高二化学期末专题复习（选择性必修1）期末专题复习三 化学反应速率与影响因素（详细解析）

期末专题复习三化学反应速率与影响因素【感知高考】1.[2020·浙江1月选考，21]一定温度下，在2L的恒容密闭容器中发生反应A(g)＋2B(g)3C(g)。反应过程中的部分数据如下表所示：n/molt/minn(A)n(B)n(C)02.02.4050.9101.6151.6下列说法正确的是()A.0～5min用A表示的平均反应速率为0.09mol·L－1·min－1B.该反应在10min后才达到平衡C.平衡状态时，c(C)＝0.6mol·L－1D.物质B的平衡转化率为20%【知识梳理】1．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或生成物浓度的来表示。(2)数学表达式及单位：v＝eq\f(Δc,Δt)，单位为或。(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，但反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的之比。如在反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)中，存在v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝。2．化学反应速率的测定(1)测定原理：测定不同反应时刻反应物或生成物的，可通过观察和测量体系中的某一物质的相关性质，再进行适当的转换和计算达到测定目的。(2)测定方法①量气法：对于反应2H2O2=2H2O＋O2↑，CaCO3＋2HCl=CaCl2＋CO2↑＋H2O等有气体生成的反应，可测量反应在一定温度和压强下释放出来的气体的。②比色法：有些反应物(或生成物)有颜色，随着反应的进行，溶液的颜色不断变化，可以用的方法测定溶液的颜色深浅，换算成反应物(或生成物)在不同反应时刻的浓度。3．影响化学反应速率的因素(1)决定化学反应速率的根本因素(即内因)是。如金属与水反应的速率：NaMgAl。(2)外因(其他条件不变，只改变一个条件)4．理论解释——有效碰撞理论(1)基元反应：大多数的化学反应往往经过多个反应步骤才能实现。其中都称为基元反应。如2HI=H2＋I2的2个基元反应为2HI→H2＋2I·、2I·→I2。(2)反应机理：先后进行的反映了化学反应的反应历程，反应历程又称。（3）基元反应发生的先决条件：反应物的分子必须发生，但是并不是每一次碰撞都能发生化学反应。(4)活化分子：的分子。对于某一化学反应来说，在一定条件下，反应物分子中活化分子的百分数是的。(5)活化能：活化分子具有的与反应物分子具有的平均能量之差，叫做反应的活化能。如右图（6）图中：为正反应的活化能，使用催化剂时的活化能为，反应热为。(注：E2为逆反应的活化能)(7)有效碰撞：之间能够引发化学反应的碰撞。(8)浓度、压强、温度、催化剂与活化分子的关系：影响外因单位体积内有效碰撞次数化学反应速率分子总数活化分子数活化分子百分数①增大反应物浓度②增大压强③升高温度④使用催化剂5．稀有气体对反应速率的影响：对于可逆反应：A(g)＋B(g)C(g)甲：n(变、不变，下同)v，c，速率。乙：n(变、不变，下同)v，c，速率。6.基本概念易错辨析（判断下列说法是否正确，仅对的打“√”，错的订正原因）()(1)对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象越明显()(2)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()()(3)由v＝eq\f(Δc,Δt)计算平均反应速率，用反应物表示为正值，用生成物表示为负值()(4)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()(5)有时也可以用单位时间内某物质质量的变化量来表示化学反应速率()(6)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()(7)对于任何化学反应来说，都必须用单位时间内反应物或生成物浓度的变化量来表示化学反应速率()(8)单位时间内反应物浓度的变化量表示正反应速率，生成物浓度的变化量表示逆反应速率（）(9)催化剂参与化学反应，改变了活化能，但反应前后的性质保持不变()(10)升温时吸热反应速率增大，放热反应速率减小()(11)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()(12)碳酸钙与盐酸反应的过程中，再增加CaCO3固体，可以加快反应速率()(13)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()(14)100mL2mol·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()(15)活化能大的反应一定是吸热反应()()(16)发生有效碰撞的分子一定是活化分子()()(17)有效碰撞次数多，反应速率快()()(18)催化剂能降低反应所需的活化能，ΔH也会发生变化()()(19)只要条件合适，普通分子之间的碰撞也可能是有效碰撞()【习题演练】1．对于Fe＋H2SO4=FeSO4＋H2↑，改变某些条件会影响产生氢气的速率，请回答下列问题：(1)v(H2)－t图像中，为何AB段v逐渐增大，BC段又逐渐减小？.。(2)若增加铁的用量，对反应速率有何影响(不考虑表面积的变化)，为什么？.。(3)若将稀硫酸换成浓硫酸能加快产生H2的速率吗？为什么？。(4)在铁与稀硫酸的反应混合物中分别加入少量①CuSO4，②CH3COONa固体，产生氢气的速率如何变化？解释变化的原因。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：____________。3．一定温度下反应：4A(s)＋3B(g)2C(g)＋D(g)，经2min，B的浓度减少0.6mol·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0.4mol·L－1·min－1B．分别用B、C、D表示反应速率，其比值是1∶2∶3C．在2min末的反应速率，用B表示为0.3mol·L－1·min－1D．在这2min内用B和C表示的瞬时速率的值都是逐渐减小的4．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非活化分子间的碰撞能发生化学反应③活化分子的能量比非活化分子的能量高④化学反应的实质是原子的重新组合⑤化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成⑥化学反应的实质是活化分子有合适取向时的有效碰撞A．①③④⑤B．①②③⑥C．③④⑤⑥D．②③④⑤5．过渡态理论认为：化学反应不是通过反应物分子的简单碰撞完成的。在反应物分子生成产物分子的过程中，首先生成一种高能量的活化配合物，高能量的活化配合物再进一步转化为产物分子。按照过渡态理论，NO2(g)＋CO(g)=CO2(g)＋NO(g)的反应历程如下，下列有关说法中正确的是()A．第二步活化配合物之间的碰撞一定是有效碰撞B．活化配合物的能量越高，第一步的反应速率越快C．第一步反应需要吸收能量D．该反应的反应速率主要取决于第二步反应6．(2021·长沙模拟)活泼自由基与氧气的反应一直是关注的热点。HNO自由基与O2反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是()A．该反应为吸热反应B．产物的稳定性：P1>P2C．该历程中最大正反应的活化能E正＝186.19kJ·mol－1D．相同条件下，由中间产物Z转化为产物的速率：v(P1)<v(P2)7．(双选)为研究硫酸铜的量对锌与稀硫酸反应生成氢气速率的影响，某同学设计了如下一系列实验。表中所给的混合溶液分别加入6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需的时间。下列说法正确的是()实验混合溶液ABCDEF4mol·L－1H2SO4溶液/mL30V1V2V3V4V5饱和CuSO4溶液/mL00.52.55V620H2O/mLV7V8V9V10100A.V1＝30，V6＝10B．反应一段时间后，实验A、E中的金属呈暗红色C．加入MgSO4与Ag2SO4可以与硫酸铜起相同的加速作用D．硫酸铜的量越多，产生氢气的速率不一定越快8．(双选)在含Fe3＋的S2Oeq\o\al(2－,8)和I－的混合溶液中，反应S2Oeq\o\al(2－,8)(aq)＋2I－(aq)=2SOeq\o\al(2－,4)(aq)＋I2(aq)的分解机理及反应进程中的能量变化如下：步骤①：2Fe3＋(aq)＋2I－(aq)=I2(aq)＋2Fe2＋(aq)步骤②：2Fe2＋(aq)＋S2Oeq\o\al(2－,8)(aq)=2Fe3＋(aq)＋2SOeq\o\al(2－,4)(aq)下列有关该反应的说法正确的是()A．化学反应速率与Fe3＋浓度的大小有关B．该反应为放热反应C．Fe2＋是该反应的催化剂D．若不加Fe3＋，则正反应的活化能比逆反应的大9．在一定条件下，二氧化硫和氧气发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。(1)降低温度，化学反应速率________(填“增大”“减小”或“不变”)。(2)600℃时，在一容积为2L的密闭容器中，将二氧化硫和氧气混合，在反应进行至10min和20min时，分别改变了影响反应的一个条件，反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图所示，前10min正反应速率逐渐________(填“增大”“减小”或“不变”)；前15min内用SO3表示的平均反应速率为____________。(3)图中反应进程，表示正反应速率与逆反应速率相等的时间段是__________。(4)根据如图判断，10min时改变的条件可能是______________(填字母，下同)；20min时改变的反应条件可能是________。a．加入催化剂b．缩小容器容积c．降低温度d．增加O2的物质的量10．煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。(1)将水蒸气通过红热的炭即可产生水煤气。反应为C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)ΔH＝＋131.3kJ·mol－1。能使化学反应速率加快的措施有____________(填序号)。①增加C的物质的量②升高反应温度③随时吸收CO、H2转化为CH3OH④密闭定容容器中充入CO(g)(2)将不同物质的量的CO(g)和H2O(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，得到如下两组数据：实验组温度/℃起始量/mol平衡量/mol达到平衡所需时间/minH2OCOH2CO1650241.62.452900120.41.63①实验1中以v(CO2)表示的化学反应速率为_____________________。②该反应的逆反应为________(填“吸”或“放”)热反应。(3)在一容积为2L的密闭容器内加入2mol的CO和6mol的H2，在一定条件下发生如下反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH＜0。该反应的逆反应速率与时间的关系如图所示：①由图可知反应在t1、t3、t7时都达到了平衡，而在t2、t8时都改变了条件，试判断t8时改变的条件可能是________________。②若t4时降压，t5时达到平衡，t6时增大反应物的浓度，请在上图中画出t4～t6时逆反应速率与时间的关系曲线。11.[2020·新课标Ⅰ节选]硫酸是一种重要的基本化工产品，接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化：SO2(g)+O2(g)SO3(g)ΔH=−98kJ·mol−1。回答下列问题：(1)当SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时，在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa压强下，SO2平衡转化率α随温度的变化如图所示。反应在5.0MPa、550℃时的α=__________，判断的依据是__________。影响α的因素有__________。(2)研究表明，SO2催化氧化的反应速率方程为：v=k(−1)0.8(1−nα')。式中：k为反应速率常数，随温度t升高而增大；α为SO2平衡转化率，α'为某时刻SO2转化率，n为常数。在α'=0.90时，将一系列温度下的k、α值代入上述速率方程，得到v~t曲线，如图所示。曲线上v最大值所对应温度称为该α'下反应的最适宜温度tm。t<tm时，v逐渐提高；t>tm后，v逐渐下降。原因是__________________________。【答案解析】专题复习三化学反应的速率与影响因素答案解析◆感知高考1.答案C解析反应到5min时，生成物C的物质的量是0.9mol，则反应物A的物质的量减少了0.3mol，v(A)＝0.3mol/(2L×5min)＝0.03mol·L－1·min－1，故A项错误；到10min时，A的物质的量是1.6mol，反应了0.4mol，则B反应了0.8mol，余2.4mol－0.8mol＝1.6mol，和15min时B的物质的量相等，说明此时已达到平衡状态，故B项错误；达到平衡状态时，生成C的物质的量是1.2mol，则c(C)＝1.2mol/2L＝0.6mol·L－1，故C项正确；物质B的平衡转化率＝0.8mol/2.4mol＝33.3%，故D项错误。答案选C。◆核心知识梳理1．(1)减少增加。(2)mol·L－1·min－1或mol·L－1·s－1。(3)不同，化学计量数a∶b∶c∶d2．(1)浓度(2)①体积。②比色。3．(1)反应物本身的性质。>>。4．(1)每一步反应(2)基元反应反应机理。（3）碰撞，(4)能够发生有效碰撞。一定(5)平均能量(6)E1，E3，E1－E2。(7)活化分子。(8)①增加增加不变增加加快②增加增加不变增加加快③不变增加增加增加加快④不变增加增加增加加快5．不变，不变，不变，不变；不变，变大，减小，减小。6.(1)×(2)×(3)×(4)√(5)√(6)×（7）×（8）×(9)×（10）×（11）×（12）×（13）×（14）×(15)×(16)√(17)×(18)×(19)×(6)错因：化学反应速率数值的大小和化学计量数有关，化学计量数越大，数值越大，速率之比等于化学计量数之比，但都表示该反应的反应速率。(7)错因：对于一些化学反应，也可以用单位时间内某物质的质量、物质的量、体积、压强的变化量来表示化学反应速率。(8)错因：单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加均表示正反应速率。(9)错因：催化剂反应前后的化学性质不变，物理性质发生改变。(10)错因：升温时，吸热反应、放热反应速率均增大。(11)错因：加入CuSO4形成原电池，使化学反应速率加快，而加入CH3COONa，会生成CH3COOH，c(H＋)减小，反应速率减慢。(12)错因：CaCO3的浓度为常数，化学反应速率保持不变。(13)错因：增大反应物的浓度，能增大活化分子的浓度，其百分数保持不变。(14)错因：加入氯化钠溶液，相当于对溶液稀释，c(H＋)减小，反应速率应减小。◆习题演练1．(1)AB段(v渐增)，主要原因是反应放热，导致温度升高，反应速率渐大；BC段(v渐小)，则主要原因是随反应的进行，溶液中c(H＋)渐小，导致反应速率渐小。(2)无影响，因为固体以及纯液体的浓度视为常数，其量的变化对反应速率无影响。(3)不能，因为常温下浓硫酸使铁钝化。(4)①产生氢气的速率加快。原因：Fe置换Cu2＋生成单质Cu，与Fe形成原电池加快反应速率。②产生H2的速率减小。原因是：CH3COO－结合H＋，降低H＋浓度，反应速率减小。2．(1)增大(2)增大(3)不变(4)减小3．D解析A是固体，不能用其浓度的变化来表示反应速率；vB＝0.3mol·L－1·min－1表示2min内的平均反应速率，在2min末的速率为瞬时速率，不等于0.3mol·L－1·min－1；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。4．C解析只有能引起化学反应的碰撞才是有效碰撞，而只有活化分子才可能发生有效碰撞，有效碰撞是发生化学反应的充要条件，所以①②是错误的。5．C解析活化分子之间的碰撞不一定能发生反应，不一定是有效碰撞，故A项错误；活化配合物的能量越高，单位体积内的活化分子数目越少，有效碰撞的几率越小，第一步反应速率越慢，故B项错误；第一步反应是断裂化学键，需要吸收能量，故C项正确；反应速率主要取决于慢反应的速率，故D项错误。6．C解析根据图像可知，此反应的反应物的总能量大于生成物的总能量，故此反应是放热反应，故A错误；物质的能量越高，物质越不稳定，根据图像可知，产物P1的能量高于产物P2的能量，故产物的稳定性：P1<P2，故B错误；最大的正反应的活化能出现在由中间产物Z到过渡态Ⅳ时，即最大正反应的活化能E正＝－18.92kJ·mol－1－(－205.11kJ·mol－1)＝186.19kJ·mol－1，故C正确；相同条件下，反应所需的活化能越小，则反应的速率越快，由于到产物P1所需活化能更小，故反应速率更快，故v(P1)>v(P2)，故D错误。7．ADB项，A中Zn反应较慢，反应一段时间后金属呈灰黑色，而E中置换出大量的Cu，反应一段时间后金属呈暗红色，错误；C项，硫酸镁与锌不反应，不能形成原电池，错误；D项，如果硫酸铜过多，生成的铜附着在锌表面，会阻碍锌与硫酸的反应，反而会降低反应速率，正确。8．AB解析铁离子可以看作该反应的催化剂，根据反应的机理，化学反应速率与Fe3＋浓度的大小有关，故A正确；反应物的总能量高于生成物的总能量，所以该反应为放热反应，故B正确；Fe3＋是该反应的催化剂，故C不正确；此反应为放热反应，不管加不加催化剂，正反应的活化能都低于逆反应的活化能，故D错误。9．(1)减小(2)减小1.