2012届高考化学一轮复习学案课件人教版第7章化学反应速率和化学平衡第1节化学反应速率及

第一节化学反应速率及影响因素一、化学反应速率1.定义：化学反应速率用单位时间内反应物或生成物的的变化来表示。在容积不变的反应器中，通常是用单位时间内或来表示。2.数学表达式：。①计算化学反应速率时，一般用单位时间内物质的量浓度的变化量，而不用物质的量的变化量来表示。②不能用固体或纯液体的量的变化来表示化学反应速率。3.单位：________________或________________。4.测定：利用化学反应中与任何一种化学物质的________(或________)相关的性质进行测定。人们常利用溶液中的__________和________________间的正比关系来跟踪反应过程和测定反应速率。二、影响化学反应速率的因素1.影响因素(1)内因(主要因素)：反应物本身的性质。如Na、Mg、Al与水反应的速率由大到小的顺序为______________。(2)外因(只改变一个条件)①浓度：增大反应物的浓度，反应速率______，反之______。②压强：对于有气体参加的反应，增大压强，反应速率______，反之________。④催化剂：使用催化剂可________程度地加快正、逆反应速率。⑤其他因素：固体的__________、反应物的________、光辐照、放射线辐射、超声波、电弧、强磁场、高速研磨等。2.有效碰撞理论的有关概念(1)化学反应发生的必要条件是反应物分子间能够发生______。化学反应发生的充要条件是反应物分子间能够发生______。(2)活化分子：能够发生有效碰撞的分子。(3)活化能：活化分子多出的能量。如图，反应的活化能是____，______表示使用催化剂时的活化能，__________表示反应热。(4)有效碰撞：活化分子之间能够引起化学反应的碰撞。【想一想】压强对反应速率影响的实质是什么？改变体系压强，反应速率是否一定改变？【答案】改变压强实质是改变体积而使浓度发生改变来实现反应速率的改变。改变体系压强，反应速率不一定改变（一是看有无气体参加反应，二是看改变体系压强时，气体的浓度是否变化）。【答案】一、1.浓度反应物浓度的减少生成物浓度的增加2.v(B)＝ΔcBΔt3.mol·L－1·s－1mol·L－1·min－14.浓度质量颜色深浅显色物质浓度二、1.(1)NaMgAl(2)①加快减慢②加快减慢③加快减慢④同等⑤表面积状态2.(1)碰撞有效碰撞(3)E1E3E2－E1化学反应速率的计算及比较【例1】(2010·海南海口模拟)将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中，发生反应3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)。经5min后达到平衡，平衡时测得D的浓度为0.5mol·L－1，c(A)∶c(B)＝3∶5，v(C)＝0.1mol·L－1·min－1。试求：(1)x的值为________。(2)B的平均反应速率为________。(3)A的平衡浓度为________。【解析】(1)v(D)＝0.1mol·L－1·min－1＝v(C)，可知x＝2。(2)v(B)＝0.05mol·L－1·min－1。(3)3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)起始浓度aa00转化浓度0.750.250.50.5平衡浓度a－0.75a－0.250.50.5(a－0.75)∶(a－0.25)＝3∶5，求得a＝1.5。所以A的平衡浓度：c(A)＝1.5mol·L－1－0.75mol·L－1＝0.75mol·L－1。【答案】(1)2(2)0.05mol·L－1·min－1(3)0.75mol·L－11.化学反应速率的计算(1)根据数学表达式计算：v(B)＝ΔcBΔt。(2)根据不同物质间的速率比等于化学计量数之比进行计算，如反应：mA＋nB===pC，其速率之比为：v(A)∶v(B)∶v(C)＝m∶n∶p。(3)运用“三段式”进行化学反应速率的计算。①步骤a.写出有关反应的化学方程式；c.找出各物质的起始量、转化量、某时刻量；c.根据已知条件列方程式计算。②方法例如：反应mA＋npC起始浓度(mol·L－1)abc转化浓度(mol·L－1)xnxmpxm某时刻浓度(mol·L－1)a－xb－nxmc＋pxm2.化学反应速率大小的比较方法速率大小判断方法：对同一个反应，用不同物质表示时，数值可能不同，比较的方法是先统一单位，并将其换算为同一种物质表示，再进行比较。【知识关联】化学反应速率的计算与化学反应方程式、化学平衡等计算联系。1.(2010·福建泉州一中期中)反应4NH3(g)＋5O2(g)(g)＋6H2O(g)在5L的密闭容器中进行，半分钟后，NO的物质的量增加了0.3mol，则此反应的平均速率v(X)(表示反应物的消耗速率或生成物的生成速率)为()A.v(H2O)＝0.003mol/(L·s)B.v(NO)＝0.008mol/(L·s)C.v(O2)＝0.01mol/(L·s)D.v(NH3)＝0.0025mol/(L·s)【解析】本题考查的知识点是化学计量数之比等于各物质的反应速率之比。NO(g)的平均反应速率为：0.3mol/(5L×30s)＝0.002mol/(L·s)则NH3、O2、H2O的平均反应速率依次为：v(NH3)＝v(NO)＝0.002mol/(L·s)，v(O2)＝0.002×5/4＝0.0025mol/(L·s)，v(H2O)＝0.002×6/4mol/(L·s)＝0.003mol/(L·s)。【答案】A外界条件对化学反应速率的影响【例2】(2009高考·宁夏卷，10)硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为：Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，下列各组实验中最先出现浑浊的是()实验反应温度/℃Na2S2O3溶液稀H2SO4H2OV/mLc/(mol·L－1)V/mLc/(mol·L－1)V/mLA2550.1100.15B2550.250.210C3550.1100.15D3550.250.210【解析】本题考查影响反应速率的因素。对比分析各组数据可知，温度越高，反应速率越快；浓度越大，反应速率越快。【答案】D一、外界条件对化学反应速率的影响1.浓度(1)规律：①增大反应物(或生成物)的浓度，正反应(或逆反应)速率立即增大，逆反应(或正反应)速率瞬时不变，随后增大。②同理可得减小浓度的情况。(2)图像【温馨提示】浓度对化学反应速率的影响只适用于气体反应或溶液中的反应。2.温度(1)规律：①升高温度，正、逆反应速率都增大，且吸热反应速率增加的倍数大于放热反应速率增加的倍数。②降低温度，正、逆反应速率都减小，且吸热反应速率减小的倍数大于放热反应速率减小的倍数。总之，温度对吸热反应速率的影响大。(2)图像(以正反应放热为例)3.压强(1)规律①增大压强，对于有气体参加的反应，正、逆反应速率均增大，气体体积之和大的一侧增加的倍数大于气体体积之和小的一侧增加的倍数。②减小压强，对于有气体参加的反应，正、逆反应速率均减小，气体体积之和大的一侧减小的倍数大于气体体积之和小的一侧减小的倍数。总之，压强对气体分子数较多的一侧影响更大。(2)图像(以增大压强为例)①以N2＋3H23为例，②以H2＋I2(g)为例。4.催化剂(1)规律：当其他条件不变时，加入催化剂，可以同等程度地改变正、逆反应的速率，但不能改变化学平衡常数，不能改变平衡转化率。(2)图像二、从活化分子角度解释外界条件对化学反应速率的影响影响因素活化能单位体积内分子总数活化分子数活化分子百分数有效碰撞次数化学反应速率增大浓度不变增多增多不变增多加快增大压强不变增多增多不变增多加快升高温度不变不变增多增大增多加快加催化剂减小不变增多增大增多加快【温馨提示】对于气体反应体系有以下几种情况：(1)恒温时：增大压强――→引起体积缩小――→引起浓度增大――→引起反应速率加快。(2)恒容时：充入气体反应物――→引起浓度增大――→引起压强增大――→引起速率加快。(3)恒容时：充入“惰气”――→引起压强增大，但各物质浓度不变，反应速率不变。(4)恒压时，充入“惰气”――→引起体积增大――→引起各反应物浓度减小――→引起反应速率减慢。【知识关联】外界条件对化学反应速率的影响与化学平衡的移动联系。2.下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据：实验序号金属质量/g金属状态c(H2SO4)/mol·L－1V(H2SO4)/mL溶液温度/℃反应前反应后金属消失的时间/s10.10丝0.550203450020.10粉末0.55020355030.10丝0.750203625040.10丝0.850203520050.10粉末0.85020362560.10丝1.050203512570.10丝1.05035505080.10丝1.150203410090.10丝1.150304440分析上述数据，回答下列问题：(1)实验4和5表明，__________对反应速率有影响，____________反应速率越快，能表明同一规律的实验还有________(填实验序号)；(2)仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有______(填实验序号)；(3)本实验中影响反应速率的其他因素还有__________，其实验序号是____________。(4)实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值(约15℃)相近，推测其原因：______________________。【解析】(1)4、5不同之处是金属的表面积，粉末状的金属消失的快，说明其反应速率快，其中1、2也可以说明这一点。(2)仅表明反应浓度对反应速率产生影响的实验，其他条件应完全相同，则为1、3、4、6、8及2、5。(3)从表中可以看出，溶液反应前的温度不同，其他条件都相同的是6、7和8、9。(4)在所有反应中，金属质量和硫酸溶液体积均相等，且硫酸过量，产生热量相等，故溶液温度变化值相近。【答案】(1)固体反应物的表面积表面积越大1和2(2)1、3、4、6、8；2、5(3)开始反应温度6和7；8和9(4)一定量的金属跟足量的硫酸反应放出的热量相同化学反应速率的图像及其应用【例3】一定温度下，向容积为2L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，对该反应的推断合理的是()A.该反应的化学方程式为3B＋＋2CB.反应进行到1s时，v(A)＝v(D)C.反应进行到6s时，B的平均反应速率为0.05mol/(L·s)D.反应进行到6s时，各物质的反应速率相等【解析】A中各物质的物质的量变化之比等于化学方程式中化学计量数之比，Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)＝(1.2－0)mol∶(1.0－0.4)mol∶(1.0－0.2)mol∶(0.4－0)mol＝6∶3∶4∶2，所以化学方程式为3B＋＋2D，A错；不论在什么时刻，用各物质表示的速率之比等于化学计量数之比，B、D错。【答案】C1.v－t(反应速率与时间)曲线反应刚开始时，反应物浓度较大，反应速率较大；随着反应的进行，反应物浓度降低，反应速率也随之减小。但有时由于反应放热使温度升高，或溶液的酸碱性发生变化等因素，曲线还可能有变化。此类图像经常用于判断反应条件的改变，如：2.c－t(物质的量浓度与时间)曲线或n－t(物质的量与时间)曲线(1)随着反应的进行，反应物浓度不断减小，在相同时间内减小的越多，表明在化学方程式中该物质的化学计量数越大。(2)随着反应的进行，生成物浓度不断增大，在相同时间内增大的越多，表明在化学方程式中该物质的化学计量数越大。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。根据上述图像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。3.分析化学反应图像题的方法(1)看面：认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与有关的原理挂钩。(2)看线：弄清线的走向、变化趋势及线的陡与平。(3)看点：弄清曲线上点的含义，特别是一些特殊点，如起点、终点、交点、折点、最高