《高考风向标》高考化学一轮复习 第二单元 第8讲 化学反应速率课件.ppt

第8讲化学反应速率 第二单元 化学基本理论 考点1 化学反应速率 1 基本概念 浓度变化 mol l s 化学反应速率是用单位时间内反应物或生成物的 来表示 单位为 在容积不变的反应器中 常用单位时间内反应物浓度的 增加 或生成物浓度的 来表示 2 速率的计算公式及其意义 v c t 常用速率的计算公式 意义为衡量化学反 应进行的 快慢 减少 3 同一反应中不同物质速率之间关系表示反应速率要指明具体物质 用不同的物质表示同一反应速率时其数值可能不同 但表达的意义是相同的 各物质表示的反应速率的数值有相互关系 彼此可以根据化学方程式的化学计量数进行换算 对于任一反应ma nb py qz v a v b v y v z m n p q 4 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 5 化学反应速率的测量 测量化学反应速率的方法主要是围绕着时间和物质的量展开 时间 要么是在规定时间内测变化量 要么是测一定变化量所需的时间 而和物质的量变化相关的有 浓度的变化 气体体积的变化 质量的变化等等 中学阶段最常采用的就是量气法 1 化学反应速率用单位时间内物质的量的变化来表示 这是最根本的表示形式 由此派生出通常采用的用单位时间内浓度变化 这是最常用的表示形式 气体体积变化 固体质量变化等的来表示 2 在zn和稀硫酸反应里测得的速率就是用 ml s 表示 为什么 能用生成氢气的浓度变化表示吗 物质的量变化呢 答 化学反应速率可以用单位时间气体体积变化来表示 因为用浓度变化来表示时 必须是在固定容积的容器中进行的 而此实验中容积不固定 能 但是对于这个实验而言较难测定 闭容器中进行 半分钟后 水蒸气的物质的量增加了0 45mol 则此反应的平均速率v x 反应物的消耗速率或产物的生成速 率 可表示为 a v nh3 0 010mol l s b v o2 0 0010mol l s c v no 0 0010mol l s d v h2o 0 045mol l s 解析 已知 c h2o 0 45mol 10l 0 045mol l 那么 v h2o 0 0015mol l s 根据题意 v o2 5 6v h2o 0 0125mol l s v no 2 3v h2o 0 001mol l s v nh3 2 3v h2o 0 001mol l s 答案 c 2 2009年广东化学改编 甲酸甲酯水解反应方程式为 该反应为吸热反应 某小组通过实验研究该反应 反应过程中体积变化忽略不计 反应体系中各组分的起始量如下表 甲酸甲酯转化率在温度t1下随反应时间 t 的变化如图2 8 1 图2 8 1 请根据上述条件 计算15 20min范围内甲酸甲酯的减少量为 mol 甲酸甲酯的平均反应速率为 考点2 影响化学反应速率的因素 决定化学反应速率的因素是 而影响化学反应速率的因素主要有 固体反应物的比表 面积 一定质量下的表面积 能否构成原电池等 反应物 浓度 压强 温度 催化剂 1 浓度对化学反应速率的影响在其他条件相同时 增大反应物浓度 反应 减小 反应物浓度 反应 速率增大 速率减小 2 压强对化学反应速率的影响 对于有气体参加的反应来说 增大压强 减小容器容积 减小压强 压强的改变 从实质上讲是引起了浓度的改变 如图2 8 2 这样才改变了反应速率 图2 8 2 反应速率增大 反应速率减小 3 温度对化学反应速率的影响 在其它条件不变的情况下 升高温度 降低温度 冰箱里能较长时间的保存食物就是这个 道理 反应速率增大 反应速率减小 4 催化剂对化学反应速率的影响催化剂对化学反应速率的影响是 催化剂具有选择性 酶 蛋白质 是一种特殊的具有选择性极高的生物催化剂 有一定的适用温度 我们还把加快化学反应速率的催化剂称为正催化剂 减慢反应速率的催化剂称为负催化剂 催化剂可以改变反应速率 且正逆反应速率改变程度相同 5 活化分子有效碰撞理论 活化分子 有效碰撞 化学反应是通过活化分子间的有效碰撞实现的 具有足够高能量的分子 能发生有效碰撞 称 能够发生化学反应的碰撞是 活化分子是发生有效碰撞的必要条件 而有效碰撞是活化分子的充分条件 活化分子有效碰撞理论对浓度 压强 温度 升高温度 分子热运动也加剧 催化剂等对化学反应速率的影响的解释如图2 8 3和图2 8 4 图2 8 3 图2 8 4 1 一般来说 升高温度速率加快 但是要注意对某些反应温度超过一定范围整个反应是否发生改变 如乙醇的脱水反应等 2 注意隐含条件对反应速率的影响 如一定浓度高锰酸钾溶液和一定浓度的草酸溶液反应时 起初速率不快 但是反应一段时间后速率迅速增大 后又渐渐减小 为什么 反应物消耗完 3 对于有气体参加反应来说 一定温度时 往一定容积的容器内加入某种不参与反应的气体 反应速率是否发生变化 在一定温度一定压强的容器中加入某种不参与反应的气体 反应速率是否又发生变化 答 一定温度时 往一定容积的容器内加入某种不参与反应的气体 反应速率不变 在一定温度一定压强的容器中加入某种不参与反应的气体 相当于减少了反应物的浓度 反应速率减小 答 生成的锰离子对该反应有催化作用 后来速率减小是 3 下列措施对增大反应速率明显有效的是 a na与水反应时增大水的用量b fe与稀硫酸反应制取h2时 改用浓硫酸c 在k2so4与bacl2两溶液反应时 增大压强d al在氧气中燃烧生成al2o3的反应中 将al片改成al粉解析 a项 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 b项 浓硫酸使铁钝化 使反应停止 c项 增大压强对溶液反应影响不大 d项 增大了固体的比表面积 答案 d 解析 浓度越大 温度越高 反应速率越大 浑浊出现得越快 答案 d a 同时增大c v1增大 v2减少1 b 同时减少d v1减少 v2增大 解析 不管是吸热反应还是放热反应 升高温度 反应速率都增大 答案 a 热点1 化学反应速率的基本计算 化学反应速率计算有这样几种基本类型 给出始量 终量和时间求速率 求出差量化成浓度再除以时间即可 通过浓度 或物质的量 时间曲线求速率 要会读曲线 注意坐标及其单位 即可求出速率 速率的比较 把不同物质的速率化成用同一物质表示的速率 1 一定温度下 在2l密闭容器中加入纳米级cu2o并通入0 10mol水蒸气 不同时段产生o2的量见下表 计算 前20min的反应速率v h2o 该反应的平衡常数表达式k 达平衡时 至少需要吸收的光能为 kj 典例1 科学研究发现纳米级的cu2o可作为太阳光分解水的催化剂 用制得的cu2o进行催化分解水的实验 2 已知制备cu2o有四种方法 制得的cu2o在某相同条件下分别对水催化分解 产生氢气的速率v随时间t变化如图2 8 5所示 下列叙述正确的是 图2 8 5 a c d方法制得的cu2o催化效率相对较高b d方法制得的cu2o作催化剂时 水的平衡转化率最高c 催化效果与cu2o颗粒的粗细 表面活性等有关d cu2o催化水分解时 需要适宜的温度 1 2011年广东中山检测 将1moli2 g 和2molh2 g 置于 2l密闭容器中 在一定温度下发生反应 i2 g h2 g 2hi g h 0 2min时 测得i2的物质的量为0 6mol 10min后达到平衡 hi的体积分数v 随时间变化如图2 8 6中曲线 所示 图2 8 6 请回答下列问题 1 前2min内 用h2表示的平均反应速率为 3 若改变反应条件 在某条件下v 的变化如图2 8 6曲线i所示 则该条件可能是 填序号 恒容条件下 升高温度 恒容条件下 降低温度 恒温条件下 缩小反应容器的体积 恒温条件下 扩大容器的体积 恒温恒容条件下 加入适当的催化剂 热点2 影响化学反应速率的因素 在影响化学反应速率的因素的探究问题上 我们注意到影响速率的因素有条件1 条件2 条件3 等 要比较哪个条件对速率的影响 那么就要控制除该条件外的其它条件不变 这就是控制变量思想 关于曲线问题 这里主要谈的是浓度 时间曲线 作曲线时 要考虑 始 势 终 就是起始情况 变化趋势 终态情况 还要注意坐标 坐标单位等 1 请完成以下实验设计表 并在实验目的一栏中填出对应 的实验编号 2 实验 中co2质量随时间变化的关系见图2 8 7 图2 8 7 3 请在2 8 7中 画出实验 和 中co2质量随时 间变化关系的预期结果示意图 解析 作图时 要注意温度 固体规格都对化学反应速率有影响 中化学反应速率减小生成的二氧化碳也减少 固体过量酸不足 本题也是控制变量思想的具体运用 答案 1 2 由图读得 70s 90s时 m co2 0 95g 0 85g 0 10g 根据方程式可知 图2 8 8 3 2 超音速飞机在平流层飞行时 尾气中的no会破坏臭氧层 科学家正在研究利用催化技术将尾气中的no和co转变 为了测定在某种催化剂作用下的反应速率 在某温度下用气体传感器测得不同时间的no和co浓度如下表 请回答下列问题 均不考虑温度变化对催化剂催化效率的 影响 1 前2s内的平均反应速率v n2 2 研究表明 在使用等质量催化剂时 增大催化剂比表面 积可提高化学反应速率 为了分别验证温度 催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律 某同学设计了三组实验 部分实验条件已经填在下面实验设计表中 请在上表空格中填入剩余的实验条件数据 请在给出的坐标图2 8 9中 分别画出上表中的三个实验条件下混合气体中no浓度随时间变化的趋势曲线图 并标明各条曲线的实验编号 图2 8 9 a 通入大量o2c 移去部分so3 b 增大容器容积d 降低体系温度 解析 增大反应物的浓度 正反应速率加快 此时的瞬间逆反应速率不变 答案 a 分析实验数据所得出的结论不正确的是 a 增大c ch3coch3 v br2 增大b 实验 和 的v br2 相等c 增大c hcl v br2 增大d 增大c br2 v br2 增大解析 比较 和 的数据 易知c br2 增大1倍 溴颜色消失的时间也增加1倍 故v br2 无变化 d错误 答案 d a 升高温度可使该反应的逆反应速率降低b 使用高效催化剂可有效提高正反应速率c 反应达到平衡后 no的反应速率保持恒定d 单位时间内消耗co和co2的物质的量相等时 反应达到平衡解析 a项升高温度速率都增大的 b项催化剂可以加快速率 c项达到平衡后各速率都不变化 d项消耗co表示正反应速率而消耗co2表示逆反应速率 二者计量数相同 所以相等时达到平衡 答案 a 4 2010年广东汕头模拟 双选 下列关于图2 8 10的 各项叙述正确的是 图2 8 10 解析 a中燃烧热是指1molh2完全燃烧时的反应热 b中用no2表示的速率和用n2o4表示的速率相等时没有达到平衡状态 达到平衡后两者速率不变化 答案 cd a 若x的反应速率为0 15mol l s 则z的反应速率为0 1 mol l s b 若向容器中充入氦气 y的转化率增大 c 开始充入容器的x y物质的量之比为2 3 解析 反应容器是固定容积的 故加入不参与反应的氦气 对化学平衡无影响 y转化率不变 b错误 升高温度 反应向吸热方向移动 即向逆反应方向移动 d错误 答案 ac d 升高温度 正反应速率增大 平衡向正反应方向移动 图2 8 17 a 点a的正反应速率比点b的大b 点c处反应达到平衡 c 点d t1时刻 和点e t2时刻 处n n2 不一样 d 其他条件不变 773k下反应至t1时刻 n h2 比上图中 d点的值大 解析 合成氨的反应是可逆放热反应 曲线的斜率点a大于点b 即点a的正反应速率比点b的大 故a正确 点c处n h2 继续减少 n nh3 继续增加 反应未平衡 b错 d e两点均处于平衡状态 故n n2 一样大 其他条件不变的情况下 反应温度升高 平衡向逆反应方向移动 且到达平衡时间缩短 n h2 增大 d正确 答案 ad 图2 8 18 a 反应体系中加入催化剂 反应速率增大 e1减小 e2 增大 b 反应体系中加入催化剂 反应速率增大 c h0 反应达到平衡时 升高温度 a的转化率减少 升高温度转化率减小 c d均错误 答案 b 解析 a中加入催化剂e1和e2都减小 该反应的 h 0 图2 8 19 a 保持压强不变 升高反应温度b 保持温度不变 增大容器体积 c 保持温度和容器体积不变 充入1molso3 g d 保持温度和压强不变 充入1molso3 g 解析 a中升高温度 正逆反应速率都增大 b中温度不变增大体积 相当于减小压强 正逆反应速率都减小 c中充入so3 如果保持容积不变 那么正反应速率不变逆反应速率增大 d中温度和压强不变 容器容积增大 但so3的浓度仍然增大而反应物的浓度减小 所以正反应速率减小 逆反应速率增大 答案 d hcl 分析实验数据所得出的结论不正确的是 a 增大c ch3coch3 v br2 增大b 实验 和 的v br2 相等c 增大c hcl v br2 增大d 增大c br2 v br2 增大解析 根据化学反应速率定义我们判断出速率关系是 再找出对应的浓度和速率的关系 切不可陷入浓度大速率一定大的误区 由 对比br2的浓度增大一倍 而溴颜色消失所需时间增加一倍 d错 答案 d mol l 1 则t2 t1 反应达平衡后 若再通入一定量氮气 则n2o5的转化率 将 填 增大 减小 或 不变 下表为反应在t1温度下的部分实验数据 则500s内n2o5 的分解速率为 在t2温度下 反应1000s时测得no2的浓度为4 98 3 下列描述中能说明该