2021版高考化学一轮复习第十章平衡一化学反应速率与化学平衡第一节化学反应速率课件新人教版

第一节化学反应速率[最新考纲]1．了解化学反应速率的概念和定量表示方法。2．了解反应活化能的概念。了解催化剂的重要作用。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，能用相关理论解释其一般规律。4．了解化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。考点一化学反应速率/知识·再认再现1．化学反应速率理清概念基础需抓牢2．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化学方程式中相应物质的化学计量数之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝____________或1mv(A)＝___v(B)＝___v(C)＝___v(D)。m∶n∶p∶q1n1p1q[注意]①由公式v＝ΔcΔt计算得到的反应速率是指某一时间段内的平均反应速率而不是某一时刻的瞬时反应速率。②同一化学反应在相同条件下用不同物质表示的化学反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同。③不能用固体或纯液体物质(不是溶液)表示化学反应速率，因为固体和纯液体物质的浓度视为常数。题组·跟进训练题点(一)化学反应速率的计算1．NH3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－1·min－1B．v(H2O)＝0.375mol·L－1·min－1C．v(O2)＝0.225mol·L－1·min－1D．v(NH3)＝0.250mol·L－1·min－1解析：设4min时，生成6xmolH2O(g)4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g)n(总)起始/mol43007变化/mol4x3x2x6x4min时/mol4－4x3－3x2x6x7＋x据题意，则有：6x7＋x＝0.4，解得：x＝0.5答案：C则4min内H2O的变化浓度为Δc(H2O)＝3mol2L＝1.5mol·L－1，v(H2O)＝1.5mol·L－14min＝0.375mol·L－1·min－1，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，可得各物质在4min内表示的反应的平均速率分别为v(N2)＝0.125mol·L－1·min－1，v(NH3)＝0.250mol·L－1·min－1，v(O2)＝0.1875mol·L－1·min－1。2．(2020·湖北八校联考)将6molCO2和8molH2充入一容积为2L的密闭容器中(温度保持不变)，发生反应CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH0，测得H2的物质的量随时间变化如图所示(图中字母后的数字表示对应的坐标)。该反应在8～10min内CO2的平均反应速率是()A．0.5mol·L－1·min－1B．0.1mol·L－1·min－1C．0mol·L－1·min－1D．0.125mol·L－1·min－1解析：由题图可知，该反应在8～10min内，H2的物质的量在对应的c、d点都是2mol，因此v(H2)＝2mol－2mol2L×2min＝0mol·L－1·min－1，根据化学反应速率之比等于化学计量数之比可得v(CO2)＝13×v(H2)＝0mol·L－1·min－1。答案：C3．一定温度下，10mL0.40mol·L－1H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表。t/min0246810V(O2)/mL0.09.917.222.426.529.9下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)()A．0～6min的平均反应速率：v(H2O2)≈3.3×10－2mol·L－1·min－1B．6～10min的平均反应速率：v(H2O2)3.3×10－2mol·L－1·min－1C．反应至6min时，c(H2O2)＝0.30mol·L－1D．反应至6min时，H2O2分解了50%解析：根据题目信息可知，0～6min，生成22.4mL(标准状况)氧气，消耗0.002molH2O2，则v(H2O2)≈3.3×10－2mol·L－1·min－1，A项正确；随反应物浓度的减小，反应速率逐渐降低，B项正确；反应至6min时，剩余0.002molH2O2，此时c(H2O2)＝0.20mol·L－1，C项错误；反应至6min时，消耗0.002molH2O2，H2O2分解了50%，D项正确。答案：C题点(二)化学反应速率的比较4．对于可逆反应A(g)＋3B(s)2C(g)＋2D(g)，在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示的反应速率最快的是()A．v(A)＝0.5mol·L－1·min－1B．v(B)＝1.2mol·L－1·s－1C．v(D)＝0.4mol·L－1·min－1D．v(C)＝0.1mol·L－1·s－1解析：采用归一法求解，通过化学方程式的化学计量数将不同物质表示的反应速率折算成同一物质表示的反应速率进行比较，B物质是固体，不能表示反应速率；C项中对应的v(A)＝0.2mol·L－1·min－1；D项中对应的v(A)＝3mol·L－1·min－1。答案：D5.利用光能和光催化剂，可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外光照射时，在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下，CH4产量随光照时间的变化如图所示。在0～15h内，CH4的平均生成速率Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ从大到小的顺序为________。解析：过横坐标“15”处作垂直于横轴的垂线，则CH4产量越高，CH4平均生成速率越大，故速率Ⅱ＞Ⅲ＞Ⅰ。答案：Ⅱ＞Ⅲ＞Ⅰ[解题方略]化学反应速率的2种比较方法(1)归一法将同一反应中用不同物质表示的反应速率转化成用同一种物质表示的反应速率，再进行比较。如对于反应2SO2＋O22SO3，若①v(SO2)＝2mol·L－1·min－1，②v(O2)＝3mol·L－1·min－1，③v(SO3)＝4mol·L－1·min－1，比较反应速率的大小时，可以将三者表示的反应速率都转化为用O2表示的反应速率，再作比较。换算后①v(O2)＝1mol·L－1·min－1，③v(O2)＝2mol·L－1·min－1，则反应速率的大小顺序为②③①。(2)比值法用各物质表示的反应速率除以对应各物质的化学计量数，然后再对求出的数值进行大小排序，数值大的反应速率快。如反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，若vAmvBn，则反应速率AB。[注意]无论采用何种方法，都要确保所比较化学反应速率的单位统一。考点二影响化学反应速率的因素/知识·再认再现1．主要因素——内因反应物本身的性质是影响化学反应速率的主要因素。2．外因(其他条件不变，只改变一个条件)理清概念基础需抓牢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[注意]E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，且ΔH＝E1－E2，E3为使用催化剂时正反应的活化能。③有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。(2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系题组·跟进训练题点(一)反应速率的改变及机理分析1．下列说法中正确的是()A．增大反应物浓度，能增大活化分子百分数，所以反应速率增大B．使用合适的催化剂，能增大活化分子百分数，所以反应速率增大C．对于任何反应，增大压强都可加快反应速率D．升高温度，只能增大吸热反应的反应速率解析：增大反应物浓度和增大气体反应的压强(缩小体积)，不能增大活化分子百分数，只能增大活化分子数；升温和使用催化剂才能增大活化分子百分数；增大压强只能增大有气体参加的反应的反应速率。答案：B2．(2019·安阳三模)反应2NO(g)＋2H2(g)N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－752kJ·mol－1的反应机理如下：①2NO(g)N2O2(g)(快)②N2O2(g)＋H2(g)N2O(g)＋H2O(g)(慢)③N2O(g)＋H2(g)N2(g)＋H2O(g)(快)下列有关说法正确的是()A．N2O2和N2O是该反应的催化剂B．②反应的活化能最小C．反应速率v(NO)＝v(H2)＝v(N2)D．总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大解析：N2O2和N2O是中间产物而不是催化剂，故A错误；②的反应最慢，说明活化能最大，故B错误；反应速率之比等于化学计量数之比，因此v(NO)＝v(H2)＝2v(N2)，故C错误；正反应放热，断裂化学键吸收的能量小于形成化学键放出的能量，则逆反应的活化能比正反应的活化能大，故D正确。答案：D3．反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)ΔH＞0在一密闭容器中进行，则下列说法或结论中，能够成立的是()A．其他条件不变，仅将容器的体积缩小一半，v正减小而v逆增大B．其他条件不变，升高温度，v正、v逆均增大且H2O(g)转化率增大C．保持容器体积不变，充入少量He使体系压强增大，v正、v逆均增大D．其他条件不变，适当增加C(s)的质量，v正增大而v逆减小解析：其他条件不变，仅将容器的体积缩小一半，反应混合气体的浓度增大，则v正、v逆均增大，A不成立。其他条件不变，升高温度，v正、v逆均增大，该反应的ΔH＞0，升高温度，平衡正向移动，则H2O(g)转化率增大，B成立。保持容器体积不变，充入少量He使体系压强增大，反应混合气体的浓度不变，则v正、v逆均不变，C不成立。其他条件不变，适当增加C(s)的质量，v正、v逆均不变，D不成立。答案：B题点(二)影响化学反应速率的因素4．(1)形状、大小相同的镁、铝、铁、铅四种金属与浓度相同的盐酸反应，生成H2的速率快慢顺序是________。(2)对于反应Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，改变下列条件对生成氢气的速率有何影响？(填“增大”“减小”“不变”或“不产生氢气”)①升高温度：____________；②增大盐酸浓度：___________；③增大铁的质量：__________；④增加盐酸的体积：_________；⑤把铁片改成铁粉：__________；⑥滴加几滴CuSO4溶液：________；⑦加入NaCl固体：___________；⑧增大压强：___________；⑨将反应中的稀盐酸改为浓H2SO4：________。(3)Zn与盐酸反应，真正影响反应速率的是________的浓度，而与________的浓度无关。(4)一定温度下，反应N2(g)＋O2(g)2NO(g)在密闭容器中进行，回答下列措施对化学反应速率的影响。(填“增大”“减小”或“不变”)①缩小体积使压强增大：________；②恒容充入N2：________；③恒容充入He：________；④恒压充入He：________。答案：(1)v(Mg)v(Al)v(Fe)v(Pb)(2)①增大②增大③不变④不变⑤增大⑥增大⑦不变⑧不变⑨不产生氢气(3)H＋Cl－(4)①增大②增大③不变④减小[归纳拓展]压强改变对反应速率的影响(1)恒温时：体积缩小――→引起压强增大――→引起浓度增大――→引起反应速率增大。(2)恒温恒容时：①充入气体反应物――→引起总压强增大――→引起浓度增大――→引起反应速率增大。②充入“惰性气体”――→引起总压强增大，但各气体分压不变→各物质的浓度不变→反应速率不变。(3)恒温恒压时：充入“惰性气体”――→引起体积增大――→引起各反应物浓度减小――→引起反应速率减小。总之，压强改变而对反应速率产生的影响是因为压强改变会引起浓度变化，从而对反应速率产生影响。题点(三)“控制变量法”探究影响化学反应速率的因素5．以反应5H2C2O4＋2MnO－4＋6H＋===10CO2↑＋2Mn2＋＋8H2O为例探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时，分别量取H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液，迅