高考總復(fù)習(xí)
第一編
2022
內(nèi)容索引
考點(diǎn)一　外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
考點(diǎn)二　化學(xué)平衡　化學(xué)平衡常數(shù)及有關(guān)計(jì)算
考點(diǎn)三　化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的有關(guān)圖像
專項(xiàng)模塊　素養(yǎng)培優(yōu)
五年高考 命題研究
考點(diǎn)一　外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng) 速率的影響
要點(diǎn)歸納?再提升
一、化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算及速率常數(shù)1.化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算
計(jì)算時(shí)一定要注意容器或溶液的體積,不能忽視容器或溶液的體積V,盲目地把Δn當(dāng)作Δc代入公式進(jìn)行計(jì)算,同時(shí)還要注意單位及規(guī)范書寫,還要根據(jù)要求注意計(jì)算值的處理。
2.速率常數(shù)(1)假設(shè)基元反應(yīng)(能夠一步完成的反應(yīng))為aA(g)+bB(g)==cC(g)+dD(g),其速率可表示為v=k·ca(A)·cb(B),式中的k稱為反應(yīng)速率常數(shù)或速率常數(shù),它表示單位濃度下的化學(xué)反應(yīng)速率,與濃度無關(guān),但受溫度、催化劑、固體表面性質(zhì)等因素的影響,通常反應(yīng)速率常數(shù)越大,反應(yīng)進(jìn)行得越快。不同反應(yīng)有不同的速率常數(shù)。
(2)正、逆反應(yīng)的速率常數(shù)與平衡常數(shù)的關(guān)系
二、正確理解化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素
1.內(nèi)因——活化能相同條件下,不同化學(xué)反應(yīng)的速率不同,主要是內(nèi)因——活化能大小不同所致,活化能小的化學(xué)反應(yīng)速率快,活化能大的化學(xué)反應(yīng)速率慢。注意:反應(yīng)熱為正、逆反應(yīng)活化能的差值。
影響反應(yīng)速率的主要因素
2.外因相同的化學(xué)反應(yīng),在不同條件下,化學(xué)反應(yīng)速率不同,主要原因是外因——濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑、光照、接觸面積等因素。(1)濃度(c):增大(減小)反應(yīng)物濃度→單位體積內(nèi)活化分子數(shù)目增加(減少),活化分子百分?jǐn)?shù)不變→有效碰撞頻率提高(降低)→化學(xué)反應(yīng)速率加快(減慢)。(2)壓強(qiáng)(p):對(duì)于氣相反應(yīng)來說,增大(減小)壓強(qiáng)→相當(dāng)于減小(增大)容器容積→相當(dāng)于增大(減小)反應(yīng)物的濃度→化學(xué)反應(yīng)速率加快(減慢)。
化學(xué)反應(yīng)確定后,只能通過改變外因改變反應(yīng)速率
微點(diǎn)撥“ 惰性氣體”對(duì)反應(yīng)速率的影響
(3)溫度(T):升高(降低)溫度→活化分子百分?jǐn)?shù)增大(減小)→有效碰撞頻率提高(降低)→化學(xué)反應(yīng)速率加快(減慢)。(4)催化劑①添加催化劑能改變反應(yīng)的路徑,降低反應(yīng)的活化能,所以化學(xué)反應(yīng)速率加快。②催化劑的選擇性:對(duì)于在給定條件下反應(yīng)物之間能夠同時(shí)發(fā)生多個(gè)反應(yīng)的情況,理想的催化劑還具有大幅度提高目標(biāo)產(chǎn)物在最終產(chǎn)物中比例的作用。③酶作催化劑的特點(diǎn):高效性、專一性(高選擇性,一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng),如蛋白酶只能催化蛋白質(zhì)水解成多肽)、溫和性(反應(yīng)條件溫和,溫度升高,酶發(fā)生變性失去催化活性)。
經(jīng)典對(duì)練?得高分
考向1　化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素真題示例1-1.(2021福建新高考適應(yīng)卷,5)有研究認(rèn)為,強(qiáng)堿性溶液中反應(yīng)I-+ClO-==IO-+Cl-分三步進(jìn)行,其中兩步如下:第一步　ClO-+H2O→HOCl+OH-　K1=3.3×10-10第三步　HOI+OH-→IO-+H2O　K3=2.3×103下列說法錯(cuò)誤的是(　　)A.反應(yīng)第二步為HOCl+I-→HOI+Cl-B.由K可判斷反應(yīng)第三步比第一步快C.升高溫度可以加快ClO-的水解D.HOCl和HOI都是弱酸
思路點(diǎn)撥
答案 B
1-2.(2021湖北新高考適應(yīng)卷,18節(jié)選)甲烷和水蒸氣催化制氫主要有如下兩個(gè)反應(yīng):①CH4(g)+H2O(g) ==CO(g)+3H2(g)ΔH=+206 kJ·mol-1②CO(g)+H2O(g) ==CO2(g)+H2(g)ΔH=-41 kJ·mol-1恒定壓強(qiáng)為100 kPa時(shí),將n(CH4)∶n(H2O)=1∶3的混合氣體投入反應(yīng)器中,平衡時(shí),各組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示。
回答下列問題:(1)寫出CH4與CO2生成H2和CO的熱化學(xué)方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?(2)關(guān)于甲烷和水蒸氣催化制氫反應(yīng),下列敘述正確的是　　　　(填標(biāo)號(hào))。?A.恒溫、恒容條件下,加入惰性氣體,壓強(qiáng)增大,反應(yīng)速率加快B.恒溫、恒容條件下,加入水蒸氣,活化分子百分?jǐn)?shù)增大,反應(yīng)速率加快C.升高溫度,活化分子百分?jǐn)?shù)增大,有效碰撞頻率增大,反應(yīng)速率加快D.加入合適的催化劑,降低反應(yīng)溫度也能實(shí)現(xiàn)單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)化率不變
答案 (1)CH4(g)+CO2(g) ==2CO(g)+2H2(g)　ΔH=+247 kJ·mol-1　(2)C
解析 (1)①CH4(g)+H2O(g) ==CO(g)+3H2(g)　ΔH=+206 kJ·mol-1②CO(g)+H2O(g) ==CO2(g)+H2(g)　ΔH=-41 kJ·mol-1根據(jù)蓋斯定律,①-②,ΔH=+206 kJ·mol-1+41 kJ·mol-1=+247 kJ·mol-1,得到CH4與CO2生成H2和CO的熱化學(xué)方程式:CH4(g)+CO2(g) ==2CO(g)+2H2(g)ΔH=+247 kJ·mol-1;
(2)由反應(yīng)CH4(g)+H2O(g) ==CO(g)+3H2(g)　ΔH=+206 kJ·mol-1,恒溫、恒容條件下,加入惰性氣體,總壓強(qiáng)增大,各物質(zhì)的分壓不變,各氣體的濃度不變,化學(xué)反應(yīng)速率不變,故A不符合題意;恒溫、恒容條件下,加入水蒸氣,活化分子百分?jǐn)?shù)不變,單位體積活化分子數(shù)增加,有效碰撞幾率增大,反應(yīng)速率加快,故B不符合題意;升高溫度,活化分子百分?jǐn)?shù)增大,有效碰撞頻率增大,反應(yīng)速率加快,故C符合題意;加入合適的催化劑,縮短達(dá)到平衡的時(shí)間,但不影響平衡的移動(dòng),單位時(shí)間內(nèi)氣體的轉(zhuǎn)化率改變;降低反應(yīng)溫度,平衡發(fā)生移動(dòng),單位時(shí)間內(nèi)氣體的轉(zhuǎn)化率改變,故D不符合題意;答案選C。
對(duì)點(diǎn)演練1-1.(2021湖北八市一模)我國科研人員在銀催化簡單烷烴的區(qū)域選擇性方面的研究取得了重大突破。一種烷烴( )C—H鍵的選擇性插入反應(yīng)進(jìn)程如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
A.升高溫度三個(gè)反應(yīng)的速率均加快B.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三種物質(zhì)中,最穩(wěn)定的是ⅠC.總反應(yīng)速率取決于由中間體1生成中間體2的一步D.催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)具有選擇性,生成不同產(chǎn)物的同時(shí)改變了反應(yīng)的焓變
答案 D　解析 升高溫度使反應(yīng)速率加快,A項(xiàng)正確;物質(zhì)能量越低越穩(wěn)定,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三種物質(zhì)中,最穩(wěn)定的是Ⅰ,B項(xiàng)正確;化學(xué)反應(yīng)的速率取決于反應(yīng)進(jìn)程中最慢的反應(yīng),中間體1生成中間體2的反應(yīng)為吸熱反應(yīng),且活化能最高,決定了總反應(yīng)速率,C項(xiàng)正確;催化劑具有選擇性,只影響化學(xué)反應(yīng)速率,但不改變反應(yīng)的焓變,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
1-2.資料顯示:自催化作用是指反應(yīng)產(chǎn)物之一使該反應(yīng)速率加快的作用。用稀硫酸酸化的KMnO4進(jìn)行下列三組實(shí)驗(yàn),一段時(shí)間后溶液均褪色(0.01 mol·L-1可以記做0.01M)。
下列說法不正確的是(　　)A.實(shí)驗(yàn)①中發(fā)生氧化還原反應(yīng),H2C2O4是還原劑,產(chǎn)物MnSO4能起自催化作用B.實(shí)驗(yàn)②褪色比①快,是因?yàn)镸nSO4的催化作用加快了反應(yīng)速率C.實(shí)驗(yàn)③褪色比①快,是因?yàn)镃l-的催化作用加快了反應(yīng)速率D.若用1 mL 0.2 M的H2C2O4溶液做實(shí)驗(yàn)①,推測比實(shí)驗(yàn)①褪色快
答案 C　解析 根據(jù)化合價(jià)的變化可知,H2C2O4是還原劑,KMnO4是氧化劑,對(duì)比實(shí)驗(yàn)①和②可知,MnSO4對(duì)反應(yīng)起催化作用,所以產(chǎn)物MnSO4能起自催化作用,故A、B項(xiàng)正確;實(shí)驗(yàn)③加入了稀鹽酸之后,Cl-能與KMnO4發(fā)生氧化還原反應(yīng),所以褪色比①快,Cl-是還原劑而不是催化劑,故C錯(cuò)誤;由于濃度會(huì)影響反應(yīng)速率,所以增大H2C2O4溶液的濃度可以加快反應(yīng)速率,故D正確。
考向2　化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算真題示例
計(jì)算曲線a的反應(yīng)在30~90 min內(nèi)的平均速率 (a)=　　　　　kPa·min-1。?
思路點(diǎn)撥根據(jù)定義式計(jì)算反應(yīng)速率
答案 0.004 7
2-2.(2021河北卷,13)室溫下,某溶液初始時(shí)僅溶有M和N且濃度相等,同時(shí)發(fā)生以下兩個(gè)反應(yīng):①M(fèi)+N==X+Y;②M+N==X+Z。反應(yīng)①的速率可表示為v1=k1c2(M),反應(yīng)②的速率可表示為v2=k2c2(M)(k1、k2為速率常數(shù))。反應(yīng)體系中組分M、Z的濃度隨時(shí)間變化情況如圖。下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
A.0~30 min時(shí)間段內(nèi),Y的平均反應(yīng)速率為6.67×10-3 mol·L-1·min-1B.反應(yīng)開始后,體系中Y和Z的濃度之比保持不變C.如果反應(yīng)能進(jìn)行到底,反應(yīng)結(jié)束時(shí)62.5%的M轉(zhuǎn)化為ZD.反應(yīng)①的活化能比反應(yīng)②的活化能大
答案 A　
解析 考查化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算、轉(zhuǎn)化率的計(jì)算、化學(xué)反應(yīng)速率與活化能的關(guān)系等。反應(yīng)①和②為競爭反應(yīng),由速率方程式可知,兩個(gè)反應(yīng)差異在速率常數(shù)的大小。圖中顯示,0~30 min內(nèi)Δc(Z)=0.125 mol·L-1,Δc(M)=0.5 mol·L-1-0.3 mol·L-1=0.2 mol·L-1,Δc2(M)=Δc(Z)=0.125 mol·L-1,Δc(Y)=Δc1(M)=0.2 mol·L-1-0.125 mol·L-1=0.075 mol·L-1,v(Y)=0.075 mol·L-1÷30 min=0.002 5 mol·L-1·min-1,A項(xiàng)錯(cuò)誤;由速率方程可知,
對(duì)點(diǎn)演練2-1.(2021廣東潮州二模)溫度為T時(shí),向2.0 L恒容密閉容器中充入1.0 mol PCl5,發(fā)生反應(yīng):PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g)　ΔH=a kJ·mol-1(a>0)。0~10 min保持容器溫度不變,10 min時(shí)改變一種條件,整個(gè)過程中PCl5、PCl3、Cl2的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如圖所示。
下列說法正確的是(　　)A.0~4 min的平均速率v(PCl3)=0.025 mol·L-1·min-1B.10 min時(shí)改變的條件是增加了一定量的PCl5C.若起始時(shí)向該容器中充入2.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2,保持溫度為T,反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)放出的熱量小于1.6a kJD.溫度為T,起始時(shí)向該容器中充入1.0 mol PCl5、0.10 mol PCl3和0.10 mol Cl2,反應(yīng)達(dá)到平衡前v正v逆;M點(diǎn)達(dá)到平衡;M點(diǎn)之后為平衡受溫度的影響情況,即升溫時(shí)A的百分含量增加、C的百分含量減少,平衡左移,故正反應(yīng)的ΔHv逆;則l曲線的右下方(F點(diǎn))v正

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