第七章第1讲化学大一轮步步高答案.docx

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第七章第1讲化学大一轮步步高答案

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樱满唯

第1讲　化学反应速率

[考纲要求]　1.了解化学反应速率的概念、化学反应速率的定量表示方法。

2.了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。

3.理解外界条件（浓度、温度、压强、催化剂等）对化学反应速率的影响，认识并能用相关理论解释其一般规律。

4.了解化学反应速率的调控在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。

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

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）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（×）

（3）化学反应速率为0.8mol·L－1·s－1是指1s时某物质的浓度为0.8mol·L－1（×）

（4）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（×）

（5）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（√）

（6）根据反应速率的大小可以判断化学反应进行的快慢（√）

题组一　“v＝

”的应用

1.

一定温度下，在2L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10s时，v（Z）＝__________________________________________。

（2）反应的化学方程式为__________________________________________________。

答案　

（1）0.079mol·L－1·s－1

（2）X（g）＋Y（g）2Z（g）

解析　

（1）Δ（Z）＝1.58mol

v（Z）＝

＝0.079mol·L－1·s－1。

（2）ΔX∶ΔY∶ΔZ＝0.79mol∶0.79mol∶1.58mol＝1∶1∶2

所以反应的化学方程式为X（g）＋Y（g）2Z（g）。

2．在一密闭容器中充入一定量的N2和O2，在电火花作用下发生反应N2＋O2===2NO，经测定前3s用N2表示的反应速率为0.1mol·L－1·s－1，则6s末NO的浓度为

A．1.2mol·L－1B．大于1.2mol·L－1

C．小于1.2mol·L－1D．不能确定

答案　C

解析　本题考查化学反应速率的计算，意在考查学生对化学反应速率公式的灵活运用能力。

前3s用N2表示的反应速率为0.1mol·L－1·s－1，即用NO表示的反应速率为0.2mol·L－1·s－1，如果3～6s的反应速率仍为0.2mol·L－1·s－1，则NO的浓度为1.2mol·L－1，由于随着反应进行，反应物的浓度减小，反应速率减慢，故应小于1.2mol·L－1。

　1.“===”、“”运用不准确。

2．计算速率时忽略体积，用物质的量变化值除以时间。

3．单位使用不规范，如把amol·L－1·min－1表示为amol/L·min或amol/（Lmin）。

题组二　化学反应速率的大小比较

3．已知反应4CO＋2NO2N2＋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－1

B．v（NO2）＝0.7mol·L－1·min－1

C．v（N2）＝0.4mol·L－1·min－1

D．v（CO2）＝1.1mol·L－1·min－1

答案　C

解析　转化为相同的物质表示的反应速率进行比较，B项v（CO）＝1.4mol·L－1·min－1；C项v（CO）＝1.6mol·L－1·min－1；D项v（CO）＝1.1mol·L－1·min－1，C项反应速率最快。

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－1

B．v（B）＝1.2mol·L－1·s－1

C．v（D）＝0.4mol·L－1·min－1

D．v（C）＝0.1mol·L－1·s－1

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）＝0.2mol·L－1·min－1；D项中对应的v（A）＝3mol·L－1·min－1。

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。

（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aA＋bB===cC＋dD，比较

与

，若

＞

，则A表示的反应速率比B的大。

题组三　“三段式”模板突破化学反应速率的计算

5．可逆反应aA（g）＋bB（g）cC（g）＋dD（g），取amolA和bmolB置于VL的容器中，1min后，测得容器内A的浓度为xmol·L－1。

这时B的浓度为______mol·L－1，C的浓度为______mol·L－1。

这段时间内反应的平均速率若以物质A的浓度变化来表示，应为________________________________________________________________________。

答案　

－

x　v（A）＝（

－x）mol·L－1·min－1

解析　　aA（g）＋bB（g）　　cC（g）＋　dD（g）

起始量molab　00

转化量mol（a－Vx）

·b

·c

·d

1min时molVxb－

·b

·c

·d

所以此时

c（B）＝

mol·L－1＝

mol·L－1，

c（C）＝

mol·L－1＝（

－

）mol·L－1，

v（A）＝

＝（

－x）mol·L－1·min－1。

　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（mol·L－1）abc

转化浓度（mol·L－1）x

某时刻浓度（mol·L－1）a－xb－

c＋

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）

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．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（填“大于”、“小于”或“等于”）。

（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：

____________；

⑧加入CH3COONa固体____________；

⑨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

（2）①增大　②增大　③不变　④不变　⑤增大　⑥增大⑦不变　⑧减小　⑨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。

2．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”

（1）催化剂能降低反应所需的活化能，ΔH也会发生变化（×）

（2）温度、催化剂能改变活化分子的百分数（√）

（3）对于反应A＋BC，改变容器体积，化学反应速率一定发生变化（×）

题组一　浓度与压强对化学反应速率的影响

1．对反应A＋BAB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10mL④0.5mol·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>①

C．①>②>④>③D．①>②>③>④

答案　A

解析　①中c（A）＝c（B）＝

＝0.5mol·L－1；

②中c（A）＝c（B）＝

＝1mol·L－1；

③中c（A）＝c（B）＝

＝0.05mol·L－1；

④中c（A）＝c（B）＝

＝0.25mol·L－1；

在其他条件一定的情况下，浓度越大，反应速率越大，所以反应速率由大到小的顺序为②>①>④>③。

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：

__________。

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。

题组二　外界条件对反应速率影响的综合判断

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（　　）

选项

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

答案　D

解析　本题考查化学反应速率，意在考查学生分析外界条件对化学反应速率的影响。

结合选项知混合液的体积都为20mL，但选项D中反应温度最高、反应物Na2S2O3的浓度最大，其反应速率最大，故最先看到浑浊（有硫单质生成）。

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（　　）

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等于2.5mol·L－1

D．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2.5mol·L－1，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2.5mol·L－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。

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。

解答此类试题时，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_____________________________________________。

答案　

（1）降低了反应的活化能　

（2）H2O2H＋＋HO

（3）探究浓度对反应速率的影响　向反应物中加入等量同种催化剂（或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中）

（4）碱性环境能增大H2O2分解的速率，酸性环境能减小H2O2分解的速率

解析　

（1）加入催化剂，能降低反应的活化能，使更多的分子成为活化分子，从而加快化学反应速率。

（2）常温下，H2O2的pH约为6，则H2O2为弱酸，其电离方程式为H2O2H＋＋HO

。

（3）实验①、②中均没有使用催化剂，只是增大了H2O2的浓度，故实验①、②的目的是探究浓度对化学反应速率的影响。

因实验过程中现象不明显，可采用升温或使用同种催化剂的方法加快反应速率来达到实验目的。

（4）实验③、④、⑤中H2O2的浓度相同，并加入相同量的同种催化剂，而改变的条件是④中酸性增强，⑤中碱性增强。

通过相同时间内产生O2的快慢（⑤>③>④）可得出如下结论：

溶液的碱性增强，能加快H2O2的分解，而溶液的酸性增强，能减慢H2O2的分解。

2．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。

编号

H2C2O4溶液

酸性KMnO4溶液

温度℃

浓度/（mol·L－1）

体积/mL

浓度/（mol·L－1）

体积/mL

①

0.10

2.0

0.010

4.0

25

②

0.20

2.0

0.010

4.0

25

③

0.20

2.0

0.010

4.0

50

（1）已知反应后H2C2O4转化为CO2逸出，KMnO4溶液转化为MnSO4，每消耗1molH2C2O4转移________mol电子。

为了观察到紫色褪去，H2C2O4与KMnO4初始的物质的量需要满足的关系为n（H2C2O4）∶n（KMnO4）≥__________________________。

（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），可探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验编号是____________。

（3）实验①测得KMnO4溶液的褪色时间为40s，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）＝________

mol·L－1·min－1。

（4）已知50℃时c（MnO

）～反应时间t的变化曲线如图。

若保持其他条件不变，请在坐标图中，画出25℃时c（MnO

）～t的变化曲线示意图。

答案　

（1）2　2.5　

（2）②和③　①和②　（3）0.010（或1.0×10－2）

（4）

解析　

（1）H2C2O4中碳的化合价是＋3价，CO2中碳的化合价为＋4价，故每消耗1molH2C2O4转移2mol电子，配平反应方程式为2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O，为保证KMnO4完全反应，c（H2C2O4）∶c（KMnO4）≥2.5。

（2）探究温度对反应速率的影响，则浓度必然相同，则为编号②和③；同理探究浓度对反应速率的影响的实验是①和②。

（3）v（KMnO4）＝（0.010mol·L－1×

）÷（

）＝0.010mol·L－1·min－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℃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”。

探究高考　明确考向

全国卷Ⅰ、Ⅱ高考题调研

1．（2014·新课标全国卷Ⅰ，9）已知分解1molH2O2放出热量98kJ，在含少量I－的溶液中，H2O2分解的机理为

H2O2＋I－―→H2O＋IO－　　　　慢

H2O2＋IO－―→H2O＋O2＋I－　　快

下列有关该反应的说法正确的是（　　）

A．反应速率与I－浓度有关

B．IO－也是该反应的催化剂

C．反应活化能等于98kJ·mol－1

D．v（H2O2）＝v（H2O）＝v（O2）

答案　A

解析　A项，将题给两个反应合并可得总反应为2H2O2===2H2O＋O2↑，该反应中I－作催化剂，其浓度的大小将影响该反应的反应速率；B项，该反应中IO－是中间产物，不是该反应的催化剂；C项，反应的活化能表示一个化学反应发生所需要的最小能量，分解1molH2O2放出98kJ热量，不能据此判断该反应的活化能；D项，由反应速率与对应物质的化学计量数的关系可知v（H2O2）＝v（H2O）＝2v（O2）。

2．[2012·新课标全国卷，27（4）]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_____________________。

答案　①0.234mol·L－1　②<　③0.031

④v（5～6）>v（2～3）＝v（12～13）　⑤>　在相同温度时，该反应的反应物浓度越高，反应速率越大

解析　①根据图像得出以下数据：

　　　　　　COCl2（g）===Cl2（g）＋CO（g）　ΔH＝＋108kJ·mol－1

开始mol·L－10.0550.095000.07

8minmol·L－10.040.11 0.085

K＝

＝

mol·L－1≈0.234mol·L－1。

②2min和8min时反应都处于平衡状态，在4min时生成物浓度都增大，反应物浓度减小，则改变的条件是升高温度，故T

（2）

③设12min时COCl2的平衡浓度为x。

由于12min时反应在温度T（8）下达到平衡，则由平衡常数定义得

K＝

＝

mol·L－1

＝0.234mol·L－1

解得x≈0.031mol·L－1。

④分析图像表示的意义，根据图像可得出平均反应速率为v（5～6）>v（2～3）＝v（12～13）。

⑤分析图像可知反应在5～6min和15～16min时，反应温度相同，因为在相同温度时，该反应的反应物浓度越高，反应速率越大，故v（5～6）>v（15～16）。

各省市高考题调研

1．（2014·北京理综，12）一定温度下，10mL0.40mol·L－1H2O2溶液发生催化分解。

不同时刻测得生成O2的体积（已折算为标准状况）如下表。

t/min

0

2

4

6

8

10

V（O2）/mL

0.0

9.9

17.2

22.4

26.5

29.9

下列叙述不正确的是（溶液体积变化忽略不计）（　　）

A．0～6min的平均反应速率：

v（H2O2）≈3.3×10－2mol·L－1·min－1

B．6～10min的平均反应速率：

v（H2O2）<3.3×10－2mol·L－1·min－1

C．反应到6min时，c（H2O2）＝0.30mol·L－1

D．反应到6min时，H2O2分解了50%

答案　C

解析　2H2O2

2H2O＋O2↑

A项，6min时，生成O2的物质的量n（O2）＝

＝1×10－3mol，依据反应方程式，消耗n（H2O2）＝2×10－3mol，所以0～6min时，v（H2O2）＝

≈3.3×10－2mol·L－1·min－1，正确；B项，6～10mi