新课标人教版高中化学选修四全套教学案(高考化学

1、新课标人教版选修四全套教学案 2008 届高考化 学第一轮复习专用 化学键与化学反应化学反应的热效应 课标解读 课标要求学习目标 量变化的主要原因 通过生产生活中的实例了解化学能 与热能的相互转化 能举例说明化学能与热能的相互转化 了解反应热和焓变的含义能用盖斯定律进 行有关反应热的简单计算1 化学反应中物质变化和能量变化的实质学会 从 微观角度认识化学反应的反应热及焓变 2 热化学方程式及其书写燃烧热及中和热的定义 3 掌握盖斯定律及焓变的简单计算知识再现 知道键的断裂和形成是化学反应中能 知识点 1 化学变化中的物质变化与能量变化 物质变化的实质旧化学键的断裂和新化学键的生成 能量变化的实

2、质破坏旧化学键需要吸收能量形成新化学键需要放出能量化 学反应过成中在发生物质变化的同时必然伴随着能量变化如下图 也可以从物质 能量的角度来理解 概念 反应热 化学反应过程中所释放或吸收的能量都可以用热量或换算成相应 的热量 来表示叫反应热 放热反应 化学反应过程中释放能量的反应叫放热反应 吸热反应 化学反应过程中吸收能量的反应叫吸热反应 燃烧热 25C101kPa 时 1mol 纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的 热量叫做该物质的燃烧热单位 kJmol 或 Jmol 提示 1 规定要在 25C101kPa 下测出热量因为温度压强不定反应热的数 值也不相同 2 规定可燃物的物质的量为 1m

3、ol 3 规定可燃物完全燃烧生成稳定的化合物所放出的热量为标准所谓 完全燃烧是指物质中下列元素完全转化成对应的物质C-CO2 H-H2O S-SO2 等 中和热在稀溶液中酸和碱发生反应时生成 1molH2O 这时的反应热叫做中和 热 提示 1 必须是酸和碱的稀溶液因为浓酸和浓碱在相互稀释的时候会放热 2 强酸和强碱的稀溶液反应才能保证中和热是 573kJmol 而弱酸或弱 碱在中和反应中电离吸收热量其中和热小于 573kJmol 3 以1mol水为基准所以在写化学方程式的时候应该以生成1mol水为 标准来配平其余物质的化学计量数即 H2O 的系数为 1 常见的吸热反应和放热反应 吸热反应其特征

4、是大多数反应过程需要持续加热如aCO3 分解等大多数分 解反应 H2 和 I2等不活泼的非金属化合aOH28H2O 和 NH4Cl 固体反应 CO2 和 C 的反应 放热反应燃烧中和金属和酸的反应铝热反应等 说明吸热反应有的不需要加热如aOH28H2O 和 NH4Cl 固体反应多数需要 加热放热反应有的开始时需要加热以使反应启动即反应的吸放热与反应条件无 关 知识点 2 化学反应的焓变 概念 焓用于表示物质所具有的能量的这一固有性质的物理量叫做焓 化学反应的焓变化学反应过程中反应物总能量与生成物总能量的变化叫做 反应的焓变热化学研究表明对于在等压条件下进行的化学反应如果反应中物质 的能量变化全

5、部转化为热能同时可能伴随着反应体系体积的改变而没有转化为 电能光能等其他形式的能则该反应的反应热就等于反应前后物质的焓的变化表 达为 QpH 其中 Qp 表示在压强不变的条件下化学反应的反应热 HH 反应产物H 反应物 H 为反应产物的总焓与反应物的总焓之差称为化学反应的焓变 知识点 3 热化学方程式及其书写 概念热化学方程式能表示参加反应物质的量和反应热之间的关系的化学方 程式 意义既表明了化学反应中的物质变化也表明了化学反应中的能量变化 书写注意事项 要注明反应物和生成物的聚集状态若为同素异形体要注明名称因为物质呈 现哪一种聚集状态与它们所具有的能量有关即反应物的物质相同状态不同H 也不同

6、 要注明反应温度和压强因为 H 的大小和反应的温度压强有关如不注明即 表示在 101kPa 和 25C 热化学方程式中的化学计量数不表示分子个数而是表示物质的量故化学计 量数可以是整数也可以是分数相同物质的化学反应当化学计量数改变时其H 也同等倍数的改变 H 的表示在热化学方程式中H 的一定要注明代表吸热代表放热 H 的单位是 kJmol 或 Jmol 知识点 4 焓变的计算盖斯定律及其应用 盖斯定律化学反应不管是一步完成还是几步完成其反应热是相同的也就是 说化学反应的反应热只与反应的始态各反应物和终态各生成物有关而与具体的 反应进行的途径无关如果一个反应可以分几步进行则各分步反应的反应热和该

7、 反应一步完成的反应热相同这就是盖斯定律 盖斯定律的应用 盖斯定律在科学研究中具有重要意义因为有些反应进行的很慢有些反应不 容易直接发生有些反应的产品不纯有副反应发生这给测定反应热造成了困难此 时如果应用盖斯定律就可以间接的把它们的反应热计算出来例如 CS05O2 CO g 上述反应在 O2 供应充分时可燃烧生成 CO2O2 供应不充分时虽 可生成 CO 但同时 还部分生成 CO2 因此该反应的H 无法直接测得但是下述两个反应的H 却 可以直接测得 CSO2g CO2 gH1 -3935kJmol COg 05 O2gCO2 gH2-2830kJmol 根据盖斯定律就可以计算出欲求反应的H 分

8、析上述反应的关系即知 H1H2H3 H3H1H2-3935kJmol -2830kJmol -1105kJmol 由以上可知盖斯定律的实用性很强 3反应热计算 根据热化学方程式盖斯定律和燃烧热的数据可以计算一些反应的反应热 反应热燃烧热的简单计算都是以它们的定义为基础的只要掌握了它们的定 义的内涵注意单位的转化即可 关于热化学方程式的简单计算的依据 a 热化学方程式中化学计量数之比等于各物质物质的量之比还等于反应热 之比 热化学方程式之间可以进行加减运算 典题解悟 下列说法正确的是 物质发生化学变化都伴随着能量变化 伴有能量变化的物质变化都是化学变化 在一个确定的化学反应关系中反应物的总能量与

9、生成物的总能量一定不同 在一个确定的化学反应关系中反应物的总能量总是高于生成物的总能量 解析该题主要考察化学反应中能量变化的理解与应用 物质发生化学反应都伴随着能量变化伴有能量变化的物质变化不一定是 化学变化物质发生物理变化核变化如原子弹的爆炸也都伴随者能量变化在一个 确定的化学反应中反应物的总能量设为x与生成物的总能量设为y之间的关系为 x y 化学反应为放热反应x y 化学反应为吸热反应xy 答案 AC 已知化学反应 2CsO2g 2COg2COgO22 CO2g 都是放热反应据此判断下列 说法不正确的是其他条件相同 12gC 所具有的能量一定高于 28gCO 所具有的能量 56gCO 和

10、 32gO2 所具有的总能量大于 88gCO2 所具有的总能量 12gC 和 32gO2 所具有的总能量大于 44g CO2 所具有的总能量 将一定量的 C 燃烧生成 CO2 比生成 CO 时放出的热量多 解析 放出热量的 化学反应反应物的总能量一定高于生成物的总能量 C 和 CO 的燃烧反应都是放热 反应因此 BC 两项的说法正确 12g 并不是全部的反应物所以 A 项的说法不正确由 于 C CO 放热 CO CO2 放热根据盖斯定律得 C CO2 比 C CO 放热多即 D 项说法正确 本题考察的主要是化学反应中的能量变化及其原理的理解和应用 答案 A 例 31g 炭与适量的水蒸气反应生成

11、一氧化碳和氢气吸收 1094kJ 的热量相应 的热化学方程式为 CH2OCOH2 H1094kJmol CsH2OgCOgH2g H1094kJmol CsH2OgCOgH2g H1313kJmol 05Cs05H2Og05COg05H2g H6565kJmol 解析 热化学方程式的书写应注意需表明反应物生成物的状态放热与吸热 热量数值与反应物的量有关 答案 C 变形题沼气是一种能源它主要是 CH405mol CH4 完全燃烧生成 CO2 和 H2O 时 放出 445kJ 的热量则下列热化学方程式中正确的是 2 CH4 g 4O2 g 2CO2 g 4H2O lH 890kJmol CH4 g

12、 2O2 g CO2 g 2H2O lH 890kJmol CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O lH 890kJmol 05CH4 g O2 g 05CO2 g H2O lH 890kJmol 解析05mol CH4 完全燃烧生成 CO2 和 H2O 时放出 445kJ 热量即 1mol CH4 完全燃烧生成CO2和H2O时放出890kJ的热量根据热化学方程式的有关规定要标 明聚集状态要标出热效应故符合题意的是 C 项 答案 C 在同温同压下下列各组热化学方程式2 Q1 的是 A 2H2gO2g2H2Og HQ1 2H2gO2g2H2Ol HQ2 S O2gSO2 gHQ1 S O2

13、gSO2 gHQ2 Cs05O2 g CO g HQ1 CsO2 g CO2 gHQ2 H2gCl2 g 2HClgHQ1 05H2g05Cl2 g HClgHQ2 解析 应根据热化学方程式特性来分析此问题首先分析同一物质不同状 态转化的能量变化例如中因H2OgH2Ol 放热故 2 Q1中 S S 吸热而且在燃烧时必须由固态变为气态才能燃烧故 2Q1其次分 析化学计量数的影响例如中 Q1Q2再分析不同物质在反应中相互关系及 反应热的影响例如中碳不完全燃烧生成而还可以燃烧放出热量故2 Q1 答案C 已知 ZnsS 斜方ZnSsH12060kJmol ZnSs2 O2ZnS O4 s H27768

14、kJmol 试求由单质反应生成 ZnS O4 s 的反应热即 ZnsS 斜方2 O2ZnS O4 s 的 H 解析虽然这个反应不能直接发生但是将已知的两个反应式相加即得 ZnsS 斜方2 O2gZnS O4 s 根据盖斯定律 H H1 H2 2060kJmol 7768kJmol 9828kJmol 答案由单质生成 ZnS O4 s 的反应热H9828kJmol 变形题已知热化学方程式 Fe2O3 s 3COs2Fes3CO2gH25kJmol 3Fe2O3 s COs2 Fe3O4 s CO2gH47kJmol Fe3O4 s COs4 FeO s CO2gH19kJmol 写出 FeO s

15、 被 CO 还原成 Fe 和 CO2 的热化学方程式 解析 依据盖斯定律不管反应是一步完成还是分几步完成其反应热是相同 的我们可以从题目中的有关方程式分析从方程式3与方程式1可看出有我们需要 的物质但是方程式 3 必须通过方程式 2 有关物质才能和方程式 1 结合起来 答案将方程式 112方程式 216方程式 313 可表示为 112216313 得 FeO s COs Fe s CO2H 25kJmol 1247kJmol16 19kJmol1311kJmol 夯实双基 已知下列三个热化学方程式 C s H2OgCOgH2 g H1315kJmol 12H2g12Cl2gHClgH923kJ

16、mol H2g12O2gH2OgH2418kJmol 则以上三个反应的反应热大小关系正确的是 A B C D 2 下列过程中H 小于零的是 A NO2 转化为 N2O4 B 醋酸的电离 C 硝酸铵的水解 D 氯酸钾分解制氧气 3 有如下三个反应方程式 H2g12O2gH2OgHakJmol H2g12O2gH2OlHbkJmol 2H2gO2g2H2Ol HckJmol 关于它们的下列叙述正确的是 A 它们都是吸热反应 B abc 均为正值 C ab D 2bc 4 下列说法正确的是 A 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应 B 放热反应在常温下一定很容易发生 C 反应是放热还是吸热由反应物和

17、生成物所具有的总能量的相对大小决定 D 吸热反应在一定条件下也能发生 5 固体碘在受热时发生升华现象有关叙述正确的是 A 破坏的是分子间作用力未破坏 I-I 共价键因此未发生吸热反应 B 碘受热升华吸收热量发生了吸热反应 C 碘受热升华未破坏共价键不供应热量也能发生 D 碘受热升华热能转化为化学能 6 在 100g 炭不完全燃烧所得气体中 CO 和 CO2 的体积比为 12 已知 Cs12O2g COgH111035kJmol COg12O2 CO2gH228257kJmol 则与 100g 炭完全燃烧相比损失的热量是 A 39293kJ B 248942kJ C 78492kJ D 3274

18、3kJ 7 已知 CH4 g 2O2gCO2 g 2H2OlH890kJmol 当一定量的 CH4 g 完 全燃烧生成 CO2 g 和 H2Ol 所放出的热量为 74kJ 时所需要空气在标况下的体积 约为空气中 N2O2 体积比为 41 计算 A 3724L B 1862L C 93L D 2050L 8 含 NaOH200g 的稀溶液与足量的稀盐酸反应放出 287kJ 的热量表示该反应 的热化学方程式是 A NaOHaqHClaqNaClaqH2OlH287kJmol B NaOHaqHClaqNaClaqH2OlH287kJmol C NaOHaqHClaqNaClaqH2OlH574kJ

19、mol D NaOHaqHClaqNaClaqH2OlH574kJmol 9 已知方程式 2H2gO2g2H2OlH15716kJmol 则关于方程式 2H2Ol2H2gO2g H2的说法正确的是 A方程式中化学计量数表示分子数 B该反应的H2 大于零 C该反应H25716kJmol D该反应与上述反应属于可逆反应 10 在一定条件下 COCH4 燃烧热化学方程式分别为 COg12O2 g CO2 g H283kJmol CH4g2O2g CO2 g H2OlH890kJmol 现有标况下的 896LCOCH4 组成的混合气体在上述条件下完全燃烧时释放的 热量为 2953kJ 则 COCH4

20、的体积比为 A 13 B 31 C 12 D 21 11 下列说法中正确的是 A 1molH2SO4 与 1molBa OH 2 完全中和所放出的热量为中和热 B 中和反应都是放热反应盐类的水解都是吸热反应 C 在 101kPa 时 1mol 碳燃烧所放出的热量一定叫碳的燃烧热 DCO 燃烧是吸热反应 12 已知 2H2Ol2H2gO2gH15716kJmol CH4g2O2g CO2 g 2H2OlH28903kJmol 1gH2 和 1gCH4 分别燃烧后放出的热量之比约是 A 134 B 117 C 231 D 461 13 在做中和热的测定实验时使用下列用品不是为了减少实验误差的是 A

21、碎塑料泡沫 B环形玻璃棒 C底部垫纸条 D 两个量筒 14 红磷 P 和白磷 P4 均为磷的同素异形体已知 两者在氯气中燃烧均有白烟雾产生 P4 s 5O2P4O10 s H129832kJmol P s 54O214P4O10 s H17385kJmol 1写出红磷在氯气中燃烧的化学方程式 2 写出白磷转化为红磷的热化学方程式 由此可知红磷比白磷填稳定或不稳定 15写出下列热化学方程式 1SiH4 是一种无色的气体遇到空气能发生爆炸性自燃生成 SiO2 s 和 H2Ol 已知室温下 2gSiH4 自燃放出热量 892kJ 其热化学方程式为 2 沼气是一种能源它主要成分是 CH405mol C

22、H4 完全燃烧生成 CO2 和液态水 时放出 445kJ 热量则其燃烧的热化学方程式为 16 已知 2H2gO2g2H2OgH484kJmol 2H2gO2g2H2OlH572kJmol 若在标况下将H2和O2的混合气体点燃爆炸后在恢复到标况下气体体积减少 336L 求反应放出的热量 17 把温度为 13C 浓度为 10molL 的酸溶液和 11molL 的碱溶液各 50mL 混合 溶液密度均为 1gmL 生成的溶液的比热容为 c4184J gC 轻轻搅动测得 酸碱混合液的温度变化数据如下 反应物 起始温度 t1C 198 H1 终了温度 t1C 中和热HClNaOH 13 HClNH3H2O

23、 13 193 H21 试计算上述两组实验 测出的中和热H1H1 2 实验中碱过量的目的是 3 两组实验结果差异的原因是 能力提高 1 摇摇冰是一种即用即冷的饮料吸食时将饮料罐隔离层中的化学物质和水 混合后摇动即会制冷该化学物质是 A氯化钠 B固体硝酸铵 C固体氢氧化钠 D生石灰 2 下列属于放热反应的是 A Al稀盐酸 B Ba OH 2 8H2ONH4Cls C KClO3 受热分解 D CaOH2O 3 天然气 CH4 液化石油气 C3H8 燃烧的化学方程式为 CH42O2 CO2 2H2O C3H85O23 CO24H2O 现在有一套以天然气为燃料的灶具欲改为燃烧液 化石油气应采取的正

24、确措施是 A 减少空气进入量增大石油气进入量 B 增大空气进入量减少石油气进入量 C 增大空气进入量也增大石油气进入量 D 增大空气进入量或减少石油气进入量 4 已知葡萄糖的燃烧热是 2804kJmol 当它氧化生成 1g 水时放出的热量是 A 260kJ B 519kJ C 1558kJ D 5673kJ 5 在 25C101kPa 下 1g 甲醇燃烧生成 CO2 和液态水放热 2268kJ 下列热化学 方程式正确的 A CH3OH l 32O2CO2g2H2OlH 7258kJmol B 2CH3OH l 3O22CO2g4H2OlH 1452kJmol C 2CH3OH l 3O22CO

25、2g4H2OlH 7258kJmol D 2CH3OH l 3O22CO2g4H2OlH 1452kJmol 6 已知 H2gCl2 g 2HClgH1846kJmol 则反应 HClg12H2g12Cl2 g 的H A1846 kJmol B923 kJmol C 3692 kJmol D923 kJmol 7 由氢气和氧气反应生成 1mol 水蒸气放热 2418kJ 写出该反应的热化学方程 式 若 1g 水蒸气转化为液态水放热 244kJ 则反应 H2g12O2gH2Ol 的H kJmol氢气的燃烧热为 kJmol 8已知酒精燃烧的热化学方程式是C2H5OH l 3O22CO2g3H2Ol

26、H 13703kJmol 现燃烧 01g 酒精生成 CO2g 和 H2Ol 放出的燃料能使 100g 水温度升高多少度 已知水的比热容为 c4184J gC 高考聚焦 12005 江苏 4氢气 H2 一氧化碳 CO 辛烷 C8H18 甲烷 CH4 的热化学方程式分 别为 H2 g 12O2 g H2O lH2858 KJmol CO g 12O2 g CO2 gH283 KJmol C8H18 l 252O2 g 8CO2 g 9H2O lH5518 KJmol CH4 g 2O2 g CO2 g 2H2O lH8903 KJmol 相同质量的 H2COC8H18CH4 完全燃烧时放出热量最少

27、的是 AH2 g BCO g CC8H18 l DCH4 g 答案 B 2 2005 全国 13已知充分燃烧 ag 乙炔气体时生成 1mol 二氧化碳气体和液 态水并放出热量 bkJ 则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是 A 2C2H2 g 5O2 g 4CO2 g 2H2O l H2bkJmol B C2H2 g 52O2 g 2CO2 g H2O l H2bkJmol C 2C2H2 g 5O2 g 4CO2 g 2H2O l H4bkJmol D 2C2H2 g 5O2 g 4CO2 g 2H2O l HbkJmol 答案 A 32005 天津 2914 分磷在氧气中燃烧可能生成两种固态氧化

28、物 31 g 的单质 磷 P 在 32 g 氧气中燃烧至反应物耗尽并放出 X kJ 热量 1 通过计算确定反应产物的组成用化学式表示是其相应 的质量 g 为 2 已知单质磷的燃烧热为 Y kJmol 则 1mol P 与 O2 反应生成固态 P2O3 的反 应热 H 3 写出 1mol P 与 O2 反应生成固态 P2O3 的热化学方程式 答案 1P2O3 P2O5 275 355 2 20XY kJmol 3P s O2 g P2O2 s H 20XY kJmol 4 2005 江苏 218 分通常人们把拆开 1 mol 某化学键所吸收的能量看成该 化学键的键能键能的大小可以衡量化学键的强弱

29、也可以估算化学反应的反应热 H 化学反应的H 等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键 的键能之和的差 化学键 SiOSiCl HH 1460 360 436 431 176 347 HClSiSi SiC键能 kJmol 请回答下列问题 1 比较下列两组物质的熔点高低填 或 SiC_SiSiCL4_SiO2 SiCl4 g 2H2 g Si s 4HCl g 2 3236 夯实双基答案 1-5 CADCDA 6-10 CBDBA 1113 BCD 1412P3Cl22PCl32P5Cl22PCl5 2 P4 s 4PsH292kJmol稳定 15 SiH4g2O2gSiO2 s

30、2H2OlH14272kJmol CH4g2O2gCO2 s 2H2OlH890kJmol 16 286kJ 17 1H1569kJmolH2527kJmol 2 碱过量是为了提高实验准确度因NaOH溶液易吸收CO2而使NaOH浓度下 降 NH3H2O 则易挥发也使 NH3H2O 浓度下降 3 NaOH 是强碱在水溶液中完全电离跟 HCl 反应时放热较多 NH3H2O 是弱 碱只有部分电离发生电离时要吸热中和时放热较少 能力提高答案 1-6B AD D A B D 7 H2g12O2gH2OgH2418kJmol2857 2857 8 712C 化学反应的快慢化学反应速率 课标解读 课表要求学

31、习目标1 知道化学反应速率的涵义和定量表示法 2 认识外界条件影响化学反应速率的一般规律1 能够运用反应速率的定义 式进行简单计算 2 解释温度浓度压强催化剂对化学反应速率的影响 3 了解活化能化学反应速率常数的基本涵义 4 认识催化剂在生产生活和科学领域中的重大作用 知识点 1 化学反应速率 1 化学反应有快慢之别 对于不同的化学反应进行的快慢有很大的差别有些反应进行的很快甚至 知识再现 可在瞬间完成如离子反应爆炸反应等有些反应则进行的很慢基本上看不出变化 如金属的腐蚀橡胶的老化等还有些反应开始时很慢但反应进行一段时间后不断 加快如自催化反应等 从化学反应实质看化学反应速率化学反应的实质就是

32、反应物分 子中的原子重新组合成生成物分子的过程也就是反应物分子中化学键的断裂生 成物分子中化学键的生成过程如果反应物分子的结构稳定即反应物的化学键键 能较大则反应物就较难发生化学反应相对来说反应速率就慢些 从化学反应的过程看化学反应速率大多数化学反应都是分若干 步完成即在一定条件下某反应物间的化学反应都有自己特殊的反应历程反应物 的结构和性质以及反应条件共同决定着一个化学反应的历程而反应历程的差别 又造成了化学反应速率的不同即不同的反应物有不同的反应历程相同的反应物 在不同的条件下也会有不同的反应历程因而其化学反应速率也不一样 2 化学反应速率 基本概念 化学反应速率是用来衡量化学反应进行的快

33、慢的物理量化学反应速率 可以用单位时间内反应物的变化量或生成物的变化量来表示即 vnt 式中t 表示某段时间间隔n 表示该时间间隔内反应物或生成物的物质的 量的变化 对于体积不变的化学反应体系通常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化学反应速率即 vct 表示方法 对任意一个化学反应 mAnBpYqZ 反应体系中各物质的浓度分别表示为 c A c B c Y 和 c Z 则反应速率分别表示为 v A c A tv B c B t v Y c Y t v Z c Z t 关于反应速率的几点说明 一个确定的化学反应涉及反应物和生成物多种物质在中学化学里通 常笼统地说化学反应速率快

34、慢时往往是对整体化学反应而言如 HClNaOH NaClH20 反应很快而 CH3COOHCH3CH2OHCH3COOC2H5H20 反应很缓慢定量表示化学 反应速率时是对某种具体物质而言如在 N23H22NH3 中 v N2 05mol Lmin 等 某一段时间内的化学反应速率实际上是指这一段时间内反应的平均反应 速率而不是指某一时刻的瞬时速率 化学反应速率是标量无论是反应物还是生成物其化学反应速率值都取正 值不取负值 在一定温度下固体或纯净液体物质单位体积内的物质的量保持不变即物 质的量浓度为常数因此它们的化学反应速率不适合用单位时间内物质的量浓度 变化来表示但可以用单位时间内的物质的量的

35、变化来表示 由于一个化学反应里各物质之间化学计量数不一定相同所以在同一个化 学反应里用不同物质来表示的化学反应速率不一定相同例如 2SO2O2 2SO3 在 1min 内的时间里当 SO2 的浓度减少 05molL 时 O2 浓度减少 025 molLSO3 浓度增加 05molLv SO2 v SO3 05molLV O2 025molL 因此在同一个化学反应 里虽然用不同的物质表示的化学反应速率值不一定相同但它们的实际意义却是 完全相同的即一种物质的化学反应速率也就代表整个化学反应的速率而且用不 同物质表示的化学反应速率之比等于化学方程式中的各物质的化学计量系数比 知识点 2 影响化学反应

36、速率的因素 1 影响化学反应速率的因素有内因主要因素和外因两个方面内因是指参加 反应的物质的性质外因是指反应进行时所处的外界条件如温度浓度压强和催化 剂等 2 外界条件对化学反应速率的影响 浓度对气体或溶液中发生的化学反应在其他条件不变时增大反应物浓度 可以增大反应速率而与反应物总量无关 例如在 298K 时反应 H2O22HI 2H2OI2 的 反应速率 v 与反应物浓度有以下关 系 v kc H2O2 c HI 其中比例系数 k 称为反应速率常数可见在 k 一定的条件 下反应速率随反应物浓度的增大而增大 有关解释在其他条件不变时对某一反应来说活化分子在反应物中所占 的百分数是一定的因此单位

37、体积内活化分子的数目与单位体积内反应物分子的 总数成正比也就是和反应物的浓度成正比当反应物浓度增大时单位体积内分子 数增多活化分子数也相应增大譬如原来每单位体积里有 100 个反应物分子其中 只有 5 个活化分子如果每单位体积内的反应物分子增加到 200 个其中必有 10 个 活化分子那么单位体积内的有效碰撞次数也相应增多化学反应速率就增大因此 增大反应物的浓度可以增大化学反应速率 说明反应速率常数表示单位浓度下的化学反应速率通常反应速率常 数越大反应进行的越快 反应速率常数与浓度无关但受温度催化剂固体表面性质等因素的影 响 总反应的化学反应速率与参与反应的物质的浓度的关系式是实验测 定的结果

38、不能随意根据反应的化学方程式直接写出对于很多反应这种关系式中 浓度的方次与化学方程式中的系数并无确定的关系 压强对有气体参加的化学反应若其他条件不变增大压强反应速率加快减 小压强反应速率减慢 有关解释对于气体来说当温度一定时一定物质的量的气体的体积与其所受 的压强成正比也就是说如果气体的压强增大到原来的 2 倍气体的体积就缩小到 原来的 12 单位体积内的分子数就增大到原来的 2 倍所以增大压强就是增加单 位体积里反应物的物质的量即增大反应物的浓度反应速率相应增大相反减小压 强气体的体积就扩大反应物浓度就减小反应速率也随之减小 说明 若参加反应的物质为固体液体或溶液由于压强的变化对它们的浓度

39、几乎无影响可以认为反应速率不变 改变压强的涵义一般是指 a 气体物质的量不变改变容器的容积比如像 SO2 g 2H2S g 3S s 2H2O l多 种反应物都为气体的反应改变容器的容积后各种气体的压强浓度同时并同倍数 的变化 b 气体的容器容积不变充入气体比如像 SO2 g 2H2S g 3S s 2H2O l 的反 应气体的容器容积不变充入 SO2 气体 p SO2 c S02 都增大充入 O2 气体 p O2 c 02 都增大同时充入 SO2 和 O2 气体 p SO2 p O2 与 c S02 c 02 都增大 像化学反应 ZnH2SO4 ZnSO4H2生成物中有气体反应物中没有气体增

40、 大压强速率不增大减小压强速率也不减小 与化学反应无关的气体对化学反应速率是否有影响要分情况而定在 一定温度下于密闭容器中进行的化学反应 SO2 g 2H2S g 3S s 2H2O l a 充入 N2 并保持容器的容积不变时虽然容器内气体的总压增大但由于 气体的容积不变反应物气体的物质的量浓度不变所以化学反应速率不变 b 充入 N2 并保持容器内的总压不变时必然是容器的容积增大而气体容 积的增大一定引起反应物浓度的减小所以化学反应速率减小 密闭容器的涵义是指容器全封闭不漏气容器内外之间没有物质 传递密闭容器不等于容器体积不变 温度当其他条件不变时升高温度可以增大反应速率降低温度可以减小反 应

41、速率 范托夫经验规律一般地温度每升高 10反应速率增大 2 典题解悟 例1在密闭容器中进行合成氨的反应开始时的氮气浓度为8molL氢气的浓度 为 20molL5 分钟后氮气的浓度为 6molL 求 v N2 v NH3 v H2 解析在这个反应中t5min c N2 2molL 所以 v N2c N2 t 2molL5min 04molLmin再根据 N2 H2 NH3 132 得c H2 6 molL c NH3 4 molL 所以 v NH3 08 molLminv H2 12molLmin 答案在 此反应 中 N2H2 NH3 的反应速 率分 别为 04molLmin12molLmin0

42、8 molLmin 变形题对于反应 A g 3B g 2C g 下列各数据表示不同条件下的反应速率 其中反应进行得最快的是 Av A 001 mol Ls Bv B 002 mol Ls CvB 060mol Lmin Dv C 10mol Lmin 解析对于同一反应在不同条件下的反应速率进行比较时必须选定同一种 速率单位和同一种物质这样比较才有意义 如选择 B 物质和单位 mol Lmin 并依据各物质的速率比等于化学方程式中计 量系数比进行必要的换算 A 中 v B 3v A 360001 mol Ls 18mol Lmin B 中 v B 60002mol Ls 12mol Lmin C

43、 中 v B 3v C 2 15 mol Lmin 因此应选 A 答案 A 例 2 在 mAnB pC 的反应中经过 10s 的反应后各物质的浓度变化为 A 减少 amolLB减 少05amolLC增 加amolL则 该 反 应 的 化 学 方 程 式 为 _ 解析 根据单位时间内各物质浓度的变化比等于各对应物质的化学计量数 之比即 mnp212 故反应的化学方程式为 2AB2C 答案 2AB2C 例 3 对 10ml1molL 盐酸与一小块大理石的化学反应 CaCO32HClCaCl2 CO2H2O 下列措施能使化学反应速率提高的是 A 加入一定量的 CaCl2 B 加入 15molL 的盐

44、酸 5ml C 加入 05 molL 的盐酸 5ml D 加入 5mlH2O 解析 CaCl2 是反应的生成物其浓度的最大不能增大反应速率 15molL 的盐 酸使 1molL 的盐酸浓度增大 05 molL 的盐酸使 1molL 的盐酸浓度变小水从一个方 面讲它使反应的生成物其增加不能增大反应速率从另一方面讲它是反应物HCl 的溶剂其增加使 HCl 浓度减小 答案 B 变形题在温度不变恒容容器中进行反应 H2 2H若 反 应 物 浓 度 从 01molL 降到 006molL 需 20s 那么由降到所需时间应为 A 等于 10s B 等于 12s C 大于 12s D 小于 12s 解析若反

45、应以相同的速率进行所需时间为 t002400420s 12s 而实 际上反应速率随浓度的减小而减小故浓度由 006molL 降到 0036molL 实际需要的 时间大于 12s 答案 C 例4对于反应N2O22NO在密闭容器中进行下列哪些条件能加快该反应的 速率 A 缩小体积使压强增大 B 体积不变充入氮气使压强增 大 C 体积不变充入氦气使压强增大 D 压强不变充入氮气体积增大 解析 压强对速率的影响本质是对浓度的影响 A 缩小反应体系的体积总压 增大各物质的浓度均增大故反应速率加快 B 体积不变充入氮气反应物浓度增大 反应速率加快 C 体积不变充入氦气总压虽增大但体系中各物质浓度均没有改变

46、 故反应速率不变 D 压强不变充入氮气导致体积增大各物质的浓度除氮气不变外 其余均减小故反应速率减慢 答案 AB 变形题根据化学反应 2SO2O2 2SO3 取 nSO2nO2 相同总质量也相同 的混合气体不含SO3两等份分别置于密闭容器 AB内AB两容器均能使其中的温度 保持不变 A 还能使其中的压强不变 B 能使其容积保持不变设 AB 中的正反应速率 分别为 ab 逆反应速率分别为 ab 下列关系中正确的是 Aab Bab Cab Da b 解析 反应从正反应开始随着反应时间的延长气体物质的量减小 A 中温度 不变压强不变容积变小了 B 中温度不变容积不变压强变小了 ab 正确该可逆反 应

47、中的正逆反应速率都能受压强的影响 ab 也正确 答案 BC 例 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 的变化如图所示 其中 t1 解析镁与盐酸溶液的反应是放热反应该反应中并存两 个影响反应速率的外因一是反应放出的热使反应体系 温度升高化学反应速率加快二是反应使盐酸的物质 的量浓度降低化学反应速率减慢由图像可知在t11对于可逆反应 2SO2O2 2SO3 正反应为放热反应决定反应速率的最主要因素是 A温度 C压强 BSO2O2 的性质 D催化剂 2在可逆反应中改变下列条件一定能加快反应速率的是 A增大反应物的量 C增大压强 B升高温度 D

48、使用催化剂 3在 2L 的密闭容器中发生下面反应 A g 2B g 3C g 经过 3min 后 A 的物 质由 10mol 变为 7mol 则下面表示的反应速率正确的是 AvA 1molL1min1BvB 1molL1min1 CvC 2molL1min1 DvB 2molL1min1 4可逆反应 4NH3 g 5O2 g 4NO g 6H2O g 若反应速率分别用 表示则关系正确的是 A B C D 5 在 2AB 3C4D 的反应中下列用不同物质的变化表示该反应的速率最快 的是 AvA 05molL1min1 CvC 08molL1min1 BvB 03molL1min1 DvD 1mo

49、lL1min1 6在一密闭容器中充入一定量的 H2 和 N2 发生反应 N23H2 2NH3 经 测定 3 秒末的氢气的反应速率为 03molL1S1 则 6 秒末 NH3 的浓度为 A12molL B大于 12molL C小于 12molL D不能确定 7有如下反应 mA g nB g Q当加压后反应速率如图所示推断系数 m 和 n 关系是 Am n Bm n Cm n D无法确定 8一定温度下向一个容积为 2L 的事先装入催化剂的真空密闭容器中通入 1mol 氮气和 3mol 氢气 3min 后测得容器内的压强是起始时压强的 09 倍在此时间 内用氢气的量的变化来表示该反应的平均速率为 A

50、02molL-1min-1 B06molL-1min-1 C01molL-1min-1 D03molL-1min-1 9在 ab 两个相同的容器中分别加入相同量的 A 和 B 发生可逆反应 A g 2B g 3C g正反应为放热反应 两容器中 C 的体积分数与时间的关系 如图所示则 ab 两曲线不同的可能原因是 Aa 的温度高于 b Ba 使用了催化剂而 b 未用 Ca 的压强大于 b Da 的温度低于 b 10可逆反应 mX g nY g pZ g 在不同的温度 T1T2 和不同的压强 P1P2 下产物 Z 的物质的量 n 与时间 t 的关系如图所示则下列判断正确的是 Amn p Bmn p

51、 C增大压强平衡向正反应方向移动 D升高温度平衡向正反应方向移动 11将固体 NH4I 置于密闭容器中在某温度下发生下列反应 NH4Is NH3 g HI g 当达到平衡时 c H2 05molL1c HI 3molL1 则 NH3 的浓度为 A35molL1B4molL1C45molL1D5molL1 12升高温度时化学反应速率加快是因为 A 分子运动速率加快使反应物分子间的碰撞机会增多 B 反应物分子的能量增加活化分子百分数增大有效碰撞次数增多化学反应 速率加快 C 该反应的过程是吸热的 D 该反应的过程是放热的 13铁与稀硫酸反应制取氢气下列措施能使生成氢气的速率加快的是 A 增加铁的量

52、 B 增大硫酸的浓度 C 加热 D 增大压强 14 在气体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加的方 法是 增大反应物浓度升高温度增大压强移去生成物 加入催化剂 A B C D 15 地球外层空间存在着微量的臭氧和氧原子该臭氧层的存在能吸收和阻止 太阳的有害紫外线辐射可是人为的大气污染物会破坏臭氧层如超音速飞机排放 物中的氮的氧化物它们和臭氧及氧原子发生如下反应 O3NONO2O2 NO2ONOO2 这两个反应反复循环请回答 以上两个反应的总方程式为 _由此可见氮氧化 物在破坏臭氧层的过程中起_作用 氮氧化物的作用使总反应分为两步进行作用的实质是_ A 降低了每步反应所需的能量

53、B 提高了反应物的平均能量 C 增大了反应物的碰撞次数 D 降低了反应物的平均能量 163 分某温度时 2L 的溶器中 XYZ 三种物质的量随时间的变化如图所示 由图中数据分析该反应的化学方程式为反应开始至 1minZ 的平均反应速率为 175 一定温度下在一密闭器中充入 NO2 发生 发反 2NO2 2NOO2 达平衡时混合气体中 NO2 的浓度为 006mol L-1O2 的浓度 为 012molL-1 求 1NO2 的起始浓度 2 达到平衡时 NO2 的转化率 能力提高 1反应 2SO2 O2 2SO3 经过一段时间后 SO3 的浓度增加到了 04molL 在这段 时间内用 O2 表示的

54、反应速率为 004mol Ls 则这段时间为 ABCD 2 按温度每升高 10化学反应速率增大 2 倍来计算若某反应由 50升温到 80反应速率比原来增大 A4 倍B6 倍 C8 倍 D9 倍 对于 A2 3B2 2C 的反应来说以下化学反应速率中最快的是 Av B2 08 mol LsBv A2 04 mol Ls Cv C 06 mol LsDv B2 2 mol Ls 4在 3L 密闭容器中充入 2 molSO2 和一定量 O2 反应生成 SO3 气体当进行到 6 min 时测得 n SO2 04mol 若反应只进行到 3 min 时容器内 n SO2 为 A小于 12 molB08 molC大于 08 molD小于 08 molc H 相同的两份酸 溶液甲为盐酸乙为醋酸分别与锌反应若反应后放出氢气一样多有一份中锌有剩 余以下判断正确的是 反应所需时间乙 甲 开始反应速率甲 乙 参加反应的锌的质量甲 乙整个阶段平均反应速率乙 甲 盛盐酸溶液中锌有剩余盛醋酸的锌有剩余 A B C D 6 已知可逆反应 A2B 2MN 正反应为放热反应在一定条件下达到平衡时 A 在反应混合物中的质量分数为 a 若要通过改变条件使 A 的质量分数变为 2a 则 下列各项可改变的条件中一定能达到目的的是其中 a 50 A增大容器体积 C升高反应温度 B增大反应容器内压强 D使用