内容正文:
易错点11化学反应速率易错分析
易错题【01】化学反应速率的计算
在解题过程中先写出有关反应的化学方程式;找出各物质的起始量、转化量、某时刻量;根据已知条件列方程式计算。例如,对于反应mA+nB===pC+qD,A的浓度为a mol·L-1,B的浓度为b mol·L-1,反应进行至t1 s时,A消耗了x mol·L-1,则反应速率可计算如下:
mA(g)+nB(g)===pC(g)+qD(g)
a b 0 0
x
a-x b-
则v(A)= mol·L-1·s-1,同一反应不同物质的反应速率之间的关系如下:
易错题【02】化学反应速率的比较
同一化学反应中,不同物质来表示化学反应速率时,数值可能不同,需要进行转化。常用以下两种方法:
①看化学反应速率的单位是否一致,若不一致,需转化为同一单位;将不同物质的化学反应速率转化成同一物质的化学反应速率,或分别除去相应物质的化学计量数;标准统一后比较数值大小,数值越大,反应速率越大。
②比值法通过化学反应速率与其对应的化学计量数的比值进行比较,比值大的化学反应速率大。如对于反应aA(g)+bB(g)⇌cC(g)+dD(g),若:>,则A表示的化学反应速率较大。
易错题【03】催化剂的特点和影响因素
①催化剂具有高度的选择性(或专一性)。一种催化剂并非对所有的化学反应都有催化作用,例如二氧化锰在氯酸钾受热分解中起催化作用,加快化学反应速率,但对其他的化学反应就不一定有催化作用。
②某些化学反应并非只有唯一的催化剂,例如氯酸钾受热分解中能起催化作用的还有氧化镁、氧化铁和氧化铜等。
③绝大多数催化剂都有其活性温度范围,温度过高或过低,催化活性都会降低。
④在有的反应中催化剂参与化学反应,其作用是降低该反应发生所需要的活化能,可以把一个较难发生的反应变成几个较容易发生的化学反应。
⑤催化剂能改变反应的活化能,但不能改变反应的ΔH 。
4.控制变量法探究影响反应速率的因素
(1)确定变量:理清影响实验探究结果的所有因素。
(2)定多变一:在探究时,先确定其他的因素不变,只变化一种因素,看这种因素与探究的问题存在怎样的关系;这样确定一种以后,再确定另一种,通过分析每种因素与所探究问题之间的关系,得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。
(3)数据有效:解答时注意选择数据(或设置实验)要有效,且变量统一,否则无法作出正确判断。
易错题【04】速率常数与化学平衡常数之间的关系
一定温度下, 可逆反应:aA(g)+bB(g)gG(g)+hH(g),达到平衡状态时,v正=k正 ca(A)·cb(B),v逆=k逆·cg(G)·ch(H),由于平衡时 v正=v逆,则k正ca(A)·cb(B)=k逆·cg(G)·ch(H),所以==K。
典例分析
例1、在C(s)+CO2(g)2CO(g)反应中可使反应速率增大的措施是( )
①减小容器体积使增大压强 ②增加碳的量 ③恒容时通入CO2 ④恒压下充入N2 ⑤恒容下充入N2
A.①③⑤ B.②④ C.①③ D.③⑤
C【解析】该反应为气体参加的反应,增大压强,反应速率加快,①正确;增加碳的量,固体物质的浓度不变不影响化学反应速率,②错误;恒容通入CO2,反应物浓度增大,反应速率加快,③正确;恒压下充入N2,体积增大反应物浓度减小,反应速率减小,④错误;恒容下充入N2,反应物的浓度不变,反应速率不变,⑤错误。
例2、已知反应2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g) ΔH=-752 kJ·mol-1的反应机理如下:
①2NO(g)N2O2(g) (快)
②N2O2(g)+H2(g)N2O(g)+H2O(g) (慢)
③N2O(g)+H2(g)N2(g)+H2O(g) (快)
下列有关说法错误的是( )
A.①的逆反应速率大于②的正反应速率
B.②中N2O2与H2的碰撞仅部分有效
C.N2O2和N2O是该反应的催化剂
D.总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大
C【解析】①为快反应,说明反应物的活化能和生成物的活化能都较小,反应更容易发生;②为慢反应,说明反应物的活化能和生成物的活化能都较大,②中反应物的活化能大于①中生成物的活化能,因此①的逆反应速率大于②的正反应速率,A项正确;②反应为慢反应,反应慢说明反应的活化能大,物质微粒发生碰撞时,许多碰撞都不能发生化学反应,因此碰撞仅部分有效,B项正确;反应过程中N2O2和N2O是中间产物,不是催化剂,C项错误;总反应为放热反应,则总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大,D项正确。
例3、(1)某同学设计如下实验方案探究影响锌与稀硫酸反应速率的因素,有关数据如下表所示: