微专题速率方程-2024高考化学一轮考点击破.docx

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1、微专题7 速率方程突破 核心整合1.速率方程的定义对于基元反应: ，其化学反应速率与反应物的浓度幂乘积成正比。速率方程可表示为: 其中，速率常数 与浓度无关，但受温度、催化剂等影响。当其他条件一定时，反应物 或 增大， 增大;生成物 或 减小， 减小。注意:大部分化学反应的速率方程中，反应物浓度幂次不一定等于其化学计量数，需要通过实验测定得到。2.速率方程的应用（1）辅助分析图像变化的原因。（2）判断条件变化对反应速率或平衡的影响。（3）定量计算反应速率或平衡常数。高考 经典再研典例 2020课标，28节选天然气的主要成分为 ，一般还含有 等烃类，是重要的燃料和化工原料。（2） 高温下，甲烷生

2、成乙烷的反应如下： 。反应在初期阶段的速率方程为： ，其中 为反应速率常数。 设反应开始时的反应速率为 ，甲烷的转化率为 时的反应速率为 ，则 。解析设反应开始时甲烷的浓度为 ，则： 则 ， 。 对于处于初期阶段的该反应，下列说法正确的是AD。A. 增加甲烷浓度， 增大B. 增加 浓度， 增大C. 乙烷的生成速率逐渐增大D. 降低反应温度， 减小解析对于初期阶段，增加反应物甲烷浓度，反应速率增大，而增加生成物浓度，对反应速率影响不大，A项正确，B项错误；随着反应的进行，反应物浓度越来越小，故乙烷的生成速率越来越小，C项错误；根据速率方程，结合化学反应速率影响因素，降低反应温度，化学反应速率减小

3、， 减小，D项正确。情境素材甲烷生成乙烷的反应考查角度速率方程的计算、影响速率的因素等素养立意宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知变式. 甲烷 重整反应可以得到用途广泛的合成气，已知化学方程式为 。甲烷的重整反应速率可以表示为 是指甲烷的分压，其中 为速率常数。下列说法正确的是 （填字母）。a.增加甲烷的浓度， 增大b.增加 的浓度， 增大c.及时分离合成气， 增大d.通过升高温度，提升 解析增加甲烷的浓度， 增大， 增大，故 说法正确；增加 的浓度， 减小， 减小，故 说法不正确；及时分离合成气，平衡向右移动，甲烷的转化率增大， 减小， 减小，故 说法不正确；通过升高温度，增大活化分子数，

4、提高 ，故 说法正确。模拟 对点演习1. 2021河北，13,4分室温下，某溶液初始时仅溶有 和 且浓度相等，同时发生以下两个反应： ； 。反应的速率可表示为 ，反应的速率可表示为 （ 、 为速率常数）。反应体系中组分 、 的浓度随时间变化情况如图。下列说法错误的是( A )A. 时间段内， 的平均反应速率为 B. 反应开始后，体系中 和 的浓度之比保持不变C. 如果反应能进行到底，反应结束时 的 转化为 D. 反应的活化能比反应的活化能大解析A项，由图像可知 时间段内， 的浓度变化为 ， 的浓度变化为 ，即反应中 的浓度变化为 ，故反应中 的浓度变化为 ，即 的浓度变化为 ，所以 时间段内，

5、 的平均反应速率 ，A项错误；B项，由 可得： ，且 ， ，则 、 的浓度变化之比 ，所以反应开始后， 、 的浓度变化之比保持不变，B项正确；C项，根据A项计算，参加反应的 所占的比例为 ，故如果反应能进行到底，反应结束时 的 转化为 ，C项正确；D项，反应的速率较大，所以反应的活化能比反应的活化能大，D项正确。2. 2021湖北武汉联考利用 生产甲醇的反应为 。在密闭容器中按物质的量之比为 充入 和 ，测得平衡混合物中 的体积分数在不同压强下随温度的变化情况如图所示。已知： ， ，其中 、 为正、逆反应速率， 、 为速率常数， 为各组分的体积分数。 为以分压表示的平衡常数，气体分压=气体总压

6、体积分数。下列相关说法错误的是( C )A. 该反应的 B. 点与 点的平衡常数关系为 C. 增大体系压强， 的值将增大D. 点对应的平衡常数 解析速率常数只与温度有关，温度不变， 、 都不变， 的值也不变，C项错误。3. 2021安徽黄山六模 是工业废气，研究 的相关反应机理对于如何利用 具有重大意义。（1） 在空气中与 反应分两步完成，如图所示：回答下列问题： 写出 与 反应的热化学方程式： 。解析根据能量关系图，可得 。 在空气中与 反应的速率的快慢主要由反应（填“反应”或“反应”）决定。解析反应活化能越大，反应速率越慢，根据题图反应活化能小于反应的活化能，则反应是快反应，反应是慢反应，

7、总反应的速率由慢反应决定。 反应. ； ， 反应. ； 其中 是速率常数。则随着温度升高， 增大（填“增大”或“减小”，下同）， 增大；一定温度下，反应 达到平衡状态，请写出用 、 、 、 表示的平衡常数表达式 。解析平衡时， ， ，即 ， ，即 ， ， 的 。（2） 工业上可用 与 合成亚硝酰氯 ，可以用于有机合成。 时，向体积为 且带气压计的恒容密闭容器中通入 和 发生反应： 。测得反应过程中压强 随时间 的变化如图所示。已知：反应起始和平衡时温度相同。点 、 、 中，达到平衡的是3;反应的 （填“”“”或“不确定”）0。解析 、 点未达到平衡，3点处 不变，达到平衡；分析曲线知反应过程中

8、压强先增大后减小至不变，压强先增大是因为正反应放热，随着反应的进行，气体浓度减小，压强减小至不变。4. 2022陕西西工大附中适应性考试不断改进汽车尾气净化技术是减轻大气污染的重要举措。其中一种净化反应的原理为 。净化反应净速率 ，其中 、 分别为正、逆反应的速率常数， 为气体的分压（分压=总压气体的物质的量分数）。（1） 升高温度， 减小（填“增大”“减小”或“不变”）。解析正反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，逆反应速率大于正反应速率，则 增大的程度小于 ， 减小。（2） 按照 投料，在不同压强下，净化反应中 的平衡转化率随反应温度的变化如图所示。当压强为 、温度为 时，某时刻

9、测得 的体积分数为 ，此时 576。解析当反应达到平衡时，正、逆反应速率相等，则 ， ，设起始时一氧化碳和一氧化氮的物质的量均为 ，由图可知，一氧化碳的平衡转化率为 ，由题给数据可建立如下三段式： 则 ，某时刻测得 的体积分数为 ，设生成氮气的物质的量为 ，由题意可建立如下三段式： 由三段式数据可得： ，解得 ，则 。5. 2022山西太原二模绿色能源是未来能源发展的方向，积极发展氢能，是实现“碳达峰、碳中和”的重要举措。回答下列问题：在催化剂作用下 还原 的反应如下： ，已知该反应的 ， ， 、 分别为正、逆反应速率常数。该反应的 、 随温度倒数变化的曲线如图所示。表示 变化的是曲线 （填“

10、 ”或“ ”）， 点对应温度下的平衡常数 1。解析横坐标是温度倒数的变化，则横坐标越大，表示温度越低，降低温度，正、逆反应速率均减小， 、 均减小，由于反应 的 ，降低温度，平衡正向移动， 减小的程度大于 减小的程度，则 表示 随 的变化， 表示 随 的变化；由图可知， 点的 ，则 ，平衡时 ，则 ， 。6. 2021山西大同月考能源问题是人类社会面临的重大问题,合理的开发利用至关重要。（1） 丁烯是石油化工中的重要产物,正丁烷脱氢可制备 丁烯: 。下表为该反应中所涉及物质的键能数据:化学键 键能 348414436615则 。解析 反应物的键能总和-生成物的键能总和 。（2） 甲醇是未来重要

11、的绿色能源之一,常见的合成反应为 。为了探究反应物的浓度对反应速率的影响,进行了相关实验，测得的实验数据如下表所示:组别起始浓度 初始速率 10.240.480.36120.240.960.72030.480.480.719该反应速率的通式为 （ 是与温度有关的速率常数）。由表中数据可确定反应速率通式中 和 分别是1、1（取正整数）。解析由 可知，组别1中： ；组别2中： ；组别3中： ；由 可得 ，则 ； 得 ，则 。（3） 近年来,有人研究用温室气体二氧化碳通过电催化生成多种燃料,其工作原理如图2所示：图2 写出 电极上产生乙烯的电极反应式: ；如果 电极上生成 和 ,则 电极上产生 的物

12、质的量为0.25 。解析 电极与电源负极相连，为阴极， 得电子被还原生成 ，根据电荷守恒和原子守恒可知电极反应式为 ； 和 中碳元素均为 价， 转化成 或 ，碳元素化合价均降低2价，所以生成 和 时转移的电子为 ，则生成氧气 。 为一元弱酸,常温下将 溶液与 溶液按体积之比为 混合（忽略溶液体积的变化），混合后溶液恰好呈中性,则 的电离平衡常数为 （用含 、 的代数式表示）。解析混合后溶液呈中性，所以 ，根据电荷守恒可知 ，根据物料守恒有： ，所以 ，电离平衡常数 。7. 2021山东，20，12分 甲氧基 甲基丁烷 常用作汽油添加剂。在催化剂作用下，可通过甲醇与烯烃的液相反应制得，体系中同时

13、存在如下反应：反应：反应：反应：回答下列问题：（1） 反应、以物质的量分数表示的平衡常数 与温度 变化关系如图所示。据图判断， 和 中相对稳定的是 甲基 丁烯（用系统命名法命名）； 的数值范围是D（填标号）。A. B. C. D. 解析由反应-，得： ， ，由题图可知，随着温度升高， 、 、 均减小，说明反应、的正反应均为放热反应即 、 、 ，则 的能量比 高，故B相对稳定。 用系统命名法命名为 甲基 丁烯；根据盖斯定律可知，反应=反应-反应， ，反应正反应为放热反应 ，即 ，反应、正反应均为放热反应，即 、 ，则有 。（2） 为研究上述反应体系的平衡关系，向某反应容器中加入 ，控制温度为 ,

14、测得 的平衡转化率为 。已知反应的平衡常数 ，则平衡体系中 的物质的量为 ，反应的平衡常数 。同温同压下，再向该容器中注入惰性溶剂四氢呋喃稀释，反应的化学平衡将逆向移动（填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”）；平衡时， 与 物质的量浓度之比 0.1。解析根据题干信息设生成 的物质的量为 ，生成 的物质的量为 ，则： 平衡转化率为 ，即 ，则 ，又知反应的平衡常数 ，即 ，联立、得， 、 ，即 的物质的量为 ， 的物质的量为 ；平衡体系中各物质的物质的量： 为 、 为 、 为 、 为 ，总物质的量为 ，则反应的平衡常数 ；同温同压下再向该容器中注入惰性溶剂稀释，体积增大，则反应的化学平衡向逆反应方向移动。根据反应的平衡常数不变， , ,故 。（3） 为研究反应体系的动力学行为，向盛有四氢呋喃的另一容器中加入一定量 、 和 。控制温度为 ， 、 物质的量浓度 随反应时间 的变化如图所示。代表B的变化曲线为 （填“ ”或“ ”）； 时，反应的正反应速率 逆反应速率 （填“”“”或“=”）。解析反应： ， 时， ，所以平衡时 ，则曲线 表示 的变化。根据题图可知 时， ,则反应逆向移动，故 。