高考化学总复习 第七章 化学反应速率及其影响因素课件第1课时.ppt

课时1化学反应速率及其影响因素 1 了解化学反应速率的概念 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 浓度 温度 压强 催化剂等 对反应速率的影响 认识并能用相关理论解释其一般规律 4 了解化学反应速率的调控在生产 生活和科学研究领域中的重要作用 最新考纲 考点一化学反应速率 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 减少 增加 3 规律同一反应在同一时间内 用不同物质来表示的反应速率可能 但反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的 之比 不同 化学计量数 探究思考 答案比较化学反应速率大小时 必须使用同一物质的反应速率且单位一致 v n2 换算成v h2 时 相当于3mol l 1 s 1 所以上述反应中v n2 v h2 用物质a表示反应的平均速率为0 3mol l 1 s 1 用物质b表示反应的平均速率为0 6mol l 1 s 1 2s时物质a的转化率为70 2s时物质b的浓度为0 7mol l 1 2 若 中用a b表示反应的平均速率分别为0 3mol l 1 s 1 0 6mol l 1 s 1 则用 填 a 或 b 物质表示的化学反应速率更快 3 若物质a的转化率经过计算为30 那么 物质b的转化率为 其理由为 答案 1 2 b 3 30 因通入和消耗的a b的物质的量之比均为2 1 则a b的转化率相等 示例1 2013 福建理综 12 nahso3溶液在不同温度下均可被过量kio3氧化 当nahso3完全消耗即有i2析出 依据i2析出所需时间可以求得nahso3的反应速率 将浓度均为0 020mol l 1的nahso3溶液 含少量淀粉 10 0ml kio3 过量 酸性溶液40 0ml混合 记录10 55 间溶液变蓝时间 55 时未观察到溶液变蓝 实验结果如下图 据图分析 下列判断不正确的是 a 40 之前与40 之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反b 图中b c两点对应的nahso3反应速率相等c 图中a点对应的nahso3反应速率为5 0 10 5mol l 1 s 1d 温度高于40 时 淀粉不宜用作该实验的指示剂 解析由题给图像可知 温度低于40 时 温度升高 溶液变蓝的时间短 但温度高于40 时情况相反 a项正确 因为b c两点的温度不同 反应速率不可能相等 b项错误 图中a点 所用的时间为80s 则nahso3的反应速率为 0 020mol l 1 10 0ml 10 3l ml 50ml 10 3l ml 80s 5 0 10 5mol l 1 s 1 c项正确 由题给条件 55 时未观察到溶液变蓝 所以温度高于40 淀粉不宜作该实验的指示剂 d项正确 答案b 示例2 2011 重庆理综 29节选 o3在水中易分解 一定条件下 o3的浓度减少一半所需的时间 t 如下表所示 已知 o3的起始浓度为0 0216mol l 1 1 ph增大能加速o3分解 表明对o3分解起催化作用的是 2 在30 ph 4 0条件下 o3的分解速率为 mol l 1 min 1 3 据表中的递变规律 推测o3在下列条件下分解速率依次增大的顺序为 填字母代号 a 40 ph 3 0b 10 ph 4 0c 30 ph 7 0 答案 1 oh 2 1 00 10 4 3 b a c a v co 1 2mol l s 1b v no2 0 3mol l min 1c v n2 0 6mol l min 1d v co2 1 2mol l min 1 答案d a v nh3 1 5mol l min 1b v n2 1 2mol l min 1c v h2o 1 67mol l min 1d v o2 1 5mol l min 1解析将选项中反应速率换算成同一物质的反应速率 然后比较 答案b a 用a表示的反应速率是0 8mol l 1 s 1b 分别用b c d表示反应的速率 其比值是3 2 1c 在2min末时的反应速率 用反应物b来表示是0 3mol l 1 min 1d 在这2min内用b和c表示的反应速率的值都是相同的解析经2min后 b的浓度减少了0 6mol l 1 这2min内的平均反应速率v b 0 3mol l 1 min 1 而不是2min末时的反应速率 c错 根据反应速率之比等于化学计量数之比可知b正确 a d错误 答案b 通过数据比较反应速率大小的方法 一看二转三比较 第一步 看单位是否统一 第二步 是将不同物质表示的化学反应速率转化成用同一物质表示的化学反应速率 第三步 是比较数值确定大小 考点二外界条件对化学反应速率的影响 考点二外界条件对化学反应速率的影响 1 内因反应物本身的 是影响化学反应速率的主要因素 如相同条件下mg al与稀盐酸反应的速率大小关系为 v mg v al 性质 2 外因 其他条件不变 只改变一个条件 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 e1为 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 2 活化分子 有效碰撞与反应速率的关系 反应的活化能 e3 e1 e2 探究思考1 判断正误 1 碳酸钙与盐酸反应过程中 再增加caco3固体的量 反应速率不变 但把caco3固体粉碎 可以加快反应速率 2 增大反应体系的压强 反应速率不一定增大 3 增大反应物的浓度 能够增大活化分子的百分含量 所以反应速率增大 4 同时改变两个变量来研究反应速率的变化 能更快得出有关规律 5 二氧化锰能加快所有化学反应的速率 6 锌与稀硫酸反应时 硫酸的浓度越大 产生h2的速率越快 7 恒压 增加惰性气体的量 原化学反应速率减慢 答案 1 2 3 4 5 6 7 2 根据有效碰撞理论 完成下表 答案增加不变增加增大不变增加增加不变增加增大不变不变增加增加增加增大减小不变增加增加增加增大 示例3 2012 福建理综 12 一定条件下 溶液的酸碱性对tio2光催化染料r降解反应的影响如下图所示 下列判断正确的是 a 在0 50min之间 ph 2和ph 7时r的降解百分率相等b 溶液酸性越强 r的降解速率越小c r的起始浓度越小 降解速率越大d 在20 25min之间 ph 10时r的平均降解速率为0 04mol l 1 min 1思维启迪三看 看面 弄清纵 横坐标的含义 看线 弄清线的走向 变化趋势及线的斜率 看点 弄清曲线上点的含义 特别是一些特殊点 如与坐标轴的交点 曲线的交点 折点 最高点与最低点等 解析在0 50min之间 ph 2和ph 7时反应物r都能完全反应 降解率都是100 故a正确 ph分别为2 7 10时 通过曲线的倾斜程度可看出溶液的酸性越强 r的降解速率越大 故b错误 图中无法比较同一ph条件下 r的起始浓度与降解速率的关系 故c错误 20 25min之间 ph 10时r的平均降解速率为0 2 10 4mol l 1 5min 4 10 6mol l 1 min 1 故d错误 答案a 示例4 2010 课标全国 28 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溶液时 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 解析第 5 问 本题a f为对比实验 目的是为了探究cuso4的量对h2生成速率的影响 为达到此目的 c h 应相同 这样 h2so4溶液的体积a f应均为30ml 且溶液总体积相同 根据表中数据 总体积应为50ml 答案 1 zn cuso4 znso4 cuzn h2so4 znso4 h2 2 cuso4与zn反应产生的cu与zn形成cu zn微电池 加快了氢气产生的速率 3 ag2so4 4 升高反应温度 适当增加硫酸的浓度 增加锌粒的比表面积等 答两种 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 1 把镁条直接投入到盛有盐酸的敞口容器中 产生h2的速率如右图所示 在下列因素中 影响反应速率的因素是 盐酸的浓度 镁条的表面积 溶液的温度 cl 的浓度 a b c d 解析mg 2h h2 mg2 实质是镁与h 间的反应 与cl 无关 在镁条的表面有一层氧化膜 当将镁条投入盐酸中时 随着氧化膜的不断溶解 镁与盐酸接触的面积不断增大 产生h2的速率会加快 溶液的温度对该反应也有影响 反应放出热量 使温度升高 则反应速率会逐渐加快 答案c a 缩小体积使压强增大b 恒容 充入n2c 恒容 充入hed 恒压 充入he解析a选项 气体的物质的量不变 仅缩小体积 气体的浓度必然增大 反应速率必然增大 b选项 容积不变 充入n2 使反应物n2的浓度增大 浓度越大 反应速率越大 c选项 容积不变 充入he 虽然反应容器内压强增大 但反应物n2 o2 no的浓度并没有变化 因此不影响反应速率 d选项 压强不变 充入he 反应容器的体积必然增大 压强虽然没变 但n2 o2 no的浓度减小 反应速率减小 答案c 解析本题考查化学反应速率与化学平衡知识 意在考查学生运用化学反应速率和化学平衡解决实际问题的能力 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 答案d 分析外界因素对化学反应速率的影响时要注意以下几点1 对于固体和纯液体反应物 其浓度可视为常数 改变用量速率不变 2 压强对速率的影响是通过改变反应物总体积进而使浓度改变来实现的 对于有气体参加的反应而言 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 这种改变对反应体系的浓度产生何种影响 由此判断出对反应速率有何影响 有以下几种情况 3 温度改变对任何反应的速率都有影响 影响化学反应速率的因素有多种 在探究某种因素的影响规律时 需要控制其他条件不变 只改变某一个条件 探究这一条件对反应速率的影响规律 这种研究问题的方法叫做控制变量法 控制变量法探究类实验题能够考查学生分析问题 解决问题 得出合理结论的能力 因而在这几年的高考试题中有所考查 素养17控制变量法在研究影响化学反应速率因素实验中的应用 方法规律 典例 在学习了影响化学反应速率的因素知识后 某研究性学习小组进行了科学探究活动 探究活动一 探究金属与不同酸反应的反应速率 常温下 从经过砂纸打磨的铝片中取两片质量相等 表面积相同的铝片 分别加入到盛有体积相同 c h 相同的足量的稀硫酸和稀盐酸的两支试管中 发现铝片在稀盐酸中消失的时间比在稀硫酸中短 探究活动二 探究影响稀硫酸与某金属反应速率的因素 下表是某研究性学习小组探究稀硫酸与某金属反应的实验数据 当场指导 请回答 1 对 探究活动一 实验现象产生的原因 请你帮该研究性学习小组提出两个假设 假设 假设 并请你设计实验对以上假设进行验证 验证假设 验证假设 2 分析 探究活动二 的实验数据可发现有一个数据明显有错误 该数据是实验 填实验序号 的 理由是 3 分析 探究活动二 的实验数据可得出的结论是 答案 1 假设 cl 对铝和h 的反应有促进作用假设 so42 对铝和h 的反应有抑制作用验证假设 在铝和稀硫酸反应的试管中加入固体氯化钠 看是否加快放出氢气的速率验证假设 在铝和稀盐酸反应的试管中加入固体硫酸钠 看是否减慢放出氢气的速率 2 3反应后溶液的温度本实验所用稀硫酸均过量 金属完全反应 等质量金属反应放出的热量应相等 所以使等体积溶液的温度升高值相近 3 对于同一化学反应 在其他条件不变时 反应物浓度越大 化学反应速率越快 反应物固体表面积越大 化学反应速率越快 反应温度越高 化学反应速率越快 1 确定变量 解答此类题目时 要认真审题 清楚实验目的 弄清要探究的外界条件有哪些 2 控制变量 在探究时 应先确定一个变化的量 控制其他量不变 研究这个变化量对实验结果的影响进而总结出影响规律 然后用同样的方法再进一步确定其他变量对实验结果的影响规律 3 数据有效 解答时应注意选择数据 或设置实验 要有效 且变量统一 否则无法做出正确判断 应用 fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水 通常是在调节好ph和fe2 浓度的废水中加入h2o2 所产生的羟基自由基能氧化降解污染物 现运用该方法降解有机污染物p cp 探究有关因素对该降解反应速率的影响 实验设计 控制p cp的初始浓度相同 恒定实验温度在298k或313k 其余实验条件见下表 设计如下对比实验 1 请完成以下实验设计表 表中不要留空格 数据处理 实验测得p cp的浓度随时间变化的关系如上图 2 请根据上图实验 曲线 计算降解反应在50 150s内的反应速率 v p cp mol l 1 s 1 解释与结论 3 实验 表明温度升高 降解反应速率增大 但温度过高时反而导致降解反应速率减