化学反应速率及其影响因素

1 明德优士 明士教育集团个性化教学辅导导学案明士教育集团个性化教学辅导导学案 2015 秋季使用 秋季使用 编写教师 编写教师 校对教师 校对教师 审核教师 审核教师 教学课题化学反应速率和化学平衡课时计划第 1 次课 授课教师学科化学授课日期和时段 上课学生年级高二上课形式 阶段 基础 提高 强化 教学目标 1 使学生了解化学反应速率的概念及表示方法 2 使学生理解浓度 压强 温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响 重点 难 点 重点 浓度对化学反应速率的影响 难点 浓度对化学反应速率影响的原因 知识点一 知识点一 化学反应速率化学反应速率 1 1 含 含义义 化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的物理量 2 2 表示方法 表示方法 在容积不变的反应器中 通常是用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增 加来表示 3 3 数学表达式 数学表达式 V C t 4 4 单单位 位 mol L s 或 mol L min 或 mol L h 注意事注意事项项 1 化学反应速率是标量 即只有大小而没有方向 2 一般地计算出来的化学反应速率是一段时间内的平均反应速率 不同时刻的化学反应速率是不相同的 3 对于固体物质或气态反应中的液体物质 反应在其表面进行 它们的 浓度 是不变的 因此不用液体和固 体表示化学反应速率 4 对于同一化学反应 用不同的物质表示其化学反应速率可能不相同 但其化学反应速率比等于化学方程式 中化学计量数之比 例如在 N2 3H2 2NH3中 v N2 v H2 v NH3 1 3 2 要点诠释 要点诠释 知知识识点二 点二 影响化学反影响化学反应应速率的因素速率的因素 一 一 浓浓度度对对化学反化学反应应速率的影响速率的影响规规律 律 图图示 示 凡事预则立 不预则废 科学地预习才能使我们上课听讲更有目的性和针 对性 我们要在预习的基础上 认真听讲 做到眼睛看 耳朵听 心里想 手上记 知识梳理 知识梳理 认真阅读 理解教材 带着自己预习的疑惑认真听课学习 复习与本次课程相关的重点 知识与公式及规律 认真听老师讲解本次课程基本知识要点 请大家做好课堂笔记 一 学习与应用一 学习与应用 2 明德优士 影响规律 其他条件相同时 增大反应物的浓度 反应速率加快 减小反应物的浓度 反应速率减慢 实验结论的微 观解释 在其他条件不变时 对某一反应而言 反应物分子中活化分子百分数是一定的 即活化 分子浓度与反应物浓度成正比反应物浓度增大 单位体积内活化分子数增多 活化分 子数增多 单位时间内有效碰撞的次数增多 化学反应速率加快 注意事项 一般情况下 在一定温度下固体或纯液体的浓度是常数 因此改变其物质的量 对速 率无影响 固体物质的反应速率与接触面积有关 颗粒越小 表面积越大 反应速率越 快 二 二 压强对压强对化学反化学反应应速率的影响速率的影响 影响规律 对气体反应而言 增大压强 减少容器容积 相当于增大反应物的浓度 反应速率加快 减小压强 增大 容器容积 相当于减小反应物的浓度 反应速率减慢 实验结论 的微 观解释 增大压强 单位体积内活化分子数增多 有效碰撞次数增多 化学反应速率加快 反之 化学反应速率 减慢 注意事项 若是参加反应的物质是固体 液体或溶液 由于压强的变化对它们的浓度几乎无影响 可以认为反应 速率不变 像 Zn 2HCl ZnCl2 H2 的反应 生成物中有气体 反应物中无气体 增大压强或减少压强 化学反 应速率不变 说说明 明 压强对化学反应速率的影响的几种情况 改变压强 对化学反应速率的影响的根本原因是引起浓度改变 所以在讨论压强对反应速率的影 响时 应区分引起压强改变的原因 1 对于没有气体参与的化学反应 由于改变压强时 反应物浓度变化很小 可忽略不计 因此对 化学反应速率无影响 2 对于有气体参与的化学反应 有以下几种情况 恒温时 压缩体积 压强增大 反应物浓度增大 反应速率加快 恒温时 对于恒容密闭容器 a 充入气体反应物 总压强增大 反应物浓度未改变 反应速率不变 b 充入 惰气 总压强增大 反应物浓度未改变 反应速率不变 3 明德优士 恒温恒压时 充入 惰气 体积增大 气体反应物浓度减小 反应速率减小 3 3 温度温度对对化学反化学反应应速率的影响速率的影响 影响 规律 当其他条件不变时 升高温度可使化学反应速率加快 降低温度可使化学反应速率减小 实验 结论 的微 观解 释 当浓度一定时 升高温度 反应物分子的能量增加 如图 活化分子的百分数增加 有效碰撞次数增多 化 学反应速率加快 注意 事项 温度对反应速率的影响规律不受反应热效应的限制 吸热反应 放热反应均适用 升温时 吸热反应的化 学反应速率比放热反应的化学反应速率增加的程度大 经验规则 温度每升高 10 反应速率通常增大到原 来的 2 4 倍 若原来温度为 t1 升温后温度为 t2 原来反应 速率为 1 升温后反应速率为 2 则 2 1 2 4 4 4 催化催化剂对剂对化学反化学反应应速率的影响速率的影响 影响规 律 一般地 催化剂可以加快化学反应速率 微观解 释 由于催化剂可以降低化学反应的活化能 如图 活化分子百分数增加 有效碰撞次数增多 化学反应速率 增大 注意事 项 催化剂不能改变反应 不能改变生成物的量 也不能使本来不能发生的反应变为可能 五 五 其他其他对对化学反化学反应应速率的影响速率的影响 除了改变浓度 压强 温度或使用催化剂以外 还有很多行之有效的改变化学反应速率的方 4 明德优士 法 例如 增大反应物的表面积 如块状改为粉末状等 可以加快反应速率 通过光辐照 放射线 辐照 超声波 电弧 强磁场 高速研磨等 改变化学反应速率 总之 向反应体系输入能量 都有 可能改变化学反应速率 类型一 类型一 化学反应速率化学反应速率 例例 1 在 2L 的密闭容器中 加入 1mol N2 和 3mol 的 H2 发生 N2 3H2 2NH3 在 2s 末时 测得容器中含有 0 4mol 的 NH3 求该反应的化学反应速率 举一反三 举一反三 变式 1 已知 4NH3 g 5O2 g 4NO g 6H2O g 若反应速率分别用 v NH3 v O2 v NO v H2O 表示 则正确的关系式为 A 4v NH3 5v O2 B 5v O2 6v H2O C 2v NH3 3v H2O D 4v O2 5v NO 变式 2 少量铁粉与 100mL 0 01mol L 的稀盐酸反应 反应速率太慢 为了加快此反应速率而不改变 H2的产量 可 以使用如下方法中的 加 H2O 加 NaOH 固体 滴入几滴浓盐酸 加 CH3COONa 固体 加 NaCl 溶液 滴加几滴硫酸铜溶液 升 高温度 不考虑盐酸挥发 改用 10mL 0 1mol L 的盐酸 A B C D 变式 3 在一定条件下 某密闭容器中发生反应 N2 g 3H2 g 2NH3 g 反应物 N2的浓度 10s 内从 2mol L 降为 1mol L 在这段时间内用 N2浓度的变化表示的反应速率为 A 0 05 mol L s B 0 1 mol L s C 0 15 mol L s D 0 2 mol L s 类型类型二二 影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素 例例 2 2 把下列四种 X 溶液分别加入四个盛有 10 mL 2mol L 盐酸的烧杯中 均匀加水稀释到 50 mL 此时 X 和盐 酸缓缓地进行反应 其中反应速率最大的是 A 20 mL 3 mol L 的 X 溶液 B 20 mL 2mol L 的 X 溶液 C 10 mL 4mol L 的 X 溶液 D 10mL 2mol L 的 X 溶液 经经典例典例题题 自主学自主学习习 认真分析 解答下列例题 尝试总结提升各类型题目的规律和技巧 然后完成举一反三 若有其它补充可填在右栏空白处 5 明德优士 举一反三 举一反三 变式 1 对于反应 N2 O22NO 在密闭容器中进行 下列条件能加快反应速率的是 A 缩小体积使压强增大 B 体积不变充入 N2 使压强增大 C 体积不变充入 He 使压强增大 D 压强不变 充入气体 Ne 变式 2 10 时 0 1 mol LNa2S2O3 溶液和 0 1 mol L H2SO4 溶液等体积混合 4 min 后有浑 浊 若温度每升高 10 化学反应速率增大到原来的 2 倍 则温度升高到 40 时 s 后可出现浑浊 变式 3 在 C s CO2 g 2CO g 反应可使反应速率增大的措施是 增大压强 增加碳的量 通入 CO2 恒压下充入 N2 恒容下充入 N2 通入 CO A B C D 1 用铝粉和碘甲烷制取 CH3 3Al 时 于 100 搅拌 65h 产率为 0 若用超声波 则在室温下 2 5h 产率可达 96 下列有关叙述正确的是 A 超声波加快反应速率的作用大于搅拌 B 超声波使铝粉在碘甲烷中乳化成为胶体 C 超声波使反应物局部急剧升温 D 超声波使碘甲烷分解为碘和甲烷的速率加快 2 下列说法正确的是 活化分子间的碰撞一定能发生化学反应 普通分子有时也能发生有效碰撞 升高温度会加快反应速率 原因是增加了活化分子的有效碰撞次数 增大反应物浓度会加快反应速率的原因是单位体积内有效碰撞的次数增多 使用催化剂能提高反应速率 原因是提高了分子的能量 使有效碰撞频率增大 化学反应实质是活化分子有合适取向时的有效碰撞 A B C D 3 下列判断正确的是 A 0 1 mol L 1的盐酸和 0 1 mol L 1的醋酸分别与 2 mol L 1的 NaOH 溶液反应的速率相同 B 0 1mol L 1的 HCl 和 0 1 mol L 1的 HNO3分别与大小相同的大理石反应的速率相同 C Mg 和 Fe 分别与 0 1 mol L 1的 HCl 反应的速率相同 综合练习 综合练习 融会贯通融会贯通 将各种类型的题目融合在一起 请大家认真分析 解答下列练习 尝试总结提升各类型 题目的规律和技巧 然后完成举一反三 若有其它补充可填在右栏空白处 6 明德优士 D 大理石块与大理石粉分别与 0 1 mol L 1的 HCl 反应的速率相同 4 在气体参与的反应中 能使反应物中活化分子数和活化分子百分数同时增大的方法是 增大反应物的浓度 升高温度 增大压强 移去生成物 加入催化剂 A B C D 5 2007 广东高考 把铝条放入盛有过量稀盐酸的试管中 不影响氢气产生速率的因素是 A 盐酸的浓度 B 铝条的表面积 C 溶液的温度 D 加少量 Na2SO4 6 如图是相同条件下做 H2O2分解的对比实验时 放出 O2的体积随时间的变化关系示意图 a 为使用催化剂 b 为不使用催化剂 其中正确的图象是 7 下列有关化学反应速率的说法正确的是 A 用铁片和稀硫酸反应制取氢气时 改用 98 的浓硫酸可以加快产生氢气的速率 B 100 mL 2 mol L 的盐酸跟锌片反应 加入适量的氯化钠溶液 反应速率不变 C SO2的催化氧化是一个放热反应 所以升高温度 反应速率减慢 D 催化剂能降低分子活化时所需能量 使单位体积内活化分子百分数大大增加 8 向四个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的 SO2和 O2 开始反应时 按正反应速率由大到小排列顺序 正确的是 甲 500 10 mol SO2和 5 mol O2的反应 乙 500 用 V2O5作催化剂 10 mol SO2和 5 mol O2的反应 丙 450 8 mol SO2和 5 mol O2的反应 丁 500 8 mol SO2和 5 mol O2的反应 A 甲 乙 丙 丁 B 乙 甲 丙 丁 C 乙 甲 丁 丙 D 丁 丙 乙 甲 9 对于反应 4A B 2C 下列说法正确的是 A 某温度下 化学反应速率无论是用 A B C 何种物质 来表示 其化学反应速率的数值相同 B 在其他条件不变的情况下 降低温度 一般化学反应速率降低 C 在其他条件不变的情况下 增大压强 单位体积内活化分子百分数一定增大 化学反应速率一定增大 D 若增大或减少 A 物质的量 化学反应速率一定会发生明显的变化 10 2008 上海高考 等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应 测定在不同时间 t 产生氢气体 积 V 的数据 在根据数据所绘制得到的图中 曲线 a b c d 所对应的实验组别可能是 组别 c HCI mol L 温度 状态 来源 Z xx k Com 7 明德优士 12 025块状 22 530块状 32 550块状 42 530粉末状 A 4 3 2 1 B 1 2 3 4 C 3 4 2 1 D 1 2 4 3 总结升华 总结升华 课后测评课后测评 1 酶是蛋白质因而具有蛋白质的特性 酶能催化许多有机化学反应 下图表示温度T 与反应速度v关系的各 曲线 有酶参加的是 自我反馈及课后作业测评 自我反馈及课后作业测评 学完本节知识 你有哪些新收获 总结本节的有关习题 将其中的好题及错题分类整理 请同学们使用明士教育错题本进行记录 及时检测学习效果是提高学习效果的重要保障 请 同学们课后认真完成课后测评 二 总结与测评二 总结与测评 总结规律和方法 总结规律和方法 自我提升自我提升 认真回顾总结本部分内容的规律和方法 熟练掌握技能技巧 要想学习成绩好 总结测评少不了 课后复习是学习不可或缺的环节 它可以 帮助我们巩固学习效果 弥补知识缺漏 提高学习能力 8 明德优士 2 某温度下 浓度都是 1mol L 1的两种气体 X2和 Y2 在密闭容器中反应生成气体 Z 经过 t min 后 测得物质 的浓度分别为 c X2 0 6mol L 1 c Y2 0 8mol L 1 c Z 0 4mol L 1 则该反应的反应式可表示为 A X2 2Y2 2XY2 B 2X2 Y2 2X2Y C 3X2 Y2 2X3Y D X2 3Y2 2XY3 3 一定温度下 在固定体积的密闭容器中发生下列反应 2HI g H2 g I2 g 若 c HI 由 0 1mol L 降到 0 07mol L 时 需要 15s 那么 c HI 由 0 07mol L 降到 0 05mol L 时 所需反应的时间为 A 等于 5 s B 等于 10 s C 大于 10 s D 小于 10 s 4 甲 乙两个容器内都进行 A B 的反应 甲容器内每分钟减少了 4mol A 乙容器内每分钟减少 2mol A 则甲容 器内的反应速率比乙容器内的反应速率 A 快 B 慢 C 相等 D 无法判断 5 在一个容积为 2L 的密闭容器中 发生如下反应 3X 气 Y 气 2Z 气 若最初加入的 X Y 和 Z 都是 1mol 反应中 X 的平均反应速率为 0 12mol L 1 s 1 若要产物 Z 为 1 8mol 反应所需的时间为 A 5s B 10s C 15s D 20s 6 关于工业合成氨的叙述中 错误的是 A 在动力 设备 材料允许的情况下 反应尽可能在高压下进行 B 温度越高越有利于工业合成氨 C 在工业合成氨中 N2 H2 的循环利用可提高其利用率 降低成本 D 及时从反应体系中分离出氨气有利于平衡向正反应方向移动 7 对于反应 2SO2 g O2 g 2SO3 g 能增大正反应速率的措施是 A 增大容器容积 B 通入大量 O2 C 移去部分 SO3 D 降低体系温度 8 下列体系的熵变大于零的是 A 水蒸气冷凝成水 B 乙烯聚合成聚乙烯 C 2NO2 g N2O4 g D CaCO3 s CaO s CO2 g 9 自发进行的反应一定是 A 吸热反应 B 放热反应 C 熵增加反应 D 熵增加或者放热反应 10 在密闭容器中进行如下反应 X2 g Y2 g 2Z g 在温度T1和T2时 产物的量与反应时间的关系如图 所示 符合图示的正确判断是 A T1 T2 正反应是放热反应 B T1T2 正反应是放热反应 D T1 T2 正反应是吸热反应 11 自然界的矿物 岩石的形成和变化受到许多条件的影响 地壳内每加深 1 km 压强增大约 25000 30000 kPa 在地壳内 SiO2和 HF 存在以下平衡 SiO2 s 4HF g SiF4 g 2H2O g 9 明德优士 H 148 9 kJ mol 1 如果上述反应在体积不变的密闭容器中发生 当反应达到平衡时 下列说法不正确的是 A 2v正 HF v逆 H2O B v正 H2O 2v逆 SiF4 C SiO2的质量保持不变 D 容器内压强不变 12 反应aM g bN g cP g dQ g 达到平衡时 M 的体积分数y M 与反应条件的关系如图所示 其中z 表示反应开始时 N 的物质的量与 M 的物质的量之比 下列说法正确的是 A 同温同压同z时 加入催化剂 平衡时 Q 的体积分数增加 B 同压同z时 升高温度 平衡时 Q 的体积分数增加 C 同温同z时 增加压强 平衡时 Q 的体积分数增加 D 同温同压时 增加z 平衡时 Q 的体积分数增加 13 反应 2H2S g 2H2 g S2 g H 0 其他条件不变 下列说法正确的是 A 加入催化剂 反应路径将发生改变 H也将随之改变 B 升高温度 正逆反应速率都增大 H2S 分解率也增大 C 增大压强 平衡向逆反应方向移动 体系温度降低 D 恒容体系 充入 H2重新达到平衡后 H2浓度将减小 14 将 3 mol O2加入到V L 的反应器中 在高温下放电 经t1 s 建立了平衡体系 3O22O3 此时测知 O2的 转化率为 30 下列图象能正确表示气体的物质的量 n 跟时间 t 的关系的是 10 明德优士 15 已知 HF 2 g 2HF g H 0 且平衡体系的总质量 m总 与总物质的量 n总 之比在不同温度下随压强的变化 曲线如图所示 下列说法正确的是 A 温度 T1 T2 B 平衡常数 K a K b va D 当 30 g mol 时 n HF n HF 2 2 1 16 等质量的两份锌粉a b 分别加入过量的稀 H2SO4中 同时向a中加入少量的 CuSO4溶液 下图表示产生 H2 的体积 V 与时间 t 的关系 其中正确的是 17 对于 100mL1mol L 盐酸与铁片的反应 采取下列措施 升高温度 改用 100mL3mol L 盐酸 多用 300mL1mol L 盐酸 用等量铁粉代替铁片 改用 98 的硫酸 其中能使反应速率加快的是 A B C D 18 对于可逆反应 2A B 2C H 0 下列各图中正确的是 19 某密闭容器中发生如下反应 X g 3Y g 2Z g H 0 11 明德优士 上图表示该反应的速率 v 随时间 t 的变化关系 t2 t3 t5时刻外界条件有所改变 但都没有改变各物质 的初始加入量 下列说法中正确的是 A t2时增大了压强 B t3时降低了温度 C t5时升高温度 D t6时反应物的转化率比t4时高 20 反应 2X g Y g 2Z HT2 P1T2 P1 P2 C T1P2 D T1 T2 P1 P2 21 下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据 V H2SO4 溶液温度 实验 序号 金属质量 g 金属 状态 c H2SO4 mol L 1 mL反应前反应后 金属消失的 时间 s 10 10 丝 0 5502034500 20 10粉末0 550203550 30 10 丝 0 7502036250 40 10 丝 0 8502035200 50 10粉末0 850203625 60 10 丝 1 0502035125 70 10 丝 1 050355050 80 10 丝 1 1502034100 90 10 丝 1 150304440 分析上述数据 回答下列 问题 1 实验 4 和 5 表明 对反应速率有影响 反应速率越快 能表明同一规律 的实验还有 填实验序号 2 仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有 填实验序号 3 本实验中影响反应速率的其他因素还有 其实验序号是 4 实验中的所有反应 反应前后溶液的温度变化值 约 15 相近 推测其原因 3 反应温度 6 和 7 8 和 9 4