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1、第 1 页 共 19 页高考总复习高考总复习化学化学 4 4化学反应速率与化学平衡化学反应速率与化学平衡热点一、用实验手段研究外界条件对化学反应速率的影响外界条件的变化会对化学反应速率产生影响，在高中阶段，我们主要利用“有效碰撞理论”来研究条件对反应速率的影响，“活化分子”之间在取向适合的条件下发生的碰撞会引发反应，称之为“有效碰撞”，外界条件改变后，如果对“单位时间内有效碰撞次数”产生影响，就会使反应速率发生改变。条件原理温度改变反应物中活化分子（具备发生变化所需的最低能量）的比例浓度改变单位体积内活化分子的物质的量固体表面积改变分子发生接触的面积催化剂改变反应途径，从改变反应的活化能，进而
2、改变活化分子的比例在进行分析时，有几点知识需要我们注意：（1）压强并不是对所有化学反应的速率都会产生影响，因为“只有当压强的改变最终引起了反应物的浓度的变化”，才能对反应速率产生影响。正像许多老师总结的那样，“对于在容积可变的容器中，有气体参加的反应，压强可以影响反应速率”。（2）我们使用的催化剂本身参与了化学反应，催化剂的参与使反应途径发生了变化。（3）反应一般在催化剂表面发生，因此固体催化剂的表面积大小会影响催化的效果。例 1（08 高考）等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测定在不同时间 t 产生气体体积 V 的数据，根据数据绘制得到图 1，则曲线 a、b、c、d 所对应的
3、实验组别可能是（ ）组别c（HCl） （mol/L）温度（）状态12.025块状22.530块状32.550块状42.530粉末状第 2 页 共 19 页A4321B1234C3421D1243解析：化学反应速率与温度、浓度和固体物质的表面积的大小有关，实验 1 的盐酸的浓度最小，反应的温度最低，所以化学反应速率最慢；由于实验 3 的反应温度比实验 2 的反应温度高，所以反应速率实验 3 大于实验 2；而实验 4 和实验 3 虽然浓度相同，但反应的温度不同，物质的状态也不相同，所以不能比较。答案：AC例 2（09 高考）某探究小组利用丙酮的溴代反应（CH3COCH3+Br2CH3COCH2Br
4、+HBr）来研究反应物浓度与反应速率的关系。反应速率HCl v（Br2）通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定。在一定温度下，获得如下实验数据：初始浓度 c/molL1实验序号CH3COCH3HClBr2溴颜色消失所需时间 t/s0.800.200.00102901.600.200.00101450.800.400.00101450.800.200.0020580分析实验数据所得出的结论不正确的是（ ）A增大 c（CH3COCH3） ，v（Br2）增大B实验和的 v（Br2）相等C增大 c（HCl） ，v（Br2）增大D增大 c（Br2） ，v（Br2）增大答案：D例 3（07 高考）下表是稀硫
5、酸与某金属反应的实验数据：第 3 页 共 19 页溶液温度/实验序号金属质量/g金属状态c(H2SO4)/molL-1V（H2SO4）/mL反应前反应后金属消失的时间/s10.10丝0.550203450020.10粉末0.55020355030.10丝0.750203625040.10丝0.850203520050.10粉末0.85020362560.10丝1.050203512570.10丝1.05035505080.10丝1.150203410090.10丝1.150204440分析上述数据，回答下列问题：（1）实验 4 和 5 表明，对反应速率有影响，反应速率越快，能表明同一规律的实验
6、还有（填实验序号）；（2）仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有（填实验序号）；（3）本实验中影响反应速率的其他因素还有，其实验序号是。（4）实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值（约 15）相近，推测其原因：。答案：（1）固体反应物的表面积表面积越大1 和 2（2）3 和 4（3）开始反应温度6 和 7（4）一定量的金属跟足量的硫酸反应放出的热量相同。例 4 （08 高考） 某探究小组用 HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法，研究影响反应速率的因素。所用 HNO3浓度为 1.00 molL-1、2.00 molL-1，大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格，实验温度为 298 K、308
7、 K，每次实验 HNO3的用量为 25.0 mL、大理石用量为 10.00 g。1请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号：第 4 页 共 19 页实验编号T/K大理石规格HNO3浓度/molL-1实验目的298粗颗粒2.00（）实验和探究 HNO3浓度对该反应速率的影响；（）实验和 探究温度对该反应速率的影响；（）实验和 探究大理石规格（粗、细）对该反应速率的影响；）2实验中 CO2质量随时间变化的关系见下图：依据反应方程式CaCO3+HNO3=Ca(NO3)2+CO2+H2O，计算实验在 70-90s 范围内21 21 21 21HNO3的平均反应速率（忽略溶液体积变化，
8、写出计算过程） 。3请在答题卡的框图中，画出实验、和中 CO2质量随时间变化关系的预期结果示意图。解析：1实验编号T/K大理石规格HNO3浓度/molL-1实验目的298粗颗粒2.00298粗颗粒1.00308粗颗粒2.00实验和探究 HNO3浓度对该反应速率的影响；实验和探究温度对该反应速率的影响。实验和探究大理石规第 5 页 共 19 页298细颗粒2.00格（粗、细）对该反应的影响。2 （1）70 至 90sCO2生成的质量为：m（CO2）0.950.85=0.1g（2）根据方程式比例，可知消耗 HNO3的物质的量为：n（HNO3）=0.1/22=1/220mol（3）溶液体积为 25m
9、L=0.025L，所以 HNO3减少的浓度 c（HNO3）=2/11 mol/L1（4）反应的时间 t=90-70=20s（5）所以 HNO3在 70-90s 范围内的平均反应速率为：v（HNO3）=c（HNO3）/t =1/110 molL1s13作图略作图要点：因为实验HNO3与大理石恰好完全反应；实验中，HNO3不足量，纵坐标对应的每一个值均为原来的 1/2；实验的图象类似，恰好完全反应，但反应条件改变，升高温度与大理石细颗粒增大表面积可加快反应速率。所以图象曲线斜率变大，平衡位置纵坐标与实验相同。例 5（09 高考） 超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的 NO 会破坏臭氧层。科学家正在研
10、究利用催化技术将尾气中的 NO 和 CO 转变成 CO2和 N2，化学方程式如下：2NO+2CO 催化剂 2CO2+N2为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下用气体传感器测得不同时间的 NO 和CO 浓度如表：时间/s012345c（NO）/molL11.001034.501042.501041.501041.001041.00104c（CO）/molL13.601033.051032.851032.751032.701032.70103请回答下列问题（均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响）：（1）在上述条件下反应能够自发进行，则反应的 H0（填写“”、 “ v（逆） ，即逆反应减
11、少更多，错误。例 15（09 高考）I2在 KI 溶液中存在下列平衡：I2（aq）+I（aq）I3（aq） 。某 I2、KI混合溶液中，I3的物质的量浓度 c（I3）与温度 T 的关系如图所示（曲线上任何一点都表示平衡状态） 。下列说法正确的是（ ）A反应 I2（aq）+I（aq）I3（aq）的H0B若温度为 T1、T2，反应的平衡常数分别为 K1、K2，则 K1K2C若反应进行到状态 D 时，一定有 v（正） v（逆）D状态 A 与状态 B 相比，状态 A 的 c(I2)大答案：BC例 16（04 高考） 在一定条件下，二氧化硫和氧气发生如下反应 2SO2（g）+O2（g）2SO3（g） ；
12、H0。（1）降低温度，二氧化硫转化率，化学反应速率（以上均填增大、减小或不变） 。（2）600时，在一密闭容器中，将二氧化硫和氧气混合，反应过程中 SO2、O2、SO3物质的量变化如图，反应处于平衡状态的时间是第 14 页 共 19 页（3）据图判断，反应进行至 20min 时，曲线发生变化的原因是（用文字表达）10min 到 15min 的曲线变化的原因可能是（填写编号） 。a加了催化剂b缩小容器体积c降低温度d增加 SO3的物质的量答案：（1）增大减小（2）1520min 和 2530min（3）增加了 O2的量ab例 17（09 高考） 甲酸甲酯水解反应方程式为：HCOOCH3（l）+H
13、2O（l） HCOOH（l）+CH3OH（l） ；H0某小组通过实验研究该反应（反应过程中体积变化忽略不计） 。反应体系中各组分的起始量如下表：组分HCOOCH3H2OHCOOHCH3OH物质的量/mol1.001.990.010.52甲酸甲酯转化率在温度 T1下随反应时间（t）的变化如下图：第 15 页 共 19 页（1）根据上述条件，计算不同时间范围内甲酸甲酯的平均反应速率，结果见下表：反应时间 / min05101520253035404550556065平均反应速率/(10-3molmin-1)1.97.47.84.41.60.80.0请计算 1520min 范围内甲酸甲酯的减少量为m
14、ol，甲酸甲酯的平均反应速率为molmin-1(不要求写出计算过程)。（2）依据以上数据，写出该反应的反应速率在不同阶段的变化规律及其原因：。（3）上述反应的平衡常数表达式为：，则该反应在温度 T1下332() () () ()c HCOOH c CH OHKc HCOOCHc H Og g的 K 值为。（4）其他条件不变，仅改变温度为 T2（T2大于 T1） ，在答题卡框图中画出温度 T2下甲酸甲酯转化率随反应时间变化的预期结果示意图。答案：（1）0.045 9.0103 （2）先增大后减小。随着反应进行，生成 HCOOH 的量增多，使溶液酸性增强，对水解促进作用增大，反应速率增大；反应到一
15、定时间，HCOOCH3的浓度减小，水解速率减慢。（3）1 7（4） 图像题非常直观，便于理解，但是工业生产中经常要利用图表中的数据，尤其是在化学与技术模块中，大量的工业生产数据都是利用图表给出的，因此要求考生能够从图表中获得答题所需的信息。必要时可以将题目图表中的数据改为示意图，可以便于理解。例 18（02 高考） 某化学反应 2ABD 在四种不同条件下进行，B、D 起始浓度为 0，反应物 A 的浓度（mol/L）随反应时间（min）的变化情况如下表：实验 时间0102030405060第 16 页 共 19 页序号浓度温度18001.00.800.670.570.500.500.502800C20.600.500.500.500.500.503800C30.920.750.630.600.600.6048201.00.400.250.200.200.200.20根据上述数据，完成下列填空：（1）在实验 1，反应在 10 至 20 分钟时间内平均速率为 mol/(Lmin)。（2）在实验 2，A 的初始浓度 C2= mol/L，反应经 20 分钟就达到平衡，可推测实验 2 中还隐含的条件是 。（3）设实验 3 的反应速率为 v3，实验 1 的反应速率为 v1，则 v3 v1（填、
