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文档简介
第七章化学反应速率和化学平衡第1讲化学反应速率及影响因素考纲展示热点定位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大作用。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,认识其一般规律。4.了解化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域中的作用。1.化学反应速率的表示方法。2.依据反应方程式计算化学反应速率,比较化学反应速率的大小。3.影响化学反应速率的因素。4.运用化学反应速率解决实际问题。◎判断下列说法是否正确:1.(2010·山东高考T28-(2))实验室用Zn和稀H2SO4制取H2,若加入少量CuSO4,产生H2的速率将增大(
)2.(2011·福州高三模拟T12-A)增大反应物的量,化学反应速率一定加快(
)3.(2011·东莞高三模拟T13-C)气体反应体系的压强增大,化学反应速率一定加快(
)4.(2011·济宁高三质检T2-B)硫酸的浓度越大,产生H2的速率越快(
)5.(2011·营口高三质检T6-B)2
mol
X气体在2
L的容器中反应,4
s后浓度变为0.5
mol·L-1,则其反应速率为:0.125
mol·L-1·s-1(
)提示:
1.√2.×
3.×
4.×
5.√一、化学反应速率1.表示方法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_____________________________________减少量增加量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)(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二、影响化学反应速率的因素1.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
_____,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_____。反应物本身的性质增大减小增大减小③温度:升高温度,可使化学反应速率_____,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。增大减小加快表面积2.有效碰撞、活化分子和活化能(1)有效碰撞:满足一定方向要求能够发生
__________间的碰撞。(2)活化分子:能够发生________的分子。(3)活化能:________比________所高出的
能量,如图:化学反应有效碰撞活化分子普通分子反应的活化能是___,反应热的数值是_______。(4)有效碰撞理论解释外界因素对反应速率的影响E1E2-E1[开放探究2]分析外界因素对化学反应速率的影响时要注意哪些问题?提示:①对于固体和纯液体反应物,其浓度可视为常数,改变用量速率不变。②压强对速率的影响是通过改变体积而使浓度改变来实现的。③温度改变对任何反应的速率都有影响1.决定化学反应速率的主要因素是(
)A.参加反应的物质的性质B.加入催化剂C.温度和压强D.各反应物、生成物的浓度解析:
决定化学反应速率的主要因素是内因,即反应物本身的性质,浓度、温度、压强、催化剂等外因是次要因素。答案:
A2.下列判断正确的是(
)A.0.1
mol·L-1的盐酸和0.1
mol·L-1的醋酸分别与2
mol·L-1的NaOH反应的速率相同B.0.1
mol·L-1的HCl和0.1
mol·L-1的HNO3分别与大小相同的大理石反应的速率相同C.Mg和Fe分别与0.1
mol·L-1的HCl反应的速率相同D.大理石块与大理石粉分别与0.1
mol·L-1的HCl反应的速率相同解析:
影响化学反应的速率有内因与外因之分。内因指的是反应物本身的结构性质。例如:在完全相同的外界条件下,Mg、Fe由于自身金属活泼性的不同,反应速率v(Mg)>v(Fe)。外因主要指的是温度、浓度、压强、催化剂、反应物颗粒的大小、紫外线辐射等因素。A中0.1
mol·L-1的盐酸与0.1
mol·L-1的醋酸中自由移动的c(H+)是不相同的;D中大理石粉改变了与盐酸的接触面积,所以改变了反应速率。答案:
B3.下列说法正确的是(
)A.升高温度能使化学反应速率增大,主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数B.有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的体积),可增加活化分子的百分数,从而使反应速率增大C.增大反应物浓度,可增大单位体积内活化分子的百分数,从而使有效碰撞次数增加D.催化剂不影响反应活化能,但能增大单位体积内活化分子百分数,从而增大反应速率解析:
升高温度,单位体积内分子总数不变,活化分子数增加,活化分子百分数增加,有效碰撞次数增加,反应速率加快,A对;增大压强,单位体积内活化分子数增加,但单位体积内活化分子百分数不变,B错;增大反应物浓度,单位体积内活化分子数增多,但单位体积内活化分子百分数不变,C错;催化剂可降低反应活化能,使单位体积内活化分子百分数增加,D错。答案:
A4.在体积为2
L的密闭容器内合成氨,已知在时间
t内,氨的物质的量增加了0.6
mol,在此时间段内,用氢气表示的平均反应速率是0.45
mol·L-1·s-1,
则t是(
)A.0.44
s
B.1
sC.1.33
s
D.2
s答案:B5.在密闭容器里,通入a
mol
H2和b
mol
I2(g),改变下列条件,反应速率将如何改变?
(填“增大”、“减小”或“不变”)(1)升高温度__________。(2)加入催化剂__________。(3)容器容积不变,充入更多的H2__________。(4)扩大容器的体积__________。解析:升高温度、加入催化剂均使反应速率增
大;容器容积不变,加入反应物,浓度增大,
反应速率增大;扩大容器体积,反应物浓度减
小,反应速率减小。答案:(1)增大(2)增大(3)增大(4)减小解析:
(1)化学反应速率通常用单位时间内物质的量浓度的变化来表示,而固体、纯液体的浓度视为定值,所以,该反应中只能用O2或SO2浓度的变化来表示反应速率。答案:
(1)O2、SO2
(2)0.55mol·L-1·s-1(3)5.0mol·L-1一、化学反应速率的计算及比较(教师可根据实际情况确定例题)1.对反应A+3B2C来说,下列反应速率中最快的是(
)A.v(A)=0.3
mol·L-1·min-1B.v(B)=0.6
mol·L-1·min-1C.v(C)=0.5
mol·L-1·min-1D.v(A)=0.01
mol·L-1·s-1答案:
D2.一定温度下,在2
L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10
s,用Z表示的反应速率为0.158
mol·L-1·s-1B.反应开始到10
s,X的物质的量浓度减少了0.79
mol·L-1C.反应开始到10
s,Y的转化率为79.0%D.反应的化学方程式为:X(g)+Y(g)Z(g)答案:
C3.(2010·福建高考)化合物Bilirubin在一定波长的光照射下发生分解反应,反应物浓度随反应时间变化如下图所示,计算反应4~8
min间的平均反应速率和推测反应16
min时反应物的浓度,结果应是(
)A.2.5
μmol·L-1·min-1和2.0
μmol·L-1B.2.5
μmol·L-1·min-1和2.5
μmol·L-1C.3.0
μmol·L-1·min-1和3.0
μmol·L-1D.5.0
μmol·L-1·min-1和3.0
μmol·L-1答案:
B【名师警示】
(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。二、外界条件改变对可逆反应的v正、v逆的影响(教师可根据实际情况确定例题)4.设C+CO22CO
ΔH>0,反应速率为v1,N2+3H22NH3
ΔH<0,反应速率为v2,对于上述反应,当温度升高时,v1和v2的变化情况为(
)A.均增大 B.均减小C.v1增大,v2减小 D.v1减小,v2增大解析:升高温度,单位体积内活化分子百分数增加,有效碰撞次数增加,反应速率增大,与化学反应本身是吸热反应还是放热反应无关。答案:A5.下图为某化学反应的速率与时间的关系示意图。在t1时刻升高温度或增大压强,速率的变化都符合
示意图的反应是(
)A.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
ΔH<0B.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)
ΔH<0C.H2(g)+I2(g)2HI(g)
ΔH>0D.C(s)+H2OCO(g)+H2(g)
ΔH>0解析:
t1时刻升高温度,v吸、v放均增大,且v吸>v放,即正反应是放热的反应就符合此变化,ΔH<0的可逆反应符合此变化,排除C、D两项;增大压强时,由于v逆>v正,所以可逆反应中右边气体物质的计量系数大于左边的气体物质的计量系数,可以排除A项,只有B项符合题意。答案:
B1.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。4.催化剂催化剂可同等程度地改变可逆反应的正、逆反应速率。【名师警示】
(1)气体反应体系充入惰性气体(或无关气体)时,对反应速率的影响1.某温度下,浓度都是1
mol·L-1的两种气体X2和Y2在密闭容器中反应生成气体Z,经过t
min后,测得各物质的浓度分别为c(X2)=0.4
mol·L-1,c(Y2)=0.6
mol·L-1,c(Z)=0.4
mol·L-1,则该可逆反应的化学方程式可表示为(
)A.2X2+3Y22X2Y3
B.3X2+2Y22X3Y2C.X2+2Y22XY2
D.2X2+Y22X2Y解析:
由题意知X2、Y2、Z的浓度变化分别为0.6
mol·L-1、0.4
mol·L-1、0.4
mol·L-1,故反应方程式中化学计量数比为3∶2∶2,结合原子守恒知B正确。答案:
B2.对于反应2SO2+O22SO3,下列变化可增大活化分子百分数而使反应速率加快的是(
)①增大压强②升高温度③增大O2浓度④使用催化剂A.①③ B.①④C.②③ D.②④答案:
D3.(2009·山东高考)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是制备硫酸的重要反应。下列叙述正确的是(
)A.催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率B.增大反应体系的压强,反应速率一定增大C.该反应是放热反应,降低温度将缩短反应达到平衡的时间D.在t1、t2时刻,SO3(g)的浓度分别是c1、c2,则时间间隔t1~t2内,SO3(g)生成的平均速率为解析:
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
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