内容正文:
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知识点一 化学反应的速率
1(化学反应速率基本概念)下列关于化学反应速率的叙述正确的是( )
A.对于任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象就越明显
B.化学反应速率为0.8mol·L-1·s-1是指1s时某物质的浓度为0.8mol·L-1
C.由v=ΔcΔt
计算平均速率,用反应物表示时为正值,用生成物表示时为负值
D.根据反应速率的大小可以判断化学反应进行的快慢,但不能用纯固体或纯液体单位时间内的浓
度变化进行判断
总结 化学反应速率注意事项
1.化学反应速率一般指平均速率而不是某一时刻的瞬时速率,且无论用反应物或生成物表示均取正值。
2.同一化学反应,相同条件下用不同物质表示的反应速率,其数值可能不同,但表示的意义相同,且反应速率数
值之比等于这些物质在化学方程式中的化学计量数之比。
3.不能用固体或纯液体的浓度变化表示化学反应速率,因为固体或纯液体的浓度视为常数。
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2(化学反应速率影响因素)下列关于化学反应速率的说法正确的是 (填序号)。
①在氮气、氢气合成氨时,升高温度可以加快反应速率
②对于反应2SO2(g)+O2(g)
催化剂
△
2SO3(g),缩小容器容积,增大压强,可以增大气体浓度,进而
加快反应速率
③过氧化氢分解反应中,加入 MnO2、FeCl3 或CuSO4 都可以催化反应进行,加快反应速率
④由化学方程式FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl可知,增大溶液中的c(Cl-)或c(K+)可以
加快反应速率
⑤由化学方程式Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑可知,增大硫酸浓度一定会加快氢气的生成速率
⑥已知反应2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O,升温一定会加快该反应速率
⑦固体粉末与溶液的反应中,搅拌可以加快反应速率
⑧将气体通入固体粉末中,气体流速越大,反应速率越大
⑨通过Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑制氢气时,滴入CuSO4 溶液可加快反应速率,且滴入CuSO4
溶液浓度越大、量越多反应速率越大
总结
在其他条件不变时,升高温度、增大反应物浓度、使用正催化剂、增大参与反应的气体压强(实质为增大浓度)可
以加快反应速率,一定要注意前提条件是“其他条件不变”,在实际反应中很多条件的变化会影响到其他因素,
进而导致速率出现变化,要灵活掌握本质规律,看清楚前提条件是否满足再根据具体情况进行分析,通常表述
中出现“一定”“过量”“持续”等词汇都要特别注意。
3(气体压强的真变与假变)一定温度下,反应 H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)在密闭容器中进
行,分析下列措施对该反应的反应速率的影响(即“加快”“减慢”“无影响”):
①缩小容积增大压强 ②恒容充入氢气 ③恒容充入氩气 ④恒压充入氩气
总结 气体反应体系中充入“惰性气体”(不参与反应)时对反应速率的影响
①恒温恒容容器:充入“惰性气体” →总压增大 →参与反应的物质浓度不变 →反应速率不变。
②恒温恒压容器:充入“惰性气体” →容器体积增大 →参与反应的物质浓度减小 →反应速率减小。
知识点二 化学反应的限度———化学平衡
4(化学平衡状态的判断———正逆反应速率相等)在恒温恒容条件下发生可逆反应:N2(g)+
3H2(g) 2NH3(g)。下列能够说明反应已经达到平衡状态的是 (填序号)。
①断裂1molN N 键的同时生成3molH2
②断裂1molH H键的同时断裂1molN H键
③v(N2)∶v(NH3)=1∶2
④相同时间内生成H2 和消耗N2 的物质的量比为3∶1
⑤断裂2molN H键的同时生成2molN H键
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⑥断裂1molN N 键的同时生成6molN H键
⑦3v(N2)正=v(H2)逆
⑧3v(H2)正=2v(NH3)逆
5(化学平衡状态的判断———变量不变)在一定温度下的恒容密闭容器中,当下列物理量不再
发生变化时:①混合气体的压强;②混合气体的密度;③混合气体的总物质的量;④混合气体的平均
相对分子质量;⑤混合气体的颜色;⑥各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比;⑦某种
气体的百分含量。
(1)能说明2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)达到平衡状态的是 (填序号,下同)。
(2)能说明I2(g)+H2(g) 2HI(g)达到平衡状态的是 。
(3)能说明C(s)+CO2(g) 2CO(g)达到平衡状态的是 。
(4)能说明NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)达到平衡状态的是 。
总结
核心逻辑为“变量不变是平衡”,需要结合化学方程式和具体判断内容进行确认。另外,如果在绝热容器中发生
反应,容器内外无法进行热量交换,容器内会随着反应放热而升温或随着反应吸热而降温,因此绝热容器内温
度不再发生变化可以证明反应达到平衡状态。
6(化学反应速率与化学平衡综合练习)在2L密闭容器中进行反应:aX(s)+bY(g)
cP(g)+dQ(g),式中a、b、c、d 为化学计量数。在0~3min内,各物质物质的量的变化如表所示:
时间 X Y P Q
起始/mol 0.5 1.0 1.5
2min末/mol 0.7 2.7 0.8
3min末/mol 2.7
已知2min内v(Q)=0.075mol·L-1·min-1,v(P)∶v(Y)=2∶5。
(1)试确定以下物质的相关量:起始时n(Y)= ,2min末时n(Q)= 。
(2)上述反应的化学方程式为 。
(3)用Y表示2min内的反应速率为 。2min末,Q在混合气体的体积分数为
。
(4)在保持温度和容积不变的情况下,下列关于上述反应的叙述正确的是 (填字母)。
a.2min内用X表示的反应速率为0.05mol·L-1·min-1
b.向容器内充入稀有气体Ar(不参与反应),会导致体系压强增大,反应速率加快
c.随着反应的进行,混合气体的平均相对分子质量不再改变即说明反应已经达到平衡
d.随着反应的进行,混合气体的密度不再改变即说明反应已经达到平衡
e.随着反应的进行,混合气体的压强不再改变即说明反应已经达到平衡
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总结 “三段式”法计算化学反应速率的答题模板
1.基本步骤
(1)准确写出化学方程式。
(2)找出各物质的初始量、转化量、平衡量(物质的量浓度或物质的量)。
(3)根据已知条件建立等式关系进行解答。
2.基本模式
mA + nB pC + qD
起始/(mol·L-1) a b 0 0
转化/(mol·L-1) mx nx px qx
平衡/(mol·L-1) a-mx b-nx px qx
注意:可以用物质的量或者物质的量浓度列三段式,但一定要看清题目所求,不要混淆。当反应物、产物状态
不同时(如固体+溶液 →气体+溶液,已知固体质量变化或生成气体体积,计算溶质表示的反应速率),用
物质的量列三段式更为常见;反应物、产物都是溶液或恒容容器内反应物、产物都是气体时,用物质的量或物
质的量浓度列三段式均可,可以根据题目所求灵活选用。相同时间内各物质转化的物质的量(或物质的量浓
度)之比等于化学计量数之比。
3.计算关系
(1)反应物的平衡量=起始量-变化量;生成物的平衡量=起始量+变化量。
(2)A的转化率=
A转化掉的物质的量
A初始的物质的量 ×100%=
A转化掉的浓度
A初始的浓度 ×100%=
mx
a ×100%
(3)反应后A的体积分数=
a-mx
a-mx+b-nx+px+qx
(4)反应后容器内压强与起始压强之比(恒容容器,所有反应物、产物都是气体)=(a-mx+b-nx+px+qx)∶
(a+b)
019 ▶
A.H+向正极方向移动,在Cu电极上得电子生成H2,铜片上
有气泡冒出,电极反应式为2H++2e-H2↑,电极反应
消耗了 H+,一段时间后,铜电极附近溶液pH 增大,正确。
B.在该原电池中,Zn作 为 负 极,发 生 反 应:Zn-2e-
Zn2+,原电池中氧化反应和还原反应分别在两极上进行,因
此锌的溶解速率会比将锌放在等浓度稀硫酸中溶解速率快,
正确。C.电子不下水,离子不出水,正电荷的移动方向代表
电流方向,在外电路中电流流向与电子流向相反,在电解质
溶液中,电流流向与阳离子流向相同、与阴离子流向相反,电
流可以在整个电路中循环,电流方向为Cu片 →导线 →
Zn片 →稀硫酸 →Cu片,电流计指针向原电池正极方向
偏转,正确。D.电子不会凭空产生或消失,只会定量转移,在
原电池反应中,负极上失电子数量=导线转移电子数量=正
极上得电子数量=溶液中转移离子所带电荷数量,因此当导
线中有2NA 电子通过时,负极有1molZn失去2mol电子生
成1molZn2+,质量减轻65g,正极Cu电极上有2mol的H+
得到2mol电子生成1molH2,在标准状况下的体积为22.4L,
但由于题目中没有表明温度、压强,无法计算气体体积,错误。
典例5 C 【解析】A.干电池是一次电池,铅蓄电池是可充
电电池,属于二次电池,氢氧燃料电池属于燃料电池,正确。
B.在干电池中,Zn作负极,被氧化,正确。C.铅蓄电池放电
时作为电源,将化学能转化为电能来供电,充电时作为用电
器耗电,将电能转化为化学能,错误。D.氢氧燃料电池不需
要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内,可以补充,且工作
的最终产物是水,不产生污染,故氢氧燃料电池是一种具有
应用前景的绿色电源,正确。
典例6 C 【解析】A.盐桥的作用是使得正极反应物与负
极反应物分离,防止二者直接发生反应,提高能量转换率,解
题时可直接忽略其存在,直接将ab两烧杯连为一体。根据
电极材料判断,锌和铁作为原电池两极且都能与氧气发生自
发进行的氧化还原反应,由于锌更活泼更容易失电子,所以
锌是负极,发生氧化反应,O2 在正极Fe上得到电子发生还
原反应,正确。B.根据电极反应判断,氨气失电子生成氮气,
化合价升高发生氧化反应,a电极是负极,O2 得到电子生成
OH-,化合价降低发生还原反应,b电极是正极,因此电子由
a电极经导线流向b电极,正确。C.根据离子流向判断,阴离
子从右向左移动,看作阴离子带负电荷想要失电子,因此左
侧为能够失电子发生氧化反应的负极,外电路中电子由 A
电极流向B电极,电流流向与电子流向相反,应该由B电极
流向A电极,错误。D.根据电子流向判断,电子流出的一极
为负极,因此LixC6 作负极,正确。
典例7 A 【解析】A.镀锌铁皮破损后,有雨水等水溶液覆
盖在金属表面上会形成原电池,由于锌更活泼,为原电池负
极,铁被保护起来,铁皮的腐蚀速率减慢,错误。B.将 M、N
和稀硫酸构成原电池,M 上产生气泡,说明 M 是原电池正
极,N是原电池负极,N比 M 活泼,正确。C.实验室制氢气
的反应为Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑,加入少量胆矾溶
液后发生置换反应:Zn+CuSO4 Cu+ZnSO4,生成少量
铜单质,构成Cu-Zn-稀硫酸原电池,电池总反应仍为Zn+
H2SO4ZnSO4+H2↑,原电池会加快反应速率(注意胆
矾溶液应为少量,如果过量析出的铜包在锌表面上,锌与稀
硫酸接触面积下降,可能导致反应速率减慢),同时由于与硫
酸铜的置换消耗了少量锌,若原反应为少量锌与过量稀硫酸
反应,会导致氢气产量略有降低,若原反应为过量锌与少量
稀硫酸反应,则不影响氢气产量,正确。D.原电池反应的本
质是自发进行的氧化还原反应,有些氧化还原反应是非自发
的,例如氢气和氧气点燃生成水是自发进行的氧化还原反
应,可设计成原电池,反过来电解水生成氢气和氧气是非自
发进行的氧化还原反应,不能设计成原电池,正确。
第二节 化学反应的速率与限度
一、化学反应的速率
①
Δc
Δt ②m∶n∶p∶q ③
增大 ④减小 ⑤增大 ⑥减
小 ⑦升高 ⑧降低 ⑨增大 ⑩减小 质量 化学
性质 表面积
二、化学反应的限度———化学平衡
①同一条件下 ②小于 ③ ④ ⑤相等 ⑥=
⑦最大
三、化学反应条件的控制
①成本 ②实际可能性
典例1 D 【解析】A.并不是所有化学反应都有现象,如大
多数酸碱中和反应无明显现象,错误。B.由公式v=
Δc
Δt
计算
而来的化学反应速率是平均速率而非瞬时速率,它代表单位
时间内的浓度变化而非某时刻的浓度,错误。C.无论用反应
物还是用生成物表示反应速率,均取正值,错误。D.根据反
应速率的大小可以判断化学反应进行的快慢,由于纯固体或
纯液体的浓度可视为恒定,因此不能用纯固体或纯液体单位
时间内的浓度变化判断速率大小,正确。
典例2 ①②③⑦
【解析】①在其他条件不变时,升高温度可增大反应速率,正确。
②在其他条件不变时,对于有气体参与的反应,缩小容器容
积,增大参与反应的气体的压强,可增大气体浓度,进而加快
反应速率,正确。
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③MnO2、Fe3+、Cu2+都可作为过氧化氢分解的催化剂,加快
分解速率,正确。
④在离子反应中,实际参与反应的离子浓度会影响反应速
率。该反应离子方程式为Fe3++3SCN- Fe(SCN)3,Cl-
和K+实际上不参与反应,不影响反应速率,错误。
⑤浓硫酸和稀硫酸性质差异很大,浓硫酸具有强氧化性,与
Zn反应生成SO2 而非 H2,该反应中适当增大硫酸浓度可加
快氢气生成速率,但浓度过大时反应不生成氢气,错误。
⑥其他条件不变时升高温度可以加快反应速率,但此反应中
H2O2 容易受热分解导致其浓度减小,速率减小,因此升温
不一定加快其反应速率,持续升温过程中反应速率会先增后
减,错误。
⑦固体与溶液的反应中,对固体研磨粉碎可以增大接触面
积,加快反应速率,但如果固体粉末沉淀在溶液底部,实际接
触面积也很小,通过搅拌使固体悬浮在溶液中可以有效增大
接触面积,加快反应速率(固体与气体反应、溶液与气体反应
同理),正确。
⑧将气体通入固体粉末中,气体是流动的,物质需要接触才
能发生反应并且反应需要一定时间,气体流速过大会来不及
发生反应就飘走了,一般来讲反应速率会随着气体流速先增
后减,错误。
⑨少量CuSO4 溶液与Zn发生置换反应生成 Cu,可形成
Cu-Zn-稀硫酸原电池,可以加快反应速率,但如果CuSO4 过
多或浓度过大会导致置换生成的Cu包在Zn表面上,阻碍
Zn与稀硫酸接触,反而会降低反应速率,错误。
典例3 ①加快 ②加快 ③无影响 ④减慢
【解析】①缩小容积增大压强可以增大容器内所有气体的浓
度,进而加快反应速率。
②恒容充入反应物氢气,可增大反应物浓度,进而加快反应
速率。
③恒容充入不参与反应的气体,不改变参与反应的气体的浓
度,对反应速率无影响。
④恒压充入不参与反应的气体,容器体积增大,参与反应的
气体的浓度减小,减慢反应速率。
典例4 ①④⑤⑦
【解析】①断裂1molN N 键为正反应方向,生成3molH2
为逆反应方向,正、逆反应速率相等,达到平衡状态。
②断裂1molH H键为正反应方向,断裂1molN H键为
逆反应方向,但正、逆反应速率不相等,断裂1molH H 键
的同时断裂2molN H键,正、逆反应速率才相等。
③同一反应中,用不同物质表示的平均速率均满足“速率之比
等于化学计量数之比”,平均速率为0时达到平衡状态。③无
法表明正、逆反应速率相等。
④生成 H2 为逆反应方向,消耗N2 为正反应方向,单位时间
内二者物质的量比为3∶1,表明正、逆反应速率相等,达到
平衡状态。
⑤断裂2molN H键为逆反应方向,生成2molN H键为
正反应方向,正、逆反应速率相等,达到平衡状态。
⑥断裂1molN N 键为正反应方向,生成6molN H键为
正反应方向,二者速率相等,但不是正反应速率等于逆反应
速率,不能证明达到平衡状态。
⑦3v(N2)正=v(H2)逆 时,v(N2)正∶v(H2)逆=1∶3,可表明
正、逆反应速率相等,达到平衡状态。
⑧3v(H2)正=2v(NH3)逆 时,v(H2)正∶v(NH3)逆=2∶3,
正、逆反应速率不相等,未达到平衡状态。
典例5 (1)①③④⑦ (2)⑤⑦ (3)①②③④⑦
(4)①②③
【解析】(1)①恒容容器中压强不变即气体的总物质的量不
变,该反应前后气体物质的量为变量,变量不变是平衡。
②ρ=
m
V
,所有物质均为气体,气体总质量不变,恒容容器体
积不变(而非气体分子数),密度为定值,不能证明达到平衡
状态。
③反应前后气体的总物质的量发生变化,变量不变是平衡。
④M=
m
n
,气体总质量不变,物质的量可变,气体的平均相对
分子质量为变量,变量不变是平衡。
⑤所有气体都无色,不能证明达到平衡状态。
⑥既不是正、逆反应速率相等,也不是变量不变,与化学平衡
判断无关。
⑦随着反应正向进行,反应物气体百分含量减小,产物气体
百分含量增大,变量不变是平衡。
(2)①恒容容器中,压强不变即气体的总物质的量不变,该反
应前后气体物质的量为定值,不能证明达到平衡状态。
②ρ=
m
V
,所有物质均为气体,气体总质量不变,恒容容器体积
不变,密度为定值,不能证明达到平衡状态。
③反应前后气体的总物质的量不发生变化,不能证明达到平
衡状态。
④M=
m
n
,气体总质量不变,物质的量不变,气体的平均相对
分子质量为定值,不能证明达到平衡状态。
⑤碘蒸气为紫色,气体颜色不变代表碘蒸气浓度不变,在反
应正向进行时碘蒸气浓度减小,为变量,变量不变是平衡。
⑥既不是正、逆反应速率相等,也不是变量不变,与化学平衡
判断无关。
⑦随着反应正向进行,反应物气体百分含量减小,产物气体
021 ▶
百分含量增大,变量不变是平衡。
(3)①恒容容器中,压强不变即气体的总物质的量不变,该反
应前后气体物质的量为变量,变量不变是平衡。
②ρ=
m
V
,有固体反应物,随着反应正向进行气体总质量增
加,恒容容器体积不变,密度为变量,变量不变是平衡。
③反应前后气体的总物质的量发生变化,变量不变是平衡。
④M=CO%×28+CO2%×44,气体的平均相对分子质量
为变量,变量不变是平衡。
⑤所有气体都无色,不能证明达到平衡状态。
⑥既不是正、逆反应速率相等,也不是变量不变,与化学平衡
判断无关。
⑦随着反应正向进行,反应物气体百分含量减小,产物气体
百分含量增大,变量不变是平衡状态。
(4)①恒容容器中,压强不变即气体的总物质的量不变,该反
应前后气体物质的量为变量,变量不变是平衡。
②ρ=
m
V
,有固体反应物,随着反应正向进行气体总质量增
加,恒容容器体积不变,密度为变量,变量不变是平衡。
③反应前后气体的总物质的量发生变化,变量不变是平衡。
④M=NH3%×17+CO2%×44,由于NH3 与CO2 比值固
定,即混合气体中二者百分比固定,气体的平均相对分子质
量为定值,不能证明达到平衡状态。
⑤所有气体都无色,不能证明达到平衡状态。
⑥既不是正、逆反应速率相等,也不是变量不变,与化学平衡
判断无关。
⑦由于NH3 与CO2 比值固定,即混合气体中二者百分比固
定,不能证明达到平衡状态。
典例6 (1)2.2mol 1.2mol (2)2X(s)+5Y(g) 2P(g)+
3Q(g) (3)0.125mol·L-1·min-1 25.5% (4)cd
【解析】根据 Y 在2min末和3min末的物质的量都为
2.7mol,可知2min末反应已经达到平衡状态,根据X从起
始到2min末物质的量增大、P从起始到2min末物质的量减
小,可知反应从右向左进行。要注意X为固体,2min内X
的物质的量变化为0.2mol,P的物质的量变化为0.2mol,
v(P)∶v(Y)=2∶5即P与Y的化学计量数之比为2∶5,
2min内v(Q)=0.075mol·L-1·min-1,可推出Q的物质
的量变 化 为0.075 mol·L-1·min-1×2 min×2L=
0.3mol,相同时间内的物质的量变化量之比等于化学计量数
之比,则反应的方程式为2X(s)+5Y(g) 2P(g)+3Q(g)。
设Y初始的物质的量为n,将物质的量关系代入三段式:
2P(g)+3Q(g) 2X(s)+5Y(g)
起始/mol:1.0 1.5 0.5 n
转化/mol:0.2 0.3 0.2 0.5
平衡/mol:0.8 1.2 0.7 2.7
(1)n(Y)=2.7mol-0.5mol=2.2mol,2min末时n(Q)=
1.2mol。
(2)反应的化学方程式为2X(s)+5Y(g) 2P(g)+3Q(g)。
(3)根据相同时间内的速率之比 等 于 化 学 计 量 数 之 比,
用Y表示2min内的反应速率为v(Y)=
5
3v
(Q)=
5
3×
0.075mol·L-1·min-1=0.125mol·L-1·min-1(或用定
义式:0.5mol
2L×2min=0.125mol
·L-1·min-1);2min末,
Q在混合气体的体积分数为
1.2mol
2.7mol+0.8mol+1.2mol×
100%=25.5%。
(4)a.X为固体,不能用单位时间内X的浓度变化量表示平
均速率,错误。
b.向容器内充入稀有气体Ar(不参与反应),会导致体系压强
增大,但参加反应的气体的浓度不变,反应速率不变,错误。
c.M=
m
n
,反应前后气体的物质的量不变,但由于有固体参
与反应,反应过程中气体质量发生变化,平均相对分子质量
为变量,变量不变是平衡,正确。
d.ρ=
m
V
,反应前后气体质量发生变化,容器体积不变,混合
气体的密度为变量,变量不变是平衡,正确。
e.反应前后气体的物质的量不变,则无论是否达到平衡状
态,混合气体的压强都不变,无法判断是否达到平衡状态,
错误。
第七章 有机化合物
第一节 认识有机化合物
一、有机化合物中碳原子的成键特点
①4 ②4 ③单 ④双 ⑤三 ⑥链状 ⑦环状
二、烷烃
①CnH2n+2 ②十八 ③正 ④异 ⑤新 ⑥结构 ⑦CH2
⑧相同的分子式 ⑨不同结构 ⑩不发生 nCO2+
(n+1)H2O 上升 气体
典例1 A 【解析】A.氢键的本质是有孤电子对的N、O、F
吸引与N、O、F相连的 H,烷烃中有 H但是与C相连,二者
间共价键极性不够大,烷烃中的 H不会与 H2O中的O形成
氢键,烷烃分子极性较小(很多为非极性分子),难溶于水且
密度小于水,错误。B.随着碳原子数增加,烷烃的相对分子
质量逐渐增大,范德华力逐渐增大,沸点逐渐升高,因此沸
点:戊烷>丁烷>丙烷,正确。C.汽油是液态的混合烃,与水
在外观上相似,都是无色液体,但由于汽油难溶于水且密度