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环球热文:化学反应速率习题(高考化学解题方法——反应速率篇)

互联网 | 2023-01-31 16:29:05

本篇内容是反应平衡的基础,基本的考察方式是以反应能量变化和反应平衡为题干,利用其中与速率相关的部分问题来进行考察,常用到三量法进行计算,整体难度不大,高考题中考察的次数不多(文中某些公式可能无法正常显示)。

一、基础知识


(相关资料图)

1. 反应速率的概念、单位,固体和纯液体浓度为常数,无速率。

2. 平均速率与瞬时速率。

3. 速率与系数的关系,速率与平衡的关系。

4. 影响反应速率的因素,特别注意体系中加入惰性气体的影响。

5. 速率方程:

①v = kca(A)cb(B),其中k为速率常数,物质的浓度不一定全是反应物的浓度,浓度的方次跟相应化学方程式中物质的系数也毫无关系,不能根据配平的化学方程式的系数写出速率方程。但是高中阶段为了降低难度,只考察能力,一般情况下,浓度都是各反应物的浓度,方次也是相应的系数。

,由此公式可以看出,速率常数k是温度的函数,浓度对其没有影响。

③K与k正、k逆的一般定量关系:在降低难度的基础上,已知反应aA(g)+bB(g) =cC(g),反应速率v正=k正ca(A)·cb(B),v逆=k逆cc(C),当v正=v逆时,反应达到平衡,即k正ca(A)·cb(B)=k逆cc(C),故==K。

6. 化学热力学讨论的是反应的可能性、趋势与程度,而化学动力学讨论的是速率、机理。

二、解题思路

2.1 常用解题思路

1.耐心读题,搞清楚实验目的,确定相关化学反应,读图像,读表格,利用三量法确定各物质的量并进行计算。

2. 读图像:1.确定坐标;2.曲线的趋势;3.特殊点(端点,交点,折点,指定点)。然后利用相关知识对图像进行分析,解题。

2.2 反应速率解题思路

1. 单纯考察反应速率概念,严格按照概念计算。

2. 用不同物质表示反应速率之间的关系,列式A、B的速率比等于A、B的系数比,然后进行转化。

3. 速率大小的比较:先统一单位,然后将各物质的速率数值除以其系数,用得出的数值进行大小比较。

4. 反应速率人为规定为单位时间内浓度的变化量,但也可以用其他的物理量来表示,比如,单位时间内物质的量或压强等的变化量等。

5. 浓度(c),压强(p),温度(T),催化剂,比表面积,惰性气体,形成原电池等对速率的影响,其中压强和惰性气体是通过浓度来影响速率的。

6.将铝片投入稀硫酸溶液中,产生氢气的速率(v)和反应时间(t)可用如图坐标曲线来表示

像这种抛物线类型的图像,可能是因为存在2种影响因素。如此题,a-c段是升温对速率的影响比稀硫酸浓度降低对速率的影响大;c以后是稀硫酸浓度降低对速率的影响比升温对速率的影响大。

7.v正,v逆的相对大小:

①未达到平衡,很容易。

②已达到平衡,改变条件,平衡移动:新平衡的v’正,v’逆与旧平衡的v正,v逆相比,条件对速率的影响;未达到新平衡的v’’正,v’’逆之间相比,与平衡的移动方向有关。

③由能垒图像可知,正逆反应速率与正逆反应的活化能相对大小有关。

8. 速率方程:

①利用单一变量的方法来确定速率方程中的方次,带入数值,计算正确

②平衡常数与速率常数之间的关系

9. 催化剂的催化反应机理:

有催化剂参与的反应的机理一般都呈环形,环内的物质只有催化剂和中间产物,加入环的物质为反应物,离开环的物质为产物。

10. 有机反应机理:

近几年的高考题开始涉足有机化学最核心的内容——有机反应机理。让人无奈的是,高中课本中只是浅尝辄止,没有合适的深度,这在无形中提高了有机机理题目的难度。这部分内容我会在有机篇中补充。本篇中没有确定的思路,主要是依据题目信息来解题。

三、高考真题:

(2021山东卷)14.18O标记的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中发生水解,部分反应历程可表示为:

能量变化如图所示.已知

为快速平衡,下列说法正确的是( )

A.反应II、III为决速步

B.反应结束后,溶液中存在18OH-

C.反应结束后,溶液中存在CH318OH

D.反应I与反应IV活化能的差值等于图示总反应的焓变

解析:题目提供了三条信息,(1)酯水解机理;(2)中间产物中氢离子的重排;(3)反应势能图。由势能图可知反应I,IV分别为正逆反应的决速步。反应I和IV的活化能差值没有意义。由反应机理可知,中间产物由两种,同时存在,所以通过反应II可以得到18OH-,但18O不可能进入到甲醇中。

选B。

(2020山东卷)14.1, 3-丁二烯与HBr发生加成反应分两步:第一步H+进攻1, 3-丁二烯生成碳正离子(

);第二步Br-进攻碳正离子完成1, 2-加成或1, 4-加成。反应进程中的能量变化如右图所示。已知在0 ℃和40 ℃时,1, 2-加成产物与1, 4-加成产物的比例分别为70∶30和15∶85。下列说法正确的是(  )

A.1, 4-加成产物比1, 2-加成产物稳定

B.与0 ℃相比,40 ℃时1, 3-丁二烯的转化率增大

C.从0 ℃升至40 ℃, 1, 2-加成正反应速率增大, 1, 4-加成正反应速率减小

D.从0 ℃升至40 ℃, 1, 2-加成正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度

解析:由图像可以看出1, 4-加成的产物比1, 2-加成的产物能量低,但是需要的活化能更高,A正确;B项是研究反应物转化率的,此反应为放热反应,所以升温使反应物转化率降低,错误;C项违反了升高温度速率增大,错误;D项,升温会使1, 2-加成反应向逆向移动,逆反应速率大于正反应速率,正确。

选AD

此题结合了反应能量图,反应速率,平衡移动的知识点,考察的难度不大,只要基础扎实,可以得全分。

(2020全国I)10.铑的配合物离子[Rh(CO)2I2]-可催化甲醇羰基化,反应过程如图所示。

下列叙述错误的是(  )

A.CH3COI是反应中间体

B.甲醇羰基化反应为CH3OH+CO = CH3CO2H

C.反应过程中Rh的成键数目保持不变

D.存在反应CH3OH+HI = CH3I+H2O

解析:原则是在圆圈上的物质只有催化剂和中间产物,加入的物质为反应物,离开的物质为产物。所以,

。另外此题还考察了配合物中配位键的含义。很容易得到答案为C。

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