山东省高考化学一轮复习 第7章第2节 化学反应的速率 工业合成氨课件.ppt

第2节化学反应的速率工业合成氨 一 化学反应的速率1 含义及表示方法化学反应速率是用来衡量化学反应快慢的物理量 对于反应体系体积不变的反应 可以用单位时间内某物质浓度 或质量 物质的量等 的 来表示该物质的化学反应速率 2 数学表达式及单位 2 单位 或 改变量 取绝对值 mol l 1 s 1 mol l 1 min 1 3 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 qzv a v b v y v z m n p q 1 算一算 在一个2l的容器中加入2mol某气态反应物 2s后该气态物还剩余1 6mol 2s内它的反应速率为 答案 0 1mol l 1 s 1 2 选一选 在一密闭容器中充入一定量的a b 一段时间后测得不同物质的反应速率之比为 v a v b v c v d 4 5 4 6 则该反应的化学方程式可能是 a a g b g c g d g b 4a g 5b g 4c s 6d g c 4a g 5b g 4c g 6d g d 4c g 6d g 4a g 5b g 答案 c 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 na mg al 2 外因 其他条件不变 改变一个条件 加快 加快 加快 相同 表面积 3 填一填 在下列事实中 什么因素影响了化学反应的速率 1 黄铁矿煅烧时要粉碎成细小的矿粒 2 熔化的kclo3放出气泡很慢 撒入少量mno2很快产生气体 3 同浓度 同体积的盐酸中放入同样大小的锌粒和镁块 产生气体有快有慢 4 同样大小的石灰石分别在0 1mol l 1的盐酸和1mol l 1的盐酸中反应速率不同 5 夏天的食品易变霉 冬天就不易发生该现象 答案 1 固体表面积 2 催化剂 3 反应物自身的性质 4 浓度 5 温度 三 工业合成氨1 反应特点n2 g 3h2 g 2nh3 g h 0 s 0正反应方向是气体物质的量 的 热反应 同时是熵 的反应 2 反应条件选择的理论分析 1 反应限度角度 高压 有利于提高转化率 2 反应速率角度 高温 使用催化剂 有利于提高化学反应速率 减小 放 减 低温 高压 3 合成氨适宜条件的选择 1 温度 左右 因为此时催化剂活性最大 2 压强 低压 1 107pa 中压 2 107 3 107pa 和高压 8 5 107 1 108pa 三种类型 3 催化剂 铁触媒 4 n2与h2的物质的量之比 投料比 700k 1 2 8 4 选一选 合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义 对于密闭容器中的反应 n2 g 3h2 g 2nh3 g h 0 为提高h2的转化率 理论上应该采取的措施是 a 减压b 增压c 升温d 加催化剂 答案 b 化学反应速率的计算及大小比较 2 化学反应速率大小的比较比值法 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系数 对求出的数值进行大小排序 数值大的 表示该反应速率快 2012 淄博联考 反应 3a g b g 2c g 2d g 在不同条件下 用不同物质表示其反应速率 分别为 v a 0 6mol l 1 min 1 v b 0 45mol l 1 min 1 v c 0 010mol l 1 s 1 v d 0 45mol l 1 min 1则此反应在不同条件下进行最快的是 a b c d 答案 b 1 2012 定陶测试 将等物质的量的a b混合于2l的密闭容器中 发生反应 3a g b g xc g 2d g 经5min后测得d的浓度为0 5mol l 1 c a c b 3 5 用c的浓度变化表示的平均反应速率为0 1mol l 1 min 1 下列有关结论正确的是 a x的值为1b 用b的浓度变化表示的平均反应速率为0 2mol l 1 min 1c 反应开始前a的物质的量为3mold 5min时a的浓度为0 2mol l 1 则v a 3v b 0 15mol l 1 min 1 c a c b a 0 75mol l 1 a 0 25mol l 1 3 5 则a 1 5mol l 1 反应开始前a的物质的量为3mol c a 1 5mol l 1 0 75mol l 1 0 75mol l 1 答案 c 1 全程速率 时间图如zn与足量盐酸的反应 反应速率随时间的变化出现如图情况 解释原因 ab段 v渐增 因反应为放热反应 随反应的进行 温度渐高 导致反应速率的渐大 bc段 v渐小 则主要因为随反应的进行 溶液中c h 渐小 导致反应速率渐小 化学反应速率图象及其应用 2 速率 时间图象及应用 2012 池州质检 对于一定条件下的可逆反应 3x g y g 2z g 下列图象能正确表示改变压强 其他条件不变 后 反应速率的变化是 精讲精析 改变压强包括增大压强和减小压强 增大压强平衡向体积缩小的方向移动 v 正 v 逆 即v 正 增大得多 v 逆 增大得少 反之 减小压强 v 正 v 逆 即v 正 减少得多 v 逆 减少得少 答案 d 2 2012 青岛质检 一定条件下 在一体积不变的密闭容器中发生反应2a g b g 3c g h akj mol 1 图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 t3时改变的条件为 t4时改变的条件为 2 a 填 或 v 逆 可知正反应吸热 h 0 答案 1 减小压强或取出部分混合气体升高温度 2 热点探究 化学反应速率 化学平衡的调控在生活 生产和科研领域中的应用在工业生产中选择条件时 要综合考虑外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响 同时还要注意与工业生产实际结合在一起进行综合分析与思考 2 实际考虑在实际生产中 还要考虑原料的来源 储量 运输 生产设备 反应条件等许多问题 反应条件的选择要考虑实际与效益 工业生产中适宜条件选择的思维模式 分析工业生产反应原理特点 反应前后气体物质的量变化 热效应等 理论分析加快反应速率和提高原料转化率的条件 实际考虑确定适宜条件的选择 2012 沈阳 长春 哈尔滨联考 co2是目前大气中含量最高的一种温室气体 控制和治理co2是解决温室效应的有效途径 1 在一定条件下 6h2 g 2co2 g ch3ch2oh g 3h2o g 根据上表中数据分析 温度一定时 提高氢碳比 co2的转化率 填 增大 减小 或 不变 该反应的正反应为 填 吸 或 放 热反应 请选择该反应适宜的条件 a 高温b 高压c 低温d 低压e 使用催化剂f 提高氢碳比g 催化剂活性最好的温度 精讲精析 1 由表中数据知提高氢碳比 即n h2 n co2 可提高co2的转化率 又因升高温度后co2的转化率降低 故正反应是放热反应 由反应特点 正反应为气体物质的量减小的放热反应 可知适宜的条件是 适当的温度 高压 催化剂 提高氢碳比 2 2min内用甲醇表示的平均反应速率为0 1mol l min 1 故v h2 0 3mol l min 1 b错 平衡时消耗的co2为0 4mol 转化率为40 c错 因反应物和生成物全部是气体且容器容积不变 故密度一直保持不变 d错 答案 1 增大 放 befg 2 bcd 2012 山东省实验中学第三次测试 利用低温技术可处理废气中的氮氧化物 在恒容密闭容器中发生下列化学反应 4nh3 g 6no g 5n2 g 6h2o g h qkj mol 1 q 0 有关说法正确的是 a 其他条件不变 使用高效催化剂 废气中氮氧化物的转化率增大b 平衡时 其他条件不变 增加nh3的浓度 废气中no的转化率减小c 单位时间内生成nh3和h2o的物质的量之比为2 3时 反应达到平衡d 平衡时 其他条件不变 升高温度可使该反应的平衡常数增大 解析 a项 催化剂只改变速率不改变平衡状态 转化率不会增大 b项 增加nh3的浓度 废气中no的转化率增大 d项 该反应是放热反应 升高温度 平衡左移 平衡常数减小 答案 c 高考题组一化学反应速率的计算和大小比较1 2011 江苏高考 700 时 向容积为2l的密闭容器中充入一定量的co和h2o 发生反应 co g h2o g co2 g h2 g 反应过程中测定的部分数据见下表 表中t2 t1 反应在t1min内的平均速率为v h2 解析 温度越高反应速率越快 故v 20 v 0 答案 3 2011 重庆高考 臭氧是一种强氧化剂 常用于消毒 灭菌等 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 min 1 3 据表中的递变规律 推测o3在下列条件下分解速依率次增大的顺序为 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 4mol l min 1 3 b a c 高考题组二影响化学反应速率的外界因素4 下列说法不正确的是 a 对于反应2h2o2 2h2o o2 加入mno2或升高温度都能加快o2的生成速率 2011 江苏高考 b 放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率 2010 山东高考 c 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 2010 福建高考 d 一定条件下 使用催化剂能加快反应速率并提高反应物的平衡转化率 2010 江苏高考 e 反应2co2 g 6h2 g ch3ch2oh g 3h2o g 使用cu zn fe催化剂可大大提高生产效率 2010 上海高考 答案 b c d 高考题组三有关反应速率的图象5 2011 天津高考 向绝热恒容密闭容器中通入so2和no2 一定条件下使反应so2 g no2 g so3 g no g 达到平衡 正反应速率随时间变化的示意图如下所示 由图可得出的正确结论是 a 反应在c点达到平衡状态b 反应物浓度 a点小于b点c 反应物的总能量低于生成物的总能量d t1 t2时 so2的转化率 a b段小于b c段 解析 只有正反应速率等于逆反应速率且为定值时 可逆反应才达到平衡状态 图中曲线在c点处没有出现水平线 故a项错误 随着正反应的进行 未达到平衡状态时反应物的浓度应随时间的延长而减小 因此反应物浓度 a点大于b点 故b项错误 化学反应速率随反应物浓度的增大而增大 随温度的升高而增大 分析曲线a c 从浓度