2020版高考化学总复习 第七章 第1讲 化学反应速率及其影响因素课件 新人教版

第1讲化学反应速率及其影响因素2017级教学指导意见核心素养1.了解化学反应速率的概念及其定量表示方法，并能够进行简单计算。2．了解反应的活化能，认识基元反应活化能对反应的影响，了解催化剂的作用。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、规律，运用其解释生产、生活中的实际问题并优化、选择化学反应条件。1.变化观念与平衡思想：知道化学反应速率与外界条件有关；能多角度、动态地分析化学反应速率。2．证据推理与模型认知：可以通过分析、推理等方法认识化学反应速率的本质特征及其相互关系，建立模型；能运用模型解释化学现象，揭示现象的本质和规律。3．科学探究与创新意识：能通过控制变量来探究影响化学反应速率的外界条件。考点一化学反应速率[学在课内]1．化学反应速率快慢减少增加2.0mol·L－1·min－12．化学反应速率与化学计量数的关系(1)如aA(g)＋bB(g)dD(g)＋eE(g)物质的量改变量之比ΔnA∶ΔnB∶ΔnD∶ΔnE＝a∶b∶d∶e浓度改变量之比ΔcA∶ΔcB∶ΔcD∶ΔcE＝________________反应速率之比vA∶vB∶vD∶vE＝__________________(2)实例：一定温度下，在密闭容器中发生反应：3A(g)＋B(g)2C(g)。已知v(A)＝0.6mol·L－1·s－1，则v(B)＝________mol·L－1·s－1，v(C)＝________mol·L－1·s－1。a∶b∶d∶ea∶b∶d∶e0.20.43．反应速率的定性、定量测定[考在课外]教材延伸判断正误(1)对于反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，可用反应中任一物质表示该反应的反应速率。()(2)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同。()(3)同一化学反应，2mol·L－1·s－1的化学反应速率一定比1mol·L－1·s－1的化学反应速率快。()(4)甲、乙两容器中分别充入2molNO2和4molNO2，5分钟后两者各反应掉NO21mol和2mol，则说明乙中反应速率大。()×√××拓展应用在2L的密闭容器中发生反应后各物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。回答下列问题：(1)反应方程式为______________________________________________________。(2)0～10s的平均反应速率v(H2)＝__________________；v(HI)＝________________________。H2(g)＋I22HI(g)0.0395mol·L－1·s－10.079mol·L－1·s－1思维探究对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象是否一定越明显？答案不一定。如NaOH溶液与盐酸混合，反应很快但无明显现象。考点二影响反应速率的因素[学在课内]1．内因(主要因素)反应物本身的性质。如相同条件下，Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为：________________。v(Mg)v(Al)2．外因(其他条件不变，只改变一个条件)加快减小加快减小加快减小相同表面积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：E1为________的活化能，E2为________的活化能，使用催化剂时正反应的活化能为________，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。(2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系正反应逆反应E3(E1－E2)kJ·mol－1(2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系分子总数百分数分子总数百分数[考在课外]教材延伸判断正误(1)碳酸钙与盐酸反应的过程中，再增加CaCO3固体，可以加快反应速率。()(2)铁与浓硫酸反应时，硫酸的浓度越大，产生H2的速率越快。()(3)100mL2mol/L的盐酸跟锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率不变。()(4)增大反应物的浓度，能够增大活化分子的百分含量，所以反应速率增大。()(5)对可逆反应FeCl3＋3KSCNFe(SCN)3＋3KCl，增加氯化钾浓度，逆反应速率加快。()×××××(6)可逆反应达到平衡后，增大反应物的浓度，正反应速率增大，逆反应速率减小。()(7)升温时不论吸热反应还是放热反应，反应速率都增大。()(8)加热使反应速率增大的原因之一是活化分子百分数增大。()(9)对于反应A＋BC，改变容器体积，化学反应速率一定发生变化。()(10)化学反应速率一定随着时间的延长而减小。()×√√××拓展应用一定温度下，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：________。增大增大不变减小素养说明：影响反应速率的因素较多，控制变量对其进行探究，是科学研究的重要方法，也是高考命题的常用素材。在解题过程中提升学生对图表观察、对比分析及处理实验数据得出合理结论的能力，从而促进学生的实验探究素养的发展。一、控制变量探究影响化学反应速率的因素促进学生实验探究素养的发展1．考查形式(1)以表格的形式给出多组实验数据，让考生找出每组数据的变化对化学反应速率的影响。(2)给出影响化学反应速率的几种因素，让考生设计实验分析各因素对化学反应速率的影响。2．解题策略[题组训练]1．(2018·北京理综，27)近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。已知：SO2歧化反应的离子方程式：3SO2＋2H2O===4H＋＋2SO2－4＋S↓(1)I－可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂，可能的催化过程如下。将ii补充完整。i．SO2＋4I－＋4H＋===S↓＋2I2＋2H2Oii.I2＋2H2O＋________===________＋________＋2I－(2)探究i、ii反应速率与SO2歧化反应速率的关系，实验如下：分别将18mLSO2饱和溶液加入到2mL下列试剂中，密闭放置观察现象。(已知：I2易溶解在KI溶液中)序号ABCD试剂组成0.4mol·L－1KIamol·L－1KI0.2mol·L－1H2SO40.2mol·L－1H2SO40.2mol·L－1KI0.0002molI2实验现象溶液变黄，一段时间后出现浑浊溶液变黄，出现浑浊较A快无明显现象溶液由棕褐色很快褪色，变成黄色，出现浑浊较A快①B是A的对比实验，则a＝________。②比较A、B、C，可得出的结论是_________________________________________。③实验表明，SO2的歧化反应速率DA。结合i、ii反应速率解释原因：____________________________________________________________。解析(1)由题意知二氧化硫的歧化反应可由i与ii相加所得，所以反应Ⅱ的离子方程式3SO2＋2H2O===4H＋＋2SO2－4＋S↓减去i式得：2I2＋4H2O＋2SO2===2SO2－4＋8H＋＋4I－，化简得到：I2＋2H2O＋SO2===SO2－4＋4H＋＋2I－。(2)①由于B是A的对比实验，所以两组实验中KI的浓度必须相同，即a＝0.4。②A说明I－能催化二氧化硫发生歧化反应。C中无明显现象，说明H＋单独存在时不具有催化作用，不能使二氧化硫歧化反应速率加快。B中溶液变黄，出现浑浊较A快，结合C可知，增强溶液的酸性，可增强I－的催化效果。③由于I－催化二氧化硫的歧化反应是i与ii两个过程分步进行，所以两个反应中任何一个反应的速率都会影响总反应的速率。D中直接加入I2，故反应ii可立即发生，而由反应ii产生的H＋可使反应i速率加快，所以D的反应速率比A快。答案(1)SO2SO2－44H＋(2)①0.4②I－是SO2歧化反应的催化剂，H＋单独存在时不具有催化作用，但H＋可以加快歧化反应速率③反应ii比i快；D中由反应ii产生的H＋使反应i加快2．某学习小组用铁与稀硫酸反应探究“影响化学反应速率因素”，数据如下表：实验序号铁的质量/g铁的形态V(H2SO4)/mLc(H2SO4)/(mol·L－1)反应前溶液的温度/℃金属完全消失的时间/s①0.10片状500.820200②0.10粉状500.82025③0.10片状501.020125④0.10片状501.03550请分析上表信息，下列说法错误的是()A．实验①和②表明固体反应物的表面积越大，反应速率越大B．仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有①和③C．实验③和④表明反应物温度越高，反应速率越小D．实验③将稀硫酸改为同体积、c(H＋)相同的盐酸(其他条件不变)，发现放出气泡的速率盐酸明显比硫酸快，其可能的原因是Cl－起催化作用hpg答案C解析实验①和②中，其他条件相同，只有铁的形态不同，因此固体反应物的表面积越大，反应速率越大，A正确；实验①和③中，其他条件相同，只有c(H2SO4)不同，B正确；根据数据，温度越高，金属完全消失的时间越短，反应速率越快，C错误；因为其他条件都相同，不同的是SO2－4和Cl－，盐酸反应速率快，应是Cl－的催化作用，D正确。3．某研究性学习小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液之间的反应来探究“外界条件改变对化学反应速率的影响”，实验如下：实验序号实验温度/K参加反应的物质溶液颜色褪至无色时所需时间/sKMnO4溶液(含硫酸)H2C2O4溶液H2OV/mLc/mol·L－1V/mLc/mol·L－1V/mLA29320.0240.10t1BT120.0230.1V18C31320.02V20.11t2(1)通过实验A、B，可探究出________(填外部因素)的改变对反应速率的影响，其中V1＝________，T1＝________；通过实验____________可探究出温度变化对化学反应速率的影响。(2)若t18，则由此实验可以得出的结论是________________________________；利用实验B中数据计算，用KMnO4的浓度变化表示的反应速率为v(KMnO4)＝________。(3)该反应中有无色无味气体产生且锰被还原为Mn2＋，写出相应反应的离子方程式_______________________________________________________________。(4)该小组的一位同学通过查阅资料发现，上述实验过程中n(Mn2＋)随时间变化的趋势如图所示，并认为造成此种变化的原因是反应体系中的某种粒子对KMnO4与草酸之间的反应有某种特殊的作用，则该作用是__________________________，相应的粒子最可能是(填序号)________。解析分析表中数据知，本实验是探究浓度、温度变化对反应速率产生的影响。实验中，探究浓度(温度)对反应速率的影响时，就要确保影响反应速率的其他因素相同。A、B两组实验，草酸浓度不同，故温度应相同，T1＝293；为使A、B两组实验中KMnO4浓度相同，则溶液总体积均应为6mL，故V1＝1。C组温度与另外两组不同，加水量与B组相同，故实验B、C是探究温度对化学反应速率的影响，因此V2＝3。由A、B实验现象及浓度差异知，在其他条件相同的情况下，增大反应物浓度可加快化学反应速率。计算反应速率时，c(KMnO4)应是混合溶液中的浓度。利用实验B中数据计算，v(KMnO4)＝0.02mol·L－1×2L×10－3÷(6L×10－3)÷8s＝8.3×10－4mol·L－1·s－1。气体是CO2，故有MnO－4＋H2C2O4―→Mn2＋＋CO2↑，依得失电子守恒有2MnO－4＋5H2C2O4―→2Mn2＋＋10CO2↑，最后依质量守恒原理添加H＋与H2O并配平即可。由图像知，反应中存在