高三化学19化学反应速率.docx
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高三化学19化学反应速率
辅导讲义
学员编号：
年级：
高三课时数：
3
学员姓名：
辅导科目：
化学学科教师：
授课主题
19.化学反应速率
授课日期及时段
教学内容
考点一 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mol·L－1·min－1或mol·L－1·s－1。
3．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。
深度思考
1．化学反应速率是指瞬时速率还是平均速率？
能否用固体或纯液体表示化学反应速率？
2．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”
（1）对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显（ ）
（2）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（ ）
（3）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（ ）
精讲与精练
1．某温度时，在2L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。
由此分析，该反应的化学方程式为______________________________；从反应开始至2min时，Z的反应速率为____________。
2．在恒温恒容的容器中进行反应N2（g）＋3H2（g）2NH3（g），若氮气浓度由0.1mol·L－1降到0.06mol·L－1需2s，那么由0.06mol·L－1降到0.024mol·L－1需要的反应时间为（ ）
A．等于1.8sB．等于1.2sC．大于1.8sD．小于1.8s
3．已知反应4CO＋2NO2
N2＋4CO2在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示反应速率最快的是（ ）
A．v（CO）＝1.5mol·L－1·min－1B．v（NO2）＝0.7mol·L－1·min－1
C．v（N2）＝0.4mol·L－1·min－1D．v（CO2）＝1.1mol·L－1·min－1
4．对于可逆反应A（g）＋3B（s）
2C（g）＋2D（g），在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示的反应速率最快的是（ ）
A．v（A）＝0.5mol·L－1·min－1B．v（B）＝1.2mol·L－1·s－1
C．v（D）＝0.4mol·L－1·min－1D．v（C）＝0.1mol·L－1·s－1
5．NH3和纯净的O2在一定条件下发生如下反应：
4NH3（g）＋3O2（g）
2N2（g）＋6H2O（g），现向一容积不变的2L密闭容器中充入4molNH3和3molO2，4min后，测得生成的H2O占混合气体体积的40%，则下列表示此段时间内该反应的平均速率正确的是（双选）（ ）
A．v（N2）＝0.125mol·L－1·min－1B．v（H2O）＝0.375mol·L－1·min－1
C．v（O2）＝0.225mol·L－1·min－1D．v（NH3）＝0.300mol·L－1·min－1
考点二 影响化学反应速率的因素
1．内因（主要因素）：
反应物本身的性质。
2．外因（其他条件不变，只改变一个条件）
①浓度：
增大反应物的浓度，反应速率加快，反之减慢；
②压强：
对于有气体参加的反应，增大压强，反应速率加快，反之减慢；
③温度：
升高温度，反应速率加快，反之减慢；
④催化剂：
使用催化剂，能改变化学反应速率，且正、逆反应速率的改变程度相同；
⑤其他因素：
反应物间的接触面积、光辐射、放射线辐射、超声波等。
⑥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”―→体积增大―→物质浓度减小（活化分子浓度减小）―→反应速率减小。
3．理论解释——有效碰撞理论
（1）活化分子、活化能、有效碰撞
①活化分子：
能够发生有效碰撞的分子。
②活化能：
如图
图中：
E1为正反应的活化能，使用催化剂时的活化能为E3，反应热为E1－E2。
（注：
E2为逆反应的活化能）
③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
深度思考
1．有人说压强对化学反应速率的影响是通过改变浓度实现的。
这种说法是否正确，对此你如何理解？
2．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______铝。
（2）对于Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，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”）
①升高温度：
________；②增大盐酸浓度：
__________；③增大铁的质量：
__________；
④增加盐酸体积：
__________；⑤把铁片改成铁粉：
__________；⑥滴入几滴CuSO4溶液：
__________；
⑦加入NaCl固体：
____________。
（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？
精讲与精练
1．对反应A＋B
AB来说，常温下按以下情况进行反应：
①20mL溶液中含A、B各0.01mol ②50mL溶液中含A、B各0.05mol
③0.1mol·L－1的A、B溶液各10mL ④0.5mol·L－1的A、B溶液各50mL
四者反应速率的大小关系是（ ）
A．②>①>④>③B．④>③>②>①C．①>②>④>③D．①>②>③>④
2．一定温度下，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：
__________。
3．硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，下列各组实验中最先出现浑浊的是（ ）
实验
反应温度/℃
Na2S2O3溶液
稀H2SO4
H2O
V/mL
c/mol·L－1
V/mL
c/mol·L－1
V/mL
A
25
5
0.1
10
0.1
5
B
25
5
0.2
5
0.2
10
C
35
5
0.1
10
0.1
5
D
35
5
0.2
5
0.2
10
4．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（双选）（ ）
组别
对应曲线
c（HCl）/mol·L－1
反应温度/℃
铁的状态
1
a
30
粉末状
2
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2.5mol·L－1
C．第2组实验中盐酸的浓度大于2.5mol·L－1D．第3组实验的反应温度低于30℃
考点三 控制变量法探究影响化学反应速率的因素
影响化学反应速率的因素有多种，在探究相关规律时，需要控制其他条件不变，只改变某一个条件，探究这一条件对反应速率的影响。
变量探究实验因为能够考查学生对于图表的观察、分析以及处理实验数据归纳得出合理结论的能力，因而在这几年高考试题中有所考查。
解答此类题时，要认真审题，清楚实验目的，弄清要探究的外界条件有哪些。
然后分析题给图表，确定一个变化的量，弄清在其他几个量不变的情况下，这个变化量对实验结果的影响，进而总结出规律。
然后再确定另一个变量，重新进行相关分析。
但在分析相关数据时，要注意题给数据的有效性。
1．某实验小组以H2O2分解为例，研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。
在常温下按照如下方案完成实验。
实验编号
反应物
催化剂
①
10mL2%H2O2溶液
无
②
10mL5%H2O2溶液
无
③
10mL5%H2O2溶液
1mL0.1mol·L－1FeCl3溶液
④
10mL5%H2O2溶液＋少量HCl溶液
1mL0.1mol·L－1FeCl3溶液
⑤
10mL5%H2O2溶液＋少量NaOH溶液
1mL0.1mol·L－1FeCl3溶液
（1）催化剂能加快化学反应速率的原因是_______________________________________。
（2）常温下5%H2O2溶液的pH约为6，H2O2的电离方程式为________________________。
（3）实验①和②的目的是______________________________________________。
实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论。
资料显示，通常条件下H2O2稳定，不易分解。
为了达到实验目的，你对原实验方案的改进是_____________________________________。
（4）实验③、④、⑤中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如下图：
分析上图能够得出的实验结论是______________________________________________________________。
2．某探究小组用HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法，研究影响反应速率的因素。
所用HNO3浓度为1.00mol·L－1、2.00mol·L－1，大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格，实验温度为298K、308K，每次实验HNO3的用量为25.0mL，大理石用量为10.00g。
（1）请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号：
实验编号
T/K
大理石规格
HNO3浓度/mol·L－1
实验目的
①
298
粗颗粒
2.00
（Ⅰ）实验①和②探究HNO3的浓度对该反应速率的影响；
（Ⅱ）实验①和________探究温度对该反应速率的影响；
（Ⅲ）实验①和________探究大理石规格（粗、细）对该反应速率的影响。
②
③
④
（2）实验①中CO2质量随时间变化的关系见下图：
依据反应方程式CaCO3＋HNO3===Ca（NO3）2＋CO2↑＋H2O，计算实验①在70～90s范围内HNO3的反应速率（忽略溶液体积变化，写出计算过程）。
探究高考 明确考向
1．已知汽车尾气无害化处理反应为2NO（g）＋2CO（g）
N2（g）＋2CO2（g）。
下列说法不正确的是（ ）
A．升高温度可使该反应的逆反应速率降低
B．使用高效催化剂可有效提高正反应速率
C．反应达到平衡后，NO的反应速率保持恒定
D．单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等时，反应达到平衡
2．甲酸甲酯水解反应方程式为HCOOCH3（l）＋H2O（l）
HCOOH（l）＋CH3OH（l） ΔH>0，某小组通过实验研究该反应（反应过程中体积变化忽略不计）。
反应体系中各组分的起始量如下表：
组分
HCOOCH3
H2O
HCOOH
CH3OH
物质的量/mol
1.00
1.99
0.01
0.52
甲酸甲酯转化率在温度T1下随反应时间（t）的变化如下图：
（1）根据上述条件，计算不同时间范围内甲酸甲酯的平均反应速率，结果见下表：
反应时间范围/min
0～5
10～15
20～25
30～35
40～45
50～55
75～80
平均反应速率（10－3mol·min－1）
1.9
7.4
7.8
4.4
1.6
6.8
0.0
请计算15～20min范围内甲酸甲酯的减少量为________mol，甲酸甲酯的平均反应速率为________mol·min－1（不要求写出计算过程）。
（2）依据以上数据，写出该反应的反应速率在不同阶段的变化规律及其原因。
各省市两年高考
1．NaHSO3溶液在不同温度下均可被过量KIO3氧化，当NaHSO3完全消耗即有I2析出，依据I2析出所需时间可以求得NaHSO3的反应速率。
将浓度均为0.020mol·L－1的NaHSO3溶液（含少量淀粉）10.0mL、KIO3（过量）酸性溶液40.0mL混合，记录10～55℃间溶液变蓝时间，55℃时未观察到溶液变蓝，实验结果如下图。
据图分析，下列判断不正确的是（ ）
A．40℃之前与40℃之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反
B．图中b、c两点对应的NaHSO3反应速率相等
C．图中a点对应的NaHSO3反应速率为5.0×10－5mol·L－1·s－1
D．温度高于40℃时，淀粉不宜用作该实验的指示剂
2．一定条件下，溶液的酸碱性对TiO2光催化染料R降解反应的影响如下图所示。
下列判断正确的是（ ）
A．在0～50min之间，pH＝2和pH＝7时R的降解百分率相等
B．溶液酸性越强，R的降解速率越小C．R的起始浓度越小，降解速率越大
D．在20～25min之间，pH＝10时R的平均降解速率为0.04mol·L－1·min－1
3．催化反硝化法可用于治理水中硝酸盐的污染，H2能将NO还原为N2。
25℃时，反应进行10min，溶液的pH由7变为12，上述反应的离子方程式为______________________________________________，其平均反应速率v（NO）为________mol·L－1·min－1。
4．某酸性工业废水中含有K2Cr2O7。
光照下，草酸（H2C2O4）能将其中的Cr2O转化为Cr3＋。
某课题组研究发现，少量铁明矾[Al2Fe（SO4）4·24H2O]即可对该反应起催化作用。
为进一步研究有关因素对该反应速率的影响，探究如下：
（1）在25℃下，控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同，调节不同的初始pH和一定浓度草酸溶液用量，做对比实验，完成以下实验设计表（表中不要留空格）。
实验编号
初始pH
废水样品体积/mL
草酸溶液体积/mL
蒸馏水体积/mL
①
4
60
10
30
②
5
60
10
30
③
5
60
测得实验①和②溶液中的Cr2O浓度随时间变化关系如图所示。
（2）上述反应后草酸被氧化为________（填化学式）。
（3）实验①和②的结果表明______________________________________；实验①中0～t1时间段反应速率v（Cr3＋）＝________mol·L－1·min－1（用代数式表示）。
（4）该课题组对铁明矾[Al2Fe（SO4）4·24H2O]中起催化作用的成分提出如下假设，请你完成假设二和假设三：
假设一：
Fe2＋起催化作用；假设二：
_________________________；假设三：
_________________________；
（5）请你设计实验验证上述假设一，完成下表中内容。
[除了上述实验提供的试剂外，可供选择的药品有K2SO4、FeSO4、K2SO4·Al2（SO4）3·24H2O、Al2（SO4）3等。
溶液中Cr2O的浓度可用仪器测定]
实验方案（不要求写具体操作过程）
预期实验结果和结论
5．一定温度下，将1molN2O4充入体积为1L的密闭容器中，反应3s后，NO2的物质的量为0.6mol，则0～3s内的平均反应速率v（N2O4）＝________mol·L－1·s－1。
6.COCl2的分解反应为COCl2（g）===Cl2（g）＋CO（g） ΔH＝＋108kJ·mol－1。
反应体系达到平衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示（第10min到14min的COCl2浓度变化曲线未示出）：
①计算反应在第8min时的平衡常数K＝____________；
②比较第2min反应温度T
（2）与第8min反应温度T（8）的高低：
T
（2）________T（8）（填“<”、“>”或“＝”）；
③若12min时反应于温度T（8）下重新达到平衡，则此时c（COCl2）＝________mol·L－1；
④比较产物CO在2～3min、5～6min和12～13min时平均反应速率[平均反应速率分别以v（2～3）、v（5～6）、v（12～13）表示]的大小_________________________________；
⑤比较反应物COCl2在5～6min和15～16min时平均反应速率的大小：
v（5～6）________v（15～16）（填“<”、“>”或“＝”），原因是____________________________________________________________________。
课后作业
一、单项选择题
1．某合作小组同学将钢片加入稀硝酸中，发现开始时反应非常慢，一段时间后反应速率明显加快。
该实验中反应速率明显加快的原因可能是（ ）
A．反应物接触面积增大B．压强增大
C．生成物的催化作用D．反应放热导致温度升高
2．已知反应4NH3＋5O2
4NO＋6H2O，若反应速率分别用v（NH3）、v（O2）、v（NO）、v（H2O）表示，则下列正确的关系是（ ）
A.v（NH3）＝v（O2）B.v（O2）＝v（H2O）C.v（NH3）＝v（H2O）D.v（O2）＝v（NO）
3．将等物质的量的A、B混合于2L的恒容密闭容器中，发生如下反应：
3A（g）＋B（g）
xC（g）＋2D（g），经5min后，测得D的量为1mol，C的平均反应速率是0.1mol·L－1·min－1。
则x的值为（ ）
A．1B．2C．3D．4
4．把镁条直接投入到盛有盐酸的敞口容器中，产生H2的速率如图所示，在下列因素中，影响反应速率的因素是（ ）
①盐酸的浓度 ②镁条的表面积 ③溶液的温度 ④Cl－的浓度
A．①④B．③④C．①②③D．②③
5．对于反应2SO2（g）＋O2（g）
2SO3（g），能增大正反应速率的措施是（ ）
A．通入大量的O2B．增大容器容积C．移去部分SO3D．降低体系温度
6．已知某化学实验的结果如下表：
实验序号
反应物
在相同温度下测得的反应速率v/mol·L－1·min－1
大小相同的金属片
酸溶液
1
镁条
1mol·L－1盐酸
v1
2
铁片
1mol·L－1盐酸
v2
3
铁片
0.1mol·L－1盐酸
v3
下列结论正确的是（ ）
A．v1＞v2＞v3B．v3＞v2＞v1C．v1＞v3＞v2D．v2＞v3＞v1
7．一定温度下，向容积为2L的密闭容器中通入两种气体，发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如下图所示，对该反应的推断合理的是（ ）
A．该反应的化学方程式为3B＋4D
6A＋2C
B．反应进行到1s时，v（A）＝v（D）
C．反应进行到6s时，B的平均反应速率为0.05mol·L－1·s－1
D．反应进行到6s时，各物质的反应速率相等
8．可逆反应mA（g）＋nB（g）
pC（g）＋gD（g）的v－t图像如图甲所示，若其他条件都不变，只是在反应前加入合适的催化剂，则其v－t图像如图乙所示。
①a1＝a2 ②a1＜a2 ③b1＝b2 ④b1＜b2 ⑤t1＞t2⑥t1＝t2 ⑦两图中阴影部分面积相等 ⑧图Ⅱ中阴影部分面积更大，以上所列正确的为（ ）
A．②④⑤⑦B．②④⑥⑧C．②③⑤⑦D．②③⑥⑧
二、双项选择题
9．下列说法正确的是（ ）
A．参加反应的物质的性质是影响化学反应速率的主要因素
B．光是影响某些化学反应速率的外界条件之一
C．决定化学反应速率的主要因素是浓度
D．不管什么反应，增大浓度、加热、加压、使用催化剂都可以加快反应速率
10．一定温度下，在2L密闭容器中加入纳米级Cu2O并通入0.1molH2O（g），发生反应：
2H2O（g）===2H2（g）＋O2（g） ΔH＝＋484kJ·mol－1，不同时间产生O2的物质的量见下表：
时间/min
20
40
60
80
n（O2）/mol
0.0010
0.0016
0.0020
0.0020
下列说法正确的是（ ）
A．前20min内的反应速率v（H2O）＝5.0×10－5mol·L－1·min－1
B．达到平衡时，至少需要从外界吸收能量0.968kJ
C．增大c（H2O），可以提高水的分解率
D．催化效果与Cu2O颗粒的大小无关
三、非选择题
11．利用催化剂可使NO和CO发生反应：
2NO（g）＋2CO（g）
2CO2（g）＋N2（g） ΔH＜0。
已知增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率。
为了分别验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面的表中。
实验编号
T（℃）
NO初始浓度（mol·L－1）
CO初始浓度（mol·L－1）
催化剂的比表面积（m2·g－1）
Ⅰ
280
1.2×10－3
5.8×10－3
82
Ⅱ
1.2×10－3
124
Ⅲ
350
82
（1）请填全表中的各空格；
（2）实验Ⅰ中，NO的物质的量浓度（c）随时间（t）的变化如右图所示。
请在给出的坐标图中画出实验Ⅱ、Ⅲ中NO的物质的量浓度（c）随时间（t）变化的曲线，并标明各曲线的实验编号。
12．一定温度下，在2L的恒容密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示：
（1）从反应开始到10s时，用Z表示的反应速率为________________，X的物质的量浓度减少了________，Y的转化率为________。
（2）该反应的化学方程式为_____________________________________。
（3）10s后的某一时刻（t1）改变了外界条件，其速率随时间的变化图像如图所示。
则下列说法符合该图像的是______。
A．t1时刻，增大了X的浓度B．t1时刻，升高了体系温度
C．t1时刻，缩小了容器体积D．t1时刻，使用了催化剂
13．在一密闭容器中发生反应N2＋3H2
2NH3，达到平衡后，只改变某一个条件时，反应速率与反应时间的关系如图所示。
回答下
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