2020版高考新创新一轮复习化学新课改省份专用学案：第七章第一节化学反应速率及其影响因素


第七章 化学反应速率和化学平衡
第一节化学反应速率及其影响因素

考点(一)　化学反应速率 【精讲精练快冲关】

[知能学通]
1．化学反应速率

2．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方程式中相应物质的化学计量数之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q，或v(A)＝v(B)＝v(C)＝v(D)。
[注意]　①由公式v＝计算得到的反应速率是指某一时间段内的平均反应速率而不是某一时刻的瞬时反应速率。
②同一化学反应在相同条件下用不同物质表示的化学反应速率，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物质(不是溶液)表示化学反应速率，因为固体和纯液体物质的浓度视为常数。

[题点练通]

1. (2019·湖北八校联考)将6 mol CO2和8 mol H2充入一容积为2 L的密闭容器中(温度保持不变)，发生反应CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH②＝③。
答案：①>④>②＝③
[方法规律]
化学反应速率的2种比较方法
(1)转化同一物质法
将同一反应中用不同物质表示的反应速率转化成用同一种物质表示的反应速率，再进行比较。如对于反应2SO2＋O22SO3，如果①v(SO2)＝2 mol·L－1·min－1，②v(O2)＝3 mol·L－1·min－1，③v(SO3)＝4 mol·L－1·min－1，比较反应速率的大小时，可以将三者表示的反应速率都转化为用O2表示的反应速率，再作比较。换算后①v(O2)＝1 mol·L－1·min－1，③v(O2)＝2 mol·L－1·min－1，则反应速率的大小顺序为②>③>①。
(2)比值法
用各物质表示的反应速率除以对应各物质的化学计量数，然后再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。
无论采用何种方法，都要确保所比较化学反应速率的单位统一。

考点(二)　影响化学反应速率的因素 【点多面广精细研】


1．主要因素——内因
反应物本身的性质是影响化学反应速率的主要因素。
2．外因(其他条件不变，只改变一个条件)

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

[注意]　E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，且ΔH＝E1－E2，E3为使用催化剂时正反应的活化能。
　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


[小题练微点]
1．判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)可逆反应达到平衡后，增大反应物的浓度，正反应速率增大，逆反应速率减小(　　)
(2)增大反应体系的压强，反应速率不一定增大(　　)
(3)对有气体参加的反应体系，缩小容器体积，能够增大活化分子的百分含量，所以反应速率增大(　　)
(4)铁与浓硫酸反应时，硫酸的浓度越大，产生H2的速率越快(　　)
(5)对于可逆反应FeCl3＋3KSCNFe(SCN)3＋3KCl，增加氯化钾浓度，逆反应速率加快(　　)
答案：(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)×
2．(1)形状、大小相同的镁、铝、铁、铅四种金属与浓度相同的盐酸反应，生成H2的速率快慢顺序是_______________________________________。
(2)对于Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，改变下列条件对生成氢气的速率有何影响？(填“增大”“减小”“不变”或“不产生氢气”)
①升高温度：____________；②增大盐酸浓度：___________；
③增大铁的质量：___________；④增加盐酸的体积：_________；
⑤把铁片改成铁粉：_______；⑥滴加几滴CuSO4溶液：_______；
⑦加入NaCl固体：___________；⑧增大压强：___________；
⑨将反应中的稀盐酸改为浓H2SO4：________。
(3)Zn与盐酸反应，真正影响反应速率的是________的浓度，而与________的浓度无关。
(4)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：_______；②恒容充入N2：_______；③恒容充入He：_______；④恒压充入He：_______。
答案：(1)v(Mg)>v(Al)>v(Fe)>v(Pb)
(2)①增大　②增大　③不变　④不变　⑤增大 ⑥增大　⑦不变　⑧不变　⑨不产生氢气
(3)H＋　Cl－
(4)①增大　②增大　③不变　④减小



1.(2019·贵阳模拟)在一密闭容器中充入1 mol H2和1 mol I2，压强为p(Pa)，并在一定温度下使其发生反应：H2(g)＋I2(g) 2HI(g)　ΔH0，B项错误；根据化学反应速率表达式可知，v(Z)＝＝0.03 mol·L－1·s－1，C项正确；t5～t6 阶段，平衡向正反应方向移动，X的转化率升高，而t3～t5 阶段，平衡不移动，所以X的转化率为t6点比t3点高，D项正确。
[归纳拓展]
1．速率—时间图像“断点”分析
当可逆反应达到一种平衡后，若某一时刻外界条件发生改变，都可能使速率—时间图像的曲线出现不连续的情况，即出现“断点”。根据“断点”前后的速率大小，即可对外界条件的变化情况作出判断。如图，t1时刻改变的条件可能是使用了催化剂或增大压强(仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应)。

2．常见含“断点”的速率变化图像分析
图像




t1时
刻所
改变
的条
件
温度
升高
降低
升高
降低
适合正反应为放热的反应
适合正反应为吸热的反应
压强
增大
减小
增大
减小
适合正反应为气体物质的量增大的反应
适合正反应为气体物质的量减小的反应



1．下列各组反应(表内物质均为反应物)在刚开始时，产生H2速率最快的是(　　)
编号
金属
物质的量
酸的浓度
酸的体积
温度
A
Al
0.1 mol

10 mL
60 ℃
B
Mg
0.1 mol
3 mol·L－1 H2SO4
10 mL
30 ℃
C
Fe
0.1 mol
3 mol·L－1 H2SO4
10 mL
60 ℃
D
Mg
0.1 mol
3 mol·L－1 H2SO4
10 mL
60 ℃

点拨：常温下，Al遇浓H2SO4发生钝化，加热条件下可以反应生成SO2。　　　　
解析：选D　Al与18.4 mol·L－1 H2SO4溶液(浓硫酸)在加热条件下发生反应生成SO2，不能产生H2；Mg的活泼性比Fe强，相同温度下，与3 mol·L－1 H2SO4溶液反应时，Mg产生H2的速率更快；升高温度，反应速率加快，故产生H2速率最快的是D项。
2．下列操作中，未考虑化学反应速率影响因素的是(　　)
A．实验室由乙醇生成乙烯，温度控制在170 ℃而不是140 ℃
B．KMnO4溶液与H2C2O4溶液反应时加入MnSO4
C．铜与浓硫酸反应时将铜丝绕成螺旋状
D．实验室制备氢气时滴入几滴CuSO4溶液
解析：选A　乙醇与浓硫酸加热反应时，反应温度不同，所得产物不同，170 ℃时生成乙烯，而140 ℃时生成乙醚，A项未考虑化学反应速率影响因素；KMnO4溶液与H2C2O4反应时，MnSO4作催化剂，加入其中可加快反应速率，B项考虑了化学反应速率影响因素；铜与浓硫酸反应时，将铜丝绕成螺旋状，可增大铜丝与浓硫酸的接触面积，加快反应速率，C项考虑了化学反应速率影响因素；制备H2时滴入CuSO4 溶液能形成原电池反应，加快反应速率，D项考虑了化学反应速率影响因素。
3．对水样中溶质进行研究。在相同温度下，M的物质的量浓度(mol·L－1)随时间(min)变化的有关实验数据如表。

下列说法不正确的是(　　)
A．在0～20 min内，Ⅰ中M的分解速率为0.015 mol·L－1·min－1
B．水样酸性越强，M的分解速率越快
C．在0～25 min内，Ⅲ中M的分解百分率比Ⅱ大
D．由于Cu2＋存在，Ⅳ中M的分解速率比Ⅰ快

点拨：M的分解速率指单位时间内c(M)的减少量，分析题表知，酸性越强，化学反应速率越快，催化剂Cu2＋能加快分解速率。　　　　
解析：选D　在0～20 min内，水样Ⅰ中c(M)由0.40 mol·L－1减小为0.10 mol·L－1，则M的分解速率v(M)＝＝0.015 mol·L－1·min－1，A正确；水样Ⅰ的pH小于水样Ⅱ的pH，起始c(M)相等，相同时间内水样Ⅰ中Δc(M)大于水样Ⅱ中Δc(M)，则水样的酸性越强，M的分解速率越快，B正确；在0～25 min内，水样Ⅲ中M的分解百分率为×100%＝75%，水样Ⅱ中M的分解百分率为×100%＝60%，则水样Ⅲ中M的分解百分率比水样Ⅱ大，C正确；水样Ⅰ、Ⅳ的pH和起始c(M)不同，且水样Ⅳ中含有Cu2＋，多个反应条件不同，不符合实验探究时的“单一变量”原则，无法确定某单一变量对M的分解速率的影响，且本题中Ⅳ中M的分解速率比Ⅰ慢，D错误。
4．如表所示是稀硫酸与某金属反应的实验数据：
实验
序号
金属质
量/g
金属
状态
c(H2SO4)
/(mol·L－1)
V(H2SO4)
/mL
溶液温度/℃
金属消失的时间/s
反应前
反应后
1
0.10
丝
0.5
50
20
34
500
2
0.10
粉末
0.5
50
20
35
50
3
0.10
丝
1.0
50
20
35
125
4
0.10
丝
1.0
50
35
50
50
分析上述数据，回答下列问题：
(1)实验1和2表明，__________________对反应速率有影响，而且____________，则反应速率越快。
(2)表明反应物的实验是______(填实验序号)。
(3)实验中影响反应速率的其他因素还有________，其实验序号是________(填实验序号)。
(4)实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值(约15 ℃)相近，推测其原因： ________________________________________________________________________。

点拨：浓度是指真正参与反应的离子或物质的浓度，如Zn与盐酸反应，真正影响反应速率的是c(H＋)，而与c(Cl－)无关。本题是要选c(H2SO4)不同，其他条件完全相同的实验。
解析：(1)实验1和2中金属的状态不同，其他条件几乎相同，表明固体反应物的表面积对反应速率有影响，而且表面积越大，则反应速率越快。(2)实验1和3中只有反应物的浓度不同，其他条件几乎相同，根据实验1和3可知，反应物浓度对反应速率产生影响，且浓度越大，反应速率越快。(3)根据实验3和4可知，反应温度也会影响反应速率。(4)实验的所有反应中，硫酸可能均过量，等质量的金属完全反应，放出的热量相等，所以使等体积溶液的温度升高值相近。
答案：(1)固体反应物的表面积　表面积越大　(2)1和3　(3)反应温度　3和4
(4)可能是硫酸过量，等质量的金属完全反应，放出的热量相等，所以使等体积溶液的温度升高值相近