化学高考一轮复习课件第9章第1讲化学高考反应速率高中化学课件

基础盘点一、化学反应速率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．计算式v＝ΔcΔt，表达式中Δc表示浓度的改变量，单位为mol/L。对于Δc(反应物)＝c(初)－c(末)，对于Δc(生成物)＝c(末)－c(初)。Δt表示反应所需时间，单位为s，min，h等。减少增加第九章化学反应速率和化学平衡第1讲化学反应速率3．单位一般为________或__________或_________。4．意义衡量化学反应进行的快慢程度。5．特点(1)同一化学反应用不同物质浓度的改变量表示速率时，数值可能不同，但表示的意义_____(填“相同”或“不相同”)。因此，在表示化学反应速率时，必须注明是以哪种物质做标准的。(2)同一化学反应中以不同物质表示的反应速率之比一定等于它们的化学计量数之比。例如，对于反应：2SO2＋O23，v(SO2)∶v(O2)∶v(SO3)＝_________。mol/(L·s)mol/(L·min)mol/(L·h)相同2∶1∶2二、影响化学反应速率的因素1．内因(主要因素)反应物本身的_____，如金属与水反应的速率：Na__Mg__Al。2．外因(其他条件不变，改变一个条件)性质＞＞加快减慢加快减慢加快减慢相同接触面积考点精讲考点一化学反应速率的计算和比较1．化学反应速率的简单计算方法(1)根据定义式v＝ΔcΔt算。(2)对某一具体反应，知其中一种物质的反应速率，其余物质的反应速率可根据化学方程式中的化学计量数之比求算。(3)对于较为复杂的题目，采用以下步骤和模板计算：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)abc转化浓度(mol/L)xnxmpxm某时刻浓度(mol/L)a－xb－nxmc＋pxm2．化学反应速率大小的比较由于同一化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同，所以比较反应的快慢不能只看数值的大小，而要进行一定的转化。(1)看单位是否统一，若不统一，换算成相同的单位。(2)换算成同一物质表示的速率，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v(A)a与v(B)b，若v(A)a＞v(B)b，则A表示的反应速率比B大。例1NH3和纯净的O2在一定条件下发生反应：4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g)现向一容积不变的2L密闭容器中充入4molNH3和3molO2,4min后，测得生成的H2O占混合气体体积的40%，则下列表示此段时间内该反应的平均速率不正确的是()A．v(N2)＝0.125mol/(L·min)B．v(H2O)＝0.375mol/(L·min)C．v(O2)＝0.225mol/(L·min)D．v(NH3)＝0.250mol/(L·min)解析设4min时，生成6xmolH2O(g)4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g)n(总)起始量43007变化量4x3x2x6x4min量4－4x3－3x2x6x7＋x据题意，则有：6x7＋x＝0.4解得：x＝0.5则4min内H2O的变化浓度为Δc(H2O)＝3mol2L＝1.5mol/Lv(H2O)＝1.5mol/L4min＝0.375mol/(L·min)，（mol）（mol）（mol）再由各物质表示的速率之比等于各物质的化学计量数之比，可得各物质表示的反应速率分别为：v(N2)＝0.125mol/(L·min)，v(NH3)＝0.250mol/(L·min)，v(O2)＝0.1875mol/(L·min)。答案C规律方法(1)浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质，不适用于固体和纯液体。(2)化学反应速率是某段时间内某物质的平均反应速率，而不是即时反应速率，且计算时取正值。(3)同一反应不同物质的反应速率之间的关系如下：即时巩固1在2L密闭容器中，放入0.4molA和0.6molB，在一定温度下，压强为p时，放入催化剂(体积可忽略)，发生的反应为2A(g)＋3B(g)===xC(g)＋2D(g)，amin后，容器中c(A)＝0.1mol/L，则v(B)＝________；若温度不变，压强变为0.9p，则v(C)＝________，x＝________。解析物质的量的变化2A(g)＋3B(g)===xC(g)＋2D(g)起始(mol):0.40.600转化(mol):0.20.30.1x0.2amin后(mol)：0.20.30.1x0.2v(B)＝0.3mol/(2L·amin)＝0.15/amol/(L·min)，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，x＝2。v(C)＝0.2mol/(2L·amin)＝0.1/amol/(L·min)。0.15/amol/(L·min)0.1/amol/(L·min)2答案1．理论解释外界条件对化学反应速率的影响，实际是通过影响单位体积内活化分子的数量，增加(或减少)有效碰撞次数来实现的。影响化学反应速率的外界条件主要有温度、浓度、压强和催化剂，它们的影响可以归纳如下：2．外界条件对反应速率的影响情况分析(1)浓度定量分析：对于任意一个化学反应aA＋bB===cC＋dD，其反应速率方程为v＝kcm(A)·cn(B)，式子中m、n、k都由实验测得，与化学方程式中的系数无关。其中k值与浓度无关，但受温度、催化剂、物质表面性质等因素的影响。结论：对有气体参加的反应或在溶液中发生的反应产生影响，在其他条件不变时都符合“浓快稀慢”的原理。一般来讲，增加反应气体或溶液的浓度可加快反应速率(固体和纯液体的浓度视为常数，其量的改变不影响反应速率)。(2)压强压强对反应速率的影响，关键是看改变压强是否改变相关物质的浓度。对于有气体参加的反应体系，压强的改变实质是气体物质浓度的改变。有以下几种情况：①恒温：增加压强―→体积减小―→浓度增大―→反应速率加快。②恒容：充入气体反应物―→浓度增大―→反应速率加快；充入稀有气体―→总压增大，但各物质浓度不变―→反应速率不变。③恒压：充入稀有气体―→体积增大―→各反应物浓度减小―→反应速率减慢。(3)温度实验测得，对于溶液间的反应，温度每升高10K，反应速率增大到原来的2～4倍。结论：温度升高，化学反应速率增大。升高温度，无论是吸热反应，还是放热反应，反应速率都增大。(4)催化剂当使用催化剂时，反应的活化能Ea降低，从而使反应速率加快。结论：①催化剂能改变(增大或减小)化学反应速率，但不能使本来不会发生的反应变为可以发生。②对可逆反应来说，正反应的催化剂同时也是逆反应的催化剂，催化剂同等程度地改变正、逆反应速率，对化学平衡状态无影响，生产过程中使用催化剂主要是为了提高生产效率。(5)其它因素光、超声波、反应物颗粒大小、扩散速度、溶剂等。例2等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测定在不同时间t产生氢气体积V的数据，根据数据绘制得下图，则曲线a、b、c、d所对应的实验组别可能是()组别c(HCl)(mol/L)温度(℃)状态12.025块状22.530块状32.550块状42.550粉末状A.4－3－2－1B．1－2－3－4C．3－4－2－1D．1－2－4－3解析化学反应速率与温度、浓度和固体物质的表面积的大小有关，实验1的盐酸的浓度最小，反应的温度最低，所以化学反应速率最小；物质状态相同时由于实验3的反应温度比实验2的反应温度高，所以反应速率实验3的大于实验2的；而实验4和实验3盐酸的浓度相同，反应的温度也相同，但物质的状态不相同，所以实验4的反应速率大于实验3的。答案A规律方法影响反应速率的因素有多种，比较时要统畴考虑，尽可能地在其他因素都相同时，比较其中一种因素对反应速率的影响。即时巩固2下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据：溶液温度/℃实验序号量金属质/g金属状态c(H2SO4)/mol/LV(H2SO4)/mL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1.150405440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：_______________________。解析从实验对比的角度考察化学反应速率的影响因素。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或2和5(3)反应温度6和7或8和9(4)可能是硫酸过量，金属全反应，放出的热量相等，所以使等体积溶液的温度升高值相近考点三化学反应速率的图象问题速率—时间图象定性揭示了v正、v逆随时间(含条件改变对速率的影响)而变化的规律，体现了外界条件改变对可逆反应速率的影响，以及由此引发的平衡移动。平衡体系条件变化速率变化平衡变化速率变化曲线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逆正向移动正反应方向为气体体积增大的放热反应增大压强或升高温度v正、v逆均增大，且v逆v正逆向移动减小压强或降低温度v正、v逆均减小，且v正v逆正向移动任意平衡或反应前后气体化学计量数和相等的平衡正催化剂或增大压强v正、v逆同等倍数增大平衡不移动负催化剂或减小压强v正、v逆同等倍数减小例3某温度时，在一个容积为2L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据，试填写下列空白：(1)该反应的化学方程式为________________。(2)反应开始至2min，气体Z的平均反应速率为________________________________。(3)若X、Y、Z均为气体，反应达到平衡时：①压强是开始时的________倍；②若此时将容器的体积缩小为原来的12倍，达到平衡时，容器内温度将升高(容器不与外界进行热交换)，则该反应的正反应为________反应(填“放热”或“吸热”)。(4)若上述反应在2min后的t1～t6内反应速率与反应时间图象如下，在每一时刻均改变一个影响反应速率的因素，则()A．在t1时增大了压强B．在t3时加入了催化剂C．在t4时降低了温度D．t2～t3时A的转化率最高解析(1)由图象知v(X)∶v(Y)∶v(Z)＝(0.3mol)∶(0.1mol)∶(0.2mol)＝3∶1∶2，又由于该反应不能进行彻底，所以化学方程式为3X＋。(2)v(Z)＝0.2mol2L×2min＝0.05mol/(L·min)。(3)①X、Y、Z均为气体时，反应前n(总)＝2.0mol，平衡时n(总)＝0.7mol＋0.9mol＋0.2mol＝1.8mol，所以p(平)∶p(始)＝(1.8mol)∶(2.0mol)＝0.9。②将容器体积缩小，相当于增压，达平衡时，温度升高，根据勒夏特列原理，该反应的正反应为放热反应。(4)在t1时如果增大压强，则正、逆反应速率都增大，A错误；在t3时应该是加入了催化剂，正、逆反应速率都增大，并且增大的倍数时同，平衡不移动，B正确；在t4时如果是降低了温度，则平