高考化学大一轮专题复习 第三单元 化学基本理论 第15讲 化学反应速率课件.ppt

第15讲化学反应速率 考纲导视 基础反馈 1 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 化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的 减少或任何一种生成物浓度的增加 3 化学反应速率为0 8mol l 1 s 1是指1s时某物质的浓度 为0 8mol l 1 4 由v c t 计算平均速率 用反应物表示时为正值 用生 成物表示时为负值 5 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 但表示的实际意义相同 6 根据反应速率的大小可以判断化学反应进行的快慢 7 催化剂能降低反应所需的活化能 h也会发生变化 8 温度 催化剂能改变活化分子的百分数 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 2 对于fe 2hcl fecl2 h2 改变下列条件对生成氢气的速率有何影响 填 增大 减小 或 不变 升高温度 增大盐酸浓度 增大铁的质量 增加盐酸体积 把铁片改成铁粉 滴入几滴cuso4溶液 加入nacl固体 加入ch3coona固体 加入一定体积的na2so4溶液 答案 增大 增大 不变 不变 增大 增大 不变 减小 减小 2 0mol l 1 min 1 考点一化学反应速率的计算和大小比较 知识梳理 1 化学反应速率 快慢 增加 2 化学反应速率与化学计量数的关系 1 内容 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化学计量数之比 即v a v b v c v d 2 实例 一定温度下 在密闭容器中发生反应 3a g b g 2c g 已知v a 0 6mol l 1 s 1 则v b mol l 1 s 1 v c mol l 1 s 1 m n p q 0 2 0 4 考点集训 例1 将等物质的量的a b混合放于2l的密闭容器中 发生反应 3a g b g xc g 2d g 经5min后达到平 衡 平衡时测得d的浓度为0 5mol l 1 c a c b 3 5 v c 0 1mol l 1 min 1 则 1 x 2 前5min内b的反应速率v b 3 平衡时a的转化率为 思路指导 依据化学反应速率之比等于化学方程式中化学计量数之比 可以求得x和v b 运用 三段式 即可求得a的转化率 答案 1 2 2 0 05mol l 1 min 1 3 3a g b g 2c g 2d g a a 0 0 0 75 0 25 0 5 0 5 a 0 75 a 0 25 0 5 0 5 a 0 75 a 0 25 3 5 解得 a 1 5 3 50 解题模型求解化学反应速率的计算题的一般计算步骤 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 根据已知条件列方程式计算 例如 ma nb pc 例2 2015年广东卷 用o2将hcl转化为cl2 可提高效益 减少污染 一定条件下测得反应过程中n cl2 的数据如下 计算2 0 6 0min内以hcl的物质的量变化表示的反应速 率 以mol min 1为单位 写出计算过程 5 4 1 8 10 3mol 解 设2 0 6 0min内 hcl转化的物质的量为n 2 1 n 解得n 7 2 10 3mol a c b d 例3 2016年湖南长沙模拟 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 45mol l 1 s 1 v b 0 6mol l 1 s 1 v c 0 4mol l 1 s 1 v d 0 45mol l 1 s 1 下列有关反应速率的比较中正确的是 答案 b 方法技巧化学反应速率快慢比较1 同一化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同 因此比较反应速率的快慢不能只看数值的大小 而要通过转化换算成用同一物质表示 再比较数值的大小 3 注意反应速率单位的一致性 4 注意外界条件对化学反应速率的影响规律 例4 反应aa bb cc在体积为2l的容器中进行 反应 在 阶段体系中各物质的量随时间变化的曲线如图所示 请回答下列问题 1 反应的化学方程式为 2 a的平均反应速率v a v a v a 从大到小排列次 序为 3 由计算可知 第 阶段20min时 c的平均速率v c 解析 1 反应达到平衡时 n a 2 0mol 1 0mol 1 0mol n b 6 0mol 3 0mol 3 0mol n c 2 0mol 0mol 2 0mol 则 n a n b n c 1 0mol 3 0mol 2 0 mol 1 3 2 即该反应的化学方程式为a 3b 2c 答案 1 a 3b 2c 2 v a v a v a 3 0 05mol l 1 min 1 方法技巧 化学反应速率图象的分析技巧 分析图象问题时 应从以下几个方面着手 1 看起点 分清反应物和生成物 浓度减小的是反应物 浓度增大的是生成物 生成物多数以原点为起点 2 看变化趋势 分清正反应和逆反应 分清放热反应和吸 热反应 3 看终点 分清消耗浓度和增加浓度 反应物的消耗浓度和生成物的增加浓度 或物质的量 之比等于反应方程式中各物质的化学计量数之比 4 时间 速率图象 看清曲线是连续的还是跳跃的 分清 渐变 和 突变 大变 和 小变 考点二 影响化学反应速率的因素 知识梳理 一 影响化学反应速率的因素 本身性质 1 内因 反应物的 是化学反应速率大小的决定性因素 2 外因 其他条件不变 只改变一个条件 加快 减慢 相同 接触面积 加快 减慢 加快 减慢 3 理论解释 有效碰撞理论 1 活化分子 活化能 有效碰撞 活化分子 能够发生有效碰撞的分子 活化能 图中 e1为 使用催化剂时的活化能为 反应热为 反应的活化能 e3 e1 e2 有效碰撞 活化分子之间能够引发化学反应的碰撞 2 活化分子 有效碰撞与反应速率的关系 分子 百分数 活化分子百分数 总数 分子 总数 二 注意的问题1 化学反应速率是一段时间内的变化量 无论用反应物还 是用生成物表示均取正值 2 一定温度下 固体和纯液体物质 改变其用量 不影响 反应速率 3 纯液体和固体浓度可视为常数 所以一般不用固体或纯液体来表示化学反应速率 4 化学反应速率是平均速率 而不是瞬时速率 考点集训 例5 2016年山东烟台质检 反应c s h2o g co g h2 g 在一可变容积的密闭容器中进行 下列条件的改变对其 增加c的量 将容器的体积缩小一半 保持体积不 保持压强不变 充入n2使容 变 充入n2使体系压强增大器体积变大 a b c d 答案 c 归纳总结 气体反应体系中充入惰性气体 不参与反应 时 对反应速 率的影响规律 1 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 2 恒压 充入 惰性气体 体积增大 物质浓度减 小 活化分子浓度减小 反应速率减小 例6 2015年福建卷 在不同浓度 c 温度 t 条件下 蔗 a a 6 00b 同时改变反应温度和蔗糖的浓度 v可能不变c b 318 2d 不同温度时 蔗糖浓度减少一半所需的时间相同 升高温度 水解速率增大 增大浓度 水解速率也增大 若同时改变反应物的浓度和反应的温度 则二者对水解反应速率的影响可能相互抵消 反应速率可能不发生改变 b正确 由表可知温度由328 2k b 在浓度相同的情况下 水解速率变小 所以温度降低 所以温度b 318 2k c正确 温度越高反应速率越快 所以蔗糖浓度减少一半所需的时间不同 温度高的所需时间短 d错误 答案 d 例7 某实验小组以h2o2分解为例 研究浓度 催化剂 溶液酸碱性对反应速率的影响 在常温下按照如下方案完成实验 1 催化剂能加快化学反应速率的原因是 2 常温下5 h2o2溶液的ph约为6 h2o2的电离方程式 为 3 实验 和 的目的是 实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论 资料显示 通常条件下h2o2稳定 不易分解 为了达到实验目的 你对原实验方案的改进措施是 4 实验 中 测得生成氧气的体积随时间变化的 关系如下图 分析上图能够得出的实验结论是 思路指导 影响化学反应速率的因素有多种 在探究相关规律时 需要控制其他条件不变 只改变某一个条件 探究这一条件对反应速率的影响 解答此类题时 要认真审题 清楚实验目的 弄清要探究的外界条件有哪些 解析 1 加入催化剂 能降低反应的活化能 使更多的分子成为活化分子 从而加快化学反应速率 2 常温下 h2o2 的ph约为6 则h2o2为弱酸 其电离方程式为h2o2 h 的浓度 故实验 的目的是探究浓度对化学反应速率的影响 因实验过程中现象不明显 可采用升温或使用同种催化剂 的方法加快反应速率来达到实验目的 4 实验 中h2o2的浓度相同 并加入相同量的同种催化剂 而改变的条件是 中酸性增强 中碱性增强 通过相同时间内产生o2的快慢 可得出如下结论 溶液的碱性增强 能加快h2o2的分解 而溶液的酸性增强 能减慢h2o2的分解 答案 1 降低了活化能 3 探究浓度对反应速率的影响 向反应物中加入等量同 种催化剂 或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中 4 碱性环境能增大h2o2分解的速率 酸性环境能减小h2o2分解的速率 例8 兴趣小组探究锌片与盐酸 醋酸反应时 浓度或温度对反应速率的影响 他们准备了以下化学用品 0 20mol l 1与0 40mol l 1的hcl溶液 0 20mol l 1与0 40mol l 1的ch3cooh溶液 0 10mol l 1cucl2溶液 锌片 形状 大小 质量相同 秒表 碳棒 导线 烧杯 几支试管和胶头滴管 酸液温度控制为298k和308k 1 酸液都取足量 相同体积 请你帮助完成以下实验设计表 表中不要留空格 2 若 1 中实验 锌片消失的时间是20s 则锌片剩余质量与时间关系图如图所示 假设 该反应温度每升高10 反应速率是原来的2倍 温度相同 浓度相同时 醋酸的平均反应 实验 用虚线 的锌片质量与时间关系曲线 假设一 cu2 对该反应起催化剂作用 假设二 cl 对该反应起催化剂作用 3 某实验小组在做 1 中实验 时误加少量0 10mol l 1cucl2溶液 发现反应速率与 1 中实验 接近 该组同学对影响因素提出如下假设 请完成假设三 假设三 4 请你设计实验验证上述假设三是否成立 写出实验步骤 及预期现象 解析 1 实验 和 的不同点是盐酸的温度 所以是探究不同温度对zn与盐酸反应速率的影响 实验 和 的不同点是盐酸的浓度 所以是探究不同浓度对zn与盐酸反应速率的影响 实验 和 是探究相同温度下 相同浓度的盐酸 醋酸与锌反应速率的区别 所以实验 的温度是298k 醋酸的浓度是0 20mol l 1 2 该反应温度每升高10 反应速率是原来的2倍 温度相同 浓度相同时 醋酸的平均反应速度是盐酸 时间是 的2倍 即20s 2 40s 据此可画出图象 3 zn置换出cu 构成zn cu原电池 能够加快反应速率 4 设计对照实验 其中一个为原电池 如 将不连接的铜 锌电极插入稀硫酸中 此过程中铜电极不反应 锌电极产生氢气 将铜 锌电极用导线连接放入稀硫酸中 可以观察到在铜电极上迅速产生氢气 产生氢气的速率大于 根据 可知 zn cu构成原电池后可以大大加快反应速率 答案 1 298 0 20 a 不同温度 b 不同浓度 2 3 形成zn cu原电池 加快反应速率 其他答案合理亦可 4 将不连接的铜 锌电极插入稀硫酸中 将铜 锌电 极用导线连接放入稀硫酸中 产生氢气的速率 大于 证明 构成原电池后可以大大加快反应速率 解题模型 有关化学反应速率影响因素题型的考查 1 常见考查形式 1 以表格的形式给出多组实验数据 让学生找出每组数据 的变化对反应的影响 2 给出影响化学反应的几种因素 让学生设计实验分析各 因素对反应的影响 2 解题策略 1 确定变量 解答这类题目时首先要认真审题 理清影响实验探究结果 的因素有哪些 2 定多变一 在探究时 应该先确定其他的因素不变 只改变一种因素 看这种因素与探究的问题存在怎样的关系 这样确定一种以后 再确定另一种 通过分析每种因素与所探究问题之间的关系 得出所有影响因素与所探究问题之间的关系 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 思维模型 数形结合思想 用化学反应速率图象突破化 学平衡概念速率 时间图象能定性揭示v正 v逆随时间 含条件改变对速率的影响 而变化的规律 体现了外界条件改变对可逆反应速率的影响 以及由此引发的平衡移动 续表 续表 续表 续表 典例 某密闭容器中充入等物质的量的气体a和b 一定 温度下发生反应 a g xb g 2c g 达到平衡后 只改变 反应的一个条件 测得容器中物质的量浓度 反应速率随时间 变化的图象如下图所示 下列说法中正确的是 a 8min前正反应速率大于逆反应速率b 20min时a的反应速率为0 05mol l 1 min 1 c 反应方程式中的x 1 40 54min时为升高温度 正反应 为吸热反应 d 30min时降低温度 40min时升高温度 解析 前20min内a的平均反应速率为0 05mol l 1 min 1 b错误 因为a b变化的趋势一样 故x 1 再根据时间 速率图象可知 升高温度反应逆向移动 因此正反应为放热反应 c错误 30min时 速率下降 但平衡未发生移动 故改变的条件是减小压强 d错误 答案 a 方法技巧 解图象题 三步曲 一看 二想 三判断 1 一看 看图象 看面 弄清纵 横坐标的含义 看线 弄清线的走向 变化趋势及线的平陡情况 看点 弄清曲线上点的含义 特别是一些特殊点 如与坐标轴的交点 曲线的交点 折点 最高点与最低点等 看量的变化 弄清是浓度变化 温度变化还是转化率的 变化 看要不要作辅助线 如等温线 等压线等 2 二想 想规律 观察图象后联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影 响规律 3 三判断 通过对比分析 作出正确判断 应用 2016 2017学年河南开封杞县高级中学月考 某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵 nh2coonh4 分解反应平衡常数和水解反应速率的测定 1 将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中 假设容器体积不变 固体试样体积忽略不计 在恒定 2nh3 g 温度下使其达到分解平衡 nh2coonh4 s co2 g 实验测得不同温度下的平衡数据列于下表 可以判