【全程復習方略】2104學年高考化學一輪復習 7.1 化學反應速率及影響因素課件 新人教

第七章化學反應速率和化學平衡第一節(jié)化學反應速率及影響因素考綱考情三年11考高考指數(shù):★★★★☆1.了解化學反應速率的概念、反應速率的定量表示方法。2.了解催化劑在生產、生活和科學研究領域中的重要作用。3.理解外界條件(濃度、溫度、壓強、催化劑等)對反應速率的影響,認識并能用相關理論解釋其一般規(guī)律。在2L的密閉容器中,加入1molH2和3molI2,發(fā)生反應H2(g)+I2(g)2HI(g)。在2s末時,測得容器中含有0.4mol的HI,則該反應的化學反應速率v(H2)=_________________;v(HI)=________________。若在標準狀況下(碘為固體),該過程中_______(填“可以”或“不可以”)用碘的濃度的變化來描述該反應的反應速率。一、化學反應速率0.05mol·L-1·s-10.1mol·L-1·s-1不可以1.表示方法:通常用單位時間內反應物濃度的_____或生成物濃度的_____來表示。2.數(shù)學表達式及單位:v=,單位為mol·L-1·min-1或mol·L-1·s-1。減少增加3.化學反應速率與化學計量數(shù)的關系:對于已知反應mA(g)+nB(g)====pC(g)+qD(g),其化學反應速率可用不同的反應物或生成物來表示,當單位相同時,化學反應速率的數(shù)值之比等于方程式中各物質的___________之比,即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=___________。如在一個2L的容器中發(fā)生反應:3A(g)+B(g)====2C(g),加入2molA,1s后剩余1.4mol,則v(A)=________________,v(B)=________________,v(C)=________________?；瘜W計量數(shù)m∶n∶p∶q0.3mol·L-1·s-10.1mol·L-1·s-10.2mol·L-1·s-1(1)化學反應速率一般指平均速率,不是某一時刻的瞬時速率。(2)不能用固體或純液體表示化學反應速率。因為固體或純液體的濃度在化學反應中視為定值。二、化學反應速率的影響因素在溫度不變的情況下,將0.01mol·L-1KMnO4溶液與不同濃度的H2C2O4溶液反應(如圖)。圖1和圖2相比較,反應速率較快的是____,原因是____________________。若向圖1中加入MnSO4固體,反應速率將_____(填“加快”“不變”或“減慢”,下同),原因是使用了催化劑。若加熱圖示中的兩支試管,反應速率將_____。圖2增加了反應物的濃度加快加快1．內因：反應物本身的_____。2．外因(其他條件不變，只改變一個條件)。濃度→增大反應物濃度，反應速率_____，反之_____壓強→對于有氣體參加的反應，增大壓強，反應速率_____，反之_____溫度→升高溫度，反應速率_____，反之_____催化劑→使用催化劑，能改變化學反應速率，且正、逆反應速率的改變程度_____其他因素→反應物間的_________、光輻照、放射線輻照、超聲波等性質加快減慢加快減慢加快減慢相同接觸面積3.理論解釋——有效碰撞理論:(1)活化分子、活化能、有效碰撞。①活化分子:能夠發(fā)生有效碰撞的分子。②活化能:如圖圖中:___為無催化化劑時反反應的活活化能,使用催化化劑時的的活化能能為___,反應熱為為______。③有效碰碰撞:活化分子子之間能能夠引發(fā)發(fā)化學反反應的碰碰撞。E1E3E1-E2(2)活化分子子、有效效碰撞與與反應速速率的關關系。分子總數(shù)不變增加分子總數(shù)數(shù)增加增加(1)反應物本本身的性性質是影影響化學學反應速速率的主主要因素素。(2)壓強對化化學反應應速率的的影響是是通過改改變濃度度實現(xiàn)的的,所以分析析壓強的的改變對對反應速速率的影影響時也也可以從從濃度是是否發(fā)生生改變的的角度來來分析,若改變總總壓強而而各物質質的濃度度不改變變,則反應速速率不變變。(3)改變溫度度,使用催化化劑,反應速率率一定發(fā)發(fā)生變化化,其他外界界因素的的改變,反應速率率不一定定發(fā)生變變化?？键c一化學反應應速率的的計算及及大小比比較1.反應速率率的計算算及大小小比較的的常用依依據(jù):“速率之比比等于方程式中中各物質質的化學學計量數(shù)數(shù)之比””是反應應速率的的計算及及大小比較的的常用依依據(jù)。同同一個反反應的速速率,用不同物物質表示示時,數(shù)值之比比等于方方程式中中各物質質的計量量數(shù)之比比,即對于反反應:aA+bB====cC+dD,有v(A)∶v(B)∶∶v(C)∶v(D)=a∶∶b∶c∶d或v(A)=v(B)=v(C)=v(D);可利用此此比例關關系計算算用不同物質表表示的反反應速率率或計算算方程式式中各物物質的化化學計量量數(shù)。思想方法2.化學反應應速率大大小比較較的方法法:(1)看單位是是否統(tǒng)一一,若不統(tǒng)一一,換算成相相同的單單位。(2)換算成用用同一物物質表示示的反應應速率,再比較數(shù)數(shù)值的大大小。(3)比較化學學反應速速率與化化學計量量數(shù)的比比值,即對于一一般反應aA+bB====cC+dD,比較則A表示的反反應速率率比B大。3.計算化學學反應速速率的基基本模式式:(1)寫出有關關反應的的化學方方程式。。(2)找出各物物質的起起始量、、轉化量量、某時時刻量。。(3)根據(jù)已知知條件列列方程式式計算。。例如:反應mA+nBpC起始濃度度(mol·L-1)abc轉化濃度度(mol·L-1)x某時刻濃濃度(mol·L-1)a-x【高考警示示】（1）同一化化學反應應，用不不同的物物質表示示的反應應速率的的數(shù)值不不同，所所以在表表示化學學反應速速率時必必須指明明具體物物質。（2）固體和和純液體體的濃度度可視為為常數(shù)，，所以通通常不用用固體或或純液體體表示或或計算反反應速率率。（3）化學反反應速率率通常都都是用反反應物或或生成物物物質的的量濃度度的變化化來表示示。但在在某些情情況下也也有用反反應物或或生成物物的物質質的量或或質量的的變化來來表示的的。【典題通關關1】將一定量量的X氣體和1molY氣體在2L的容器中混合,并在一定定條件下下發(fā)生反反應:2X(g)+Y(g)2Z(g),若經2s(t2時刻)后測得Z的物質的的量如圖圖所示?！，F(xiàn)有下列列幾種說說法:①用物質X表示的反反應速率率為0.3mol·L-1·s-1②用物質Y表示的反反應速率率為0.6mol·L-1·s-1③2s時物質X的轉化率率為75%④2s時物質Y的濃度為為0.4mol·L-1其中正確確的是()A.①③③B.①④④C.②③③D.③④④【解題指南南】解答本題題要注意意以下兩兩點:(1)明確圖示示的縱坐坐標表示示物質的的量,該反應容容器的體體積為2L。(2)計算反應應速率時時要嚴格格按照公公式計算算,不要用物物質的量量的變化化量代替替物質的的量濃度度的變化化量。【解析】】選A。v(Z)==0.3mol·L-1·s-1,v(X)=v(Z)=0.3mol·L-1·s-1;v(Y)=v(Z)=0.3mol··L-1·s-1×=0.15mol·L-1·s-1。2s時生成1.2molZ,說明參加反應應的Y的物質的量為為0.6mol,剩余0.4mol的Y。參加反應的的X為1.2mol,2s時Y和X的物質的量相相等,即X也剩余0.4mol,說明原來加入的的X為1.6mol。X的轉化率為×100%=75%。2s時生成1.2molZ,剩余0.4mol的Y,反應容器為2L,所以Y的濃度為0.2mol·L-1?！净犹骄俊俊?1)若①②中用X、Y表示的反應速速率分別為0.3mol·L-1·s-1、0.6mol·L-1·s-1,哪種物質表示示的反應速率更快?提示:把v(Y)轉化為v(X)可得,v(X)=2v(Y)=2×0.6mol·L-1·s-1=1.2mol·L-1·s-1,所以,用物質Y表示的反應速速率更快。(2)在2s末,Y的轉化率為多多少?若反應開始加加入的X的物質的量為為2mol,t2時刻剩余Y為0.4mol,則2s末X的轉化率為多多少?你能迅速得出出答案嗎?提示:Y的轉化率=××100%=60%。通入X、Y兩氣體的物質質的量之比等等于化學計量量數(shù)之比為2∶1,消耗物質的量量之比也為2∶1,則X、Y的轉化率相等等,都為60%?！炯庸逃柧殹俊?.(2014·棗莊模擬)工業(yè)上制備合合成氣的工藝藝主要是水蒸蒸氣重整甲烷:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH>0,在一定條件下,向容積為1L的密閉容器中中充入1molCH4(g)和1molH2O(g),測得H2O(g)和H2(g)的濃度隨時間間變化曲線如如圖所示,下列說法正確的的是()A.達平衡時,CH4(g)的轉化率為75%B.0～10min內,v(CO)=0.075mol·L-1·min-1C.該反應的化學學平衡常數(shù)K=0.1875mol·L-1D.當CH4(g)的消耗速率與與H2O(g)的生成速率相相等,反應達到平衡衡【解析】選D。根據(jù)題干圖圖像可知,反應進行到10min時達到平衡狀態(tài),氫氣和水蒸氣氣的平衡濃度度均是0.75mol·L-1,因此消耗水蒸氣的濃濃度是1mol··L-1-0.75mol·L-1=0.25mol·L-1,則:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)起始濃度(mol·L-1)1 100轉化濃度(mol·L-1平衡濃度(mol·L-1所以達平衡時時，CH4(g)的轉化率為×100%＝25%，A不正確；0～10min內，v(CO)＝＝＝0.025mol·L－1·min-1，B不正確；該反反應的化學平平衡常數(shù)K＝C不正確；CH4(g)的消耗與H2O(g)的生成反應方方向相反，當當二者速率相等時時，反應達到到平衡狀態(tài)，，D正確。2.在2L的密閉容器中中,放入0.4molA和0.6molB,在一定溫度下,壓強為p,加入催化劑(體積忽略),發(fā)生反應2A(g)+3B(g)xC(g)+2D(g),在amin后,容器中c(A)=0.1mol·L-1,則v(B)=;若溫度不變,壓強變?yōu)?.9p,則v(C)=,x=?！窘馕觥?A(g)+3B(g)xC(g)+2D(g)起始/mol0.4 0.60 0轉化amin后v(B)=mol·L-1·min-1。體積、溫度不不變時,壓強之比等于于氣體的物質質的量之比:(0.6+0.4)∶∶(0.2+0.3+0.1x+0.2)=1∶0.9,則x=2,v(C)=mol·L-1·min-1。答案:mol·L-1·min-1mol·L-1·min-12考點二化學反應速率率圖像及其應應用1.全程速率—時間圖:如Zn與足量鹽酸的的反應,反應速率隨時時間的變化出出現(xiàn)如圖情況況。對比分析解釋原因:AB段(v漸大),因為是放熱反反應,隨反應的進行行,溫度漸高,導致反應速率率的漸大;BC段(v漸小),則主要因為隨隨反應的進行行,溶液中c(H+)漸小,導致反應速率率漸小。2.物質的量(或濃度)—時間圖像:例如:某溫度時,在定容(VL)容器中,X、Y、Z三種物質的物物質的量隨時時間的變化曲曲線如圖所示示。(1)由圖像得出的的信息是①X、Y是反應物,Z是產物;②t3時反應達平衡衡,X、Y沒有全部反應應。(2)根據(jù)圖像可進進行如下計算算:①某物質的平均均速率、轉化化率,如v(X)=mol·L-1·s-1,Y的轉化率=××100%。②確定化學方方程式中的化化學計量數(shù)之之比如X、Y、Z三種物質的化化學計量數(shù)之之比為(n1-n3)∶(n2-n3)∶n2。3.化學平衡的移移動與反應速速率的關系。。平衡體系條件變化速率變化平衡變化圖像任一平衡體系增大反應物的濃度v(正)、v(逆)均增大,且v′(正)>v′(逆)正向移動減小反應物的濃度v(正)、v(逆)均減小,且v′(逆)>v′(正)逆向移動平衡體系條件變化速率變化平衡變化圖像任一平衡體系增大生成物的濃度v(正)、v(逆)均增大,且v′(逆)>v′(正)逆向移動減小生成物的濃度v(正)、v(逆)均減小,且v′(正)>v′(逆)正向移動平衡體系條件變化速率變化平衡變化圖像正反應為氣體體積增大的放熱反應增大壓強或升高溫度v(正)、v(逆)均增大,且v′(逆)>v′(正)逆向移動減小壓強或降低溫度v(正)、v(逆)均減小,且v′(正)>v′(逆)正向移動平衡體系條件變化速率變化平衡變化圖像任意平衡或反應前后氣體體積不變的平衡正催化劑或增大壓強v(正)、v(逆)同等倍數(shù)增大平衡不移動負催化劑或減小壓強v(正)、v(逆)同等倍數(shù)減小【方法指南】根據(jù)速率—時時間圖像判斷斷反應條件的的方法(1)看圖像中正、、逆反應速率率的變化趨勢勢,兩者是同等程程度的變化,還是不同程度度的變化。同同等程度的變變化一般從壓壓強(反應前后氣體體體積不變的的反應)和催化劑考慮慮;若是不同程度度的變化,從溫度、濃度度、壓強(反應前后氣體體體積改變的的反應)角度考慮。(2)對于反應速率率變化不相等等的反應,要注意觀察改改變某個條件件瞬間,正、逆反應速速率的大小關關系及變化趨趨勢。同時要要聯(lián)系外界條條件對反應速速率的影響規(guī)規(guī)律,加以篩選、驗驗證、排除。?！镜漕}通關2】向某密閉容器器中加入0.3molA、0.1mA.若t1=15s,生成物C在t0～t1時間段的反應應速率為0.004mol·L-1·s-1B.t4～t5階段改變的條條件為降低反反應溫度C.B的起始物質的的量為0.02molD.t5～t6階段可能是增增大壓強【解題指南】】解答本題要注注意以下兩點點:(1)首先根據(jù)圖甲甲計算出該反反應的方程式式。(2)明確四個階段段都各改變一一種不同的條條件并且改變變的條件均不不同。【解析】選A。v(C)==0.004mol·L-1·s-1,A項正確。由圖圖甲分析可知知反應方程式式是3A(g)B(g)+2C(g),在t4～t5階段,平衡沒有移動動,反應速率減小小,則是減小了壓壓強;再由化學計量量數(shù)之比等于于Δc之比,求出Δc(B)=0.03mol·L-1,則起始濃度為為0.02mol·L-1,由求出的容器體積為2L知B的起始物質的的量為0.04mol,B項和C項錯誤。t5～t6階段改變的條條件應是升高高溫度?！咀兪接柧殹俊?2013··成都模擬)可逆反應N2+3H22NH3是工業(yè)上合成氨的的重要反應。。(1)根據(jù)圖1請寫出合成氨氨的熱化學方方程式________________(熱量用E1、E2或E3表示)。(2)圖1中虛線部分是是通過改變化化學反應中的的條件,該條件的改變變與圖2中哪一時刻條條件的改變相相同(用“t1…t6”表示)。(3)圖2中t3時刻改變的條條件是,t5時刻改變的條條件是。【解析】(1)根據(jù)圖1可知,從N2和H2反應生成1molNH3過程中放出的熱量量為(E3-E1)kJ,所以N2與H2反應生成NH3的熱化學方程式為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-2(E3-E1)kJ·mol-1。(2)圖1中虛線部分表表示由反應物物到達過渡態(tài)態(tài)的過程中,所需能量減少,說明使用了催催化劑,降低了活化能能。因為反應應N2+3H22NH3為反應前后氣氣體體積不相相等的反應,在圖2中,t2時刻改變條件,正、逆反應速速率的改變相相同,說明改變的外外界條件只能能是使用了催化劑。。(3)t3時改變條件,v(正)、v(逆)都同時減小,且v(正)<v(逆),平衡向逆反應應方向移動,改變的條件為為減小壓強;t5時改變條件,v(正)、v(逆)都同時增大,且v(逆)>v(正),平衡向逆反應應方向移動,只能是升高溫溫度。答案:(1)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-2(E3-E1)kJ·mol-1(2)催化劑t2…t3(3)減小壓強升升高溫度【加固訓練】】1.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是制備硫酸的的重要反應。。下列敘述正正確的是()A.催化劑V2O5不改變該反應應的逆反應速速率B.增大反應體系系的壓強,反應速率一定定增大C.該反應是放熱熱反應,降低溫度將縮縮短反應達到到平衡的時間間D.在t1、t2時刻,SO3(g)的濃度分別是是c1、c2,則時時間間間間隔隔t1～t2內,SO3(g)生成成的的平平均均反反應應速速率率為為v=【解解析析】】選D。催催化化劑劑能能同同等等程程度度地地改改變變正正逆逆反反應應速速率率，，A項錯錯誤誤；；壓壓強強對對化化學學反反應應速速率率的的影影響響是是通通過過改改變變濃濃度度來來實實現(xiàn)現(xiàn)的的，，增增大大反反應應體體系系的的壓壓強強，，濃濃度度不不一一定定增增大大，，如如恒恒容容下下充充入入惰惰性性氣氣體體，，速速率率并并沒沒有有增增大大，，B項錯錯誤誤；；降降低低溫溫度度反反應應速速率率減減小小，，將將延延長長反反應應達達到到平平衡衡的的時時間間，，C項錯錯誤誤；；化化學學反反應應速速率率通通常常用用單單位位時時間間內內反反應應物物濃濃度度的的減減少少量量或或生生成成物物濃濃度度的的增增加加量量來來表表示示，，D項正正確確。。2.某溫溫度度時時,在一一個個容容積積為為2L的密密閉閉容容器器中中,X、Y、Z三種種氣氣體體的的物物質質的的量量隨隨時時間間的的變變化化曲曲線線如如圖圖所所示示。。根據(jù)據(jù)圖圖中中數(shù)數(shù)據(jù)據(jù),試填填寫寫下下列列空空白白:(1)該反反應應的的化化學學方方程程式式為為。(2)反(3)若上上述述反反應應在A.在t1時增大了壓強B.在t3時加入了催化劑C.在t4時一定降低了溫度D.t2～t3時X的轉化率最高【解解析析】】(1)由題題中中圖圖像像知知v(X)∶∶v(Y)∶∶v(Z)=0.3∶∶0.1∶∶0.2=3∶∶1∶∶2,又由由于于該該反反應應不能能進進行行徹徹底底,所以以化化學學方方程程式式為為3X+Y2Z。(2)v(Z)==0.05mol··L-1·min-1。(3)在t1時如如果果增增大大壓壓強強,則正正、、逆逆反反應應速速率率都都會會增增大大,且應應是是v(正)增大大的的幅幅度度大大于于v(逆),A錯誤誤;在t3時應應該該是是加加入入了了催催化化劑,正、逆逆反應應速率率都增增大,并且增增大的的倍數(shù)數(shù)相同同,平衡不不移動,B正確;在t4時不知知道正正反應應是吸吸熱還還是放放熱,無法確確定是是降低溫度度,由圖像像知t4時應是是減小小壓強強,C錯誤;由題圖圖可以以看出出,從t1～t2,平衡向向逆反反應方方向移移動,X的轉化化率降降低,從t2～t4,平衡不移移動,X的轉化化率不不變,從t4～t5,平衡繼繼續(xù)向向逆反反應方方向移移動,X的轉化化率又又降低低,因此,t0～t1時X的轉化化率最最高,D錯誤。。答案:(1)3X+Y2Z(2)0.05mol·L-1·min-1(3)B【資源源平臺臺】外界因因素對對影響響化學學反應應速率率的實實驗探探究1.常見考考查形形式:(1)以表格格的形形式給給出多多組實實驗數(shù)數(shù)據(jù),讓學生生找出出每組組數(shù)據(jù)據(jù)的變變化對對反應應的影影響。。(2)給出影影響化化學反反應的的幾種種因素素,讓學生生設計計實驗驗分析析各因因素對對反應應的影影響。。2.解題策策略:(1)確定變變量:解答這這類題題目時時首先先要認認真審審題,理清影影響實實驗探探究結結果的的因素素有哪哪些。。(2)定多變變一。。在探究究時,應該先先確定定其他他的因因素不不變,只變化化一種種因素素,看這種種因素素與探探究的的問題題存在在怎樣樣的關關系;這樣確確定(3)數(shù)據(jù)有效。解答時注意選擇數(shù)據(jù)(或設置實驗)要有效,且變量統(tǒng)一,否則無法做出正確判斷?！痉椒ㄖ钢改稀拷獯鹩坝绊懛捶磻偎俾蕳l條件的的探究究題的的策略略(1)重視表表格數(shù)數(shù)據(jù)分分析:實驗探探究影影響化化學反反應速速率的的因素素類的的題目目的呈呈現(xiàn)形形式多多以表表格為為主,而表格格呈現(xiàn)現(xiàn)的主主要是是數(shù)據(jù)據(jù)。所所以,要重視視表格格中的的數(shù)據(jù)據(jù)分析析。(2)強化條條件意意識:研究條條件對對反應應速率率的影影響,主要是是改變變一個個條件件。在在考題題中,經常涉涉及溫溫度、、濃度度和催催化劑劑,很少涉涉及壓壓強。。在做做題時時要注注意這這方面面?！镜淅吭阡\與與鹽酸酸反應應的實實驗中中,一個學學生得得到的的結果果如下下表所所示:鋅的質量/g鋅的形狀溫度/℃完全溶于水的時間/sA2薄片5400B2薄片15200C2薄片25100D2薄片35t1E2細小顆粒15t2F2粉末15t3G2薄片(含少量雜質Cu)35t4(1)t1=s,畫出以以時間間對溫溫度的的曲線線圖(縱軸表表示時時間,橫軸表表示溫溫度)。(2)利用所所畫的的曲線線圖,總結并并得出出的關關于溫溫度影影響反反應速速率的結論論是__________________________________________。(3)t1_______t4(填“>”或“<”),原因是是________________________________________________________________________________________________________________。t2________t3(填“>”或“<”),原因是是____________________________________________________________________________________________________________________。(4)單位時時間內內消耗耗鋅的的質量量mB、mE、mF從大到到小的的順序序為__________________________________________________。【解題題指南南】(1)歸納出出溫度度與時時間的的關系系,以此推推算出出時間間t1和繪制制曲線線圖;(2)了解其其他因因素,如固體體反應應物表表面積積大小小和原原電池池效應應的影影響。?！窘馕鑫觥拷獯鹪撛擃}要要認真真分析析表中中數(shù)據(jù)據(jù),由A、B、C總結規(guī)規(guī)律,推出t1=50s,根據(jù)A、B、C、D四組實實驗的的數(shù)據(jù)據(jù)可畫畫出溫溫度-時間圖圖,通過對對圖像像的分分析總總結溫溫度對對反應應速率率的影影響,找出規(guī)規(guī)律,D、G組實驗驗相比比較,G中可形形成銅銅-鋅原電電池,加快反反應速速率;E、F組實驗驗相比比較,F中鋅的的表面面積大大,反應速速率快快;B、E、F組相比比較,粉末狀狀的Zn反應速速率最最快,薄片狀狀的Zn反應速速率最最慢,故單位位時間間內消消耗鋅鋅的質質量為為mF>mE>mB。答案:(1)50(2)溫度每每升高高10℃℃,反應速速率加加快到到原來來的2倍(3)>G組中可可形成成Cu-Zn原電池池,反應速速率加加快>F組中鋅鋅為粉粉末狀狀,表面積積較大大,反應速速率加加快(4)mF>mE>mB【變式訓訓練】某探究究小組組用測測量HNO3與大理理石反反應過過程中中質量量減小小的方方法,研究影影響反反應速速率的的因素素。限選試試劑:1.00mol·L-1HNO3、2.00mol··L-1HNO3,細顆粒粒大理理石、、粗顆顆粒大大理石石,35℃水浴。。(1)他們能能完成成哪些些因素素對速速率影影響的的探究究?______