《金新学案》高三化学一轮复习 第七章 第二讲 化学反应的速率　工业合成氨 鲁科

第2讲化学反应的速率工业合成氨一、化学反应速率1．表示方法用单位时间内反应物或生成物的

(常用

)变化来表示。2．数学表达式及单位3．同一反应中用不同物质表示的化学反应速率之间的关系对于反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，在同一时间段内化学反应速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝___________。a∶b∶c∶d物质的量物质的量浓度二、影响化学反应速率的因素1．有效碰撞、活化分子和活化能(1)活化分子：能够发生___________的分子。(2)活化能：如图：反应的活化能是E1，反应热的数值是___________。(3)有效碰撞：满足一定方向要求的___________间的碰撞。化学反应E2－E1活化分子(3)有效碰撞理论解释2．影响因素(1)内因：___________(2)外因①浓度：增大反应物的浓度，可使化学反应速率增大，反之反应速率___________。②压强：对于有气体参加的反应，增大压强，可使反应速率___________，反之反应速率___________。③温度：升高温度，可使化学反应速率增大，反之，反应速率___________。④催化剂：使用催化剂，一般可___________反应速率。⑤其他因素：固体反应物的___________、超声波、溶剂、放射线、电弧、强磁场、高速研磨等。反应物的性质减小增大减小减小加快表面积三、工业合成氨1．反应特点(1)反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。(2)特点：ΔH<0；且气体体积___________。2．合成氨适宜条件的选择(1)温度以___________K左右为宜；(2)压强大致可分为低压(___________)、中压(2×107～3×107Pa)、高压(___________)三种类型；(3)用铁作催化剂；(4)按N2与H2的物质的量之比为___________投料并及时分离出___________。减小7001×107Pa8.5×107～1×108Pa1∶2.8NH3【解析】催化剂能同等程度地改变正逆反应的速率，A项错误；压强对化学反应速率的影响是通过浓度改变来体现的，增大反应体系的压强，浓度不一定增大，如恒容下充入惰性气体，速率并没有增大，B项错误；降低温度反应速率减小，延长反应达到平衡的时间，C项错误；化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示，D项正确。【答案】D2．(2009年宁夏高考)硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为：Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，下列各组实验中最先出现浑浊的是(

)【解析】D项反应温度较高(35℃)，各组分的浓度较大，故反应最快。【答案】D分析实验数据所得出的结论不正确的是(

)A．增大c(CH3COCH3)，v(Br2)增大B．实验②和③的v(Br2)相等C．增大c(HCl)，v(Br2)增大D．增大c(Br2)，v(Br2)增大【解析】①、②两组数据中HCl初始浓度相同，而②中CH3COCH3初始浓度大，且计算所得②的v(Br2)大，故A正确；②、③中Br2的初始浓度相同，颜色消失[即c(Br2)为0时]所用时间相同，故v(Br2)相同；①、③两组数据中CH3COCH3初始浓度相同，而③中HCl初始浓度大，且③所用时间少，故③的v(Br2)大，C正确；①、④两组数据中CH3COCH3、HCl初始浓度相同，而①的v(Br2)为：v(Br2)＝0.0010mol/L÷290s＝3.45×10－6mol/(L·s)，④的v(Br2)为：v(Br2)＝0.0020mol/L÷580s＝3.45×10－6mol/(L·s)，可见v(Br2)是相同的，故D错误。【答案】D4．(2008年广东高考)对于反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，能增大正反应速率的措施是(

)A．通入大量的O2

B．增大容器容积C．移去部分SO3D．降低体系温度【解析】A项中通入氧气，增大了反应物的浓度，正反应速率加快；B项中增大容器体积，反应物的浓度减小，正反应速率减小；C项中移走部分三氧化硫，反应物的浓度不变，正反应速率不变；D项中降低温度，正逆反应速率都要减小。故选A。【答案】A【应用指南】(1)比较反应速率快慢时，要换算为用同一物质表示，且要注意单位统一。(2)计算化学反应速率时，要注意题目要求用何种物质表示，且注意是单位时间内物质的量浓度的变化量，一般不用物质的量的变化量来表示。(3)计算化学反应速率一般是在一段时间内的平均速率，且均取正值。(2010年顺德质检)一定温度下，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如下图所示。下列描述正确的是(

)A．反应开始到10s，用Z表示的反应速率为0.158mol·L－1·s－1B．反应开始到10s，X的物质的量浓度减少了0.79mol·L－1C．反应开始到10s，Y的转化率为79.0%D．反应的化学方程式为：X(g)＋Y(g)Z(g)【思路点拨】解答本题应抓住以下两点关键：(1)计算反应速率时，要将各组分物质的量变化值转化为物质的量浓度变化值计算。(2)由于反应进行到最大限度时，各组分的物质的量均不等于零，该反应应为可逆反应。【答案】

C【拓展训练】1.在四个不同的容器中，在不同的条件下进行合成氨的反应，根据下列在相同时间内测定的结果判断，生成氨的速率最快的是(

)A．v(H2)＝0.2mol·L－1·min－1B．v(N2)＝0.2mol·L－1·min－1C．v(N2)＝0.02mol·L－1·s－1D．v(H2)＝0.04mol·L－1·s－1【答案】

C二、外界条件改变对可逆反应的v正、v逆的影响1．浓度(1)增大反应物(或生成物)浓度，正反应(或逆反应)速率立即增大，逆反应(或正反应)速率瞬时不变，随后增大。(2)同理可得减小浓度的情况。2．温度(1)升高温度，正、逆反应速率都增大，但吸热反应速率增大的快。(2)降低温度，正、逆反应速率都减小，但吸热反应速率减小的快。3．压强(1)若参加反应的物质为固体或液体(溶液)，由于压强的变化对它们的浓度几乎无影响，可以认为改变压强反应速率不变。(2)对于有气体参加的可逆反应，增大压强，正反应速率、逆反应速率都增大，反应物气体系数之和大者增大的快，减小压强，正反应速率、逆反应速率都减小，反应物气体系数之和大者减小的快。在容积不变的密闭容器中存在如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)

ΔH<0，某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是(

)A．图Ⅰ研究的是t0时刻增大O2的物质的量浓度对反应速率的影响B．图Ⅱ研究的是t0时刻通入氦气增大体系压强对反应速率的影响C．图Ⅲ研究的是催化剂对化学平衡的影响，且甲的催化效率比乙高D．图Ⅲ研究的是温度对化学平衡的影响，且乙的温度较高【名师解析】图Ⅰ中t0时刻的v(正)、v(逆)都高于原平衡化学反应速率且v(正)>v(逆)，应是增大体系的压强所致，A项错；图Ⅱ中图象显示v(正)＝v(逆)都高于原平衡体系，而体系中通入氦气只能增大体系的总压，并未改变各组分的分压，故不影响v(正)、v(逆)，B项错；催化剂只能改变化学反应速率，对化学平衡无影响，因而加入催化剂后，甲、乙能达到同一平衡状态，C项错；图Ⅲ中乙比甲到达平衡所需时间短，其他条件不变时，T(乙)>T(甲)，且此反应是ΔH<0，温度由T(乙)―→T(甲)降低，α(SO2)升高，符合曲线变化，D项正确。【答案】D【拓展训练】2.反应3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是(

)①增加原料Fe的量②将容器的体积缩小一半③保持体积不变，充入N2使体系压强增大④保持压强不变