第7章-第1节-化学反应速率.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,【,考纲点击,】,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,【,考情播报,】,1,化学反应速率的概念辨析及表示方法,2,依据反应方程式计算化学反应速率，比较化学反,应速率的大小,3,化学反应速率影响因素的实验探究,.,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，认识其一般规律,4,了解化学反应速率的调控在生活、生产和科学,研究领域中的作用,1,表示方法,化学反应速率是衡量化学反应进行快慢的物理量，通常,用单位时间内反应物或生成物的,(,常用,),变化来表示,浓度,物质的量浓度,2,公式,v,(,表示浓度的改变量，,表示反应的时间,),3,单位,一般为,),或,),c,t,mol/(,Ls,mol/(,Lmin,4,特点,(1),计算化学反应速率时，是用单位时间内,变 化量来表示，一般不用,的,变化量来表示,(2),计算化学反应速率一般是在一段时间内的,速率，且均,取,值,(3),固体或纯液体,(,不是溶液,),，其浓度可视为常数，因此,固体或纯液体表示化学反应速率,物质的量浓度的,物质的量,平均,正,不用,化学反应速率的计算,1,根据表达式进行计算,v,c,/,t,.,2,根据化学方程式进行计算,(1),规律,对某一具体的化学反应来说，用不同物质的浓度变化来,表示化学反应速率时，数值往往不同，其数值之比等于,化学方程式中化学计量数之比，如对于反应,a,A,b,B,=,d,D,e,E,v,(A),v,(B),v,(D),v,(E,),a,b,d,e,，,或,.,(2),解题步骤,写出有关反应的化学方程式；,找出各物质的起始量、转化量、某时刻量；,根据已知条件列方程式计算,例如：反应,m,A,n,B,p,C,起始浓度,(mol/L),a,b,c,转化浓度,(mol/L),x,某时刻浓度,(mol/L),a,x,b,c,3,根据物质的量浓度,时间图象进行计算,例如：某温度时，在定容,(V,L),容器中，,X,、,Y,、,Z,三种物质,的物质的量随时间的变化曲线如图所示,根据上述图象可进行如下计算：,(1),某物质的平均速率、转化率，如：,v,(X,),mol/(,Ls,),，,Y,的转化率,100%.,(2),确定化学方程式中的化学计量数之比,如,X,、,Y,、,Z,三种物质的化学计量数比为,(,n,1,n,3,)(,n,2,n,3,),n,2,.,比较反应速率快慢时，要换算为用同一物质表示，且要注意单位统一,1,氨分解反应在容积为,2 L,的密闭容器内进行已知起始,时氨气的物质的量为,4 mol,5,秒末为,2.4 mol,，则用氨气,表示该反应的速率为,(,),A,032 mol/(,Ls,),B,0.16 mol/(,Ls,),C,1.6 mol/(,Ls,)D,0.8 mol/(,Ls,),解析：,化学反应速率是用单位时间内某物质浓度的变化来表示，其中,“,单位时间,”,和,“,物质浓度的变化,”,两个因素必须同时考虑，缺一不可由题意作如下计算：,v,(NH,3,),0.16 mol/(,Ls,),答案：,B,2,对于可逆反应,A(g,),3B(g)2C(g),，在不同条件下的,化学反应速率如下，其中表示反应速率最快的是,(,),A,v,(A,),0.5 mol/(,Lmin,),B,v,(B,),1.2 mol/(,Lmin,),C,v,(C,),0.4 mol/(,Lmin,),D,v,(C,),1.1 mol/(,Lmin,),解析：,作如下换算，,A,项，,v,(A,),0.5 mol/(,Lmin,),；,B,项，,v,(B,),0.4 mol/(,Lmin,),；,C,项，,v,(C,),0.2 mol/(,Lmin,),；,D,项，,v,(C,),0.55 mol/(,Lmin,),，数值大者反应速率快,答案：,D,1,有效碰撞、活化分子和活化能,(1),有效碰撞：本身具有,的分子之间的碰撞,(2),活化分子：能够发生,的分子,(3),活化能：如图：,较高能量,有效碰撞,反应的活化能是,，反应热是,.,E,1,-E,2,E,1,2,影响因素,(1),内因,(,主要因素,),：反应物本身的,，如金属与水反应的,速率：,Na,Mg,Al.,(2),外因,(,其他条件不变，改变一个条件,),浓度：在其他条件不变时，增大反应物浓度，化学反应,速率,；减小反应物浓度，化学反应速率,压强：对于有气体参加的反应在其他条件不变时，增,大压强会,化学反应速率，减小压强会,化学反应,速率,性质,增大,减小,增大,减小,温度：在其他条件不变时，,温度化学反应速率增大，,温度化学反应速率减小,催化剂：使用催化剂能,化学反应速率，且正逆反应,速率的改变程度相等,其他因素：光、电磁波、超声波、反应物,、,溶剂的性质等,升高,降低,改变,颗粒的大小,(3),有效碰撞理论的指导作用,影响,外界条,件改变,单位体积内,有效碰撞次数,化学反,应速率,分子,总数,活化分子数,活化分子百分数,增大反应物浓度,增大压强,升高温度,使用催化剂,增加,增加,不变,增加,加快,增加,增加,不变,增加,加快,不变,增加,增加,增加,加快,不变,增加,增加,增加,加快,压强对气体反应速率的影响,1,恒温时,增加压强 体积缩小 浓度增大 反应速率加快,2,恒容时,(1),充入气体反应物 反应物浓度的增大 反应速率,加快,(2),充入,“,无关气体,”,压强增大,各反应物的浓度不变,反应速率不变,3,恒压时,充入,“,无关气体,”,体积增大 各反应物的浓度减小,反应速率减慢,改变压强对于有气体参加的化学反应速率影响的根本原因是引起浓度的改变压强改变若浓度不变，则速率不变，若浓度改变，则速率改变,3,把铝条放入盛有过量稀盐酸的试管中，不影响氢气产生,速率的因素是,(,),A,盐酸的浓度,B,铝条的表面积,C,溶液的温度,D,加少量,Na,2,SO,4,.,解析：,影响反应速率的因素有：浓度、温度、固体的表,面积等，而,Na,2,SO,4,的加入不影响氢气产生的速率,答案：,D,4,下列说法错误的是,(,),A,增大反应物的浓度，可以增大单位体积内活化分,子的百分数，从而使有效碰撞次数增多,B,有气体参加的化学反应，若增大压强,(,即缩小反应,容器的体积,),，可增大单位体积内有效碰撞次数，,从而使反应速率增大,C,升高温度能使化学反速率增大的主要原因是增加,了反应物分子中活化分子的百分数,D,催化剂能增大单位体积内活化分子的百分数，从,而成千成万倍地增大化学反应速率,解析：,增大反应物浓度、增大气体反应物的压强都会使单位体积内活化分子数增多，但由于反应物分子的平均能量和发生反应所需能量,(,即活化能,),都未发生变化，活化分子百分数并未改变升高温度可以增大反应物分子的能量，催化剂可以降低活化能，从而使活化分子的百分数增大,答案：,A,例,1,(2009,济宁模拟,),一定温度下，在,2 L,的密闭容器中，,X,、,Y,、,Z,三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示：,下列描述正确的是,(,),A,反应开始到,10 s,时，用,Z,表示的反应速率为,0.158 mol/(,Ls,),B,反应开始到,10 s,时，,X,的物质的量浓度减少了,0.79 mol/L,C,反应开始到,10 s,时，,Y,的转化率为,79.0%,D,反应的化学方程式为：,X(g,),Y(g,),Z(g,),思路点拨,课堂笔记,选 分析图象知：,c,(Z,),0.79 mol/L,，,v,(Z,),0.079 mol/(,Ls,),，,A,项错误；,c,(X,),0.395 mol/L,，,B,项错误；,C,Y,的转化率,(Y,),100%,790%,，,C,项正确由各物质转化的量：,X,为,0.79 mol,，,Y,为,0.79 mol,，,Z,为,1.58 mol,，可知方程式中各物质的化学计量数之比为,112,，化学方程式为,X(g,),Y(g,)2Z(g),，,D,项错误,解答图象题的基础是要看懂图象：一看面,(,即看清横坐标和纵坐标表示的意义,),，二看线,(,即看线的走向、变化的趋势,),，三看点,(,即看线的起点、两条线的交点及线的拐点等,),，四看要不要作辅助线,(,如等温线、等压线,),，五看定量图象中有关量的变化,例,2,(2009,宁夏高考,),硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为：,Na,2,S,2,O,3,H,2,SO,4,=,Na,2,SO,4,SO,2,S,H,2,O,，下列各组实验中最先出现浑浊的是,(,),实,验,反应,温度,/,Na,2,S,2,O,3,溶液,稀,H,2,SO,4,H,2,O,V,/,mL,c,/(mol/,L),V,/,mL,c,/(mol,/,L),V,/,mL,A,25,5,0.1,10,0.1,5,B,25,5,0.2,5,0.2,10,C,35,5,0.1,10,0.1,5,D,35,5,0.2,5,0.2,10,思路点拨,解答本题的关键是运用对比法进行分析，浓度越大，温度越高，速率越大，出现浑浊现象就越快,课堂笔记,选 上述反应的实质是 ,2H,=,S,SO,2,H,2,O,，反应速率取决于反应温度及,c,(),、,c,(H,),，比较四个实验，,A,、,C,反应物浓度相同，但温度,C,组,高，反应速率,C,A,；,B,、,D,反应物浓度相同，但温度,D,高，,反应速率,D,B,，,C,、,D,比较温度相同，反应物浓度,D,C,，因,此,D,实验反应速率最大，最先出现浑浊,D,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不同，影响程度的大小为催化剂温度浓度,(,或压强,),，因此比较化学反应的快慢时，首先看有无催化剂，其次看温度的高低，最后看浓度或压强的大小,探究化学反应速率的影响因素,近几年高考中不断出现化学反应速率影响因素的实验探究题目，如,2009,年福建理综第,12,题，,2009,年安徽理综第,28,题，,2008,年广东高考第,20,题，,2007,年广东高考第,22,题等，该类题目综合考查了化学反应速率的影响因素，同时也考查了学生的实验操作能力及分析问题解决问题的能力,影响化学反应速率的因素很多，某课外兴趣小组用实验的方法进行探究,实验一：甲同学利用,Al,、,Fe,、,Mg,和,2 mol/L,的稀硫酸，设计实验方案研究影响反应速率的因素,研究的实验报告如下表：,实验步骤,现象,结论,分别取等体积的,2 mol/L,硫酸于试管中；,分别投入大小、形状相同的,Al,、,Fe,、,Mg,反应快慢：,Mg,Al,Fe,反应物的性质越活泼，反应速率越快,(1),该同学的实验目的是,_,；,要得出正确的实验结论，还需控制的实验条件是,_,(2),乙同学为了更精确地研究浓度对反应速率的影响，利用下图装置同温下进行定量实验用大小形状相同的,Fe,分别和,0.5 mol/L,及,2 mol/L,的足量稀,H,2,SO,4,反应通过,_,可以说明浓度对化学反应速率的影响,实验二：已知,2KMnO,4,+5H,2,C,2,O,4,+3H,2,SO,4,=,K,2,SO,4,+2MnSO,4,+8H,2,O+10CO,2,，在开始一段时间内，反应速率较慢，溶液褪色不明显；但不久突然褪色，反应速率明显加快,(1),针对上述现象，某同学认为该反应放热，导致溶液温度上升，反应速率加快从影响化学反应速率的因素看，你猜想还可能是,的影响,(2),若用实验证明你的猜想，除酸性高锰酸钾溶液、草酸溶液试剂外，可以在反应一开始时加入,.,A,硫酸钾,B,硫酸锰,C,氯化锰,D,水,【,解析,】,在回答实验二的两个问题时，第,(1),问的猜想，可以从比较生成物,Mn,2,(,过渡金属,),与,K,(,主族金属,),的区别中找到答案，即通常是过渡金属或其离子具有催化性；而,(2),中氯化锰中也含,Mn,2,，却不能选为催化剂，原因就在于其中的,Cl,易被酸性高锰酸钾溶液氧化,【,答案,】,实验一：,(1),比较反应物本身的性质对反应速率的影响温度相同,(2),测定和比较同时间内产生氢气的体积,(,或测定比较产生同体积氢气所需时间长短,),实验二：,(1)Mn,2,的催化作用,(,或催化剂,),(2)B,1,下列关于化学反应速率的说法正确的是,(,),A,化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓,度 的减小或任何一种生成物浓度的增加,B,化学反应速率,0.8 mol/(,Ls,),是指,1 s,时某物质的浓,度为,0.8 mol/L,C,根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行,的快慢,D,对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应,现象就越明显,解析：,A,项不能用固体或纯液体的浓度变化来表示化学反应速率，它们的浓度可视为常数；化学反应速率是指单位时间内物质的量浓度的变化；化学反应速率是用来表示化学反应进行的快慢的物理量；有些化学反应无现象发生,答案：,C,2,(2009,韶关调研,),在,N,2,3H,2,2NH,3,的反应,中，在,5 s,中,N,2,由,6 mol/L,减至,2 mol/L.,则,NH,3,的平均反,应速率是,(,),A,2.4 mol/(,Ls,),B,1.6 mol/(,Ls,),C,0.8 mol/(,Ls,)D,0.08 mol/(,Ls,),解析：,5 s,中,N,2,的平均反应速率为 ,0.8 mol/(,Ls,),，,NH,3,的平均反应速率为,N,2,的,2,倍，即：,20.8 mol/(,Ls,),1.6 mol/(,Ls,),答案：,B,3,对于反应,2SO,2,(g),O,2,(g)2SO,3,(g),，能增大正反应速,率的措施是,(,),A,通入大量,O,2,B,增大容器容积,C,移去部分,SO,3,D,降低体系温度,解析：,影响化学反应速率的因素主要有催化剂、温度、浓度和压强，在反应,2SO,2,(g),O,2,(g)2SO,3,(g),中，增大反应物的浓度，正反应速率加快；增大容器容积、移去部分,SO,3,、降低体系温度都可以导致正反应速率减小,答案：,A,4,用纯净的,CaCO,3,与足量稀盐酸反应制取,CO,2,，实验过程记,录如图所示根据分析、判断，正确的是,(,),A,OE,段表示的反应速率最快,B,EF,段表示的反应速率最快，收集的,CO,2,最多,C,FG,段表示收集的,CO,2,最多,D,OG,段表示随着时间的推移，反应速率逐渐增快,解析：,CaCO,3,与盐酸反应的化学方程式为：,CaCO,3,2HCl,=,CaCl,2,CO,2,H,2,O,，图象的横坐标是时间，纵坐标是,CO,2,的体积，显然可以用单位时间内放出,CO,2,的体积的大小来表示反应速率，反应速率越大，单位时间内放出,CO,2,的体积越大，曲线的斜率越大，图中,EF,段斜率最大，反应速率最快，收集的,CO,2,也最多,答案：,B,5,现将,0.4 mol A,气体和,0.2 mol B,气体充入,10 L,的密闭容器,中，在一定条件下使其发生反应生成气体,C,，其物质的,量的变化如图：,(1),若,t1=10 min,，则,0,至,t1,时间内,C,物质的平均反应速率为,；该反应在,t1,时达到平衡，其化学方程式为,_,(2),据图中曲线变化情况分析，,t1,时刻改变的反应条件可能是,.,A,加入了催化剂,B,降低了反应温度,C,向容器中充入了,C D,缩小了容器体积,解析：,(1),A,B,C,始态：,0.40 mol 0.20 mol 0,变化：,0.15 mol 0.05 mol 0.10 mol,t,1,时：,0.25 mol 0.15 mol 0.10 mol,故,A,、,B,、,C,的化学计量数之比为,0.150.050.10,312.,即化学方程式为：,3A(g),B(g,)2C(g),(2),t,1,t,2,时反应速率明显加快，平衡向正反应方向移动，使用催化剂平衡不移动；降温反应速率减小，,B,不正确；加入,C,平衡应逆向移动，,C,不正确；,D,中加压，平衡向正反应方向移动，且反应速率加快,答案：,(1)0.001 mol/(,Lmin,),3A(g),B(g,)2C(g),(2)D,6,在容积固定的密闭容器中存在如下反应：,A(g,),3B(g)2C(g),H,0,，某研究小组研究了其他条件,不变时，改变某一条件对上述反应的影响，并根据实,验数据作出下列关系图：,根据上图回答下列问题：,(1),图,研究的是不同压强对反应的影响，且,的压强较高,(2),图,研究的是不同温度对反应的影响，且,的温度较高,(3),图,研究的是不同,对反应的影响，且,(,填,“,甲,”,或,“,乙,”,),的使用效率较高,解析：,题目中三个图象尽管显示的是时间与浓度、与转化率、与压强的关系，属于达到稳定状态的关系，但也是反应速率的问题该反应属于气体体积缩小的反应，所以增大压强，,C,的浓度增大，且达到平衡所需要的时间变短，,图,中乙的压强较高；温度越高，反应速率越快，达到平衡的时间越短，图,中甲表示的温度较高；图,中甲、乙两种方法到达的是一个平衡，但速率不同，甲的反应速率比乙快，则研究的是催化剂对化学反应速率的影响，甲达到平衡的时间短，甲的使用效率较高,答案：,(1),乙,(2),甲,(3),催化剂甲,