中職有機(jī)化學(xué)課件-第15講 化學(xué)反應(yīng)速率

第15講化學(xué)反應(yīng)速率考綱定位選項(xiàng)示例1.了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念及其表示方法。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.理解外界條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等)對(duì)反應(yīng)速率的影響，認(rèn)識(shí)其一般規(guī)律。4.了解化學(xué)反應(yīng)速率在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用。1.升高溫度可縮短反應(yīng)達(dá)平衡的時(shí)間并能提高平衡轉(zhuǎn)化率。(2011年北京高考T12－C)2.一定條件下，使用催化劑能加快反應(yīng)速率并提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率。(2010年江蘇高考T8－C)一、化學(xué)反應(yīng)速率1．表示方法：通常用__________內(nèi)反應(yīng)物濃度的________或生成物濃度的________來表示化學(xué)反應(yīng)速率。2．計(jì)算公式：__________。3．意義：衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的__________的物理量。單位：__________；__________等。

單位時(shí)間減少量增加量v＝Δc/Δt快慢mol/(L·s)mol/(L·min)二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素1．內(nèi)因：反應(yīng)物的__________是化學(xué)反應(yīng)速率大小的決定因素。

2．外因：濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等因素。

(1)濃度：其他條件不變時(shí)，增大反應(yīng)物濃度，化學(xué)反應(yīng)速率________。

(2)溫度：其他條件不變時(shí)，升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率________。一般來說，溫度每升高10℃，反應(yīng)速率增大為原來的________倍。本身性質(zhì)加快加快2～4(3)壓強(qiáng)：其他條件不變時(shí)，增大壓強(qiáng)，對(duì)于有氣體物質(zhì)參加的化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)速率________。

(4)催化劑：使用正催化劑，能加快反應(yīng)速率，且正逆反應(yīng)速率改變程度________。(未特別指明時(shí)，均指正催化劑) (5)其他因素：反應(yīng)物間的__________、光輻射、超聲波等。加快相同接觸面積三、注意的問題1．化學(xué)反應(yīng)速率是一段時(shí)間內(nèi)的變化量，無論用反應(yīng)物還是用生成物表示均取正值。2．一定溫度下，固體和純液體物質(zhì)，改變其用量，不影響反應(yīng)速率。3．純液體和固體濃度可視為常數(shù)，所以一般不用固體或純液體來表示化學(xué)反應(yīng)速率。4．化學(xué)反應(yīng)速率是平均速率，而不是瞬時(shí)速率。考點(diǎn)1化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算1．?dāng)?shù)學(xué)表達(dá)式：v＝Δc/Δt。

2．對(duì)某一具體的化學(xué)反應(yīng)來說，用不同物質(zhì)的濃度變化來表示化學(xué)反應(yīng)速率時(shí)，數(shù)值往往不同，其數(shù)值之比等于化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，如：aA＋bB===dD＋eE，有：v(A)∶v(B)∶v(D)∶v(E)＝a∶b∶d∶e?！纠?】將等物質(zhì)的量的A、B混合放于2L的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)。經(jīng)5min后達(dá)到平衡，平衡時(shí)測(cè)得D的濃度為0.5mol·L－1，c(A)∶c(B)＝3∶5，v(C)＝0.1mol/(L·min)。則：

(1)x＝________；

(2)前5min內(nèi)B的反應(yīng)速率v(B)＝____________；

(3)平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率為____________。

思路指導(dǎo)：依據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，可以求得x和v(B)；運(yùn)用“三段式”即可求得A的轉(zhuǎn)化率。答案：(1)2(2)0.05mol/(L·min)(3)50%化學(xué)反應(yīng)速率的注意問題(1)無論濃度的變化是增加還是減少，化學(xué)反應(yīng)速率均取正值。(2)計(jì)算化學(xué)反應(yīng)速率時(shí)，要注意題目要求用何種物質(zhì)表示，且注意是單位時(shí)間內(nèi)物質(zhì)的量濃度的變化量。圖3-15-1

【例2】(2013年湖南模擬)用純凈的CaCO3與100mL稀鹽酸反應(yīng)制取CO2，實(shí)驗(yàn)過程記錄如圖3-15-1所示(CO2的體積已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積)，下列分析正確的是(

)。

A．OE段表示的平均速率最快

B．EF段，用鹽酸表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為0.4mol·L－1·min－1

C．OE、EF、FG三段中，該反應(yīng)用二氧化碳表示的平均反應(yīng)速率之比為2∶6∶7

D．F點(diǎn)收集到的CO2的量最多解析：由于橫坐標(biāo)都是1個(gè)單位，EF段產(chǎn)生的CO2多，所以該段反應(yīng)速率最快，不是OE段，A錯(cuò)；EF段產(chǎn)生的CO2共0.02mol，由于反應(yīng)中n(HCl)∶n(CO2)＝2∶1，所以該段消耗HCl＝0.04mol，時(shí)間1min，所以用鹽酸表示的EF段平均化學(xué)速率是0.4mol·L－1·min－1，B正確；由于OE、EF、FG時(shí)間都是1min，所以三段的速率之比就等于產(chǎn)生CO2的體積之比，即224∶(672－224)∶(784－672)＝2∶4∶1，C錯(cuò)；收集的CO2是看總量的，F(xiàn)點(diǎn)只有672mL，自然是G點(diǎn)的體積最多，D錯(cuò)。答案：B

考點(diǎn)2化學(xué)反應(yīng)速率快慢比較

1．同一化學(xué)反應(yīng)速率用不同物質(zhì)表示時(shí)數(shù)值可能不同，因此比較反應(yīng)速率的快慢不能只看數(shù)值的大小，而要通過轉(zhuǎn)化換算成同一物質(zhì)表示，再比較數(shù)值的大小。3．注意反應(yīng)速率單位的一致性。4．注意外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律。

【例3】反應(yīng)：A(g)＋3B(g)===2C(g)＋2D(g)，在四種不同情況下的化學(xué)反應(yīng)速率分別為：①v(A)＝0.15mol/(L·s)；②v(B)＝0.6mol/(L·s)；③v(C)＝0.4mol/(L·s)；④v(D)＝0.45mol/(L·s)。該反應(yīng)進(jìn)行的快慢順序?yàn)椋篲_________。思路指導(dǎo)：將四種不同情況下的化學(xué)反應(yīng)速率轉(zhuǎn)化換算成同一物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率，再比較快慢。

解析：運(yùn)用反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量系數(shù)之比：①v(C)＝2v(A)＝0.3mol/(L·s)；②v(C)＝2v(B)/3＝0.4mol/(L·s)；④v(C)＝v(D)＝0.45mol/(L·s)。答案：④＞③＝②＞①

【例4】(2013年湖南衡陽模擬)反應(yīng)A(g)＋3B(g)

2C(g)＋2D(g)在四種不同情況下的反應(yīng)速率分別為①v(A)＝0.45mol·L－1·min－1②v(B)＝0.6mol·L－1·s－1③v(C)＝0.4mol·L－1·s－1④v(D)＝0.45mol·L－1·s－1下列有關(guān)反應(yīng)速率的比較中正確的是(

)。

A．④>③＝②>①

B．④<③＝②<①

C．①>②>③>④

D．④>③>②>①解析：若將各反應(yīng)速率均化為以B表示的速率，且以mol/(L·s)為單位，①②③④表示的速率分別是0.0225mol/(L·s)、0.6mol/(L·s)、0.6mol/(L·s)、0.675mol/(L·s)，故A正確。答案：A考點(diǎn)3影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

【例5】把鎂帶投入盛有鹽酸的敞口容器里，在下列因素中：①鹽酸的濃度；②鎂帶的表面積；③溶液的溫度；④氯離子的濃度，對(duì)反應(yīng)速率有影響的是()。A．①②B．③④C．①②③④D．①②③

思路指導(dǎo)：影響反應(yīng)速率的因素有濃度、溫度、表面積等。反應(yīng)物濃度越大，溫度越高，表面積越大，化學(xué)反應(yīng)速率越快。

子濃度無關(guān)，所以④對(duì)此反應(yīng)速率無影響。

答案：D解析：此反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是Mg＋2H＋===Mg2＋＋H2↑，與氯離

【例6】(創(chuàng)新題)為了說明影響化學(xué)反應(yīng)快慢的因素，甲、乙、丙、丁四位同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如下四個(gè)實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為結(jié)論不正確的是(

)。

A．將銅片放入稀硫酸中，無現(xiàn)象。若再向所得溶液中加入硝酸銀溶液，一段時(shí)間后，由于形成原電池，可看到有氫氣生成

B．將除去氧化膜的相同大小、相同質(zhì)量的鎂條和鋁條與相同濃度鹽酸反應(yīng)，前者速率大于后者

C．兩支試管中分別加入相同質(zhì)量的氯酸鉀，其中一支試管中再加入少量二氧化錳，同時(shí)加熱，產(chǎn)生氧氣的快慢不同

D．相同條件下等質(zhì)量的塊狀和粉末狀大理石與相同濃度鹽酸反應(yīng)時(shí)，粉末狀的反應(yīng)速率快···解析：加入硝酸銀溶液，銅與其置換出的銀形成原電池，銅為負(fù)極，失去電子，正極發(fā)生還原反應(yīng)，析出銀單質(zhì)，沒有氫氣生成，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由于鎂比鋁活潑，在相同條件下，鎂條與鹽酸反應(yīng)比鋁條要快，B項(xiàng)正確；在加熱氯酸鉀制氧氣的實(shí)驗(yàn)中，加入二氧化錳作為催化劑，反應(yīng)速率加快，C項(xiàng)正確；粉末狀的大理石與鹽酸的接觸面積比塊狀的大理石大，所以反應(yīng)速率快，D項(xiàng)正確。答案：A考點(diǎn)4化學(xué)反應(yīng)速率圖像及其應(yīng)用1．物質(zhì)的量(或濃度)—時(shí)間圖像及其應(yīng)用例如：某溫度時(shí)，在定容(VL)容器中，X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖3-15-2所示。根據(jù)圖像可進(jìn)行如下計(jì)算：圖3-15-2(1)求某物質(zhì)的反應(yīng)速率、轉(zhuǎn)化率?！纠?】(2013年廣東廣州模擬，雙選)在容積為

2L的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：CO(g)＋2H2

(g)CH3OH(g)，其他條件不變，在300℃和500℃時(shí)，物質(zhì)的量n(CH3OH)－反應(yīng)時(shí)間t的變)?；€如圖3-15-3，下列說法正確的是(

圖3-15-3A．該反應(yīng)的ΔH<OB．其他條件不變，升高溫度反應(yīng)的平衡常數(shù)增大

思路指導(dǎo)：觀察圖像中的關(guān)鍵點(diǎn)、變化趨勢(shì)等方面，分析該反應(yīng)物質(zhì)的量的變化與時(shí)間、溫度的關(guān)系。

答案：AC化學(xué)反應(yīng)速率圖像的分析技巧分析圖像問題時(shí)，應(yīng)從以下幾個(gè)方面著手：(1)看起點(diǎn)，分清反應(yīng)物和生成物，濃度減小的是反應(yīng)物，濃度增大的是生成物，生成物多數(shù)以原點(diǎn)為起點(diǎn)。(2)看變化趨勢(shì)，分清正反應(yīng)和逆反應(yīng)，分清放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)。

(3)看終點(diǎn)，分清消耗濃度和增加濃度，反應(yīng)物的消耗濃度和生成物的增加濃度(或物質(zhì)的量)之比等于反應(yīng)方程式中各物質(zhì)化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。(4)時(shí)間—速率圖像，看清曲線是連續(xù)的還是跳躍的，分清“漸變”和“突變”、“大變”和“小變”。

【例8】(雙選)T℃時(shí)，A氣體與B氣體反應(yīng)生成C氣體。反應(yīng)過程中A、B、C濃度變化如圖3-15-4(Ⅰ)所示，若保持其他條件不變，溫度分別為T1和T2時(shí)，B的體積分?jǐn)?shù)與時(shí)間的關(guān)系如圖3-15-4(Ⅱ)所示，則下列結(jié)論正確的是()。(Ⅰ)(Ⅱ)圖3-15-4

A．在(t1＋10)min時(shí)，保持其他條件不變，增大壓強(qiáng)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)

B．(t1＋10)min時(shí)，保持容器總壓強(qiáng)不變，通入稀有氣體，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)C．T℃時(shí)，在相同容器中，若由0.3mol·L－1A,0.1mol·L－1B和0.4mol·L－1

C反應(yīng)，達(dá)到平衡后，C的濃度仍為0.4mol·L－1

D．其他條件不變，升高溫度，正、逆反應(yīng)速率均增大，且A的轉(zhuǎn)化率增大

答案：BC思維模型“三段式”模板突破化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算求解化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算題的一般計(jì)算步驟：①寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式；②找出各物質(zhì)的起始量、轉(zhuǎn)化量、某時(shí)刻量；③根據(jù)已知條件列方程式計(jì)算。思維模型數(shù)形結(jié)合思想——用化學(xué)反應(yīng)速率圖像突破化學(xué)平衡概念

速率—時(shí)間圖像能定性揭示v正、v逆隨時(shí)間(含條件改變對(duì)速率的影響)而變化的規(guī)律，體現(xiàn)了外界條件改變對(duì)可逆反應(yīng)速率的影響，以及由此引發(fā)的平衡移動(dòng)。（續(xù)表）（續(xù)表）（續(xù)表）【例9】某密閉容器中充入等物質(zhì)的量的氣體A和B，一定溫度下發(fā)生反應(yīng)：A(g)＋xB(g)2C(g)，達(dá)到平衡后，只改變反應(yīng)的一個(gè)條件，測(cè)得容器中物質(zhì)的濃度、反應(yīng)速率隨時(shí)間)。變化如圖3-15-5所示。下列說法中正確的是(

圖3-15-5A．8min前正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率B．20min時(shí)A的反應(yīng)速率為0.05mol/(L·min)C．反應(yīng)方程式中的x＝1,40～54min時(shí)為升高溫度，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)D．30min時(shí)降低溫度，40min時(shí)升高溫度

解析：前20min內(nèi)A的平均反應(yīng)速率為0.05mol/(L·min)，B錯(cuò)誤；因?yàn)锳、B變化的趨勢(shì)一樣，故x＝1，再根據(jù)時(shí)間－速率圖像可知，升高溫度反應(yīng)逆向移動(dòng)，因此正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，C錯(cuò)誤；30min時(shí)，速率下降，但平衡未發(fā)生移動(dòng)，故改變的條件是減小壓強(qiáng)，D錯(cuò)誤。答案：A解圖像題三步曲：“一看”“二想”“三判斷”(1)“一看”——看圖像。①看面：弄清縱、橫坐標(biāo)的含義。

②看線：弄清線的走向、變化趨勢(shì)及線的平陡情況。

③看點(diǎn)：弄清曲線上點(diǎn)的含義，特別是一些特殊點(diǎn)，如與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)、曲線的交點(diǎn)、折點(diǎn)、最高點(diǎn)與最低點(diǎn)等。

④看量的變化：弄清是濃度變化、溫度變化還是轉(zhuǎn)化率的變化。⑤看要不要作輔助線，如等溫線、等壓線等。(2)“二想”——想規(guī)律。觀察圖像后聯(lián)想外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響規(guī)律。(3)“三判斷”。通過對(duì)比分析，作出正確判斷。題組一化學(xué)反應(yīng)速率1．對(duì)于反應(yīng)：

，能增大正反應(yīng)速率的措施是()。A．通入大量O2

C．移去部分SO3B．增大容器體積D．降低體系溫度

解析：增大反應(yīng)物的濃度，正反應(yīng)速率加快，在此瞬間逆反應(yīng)速率不變。

答案：A解析：化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。答案：D

3．在2L的密閉容器中，發(fā)生以下反應(yīng)：2A(g)＋B(g)2C(g)＋D(g)，若最初加入的A和B都是4mol，在前10sA的平均反應(yīng)速率為0.12mol/(L·s)，則10s時(shí)，容器中B的物質(zhì)的量是()。A．3.4molB．3.2molC．2.8molD．1.2mol

解析：由題意可知在前10s內(nèi)，反應(yīng)的A的物質(zhì)的量為0.12mol/(L·s)×10s×2L＝2.4mol，故反應(yīng)的B的物質(zhì)的量為1.2mol，則10s時(shí)，容器中B的物質(zhì)的量為4mol－1.2mol＝2.8mol。

答案：C題組二外界條件對(duì)反應(yīng)速率的影響4．NO和CO都是汽車尾氣里的有害物質(zhì)，它們能緩慢地反應(yīng)生成氮?dú)夂投趸細(xì)怏w：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)。對(duì)此反應(yīng)，下列敘述正確的是()。

A．使用催化劑能加快反應(yīng)速率

B．增大壓強(qiáng)正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率減小

C．冬天氣溫低，反應(yīng)速率降低，對(duì)人體危害較小

D．無論外界條件怎樣改變，均對(duì)此化學(xué)反應(yīng)的速率無影響

解析：NO與CO的反應(yīng)緩慢，需要催化劑加快其反應(yīng)速率，A正確；增大壓強(qiáng)可以同時(shí)增大正、逆反應(yīng)速率，B錯(cuò)誤；冬天反應(yīng)速率低，NO和CO大部分不能及時(shí)轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)，對(duì)人體的危害反而大，C錯(cuò)誤。答案：A5．下列敘述正確的是(A．對(duì)于反應(yīng)：A(g)(g)

)。nB(g)ΔH>0，升高溫度，正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率減小，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)B．對(duì)于反應(yīng)：2O3(g)3O2(g)，增大壓強(qiáng)，正逆反應(yīng)速率都增大

C．對(duì)于有氣體參加的反應(yīng)增大體系壓強(qiáng)，反應(yīng)速率一定增大

D．在反應(yīng)：A＋B===C中，增加A、B物質(zhì)的量，化學(xué)反應(yīng)速率一定增大

解析：A中升高溫度正、逆反應(yīng)速率都增大；C中對(duì)于體積不變的密閉容器充入稀有氣體，反應(yīng)物濃度不變，速率不變；D中若A、B為固體或純液體，其用量多大都不改變反應(yīng)速率。答案：B題組三化學(xué)反應(yīng)速率的圖像

6．(2013年江西模擬)向一容積為1L的密閉容器中加入一定量的X、Y，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：

aX(g)＋2Y(s)

bZ(g)

ΔH<0。如圖3-15-6是容器中X、Z的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間變化的曲線。根據(jù)以上信息，下列說法正確的是(

)。圖3-