高考化学大一轮复习 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 新人教版.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与大小比较 核心自主排查 1 化学反应速率的含义 减少 增加 2 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化学方程式中各物质的 之比 即v a v b v c v d 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 提示 由于固体 纯液体的浓度视为常数 所以不用固体 纯液体表示化学反应速率 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 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 提示 化学反应速率是单位时间内的平均速率 4 由v 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 提示 化学反应速率用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加表示 都是正值 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 但表示的意义相同 提示 单位相同时 不同物质表示的化学反应速率的比值等于方程式中各物质的化学计量数之比 6 根据反应速率的大小可以判断化学反应进行快慢 提示 反应速率是表示化学反应进行快慢的物理量 方法点拨 1 化学反应速率大小的比较方法 归一法 a 看单位是否统一 若不统一 换算成相同的单位 b 换算成同一物质表示的反应速率 再比较数值的大小 比值法 比较化学反应速率与化学计量数的比值 如aa bb cc dd 比较则说明用a表示的化学反应速率大于用b表示的化学反应速率 2 化学反应速率的计算 公式法 v a 三段式 法 a 写出有关反应的化学方程式 b 找出各物质的起始量 转化量 某时刻量 c 根据已知条件列方程式计算 例如 反应ma nbpct0s mol l 1ab0 转化 mol l 1xt1s mol l 1a xb 则 v a mol l 1 s 1 v b mol l 1 s 1 v c mol l 1 s 1 基础小题快练 1 化学反应4a s 3b g 2c g d g 经2minb的浓度减少0 6mol l 1 对此反应速率的表示正确的是 a 用a表示的反应速率是0 4mol l 1 min 1b 分别用b c d表示的反应速率其比值是3 2 1c 2min末的反应速率用b表示是0 3mol l 1 min 1d 2min内 v正 b 和v逆 c 表示的反应速率的值都是逐渐减小的 解析 选b 物质a是固体 浓度是常数 不能用a表示该反应的反应速率 a错误 相同条件下速率之比等于化学计量数之比 v b v c v d 3 2 1 b正确 2min末的反应速率为即时速率 用b表示速率0 3mol l 1 min 1是2min内的平均速率 c错误 b是反应物 浓度降低 c是生成物 浓度增大 反应速率v逆 c 增大 d错误 2 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 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 c z t 0 025mol l 1 min 1 3 注意换算成用同一物质表示且单位相同再比较 答案 1 3y g z g 2x g 2 0 025mol l 1 min 1 3 d 高考模拟预测 1 2017 武汉模拟 用纯净的caco3与100ml稀盐酸反应制取co2 实验过程记录如图所示 co2的体积已折算为标准状况下的体积 下列分析正确的是 世纪金榜导学号30682100 a oe段表示的平均反应速率最快b ef段 用盐酸表示该反应的平均反应速率为0 4mol l 1 min 1c oe ef fg三段中 该反应用二氧化碳表示的平均反应速率之比为2 6 7d f点收集到的co2的量最多 解析 选b 由图象和反应速率的定义可知 ef段产生的co2最多 即ef段的平均反应速率最快 a错误 ef段产生0 02molco2 则知消耗0 04molhcl 则v hcl 为 0 4mol l 1 min 1 b正确 由于oe ef fg段的时间间隔相等 故其反应速率之比就等于产生co2的体积之比 即224 672 224 784 672 2 4 1 c错误 收集的co2是看总量的 f点只有672ml 自然是g点的体积最多 d错误 2 2014 乙卷 已知分解1molh2o2放出热量98kj 在含少量i 的溶液中 h2o2分解的机理为h2o2 i h2o io 慢h2o2 io h2o o2 i 快 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98kj mol 1d v h2o2 v h2o v o2 解析 选a 由题意可知i 为反应的催化剂 反应的反应热是反应物能量和生成物能量的差值 反应的反应热为 98kj mol 1 所以b c错误 反应速率与浓度有关 所以i 浓度越大 速率越快 a正确 速率比等于化学计量数比 反应的总方程式为2h2o2 2h2o o2 水不能用来表示反应的速率 且过氧化氢和氧气速率比为2 1 加固训练 一定温度下 10ml0 40mol l 1h2o2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 0 6min的平均反应速率 v h2o2 3 3 10 2mol l 1 min 1b 6 10min的平均反应速率 v h2o2 3 3 10 2mol l 1 min 1c 反应至6min时 c h2o2 0 30mol l 1d 反应至6min时 h2o2分解了50 解析 选c 0 6min内 产生n o2 1 10 3mol 消耗n h2o2 2 10 3mol 则v h2o2 3 3 10 2mol l 1 min 1 a正确 随着反应的进行 c h2o2 减小 则v h2o2 减小 b正确 反应至6min时 消耗n h2o2 为2 10 3mol 剩余c h2o2 0 2mol l 1 c不正确 反应至6min时 消耗n h2o2 为2 10 3mol 占起始物质的量的50 d正确 考点二影响化学反应速率的因素 核心自主排查 1 影响化学反应速率的因素 1 内因 主要因素 反应物本身的 性质 2 外因 其他条件不变 只改变一个条件 增大 减小 增大 减小 增大 减小 加快 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 有效碰撞 活化能 如下图 图中e1为 使用催化剂时的活化能为 反应热为 有效碰撞 活化分子之间能够引发化学反应的碰撞 活化能 e3 e1 e2 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 可逆反应中减小产物的浓度可增加正反应的速率 提示 减小产物的浓度正反应速率和逆反应速率均减小 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 增大反应物的浓度 能够增大活化分子的百分含量 所以反应速率增大 提示 增大反应物的浓度 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 锌与稀硫酸反应时 硫酸的浓度越大 产生h2的速率越快 提示 浓硫酸与锌发生反应生成二氧化硫 5 对可逆反应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 1 分析外界因素对化学反应速率的影响时3注意 1 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 2 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 3 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 压强对反应速率的影响情况 压强只对有气体参与的化学反应的反应速率有影响 1 恒温时 压缩体积压强增大反应物浓度增大反应速率加快 2 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 3 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 基础小题快练 1 2017 平顶山模拟 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 在密闭容器中 一定条件下进行如下反应 2no g 2co g n2 g 2co2 g h 746 4kj mol 1 达到平衡后 以下分析正确的是 a 升高温度 对正反应的反应速率影响更大b 增大压强 对正反应的反应速率影响更大c 减小no浓度 对逆反应的反应速率影响更大d 加入催化剂 对逆反应的反应速率影响更大 解析 选b 该反应是正向气体体积减小的放热反应 a项 升高温度 正 逆反应的反应速率都增大 但是对吸热反应的速率影响更大 即对逆反应的反应速率影响更大 错误 b项 增大压强 正 逆反应的反应速率都增大 但正反应速率增大的程度更大 正确 c项 减小反应物no浓度 正 逆反应的反应速率都减小 但逆反应的反应速率变化程度小 错误 d项 催化剂在化学反应过程中参与了反应 同等程度改变正 逆反应速率 错误 高考模拟预测 1 2017 石家庄模拟 一定温度下 反应n2 g o2 g 2no g 在密闭容器中进行 下列措施不改变化学反应速率的是世纪金榜导学号30682101 a 缩小体积使压强增大b 恒容 充入n2c 恒容 充入hed 恒压 充入he 解析 选c 该反应前后气体的体积不变 a项 缩小体积 气体的物质的量浓度增大 化学反应速率增大 b项 容积不变 充入n2 n2的物质的量浓度增大 浓度越大 化学反应速率越大 c项 容积不变 充入he 反应容器内压强增大 但n2 o2 no的物质的量浓度并没有变化 因此不改变化学反应速率 d项 压强不变 充入he 反应容器的体积必然增大 n2 o2 no的物质的量浓度减小 化学反应速率减小 2 2017 六安模拟 一定温度下 在2l恒容密闭容器内某一反应中 m n的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示 下列表述正确的是 世纪金榜导学号30682102 a 反应的化学方程式为2mnb 0 t2时间内 v m mol l 1 min 1c t3时 该反应的正 逆反应速率相等d t2时 该反应达到了化学平衡 解析 选c 反应的化学方程式为2nm a错误 0 t2时间内 v m mol l 1 min 1 b错误 t3时 反应物和生成物的物质的量不随时间而改变 说明达到了化学平衡状态 正 逆反应速率相等 c正确 t2时 m n两物质的物质的量 或物质的量浓度 相等 而不是正 逆反应速率相等 从曲线变化趋势看 反应物n在不断减少 生成物m在不断增加 这说明t2时 该反应的正反应速率大于逆反应速率 还未达到化学平衡 d错误 加固训练 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 高考命题探究 模拟母题示例1 速率 时间图象 2017 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世纪金榜导学号30682103 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 模拟母题变式 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 探究归纳总结 1 速率 外界条件图象类型 以a g 3b g 2c g h 0为例 1 改变浓度 c 2 改变温度 t 3 改变压强 p 4 使用催化剂 2 从 断点 入手分析速率 时间图象中外界条件的改变 1 外界条件 浓度 温度 压强等 增强 曲线在原图象的上方 条件减弱 曲线在原图象的下方 2 浓度改变时 图象中一条曲线连续 无 断点 一条曲线不连续 出现 断点 其他条件改变 图象中曲线不连续 出现 断点 3 对于反应前后气体的化学计量数之和相等的反应 如a g b g 2c g 改变压强时 v 正 v 逆 同等倍数增大或减小 图象如图 模拟母题示例2 浓度 时间图象分析外界条件对反应速率的影响 2017 泉州模拟 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zn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世纪金榜导学号30682104 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 高考模拟预测 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 mol l 1 0 40 60 20 4 c c c d 0 2 0 4 x 2 整理得x 1 2 已知反应是正向气体体积减小的放热反应 根据速率 时间图象 a b过程中 正 逆反应速率均增大且逆反应速率增大的程度更大 因此改变的条件是升高温度 若是增大压强时 应是正反应速率增大的程度更大 b c过程中 b点正反应速率不变然后逐渐减小 逆反应速率突然减小然后逐渐增大 改变的条件可能是减小生成物的浓度 若增大压强 正 逆反应