高考专题化学反应速率及影响因素考点三化学反应速率图像讲义高三一轮复习

高考专题：化学反应速率及影响因素[考纲要求]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。考点三化学反应速率图像[要点细化]1.物质的量(或浓度)—时间图像某温度时，在一个容积为2L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。则该反应的化学方程式为3X+Y2Z，前2min内v(X)=0.075mol·L-1·min-1。

2.化学平衡的移动与化学反应速率的关系平衡体系条件变化速率变化平衡变化速率变化曲线任一平衡体系增大反应物的浓度v(正)、v(逆)均增大,且v'(正)>v'(逆)正向移动

减小反应物的浓度v(正)、v(逆)均减小,且v'(逆)>v'(正)逆向移动

增大生成物的浓度v(正)、v(逆)均增大,且v'(逆)>v'(正)逆向移动

减小生成物的浓度v(正)、v(逆)均减小,且v'(正)>v'(逆)正向移动正反应方向为气体体积增大的放热反应增大压强或升高温度v(正)、v(逆)均增大,且v'(逆)>v'(正)逆向移动

减小压强或降低温度v(正)、v(逆)均减小,且v'(正)>v'(逆)正向移动任意平衡(或反应前后气体化学计量数之和相等的平衡)加入正催化剂(或增大压强)v(正)、v(逆)同等倍数增大平衡不移动加入负催化剂(或减小压强)v(正)、v(逆)同等倍数减小[温馨提示]根据v-t图分析外界条件的改变应注意“三看”一看起点：看速率变化是否为逐渐变化，若是逐渐变化，一定是改变了反应物或生成物的浓度。若不是逐渐变化，而是发生跳跃式变化，则改变的是温度、压强或使用了催化剂。二看变化：若v(正)和v(逆)增大，说明增大浓度、压强，升高温度或使用催化剂。反之，为减小浓度、压强，或降低温度。三看v(正)和v(逆)的相对大小：结合反应特点，联系外界条件对化学反应速率的影响规律判断改变的条件。[易错警示](1)如果正逆反应速率同等程度的变化要从催化剂、压强(针对反应前后气体体积不变的反应)角度分析。(2)温度改变平衡一定发生移动,正逆反应速率不能同等程度地变化。[典题演练]1．下列叙述不正确的是()A．用稀硫酸和锌粒制取H2时，加几滴CuSO4溶液以加快反应速率(2018·全国卷Ⅲ，10A)B．向2支盛有5mL不同浓度NaHSO3溶液的试管中同时加入2mL5%H2O2溶液，观察实验现象，不能达到探究浓度对反应速率的影响的目的(2018·全国卷Ⅱ，13D改编)C．在酶催化淀粉水解反应中，温度越高淀粉水解速率越快(2018·江苏，10D)D．下图是室温下H2O2催化分解放出氧气的反应中c(H2O2)随反应时间变化的曲线，说明随着反应的进行H2O2分解速率逐渐减小(2018·江苏，13B)[解析]可形成锌铜原电池，加快反应速率，A正确；反应的离子方程式为HSOeq\o\al(－,3)＋H2O2=SOeq\o\al(2－,4)＋H＋＋H2O，这说明反应过程中没有明显的实验现象，因此无法探究浓度对反应速率的影响，B正确；温度过高可能使酶(一种蛋白质)变性，失去生理活性，C错误；根据图像，随着时间的推移，c(H2O2)变化趋于平缓，随着反应的进行H2O2分解速率逐渐减小，D正确。答案C2．(2019·浙江4月选考，22)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．的碱的水解[解析]体系温度升高，油脂水解反应速率加快，A正确；高温高压液态水中，油脂与水的互溶能力增强，增大了油脂分子与水分子的接触，水解反应速率加快，B正确；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，C正确；高温高压下与常温下在油脂水解时加入相同c(H＋)的酸或相同c(OH－)的碱不相同，D错误。答案D3．[2019·全国卷Ⅱ，27(3)]环戊二烯容易发生聚合生成二聚体，该反应为可逆反应。不同温度下，溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示，下列说法正确的是____(填标号)。A．T1>T2B．a点的反应速率小于c点的反应速率C．a点的正反应速率大于b点的逆反应速率D．b点时二聚体的浓度为0.45mol·L－1[解析]由相同时间内，环戊二烯浓度减小量越大，反应速率越快可知，T1<T2，A项错误；由曲线上a点的斜率可知，a点的反应速率大于c点的反应速率，B项错误；影响反应速率的因素有温度和环戊二烯的浓度等，a点时温度较低，但环戊二烯浓度较大，c点时温度较高，但环戊二烯浓度较小，故无法比较a点和c点的反应速率大小，B项错误；a点和b点温度相同，a点时环戊二烯的浓度大于b点时环戊二烯的浓度，即a点的正反应速率大于b点的正反应速率，因为b点时反应未达到平衡，b点的正反应速率大于逆反应速率，故a点的正反应速率大于b点的逆反应速率，C项正确；b点时，环戊二烯的浓度减小0.9mol·L－1，结合生成的二聚体浓度为环戊二烯浓度变化量的eq\f(1,2)，可知二聚体的浓度为0.45mol·L－1，D项正确。答案CD4．已知分解1molH2O2放出热量98kJ，在含少量I－的溶液中，H2O2分解的机理为H2O2＋I－→H2O＋IO－慢H2O2＋IO－→H2O＋O2＋I－快下列有关该反应的说法正确的是()A．反应速率与I－浓度有关B．IO－也是该反应的催化剂C．反应活化能等于98kJ·mol－1D．v(H2O2)＝v(H2O)＝v(O2)[解析]A项，将题给两个反应合并可得总反应为2H2O2=2H2O＋O2↑，该反应中I－作催化剂，其浓度的大小将影响该反应的反应速率；B项，该反应中IO－是中间产物，不是该反应的催化剂；C项，反应的活化能表示一个化学反应发生所需要的最小能量，分解1molH2O2放出98kJ热量，不能据此判断该反应的活化能；D项，由反应速率与对应物质的化学计量数的关系可知v(H2O2)＝v(H2O)＝2v(O2)。答案A实验混合溶液ABCDEF4mol·L－1H2SO4/mL30V1V2V3V4V5饱和CuSO4溶液/mL00.52.55V620H2O/mLV7V8V9V101005．为了进一步探究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列实验。将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，记录获得相同体积气体所需的时间。请完成此实验设计，其中：V1＝________，V6＝______，V9＝________。[解析]若研究CuSO4的量对H2生成速率的影响，则实验中除CuSO4的量不同之外，其他物质的量均相同，则V1＝V2＝V3＝V4＝V5＝30，最终溶液总体积相同。由实验F可知，溶液的总体积均为50mL，则V6＝10，V9＝17.5。答案301017.56．某温度下，在容积为2L的密闭容器中投入一定量的A、B发生反应3A(g)＋bB(g)cC(g)ΔH＝－QkJ·mol－1(Q＞0)，12s时反应达到平衡，生成C的物质的量为0.8mol，反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是()A．前12s内，A的平均反应速率为0.025mol·L－1·s－1B．12s后，A的消耗速率等于B的生成速率C．化学计量数之比b∶c＝1∶2D．12s内，A和B反应放出的热量为0.2QkJ[解析]分析图像可知12s内A的浓度变化为(0.8－0.2)mol·L－1＝0.6mol·L－1，反应速率v(A)＝eq\f(Δc,Δt)＝eq\f(0.6mol·L－1,12s)＝0.05mol·L－1·s－1，A项错误；分析图像，12s内B的浓度变化为(0.5－0.3)mol·L－1＝0.2mol·L－1，v(B)＝eq\f(0.2mol·L－1,12s)＝eq\f(1,60)mol·L－1·s－1，速率之比等于化学计量数之比，3∶b＝0.05∶eq\f(1,60)，则b＝1,3∶c＝0.05∶eq\f(\f(0.8,2),12)，则c＝2，A、B的化学计量数不同，12s后达到平衡状态，A的消耗速率不等于B的生成速率，B项错误，C项正确；消耗3molA放热QkJ,12s内消耗A的物质的量为0.6mol·L－1×2L＝1.2mol，消耗1.2molA放出的热量为0.4QkJ，D项错误。答案C7．(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：序号纯锌粉/g2.0mol·L－1硫酸溶液/mL温度/℃硫酸铜固体/g加入蒸馏水/mLⅠ2.050.02500Ⅱ2.040.025010.0Ⅲ2.050.0250.20Ⅳ2.050.0254.00①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：实验序号体积V/mLK2S2O8溶液水KI溶液Na2S2O3溶液淀粉溶液①10.00.04.04.02.0②9.01.04.04.02.0③8.0Vx4.04.02.0表中Vx＝________，理由是___________________________________________________。[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，加快锌失电子。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20.0mL)，从而可知Vx＝2.0。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8．采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323K和343K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。②在343K下，要提高SiHCl3转化率，可采取的措施是________；要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有________、________。③比较a、b处反应速率大小：va________vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反应速率v＝v正－v逆＝k正－k逆，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数，x为物质的量分数，计算a处的eq\f(v正,v逆)＝__________(保留1位小数)。[解析]②在343K时，要提高SiHCl3转化率，可采取的措施是及时移去产物，使平衡向右移动；要缩短反应达到平衡的时间，需加快化学反应速率，可采取的措施有提高反应物浓度、改进催化剂等。③浓度相同时，温度越高，反应速率越快，a点温度为343K，b点温度为323K，故反应速率：va>vb。反应速率v＝v正－v逆＝k正－k逆，则有v正＝k正，v逆＝k逆，343K下反应达到平衡状态时v正＝v逆，即k正＝，此时SiHCl3的平衡转化率α＝22%，经计算可得SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的物质的量分数分别为0.78、0.11、0.11，则有k正×0.782＝k逆×0.112，k正/k逆＝0.112/0.782≈0.02。a处SiHCl3的平衡转化率α＝20%，此时SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的物质的量分数分别为0.8、0.1、0.1，则有eq\f(v正,v逆)＝＝eq\f(k正,k逆)·＝eq\f(0.02×0.82,0.12)≈1.3。答案②及时移去产物改进催化剂提高反应物浓度③大于1.39．[2018·江苏，20(4)]将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体，匀速通入装有催化剂M的反应器中反应(装置见图1)。反应相同时间NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图2所示，在50～250℃范围内随着温度的升高，NOx的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是_______________________________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