獲得相同體積的氣體所需時(shí)間。下列說法正確的是()實(shí)驗(yàn)混合溶液ABCDEF4 molL1H2SO4溶液/mL30V1V2V3V4V5飽和CuSO4溶液/mL00.52.55V620H2O/mLV7V8V9V10100AV130，V610B反應(yīng)一段時(shí)間后，實(shí)驗(yàn)A、E中的金屬呈暗紅色C加入MgSO4與Ag2SO4可以起與硫酸銅相同的加速作用D硫酸銅的量越多，產(chǎn)生氫氣的速率肯定越快A研究硫酸銅的量對氫氣生成速率的影響，硫酸的體積、物質(zhì)的量應(yīng)相同，由A、F可知溶液的總體積為30 mL20 mL50 mL，V130，V650301010，A正確；實(shí)驗(yàn)A中沒有加入硫酸銅溶液，不會出現(xiàn)暗紅色，B錯(cuò)誤；MgSO4與Zn不能反應(yīng)置換出Mg，也就不能形成原電池，C錯(cuò)誤；硫酸銅溶液的量太多，產(chǎn)生大量的銅覆蓋在鋅粒表面，反應(yīng)速率反而減慢，D錯(cuò)誤。5為探究反應(yīng)物濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案如下表： 【導(dǎo)學(xué)號：】實(shí)驗(yàn)序號體積V/mLK2S2O8溶液水KI溶液Na2S2O3溶液淀粉溶液10.00.04.04.02.09.01.04.04.02.08.0Vx4.04.02.0表中Vx_mL，理由是_?！窘馕觥繉?shí)驗(yàn)的目的是探究K2S2O