微专题速率方程-2024高考化学一轮考点击破

微专题7速率方程突破核心整合1.速率方程的定义对于基元反应:mA速率方程可表示为:v正=k正v正=k正其中，速率常数k与浓度无关，但受温度、催化剂等影响。当其他条件一定时，反应物c(A)或c(B)增大，v正增大;生成物c(注意:大部分化学反应的速率方程中，反应物浓度幂次不一定等于其化学计量数，需要通过实验测定得到。2.速率方程的应用（1）辅助分析图像变化的原因。（2）判断条件变化对反应速率或平衡的影响。（3）定量计算反应速率或平衡常数。高考经典再研典例[2020课标Ⅱ，28节选]天然气的主要成分为CH4，一般还含有C（2）高温下，甲烷生成乙烷的反应如下：2CH4高温①设反应开始时的反应速率为r1，甲烷的转化率为α时的反应速率为r2，则r2=[解析]设反应开始时甲烷的浓度为1mol/2CH则r2r1=k×(1−α)②对于处于初期阶段的该反应，下列说法正确的是AD。A.增加甲烷浓度，r增大 B.增加H2浓度，rC.乙烷的生成速率逐渐增大 D.降低反应温度，k减小[解析]对于初期阶段，增加反应物甲烷浓度，反应速率增大，而增加生成物浓度，对反应速率影响不大，A项正确，B项错误；随着反应的进行，反应物浓度越来越小，故乙烷的生成速率越来越小，C项错误；根据速率方程，结合化学反应速率影响因素，降低反应温度，化学反应速率减小，k减小，D项正确。情境素材甲烷生成乙烷的反应考查角度速率方程的计算、影响速率的因素等素养立意宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知变式.甲烷−CO2重整反应可以得到用途广泛的合成气，已知化学方程式为CH4(g)+CO2(a.增加甲烷的浓度，η增大b.增加CO2的浓度，ηc.及时分离合成气，η增大d.通过升高温度，提升k[解析]增加甲烷的浓度，p(CH4)增大，η=k⋅p(CH4)增大，故a说法正确；增加CO2的浓度，p(CH4)减小，η=k⋅p(CH4)减小，故b说法不正确；及时分离合成气，平衡向右移动，甲烷的转化率增大，p(CH模拟对点演习1.[2021河北，13,4分]室温下，某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等，同时发生以下两个反应：①M+NX+Y；②M+NA.0∼30min时间段内，Y的平均反应速率为6.67×B.反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比保持不变C.如果反应能进行到底，反应结束时62.5%的M转化为ZD.反应①的活化能比反应②的活化能大[解析]A项，由图像可知0∼30min时间段内，M的浓度变化为(0.500−0.300)mol⋅L−1=0.200mol⋅L−1，Z的浓度变化为0.125mol⋅L−1，即反应②中M的浓度变化为0.125mol⋅L−1，故反应①中M的浓度变化为(0.200−0.125)mol⋅L−1=0.075mol⋅L−1，即Y的浓度变化为0.075mol⋅L−1，所以0∼30min时间段内，Y的平均反应速率v(Y)=Δc(Y)Δt=0.075mol⋅2.[2021湖北武汉联考]利用CO生产甲醇的反应为2H2(g)+CO(g)⇌已知：①v正=k正⋅x(CO)⋅x2(H2)②KP下列相关说法错误的是(C)A.该反应的ΔH<0B.B点与C点的平衡常数关系为KBC.增大体系压强，k正D.C点对应的平衡常数Kp[解析]速率常数只与温度有关，温度不变，k正、k逆都不变，k3.[2021安徽黄山六模]NO是工业废气，研究NO的相关反应机理对于如何利用NO具有重大意义。（1）NO在空气中与O2回答下列问题：①写出NO与O2反应的热化学方程式：2[解析]根据能量关系图，可得2NO(②NO在空气中与O2反应的速率的快慢主要由反应Ⅱ[解析]反应活化能越大，反应速率越慢，根据题图反应Ⅰ活化能小于反应Ⅱ的活化能，则反应Ⅰ是快反应，反应Ⅱ是慢反应，总反应的速率由慢反应决定。③反应Ⅰ.2NO(g)⇌N反应Ⅱ.N2O2其中k是速率常数。则随着温度升高，k1正增大（填“增大”或“减小”，下同），k1逆增大；一定温度下，反应2NO(g)+O2(g)⇌2[解析]平衡时，v1正=v1逆，v2正=v2逆，即k1正c2(（2）工业上可用NO与Cl2合成亚硝酰氯(NOCl)，可以用于有机合成。25℃时，向体积为2L且带气压计的恒容密闭容器中通入0.008molNO和0.004molCl已知：反应起始和平衡时温度相同。点1、2、3中，达到平衡的是3;反应的ΔH＜[解析]1、2点未达到平衡，3点处p不变，达到平衡；分析曲线知反应过程中压强先增大后减小至不变，压强先增大是因为正反应放热，随着反应的进行，气体浓度减小，压强减小至不变。4.[2022陕西西工大附中适应性考试]不断改进汽车尾气净化技术是减轻大气污染的重要举措。其中一种净化反应的原理为2CO净化反应净速率v=v正−v逆=k（1）升高温度，(k正−[解析]正反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，逆反应速率大于正反应速率，则k正增大的程度小于k逆，(（2）按照n(CO):n(NO)=1:1投料，在不同压强下，净化反应中CO的平衡转化率随反应温度的变化如图所示。当压强为p1kPa、温度为t1℃时，某时刻测得[解析]当反应达到平衡时，正、逆反应速率相等，则v正−v逆=k正p2(CO2CO则Kp=k正k逆=(1.6p12CO由三段式数据可得：a4−a=19，解得a=0.45.[2022山西太原二模]绿色能源是未来能源发展的方向，积极发展氢能，是实现“碳达峰、碳中和”的重要举措。回答下列问题：在催化剂作用下H2还原N2O的反应如下：H2(g)+N2O(g)⇌H2O(g)+N2(g)ΔH<0，已知该反应的v正[解析]横坐标是温度倒数的变化，则横坐标越大，表示温度越低，降低温度，正、逆反应速率均减小，lgk正、lgk逆均减小，由于反应H2(g)+N2O(g)⇌H2O(g)+N2(g)的ΔH<0，降低温度，平衡正向移动，lgk逆减小的程度大于lgk正减小的程度，则a表示lgk正6.[2021山西大同月考]能源问题是人类社会面临的重大问题,合理的开发利用至关重要。（1）丁烯是石油化工中的重要产物,正丁烷脱氢可制备1−丁烯:C4化学键C—C—H—C键能(kJ/mol348414436615则ΔH=+125[解析]ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和=(10×414kJ/mol（2）甲醇是未来重要的绿色能源之一,常见的合成反应为CO(组别起始浓度/(mol初始速率/[molCOH210.240.480.36120.240.960.72030.480.480.719该反应速率的通式为v正=k正cm(CO)⋅cn[解析]由v正=k正cm(CO)⋅cn(H2)可知，组别1中：0.361mol/(L⋅min)=k正×(0.24mol/L)（3）近年来,有人研究用温室气体二氧化碳通过电催化生成多种燃料,其工作原理如图2所示：图2①写出Cu电极上产生乙烯的电极反应式:2CO2+12H++12e−C2[解析]Cu电极与电源负极相连，为阴极，CO2得电子被还原生成C2H4，根据电荷守恒和原子守恒可知电极反应式为2CO2+12H++12e−C2H4+4H2O②HCOOH为一元弱酸,常温下将0.1mol/LHCOOH溶液与0.1mol/LNaOH溶液按体积之比为a:b混合（忽略溶液体积的变化），混合后溶液恰好呈中性,则HCOOH的电离平衡常数为[解析]混合后溶液呈中性，所以c(H+)=c(OH−)=10−7mol/L，根据电荷守恒可知c(7.[2021山东，20，12分]2−甲氧基−2−甲基丁烷(TAME反应Ⅰ：反应Ⅱ：反应Ⅲ：回答下列问题：（1）反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ以物质的量分数表示的平衡常数Kx与温度T据图判断，A和B中相对稳定的是2−甲基−2−丁烯（用系统命名法命名）；ΔH1ΔA.<−1B.−1∼0C.0∼1D.>1[解析]由反应Ⅰ-Ⅱ，得：A⇌B，K3=K1/K2，由题图可知，随着温度升高，Kx1、Kx2、Kx3均减小，说明反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的正反应均为放热反应即ΔH1<0、ΔH2<0、ΔH3<0，则A的能量比B高，故B相对稳定。B用系统命名法命名为2−甲基（2）为研究上述反应体系的平衡关系，向某反应容器中加入1.0molTAME，控制温度为353K,测得TAME的平衡转化率为已知反应Ⅲ的平衡常数Kx3=9.0，则平衡体系中B的物质的量为0.9αmol，反应Ⅰ的平衡常数Kx同温同压下，再向该容器中注入惰性溶剂四氢呋喃稀释，反应Ⅰ的化学平衡将逆向移动（填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”）；平衡时，A与CH3OH物质的量浓度之比c(A[解析]根据题干信息设生成A的物质的量为xmol，生成B的物质的量为ymol反应I：A反应II：BTAME平衡转化率为α，即x+y1.0=α，则x+y=α①，又知反应Ⅲ的平衡常数Kx3=9.0=yx，即y=9x②，联立①、②得，x=0.1α、y=0.9α，即A的物质的量为0.1αmol，B的物质的量为0.9αmol；平衡体系中各物质的物质的量：TAME为(1−α)mol、CH3OH为αmol、A为0.1αmol、B为0.9αm