化学反应速率学案.doc

1、1化学反应速率考点一 化学反应速率及其影响因素考试标准知识条目 必考要求 加试要求1.化学反应速率及简单计算 a b2.影响化学反应速率的因素，控制反应条件在生产和科学研究中的作用a b3.活化分子、活化能、有效碰撞的概念 a4.碰撞理论 b5.实验数据的记录与处理 c(一)化学反应速率1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。2数学表达式及单位v ，单位为 molL1 min1 或 molL1 s1 。ct3规律同一反应在同一时间内，用不同物质来表示的反应速率可能不同，但反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的化学计量数之比。(二)影响因素1内因(主要因素)反

2、应物本身的性质。2外因(其他条件不变，只改变一个条件 )23理论解释有效碰撞理论(加试)(1)活化分子、活化能、有效碰撞活化分子：能够发生有效碰撞的分子。活化能：如图图中：E 1 为正反应的活化能，使用催化剂时的活化能为 E3，反应热为 E1E 2。(注：E 2 为逆反应的活化能)有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。(2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系正误辨析正误判断，正确的打“” ，错误的打“”(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)化学反应速率为 0.8 molL1 s1 是指 1 s 时某物质的浓 度为 0.8 molL

3、1 ()(3)由 v 计算平均速率，用反应物表示为正值，用生成物表示为负值()ct3(4)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同()(5)其他条件相同时，增大反 应物浓度使分子获得能量，活化分子百分数提高，反应速率增大()(6)两试管各加入 5 mL 0.1 molL1 Na2S2O3 溶液，同时分别滴入 55 mL 0.1 molL1 硫酸和盐酸，两只试管同时变浑浊()题组一 “v ”的应用ct1一定温度下，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图所示。回答下列问题：(1)从反应开始到 10 s 时，v(Z)

4、 _。(2)反应的化学方程式为_ 。答案 (1)0.079 molL 1 s1(2)XY 2Z解析 (1)n(Z)1.58 molv(Z) 0.079 molL 1 s1 。1.58 mol2 L10 s(2)n(X) n(Y)n(Z)0.79 mol0.79 mol1.58 mol112所以反应的化学方程式为 X Y 2Z。2(2015浙江 10 月选考， 20)某温度时，2NO(g)O 2(g)=2NO2(g)反应到 2 s 后，NO 的浓度减少了 0.06 molL1 ，则以 O2 表示该时段的化学反应速率是( )A0.03 molL 1 s1 B0.015 molL 1 s1C0.12

5、 molL 1 s1 D0.06 molL 1 s1答案 B解析 本题考查化学反应速率知识。化学反 应速率通常用 单位时间里反应物浓度的减少或生成浓度的增加来表示，表达式 v ，由表达式 计算可得：v(NO)ct4 0.03 molL1 ，根据同一化学反 应中各物质的反应速率之比等于反应ct 0.06 molL 12 s方程式中的化学计量数之比， v(NO)v(O 2)21,0.03 molL1 min1 v(O 2)21，则v(O2)0.015 molL 1 s1 ，B 正确。计算速率时易忽略体积因素，用物质的量的变化除以时间。题组二 化学反应速率的大小比较3(2016金华十校 9 月高三模

6、拟) 对于某反应 X3Y= =2E2F，在甲、乙、丙、丁四种不同条件下，分别测得反应速率：甲，v(X)0.3 molL1 min1 ；乙，v(Y)1.2 molL 1min1 ；丙，v(E) 0.6 molL1 min1 ；丁，v(F)0.9 molL1 min1 。则反应最快的是( )A甲 B乙 C丙 D丁答案 D解析 乙中：v(X) v(Y)0.4 molL 1 min1 ，丙中： v(X) v(E)0.3 molL 1 min1 ，丁中：13 12v(X) v(F)0.45 molL 1 min1 ，故最快的 为丁。124对于可逆反应 A(g)3B(s) 2C(g)2D(g) ，在不同条

7、件下的化学反应速率如下，其中表示的反应速率最快的是( )Av(A)0.5 molL 1 min1Bv(B)1.2 molL 1 s1Cv(D) 0.4 molL 1 min1Dv(C)0.1 molL 1 s1答案 D解析 本题可以采用归一法进 行求解，通 过方程式的计量数将不同物质表示的反应速率折算成同一物质表示的反应速率进行比较，B 项中的 B 物质是固体，不能表示反应速率；C 项中对应的 v(A) 0.2 molL1 min1 ；D 项中对应的 v(A)3 molL 1 min1 。化学反应速率大小的比较方法由于同一化学反应的反应速率用不同物质表示时数值可能不同，所以比较反应的快慢不能只

8、看数值的大小，而要进行一定的 转化。(1)看单位是否统一，若不 统一，换算成相同的单位。(2)换算成同一物质表示的速率，再比较数值的大小。5(3)比较化学反应速率与化学计量数的比值，即对于一般反应 aAbB= =cCdD，比较与 ，若 ，则 A 表示的反应速率比 B 的大。vAa vBb vAa vBb题组三 “三段式”模板突破浓度、化学反应速率的计算解题指导对于较为复杂的关于反应速率的题目常采用以下步骤和模板计算(1)写出有关反应的化学方程式。(2)找出各物质的起始量、 转化量、某时刻量。(3)根据已知条件列方程式计算。例如：反应 mA nB pC起始浓度(molL 1 ) a b c转化浓

9、度(molL 1 ) x nxm pxm某时刻浓度(molL 1 ) ax b cnxm pxm5(2016浙江 4 月选考， 18)X(g)3Y(g) 2Z(g)Ha kJmol 1 ，一定条件下，将 1 mol X 和 3 mol Y 通入 2 L 的恒容密闭容器中，反应10 min，测得 Y 的物质的量为 2.4 mol。下列说法正确的是( )A10 min 内，Y 的平均反应速率为 0.03 molL1 s1B第 10 min 时， X 的反应速率为 0.01 molL1 min1C10 min 内，消耗 0.2 mol X，生成 0.4 mol ZD10 min 内，X 和 Y 反应

10、放出的热量为 a kJ答案 C解析 X(g)3Y(g) 2Z Ha kJmol 1起始(mol) 1 3 0转化(mol) a 3a 2a10 min 时 1a 33a 2a33a2.4 mol，a0.2 mol。A 项，v(Y) 0.03 molL1 min1 ，单位错；B 项， X 的平均反应速率为 0.01 3a2 L10 minmolL 1min1 ，而不是即 时速率； D 项，生成 2 mol Z，放出热量为 a kJ，所以生成 0.4 mol Z，放出热量为 0.2a kJ。6(2016绍兴选考适应性考试) 在一定条件下，发生反应：2X(g) Y(g) 2Z(g) H197 kJm

11、ol1 ，若将 2 mol X 和 1 mol Y 充入 2 L 的恒容密闭容器中，反应 10 min，6测得 X 的物质的量为 1.4 mol，下列说法正确的是( )A10 min 内，反应放出的热量为 197 kJ 热量B10 min 内， X 的平均反应速率为 0.06 molL1 min1C第 10 min 时， Y 的反应速率小于 0.015 molL1 min1 (假如体系温度不变)D第 10 min 时，Z 浓度为 0.6 molL1答案 C解析 2X(g) Y(g) 2Z(g) H197 kJmol 1起始 2 mol 1 mol 0 197 kJ转化 0.6 mol 0.3

12、mol 0.6 mol10 min 末 1.4 mol 0.7 mol 0.6 mol由上可知：A 项，10 min 时放出的 热量为 59.1 kJ，错误；B 项，10 min 内，197 kJ0.6 mol2 molv(X) 0.03 molL1 min1 ，错误；C 项，10 min 内， v(Y) v(X)0.015 0.6 mol2 L10 min 12molL 1min1 ，故第 10 min 时，Y 的反应速率小于 0.015 molL1 min1 ，正确； D 项，第 10 min 时，c(Z) 0.3 molL 1 ，错误。0.6 mol2 L题组四 正确理解影响化学反应速率

13、的因素7按要求填空(1)形状大小相同的铁、铝分别与等浓度的盐酸反应生成氢气的速率：铁_( 填“大于” 、“小于”或“等于”)铝。(2)对于 Fe2HCl= =FeCl2H 2，改变下列条件对生成氢气的速率有何影响？(填“增大” 、“减小”或“不变”)升高温度：_；增大盐酸浓度：_；增大铁的质量：_；增加盐酸体积：_；把铁片改成铁粉：_；滴入几滴 CuSO4 溶液：_；加入 NaCl 固体：_；加入 CH3COONa 固体：_；加入一定体积的 Na2SO4 溶液： _。(3)若把(2)中的稀盐酸改成“稀硝酸”或“浓硫酸”是否还产生 H2，为什么？答案 (1)小于7(2)增大 增大 不变 不变 增

14、大 增大 不变 减小 减小(3)不会产生 H2，Fe 和稀硝酸反应生成 NO；常温下，Fe 在浓硫酸中钝化。8一定温度下，反应 N2(g) O2(g) 2NO(g)在密闭容器中进行，回答下列措施对化学反应速率的影响。(填“增大” 、 “减小”或“不变”)(1)缩小体积使压强增大：_；(2)恒容充入 N2：_ ；(3)恒容充入 He：_；(4)恒压充入 He：_。答案 (1)增大 (2) 增大 (3)不变 (4)减小气体反应体系中充入惰性气体(不参与反应)时对反应速率的影响(1)恒容：充入“惰性气体” 总压增大 物质浓度不 变( 活化分子浓度不变) 反应速率不变。(2)恒压：充入“惰性气体” 体

15、积增大 物质浓度减小 (活化分子浓度减小) 反应速率减小。题组五 外界条件对化学反应速率的影响9(2016宁波效实中学高一下学期期中) 对反应 AB AB 来说，常温下按以下情况进行反应：20 mL 溶液中含 A、B 各 0.01 mol 50 mL 溶液中含 A、B 各 0.05 mol 0.1 molL1的 A、B 溶液各 10 mL 0.5 molL1 的 A、B 溶液各 50 mL四者反应速率的大小关系是( )A BC D答案 A解析 对于化学反应，反应 物浓度越大， 则反应速率越大，中含 A、B 的浓度为0.5 molL1 ；中含 A、B 的浓度为 1 molL1 ；含 A、B 的浓

16、度为 0.05 0.01 mol0.02 L 0.05 mol0.05 LmolL 1；含 A、B 的浓度为 0.25 molL1 ，四者浓度的大小关系是，则四者反应速率的大小关系是，故 选 A。10等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测得在不同时间(t)内产生气体体积(V )的数据如图所示，根据图示分析实验条件，下列说法中一定不正确的是( )组别 对应曲线 c(HCl)/molL1 反应温度/ 铁的状态1 a 30 粉末状82 b 30 粉末状3 c 2.5 块状4 d 2.5 30 块状A第 4 组实验的反应速率最慢B第 1 组实验中盐酸的浓度大于 2.5 molL1C第 2

17、 组实验中盐酸的浓度等于 2.5 molL1D第 3 组实验的反应温度低于 30 答案 D解析 由图像可知，1、2、3、4 组实验产生的氢气一样多，只是反应速率有快慢之分。第 4 组实验，反应所用时间最长，故反应速率最慢，A 正确；第 1 组实验，反应所用时间最短，故反应速率最快，根据控制变量法原 则知盐酸浓度应大于 2.5 molL1 ，B 正确；第 2 组实验，铁是粉末状，与 3、4 组块状铁相区别，根据控制变量法原则知盐酸的浓度应等于 2.5 molL 1，C 正确；由 3、4 组实验并结合图像知第 3 组实验中反应温度应高于 30 ，D 错误。题组六 有效碰撞理论(加试 )11下列说法

18、正确的是( )活化分子间的碰撞一定能发生化学反应 普通分子有时也能发生有效碰撞 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 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 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 化学反应实质是活化分子有合适取向时的有效碰撞A BC D答案 B解析 只有活化分子间合理取向的碰撞才能发生化学反应，、 错误；使用催化剂改变反应过程，降低反应的活化能，增大活化分子百分数，使有效碰撞频率增大，提高反应速率， 错误。12(2016宁波效实中学高二期中)1918 年，Lewis 提出反应速率的碰撞理论：反应物分

19、子之间的相互碰撞是反应进行的必要条件，但并不是每次碰撞都能引起反应，只有少数碰撞才能发生化学反应。能引发化学反应的碰撞称之为有效碰撞。9(1)图是 HI 分解反应中 HI 分子之间的几种碰撞示意图，其中属于有效碰撞的是_(填“A” 、 “B”或“ C”)。(2)20 世纪 30 年代，Eyring 和 Pelzer 在碰撞理论的基础上提出化学反应的过滤态理论：化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的，而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能量的过渡态。图是 NO2 和 CO 反应生成 CO2 和 NO 过程中能量变化示意图，请写出 NO2和 CO 反应的热化学方程式：_。(3)过渡态理论认为，催

20、化剂改变反应速率的原因是改变了反应的途径，对大多数反应而言主要是通过改变过渡态而导致有效碰撞所需要的能量发生变化。在反应体系中加入催化剂中，反应速率增大，E 1 和 E2 的变化是：E2_，E 2_(填“增大” 、 “减小”或“不变”) 。请在图中作出 NO2 和 CO 反应时使用催化剂而使反应速率加快的能量变化示意图。答案 (1)C(2)NO2(g)CO(g)= =CO2(g)NO(g)H234 kJmol 1(3)减小 减小示意图：10考点二 控制变量法探究影响化学反应速率的因素(加试)在研究影响化学反应速率的因素时，由于外界影响因素较多，故为搞清某个因素的影响均需控制其他因素相同或不变，

21、再进行实验。因此，常用控制变量思想解决该类问题。1常见考查形式(1)以表格的形式给出多组实验数据，让学生找出每组数据的变化对化学反应速率的影响。(2)给出影响化学反应速率的几种因素，让学生设计实验分析各因素对化学反应速率的影响。2解题策略(1)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。(2)定多变一在探究时，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。(3)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，

22、否则无法作出正确判断。1某小组利用 H2C2O4 溶液和酸性 KMnO4 溶液反应来探究 “外界条件对化学反应速率的影响” 。实验时，先分别量取两种溶液，然后倒入试管中迅速振荡混合均匀，开始计时，通过测定褪色所需时间来判断反应的快慢。该小组设计了如下方案。H2C2O4 溶液 酸性 KMnO4 溶液编号浓度/molL 1 体积/mL 浓度/molL 1 体积/mL温度/ 0.10 2.0 0.010 4.0 25 0.20 2.0 0.010 4.0 25 0.20 2.0 0.010 4.0 50(1)已知反应后 H2C2O4 转化为 CO2 逸出，KMnO 4 溶液转化为 MnSO4，每消耗

23、 1 mol H2C2O4转移_mol 电子。为了观察到紫色褪去，H 2C2O4 与 KMnO4 初始的物质的量需要满足的关系为 n(H2C2O4)n(KMnO 4)_ 。(2)探究温度对化学反应速率影响的实验编号是_(填编号，下同)，探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验编号是_。11(3)实验测得 KMnO4 溶液的褪色时间为 40 s，忽略混合前后溶液体积的微小变化，这段时间内平均反应速率 v(KMnO4)_molL 1 min1 。(4)已知 50 时 c(MnO )t (反应时间) 的变化曲线如图。若保持其他条件不变，请在坐标 4图中，画出 25 时 c(MnO )t 的变化曲线示意

24、图。 4答案 (1)2 2.5 (2) 和 和 (3)0.010(或 1.0102 )(4)解析 (1)H2C2O4 中碳的化合价是 3 价，CO 2 中碳的化合价为4 价，故每消耗 1 mol H2C2O4转移 2 mol 电子，配平化学方程式为2KMnO45H 2C2O43H 2SO4=K2SO42MnSO 410CO 28H 2O，为保证 KMnO4 完全反应，c(H 2C2O4)c(KMnO 4)2.5。(2)探究温度对反应速率的影响，则浓度必然相同，则编号为和；同理探究浓度对反应速率的影响的实验是和。(3)v(KMnO4)(0.010 molL 1 )( )0.010 molL 1

25、min1 。46 40 s60 smin 1(4)温度降低，化学反应速率减小，故 KMnO4 褪色时间延长 ，故作图时要同时体现 25 时MnO 浓度降低比 50 时 MnO 的浓度降低缓慢和达到平衡时间比 50 时“拖后” 。 4 42Fenton 法常用于处理含难降解有机物的工业废水，通常是在调节好 pH 和 Fe2 浓度的废水中加入 H2O2，所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物pCP，探究有关因素对该降解反应速率的影响。【实验设计】控制 pCP的初始浓度相同，恒定实验温度在 298 K 或 313 K(其他实验条件见下表) ，设计如下对比实验。(1)请完成以下

26、实验设计表(表中不要留空格 )。c/103 molL1实验编号 实验目的 T/K pHH2O2 Fe2 为以下实验作参照 298 3 6.0 0.30 探究温度对降解反应 298 10 6.0 0.3012速率的影响【数据处理】实验测得 pCP的浓度随时间变化的关系如图所示。(2)请根据图中实验曲线，计算降解反应在 50150 s 内的反应速率：v( pCP)_molL 1 s1 。【解释与结论】(3)实验、表明温度升高，降解反应速率增大。但温度过高时反而导致降解反应速率减小，请从 Fenton 法所用试剂 H2O2 的角度分析原因：_。(4)实验得出的结论是 pH 等于 10 时，_。【思考

27、与交流】(5)实验时需在不同时间从反应器中取样，并使所取样品中的反应立即停止。根据上图中的信息，给出一种迅速停止反应的方法：_。答案 (1)c/103 molL1实验编号 实验目的 T/K pHH2O2 Fe2 为以下实验作参照 298 3 6.0 0.30探究温度对降解反应速率的影响298 10 6.0 0.30(2)8.0106 (3) 过氧化氢在温度过高时迅速分解 (4) 有机物 pCP不能降解 (5)将所取样品迅速加入一定量的 NaOH 溶液中，使 pH 约为 10(或将所取样品骤冷等，其他合理答案也可)13解析 (1)实验是对照实验，所以与实验相比，实验和只能改变一个条件，这样才能达到对比的目的，则实验是探究温度 对反应速率的影响，则 T313 K，其他条件与实验相同；实验显然是探究 pH 的大小对反应速率的影响。(2)在 50150 s 内，c( pCP)0.810 3 molL1 ，则 v(pCP)8.010 6 molL1 s1 。(3)温度过高时， H2O2 分解，c(H2O2)减小，导致反应速率减小。(4)从图中看出， pH10 时，c(pCP)不变，即反应速率为零，说明该条件下，有机物 pCP不能降解。 (5)从第(4)小题的结论可以得出，使溶液的 pH 迅速增大到 10，反应即可停止，另外，降低温度也是一种方法。