化学反应速率及其影响因素(讲义)(解析版)-2025年高考化学一轮复习(新教材新高考)_第1页
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文档简介

第01讲化学反应速率及其影响因素

目录

01考情透视•目标导航............................................................2

02知识导图思维引航............................................................3

03考点突破•考法探究............................................................4

考点一化学反应速率的概念及计算................................................4

知识点1化学反应速率.........................................................4

知识点2化学反应速率的计算...................................................4

次口识点3彳匕学反应速率的大小比较..............................................6

知识点4彳匕学反应速率的测定..................................................6

考向1考查化学反应速率概念的理解............................................7

考向2考查化学反应速率的计算................................................8

考向3考查化学反应速率大小比较.............................................10

考向4考查化学反应速率的测定...............................................13

考点二影响化学反应速率的因素................................................15

知识点1影响化学反应速率的因素.............................................15

知识点2反应速率理论——“有效碰撞理论”....................................17

知识点3速率常数和速率方程..................................................18

知识点4速率一时间(v-t)图像..................................................19

考向1考查影响化学反应速率的因素...........................................21

考向2考查催化剂、活化能与转化效率的关系..................................23

考向3考查“控制变量”探究影响化学反应速率的因素............................25

考向4考查速率常数及其应用.................................................27

考向5考查速率图像分析......................................................29

04........................................................................................................................................................32

差情;奏汨•日标旦祐

考点要求考题统计考情分析

分析近三年高考试题,高考命题在本讲有以下规律:

1.从考查题型和内容上看,高考命题以选择题和非选择题呈

2024吉林卷10题,3分

现,考查内容主要有以下两个方面:

化学反应速率2023河北卷12题,3分

(1)考查一段时间内化学反应速率的计算、反应速率快慢判

的概念及计算2022辽宁卷12题,3分

断、影响化学反应的因素等。

2022浙江6月卷20题,2分

(2)结合化学平衡,考查对反应速率方程、速率常数的理解

及计算。

2.从命题思路上看,侧重以化工生产或新信息为背景,与反

应热或化学平衡相结合,考查反应速率的计算、比较及影响

因素。

(1)选择题

结合化学平衡图像、图表考查化学反应速率的简单计算、外

界条件对化学反应速率的影响、化学反应速率与化学平衡的

2024•北京卷13题,3分

综合应用,结合反应历程,考查决速步、活化能等相关知识。

2024.甘肃卷10题,3分

影响化学反应(2)非选择题

2024.安徽卷12题,3分

速率的因素常常与基本理论、工业生产相联系,通过图像或表格提供信

2023广东卷15题,4分

息进行命题,主要考查化学反应速率的表示方法、速率的影

2022海南卷8题,2分

响因素、速率方程等。

3.根据高考命题特点和规律,复习时要注意以下几个方面:

(1)反应速率的定量计算;

(2)反应速率的影响因素的理论解释;

(3)提高图像类信息的分析能力,关注化学反应速率的调控

在生活、生产和科学研究领域中的应用。

复习目标:

1.了解化学反应速率的概念和定量表示方法。

2.了解反应活化能的概念,了解催化剂的重要作用。

3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响,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活、生产和科学研究领域中的重要作用。

表示方法

教学表达式及单位

化学反应速率与化学计量数的关系

-比例关系式法

率计算的4

个方法三段式法

率的计算J从图像中获取计算的期居

化学反应速率计算的万能方法~三段式法

雄上盛

化学反应速率

峥归一》去

的概念及计算一率的大小比-一定量比较

较<上匕值法

J由图像比较反应速率大小的方法

观察产生气泡的快、慢

定性描述观察试管中剩余锌粒的质量的多、少

用手触摸试管,感受试管夕膛温度的高、低

测定气体的体积

测定物质的物质的是的变化

一化学反应速_-定量描述一

率的测定-测定物质或离子的浓度变化

J测定体系的温度或测定反应的热量变化

一量气法

测量化学反一比色法

化学反应:应速率的常

见方法-电导法

速率及其J激光技术法

影响因素

r内因(决定因素)一反应物本身的性质

r僦

影响化学反外因其他条件

应速率的因一一不变,只改变-------温度

素个条件)

催化剂

j其他因素

控制变量法探究外界条件对速率的影响

仁基元反应

论——“有-活化分子、活化能、有效碰撞

效碰撞理活化分子、有效碰撞与反应速率的关系

论”

影响化学反应速J利用碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响

率的因素U基与程

速率常数和速__速率方程

率方程r

含义

L速率常数

t影响因素

r与化学平衡常数之间的关系

"渐变"类vt图像

T"断点"类图像

图像类型Vt

速率-时间

"平台"类vt图像

(Vt)图像

常见v-t图像分析方法

㈤3

考点突破・考法探究

考点一化学反应速率的概念及计算

知识固本

知识点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减少或生成物浓度的增加来表示。

2.数学表达式及单位

Ac、、、

v=Af,单位为mol-L-「mirT1或molL一内-1。

3.化学反应速率与化学计量数的关系

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丕回,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。

如在反应oA(g)+6B(g)=^cC(g)+0Xg)中,存在v(A):v(B):v(C):v(D)=a:b:c:d

【特别提醒】(1)一般不用固体或纯液体物质表示化学反应速率。

Ac

(2)由丫=正计算得到的是一段时间内的平均速率,用不同物质表示时,其数值可能不同,但意义相同。

(3)化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量。这里所说的化学反应速率指的是平均反应

速率,而不是瞬时反应速率。一定温度下,锌粒在Imol/L的稀盐酸中反应的反应速率与反应时间的关系如

图所示,图中A点的斜率就是在t\时刻的瞬时反应速率。

(3)同一反应在不同反应阶段的反应速率一般是不同的。主要原因:反应物浓度的不断变化;而且反应

所引起的热量变化对反应速率也有较大影响。

知识点2化学反应速率的计算

1.化学反应速率计算的4个方法

Ac

(1)定义式法:u=由。

(2)比例关系式法:化学反应速率之比=物质的量浓度变化之比=物质的量变化之比=化学计量数之比。

对于反应相A(g)+”B(g)^pC(g)+qD(g)来说,v(A):v(B):v(C):v(D)=m'n:p:q=

【易错提醒】同一化学反应用不同物质表示的反应速率其数值可能不同,因此,一定要标明是哪种具体物

质的反应速率。

(3)三段式法:列起始量、转化量、最终量,再根据定义式或比例关系计算。

(4)从图像中获取计算的数据及依据图像求反应速率的步骤

①从图像中获取计算的数据

纵坐标可以是物质的量,也可以是物质的量浓度,横坐标是时间。

例如:某温度时,在定容(VL)容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据

图像可进行如下计算:

A.求某物质的平均速率、转化率,如:v(X)=甘mol/(L-s),Y的转化率=炉*100%。

B.确定化学方程式中的化学计量数之比,如:X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为("i—乙):(“2一

"3):〃2。

②依据图像求反应速率的步骤

第一步:找出横、纵坐标对应的物质的量;

第二步:将图中的变化量转化成相应的浓度变化量;

Ac

第三步:根据公式丫=瓦进行计算。

2.化学反应速率计算的万能方法一三段式法

(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。

如对于反应相A(g)+wB(g).•pC(g)+qD(g),起始时A的浓度为amoLL—IB的浓度为bmol1—L反应

进行至Gs时,A消耗了xmoKL-i,则化学反应速率可计算如下:

加A(g)+〃B(g),,pC(g)+“D(g)

起始/(mol・L-i)ab00

nxpxqx

转化/(mol-L-i)xmmm

nxpxqx

Zi/(mol-L-1)a-xb-mmm

X必pxqx

-1-11-1-1-1-1-1

则:v(A)=£i_mol-L-s,v(B)=m^_mol-L-•s,v(C)=她mol-L^,v(D)=mhmol-L-so

知识点3化学反应速率的大小比较

1.定性比较

通过明显的实验现象(如气泡产生快慢、遴生成快慢等)来定性比较化学反应速率的大小。

2.定量比较

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)归一法

①“一看”: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。

②“二化”: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。

③“三比较”: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。

v(A)v(B)

如对于反应aA(g)+6B(g).cC(g)+6©(g),若一a—>—一,则A表示的化学反应速率较大。

3.由图像比较反应速率大小的方法:根据图像看反应达到平衡所需的时间,时间越短,对应的反应的温度、

浓度或压强就越大,则对应的反应速率越大。

知识点4化学反应速率的测定

1.定性描述:(根据实验现象,以锌与硫酸反应为例)

①观察产生气泡的快、慢;

②观察试管中剩余锌粒的质量的多、少;

③用手触摸试管,感受试管外壁温度的高、低;

2.定量描述:(根据实验测量,单位时间内:)

①测定气体的体积;

②测定物质的物质的量的变化;

③测定物质或离子的浓度变化;

④测定体系的温度或测定反应的热量变化。

3.测量化学反应速率的常见方法

(1)量气法

(2)比色法

(3)电导法

(4)激光技术法

4.化学反应速率的测量——实验

(1)反应原理:Zn+H2sO4=ZnSO4+H2T

(2)实验装置

(3)测量数据

①单位时间内收集氢气的体积;

②收集相同体积氢气所需要的时间;

③有pH计测相同时间内pH变化,即小c(H+)。

④用传感器测4c(Zn2+)变化。

⑤测相同时间内△m(Zn)o

⑥相同时间内恒容压强变化;

⑦相同时间内绝热容器中温度变化。

/-----------on-on-j-.

考向洞察J]

考向1考查化学反应速率概念的理解

gj](23-24高三下•广东•期中)下列关于化学反应速率的说法正确的是()

A.化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物物质的量的减少或任何一种生成物物质的量的增加

B.化学反应速率为0.8molLisi是指1s时某物质的浓度为O.Smol-L1

C.对于任何化学反应来说,反应速率越快,反应现象就越明显

D.根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢

【答案】D

【解析】A.化学反应速率一般以某物质单位时间内的浓度变化量来表示,A项错误;B.反应速率为0.8moLL

一17一1表示Is内某物质的浓度平均变化了O.Smol-L1,而不是1s时的瞬时浓度,B项错误;C.反应速率有时

不一定能察觉,如酸碱中和反应瞬间即能完成,但几乎没有明显现象发生,C项错误;D.化学反应速率正是

用于衡量一段时间内化学反应进行快慢的物理量,D项正确;答案选D。

【易错提醒】(1)化学反应速率一般指反应的平均速率而不是瞬时速率,且无论用反应物表示还是用生成

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)不能用固体或纯液体来表示化学反应速率。

【变式训练1】(2024•浙江杭州•模拟预测)下列可以用来表示化学反应速率单位的是

A.mol/LB.g/molC.mol(L-s)-1D.g/L

【答案】C

【解析】化学反应速率通常用单位时间内浓度的变化量来表示,由化学反应速率公式v=广知,化学反应速

AZ

率的单位是mol(L・s)L故C正确;故选C。

+

【变式训练2】(2024・湖南衡阳•三模)TiO2+水解反应为TiO2++(x+l)H2O.TiO2«xH2O;+2Ho常温下,

一定量TiOSCU溶于水溶液中c(H+)与时间关系如图所示。下列叙述错误的是

A.t2min时,正反应速率大于逆反应速率

B.其他条件不变,t3min时水解反应仍在进行

C.其他条件不变,通入NR,TiO2+平衡水解率增大

2(Cn-c)

D.t2〜13min内,TiC)2+水解平均速率v(Ti()2+)=—~9mobL^min1

【答案】D

【解析】A.电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小;原子半径:Na>S>O,

A正确;B.t3min时,反应达到平衡状态,正、逆反应仍在进行,只是速率相等,B正确;C.其他条件不

变,通入NR和氢离子,促进平衡正向减小,TiO2+平衡水解率增大,C正确;D.由反应式可知

c(H+)=2c(VO2+),t2〜13min内,TiCP+水解平均速率v(TiO2+)=^,jmol・L-i・miiri,D错误;故选D。

考向2考查化学反应速率的计算

而(2024.辽宁沈阳.一模)凡。在金表面分解的实验数据如下表。已知反应物消耗一半所需的时间6〃称为

半衰期。下列说法错误的是

Z/min020406080

c(N2O)/(mol-L-1)0.1000.0800.0600.0400.020

11

A.N2O消耗一半时的反应速率为O.OOlOmol-L.min

B.lOOmin时N?。消耗完全

C.该反应的速率与N2。的浓度有关

D.该反应的半衰期向11与起始浓度的关系满足力?=5。0/min

【答案】C

【解析】A.从表中可知,20min时,N?。浓度为0.080mol]一,而在60min时,浓度变为原来的一半,

因此Nq消耗一半时的反应速率做图寸幽吧匹=Q0010moLULminT,A正确;B.由表中数据可知,

每ZOminNZ。浓度消耗0.020mol/L,因此当lOOmin时N?。消耗完全,B正确;C.由表中数据可知,该反

应匀速进行,与起始浓度无关,C错误;D.结合选项A的解析,N。起始浓度为Q080mol.lji时,40分

钟达到半衰期,代入关系式验证,可得:40min=500x0.080,D正确。因此,本题选C。

【思维建模】化学反应速率计算的4个方法

AcA加

(1)定义式法:利用公式丫=可7=而计算化学反应速率,也可以利用公式计算物质的量或物质的量浓度变

化或时间等。

(2)比例关系法:同一反应中,用不同物质表示的化学反应速率之比=物质的量浓度变化量(Ac)之比=物

质的量变化量(△〃)之比=化学计量数之比。

(3)三段式法:列起始量、转化量、最终量,再根据定义式或比例关系计算。

①写出有关反应的化学方程式。

②找出各物质的起始量、转化量和某时刻量。

③根据已知条件列方程式计算。

(4)依据图像求反应速率。

【变式训练1】(23-24高三下•河北•期中)某温度时,在2L容器中,X、Y、Z三种气体物质的量的变化

曲线如图所示。下列说法错误的是

A.反应方程式为X+3Y.2Z

B.该反应条件下,2min时X的转化率达到最大

C.第2min时的化学反应速率v(Z)=0.02mol-U1-min'

D.2min后虽然X的浓度不再变化,但X仍在发生反应

【答案】C

【解析】A.根据图中X、Y、Z的物质的量变化分别为O.lmol、0.3moh0.2mob根据物质的变化量之比等

于化学计量数之比,则可以判断出X、Y为反应物,Z为生成物且其化学计量数之比为1:3:2,A正确;

B.2min时各物质的物质的量不再变化,反应达到平衡,此时反应达到最大限度,X的转化率达到最大,B

正确;C.化学反应速率表示的是一段时间内的平均速率而不是瞬时速率,C错误;D.该反应为可逆反应,

当反应达平衡时反应仍在进行,D正确;故选C。

【变式训练2】(2024.黑龙江吉林•模拟预测)工业上以1,4—丁二醇(BD)为原料催化脱氢制备丫一丁内酯

(BL),其副反应产物为四氢味喃(,THF)、正丁醇(BuOH)以及其他四碳有机物。其他条件相同时,

不同温度下,向1L容器中通入4xlO-2molBD反应2h,测得BL、THF、BuOH在四碳有机产物中的物质的

量分数如表:

温度/℃220240250255

BL/%60.284.692.695.2

THF/%1.21.81.92.1

BuOH/%0.20.30.40.6

°V^°(g*BL)+2H2(g)△H>0

已知:HO(CH2)4OH(g,BD)

下列说法错误的是

A.255℃,2h时n(BL)=1.5xlO-2moi,贝I]0〜2h内v(H2)主反应=1.5xl(y2mol・LT・h-i

B.250℃,2h时n(BD)+n(BL)+n(THF)+n(BuOH)=4xlO-2mol

C.220℃,2h时n(BL)=9.03xlO-3mol,则BD的总转化率为37.5%

D.由表中数据可知:220〜255℃,BL的选择性随着温度的升高而提高

【答案】B

【分析】化学平衡作为高考重要考查内容,是考试的难点也是重点

【解析】A.根据BL与H2在反应中的计量系数关系为1:2,可以计算出生成H2(主反应)的物质的量为

3.0xl02mol

3.0X10-2mol,所以、仙).1L75,10、。皿/,故A正确;B.根据题目信息,除了生成BL、THF和BuOH

22h'

外,还有剩余的BD,同时还其他四碳有机物,所以2h时,n(BD)+n(BL)+n(THF)+n(BuOH)<4x1O^mol,故

B错误;C.由表格数据可知,220℃,2h时n(BL)=9.03xl(y3mol,含量为60.2%,则BD的总转化率为

9.03x10,

60.2%^,故C正确;D.由表中数据可知,BL的含量从220~255℃逐渐增大,说明选择性

4.0x10”xl00%=375%

均随着温度的升高而提高,故D正确;故答案选B。

考向3考查化学反应速率大小比较

画(23-24高三下•福建・开学考试)电导率用于衡量电解质溶液导电能力的大小,与离子浓度和离子迁移速

率有关。图甲为相同电导率盐酸和醋酸溶液升温过程中电导率变化曲线,图乙为相同电导率氯化钠和醋酸

钠溶液升温过程中电导率变化曲线。下列判断不正确的是

A.由曲线2可推测:温度升高可以提高离子迁移速率

B.由曲线4可推测:温度升高,醋酸钠电导率变化与醋酸根的水解平衡移动有关

C.由图甲、乙可判定:相同条件下,盐酸的电导率大于醋酸的电导率,可能的原因是C厂的迁移速率大于

CH3coeT的迁移速率

D.由图甲、乙可判定:两图中电导率的差值不同,与溶液中H+、OH-的浓度和迁移速率有关

【答案】A

【解析】A.曲线2电导率增大可能是由于温度升高促进了醋酸的电离,离子浓度增大,不能推测出温度升

高可以提高离子迁移速率,A错误;B.由曲线4可推测温度升高,醋酸钠电导率变化与氯化钠未完全一致,

说明醋酸钠的水解平衡可能是影响电导率的因素之一,B正确;C.由图甲、乙可判定:相同条件下,盐酸

的电导率大于醋酸的电导率,可能的原因是Cr的迁移速率大于CH3coeT的迁移速率,也可能是受醋酸电

离的影响,C正确;D.电导率的差值不同,可能的原因是与Cr的迁移速率和CH3coeT的迁移速率有关,

或与醋酸的电离、醋酸根离子的水解有关,即与溶液中H+、OH-的浓度有关,D正确;故选:A;

【思维建模】定量法比较化学反应速率的大小

(1)归一法:按照化学计量数关系换算成同一物质、同一单位表示,再比较数值大小。

vAvB

(2)比值法:比较化学反应速率与化学计量数的比值。如〃A(g)+AB(g),'cC(g),即比较了与T,若

vAvB

-7>T>则用A表示时的反应速率比用B表示时大。

【变式训练1】(2024•浙江台州•二模)(CHs^C-Br在NaOH溶液中发生水解反应,历程如下:

叫",-^(CH3)3C^Br-(CH3)3C-OH

已知:

①反应能量图如下:

反应进程

②结构不同澳代烷在相同条件下水解相对速率如下表:

取代基(CH3)3C-(CH3)2CH-CH3cH2-CH3-

相对速率108451.71.0

下列说法不正确的是

A.(C&)3C+中4个碳原子位于同一平面内

B.该历程中,(CHlC-Br水解速率,较大程度地受到OH-浓度大小的影响

C.发生该历程水解速率:CH3cH2cHe1CH、>CH3cH2cH2cH2cl

D.(83)3(:-Br在水中离解成(CH31C+的难易程度与C—Br键的键能和极性等有关

【答案】B

【解析】A.(CH31C+中心C原子形成3个共价键,没有孤电子对,杂化类型为sp2,为平面结构,4个碳

原子位于同一平面内,A正确;B.由图可知,(CHs^C-Br在NaOH溶液中反应的第I步反应活化能较大,

反应速率较慢,对(CHs^C-Br水解速率影响较大,B错误;C.根据已知②可知,碳卤键的碳原子上的甲

基越多,澳代烷水解相对速率越大,则发生该历程水解速率:CH3CH2CHC1CH3>CH3CH2CH2CH2C1,C

正确;D.C—Br键的键能越小、极性越大,C-Br越容易断,(CU^C-Br在水中越易离解成仁旦入。*,

D正确;故选B。

【变式训练2](23-24高三下•浙江•开学考试)在恒温恒容条件下,发生反应A(s)+2B(g).3X(g),c(B)

随时间的变化如图中曲线甲所示。下列说法正确的是

A.从a、c两点坐标可求得a、c两点该化学反应的速率

B.a、b、c三点的速率大小为:v正(b)>v逆(a)>vMe)

C.若提高反应温度,则c(B)随时间变化关系如图中曲线乙所示

D.反应达到平衡时一定存在关系:3v(B)=2v(X)

【答案】D

【解析】A.从a、c两点坐标可求得a、c两点间的该化学反应的平均速率,A错误;B.随着的反应正向

进行,反应平衡前V正〉V逆,平衡时ViE=V逆,至平衡过程中正速率减小逆速率增加,则V!E(b)>V正(c)=V逆⑹〉

v逆(a),故B错误;C.若提高反应温度,则平衡会发生移动,则C(B)最终浓度会不同,C错误;D.反应达

到平衡时物质反应速率比等于系数比,贝U:3V(B)=2v(X),D正确;故选D。

考向4考查化学反应速率的测定

硬(2024・山东・三模)己知220仅)―22修)+02信)的速率方程为丫=公120)(1<为速率常数,只与

温度、催化剂有关)。实验测得,NQ在催化剂X表面反应的变化数据如下:

t/min010203040506070

()C

cN2O/(mol!ji)0.1000.080q0.0400.0202C30

下列说法正确的是

A.n=l,Cj>c2=c3

3-1

B.f=10min时,v(N2O)=2.0xl0~mol-U'-s

c.相同条件下,增大N?。的浓度或催化剂X的表面积,都能加快反应速率

D.保持其他条件不变,若N?。起始浓度为0.200molLT,当浓度减至一半时共耗时50min

【答案】D

【分析】根据表中数据分析,该反应的速率始终不变,Ng的消耗是匀速的,说明反应速率与C(N2。)无关,

故速率方程中n=0;

【解析】A.由分析可知,n=0,与N2O浓度无关,为匀速反应,每lOmin一氧化二氮浓度减小0.02mol・『,

贝|]9=0.06>°2=。3=。,A错误;B.由分析可知,n=0,与N2。浓度无关,为匀速反应,t=10min时瞬时速

率等于平均速率v(Nq)=@12号翟吧匹=2.0x10-3mollLminTrzOxlO-3moiB错误;C.速

率方程中n=0,反应速率与Nq的浓度无关,C错误;D.保持其他条件不变,该反应的反应速率不变,即

为2.0x10-3mol工上mini,若起始浓度0.2001110卜口,减至一半时所耗时间为-=50min,

D正确;答案选D。

【思维建模】(1)测定原理:利用化学反应中与某一种化学物质的浓度(或质量)相关的性质进行测定。

(2)测定方法

①利用能够直接观察的某些性质测定:如通过测量释放出一定体积气体的时间来

测定反应速率,或通过测定一定时间内气体压强的变化来测定反应速率。如气体体积、体系压强、颜色深

浅、光的吸收、光的发射、导电能力等。在溶液中,当反应物或生成物本身有较明显的颜色时,人们常利

用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。

②利用科学仪器测量:如在溶液中,当反应物或生成物本身有较明显的颜色时,可利用颜色深浅和显色物

质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。

【变式训练1】(2024.山西.一模)用下图装置探究原电池中的能量转化。图中注射器用来收集气体并读取

气体体积,记录实验数据如下表:

二支第卜稀硫酸才芝生

①②

①②

时间/n^》\气体体积/mL溶液温度/℃气体体积/mL溶液温度/℃

0022.0022.0

8.53024.85023.8

10.55026.0————

下列说法正确的是

A.两个装置中Zn均为负极,发生氧化反应

B.0~8.5min内,生成气体的平均速率①>②

C.时间相同时,对比两装置的溶液温度,说明反应释放的总能量①>②

D.生成气体体积相同时,对比两装置的溶液温度,说明②中反应的化学能部分转化为电能

【答案】D

【解析】A.装置①没有形成闭合回路,不属于原电池,装置②形成原电池,Zn为负极,发生氧化反应,

故A错误;B.相同时间内,生成气体的多少,判断反应速率快慢,0~8.5min内,生成气体的平均速率装

置①中收集的气体少,反应速率慢,即生成气体速率快慢顺序是②》①,故B错误;C.相同时间内装置②

生成氢气的体积大于装置①,反应释放总能量②大于①,由两装置的溶液温度和能量转化形式,可知,装

置①中化学能转化为热能,装置②中化学能转化为热能和电能,故C错误;D.生成气体体积相同时,两装

置反应释放总能量相等,由两装置的溶液温度可知装置①中化学能转化为热能大于装置②,说明②中反应

的化学能部分转化为电能,故D正确;答案为D。

【变式训练2】(23-24高三上•福建・期末)将0.48g镁粉分别加入10.0mL下列溶液,反应6小时,用排水

法收集产生的气体,溶液组成与H2体积(已换算成标准状况)的关系如下表。下列说法不正确的是

实验1234567

0.8mol/L0.2mol/L

溶液组1.Omol/L0.1mol/L1.Omol/L1.Omol/LNH4CI+NH4CI+

H2O

成NH4CINH4CINaClNaNO30.2mol/L0.8mol/L

NH3H2ONH3H2O

V/ml1243334716014401349

A.由实验2、3可得,NH;浓度越大,镁和水反应速率越快

B.由实验1、4、5可得,C1-对镁和水的反应有催化作用

C.由实验3、7可得,反应过程产生的Mg(OH)2覆盖在镁表面,减慢反应

D.无论酸性条件还是碱性条件,NH:都能加快镁和水的反应

【答案】A

2+

【解析】A、试验2、3中主要反应为:Mg+2NH;+2H2O=Mg*+H2T+2NH3H2O,由于试验2中的n(NH4)

大于试验3中的n(NH4+),而镁是过量的,所以不能得出NH:浓度越大,反应速率越快的结论,故A符合题

意;B、由试验1、2对比可知,反应速率加快,其原因有可能是Na+、Cl具有催化作用,由试验4、5对比

可知,Na+对反应无催化作用,由此可知,C1-对镁和水的反应有催化作用,故B不符合题意;C、试验7中

NH4cl浓度较试验3高,产生氢气的速率应更快,但由表格可知,二者产生氢气的速率几乎相等,其原因

在于试验7中加入了高浓度NH3H2O,NH3H2O与Mg2+反应生成了Mg(OH)2覆盖在镁表面,减慢反应,故

C不符合题意;D、由试验1、2、7对比可知,无论酸性条件还是碱性条件,NH;都能加快镁和水的反应,

故D不符合题意;故答案为A。

考点二影响化学反应速率的因素

知识固本

知识点1影响化学反应速率的因素

1.内因(决定因素):反应物本身的性质是主要因素。反应物本身的侬是影响化学反应速率的决定因素。

如在相同条件下卤素单质与H2反应的速率大小关系为F2>C12>Br2>【2;镁、铝、锌、铁与稀硫酸反应的速率

大小关系为Mg>Al>Zn>Fe。

【名师点睛】内因包括组成、结构、性质等物质自身因素。

2.外因(其他条件不变,只改变一个条件)

(1)浓度:当其他条件不变时,增大反应物的浓度,化学反应速率增大;降低反应物的浓度,化学反应速

率减小。

(2)压强:对有气体参加的反应,在其他条件不变时,改变压强同样可以改变化学反应速率。

(3)温度:升高温度,化学反应速率增大;降低温度,化学反应速率减小。大量实验证明,温度每升高

10℃,化学反应速率通常增大为原来的27倍。

(4)催化剂:催化剂也可以改变化学反应速率(不作特殊强调,一般指正催化剂)。

(5)其他因素:除了上述浓度、温度、压强、催化剂这四大影响因素外,反应物颗粒的大小、构成微小

原电池、光、超声波、激光等也能影响反应速率。

【特别提醒】(1)由于固体和纯液体的浓度可视为常数,故改变其用量反应速率不变。但当固体颗粒变小

时,其表面积增大将导致反应速率增大。

(2)压强对化学反应速率的影响是通过改变反应物浓度实现的,所以分析压强的改变对反应速率的影响时,

要从反应物浓度是否发生改变的角度来分析。若改变总压强而各物质的浓

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