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化学反应速率及其影响因素

化学反应速率及其影响因素Z真题感悟hen ti gan wu (课前)1.(2017·江苏·10)H2O2分解速率受多种因素影响。

实验测得70 ℃时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。

下列说法正确的是(D)A.图甲表明,其他条件相同时,H2O2浓度越小,其分解速率越快B.图乙表明,其他条件相同时,溶液pH越小,H2O2分解速率越快C.图丙表明,少量Mn2+存在时,溶液碱性越强,H2O2分解速率越快D.图丙和图丁表明,碱性溶液中,Mn2+对H2O2分解速率的影响大[解析]本题考查反应条件对反应速率的影响。

由图甲可知,起始时H2O2的浓度越小,曲线下降越平缓,说明反应速率越慢,A项错误;OH-的浓度越大,pH越大,即0.1 mol·L -1NaOH对应的pH最大,曲线下降最快,即H2O2分解最快,B项错误;由图丙可知,相同时间内,0.1 mol·L-1 NaOH条件下H2O2分解最快,0 mol·L-1 NaOH条件下H2O2分解最慢,而1.0 mol·L-1 NaOH条件下H2O2的分解速率处于中间,C项错误;由图丁可知,Mn2+越多,H2O2的分解速率越快,说明Mn2+对H2O2分解速率影响较大,D项正确。

2.(2016·全国Ⅲ)煤燃烧排放的烟气含有SO2和NO x,形成酸雨、污染大气,采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。

在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气,反应温度为323 K,NaClO2溶液浓度为5×10-3mol·L-1。

反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。

_大于__是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同,还可能是_NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高__。

[解析]由实验结果可知,c(SO2-4)=8.35×10-4 mol·L-1>c(NO-3)=1.5×10-4 mol·L-1,所以脱硫反应速率大于脱硝反应速率,其原因除了初始浓度不同外,还可能是NO 难溶于水,与NaClO 2溶液接触面积小,反应速率慢;还可能是脱硝反应活化能较高,反应速率慢。

3.(2015·全国Ⅰ·28节选)碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。

回答下列问题:Bodensteins 研究了下列反应2HI(g)H 2(g)+I 2(g)在716 K 时,气体混合物中碘化氢的物质的量分数x (HI)与反应时间t 的关系如下表:t /min 0 20 40 60 80 120 x (HI) 1 0.91 0.85 0.815 0.795 0.784 x (HI)0.600.730.7730.7800.784正正逆逆2(I 2),其中k 正、k 逆为速率常数,则k 逆为_k 正/K __(以K 和k 正表示)。

若k 正=0.0027 min -1,在t =40 min 时,v 正=_1.95×10-3__min -1。

[解析] 平衡状态下,v 正=v 逆,故有:k 正·x 2(HI) =k 逆·x (H 2)·x (I 2) 变形:k 正k 逆=x (H 2)·x (I 2)x 2(HI )=K故有:k 逆=k 正Kv 正=k 正·x 2(HI )=0.0027×(0.85)2=1.95×10-34.(2018·江苏·15)一定温度下,在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物,发生反应2SO 2(g)+O 2(g)2SO 3(g)(正反应放热),测得反应的相关数据如下:容器1 容器2 容器3 反应温度T /K 700700 800反应物投入量 2 mol SO 2、1 mol O 24 mol SO 32 mol SO 2、1 mol O 2平衡v 正(SO 2)/mol·L -1·s -1 v 1 v2 v3 平衡c (SO 3)/mol·L -1 c 1 c 2 c 3 平衡体系总压强p /Pa p 1 p 2 p 3 物质的平衡转化率αα1(SO 2) α2(SO 3) α3(SO 2) 平衡常数KK 1K 2K 3A .v 1<v 2,c 2<2c 1B .K 1>K 3,p 2>2p 3C .v 1<v 3,α1(SO 2)>α3(SO 2)D .c 2>2c 3,α2(SO 3)+α3(SO 2) < 1[解析] 由题中表格信息可知,容器2建立的平衡相当于容器1建立平衡后再将容器的容积缩小为原来的1/2(相当于压强增大为原来的2倍)后平衡移动的结果。

由于加压,化学反应速率加快,则v 1<v 2;题给平衡右移,则α1(SO 2)<α2(SO 2),根据勒夏特列原理可得c 2>2c 1,p 1<p 2<2p 1。

容器3中建立的平衡相当于容器1建立的平衡升温后平衡移动的结果。

升高温度,化学反应速率加快,则v 1<v 3;题给平衡左移,则α1(SO 2)>α3(SO 2),c 1>c 3。

由于温度升高,气体物质的量增加,故p 3>p 1。

对于特定反应,平衡常数仅与温度有关,温度升高,题给平衡左移,平衡常数减小,则K 1=K 2>K 3。

C 对:由以上分析可得结论v 1<v 3,α1(SO 2)>α3(SO 2)。

D 对:因为c 2>2c 1,c 1>c 3,则c 2>2c 3。

若容器2的容积是容器1的2倍,则两者建立的平衡完全相同,根据平衡特点,此时应存在α1(SO 2)+α2(SO 3)=1,由于容器2的平衡相当于容器1的平衡加压,故α2(SO 3)将减小,则α1(SO 2)+α2(SO 3)<1,结合α1(SO 2)>α3(SO 2),则α2(SO 3)+α3(SO 2)<1。

A 错:因为c 2>2c 1。

B 错:因为p 1<p 2<2p 1,p 3>p 1,则p 2<2p 3。

R 弱点突破uo dian tu po(课堂)知能补漏1.计算化学反应速率的基本模式 对于反应m A(g)+n B(g)p C(g)+q D(g),起始时A 的浓度为a mol·L -1,B 的浓度为b mol·L -1,反应进行至t 1时,A 消耗了x mol·L -1,则化学反应速率可计算如下:m A(g)+n B(g)p C(g)+p C(g)起始/(mol·L -1) a b 0 0 转化/(mol·L -1) xnx m px m qx mt 1/(mol·L -1) a -x b -nx m px m qx m则:v (A)=x t 1 mol·L -1·s -1,v (B)=nx mt 1 mol·L -1·s -1,v (C)=px mt 1 mol·L -1·s -1,v (D)=qx mt 1mol·L -1·s -1。

2.正确理解速率影响因素 (1)“惰性气体”对反应速率的影响①恒容:充入“惰性气体”――→引起总压增大―→物质浓度不变(活化分子浓度不变)―→反应速率不变。

②恒压:充入“惰性气体”――→引起体积增大――→引起物质浓度减小(活化分子浓度减小)――→引起反应速率减小。

(2)纯液体、固体对化学反应速率的影响在化学反应中,纯液体和固态物质的浓度为常数,故不能用固态物质的浓度变化来表示反应速率,但是固态反应物颗粒的大小是影响反应速率的条件之一,如煤粉由于表面积大,燃烧就比煤块快得多。

(3)外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响方向是一致的,但影响程度不一定相同。

①当增大反应物浓度时,v正增大,v逆瞬间不变,随后也增大;②增大压强,气体分子数减小方向的反应速率变化程度大;③对于反应前后气体分子数不变的反应,改变压强可以同等程度地改变正、逆反应速率;④升高温度,v正和v逆都增大,但吸热反应方向的反应速率增大的程度大;⑤使用催化剂,能同等程度地改变正、逆反应速率。

3.正确理解压强对反应速率的影响气体体积缩小→压强增大→气体反应物浓度增大→反应速率增大易错警示1.化学反应速率计算的常见错误(1)不注意容器的容积。

(2)漏写单位或单位写错。

(3)忽略有效数字。

2.比较化学反应速率大小的注意事项(1)看单位是否统一,若不统一,换算成相同单位。

(2)比较不同时间段内的化学反应速率大小时,可先换算成同一物质表示的反应速率,再比较数值大小。

(3)比较化学反应速率与化学计量数的比值。

例如,对于一般反应a A(g)+b B(g)c C(g)+d D(g),比较不同时间段内v Aa与v Bb的大小,若v Aa>v Bb,则用A表示的反应速率比用B表示的大。

【例】按要求填空。

(1)形状大小相同的铁块、铝块分别与等浓度的盐酸反应生成氢气的速率:铁_小于__铝。

(2)对于Fe+2HCl===FeCl2+H2↑,改变下列条件对生成氢气的速率有何影响?(填“增大”“减小”或“不变”)①升高温度:_增大__;②增大盐酸浓度:_增大__;③增大铁的质量:_不变__; ④增加盐酸体积:_不变__; ⑤把铁片改成铁粉:_增大__; ⑥滴入几滴CuSO 4溶液:_增大__; ⑦加入NaCl 固体:_不变__。

(3)若把(2)中的稀盐酸改成“稀硝酸”或“浓硫酸”_不能__(填“能”或“不能”)产生H 2,原因是_稀硝酸和浓硫酸具有强氧化性,Fe 与稀硝酸反应生成NO ;常温下,Fe 在浓硫酸中“钝化”__。

B 备考验证èi kǎo yàn zhèn ɡ (课后)1.X(g)+3Y(g)2Z(g) ΔH =-a kJ·mol -1,一定条件下,将1 mol X 和3 mol Y 通入2 L 的恒容密闭容器中,反应10 min ,测得Y 的物质的量为2.4 mol 。

下列说法正确的是( C )A .10 min 内,Y 的平均反应速率为0.03 mol·L -1·s -1 B .第10 min 时,X 的反应速率为0.01 mol·L -1·min -1 C .10 min 内,消耗0.2 mol X ,生成0.4 mol Z D .10 min 内,X 和Y 反应放出的热量为a kJ[解析] v (Y)=(3-2.4) mol 2 L ×10 min =0.03 mol·L -1·min -1,A 选项错误;根据化学反应速率之比等于化学计量数之比,所以v (X)∶v (Y)=1∶3,所以v (X)=13v (Y)=13×0.03 mol·L -1·min -1=0.01 mol·L -1·min -1,根据ΔcΔt求得的反应速率是反应的平均速率,不是瞬时速率,B 选项错误;根据物质的量变化之比等于化学计量数之比,所以每消耗0.2 mol X ,会生成0.4 mol Z ,C 选项正确;由反应可知,1 mol X 与3 mol Y 完全反应放出的热量为a kJ ,而10 min 内X 和Y 反应放出的热量为0.2a kJ ,小于a kJ ,D 选项错误。

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