版化学浙江高考选考一轮复习含最新高考题和模拟题专题七 第一单元.docx
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版化学浙江高考选考一轮复习含最新高考题和模拟题专题七第一单元
第一单元 化学反应速率及影响因素
[考纲导航]
知识条目
加试要求
核心素养
(1)化学反应速率及其简单计算
b
1.变化观念与平衡思想:
能认识化学反应速率是变化的,知道化学反应速率与外界条件有关,并遵循一定规律;能多角度、动态地分析化学反应速率,运用化学反应原理解决实际问题。
2.证据推理与模型认知:
建立观点、结论和证据之间的逻辑关系;知道可以通过分析、推理等方法认识化学反应速率的本质特征及其相互关系,建立模型;能运用模型解释化学现象,揭示现象的本质和规律。
3.科学探究与创新意识:
能发现和提出有关化学反应速率的有探究价值的问题;通过控制变量来探究影响化学反应速率的外界条件。
(2)影响化学反应速率的因素,控制反应条件在生产和科学研究中的作用
(3)活化分子、活化能、有效碰撞的概念
a
(4)有效碰撞理论
b
(5)实验数据的记录与处理
c
考点1 化学反应速率
[主干精讲]
1.化学反应速率
(1)表示方法
通常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)数学表达式及单位
v=
,单位为mol·L-1·min-1或mol·L-1·s-1。
(3)规律
当单位相同时,化学反应速率的数值之比等于方程式中各物质的化学计量数之比。
2.化学反应速率的测定
(1)测定原理
测定不同反应时刻反应物或生成物的浓度,可通过观察和测量体系中的某一物质的相关性质,再进行适当的转换和计算达到测定目的。
(2)测定方法
①量气法:
对于反应2H2O2===2H2O+O2↑,CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O等有气体生成的反应,可测量反应在一定温度和压强下释放出来的气体的体积。
②比色法:
有些反应物(或生成物)有颜色,随着反应的进行,溶液的颜色不断变化,可以用比色的方法测定溶液的颜色深浅,换算成反应物(或生成物)在不同反应时刻的浓度。
[速检速测]
1.[明辨是非]正确的打“√”,错误的打“×”
(1)对于任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象越明显( )
(2)化学反应速率为0.8mol·L-1·s-1是指1s时某物质的浓度为0.8mol·L-1( )
(3)由v=
计算平均速率,用反应物表示为正值,用生成物表示为负值( )
(4)同一化学反应,相同条件下用不同物质表示的反应速率,其数值可能不同,但表示的意义相同( )
(5)有时也可以用单位时间内某物质质量的变化量来表示化学反应速率( )
(6)同一化学反应,相同条件下用不同物质表示的反应速率,数值越大,表示化学反应速率越快( )
(7)在2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)反应中,t1、t2时刻,SO3(g)浓度分别是c1、c2,则t1~t2时间内,SO3(g)生成的平均速率为v=
( )
(8)化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加( )
答案
(1)×
(2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)× (7)√ (8)×
2.某温度时,在2L容器中X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。
由此分析,该反应的化学方程式为________________________________;
从反应开始至2min时,Z的反应速率为________。
答案 Z(g)+3Y(g)
2X(g) 0.025mol·L-1·min-1
[模拟题组]
化学反应速率概念理解
1.(2018·东城区期末)在2CH4(g)+2NH3(g)+3O2(g)===2HCN(g)+6H2O(g)反应中,已知v(HCN)=nmol·L-1·min-1,且v(O2)=mmol·L-1·min-1,则m与n的关系正确的是( )
A.m=
B.m=
C.m=
D.m=2n
解析 已知:
v(HCN)=nmol·L-1·min-1,v(O2)=mmol·L-1·min-1,反应速率之比等于对应计量数之比,故n∶m=2∶3,即m=
。
答案 C
2.(2017·四川雅安中学月考)将4molA气体和2molB气体在2L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应:
2A(g)+B(g)
2C(g)。
若经2s后测得C的浓度为0.6mol·L-1,现有下列几种说法:
①用物质A表示的反应的平均速率为0.3mol·L-1·s-1
②用物质B表示的反应的平均速率为0.6mol·L-1·s-1
③2s末时物质B的浓度为0.7mol·L-1
④2s末,物质A的转化率为70%
其中正确的是( )
A.①④B.①③
C.②④D.③④
解析 2s末C的浓度为0.6mol·L-1,则2s末n(C)=0.6mol·L-1×2L=1.2mol,由三段式表示
2A(g)+B(g)
2C(g)
420
1.20.61.2
2.81.41.2
v(A)=
=0.3mol·L-1·s-1,
v(B)=
=0.15mol·L-1·s-1,
A的转化率为
×100%=30%,
2s末时B的浓度c(B)=
=0.7mol·L-1。
答案 B
【规律方法】
化学反应中各物质浓度的计算模式——“三段式”
(1)写出有关反应的化学方程式;
(2)找出各物质的起始量、转化量、某时刻量;
(3)根据已知条件列方程式计算。
化学反应速率的比较和测定
3.反应A(g)+3B(g)===2C(g)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为①v(A)=0.45mol·L-1·s-1
②v(B)=0.6mol·L-1·s-1 ③v(C)=0.4mol·L-1·s-1 ④v(D)=0.45mol·L-1·s-1。
下列有关反应速率的比较中正确的是( )
A.④>③=②>①B.①>④>②=③
C.①>②>③>④D.④>③>②>①
解析 用比值法进行反应速率大小的比较,v(A)=0.45mol·L-1·s-1;
v(B)=
×0.6=0.2(mol·L-1·s-1);
v(C)=
×0.4=0.2(mol·L-1·s-1);
v(D)=
×0.45=0.225(mol·L-1·s-1),故①>④>②=③,B项正确。
答案 B
4.用图所示的实验装置进行实验X及Y时,每隔半分钟分别测定放出气体的体积。
下列选项中正确表示实验X及Y的结果是( )
实验
所用的盐酸
X
25mL0.2mol·L-1
Y
50mL0.1mol·L-1
答案 A
[真题对接]
1.(2015·10月浙江选考)某温度时,2NO(g)+O2(g)===2NO2(g)反应2s后,NO的浓度减少了0.06mol·L-1,则以O2表示该时段的化学反应速率是( )
A.0.03mol·L-1·s-1B.0.015mol·L-1·s-1
C.0.12mol·L-1·s-1D.0.06mol·L-1·s-1
解析 据题意得,反应2s后,NO的浓度减少了0.06mol·L-1,则v(NO)=0.03mol·L-1·s-1,又v(NO)∶v(O2)=2∶1,故v(O2)=0.015mol·L-1·s-1,B项正确。
答案 B
2.(2016·4月浙江选考)X(g)+3Y(g)
2Z(g) ΔH=-akJ·mol-1,一定条件下,将1molX和3molY通入2L的恒容密闭容器中,反应10min,测得Y的物质的量为2.4mol。
下列说法正确的是( )
A.10min内,Y的平均反应速率为0.03mol·L-1·s-1
B.第10min时,X的反应速率为0.01mol·L-1·min-1
C.10min内,消耗0.2molX,生成0.4molZ
D.10min内,X和Y反应放出的热量为akJ
解析 根据化学方程式:
A项,10min内,Y的平均反应速率为0.6mol÷2L÷10min=0.03mol·L-1·min-1,A项不正确;B项,10min内,X的平均反应速率为0.01mol·L-1·min-1,而不是第10min时的瞬时速率,B项不正确;C项,10min内,消耗0.2molX,生成0.4molZ,C项正确;D项,10min内,X和Y反应放出的热量为0.2akJ,D项不正确。
答案 C
考点2 影响化学反应速率的因素
[主干精讲]
1.内因(主要因素)
反应物本身的性质。
2.外因(其他条件不变,只改变一个条件)
气体反应体系中充入惰性气体(不参与反应)时对反应速率的影响
(1)恒容:
充入“惰性气体”―→总压增大―→物质浓度不变(活化分子浓度不变)―→单位体积内有效碰撞数不变―→反应速率不变。
(2)恒压:
充入“惰性气体”―→体积增大―→物质浓度减小(活化分子浓度减小)―→单位体积内有效碰撞数减小―→反应速率减小。
3.条件改变对v正和v逆的影响
(1)浓度:
v正——取决于反应物浓度,增加反应物浓度v正增大。
v逆——取决于生成物浓度,增加生成物浓度v逆增大。
(2)温度:
升高温度,v正和v逆均增大,温度改变对吸热方向速率影响大。
(3)压强:
增大压强,v正和v逆均增大(不适用于全固体或液体的反应),压强改变对气体系数和大的一方速率影响大。
(4)催化剂:
对v正和v逆速率改变程度相同。
4.理论解释——有效碰撞理论
(1)活化分子:
能够发生有效碰撞的分子。
(2)活化能:
如图
图中:
E1为正反应的活化能,使用催化剂时的活化能为E3,反应热为E1-E2。
(注:
E2为逆反应的活化能)
(3)有效碰撞:
活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。
(4)浓度、压强、温度、催化剂与活化分子的关系:
影响
外因
单位体积内
有效碰撞次数
化学反应速率
分子总数
活化分子数
活化分子百分数
增大反应物浓度
增加
增加
不变
增加
加快
增大压强
增加
增加
不变
增加
加快
升高温度
不变
增加
增加
增加
加快
使用催化剂
不变
增加
增加
增加
加快
[速检速测]
1.[明辨是非]正确的打“√”,错误的打“×”
(1)催化剂都不参加化学反应( )
(2)升高温度时,不论正反应是吸热还是放热,正、逆反应的速率都增大( )
(3)可逆反应中减小产物的浓度可增加正反应的速率( )
(4)增大反应体系的压强,反应速率不一定增大( )
(5)对可逆反应FeCl3+3KSCN
Fe(SCN)3+3KCl,增加氯化钾浓度,逆反应速率加快( )
(6)催化剂能降低反应所需的活化能,ΔH也会发生变化( )
(7)温度、催化剂能改变活化分子的百分数( )
答案
(1)×
(2)√ (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)√
2.(全国卷节选)COCl2的分解反应为COCl2(g)===Cl2(g)+CO(g) ΔH=+108kJ·mol-1。
反应体系达到平衡后,各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示(第10min到14min的COCl2浓度变化曲线未示出):
(1)比较第2min反应温度T
(2)与第8min反应温度T(8)的高低:
T
(2)________T(8)(填“<”“>”或“=”)。
(2)比较产物CO在2~3min、5~6min和12~13min时平均反应速率[平均反应速率分别以v(2~3)、v(5~6)、v(12~13)表示]的大小________。
(3)比较反应物COCl2在5~6min和15~16min时平均反应速率的大小:
v(5~6)________v(15~16)(填“<”“>”或“=”),原因是__________________
__________________________________________________________________。
解析
(1)2min和8min时反应都处于平衡状态,在4min时生成物浓度都增大,反应物浓度减小,则改变的条件是升高温度,故T
(2)<T(8)。
(2)分析图像表示的意义,根据图像可得出平均反应速率为v(5~6)>v(2~3)=v(12~13)。
(3)分析图像可知反应在5~6min和15~16min时,反应温度相同,因为在相同温度时,该反应的反应物浓度越高,反应速率越大,故v(5~6)>v(15~16)。
答案
(1)<
(2)v(5~6)>v(2~3)=v(12~13)
(3)> 在相同温度时,该反应的反应物浓度越高,反应速率越大
3.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:
________;
②增大盐酸浓度:
________;
③增大铁的质量:
________;
④增加盐酸体积:
________;
⑤把铁片改成铁粉:
________;
⑥滴入几滴CuSO4溶液:
________;
⑦加入NaCl固体:
________;
⑧加入CH3COONa固体________;
⑨加入一定体积的Na2SO4溶液________;
⑩改用浓H2SO4________;
⑪加入NaNO3固体________。
答案 ①增大 ②增大 ③不变 ④不变 ⑤增大 ⑥增大 ⑦不变 ⑧减小 ⑨减小 ⑩减小(不再产生H2) ⑪减小(不再产生H2,加入后开始产生NO)
[模拟题组]
外界条件对化学反应速率的影响
1.在一密闭容器中充入1molH2和1molI2,压强为pPa,并在一定温度下使其发生反应:
H2(g)+I2(g)
2HI(g) ΔH<0,下列说法正确的是( )
A.保持容器容积不变,向其中加入1molH2(g),反应速率一定增大
B.保持容器容积不变,向其中加入1molN2(N2不参加反应),反应速率一定增大
C.保持容器内气体压强不变,向其中加入1molN2(N2不参加反应),反应速率一定增大
D.保持容器内气体压强不变,向其中加入1molH2(g)和1molI2(g),反应速率一定增大
解析 保持容器容积不变,加入1molH2(g)后,c(H2)增大,反应速率增大,A正确;保持容器容积不变,加入1molN2(g)后,由于N2不参加反应,反应混合体系中各物质的浓度不变,反应速率不变,B错误;保持容器内气体压强不变,加入1molN2(g)后,容器的容积增大,反应混合体系中各物质的浓度减小,反应速率减小,C错误;保持容器内气体压强不变,向其中加入1molH2(g)和1molI2(g)后,容器的容积增大为原来的2倍,反应混合体系中各物质的浓度不变,反应速率不变,D错误。
答案 A
2.一定温度下,反应①C(s)+CO2(g)===2CO(g) ΔH>0,反应②2SO2(g)+O2(g)===2SO3(g) ΔH<0。
下列有关以上两个反应的说法正确的是( )
A.降低温度反应①的速度减小,反应②的速率增大
B.增大压强反应①的速率不变,反应②的速率增大
C.增大压强反应①的速率增大,反应②的速率增大
D.升高温度反应①的速率增大,反应②的速率减小
解析 降低温度反应速率减小,升高温度反应速率增大,A、D错;对于有气体参加的反应,增大压强,反应速率增大,减小压强反应速率减小,B错,C对。
答案 C
外界条件对“v正”、“v逆”的影响
3.在恒容密闭容器中通入X并发生反应:
2X(g)
Y(g),温度T1、T2下X的物质的量浓度c(X)随时间t变化的曲线如图所示,下列叙述正确的是( )
A.该反应进行到M点放出的热量大于进行到W点放出的热量
B.T2下,在0~t1时间内,v(Y)=
mol·L-1·min-1
C.M点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆
D.M点时再加入一定量X,平衡后X的转化率减小
解析 依据题中图示,可看出T1>T2,由于T1时X的平衡浓度大,可推出该反应为放热反应。
A项,M点与W点比较,X的转化量前者小于后者,故进行到M点放出的热量应小于进行到W点放出的热量,A项错误;B项,2v(Y)=v(X)=
mol·L-1·min-1,B项错误;C项,T1>T2,温度越高,反应速率越大,M点的正反应速率v正>W点的正反应速率v正′,而W点的正反应速率v正′=其逆反应速率v逆′>N点的逆反应速率v逆,C项正确;D项,恒容时充入X,压强增大,平衡正向移动,X的转化率增大,D项错误。
答案 C
4.向某密闭容器中加入0.3molA、0.1molC和一定量的B三种气体。
一定条件下发生反应,各物质的浓度随时间变化如图1所示[t0~t1阶段的c(B)变化未画出]。
图2为t2时刻后改变条件时平衡体系中正、逆反应速率随时间变化的情况,四个阶段都各改变一种反应条件且互不相同,t3~t4阶段为使用催化剂。
下列说法中正确的是( )
A.若t1=15s,则用A的浓度变化表示的t0~t1阶段的平均反应速率为0.004mol·L-1·s-1
B.t4~t5阶段改变的条件一定为减小压强
C.该容器的容积为2L,B的起始物质的量为0.02mol
D.t5~t6阶段,容器内A的物质的量减少了0.06mol,而此过程中容器与外界的热交换总量为akJ,该反应的热化学方程式为3A(g)
B(g)+2C(g) ΔH=-50akJ·mol-1
解析 C的浓度变化为0.11mol·L-1-0.05mol·L-1=0.06mol·L-1,t3~t4与t4~t5,条件改变时,平衡不发生移动,只可能是两种情况:
一是加入了催化剂;二是该反应是一个反应前后气体分子数相等的反应,改变的条件是体系的压强。
t3~t4阶段为使用催化剂,则t4~t5阶段改变的条件一定为减小压强。
前15s内A的浓度变化为0.15mol·L-1-0.06mol·L-1=0.09mol·L-1,A的反应速率为0.006mol·L-1·s-1,A项错误;A与C的化学计量数之比为3∶2,且该反应为反应前后气体分子数相等的反应,故B只能为生成物,且B与C的化学计量数之比为1∶2,则B的浓度改变为0.03mol·L-1,B的平衡浓度为0.05mol·L-1,则其起始浓度为0.02mol·L-1,物质的量为0.04mol,C项错误;t5~t6改变的条件为升高温度,这时反应正向进行,所以正反应为吸热反应,D项错误。
答案 B
【易错点津】
(1)增大活化分子百分数的因素:
升温和加入催化剂。
前者是因为升温时,使部分普通分子获得能量,成为活化分子;后者是降低了反应活化能,使部分普通分子成为活化分子。
(2)反应物本身的性质是影响反应速率的主要因素。
(3)压强对反应速率的影响实质是对气体反应物浓度的影响,压强变,浓度变,速率变。
若压强未对浓度带来变化,则反应速率不变。
(4)改变温度,使用催化剂,反应速率一定发生变化,其他外界因素的改变,反应速率不一定发生变化。
(5)化学反应速率与反应类型(吸热反应、放热反应)无关,升高温度时,吸热反应、放热反应的反应速率均增大;增加压强,有气体参与的化学反应速率增大,不能与平衡移动方向混淆。
[真题对接]
1.(2017·浙江4月选考)对水样中溶质M的分解速率影响因素进行研究。
在相同温度下,M的物质的量浓度(mol·L-1)随时间(min)变化的有关实验数据见下表:
时间
水样
0
5
10
15
20
25
Ⅰ(pH=2)
0.40
0.28
0.19
0.13
0.10
0.09
Ⅱ(pH=4)
0.40
0.31
0.24
0.20
0.18
0.16
Ⅲ(pH=4)
0.20
0.15
0.12
0.09
0.07
0.05
Ⅳ(pH=4,含Cu2+)
0.20
0.09
0.05
0.03
0.01
0
下列说法不正确的是( )
A.在0~20min内,Ⅰ中M的分解速率为0.015mol·L-1·min-1
B.水样酸性越强,M的分解速率越快
C.在0~25min内,Ⅲ中M的分解百分率比Ⅱ大
D.由于Cu2+存在,Ⅳ中M的分解速率比Ⅰ快
解析 分解速率=M浓度的变化量/时间=(起点浓度-时刻浓度)/时间,分解百分率=M浓度的变化量/起点浓度。
在0~20min内,Ⅰ中M的分解速率为(0.4-0.1)mol·L-1/20min=0.015mol·L-1·min-1,A正确;Ⅰ和Ⅱ比较可以得出B结论正确;Ⅱ分解百分率=0.24/0.4=0.6,Ⅲ分解百分率=0.15/0.2=0.75,后者大,C正确;Ⅳ20分钟内M变化量为0.19mol/L,Ⅰ中为0.3mol/L,后者大,D错误。
答案 D
2.[2017·天津理综,10
(1)
(2)]H2S和SO2会对环境和人体健康带来极大的危害,工业上采取多种方法减少这些有害气体的排放,回答下列各方法中的问题。
H2S的除去
方法1:
生物脱H2S的原理为:
H2S+Fe2(SO4)3===S↓+2FeSO4+H2SO4
4FeSO4+O2+2H2SO4
2Fe2(SO4)3+2H2O
(1)硫杆菌存在时,FeSO4被氧化的速率是无菌时的5×105倍,该菌的作用是__________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
(2)由图1和图2判断使用硫杆菌的最佳条件为________________________。
若反应温度过高,反应速率下降,其原因是______________________________
_____________________________________________________________。
解析
(1)由硫杆菌存在时的反应速率增大5×105倍可知,硫杆菌为该反应的催化剂,该反应中硫杆菌改变了反应路径,降低了反应的活化能。
(2)由图1可知,温度在30℃左右时,速率最快;由图2可知,反应混合液的pH=2.0左右时,速率最快。
由此可推断使用硫杆菌的最佳条件为温度为30℃、混合液的pH=2.0。
若反应温度过高,硫杆菌蛋白质受热变性(失去活性),导致反应速率下降。
答案
(1)降低反应活化能(或作催化剂)
(2)30℃、pH=2.0 蛋白质变性(或硫杆菌失去活性)
课时训练
一、选择题
1.下列说法不正确的是( )
A.温度改变,速率一定发生变化
B.压强改变,速率一定发生变化
C.催化剂可以降低反应的活化能
D.有效碰撞才能发生化学反应
解析 A.改变温度,化学反应速率一定发生变化,故说法正确;B.压强研究对象是气体,因此压强改变,速率不一定发生变化,故说法错误;C.催化剂降低活化能,活化分子百分数增大,有效碰撞频率增大,化学反应速率加快,故说法正确;D.根据碰撞理论,要有一
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