20202021年高考化学一轮复习讲解化学反应速率pdf

2020-2021年新高三化学一轮复习讲解《化学反应速率》【知识梳理】一、化学反应速率1.化学反应的发生（1）基元反应：能够一步完成的反应称为基元反应。（2）反应机理与总反应：基元反应构成的反应序列称为反应历程（又称反应机理），基元反应的总和称为总反应，由几个基元反应组成的总反应也称复杂反应。反应不同，反应历程就不相同；同一反应在不同条件下的反应历程也可能性不同，反应物的结构和反应条件决定着一个反应的反应历程。（3）有效碰撞：能够发生化学反应的碰撞叫有效碰撞。（4）活化分子：只有具有较高能量（能量超过活化能）的分子，才能发生有效碰撞，能发生有效碰撞的分子叫做活化分子。（5）活化能：普通分子变成活化分子至少需要吸收的能量称为活化能。不同反应有不同的活化能，基元反应的活化能是活化分子平均能量与普通分子平均能量之差。一定温度下，反应的活化能越高，活化分子数越少，反应速率就越慢，反之亦然。2.化学反应速率概念化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量表示方法通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示（也可用单位时间内反应物的变化量或生成物的变化量来表示）v=△C/△t（△C表示物质的物质的量浓度变化，△t表示时间变化）单位为mol·L-1·S-1、mol·L-1·min-1、mol·L-1·h-1等同一反应中，用不同物质来表示反应速率时，其数值可能不同，但其表达的意义是相同的，都表示在同一段时间内的平均反应速率而不是瞬时速率。因此表示化学反应速率时，必须指明用反应物或生成物中哪种物质做标准，且一般不能用固体物质做标准用不同物质表示同一反应的速率时，速率的比值等于化学方程式中相应的化学计量数之比。如对于反应：mA+nB=pC+qD，v(A):v(B):v(C):v(D)=m:n:p:q大小比较看单位是否统一，若不统一，换算成相同的单位换算成同一物质表示的速率，再比较数值的大小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vAa与vBb，若vAa＞vBb，则A表示的反应速率比B的大测定利用能够直接观察的某些性质测定，如通过测量释放出一定体积的气体的时间来测定反应速率，或测定一定时间内气体压强的变化来测定反应速率利用科学仪器测量物质的性质，如在溶液中，当反应物或生成物本身有较明显的颜色时，可利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率计算写出有关反应的化学方程式找出各物质的起始量、转化量、某时刻量mA(g)+nB(g)pC(g)起始浓度(mol·L-1)abc转化浓度(mol·L-1)xxx某时刻浓度(mol·L-1)a-xb-xc+x对反应物：c(起始)－c(转化)＝c(某时刻)对生成物：c(起始)＋c(转化)＝c(某时刻)例题1、下列说法正确的是。①化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加②对于化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显③使用催化剂，可降低反应的活化能，加快反应速率，改变反应限度④0.1mol·L－1的盐酸和0.1mol·L－1的醋酸分别与2mol·L－1的NaOH反应的速率相同⑤一定量的锌与过量的稀H2SO4反应制取氢气，一定温度下为减慢反应速率而又不影响生成氢气的量，可向其中加入K2SO4溶液⑥升高温度，活化分子百分数增大，化学反应速率可能增大⑦对于反应2H2O2===2H2O＋O2↑，加入MnO2或升高温度都能加快O2的生成速率⑧大理石块与大理石粉分别与0.1mol·L－1的HCl反应的速率相同⑨同时改变两个变量来研究反应速率的变化，能更快得出有关规律⑩10mol·L－1·s－1的反应速率一定比1mol·L－1·s－1的反应速率大⑪由v＝ΔcΔt计算平均速率，用反应物表示为正值，用生成物表示为负值⑫在2CH4(g)＋2NH3(g)＋3O2(g)2HCN(g)＋6H2O(g)反应中，已知v(HCN)＝nmol·(L·min)－1，且v(O2)＝mmol·(L·min)－1，则m＝2n二、影响化学反应速率的因素1.内因：参加反应的物质的本身性质是影响化学反应速率的决定因素。不同的反应，由于反应物质的结构不同和反应机理不同，因此反应速率不同。2.外因：同一反应在不同条件下，反应的速率不同，浓度、温度、催化剂等外界条件对化学反应的速率有影响。（1）浓度的影响：当其它条件不变时，增大反应物的浓度，使单位体积内分子数增多，因此可加快反应的速率。如硫粉在氧气中燃烧比在空气中燃烧激烈。（2）压强的影响：当其它条件不变时，加压（缩小体积）对有气体参加的反应，正逆反应速率均加快，气体体积缩小方向的反应速率增加的倍数大于气体体积增大方向增加的倍数；降压（增大体积），正逆反应速率均减小，气体体积缩小方向的反应速率减小的倍数大于气体体积增大方向减小的倍数。注意改变压强对反应速率产生影响的根本原因是引起反应体系中各物质浓度的改变，若容器恒温、恒容充入稀有气体或其它不反应气体，虽然改变了容器内气体压强，但由于没有改变反应物质的浓度，所以不影响化学反应速率。（3）温度的影响：其它条件不变时，升高温度，反应物的能量增加，使原来一部分能量较低的分子变成活化分子，所以可以加快反应的速率。通常情况下，温度每升高10度，化学反应的速率增大到原来的2至4倍。升高温度，对可逆反应，正逆反应速率均加快，但吸热反应增加的倍数大于放热反应增加的倍数；降低温度，正逆反应速率均减小，吸热反应减小的倍数大于放热反应减小的倍数。如相同大小的铁片和不同温度相同浓度的盐酸反应，温度高者反应速率快。（4）反应物间的接触面积的影响：其他条件不变，增大反应物间的接触面积，由于增大了反应物间的接触机会，因此能增大反应的速率。如相同质量块状碳酸钙和粉末状碳酸钙分别和同体积同浓度的盐酸反应，粉末状碳酸钙反应激烈，放出气体的速率快。（5）催化剂的影响：其他条件不变的时，使用催化剂能降低反应的活化能，使更多的反应物分子成为活化分子，因此使用催化剂能同时同倍改变正逆反应的速率。如H2O2分别在MnO2、FeCl3、过氧化氢酶等催化作用下的分解，要比没有加催化剂时快得多。（6）其他因素：除了上述因素外，压强、光波、电磁波、超声波、溶剂等因素对化学反的速率也有影响。3.化学反应速率图像速率—时间图如Zn与足量盐酸的反应，反应速率随时间的变化如图所示。AB段：Zn与盐酸的反应是放热反应，使溶液的温度升高，化学反应速率逐渐增大；BC段：随着反应的进行，盐酸的浓度逐渐减小，化学反应速率逐渐减小速度—温度图其他条件一定，反应速率随着温度的升高而增大；其他条件一定，反应速率随着温度的降低而减小速率—压强图其他条件一定，增大气态反应物的压强(缩小容器的容积)，反应速率随着压强的增大而增大；其他条件一定，减小气态反应物的压强(增大容器的容积)，反应速率随着压强的减小而减小定量图像定量图像主要是指反应物或生成物的物质的量(或物质的量浓度)与反应时间t的定量关系解题方法认清坐标系,搞清纵、横坐标所代表的意义,并与有关的原理挂钩看清起点,分清反应物、生成物,浓度减小的是反应物,浓度增大的是生成物,一般生成物多数以原点为起点抓住变化趋势,分清正、逆反应,吸、放热反应。升高温度时,v(吸)v(放),在速率-时间图上,要注意看清曲线是连续的还是跳跃的,分清渐变和突变,大变和小变。例如,升高温度,v(吸)大增,v(放)小增,增大反应物浓度,v(正)突变,v(逆)渐变注意终点。例如在浓度-时间图上,一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的增加量,并结合有关原理进行推理判断4.控制变量法控制变量法物质变化往往受到多个因素的影响，在研究化学反应与外界因素之间的关系时，对影响物质变化规律的因素或条件加以人为控制，使其他几个因素不变，集中研究其中一个因素的变化所产生的影响，以利于在研究过程中，迅速寻找到物质变化的规律解题策略确定变量解答这类题目时首先要认真审题，理清影响实验探究结果的因素有哪些定多变一应该先确定其他的因素不变，只变化一种因素，看这种因素与探究的问题存在怎样的关系；这样确定一种以后，再确定另一种，通过分析每种因素与所探究问题之间的关系，得出所有影响因素与所探究问题之间的关系数据有效解答时注意选择数据(或设置实验)要有效，且变量统一，否则无法作出正确判断例题2、下列有关说法正确的是。①活化分子间的碰撞一定能发生化学反应②普通分子有时也能发生有效碰撞③升高温度会加快反应速率,原因是增加了活化分子的有效碰撞次数④增大反应物浓度会加快反应速率的原因是单位体积内有效碰撞的次数增多⑤使用催化剂能提高反应速率,原因是提高了分子的能量,使有效碰撞频率增大⑥化学反应实质是活化分子有合适取向时的有效碰撞⑦浓度为1mol·L-1的盐酸与过量的锌粉反应,若加入适量的CuSO4溶液,能减慢反应速率但又不影响氢气生成量⑧一定温度下,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如下图，则反应的化学方程式为X(g)+Y(g)Z(g)⑨已知4NH3＋5O2===4NO＋6H2O，若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)(mol·L－1·min－1)表示，则.56v(O2)＝v(H2O)⑩分解水制氢气的工业制法之一是“硫­碘循环法”，主要涉及下列反应：①SO2＋2H2O＋I2===H2SO4＋2HI②2HIH2＋I2③2H2SO4===2SO2＋O2＋2H2O，循环过程中产生1molO2的同时产生1molH2⑪某温度下，在容积一定的密闭容器中进行如下反应：2X(g)＋Y(g)Z(g)＋W(s)ΔH＞0，则升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小⑫一定温度下，反应N2(g)＋O2(g)2NO(g)在密闭容器中进行，恒压，充入He不改变化学反应速率【课时练习】1．下列说法中正确的是（）A．化学反应速率既有正值，又有负值。B．测定某化学反应从开始到2秒末的反应速率，指的是2秒末的瞬时速率C．对于同一化学反应，选用不同的物质表示化学反应速率时，其数值一定不同。D．不能用固体和纯液体表示化学反应速率2．一定温度下，某密闭容器中发生反应：2HI(g)H2(g)+I2(g)ΔH0，若15s内c(HI)由0.1mol/L降到0.07mol/L，则下列说法正确的是（）A．缩小反应体系的体积，化学反应速率加快B．c(HI)由0.07mol/L降到0.05mol/L所需的反应时间小于10sC．升高温度正反应速率加快，逆反应速率减慢D．0~15s内用I2表示的平均反应速率为v(I2)=0.002mol/(L•s)3．将4molA气体和2molB气体在2L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应：2A(g)B(g)⇌2C(g)。若经2s后测得C的浓度为0.6mol·L-1，现有下列几种说法：①用物质A表示的反应平均速率为0.3mol·L-1·s-1②用物质B表示的反应的平均速率为0.6mol·L-1·s-1③2s时物质A的转化率为70%④2s时物质B的浓度为0.7mol·L-1其中正确的是（）A．①③B．①④C．②③D．③④4．一定条件下在一容积恒为2L的容器内发生反应：2A(g)+B(g)⇌2C(g)，已知起始投入4molA(g)和2molB(g)，经2s后测得C的浓度为0.6mol/L，并且2s后各组分浓度不再改变，下列说法正确的是（）A．2s内用物质A表示的平均反应速率为0.6mol/（L·s）B．2s内用物质B表示的平均反应速率为0.6mol/（L·s）C．2s后每有0.6mol的物质B生成，同时就有0.6mol物质C生成D．反应前后的压强比为10：95．某温度下按如图安装好实验装置，在锥形瓶内盛6.5g锌粒(颗粒大小基本相同)，通过分液漏斗加入40mL2.5mol/L的硫酸溶液，将产生的H2收集在一个注射器中，用时10s时恰好收集到气体的体积为50mL(若折合成0℃、101kPa条件下的H2体积为44.8mL)，在该温度下，下列说法不正确的是()A．用锌粒来表示10s内该反应的速率为0.0