高考化学一轮复习 第七章 化学反应速率和化学平衡 7.1 化学反应速率及影响因素课件.ppt

第一节化学反应速率及影响因素 考点一化学反应速率的计算及大小比较 基础回顾 1 化学反应速率 减少 增加 2 特点 1 化学反应速率是一段时间内的 速率 且无论用反应物还是用生成物表示 均取正值 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 但表示的意义相同 平均 可能不同 3 对于 物质 其浓度视为常数 故不能用 物质表示化学反应速率 4 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 之比 即v a v b v c v d 固体或纯液体 固体或纯液体 化学计量数 m n p q 思维诊断 正确的打 错误的打 1 化学反应速率是描述化学反应进行快慢的物理量 提示 化学反应速率的大小体现化学反应进行的快慢 2 对于任何化学反应来说 反应速率越大 反应现象就越明显 提示 反应速率快的现象不一定明显 如naoh与hcl的反应 反应速率慢的现象可能明显 如铁生锈 3 同一化学反应 2mol l 1 s 1的化学反应速率一定比1mol l 1 s 1的化学反应速率快 提示 同一化学反应 不同物质表示的化学反应速率的比值等于化学方程式中各物质的化学计量数之比 其数值可能不同 但表示的意义相同 4 v a 1mol l 1 s 1一定指1s内物质a的浓度减小1mol l 1 提示 v a 1mol l 1 s 1是指1s内物质a的浓度减少或增加1mol l 1 5 根据反应速率的大小可以判断化学反应进行的快慢 提示 反应速率是表示化学反应进行快慢的物理量 6 对于反应4nh3 5o2 4no 6h2o v no 与v o2 的关系为4v no 5v o2 提示 同一化学反应 不同物质表示的化学反应速率的比值等于化学方程式中各物质的化学计量数之比 即5v no 4v o2 方法点拨 化学反应速率的比较方法 1 转化同一物质法 将同一反应中的不同物质的反应速率转化成同一种物质的反应速率 再进行比较 如对于反应2so2 o22so3 如果 v so2 2mol l 1 min 1 v o2 3mol l 1 min 1 v so3 4mol l 1 min 1 比较反应速率的大小 可以将三者表示的反应速率都转化为o2表示的反应速率再作比较 换算得出 v o2 1mol l 1 min 1 v o2 2mol l 1 min 1 则反应速率的大小关系为 2 比值法 用各物质表示的反应速率除以对应各物质的化学计量数 然后再对求出的数值进行大小排序 数值大的反应速率快 如反应ma nb pc qd 若 则反应速率a b 题组过关 1 rj选修4 p19改编题 nh3和纯净的o2在一定条件下发生反应 4nh3 g 3o2 g 2n2 g 6h2o g 现向一容积不变的2l密闭容器中充入4molnh3和3molo2 4min后 测得生成的h2o占混合气体体积的40 则下列表示此段时间内该反应的平均速率不正确的是 a v n2 0 125mol l 1 min 1b v h2o 0 375mol l 1 min 1c v o2 0 225mol l 1 min 1d v nh3 0 250mol l 1 min 1 解析 选c 设4min时 生成6xmolh2o g 4nh3 g 3o2 g 2n2 g 6h2o g n 总 起始 mol43007变化 mol4x3x2x6x4min时 mol4 4x3 3x2x6x7 x据题意 则有 0 4解得x 0 5 则4min内h2o的变化浓度为 c h2o 1 5mol l 1 v h2o 0 375mol l 1 min 1 再由各物质表示的速率之比等于各物质的化学计量数之比 可得各物质表示的反应速率分别为v n2 0 125mol l 1 min 1 v nh3 0 250mol l 1 min 1 v o2 0 1875mol l 1 min 1 2 2018 淄博模拟 将6molco2和8molh2充入一容积为2l的密闭容器中 温度保持不变 发生反应co2 g 3h2 g ch3oh g h2o g h 0 测得h2的物质的量随时间变化如图所示 图中字母后的数字表示对应的坐标 该反应在8 10min内co2的平均反应速率是 a 0 5mol l 1 min 1b 0 1mol l 1 min 1c 0mol l 1 min 1d 0 125mol l 1 min 1 解析 选c 由图可知 在8 10min内 h2的物质的量都是2mol 因此v h2 0mol l 1 min 1 根据化学反应速率之比等于化学计量数之比 v co2 v h2 0mol l 1 min 1 故c项正确 3 某温度时 在2l容器中x y z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示 由此分析 导学号79100100 1 该反应的化学方程式为 2 从反应开始至2min时 z的反应速率为 3 对于上述反应 在不同时间段内所测反应速率如下 则表示该化学反应进行最快的是 a v x 1 2mol l 1 min 1b v y 1 5mol l 1 min 1c v z 0 6mol l 1 min 1d v z 0 015mol l 1 s 1 解析 1 根据图象找出2min内x y z三种物质的浓度变化量为 c x 0 1mol l 1 c y 0 15mol l 1 c z 0 05mol l 1 根据反应速率之比等于化学计量数之比 可以确定x y z三种物质的化学计量数分别等于2 3 1 根据图象可以确定x是生成物 y z是反应物 即可以确定化学反应方程式为3y g z g 2x g 2 根据反应速率的概念 可求出从反应开始至2min时 z的反应速率为v z 0 025mol l 1 min 1 3 由化学反应速率的数值之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比 可得a项 v z v x 0 6mol l 1 min 1 b项 v z v y 0 5mol l 1 min 1 d项 v z 0 015mol l 1 s 1 60s min 1 0 9mol l 1 min 1 可得d项最大 即d项最快 答案 1 3y g z g 2x g 2 0 025mol l 1 min 1 3 d 加固训练 1 rj选修4 p19改编题 对于化学反应3w g 2x g 4y g 3z g 下列反应速率关系中 正确的是 a v w 3v z b 2v x 3v z c 2v x v y d 3v w 2v x 解析 选c 对于任一化学反应 用不同的物质表示该反应的速率 其数值之比等于其化学计量数之比 v w v x v y v z 3 2 4 3 v w v z a错误 3v x 2v z b错误 2v x v y c正确 2v w 3v x d错误 2 在四种不同条件下测得反应2so2 o22so3的反应速率如表所示 其中反应速率最快的是 a b c d 解析 选d 依据反应速率之比等于化学计量数之比 v o2 v so2 0 2mol l 1 min 1 v o2 v so2 0 25mol l 1 min 1 可得 中速率最大 即d项符合题意 考点二影响化学反应速率的因素 基础回顾 1 影响化学反应速率的因素 1 内因 反应物本身的 2 外因 性质 常见因素 增大 减小 增大 减小 增大 减小 加快 其他影响因素 固体反应物的 超声波 溶剂 放射线 电弧 强磁场 高速研磨等 2 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 的分子 表面积 有效碰撞 活化能 如图 图中e1为活化能 使用催化剂时的活化能为e3 反应热为 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 思维诊断 正确的打 错误的打 1 可逆反应达到平衡后 增大反应物的浓度 正反应速率增大 逆反应速率减小 提示 增大反应物的浓度 正反应速率增大 逆反应速率也增大 2 增大反应体系的压强 反应速率不一定增大 提示 压强对无气体参加的反应体系的反应速率无影响 3 对有气体参加的反应体系 缩小容器体积 能够增大活化分子的百分含量 所以反应速率增大 提示 缩小容器体积 能够增大单位体积内活化分子数 但活化分子的百分含量不变 4 铁与浓硫酸反应时 硫酸的浓度越大 产生h2的速率越快 提示 常温下浓硫酸使铁钝化后 不再发生反应 5 对于可逆反应fecl3 3kscnfe scn 3 3kcl 增加氯化钾浓度 逆反应速率加快 提示 该反应的实质是fe3 3scn fe scn 3 增加kcl浓度平衡不移动 方法点拨 外界因素对化学反应速率的影响时的注意事项 1 改变固体或纯液体反应物的用量 化学反应速率不变 2 催化剂在化学反应过程中参与了反应 降低了正 逆反应的活化能 同等程度改变正 逆反应速率 但不会改变反应的限度和反应热 3 升高温度正反应速率和逆反应速率都加快 但加快的程度不同 降低温度正反应速率和逆反应速率都减慢 但减慢的程度不同 吸热反应的反应速率总是受温度影响大 4 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 对于气体反应 有如下3种类型 类型一 恒温时 压缩体积压强增大反应物浓度增大反应速率加快 类型二 恒温时 对于恒容密闭容器 a 充入气体反应物气体反应物浓度增大 压强也增大 反应速率加快 b 充入 惰性 气体总压强增大反应物浓度未改变反应速率不变 类型三 恒温恒压时 充入 惰性 气体体积增大气体反应物浓度减小反应速率减小 题组过关 1 2018 淮南模拟 下列表格中的各种情况 可以用下面对应选项中的图象曲线表示的是 导学号79100101 解析 选c 由于k比na活泼 故相同大小的金属k和na与水反应 k的反应速率快 又由于na k与h2o反应均为放热反应 随反应进行 放出大量的热 反应速率逐渐加快 故a图象错误 由于起始时乙中h2c2o4浓度大 故其反应速率比甲中快 b图象错误 由于甲反应是在热水中反应 温度高 故甲的反应速率高于乙的 随反 应进行 反应物浓度逐渐减小 故甲 乙的反应速率逐渐减小 c图象正确 mno2在h2o2分解过程中起催化作用 故乙的反应速率大于甲的 d图象错误 2 2018 开封模拟 外界其他条件相同 不同ph条件下 用浓度传感器测得反应2a b 3d中产物d的浓度随时间变化的关系如图 则下列有关说法正确的是导学号79100102 a ph 8 8时 升高温度 反应速率不变b 保持外界条件不变 反应一段时间后 ph越小 d的浓度越大c 为了实验取样 可采用调节ph的方法迅速停止反应d 减小外界压强 反应速率一定减小 解析 选c ph 8 8时 升高温度 反应速率一定增大 故a错误 保持外界条件不变 反应一段时间后 ph 7 5和ph 8 2时 有可能d的浓度相同 故b错误 当ph 8 8时 c d 基本不变 反应速率接近于0 说明反应停止 故c正确 没有气体参加的反应 减小压强对反应速率几乎没有影响 故d错误 加固训练 1 把镁条投入盛有盐酸的敞口容器里 产生h2的速率可由如图表示 在下列因素中 盐酸的浓度 镁条的表面积 溶液的温度 cl 的浓度 影响反应速率的因素是 a b c d 解析 选c 镁条和盐酸反应产生h2的离子方程式为mg 2h mg2 h2 是镁与h 间的置换反应 与cl 无关 在镁条的表面有一层氧化膜 将镁条投入盐酸中时 随着氧化膜的不断溶解 镁与盐酸接触面积不断增大 产生h2的速率会加快 溶液的温度对该反应也有影响 反应放出热量 使温度升高 反应速率也会加快 随着反应的进行 c h 不断减小 反应速率会逐渐减慢 2 已知 co2 g 3h2 g ch3oh g h2o g h 49 0kj mol 1 一定条件下 向体积为1l的恒容密闭容器中充入1molco2和3molh2 测得co2和ch3oh g 的浓度随时间变化曲线如图所示 下列叙述中正确的是 a 3min时 用co2的浓度表示的正反应速率等于用ch3oh的浓度表示的逆反应速率b 从反应开始到10min h2的平均反应速率v h2 0 225mol l 1 min 1c 13min时 向容器中充入2mol氦气 该反应的化学反应速率增加d 13min时 向容器中充入2mol氦气 co2的消耗速率增大 解析 选b a项 3min时 只能计算出用ch3oh的浓度增加表示的正反应速率 无法计算逆反应速率 错误 b项 v h2 3v co2 3 0 225mol l 1 min 1 正确 c项 由于恒容容器的体积没有变化 所以各成分的浓度没有变化 化学反应速率不变 错误 d项 化学反应速率不变 错误 考点三化学反应速率的图象及其应用 基础回顾 1 v t图象 分清正逆反应 分清各因素 浓度 温度 压强 催化剂 对反应速率和平衡移动的影响 对于反应2so2 g o2 g 2so3 g h 0 填写改变的条件 t1时 增大反应物的浓度 t2时 t3时 t4时 降低温度 增大压强 使用催化剂 小结 1 改变某一反应物或生成物的浓度条件 图象一点保持连续 2 改变 两点突变 3 使正逆反应速率同等程度的增大而平衡不移动 温度 压强 使用催化剂 2 c 或n t图象 分清反应物和生成物 浓度减小的为反应物 浓度增大的为生成物 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之比 等于化学方程式中各物质的化学计量数之比 如图表示一定温度下 a b c三种气体物质的浓度随时间的变化情况 试回答 1 该反应的化学方程式为 2 反应物的转化率是 3 10s内v c 2ab 3c 40 0 12mol l 1 s 1 典题探究 角度一v t图象 典题1 2018 临沂模拟 根据v t图象分析外界条件改变对可逆反应a g 3b g 2c g h 0的影响 该反应的速率与时间的关系如图所示 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 导学号79100103 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 解析 选d t2时正 逆反应速率均增大 且平衡逆向移动 排除a c选项 t4时正 逆反应速率均减小 平衡逆向移动 可以是减小压强 t6时正反应速率大于逆反应速率 平衡正向移动 所以是增大反应物浓度 d选项符合 母题变式 1 若该反应的 h 0 则升高温度时 在t2 t4过程中反应速率变化情况如何 提示 升高温度 正 逆反应速率均增大 但是正反应速率增加的程度大 v 正 v 逆 2 若可逆反应改为a s 2b g 2c g h 0 则t8时改变的条件可能是什么 提示 因该反应是气体体积不变的反应 t8时正 逆反应速率同等程度增大 则改变的条件可能是增大压强或使用催化剂 归纳提升 利用 断点 破译化学反应速率图象 1 当可逆反应达到一种平衡后 若某一时刻外界条件发生改变 都可能使速率 时间图象的曲线出现不连续的情况 即出现 断点 根据 断点 前后的速率大小 即可对外界条件的变化情况作出判断 如图 t1时刻改变的条件可能是使用了催化剂或增大压强 仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应 2 常见含 断点 的速率变化图象分析 角度二c 或n t图象 典题2 2018 洛阳模拟 某密闭容器中充入等物质的量的a和b 一定温度下发生反应a g xb g 2c g 达到平衡后 在不同的时间段 下列说法中正确的是导学号79100104 a 30 40min间该反应使用了催化剂b 化学方程式中的x 1 正反应为吸热反应c 30min时降低温度 40min时升高温度d 8min前a的平均反应速率为0 08mol l 1 min 1 解析 选d a项 若使用催化剂 则化学反应速率加快 a不正确 由物质的量浓度 时间图象可知 a b的浓度变化相同 故a b的化学计量数相同 都为1 由反应速率 时间图象可知 30min时改变的条件为降压 40min时改变的条件为升温 且升高温度平衡向逆反应方向移动 则正反应为放热反应 b c不正确 8min前a的平均反应速率为 0 08mol l 1 min 1 素养升华 模型认知 速率图象分析思路 题组过关 1 2018 广州模拟 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 实验中锌粒过量且颗粒大小相同 饱和硫酸铜溶液用量0 4 0ml 保持溶液总体积为100 0ml 记录获得相同体积 336ml 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 0 10 3mol l 1 s 1d d点没有构成原电池 反应速率减慢 解析 选d 根据图象可知随着饱和硫酸铜溶液的增加 收集相同体积的气体所需时间先逐渐减少 然后又逐渐增加 因此饱和硫酸铜溶液用量过多不利于更快收集氢气 a正确 根据图象可知a c两点对应的时间都是250s 所以氢气生成速率相等 b正确 b点对应的时间是150s 生成氢气的物质的量是 0 015mol 消耗稀硫酸的物质的量是0 015mol 其 浓度是 0 15mol l 1 所以反应速率为v h2so4 1 0 10 3mol l 1 s 1 c正确 d点锌也与硫酸铜溶液反应生成铜从而构成原电池 d不正确 2 在一定温度下 将2mola和2molb两种气体混合于2l密闭容器中 发生反应 3a g 2b g xc g 2d g h 0 2min末反应达到平衡状态 生成了0 8mold 并测得c的浓度为0 2mol l 1 由此推断 1 x值等于 2 由于条件改变而引起反应速率和化学平衡的变化情况 a b过程中改变的条件可能是 b c过程中改变的条件可能是 若增大压强时 请把反应速率变化情况画在下图中的c d处 标明v 正 和v 逆 解析 1 3a g 2b g xc g 2d g c 始 mol l 1 1100c 变 mol l 1 0 60 40 20 4c 2min