高三復(fù)習(xí)專題化學(xué)反應(yīng)速率及其影響因素

關(guān)于高三復(fù)習(xí)專題化學(xué)反應(yīng)速率及其影響因素知識框架反應(yīng)速率和化學(xué)平衡第2頁,共35頁，2024年2月25日，星期天考綱要求（1）了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念及其定量表示方法。（2）了解催化劑在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重大作用。（3）了解焓變和熵變是與反應(yīng)方向有關(guān)的兩種因素。（4）了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性。（5）了解化學(xué)平衡建立的過程。理解化學(xué)平衡常數(shù)的含義，能夠利用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行簡單的計算。（6）理解外界條件（濃度、溫度、壓強、催化劑等）對反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響，認(rèn)識其一般規(guī)律。（7）了解化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用。第3頁,共35頁，2024年2月25日，星期天一、化學(xué)反應(yīng)速率1.定義：2.表示方法：3.數(shù)學(xué)表達(dá)式：△cv=t4.單位：衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢程度的物理量通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。mol/(L·s)或mol/(L·min)或mol·L-1·h-1第4頁,共35頁，2024年2月25日，星期天化學(xué)反應(yīng)速率注意幾點★

1.反應(yīng)速率是指某一時間間隔內(nèi)的平均反應(yīng)速率，而不是某一時刻的瞬時速率；★

2.同一化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率用不同的物質(zhì)來表示，可能有不同的速率值，但表示的物理意義完全相同。等價速率★3.用不同的物質(zhì)來表示的同一化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率之比，等于化學(xué)方程式的計量系數(shù)之比。對于反應(yīng)：aA+bB=cC+dD比例關(guān)系：

v(A)：v(B)：v(C)：v(D)=a：b：c：d等式關(guān)系：1a1b1c1dV(A)V(B)V(C)V(D)===★

4.比較同一反應(yīng)在不同條件下的反應(yīng)速率時，應(yīng)：

①統(tǒng)一基準(zhǔn)物質(zhì)；②統(tǒng)一單位。第5頁,共35頁，2024年2月25日，星期天【例1】反應(yīng)A+3B=2C+2D在四種不同情況下的反應(yīng)速率分別為:①v(A)=0.15mol/(L·s);②v(B)=0.6mol/(L·s)③v(C)=24mol/(L·min);④v(D)=0.45mol/(L·s)則該反應(yīng)進(jìn)行的快慢順序為

。④>③=②>①【例2】在2L容器中，發(fā)生3A+B=2C的反應(yīng)，若最初加入的A和B均為4mol，A的平均反應(yīng)速率為0.12mol/(L·s)，則10s后容器內(nèi)的B物質(zhì)是()A.2.8molB.1.6molC.3.2mol

D.3.6molC典型例題解析第6頁,共35頁，2024年2月25日，星期天典型例題解析【例3】某溫度時，在2L容器中X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如右圖所示，由圖中數(shù)據(jù)分析，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：

。反應(yīng)開始至2min，Z的平均反應(yīng)速率為

。

n/molt/min1230.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01.11.23X+Y2Z0.05mol/(L·min)YXZ由圖象求化學(xué)方程式一般應(yīng)解決三個問題：1.確定反應(yīng)物和生成物（根據(jù)曲線的斜率）；2.反應(yīng)物和生成物前的系數(shù)

（根據(jù)同一時間內(nèi)濃度的變化量）；3.反應(yīng)可逆與否

（觀察最后濃度是否隨時間的變化而變化，即是否具有與x軸平行的直線存在）。第7頁,共35頁，2024年2月25日，星期天【例4】

（2010福建卷）化合物Bilirubin在一定波長的光照射下發(fā)生分解反應(yīng)，反應(yīng)物嘗試隨反應(yīng)時間變化如右圖所示，計算反應(yīng)4~8min間的平均反應(yīng)速率和推測反應(yīng)16min反應(yīng)物的濃度，結(jié)果應(yīng)是A2.5μmol·L-1·min-1和

2.0μmol·L-1B2.5μmol·L-1·min-1和

2.5μmol·L-1C3.0μmol·L-1·min-1和

3.0μmol·L-1D5.0μmol·L-1·min-1和

3.0μmol·L-1B·L第8頁,共35頁，2024年2月25日，星期天二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素決定因素：參加化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)的性質(zhì)（即反應(yīng)物的本性）影響因素：當(dāng)其他條件不變時1.濃度的影響：增加反應(yīng)物的濃度可以加快化學(xué)反應(yīng)速率；降低反應(yīng)物的濃度，可以減慢化學(xué)反應(yīng)速率。2.壓強的影響：（僅適用于有氣體參加的反應(yīng)）增加體系的壓強，可以加快化學(xué)反應(yīng)速率；降低體系的壓強，可以減慢化學(xué)反應(yīng)速率3.溫度的影響：升高體系的溫度可以加快化學(xué)反應(yīng)速率；降低體系的溫度，可以減慢化學(xué)反應(yīng)速率。4.催化劑的影響：使用正催化劑可以加快化學(xué)反應(yīng)速率；使用負(fù)催化劑，可以減慢化學(xué)反應(yīng)速率。5.其他因素的影響：如：光、固體顆粒大小、溶劑等第9頁,共35頁，2024年2月25日，星期天特別提醒1.濃度問題（1）若增加一種物質(zhì)的濃度（無論是反應(yīng)物或是生成物），反應(yīng)速率總是加快，反之則減慢。（2）固體（或純液體）的濃度視為常數(shù)，增加或減少固體（或純液體）的量，化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡均不改變；故不能用它表示反應(yīng)速率。但固體的顆粒越小，反應(yīng)速率越快。第10頁,共35頁，2024年2月25日，星期天特別提醒2.壓強問題

壓強的改變必須是對氣體物質(zhì)的量濃度產(chǎn)生影響而不是外表上的升高或不變。（1）對于有氣體參加和生成的化學(xué)反應(yīng)，增大壓強，體積縮小，氣體物質(zhì)的濃度增大，無論是正反應(yīng)速率或是逆反應(yīng)速率均增大；（2）壓強對平衡體系中氣體的系數(shù)大的方向影響的幅度大；（3）氣體體系中每一種物質(zhì)的濃度均增大一倍，相當(dāng)于各種物質(zhì)的物質(zhì)的量不變，而體系體積縮小一半，即相當(dāng)于“加壓”了。第11頁,共35頁，2024年2月25日，星期天（4）恒容條件下，充入反應(yīng)無關(guān)氣體（惰氣），容器總壓盡管增大了，但與反應(yīng)有關(guān)的氣體各自的分壓不變，各自的濃度也不變，故反應(yīng)速度不變，化學(xué)平衡不移動。（5）善于辯認(rèn)“真”“假”壓強改變，即沒有氣態(tài)物質(zhì)濃度改變的壓強變化是“假”的；非反應(yīng)氣體對反應(yīng)速率的影響N2、H2

、NH3HeC減小V減小N2、H2

、NH3HeC不變V不影響第12頁,共35頁，2024年2月25日，星期天（1）升高溫度，無論是放熱反應(yīng)或是吸熱反應(yīng)（正、逆反應(yīng)），速率都加快，但溫度對吸熱方向影響的幅度大（即升溫加快的幅度大，降溫下降的幅度大）；（2）溫度每升高10℃，反應(yīng)速率就提高到原來的2~4倍。3.溫度問題特別提醒Vt=V始×(2～4)△T/10第13頁,共35頁，2024年2月25日，星期天4.催化劑問題特別提醒（1）催化劑在化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量不變，化學(xué)性質(zhì)不變，物理性質(zhì)可能發(fā)生改變。（2）催化劑能同等程度的改變正、逆反應(yīng)的反應(yīng)速率，因而對化學(xué)平衡無影響，不能改變反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率和生成物的總產(chǎn)量。（3）催化劑參加化學(xué)反應(yīng)，改變了反應(yīng)進(jìn)行的途徑，因而大大降低了反應(yīng)的活化能，大大增大了活化分子百分?jǐn)?shù)。第14頁,共35頁，2024年2月25日，星期天影響化學(xué)反應(yīng)速率外因很多物質(zhì)間接觸面大小接觸機會的多少（互溶性）原電池的形成各種能量因素

第15頁,共35頁，2024年2月25日，星期天例在密閉容器里，通入xmol氫氣和ymol碘蒸氣，改變下列條件，反應(yīng)速率如何改變？（填“增大”或“減小”或“不變”）（1）升高溫度()

（2）加入催化劑()

（3）保持容器的容積不變，充入更多的氫氣()

（4）擴(kuò)大容器的體積()

（5）保持容器的容積不變，通入氖氣()（6）保持壓強不變充入Ne()增大增大增大減小不變減小第16頁,共35頁，2024年2月25日，星期天（1）有效碰撞：反應(yīng)物分子間必須相互碰撞才有可能發(fā)生反應(yīng)，但不是每次碰撞都能發(fā)生反應(yīng)，能發(fā)生反應(yīng)的碰撞稱為有效碰撞。有效碰撞必須滿足兩個條件：一是發(fā)生碰撞的分子具有較高的能量；二是分子在一定的方向上發(fā)生碰撞。（2）活化分子：（3）活化分子百分?jǐn)?shù)：在化學(xué)反應(yīng)中，能量較高，有可能發(fā)生有效碰撞的分子稱為活化分子。指活化分子在反應(yīng)物分子中所占的百分?jǐn)?shù)。三、有效碰撞理論第17頁,共35頁，2024年2月25日，星期天（4）有效碰撞的碰撞角度：（5）活化能：是指活化分子的平均能量與普通反應(yīng)物分子的平均能量的差值。足夠的能量和恰當(dāng)?shù)呐鲎步嵌茸⒁猓篴.活化分子的碰撞不一定都是有效碰撞；b.活化分子數(shù)越多，有效碰撞次數(shù)就越多，反應(yīng)速率就越快。E反應(yīng)物E生成物E活化分子第18頁,共35頁，2024年2月25日，星期天外界條件改變單位體積內(nèi)分子總數(shù)反應(yīng)的活化能活化分子百分?jǐn)?shù)單位體積內(nèi)活化分子總數(shù)有效碰撞次數(shù)化學(xué)反應(yīng)速率增大反應(yīng)物濃度增大氣體反應(yīng)壓強升高溫度使用催化劑增大不變增多加快增大不變增多加快不變增大增多加快不變增多增多增多增多增大不變不變不變降低增多加快第19頁,共35頁，2024年2月25日，星期天①冒氣泡的快慢②顏色變化的快慢③固體溶解的快慢④渾濁程度⑤溫度變化的快慢等1.定性觀察化學(xué)反應(yīng)速率的方法四、化學(xué)反應(yīng)速率的測定方法第20頁,共35頁，2024年2月25日，星期天2.化學(xué)反應(yīng)速率的實驗測定可通過觀察和測量體系中的某一物質(zhì)的相關(guān)性質(zhì)，再進(jìn)行適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換和計算。例1：2H2O2=2H2O+O2↑可測量一定溫度和壓強下釋放出來的氣體的體積例2：有些物質(zhì)有顏色，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溶液的顏色不斷地變化，可以用比色的方法測定溶液的顏色的深淺，再根據(jù)物質(zhì)音顏色與濃度的關(guān)系，換算成物質(zhì)在不同時刻的濃度。第21頁,共35頁，2024年2月25日，星期天CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O實驗：CaCO3與稀鹽酸反應(yīng)速率的測定實驗藥品：5g大理石、2mol/L的鹽酸V(H2)實驗原理：測定生成的CO2的體積隨時間的變化組裝好實驗裝置稱取5g大理石量取20mL2mol/L

鹽酸倒入錐形瓶中將大理石投入錐形瓶中，立刻塞好橡皮塞每30min鐘測定注射器中收集的CO2的體積，至反應(yīng)結(jié)束。將所得數(shù)據(jù)繪成曲線實驗步驟：實驗儀器：量筒,帶塞的錐形瓶，注射器，秒表第22頁,共35頁，2024年2月25日，星期天時間(s)

V(CO2)mL306090120150180210240270300實數(shù)據(jù)記錄及數(shù)據(jù)處理第23頁,共35頁，2024年2月25日，星期天C【例6】已知某反應(yīng)溫度每升高10℃，反應(yīng)速率增大為原來的3倍，在10℃時完成該反應(yīng)的10%需要81min,將溫度提高到50℃，完成該反應(yīng)的10%需要時間

s。60典型例題解析【例5】pH相同,體積也相同的鹽酸與醋酸溶液,分別同時與過量的鋅粒(大小相同)反應(yīng),正確的描述為（）

A.開始時產(chǎn)生氫氣的速率：v(HCl)＞v(CH3COOH)B.開始時產(chǎn)生氫氣的速率：v(HCl)＜v(CH3COOH)C.經(jīng)過7秒鐘產(chǎn)生氫氣的速率：v(CH3COOH)＞v(HCl)D.最終產(chǎn)生氫氣的量：n(HCl)==n(CH3COOH)第24頁,共35頁，2024年2月25日，星期天ACDH【例７】第25頁,共35頁，2024年2月25日，星期天【例8】如Zn與足量鹽酸的反應(yīng)，反應(yīng)速率隨時間的變化出現(xiàn)如下情況，請解釋原因。

【例9】已知：5H2O2+2KMnO4＋3H2SO4＝K2SO4＋5O2↑＋MnSO4＋5H2O當(dāng)H2O2與酸化的KMnO4溶液混和時，開始放出O2速率很慢，一會兒后產(chǎn)生O2速率很迅速，經(jīng)測定容器中溫度變化不大，請解釋此現(xiàn)象

第26頁,共35頁，2024年2月25日，星期天

【例10】已知氯酸鉀和亞硫酸氫鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng)時，生成－1價的氯和＋6價的硫的化合物，反應(yīng)速率v和反應(yīng)時間t的關(guān)系如右圖所示．已知這個反應(yīng)速率隨溶液中氫離子濃度增大而加快。試解釋：（1）為什么開始時反應(yīng)速率加快？（2）為什么反應(yīng)進(jìn)行到一定程度后又減慢？反應(yīng)開始時，產(chǎn)生H＋，使c(H＋)增加，ClO3－氧化性增強，故開始時反應(yīng)速率增加隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行，c（ClO3－）不斷減小，故反應(yīng)速率減小。第27頁,共35頁，2024年2月25日，星期天11(2008上海)等質(zhì)量的鐵與過量的鹽酸在不同的試驗條件下進(jìn)行反應(yīng)，測定在不同時間t產(chǎn)生氫氣體積v的數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)繪制得到圖1，則曲線a、b、c、d所對應(yīng)的試驗組別可能是（）A．4-3-2-1 B．1-2-3-4 C．3-4-2-1 D．1-2-4-3AC第28頁,共35頁，2024年2月25日，星期天【例12】在2L密閉容器中充有2molSO2和一定量的O2，發(fā)生下列反應(yīng)：2SO2＋O22SO2，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到4min時，測得此時SO2為0.4mol，若反應(yīng)進(jìn)行到2min時，密閉容器中SO2的物質(zhì)的量是（）

A．1.6molB．1.2molC．大于1.6molD．小于l.2mol第29頁,共35頁，2024年2月25日，星期天

【例13】丙酮和碘在酸性溶液中發(fā)生以下反應(yīng)：CH3COCH3+I2→CH3COCH2I+H++I－，25℃時，該反應(yīng)速率由下列經(jīng)驗公式?jīng)Q定：V＝k·c(CH3COCH3)·c(H+)，（式中k為速率常數(shù)，k＝2.73×10－5L.mol-1.s-1）。（1）己知剛開始時c(CH3COCH3)＝0.1mol/L，c(H+)＝0.01mol/L,c(I2)＝0.01mol/L,問25℃時，當(dāng)溶液中的I2反應(yīng)掉一半時，反應(yīng)速率比剛開始時是快或是慢?（2）試分析該反應(yīng)的速率變化情況。剛開始時V1=2.73×10－5×0.1×0.01＝2.73×10－8(mol/L·s)I2反應(yīng)掉一半時,c(CH3COCH3)＝0.1－0.01/2＝0.095(mol/L)c(H+)＝0.01＋0.01/2＝0.015(mol/L)V2=2.73×10－5×0.095×0.015＝3.89×10－8(mol/L·s)∴V2＞V1第30頁,共35頁，2024年2月25日，星期天

【例14】在錐形瓶X中放有顆粒狀碳酸鈣10g，在Y錐形瓶中放入10g粉末狀碳酸鈣，然后各向兩個瓶中倒入50mL1mol/L的鹽酸，下列各圖（W為錐形瓶中減少的質(zhì)量，t為時間）能正確表示該實驗結(jié)果的是（）第31頁,共35頁，2024年2月25日，星期天

【例15】稱取三份鋅粉分盛三支試管中，按下列要求另加物質(zhì)后，塞上導(dǎo)管塞子，定時測得生成氫氣體積。試管甲加入pH＝