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(新課改省份專版)2022高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 6.1 點(diǎn)點(diǎn)突破 反應(yīng)速率及影響因素學(xué)案(含解析)

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1、(新課改省份專版)2022高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 6.1 點(diǎn)點(diǎn)突破 反應(yīng)速率及影響因素學(xué)案(含解析)考試要求教學(xué)建議1.知道化學(xué)反應(yīng)是有方向的,知道化學(xué)反應(yīng)的方向與反應(yīng)的焓變和熵變有關(guān)。2.知道化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法,了解化學(xué)反應(yīng)速率測定的簡單方法。3.通過實(shí)驗(yàn)探究,了解溫度、濃度、壓強(qiáng)和催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。4.知道化學(xué)反應(yīng)是有歷程的,認(rèn)識基元反應(yīng)活化能對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。5.認(rèn)識化學(xué)平衡常數(shù)是表征化學(xué)反應(yīng)限度的物理量,知道化學(xué)平衡常數(shù)的涵義。6.了解化學(xué)平衡常數(shù)與反應(yīng)平衡移動(dòng)方向間的聯(lián)系。7.通過實(shí)驗(yàn)探究,了解濃度、壓強(qiáng)、溫度對化學(xué)平衡狀態(tài)的影響。8.認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的綜合調(diào)控

2、在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用。9.知道催化劑可以改變化學(xué)反應(yīng)歷程,對調(diào)控化學(xué)反應(yīng)速率具有重要意義。本章知識是教學(xué)重點(diǎn),更是高考難點(diǎn)、學(xué)生的薄弱點(diǎn)。在教學(xué)中要做到學(xué)考對接、知能對接。本章設(shè)計(jì)4課時(shí),前2課時(shí)落實(shí)考試要求撐握的基本知識和能力,后2課時(shí)針對在高考大題中遇到的重難點(diǎn)進(jìn)行全方位無盲區(qū)的精講細(xì)研。從基礎(chǔ)到重難遞進(jìn)式課時(shí)化編寫設(shè)計(jì),符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,省時(shí)省力高效??键c(diǎn)一化學(xué)反應(yīng)速率的概念及計(jì)算 1化學(xué)反應(yīng)速率2化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算的萬能方法三段式法對于反應(yīng)mA(g)nB(g)pC(g)qD(g),起始時(shí)A的濃度為a molL1,B的濃度為b molL1,反應(yīng)進(jìn)行至t1s時(shí),A消耗了x

3、 molL1,則化學(xué)反應(yīng)速率可計(jì)算如下:mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)起始/(molL1) a b 0 0轉(zhuǎn)化/(molL1) x t1/(molL1) ax b 則:v(A) molL1s1,v(B) molL1s1,v(C) molL1s1,v(D) molL1s1。3化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系對于已知反應(yīng)mA(g)nB(g)=pC(g)qD(g),其化學(xué)反應(yīng)速率可用不同的反應(yīng)物或生成物來表示,當(dāng)單位相同時(shí),化學(xué)反應(yīng)速率的數(shù)值之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,即v(A)v(B)v(C)v(D)mnpq。如一定溫度下,在密閉容器中發(fā)生反應(yīng):3A(g)B(g)2C(g)。已知v(A)0.6

4、 molL1s1,則v(B)0.2 molL1s1,v(C)0.4 molL1s1。4化學(xué)反應(yīng)速率的大小比較(1)歸一法將同一反應(yīng)中的不同物質(zhì)的反應(yīng)速率轉(zhuǎn)化成同一單位、同一種物質(zhì)的反應(yīng)速率,再進(jìn)行速率的大小比較。(2)比值法將各物質(zhì)表示的反應(yīng)速率轉(zhuǎn)化成同一單位后,再除以對應(yīng)各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù),然后對求出的數(shù)值進(jìn)行大小排序,數(shù)值大的反應(yīng)速率快。如反應(yīng)mA(g)nB(g)=pC(g)qD(g),若,則反應(yīng)速率AB。對點(diǎn)訓(xùn)練1判斷正誤(正確的打“”,錯(cuò)誤的打“”)。(1)對于任何化學(xué)反應(yīng)來說,反應(yīng)速率越大,反應(yīng)現(xiàn)象越明顯()(2)化學(xué)反應(yīng)速率為0.8 molL1s1是指1 s時(shí)某物質(zhì)的濃度為0.8

5、molL1()(3)由v計(jì)算平均速率,用反應(yīng)物表示為正值,用生成物表示為負(fù)值()(4)同一化學(xué)反應(yīng),相同條件下用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率,其數(shù)值可能不同,但表示的意義相同()(5)同一化學(xué)反應(yīng),相同條件下用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率,數(shù)值越大,表示化學(xué)反應(yīng)速率越快()(6)在2SO2(g)O2(g)2SO3(g)反應(yīng)中,t1、t2時(shí)刻,SO3(g)濃度分別是c1、c2,則t1t2時(shí)間內(nèi),SO3(g)生成的平均速率為v()2(2015浙江10月選考)某溫度時(shí),2NO(g)O2(g)=2NO2(g)反應(yīng)2 s后,NO的濃度減少了0.06 molL1,則以O(shè)2表示該時(shí)段的化學(xué)反應(yīng)速率是()A0.03 mo

6、lL1s1B0.015 molL1s1C0.12 molL1s1 D0.06 molL1s1解析:選Bv(NO)0.03 molL1s1;v(O2)v(NO)0.03 molL1s10.015 molL1s1。3對于可逆反應(yīng)A(g)3B(s)2C(g)2D(g),在不同條件下的化學(xué)反應(yīng)速率如下,其中表示的反應(yīng)速率最快的是()Av(A)0.5 molL1min1Bv(B)1.2 molL1s1Cv(D)0.4 molL1min1Dv(C)0.1 molL1s1解析:選D采用歸一法求解,通過化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)將不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率折算成同一物質(zhì)表示的反應(yīng)速率進(jìn)行比較,B物質(zhì)是固體,不能表示反

7、應(yīng)速率;C項(xiàng)中對應(yīng)的v(A)0.2 molL1min1;D項(xiàng)中對應(yīng)的v(A)3 molL1min1。4NH3和純凈的O2在一定條件下發(fā)生反應(yīng):4NH3(g)3O2(g)2N2(g)6H2O(g),現(xiàn)向一容積不變的2 L密閉容器中充入4 mol NH3和3 mol O2,4 min后,測得生成的H2O占混合氣體體積的40%,則下列表示此段時(shí)間內(nèi)該反應(yīng)的平均速率不正確的是()Av(N2)0.125 molL1min1Bv(H2O)0.375 molL1min1Cv(O2)0.225 molL1min1Dv(NH3)0.250 molL1min1解析:選C設(shè)4 min時(shí),生成6x mol H2O(g

8、)4NH3(g)3O2(g)2N2(g)6H2O(g) n(總)起始/mol43 00 7變化/mol 4x 3x 2x 6x 44x33x2x 6x 7x據(jù)題意,則有:0.4,解得:x0.5則4 min內(nèi)H2O的變化濃度為c(H2O)1.5 molL1,v(H2O)0.375 molL1min1,再由各物質(zhì)表示的速率之比等于各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,可得各物質(zhì)表示的反應(yīng)速率分別為v(N2)0.125 molL1min1,v(NH3)0.250 molL1min1,v(O2)0.187 5 molL1min1??键c(diǎn)二影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素1影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素(1)內(nèi)因反應(yīng)物本身的性質(zhì)是主要因

9、素。如相同條件下Mg、Al與稀鹽酸反應(yīng)的速率大小關(guān)系為MgAl。(2)外因(只改變一個(gè)條件,其他條件不變)提醒改變固體或純液體的量對化學(xué)反應(yīng)速率無影響。濃度、溫度、壓強(qiáng)發(fā)生變化或加入催化劑時(shí),正、逆反應(yīng)速率均增大或減小,如升高溫度,不論是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng),化學(xué)反應(yīng)速率均加快。(3)反應(yīng)體系條件改變對反應(yīng)速率的影響恒溫時(shí):體積縮小壓強(qiáng)增大濃度增大反應(yīng)速率增大。恒溫恒容時(shí):a充入氣體反應(yīng)物總壓強(qiáng)增大濃度增大反應(yīng)速率增大。b充入“惰性氣體”總壓強(qiáng)增大,但各氣體分壓不變各物質(zhì)的濃度不變反應(yīng)速率不變。恒溫恒壓時(shí):充入“惰性氣體”體積增大各反應(yīng)物濃度減小反應(yīng)速率減小??傊?,壓強(qiáng)改變而對反應(yīng)速率產(chǎn)生的影

10、響是因?yàn)閴簭?qiáng)改變會(huì)引起濃度變化,從而對反應(yīng)速率產(chǎn)生影響。2理論解釋有效碰撞理論(1)活化分子、活化能、有效碰撞活化分子:能夠發(fā)生有效碰撞的分子?;罨埽喝鐖D圖中:E1為正反應(yīng)的活化能,E2為逆反應(yīng)的活化能,使用催化劑時(shí)的活化能為_E3_,反應(yīng)熱為E1E2。有效碰撞:活化分子之間能夠引發(fā)化學(xué)反應(yīng)的碰撞。(2)活化分子、有效碰撞與反應(yīng)速率的關(guān)系對點(diǎn)訓(xùn)練1下列說法中正確的是()A增大反應(yīng)物濃度,能增大活化分子百分?jǐn)?shù),所以反應(yīng)速率增大B使用合適的催化劑,能增大活化分子百分?jǐn)?shù),所以反應(yīng)速率增大C對于任何反應(yīng),增大壓強(qiáng)都可加快反應(yīng)速率D升高溫度,只能增大吸熱反應(yīng)的反應(yīng)速率解析:選B增大反應(yīng)物濃度和增大氣體

11、反應(yīng)的壓強(qiáng)(縮小體積),不能增大活化分子百分?jǐn)?shù),只能增大活化分子數(shù);升溫和使用催化劑才能增大活化分子百分?jǐn)?shù);增大壓強(qiáng)只能增大有氣體參加的反應(yīng)的反應(yīng)速率。2反應(yīng)C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)在一可變?nèi)莘e的密閉容器中進(jìn)行,下列條件的改變對其反應(yīng)速率幾乎無影響的是()增加C的量將容器的體積縮小一半保持體積不變,充入N2使體系壓強(qiáng)增大保持壓強(qiáng)不變,充入N2使容器體積變大ABC D解析:選C增大固體的量、恒容時(shí)充入惰性氣體對反應(yīng)速率無影響。3一定溫度下,反應(yīng)N2(g)O2(g)2NO(g)在密閉容器中進(jìn)行,下列措施不改變化學(xué)反應(yīng)速率的是()A縮小體積使壓強(qiáng)增大 B恒容,充入N2C恒容,充入He

12、 D恒壓,充入He解析:選CA項(xiàng),氣體的物質(zhì)的量不變,縮小體積,氣體的濃度增大,反應(yīng)速率增大;B項(xiàng),容積不變,充入N2,使反應(yīng)物N2的濃度增大,反應(yīng)速率增大;C項(xiàng),容積不變,充入He,雖然反應(yīng)容器內(nèi)壓強(qiáng)增大,但反應(yīng)物N2、O2、NO的濃度并沒有變化,因此不影響反應(yīng)速率;D項(xiàng),壓強(qiáng)不變,充入He,反應(yīng)容器的體積必然增大,總壓強(qiáng)雖然沒變,但N2、O2、NO的濃度減小,反應(yīng)速率減小??键c(diǎn)三“變量控制”實(shí)驗(yàn)探究題該類題目主要探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界因素,由于外界影響因素較多,若搞清某個(gè)因素的影響,均需控制其他因素相同或不變,才能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。因此,控制變量思想在這部分體現(xiàn)較為充分,在近幾年高考題中也多有

13、考查,且大多以探究型實(shí)驗(yàn)題的形式出現(xiàn)。這類題目以實(shí)驗(yàn)為研究手段,盡管涉及因素較多,有其復(fù)雜性,但仍然重在考查考生的基礎(chǔ)知識、基本技能、分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?重難點(diǎn)撥1考查形式(1)以表格的形式給出多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),讓學(xué)生找出每組數(shù)據(jù)的變化對反應(yīng)的影響。(2)給出影響化學(xué)反應(yīng)的幾種因素,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)分析各因素對反應(yīng)的影響。2解題策略3注意事項(xiàng)(1)要選擇合適的化學(xué)反應(yīng),所選擇的反應(yīng)不能太靈敏,也不能太遲鈍。(2)反應(yīng)物的濃度要適當(dāng),不能太大,而探索濃度變量時(shí),濃度間的差別也不能太大。(3)要有規(guī)律地設(shè)計(jì)不同的反應(yīng)體系的溫度,也要注意物質(zhì)的相應(yīng)性質(zhì) ,不能選擇會(huì)引起反應(yīng)發(fā)生變化的體系溫度。(4)對變量要進(jìn)

14、行適當(dāng)?shù)慕M合,組合的一般原則是“變一定多”,即保持其他變量不變,改變其中一個(gè)變量的值進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測定數(shù)據(jù),通過系列實(shí)驗(yàn),找出變量對反應(yīng)的影響??挤ň隹挤ㄒ粚?shí)驗(yàn)方案的評價(jià)典例1(2018北京高考)(1)I可以作為水溶液中SO2歧化反應(yīng)的催化劑,可能的催化過程如下。將補(bǔ)充完整。.SO24I4H=S2I22H2O.I22H2O_=_2I(2)探究、反應(yīng)速率與SO2歧化反應(yīng)速率的關(guān)系,實(shí)驗(yàn)如下:分別將18 mL SO2飽和溶液加入2 mL下列試劑中,密閉放置觀察現(xiàn)象。(已知:I2易溶解在KI溶液中)序號試劑組成實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象A0.4 molL1 KI溶液變黃,一段時(shí)間后出現(xiàn)渾濁Ba molL1 KI0.2

15、molL1 H2SO4溶液變黃,出現(xiàn)渾濁較A快C0.2 molL1 H2SO4無明顯現(xiàn)象D0.2 molL1 KI0.000 2 mol I2溶液由棕褐色很快褪色,變?yōu)辄S色,出現(xiàn)渾濁較A快B是A的對比實(shí)驗(yàn),則a_。比較A、B、C,可得出的結(jié)論是_。實(shí)驗(yàn)表明,SO2的歧化反應(yīng)速率DA。結(jié)合、反應(yīng)速率解釋原因:_。解析(1)根據(jù)歧化反應(yīng)的特點(diǎn),反應(yīng)生成S,則反應(yīng)需生成H2SO4,即I2將SO2氧化為H2SO4,反應(yīng)的離子方程式為I22H2OSO2=SO4H2I。(2)對比實(shí)驗(yàn)只能存在一個(gè)變量,因?qū)嶒?yàn)B比實(shí)驗(yàn)A多了H2SO4,則B中KI溶液的濃度應(yīng)不變,故a0.4。由表中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知,I是SO2歧化

16、反應(yīng)的催化劑,H單獨(dú)存在時(shí)不具有催化作用,但H可以加快歧化反應(yīng)速率。加入少量I2時(shí),反應(yīng)明顯加快,說明反應(yīng)比反應(yīng)快;D中由反應(yīng)產(chǎn)生的H使反應(yīng)加快。答案(1)SO2SO4H(2)0.4I是SO2歧化反應(yīng)的催化劑,H單獨(dú)存在時(shí)不具有催化作用,但H可以加快歧化反應(yīng)速率反應(yīng)比快;D中由反應(yīng)產(chǎn)生的H使反應(yīng)加快考法二實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)典例2H2O2是一種綠色氧化還原試劑,在化學(xué)研究中應(yīng)用廣泛。某小組擬在同濃度Fe3的催化下,探究H2O2濃度對H2O2分解反應(yīng)速率的影響。限選試劑與儀器:30% H2O2溶液、0.1 molL1Fe2(SO4)3溶液、蒸餾水、錐形瓶、雙孔塞、水槽、膠管、玻璃導(dǎo)管、量筒、秒表、恒溫

17、水浴槽、注射器。(1)寫出本實(shí)驗(yàn)H2O2分解反應(yīng)方程式并標(biāo)明電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目:_。(2)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案:在不同H2O2濃度下,測定_(要求所測得的數(shù)據(jù)能直接體現(xiàn)反應(yīng)速率大小)。(3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置,完成如圖所示的裝置示意圖。(4)參照下表格式,擬定實(shí)驗(yàn)表格,完整體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)方案(列出所選試劑體積、需記錄的待測物理量和所擬定的數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)用字母表示)。物理量實(shí)驗(yàn)序號V0.1 molL1 Fe2(SO4)3/mL1a2a解析(1)雙氧水中氧元素的化合價(jià)為1,發(fā)生分解反應(yīng)生成氧氣,O2中氧元素的化合價(jià)為0,水中氧元素的化合價(jià)為2,所以是自身的氧化還原反應(yīng),用單線橋法表示其電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目:=2H2OO

18、2。(2)該實(shí)驗(yàn)是探究雙氧水的分解速率,所以應(yīng)測定不同濃度雙氧水分解時(shí)產(chǎn)生氧氣的速率,即可以測定相同時(shí)間內(nèi)生成氧氣的體積。(3)根據(jù)題目給出的限選儀器可以選用導(dǎo)管、水槽、量筒組成氣體收集裝置。(4)探究時(shí)一定要注意變量的控制,即只改變一個(gè)變量,才能說明該變量對反應(yīng)的影響。表格中給出了硫酸鐵的量,且體積均相等。而探究的是不同濃度的雙氧水分解的速率,所以必須要有不同濃度的雙氧水,但題給試劑中只有30%的雙氧水,因此還需要蒸餾水,要保證硫酸鐵的濃度相同,必須保證兩組實(shí)驗(yàn)中雙氧水和蒸餾水的總體積相同,且兩組實(shí)驗(yàn)中雙氧水和蒸餾水的體積不同兩個(gè)條件。同時(shí)還要記錄兩組實(shí)驗(yàn)中收集相同體積氧氣所需時(shí)間或相同時(shí)間

19、內(nèi)收集氧氣的體積大小。答案(1)=2H2OO2(2)生成相同體積的氧氣所需要的時(shí)間(或相同時(shí)間內(nèi),生成氧氣的體積)(3)(4)V(H2O2)/mLV(H2O)/mLV(O2)/mLt/s1bced2cbef或V(H2O2)/mLV(H2O)/mLt/sV(O2)/mL1bced2cbef綜合訓(xùn)練1某興趣小組研究含一定濃度Fe2的溶液在不同條件下被氧氣氧化的氧化率,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示,判斷下列說法正確的是()ApH越小氧化率越大B溫度越高氧化率越小CFe2的氧化率僅與溶液的pH和溫度有關(guān)D實(shí)驗(yàn)說明降低pH、升高溫度有利于提高Fe2的氧化率解析:選D由可知,溫度相同時(shí)pH越小,氧化率越大,由可知,p

20、H相同時(shí),溫度越高,氧化率越大;Fe2的氧化率除受pH、溫度影響外,還受其他因素影響,如氧氣的濃度等。2某酸性工業(yè)廢水中含有K2Cr2O7。光照下,草酸(H2C2O4)能將其中的Cr2O轉(zhuǎn)化為Cr3。某課題組研究發(fā)現(xiàn),少量鐵明礬Al2Fe(SO4)424H2O即可對該反應(yīng)起催化作用。為進(jìn)一步研究有關(guān)因素對該反應(yīng)速率的影響,探究如下:(1)在25 下,控制光照強(qiáng)度、廢水樣品初始濃度和催化劑用量相同,調(diào)節(jié)不同的初始pH和一定濃度草酸溶液用量,作對比實(shí)驗(yàn),完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表(表中不要留空格)。實(shí)驗(yàn)編號初始pH廢水樣品體積/mL草酸溶液體積/mL蒸餾水體積/mL46010305601030560測得實(shí)

21、驗(yàn)和溶液中的Cr2O濃度隨時(shí)間變化關(guān)系如圖所示。(2)上述反應(yīng)后草酸被氧化為_(填化學(xué)式)。(3)實(shí)驗(yàn)和的結(jié)果表明_;實(shí)驗(yàn)中Ot1時(shí)間段反應(yīng)速率v(Cr3)_ molL1min1(用代數(shù)式表示)。(4)該課題組對鐵明礬Al2Fe(SO4)424H2O中起催化作用的成分提出如下假設(shè),請你完成假設(shè)二和假設(shè)三:假設(shè)一:Fe2起催化作用;假設(shè)二:_;假設(shè)三:_;(5)請你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述假設(shè)一,完成下表中內(nèi)容。除了上述實(shí)驗(yàn)提供的試劑外,可供選擇的試劑有K2SO4、FeSO4、K2SO4Al2(SO4)324H2O、Al2(SO4)3等。溶液中Cr2O的濃度可用儀器測定實(shí)驗(yàn)方案(不要求寫具體操作過程)預(yù)

22、期實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論解析:(1)實(shí)驗(yàn)、中初始pH不同,為探究pH對反應(yīng)速率的影響,則實(shí)驗(yàn)、為探究一定濃度草酸溶液用量對反應(yīng)速率的影響,則實(shí)驗(yàn)、中試劑總用量應(yīng)相同。(2)草酸中C為3價(jià),則其被氧化為CO2。(3)實(shí)驗(yàn)和表明pH越小,則Cr2O轉(zhuǎn)化為Cr3的反應(yīng)速率越快;v(Cr3)2v(Cr2O) molL1min1。(4)根據(jù)鐵明礬的組成可知,起催化作用的還可能為Al3、SO。(5)進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn),加入等物質(zhì)的量的K2SO4Al2(SO4)324H2O代替中的鐵明礬,驗(yàn)證起催化作用的是否為Fe2。答案:(1)2020(2)CO2(3)溶液的pH對該反應(yīng)的速率有影響(4)Al3起催化作用SO起催化作用(5)實(shí)驗(yàn)方案(不要求寫具體操作過程)預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論用等物質(zhì)的量的K2SO4Al2(SO4)324H2O代替實(shí)驗(yàn)中的鐵明礬,控制其他反應(yīng)條件與實(shí)驗(yàn)相同,進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn)反應(yīng)進(jìn)行相同時(shí)間后,若溶液中c(Cr2O)大于實(shí)驗(yàn)中的c(Cr2O),則假設(shè)一成立;若兩溶液中的c(Cr2O)相同,則假設(shè)一不成立

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