高中化学2023年大一轮第七章化学反应速率与化学平衡:第1讲化学反应速率.pdf
《高中化学2023年大一轮第七章化学反应速率与化学平衡:第1讲化学反应速率.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高中化学2023年大一轮第七章化学反应速率与化学平衡:第1讲化学反应速率.pdf(35页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、暇绾7章化学反应速率与化学平衡CHEMISTRY 第1讲化学反应速阜课程标准L知道化学反应速率的表示方法,了解测定化学反应速率的简单方法。2.通过实验探究,了解温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响。3.知道化学反应是有历程的,认识基元反应活化能对化学反应速率的影响。4.能进行化学反应速率的简单计算,能通过实验探究分析不同组分浓度对化学反应速率的影响,能用一定理论模型说明外界条件改变对化学反应速率的影响。双基过关、化学反应速率1.表示方法知识建构夺实必备知识通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的擅量来表示。2.数学表达式及单位v学凶单位为molL气亡或molL-1-min飞3.
2、化学反应速率与化学计量数的关系对千已知反应:mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g),当单位相同时,用不同反应物或生成物表示的化学反应速率的数值之比等于方程式中各物质的化学计量垫之比,即v(A):v(B):v(C):v(D)=。【特别提醒】(1)一般不用固体或纯液体物质表示化学反应速率。11c.(2)由v一计算得到的是一段时间内的平均速率,用不同物质表示时,其数At 值可能不同,但意义相同。【诊断l】判断下列说法是否正确,正确的打.J错误的打X。(1)化学反应速率为0.5mol-L一1S一1是指1s时某物质的浓度为0.5molL-I()(2)对千任何化学反应来说,反应速率越快,反应现象就
3、越明显()(3)化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加()(4)甲、乙两容器中分别充入2mol N02和4mol N02,5分钟后两者各反应掉N021 mol和2mol,则说明乙中反应速率大()(5)对千反应4NH3(g)+502(g)=4NO(g)+6H心(1),v(NO)与v(02)的关系为4v(N0)=5v(02)()(6)对于2S02(g)+0 2(g)2SQ3(g),v(S02)=1 moV(Ls)与v(02)=0.5 mol/(Ls)表示的反应前者快()(7)在相同的时间间隔内反应速率快的反应生成的生成物的物质的量也多()答案(l)X(2)X(
4、3)X(4)X(5)X(6)X(7)X 二、影响化学反应速率的因素1.内因反应物本身的性质是主要因素。如相同条件下Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为MgA1。2.外因3.有效碰撞理论增大反应物浓度反应速率堕上反之坐尘对于有气体参加的反应,增大压强,反应速率型,反之返尘升齿温度,反应速率堕上,反之整少使用合适催化剂能增大化学反应速率,且正、逆反应速率增大程度但匣反应物间的接触而积、光辐射、放射线辐射、超声波等(1)活化分子、活化能、有效碰撞G)活化分子:能够发生有效碰撞的分子。活化能:气I-反应物一一一一一一一五祈反应过程图中:E1为正反应的活化能,氐为逆反应的活化能,E3为使用催化剂时的活
5、华般,反应热为坠二坠o有效碰撞活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。(2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系增大反应物的浓度升高反应体系的温度l 吸收能呈单位体积内分子总数培加活化分子百分数不变,活化分子数增加附大气体压强单位时间内、单位体积内有效碰撞次数增多羊位体积内分子总数不变活化分子百分数增加活化分子数增加伴低活化能使用催化剂【特别提醒】(1)固体或纯液体物质量的改变,不影响化学反应速率。(2)稀有气体对有气体参与的反应速率的影呴)恒温恒压r,J、-C,lJ-一大减一咬率速一,一小一变n减一示r,J ll_V _ 勹旱v 恒温恒容归丿c令昙变c不变【诊断2】判断下列说法是否正确,正确的打.
6、J错误的打X。(1)增大反应物的量,反应速率一定增大()(2)升高温度时,不论正反应是吸热还是放热,正、逆反应的速率都增大()(3)增大反应体系的压强,反应速率一定增大()(4)催化剂都不参加化学反应()(5)加热使反应速率增大的原因之一是活化分子百分数增大()答案(l)X(2).J(3)X(4)X(5).J 重难突破,培育关键能力考点一化学反应速率的计算与比较【典例1】(2020浙江宁波十校模拟)某温度下,在容积为2L的密闭容器中投入一定量的A、B发生反应3A(g)+bB(g)cC(g)t:.H=-Q kJ-moi-(QO),12 s时反应达到平衡,生成C的物质的量为0.8mol.反应过程中
7、A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是()7 U.8 巨lB2时间sA.前12s内,A的平均反应速率为0.025mol-L一1s勹B.12 s后,A的消耗速率等千B的生成速率C.化学计量数之比b:c=l:2 D.12 s内,A和B反应放出的热堂为0.2QkJ答案C 解析分析图像可知,12s内 A的浓度变化为(0.80.2)molL-1=0.6 mol-L 一1反应速率v(A)一/j,c 0.6 molL M 12 s=0.05 mol-L一1-s-1,A项错误;分析图像,0.2 molL-1 12 s内B的浓度变化为(0.50.3)molL-1=0.2 molL飞v(B
8、)=1=12 s 60 mol仁s飞速率之比等于化学计量数之比,3:b=0.05:点,则b=l,3:c=譬0.05:百,则c=2,A、B的化学计量数不同,12s后达到平衡状态,A的消耗速率不等于B的生成速率,B项错误,C项正确;消耗3mol A放热QkJ,12 s 内消耗A的物质的量为0.6molL-1X2 L=l.2 mol,消耗1.2mol A放出的热量为0.4QkJ,D项错误。【对点练1】(化学反应速率的计算)NH3和纯净的02在一定条件下发生反应:4NH3(g)+302(g)2沁(g)+6H心(g),现向一容积不变的2L密闭容器中充入4molN比和3mol 02,4 min后,测得生成
9、的H心(g)占混合气体体积的40%,则下列表示此段时间内该反应的平均速率不正确的是()A.v(N2)=0.125 molL-1-min勹B.v(H心)0.375molL一1min勹C.v(02)=0.225 molL-1-min勹D.v(NH3)=0.250 molL-1-min-1 答案C 解析设4min时,生成6xmol H心(g)4NH3(g)+30 2(g)-屯N2Cg)+6H2 O(g)11(总)起始mol4 3。7 变化mol4又3.r 2.r 6.x 4 min/mol Ll-4又3-3,l 2I 6义7+x 6x 据题意,有0.4解得:x=0.5,则4min内压0的变化浓度为!
10、),.c(H20)7+x 3 mol._ _ _,_ 1.5 molL寸=2L=1.5 molL-1,v(H心)4min=0.375 molL-1-min-1,再由各物质表示的速率之比等于各物质的化学计量数之比,可得各物质表示的反应速率分别为v(N2)=0.125molL一1-min飞v(NH3)=0.250mol-L一 min气v(Oz)=0.1875 molL-1-min-1 o【对点练2】(化学反应速率的比较)在四个不同的容器中,在不同的条件下进行合成氨反应:沁(g)+3H2(g)高温、高压催化剂2NH3(g)。根据在相同时间内测定的结果判断,生成氨的速率最快的是()A.v(H2)=0.
11、0l molL-1-s勹B.v(N2)=0.3 mol-L-1-min一C.v(NH3)=0.15 molL-1-min-1 D.v(H2)=0.3 molL-1-min-1 答案B 解析在速率单位相同时,把速率除以其相应物质的化学计量数,数值大者反应速率快。A项,v(Hz)=0.01mol-L一 S一0.6molL-1-min一气u(H2)=0.2mol-L-1-min飞B项,v(N2)=0.3mol厂min飞C项,(NH3)=0.075molL-1-min飞D项,扣(H2)=0.1mol仁min-1。由此可知,B项中表示的反应速率最快。【对点练3】(用其他物理量表示的化学反应速率)工业制硫
12、酸的过程中,S02(g)转化为SO3(g)是关键的一步,550C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minS02(g)/mol 02(g)/mol S03(g)/mol。4 2。5 1.5 10 2 15 1 若在起始时总压为pokPa,反应速率若用单位时间内分压的变化表示,而气态物质分压总压X气态物质的物质的量分数,则10min内S02(g)的反应速率v(S02)=kPa-min。答案匹30 解析列出“三段式”2S02 Cg)+0 2 Cg)2SO3(g)初始rnol4 2。转化mol2 1 2 10 min/mol 2 1 2 气体总压之比等于气体物质的量之比,所以1
13、0min时体系总压PIOmin满足匹6mol5 2 5 2 1 p10 min 5 mol-即PIOmin=f!O kPa,p初始(S02)=3pokPa,p1omin(S02)沪芞气2 l l po kPa,故v(S02)(妒okPa守okPa)-lOrnm丽pokPa-min飞归纳总结(1)“三段式“法计算化学反应速率CD写出反应的化学方程式。找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。根据巳知条件列方程式计算。例如:反应mA(g)+nB(g)起始浓度molL-1a b 转化浓度molL-lnx X m 某时刻浓度molL-1a-x b nx m x nx 则v(A)v(B)=v(C)=旱At
14、mAt mAt(2)化学反应速率的比较方法pC(g)C 匹m c+匹m 切换算成同一物质、同一单位表示,再比较数值的大小。比值法:在速率单位相同时,把速率除以相应物质的化学计量数,数值大者反应速率大。考点二化学反应速率的影响因素的分析及应用【典例2】下列表格中的各种情况,可以用对应选项中的图像表示的是()选而从反应甲乙外形、大小相近的A Na K 金属和水反应4 mL 0.01 molL 1 0.1 mol 0.2 mol KMn04溶液分别L-1的L-1的B 和不同浓度的2H2C20 4 H2C20 4 mLH丈心4(草酸)溶液溶液溶液反应5 mL 0.1 molL 1 Na2S2O3溶液和
15、5C mLO.l mol-L-1 热水冷水庄S04溶液反应5 mL4的过氧化无Mn02加Mn02D 氢溶液分解放出粉末粉末0 2 尸v三二卢1。时间。时间。时间。时间B D 答案C 解析由于K比Na活泼,故大小相同的金属K和Na与水反应,K的反应速率更快,又由于Na、K与比0反应均为放热反应,随着反应的进行,放出大量的热,反应速率逐渐加快,A项不正确;由于起始时乙中H2C204浓度大,故其反应速率比甲中快,B项不正确;由于甲反应是在热水中进行的,温度高,故甲的反应速率大于乙,随着反应的进行,反应物浓度逐渐减小,故甲、乙中反应速率逐渐减小,C项正确;Mn02在比02的分解过程中起催化作用,故乙的
16、反应速率大于甲,D项不正确。【对点练4】(影响化学反应速率的因素)(2020吉安市五校联考)03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。1/min pH 3.0 4.0 5.0 6.0 Tl C 20 301 231 169 58 30 158 108 48 15 50 31 26 15 7 据表中的递变规律,推测03分别在条件CD4oc、pH=3.0,10 C、pH=4.0,30 C、pH=7.0下,分解速率依次增大的顺序为()A.0 B.c 0 D.0 答案C 解析由表中数据可知,温度越高反应速率越快,pH越大反应速率越快,所以40c、pH=3.0时,所需时
17、间在31.,158min之间;10C、pH=4.0时,所需时间231min;30 c、pH=7.0时,所需时间O。下列叙述正确的曰定()A.向容器中充入氯气,反应速率不变B.加入少量w,逆反应速率增大C.升高温度,正、逆反应速率均增大D.将容器的容积压缩,可增大单位体积内活化分子的百分数,有效碰撞次数增大竺安口不解析AC 向恒容容器中充入氢气,各反应组分的浓度不变,反应速率不变,A项正确;W为固体,加入少量w,反应速率不变,B项错误;升高温度,正、逆反应速率均增大,C项正确;将容器的容积压缩,可增大单位体积内活化分子数和有效碰撞次数,但活化分子百分数不变,因为有效碰撞还与碰撞的角度有关,D项错
18、误。【对点练6】(影响化学反应速率因素的原因分析)(2020湖北荆州市高三质检)如图,这种具有不同能量的分子百分数和能量的对应关系图,叫做一定温度下分子能量分布曲线图。图中E表示分子平均能量,丘是活化分子具有的最低能量。下列说法不正确的是()铩令H+令6 E.e,能谥一定温度下的分子能泣分布曲线A.图中且 与E之差表示活化能B.升高温度,图中阴影部分面积会增大C.使用合适的催化剂,E不变,丘变小D.能量大千凡的分子间发生的碰撞一定是有效碰撞答案解析D E表示分子的平均能量,压是活化分子具有的最低能量,能量等于或高于丘的分子可能产生有效碰撞,活化分子具有的最低能量Ee与分子的平均能量E之差叫活化
19、能,A正确;当温度升高时,使活化分子百分数增大,阴影部分面积会增大,B正确;催化剂使活化能降低,加快反应速率,使用合适的催化剂,E不变,压变小,C正确;E表示分子的平均能量,压是活化分子具有的最低能量,能量等于或高于压的分子可能产生有效碰撞,D错误。易错警示(1)催化剂在化学反应过程中参与了反应,降低了正、逆反应的活化能,同等程度改变正、逆反应速率,但不会改变反应的限度和反应热。(2)升高温度,正反应速率和逆反应速率都增大,但增大的程度不同;降低温度,正反应速率和逆反应速率都减小,但减小的程度不同。考点三控制变量研究影响化学反应速率的因素【典例3】已知:2KMn04+5H心04+3H2S04=
20、2MnSO产K2S04+10C02 t+8H心。某化学小组欲探究H2C204溶液和酸性KMn04溶液反应过程中浓度、温度对化学反应速率的影响,进行了如下实验(忽略溶液体积变化):0.01 molL-I 0.1 mol-L一酸性H2C204溶水的体反应温编号KMnQ4 液积mL度IC溶液体积体积mL/mL I 2 2。20 II vl 2 1 20 III V2 2。50 下列说法不正确的是()A.vl=1,V2=2 B.设计实验I、III的目的是探究温度对反应速率的影响C.实验计时是从溶液混合开始,溶液呈紫红色时结束反应时间min2.1 5.5 0.5 D.实验III中用酸性KMnO4溶液的浓
21、度变化表示的反应速率v(KMnQ4)=0.01 molL-1-min勹答案C 解析A项,实验I和实验II反应温度相同,实验II中加入了1mL水,根据控制变量的原则,溶液总体积应保持不变,因而Vl=l,类比分析可得V2=2,A正确;B项,实验I、III的温度不同,其他条件相同,因而可知设计实验I、田的目的是探究温度对反应速率的影响,B正确;C项,酸性KMn04溶液呈紫红色,由表中数据可知,草酸溶液过量,KMnO4可反应完全,因而可以用颜色变化来判断反应终点,即实验计时是从溶液混合开始,溶液紫红色刚好褪去时结束,C错误;D项,根据实验III中有关数据可知,/ic(KMnQ4)=0.01 molL-
22、,X 2 mL 4mL=0.005 molL-1,v(KMn04)=Ac(KMnO40.005 molL寸=0.01 mol-L-1min飞D正确。名师点拨控制变量法探究影响反应速率的因素题目解题策略(1)确定变量:理清影响实验探究结果的所有因素。(2)定多变一:在探究时,先确定其他的因素不变,只变化一种因素,看这种因素与探究的问题存在怎样的关系;这样确定一种以后,再确定另一种,通过分析每种因素与所探究问题之间的关系,得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。(3)数据有效:解答时注意选择数据(或设置实验)要有效,且变量统一,否则无法作出正确判断。【对点练7】(控制变量的应用)(2020天津第一
23、中学月考)为了进一步探究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,该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到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中,收集产生的气体,记录获得相同体积气体所需的时间。混:一尸厂A B C D E F 4 molL-1 H2SQ4/mL 30 VI V2 V3 V4 V5 饱和CuS04溶液/mL。0.5 2.5 5 V6 20 H20/mL V7 V8 V9 VIO 10。请完成此实验设计,其中:Vl=,忱,妫答案30 10 17.5 解析若研究CuS04的量对压生成速率的影响,则实验中除CuS04的量不同之外,其他物质的量均相同,则Vl忱历凶V5=30,最终溶液总体
24、积相同。由实验F可知,溶液的总体积均为50mL,则V6=10,V9=17.5。【对点练8】(控制变量的实验设计)磺在科研与生活中有重要作用,某兴趣小组用0.20mol/L KI、0.4淀粉溶液、0.20mol/L K岱心8、0.010mol/L Na2S203 等试剂,探究反应条件对化学反应速率的影响。已知:S20矿十2r=2S0尸I2(慢)I叶2S20矿2r+s立(快)(1)向KI、Na心03与淀粉的混合溶液中加入一定量的K心08溶液,当溶液中的Na心03耗尽后,溶液颜色将由无色变为蓝色,为确保能观察到蓝色,S20矿与S20矿初始的物质的量需满足的关系为:n(S208-):n(S20了)。(
25、2)如果实验中不使用Na2S203溶液,可能存在的不足是。(3)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表:试剂体积V/mL显色实验KI K2S20 s Na2S20 3 淀粉时序号溶水溶液溶液溶液间tis液。10 10。4 1 26.8 5 10 5 4 1 54.0 2.5 10 V1 4 l 108.2 10 5 5 4 1 53.8 5 7.5 7.5 4 V 2 tl 表中V1=_mL,理由是;忱mL,理由是显色时间t)大约是。(4)根据表中数据可以得出的结论是答案(1)0.5(2)显色时间太短,不易测量(3)7.5 保证每次实验溶液总体积相等1 保证淀粉溶液的用置相
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高中化学 2023 一轮 第七 化学反应 速率 化学平衡
限制150内