2020版高三化学总复习专题7第1讲化学反应速率及影响因素课件苏教版.pptx

第1讲 化学反应速率及影响因素,-2-,考纲要求:1.了解化学反应速率的概念和定量表示方法。 2.了解反应活化能的概念,了解催化剂的重要作用。 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,能用相关理论解释其一般规律。 4.了解化学反应速率的调控在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。,-3-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,化学反应速率的计算及大小比较 导学诱思 在一密闭容器中有A和B反应生成C,假定反应由A、B开始,它们的起始浓度均为1 molL-1。反应进行2 min后A的浓度为0.8 molL-1,B的浓度为0.6 molL-1,C的浓度为0.6 molL-1。则2 min内反应的平均速率v(A)= ,v(B)= ,v(C)= 。 该反应的化学方程式为 。,0.1 molL-1min-1,0.2 molL-1min-1,0.3 molL-1min-1,-4-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,落实基础 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 或 等。 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),在同一时间内,用不同物质来表示该反应速率,当单位相同时,反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的 之比。即v(A)v(B)v(C)v(D)= 。,减小,增大,molL-1min-1,molL-1s-1,化学计量数,mnpq,-5-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,易错辨析判断正误,正确的画“”,错误的画“”。 (1)对于任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象就越明显 ( ) (2)由 计算平均速率,用反应物表示为正值,用生成物表示为负值( ) (3)同一化学反应,相同条件下用不同物质表示的反应速率,数值越大,表示化学反应速率越快( ),-6-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,答案,解析,-7-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,方法指导 (1)对于mA(g)+nB(g) pC(g),单位相同时,不同物质的反应速率数值之比等于这些物质在化学方程式中的化学计量数之比,同时它们的物质的量浓度变化量之比、物质的量的变化量之比也等于这些物质在化学方程式中的化学计量数之比。即v(A)v(B)v(C)=n(A)n(B)n(C)=c(A)c(B)c(C)=mnp。 (2)同一化学反应,相同条件下用不同物质表示的反应速率,其数值可能不同,但表示的意义相同。,-8-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考查角度二 化学反应速率的计算及比较 例2反应aA(g)+bB(g) cC(g)(H0)在等容条件下进行。改变其他反应条件,在、阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如下图所示:,回答问题: (1)反应的化学方程式中,abc为 ; (2)A的平均反应速率v(A)、v(A)、v(A)从大到小排列次序为 。,答案,解析,-9-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,互动探究1.题中化学反应速率指瞬时速率还是平均速率? 2.若该反应中v(B)=0.6 molL-1min-1,v(A)=0.2 molL-1min-1,哪种物质表示的反应速率更快?,答案: 由化学反应速率的计算式可知,化学反应速率是在一段时间内的平均速率,而非瞬时速率。,答案: 同一化学反应,相同条件下用不同物质表示的反应速率,速率之比等于其化学计量数之比:v(B)v(A)=0.60.2=31,二者表示的反应速率相同。,-10-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,方法指导 (1)由于固体、纯液体的浓度视为常数,所以一般不计算它们的化学反应速率,某些情况下可以用它们的物质的量或质量的变化来表示。 (2)化学反应速率大小比较的解题思路 看单位是否统一,若不统一,换算成相同的单位。 换算成同一物质表示的速率,再比较数值的大小。,-11-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,跟踪训练 1.反应A(g)+3B(g)=2C(g)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为v(A)=0.45 molL-1s-1 v(B)=0.6 molL-1s-1 v(C)=0.4 molL-1s-1 v(D)=0.45 molL-1s-1。下列有关反应速率的比较中正确的是( ) A.= B.= C. D.,答案,解析,-12-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,2.以煤为原料合成天然气是煤气化的一种重要方法,其工艺核心是合成过程中的甲烷化,涉及的主要反应:,现在300 、容积为2 L的密闭容器中进行有关合成天然气的实验,相关数据记录如下:,-13-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,下列有关说法错误的是( ) A.a=30,b=1.5 B.c=25,d=4.5 C.前30 min内,反应的平均反应速率v(CH4)=0.05 molL-1min-1 D.后40 min内,反应的平均反应速率v(H2)=0.025 molL-1min-1,答案,解析,-14-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,3.在恒温、恒容的密闭容器中发生反应A(g) B(g)+C(g) H0。若反应物的浓度由2 molL-1降到0.8 molL-1需20 s,那么反应物浓度由0.8 molL-1降到0.2 molL-1所需的时间( ) A.10 s B.大于10 s C.小于10 s D.无法判断,答案,解析,-15-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,4.在一定温度下,10 mL 0.40 molL-1 H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表。 下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)( ) A.06 min的平均反应速率:v(H2O2)3.310-2 mol(Lmin)-1 B.610 min的平均反应速率:v(H2O2)3.310-2 mol(Lmin)-1 C.反应至6 min时,c(H2O2)=0.30 molL-1 D.反应至6 min时,H2O2分解了50%,答案,-16-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,影响反应速率的因素 导学诱思 判断正误,正确的画“”,错误的画“”。 (1)增大反应物浓度可加快反应速率,因此用浓硫酸与铁反应能增大生成H2的速率( ) (2)在一个不导热的密闭反应器中,只发生两个反应: 等容时,通入惰性气体,各反应速率不变( ) (3)一定条件下,通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收: 平衡时,其他条件不变,分离出硫,正反应速率加快( ),答案,解析,-17-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,落实基础 1.内因(主要因素) 反应物本身的 。 2.外因(其他条件不变,只改变一个条件),性质,增大,减小,增大,减小,增大,减小,增大,接触面增大,-18-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,3.从活化分子理论的角度解释 (1)有效碰撞、活化分子和活化能: 有效碰撞:能引起化学反应的分子之间的碰撞。 活化分子:能够发生 的分子。 活化能: 如图所示,E1表示 ;使用催化剂时的活化能为 ,E2表示活化分子变成生成物分子放出的能量;反应热为 。,有效碰撞,活化能,E3,E1-E2,-19-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,(2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系:,分子总数,不变,增大,分子总数,增大,增大,-20-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,易错辨析判断正误,正确的画“”,错误的画“”。 (1)化学反应速率一定随着时间的延长而减小( ) (2)决定化学反应速率快慢的根本因素是温度、浓度和催化剂 ( ) (3)表面积相同的镁片和铁片与0.1 molL-1的盐酸反应速率相同 ( ) (4)大理石块与大理石粉分别与0.1 molL-1的盐酸反应的速率相同( ) (5)升高温度,可以增加活化分子百分数,使反应速率加快( ) (6)改变反应物的用量反应速率一定发生改变( ),-21-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考查角度一 催化剂对反应速率的影响 例1已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ。在含少量I-的溶液中,H2O2分解的机理为: 下列有关该反应的说法正确的是( ) A.反应速率与I-浓度有关 B.IO-也是该反应的催化剂 C.反应活化能等于98 kJmol-1 D.v(H2O2)=v(H2O)=v(O2),答案,解析,-22-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,互动探究1.催化剂是如何改变化学反应速率的?对化学平衡常数和反应热有无影响? 2.什么是催化剂中毒?使用催化剂时应注意哪些事项?,答案: 催化剂是通过改变反应历程,降低反应的活化能而加快反应速率,催化剂能等程度加快正、逆反应速率,对化学平衡常数和反应热无影响。,答案: 催化剂的活性往往因接触少量杂质而明显下降,甚至遭到破坏,这种现象称为催化剂中毒。为防止催化剂中毒,工业上需要把原料净化除杂;催化剂的活性还受温度影响,使用时应选择适宜的温度;催化剂具有专一性,应根据具体反应选择合适的催化剂。,-23-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考查角度二 外界条件对反应速率影响的综合判断 例2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( ),答案,解析,-24-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,方法指导 (1)对于固体和纯液体物质,可认为其浓度是一个常数,改变它们的用量不会影响化学反应速率。 (2)压强改变时,对固体、纯液体物质、溶液的体积影响很小,因而它们的浓度变化也很小,因此可以认为改变压强对无气体参与的化学反应的反应速率无影响。 (3)气体反应体系中充入惰性气体(不参与反应)时,在恒温条件下对反应速率的影响: 恒容:充入“惰性气体”总压增大物质浓度不变(活化分子浓度不变) 反应速率不变。 恒压:充入“惰性气体”容器体积增大物质浓度减小(活化分子浓度减小) 反应速率减慢。,-25-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,跟踪训练 1.H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得70 时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是( ),A.图甲表明,其他条件相同时,H2O2浓度越小,其分解速率越快 B.图乙表明,其他条件相同时,溶液pH越小,H2O2分解速率越快 C.图丙表明,少量Mn2+存在时,溶液碱性越强,H2O2分解速率越快 D.图丙和图丁表明,碱性溶液中,Mn2+对H2O2分解速率的影响大,答案,解析,-26-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,答案,解析,-27-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,化学反应速率图像及应用 导学诱思 把在空气中久置的铝片5.0 g投入盛有500 mL 0.5 molL-1硫酸溶液的烧杯中,该铝片与硫酸反应产生氢气的速率v 与反应时间t可用如图坐标曲线来表示。 则0a段不产生氢气是因为 ;bc段产生氢气的速率增加较快的主要原因之是 ; c时刻后产生氢气的速率降低的主要原因是 。,铝片表面在空气中生成了氧化物,反应放热,温度升高,溶液中c(H+)降低,-28-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,落实基础 1.物质的量(或浓度)时间图像 某温度时,在一个容积为2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。 则该反应的化学方程式为 ,前2 min内v(X)= 。,0.075 molL-1min-1,-29-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,2.化学平衡的移动与化学反应速率的关系,正向,逆向,-30-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,逆向,正向,-31-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,逆向,正向,-32-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,不,-33-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考查角度一 利用c(或n)-t图像分析外界条件对v的影响 例1在稀硫酸与锌反应制取氢气的实验中,探究加入硫酸铜溶液的量对氢气生成速率的影响。实验中Zn粒过量且颗粒大小相同,饱和硫酸铜溶液用量04.0 mL,保持溶液总体积为100.0 mL,记录获得相同体积(336 mL)的气体所需时间,实验结果如图所示(气体体积均转化为标准状况下)。据图分析,下列说法不正确的是( ),A.饱和硫酸铜溶液用量过多不利于更快收集氢气 B.a、c两点对应的氢气生成速率相等 C.b点对应的反应速率为v(H2SO4)=1.010-3 molL-1s-1 D.d点没有构成原电池,反应速率减慢,答案,解析,-34-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,考查角度二 结合v-t图像分析外界条件对反应速率的影响 例2根据v-t图分析外界条件改变对可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g) H0的影响。该反应的速率与时间的关系如下图所示: 可见在t1、t3、t5、t7时反应都达到平衡,如果t2、t4、t6、t8时都只改变了一个反应条件,则下列对t2、t4、t6、t8时改变条件的判断正确的是( ),A.使用了催化剂、增大压强、减小反应物浓度、降低温度 B.升高温度、减小压强、减小反应物浓度、使用了催化剂 C.增大反应物浓度、使用了催化剂、减小压强、升高温度 D.升高温度、减小压强、增大反应物浓度、使用了催化剂,答案,解析,-35-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,方法指导 根据v-t图分析外界条件的改变应注意“三看” 一看起点:看速率变化有无从原点开始,从原点开始改变,则一般是改变了反应物或生成物的浓度。若未从原点开始,发生跳跃式变化,则改变的是温度、压强或使用了催化剂。 二看变化:若v(正)和v(逆)加快,说明增大浓度、压强,升高温度或使用催化剂。反之,为减小浓度、压强或降低温度。 三看:v(正)和v(逆)的相对大小,结合反应特点,联系外界条件对化学平衡的影响规律判断改变的条件。,-36-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,跟踪训练 1.在恒容密闭容器中通入X并发生反应:2X(g) Y(g),温度T1、T2下X的物质的量浓度c(X)随时间t变化的曲线如图所示,下列叙述正确的是( ) A.该反应进行到M点放出的热量大于进行到W点放出的热量 C.M点的正反应速率v(正)大于N点的逆反应速率v(逆) D.M点时再加入一定量X,平衡后X的转化率减小,答案,解析,-37-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,2.一定条件下,在体积为10 L的固定容器中发生反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),反应过程如下图。下列说法正确的是( ) A.t1 min时正、逆反应速率相等 B.X曲线表示NH3的物质的量随时间的变化关系 C.08 min,H2的平均反应速率v(H2)=0.75 molL-1min-1 D.1012 min,N2的平均反应速率v(N2)=0.25 molL-1min-1,答案,解析,-38-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,3.一定条件下,Cu2+、Mn2+、Fe3+的浓度对乙酸在光照下催化降解速率的影响如图所示。下列判断不正确的是 ( ) a.Cu2+ b.Mn2+ c.Fe3+ A.该实验方案的缺陷之一是未做空白对照实验 B.Cu2+、Mn2+提高乙酸降解速率的最佳浓度为0.1 mmolL-1 C.Fe3+不能提高乙酸的降解速率 D.相同条件下,乙酸在Cu2+、Mn2+、Fe3+作用下的降解速率依次减小,答案,解析,-39-,必备知识自主预诊,关键能力考向突破,4.已知NaHSO3溶液在不同温度下均可被过量 KIO3氧化,当 NaHSO3完全消耗即有 I2析出,依据 I2析出所需时间可以求得 NaHSO3的反应速率。将浓度均为 0.020 molL-1的 NaHSO3溶液(含少量淀粉)10.0 mL、KIO3(过量)酸性溶液40.0 mL混合,记录 1055 间溶液变蓝时间,55 时未观察到溶液变蓝,实验结果如图。据图分析,下列判断不正确的是( ),A.40 之前,溶液变蓝的时间随温度的升高而缩短 B.图中A点对应的 NaHSO3的反应速率为5.010-5 molL-1s-1 C.图中B、C两点对应的反应原理可能不同 D.以我们已有的知识推断,55 之后,一定没有I2生成,答案,解析,-40-,“三段式”模板突破化学反应速率的计算 对一具体反应来说,反应物的初始浓度之比与化学方程式中各物质的化学计量数之比不一定相同,但变化量(即反应物的减少量和生成物的增加量)之比,一定等于化学计量数之比。因此用不同物质的浓度变化表示化学反应速率时通常有下列方法: 2.对某一具体反应,知其中一种物质的反应速率,其余物质的反应速率可根据化学方程式中的化学计量数之比求算。,-41-,3.对于较为复杂的题目,采用以下步骤和模板计算: (1)写出有关反应的化学方程式; (2)找出各物质的起始量、转化量、某时刻量; (3)根据已知条件找出未知量与已知量的关系列方程式计算。,-42-,例化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5。回答下列问题: 反应AX3(g)+X2(g) AX5(g)在容积为10 L的密闭容器中进行。起始时AX3和X2均为0.2 mol。反应在不同条件下进行,反应体系总压强随时间的变化如图所示。,-43-,(1)列式计算实验a从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)= 。 (2)图中3组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)由大到小的次序为 (填实验序号);与实验a相比,其他两组改变的实验条件及判断依据是: b 、 c 。,(2)bca 加入催化剂。反应速率加快,但平衡点没有改变 温度升高。反应速率加快,但平衡点向逆反应方向移动(或反应容器的容积和起始物质的量未改变,但起始总压强增大),-44-,-45-,(2)与实验a相比,实验b的起始压强和平衡压强都没有发生改变,只是反应速率加快,因此改变的条件是使用了催化剂;实验c的起始压强和平衡压强都增大,由于该反应是在体积不变的密闭容器中进行的,所以升高了温度,此反应的正反应是放热反应,所以平衡逆向移动。,-46-,对点训练 1.将2 mol A与2 mol B混合于2 L的密闭容器中,发生如下