【正文】 專題八　化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡　　　　　　　　　　　　　　　　　　　化學(xué)反應(yīng)速率及其影響因素【考情分析】考查特點(diǎn)①化學(xué)反應(yīng)速率的含義與比較,如2011年海南化學(xué)T8,2011年廣東理綜T31。②化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算,如2012年福建理綜T12,2011年浙江理綜T27,2011年上?；瘜W(xué)T25。③影響化學(xué)反應(yīng)速率的條件及應(yīng)用,如2011年江蘇化學(xué)T12,2011年重慶理綜T29應(yīng)考策略①明確化學(xué)反應(yīng)速率表達(dá)式的含義,在計(jì)算時(shí)分別找出濃度的變化量,時(shí)間變化量,進(jìn)而求得速率。②外界條件對(duì)反應(yīng)速率的影響往往與圖像、圖表相結(jié)合,要加強(qiáng)分析數(shù)據(jù)、讀圖能力的培養(yǎng),從而輕松應(yīng)對(duì)1.(2012年福建理綜,12,6分)一定條件下,溶液的酸堿性對(duì)TiO2光催化染料R降解反應(yīng)的影響如圖所示。下列判斷正確的是(　　)~50 min之間,pH=2和pH=7時(shí)R的降解百分率相等,R的降解速率越小,降解速率越大~25 min之間,pH= molL1min1解析:由圖像可看出,50 min時(shí),pH=2和pH=7時(shí)R均完全降解,A正確。在反應(yīng)物起始濃度小的情況下,pH=2時(shí)R的降解速率明顯大于pH=7和pH=10時(shí)的降解速率,若起始濃度相等,pH=2時(shí)的降解速率會(huì)更大,說(shuō)明酸性越強(qiáng),R降解速率越大,B錯(cuò)誤。圖像中出現(xiàn)了兩個(gè)影響速率的條件:反應(yīng)物起始濃度和pH。因pH不同,不能由圖像判斷反應(yīng)物濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響。對(duì)于所有的化學(xué)反應(yīng)而言,均為反應(yīng)物濃度越大,反應(yīng)速率越大,C錯(cuò)誤。20~25 min之間,pH=10時(shí)R的平均降解速率為:()104molL15min=4106 molL1min1,D錯(cuò)誤。答案:A。 此題以圖像題的形式考查了影響反應(yīng)速率的條件,且同時(shí)出現(xiàn)了兩個(gè)影響速率的條件,考生容易錯(cuò)選C。2.(雙選題)(2011年海南化學(xué))對(duì)于可逆反應(yīng)H2(g)+I2(g)2HI(g),在溫度一定下由H2(g)和I2(g)開(kāi)始反應(yīng),下列說(shuō)法正確的是(　　)(g)的消耗速率與HI(g)的生成速率之比為2∶逆反應(yīng)速率之差、逆反應(yīng)速率的比值是恒定的,正、逆反應(yīng)速率相等解析:各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于各物質(zhì)化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,H2的消耗速率與HI的生成速率之比為1∶2,A錯(cuò)。該反應(yīng)進(jìn)行的凈速率是指某一物質(zhì)的正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率之差,B正確。隨反應(yīng)進(jìn)行正反應(yīng)速率在減小,逆反應(yīng)速率在增大,二者之比逐漸減小,C錯(cuò)。正、逆反應(yīng)速率相等是平衡建立的特征,D正確。答案:BD。3.(2010年海南化學(xué))對(duì)于化學(xué)反應(yīng)3W(g)+2X(g)4Y(g)+3Z(g),下列反應(yīng)速率關(guān)系中,正確的是(　　)(W)=3v(Z)　　　　　(X)=3v(Z)(X)=v(Y) (W)=2v(X)解析:用不同物質(zhì)表示同一反應(yīng)的反應(yīng)速率時(shí),其速率值之比等于其化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,即v(W)3=v(X)2=v(Y)4=v(Z)3,故C正確。答案:C。4.(2010年福建理綜)化合物Bilirubin在一定波長(zhǎng)的光照射下發(fā)生分解反應(yīng),反應(yīng)物濃度隨反應(yīng)時(shí)間變化如圖所示,計(jì)算反應(yīng)4~8 min間的平均反應(yīng)速率和推測(cè)反應(yīng)16 min時(shí)反應(yīng)物的濃度,結(jié)果應(yīng)是(　　) μmolL1 μmolL1 μmolL1 μmolL1 μmolL1 μmolL1 μmolL1 μmolL1解析:分析圖像可知,在4~8 min時(shí)間段內(nèi)反應(yīng)物的濃度由20 μmolL1下降到10 μmolL1,濃度變化量為10 μmolL1,故反應(yīng)速率為10 μmolL14min= μmolL1min1。隨著反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)速率逐漸減慢,大致的變化規(guī)律是反應(yīng)每進(jìn)行4 min,反應(yīng)速率降低一半,所以當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到16 min時(shí), μmolL1。答案:B。5.(2012年廣東理綜,31,16分)碘在科研與生活中有重要應(yīng)用。 molL1 KI、%淀粉溶液、 molL1 K2S2O molL1 Na2S2O3等試劑,探究反應(yīng)條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。已知:S2O82+2I2SO42+I2(慢)　I2+2S2O322I+S4O62(快)(1)向KI、Na2S2O3與淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液,當(dāng)溶液中的　　　　耗盡后,溶液顏色將由無(wú)色變?yōu)樗{(lán)色。為確保能觀察到藍(lán)色,S2O32與S2O82初始的物質(zhì)的量需滿足的關(guān)系為:n(S2O32)∶n(S2O82)　　　　。(2)為探究反應(yīng)物濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案如下表:實(shí)驗(yàn)序號(hào)體積V/mLK2S2O8溶液水KI溶液Na2S2O3溶液淀粉溶液①②③Vx表中Vx=　　　　mL,理由是　　。(3)已知某條件下,濃度c(S2O82)反應(yīng)時(shí)間t的變化曲線如圖,若保持其他條件不變,請(qǐng)?jiān)诖痤}卡坐標(biāo)圖中,分別畫(huà)出降低反應(yīng)溫度和加入催化劑時(shí)c(S2O82)t的變化曲線示意圖(進(jìn)行相應(yīng)的標(biāo)注)。(4)碘也可用作心臟起搏器電源鋰碘電池的材料。該電池反應(yīng)為:2Li(s)+I2(s)2LiI(s)　ΔH已知:4Li(s)+O2(g)2Li2O(s)　ΔH14LiI(s)+O2(g)2I2(s)+2Li2O(s)　ΔH2則電池反應(yīng)的ΔH=　　　　。碘電極作為該電池的　　　　極。解析:(1)根據(jù)提供的2個(gè)反應(yīng)可知,當(dāng)S2O32耗盡后,生成的I2不再被轉(zhuǎn)化為I,溶液變?yōu)樗{(lán)色,若要保證能看到藍(lán)色需有I2剩余。所以n(S2O32)∶n(S2O82)2∶1。(2)由表格可知溶液的總體積V是定值, mL,所以Vx應(yīng)為2 mL。(3)降溫會(huì)使反應(yīng)速率減慢,加入催化劑會(huì)加快反應(yīng)。(4)4Li(s)+O2(g)2Li2O(s)　ΔH1①4LiI(s)+O2(g)2I2(s)+2Li2O(s)　ΔH2②由①②得:2Li(s)+I2(s)2LiI(s)　ΔH=ΔH1ΔH22,I2I發(fā)生還原反應(yīng),做正極。答案:(1)S2O32　2∶1(2)2　為完成實(shí)驗(yàn)?zāi)康?①②③三組實(shí)驗(yàn)中總體積應(yīng)該是 mL(3)如圖(4)ΔH=ΔH1ΔH22　正 本題主要考查了化學(xué)反應(yīng)原理的知識(shí),涉及化學(xué)反應(yīng)速率,焓變計(jì)算和原電池等知識(shí),主要目的是考查學(xué)生分析問(wèn)題,解決問(wèn)題的能力,難度中。6.(2011年重慶理綜)臭氧是一種強(qiáng)氧化劑,常用于消毒、滅菌等。(1)O3與KI溶液反應(yīng)生成的兩種單質(zhì)是　　　　和　　　　(填分子式)。(2)O3在水中易分解,一定條件下,O3的濃度減少一半所需的時(shí)間(t)如表所示。已知:O3的起始濃度為 6 mol/L。表ppHtt/minT/℃2030123116958301581084815503126157①pH增大能加速O3分解,表明對(duì)O3分解起催化作用的是　　　　。②在30 ℃、pH=,O3的分解速率為　　　　mol/(Lmin)。③據(jù)表中的遞變規(guī)律,推測(cè)O3在下列條件下分解速率依次增大的順序?yàn)椤　　　?填字母代號(hào))。 ℃、pH= ℃、pH= ℃、pH=(3)O3可由臭氧發(fā)生器(原理如圖)電解稀硫酸制得。①圖中陰極為　　　　　　　(填“A”或“B”),其電極反應(yīng)式為　　。②若C處通入O2,則A極的電極反應(yīng)式為　。③若C處不通入O2,D、E處分別收集到x L和y L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則E處收集的氣體中O3所占的體積分?jǐn)?shù)為　　　　。(忽略O(shè)3的分解)解析:(1)O3具有氧化性可把I氧化為I2同時(shí)生成O2。(2)①pH增大,OH濃度增大,加速了O3分解,表明OH對(duì)O3分解具有催化作用。②30 ℃、pH=,O3分解的Δc= 6mol/L2= 8 mol/L,用時(shí)108 min,則O3分解速率v= 8mol/L108min=104mol/(Lmin)。③據(jù)表中遞變規(guī)律,40 ℃、pH=,所用時(shí)間介于31 min~158 min。10 ℃、pH=231 min。30 ℃、pH=15 min, mol/L,則分解速率依次增大順序?yàn)?bac。(3)①電解稀H2SO4生成O3,轉(zhuǎn)化原理為,H2O中氧失電子被氧化為O3,所以生成O3的電極為陽(yáng)極,則陰極為A,電極反應(yīng)為2H++2eH2↑。②C處通入O2后陰極得電子的物質(zhì)為O2,電極反應(yīng)為O2+4e+4H+2H2O。③C處不通入O2,則A極生成H2,E處生成O3和O2。設(shè)y L氣體中OO2體積分別為m L、n L,根據(jù)電子守恒有m+n=y2x=6m+4n,解得m=x2y,則O3體積分?jǐn)?shù)為x2yy。答案:(1)I2　O2(2)①OH?、?04　③bac(3)①A　2H++2eH2↑②O2+4H++4e2H2O③(x2y)/y 本題重點(diǎn)考查化學(xué)反應(yīng)速率的相關(guān)知識(shí)點(diǎn):①影響因素,②計(jì)算,③速率大小比較,同時(shí)也涉及了氧化—還原、電化學(xué)、混合物的計(jì)算,是一道綜合性較強(qiáng)的題目。在處理(2)時(shí)要掌握處理方法:保持溫度不變,分析化學(xué)反應(yīng)速率與pH的關(guān)系,要注意pH增大是c(OH) 增大,不要考慮成H+的影響,②的計(jì)算時(shí),O3濃度的變化需要從題干描述中挖掘。其中(3)題關(guān)于電化學(xué)知識(shí)點(diǎn)考查,試題情景比較新,但落腳點(diǎn)仍然為化合價(jià)的變化,O2→O03,③問(wèn)則涉及化學(xué)上?？嫉碾娮邮睾?。整體而言,該題考查了中學(xué)必考的幾大知識(shí)點(diǎn),難度不大,但需要考生經(jīng)過(guò)一定的分析才能得出結(jié)論。7.(2010年全國(guó)理綜Ⅱ)向2 L密閉容器中通入a mol氣體A和b mol氣體B,在一定條件下發(fā)生反應(yīng):xA(g)+yB(g)pC(g)+qD(g)已知:平均反應(yīng)速率vC=12vA。反應(yīng)2 min時(shí),A的濃度減少了13,B的物質(zhì)的量減少了a2 mol,有a mol D生成?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)反應(yīng)2 min內(nèi),vA=　　　　　　　,vB=　。(2)化學(xué)方程式中,x=　　　　、y=　　　　、p=　　　　、q=　　　　。(3)反應(yīng)平衡時(shí),D為2a mol,則B的轉(zhuǎn)化率為　　　　。(4)如果只升高反應(yīng)溫度,其他反應(yīng)條件不變, mol,則該反應(yīng)的ΔH　　　　　0(填“”“”或“=”)。(5)如果其他條件不變,將容器的容積變?yōu)? L,進(jìn)行同樣的實(shí)驗(yàn),則與上述反應(yīng)比較:①反應(yīng)速率　　　　(填“增大”“減小”或“不變”),理由是　。②平衡時(shí)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率　　　　(填“增大”“減小”或“不變”),理由是　。解析:(1)A的濃度減少了a6 molL1,B的濃度減少了a4 molL1,所以vA=a6molL12min=a12 molL1min1,vB=a4molL12min=a8 molL1min1。(2)　　　　xA(g)+yB(g)pC(g)+qD(g)初始濃度(mol/L) a2 b2　 0　 0濃度變化(mol/L) a6 a4　 a12　 a2所以x∶y∶p∶q=2∶3∶1∶6,即x=2,y=3,p=1,q=6。(3)反應(yīng)平衡時(shí),D為2a mol,則B消耗掉a mol,所以轉(zhuǎn)化率為ab100%。(4)只升高溫度,D的量由2a mol,所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng),ΔH0。答案:(1)a12 molL1min1　a8 molL1min1(2)2　3　1　6　(3)ab100%　(4)(5)①增大　體積減小,反應(yīng)物濃度增大,因而使反應(yīng)速率增大②減小　體積減小,氣體的壓強(qiáng)增大,平衡向氣體分子數(shù)減少的方向(即逆反應(yīng)方向)移動(dòng),因而使反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率減小8.(2010年新課標(biāo)全國(guó)理綜)某同學(xué)在用稀硫酸與鋅制取氫氣的實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)加入少量硫酸銅溶液可加快氫氣的生成速率。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)上述實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式有　。(2)硫酸銅溶液可以加快氫氣生成速率的原因是　。(3)實(shí)驗(yàn)室中現(xiàn)有Na2SOMgSOAg2SOK2SO4等4種溶液,可與上述實(shí)驗(yàn)中CuSO4溶液起相似作用的是　　　　　　　　　　　。(4)要加快上述實(shí)驗(yàn)中氣體產(chǎn)生的速率,還可采取的措施有　(答兩種)。(5)為了進(jìn)一步研究硫酸銅的量對(duì)氫氣生成速率的影響,該同學(xué)設(shè)計(jì)了如下一系列實(shí)驗(yàn)。將表中所給的混合溶液分別加入到6個(gè)盛有過(guò)量Zn粒的反應(yīng)瓶中,收集產(chǎn)生的氣體,記錄獲得相同體積的氣體所需時(shí)間?！　　　　?shí)驗(yàn)混合溶液　　　　ABCDEF4 molL1 H2SO4溶液/mL30V1V2V3V4V5飽和CuSO4溶液/mL05V620H2O/mLV7V8V9V10100①請(qǐng)完成此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),其中:V1=　　　　,V6=　　　　,V9=　　　　。②反應(yīng)一段時(shí)間后,實(shí)驗(yàn)A中的金屬呈　　　　色,實(shí)驗(yàn)E中的金屬呈　　　　色。③該同學(xué)最后得出的結(jié)論為:當(dāng)加入少量CuSO4溶液時(shí),生成氫氣的速率會(huì)大大提高,但當(dāng)加入的CuSO4溶液超過(guò)一定量時(shí),生成氫氣的速率反而會(huì)下降。請(qǐng)分析氫氣生成速率下降的主要原因　。解析:(1)(2)(3)考查了原電池可以加快氧化還原反應(yīng)的速率這一考點(diǎn),要想與Zn、稀H2SO4形成原電池,先由Zn置換活潑性排在Zn之后的金屬,使其成為原電池的正極,從而加快Zn與稀H2SO4的反應(yīng)速率。(4)加快化學(xué)反應(yīng)速率的方法有升高溫度、增大濃度、加入催化劑、增大固體表面接觸面積等。(5)研究硫酸銅的量對(duì)H2生成速率的影響,前提條件要保證H2SO4溶液濃度以