高考化学总复习 专题7 第一单元 化学反应速率课件.ppt

第一单元化学反应速率 专题7化学反应速率与化学平衡 2013高考导航 一 化学反应速率1 表示方法 通常用单位时间内 常用物质的量浓度 的减少或 的增加来表示 反应物浓度 生成物浓度 2 计算公式 v 单位 mol l 1 s 1或mol l 1 min 1 3 同一反应中用不同物质表示的化学反应速率之间的关系 对于反应aa bb cc dd 在同一时间段内化学反应速率v a v b v c v d a b c d 思考感悟1 表示或计算化学反应速率时应注意哪些问题 提示 1 计算化学反应速率时 要注意题目要求用何种物质表示 且注意是单位时间内物质的量浓度的变化量 一般不用物质的量的变化量来表示 2 计算化学反应速率一般是在一段时间内的平均速率 且均取正值 3 固体或纯液体 不是溶液 其浓度可视为常数 因此不用固体或纯液体表示化学反应速率 二 影响化学反应速率的因素1 影响因素 1 内因 主要因素 反应物本身的性质 如金属与水反应的速率 na mg al 2 外因 其他条件不变 改变一个条件 2 从活化分子角度的理论解释 1 有效碰撞 活化分子和活化能 有效碰撞 本身具有较高能量的分子之间发生化学反应的碰撞 活化分子 能量较高 有可能发生有效碰撞的分子 活化能 如图 e1表示反应的 e2表示活化分子变成生成物分子放出的能量或逆反应的活化能 e2 e1表示 活化能 反应热 2 理论解释 有气体参加的化学反应 增大 不变 增加 减小 思考感悟2 对于固体和纯液体反应物 若改变反应物的用量 对反应速率有何影响 提示 改变固体或纯液体的量对化学反应速率无影响 但改变固体表面积会影响化学反应速率 当固体或纯液体参加反应时 反应速率只和接触面积 扩散速率的大小有关 所以增大接触面积 将固体研碎 或加快扩散速率 对反应物进行搅拌 均可提高反应速率 考点一化学反应速率的计算及速率大小比较1 公式法利用v c t直接进行计算 2 比例关系法对于任一化学反应 aa bb cc dd 可用v a v b v c v d 表示其反应速率 则有v a v b v c v d a b c d 即化学反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比 还可等于其浓度变化之比或物质的量变化之比 利用这一关系 可以方便求解用不同物质表示的反应速率 还可以利用这一关系求解方程式中未知的化学计量数 3 比值法速率大小比较时 可以用各物质表示的速率除以对应物质的化学计量数 对求出的数值进行大小排序 数值大的 表示该反应速率快 特别提醒 1 计算化学反应速率时 注意单位的换算 2 反应速率大小的比较中 单位一定要统一 3 有些反应还可以通过观察反应现象 消耗快慢 完成时间等方式进行速率比较 即时应用1 反应a 3b2c 2d在四种不同情况下的反应速率分别为 v a 0 15mol l s v b 0 6mol l s v c 0 4mol l s v d 0 45mol l s 该反应进行的快慢顺序为 解析 将用不同物质表示的速率换算为用同一物质表示的速率 再比较速率数值的大小 若以物质a为标准 将用其他物质表示的反应速率换算为用物质a表示的速率 则有 v a v b 1 3 则 表示的v2 a 0 2mol l s v a v c 1 2 则 表示的v3 a 0 2mol l s v a v d 1 2 则 表示的v4 a 0 225mol l s 故反应进行的快慢顺序为 答案 考点二外界条件的改变对化学反应速率的影响及图像变化1 浓度 1 对一个可逆反应 增大反应物 或生成物 浓度 正反应 或逆反应 速率立即增大 逆反应 或正反应 速率瞬时不变 随后增大 同理可分析减小浓度的情况 2 对应图像图像特点 浓度变化时 图像中速率的变化是连续的 无跳跃性 2 温度 1 对一个可逆反应 升高温度 正逆反应速率立即增大 但吸热反应增大的程度更大 降低温度 正 逆反应速率立即减小 但吸热反应降低的程度更大 2 对应图像 正反应为放热反应 图像特点 温度变化时 图像中速率的变化是不连续的 具有跳跃性 3 压强 1 若参加反应的物质为固体或液体 溶液 由于压强的变化对它们浓度的变化几乎无影响 可以认为改变压强反应速率不变 2 对于有气体参加的可逆反应 增大压强 正 逆反应速率都增大 减小压强 正 逆反应速率都减小 但压强对气体分子数较多一侧的影响更大一些 3 对应图像 以增大压强为例 以n2 3h22nh3为例 以h2 i22hi为例 图像特点 压强变化时 图像中速率的变化是不连续的 具有跳跃性 特别提醒对于有气体参加的反应 讨论压强对反应速率的影响时 应落脚在压强的改变对物质浓度产生出何种影响 由此判断出对反应速率的影响 对于气体反应体系 有以下几种情况 1 恒温时 增大压强 体积缩小 浓度增大 反应速率加快 2 恒温恒容时 充入气体反应物 浓度增大 速率加快 充入 惰性气体 总压强增大 但各气体的分压不变 即各物质的浓度不变 反应速率不变 3 恒温恒压时 充入 惰性气体 体积增大 各反应物浓度减小 反应速率减慢 4 催化剂 1 催化剂能降低反应的活化能 增大活化分子百分比 同等程度地改变正 逆反应的速率 2 对应图像 使用正催化剂 即时应用2 一定温度下 在2l的密闭容器中 x y z三种气体的量随时间变化的曲线如图所示 1 从反应开始到10s 用z表示的反应速率为 x的物质的量浓度减小了 y的转化率为 2 该反应的化学方程式为 3 10s后的某一时刻 t1 改变了外界条件 其速率随时间的变化图像如图所示 则下列说法符合该图像的是 a t1时刻 增大了x的浓度b t1时刻 升高了体系温度c t1时刻 缩小了容器体积d t1时刻 使用了催化剂 2 由各物质转化的量 x为0 79mol y为0 79mol z为1 58mol 可知方程式中各物质的化学计量数之比为1 1 2 则化学方程式为x g y g 2z g 3 由图像可知 外界条件同等程度地增大了该反应的正 逆反应速率 增大x的浓度 升高体系温度不会同等程度地改 变正 逆反应速率 a b错误 由 2 中的解析可知 该反应的化学方程式为x g y g 2z g 缩小容器体积 增大压强 可同等程度地增大正 逆反应速率 c正确 d使用催化剂可同等程度地改变正 逆反应速率 d正确 答案 1 0 079mol l 1 s 10 395mol l 179 0 2 x g y g 2z g 3 cd 同质量的锌与酸反应制备h2 欲使反应速率最大 下列条件中最佳组合是 纯锌粒 粗锌片 0 01mol l 1盐酸 0 01mol l 1硫酸 98 硫酸 加热 用冰水冷却a b c d 解析 解题过程中 要明确温度 浓度对化学反应速率的影响 浓度越大 温度越高 反应速率越快 同时要注意原电池的影响 粗锌片能与酸构成原电池 加快反应速率 故b项正确 答案 b 反应3fe s 4h2o g fe3o4 s 4h2 g 在一可变容积的密闭容器中进行 下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是 增加原料fe的量 将容器的体积缩小一半 保持容积不变 充入n2使体系压强增大 保持压强不变 充入n2使容器体积增大 高温 a b c d 解析 fe为固态反应物 增加其用量并不影响其浓度 因此增加fe的量对反应速率几乎无影响 容器体积缩小一半 即压强增大 h2o g 和h2的物质的量浓度都增大 正反应速率和逆反应速率都增大 体积不变充入n2 容器内总压强增大 但n2不参与反应 容器内h2和h2o g 的物质的量浓度并没有增加或减小 因此正反应速率和逆反应速率都基本不变 充入n2 使容器体积增大 总压强虽然不变 但容器内h2和h2o g 的物质的量浓度都减小 正反应速率和逆反应速率都变小 答案 d 名师指津 影响反应速率的因素有反应物浓度 温度 压强 催化剂 固体表面积等 要注意压强的改变必须改变到反应物浓度才能影响到反应速率的大小 2012 宿迁高三调研 向一体积不变的密闭容器中充入2mola 0 6molc和一定量的b三种气体 一定条件下发生反应2a g b g 3c g 各物质的浓度随时间变化的关系如图1所示 其中t0 t1阶段c b 未画出 图2为反应体系中反应速率随时间变化的情况 且t2 t3 t4各改变一种不同的条件 1 若t1 15min 则t0 t1阶段以c的浓度变化表示的反应速率v c 2 t3时改变的条件为 b的起始物质的量为 3 t4 t5阶段 若a的物质的量减少了0 01mol 而此阶段中反应体系吸收能量为akj 写出此条件下该反应的热化学方程式 答案 1 0 02mol l min 2 减小压强或取出部分平衡混合气体1 0mol 3 2a g b g 3c g h 200akj mol 互动探究 1 其他条件不变 根据图2判断t2和t4时刻改变的外界条件 2 根据例证中的问题提示画出t0 t1阶段c b 的变化图 提示 1 由图2可知 t2 t3阶段的反应速率比t1 t2阶段的反应速率要大 而且正 逆反应速率始终相等 结合反应方程式的特点 说明t2时刻改变的条件是加催化剂或增大压强 t4后的速率比t3 t4阶段的反应速率要大 且初始时正 逆反应速率有突变 并且v 正 v 逆 联想基本图形可知改变的外界条件是升高温度 由例证知正反应为吸热反应 2 由例证中第 2 问可知b的起始浓度为0 5mol l 然后画出图像即可 名师指津 分析化学反应速率图像的方法 1 看起点 分清反应物和生成物 浓度 或物质的量 减小的是反应物 浓度 或物质的量 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 吸热反应 如升温时 v 吸 v 放 分清气体体积变化情况 若增大压强 v 增大 v 缩小 3 看终点 确定反应物消耗的浓度和生成物增大的浓度 化学计量数之比等于反应物浓度的变化量与生成物浓度的变化量之比 4 看时间 速率图像中曲线的连续或跳跃 分清 渐变 与 突变 变大 与 变小 若增大反应物浓度时 v 正 突变 v 逆 渐变 v 正 突变后又渐小 v 逆 逐渐变大 升高温度时 v 吸 大增 v 放 小增 增大压强时 v 气体增 小增 v 气体缩 大增 一定温度下在密闭容器内进行着某一反应 x气体 y气体的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示 下列叙述中正确的是 a 反应的化学方程式为5yxb t1时 y的浓度是x浓度的1 5倍c t2时 正 逆反应速率相等d t3时 增大压强 v 正 增大 v 逆 减小 常见错误 选a 错因分析 1 常见错误分析本题易错选a的原因是对化学方程式的意义理解不透彻 化学方程式表示反应体系中各物质的物质的量的变化关系 而不是物质的量关系 若不明白这一关系会造成错选 2 其他错误分析 正确解答 y x的物质的量变化分别为7mol和3mol 故a项不正确 t1时y为6mol x为4mol 故b正确 t2时x y物质的量浓度相等 但未达到平衡状态 故正 逆反应速率不相等 故c项不正确 t3时的曲线表明已达平衡 故v 正 v 逆 增大压强时 v 正 和v 逆 同时增大 但增大的比例v 正 大于v 逆 所以平衡正向移动 d项不正确 答案 b 影响化学反应速率因素的实验探究化学反应速率及影响因素是本章内容的重要组成部分 也是高考的常考内容 题型主要有选择题和填空题 选择题部分多以化学反应速率的基本概念及影响因素来命题 近几年来又将影响化学反应速率的因素与实验探究结合起来 充分考查学生分析问题 处理问题的能力 化学反应速率的知识在实验中的应用主要体现在以下两个方面 1 通过实验探究不同浓度 温度对化学反应速率的影响 2 催化剂对化学反应速率影响的实验探究 典例探究 在一次学生实验中 学生用铝片分别和稀盐酸 稀硫酸反应时发现 铝片与稀盐酸反应 现象非常明显 而和稀硫酸几乎不反应 这和教材中 铝能跟稀盐酸或稀硫酸反应生成氢气 的说法不一致 为排除因试剂变质等因素造成的影响 该学生在教师的指导下重新进行下列实验 验证是否存在上述现象 实验用品 仪器 实验所需各种仪器均有 药品 3 0mol l盐酸 1 5mol l硫酸 3 0mol l硫酸 相同大小的铝片 纯度 99 5 实验过程 往三支相同的试管中分别加入相同的铝片一片 再往试管中分别加入等体积的3 0mol l盐酸 1 5mol l硫酸 3 0mol l硫酸 观察反应进行到1 2 5 15 20min时铝与酸反应的情况 结果如下 通过上述实验可知 无论是用1 5mol l硫酸还是3 0mol l硫酸 均无明显的现象 而3 0mol l盐酸与铝片反应的现象却十分明显 1 为了探究 铝与稀盐酸和稀硫酸反应现象差异的原因 你能对问题的答案作出哪些假设或猜想 列出两种即可 假设1 假设2 2 为了验证上述假设 你设计的实验方案是 探究过程 解析 根据题目给出