2021版浙江高考选考化学一轮复习教师用书：专题71第一单元　化学反应速率


第一单元　化学反应速率
[考点分布]
知识内容
考试
要求
2016年
2017年
2018年
2019年
2020年
4月
10月
4月
11月
4月
11月
4月
1月
(1)化学反应速率及其简单计算
b
T18
T21
T21




T21
(2)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
b
T30(1)
T21
T12、T21
T30(一)
T22
T14、T22
T30(一)(3)
T17、T22、T30(3)③



(3)活化分子、活化能、有效碰撞的概念
a



T30(一)



T22
(4)碰撞理论
b

T30(2)






(5)实验数据的记录与处理
c

T31
T21
T30(一)(3)




　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
表达式：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。

题组一化学反应速率的概念及简单计算
1．下列说法不正确的是(　　)
A．化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的浓度变化来表示
B．用不同物质的浓度变化表示同一时间内、同一反应的速率时，其数值之比等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比
C．化学反应速率的单位由时间单位和浓度单位决定
D．在反应过程中，反应物的浓度逐渐变小，所以用反应物表示的化学反应速率为负值
解析：选D。化学反应速率是用单位时间内反应物或生成物浓度的变化量来表示的，无论用反应物还是用生成物表示化学反应速率都为正值。
2．(2020·杭州高二月考)某温度时，2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)反应2 s后，NO的浓度减少了0.06 mol·L－1，则以O2表示该时段的化学反应速率是(　　)
A．0.03 mol·L－1·s－1　　 B．0.015 mol·L－1·s－1
C．0.12 mol·L－1·s－1 D．0.06 mol·L－1·s－1
解析：选B。化学反应速率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，表达式v＝，由表达式计算可得： v(NO)＝＝＝0.03 mol·L－1·s－1，根据同一化学反应中各物质的反应速率之比等于反应方程式中化学计量数之比，v(NO)∶v(O2)＝2∶1，即0.03 mol·L－1·s－1∶v(O2)＝2∶1，则v(O2)＝0.015 mol·L－1·s－1，B正确。
3．(2016·浙江4月选考，T18)X(g)＋3Y(g)2Z(g)　ΔH＝－a kJ·mol－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(　　)
A．10 min内，Y的平均反应速率为0.03 mol·L－1·s－1
B．第10 min时，X的反应速率为0.01 mol·L－1·min－1
C．10 min内，消耗0.2 mol X，生成0.4 mol Z
D．10 min内，X和Y反应放出的热量为a kJ
答案：C
题组二化学反应速率的大小比较
4．(2020·浙江名校联考)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)＝0.5 mol·L－1·min－1
B．v(B)＝1.2 mol·L－1·s－1
C．v(D)＝0.4 mol·L－1·min－1
D．v(C)＝0.1 mol·L－1·s－1
解析：选D。本题可以采用归一法进行求解，通过方程式的化学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化学反应速率进行比较，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 mol·L－1·min－1；D项中对应的v(A)＝3 mol·L－1·min－1。
5．(2020·宁波十校联考)稀土是重要的战略资源，素有“工业味精”的美誉。在氧化钕(Nd2O3)等稀土催化剂的作用下可发生反应：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)＝1.5 mol·L－1·min－1
B．v(NO2)＝0.7 mol·L－1·min－1
C．v(N2)＝0.4 mol·L－1·min－1
D．v(CO2)＝1.1 mol·L－1·min－1
解析：选C。转化为相同的物质进行比较：B项v(CO)＝1.4 mol·L－1·min－1，C项v(CO)＝1.6 mol·L－1·min－1，D项v(CO)＝1.1 mol·L－1·min－1，C项表示的反应速率最快。
6．用纯净的CaCO3与100 mL稀盐酸反应制取CO2，实验过程记录如图所示(CO2的体积已折算为标准状况下的体积)。下列分析正确的是(　　)

A．OE段的平均反应速率最快
B．EF段，用盐酸表示该反应的平均反应速率为0.4 mol/(L·min)
C．OE、EF、FG三段中，该反应用二氧化碳表示的平均反应速率之比为2∶6∶7
D．F点收集到的CO2的量最多
解析：选B。OE段、EF段、FG段中生成的CO2分别为0.01 mol、0.02 mol、0.005 mol，则消耗HCl的量分别为0.02 mol、0.04 mol、0.01 mol，用HCl表示的反应速率分别为0.2 mol/(L·min)、0.4 mol/(L·min)、0.1 mol/(L·min)，所以EF段的平均反应速率最快，G点收集到的CO2的量最多。

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)换算成用同一物质表示的反应速率，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＞，则用A表示的反应速率比B的大。
　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：在化学反应中，能量较高、能够发生有效碰撞的分子。
②活化能
概念：活化分子的平均能量与所有分子的平均能量之差。

上图中：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


题组一影响化学反应速率的因素
1．(2018·浙江4月选考，T22)某工业流程中，进入反应塔的混合气体中NO和O2的物质的量分数分别为0.10 和0.06，发生化学反应2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)，在其他条件相同时，测得实验数据如下表：
压强/
(×105 Pa)
温度/℃
NO达到所列转化率需要时间/s
50%
90%
98%
1.0
30
12
250
2 830
90
25
510
5 760
8.0
30
0.2
3.9
36
90
0.6
7.9
74
根据表中数据，下列说法正确的是(　　)
A．升高温度，反应速率加快
B．增大压强，反应速率变慢
C．在1.0×105 Pa、90 ℃条件下，当转化率为98%时反应已达平衡
D．若进入反应塔的混合气体为a mol，反应速率以v＝Δn/Δt表示，则在8.0×105 Pa、30 ℃条件下，转化率从50%增至90%时段NO的反应速率为4a/370 mol·s－1
解析：选D。A项中，由图表可知，相同压强时，升高温度，达到相同转化率，需要的时间多，即升高温度，反应速率减慢，不正确；B项中，根据表格中的信息，相同温度时，增大压强，NO达到所列转化率需要时间缩短，化学反应速率加快，不正确；C项中，根据表格中的信息，无法判断在1.0×105 Pa、90 ℃条件下，当转化率为98%时反应已达平衡，不正确；D项中，若进入反应塔的混合气体为a mol，其中NO为0.1a mol，转化率从50%增至90%时NO反应了0.1a×40% mol，所以反应速率以v＝Δn/Δt表示，则在8.0×105 Pa、30 ℃条件下NO的反应速率为4a/370 mol·s－1，正确。
2．(2017·浙江4月选考，T21)对水样中溶质M的分解速率影响因素进行研究。在相同温度下，M的物质的量浓度(mol·L－1)随时间(min)变化的有关实验数据见下表。
　　　时间
水样　　　
0
5
10
15
20
25
Ⅰ(pH＝2)
0.40
0.28
0.19
0.13
0.10
0.09
Ⅱ(pH＝4)
0.40
0.31
0.24
0.20
0.18
0.16
Ⅲ(pH＝4)
0.20
0.15
0.12
0.09
0.07
0.05
Ⅳ(pH＝4，
含Cu2＋)
0.20
0.09
0.05
0.03
0.01
0
下列说法不正确的是(　　)
A．在0～20 min内，Ⅰ中M的分解速率为0.015 mol·L－1·min－1
B．水样酸性越强，M的分解速率越快
C．在0～25 min内，Ⅲ中M的分解百分率比Ⅱ大
D．由于Cu2＋存在，Ⅳ中M的分解速率比Ⅰ快
答案：D
3．(2019·浙江4月选考，T22)高温高压液态水具有接近常温下弱酸的c(H＋)或弱碱的c(OH－)，油脂在其中能以较快的反应速率水解。与常温常压水相比，下列说法不正确的是(　　)
A．高温高压液态水中，体系温度升高，油脂水解反应速率加快
B．高温高压液态水中，油脂与水的互溶能力增强，油脂水解反应速率加快
C．高温高压液态水中，c(H＋)增大，可催化油脂水解反应，且产生的酸进一步催化水解
D．高温高压液态水中的油脂水解，相当于常温下在体系中加入了相同c(H＋)的酸或相同c(OH－)的碱的水解
答案：D

分析外界因素对化学反应速率的影响时要注意以下几点：
1．对于固体和纯液体反应物，其浓度可视为常数，改变其用量反应速率不变。
2．压强对反应速率的影响有以下几种情况(对有气体参加的反应)：
(1)恒温时，缩小体积压强增大浓度增大反应速率加快。
(2)恒容时
①充入气体反应物浓度增大反应速率加快。
②充入惰性气体总压增大，但各气体物质的量浓度不变，反应速率不变。
(3)恒压时，充入惰性气体体积增大各气体物质的量浓度减小反应速率减慢。
3．温度改变对任何反应的速率都有影响。
题组二外界条件对反应速率影响的综合判断
4．(2020·丽水校级期末)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
镁片
1 mol·L－1盐酸
v1
2
铁片
1 mol·L－1盐酸
v2
3
铁片
0.1 mol·L－1盐酸
v3
下列结论正确的是(　　)
A．v1>v2>v3　　　　　　 B．v3>v2>v1
C．v1>v3>v2 D．v2>v3>v1
解析：选A。影响化学反应速率的主要因素是反应物自身的性质，由于镁的活动性比铁强，所以与相同浓度的盐酸反应时，镁的反应速率大；反应物浓度也影响反应速率，在一定范围内，反应速率与反应物浓度成正比，故v2>v3。
5．为了探究反应速率的影响因素，某同学通过碳酸钙与稀盐酸的反应，绘制出收集到的CO2体积与反应时间的关系图(0～t1、t1～t2、t2～t3的时间间隔相等)。下列说法正确的是(　　)

A．0～t1时间段，CO2的化学反应速率v＝(mol·L－1·min－1)
B．t1～t2与0～t1比较，反应速率加快的原因可能是产生的CO2气体增多
C．根据(V3－V2)