2104高考化学一轮复习 7.1 化学反应速率及影响因素课件 新人教版.ppt

第七章化学反应速率和化学平衡第一节化学反应速率及影响因素 在2l的密闭容器中 加入1molh2和3moli2 发生反应h2 g i2 g 2hi g 在2s末时 测得容器中含有0 4mol的hi 则该反应的化学反应速率v h2 v hi 若在标准状况下 碘为固体 该过程中 填 可以 或 不可以 用碘的浓度的变化来描述该反应的反应速率 一 化学反应速率 0 05mol l 1 s 1 0 1mol l 1 s 1 不可以 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mol l 1 min 1或mol l 1 s 1 减少 增加 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 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 之比 即v a v b v c v d 如在一个2l的容器中发生反应 3a g b g 2c g 加入2mola 1s后剩余1 4mol 则v a v b v c 化学计量数 m n p q 0 3mol l 1 s 1 0 1mol l 1 s 1 0 2mol l 1 s 1 1 化学反应速率一般指平均速率 不是某一时刻的瞬时速率 2 不能用固体或纯液体表示化学反应速率 因为固体或纯液体的浓度在化学反应中视为定值 二 化学反应速率的影响因素 在温度不变的情况下 将0 01mol l 1kmno4溶液与不同浓度的h2c2o4溶液反应 如图 图1和图2相比较 反应速率较快的是 原因是 若向图1中加入mnso4固体 反应速率将 填 加快 不变 或 减慢 下同 原因是使用了催化剂 若加热图示中的两支试管 反应速率将 图2 增加了反应 物的浓度 加快 加快 1 内因 反应物本身的 2 外因 其他条件不变 只改变一个条件 浓度 增大反应物浓度 反应速率 反之 压强 对于有气体参加的反应 增大压强 反应速率 反之 温度 升高温度 反应速率 反之 催化剂 使用催化剂 能改变化学反应速率 且正 逆反应速率的改变程度 其他因素 反应物间的 光辐照 放射线辐照 超声波等 性质 加快 减慢 加快 减慢 加快 减慢 相同 接触面积 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 如图 图中 为无催化剂时反应的活化能 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 e1 e3 e1 e2 2 活化分子 有效碰撞与反应速率的关系 分子 总数 不变 增加 分子总数 增加 增加 1 反应物本身的性质是影响化学反应速率的主要因素 2 压强对化学反应速率的影响是通过改变浓度实现的 所以分析压强的改变对反应速率的影响时也可以从浓度是否发生改变的角度来分析 若改变总压强而各物质的浓度不改变 则反应速率不变 3 改变温度 使用催化剂 反应速率一定发生变化 其他外界因素的改变 反应速率不一定发生变化 考点一化学反应速率的计算及大小比较1 反应速率的计算及大小比较的常用依据 速率之比等于方程式中各物质的化学计量数之比 是反应速率的计算及大小比较的常用依据 同一个反应的速率 用不同物质表示时 数值之比等于方程式中各物质的计量数之比 即对于反应 aa bb cc dd 有v a v b v c v d a b c d或v a v b v c v d 可利用此比例关系计算用不同物质表示的反应速率或计算方程式中各物质的化学计量数 思想方法 2 化学反应速率大小比较的方法 1 看单位是否统一 若不统一 换算成相同的单位 2 换算成用同一物质表示的反应速率 再比较数值的大小 3 比较化学反应速率与化学计量数的比值 即对于一般反应aa bb cc dd 比较则a表示的反应速率比b大 3 计算化学反应速率的基本模式 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 反应ma nbpc起始浓度 mol l 1 abc转化浓度 mol l 1 x某时刻浓度 mol l 1 a x 高考警示 1 同一化学反应 用不同的物质表示的反应速率的数值不同 所以在表示化学反应速率时必须指明具体物质 2 固体和纯液体的浓度可视为常数 所以通常不用固体或纯液体表示或计算反应速率 3 化学反应速率通常都是用反应物或生成物物质的量浓度的变化来表示 但在某些情况下也有用反应物或生成物的物质的量或质量的变化来表示的 典题通关1 将一定量的x气体和1moly气体在2l的容器中混合 并在一定条件下发生反应 2x g y g 2z g 若经2s t2时刻 后测得z的物质的量如图所示 现有下列几种说法 用物质x表示的反应速率为0 3mol l 1 s 1 用物质y表示的反应速率为0 6mol l 1 s 1 2s时物质x的转化率为75 2s时物质y的浓度为0 4mol l 1其中正确的是 a b c d 解题指南 解答本题要注意以下两点 1 明确图示的纵坐标表示物质的量 该反应容器的体积为2l 2 计算反应速率时要严格按照公式计算 不要用物质的量的变化量代替物质的量浓度的变化量 解析 选a v z 0 3mol l 1 s 1 v x v z 0 3mol l 1 s 1 v y v z 0 3mol l 1 s 1 0 15mol l 1 s 1 2s时生成1 2molz 说明参加反应的y的物质的量为0 6mol 剩余0 4mol的y 参加反应的x为1 2mol 2s时y和x的物质的量相等 即x也剩余0 4mol 说明原来加入的x为1 6mol x的转化率为 100 75 2s时生成1 2molz 剩余0 4mol的y 反应容器为2l 所以y的浓度为0 2mol l 1 互动探究 1 若 中用x y表示的反应速率分别为0 3mol l 1 s 1 0 6mol l 1 s 1 哪种物质表示的反应速率更快 提示 把v y 转化为v x 可得 v x 2v y 2 0 6mol l 1 s 1 1 2mol l 1 s 1 所以 用物质y表示的反应速率更快 2 在2s末 y的转化率为多少 若反应开始加入的x的物质的量为2mol t2时刻剩余y为0 4mol 则2s末x的转化率为多少 你能迅速得出答案吗 提示 y的转化率 100 60 通入x y两气体的物质的量之比等于化学计量数之比为2 1 消耗物质的量之比也为2 1 则x y的转化率相等 都为60 加固训练 1 2014 枣庄模拟 工业上制备合成气的工艺主要是水蒸气重整甲烷 ch4 g h2o g co g 3h2 g h 0 在一定条件下 向容积为1l的密闭容器中充入1molch4 g 和1molh2o g 测得h2o g 和h2 g 的浓度随时间变化曲线如图所示 下列说法正确的是 a 达平衡时 ch4 g 的转化率为75 b 0 10min内 v co 0 075mol l 1 min 1c 该反应的化学平衡常数k 0 1875mol l 1d 当ch4 g 的消耗速率与h2o g 的生成速率相等 反应达到平衡 解析 选d 根据题干图像可知 反应进行到10min时达到平衡状态 氢气和水蒸气的平衡浓度均是0 75mol l 1 因此消耗水蒸气的浓度是1mol l 1 0 75mol l 1 0 25mol l 1 则 ch4 g h2o g co g 3h2 g 起始浓度 mol l 1 1100转化浓度 mol l 1 0 250 250 250 75平衡浓度 mol l 1 0 750 750 250 75 所以达平衡时 ch4 g 的转化率为 100 25 a不正确 0 10min内 v co 0 025mol l 1 min 1 b不正确 该反应的化学平衡常数k c不正确 ch4 g 的消耗与h2o g 的生成反应方向相反 当二者速率相等时 反应达到平衡状态 d正确 2 在2l的密闭容器中 放入0 4mola和0 6molb 在一定温度下 压强为p 加入催化剂 体积忽略 发生反应2a g 3b g xc g 2d g 在amin后 容器中c a 0 1mol l 1 则v b 若温度不变 压强变为0 9p 则v c x 解析 2a g 3b g xc g 2d g 起始 mol0 40 600转化 mol0 20 30 1x0 2amin后 mol0 20 30 1x0 2v b mol l 1 min 1 体积 温度不变时 压强之比等于气体的物质的量之比 0 6 0 4 0 2 0 3 0 1x 0 2 1 0 9 则x 2 v c mol l 1 min 1 答案 mol l 1 min 1mol l 1 min 12 考点二化学反应速率图像及其应用1 全程速率 时间图 如zn与足量盐酸的反应 反应速率随时间的变化出现如图情况 对比分析 解释原因 ab段 v渐大 因为是放热反应 随反应的进行 温度渐高 导致反应速率的渐大 bc段 v渐小 则主要因为随反应的进行 溶液中c h 渐小 导致反应速率渐小 2 物质的量 或浓度 时间图像 例如 某温度时 在定容 vl 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 1 由图像得出的信息是 x y是反应物 z是产物 t3时反应达平衡 x y没有全部反应 2 根据图像可进行如下计算 某物质的平均速率 转化率 如v x mol l 1 s 1 y的转化率 100 确定化学方程式中的化学计量数之比如x y z三种物质的化学计量数之比为 n1 n3 n2 n3 n2 3 化学平衡的移动与反应速率的关系 方法指南 根据速率 时间图像判断反应条件的方法 1 看图像中正 逆反应速率的变化趋势 两者是同等程度的变化 还是不同程度的变化 同等程度的变化一般从压强 反应前后气体体积不变的反应 和催化剂考虑 若是不同程度的变化 从温度 浓度 压强 反应前后气体体积改变的反应 角度考虑 2 对于反应速率变化不相等的反应 要注意观察改变某个条件瞬间 正 逆反应速率的大小关系及变化趋势 同时要联系外界条件对反应速率的影响规律 加以筛选 验证 排除 典题通关2 向某密闭容器中加入0 3mola 0 1molc和一定量的b三种气体 一定条件下发生反应 各物质浓度随时间变化如甲图所示 t0 t1阶段c b 未画出 图乙为t2时刻后改变条件平衡体系中反应速率随时间变化的情况 且四个阶段都各改变一种不同的条件并且改变的条件均不同 已知 t3 t4阶段为使用催化剂 下列说法正确的是 a 若t1 15s 生成物c在t0 t1时间段的反应速率为0 004mol l 1 s 1b t4 t5阶段改变的条件为降低反应温度c b的起始物质的量为0 02mold t5 t6阶段可能是增大压强 解题指南 解答本题要注意以下两点 1 首先根据图甲计算出该反应的方程式 2 明确四个阶段都各改变一种不同的条件并且改变的条件均不同 解析 选a v c 0 004mol l 1 s 1 a项正确 由图甲分析可知反应方程式是3a g b g 2c g 在t4 t5阶段 平衡没有移动 反应速率减小 则是减小了压强 再由化学计量数之比等于 c之比 求出 c b 0 03mol l 1 则起始浓度为0 02mol l 1 由求出的容器体积为2l知b的起始物质的量为0 04mol b项和c项错误 t5 t6阶段改变的条件应是升高温度 变式训练 2013 成都模拟 可逆反应n2 3h22nh3是工业上合成氨的重要反应 1 根据图1请写出合成氨的热化学方程式 热量用e1 e2或e3表示 2 图1中虚线部分是通过改变化学反应中的条件 该条件的改变与图2中哪一时刻条件的改变相同 用 t1 t6 表示 3 图2中t3时刻改变的条件是 t5时刻改变的条件是 解析 1 根据图1可知 从n2和h2反应生成1molnh3过程中放出的热量为 e3 e1 kj 所以n2与h2反应生成nh3的热化学方程式为n2 g 3h2 g 2nh3 g h 2 e3 e1 kj mol 1 2 图1中虚线部分表示由反应物到达过渡态的过程中 所需能量减少 说明使用了催化剂 降低了活化能 因为反应n2 3h22nh3为反应前后气体体积不相等的反应 在图2中 t2时刻改变条件 正 逆反应速率的改变相同 说明改变的外界条件只能是使用了催化剂 3 t3时改变条件 v 正 v 逆 都同时减小 且v 正 v 正 平衡向逆反应方向移动 只能是升高温度 答案 1 n2 g 3h2 g 2nh3 g h 2 e3 e1 kj mol 1 2 催化剂t2 t3 3 减小压强升高温度 加固训练 1 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 生成的平均反应速率为v 解析 选d 催化剂能同等程度地改变正逆反应速率 a项错误 压强对化学反应速率的影响是通过改变浓度来实现的 增大反应体系的压强 浓度不一定增大 如恒容下充入惰性气体 速率并没有增大 b项错误 降低温度反应速率减小 将延长反应达到平衡的时间 c项错误 化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示 d项正确 2 某温度时 在一个容积为2l的密闭容器中 x y z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示 根据图中数据 试填写下列空白 1 该反应的化学方程式为 2 反应开始至2min 气体z的反应速率为 3 若上述反应在2min后的t1 t6内反应速率与反应时间图像如下 在每一时刻均改变一个影响反应速率的因素 则 a 在t1时增大了压强b 在t3时加入了催化剂c 在t4时一定降低了温度d t2 t3时x的转化率最高 解析 1 由题中图像知v x v y v z 0 3 0 1 0 2 3 1 2 又由于该反应不能进行彻底 所以化学方程式为3x y2z 2 v z 0 05mol l 1 min 1 3 在t1时如果增大压强 则正 逆反应速率都会增大 且应是v 正 增大的幅度大于v 逆 a错误 在t3时应该是加入了催化剂 正 逆反应速率都增大 并且增大的倍数相同 平衡不移动 b正确 在t4时不知道正反应是吸热还是放热 无法确定是降低温度 由图像知t4时应是减小压强 c错误 由题图可以看出 从t1 t2 平衡向逆反应方向移动 x的转化率降低 从t2 t4 平衡不移动 x的转化率不变 从t4 t5 平衡继续向逆反应方向移动 x的转化率又降低 因此 t0 t1时x的转化率最高 d错误 答案 1 3x y2z 2 0 05mol l 1 min 1 3 b 资源平台 外界因素对影响化学反应速率的实验探究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 只变化一种因素 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 方法指南 解答影响反应速率条件的探究题的策略 1 重视表格数据分析 实验探究影响化学反应速率的因素类的题目的呈现形式多以表格为主 而表格呈现的主要是数据 所以 要重视表格中的数据分析 2 强化条件意识 研究条件对反应速率的影响 主要是改变一个条件 在考题中 经常涉及温度 浓度和催化剂 很少涉及压强 在做题时要注意这方面 典例 在锌与盐酸反应的实验中 一个学生得到的结果如下表所示 1 t1 s 画出以时间对温度的曲线图 纵轴表示时间 横轴表示温度 2 利用所画的曲线图 总结并得出的关于温度影响反应速率的结论是 3 t1 t4 填 或 或 原因是 4 单位时间内消耗锌的质量mb me mf从大到小的顺序为 解题指南 1 归纳出温度与时间的关系 以此推算出时间t1和绘制曲线图 2 了解其他因素 如固体反应物表面积大小和原电池效应的影响 解析 解答该题要认真分析表中数据 由a b c总结规律 推出t1 50s 根据a b c d四组实验的数据可画出温度 时间图 通过对图像的分析总结温度对反应速率的影响 找出规律 d g组实验相比较 g中可形成铜 锌原电池 加快反应速率 e f组实验相比较 f中锌的表面积大 反应速率快 b e f组相比较 粉末状的zn反应速率最快 薄片状的zn反应速率最慢 故单位时间内消耗锌的质量为mf me mb 答案 1 50 2 温度每升高10 反应速率加快到原来的2倍 3 g组中可形成cu zn原电池 反应速率加快 f组中锌为粉末状 表面积较大 反应速率加快 4 mf me mb 变式训练 某探究小组用测