高考化学一轮复习 第9章 第1讲 化学反应速率及影响因素.ppt

必考部分 第九章 化学反应速率和化学平衡 导航高考 考点突破 随堂演练 自我诊断 课时作业 1 了解化学反应速率概念 反应速率的定量表示方法 2 了解催化剂在生产 生活和科学研究领域中的重大作用 3 理解外界条件 温度 浓度 压强和催化剂 对化学反应速率的影响 认识并能用相关理论解释其一般规律 考纲解读 本讲重要知识有化学反应速率的概念及影响化学反应的因素 主要考查化学反应速率的简单计算 外界条件对化学反应速率的影响 预测2014年的高考仍会以下面几个方面为主 化学反应速率的大小比较 外界条件对速率影响的分析判断 结合具体图象与化学平衡综合考查 考向分析 考点图析 一 化学反应速率 基础知识梳理 2 同一反应用不同物质表示的反应速率之间的关系对于任一反应ma nb py qz v a v b v y v z 3 注意的问题 1 一般来说 化学反应速率随反应的进行而逐渐减慢 因此 某一段时间内的反应速率 实际是一段时间内的 速率 而不是指 速率 2 固体或纯液体 不是溶液 其浓度可视为 因此不用固体或纯液体表示化学反应速率 思考 对于3a g b g 2c g 反应 在不同容器中发生反应 通过测定知道两容器中速率分别为v a 0 3mol l s v b 0 1mol l s 请判断两容器中反应的快慢是否相同 有什么启发 二 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 如na mg al与水反应的速率由大到小的顺序为 2 外因 其他条件不变 改变一个条件 三 化学反应速率的测定化学反应的速率是通过 测定的 与其中任何一种化学物质的浓度 或质量 有关的性质在测量反应速率时都可以加以利用 包括能够直接观察的某些性质 如 和 也包括必须依靠科学仪器才能测量的性质 如 等 在溶液中 当反应物或产物本身有比较明显的颜色时 人们常常利用 关系来跟踪反应的过程和测量反应速率 答案 一 1 减少增加2 m n p q3 1 平均瞬时 2 常数思考 相同 同一化学反应用不同物质浓度的改变量表示速率 数值可能不同 但表示的意义可能相同 因此 在表示化学反应速率时 必须注明是以哪种物质作标准的 二 1 na mg al 2 加快减小加快减小加快减小相同接触面积三 实验释放出气体的体积颜色的深浅体系压强光的吸收光的发射导电能力颜色深浅和显色物质浓度间的正比 1 下列过程中化学反应速率的加快对人类有益的是 a 金属的腐蚀b 食物的腐败c 塑料的老化d 氨的合成 答案 d 自主检查 2 下列判断正确的是 a 0 1mol l 1的盐酸和0 1mol l 1的醋酸溶液分别与2mol l 1的naoh溶液反应的速率相同b 0 1mol l 1的盐酸和0 1mol l 1的hno3溶液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 1mol l 1的盐酸反应的速率相同d 大理石块与大理石粉分别与0 1mol l 1的盐酸反应的速率相同 答案 b 解析 影响化学反应的速率有内因与外因之分 内因指的是反应物本身的结构性质 例如 在完全相同的外界条件下 mg fe由于自身金属活泼性的不同 反应速率v mg v fe 外因主要指的是温度 浓度 压强 催化剂 反应物颗粒的大小 紫外线辐射等因素 a中0 1mol l 1的盐酸与0 1mol l 1的醋酸溶液中自由移动的c h 是不相同的 d中大理石粉改变了与盐酸的接触面积 所以改变了反应速率 3 下列关于化学反应速率的说法正确的是 a 对于任何化学反应来说 反应速率越大 反应现象就越明显b 化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减小或任何一种生成物浓度的增加c 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 1d 根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢 答案 d 解析 反应进行得越快 反应现象不一定明显 如盐酸和naoh溶液的反应 a错误 化学反应速率不用固体或纯液体表示 b错误 c项是指某物质的浓度在1s内变化了0 8mol l 1 c错误 化学反应速率就是表示化学反应进行快慢的物理量 d正确 4 对于化学反应3w g 2x g 4y g 3z g 下列反应速率关系中 正确的是 a v w 3v z b 2v x 3v z c 2v x v y d 3v w 2v x 答案 c 解析 本题考查了化学反应速率的有关计算 化学反应速率与方程式的计量数成正比 a项应为v w v z b项应为3v x 2v z d项应为2v w 3v x 5 一定量的锌与过量的稀硫酸反应制取氢气 一定温度下为减慢反应速率而不影响生成h2的量 可向其中加入 a kcl固体b 铁粉c k2so4溶液d kno3溶液 答案 c 解析 a项对速率无影响 b项加入铁粉生成h2总量增加 c项加入k2so4溶液 溶液体积增大 h 的浓度降低 速率减慢 d项加入kno3 因酸性条件下no具有较强的氧化性 无h2放出 对上述反应来说 1 在同一段时间内 v a v b v c v d 的数值不一定相同 但其表达的意义完全相同 都表示同一个反应在某一段时间内 反应向同一个方向进行的快慢 2 v a v b v c v d m n p q 即速率之比等于相应物质的化学计量数之比 3 可以利用化学反应速率数值的大小比较化学反应进行的快慢 例1 如图表示800 时 a b c三种气体物质的浓度随时间变化的情况 t是反应充分时的时间 试回答 1 该反应的反应物是 2 该反应的化学方程式为 3 若反应充分时的时间为2min a物质的平均反应速率为 此时容器内混合气体的平均相对分子质量比起始投料时 填 增大 减小 或 相等 计算化学反应速率时 要注意用何种物质表示 并且是用单位时间内物质的量浓度的变化量 而一般不用物质的量的变化量来表示 特别提醒 变式训练 其中正确的是 a b c d 答案 b 2 在四个不同的容器中 在不同的条件下进行合成氨反应 根据在相同时间内测定的结果判断 生成氨气的速率最快的是 a v h2 0 3mol l 1 min 1b v n2 0 2mol l 1 min 1c v nh3 0 25mol l 1 min 1d v h2 0 4mol l 1 min 1 答案 b 1 浓度 1 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 2 同理可得减小浓度的情况 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的浓度几乎无影响 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 正反应速率 逆反应速率都增大 反应物气体系数之和大者增大的快 减小压强 正反应速率 逆反应速率都减小 反应物气体系数之和大者减小的快 例2 某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中 发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率 请回答下列问题 1 上述实验中发生反应的化学方程式有 2 硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是 3 实验室中现有na2so4 mgso4 ag2so4 k2so4等4种溶液 可与上述实验中cuso4溶液起相似作用的是 4 要加快上述实验中气体产生的速率 还可采取的措施有 答两种 5 为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响 该同学设计了如下一系列实验 将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量zn粒的反应瓶中 收集产生的气体 记录获得相同体积的气体所需时间 请完成此实验设计 其中 v1 v6 v9 反应一段时间后 实验a中的金属呈 色 实验e中的金属呈 色 该同学最后得出的结论为 当加入少量cuso4溶液 生成氢气的速率会大大提高 但当加入的cuso4溶液超过一定量时 生成氢气的速率反而会下降 请分析氢气生成速率下降的主要原因 解析 1 分析实验中涉及的物质 zn cuso4 h2so4 其中能发生的化学反应有2个 zn cuso4 znso4 cu zn h2so4 znso4 h2 2 由于zn与cuso4反应生成的cu附着在zn片表面 构成铜锌原电池 从而加快了h2产生的速率 3 4种溶液中能与zn发生置换反应的只有ag2so4 zn ag2so4 znso4 2ag 4 根据影响化学反应速率的外界因素 则加快反应速率的方法还有 增大反应物浓度 升高温度 使用催化剂 增大锌粒的表面积等 注意h2so4浓度不能过大 浓硫酸与zn反应不生成h2 5 若研究cuso4的量对h2生成速率的影响 则实验中除cuso4的量不同之外 其他物质的量均相同 则v1 v2 v3 v4 v5 30ml 最终溶液总体积相同 由实验f可知 溶液的总体积均为50ml 则v6 10ml v9 17 5ml 随着cuso4的量增大 则附着在zn片表面的cu会越来越多 被覆盖的zn不能与h2so4接触 则h2生成速率会减慢 且zn片表面的cu为暗红色 答案 1 zn cuso4 znso4 cu zn h2so4 znso4 h2 2 cuso4与zn反应产生的cu与zn形成cu zn原电池 加快了h2产生的速率 3 ag2so4 4 升高反应温度 适当增加硫酸的浓度 增大锌粒的表面积等 答两种即可 5 301017 5 灰黑暗红 当加入一定量的cuso4后 生成的单质cu会沉积在zn的表面 降低了zn与溶液的接触面积 规律方法 对于同一个化学反应 不同外界条件对反应速率的影响程度不同 影响程度的大小为催化剂 温度 浓度 或压强 因此比较化学反应的快慢时 首先看有无催化剂 其次看温度的高低 最后看浓度或压强的大小 3 已知下列各组反应的反应物 表中的物质均为反应物 及温度 则反应开始时 放出h2的速率最快的是 变式训练 答案 d 解析 影响化学反应速率的因素 首先是反应物的性质 然后考虑外界条件的影响 a不能放出h2 错 b d相比外界温度不同 td tb 则vd vb c d相比外界条件相同 但mg比fe活泼 vd vc 故d正确 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 答案 d 解析 由 和 对比可知 增大c ch3coch3 br2颜色消失的时间变短 即v br2 变大 a正确 和 反应时间相同 说明v br2 相等 b对 比较 和 可知 增大c hcl 时 反应时间变短 说明v br2 增大 c对 对比实验 和 可知 增大c br2 时 反应时间变长 v br2 不变 d错 答案为d 对于可逆反应 外界条件对正 逆反应速率的影响可用以下词语概括 突变 渐变 强变 弱变 等变 不变 1 增大反应物浓度 v 正 突变 v 逆 渐变 2 增大压强 1 若 n g 0 则v 正 强变 v 逆 弱变 2 若 n g 0 则v 正 弱变 v 逆 强变 3 升高温度 1 若 h 0 则v 正 弱变 v 逆 强变 2 若 h 0 则v 正 强变 v 逆 弱变 4 使用催化剂或对 n g 0的反应加压 v 正 与v 逆 等变 5 若加入固体反应物 或产物 或向恒容反应器内充入惰性气体 则v 正 与v 逆 不变 6 物质的量 或浓度 时间图像及应用 1 图像 某温度时 在定容 vl 的容器中 x y z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示 a 加了催化剂b 增加so3的物质的量c 升高温度d 缩小容器体积 解析 10min到15min时 o2 so2的物质的量都是逐渐减小 so3的物质的量逐渐增大 只是10min前变化较缓 10min后变化较快 这是改变了某条件使反应速率加快所造成的 所以 可能是加入了催化剂或升高温度或缩小容器体积 不可能是增加了so3的物质的量 答案 b 规律方法 分析图像问题时 应从以下几个方面着手 1 看起点 分清反应物和生成物 浓度减小的是反应物 浓度增大的是生成物 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 分清放热反应和吸热反应 3 看终点 分清消耗浓度和增加浓度 反应物的消耗浓度和生成物的增加浓度之比等于反应方程式中各物质化学计量数之比 4 时间 速率图像 看清曲线是连续的还是跳跃的 分清 渐变 和 突变 大变 和 小变 变式训练 5 把除去氧化膜的镁条放入盛有一定浓度的稀盐酸的试管中 发现h2的生成速率v随时间t的变化关系如图所示 其中o t1段速率变化的主要因素是 t1 t2段速率变化的主要因素是 答案 该反应是放热反应 反应放出的热量使溶液温度升高 所以反应速率增大随着反应的进行 c h 减小 反应速率逐渐减小 解析 由图像看出 o t1反应速率增大 可想到该反应为放热反应 反应放热使温度逐渐升高 因此反应速率逐渐增大 随着反应的进行 盐酸的浓度是逐渐减小的 当反应进行到一定程度 反应物浓度的减小成了影响反应速率的主要因素 因此反应速率减小 6 2012 滨州质检 右图为某化学反应的速率与时间的关系示意图 在t1时刻升高温度或增大压强 速率的变化都符合示意图的反应是 答案 b 解析 t1时刻升高温度 v吸 v放均增大 且v吸 v放 即正反应是放热的反应就符合此变化 hv正 所以可逆反应中右边气体物质的计量系数大于左边的气体物质的计量系数 可以排除a项 只有b项符合题意 典例 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 易错剖析 常见错误 选a 错因剖析 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 选b y x的物质的量变化分别为7mol和3mol 故a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 1 一定量的fe与过量的稀硫酸反应制取氢气 一定温度下为加快反应速率而又不影响氢气的量 可向其中加入 a kcl固体b zn粉c so3固体d cuso4晶体 答案 c 解析 a项不能使速率加快 b项加快了反应速率 但是产生氢气的量增加 c项so3与水反应生成h2so4 h2so4的浓度增大 速率加快 而氢气的产量只决定于fe 故不影响氢气的量 d项fe置换出cuso4中的cu 与h2so4反应的fe的量减少 氢气产量减少 答案 c 答案 c 解析 随着反应的不断进行 c hi 逐渐减小 v 正 逐渐减小 所以c hi 由0 07mol l 1降到0 05mol l 1与c hi 由0 1mol l 1降到0 07mol l 1相比虽然浓度改变量之比是2 3 但随反应变慢 所需时间要长 即时间之比不是2 3 大于10s 4 把下列四种x溶液分别加入四个盛有10ml2mol l盐酸的烧杯中 均加水稀释到50ml 此时 x和盐酸缓慢地进行反应 其中反应最快的是 a 10 20ml3mol l的x溶液b 10 10ml2mol l的x溶液c 20 10ml4mol l的x溶液d 20 30ml2mol l的x溶液 答案 d 解析 依题意 最终稀释的体积相等 本题中化学反应速率的影响因素有浓度和温度 从浓度看 其浓度大小顺序为a d c b 从温度看 c d溶液加入烧杯中后使体系温度高且相等 反应物浓度最大 体系温度最高的化学反应 其化学反应速率最大 选d项 答案 c 解析 根据影响化学反应速率的条件 直接加以判断 增大压强 反应速率加快 增加固体反应物的量