【全程复习方略】2104学年高考化学一轮复习 7.1 化学反应速率及影响因素课件 新人教

第七章化学反应速率和化学平衡第一节化学反应速率及影响因素考纲考情三年11考高考指数:★★★★☆1.了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。2.了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。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,认识并能用相关理论解释其一般规律。在2L的密闭容器中,加入1molH2和3molI2,发生反应H2(g)+I2(g)2HI(g)。在2s末时,测得容器中含有0.4mol的HI,则该反应的化学反应速率v(H2)=_________________;v(HI)=________________。若在标准状况下(碘为固体),该过程中_______(填“可以”或“不可以”)用碘的浓度的变化来描述该反应的反应速率。一、化学反应速率0.05mol·L-1·s-10.1mol·L-1·s-1不可以1.表示方法:通常用单位时间内反应物浓度的_____或生成物浓度的_____来表示。2.数学表达式及单位:v=,单位为mol·L-1·min-1或mol·L-1·s-1。减少增加3.化学反应速率与化学计量数的关系:对于已知反应mA(g)+nB(g)====pC(g)+qD(g),其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示,当单位相同时,化学反应速率的数值之比等于方程式中各物质的___________之比,即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=___________。如在一个2L的容器中发生反应:3A(g)+B(g)====2C(g),加入2molA,1s后剩余1.4mol,则v(A)=________________,v(B)=________________,v(C)=________________。化学计量数m∶n∶p∶q0.3mol·L-1·s-10.1mol·L-1·s-10.2mol·L-1·s-1(1)化学反应速率一般指平均速率,不是某一时刻的瞬时速率。(2)不能用固体或纯液体表示化学反应速率。因为固体或纯液体的浓度在化学反应中视为定值。二、化学反应速率的影响因素在温度不变的情况下,将0.01mol·L-1KMnO4溶液与不同浓度的H2C2O4溶液反应(如图)。图1和图2相比较,反应速率较快的是____,原因是____________________。若向图1中加入MnSO4固体,反应速率将_____(填“加快”“不变”或“减慢”,下同),原因是使用了催化剂。若加热图示中的两支试管,反应速率将_____。图2增加了反应物的浓度加快加快1．内因：反应物本身的_____。2．外因(其他条件不变，只改变一个条件)。浓度→增大反应物浓度，反应速率_____，反之_____压强→对于有气体参加的反应，增大压强，反应速率_____，反之_____温度→升高温度，反应速率_____，反之_____催化剂→使用催化剂，能改变化学反应速率，且正、逆反应速率的改变程度_____其他因素→反应物间的_________、光辐照、放射线辐照、超声波等性质加快减慢加快减慢加快减慢相同接触面积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:___为无催化化剂时反反应的活活化能,使用催化化剂时的的活化能能为___,反应热为为______。③有效碰碰撞:活化分子子之间能能够引发发化学反反应的碰碰撞。E1E3E1-E2(2)活化分子子、有效效碰撞与与反应速速率的关关系。分子总数不变增加分子总数数增加增加(1)反应物本本身的性性质是影影响化学学反应速速率的主主要因素素。(2)压强对化化学反应应速率的的影响是是通过改改变浓度度实现的的,所以分析析压强的的改变对对反应速速率的影影响时也也可以从从浓度是是否发生生改变的的角度来来分析,若改变总总压强而而各物质质的浓度度不改变变,则反应速速率不变变。(3)改变温度度,使用催化化剂,反应速率率一定发发生变化化,其他外界界因素的的改变,反应速率率不一定定发生变变化。考点一化学反应应速率的的计算及及大小比比较1.反应速率率的计算算及大小小比较的的常用依依据:“速率之比比等于方程式中中各物质质的化学学计量数数之比””是反应应速率的的计算及及大小比较的的常用依依据。同同一个反反应的速速率,用不同物物质表示示时,数值之比比等于方方程式中中各物质质的计量量数之比比,即对于反反应: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);可利用此此比例关关系计算算用不同物质表表示的反反应速率率或计算算方程式式中各物物质的化化学计量量数。思想方法2.化学反应应速率大大小比较较的方法法:(1)看单位是是否统一一,若不统一一,换算成相相同的单单位。(2)换算成用用同一物物质表示示的反应应速率,再比较数数值的大大小。(3)比较化学学反应速速率与化化学计量量数的比比值,即对于一一般反应aA+bB====cC+dD,比较则A表示的反反应速率率比B大。3.计算化学学反应速速率的基基本模式式:(1)写出有关关反应的的化学方方程式。。(2)找出各物物质的起起始量、、转化量量、某时时刻量。。(3)根据已知知条件列列方程式式计算。。例如:反应mA+nBpC起始浓度度(mol·L-1)abc转化浓度度(mol·L-1)x某时刻浓浓度(mol·L-1)a-x【高考警示示】（1）同一化化学反应应，用不不同的物物质表示示的反应应速率的的数值不不同，所所以在表表示化学学反应速速率时必必须指明明具体物物质。（2）固体和和纯液体体的浓度度可视为为常数，，所以通通常不用用固体或或纯液体体表示或或计算反反应速率率。（3）化学反反应速率率通常都都是用反反应物或或生成物物物质的的量浓度度的变化化来表示示。但在在某些情情况下也也有用反反应物或或生成物物的物质质的量或或质量的的变化来来表示的的。【典题通关关1】将一定量量的X气体和1molY气体在2L的容器中混合,并在一定定条件下下发生反反应:2X(g)+Y(g)2Z(g),若经2s(t2时刻)后测得Z的物质的的量如图图所示。。现有下列列几种说说法:①用物质X表示的反反应速率率为0.3mol·L-1·s-1②用物质Y表示的反反应速率率为0.6mol·L-1·s-1③2s时物质X的转化率率为75%④2s时物质Y的浓度为为0.4mol·L-1其中正确确的是()A.①③③B.①④④C.②③③D.③④④【解题指南南】解答本题题要注意意以下两两点:(1)明确图示示的纵坐坐标表示示物质的的量,该反应容容器的体体积为2L。(2)计算反应应速率时时要严格格按照公公式计算算,不要用物物质的量量的变化化量代替替物质的的量浓度度的变化化量。【解析】】选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时生成1.2molZ,说明参加反应应的Y的物质的量为为0.6mol,剩余0.4mol的Y。参加反应的的X为1.2mol,2s时Y和X的物质的量相相等,即X也剩余0.4mol,说明原来加入的的X为1.6mol。X的转化率为×100%=75%。2s时生成1.2molZ,剩余0.4mol的Y,反应容器为2L,所以Y的浓度为0.2mol·L-1。【互动探究】】(1)若①②中用X、Y表示的反应速速率分别为0.3mol·L-1·s-1、0.6mol·L-1·s-1,哪种物质表示示的反应速率更快?提示:把v(Y)转化为v(X)可得,v(X)=2v(Y)=2×0.6mol·L-1·s-1=1.2mol·L-1·s-1,所以,用物质Y表示的反应速速率更快。(2)在2s末,Y的转化率为多多少?若反应开始加加入的X的物质的量为为2mol,t2时刻剩余Y为0.4mol,则2s末X的转化率为多多少?你能迅速得出出答案吗?提示:Y的转化率=××100%=60%。通入X、Y两气体的物质质的量之比等等于化学计量量数之比为2∶1,消耗物质的量量之比也为2∶1,则X、Y的转化率相等等,都为60%。【加固训练】】1.(2014·枣庄模拟)工业上制备合合成气的工艺艺主要是水蒸蒸气重整甲烷:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH>0,在一定条件下,向容积为1L的密闭容器中中充入1molCH4(g)和1molH2O(g),测得H2O(g)和H2(g)的浓度随时间间变化曲线如如图所示,下列说法正确的的是()A.达平衡时,CH4(g)的转化率为75%B.0～10min内,v(CO)=0.075mol·L-1·min-1C.该反应的化学学平衡常数K=0.1875mol·L-1D.当CH4(g)的消耗速率与与H2O(g)的生成速率相相等,反应达到平衡衡【解析】选D。根据题干图图像可知,反应进行到10min时达到平衡状态,氢气和水蒸气气的平衡浓度度均是0.75mol·L-1,因此消耗水蒸气的浓浓度是1mol··L-1-0.75mol·L-1=0.25mol·L-1,则:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)起始浓度(mol·L-1)1 100转化浓度(mol·L-1平衡浓度(mol·L-1所以达平衡时时，CH4(g)的转化率为×100%＝25%，A不正确；0～10min内，v(CO)＝＝＝0.025mol·L－1·min-1，B不正确；该反反应的化学平平衡常数K＝C不正确；CH4(g)的消耗与H2O(g)的生成反应方方向相反，当当二者速率相等时时，反应达到到平衡状态，，D正确。2.在2L的密闭容器中中,放入0.4molA和0.6molB,在一定温度下,压强为p,加入催化剂(体积忽略),发生反应2A(g)+3B(g)xC(g)+2D(g),在amin后,容器中c(A)=0.1mol·L-1,则v(B)=;若温度不变,压强变为0.9p,则v(C)=,x=。【解析】2A(g)+3B(g)xC(g)+2D(g)起始/mol0.4 0.60 0转化amin后v(B)=mol·L-1·min-1。体积、温度不不变时,压强之比等于于气体的物质质的量之比:(0.6+0.4)∶∶(0.2+0.3+0.1x+0.2)=1∶0.9,则x=2,v(C)=mol·L-1·min-1。答案:mol·L-1·min-1mol·L-1·min-12考点二化学反应速率率图像及其应应用1.全程速率—时间图:如Zn与足量盐酸的的反应,反应速率随时时间的变化出出现如图情况况。对比分析解释原因:AB段(v渐大),因为是放热反反应,随反应的进行行,温度渐高,导致反应速率率的渐大;BC段(v渐小),则主要因为随随反应的进行行,溶液中c(H+)渐小,导致反应速率率渐小。2.物质的量(或浓度)—时间图像:例如:某温度时,在定容(VL)容器中,X、Y、Z三种物质的物物质的量随时时间的变化曲曲线如图所示示。(1)由图像得出的的信息是①X、Y是反应物,Z是产物;②t3时反应达平衡衡,X、Y没有全部反应应。(2)根据图像可进进行如下计算算:①某物质的平均均速率、转化化率,如v(X)=mol·L-1·s-1,Y的转化率=××100%。②确定化学方方程式中的化化学计量数之之比如X、Y、Z三种物质的化化学计量数之之比为(n1-n3)∶(n2-n3)∶n2。3.化学平衡的移移动与反应速速率的关系。。平衡体系条件变化速率变化平衡变化图像任一平衡体系增大反应物的浓度v(正)、v(逆)均增大,且v′(正)>v′(逆)正向移动减小反应物的浓度v(正)、v(逆)均减小,且v′(逆)>v′(正)逆向移动平衡体系条件变化速率变化平衡变化图像任一平衡体系增大生成物的浓度v(正)、v(逆)均增大,且v′(逆)>v′(正)逆向移动减小生成物的浓度v(正)、v(逆)均减小,且v′(正)>v′(逆)正向移动平衡体系条件变化速率变化平衡变化图像正反应为气体体积增大的放热反应增大压强或升高温度v(正)、v(逆)均增大,且v′(逆)>v′(正)逆向移动减小压强或降低温度v(正)、v(逆)均减小,且v′(正)>v′(逆)正向移动平衡体系条件变化速率变化平衡变化图像任意平衡或反应前后气体体积不变的平衡正催化剂或增大压强v(正)、v(逆)同等倍数增大平衡不移动负催化剂或减小压强v(正)、v(逆)同等倍数减小【方法指南】根据速率—时时间图像判断断反应条件的的方法(1)看图像中正、、逆反应速率率的变化趋势势,两者是同等程程度的变化,还是不同程度度的变化。同同等程度的变变化一般从压压强(反应前后气体体体积不变的的反应)和催化剂考虑虑;若是不同程度度的变化,从温度、浓度度、压强(反应前后气体体体积改变的的反应)角度考虑。(2)对于反应速率率变化不相等等的反应,要注意观察改改变某个条件件瞬间,正、逆反应速速率的大小关关系及变化趋趋势。同时要要联系外界条条件对反应速速率的影响规规律,加以筛选、验验证、排除。。【典题通关2】向某密闭容器器中加入0.3molA、0.1mA.若t1=15s,生成物C在t0～t1时间段的反应应速率为0.004mol·L-1·s-1B.t4～t5阶段改变的条条件为降低反反应温度C.B的起始物质的的量为0.02molD.t5～t6阶段可能是增增大压强【解题指南】】解答本题要注注意以下两点点:(1)首先根据图甲甲计算出该反反应的方程式式。(2)明确四个阶段段都各改变一一种不同的条条件并且改变变的条件均不不同。【解析】选A。v(C)==0.004mol·L-1·s-1,A项正确。由图图甲分析可知知反应方程式式是3A(g)B(g)+2C(g),在t4～t5阶段,平衡没有移动动,反应速率减小小,则是减小了压压强;再由化学计量量数之比等于于Δc之比,求出Δc(B)=0.03mol·L-1,则起始浓度为为0.02mol·L-1,由求出的容器体积为2L知B的起始物质的的量为0.04mol,B项和C项错误。t5～t6阶段改变的条条件应是升高高温度。【变式训练】】(2013··成都模拟)可逆反应N2+3H22NH3是工业上合成氨的的重要反应。。(1)根据图1请写出合成氨氨的热化学方方程式________________(热量用E1、E2或E3表示)。(2)图1中虚线部分是是通过改变化化学反应中的的条件,该条件的改变变与图2中哪一时刻条条件的改变相相同(用“t1…t6”表示)。(3)图2中t3时刻改变的条条件是,t5时刻改变的条条件是。【解析】(1)根据图1可知,从N2和H2反应生成1molNH3过程中放出的热量量为(E3-E1)kJ,所以N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-2(E3-E1)kJ·mol-1。(2)图1中虚线部分表表示由反应物物到达过渡态态的过程中,所需能量减少,说明使用了催催化剂,降低了活化能能。因为反应应N2+3H22NH3为反应前后气气体体积不相相等的反应,在图2中,t2时刻改变条件,正、逆反应速速率的改变相相同,说明改变的外外界条件只能能是使用了催化剂。。(3)t3时改变条件,v(正)、v(逆)都同时减小,且v(正)<v(逆),平衡向逆反应应方向移动,改变的条件为为减小压强;t5时改变条件,v(正)、v(逆)都同时增大,且v(逆)>v(正),平衡向逆反应应方向移动,只能是升高温温度。答案:(1)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-2(E3-E1)kJ·mol-1(2)催化剂t2…t3(3)减小压强升升高温度【加固训练】】1.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是制备硫酸的的重要反应。。下列叙述正正确的是()A.催化剂V2O5不改变该反应应的逆反应速速率B.增大反应体系系的压强,反应速率一定定增大C.该反应是放热热反应,降低温度将缩缩短反应达到到平衡的时间间D.在t1、t2时刻,SO3(g)的浓度分别是是c1、c2,则时时间间间间隔隔t1～t2内,SO3(g)生成成的的平平均均反反应应速速率率为为v=【解解析析】】选D。催催化化剂剂能能同同等等程程度度地地改改变变正正逆逆反反应应速速率率，，A项错错误误；；压压强强对对化化学学反反应应速速率率的的影影响响是是通通过过改改变变浓浓度度来来实实现现的的，，增增大大反反应应体体系系的的压压强强，，浓浓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气气体体，，速速率率并并没没有有增增大大，，B项错错误误；；降降低低温温度度反反应应速速率率减减小小，，将将延延长长反反应应达达到到平平衡衡的的时时间间，，C项错错误误；；化化学学反反应应速速率率通通常常用用单单位位时时间间内内反反应应物物浓浓度度的的减减少少量量或或生生成成物物浓浓度度的的增增加加量量来来表表示示，，D项正正确确。。2.某温温度度时时,在一一个个容容积积为为2L的密密闭闭容容器器中中,X、Y、Z三种种气气体体的的物物质质的的量量随随时时间间的的变变化化曲曲线线如如图图所所示示。。根据据图图中中数数据据,试填填写写下下列列空空白白:(1)该反反应应的的化化学学方方程程式式为为。(2)反(3)若上上述述反反应应在A.在t1时增大了压强B.在t3时加入了催化剂C.在t4时一定降低了温度D.t2～t3时X的转化率最高【解解析析】】(1)由题题中中图图像像知知v(X)∶∶v(Y)∶∶v(Z)=0.3∶∶0.1∶∶0.2=3∶∶1∶∶2,又由由于于该该反反应应不能能进进行行彻彻底底,所以以化化学学方方程程式式为为3X+Y2Z。(2)v(Z)==0.05mol··L-1·min-1。(3)在t1时如如果果增增大大压压强强,则正正、、逆逆反反应应速速率率都都会会增增大大,且应应是是v(正)增大大的的幅幅度度大大于于v(逆),A错误误;在t3时应应该该是是加加入入了了催催化化剂,正、逆逆反应应速率率都增增大,并且增增大的的倍数数相同同,平衡不不移动,B正确;在t4时不知知道正正反应应是吸吸热还还是放放热,无法确确定是是降低温度度,由图像像知t4时应是是减小小压强强,C错误;由题图图可以以看出出,从t1～t2,平衡向向逆反反应方方向移移动,X的转化化率降降低,从t2～t4,平衡不移移动,X的转化化率不不变,从t4～t5,平衡继继续向向逆反反应方方向移移动,X的转化化率又又降低低,因此,t0～t1时X的转化化率最最高,D错误。。答案:(1)3X+Y2Z(2)0.05mol·L-1·min-1(3)B【资源源平台台】外界因因素对对影响响化学学反应应速率率的实实验探探究1.常见考考查形形式:(1)以表格格的形形式给给出多多组实实验数数据,让学生生找出出每组组数据据的变变化对对反应应的影影响。。(2)给出影影响化化学反反应的的几种种因素素,让学生生设计计实验验分析析各因因素对对反应应的影影响。。2.解题策策略:(1)确定变变量:解答这这类题题目时时首先先要认认真审审题,理清影影响实实验探探究结结果的的因素素有哪哪些。。(2)定多变变一。。在探究究时,应该先先确定定其他他的因因素不不变,只变化化一种种因素素,看这种种因素素与探探究的的问题题存在在怎样样的关关系;这样确确定(3)数据有效。解答时注意选择数据(或设置实验)要有效,且变量统一,否则无法做出正确判断。【方法指指南】解答影影响反反应速速率条条件的的探究究题的的策略略(1)重视表表格数数据分分析:实验探探究影影响化化学反反应速速率的的因素素类的的题目目的呈呈现形形式多多以表表格为为主,而表格格呈现现的主主要是是数据据。所所以,要重视视表格格中的的数据据分析析。(2)强化条条件意意识:研究条条件对对反应应速率率的影影响,主要是是改变变一个个条件件。在在考题题中,经常涉涉及温温度、、浓度度和催催化剂剂,很少涉涉及压压强。。在做做题时时要注注意这这方面面。【典例例】在锌与与盐酸酸反应应的实实验中中,一个学学生得得到的的结果果如下下表所所示:锌的质量/g锌的形状温度/℃完全溶于水的时间/sA2薄片5400B2薄片15200C2薄片25100D2薄片35t1E2细小颗粒15t2F2粉末15t3G2薄片(含少量杂质Cu)35t4(1)t1=s,画出以以时间间对温温度的的曲线线图(纵轴表表示时时间,横轴表表示温温度)。(2)利用所所画的的曲线线图,总结并并得出出的关关于温温度影影响反反应速速率的结论论是__________________________________________。(3)t1_______t4(填“>”或“<”),原因是是________________________________________________________________________________________________________________。t2________t3(填“>”或“<”),原因是是____________________________________________________________________________________________________________________。(4)单位时时间内内消耗耗锌的的质量量mB、mE、mF从大到到小的的顺序序为__________________________________________________。【解题题指南南】(1)归纳出出温度度与时时间的的关系系,以此推推算出出时间间t1和绘制制曲线线图;(2)了解其其他因因素,如固体体反应应物表表面积积大小小和原原电池池效应应的影影响。。【解析析】解答该该题要要认真真分析析表中中数据据,由A、B、C总结规规律,推出t1=50s,根据A、B、C、D四组实实验的的数据据可画画出温温度-时间图图,通过对对图像像的分分析总总结温温度对对反应应速率率的影影响,找出规规律,D、G组实验验相比比较,G中可形形成铜铜-锌原电电池,加快反反应速速率;E、F组实验验相比比较,F中锌的的表面面积大大,反应速速率快快;B、E、F组相比比较,粉末状状的Zn反应速速率最最快,薄片状状的Zn反应速速率最最慢,故单位位时间间内消消耗锌锌的质质量为为mF>mE>mB。答案:(1)50(2)温度每每升高高10℃℃,反应速速率加加快到到原来来的2倍(3)>G组中可可形成成Cu-Zn原电池池,反应速速率加加快>F组中锌锌为粉粉末状状,表面积积较大大,反应速速率加加快(4)mF>mE>mB【变式训训练】某探究究小组组用测测量HNO3与大理理石反反应过过程中中质量量减小小的方方法,研究影影响反反应速速率的的因素素。限选试试剂:1.00mol·L-1HNO3、2.00mol··L-1HNO3,细颗粒粒大理理石、、粗颗颗粒大大理石石,35℃水浴。。(1)他们能能完成成哪些些因素素对速速率影影响的的探究究?______