2019高考化學(xué) 難點剖析 專題35 化學(xué)反應(yīng)速率及影響因素講解.doc

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專題35 化學(xué)反應(yīng)速率及影響因素 一、高考題再現(xiàn) 1．（2018課標(biāo)Ⅱ）下列實驗過程可以達到實驗?zāi)康牡氖? 編號 實驗?zāi)康? 實驗過程 A 配制0.4000 molL?1的NaOH溶液 稱取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NaOH溶液、濃硫酸和KMnO4溶液 D 探究濃度對反應(yīng)速率的影響 向2支盛有5 mL不同濃度NaHSO3溶液的試管中同時加入2 mL 5%H2O2溶液，觀察實驗現(xiàn)象 【答案】B 2．（2018課標(biāo)Ⅲ）下列實驗操作不當(dāng)?shù)氖? A. 用稀硫酸和鋅粒制取H2時，加幾滴CuSO4溶液以加快反應(yīng)速率 B. 用標(biāo)準(zhǔn)HCl溶液滴定NaHCO3溶液來測定其濃度，選擇酚酞為指示劑 C. 用鉑絲蘸取某堿金屬的鹽溶液灼燒，火焰呈黃色，證明其中含有Na+ D. 常壓蒸餾時，加入液體的體積不超過圓底燒瓶容積的三分之二 【答案】B 【解析】A．鋅粒與加入的硫酸銅溶液發(fā)生置換反應(yīng)，置換出單質(zhì)銅，形成鋅銅原電池，反應(yīng)速率加快，A正確。B．用鹽酸滴定碳酸氫鈉溶液，滴定終點時，碳酸氫鈉應(yīng)該完全反應(yīng)轉(zhuǎn)化為氯化鈉、水和二氧化，此時溶液應(yīng)該顯酸性（二氧化碳在水中形成碳酸），應(yīng)該選擇酸變色的甲基橙為指示劑，B錯誤。C．用鉑絲蘸取鹽溶液在火焰上灼燒，進行焰色反應(yīng)，火焰為黃色，說明該鹽溶液中一定有Na+，C正確。D．蒸餾時，為保證加熱的過程中液體不會從燒瓶內(nèi)溢出，一般要求液體的體積不超過燒瓶體積的三分之二，D正確。 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?；卮鹣铝袉栴} （1）1840年 Devil用干燥的氯氣通過干燥的硝酸銀，得到N2O5。該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物是一種氣體，其分子式為___________。 （2）F. Daniels等曾利用測壓法在剛性反應(yīng)器中研究了25℃時N2O5(g)分解反應(yīng)： 其中NO2二聚為N2O4的反應(yīng)可以迅速達到平衡。體系的總壓強p隨時間t的變化如下表所示（t=∞時，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，測得體系中pO2=2.9 kPa，則此時的=________ 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p∞(35℃)____63.1 kPa（填“大于”“等于”或“小于”），原因是________。 ④25℃時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)，計算結(jié)果保留1位小數(shù)）。 （3）對于反應(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)。 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，總壓強提高 13.4 AC ②根據(jù)方程式可知氧氣與消耗五氧化二氮的物質(zhì)的量之比是1:2，又因為壓強之比是物質(zhì)的量之比，所以消耗五氧化二氮減少的壓強是2.9kPa2＝5.8kPa，則此時五氧化二氮的壓強是35.8kPa－5.8kPa＝30.0kPa，因此此時反應(yīng)速率v＝2.010－330＝6.010－2（kPamin－1）； ③由于溫度升高，容器容積不變，總壓強提高，且二氧化氮二聚為放熱反應(yīng)，溫度提高，平衡左移，體系物質(zhì)的量增加，總壓強提高，所以若提高反應(yīng)溫度至35℃，則N2O5(g)完全分解后體系壓強p∞(35℃)大于63.1 kPa。 ④根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知五氧化二氮完全分解時的壓強是63.1kPa，根據(jù)方程式可知完全分解時最初生成的二氧化氮的壓強是35.8kPa2＝71.6 kPa，氧氣是35.8kPa2＝17.9 kPa，總壓強應(yīng)該是71.6 kPa+17.9 kPa＝89.5 kPa，平衡后壓強減少了89.5 kPa－63.1kPa＝26.4kPa，所以根據(jù)方程式2NO2(g)N2O4(g)可知平衡時四氧化二氮對應(yīng)的壓強是26.4kPa，二氧化氮對應(yīng)的壓強是71.6 kPa－26.4kPa2＝18.8kPa，則反應(yīng)的平衡常數(shù)。 （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錯誤。答案選AC。 二、考點突破 1、化學(xué)反應(yīng)速率的計算 典例1（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“外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響”。實驗時,分別量取 H2C2O4 溶液和酸性 KMnO4溶液,迅速混合并開始計時,通過測定溶液褪色所需時間來判斷反應(yīng)的快慢。 下列說法不正確的是 A． 實驗①、 ②、 ③所加的H2C2O4 溶液均要過量 B． 若實驗①測得 KMnO4溶液的褪色時間為 40 s， 則這段時間內(nèi)平均反應(yīng)速率 v(KMnO4)= 2. 510-4 mol/L/s C． 實驗①和實驗②是探究濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響， 實驗②和③是探究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響 D． 實驗①和②起初反應(yīng)均很慢,過了一會兒速率突然增大,可能是生成的 Mn2+對反應(yīng)起催化作用 【答案】B 2、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 ⑴濃度 典例2（四川省內(nèi)江市2018屆高三第三次模擬考試）下列實驗方案能達到實驗?zāi)康牡氖牵? ） 實驗?zāi)康? 實驗方案 A 檢驗FeSO4晶體是否已氧化變質(zhì) 將FeSO4樣品溶于稀硝酸后,滴加KSCN 溶液,觀察溶液是否變紅 B 探究濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響 取兩支試管,各加入4 mL0.5 mol/L的KMnO4酸性溶液,然后向兩支試管中分別加入2 mL0.1mol/L H2C2O4(草酸)溶液和2 mL0.2 mol/LH2C2O4溶液比較反應(yīng)褪色的快慢 C 提純含有少量乙酸的乙酸乙酯 向含有少量乙酸的乙酸乙酯中加入過量飽和碳酸鈉溶液,振蕩后靜置分液,并除去有機相中的水 D 判斷淀粉是否水解 向用稀硫酸作催化劑的淀粉水解液中加入適量銀氨溶液后水浴加熱，觀察是否產(chǎn)生銀鏡 【答案】C ⑵壓強 典例2（2018屆湖北省宜昌市高三4月調(diào)研考試）消除氮氧化物和硫氧化物有多種方法。 （1）用活性炭還原法： 某研究小組向某密閉容器中加入足量的活性炭和 NO，發(fā)生反應(yīng)：C(s)＋2NO(g) N2(g)＋CO2(g) D H＝Q kJmol－1 在 T1℃下，反應(yīng)進行到不同時間測得各物質(zhì)的濃度部分?jǐn)?shù)據(jù)如下： ①0～10 min 內(nèi)， N2 的平均反應(yīng)速率 υ(N2)=________ ， T1℃時，該反應(yīng)的平衡常數(shù) K=_____。 ②30 min 后，若只改變一個條件，反應(yīng)重新達到平衡時各物質(zhì)的濃度如上表所示，則改變的條件可能是____________ (填字母) a. 加入一定量的活性炭 b. 改變反應(yīng)體系的溫度 c. 縮小容器的體積 d. 通入一定量的 NO ③若 30 min 后升高溫度至 T2℃，重新達到平衡時，容器中 NO、 N2、 CO2 的濃度之比為 7∶3∶3，則該反應(yīng)的DH______0（填“＞” 、 “ ＝” 、或“＜” ） （2）NH3 催化還原法： 原理如圖所示 ①若煙氣中 c(NO2)： c(NO)=1∶1，發(fā)生如圖甲所示的脫氮反應(yīng)時，反應(yīng)過程中轉(zhuǎn)移 1.5mol 電子時放出的熱量為 113.8 kJ，則發(fā)生該脫氮反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_____ 。 ②圖乙是在一定時間內(nèi)，使用不同催化劑 Mn 和 Cr 在不同溫度下對應(yīng)的脫氮率，由圖可知工業(yè)使用的最佳催化劑和相應(yīng)溫度分別為_____ ；使用 Mn 作催化劑時，脫氮率 b~a 段呈現(xiàn)如圖變化的可能原因是_____。 （3）已知常溫下 Ka1(H2SO3)=1.810－2， Ka2(H2SO3)=6.010－9。 汽車尾氣中的 SO2 用石灰水來吸收，生成的 CaSO3 濁液 pH＝9.0，忽略 SO32－的第二步水解，則Ksp(CaSO3)=_____。 【答案】 0.03 molL－1min－1 K=4 c d ＜ 2NH3(g)＋NO(g)＋NO2(g) 2N2(g)＋3H2O(g) ΔH=－455.2 kJ/mol Mn 、200℃ b~a段，溫度較低，催化劑活性較低，脫氮反應(yīng)速率較慢，反應(yīng)還沒達到化學(xué)平衡（反應(yīng)限度），隨著溫度升高反應(yīng)速率變大，一定時間參與反應(yīng)的氮氧化物變多，導(dǎo)致脫氮率逐漸升高； 4.210－9 （2）①得電子化合價降低的反應(yīng)物是氧化劑； ② （3） （1）①分析圖表數(shù)據(jù)，0～10min內(nèi)，N2的平均反應(yīng)速率v（N2）=0.03 mol/（L/min）， 化學(xué)平衡三段式列式計算平衡濃度： C（s）+2NO（g）= N2（g）+CO2（g）； 起始量（mol/L） 1 0 0 變化量（mol/L） 0.8 0.4 0.4 平衡量（mol/L） 0.2 0.4 0.4 K==4 ②30min后，只改變某一條件，反應(yīng)重新達到平衡，圖表數(shù)據(jù)分析可知一氧化氮，氮氣，二氧化碳濃度都增大；a．加入一定量的活性炭是固體，對平衡無影響，故a不符合； b．改變反應(yīng)體系的溫度, 達到平衡后一氧化氮、氮氣、二氧化碳濃度不可能都增大，故b不符合；c．當(dāng)縮小容器的體積，反應(yīng)前后是氣體體積不變的反應(yīng)，平衡不動，但個物質(zhì)濃度增大，符合要求，故c符合；d．通入一定量的NO，反應(yīng)正向進行，達到平衡后一氧化氮、氮氣、二氧化碳濃度增大，適故答案為：bc； ③若30min后升高溫度至T2℃，達到平衡時，容器中NO、N2、CO2的濃度之比為7：3：3，Qc=<4，，這說明升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，因此逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，則正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，故Q＜0，故答案為：＜； （3）由Ka2（H2SO3）=6.010-9可知SO32-+H2O?HSO3-+OH-的水解Kh===1.6710-6， 常溫下，測得某純CaSO3與水形成的濁液pH為9，c（HSO3-）=c（OH-）=110-5， 可知c（SO32-）==610-5， 又c（Ca2+）=c（SO32-）+c（HSO3-）=710-5， Ksp（CaSO3）=c（Ca2+）c（SO32-）=710-5610-5=4.210-9。 ⑶溫度 典例4（2018屆四川雅安市高三第三次診斷理綜）根據(jù)下列實驗操作和現(xiàn)象得出結(jié)論正確的是 選項 實驗操作 實驗現(xiàn)象 結(jié)論 A 淀粉溶液加稀硫酸、水浴加熱一段時間后，加新制的Cu(OH)2懸濁液，加熱 無紅色沉淀生成 淀粉不能水解 B 向CuSO4溶液中加入少量KI溶液，然后再滴入淀粉溶液 溶液中藍色逐漸消失，并有白色沉淀生成．加淀粉后溶液變?yōu)樯钏{色 氧化性：Cu2+>I2 C 將鋁片放入鹽酸中 產(chǎn)生氣泡的速率開始時較慢，隨后加快，后來又逐漸減慢 H＋的濃度是影響反應(yīng)速率的唯一因素 D 向溶液X中加入Na2O2粉末 出現(xiàn)紅褐色沉淀和無色氣體 X中一定含有Fe3＋ 【答案】B ⑷催化劑 典例5（2018屆河南省六市高三第一次聯(lián)考一模）下列裝置能達到實驗?zāi)康牡氖? A． B． C． D． 【答案】D ⑸其他 典例6（2018屆河北省武邑中學(xué)高三下學(xué)期期中考試）2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H =-198kJ/mol，在V2O5存在時，該反應(yīng)機理為:V2O5+SO2→2VO3+SO3(快)；4VO2+O2→2V2O5(慢) 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． 該反應(yīng)逆反應(yīng)的活化能大于198kJ/mol D． 升高溫度，該反應(yīng)的△H增大 【答案】C 【解析】A. 因為V2O5為固體物質(zhì)，反應(yīng)速率與固體質(zhì)量關(guān)系，故A錯；B.催化劑是指能加速或延緩化學(xué)反應(yīng)速度，而本身的重量和性質(zhì)并不改變的物質(zhì)，V2O5是該反應(yīng)的催化劑，故B錯；C.活化能是指分子從常態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槿菀装l(fā)生化學(xué)反應(yīng)的活躍狀態(tài)所需要的能量，因為2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) △H =-198kJ/mol為放熱反應(yīng)，所以該反應(yīng)逆反應(yīng)的大于198kJ/mol，故C正確。D. 2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) △H =-198kJ/mol，此反應(yīng)為放熱反應(yīng)，△H的大小與參與反應(yīng)的SO2(g)和O2(g) 的量有關(guān)，所以D錯。