高三化学备考一轮复习 化学反应速率课件

第七章化学反应速率与化学平衡第1讲化学反应速率

2

化学爆炸牛奶变质铁桥生锈钟乳石一、基元反应1.大多数的化学反应不能一步完成，在微观上是分几步完成的，每一步反应都叫一个基元反应。

2.基元反应过渡状态理论

基元反应过渡状态理论认为，基元反应在从反应物到生成物的变化过程中要经历一个中间状态，这个状态称为过渡态。AB＋C―→[A…B…C]―→A＋BC

反应物过渡态生成物已知反应2NO(g)＋2H2(g)⇌N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－752kJ·mol－1的反应机理如下：①2NO(g)⇌N2O2(g)

(快)②N2O2(g)＋H2(g)⇌N2O(g)＋H2O(g)

(慢)③N2O(g)＋H2(g)⇌N2(g)＋H2O(g)

(快)下列有关说法错误的是()A.①的逆反应速率大于②的正反应速率B.②中N2O2与H2的碰撞仅部分有效C.N2O2和N2O是该反应的催化剂D.总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大C二、化学反应速率单位：mol·L-1·s-1

或mol/(L·s)2、与计量系数关系及速率大小的比较【几点注意】

①表示的是平均速率，而不是瞬时速率

②纯固体、纯液体、溶液中的溶剂浓度为常数1、概念：如反应:mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g)，

v(A):v(B):v(C):v(D)＝m:n:p:q【注意】速率的大小也可以用单位时间内物质的量、质量或体积的变化量来表示！表达式：v=△c/△t3、化学反应中各物质浓度的计算模式——“三段式”(1)写出有关反应的化学方程式。(2)找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。(3)根据已知条件列方程式计算。例1、一定温度下，向容积为2L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，对该反应的推断合理的是（）A、该反应的方程式为3B+4D

6A+2CB、反应进行到1s时，υ

(A)=υ

(D)C、反应进行到6s时，B的平均反应速率为0.05mol/(L·s)D、反应进行到6s时，各物质的反应速率相等E、B的平衡转化率为40%C“三段式”计算反应速率、转化率考点1、化学反应速率的计算与比较例2、（1）工业制硫酸的过程中，SO2(g)转化为SO3(g)是关键的一步，550℃时，在1L的恒温容器中，反应过程中部分数据见下表：反应时间/minSO2(g)/molO2(g)/molSO3(g)/mol04205

1.5102

15

1

若在起始时总压为p0kPa，反应速率若用单位时间内分压的变化表示，气态物质分压＝总压×气态物质的物质的量分数，则10min内SO2(g)的反应速率v(SO2)＝____kPa·min－1。（2）在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应，生成的主要产物为NH3，进一步研究NH3生成量与温度的关系，部分实验数据见下表(光照、N2压力1.0×105Pa、反应时间3h)：T/K303313323353NH3生成量/(10-6mol)4.85.96.02.0相应的热化学方程式如下：

2N2(g)+6H2O(1)⇌4NH3(g)+3O2(g)

ΔH=+1530.4kJ·mol-1实验中323K时，该反应的平均反应速率为v(N2)=___________mol/h。1.0×10-6例3、对于反应A2(g)+3B2(g)⇌

2AB3(g)以下表示的反应速率中，速率最小的是

()A.υ(A2)=0.4mol·L-1·min-1B.υ(B2)=0.8mol·L-1·min-1C.υ(AB3)=0.6mol·L-1·min-1D.υ(A2)=0.005mol·L-1·S-1

B【点拨】比较反应速率大小时：归一法）将速率转化成用同一物质表示的速率，再进行比较。【注意】单位要统一！【拓展】化学反应速率方程的计算基元反应：aA(g)+bB(g)

=cC(g)+dD(g)

V正=k正ca(A).cb(B)

V逆=k逆cc(C).cd(D)k正、k逆表示正、逆反应的速率常数如：①SO2Cl2SO2＋Cl2

②2NO22NO＋O2

③2H2＋2NON2＋2H2O

v＝k1c(SO2Cl2)v＝k2c2(NO2)v＝k3c2(H2)·c2(NO)速率常数的影响因素：温度，但浓度不影响速率常数。温度升高，速率常数增大K=k正/k逆考点2、速率常数的应用4.工业上利用CH4(混有CO和H2)与水蒸气在一定条件下制取H2，原理为CH4(g)＋H2O(g)⇌CO(g)＋3H2(g)，该反应的逆反应速率表达式为v逆＝k·c(CO)·c3(H2)，k为速率常数，在某温度下测得实验数据如表所示：CO浓度/(mol·L－1)H2浓度/(mol·L－1)逆反应速率/(mol·L－1·min－1)0.1c18.0c2c116.0c20.156.75

由上述数据可得该温度下，c2＝_____，该反应的逆反应速率常数k＝________L3·mol－3·min－1。0.21.0×104研究表明，N2O5(g)分解的反应速率v=2×10-3×pN2O5(kPa·min-1)，t=62min时，测得体系中pO2=2.9kPa，则此时的pN2O5=

kPa，v(N2O5)=

kPa·min-1。30.0

6.0×10-2

其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示[t=∞时，N2O5(g)完全分解]：t/min0408016026013001700∞p/kPa35.840.342.545.949.261.262.363.15、【18年全国I卷】F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25℃时N2O5(g)分解反应：(1)定性判断：观察产生气泡的快慢、颜色变化的快慢、固体物质溶解的快慢、溶液变浑浊程度等。Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O4、化学反应速率的实验测定相同时间内产生气体的体积或产生相同体积的气体所需的时间；相同时间内固体物质质量的变化量(增加或减少)。(2)定量判断：CaCO3与盐酸反应1min0.2min10ml/min50ml/min4mol·L-1的硫酸与锌反应比1mol·L-1的硫酸快大小（3）集气瓶中有H2和Cl2混合气体，在瓶外点燃镁条时发生爆炸（4）

加热H2O2溶液放出气泡很慢，滴入几滴0.1mol.L-1FeCl3溶液很快产生气体，若撒入少量MnO2产生气体速度更快。【思考】什么因素影响了下列化学反应的速率？（1）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（2）KI晶体和HgCl2晶体混合后无明显现象，若一起投入水中，很快生成红色HgI2

光反应物的接触面积催化剂反应物本身的性质其他：如形成原电池,搅拌等浓度增大单位体积内n活↑w活不变有效碰撞↑ν↑三、影响化学反应速率的因素活化能

内因：反应物本身的性质

外因：浓度、温度、压强、催化剂、反应物颗粒大小、构成原电池、光、溶剂等。1、浓度对化学反应速率的影响【注意】

a、对于纯固体或液体的反应物，一般情况下其浓度是常数，因此改变它们的量一般不会改变化学反应速率。

c、随着化学反应的进行，反应物的浓度会逐渐减小，因此一般反应速率也会逐渐减小。

b、一般来说，固体反应物表面积越大，反应速率越大，固体反应物表面积越小，反应速率越小。例1、一定条件下，在CaCO3(块状)+2HCl=CaCl2+H2O+CO2反应中，为了加快反应的速率，下列那些方法可行

（

）A、增加HCl的浓度B、多加CaCO3

C、增加同浓度盐酸的体积D、改加CaCO3粉末AD例2、盐酸跟过量锌粉反应，在一定温度下，为了减缓反应进行的速率，但又不影响生成氢气的总量，可向反应物中加入适量的

（

）

A.硫酸钠固体 B.水C.硫酸钾溶液 D.硝酸钾溶液

E.醋酸钾溶液F.碳酸钾溶液BCE【思考】3KSCN+FeCl3

Fe(SCN)3+3KCl，若在上述平衡体系中加入少量KCl晶体，如何影响化学反应速率？不影响（1）对于可逆反应，压强增大，正逆反应速率如何变化?（2）充入与反应无关气体,对反应速率有何影响?

对于有气体参加的反应，增大压强(减小容器容积)，相当于增大反应物浓度，反应速率加快。2、压强对化学反应速率的影响例3、一定温度下，反应N2(g)＋O2(g)⇌2NO(g)在密闭容器中进行，回答下列措施对化学反应速率的影响(填“增大”“减小”或“不变”)。(1)缩小体积使压强增大：_____，原因是___________________________________________________。(2)恒容充入N2：_____。(3)恒容充入He：_____，原因是_________________________。(4)恒压充入He：_____。增大单位体积内，活化分子数目增加，有效碰撞的次数增多增大不变

单位体积内活化分子数不变减小实验测得：温度每升高100℃,化学反应速率通常增大到原来的n(2—4)倍。

其他条件不变的情况下，升高温度，反应速率加快，降低温度反应的速率减慢。温度如何影响可逆反应的正逆反应速率?3、温度对化学反应速率的影响例4、硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为：Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O,下列各组实验中最先出现浑浊的是

（

）实验反应温度/℃Na2S2O3溶液稀H2SO4V/mLc/（mol/L）V/mLc/（mol/L）A2550.1100.1B2550.250.2C3550.1100.1D3550.250.2D5、下图表示Mg与某稀盐酸反应的速率与时间的关系曲线，试解释出现上述曲线的原因速率时间

该反应是一个放热反应,开始温度升高为主要因素,使反应速率加快，后来浓度减小为主要因素使反应速率降低.【能力提升】将一块质量为5.0g的铝片投入盛有500mL0.5mol·L－1硫酸溶液的烧杯中，该铝片与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间的关系可用右图所示的曲线来表示(1)曲线O→A段不产生氢气的原因是_____________________________，(2)曲线A→B段产生氢气的速率较慢的原因是____________________________________________。(3)曲线B→C段产生氢气的速率增加较快的主要原因是______________________________(4)曲线C点以后产生氢气的速率逐渐下降的主要原因是_________________________________________铝片表面有Al2O3，硫酸首先与表面的Al2O3反应氧化膜未完全反应掉，铝与硫酸接触的表面积较小反应放出的热量使溶液的温度升高而加快反应速率随着反应地进行，硫酸溶液的浓度下降4、催化剂对化学反应速率的影响（1）对于可逆反应，使用催化剂同等程度的改变（增大、减慢）正反应和逆反应的反应速率。（2）催化剂没特别指明一般指正催化剂（3）催化剂只能改变反应速率，不能将不反应变成反应,不改变反应物的平衡转化率，不改变反应热。（4）催化剂具有选择性、活性温度注意事项：6、（2020年全国I卷）铑的配合物离子[Rh(CO)2I2]－可催化甲醇羰基化，反应过程如图所示：下列叙述错误的是（

）

A.CH3COI是反应中间体

B.甲醇羰基化反应CH3OH+CO=CH3CO2H

C.反应过程中Rh的成键数目保持不变

D.存在反应CH3OH+HI=CH3I+H2OC真题再现催化剂能提高单位时间内的产率一方面，实际生产中大多数反应未达到平衡就流出反应器，反应速率提高，单位时间内产量提高了。另一方面，催化剂可以选择性地催化工业生产所需的主反应，减少副反应的发生和副产物的生成。

（2）(2020年全国Ⅲ卷)二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO2

的热点研究领域。回答下列问题:

二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应，生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烃。一定温度和压强条件下，为了提高反应速率和乙烯选择性，应当________________等。回答：一定能提高甲醇产率的措施是______。A.增大压强B.升高温度C.选择合适催化剂D.加入大量催化剂AC例7、（1）甲醇是重要的化工原料。利用合成气（主要成分为CO、CO2、H2）在催化剂的作用下合成甲醇，可能发生的反应如下：>0>0<0选择合适催化剂8、以二氧化钛表面覆盖CuAl2O4为催化剂，可以将CH4和CO2直接转化成乙酸。①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的产率如图所示。250～300℃时，温度升高而乙酸的产率降低的原因是_________________________________________。温度超过250℃时，催化剂的催化效率降低

②温度高于400℃时，温度升高乙酸的产率降低，可能的原因是

。

该反应为放热反应，温度升高，平衡左移，产率降低

温度超过400℃时，发生副反应【强调】（1）压强对反应速率的影响是通过改变体积而使浓度改变来实现的。（2）温度改变对任何反应的速率都有影响：升高温度，增大反应速率；降低温度，减小反应速率。（3）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大小：催化剂>温度>浓度(或压强)9、(2017·高考江苏卷)H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得70℃时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是(

)A.图甲表明，其他条件相同时，H2O2浓度越小，其分解速率越快B.图乙表明，其他条件相同时，溶液pH越小，H2O2分解速率越快C.图丙表明，少量Mn2＋存在时，溶液碱性越强，H2O2分解速率越快D.图丙和图丁表明，碱性溶液中，Mn2＋对H2O2分解速率的影响大D四、化学反应速率影响因素的实验探究1、实验探究影响化学反应速率因素的两种题型(1)以表格的形式给出多组实验数据，让考生找出每组数据的变化对化学反应速率的影响。(2)给出影响化学反应速率的几种因素，让考生设计实验分析各因素对化学反应速率的影响。——变量探究2、解题策略(1)确定变量(2)定多变一(3)数据有效例1．(2019·衡水高三模拟)为研究硫酸铜的量对锌与稀硫酸反应生成氢气速率的影响，某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。下列说法正确的是(

)实验混合溶液ABCDEF4mol·L－1H2SO4溶液/mL30V1V2V3V4V5饱和CuSO4溶液/mL00.52.55V620H2O/mLV7V8V9V10100A.V1＝30，V6＝10B.反应一段时间后，实验A、E中的金属呈暗红色C.加入MgSO4或Ag2SO4可以起到与CuSO4相同的加速作用D.硫酸铜的量越多，产生氢气的速率一定越快A例2、某同学拟用如图装置探究固体表面积和反应物浓度对化学反应速率的影响．限选试剂与用品：

0.1mol•L1HCl、颗粒状CaCO3、粉末状CaCO3、蒸馏水、量筒、秒表①设计实验方案：在固体表面积或反应物浓度不同的条件下，测定

（要求所测得的数据能直接体现反应速率大小）．②实验1和2探究固体表面积对反应速率的影响，所选的试剂为

；实验1和3探究反应物浓度对反应速率的影响，所选的试剂为

。生成二氧化碳的体积和反应时间；或消耗碳酸钙固体的质量和反应时间0.1mol•L-1HCl、颗粒状CaCO3、粉末状CaCO30.1mol•L-1HCl、蒸馏水、颗粒状CaCO3或粉末状CaCO3例3、某小组拟用含H2SO4的KMnO4溶液与H2C2O4溶液（弱酸）的反应（此反应为放热反应）来探究“条件对化学反应速率的影响”，并设计了如表的方案记录实验结果（忽略溶液混合体积变化）。限选试剂和仪器：0.20mol/LH2C2O4溶液、0.010mol/LKMnO4溶液（酸性）、蒸馏水、试管、量筒、秒表、恒温水浴槽物理量编号V(0.20mol/LH2C2O4溶液)/mLV(蒸馏水)/mLV(0.010mol/LKMnO4溶液）/mLm(MnSO4固体)/gT/℃乙①2.004.0050②2.004.0025③1.0a4.0025④2.004.00.125(1)该反应的离子方程式

。5H2C2O4+2MnO4－+6H+＝10CO2↑+2Mn2++8H2O（2）上述实验①②是探究