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主題17:化學(xué)反應(yīng)速率 李仕才 命題一 化學(xué)反應(yīng)速率 1.(2016年北京理綜,8)下列食品添加劑中,其使用目的與反應(yīng)速率有關(guān)的是(　　)。 A.抗氧化劑　　　　　　　　B.調(diào)味劑 C.著色劑 D.增稠劑 【解析】食品添加劑中添加抗氧化劑,目的是減慢食品被氧化的速率,A項(xiàng)正確;調(diào)味劑的主要作用是補(bǔ)充、增強(qiáng)或增加食品的味道,與反應(yīng)速率無(wú)關(guān),B項(xiàng)錯(cuò)誤;著色劑以食品著色為主要目的,與反應(yīng)速率無(wú)關(guān),C項(xiàng)錯(cuò)誤;增稠劑在食品中的主要作用是將液體、漿狀食品形成特定形態(tài),與反應(yīng)速率無(wú)關(guān),D項(xiàng)錯(cuò)誤。 【答案】A 2.(2014年全國(guó)Ⅰ卷,9)已知分解1 mol H2O2放出熱量98 kJ,在含少量I-的溶液中,H2O2分解的機(jī)理為: H2O2+I-H2O+IO-　慢 H2O2+IO-H2O+O2+I-　快 下列有關(guān)該反應(yīng)的說(shuō)法正確的是(　　)。 A.反應(yīng)速率與I-濃度有關(guān) B.IO-也是該反應(yīng)的催化劑 C.反應(yīng)活化能等于98 kJmol-1 D.v(H2O2)=v(H2O)=v(O2) 【解析】將題給兩個(gè)反應(yīng)合并可得總反應(yīng)為2H2O22H2O+O2↑,該反應(yīng)中I-作催化劑,其濃度的大小將影響該反應(yīng)的反應(yīng)速率,A項(xiàng)正確;該反應(yīng)中IO-是中間產(chǎn)物,不是該反應(yīng)的催化劑,B項(xiàng)錯(cuò)誤;反應(yīng)的活化能表示一個(gè)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生所需要的最小能量,分解1 mol H2O2放出98 kJ熱量,不能據(jù)此判斷該反應(yīng)的活化能,C項(xiàng)錯(cuò)誤;由反應(yīng)速率與對(duì)應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系可知v(H2O2)=v(H2O)=2v(O2),D項(xiàng)錯(cuò)誤。 【答案】A 3.(2014年全國(guó)Ⅱ卷,26節(jié)選)在容積為1.00 L的容器中,通入一定量的N2O4,發(fā)生反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g),隨溫度升高,混合氣體的顏色變深。 在0~60 s時(shí)段,反應(yīng)速率v(N2O4)為　　　　 molL-1s-1。 【解析】由題意及圖示知,0~60 s時(shí)N2O4消耗的濃度Δc(N2O4)=0.100 molL-1-0.040 molL-1=0.060 molL-1,v(N2O4)=0.060molL-160s=0.0010 molL-1s-1。 【答案】0.0010 4.(2015年廣東理綜,31節(jié)選)用O2將HCl轉(zhuǎn)化為Cl2,可提高效益,減少污染。一定條件下測(cè)得反應(yīng)過(guò)程中n(Cl2)的數(shù)據(jù)如下: t/min 0 2.0 4.0 6.0 8.0 n(Cl2)/10-3 mol 0 1.8 3.7 5.4 7.2 計(jì)算2.0~6.0 min內(nèi)以HCl的物質(zhì)的量變化表示的反應(yīng)速率:　　　　　　　　　　　　 (以molmin-1為單位,寫出計(jì)算過(guò)程)。 【解析】根據(jù)反應(yīng)4HCl+O22Cl2+2H2O可知,v(HCl)=Δn(HCl)Δt=(5.4-1.8)10-3mol2(6.0-2.0)min=1.810-3 molmin-1。 【答案】v(HCl)=(5.4-1.8)10-3mol2(6.0-2.0)min=1.810-3 molmin-1 命題二 化學(xué)反應(yīng)速率影響因素 1.(2017年江蘇,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 【解析】圖甲表明相同pH下,H2O2濃度越大,分解速率越快,A項(xiàng)錯(cuò)誤;圖乙表明在H2O2初始濃度相同時(shí),溶液的堿性越強(qiáng),即pH越大,H2O2分解速率越快,B項(xiàng)錯(cuò)誤;圖丙中間曲線代表的溶液堿性強(qiáng)于下面曲線代表的溶液,但中間的H2O2分解速率較慢,C項(xiàng)錯(cuò)誤。 【答案】D 2.下列說(shuō)法正確的是(　　)。 A.(2014年江蘇,11)對(duì)于乙酸與乙醇的酯化反應(yīng)(ΔH<0),加入少量濃硫酸并加熱,該反應(yīng)的反應(yīng)速率和平衡常數(shù)均增大 B.(2015年四川理綜,7改編)一定量的CO2與足量的碳在體積可變的恒壓密閉容器中反應(yīng):C(s)+CO2(g)2CO(g),平衡時(shí),若充入惰性氣體,v正、v逆 均減小,平衡不移動(dòng) C.(2015年天津理綜,3)FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解,同等條件下二者對(duì)H2O2分解速率的改變相同 D.CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g)達(dá)平衡時(shí),通入CO后,正反應(yīng)速率逐漸增大 【解析】硫酸是催化劑,升高溫度,反應(yīng)速率都增大,A項(xiàng)正確;充入惰性氣體,容器體積增大,各物質(zhì)濃度減小,v正、v逆 均減小,相當(dāng)于減小壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),B項(xiàng)錯(cuò)誤;FeCl3和MnO2均可作H2O2分解的催化劑,加快H2O2分解,同等條件下二者對(duì)H2O2分解催化效果不相同,故反應(yīng)速率的改變不同,C項(xiàng)錯(cuò)誤;通入CO后,正反應(yīng)速率瞬間增大,后又逐漸減小,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 【答案】A 3.下列說(shuō)法正確的是(　　)。 A.(2016年浙江理綜,8改編)探究溫度對(duì)硫代硫酸鈉與硫酸反應(yīng)速率的影響時(shí),若先將兩種溶液混合并計(jì)時(shí),再用水浴加熱至設(shè)定溫度,則測(cè)得的反應(yīng)速率偏低 B.(2014年安徽理綜,12)因?yàn)榉磻?yīng)物濃度越大,反應(yīng)速率越快,所以常溫下,相同的鋁片中分別加入足量的濃、稀硝酸,濃硝酸中鋁片先溶解完 C.(2014年天津理綜,3)增大反應(yīng)物濃度可加快反應(yīng)速率,因此用濃硫酸與鐵反應(yīng)能增大生成H2的速率 D.(2014年重慶理綜,7改編)在恒容密閉容器中通入X并發(fā)生反應(yīng):2X(g)Y(g),圖中T2下,在0~t1時(shí)間內(nèi),v(Y)=a-bt1 molL-1min-1 【解析】先將兩種溶液混合并計(jì)時(shí),再用水浴加熱至設(shè)定溫度,導(dǎo)致反應(yīng)時(shí)間加長(zhǎng),測(cè)得反應(yīng)速率偏低,A項(xiàng)正確;常溫下,鋁在濃硝酸中鈍化,所以稀硝酸中鋁片先溶解完,B項(xiàng)錯(cuò)誤;濃硫酸和鐵在常溫下鈍化,不產(chǎn)生氫氣,C項(xiàng)錯(cuò)誤;T2下,在0~t1時(shí)間內(nèi)X的濃度減小了(a-b) molL-1,由方程式可知Y的濃度增大了a-b2 molL-1,反應(yīng)速率通常用單位時(shí)間內(nèi)濃度的變化量來(lái)表示,所以Y表示的反應(yīng)速率為a-b2t1 molL-1min-1,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 【答案】A 4.(2015年上海,20)對(duì)于合成氨反應(yīng),達(dá)到平衡后,以下分析正確的是(　　)。 A.升高溫度,對(duì)正反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大 B.增大壓強(qiáng),對(duì)正反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大 C.減小反應(yīng)物濃度,對(duì)逆反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大 D.加入催化劑,對(duì)逆反應(yīng)的反應(yīng)速率影響更大 【解析】A項(xiàng),合成氨反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,正、逆反應(yīng)速率都增大,但是溫度對(duì)吸熱反應(yīng)的速率影響更大,所以對(duì)該反應(yīng)來(lái)說(shuō),對(duì)逆反應(yīng)速率的影響更大,錯(cuò)誤;B項(xiàng),合成氨的正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),增大壓強(qiáng),對(duì)正反應(yīng)速率的影響更大,正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率,所以平衡正向移動(dòng),正確;C項(xiàng),減小反應(yīng)物濃度,正反應(yīng)速率減小,由于生成物的濃度沒有變化,所以逆反應(yīng)速率不變,逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率,化學(xué)平衡逆向移動(dòng),錯(cuò)誤;D項(xiàng),加入催化劑,正、逆反應(yīng)速率改變的倍數(shù)相同,對(duì)正、逆反應(yīng)速率影響一樣,化學(xué)平衡不發(fā)生移動(dòng),錯(cuò)誤。 【答案】B 5.(2015年海南,8)(雙選)10 mL濃度為1 molL-1的鹽酸與過(guò)量的鋅粉反應(yīng),若加入適量的下列溶液,能減慢反應(yīng)速率但又不影響氫氣生成量的是(　　)。 A.K2SO4 B.CH3COONa C.CuSO4 D.Na2CO3 【答案】AB 命題三 化學(xué)反應(yīng)速率綜合及應(yīng)用 1.(2015年福建理綜,12)在不同濃度(c)、溫度(T)條件下,蔗糖水解的瞬時(shí)速率(v)如下表。下列判斷不正確的是(　　)。 v/mmolL-1min-1c/molL-1 T/K　　　　　　　　　　 0.600 0.500 0.400 0.300 318.2 3.60 3.00 2.40 1.80 328.2 9.00 7.50 a 4.50 b 2.16 1.80 1.44 1.08 　　A.a=6.00 B.同時(shí)改變反應(yīng)溫度和蔗糖的濃度,v可能不變 C.b<318.2 D.不同溫度時(shí),蔗糖濃度減小一半所需的時(shí)間相同 【解析】從題給數(shù)據(jù)可以看出,328.2 K時(shí)的瞬時(shí)速率與濃度的大小成正比,則0.6000.400=9.00a,解得a=6.00,A項(xiàng)正確;濃度越大,溫度越高,反應(yīng)速率越快,當(dāng)增大濃度同時(shí)降低溫度時(shí),瞬時(shí)反應(yīng)速率可能會(huì)不變,B項(xiàng)正確;濃度不變時(shí),b K下反應(yīng)速率低于318.2 K下的反應(yīng)速率,故b<318.2,C項(xiàng)正確;題給數(shù)據(jù)是瞬時(shí)速率而不是平均速率,溫度不同,反應(yīng)速率不同,故不能作為判斷所用時(shí)間的依據(jù),D項(xiàng)錯(cuò)誤。 【答案】D 2.(2014年北京理綜,12)一定溫度下,10 mL 0.40 molL-1 H2O2溶液發(fā)生催化分解。不同時(shí)刻測(cè)得生成O2的體積(已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)如下表: t/min 0 2 4 6 8 10 v(O2)/mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9 下列敘述不正確的是(溶液體積變化忽略不計(jì))(　　)。 A.0~6 min的平均反應(yīng)速率:v(H2O2)≈3.310-2 molL-1min-1 B.6~10 min的平均反應(yīng)速率:v(H2O2)<3.310-2 molL-1min-1 C.反應(yīng)至6 min時(shí),c(H2O2)=0.30 molL-1 D.反應(yīng)至6 min時(shí),H2O2分解了50% 【解析】n(H2O2)=10 mL 0.40 molL-1=410-3 mol 根據(jù)反應(yīng)　　　2H2O22H2O　+　O2 起始 410-3 mol　　　　　　　 0 mol　 6 min 210-3 mol　　　　　　 110-3 mol 轉(zhuǎn)化　 210-3 mol 可求得0~6 min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(H2O2)=ΔcΔt=≈3.310-2 molL-1min-1,故A項(xiàng)正確;隨著反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)物的濃度越來(lái)越小,反應(yīng)速率也逐漸減小,故6~10 min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(H2O2)<3.310-2 molL-1min-1,B項(xiàng)正確;反應(yīng)進(jìn)行到第6 min時(shí),c(H2O2)=0.20 molL-1,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;反應(yīng)前H2O2的濃度為0.40 molL-1,反應(yīng)進(jìn)行到6 min時(shí),H2O2的濃度變?yōu)?.20 molL-1 ,故H2O2分解了50%,D項(xiàng)正確。 【答案】C 3.(2017年天津理綜,10節(jié)選)H2S和SO2會(huì)對(duì)環(huán)境和人體健康帶來(lái)極大的危害,工業(yè)上采取多種方法減少這些有害氣體的排放,回答下列各方法中的問(wèn)題。 H2S的除去 方法:生物脫H2S的原理為: H2S+Fe2(SO4)3S↓+2FeSO4+H2SO4 4FeSO4+O2+2H2SO42Fe2(SO4)3+2H2O (1)硫桿菌存在時(shí),FeSO4被氧化的速率是無(wú)菌時(shí)的5105倍,該菌的作用是　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)由圖1和圖2判斷使用硫桿菌的最佳條件為　　　　　　　　　　　。若反應(yīng)溫度過(guò)高,反應(yīng)速率下降,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 【解析】(1)硫桿菌的存在加快了FeSO4的氧化速率,故起到催化劑作用。(2)由圖1可知30 ℃時(shí)氧化速率最快,由圖2可知pH=2.0時(shí)氧化速率最快,故使用硫桿菌的最佳條件為30 ℃、pH=2.0。硫桿菌含蛋白質(zhì),溫度過(guò)高會(huì)使蛋白質(zhì)變性,而使硫桿菌失去生理活性,從而喪失催化能力。 【答案】(1)降低反應(yīng)活化能(或作催化劑) (2)30 ℃、pH=2.0　蛋白質(zhì)變性(或硫桿菌失去活性) 命題角度 重點(diǎn)考查化學(xué)反應(yīng)速率的定義以及影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。通常會(huì)結(jié)合圖形考查速率的計(jì)算、影響因素,或者以實(shí)驗(yàn)探究的形式考查控制變量的思想等知識(shí) 備考啟示 在復(fù)習(xí)中,要緊緊抓住速率的定義,一定要注意是單位時(shí)間內(nèi)濃度的變化量。判斷影響速率的因素時(shí),不需要考慮平衡的移動(dòng),但是要確保每次只能改變一個(gè)條件