江苏高考化学复习化学反应速率与化学平衡1第一单元化学反应速率教案
江苏高考化学复习化学反应速率与化学平衡1第一单元化学反应速率教案本文简介:第一单元化学反应速率1.了解化学反应速率的概念和定量表示方法。2.了解反应活化能的概念,了解催化剂的重要作用。3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响,能用相关理论解释其一般规律。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重要作用。化学反应速率[知识梳理]1.表示
江苏高考化学复习化学反应速率与化学平衡1第一单元化学反应速率教案本文内容:
第一单元
化学反应速率
1.了解化学反应速率的概念和定量表示方法。
2.了解反应活化能的概念,了解催化剂的重要作用。
3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响,能用相关理论解释其一般规律。
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重要作用。
化学反应速率
[知识梳理]
1.表示方法
用单位时间内反应物浓度(常用物质的量浓度)的减少或生成物浓度的增加来表示。
2.数学表达式及单位
数学表达式:v=,单位:mol·(L·s)-1或mol·(L·min)-1。
3.与化学计量数的关系
对于已知反应mA(g)+nB(g)===pC(g)+qD(g),其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示,当单位相同时,化学反应速率的数值之比等于化学计量数之比,即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q。
[自我检测]
1.(2016·高考北京卷)下列食品添加剂中,其使用目的与反应速率有关的是(
)
A.抗氧化剂
B.调味剂
C.着色剂
D.增稠剂
解析:选A。相对于食品,抗氧化剂可以更快地被氧气氧化,从而降低了包装袋中氧气的浓度,减缓食品被氧化的速率。
2.(1)将4
mol
A气体和2
mol
B气体在2
L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2
s后测得C的浓度为0.6
mol·L-1,判断下列几种说法的正误:
①用物质A表示平均速率为0.3
mol·L-1·s-1。(
)
②用物质B表示平均速率为0.6
mol·L-1·s-1。(
)
③2
s时物质A的转化率为70%。(
)
④2
s时物质B的浓度为0.7
mol·L-1。(
)
(2)若不同条件下用A、B表示反应的平均速率分别为0.3
mol·L-1·s-1、0.6
mol·L-1·s-1,则用__________(填“A”或“B”)物质表示的化学反应速率更快。
(3)若物质A的转化率经过计算为30%,那么,不用计算可得出物质B的转化率为________,其理由为______________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:(1)v(C)==0.3
mol·L-1·s-1,所以v(A)=0.3
mol·L-1·s-1,v(B)=0.15
mol·L-1·s-1,①正确,②错误。Δn(A)=0.3
mol·L-1·s-1×2
L×2
s=1.2
mol,A的转化率为30%,③错误。Δc(B)=0.15
mol·L-1·s-1×2
s=0.3
mol·L-1,2
s时物质B的浓度为0.7
mol·L-1,④正确。
答案:(1)①√
②×
③×
④√
(2)B
(3)30%
因通入和消耗的A、B的物质的量之比均为2∶1,则A、B的转化率相等
(1)反应速率是表示某段时间内的平均反应速率。
(2)虽然可用单位时间内浓度的减少表示反应速率,但化学反应速率不取负值。
(3)对于固体或纯液体参加的反应,其浓度视为常数,故一般不用固体或纯液体物质表示化学反应速率。
(2018·承德一模)一定温度下,10
mL
0.40
mol/L
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)如下表。
t/min
0
2
4
6
8
10
V(O2)/mL
0.0
9.9
17.2
22.4
26.5
29.9
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)≈3.3×10-2
mol/(L·min)
B.6~10
min的平均反应速率:v(H2O2)v(逆)
C.20
s时反应达到平衡
D.0~20
s内平均反应速率
v(O2)=0.05
mol·L-1·s-1
解析:选D。由图可知曲线b表示反应物N2O5的物质的量随时间的变化,20
s内物质的量减少2.0
mol,在同一时间段内,曲线a物质的量增加4.0
mol,曲线a表示NO2的物质的量随时间的变化,A正确。20
s后反应物和生成物的浓度不再发生变化,说明达到平衡,前20
s是平衡向正反应方向进行的过程,则v(正)>v(逆),B、C正确。0~20
s内,v(N2O5)==0.05
mol·L-1·s-1,则v
(O2)=v(N2O5)=0.025
mol·L-1·s-1,D错误。
二、非选择题
10.一定温度下,向1.0
L密闭容器中加入0.60
mol
X(g),发生反应X(g)Y(s)+2Z(g)
ΔH>0,测得反应物X浓度与反应时间的数据如下表:
反应时间
t/min
0
1
2
3
4
6
8
c(X)/
mol·L-1
0.60
0.42
0.30
0.21
0.15
a
0.037
5
(1)0~3
min内用Z表示的平均反应速率v(Z)=______。
(2)分析该反应中反应物的浓度与时间的规律,得出的结论是________________________________________________________________________。
由此规律推出反应在6
min时反应物的浓度a为______
mol·L-1。
(3)反应的逆反应速率随时间变化的关系如图所示,t2时改变的条件可能是____________或____________。
解析:(1)0~3
min内Δc(X)=0.39
mol·L-1,v(X)==0.13
mol·L-1·min-1,而v(Z)=2v(X)=0.26
mol·L-1·min-1。(2)根据题中数据,可知每间隔2
min,X的浓度减少为原来的一半;由此规律推出反应在6
min
时反应物的浓度a为0.075
mol·L-1。(3)t2时刻,v(逆)瞬间增大,可能的因素为加入生成物Z或增大体系的压强。
答案:(1)0.26
mol·L-1·min-1
(2)每间隔2
min,X的浓度减少为原来的一半
0.075
(3)加入Z
增大体系的压强
11.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1
mol
SO2(g)氧化为1
mol
SO3(g)的ΔH=-99
kJ·mol-1。
请回答下列问题:
(1)图中A、C分别表示____________、____________,E的大小对该反应的反应热有无影响?__________(填“有”或“没有”)。该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点升高还是降低?________,理由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)图中ΔH=________kJ·mol-1。
(3)V2O5的催化循环机理可能为V2O5氧化SO2时,自身被还原为四价钒化合物;四价钒化合物再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)如果反应速率v(SO2)为0.05
mol·L-1·min-1,则v(O2)=________mol·L-1·min-1、v(SO3)=________mol·L-1·min-1。
(5)已知单质硫的燃烧热为296
kJ·mol-1,则由S(s)生成3
mol
SO3(g)的ΔH=________________________。
解析:(2)图中表示的是2
mol
SO2参加反应的能量变化,因此ΔH=-99×2
kJ·mol-1;(4)依据反应速率之比等于化学计量数之比来计算。
答案:(1)反应物能量
生成物能量
没有
降低
催化剂改变了反应的历程使活化能E降低
(2)-198
(3)SO2+V2O5===SO3+2VO2、4VO2+O2===2V2O5
(4)0.025
0.05
(5)-1
185
kJ·mol-1
12.碘在科研与生活中有重要应用。某兴趣小组用0.50
mol·L-1
KI、0.2%淀粉溶液、0.20
mol·L-1
K2S2O8、0.10
mol·L-1
Na2S2O3等试剂,探究反应条件对化学反应速率的影响。
已知:S2O+2I-===2SO+I2(慢)
I2+2S2O===2I-+S4O(快)
(1)向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液,当溶液中的__________耗尽后,溶液颜色将由无色变为蓝色。为确保能观察到蓝色,S2O与加入的S2O的物质的量需满足的关系为n(S2O)∶n(S2O)________。
(2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表:
实验
序号
体积V/mL
K2S2O8溶液
水
KI溶液
Na2S2O3溶液
淀粉溶液
①
10.0
0.0
4.0
4.0
2.0
②
9.0
1.0
4.0
4.0
2.0
③
8.0
Vx
4.0
4.0
2.0
表中Vx=__________mL,理由是____________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)已知某条件下,浓度c(S2O)~反应时间t的变化曲线如图,若保持其他条件不变,请分别画出降低反应温度和加入催化剂时,c(S2O)~t的变化曲线示意图(进行相应的标注)。
解析:(1)为保证能观察到溶液的颜色改变,必须最后有I2剩余,即Na2S2O3必须耗尽,第②个反应不能发生。由两个反应的计量数关系知n(S2O)∶n(S2O)=2∶1
时,I2恰好反应完全,为保证有I2剩余,必须减少S2O的物质的量,故n(S2O)∶n(S2O)34、81>59,说明在反应初期,闭合K时比断开K时的反应速率________(填“快”或“慢”),主要原因是________________________________________
________________________________________________________________________。
②由水滴数102>78,说明在反应后期,断开K时的反应速率快于闭合K时的反应速率,主要原因是__________________________。
③从能量转换形式不同的角度,分析水滴数86>81、117>112的主要原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:(1)浓H2SO4具有强氧化性,与Zn反应不能生成氢气
(2)①快
闭合K时,装置A中形成原电池,反应速率加快
②断开K时,溶液中的c(H+)大于闭合K时溶液中的c(H+)
③断开K时,反应的化学能主要转化成热能;闭合K时,反应的化学能主要转化成电能,前者使溶液的温度升得更高,故反应速率更快