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專(zhuān)題7.1 化學(xué)反應(yīng)速率及影響因素
1.(2018課標(biāo)Ⅱ)下列實(shí)驗(yàn)過(guò)程可以達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?
編號(hào)
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?
實(shí)驗(yàn)過(guò)程
A
配制0.4000 molL?1的NaOH溶液
稱(chēng)取4.0 g固體NaOH于燒杯中,加入少量蒸餾水溶解,轉(zhuǎn)移至250 mL容量瓶中定容
B
探究維生素C的還原性
向盛有2 mL黃色氯化鐵溶液的試管中滴加濃的維生素C溶液,觀察顏色變化
C
制取并純化氫氣
向稀鹽酸中加入鋅粒,將生成的氣體依次通過(guò)NaOH溶液、濃硫酸和KMnO4溶液
D
探究濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響
向2支盛有5 mL不同濃度NaHSO3溶液的試管中同時(shí)加入2 mL 5%H2O2溶液,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
【答案】B
2.(2017?江蘇-10)H2O2分解速率受多種因素影響。實(shí)驗(yàn)測(cè)得 70℃時(shí)不同條件下H2O2濃度隨時(shí)間的變化如圖所示。下列說(shuō)法正確的是
A.圖甲表明,其他條件相同時(shí),H2O2濃度越小,其分解速率越快
B.圖乙表明,其他條件相同時(shí),溶液pH越小,H2O2分解速率越快
C.圖丙表明,少量Mn2+存在時(shí),溶液堿性越強(qiáng),H2O2分解速率越快
D.圖丙和圖丁表明,堿性溶液中,Mn2+對(duì)H2O2分解速率的影響大
【答案】D
3.(2018課標(biāo)Ⅰ)采用N2O5為硝化劑是一種新型的綠色硝化技術(shù),在含能材料、醫(yī)藥等工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用?;卮鹣铝袉?wèn)題
(1)1840年 Devil用干燥的氯氣通過(guò)干燥的硝酸銀,得到N2O5。該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物是一種氣體,其分子式為_(kāi)__________。
(2)F. Daniels等曾利用測(cè)壓法在剛性反應(yīng)器中研究了25℃時(shí)N2O5(g)分解反應(yīng):
其中NO2二聚為N2O4的反應(yīng)可以迅速達(dá)到平衡。體系的總壓強(qiáng)p隨時(shí)間t的變化如下表所示(t=∞時(shí),N2O4(g)完全分解):
t/min
0
40
80
160
260
1300
1700
∞
p/kPa
35.8
40.3
42.5.
45.9
49.2
61.2
62.3
63.1
①已知:2N2O5(g)=2N2O5(g)+O2(g) ΔH1=?4.4 kJmol?1
2NO2(g)=N2O4(g) ΔH 2=?55.3 kJmol?1
則反應(yīng)N2O5(g)=2NO2(g)+O2(g)的ΔH =_______ kJmol?1。
②研究表明,N2O5(g)分解的反應(yīng)速率。t=62 min時(shí),測(cè)得體系中pO2=2.9 kPa,則此時(shí)的=________ kPa,v=_______kPamin?1。
③若提高反應(yīng)溫度至35℃,則N2O5(g)完全分解后體系壓強(qiáng)p∞(35℃)____63.1 kPa(填“大于”“等于”或“小于”),原因是________。
④25℃時(shí)N2O4(g)2NO2(g)反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=_______kPa(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù),計(jì)算結(jié)果保留1位小數(shù))。
(3)對(duì)于反應(yīng)2N2O5(g)→4NO2(g)+O2(g),R.A.Ogg提出如下反應(yīng)歷程:
第一步 N2O5NO2+NO3 快速平衡
第二步 NO2+NO3→NO+NO2+O2 慢反應(yīng)
第三步 NO+NO3→2NO2 快反應(yīng)
其中可近似認(rèn)為第二步反應(yīng)不影響第一步的平衡。下列表述正確的是_______(填標(biāo)號(hào))。
A.v(第一步的逆反應(yīng))>v(第二步反應(yīng))
B.反應(yīng)的中間產(chǎn)物只有NO3
C.第二步中NO2與NO3的碰撞僅部分有效
D.第三步反應(yīng)活化能較高
【答案】O2 53.1 30.0 6.010-2 大于 溫度提高,體積不變,總壓強(qiáng)提高;NO2二聚為放熱反應(yīng),溫度提高,平衡左移,體系物質(zhì)的量增加,總壓強(qiáng)提高 13.4 AC
分子式為O2;
(2)①已知:
ⅰ、2N2O5(g)=2N2O4(g)+O2(g) △H1=-4.4kJ/mol
ⅱ、2NO2(g)=N2O4(g) △H2=-55.3kJ/mol
。
(3)A、第一步反應(yīng)快,所以第一步的逆反應(yīng)速率大于第二步的逆反應(yīng)速率,A正確;
B、根據(jù)第二步和第三步可知中間產(chǎn)物還有NO,B錯(cuò)誤;
C、根據(jù)第二步反應(yīng)生成物中有NO2可知NO2與NO3的碰撞僅部分有效,C正確;
D、第三步反應(yīng)快,所以第三步反應(yīng)的活化能較低,D錯(cuò)誤。答案選AC。
考綱解讀
考點(diǎn)
內(nèi)容
說(shuō)明
化學(xué)反應(yīng)速率及影響因素
1. 了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念和定量表示方法。能正確計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率(α)。
2. 了解反應(yīng)活化能的概念,了解催化劑的重要作用。
3. 理解外界條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等)對(duì)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響,能用相關(guān)理論解釋其一般規(guī)律。
化學(xué)反應(yīng)速率及影響因素是高考必考點(diǎn)之一,常在填空題出現(xiàn)。
考點(diǎn)精講
考點(diǎn)一 有效碰撞理論
1.有效碰撞:能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞。
2.活化分子:能夠發(fā)生有效碰撞的分子。
3.活化能:活化分子高出的那部分能量。
4.指出右圖中有關(guān)能量E的含義
E1 為正反應(yīng)的活化能,E2 為逆反應(yīng)的活化能,E1-E2為反應(yīng)熱
典例1(蘇省淮安市淮海中學(xué)2018屆高三下學(xué)期第二次階段性測(cè)試)在一定溫度下,將氣體X和氣體Y各0.16 mol充入10 L恒容密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):X(g)+Y(g) 2Z(g) ΔH<0。一段時(shí)間后達(dá)到平衡,反應(yīng)過(guò)程中測(cè)定的數(shù)據(jù)如下表:下列說(shuō)法正確的是
t/min
2
4
7
9
n(Y)/mol
0.12
0.11
0.10
0.10
A. 反應(yīng)前2 min的平均速率v(Z)=2.010-3 molL-1min-1
B. 其他條件不變,降低溫度,反應(yīng)達(dá)到新平衡前:v(逆)>v(正)
C. 保持其他條件不變,起始時(shí)向容器中充入0.32 mol氣體X和0.32 mol 氣體Y,到達(dá)平衡時(shí),n(Z)=0.24 mol
D. 該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù):K=1.44
【答案】CD
【解析】A項(xiàng):2min內(nèi)Y物質(zhì)的量變化為0.16mol-0.12mol=0.04mol,故v(Y)=
0.04mol10L2min=0.002mol/(L?min),速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,故v(Z)=2v(Y)=20.002mol/(L?min)=0.004mol/(L?min),故A錯(cuò)誤;
B項(xiàng):該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng),降低溫度平衡向正反應(yīng)移動(dòng),反應(yīng)達(dá)到新平衡前v(逆)<v(正),故B錯(cuò)誤;
C項(xiàng): X(g)+Y(g)= 2Z(g),圖表數(shù)據(jù)分析平衡后消耗Y為0.16mol-0.1mol=0.06mol,生成Z為0.12mol,保持其他條件不變,起始時(shí)向容器中充入0.32 mol氣體X和0.32 mol氣體Y,相當(dāng)于等效為在原平衡基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng),反應(yīng)前后氣體的體積不變,平衡不移動(dòng),到達(dá)平衡時(shí),n(Z)=0.24 mol,故C正確;
D項(xiàng):平衡時(shí)c(X)=c(Y)=0.010 mol/L,c(Z) =0.012 mol/L,k= c2(Z)/( c(X) c(Y))=1.44,故D正確。
典例2(2018屆廣東省汕頭市潮陽(yáng)實(shí)驗(yàn)學(xué)校高三第三次模擬考試)下列說(shuō)法不正確的是
A. 已知:①Fe(s)+1/2O2(g)==FeO(s);△H1= -272 kJ/mol;
②2Al(s)+3/2O2(g)==Al2O3(s);△H2= -1675kJ/mol,
則2Al(s)+3FeO(s)= Al2O3(s)+3Fe(s);△H= -859 kJ/mol
B. 25℃時(shí),向10mL物質(zhì)的量濃度均為0.10mol/LNaOH和NH3H2O的混合溶液中,逐滴滴加 10mL0.10mol/L 鹽酸,混合溶液中 c(NH4+)+c(H+)=c(OH-)
C. 25℃時(shí),向0.10mol/LNaHSO3溶液中通入NH3至溶液PH=7(體積變化忽略),則有:
c(Na+)>c(NH4+)>c(SO32-)
D. 比較Na2S2O3溶液與不同濃度稀硫酸反應(yīng)速率的快慢是通過(guò)測(cè)定出現(xiàn)黃色沉淀的快慢來(lái)比較的,而不是采用排水法測(cè)量單位時(shí)間內(nèi)氣體體積的大小進(jìn)行比較的
【答案】C
考點(diǎn)一精練:
1.(2018屆遼寧師范大學(xué)附屬中學(xué)高三上學(xué)期期末考試)下列相關(guān)實(shí)驗(yàn)?zāi)苓_(dá)到預(yù)期目的的是
相關(guān)實(shí)驗(yàn)
預(yù)期目的
A
用pH計(jì)測(cè)定NaF溶液和CH3COONa溶液可知,pH (NaF)
CH3COOH
B
向一未知溶液中加入鹽酸酸化的氯化鋇溶液,生成大量白色沉淀
該溶液中一定含有SO42-
C
室溫下,向BaSO4懸濁液中加入飽和Na2CO3溶液,過(guò)濾
后,再向沉淀中加入鹽酸,沉淀部分溶解
可比較 BaSO4和 BaCO3Kap
的相對(duì)大小
D
其他條件相同,一只試管中加人5mL 0.2mol/LH2C2O2 (aq)和2.5L 0.1mol/LKMnO4(aq);另一支試管中加入7.5ml 0.2moI/LH2C2O4(aq)和 2.5mL 0.2mol/LKMnO4(aq) 和5mlH2O
可驗(yàn)證相同條件下濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
【答案】D
2.(2018屆福建省廈門(mén)市高三上學(xué)期期末質(zhì)檢)下列實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范且能達(dá)到目的的是
目的
操作
A
鑒別CO2和SO2氣體
將氣體分別通入硝酸酸化的BaCl2溶液
B
制備氫氧化鐵膠體
向沸水中一次加入大量的FeCl3飽和溶液
C
檢驗(yàn)蔗糖水解產(chǎn)物中是否含有葡萄糖
在蔗糖溶液中加入3-5滴稀硫酸,煮沸幾分鐘,冷卻后加入銀氨溶液,在水浴中加熱
D
比較Fe3+和Cu2+對(duì)H2O2分解得催化效果
向兩支裝有2mL5%H2O2溶液的試管中分別滴入0.1mol/L FeCl3和CuSO4溶液各1mL
【答案】A
【解析】A項(xiàng),SO2通入硝酸酸化的BaCl2溶液,發(fā)生反應(yīng)3SO2+Ba(NO3)2+2H2O=BaSO4↓+2NO↑+2H2SO4,有白色沉淀生成,而CO2通入硝酸酸化的BaCl2溶液,不反應(yīng),所以鑒別CO2和SO2氣體,可以將氣體分別通入硝酸酸化的BaCl2溶液,故A正確;B項(xiàng),制備氫氧化鐵膠體,應(yīng)向沸水中滴加少量FeCl3飽和溶液,繼續(xù)煮沸至溶液呈紅褐色,即停止加熱,故B錯(cuò)誤;C項(xiàng),煮沸后的溶液中沒(méi)有加堿,以中和作催化劑的硫酸,故C錯(cuò)誤;D項(xiàng),由于兩種鹽溶液中陰離子不同,所以不能排除陰離子不同而造成實(shí)驗(yàn)的不準(zhǔn)確,故D錯(cuò)誤。
3.(2018屆福建省廈門(mén)市高三上學(xué)期期末質(zhì)檢)2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) ΔH=-198kJ/mol,在V2O5存在時(shí),該反應(yīng)的機(jī)理
為:V2O5+SO22VO2+SO3(快) 4VO2+O22V2O5(慢)
下列說(shuō)法正確的是
A. 反應(yīng)速率主要取決于V2O5的質(zhì)量 B. VO2是該反應(yīng)的催化劑
C. 逆反應(yīng)的活化能大于198kJ/mol D. 增大SO2的濃度可顯著提高反應(yīng)速率
【答案】C
4.(2018屆遼寧省實(shí)驗(yàn)中學(xué)、大連八中、大連二十四中、鞍山一中、東北育才學(xué)校高三上學(xué)期期末考試)研究表明N2O與CO在Fe+作用下發(fā)生反應(yīng)的能量變化及反應(yīng)歷程如圖所示,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A. 反應(yīng)總過(guò)程△H<0
B. Fe+使反應(yīng)的活化能減小
C. 總反應(yīng)若在2L的密閉容器中進(jìn)行,溫度越高反應(yīng)速率一定越快
D. Fe++N2O→FeO++N2、FeO++CO→Fe++CO2兩步反應(yīng)均為放熱及應(yīng)
【答案】C
【解析】A、反應(yīng)物的總能量高生成物的總能量,則反應(yīng)是放熱反應(yīng),所以反應(yīng)的△H<0,故A正確;B、Fe+是催化劑,降低該反應(yīng)的活化能,所以Fe+使該反應(yīng)的活化能減小,故B正確;C、該反應(yīng)的總反應(yīng)為N2O+CO= N2+CO2,反應(yīng)過(guò)程中使用了催化劑,催化劑的活性與溫度有關(guān),只有在適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)才能發(fā)揮催化劑的催化活性,因此溫度越高,反應(yīng)速率不一定越快,故C錯(cuò)誤;D、由圖可知Fe++N2O→FeO++N2、FeO++CO→Fe++CO2兩步反應(yīng),都是反應(yīng)物的總能高于生成物的總能量,所以?xún)刹椒磻?yīng)均為放熱反應(yīng),故D正確;故選C。
考點(diǎn)二 化學(xué)反應(yīng)速率及影響因素
1. 化學(xué)反應(yīng)速率
⑴ 化學(xué)反應(yīng)速率:衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢的物理量。
⑵ 表示方法:在容積不變的反應(yīng)器中,通常是用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度(常用物質(zhì)的量濃度)的減少或者生成物濃度的增加來(lái)表示。
數(shù)學(xué)表達(dá)式:V(A)=Δc(A)/Δt
其中Δc表示反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)物或生成物物質(zhì)的量濃度的變化(取其絕對(duì)值),Δt表示時(shí)間變化。
速率單位主要有:mol?L-1?s-1或mol?L-1?min-1。
2. 影響因素
內(nèi)因:反應(yīng)物本身的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。
外因:主要有濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑等。
⑴ 濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
結(jié)論:當(dāng)其它條件不變時(shí),增加反應(yīng)物的濃度,可以加快反應(yīng)的速率。
這是因?yàn)?,?duì)某一反應(yīng)來(lái)說(shuō),在其他條件不變時(shí),反應(yīng)物中的活化分內(nèi)的活化分子的數(shù)目與單位體積內(nèi)反應(yīng)物的總數(shù)成子的百分?jǐn)?shù)是一定的,而單位體積
內(nèi)的活化分子的數(shù)目與單位體積內(nèi)反應(yīng)物的總數(shù)成正比,即與反應(yīng)物的濃度成正比。所以反應(yīng)物濃度增大,活化分子數(shù)也增多,有效碰撞的幾率增加,反應(yīng)速率也就增大了。
⑵ 壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
結(jié)論:對(duì)有氣體參加化學(xué)反應(yīng),若其他條件不變,增大壓強(qiáng),反應(yīng)速率加快,減小壓強(qiáng),反應(yīng)速率減慢。
在其它條件不變時(shí),增大壓強(qiáng),體系內(nèi)單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增大,有效碰撞的幾率 增大,反應(yīng)速率加快 。
⑶ 溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
結(jié)論:當(dāng)其他條件不變時(shí),升高溫度可以增大反應(yīng)速率;降低溫度可以減小反應(yīng)速率。
溫度越高,反應(yīng)速率越快,這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)提高溫度使分子獲得了更高的能量,活化分子的百分?jǐn)?shù)提高了,所以含有較高能量的分子間的碰撞效率也隨之提高。
⑷ 催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
結(jié)論:其它條件不變,使用催化劑一般能加快化學(xué)反應(yīng)速率。
當(dāng)溫度和反應(yīng)物濃度一定時(shí),使用催化劑可使反應(yīng)途徑發(fā)生改變,從而降低了反應(yīng)的活化能,使得活化分子的百分比增大,因此單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目增多,有效碰撞頻率增大,故化學(xué)反應(yīng)速率加大。
其他因素:光、固體顆粒大小、形成原電池等。
【本節(jié)概括】
典例1(2018屆浙江省稽陽(yáng)聯(lián)誼學(xué)校高三8月聯(lián)考)H2O2是一種綠色的氧化劑和漂白劑,不穩(wěn)定,易分解。研究不同條件對(duì)同體積同濃度的H2O2分解速率的影響,得到如下結(jié)果:
序號(hào)
I
II
III
pH
7
7
11
溫度/℃
95
95
50
反應(yīng)時(shí)間/h
1
3
1
催化劑(等量)
無(wú)
Cu2+
Fe3+
無(wú)
Cu2+
Fe3+
無(wú)
Cu2+
Fe3+
分解百分率(%)
0.8
57.4
2.6
1.1
96.3
4.8
35.5
100
95.0
由此不能得出的結(jié)論是:
A. Cu2+與Fe3+對(duì)H2O2分解都有催化作用,但Cu2+催化效果更好
B. 由I與II可知其它條件相同時(shí),濃度越大,H2O2分解越快
C. 由I與III可知其它條件相同時(shí),pH越大,H2O2分解越快
D. 由I與III可知其它條件相同時(shí),溫度越高,H2O2分解越快
【答案】D
典例2(2018屆山西省太原市高三上學(xué)期期末考試)以反應(yīng) 5H2C2O4+2MnO4 -+6H+ = 10CO2↑+ 2Mn2+ + 8H2O 為例探究“外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響”。實(shí)驗(yàn)時(shí),分別量取 H2C2O4 溶液和酸性 KMnO4溶液,迅速混合并開(kāi)始計(jì)時(shí),通過(guò)測(cè)定溶液褪色所需時(shí)間來(lái)判斷反應(yīng)的快慢。
下列說(shuō)法不正確的是
A. 實(shí)驗(yàn)①、 ②、 ③所加的H2C2O4 溶液均要過(guò)量
B. 若實(shí)驗(yàn)①測(cè)得 KMnO4溶液的褪色時(shí)間為 40 s, 則這段時(shí)間內(nèi)平均反應(yīng)速率 v(KMnO4)= 2. 510-4 mol/L/s
C. 實(shí)驗(yàn)①和實(shí)驗(yàn)②是探究濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響, 實(shí)驗(yàn)②和③是探究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
D. 實(shí)驗(yàn)①和②起初反應(yīng)均很慢,過(guò)了一會(huì)兒速率突然增大,可能是生成的 Mn2+對(duì)反應(yīng)起催化作用
【答案】B
【拓展提升】
1. 化學(xué)反應(yīng)速率
⑴ 化學(xué)反應(yīng)速率是平均速率,而不是瞬時(shí)速率。
⑵ 無(wú)論濃度的變化是增加還是減少,一般都取正值,所以化學(xué)反應(yīng)速率一般為正值。
⑶ 由于在反應(yīng)中純固體和純液體的濃度是恒定不變的,因此對(duì)于有純液體或純固體參加的反應(yīng)一般不用純液體或純固體來(lái)表示化學(xué)反應(yīng)速率。其化學(xué)反應(yīng)速率與其表面積大小有關(guān),而與其物質(zhì)的量的多少無(wú)關(guān)。通常是通過(guò)增大該物質(zhì)的表面積來(lái)加快反應(yīng)速率。
⑷ 對(duì)于同一個(gè)反應(yīng)來(lái)說(shuō),用不同的物質(zhì)來(lái)表示該反應(yīng)的速率時(shí),其數(shù)值不同,但每種物質(zhì)都可以用來(lái)表示該反應(yīng)的快慢。因此,表示化學(xué)反應(yīng)速率時(shí),必須指明是用反應(yīng)體系中的哪種物質(zhì)做標(biāo)準(zhǔn)。
⑸ 對(duì)于在一個(gè)容器中的一般反應(yīng) aA + bB == cC + dD來(lái)說(shuō)有: VA :VB :VC :VD === △CA :△CB :△CC :△CD === △nA :△nB :△nC :△nD==== a :b :c :d
2. 化學(xué)反應(yīng)速率大小的比較方法
⑴ 看單位是否統(tǒng)一,若不統(tǒng)一,換算成相同的單位。
⑵ 比較反應(yīng)速率大小時(shí),不僅需看反應(yīng)速率數(shù)值
的大小,且要結(jié)合化學(xué)方程式中物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量
數(shù)及單位,化歸到同一物質(zhì),再進(jìn)行比較。
⑶ 對(duì)于一般反應(yīng)aA+bB===cC+dD,比較與,若>,則A表示的反應(yīng)速率比B的大。
3. 化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算方法
(1)概念法:
(2)化學(xué)計(jì)量數(shù)法:
一般是先用概念法計(jì)算出一種物質(zhì)的反應(yīng)速率,再用化學(xué)計(jì)量數(shù)法算出其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率。
4. 影響化學(xué)反應(yīng)的因素
⑴ 濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響:
① 一個(gè)反應(yīng)的速率主要取決于反應(yīng)物的濃度,與產(chǎn)物的濃度關(guān)系不大 。
② 物質(zhì)為固體或純液體時(shí),濃度為常數(shù),改變固
體或純液體的量,不改變濃度,不影響化學(xué)反應(yīng)速。
Ⅲ⑼ . 】XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX若參加反應(yīng)的物質(zhì)為固體、液體或溶液,由于
⑵ 壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
① 壓強(qiáng)的變化對(duì)它們的濃度幾乎無(wú)影響,可以認(rèn)為反應(yīng)速率不變。
② 改變壓強(qiáng)的涵義,一般是指:
氣體物質(zhì)的量不變,改變?nèi)萜鞯娜莘e。比如像
a. N2 + 3H2 2NH3,反應(yīng)物為氣體的反應(yīng),縮小體積,壓強(qiáng)增大,反應(yīng)物氣體的濃度增大,反應(yīng)速率加快。如果增大體積,壓強(qiáng)減小,反應(yīng)物氣體的濃度減小,反應(yīng)速率減小。
b. 氣體的容器容積不變,充入不相關(guān)的氣體。比如像 N2 + 3H2 2NH3的反應(yīng),充入Ne,
壓強(qiáng)增大,但各反應(yīng)物的濃度沒(méi)有變化,反應(yīng)速率不變。如果充入Ne,壓強(qiáng)不變,必然是容器的容積增大,而氣體容積的增大,一定引起反應(yīng)物濃度的減小,所以化學(xué)反應(yīng)速率減小。
③ 像化學(xué)反應(yīng):Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑生成物中有氣體,反應(yīng)物中沒(méi)有氣體,增大壓強(qiáng),速率不增大;減小壓強(qiáng),速率也不減小。
⑶ 溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
不管是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng),只要是升高溫度一定加快反應(yīng)速率,降低溫度一定減慢反應(yīng)速率。
⑷ 催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影
對(duì)可逆反應(yīng)來(lái)說(shuō)使用催化劑,可同時(shí)加快正逆反應(yīng)速率
考點(diǎn)二精練:
1.(2018屆浙江省高三4月普通高校招生選考科目考試)對(duì)水樣中溶質(zhì)M的分解速率影響因素進(jìn)行研究。在相同溫度下,M的物質(zhì)的量濃度(molL-1)隨時(shí)間(min)變化的有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表。
時(shí)間
水樣
0
5
10
15
20
25
Ⅰ(pH=2)
0.40
0.28
0.19
0.13
0.10
0.09
Ⅱ(pH=4)
0.40
0.31
0.24
0.20
0.18
0.16
Ⅲ(pH=4)
0.20
0.15
0.12
0.09
0.07
0.05
Ⅳ(pH=4,含Cu2+)
0.20
0.09
0.05
0.03
0.01
0
下列說(shuō)法不正確的是
A. 在0~20min內(nèi),I中M的分解速率為0.015 molL-1min-1
B. 水樣酸性越強(qiáng),M的分解速率越快
C. 在0~25min內(nèi),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
【答案】D
2.(2018屆浙江省麗水衢州湖州三地市教學(xué)質(zhì)量檢測(cè))以反應(yīng)5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O為例探究“外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響”。實(shí)驗(yàn)時(shí),分別量取H2C2O4溶液和酸性KmnO4溶液,迅速混合并開(kāi)始計(jì)時(shí),通過(guò)測(cè)定溶液褪色所需時(shí)間來(lái)判斷反應(yīng)的快慢。
編號(hào)
H2C2O4溶液
酸性KMnO4溶液
溫度/℃
濃度/molL-1
體積/mL
濃度/molL-l
體積/mL
①
0.10
2.0
0.010
4.0
25
②
0.20
2.0
0.010
4.0
25
③
0.20
2.0
0.010
4.0
50
下列說(shuō)法不正確的是
A. 實(shí)驗(yàn)①、②、③所加的H2C2O4溶液均要過(guò)量
B. 實(shí)驗(yàn)①測(cè)得KMnO4溶液的褪色時(shí)間為40 s,則這段時(shí)間內(nèi)平均反應(yīng)速率v(KMnO4)=2.510-4 molL-1s-1
C. 實(shí)驗(yàn)①和實(shí)驗(yàn)②是探究濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,實(shí)驗(yàn)②和③是探究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
D. 實(shí)驗(yàn)①和②起初反應(yīng)均很慢,過(guò)了一會(huì)兒速率突然增大,可能是生成的Mn 2+對(duì)反應(yīng)起催化作用
【答案】B
3.(2018屆“超級(jí)全能生”浙江省選考科目聯(lián)考)用Na2FeO4溶液氧化廢水中的還原性污染物M,為研究降解效果.設(shè)計(jì)如下對(duì)比實(shí)驗(yàn)探究溫度、濃度、 pH、催化劑對(duì)降解速率和效果的影響,實(shí)驗(yàn)測(cè)得M的濃度與時(shí)間關(guān)系如圖所示,
下列說(shuō)法不正確的是
A. 實(shí)驗(yàn)①在15 min內(nèi)M的降解速率為1.3310-5mol/(Lmin)
B. 若其他條件相同,實(shí)驗(yàn)①②說(shuō)明升高溫度,M降解速率增大
C. 若其他條件相同,實(shí)驗(yàn)①③證明pH越高,越不利于M的降解
D. 實(shí)驗(yàn)④說(shuō)明M的濃度越小,降解的速率越快
【答案】D
【解析】A、根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的數(shù)學(xué)表達(dá)式,v(M)=(0.3-0.1)10-3/15mol/(Lmin)=1.3310-5mol/(Lmin),故A說(shuō)法正確;B、①②不同的是溫度,②的溫度高于①,在相同的時(shí)間段內(nèi),②中M的濃度變化大于①,說(shuō)明②中M的降解速率大,故B說(shuō)法正確;C、①③對(duì)比溫度相同,③的pH大于①,在相同的時(shí)間段內(nèi),①中M濃度變化大于③,說(shuō)明①的降解速率大于③,故C說(shuō)法正確;D、①④對(duì)比M的濃度不同,0-15之間段內(nèi),④中M濃度變化小于①,說(shuō)明M的濃度越小,降解速率越小,故D說(shuō)法錯(cuò)誤。
4.(2018屆河南省新鄉(xiāng)市延津縣高級(jí)中學(xué)期末考)下列實(shí)驗(yàn)?zāi)苓_(dá)到相應(yīng)目的是( )
選項(xiàng)
A
B
C
D
實(shí)驗(yàn)
過(guò)程
實(shí)驗(yàn)
目的
將乙二醇(HOCH2CH2OH)轉(zhuǎn)化為乙二酸(H2C2O4)
比較氯化鐵和二氧化錳對(duì)H2O2分解反應(yīng)的催化效果
證明稀硝酸與銅反應(yīng)時(shí)表現(xiàn)出氧化性
用SO2與Ba(NO3)2反應(yīng)獲得BaSO3沉淀
【答案】C
5.(2018屆四川省宜賓市高高三第三次診斷考試)NOx是造成大氣污染的主要物質(zhì),用還原法將其轉(zhuǎn)化為無(wú)污染的物質(zhì),對(duì)于消除環(huán)境污染有重要意義。
(1) 已知:2C(s)+O2(g)2CO(g) △H1= -221.0 kJ/mol
N2(g)+O2(g)2NO (g) △H2= +180.5 kJ/mol
2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) △H3= -746.0 kJ/mol
回答下列問(wèn)題:
①用焦炭還原NO生成無(wú)污染氣體的熱化學(xué)方程式為_(kāi)______。
②在一定溫度下,向甲、乙、丙三個(gè)恒容密閉容器中加入一定量的NO和足量的焦炭,反應(yīng)過(guò)程中測(cè)得各容器中c(NO)(mol/L)隨時(shí)間(s)的變化如下表。
已知:三個(gè)容器的反應(yīng)溫度分別為T(mén)甲= 400℃、T乙= 400℃、T丙= a ℃
時(shí)間
0 s
10 s
20 s
30 s
40 s
甲
2.00
1.50
1.10
0.80
0.80
乙
1.00
0.80
0.65
0.53
0.45
丙
2.00
1.45
1.00
1.00
1.00
甲容器中,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_____。丙容器的反應(yīng)溫度a _____400℃(填“?”、“<”或“=”),理由是____。
(2)用NH3催化還原NOx消除氮氧化物的污染。
已知:8NH3(g)+6NO2(g)7N2(g) +12H2O(l) △H<0。相同條件下,在2 L密閉容器內(nèi),選用不同的催化劑進(jìn)行反應(yīng),產(chǎn)生N2的量隨時(shí)間變化如圖所示。
①在催化劑A的作用下,0~4 min的v(NH3) = _______。
②該反應(yīng)活化能Ea(A)、Ea(B)、Ea(C)由大到小的順序是_______,理由是_______。
③下列說(shuō)法正確的是_______(填標(biāo)號(hào))。
a.使用催化劑A達(dá)平衡時(shí),△H值更大
b.升高溫度可使容器內(nèi)氣體顏色加深
c.單位時(shí)間內(nèi)形成N-H鍵與O-H鍵的數(shù)目相等時(shí),說(shuō)明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡
d.若在恒容絕熱的密閉容器中反應(yīng),當(dāng)平衡常數(shù)不變時(shí),說(shuō)明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡
【答案】2NO(g)+ C (s)CO2(g)+ N2(g) △H=-573.75kJ/mol ? 甲、丙容器中反應(yīng)物起始量相同,丙容器達(dá)平衡的時(shí)間比甲容器達(dá)平衡的時(shí)間短 0.5mol/(Lmin) Ea(C) ? Ea(B) ? Ea(A) 相同時(shí)間內(nèi)生成的N2越多,反應(yīng)速率越快,活化能越低 b c d
起始濃度 2 0 0
轉(zhuǎn)化濃度 1.2 0.6 0.6
平衡濃度 0.8 0.6 0.6
6.(2018屆河北省衡水市衡水中學(xué)高三第十六次模擬考試)Ⅰ.催化劑是化工技術(shù)的核心,絕大多數(shù)的化工生產(chǎn)需采用催化工藝。
(1)新的研究表明,可以將CO2轉(zhuǎn)化為炭黑進(jìn)行回收利用,反應(yīng)原理如圖所示。
整個(gè)過(guò)程中Fe3O4的作用是________________________________。
(2)已知反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0。按n(N2)∶n(H2) = 1∶3向反應(yīng)容器中投料,在不同溫度下分別達(dá)平衡時(shí),混合氣中NH3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變化的曲線如圖所示:
①下列說(shuō)法正確的是__________。(填字母)
a.曲線a、b、c對(duì)應(yīng)的溫度是由低到高
b.加入催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率和提高H2的轉(zhuǎn)化率
c.圖中Q、M、N點(diǎn)的平衡常數(shù):K(N)>K(Q)=K(M)
②M點(diǎn)對(duì)應(yīng)H2的轉(zhuǎn)化率是__________。
③2007年化學(xué)家格哈德埃特爾在哈伯研究所證實(shí)了氫氣與氮?dú)庠诠腆w催化劑表面合成氨的反應(yīng)過(guò)程,示意圖如下:
、和分別表示N2、H2和NH3。e表示生成的NH3離開(kāi)催化劑表面,b和c的含義分別是____________和______________。
(3)有機(jī)反應(yīng)中也常用到催化劑。某反應(yīng)原理可以用下圖表示,寫(xiě)出此反應(yīng)的化學(xué)方程式 _____________________________。
Ⅱ.過(guò)二硫酸鉀(K2S2O8)在科研與工業(yè)上有重要用途。
(4)某廠采用濕法K2S2O8氧化脫硝和氨法脫硫工藝綜合處理燃煤鍋爐煙氣,提高了煙氣處理效率,處理液還可以用作城市植被綠化的肥料。一定條件下,NO去除率隨溫度變化的關(guān)系如圖所示。80℃時(shí),若NO初始濃度為450 mgm-3,t min達(dá)到最大去除率,NO去除的平均反應(yīng)速率:v(NO)=__________molL-1Min-1(列代數(shù)式,不必計(jì)算結(jié)果)
(5)過(guò)二硫酸鉀可通過(guò)“電解→轉(zhuǎn)化→提純”方法制得,電解裝置示意圖如圖所示。
常溫下,電解液中含硫微粒的主要存在形式與pH的關(guān)系如下圖所示。
在陽(yáng)極放電的離子主要是HSO4,陽(yáng)極區(qū)電解質(zhì)溶液的pH范圍為_(kāi)______,陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為_(kāi)_____。
【答案】中間產(chǎn)物 a 60% N2、H2被吸附在催化劑表面 在催化劑表面,N2、H2分子中化學(xué)鍵斷裂 + H2O2+ H2O (或或) 0~2 2HSO4--2e-=S2O42-+2H+
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