2020版高三化學總復習專題7第1講化學反應速率及影響因素課件蘇教版.pptx

第1講 化學反應速率及影響因素,-2-,考綱要求:1.了解化學反應速率的概念和定量表示方法。 2.了解反應活化能的概念,了解催化劑的重要作用。 3.理解外界條件(濃度、溫度、壓強、催化劑等)對反應速率的影響,能用相關理論解釋其一般規(guī)律。 4.了解化學反應速率的調控在生產、生活和科學研究領域中的重要作用。,-3-,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,化學反應速率的計算及大小比較 導學誘思 在一密閉容器中有A和B反應生成C,假定反應由A、B開始,它們的起始濃度均為1 molL-1。反應進行2 min后A的濃度為0.8 molL-1,B的濃度為0.6 molL-1,C的濃度為0.6 molL-1。則2 min內反應的平均速率v(A)= ,v(B)= ,v(C)= 。 該反應的化學方程式為 。,0.1 molL-1min-1,0.2 molL-1min-1,0.3 molL-1min-1,-4-,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,落實基礎 1.表示方法 通常用單位時間內反應物濃度的 或生成物濃度的 來表示。 2.數學表達式及單位 v= ,單位為 或 等。 3.化學反應速率與化學計量數的關系 對于已知反應:mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),在同一時間內,用不同物質來表示該反應速率,當單位相同時,反應速率的數值之比等于這些物質在化學方程式中的 之比。即v(A)v(B)v(C)v(D)= 。,減小,增大,molL-1min-1,molL-1s-1,化學計量數,mnpq,-5-,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,易錯辨析判斷正誤,正確的畫“”,錯誤的畫“”。 (1)對于任何化學反應來說,反應速率越大,反應現象就越明顯 ( ) (2)由 計算平均速率,用反應物表示為正值,用生成物表示為負值( ) (3)同一化學反應,相同條件下用不同物質表示的反應速率,數值越大,表示化學反應速率越快( ),-6-,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,答案,解析,-7-,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,方法指導 (1)對于mA(g)+nB(g) pC(g),單位相同時,不同物質的反應速率數值之比等于這些物質在化學方程式中的化學計量數之比,同時它們的物質的量濃度變化量之比、物質的量的變化量之比也等于這些物質在化學方程式中的化學計量數之比。即v(A)v(B)v(C)=n(A)n(B)n(C)=c(A)c(B)c(C)=mnp。 (2)同一化學反應,相同條件下用不同物質表示的反應速率,其數值可能不同,但表示的意義相同。,-8-,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考查角度二 化學反應速率的計算及比較 例2反應aA(g)+bB(g) cC(g)(H0)在等容條件下進行。改變其他反應條件,在、階段體系中各物質濃度隨時間變化的曲線如下圖所示:,回答問題: (1)反應的化學方程式中,abc為 ; (2)A的平均反應速率v(A)、v(A)、v(A)從大到小排列次序為 。,答案,解析,-9-,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,互動探究1.題中化學反應速率指瞬時速率還是平均速率? 2.若該反應中v(B)=0.6 molL-1min-1,v(A)=0.2 molL-1min-1,哪種物質表示的反應速率更快?,答案: 由化學反應速率的計算式可知,化學反應速率是在一段時間內的平均速率,而非瞬時速率。,答案: 同一化學反應,相同條件下用不同物質表示的反應速率,速率之比等于其化學計量數之比:v(B)v(A)=0.60.2=31,二者表示的反應速率相同。,-10-,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,方法指導 (1)由于固體、純液體的濃度視為常數,所以一般不計算它們的化學反應速率,某些情況下可以用它們的物質的量或質量的變化來表示。 (2)化學反應速率大小比較的解題思路 看單位是否統一,若不統一,換算成相同的單位。 換算成同一物質表示的速率,再比較數值的大小。,-11-,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,跟蹤訓練 1.反應A(g)+3B(g)=2C(g)+2D(g)在四種不同情況下的反應速率分別為v(A)=0.45 molL-1s-1 v(B)=0.6 molL-1s-1 v(C)=0.4 molL-1s-1 v(D)=0.45 molL-1s-1。下列有關反應速率的比較中正確的是( ) A.= B.= C. D.,答案,解析,-12-,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,2.以煤為原料合成天然氣是煤氣化的一種重要方法,其工藝核心是合成過程中的甲烷化,涉及的主要反應:,現在300 、容積為2 L的密閉容器中進行有關合成天然氣的實驗,相關數據記錄如下:,-13-,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,下列有關說法錯誤的是( ) A.a=30,b=1.5 B.c=25,d=4.5 C.前30 min內,反應的平均反應速率v(CH4)=0.05 molL-1min-1 D.后40 min內,反應的平均反應速率v(H2)=0.025 molL-1min-1,答案,解析,-14-,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,3.在恒溫、恒容的密閉容器中發(fā)生反應A(g) B(g)+C(g) H0。若反應物的濃度由2 molL-1降到0.8 molL-1需20 s,那么反應物濃度由0.8 molL-1降到0.2 molL-1所需的時間( ) A.10 s B.大于10 s C.小于10 s D.無法判斷,答案,解析,-15-,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,4.在一定溫度下,10 mL 0.40 molL-1 H2O2溶液發(fā)生催化分解。不同時刻測得生成O2的體積(已折算為標準狀況)如下表。 下列敘述不正確的是(溶液體積變化忽略不計)( ) A.06 min的平均反應速率:v(H2O2)3.310-2 mol(Lmin)-1 B.610 min的平均反應速率:v(H2O2)3.310-2 mol(Lmin)-1 C.反應至6 min時,c(H2O2)=0.30 molL-1 D.反應至6 min時,H2O2分解了50%,答案,-16-,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,影響反應速率的因素 導學誘思 判斷正誤,正確的畫“”,錯誤的畫“”。 (1)增大反應物濃度可加快反應速率,因此用濃硫酸與鐵反應能增大生成H2的速率( ) (2)在一個不導熱的密閉反應器中,只發(fā)生兩個反應: 等容時,通入惰性氣體,各反應速率不變( ) (3)一定條件下,通過下列反應可實現燃煤煙氣中硫的回收: 平衡時,其他條件不變,分離出硫,正反應速率加快( ),答案,解析,-17-,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,落實基礎 1.內因(主要因素) 反應物本身的 。 2.外因(其他條件不變,只改變一個條件),性質,增大,減小,增大,減小,增大,減小,增大,接觸面增大,-18-,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,3.從活化分子理論的角度解釋 (1)有效碰撞、活化分子和活化能: 有效碰撞:能引起化學反應的分子之間的碰撞。 活化分子:能夠發(fā)生 的分子。 活化能: 如圖所示,E1表示 ;使用催化劑時的活化能為 ,E2表示活化分子變成生成物分子放出的能量;反應熱為 。,有效碰撞,活化能,E3,E1-E2,-19-,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,(2)活化分子、有效碰撞與反應速率的關系:,分子總數,不變,增大,分子總數,增大,增大,-20-,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,易錯辨析判斷正誤,正確的畫“”,錯誤的畫“”。 (1)化學反應速率一定隨著時間的延長而減小( ) (2)決定化學反應速率快慢的根本因素是溫度、濃度和催化劑 ( ) (3)表面積相同的鎂片和鐵片與0.1 molL-1的鹽酸反應速率相同 ( ) (4)大理石塊與大理石粉分別與0.1 molL-1的鹽酸反應的速率相同( ) (5)升高溫度,可以增加活化分子百分數,使反應速率加快( ) (6)改變反應物的用量反應速率一定發(fā)生改變( ),-21-,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考查角度一 催化劑對反應速率的影響 例1已知分解1 mol H2O2放出熱量98 kJ。在含少量I-的溶液中,H2O2分解的機理為: 下列有關該反應的說法正確的是( ) A.反應速率與I-濃度有關 B.IO-也是該反應的催化劑 C.反應活化能等于98 kJmol-1 D.v(H2O2)=v(H2O)=v(O2),答案,解析,-22-,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,互動探究1.催化劑是如何改變化學反應速率的?對化學平衡常數和反應熱有無影響? 2.什么是催化劑中毒?使用催化劑時應注意哪些事項?,答案: 催化劑是通過改變反應歷程,降低反應的活化能而加快反應速率,催化劑能等程度加快正、逆反應速率,對化學平衡常數和反應熱無影響。,答案: 催化劑的活性往往因接觸少量雜質而明顯下降,甚至遭到破壞,這種現象稱為催化劑中毒。為防止催化劑中毒,工業(yè)上需要把原料凈化除雜;催化劑的活性還受溫度影響,使用時應選擇適宜的溫度;催化劑具有專一性,應根據具體反應選擇合適的催化劑。,-23-,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考查角度二 外界條件對反應速率影響的綜合判斷 例2硫代硫酸鈉溶液與稀硫酸反應的化學方程式為Na2S2O3+H2SO4 Na2SO4+SO2+S+H2O,下列各組實驗中最先出現渾濁的是( ),答案,解析,-24-,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,方法指導 (1)對于固體和純液體物質,可認為其濃度是一個常數,改變它們的用量不會影響化學反應速率。 (2)壓強改變時,對固體、純液體物質、溶液的體積影響很小,因而它們的濃度變化也很小,因此可以認為改變壓強對無氣體參與的化學反應的反應速率無影響。 (3)氣體反應體系中充入惰性氣體(不參與反應)時,在恒溫條件下對反應速率的影響: 恒容:充入“惰性氣體”總壓增大物質濃度不變(活化分子濃度不變) 反應速率不變。 恒壓:充入“惰性氣體”容器體積增大物質濃度減小(活化分子濃度減小) 反應速率減慢。,-25-,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,跟蹤訓練 1.H2O2分解速率受多種因素影響。實驗測得70 時不同條件下H2O2濃度隨時間的變化如圖所示。下列說法正確的是( ),A.圖甲表明,其他條件相同時,H2O2濃度越小,其分解速率越快 B.圖乙表明,其他條件相同時,溶液pH越小,H2O2分解速率越快 C.圖丙表明,少量Mn2+存在時,溶液堿性越強,H2O2分解速率越快 D.圖丙和圖丁表明,堿性溶液中,Mn2+對H2O2分解速率的影響大,答案,解析,-26-,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,答案,解析,-27-,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,化學反應速率圖像及應用 導學誘思 把在空氣中久置的鋁片5.0 g投入盛有500 mL 0.5 molL-1硫酸溶液的燒杯中,該鋁片與硫酸反應產生氫氣的速率v 與反應時間t可用如圖坐標曲線來表示。 則0a段不產生氫氣是因為 ;bc段產生氫氣的速率增加較快的主要原因之是 ; c時刻后產生氫氣的速率降低的主要原因是 。,鋁片表面在空氣中生成了氧化物,反應放熱,溫度升高,溶液中c(H+)降低,-28-,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,落實基礎 1.物質的量(或濃度)時間圖像 某溫度時,在一個容積為2 L的密閉容器中,X、Y、Z三種物質的物質的量隨時間的變化曲線如圖所示。 則該反應的化學方程式為 ,前2 min內v(X)= 。,0.075 molL-1min-1,-29-,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,2.化學平衡的移動與化學反應速率的關系,正向,逆向,-30-,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,逆向,正向,-31-,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,逆向,正向,-32-,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,不,-33-,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考查角度一 利用c(或n)-t圖像分析外界條件對v的影響 例1在稀硫酸與鋅反應制取氫氣的實驗中,探究加入硫酸銅溶液的量對氫氣生成速率的影響。實驗中Zn粒過量且顆粒大小相同,飽和硫酸銅溶液用量04.0 mL,保持溶液總體積為100.0 mL,記錄獲得相同體積(336 mL)的氣體所需時間,實驗結果如圖所示(氣體體積均轉化為標準狀況下)。據圖分析,下列說法不正確的是( ),A.飽和硫酸銅溶液用量過多不利于更快收集氫氣 B.a、c兩點對應的氫氣生成速率相等 C.b點對應的反應速率為v(H2SO4)=1.010-3 molL-1s-1 D.d點沒有構成原電池,反應速率減慢,答案,解析,-34-,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,考查角度二 結合v-t圖像分析外界條件對反應速率的影響 例2根據v-t圖分析外界條件改變對可逆反應A(g)+3B(g) 2C(g) H0的影響。該反應的速率與時間的關系如下圖所示: 可見在t1、t3、t5、t7時反應都達到平衡,如果t2、t4、t6、t8時都只改變了一個反應條件,則下列對t2、t4、t6、t8時改變條件的判斷正確的是( ),A.使用了催化劑、增大壓強、減小反應物濃度、降低溫度 B.升高溫度、減小壓強、減小反應物濃度、使用了催化劑 C.增大反應物濃度、使用了催化劑、減小壓強、升高溫度 D.升高溫度、減小壓強、增大反應物濃度、使用了催化劑,答案,解析,-35-,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,方法指導 根據v-t圖分析外界條件的改變應注意“三看” 一看起點:看速率變化有無從原點開始,從原點開始改變,則一般是改變了反應物或生成物的濃度。若未從原點開始,發(fā)生跳躍式變化,則改變的是溫度、壓強或使用了催化劑。 二看變化:若v(正)和v(逆)加快,說明增大濃度、壓強,升高溫度或使用催化劑。反之,為減小濃度、壓強或降低溫度。 三看:v(正)和v(逆)的相對大小,結合反應特點,聯系外界條件對化學平衡的影響規(guī)律判斷改變的條件。,-36-,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,跟蹤訓練 1.在恒容密閉容器中通入X并發(fā)生反應:2X(g) Y(g),溫度T1、T2下X的物質的量濃度c(X)隨時間t變化的曲線如圖所示,下列敘述正確的是( ) A.該反應進行到M點放出的熱量大于進行到W點放出的熱量 C.M點的正反應速率v(正)大于N點的逆反應速率v(逆) D.M點時再加入一定量X,平衡后X的轉化率減小,答案,解析,-37-,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,2.一定條件下,在體積為10 L的固定容器中發(fā)生反應:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),反應過程如下圖。下列說法正確的是( ) A.t1 min時正、逆反應速率相等 B.X曲線表示NH3的物質的量隨時間的變化關系 C.08 min,H2的平均反應速率v(H2)=0.75 molL-1min-1 D.1012 min,N2的平均反應速率v(N2)=0.25 molL-1min-1,答案,解析,-38-,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,3.一定條件下,Cu2+、Mn2+、Fe3+的濃度對乙酸在光照下催化降解速率的影響如圖所示。下列判斷不正確的是 ( ) a.Cu2+ b.Mn2+ c.Fe3+ A.該實驗方案的缺陷之一是未做空白對照實驗 B.Cu2+、Mn2+提高乙酸降解速率的最佳濃度為0.1 mmolL-1 C.Fe3+不能提高乙酸的降解速率 D.相同條件下,乙酸在Cu2+、Mn2+、Fe3+作用下的降解速率依次減小,答案,解析,-39-,必備知識自主預診,關鍵能力考向突破,4.已知NaHSO3溶液在不同溫度下均可被過量 KIO3氧化,當 NaHSO3完全消耗即有 I2析出,依據 I2析出所需時間可以求得 NaHSO3的反應速率。將濃度均為 0.020 molL-1的 NaHSO3溶液(含少量淀粉)10.0 mL、KIO3(過量)酸性溶液40.0 mL混合,記錄 1055 間溶液變藍時間,55 時未觀察到溶液變藍,實驗結果如圖。據圖分析,下列判斷不正確的是( ),A.40 之前,溶液變藍的時間隨溫度的升高而縮短 B.圖中A點對應的 NaHSO3的反應速率為5.010-5 molL-1s-1 C.圖中B、C兩點對應的反應原理可能不同 D.以我們已有的知識推斷,55 之后,一定沒有I2生成,答案,解析,-40-,“三段式”模板突破化學反應速率的計算 對一具體反應來說,反應物的初始濃度之比與化學方程式中各物質的化學計量數之比不一定相同,但變化量(即反應物的減少量和生成物的增加量)之比,一定等于化學計量數之比。因此用不同物質的濃度變化表示化學反應速率時通常有下列方法: 2.對某一具體反應,知其中一種物質的反應速率,其余物質的反應速率可根據化學方程式中的化學計量數之比求算。,-41-,3.對于較為復雜的題目,采用以下步驟和模板計算: (1)寫出有關反應的化學方程式; (2)找出各物質的起始量、轉化量、某時刻量; (3)根據已知條件找出未知量與已知量的關系列方程式計算。,-42-,例化合物AX3和單質X2在一定條件下反應可生成化合物AX5?；卮鹣铝袉栴}: 反應AX3(g)+X2(g) AX5(g)在容積為10 L的密閉容器中進行。起始時AX3和X2均為0.2 mol。反應在不同條件下進行,反應體系總壓強隨時間的變化如圖所示。,-43-,(1)列式計算實驗a從反應開始至達到平衡時的反應速率v(AX5)= 。 (2)圖中3組實驗從反應開始至達到平衡時的反應速率v(AX5)由大到小的次序為 (填實驗序號);與實驗a相比,其他兩組改變的實驗條件及判斷依據是: b 、 c 。,(2)bca 加入催化劑。反應速率加快,但平衡點沒有改變 溫度升高。反應速率加快,但平衡點向逆反應方向移動(或反應容器的容積和起始物質的量未改變,但起始總壓強增大),-44-,-45-,(2)與實驗a相比,實驗b的起始壓強和平衡壓強都沒有發(fā)生改變,只是反應速率加快,因此改變的條件是使用了催化劑;實驗c的起始壓強和平衡壓強都增大,由于該反應是在體積不變的密閉容器中進行的,所以升高了溫度,此反應的正反應是放熱反應,所以平衡逆向移動。,-46-,對點訓練 1.將2 mol A與2 mol B混合于2 L的密閉容器中,發(fā)生如下