主題17:化學(xué)反應(yīng)速率李仕才考點(diǎn)三化學(xué)反應(yīng)速率綜合應(yīng)用1.比較化學(xué)反應(yīng)速率的兩種方法(1)歸一法按照化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系換算成用同一種物質(zhì)、相同單位表示,再比較數(shù)值大小。如對于反應(yīng)2SO2+O22SO3,若v(SO2)=2 molL-1min-1,v(O2)=3 molL-1min-1,v(SO3)=4 molL-1min-1,比較三者反應(yīng)速率的大小,可以將三者表示的反應(yīng)速率都轉(zhuǎn)化為用O2表示的反應(yīng)速率,再比較數(shù)值大小。通過換算得到v(O2)=1 molL-1min-1,v(O2)=2 molL-1min-1,則反應(yīng)速率的大小關(guān)系為>>。(2)比值法用各物質(zhì)表示的反應(yīng)速率除以各物質(zhì)對應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù),然后再對求出的數(shù)值進(jìn)行大小排序,數(shù)值大的反應(yīng)速率大。如反應(yīng)mA+nBpC+qD,若v(A)m>v(B)n,則用A表示的反應(yīng)速率>用B表示的反應(yīng)速率。2.“三段式法”的解題模式對于反應(yīng)mA+nBpC+qD,起始t0(s)時(shí)A的濃度為a molL-1,B的濃度為b molL-1,反應(yīng)進(jìn)行至t1(s)時(shí),A消耗了x molL-1,則反應(yīng)速率可計(jì)算如下:mA+nB pC + qDt0時(shí)/molL-1ab00轉(zhuǎn)化/molL-1xnxmpxmqxmt1時(shí)/molL-1a-xb-nxmpxmqxm 則:v(A)=xt1-t0 molL-1s-1,v(B)=nxm(t1-t0) molL-1s-1,v(C)=pxm(t1-t0) molL-1s-1,v(D)=qxm(t1-t0) molL-1s-1。3.“控制變量法”的思維模板影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有多種,在探究相關(guān)規(guī)律時(shí),需要控制其他條件不變,只改變某一個(gè)條件,探究這一條件對反應(yīng)速率的影響。具體解題思維模板如下:4.利用“斷點(diǎn)”突破化學(xué)反應(yīng)速率圖像(v-t圖)(1)當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到一種平衡后,若某一時(shí)刻外界條件發(fā)生改變,都可能使速率-時(shí)間圖像的曲線出現(xiàn)不連續(xù)的情況,即出現(xiàn)“斷點(diǎn)”。根據(jù)“斷點(diǎn)”前后的速率大小,即可對外界條件的變化情況做出判斷。如圖所示,t1時(shí)刻改變的條件可能是使用了催化劑或增大壓強(qiáng)(僅適用于反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變的反應(yīng))。(2)常見含“斷點(diǎn)”的速率變化圖像分析圖像t1時(shí)刻所改變的條件溫度升高降低升高降低適合正反應(yīng)為放熱的反應(yīng)適合正反應(yīng)為吸熱的反應(yīng)壓強(qiáng)增大減小增大減小適合正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng)適合正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)1.反應(yīng)A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g)在四種不同情況下的反應(yīng)速率分別為v(A)=0.45 molL-1s-1;v(B)=0.6 molL-1s-1;v(C)=0.4 molL-1s-1;v(D)=0.45 molL-1s-1。下列有關(guān)反應(yīng)速率的比較中正確的是()。A.>=>B.>>=C.>>>D.>>>【解析】用比值法進(jìn)行反應(yīng)速率大小的比較,v(A)=0.45 molL-1s-1;13v(B)=130.6 molL-1s-1=0.2 molL-1s-1;12v(C)=120.4 molL-1s-1=0.2 molL-1s-1;12v(D)=120.45 molL-1s-1=0.225 molL-1s-1,故>>=,B項(xiàng)正確?！敬鸢浮緽2.一定溫度下,向容積為2 L的密閉容器中通入兩種氣體,發(fā)生化學(xué)反應(yīng),反應(yīng)中各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化如圖所示,下列對該反應(yīng)的推斷合理的是()。A.該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3B+4D6A+2CB.反應(yīng)進(jìn)行到1 s時(shí),v(A)=v(D)C.反應(yīng)進(jìn)行到6 s時(shí),B的平均反應(yīng)速率為0.05 molL-1s-1D.反應(yīng)進(jìn)行到6 s時(shí),各物質(zhì)的反應(yīng)速率相等【解析】由圖像可知,B、C為反應(yīng)物,A、D為生成物,由于各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化之比等于化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,n(A)n(B)n(C)n(D)=6342,所以化學(xué)方程式為3B+4C6A+2D,A項(xiàng)錯(cuò)誤;無論在什么時(shí)刻,用各物質(zhì)表示的速率之比都等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,故B、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤?！敬鸢浮緾3.為研究硫酸銅的量對鋅與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣速率的影響,某同學(xué)設(shè)計(jì)了一系列實(shí)驗(yàn)。將表中所給的混合溶液分別加入6個(gè)盛有過量Zn粒的反應(yīng)瓶中,收集產(chǎn)生的氣體,記錄獲得相同體積的氣體所需時(shí)間。下列說法正確的是()。實(shí)驗(yàn)混合溶液ABCDEF4 molL-1 H2SO4溶液/mL30V1V2V3V4V5飽和CuSO4溶液/mL00.52.55V620H2O/mLV7V8V9V10100A.V1=30,V6=10B.反應(yīng)一段時(shí)間后,實(shí)驗(yàn)A、E中的金屬呈暗紅色C.加入MgSO4與Ag2SO4可以起與硫酸銅相同的加速作用D.硫酸銅的量越多,產(chǎn)生氫氣的速率越快【解析】研究硫酸銅的量對氫氣生成速率的影響,硫酸的體積、物質(zhì)的量應(yīng)相同,由A、F可知溶液的總體積為30 mL+20 mL=50 mL,V1=30,V6=50-30-10=10,A項(xiàng)正確;實(shí)驗(yàn)A中沒有加入硫酸銅溶液,不會(huì)出現(xiàn)暗紅色,B項(xiàng)錯(cuò)誤;MgSO4與Zn不能反應(yīng)置換出Mg,也就不能形成原電池,C項(xiàng)錯(cuò)誤;硫酸銅溶液的量太多,產(chǎn)生大量的銅覆蓋在Zn粒表面,反應(yīng)速率反而減慢,D項(xiàng)錯(cuò)誤?！敬鸢浮緼4.向某密閉容器中加入0.3 mol A、0.1 mol C和一定量的B三種氣體。一定條件下發(fā)生反應(yīng),各物質(zhì)的濃度隨時(shí)間變化如圖1所示t0t1階段的c(B)變化未畫出。圖2為t2時(shí)刻后改變條件時(shí)平衡體系中正、逆反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的情況,四個(gè)階段都各改變一種反應(yīng)條件且互不相同,t3t4階段為使用催化劑。下列說法中正確的是()。A.若t1=15 s,則用A的濃度變化表示的t0t1階段的平均反應(yīng)速率為0.004 molL-1s-1B.t4t5階段改變的條件一定為減小壓強(qiáng)C.該容器的容積為2 L,B的起始物質(zhì)的量為0.02 molD.t5t6階段,容器內(nèi)A的物質(zhì)的量減少了0.06 mol,而此過程中容器與外界的熱交換總量為a kJ,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為3A(g)B(g)+2C(g)H=-50a kJmol-1【解析】C的濃度變化為0.11 molL-1-0.05 molL-1=0.06 molL-1,t3t4與t4t5,條件改變時(shí),平衡不發(fā)生移動(dòng),只可能是兩種情況:一是加入了催化劑;二是該反應(yīng)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等的反應(yīng),改變的條件是體系的壓強(qiáng)。t3t4階段為使用催化劑,則t4t5階段改變的條件一定為減小壓強(qiáng)。前15 s內(nèi)A的濃度變化為0.15 molL-1-0.06 molL-1=0.09 molL-1,A的反應(yīng)速率為0.006 molL-1s-1,A項(xiàng)錯(cuò)誤;A與C的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為32,且該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等的反應(yīng),故B只能為生成物,且B與C的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為12,則B的濃度改變?yōu)?.03 molL-1,B的平衡濃度為0.05 molL-1,則其起始濃度為0.02 molL-1,物質(zhì)的量為0.04 mol,C項(xiàng)錯(cuò)誤;t5t6改變的條件為升高溫度,這時(shí)反應(yīng)正向進(jìn)行,所以正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),D項(xiàng)錯(cuò)誤。【答案】B5.某密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng):A(g)+3B(g)2C(g)H<0,根據(jù)速率-時(shí)間圖像,回答下列問題:(1)寫出下列時(shí)刻所改變的外界條件:t1;t3;t4。(2)產(chǎn)物C的體積分?jǐn)?shù)最大的時(shí)間段是。(3)上述圖像中C的體積分?jǐn)?shù)相等的時(shí)間段是。(4)反應(yīng)速率最快的時(shí)間段是。【解析】(1)t1時(shí)v逆增大的程度比v正增大的程度大,說明改變的條件是升高溫度;t3時(shí)v正、v逆同等程度地增大,說明加入了催化劑;t4時(shí)v正、v逆都降低且v正降低的程度更大,說明改變的條件是減小壓強(qiáng)。(2)t1、t4時(shí)改變條件后,化學(xué)平衡均向逆反應(yīng)方向移動(dòng),C的體積分?jǐn)?shù)都降低,故t0t1時(shí)間段C的體積分?jǐn)?shù)最大。(3)在t3時(shí)加入了催化劑,雖然使反應(yīng)速率發(fā)生了改變,但并未引起化學(xué)平衡的移動(dòng),故t2t3時(shí)間段與t3t4時(shí)間段C的體積分?jǐn)?shù)相等。(4)由圖像不難看出,t3t4時(shí)間段反應(yīng)速率最大?！敬鸢浮?1)升高溫度加入催化劑減小壓強(qiáng)(2)t0t1(3)t2t3與t3t4(4)t3t46EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375