第20讲 化学反应速率（讲）-2022年高考化学一轮复习讲练测

这是一份第20讲 化学反应速率（讲）-2022年高考化学一轮复习讲练测，文件包含第20讲化学反应速率讲-2022年一轮复习讲练测原卷版docx、第20讲化学反应速率讲-2022年一轮复习讲练测解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共32页， 欢迎下载使用。
第七章  化学反应速率和化学平衡第20讲  化学反应速率（精讲）【考情分析】本讲内容是高考的重点内容，分定性和定量两个方面。定性方面为化学反应速率概念的分析及外界条件改变对化学反应速率结果的判断；定量方面为有关反应速率的计算和比较；通常与理论综合题结合，以填空题的形式考查化学反应速率的简单计算，结合图表、图像、实验等探究化学反应速率的影响因素及实验设计能力。难度一般中档偏上，在填空题中的情境多侧重与生产实际的联系。预计今后，可能通过表格、图象、数据的分析，进行化学反应速率计算的考查，以选择题、填空题、图象或图表题形式考查化学反应速率的影响因素。高考中也常运用控制变量法进行化学反应速率的影响因素的考查。【核心素养分析】1.变化观念与平衡思想：能认识化学反应速率是变化的，知道化学反应速率与外界条件有关，并遵循一定规律；能多角度。动态地分析化学反应速率，运用化学反应原理解决实际问题。2.证据推理与模型认知：建立观点、结论和证据之间的逻辑关系，知道可以通过分析、推理等方法认识化学反应速率的本质特征及其相互关系，建立模型。能运用模型解释化学现象，揭示现象的本质和规律。3.科学探究与创新意识：能发现和提出有关化学反应速的有探究价值的问题；通过控制变量来探究影响化学反应速率的外界条件。【网络构建】【知识梳理】智能点一   化学反应速率的概念及计算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v＝，单位为mol·L－1·min－1或mol·L－1·s－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不同，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aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)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。(2)由v＝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。智能点二  影响化学反应速率的因素1.内因：反应物本身的性质是主要因素。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【特别提醒】(1)压强对反应速率的影响是通过改变浓度来实现的，浓度不变，速率不变。(2)温度改变，化学反应速率一定改变。(3)不特别指明，催化剂一般是加快化学反应速率。(4)固体反应物量的增减，不能改变化学反应速率，固体的表面积改变才能改变化学反应速率。3.理论解释——有效碰撞理论(1)活化分子、活化能、有效碰撞①活化分子：能够发生有效碰撞的分子。②活化能：如图图中：E1为正反应的活化能，使用催化剂时的活化能为E3，反应热为E1－E2。(注：E2为逆反应的活化能)③有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。(2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系【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度不改变，则反应速率不变。(3)改变温度，使用催化剂，反应速率一定发生变化，其他外界因素的改变，反应速率则不一定发生变化。(4)其他条件一定，升高温度，不论正反应还是逆反应，不论放热反应还是吸热反应，反应速率都要增大，只不过正、逆反应速率增加的程度不同。(5)稀有气体对有气体参与的反应速率的影响①恒温恒压②恒温恒容智能点三  化学反应速率的计算1．化学反应速率计算的4个方法(1)定义式法：v＝。(2)比例关系法：化学反应速率之比等于化学计量数之比。(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。(4)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；第三步：根据公式v＝进行计算。2．化学反应速率计算的万能方法——三段式法对于反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，起始时A的浓度为a mol·L－1，B的浓度为b mol·L－1，反应进行至t1s时，A消耗了x mol·L－1，则化学反应速率可计算如下：　　　　　 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)起始/(mol·L－1)  a     b        0     0转化/(mol·L－1)  x                t1/(mol·L－1)  a－x    b－         则：v(A)＝ mol·L－1·s－1，v(B)＝ mol·L－1·s－1，v(C)＝ mol·L－1·s－1，v(D)＝ mol·L－1·s－1。3．化学反应速率与化学计量数的关系对于已知反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示，当单位相同时，化学反应速率的数值之比等于化学计量数之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。如一定温度下，在密闭容器中发生反应：3A(g)＋B(g) 2C(g)。已知v(A)＝0.6 mol·L－1·s－1，则v(B)＝0.2 mol·L－1·s－1，v(C)＝0.4 mol·L－1·s－1。4．化学反应速率的大小比较(1)归一法：将同一反应中的不同物质的反应速率转化成同一单位、同一种物质的反应速率，再进行速率的大小比较。(2)比值法：将各物质表示的反应速率转化成同一单位后，再除以对应各物质的化学计量数，然后对求出的数值进行大小排序，数值大的反应速率快。如反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，若＞，则反应速率A＞B。(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。智能点四  速率－时间(v­t)图像1.图像类型由图像变化分析外界条件对其影响，已知反应为mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)　ΔH＝Q kJ·mol－1。（1）“渐变”类v­t图像图像分析结论t1时v′正突然增大，v′逆逐渐增大；v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动t1时其他条件不变，增大反应物的浓度t1时v′正突然减小，v′逆逐渐减小；v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动t1时其他条件不变，减小反应物的浓度t1时v′逆突然增大，v′正逐渐增大；v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动t1时其他条件不变，增大生成物的浓度t1时v′逆突然减小，v′正逐渐减小；v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动t1时其他条件不变，减小生成物的浓度（2）“断点”类v­t图像图像分析结论t1时v′正、v′逆均突然增大，且v′正＞v′逆；平衡向正反应方向进行t1时其他条件不变，增大反应体系的压强且m＋n＞p＋q(正反应为体积减小的反应)t1时其他条件不变，升高温度且Q＞0(吸热反应)t1时v′正、v′逆均突然增大，且v′逆＞v′正；平衡向逆反应方向进行t1时其他条件不变，增大反应体系的压强且m＋n＜p＋q(正反应为体积增大的反应)t1时其他条件不变，升高温度且Q＜0(放热反应)t1时v′正、v′逆均突然减小，且v′正＞v′逆；平衡向正反应方向进行t1时其他条件不变，减小反应体系的压强且m＋n＜p＋q(正反应为体积增大的反应)t1时其他条件不变，降低温度且Q＜0(放热反应)t1时v′逆、v′正均突然减小，且v′逆＞v′正；平衡向逆反应方向进行t1时其他条件不变，减小反应体系的压强且m＋n＞p＋q(正反应为体积减小的反应)t1时其他条件不变，降低温度且Q＞0(吸热反应)（3）“平台”类v­t图像图像分析结论t1时v′正、v′逆均突然增大且v′正＝v′逆，平衡不移动t1时其他条件不变使用催化剂t1时其他条件不变增大反应体系的压强且m＋n＝p＋q(反应前后气体体积无变化)t1时v′正、v′逆均突然减小且v′正＝v′逆，平衡不移动t1时其他条件不变，减小反应体系的压强且m＋n＝p＋q(反应前后气体体积无变化)2.常见v-t图像分析方法(1)看图像中正、逆反应速率的变化趋势,看二者是同等程度的变化,还是不同程度的变化。同等程度的变化一般从压强(反应前后气体体积不变的反应)和催化剂角度考虑;若是不同程度的变化,可从温度、浓度、压强(反应前后气体体积改变的反应)角度考虑。(2)对于反应速率变化程度不相等的反应,要注意观察改变某个条件瞬间,正、逆反应速率的大小关系及变化趋势。同时要联系外界条件对反应速率的影响规律,加以筛选、验证、排除。(3)改变条件判断v(正)、v(逆)的相对大小时,可以从平衡移动方向讨论,若平衡正移,v(正)>v(逆),若平衡逆移,v(正)<v(逆)。智能点五  速率常数和速率方程1．基元反应基元反应是指在反应中一步直接转化为产物的反应，又称为简单反应。2．速率方程一定温度下，化学反应速率与反应物浓度以其计量数为指数的幂的乘积成正比。对于反应：aA＋bB===gG＋hH则v＝kca(A)·cb(B)(其中k为速率常数)。如：①SO2Cl2SO2＋Cl2　　 v＝k1c(SO2Cl2)②2NO22NO＋O2   v＝k2c2(NO2)③2H2＋2NON2＋2H2O   v＝k3c2(H2)·c2(NO)3．速率常数含义速率常数(k)是指在给定温度下，反应物浓度皆为1 mol·L－1时的反应速率。在相同的浓度条件下，可用速率常数大小来比较化学反应的反应速率。化学反应速率与反应物浓度(或浓度的次方)成正比，而速率常数是其比例常数，在恒温条件下，速率常数不随反应物浓度的变化而改变。因此，可以应用速率方程求出该温度下任意浓度时的反应速率。4．速率常数的影响因素温度对化学反应速率的影响是显著的，速率常数是温度的函数，同一反应，温度不同，速率常数将有不同的值，但浓度不影响速率常数。5．速率常数与化学平衡常数之间的关系一定温度下， 可逆反应：aA(g)＋bB(g)gG(g)＋hH(g)，达到平衡状态时，v正＝k正 ca(A)·cb(B)，v逆＝k逆·cg(G)·ch(H)，由于平衡时 v正＝v逆，则k正ca(A)·cb(B)＝k逆·cg(G)·ch(H)，所以＝＝K。【典例剖析】高频考点1  考查化学反应速率概念的理解1．下列关于化学反应速率的说法正确的是(　　)A．化学反应速率是指单位时间内任何一种反应物或生成物的浓度变化量B．化学反应速率是指某一时刻，某种反应物的瞬时速率C．在反应过程中，反应物的浓度逐渐减少，所以用反应物表示的化学反应速率为负值D．同一反应，用不同物质表示的化学反应速率之比等于其化学计量数之比【变式训练】下列关于化学反应速率的说法中，正确的是①铁片和稀硫酸反应制取氢气时，改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率②增加反应物的用量，一定会增大化学反应速率③决定化学反应速率的主要因素是反应物的浓度④光是影响某些化学反应速率的外界条件之一⑤使用催化剂，使反应的活化能降低，反应速率加快A．①⑤ B．④⑤ C．②④ D．③高频考点2  考查化学反应速率的计算例2．（2021·北京人大附中高三三模）一定温度下，在容积恒为1L的容器中通入一定量N2O4，发生反应，各组分浓度随时间(t)的变化如下表。t/s010203040c(N2O4)/(mol/L)0.1000.0620.0480.0400.040c(NO2)/(mol/L)00.0760.1040.1200.120下列说法不正确的是A．0-30s，N2O4的平均反应速率为v=B．降低温度，反应的化学平衡常数值减小C．40s时，再充入N2O40.04mol、NO20.2mol，平衡不移动D．增大容积使平衡正移，达新平衡后混合气颜色比原平衡时浅【变式训练1】（依据化学反应速率的表达式(v＝)计算）（2021·辽宁高三三模）反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，在起始温度(T1℃)、体积相同(2L)的两个密闭容器中，改变条件，其对应反应过程中的部分数据见表： 反应时间CO2/molH2/molCH3OH/molH2O/mol反应Ⅰ：恒温恒容0min260010min 4.5  20min1   30min  1 反应Ⅱ：绝热恒容0min0022下列说法正确的是A．若该反应能自发进行，则该反应的△H>0B．反应Ⅰ，在0～20min时的平均反应速率v(H2)=0.15mol•L-1•min-1C．反应Ⅰ达到平衡时，加入1molCO2和1molCH3OH，此时平衡不移动D．起始温度相同的反应Ⅰ、Ⅱ，平衡时平衡常数K也相同【变式训练2】（依据图像计算）（2021·重庆高三三模）利用活性炭可以处理NO的污染，其原理为：。现向某容积固定的密闭容器加入一定量的活性炭和一定量的NO，在T1℃时，各物质的量浓度随时间变化如图所示，下列说法正确的是A．0~10min的平均速率v(CO2)=0.1mol·L-1·min-1B．50min时改变的条件是升温C．若原平衡态压强为100kPa，维持体积不变，再通入一定量的CO2(g)，达到平衡后压强变为150kPa，则平衡时NO转化了D．50min时改变的条件是加入高效的催化剂【变式训练3】（依据化学方程式计算）（2021·浙江高三二模）利用催化剂将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，是尾气处理的一种方法，方程式为：。为测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表：时间(s)012345下列说法不正确的是；A．该反应能自发进行，则反应的B．前2s内的平均反应速率C．在该温度下，反应的平衡常数K=500D．在密闭容器中发生上述反应，缩小容积能提高NO转化率高频考点3  考查化学反应速率大小的比较例3．（2020·天津市第八中学高三期中）对于可逆反应A(g)+3B(s) 2C(g)+2D(g)，在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示的反应速率最快的是A．v(A)=0.5 mol·L-1·s-1 B．v(B)=1.2 mol·L-1·s-1C．v(D)=0.4 mol·L-1·s-1 D．v(C)=0.1 mol·L-1·s-1【变式训练】（根据图像判断某点反应速率的大小）（2021·浙江高三）温度下，向2L真空密闭容器中加入固体，发生反应：(未配平)，反应过程如图，下列说法正确的是
 A．X可能为B．用表示的反应速率为C．第2min时逆反应速率大于第4min时逆反应速率D．第4min时，保持温度和容积不变，向容器中再加入，混合气体颜色加深高频考点4  考查外界因素对化学反应速率的影响例4．（2021·广东汕头市·高三二模）汽车尾气是造成雾霾天气的主要原因，研究其无害化处理具有现实意义。已知：2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)∆H<0，下列措施能提高该反应速率和NO转化率的是A．改用高效催化剂 B．缩小容器的体积C．降低温度 D．增加NO的浓度【变式训练】（2021·陕西咸阳市·高三一模）氨的工业合成对工农业生产具有划时代意义。在容积固定的密闭容器中充入一定量的和，一定条件下发生反应。下列有关叙述正确的是A．相同条件下，B．温度不变时，向容器中充入氦气，反应速率加快C．升高温度，正反应速率减小，平衡向逆反应方向移动D．增大的浓度，能提高的转化率高频考点5  考查控制变量法探究反应速率的影响因素例5．（2021·广东广州市·高三三模）某兴趣小组依据以下方案将KI、Na2S2O3和淀粉溶液混合后，再加入K2S2O8溶液，探究反应条件对反应速率的影响。已知：S2O+2I-=I2+2SO(慢)，2S2O+I2=2I-+2SO(快)。下列说法不正确的是实验序号体积/mLK2S2O8溶液KI溶液Na2S2O3溶液淀粉溶液110.04.04.02.028.04.04.02.0A．将KI、Na2S2O3和淀粉溶液混合后，加入K2S2O8溶液，溶液不会立即变蓝B．当溶液中的Na2S2O3完全耗尽，溶液将由无色变为蓝色C．依据上述方案，通过颜色变化出现的快慢，可以说明反应物浓度对速率的影响D．为了确保能观察到颜色变化，Na2S2O3和K2S2O8初始物质的量之比应小于2【变式训练】（2021·山东滨州市·高三二模）某同学为探究浓度对化学反应速率的影响，设计以下实验。 ①②③④试剂a1mL0.01mol/L酸性高锰酸钾水溶液1mL0.01mol/L酸性高锰酸钾水溶液1mL0.01mol/L酸性高锰酸钾水溶液1mL0.01mol/L酸性高锰酸钾水溶液试剂b2mL0.1mol/LH2C2O4水溶液2mL0.2mol/LH2C2O4水溶液1mL0.2mol/LH2C2O4水溶液1mL以浓盐酸为溶剂配制的0.2mol/LH2C2O4水溶液褪色时间690s677s600s 下列说法错误的是A．对比实验①、②可知，H2C2O4水溶液浓度增大，反应速率加快B．对比实验②、③可知，酸性高锰酸钾水溶液浓度增大，反应速率加快C．为验证H+浓度对反应速率的影响，设计实验④并与③对照D．实验③的离子方程式为2+6H++5H2C2O4=2Mn2++10CO2↑+8H2O高频考点6  考查利用“断点”突破化学反应速率图像(v­t图)例6．对于反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＜0已达平衡，如果其他条件不变时，分别改变下列条件，对化学反应速率和化学平衡产生影响，下列条件与图像不相符的是(0～t1：v正＝v逆；t1时改变条件，t2时重新建立平衡)(　　)A．增加氧气的浓度         B．增大压强C．升高温度               D．加入催化剂【变式训练】对于反应：X(g)＋Y(g)2Z(g)　ΔH＜0的反应，某一时刻改变外界条件，其速率随时间的变化图像如图所示。则下列说法符合该图像的是(　　)A．t1时刻，增大了X的浓度B．t1时刻，升高了体系温度C．t1时刻，降低了体系温度D．t1时刻，使用了催化剂高频考点7  考查速率常数及其应用例7．（2021·吉林松原市·高三模拟）化学反应速率与反应物浓度的关系式(称为速率方程)是通过实验测定的。以反应S2O+2I-=2SO+I2为例，可先假设该反应的速率方程为v=kcm(S2O)cn(I-)，然后通过实验测得的数据，算出k、m、n的值，再将k、m、n的值代入上式，即得速率方程。25℃时，测得反应在不同浓度时的反应速率如表：实验c(S2O)/mol·L-1c(I-)/mol·L-1v/mol·L-1·s-110.0320.0301.4×10-520.0640.0302.8×10-530.0640.0151.4×10-5已知过二硫酸(H2S2O8)可以看成是H2O2中两个氢原子被二个磺基(—SO3H)取代的产物。下列说法正确的是A．过二硫酸根离子(S2O)中含有2个过氧键B．该反应的总级数为2C．速率方程中k=6.14×10-3L·mol-1·s-1D．化学反应速率与反应的路径无关，速率方程中浓度的方次要由实验确定【变式训练】（2021·山东高三）某反应的速率方程为,其半衰期(当剩余反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为。改变反应物浓度时,反应的瞬时速率如表所示:0.250.0501.40.500.0502.81.000.0505.60.500.1002.8下列说法正确的是A．速率方程中的、B．该反应的速率常数C．增大反应物浓度,k增大导致反应的瞬时速率加快D．在过量的B存在时,反应掉87.5%的A所需的时间是375min