2015最新版高三化学总复习课件71化学反应速率及影响因素

第七章化学反应速率和化学平衡第一节化学反应速率及影响因素考纲考情三年11考高考指数:★★★★☆1.了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。2.了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响,认识并能用相关理论解释其一般规律。在2L的密闭容器中,加入1molH2和3molI2,发生反应H2(g)+I2(g)2HI(g)。在2s末时,测得容器中含有0.4mol的HI,则该反应的化学反应速率v(H2)=_________________;v(HI)=________________。若在标准状况下(碘为固体),该过程中_______(填“可以”或“不可以”)用碘的浓度的变化来描述该反应的反应速率。一、化学反应速率0.05mol·L-1·s-10.1mol·L-1·s-1不可以1.表示方法:通常用单位时间内反应物浓度的_____或生成物浓度的_____来表示。2.数学表达式及单位:v=,单位为mol·L-1·min-1或mol·L-1·s-1。减少增加ct3.化学反应速率与化学计量数的关系:对于已知反应mA(g)+nB(g)====pC(g)+qD(g),其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示,当单位相同时,化学反应速率的数值之比等于方程式中各物质的___________之比,即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=___________。如在一个2L的容器中发生反应:3A(g)+B(g)====2C(g),加入2molA,1s后剩余1.4mol,则v(A)=________________,v(B)=________________,v(C)=________________。化学计量数m∶n∶p∶q0.3mol·L-1·s-10.1mol·L-1·s-10.2mol·L-1·s-1(1)化学反应速率一般指平均速率,不是某一时刻的瞬时速率。(2)不能用固体或纯液体表示化学反应速率。因为固体或纯液体的浓度在化学反应中视为定值。二、化学反应速率的影响因素在温度不变的情况下,将0.01mol·L-1KMnO4溶液与不同浓度的H2C2O4溶液反应(如图)。图1和图2相比较,反应速率较快的是____,原因是____________________。若向图1中加入MnSO4固体,反应速率将_____(填“加快”“不变”或“减慢”,下同),原因是使用了催化剂。若加热图示中的两支试管,反应速率将_____。图2增加了反应物的浓度加快加快1．内因：反应物本身的_____。2．外因(其他条件不变，只改变一个条件)。浓度→增大反应物浓度，反应速率_____，反之_____压强→对于有气体参加的反应，增大压强，反应速率_____，反之_____温度→升高温度，反应速率_____，反之_____催化剂→使用催化剂，能改变化学反应速率，且正、逆反应速率的改变程度_____其他因素→反应物间的_________、光辐照、放射线辐照、超声波等性质加快减慢加快减慢加快减慢相同接触面积3.理论解释——有效碰撞理论:(1)活化分子、活化能、有效碰撞。①活化分子:能够发生有效碰撞的分子。②活化能:如图图中:___为无催化剂时反应的活化能,使用催化剂时的活化能为___,反应热为______。③有效碰撞:活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。E1E3E1-E2(2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系。分子总数不变增加分子总数增加增加(1)反应物本身的性质是影响化学反应速率的主要因素。(2)压强对化学反应速率的影响是通过改变浓度实现的,所以分析压强的改变对反应速率的影响时也可以从浓度是否发生改变的角度来分析,若改变总压强而各物质的浓度不改变,则反应速率不变。(3)改变温度,使用催化剂,反应速率一定发生变化,其他外界因素的改变,反应速率不一定发生变化。考点一化学反应速率的计算及大小比较1.反应速率的计算及大小比较的常用依据:“速率之比等于方程式中各物质的化学计量数之比”是反应速率的计算及大小比较的常用依据。同一个反应的速率,用不同物质表示时,数值之比等于方程式中各物质的计量数之比,即对于反应:aA+bB====cC+dD,有v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=a∶b∶c∶d或v(A)=v(B)=v(C)=v(D);可利用此比例关系计算用不同物质表示的反应速率或计算方程式中各物质的化学计量数。1a1b1c1d思想方法2.化学反应速率大小比较的方法:(1)看单位是否统一,若不统一,换算成相同的单位。(2)换算成用同一物质表示的反应速率,再比较数值的大小。(3)比较化学反应速率与化学计量数的比值,即对于一般反应aA+bB====cC+dD,比较则A表示的反应速率比B大。vAvBvAvBabab（）（）（）（）与，若＞，3.计算化学反应速率的基本模式:(1)写出有关反应的化学方程式。(2)找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。(3)根据已知条件列方程式计算。例如:反应mA+nBpC起始浓度(mol·L-1)abc转化浓度(mol·L-1)x某时刻浓度(mol·L-1)a-xnxpxmmnxpxbcmm【高考警示】（1）同一化学反应，用不同的物质表示的反应速率的数值不同，所以在表示化学反应速率时必须指明具体物质。（2）固体和纯液体的浓度可视为常数，所以通常不用固体或纯液体表示或计算反应速率。（3）化学反应速率通常都是用反应物或生成物物质的量浓度的变化来表示。但在某些情况下也有用反应物或生成物的物质的量或质量的变化来表示的。【典题通关1】将一定量的X气体和1molY气体在2L的容器中混合,并在一定条件下发生反应:2X(g)+Y(g)2Z(g),若经2s(t2时刻)后测得Z的物质的量如图所示。现有下列几种说法:①用物质X表示的反应速率为0.3mol·L-1·s-1②用物质Y表示的反应速率为0.6mol·L-1·s-1③2s时物质X的转化率为75%④2s时物质Y的浓度为0.4mol·L-1其中正确的是()A.①③B.①④C.②③D.③④【解题指南】解答本题要注意以下两点:(1)明确图示的纵坐标表示物质的量,该反应容器的体积为2L。(2)计算反应速率时要严格按照公式计算,不要用物质的量的变化量代替物质的量浓度的变化量。【解析】选A。v(Z)==0.3mol·L-1·s-1,v(X)=v(Z)=0.3mol·L-1·s-1;v(Y)=v(Z)=0.3mol·L-1·s-1×=0.15mol·L-1·s-1。2s时生成1.2molZ,说明参加反应的Y的物质的量为0.6mol,剩余0.4mol的Y。参加反应的X为1.2mol,2s时Y和X的物质的量相等,即X也剩余0.4mol,说明原来加入的X为1.6mol。X的转化率为×100%=75%。2s时生成1.2molZ,剩余0.4mol的Y,反应容器为2L,所以Y的浓度为0.2mol·L-1。10.6molL2s－12121.2mol1.6mol【互动探究】(1)若①②中用X、Y表示的反应速率分别为0.3mol·L-1·s-1、0.6mol·L-1·s-1,哪种物质表示的反应速率更快?提示:把v(Y)转化为v(X)可得,v(X)=2v(Y)=2×0.6mol·L-1·s-1=1.2mol·L-1·s-1,所以,用物质Y表示的反应速率更快。(2)在2s末,Y的转化率为多少?若反应开始加入的X的物质的量为2mol,t2时刻剩余Y为0.4mol,则2s末X的转化率为多少?你能迅速得出答案吗?提示:Y的转化率=×100%=60%。通入X、Y两气体的物质的量之比等于化学计量数之比为2∶1,消耗物质的量之比也为2∶1,则X、Y的转化率相等,都为60%。0.6mol1mol【加固训练】1.(2014·枣庄模拟)工业上制备合成气的工艺主要是水蒸气重整甲烷:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH0,在一定条件下,向容积为1L的密闭容器中充入1molCH4(g)和1molH2O(g),测得H2O(g)和H2(g)的浓度随时间变化曲线如图所示,下列说法正确的是()A.达平衡时,CH4(g)的转化率为75%B.0～10min内,v(CO)=0.075mol·L-1·min-1C.该反应的化学平衡常数K=0.1875mol·L-1D.当CH4(g)的消耗速率与H2O(g)的生成速率相等,反应达到平衡【解析】选D。根据题干图像可知,反应进行到10min时达到平衡状态,氢气和水蒸气的平衡浓度均是0.75mol·L-1,因此消耗水蒸气的浓度是1mol·L-1-0.75mol·L-1=0.25mol·L-1,则:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)起始浓度(mol·L-1)1100转化浓度(mol·L-1)0.250.250.250.75平衡浓度(mol·L-1)0.750.750.250.75所以达平衡时，CH4(g)的转化率为×100%＝25%，A不正确；0～10min内，v(CO)＝＝0.025mol·L－1·min-1，B不正确；该反应的化学平衡常数K＝C不正确；CH4(g)的消耗与H2O(g)的生成反应方向相反，当二者速率相等时，反应达到平衡状态，D正确。110.25molL1molL10.25molL10min31132221142c(CO)cH0.25molL0.75molL0.1875molLc(CH)cHO0.75molL0.75molL－（）＝，2.在2L的密闭容器中,放入0.4molA和0.6molB,在一定温度下,压强为p,加入催化剂(体积忽略),发生反应2A(g)+3B(g)xC(g)+2D(g),在amin后,容器中c(A)=0.1mol·L-1,则v(B)=;若温度不变,压强变为0.9p,则v(C)=,x=。【解析】2A(g)+3B(g)xC(g)+2D(g)起始/mol0.40.600转化/mol0.20.30.1x0.2amin后/mol0.20.30.1x0.2v(B)=mol·L-1·min-1。体积、温度不变时,压强之比等于气体的物质的量之比:(0.6+0.4)∶(0.2+0.3+0.1x+0.2)=1∶0.9,则x=2,v(C)=mol·L-1·min-1。答案:mol·L-1·min-1mol·L-1·min-120.3mol0.15(2Lamin)a＝0.2mol0.12Lamina＝0.15a0.1a考点二化学反应速率图像及其应用1.全程速率—时间图:如Zn与足量盐酸的反应,反应速率随时间的变化出现如图情况。对比分析解释原因:AB段(v渐大),因为是放热反应,随反应的进行,温度渐高,导致反应速率的渐大;BC段(v渐小),则主要因为随反应的进行,溶液中c(H+)渐小,导致反应速率渐小。2.物质的量(或浓度)—时间图像:例如:某温度时,在定容(VL)容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。(1)由图像得出的信息是①X、Y是反应物,Z是产物;②t3时反应达平衡,X、Y没有全部反应。(2)根据图像可进行如下计算:①某物质的平均速率、转化率,如v(X)=mol·L-1·s-1,Y的转化率=×100%。②确定化学方程式中的化学计量数之比如X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为(n1-n3)∶(n2-n3)∶n2。133nnVt232nnn3.化学平衡的移动与反应速率的关系。平衡体系条件变化速率变化平衡变化图像任一平衡体系增大反应物的浓度v(正)、v(逆)均增大,且v′(正)v′(逆)正向移动减小反应物的浓度v(正)、v(逆)均减小,且v′(逆)v′(正)逆向移动平衡体系条件变化速率变化平衡变化图像任一平衡体系增大生成物的浓度v(正)、v(逆)均增大,且v′(逆)v′(正)逆向移动减小生成物的浓度v(正)、v(逆)均减小,且v′(正)v′(逆)正向移动平衡体系条件变化速率变化平衡变化图像正反应为气体体积增大的放热反应增大压强或