化學(xué)反應(yīng)速率在高考命題中的常見題型研究

化學(xué)反應(yīng)速率作為化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行程度的衡量，對(duì)于化工生產(chǎn)、實(shí)際生活以及科學(xué)制造等領(lǐng)域存在著關(guān)鍵性的意義。因此，在高考命題中應(yīng)當(dāng)以化學(xué)反應(yīng)速率的特點(diǎn)為基礎(chǔ)，注重與實(shí)際生產(chǎn)、健康以及環(huán)境等相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)速率真正被人類研究與應(yīng)用。本文將通過分析不同典型與化學(xué)反應(yīng)速率有關(guān)的例題，從而為學(xué)生學(xué)習(xí)以及教師的教學(xué)活動(dòng)提供建議。

一、有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算

例1：在一定條件下，體積為20L的密閉容器中，1 mol X和1 mol Y進(jìn)行反應(yīng)：2X（g） +Y（g）=Z（g），經(jīng)60 s達(dá)到平衡，生成0.4 mol Z，下列說法正確的是（ ?）。

A.以X濃度變化表示的反應(yīng)速率為0.0004mol/L/s

B.將容器體積變?yōu)?0 L，Z的平衡濃度變?yōu)樵瓉淼?倍

C.達(dá)平衡后，化學(xué)反應(yīng)速率關(guān)系是V正（X）=2V逆（Z）

D.若升高溫度，X的體積分?jǐn)?shù)增大，則該反應(yīng)的△H>0

●正確答案：C

解析：計(jì)算以X濃度變化表示的反應(yīng)速率，根據(jù)方程式前的計(jì)量系數(shù)之比，生成0.4mol的Z，則消耗0.8mol的X，那么V（X）=0.8mol/20L/60s=0.0007mol/L/s，A選項(xiàng)錯(cuò)誤;容器體積變?yōu)?0L，此化學(xué)平衡向著體積方向減小的方向進(jìn)行，即向右進(jìn)行，所以Z的平衡濃度大于原來的2倍，所以B選項(xiàng)錯(cuò)誤;不同組分之間的化學(xué)反應(yīng)速率的比值符合化學(xué)反應(yīng)方程式前的計(jì)量系數(shù)之比，所以V正（X）/V逆（Z）=2，所以C選項(xiàng)正確;X的體積分?jǐn)?shù)增大是由于平衡左移，升高溫度，平衡左移，則該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，△H<0，所以D選項(xiàng)錯(cuò)誤。

二、速率與平衡關(guān)系的應(yīng)用

例2：等物質(zhì)量的鐵均與過量的稀鹽酸反應(yīng)，相同的條件下使反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，四組產(chǎn)生相同體積氣體所用時(shí)間為a>b>c>d，同的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行反應(yīng)，測(cè)定在不同時(shí)間t產(chǎn)生氣體體積V，則a、b、c、d所對(duì)應(yīng)的組別可能正確的是（ ??）。

A.4—3—2—1

B.1—2—3—4

C.3—4—2—1

D.1—2—4—3

●正確答案AC

解析：對(duì)于此類比較題型，要控制單一變量法原則，即對(duì)比的兩個(gè)組別中只能存在一個(gè)不同的可變因素，才可確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，溫度化學(xué)反應(yīng)速率與溫度、濃度和固體物質(zhì)的狀態(tài)也就是表面積的大小有關(guān)，第1組實(shí)驗(yàn)的鹽酸濃度最小，同時(shí)其反應(yīng)的溫度也是最低，所以第1組的化學(xué)反應(yīng)速率在四組中是最低，所以可以排除BD兩個(gè)選項(xiàng);實(shí)驗(yàn)3的鹽酸濃度和狀態(tài)和第3組的條件相同，但是第3組的反應(yīng)溫度比實(shí)驗(yàn)2的反應(yīng)溫度高，所以反應(yīng)速率實(shí)驗(yàn)3大于實(shí)驗(yàn)2，也符合AC選項(xiàng);第2組和第4組稀鹽酸濃度和溫度條件相同，而粉末狀的接觸面積比塊狀的大，反應(yīng)速率也相對(duì)快，符合AC選項(xiàng);而實(shí)驗(yàn)4和實(shí)驗(yàn)3雖然濃度相同，但反應(yīng)的溫度不同，物質(zhì)的狀態(tài)也不相同，存在兩個(gè)可變因素，所以其大小不可對(duì)比。

三、圖表類題目的考查

例3：“碘鐘”實(shí)驗(yàn)中，3I^-+ S₂O₈^2-= I₃^-+ SO₄^2-的反應(yīng)速率可以用I₃^-與加入的淀粉溶液顯藍(lán)色的時(shí)間t來度量，t越小，反應(yīng)速率越大，本實(shí)驗(yàn)在20℃的條件下進(jìn)行，得到的數(shù)據(jù)如下圖所示：

根據(jù)以上數(shù)據(jù)，回答下列問題：

（一）該實(shí)驗(yàn)的目的是（ ??）

（二）顯色時(shí)間t≈（ ??）

（三）溫度對(duì)該反應(yīng)的反應(yīng)速率的影響符合一般規(guī)律，若在40℃下進(jìn)行編號(hào)3對(duì)應(yīng)濃度的實(shí)驗(yàn)，顯色時(shí)間t'的范圍為（ ??）

A.<22.0s

B.22.0s～44.0s

C.>44.0s

D.數(shù)據(jù)不足，無法判斷

（四）通過分析比較上表數(shù)據(jù)，得到的結(jié)論是（ ??）

●正確答案：（1）探究?jī)煞N反應(yīng)物I^-與 ?S₂O₈^2-對(duì)反應(yīng)速率的影響。（2）29.3s。（3）A。（4）化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物的濃度乘積成正比或溶液顯色時(shí)間與反應(yīng)物的濃度乘積成正比。

解析：（2）觀察對(duì)比前四組數(shù)據(jù)可知，溶液顯色時(shí)間與兩種反應(yīng)物濃度的乘積成正比，所以根據(jù)第1組和第5組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算t=0.120×0.040×88.0/0.040/0.040=29.3s。（3）溫度升高，化學(xué)反應(yīng)速率加快，溶液顯色時(shí)間縮短，所以溫度為40℃時(shí)，顯色時(shí)間要小于22.0s。（4）由以上幾組數(shù)據(jù)觀察可知化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)物的濃度乘積成正比或溶液顯色時(shí)間與反應(yīng)物的濃度乘積成正比。

參考文獻(xiàn)

[1]梁延輝.化學(xué)反應(yīng)速率在高考命題中的常見題型[J].高中數(shù)理化（高二），2008（10）：39-40.

[2]唐學(xué)宏.化學(xué)反應(yīng)速率圖像題解題思路[J].理科考試研究（高中版），2020，27（1）：53-55.

作者簡(jiǎn)介

依力牙司·沙力江（1986.8—），男，維吾爾族，籍貫：新疆阿圖什，大學(xué)本科，中學(xué)二級(jí)，克孜勒蘇柯爾克孜自治州第一中學(xué)，研究方向：高中化學(xué)。