人教版高考化学一轮复习讲义第11章第44讲　化学反应速率及影响因素（2份打包，原卷版+教师版）

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[复习目标] 1.了解化学反应速率的概念及表示方法，能提取信息计算化学反应速率。2.掌握影响化学反应速率的因素，并能用有关理论解释。
考点一 化学反应速率及表示方法
1．化学反应速率
(1)
(2)各物质的化学反应速率之比＝__________之比。
如mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，vA∶vB∶vC∶vD＝____________。
(3)注意事项
①化学反应速率一般指平均速率而不是某一时刻的瞬时速率，且无论用反应物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固体或纯液体的浓度视为常数，不能用固体或纯液体的浓度变化计算化学反应速率。
2．应用“三段式”计算化学反应速率
列起始量、转化量、某时刻量，再根据定义式或比例关系计算。
对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)，起始时A的浓度为a ml·L－1，B的浓度为b ml·L－1，C的浓度为c ml·L－1，反应进行至t1 s时，A消耗了x ml·L－1，则化学反应速率的计算如下：
mA(g)＋nB(g)pC(g)
起始浓度/ml·L－1 a b c
(转化浓度/ml·L－1 x _______ ________
t1 s时浓度/ml·L－1 a－x _______ ________
则v(A)＝________________，v(B)＝________________，v(C)＝________________。
[应用举例]
1．一定条件下，在体积为10 L的固定容器中发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，反应过程如图。
(1)表示NH3的物质的量变化的曲线是_____________________________________________。
(2)计算0～8 min，H2的平均反应速率(写出计算过程，下同)。
______________________________________________________________________________
(3)计算10～12 min，N2的平均反应速率。
______________________________________________________________________________
2．已知反应：4CO＋2NO2eq \(=====,\s\up7(催化剂))N2＋4CO2在不同条件下的化学反应速率如下。
①v(CO)＝1.5 ml·L－1·min－1
②v(NO2)＝0.7 ml·L－1·min－1
③v(N2)＝0.4 ml·L－1·min－1
④v(CO2)＝1.1 ml·L－1·min－1
⑤v(NO2)＝0.01 ml·L－1·s－1
请比较上述5种情况反应的快慢：________________________________________________(由大到小的顺序)。
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．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( )
3．化学反应速率为0.8 ml·L－1·s－1是指1 s时某物质的浓度为0.8 ml·L－1( )
4．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( )
一、用其他物理量表示的化学反应速率的计算
1．温度为T1时，2 g某合金4 min内吸收氢气240 mL，吸氢速率v＝______mL·g－1·min－1。
2．(2023·陕西榆林统考一模)在某一恒容密闭容器中加入CO2、H2，其分压分别为15 kPa、30 kPa，加入催化剂并加热使其发生反应：CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)。研究表明CH4的反应速率v(CH4)＝1.2×10－6×p(CO2)·p4(H2) kPa·s－1，某时刻测得H2O(g)的分压为10 kPa，则该时刻v(H2)＝________________。
二、速率方程与化学反应速率
3．[2020·全国卷Ⅱ，28(2)①]高温下，甲烷生成乙烷的反应如下：2CH4eq \(――→,\s\up7(高温))C2H6＋H2。反应在初期阶段的速率方程为r＝k×，其中k为反应速率常数。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＝________ r1。
4．[2018·全国卷Ⅰ，28(2)②]F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25 ℃时N2O5(g)分解反应：
其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t 的变化如下表所示[t＝∞时，N2O5(g)完全分解]：
研究表明，N2O5(g)分解的反应速率v＝2×10－3× kPa·min－1。t＝62 min时，测得体系中＝2.9 kPa，则此时＝________kPa，v＝________kPa·min－1。
考点二 影响化学反应速率的因素
1．内因
反应物________是主要因素。如相同条件下Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为Mg____Al。
2．外因
[应用举例]
下列措施可以增大化学反应速率的是____________(填序号)。
①Al在氧气中燃烧生成Al2O3，将Al片改成Al粉；②Fe与稀硫酸反应制取H2时，改用98%浓硫酸；③H2SO4与BaCl2溶液反应时，增大压强；④2SO2＋O2eq \(,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))2SO3 ΔH<0，升高温度；⑤Na与水反应时，增大水的用量；⑥2H2O2===2H2O＋O2↑反应中，加入少量MnO2；⑦H2与Cl2混合后光照
3．有效碰撞理论解释外因对化学反应速率的影响
(1)有效碰撞
能够发生____________的碰撞为有效碰撞。化学反应发生的先决条件是反应物分子间必须发生碰撞。有效碰撞必须具备两个条件：一是发生碰撞的分子具有____________，二是碰撞时要有____________。
(2)活化分子
有足够的________，能够发生______________的分子叫活化分子。
活化分子百分数＝eq \f(活化分子数目,反应物分子总数)×100%。
(3)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系
条件→活化分子→有效碰撞→反应速率变化
1．催化剂参与化学反应，改变了活化能，但反应前后物理和化学性质均保持不变( )
2．升温时吸热反应速率增大，放热反应速率减小( )
3．一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( )
4．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( )
5．100 mL 2 ml·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( )
一、压强对化学反应速率的影响
1．一定温度下，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：__________________________________________________，原因是______________________________________________________________________________。
(2)恒容充入N2：__________。
(3)恒容充入He：__________，原因是_____________________________________________
______________________________________________________________________________。
(4)恒压充入He：__________。
惰性气体对反应速率的影响
二、固体表面积对化学反应速率的影响
2．图1为从废钼催化剂(主要成分为MO3、MS2，含少量NiS、NiO、Fe2O3等)中回收利用金属的部分流程。
“焙烧”时将纯碱和废钼催化剂磨成粉末后采取如图2所示的“多层逆流焙烧”，其目的是______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。
3．[2019·北京，27(1)①]甲烷水蒸气催化重整制氢的主要反应为：CH4＋2H2O(g)eq \(=====,\s\up7(催化剂))CO2＋4H2，用CaO可以去除CO2，H2体积分数和CaO消耗率随时间变化关系如图所示。从t1时开始，H2体积分数显著降低，单位时间CaO消耗率________(填“升高”“降低”或“不变”)。此时CaO消耗率约为35%，但已失效，结合化学方程式解释原因：___________________
______________________________________________________________________________。
三、对照实验及其设计
4．某小组拟用酸性KMnO4溶液与H2C2O4溶液的反应(此反应为放热反应)来探究“条件对化学反应速率的影响”，并设计了如下的方案记录实验结果(忽略溶液混合体积变化)。限选试剂和仪器：0.20 ml·L－1 H2C2O4溶液、0.010 ml·L－1 KMnO4溶液(酸性)、蒸馏水、试管、量筒、秒表、恒温水浴槽。
回答下列问题：
(1)KMnO4溶液用________________(填名称)酸化；写出上述反应的离子方程式：_____________________________________________________________________________。
(2)实验①②是探究________对化学反应速率的影响；实验②④是探究________对化学反应速率的影响。
(3)若实验②③是探究浓度对化学反应速率的影响，则a为________；表格中的“乙”填写t/s，其测量的是____________________________________________________________________。
关于“变量控制法”题目的解题策略
1．(2022·浙江6月选考，20)恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解反应：2NH3(g)eq \(,\s\up7(催化剂))N2(g)＋3H2(g)，测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化，如下表所示，下列说法不正确的是( )
A.实验①，0～20 min，v(N2)＝1.00×10－5 ml·L－1·min－1
B．实验②，60 min时处于平衡状态，x≠0.40
C．相同条件下，增加氨气的浓度，反应速率增大
D．相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大
2．(2021·辽宁，12)某温度下，降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合，反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期，下列说法错误的是( )
A．其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应速率越大
B．其他条件相同时，降冰片烯浓度越大，反应速率越大
C．条件①，反应速率为0.012 ml·L－1·min－1
D．条件②，降冰片烯起始浓度为3.0 ml·L－1时，半衰期为62.5 min
3．(2022·广东，15)在相同条件下研究催化剂Ⅰ、Ⅱ对反应X→2Y的影响，各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图，则( )
A．无催化剂时，反应不能进行
B．与催化剂Ⅰ相比，Ⅱ使反应活化能更低
C．a曲线表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随t的变化
D．使用催化剂Ⅰ时，0～2 min内，v(X)＝1.0 ml·L－1·min－1
4.[2021·福建，12(4)①②]NaNO2溶液和NH4Cl溶液可发生反应：NaNO2＋NH4Cleq \(=====,\s\up7(△))N2↑＋NaCl＋2H2O。为探究反应速率与c(NaNO2)的关系，利用如图装置(夹持仪器略去)进行实验。
实验步骤：往A中加入一定体积(V)的2.0 ml·L－1 NaNO2溶液、2.0 ml·L－1 NH4Cl溶液和水，充分搅拌。控制体系温度，通过分液漏斗往A中加入1.0 ml·L－1醋酸，当导管口气泡均匀稳定冒出时，开始用排水法收集气体，用秒表测量收集1.0 ml N2所需的时间，重复多次取平均值(t)。回答下列问题：
每组实验过程中，反应物浓度变化很小，忽略其对反应速率测定的影响。实验数据如表所示。
①V1＝________，V3＝________。
②该反应的速率方程为v＝k·cm(NaNO2)·c(NH4Cl)·c(H＋)，k为反应速率常数。利用实验数据计算得m＝________(填整数)。
t/min
0
40
80
160
260
1 300
1 700
∞
p/kPa
35.8
40.3
42.5
45.9
49.2
61.2
62.3
63.1
条件改变
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
增大反应物浓度
增大压强
升高温度
加催化剂
恒温恒容条件下
通入惰性气体，总压增大，反应物浓度不变，反应速率不变
恒温恒压条件下
通入惰性气体，总体积增大，反应物浓度减小，反应速率减小
实验编号
V(0.20 ml·L－1 H2C2O4溶液)/mL
V(蒸馏水)/mL
V(0.010 ml·L－1
酸性KMnO4溶液)/mL
m(MnSO4)/g
T/℃
乙
①
2.0
0
4.0
0
50
②
2.0
0
4.0
0
25
③
1.5
a
4.0
0
25
④
2.0
0
4.0
0.1
25
编号
时间/min
cNH3/10－3 ml·L－1
表面积/cm2
0
20
40
60
80
①
a
2.40
2.00
1.60
1.20
0.80
②
a
1.20
0.80
0.40
x
③
2a
2.40
1.60
0.80
0.40
0.40
实验编号
V/mL
水
t/s
NaNO2溶液
NH4Cl溶液
醋酸
1
4.0
V1
4.0
8.0
334
2
V2
4.0
4.0
V3
150
3
8.0
4.0
4.0
4.0
83
4
12.0
4.0
4.0
0.0
38