新高考化学一轮复习精品课件 第8章 第44讲　化学反应速率及影响因素 (含解析)

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考点一　 化学反应速率及表示方法
考点二　 影响化学反应速率的因素
真题演练 明确考向
化学反应速率及表示方法
1.化学反应速率(1)
(2)各物质的化学反应速率之比＝ 之比。如mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，vA∶vB∶vC∶vD＝ 。
单位时间内反应物浓度的减小
ml·L－1·s－1或ml/(L·s)
(3)注意事项①化学反应速率一般指平均速率而不是某一时刻的瞬时速率，且无论用反应物还是用生成物表示均取正值。②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。③固体或纯液体的浓度视为常数，不能用固体或纯液体的浓度变化计算化学反应速率。
2.应用“三段式”计算化学反应速率列起始量、转化量、某时刻量，再根据定义式或比例关系计算。对于反应mA(g)＋nB(g) pC(g)，起始时A的浓度为a ml·L－1，B的浓度为b ml·L－1，C的浓度为c ml·L－1，反应进行至t1 s时，A消耗了x ml·L－1，则化学反应速率的计算如下：　　　　　　　　　　mA(g)＋nB(g) pC(g)起始浓度/(ml·L－1) 　a 　　 b 　　 c转化浓度/(ml·L－1) 　x 　　 ____　　 ___　t1 s时浓度/(ml·L－1) a－x 　______　 ______则v(A)＝_______________，v(B)＝_______________，v(C)＝__________________。
1.对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象越明显(　　)
3.化学反应速率为0.8 ml·L－1·s－1是指1 s时某物质的浓度为0.8 ml·L－1(　　)4.同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，数值越大，表示化学反应速率越快(　　)
一、化学反应速率的概念及基本计算1.一定温度下反应：4A(s)＋3B(g) 2C(g)＋D(g)，经2 min，B的浓度减少0.6 ml·L－1，对此反应速率的表示正确的是A.用A表示的反应速率是0.4 ml·L－1·min－1B.分别用B、C、D表示反应速率，其比值是1∶2∶3C.在2 min末的反应速率，用B表示为0.3 ml·L－1·min－1D.在这2 min内用B和C表示的瞬时速率的值都是逐渐减小的
A是固体，不能用其浓度的变化来表示反应速率；vB＝0.3 ml·L－1·min－1，表示2 min内的平均反应速率，在2 min末的速率为瞬时速率；在反应过程中B的浓度逐渐减小，故A、B反应生成C、D的瞬时速率也逐渐减小。
2.一定条件下，在体积为10 L的固定容器中发生反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，反应过程如图。下列说法不正确的是A.t1 min时，正、逆反应速率相等B.X曲线表示NH3的物质的量随时间的变化关系C.0～8 min，H2的平均反应速率v(H2)＝0.011 25 ml· L－1·min－1D.10～12 min，N2的平均反应速率v(N2)＝0.002 5 ml· L－1·min－1
t1 min时，反应没有达到平衡状态，正、逆反应速率不相等，A项错误；根据图像可知，在0～8 min内，X增加了0.6 ml，Y减少了0.9 ml，X、Y变化的物质的量之比为2∶3，则X曲线表示NH3的物质的量随时间的变化关系，Y曲线表示H2的物质的量随时间的变化关系，B项正确；
①v(CO)＝1.5 ml·L－1·min－1②v(NO2)＝0.7 ml·L－1·min－1③v(N2)＝0.4 ml·L－1·min－1④v(CO2)＝1.1 ml·L－1·min－1⑤v(NO2)＝0.01 ml·L－1·s－1请比较上述5种情况反应的快慢：___________________(由大到小的顺序)。
在不同条件下，用CO表示的反应速率：②v(CO)＝2v(NO2)＝1.4 ml·L－1·min－1；③v(CO)＝4v(N2)＝1.6 ml·L－1·min－1；④v(CO)＝v(CO2)＝1.1 ml·L－1·min－1；⑤v(CO)＝2v(NO2)＝0.02 ml·L－1·s－1＝1.2 ml·L－1·min－1，故反应的快慢为③>①>②>⑤>④。
化学反应速率大小的比较方法
二、用其他物理量的变化表示的化学反应速率的计算4.温度为T1时，2 g某合金4 min内吸收氢气240 mL，吸氢速率v＝_____mL·g－1·min－1。
5.工业制硫酸的过程中，SO2(g)转化为SO3(g)是关键的一步，550 ℃时，在1 L的恒温容器中，反应过程中的部分数据见下表：
若在起始时总压为p0 kPa，反应速率若用单位时间内分压的变化表示，气态物质分压＝总压×气态物质的物质的量分数，则10 min内SO2(g)的反应速率v(SO2)＝____ kPa·min－1。
列出三段式　　　　　　 2SO2(g)＋ O2(g) 2SO3(g)初始/ml 　　 4　　　 2 　　　 0 转化/ml　　　2　　　 1　　　　 210 min时/ml　 2　　　 1　　　　 2
影响化学反应速率的因素
1.内因反应物 是主要因素。如相同条件下Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为Mg Al。
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(必须具有足够的能量)。②活化能：如图
图中：E1表示 ，使用催化剂时的活化能为 ，反应热为 (注：E2表示活化分子变成生成物分子放出的能量)。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条件→活化分子→有效碰撞→反应速率变化
1.催化剂参与化学反应，改变了活化能，但反应前后物理和化学性质保持不变(　　)2.升温时吸热反应速率增大，放热反应速率减小(　　)3.一定量的锌与过量的稀硫酸反应制取氢气，滴入少量硫酸铜与醋酸钠均能够提高反应速率(　　)4.增大反应物的浓度，能够增大活化分子的百分数，所以反应速率增大(　　)5.100 mL 2 ml·L－1盐酸与锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率不变(　　)
一、影响化学反应速率的因素1.下列措施可以增大化学反应速率的是__________(填序号)。①Al在氧气中燃烧生成Al2O3，将Al片改成Al粉②Fe与稀硫酸反应制取H2时，改用98%浓硫酸③H2SO4与BaCl2溶液反应时，增大压强
⑤Na与水反应时，增大水的用量⑥2H2O2===2H2O＋O2↑反应中，加入少量MnO2⑦H2与Cl2混合后光照
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：_______，原因是_____________________________________________________。(2)恒容充入N2：______。(3)恒容充入He：_______，原因是____________________________。(4)恒压充入He：______。
单位体积内，活化分子数目增加，有效
单位体积内活化分子数不变
惰性气体对反应速率的影响
二、用控制变量法探究影响化学反应速率的因素3.为了研究一定浓度Fe2＋的溶液在不同条件下被氧气氧化的氧化率，实验结果如图所示，判断下列说法正确的是A.pH越小，氧化率越小B.温度越高，氧化率越小C.Fe2＋的氧化率仅与溶液的pH和温度有关D.实验说明降低pH、升高温度有利于提高Fe2＋的氧化率
由②③可知，温度相同时，pH越小，氧化率越大，由①②可知，pH相同时，温度越高，氧化率越大，A、B错误；Fe2＋的氧化率除受pH、温度影响外，还受其他因素影响，如浓度等，C错误。
4.已知：2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===2MnSO4＋K2SO4＋10CO2↑＋8H2O。某化学小组欲探究H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应过程中浓度、温度对化学反应速率的影响，进行了如下实验(忽略溶液体积变化)：
下列说法不正确的是A.V1＝1，V2＝2B.设计实验Ⅰ、Ⅲ的目的是探究温度对反应速率的影响C.实验计时是从溶液混合开始，溶液呈紫红色时结束D.实验Ⅲ中用酸性KMnO4溶液的浓度变化表示的反应速率v(KMnO4)＝0.01 ml·L－1· min－1
实验Ⅰ和实验Ⅱ反应温度相同，实验Ⅱ中加入了1 mL水，根据控制变量法的原则，溶液总体积应保持不变，因而V1＝1，类比分析可得V2＝2，A正确；实验Ⅰ、Ⅲ的温度不同，其他条件相同，因而设计实验Ⅰ、Ⅲ的目的是探究温度对反应速率的影响，B正确；酸性KMnO4溶液呈紫红色，由表中数据可知，草酸溶液过量，KMnO4可反应完全，因而可以用颜色变化来判断反应终点，即实验计时是从溶液混合开始，溶液紫红色刚好褪去时结束，C错误；
5.可逆反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)是工业上制取H2SO4的重要反应。(1)在恒压条件下，该反应分组实验的有关条件如下表：
已知Ⅰ、Ⅱ两组实验过程中，SO3气体的体积分数φ(SO3)随时间t的变化曲线如图所示。①Ⅱ组与Ⅰ相比不同的条件是______________________________。
使用催化剂(其他合理答
由题意可知，两组实验的压强、温度和起始浓度均相同，而由曲线图可看出，Ⅱ组实验的反应速率快，所以Ⅱ组具备的其他条件是使用了催化剂，加快了化学反应速率。
②将Ⅰ组实验中温度变为800 ℃，则φ(SO3)达到a%所需时间________t1(填“小于”“大于”或“等于”)。
温度升高后，化学反应速率加快，所以φ(SO3)达到a%所需的时间比原来短。
(2)向四个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的SO2和O2，开始反应时，按反应速率由大到小排列的是_____(填字母)。甲：在500 ℃时，10 ml SO2和10 ml O2反应乙：在500 ℃时，用V2O5作催化剂，10 ml SO2和10 ml O2反应丙：在450 ℃时，8 ml SO2和5 ml O2反应丁：在500 ℃时，8 ml SO2和5 ml O2反应A.甲、乙、丙、丁 B.乙、甲、丙、丁C.乙、甲、丁、丙 D.丁、丙、乙、甲
关于“控制变量法”题目的解题策略
1.(2022·浙江6月选考，20)恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解反应：2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)，测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化，如下表所示，下列说法不正确的是
A.实验①，0～20 min，v(N2)＝1.00×10－5 ml·L－1·min－1B.实验②，60 min时处于平衡状态，x≠0.40C.相同条件下，增加氨气的浓度，反应速率增大D.相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大
催化剂表面积大小只影响反应速率，不影响平衡，实验③中氨气的初始浓度与实验①一样，则实验①达平衡时氨气浓度为4.00×10－4 ml·L－1，而恒温恒容条件下，实验②相对于实验①为减小压强，平衡正向移动，因此实验②60 min时处于平衡状态，x0, 下列叙述正确的是A.加入少量W，逆反应速率增大B.升高温度，正反应和逆反应速率都增大C.在容器中加入氦气，压强增大，反应速率增大D.将容器的体积压缩，可增大活化分子的百分数，有效碰撞次数增大
升温，正、逆反应速率均增大，B正确；体积一定时加入氦气，物质的量浓度不变，不影响反应速率，C错误；压缩体积，单位体积内的活化分子数增大，但活化分子百分数不变，D错误。
5.下列说法正确的是①活化分子间的碰撞一定能发生化学反应　②普通分子有时也能发生有效碰撞　③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　④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　⑤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　⑥化学反应实质是活化分子有合适取向时的有效碰撞A.①②⑤ B.③④⑥C.③④⑤⑥ D.②③④
①活化分子间的碰撞不一定为有效碰撞，不一定发生化学反应，错误；②普通分子间的碰撞，达不到反应所需的能量，不能发生化学反应，错误；⑤使用催化剂能提高反应速率，原因是降低了活化能，使有效碰撞次数增多，错误；⑥化学反应的实质与化学键有关，活化分子有合适取向时的有效碰撞一定发生化学反应，为化学反应的前提，正确。
6.如图表示某化学反应在使用催化剂(b曲线)和未使用催化剂(a曲线)时，反应进程和能量的对应关系。下列说法一定正确的是A.a与b相比，b的活化能更高B.反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的 总能量C.a与b相比，a中活化分子的百分数更高D.a与b相比，a的反应速率更快
a的活化能更高，A错误；该反应为放热反应，反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量，B正确；a与b相比，b的活化能小，b中活化分子的百分数更高，C错误；a与b相比，b的活化能更小，b的反应速率更快，D错误。
7.在298 K时，实验测得溶液中的反应：H2O2＋2HI===2H2O＋I2，在不同浓度时的化学反应速率如下表，由此可推知当c(HI)＝0.500 ml·L－1，c(H2O2)＝0.400 ml·L－1时的反应速率为
ml·L－1·s－1 ml·L－1·s－ ml·L－1·s－1 ml·L－1·s－1
对比实验1和实验2可知，HI的浓度增大2倍，则反应速率增大2倍，对比实验1和实验4可知，H2O2的浓度增大2倍，则反应速率增大2倍，再对比实验1和3以及实验1和5可以得出结论：反应速率与c(HI)和c(H2O2)的变化成正比，所以当c(HI)＝0.500 ml·L－1，c(H2O2)＝0.400 ml·L－1时，v＝0.007 6 ml·L－1·s－1×5×4＝0.152 ml·L－1·s－1，故选B。
8.(2021·广东，14)反应X===2Z经历两步：①X→Y；②Y→2Z。反应体系中X、Y、Z的浓度c随时间t的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是A.a为c(X)随t的变化曲线B.t1时，c(X)＝c(Y)＝c(Z)C.t2时，Y的消耗速率大于生成速率D.t3后，c(Z)＝2c0－c(Y)
X是唯一的反应物，随着反应的进行，其浓度不断减小，因此，a为c(X)随t的变化曲线，A正确；由图可知，分别代表3种不同物质的曲线相交于t1时刻，因此t1时，c(X)＝c(Y)＝c(Z)，B正确；
由图中信息可知，t2时刻以后，Y的浓度仍在不断减小，说明t2时Y的消耗速率大于生成速率，C正确；由图可知，t3时刻反应①完成，X完全转化为Y，若无反应②发生，则Y的浓度为c0，由于反应②Y→2Z的发生，t3时刻后Y的浓度的变化量为c0－c(Y)，则c(Z)＝2c0－2c(Y)，D不正确。
9.探究2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O反应速率的影响因素，有关实验数据如下表所示：
下列说法不正确的是A.a6.7B.可通过比较收集相同体积的CO2所消耗的时间来判断反应速率的快慢C.用KMnO4表示该反应速率，v(实验3)约为1.5×10－3 ml·L－1·min－1D.用KMnO4表示该反应速率，v(实验3)＜v(实验1)
实验1和实验2中各反应物的浓度都相同，但实验2的温度比实验1高，所以反应速率快，KMnO4溶液褪色的时间短，a6.7，A正确；比较反应速率快慢，既可以利用KMnO4溶液褪色的时间判断，也可以通过比较产生相同体积CO2所消耗的时间来判断，B正确；
通过计算，用KMnO4表示该反应速率，v(实验3)＜v(实验1)，D正确。
10.(2022·辽宁，12)某温度下，在1 L恒容密闭容器中2.0 ml X发生反应2X(s) Y(g)＋2Z(g)，有关数据如下：下列说法错误的是A.1 min时，Z的浓度大于 0.20 ml·L－1B.2 min时，加入0.20 ml Z， 此时v正(Z)