2014高考总复习高分公略 专题三 化学反应速率 化学平衡
试卷名称 试卷名称 命题范围及内容 命题范围及内容 化学反应速率(2011)；化学平衡(2011、2012)；化学平衡图象题及综合应用(2013) 化学反应速率(2012)；化学平衡(2011、2012)；化学平衡图象题及综合应用(2013) 化学平衡(2012)；化学平衡图象题及综合应用(2011、2013) 化学反应速率(2012)；化学平衡(2011、2012) 化学平衡(2011、2012)；化学平衡图象题及综合应用(2011、2013) 化学反应速率(2012)；化学平衡(2011、2012)；化学平衡图全国新课标卷 象题及综合应用(2011、2012、3013) 北京卷 化学平衡(2011、2012、2013)；化学平衡图象题及综合应用(2011、2013) 化学平衡(2011、2012、2013)；化学平衡图象题及综合应用(2013) 化学平衡(2011、2012)；化学平衡图象题及综合应用(2012) 化学反应速率(2011)；化学平衡(2011、2012、2013) 海南卷 福建卷 山东卷 安徽卷 广东卷 浙江卷 江苏卷 天津卷 从近三年的考点分析中可以看出，在客观题中仍是单一考查该考点为主，侧重于考查外界条件的变化对化学反应速率和化学平衡的影响规律的定性判断以及定量计算相结合的综合考查和对图象试题的分析；化学反应速率与化学平衡是化工生产技术的重要理论基础，因此在主观题上，将以元素化合物知识为载体，结合化工生产实际，以无机流程题为主打题型，将化学反应速率和化学平衡与热化学、电化学、氧化还原反应等融为一体进行综合考查。
第7讲 化学反应速率
1．化学反应速率
(1)当体系为气态或溶液时，常用单位时间内反应物或生成物的浓度(常用物质的量浓度)变化来表示该反应的化学反应速率。
化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的物理量，凡在单位时间内能够说明反应体系中某种变化的可计量的性质(如质量、体积、压强、浓度等)均可用来表示化学反应速率。但对于一个化学反应来说，质量、压强等物理量不易测得，因此常用单位时间内反应体系中
有关物质的浓度改变量来表示。
(2)化学反应速率中的浓度变化是指反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量，因此Δc
在一个容积不变的容器中，化学反应速率的表达式为v＝Δt。
式中v表示反应速率；c表示反应物或生成物的物质的量浓度，Δc表示其浓度变化的绝对值(即：Δc反应物＝c始－c终或Δc生成物＝c终－c始)；t表示时间，Δt表示时间变化量。
(3)由化学反应速率表达式可知化学反应速率的单位为物质的量浓度单位与时间单位形
－1－1－1－1
成的复合单位，常用单位有：mol·L·s、mol·L·min[或写作mol/(L·s)、mol/(L·min)]等。
用mol/(L·s)或mol/(L·min)等来表示化学反应速率单位时，一定要书写规范，不要错误的写成：mol/L·s或mol/L·min等形式，因该写法常让人错误的认为是表示的“浓度乘时间”。
【特别提醒】
①化学反应速率均为正值。
②化学反应速率通常是指某种物质在某一段时间内化学反应的平均速率，而不是指某一时刻的瞬时速率。在化学计算中用到的化学反应速率是一段时间内的平均速率，只有在有关“化学反应速率－时间”的图象中才能体现瞬时速率。
③由于在反应中纯固体和纯液体的浓度是恒定不变的，因此对于有纯固体和纯液体参加的反应，一般不用纯固体或纯液体来表示化学反应速率。
④对于同一化学反应，在相同的反应时间内，用不同的物质来表示其反应速率，其反应速率的数值可能不同，但意义相同。因这些不同的数值表示的是同一化学反应在同一时间段内的化学反应，所以为相同的速率。因此表示化学反应速率时要指明用哪种物质表示，同时比较化学反应速率快慢时也不能只看速率数值的大小，还要看是用哪种物质来表示的。
⑤对于化学反应速率的相关计算并不复杂，但有关时间、体积等因素的考虑和单位换算等方面却是易混点，如常用单位时间内物质的量的改变计算化学反应速率。
2．化学反应速率的实验测量
(1) 化学反应速率测量的原理。
化学反应的速率是通过实验测定的。因为化学反应中发生变化的是体系中的化学物质(包括反应物和生成物)，所以与其中任何一种化学物质的浓度(或质量)相关的性质在测量反应速率时都可以加以利用。
(2)用于化学反应速率测量的物质的性质。
①直接可观察的性质，如释放的气体的体积、颜色的深浅。 ②依靠科学仪器才能测量的性质，如体系的压强、光的吸收、光的发射以及导电能力等。 ③在溶液中，当反应物或产物本身有比较明显的颜色时，常常利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。
(3)测定化学反应速率常用的物理方法。
测定化学反应速率常用的物理方法有：量气法、比色法、电导法等。 (4)化学反应速率的测定操作(以测量锌与稀硫酸的反应速率为例)。 [实验目的]测量锌和稀硫酸反应的速率。
[实验原理]利用量气法获得反应生成气体(氢气)在温度、压强一定时的体积变化，从而计算化学反应速率。
[实验用品]锥形瓶、双孔塞、分液漏斗、直角导管、50 mL的注射器、铁架台、秒表、锌粒(大小均匀)、4 mol/L H2SO4。
[实验装置]
[实验步骤]①连接实验装置；②检查装置的气密性；③先向锥形瓶中加入锌粒，然后再向分液漏斗中加入40 mL 4 mol/L H2SO4；④快速将40 mL 4 mol/L H2SO4滴入锥形瓶与锌粒反应；⑤观察收集10 mL H2所用时间或1 min收集到的H2的体积；⑥数据处理，计算化学反应速率。
【特别提醒】
(1)实验成败的关键是装置的气密性要好，稀硫酸要迅速加入，计时要迅速、准确。(2)该实验测量气体体积的方法也可以用排水法，此外从理论上讲用于测量该化学反应速率的方法还很多，如可以通过测一定时间内试管温度的变化、锥形瓶内剩余锌粒的质量、溶液中氢离子浓度的减少量、锌离子浓度增加量等计量化学反应速率。
3．影响化学反应速率的因素
反应物本身的性质是影响化学反应速率的主要因素，是内因，起决定作用。因为物质之间能否发生化学反应以及可能发生的化学反应进行的快慢都是由反应物本身的性质决定的。如钠与冷水剧烈反应，镁只能与热水发生缓慢反应，铜与水不反应。同时，外界条件的变化也会对化学反应速率造成影响。
(1)浓度：增加反应物或生成物的浓度，反应速率加快；减少反应物或生成物的浓度，反应速率减慢。
对于纯液体和固体物质，可认为其浓度是一个常数，它们量的改变不会影响化学反应速率。
(2)温度：升高温度，反应速率加快；降低温度，反应速率减慢。 ①由于升高温度直接改变了活化分子的百分含量，所以温度的改变对于化学反应速率的影响比浓度和压强的改变影响大，一般温度每升高10℃，化学反应速率增加2～4倍。
②升高温度，可以增加所有分子的能量，所以温度升高所有的反应(吸热反应与放热反应)的反应速率都增大。
(3)压强：对于有气体物质参加的反应，增大压强能加快反应速率；减小压强可减慢反应速率。
①压强是否影响化学反应速率，关键是看是否引起反应体系中有关物质的浓度变化，只有引起浓度变化才影响化学反应速率。因此在讨论压强对化学反应速率的影响时，应区分引起压强改变的原因，对于气体参加的反应体系来说，常有以下几种情况：
――→――→――→
恒温时，增加压强引起体积减小引起浓度增大引起化学反应速率加快； ――→――→――→
恒容时，充入气体反应物引起总压强增大引起浓度增大引起化学反应速率加快。
――→
恒容时，充入稀有气体引起总压强增大，但各物质的浓度不变，所以化学反应速率不变。
恒压时，充入稀有气体引起体系体积增大引起浓度减小引起反应速率减慢。
②由于压强改变时，对固体、液体或溶液的体积影响很小，因而它们的浓度的改变也很小，因此可以认为改变压强对无气体参与的化学反应的反应速率无影响。
(4)催化剂：加入合适的催化剂，能加快反应的速率。 ①催化剂是能改变化学反应速率，而本身的组成、质量以及化学性质不发生改变的物质； ②催化剂的活性往往因接触少量杂质而明显下降，甚至遭到破坏，这种现象叫作催化剂中毒，工业上为了防止催化剂中毒，要把原料净化处理以除去杂质。
(5)反应物间的接触面积：增大反应物间的接触面积，反应速率加快；减小反应物间的接触面积，反应速率减慢。
固体反应物颗粒的大小，能够影响物质的接触面积，进而影响化学反应速率。在固体质量相等的情况下，固体的颗粒越小，与物质的接触面积越大，有效碰撞次数越多，化学反应速率越快。而固体反应物的量的改变不会影响化学反应速率。此外，影响化学反应速率的因素还有光波、电磁波、超声波、溶剂等。
(6)外界条件变化对化学反应速率影响的理论。 ①有关概念
a．有效碰撞：能够发生化学反应的分子之间的碰撞； b．活化分子：能量较高，能够发生有效碰撞的分子； c．活化能：活化分子比普通分子多出的那部分能量。
②反应物、生成物的能量与活化能的关系，如下图：
E1表示活化能；E2表示活化分子变成生成物分子放出的能量；E2－E1表示反应的焓变(ΔH)。
③理论解释(有气体参加的化学反应) 项目 条件 改变 单位体积内 活化分 子数 增大浓度 增大压强 升高温度 加催化剂 活化能 活化分子 百分数 不变 不变 不变 减小 分子 总数 有效 碰撞 次数 增加 增加 不变 不变 化学 反应 速率 增加 增加 增加 增加 不变 不变 增加 增加 增加 增加 增加 增加 增大 增大 增大 增大
化学反应速率的试题常涉及化学反应速率的计算、化学反应速率的实验探究以及外界条件对化学反应速率的影响等试题类型。解答该类试题的要点为①在进行化学反应速率计算时
一定要注意给出的数据是一段时间内的物质的量浓度变化还是物质的量的改变，若试题是物质的量的改变，一定要结合反应体系的容积求出物质的量浓度的变化。②解答化学反应速率实验问题时，要结合反应速率理论，分析实验目的，结合实验现象，来处理有关实验数据，从而正确解答。③对外界条件对化学反应速率影响的分析一定先要求能利用“外界条件对化学反应速率的影响规律”定性的分析出化学反应速率的变化，然后结合反应方程式的特点和有关数据或化学反应速率变化图象的变化趋势，分析出外界条件的改变与反应速率变化的对应关系，从而回答有关问题。
(2012广东卷，31题)碘在科研与生活中有重要应用。某兴趣小组用0.50 mol·L KI，
－1－1
0.2%淀粉溶液，0.20 mol·L K2S2O8，0.10 mol·L Na2S2O3等试剂，探究反应条件对化学反应速率的影响。
2－2－2－2－－－
已知：S2O8＋2I===2SO4＋I2(慢) I2＋2S2O3===2I＋S4O6(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________2－2－
耗尽后，溶液颜色将由无色变为蓝色。为确保能观察到蓝色，S2O3与S2O8初始的物质的2－2－
量需满足的关系为n(S2O3)∶n(S2O8)________。
(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 ① ② ③ 水 10.0 9.0 8.0 KI溶液 0.0 1.0 Vx Na2S2O3溶液 4.0 4.0 4.0 淀粉溶液 4.0 4.0 4.0 2.0 2.0 2.0 是
－1
表中Vx＝________mL，理由________________________________________________________________________。
2－
(3)已知某条件下，浓度c(S2O8)反应时间t的变化曲线如图所示，若保持其他条件不2－变，请在坐标图中，分别画出降低反应温度和加入催化剂时c(S2O8)t的变化曲线示意图(进行相应的标注)。
(4)碘也可用作心脏起搏器电源锂—碘电池的材料。
该电池反应为2Li(s)＋I2(s)===2LiI(s) ΔH
已知：4Li(s)＋O2(g)===2Li2O(s) ΔH1 4LiI(s)＋O2(g)===2I2(s)＋2Li2O(s) ΔH2