高考化学二轮复习易错题易错点21 化学反应速率（解析版）

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易错题【01】化学反应速率的计算
在解题过程中先写出有关反应的化学方程式；找出各物质的起始量、转化量、某时刻量；根据已知条件列方程式计算。例如，对于反应mA＋nB===pC＋qD，A的浓度为a ml·L－1，B的浓度为b ml·L－1，反应进行至t1 s时，A消耗了x ml·L－1，则反应速率可计算如下：
mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)
eq \a\vs4\al(起始浓度/ml·L－1：) a b 0 0
eq \a\vs4\al(转化浓度/ml·L－1：) x eq \f(nx,m) eq \f(px,m) eq \f(qx,m)
eq \a\vs4\al(某时刻浓度/ml·L－1：) a－x b－eq \f(nx,m) eq \f(px,m) eq \f(qx,m)
则v(A)＝eq \f(x,t1－t0) ml·L－1·s－1，同一反应不同物质的反应速率之间的关系如下：
易错题【02】化学反应速率的比较
同一化学反应中，不同物质来表示化学反应速率时，数值可能不同，需要进行转化。常用以下两种方法：
①看化学反应速率的单位是否一致，若不一致，需转化为同一单位；将不同物质的化学反应速率转化成同一物质的化学反应速率，或分别除去相应物质的化学计量数；标准统一后比较数值大小，数值越大，反应速率越大。
②比值法通过化学反应速率与其对应的化学计量数的比值进行比较，比值大的化学反应速率大。如对于反应aA(g)＋bB(g)⇌cC(g)＋dD(g)，若： eq \f(v（A）,a) ＞ eq \f(v（B）,b) ，则A表示的化学反应速率较大。
易错题【03】催化剂的特点和影响因素
①催化剂具有高度的选择性(或专一性)。一种催化剂并非对所有的化学反应都有催化作用，例如二氧化锰在氯酸钾受热分解中起催化作用，加快化学反应速率，但对其他的化学反应就不一定有催化作用。
②某些化学反应并非只有唯一的催化剂，例如氯酸钾受热分解中能起催化作用的还有氧化镁、氧化铁和氧化铜等。
③绝大多数催化剂都有其活性温度范围，温度过高或过低，催化活性都会降低。
④在有的反应中催化剂参与化学反应，其作用是降低该反应发生所需要的活化能，可以把一个较难发生的反应变成几个较容易发生的化学反应。
⑤催化剂能改变反应的活化能，但不能改变反应的ΔH 。
4.控制变量法探究影响反应速率的因素
(1)确定变量：理清影响实验探究结果的所有因素。
(2)定多变一：在探究时，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，否则无法作出正确判断。
易错题【04】速率常数与化学平衡常数之间的关系
一定温度下， 可逆反应：aA(g)＋bB(g)gG(g)＋hH(g)，达到平衡状态时，v正＝k正 ca(A)·cb(B)，v逆＝k逆·cg(G)·ch(H)，由于平衡时 v正＝v逆，则k正ca(A)·cb(B)＝k逆·cg(G)·ch(H)，所以eq \f(k正,k逆)＝eq \f(cg（G）·ch（H）,ca（A）·cb（B）)＝K。
典例分析
例1、在C(s)＋CO2(g)2CO(g)反应中可使反应速率增大的措施是( )
①减小容器体积使增大压强 ②增加碳的量 ③恒容时通入CO2 ④恒压下充入N2 ⑤恒容下充入N2
A．①③⑤ B．②④ C．①③ D．③⑤
C【解析】该反应为气体参加的反应，增大压强，反应速率加快，①正确；增加碳的量，固体物质的浓度不变不影响化学反应速率，②错误；恒容通入CO2，反应物浓度增大，反应速率加快，③正确；恒压下充入N2，体积增大反应物浓度减小，反应速率减小，④错误；恒容下充入N2，反应物的浓度不变，反应速率不变，⑤错误。
例2、已知反应2NO(g)＋2H2(g)N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－752 kJ·ml－1的反应机理如下：
①2NO(g)N2O2(g) (快)
②N2O2(g)＋H2(g)N2O(g)＋H2O(g) (慢)
③N2O(g)＋H2(g)N2(g)＋H2O(g) (快)
下列有关说法错误的是( )
A．①的逆反应速率大于②的正反应速率
B．②中N2O2与H2的碰撞仅部分有效
C．N2O2和N2O是该反应的催化剂
D．总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大
C【解析】①为快反应，说明反应物的活化能和生成物的活化能都较小，反应更容易发生；②为慢反应，说明反应物的活化能和生成物的活化能都较大，②中反应物的活化能大于①中生成物的活化能，因此①的逆反应速率大于②的正反应速率，A项正确；②反应为慢反应，反应慢说明反应的活化能大，物质微粒发生碰撞时，许多碰撞都不能发生化学反应，因此碰撞仅部分有效，B项正确；反应过程中N2O2和N2O是中间产物，不是催化剂，C项错误；总反应为放热反应，则总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大，D项正确。
例3、(1)某同学设计如下实验方案探究影响锌与稀硫酸反应速率的因素，有关数据如下表所示：
①本实验待测数据可以是_________________________________，
实验Ⅰ和实验Ⅱ可以探究 对锌与稀硫酸反应速率的影响。
②实验Ⅲ和实验Ⅳ的目的是____________________________________，
写出有关反应的离子方程式____________________________________。
(2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下表：
表中Vx＝ ，理由是______________________________。
【答案】(1)①反应结束所需要的时间(或相同条件下产生等体积的氢气所需要的时间) 硫酸浓度
②探究硫酸铜的质量对反应速率的影响 Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
(2)2.0 保证反应物K2S2O8浓度的改变，而其他物质浓度不变
【解析】(1)实验Ⅰ和实验Ⅱ中，锌的质量和状态相同，硫酸的浓度不同，实验Ⅲ和实验Ⅳ中加入硫酸铜，Cu2＋的氧化性强于H＋，首先发生反应Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，生成的铜附着在锌表面，在稀硫酸溶液中构成原电池，加快化学反应速率。但是加入的硫酸铜过多，生成的铜会覆盖在锌表面，阻止锌与稀硫酸进一步反应，产生氢气的速率又会减慢。①本实验待测数据可以是“反应结束所需要的时间”或“相同条件下产生等体积的氢气所需要的时间”，实验Ⅰ和实验Ⅱ可以探究硫酸的浓度对反应速率的影响。②实验Ⅲ和实验Ⅳ加入的硫酸铜的质量不同，可以探究加入硫酸铜的质量与反应速率的关系。(2)实验的目的是探究K2S2O8溶液的浓度对化学反应速率的影响，故应保证每组实验中其他物质的浓度相等，即溶液的总体积相等(即为20.0 mL)，从而可知Vx＝2.0。
例4、将氨氧化法制硝酸过程中氨经催化氧化后的气体(高于800 ℃)急剧冷却到100 ℃以下，一方面除去大量的H2O，使NO(g)和O2(g)发生反应，另一方面温度低有利于生成NO2(g)。
2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的反应历程分两步：
Ⅰ.2NO(g)N2O2(g)(反应快，瞬间达到平衡) ΔH1ⅡD．进程Ⅳ中，Z没有催化作用
14．（2021·湖南·高考真题）铁的配合物离子(用表示)催化某反应的一种反应机理和相对能量的变化情况如图所示：
下列说法错误的是
A．该过程的总反应为
B．浓度过大或者过小，均导致反应速率降低
C．该催化循环中元素的化合价发生了变化
D．该过程的总反应速率由Ⅱ→Ⅲ步骤决定
15．（2022·湖南·邵阳市第一中学三模）最近科学家在发展非金属催化剂实现CO2电催化还原制备甲醇(CH3OH)方向取得重要进展，反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物质用“*”标注。下列说法错误的是
A．得到的副产物有CO和CH2O(甲醛)，其中相对较多的副产物为CO
B．生成副产物CH2O时，反应的活化能较小
C．制备甲醇的主反应速率主要由过程*CO+*OH→*CO+*H2O决定
D．电催化还原制备甲醇过程中，阳极的电势比阴极电势低
16．（2022·湖南省祁阳市第一中学三模）三甲胺是重要的化工原料。我国科学家实现了使用铜催化剂将，二甲基甲酰胺[，简称]转化为三甲胺的合成路线。结合实验与计算机模拟结果，研究单个分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示(*装示物质吸附在铜催化剂上)。下列说法错误的是
A．该历程中只发生了极性键的断裂
B．该历程中的最大能垒(活化能)为
C．铜催化剂的作用之一是吸附反应物形成更稳定的反应中间体
D．若完全转化为三甲胺，则会释放出的能量
17．（2022·广东·普宁市华侨中学二模）某校化学小组探究酸性KMnO4溶液与H2O2溶液反应速率的影响因素。
(1)甲进行了实验I：常温下，向4mL不同浓度的H2O2溶液中滴入一滴溶液[c(H+)=5.0ml/L]，记录如下：
①请写出反应的离子方程式_______。
②对于c(H2O2)增大引起的速率异常现象，根据上述实验结果，甲排除了一种可能，请用化学方程式表示这种可能性_______。
③为了解释c(H2O2)增大到一定浓度后速率减小，乙查得了如下资料：
资料显示：c(H2O2)>0.02ml，H2O2溶液中存在平衡：2H2O2⇌H4O4
请用平衡移动原理解释c(H2O2)=0.0312ml/L速率忽然减小的原因_______。
(2)乙继续进行实验II，并记录如下：
①对于第10滴溶液与H2O2溶液反应速率剧烈变化的原因，乙提出如下假设：_______。
②乙设计实验方案证实了上述假设合理，请补全他的方案：
(3)综合上述实验，对于酸性KMnO4溶液与H2O2溶液反应速率，丙进行了总结。下列因素一定能加快反应速率的是_______。
a.增大KMnO4溶液浓度 b.增大H2O2溶液浓度 c.增大H2SO4浓度
d.加热适当温度 e.加入合适的催化剂
18．（2022·北京·和平街第一中学三模）某小组探究和的反应的氧化还原反应，从电极反应角度分析物质氧化性和还原性的变化规律。
【实验探究】
实验i：向装有0.5g的烧杯中加入20mL30%溶液，一段时间内无明显现象，10小时后，溶液中有少量蓝色浑浊，片表面附着少量蓝色固体。
(1)写出该反应的化学方程式：_______。
【继续探究】
针对该反应速率较慢，小组同学查阅资料，设计并完成了下列实验。
(2)实验ii中：溶液变蓝的原因是_______(用离子反应方程式表示)；经检验产生的气体为氧气，产生氧气的原因是_______。
(3)对比实验i和iii，为探究氨水对的还原性或氧化性的影响，该同学利用如图装置继续实验。
已知：电压大小反映了物质氧化还原性强弱的差异；物质氧化性与还原性强弱差异越大，电压越大。
a.K闭合时，电压为x。
b.向U型管右侧溶液中滴加氨水后，电压不变。
c.继续向U型管左侧溶液中滴加氨水后，电压增大了y。
①利用电极反应解释该实验的结论：_______。
②利用该方法也可证明酸性增强可提高的氧化性，与上述实验操作不同的是_______。
(4)总结：物质氧化性和还原性变化的一般规律是_______。
(5)应用：分别与的盐酸、氢溴酸、氢碘酸混合，只与氢碘酸发生置换反应，试解释原因_______。
19．（2022·江苏·南京市第十三中学模拟预测）工业上常采用Fentn氧化法去除废水中的有机物。
(1)某研究小组向废水中加入，以作催化剂，产生具有强氧化性的羟基自由基()氧化降解水中的有机物(TOC)。
①其他条件一定时，的值对TOC去除效果的影响如图所示：
当TOC的去除率最大时，_______。
②在，其他条件一定时，的加入量对TOC去除效果的影响如图所示，当TOC的去除效果最好时，的物质的量浓度c()=_______。当的加入量大于40mg/L时，TOC去除率反而减小的原因是_______。
(2)我国学者制备了一种介孔二氧化锰负载的催化剂，并将其应用到苯并三唑(，BZA)的降解中，催化机理如下图：
①BZA可以与或结合的原因是_______。
②直接降解BZA的活性氧物种的化学式为_______。
③该过程中分解的途径可用语言描述为_______。
20．（2022·辽宁·高考真题）工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，目前已有三位科学家因其获得诺贝尔奖，其反应为：。回答下列问题：
(1)合成氨反应在常温下_______(填“能”或“不能”)自发。
(2)_______温(填“高”或“低”，下同)有利于提高反应速率，_______温有利于提高平衡转化率，综合考虑催化剂(铁触媒)活性等因素，工业常采用。
针对反应速率与平衡产率的矛盾，我国科学家提出了两种解决方案。
(3)方案一：双温-双控-双催化剂。使用双催化剂，通过光辐射产生温差(如体系温度为时，的温度为，而的温度为)。
下列说法正确的是_______。
a．氨气在“冷Ti”表面生成，有利于提高氨的平衡产率
b．在“热Fe”表面断裂，有利于提高合成氨反应速率
c．“热Fe”高于体系温度，有利于提高氨的平衡产率
d．“冷Ti”低于体系温度，有利于提高合成氨反应速率
(4)方案二：复合催化剂。
下列说法正确的是_______。
a．时，复合催化剂比单一催化剂效率更高
b．同温同压下，复合催化剂有利于提高氨的平衡产率
c．温度越高，复合催化剂活性一定越高
(5)某合成氨速率方程为：，根据表中数据，_______；
在合成氨过程中，需要不断分离出氨的原因为_______。
a．有利于平衡正向移动 b．防止催化剂中毒 c．提高正反应速率
(6)某种新型储氢材料的晶胞如图，八面体中心为M金属离子，顶点均为配体；四面体中心为硼原子，顶点均为氢原子。若其摩尔质量为，则M元素为_______(填元素符号)；在该化合物中，M离子的价电子排布式为_______。
序号
纯锌
粉/g
2.0 ml·L－1
硫酸溶液/mL
温度
/ ℃
硫酸铜
固体/g
加入蒸
馏水/mL
Ⅰ
2.0
50.0
25
0
0
Ⅱ
2.0
40.0
25
0
10.0
Ⅲ
2.0
50.0
25
0.2
0
Ⅳ
2.0
50.0
25
4.0
0
实验
序号
体积V/mL
K2S2O8溶液
水
KI溶液
Na2S2O3溶液
淀粉溶液
①
10.0
0.0
4.0
4.0
2.0
②
9.0
1.0
4.0
4.0
2.0
③
8.0
Vx
4.0
4.0
2.0
时间段/
产物Z的平均生成速率/
0～2
0.20
0～4
0.15
0～6
0.10
c(H2O2)/ml/L
0.0010
0.0015
0.0125
0.0312
0.044
0.0620
完全褪色时间/s
25
15
12
23
60
370
无色气泡
一样多
操作
现象
实验II
往2mL0.2ml/LH2O2溶液中逐滴滴加0.05ml/LKMnO4[c(H+)=5.0ml/L]溶液
第1-9滴溶液滴下，完全褪色所需时间很长；
第10滴溶液滴下迅速褪色。
整个过程中几乎无温度变化。
操作
现象
实验III
往2mL0.2ml/LH2O2溶液中滴入5滴0.05ml/LKMnO4[c(H+)=5.0ml/L]溶液
完全褪色时间为t秒
实验IV
往2mL0.2ml/LH2O2溶液中_______
_______
装置
序号
试剂a
现象
ii
20mL30%与4mL
5ml/L混合液
表面很快生产少量气泡，溶液逐渐变蓝，产生较多气泡
iii
20mL30%与4mL
5ml/L氨水混合液
溶液立即变为深蓝色，产生大量气泡，表面有少量蓝色不溶物
实验
1
m
n
p
q
2
2m
n
p
2q
3
m
n
0.1p
10q
4
m
2n
p
2.828q