2017届高考化学一轮复习 第七章 化学反应速率和化学平衡

第七章 化学反应速率和化学平衡第1节 化学反应速率及其影响因素[高考导航]1．了解化学反应速率的概念，化学反应速率的定量表示方法。

2．了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。

3．理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学反应速率的影响，认识其一般规律。

4．了解化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域中的作用。

1．表示方法用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。

2．表达式和单位 (1)表达式：v ＝ΔcΔt。

[注意] 由此计算得到的反应速率是平均速率而不是瞬时速率，且无论用反应物还是用生成物表示均取正值。

(2)单位：mol·L －1·min －1或mol·L －1·s －1。

3．与化学方程式中化学计量数的关系化学反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比。

问题1 理解化学反应速率的计算方法与注意事项在2 L 的密闭容器中发生反应后各物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。

回答下列问题：(1)该反应的反应物和生成物分别是_____________________________________，反应方程式为__________________________________________________。

(2)0～10 s 的平均反应速率v (H 2)＝__________；v (HI)＝________。

(3)根据上述反应速率数值，分析用不同物质表示同一化学反应时，化学反应速率值是否必须相同？ (4)能否用I 2表达该反应的反应速率，为什么？ 答案：(1)H 2和I 2、HI H 2(g)＋I 2(s)2HI(g)(2)0.039 5 mol·L －1·s －10.079 mol·L －1·s －1(3)同一反应，用不同物质表示的化学反应速率值可能相同，也可能不同，但表示的意义都相同，并且化学反应速率之比等于化学计量数之比。

(4)不可以 因为对于有固体或纯液体参加的反应物，其浓度视为常数，故不能用固体或纯液体物质表示化学反应速率。

化学反应速率的2种计算方法与4点注意(1)2种计算方法①定义式法：根据“v ＝ΔcΔt”进行计算。

②比例式法：根据“化学反应速率之比等于化学计量数之比”进行计算。

(2)4点注意事项①由图像书写化学反应时，要注意“”和“===”的准确运用。

②计算化学反应速率时要注意题目所给的是某物质的物质的量还是物质的量浓度。

③单位使用要规范，mol·L －1·s －1容易错写成mol/L·s。

④当反应物为固体或者纯液体时，不能用来计算化学反应速率大小。

问题2 化学反应速率的3种比较方法(1)同一物质比较法。

换算成同一物质表示的速率，再比较数值的大小。

(2)比值比较法。

比较化学反应速率与化学计量数的比值，即对于一般反应a A ＋b B c C ＋d D ，比较v A a 与v B b ，若v A a >v Bb，则A 表示的化学反应速率比B 表示的大。

(3)归一法。

当化学反应速率单位一致时，可用各物质的速率除以该物质前面的化学计量数，即全部“归一”，然后比较，数值大的反应速率最大。

[注意] 无论采用何种方法，都要确保所比较物质的单位统一。

[对点练] 已知反应4CO ＋2NO 2=====催化剂N 2＋4CO 2在不同条件下的化学反应速率如下，请按由大到小的顺序进行排序_______________________________________。

①v(CO)＝1.5 mol·L－1·mi n－1②v(NO2)＝0.7 mol·L－1·min－1③v(N2)＝0.4 mol·L－1·min－1④v(CO2)＝1.1 mol·L－1·min－1⑤v(NO2)＝0.01 mol·L－1·S－1解析：换算成同一物质再比较，如以N2为标准，①②④⑤项分别换算为0.375 mol·L－1·min－1、0.35 mol·L－1·min－1、0.275 mol·L－1·min－1、0.3 mol·L－1·min－1。

答案：③①②⑤④角度一化学反应速率的比较和计算1．(2014·北京高考)一定温度下，10 mL 0.40 mol·L－1 H2O2溶液发生催化分解。

不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如表所示。

下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)( )A．0～6 min的平均反应速率：v(H2O2)≈3.3×10－2mol·L－1·min－1B．6～10 min的平均反应速率：v(H2O2)<3.3×10－2mol·L－1·min－1C．反应至6 min时，c(H2O2)＝0.30 mol·L－1D．反应至6 min时，H2O2分解了50%解析：选C 根据题目信息可知，0～6 min，生成22.4 mL O2(标准状况)，消耗0.002 mol H2O2，则v(H2O2)≈3.3×10－2mol·L－1·min－1，A项正确；随反应物浓度的减小，反应速率逐渐降低，B项正确；反应至6 min时，剩余0.002 mol H2O2，此时c(H2O2)＝0.20 mol·L－1，C项错误；反应至6 min时，消耗0.002 mol H2O2，转化率为50%，D项正确。

2．在一定条件下，对于反应A2(g)＋3B2(g) 2AB3(g)来说，下列所表示的化学反应速率中最大的是( )A．v(A2)＝0.8 mol·L－1·s－1B．v(A2)＝40 mol·L－1·min－1C．v(AB3)＝1.0 mol·L－1·s－1D．v(B2)＝1.2 mol·L－1·s－1解析：选A B 项，v (A 2)＝4060 mol·L －1·s －1≈0.67 mol·L －1·s －1；C 项，v (A 2)＝v AB 3 2＝1.02mol·L－1·s －1＝0.5 mol·L －1·s －1；D 项，v (A 2)＝v B 2 3＝1.23mol·L －1·s －1＝0.4 mol·L －1·s －1，对比后可知A 项符合题意。

角度二 “三段式”模板突破化学反应速率的计算3．NH 3和O 2在一定条件下发生反应：4NH 3(g)＋3O 2(g) 2N 2(g)＋6H 2O(g)，现向一容积不变的2 L 密闭容器中充入4 mol NH 3和3 mol O 2,4 min 后反应达到平衡，测得生成的H 2O 占混合气体体积的40%，则下列表示此段时间内该反应的平均速率不正确的是( )A ．v (N 2)＝0.125 mol·L －1·min －1B ．v (H 2O)＝0.375 mol·L －1·min －1C ．v (O 2)＝0.225 mol·L －1·min －1D ．v (NH 3)＝0.250 mol·L －1·min －1解析：选C 设转化的NH 3的物质的量为x ， 4NH 3(g)＋3O 2(g)2N 2(g)＋6H 2O(g)n (始)/mol 4 3 0 0 n (变)/mol x 0.75x 0.5x 1.5x n (平)/mol 4－x 3－0.75x 0.5x 1.5x由 1.5x 4－x ＋3－0.75x ＋0.5x ＋1.5x ×100%＝40%，解得x ＝2，v (NH 3)＝2 mol2 L 4 min ＝0.250 mol·L －1·min －1，则v (O 2)＝0.187 5 mol·L －1·min －1，v (N 2)＝0.125 mol·L －1·mi n －1，v (H 2O)＝0.375 mol·L －1·min －1。

4．(2016·北京西城调研)向体积为2 L 的固定密闭容器中通入3 mol X 气体，在一定温度下发生如下反应：2X(g) Y(g)＋3Z(g)。

经5 min 后反应达到平衡，此时测得容器内的压强为起始时的1.2倍，则用Y 表示的化学反应速率为______________，X 的转化率为_____________。

解析：定温、定容下，压强之比等于气体的物质的量之比，设X 转化的物质的量为2a mol ，则依据三段式计算：2X(g)Y(g)＋3Z(g)起始/mol 3 0 0 转化/mol 2a a 3a 平衡/mol 3－2a a 3a 所以有3＋2a ＝1.2×3，a ＝0.3，则v (Y)＝0.3 mol 2 L 5 min ＝0.03 mol·L －1·min －1，X 的转化率＝2×0.3 mol3 mol ×100%＝20%。

答案：0.03 mol·L －1·min －120%“三段式法”的解题模式对于反应m A(g)＋n B(g) p C(g)＋q D(g)，开始(t 1)时A 的浓度为 a mol·L －1，B 的浓度为b mol·L－1，反应进行到某一时刻(t 2)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) ＋ q D(g)起始/mol·L －1a b 0 0 转化/mol·L－1x nxm px m qx m某一时刻/mol·L －1a －xb －nx m px m qx m则：v (A)＝xt 2－t 1mol·L －1·s －1，v (B)＝nx m t 2－t 1 mol·L －1·s －1，v (C)＝px m t 2－t 1 mol·L －1·s －1，v (D)＝qx m t 2－t 1mol·L －1·s －1。

1．内因(主要因素)反应物本身的性质，如Na 、Mg 、Al 与水反应的速率由大到小的顺序为 Na>Mg>Al 。