化学第7章 化学反应速率 化学平衡 第1课时 化学反应速率及其影响因素 新人教版

化学人人 教教 版版第七章化学反应速率化学平衡第七章化学反应速率化学平衡必考内容第一课时化学反应速率及其影响因素第一课时化学反应速率及其影响因素考考 纲纲 解解 读读考纲要求考纲要求命题趋势命题趋势1.了解化学反应速率的概念、化学反应了解化学反应速率的概念、化学反应速率的定量表示方法。速率的定量表示方法。2了解催化剂在生产、生活和科学研了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。究领域中的重要作用。3理解外界条件理解外界条件(浓度、温度、压浓度、温度、压强、催化剂等强、催化剂等)对反应速率的影响，认对反应速率的影响，认识其一般规律。识其一般规律。4了解化学反应速率的调控在生产、了解化学反应速率的调控在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。生活和科学研究领域中的重要作用。化学反应速率的计算与图象判化学反应速率的计算与图象判断是历年高考的必考内容之一，预断是历年高考的必考内容之一，预计计2018年高考仍会在化学反应速率年高考仍会在化学反应速率的大小比较、数值计算及其影响因的大小比较、数值计算及其影响因素等方面进行考查。请在复习中务素等方面进行考查。请在复习中务必重点关注：化学反应速率的含义必重点关注：化学反应速率的含义及大小比较；化学反应速率的计及大小比较；化学反应速率的计算；影响化学反应速率的因素及应算；影响化学反应速率的因素及应用；有关化学反应速率的图象等。用；有关化学反应速率的图象等。1 1考点一考点一2 2考点二考点二3 3考点三考点三4 4复 习 练 案复 习 练 案1化学反应速率的含义化学反应速率的含义化学反应速率是用来衡量化学反应进行化学反应速率是用来衡量化学反应进行_的物理量。的物理量。2化学反应速率的表示方法化学反应速率的表示方法(1)定性：根据反应物消耗，生成物产生的快慢定性：根据反应物消耗，生成物产生的快慢(用气体、沉淀等可见现象用气体、沉淀等可见现象)来粗略比较。来粗略比较。(2)定量：用单位时间内反应物浓度的定量：用单位时间内反应物浓度的_或生成物浓度的或生成物浓度的_来表示。来表示。考点一化学反应速率考点一化学反应速率快慢快慢减少减少增加增加3数学表达式及单位数学表达式及单位v_，单位：，单位：_，如密闭容器，如密闭容器中，合成氨的反应中，合成氨的反应N23H22NH3，开始时，开始时c(N2)8 molL1,2 min后后c(N2)4 molL1，则用，则用N2表示该反应的反应速率为表示该反应的反应速率为_。molL1s1或或molL1min12 molL1min14规律规律(1)同一化学反应的反应速率可以用不同物质的浓度变化来表示，其数值可同一化学反应的反应速率可以用不同物质的浓度变化来表示，其数值可能能_，因此表示化学反应速率时要指明具体物质。，因此表示化学反应速率时要指明具体物质。(2)用不同物质的浓度变化表示同一化学反应的反应速率时，反应速率的数用不同物质的浓度变化表示同一化学反应的反应速率时，反应速率的数值之比等于化学方程式中各物质的值之比等于化学方程式中各物质的_之比。例如，对于反应之比。例如，对于反应mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，即，即v(A) v(B) v(C) v(D)_。如在一个如在一个2 L的容器中发生反应：的容器中发生反应：3A(g)B(g)=2C(g)，加入，加入2 mol A,1 s后剩余后剩余1.4 mol，则，则v(A)_，v(B)_，v(C)_。不同不同化学计量数化学计量数m n p q0.3 molL1s10.1 molL1s10.2 molL1s1 (1)化学反应速率一般指平均速率而不是某一时刻的瞬时速率，且无论用反化学反应速率一般指平均速率而不是某一时刻的瞬时速率，且无论用反应物还是用生成物表示均取正值。应物还是用生成物表示均取正值。(2)不能用固体或纯液体表示化学反应速率，因为固体或纯液体的浓度被视不能用固体或纯液体表示化学反应速率，因为固体或纯液体的浓度被视为常数。为常数。A C 解析解析 抗氧化剂是指加入还原性物质与氧气反应，降低氧气浓度，减慢抗氧化剂是指加入还原性物质与氧气反应，降低氧气浓度，减慢食品被氧化的速率，食品被氧化的速率，A正确；调味剂是用来改变食品的味道，与反应速率无正确；调味剂是用来改变食品的味道，与反应速率无关，关，B错误；着色剂是指给食品增加颜色，其使用目的与反应速率无关，错误；着色剂是指给食品增加颜色，其使用目的与反应速率无关，C错错误；增稠剂是指增加物质的黏稠度，与反应速率无关，误；增稠剂是指增加物质的黏稠度，与反应速率无关，D错误。错误。A C 解析解析 换算成同一物质的反应速率再比较，如以换算成同一物质的反应速率再比较，如以N2为标准，为标准，A、B、D项项分别换算为分别换算为0.375 molL1min1、0.35 molL1min1、0.275 molL1min1，所以反应速率最快的为，所以反应速率最快的为C项。项。C 2 0.05 mol/(Lmin) 50% 总结提升总结提升1内因内因(主要因素主要因素)反应物本身的性质。反应物本身的性质。考点二影响化学反应速率的因素考点二影响化学反应速率的因素2外因外因(其他条件不变，只改变一个条件其他条件不变，只改变一个条件)3理论解释理论解释有效碰撞理论有效碰撞理论(1)活化分子、活化能、有效碰撞活化分子、活化能、有效碰撞活化分子：能够发生有效碰撞的分子。活化分子：能够发生有效碰撞的分子。活化能：如图活化能：如图图中：图中：E1为为_，使用催化剂，使用催化剂时的活化能为时的活化能为_，反应热为，反应热为_。(注：注：E2为逆反应的活化能为逆反应的活化能)有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。的碰撞。正反应的活化能正反应的活化能E3E1E2(2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系活化分子、有效碰撞与反应速率的关系(1)碳酸钙与盐酸反应过程中，再增加碳酸钙与盐酸反应过程中，再增加CaCO3固体的量，反应速率不变，但固体的量，反应速率不变，但把把CaCO3固体粉碎，可以加快反应速率。固体粉碎，可以加快反应速率。()(2)增大反应体系的压强，反应速率不一定增大。增大反应体系的压强，反应速率不一定增大。()(3)增大反应物的浓度，能够增大活化分子的百分含量，所以反应速率增增大反应物的浓度，能够增大活化分子的百分含量，所以反应速率增大。大。()(4)升高温度，可以增加活化分子百分数，使反应速率加快。升高温度，可以增加活化分子百分数，使反应速率加快。() (5)双氧水中加入双氧水中加入MnO2，可以使生成，可以使生成O2的速率增大，是因为的速率增大，是因为MnO2的催化作的催化作用。用。()(6)锌与硫酸反应时，硫酸的浓度越大，产生锌与硫酸反应时，硫酸的浓度越大，产生H2的速率越快。的速率越快。()(7)其他条件不变，恒压，增加惰性气体的量，原化学反应速率减慢。其他条件不变，恒压，增加惰性气体的量，原化学反应速率减慢。()(8)相同条件下，相同条件下，Mg和和Fe分别与分别与0.1 molL1的盐酸反应的速率相同。的盐酸反应的速率相同。() 1.由于固体和纯液体的浓度可视为常数，故改变用量反应速率不变。但当由于固体和纯液体的浓度可视为常数，故改变用量反应速率不变。但当固体颗粒变小时，其表面积将增大，其反应速率将加快。固体颗粒变小时，其表面积将增大，其反应速率将加快。2升高温度，不论正反应还是逆反应，不论放热反应还是吸热反应，反应升高温度，不论正反应还是逆反应，不论放热反应还是吸热反应，反应速率一般都要加快，只不过增加的程度不同。不可以认为速率一般都要加快，只不过增加的程度不同。不可以认为v(吸吸)加快而加快而v(放放)减减慢。慢。3改变压强，实质是改变体积而使浓度发生改变来实现反应速率的改变。改变压强，实质是改变体积而使浓度发生改变来实现反应速率的改变。对于没有气体参加的反应，改变体系压强，反应物的浓度不变，反应速率不发对于没有气体参加的反应，改变体系压强，反应物的浓度不变，反应速率不发生改变。生改变。4加入催化剂：由于降低了反应的活化能，增加了活化分子百分数，故成加入催化剂：由于降低了反应的活化能，增加了活化分子百分数，故成千上万倍地加快反应速率，且对可逆反应千上万倍地加快反应速率，且对可逆反应v(正正)、v(逆逆)增大的倍数相等，但它不增大的倍数相等，但它不会使不能发生的化学反应变得自发，也不会改变化学反应的反应热和平衡状会使不能发生的化学反应变得自发，也不会改变化学反应的反应热和平衡状态。态。D C 解析解析 升高温度，反应速率增大；升高温度，反应速率增大；碳单质是固体，固体的量的变化碳单质是固体，固体的量的变化对反应速率无影响；对反应速率无影响；恒容通入恒容通入CO2，CO2浓度增大，正反应速率增大；浓度增大，正反应速率增大；体积体积增大反应物及生成物浓度都减小，正、逆反应速率降低；增大反应物及生成物浓度都减小，正、逆反应速率降低；体积不变，反应物体积不变，反应物及生成物的浓度不变，正、逆反应速率不变；及生成物的浓度不变，正、逆反应速率不变；恒容通入恒容通入CO，CO浓度增大，浓度增大，逆反应速率增大；逆反应速率增大；降低温度，正、逆反应速率都减小；降低温度，正、逆反应速率都减小；恒压下充入恒压下充入CO2，CO2浓度不变，正反应速率不变，浓度不变，正反应速率不变，CO浓度减小，逆反应速率减小。浓度减小，逆反应速率减小。改变物质的量和改变反应体系的压强对化学反应速率的影响都是通过改变改变物质的量和改变反应体系的压强对化学反应速率的影响都是通过改变反应物质的浓度实现的，故分析问题的关键是看这两个条件的改变对参与反应反应物质的浓度实现的，故分析问题的关键是看这两个条件的改变对参与反应的物质浓度是否产生了影响，引起物质浓度减小则反应速率减小，引起物质浓的物质浓度是否产生了影响，引起物质浓度减小则反应速率减小，引起物质浓度增大则反应速率增大。改变参加反应固体物质的量，不影响其浓度，反应速度增大则反应速率增大。改变参加反应固体物质的量，不影响其浓度，反应速率不变；恒容时通入惰性气体，参加反应物质的浓度不变，则反应速率不变，率不变；恒容时通入惰性气体，参加反应物质的浓度不变，则反应速率不变，通入参加反应的气体，反应物质的浓度增加则反应速率增大，反之减小；恒压通入参加反应的气体，反应物质的浓度增加则反应速率增大，反之减小；恒压时通入惰性气体，体系体积增大，参加反应的物质浓度减小，则反应速率减时通入惰性气体，体系体积增大，参加反应的物质浓度减小，则反应速率减小，若通入反应气体，则反应速率增加。小，若通入反应气体，则反应速率增加。方法技巧方法技巧 B 用锌与稀硫酸反应制用锌与稀硫酸反应制H2时，滴加几滴硫酸铜溶液能加快反应速率时，滴加几滴硫酸铜溶液能加快反应速率使使用催化剂，使反应的活化能降低，反应速率加快用催化剂，使反应的活化能降低，反应速率加快光是影响某些化学反应速光是影响某些化学反应速率的外界条件之一率的外界条件之一增加反应物的用量，一定会增大化学反应速率增加反应物的用量，一定会增大化学反应速率ABCD 解析解析 铁片遇铁片遇98%的浓硫酸发生钝化，不能得到的浓硫酸发生钝化，不能得到H2，错误；升高温错误；升高温度，化学反应速率加快，度，化学反应速率加快，错误；决定化学反应速率的主要因素是反应物本身错误；决定化学反应速率的主要因素是反应物本身的性质，的性质，错误；错误；NO和和CO都是气体，减小压强反应速率减慢，都是气体，减小压强反应速率减慢，正确；对于正确；对于没有气体参与的反应，压强的改变不会影响化学反应速率，没有气体参与的反应，压强的改变不会影响化学反应速率，错误；加入硫酸错误；加入硫酸铜能够形成锌铜原电池，加快反应速率，铜能够形成锌铜原电池，加快反应速率，正确；使用催化剂能降低反应的活正确；使用催化剂能降低反应的活化能，使活化分子百分数增大，反应速率加快，化能，使活化分子百分数增大，反应速率加快，正确；氢气与氯气在光照条正确；氢气与氯气在光照条件下反应生成氯化氢，件下反应生成氯化氢，正确；固体和纯液体用量的增加，不会影响化学反应正确；固体和纯液体用量的增加，不会影响化学反应速率，速率，错误，错误，B项正确。项正确。(1)催化剂能加快化学反应速率的原因是催化剂能加快化学反应速率的原因是_。(2)实验实验和和的目的是的目的是_。实验时由于没有。实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示，通常条件下观察到明显现象而无法得出结论。资料显示，通常条件下H2O2稳定，不易分稳定，不易分解。为了达到实验目的，你对原实验方案的改进是解。为了达到实验目的，你对原实验方案的改进是_ _。降低了活化能降低了活化能探究浓度对反应速率的影响探究浓度对反应速率的影响向反应物中加入等量向反应物中加入等量同种催化剂同种催化剂(或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中)(3)实验实验、中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如下图。中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如下图。分析上图能够得出的实验结论是分析上图能够得出的实验结论是_ _。碱性环境能增大碱性环境能增大H2O2分解的速率，分解的速率，酸性环境能减小酸性环境能减小H2O2分解的速率分解的速率 解析解析 (1)加入催化剂，能降低反应的活化能，使更多的分子成为活化分加入催化剂，能降低反应的活化能，使更多的分子成为活化分子，从而加快化学反应速率。子，从而加快化学反应速率。(2)实验实验、中均没有使用催化剂，只是增大了中均没有使用催化剂，只是增大了H2O2的浓度，故实验的浓度，故实验、的目的是探究浓度对化学反应速率的影响。因实验的目的是探究浓度对化学反应速率的影响。因实验过程中现象不明显，可采用升温或使用同种催化剂的方法加快反应速率来达到过程中现象不明显，可采用升温或使用同种催化剂的方法加快反应速率来达到实验目的。实验目的。(3)实验实验、中中H2O2的浓度相同，并加入相同量的同种催化的浓度相同，并加入相同量的同种催化剂，而改变的条件是剂，而改变的条件是中酸性增强，中酸性增强，中碱性增强。通过相同时间内产生中碱性增强。通过相同时间内产生O2的的快慢快慢()可得出如下结论：溶液的碱性增强，能加快可得出如下结论：溶液的碱性增强，能加快H2O2的分解，而溶的分解，而溶液的酸性增强，能减慢液的酸性增强，能减慢H2O2的分解。的分解。探究影响化学反应速率因素的两种题型探究影响化学反应速率因素的两种题型(1)以表格或图象的形式给出多组实验数据，让学生找出每组数据的变化对以表格或图象的形式给出多组实验数据，让学生找出每组数据的变化对反应速率的影响规律。反应速率的影响规律。(2)给出影响化学反应速率的几种因素，让学生设计实验给出影响化学反应速率的几种因素，让学生设计实验分析各因素对反应速率的影响规律。分析各因素对反应速率的影响规律。总结提升总结提升1全程速率全程速率时间图象时间图象如如Zn与足量盐酸的反应，反应速率随时间的变化出现如图情况。与足量盐酸的反应，反应速率随时间的变化出现如图情况。考点三化学反应速率的图象考点三化学反应速率的图象原因解释：原因解释：AB段段(v渐大渐大)，因为该反应为，因为该反应为_反应，反应，随着反应的进行，随着反应的进行，_逐渐升高，导致反应速率逐渐升高，导致反应速率_；BC段段(v渐小渐小)，则主要因为随着反应的进行，溶，则主要因为随着反应的进行，溶液中液中_逐渐减小，导致反应速率逐渐减小，导致反应速率_。放热放热温度温度逐渐增大逐渐增大c(H)逐渐减小逐渐减小2物质的量物质的量(或浓度或浓度)时间图象时间图象例如：某温度时，在定容例如：某温度时，在定容(V L)容器中，容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。间的变化曲线如图所示。(1)由图象得出的信息是由图象得出的信息是反应物是反应物是_，生成物是，生成物是_；_时反应达到平衡，时反应达到平衡，X、Y没有全部反应。没有全部反应。(2)根据图象可进行如下计算根据图象可进行如下计算某物质的平均反应速率、转化率，如：某物质的平均反应速率、转化率，如：v(X)_，Y的转化率的转化率_ 。确定化学方程式中的化学计量数之比，如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三种物质的化学计量数之比为：数之比为：_ 。X、YZt3mol(Ls)1100%(n1n3) (n2n3) n23速率速率时间图象时间图象D A维持温度、反应体系容积不变，维持温度、反应体系容积不变，t1时充入时充入SO3(g)B维持压强不变，维持压强不变，t1时升高反应体系温度时升高反应体系温度C维持温度、容积不变，维持温度、容积不变，t1时充入一定量时充入一定量ArD维持温度、压强不变，维持温度、压强不变，t1时充入时充入SO3(g) 解析解析 温度、容积不变，充入温度、容积不变，充入SO3(g)的瞬时正反应速率不变，的瞬时正反应速率不变，A错误；升错误；升温条件下，正、逆反应速率都加快，温条件下，正、逆反应速率都加快，B错误；温度、容积不变，充入一定量错误；温度、容积不变，充入一定量Ar，各物质的浓度不变，反应速率不变，各物质的浓度不变，反应速率不变，C错误；错误；SO3(g)的浓度增大，维持恒的浓度增大，维持恒压则容积变大，反应物的浓度变小，正反应速率变小、逆反应速率变大，压则容积变大，反应物的浓度变小，正反应速率变小、逆反应速率变大，D正正确。确。D A使用了催化剂、增大压强、减小反应物浓度、降低温度使用了催化剂、增大压强、减小反应物浓度、降低温度B升高温度、减小压强、减小反应物浓度、使用了催化剂升高温度、减小压强、减小反应物浓度、使用了催化剂C增大反应物浓度、使用了催化剂、减小压强、升高温度增大反应物浓度、使用了催化剂、减小压强、升高温度D升高温度、减小压强、增大反应物浓度、使用了催化剂升高温度、减小压强、增大反应物浓度、使用了催化剂 解析解析 该可逆反应是一个正反应气体物质的量减小的放热反应。首先可该可逆反应是一个正反应气体物质的量减小的放热反应。首先可以肯定以肯定t8时为加入了催化剂，正逆反应速率同倍数增大；再由时为加入了催化剂，正逆反应速率同倍数增大；再由t6时逆反应速率不时逆反应速率不变，正反应速率增大，说明是增大了反应物浓度；变，正反应速率增大，说明是增大了反应物浓度；t2时，正逆反应速率均增大，时，正逆反应速率均增大，可能是升温或加压，但由于逆反应速率相对较大，即反应向逆反应方向进行，可能是升温或加压，但由于逆反应速率相对较大，即反应向逆反应方向进行，可以肯定为升温；可以肯定为升温；t4必定是减压，正逆反应速率均减小，且向逆反应方向移动。必定是减压，正逆反应速率均减小，且向逆反应方向移动。根据速率根据速率时间图象判断反应条件的方法时间图象判断反应条件的方法(1)看图象中正、逆反应速率的变化趋势，两者是同等程度的变化，还是不看图象中正、逆反应速率的变化趋势，两者是同等程度的变化，还是不同程度的变化，同等程度的变化一般从压强同程度的变化，同等程度的变化一般从压强(反应前后气体体积不变的反应反应前后气体体积不变的反应)和催和催化剂考虑；若是不同程度的变化，从温度、浓度、压强化剂考虑；若是不同程度的变化，从温度、浓度、压强(反应前后气体体积改变反应前后气体体积改变的反应的反应)角度考虑。角度考虑。(2)对于反应速率变化不相等的反应，要注意观察改变某个条件瞬间，正、对于反应速率变化不相等的反应，要注意观察改变某个条件瞬间，正、逆反应速率的大小关系及变化趋势。同时要联系外界条件对反应速率的影响规逆反应速率的大小关系及变化趋势。同时要联系外界条件对反应速率的影响规律，加以筛选、验证、排除。律，加以筛选、验证、排除。方法技巧方法技巧 B 解析解析 从图象可以看出，从图象可以看出，t2时刻时刻X、Y两物质的物质的量相等，而不是反两物质的物质的量相等，而不是反应速率相等，故应速率相等，故C项不正确；项不正确；t3时，反应达到平衡状态，所以正反应速率等于逆时，反应达到平衡状态，所以正反应速率等于逆反应速率，故反应速率，故D项不正确；由图象知从项不正确；由图象知从0t3时时Y的变化量约为的变化量约为7 mol，X的变化量的变化量约为约为3 mol，故，故A项错误。项错误。(1)从反应开始到从反应开始到10 s时，用时，用Z表示的反应速率为表示的反应速率为_，X的物的物质的量浓度减少了质的量浓度减少了_，Y的转化率为的转化率为_。(2)该反应的化学方程式为该反应的化学方程式为_。(3)10 s后的某一时刻后的某一时刻(t1)改变了外界条件，其速率随时间的变化图象如图所改变了外界条件，其速率随时间的变化图象如图所示，则下列说法符合该图象的是示，则下列说法符合该图象的是_ (填序号填序号)。At1时刻，增大了时刻，增大了X的浓度的浓度Bt1时刻，升高了体系温度时刻，升高了体系温度Ct1时刻，缩小了容器体积时刻，缩小了容器体积Dt1时刻，使用了催化剂时刻，使用了催化剂0.079 molL1s10.395 molL179.0%CDC 在分析外界条件对可逆反应的速率影响时，可以依据以下几条规律迅速判在分析外界条件对可逆反应的速率影响时，可以依据以下几条规律迅速判断正、逆反应速率的变化情况。断正、逆反应速率的变化情况。(1)改变反应物浓度，正反应速率立即变化，逆反应速率瞬间不变；改变生改变反应物浓度，正反应速率立即变化，逆反应速率瞬间不变；改变生成物浓度，逆反应速率立即变化，正反应速率瞬间不变。成物浓度，逆反应速率立即变化，正反应速率瞬间不变。(2)若是气体反应，压强对正、逆反应速率都有影响；压强的变化对气体体若是气体反应，压强对正、逆反应速率都有影响；压强的变化对气体体积数大的一边对应速率影响大。积数大的一边对应速率影响大。(3)温度对任何反应速率都有影响，温度的变化对吸热反应影响大。温度对任何反应速率都有影响，温度的变化对吸热反应影响大。(4)催化剂对正、逆反应速率影响一样大。催化剂对正、逆反应速率影响一样大。总结提升总结提升复复 习习 练练 案案