山西省大同一中高考化学一轮复习 夯实基础 专题十八《化学反应速率及其影响因素》课件

化学反应速率及其影响因素1了解化学反应速率的概念及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。3理解浓度、温度、压强、催化剂影响化学反应速率的一般规律。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重要作用。 回归教材 一、化学反应速率1表示方法减少增加通常用单位时间内反应物浓度的_或者生成物浓度的_来表示化学反应速率。2表达式：_。vct3单位mol/(Ls) ; molL1s1;mol/(Lmin) ; mol/(Lh)等。4意义衡量化学反应进行的_程度。快慢5特点数值意义平均瞬时(1)同一反应里，用不同物质的浓度变化来表示同一段时间的反应速率时，其_不一定相同，故应标明是用哪种物质表示的化学反应速率，但这些数值表示的_是相同的。(2)化学反应速率是某段时间内的 _ 速率而不是_速率。(3)对于固体或纯液体参加的化学反应，因在反应中浓度_，故不用固体、纯液体表示反应速率。(4)无论浓度的变化是增加还是减少，取其绝对值，所以化学反应速率为_。不改变正值(5)用不同物质表示同一反应的速率时，速率的比值等于化学方程式中相应的化学计量数之比。如反应 mAnBpCqD则有 v(A)v(B)v(C)v(D)_。(6)比较反应速率的快慢，要转化为_的速率来比较。mnpq同一物质二、有效碰撞理论活化能活化能总能量总能量0，某小组通过试验研究该反应(反应过程中体积变化忽略不计)。反应体系中各组分的起始量如下表：甲酸甲酯转化率在温度 T1 下随反应时间(t)的变化如下图，请计算 1520 min 范围内甲酸甲酯的减少量为_mol，出计算过程)。组分HCOOCH3H2OHCOOHCH3OH物质的量/mol1.001.990.010.52解析：第(3)问中，15 min 时，甲酸甲酯的转化率为6.7%，所以15 min 时，甲酸甲酯的物质的量为1.00 mol 1.00mol6.7%0.933 mol；20 min 时，甲酸甲酯的转化率为11.2%，所以20 min 时，甲酸甲酯的物质的量为1.00 mol 1.00mol11.2%0.888 mol，所以15 至20 min 甲酸甲酯的减少量为0.933 mol0.888 mol0.045 mol，则甲酸甲酯的平均速率0.045 mol5 min0.009 molmin1。重点二化学反应速率的图像1图像类型(1)物质的量时间图：反映浓度随时间的变化关系，其横坐标代表时间，纵坐标代表不同时间反应物或生成物物质的量浓度。若曲线单调减小表示反应物浓度减少，反之表示生成物浓度增大。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右图所示。依据图像可以判断反应物和生成物，确定化学计量数，计算平均速率和转化率。(2)速率时间图：反映化学反应速率随时间的变化关系，其纵坐标代表不同时间的瞬时速率。若曲线单调减小表示反应速率减少，反之表示反应速率增大。如增大生成物浓度的图像如下：看坐标 弄清纵、横坐标所代表的意义，并与有关的原理挂钩看起点分清反应物、生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物；一般生成物多数以原点为起点抓变化分清正、逆反应，吸、放热反应。升高温度时，v(吸)v(放)，在速率时间图上，要注意看清曲线是连续的还是跳跃的，分清渐变和突变，大变和小变抓终点如在浓度时间图上，一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的增加量，并结合有关原理进行推理判断2解题方法(1)看图像。(2)想规律：联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律。(3)“作判断”：通过对比分析，作出正确判断。t/minX/molY/molZ/mol01.001.000.0010.900.800.2030.750.500.5050.650.300.7090.550.100.90100.550.100.90140.550.100.90【例2】某温度时，在 2 L 密闭容器中气态物质 X 和 Y 反应生成气态物质 Z，它们的物质的量随时间的变化如下表所示。(1)根据下表中数据，在图甲中画出X、Y、Z 的物质的量(n)随时间(t)变化的曲线：甲(2)体系中发生反应的化学方程式是：_；(3)计算该反应在 03 min 时间内产物 Z 的平均反应速率：_；(4)该反应达到平衡时反应物 X 的转化率等于_；(5)如果该反应是放热反应。改变实验条件(温度、压强、催化剂)得到 Z 随时间变化的曲线、(如图乙所示)则曲线、所对应的实验条件改变分别是：_；_；_。乙解析：(1)根据题目中表格给出的数据，在坐标系中找出相应的点，然后用光滑的曲线描点即可。(2)根据题意，可以利用“三步法”求解：aX bYcZ开始转化平衡1.000.450.551.000.90.100.90.9根据各物质的量之比可得体系中发生反应的化学方程式是：X2Y2Z。其平均速率为v(Z)0.083 molL1min1。(3)根据图像可知在3 min 时，生成物Z 的物质的量为0.5 mol，ct0.5 mol2 L3 min(4)X 的转化率等于(X)反应量起始量100%1.00 mol0.55 mol1.00 mol100%45%。(5)对比曲线1 和表中数据可知：曲线1 达到平衡所用时间短(2 min)，且生成的Z 较少，即相对原平衡来说是增大了反应速率且平衡向逆反应方向移动，故曲线1 改变的条件是升高了温度；对比曲线 2 和表中数据可知：曲线2 达到平衡所用时间短(1 min)，但生成Z 的量不变，即加快了反应速率但平衡没有移动，故曲线2 改变的条件是加入了催化剂；对比曲线3 和表中数据可知：曲线3 达到平衡所用时间短(7 min)，且平衡时生成Z 的量增多(0.95 mol)，即加快了反应速率且平衡向正反应方向移动，故曲线 3 改变的条件是增大压强。2 L3 min答案：(1)如下图所示(2)X2Y2Z0.50 mol(3)(4)45%(5)升高温度加入催化剂增大压强0.083 molL1min1。控制变量法探究影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素有多种，在探究相关规律时，需要控制其他条件不变，只改变某一个条件，探究这一条件对反应速率的影响。变量探究实验考查对于图表的观察、分析以及处理实验数据归纳得出合理结论的能力。表格型题目的解题要点在于通过审题，获取有用信息，然后对表格中数据进行比较分析，依据物质的性质、变化规律进行解答；直角坐标系题的解题要点在于解题时要求学生首先弄清楚自变量和因变量到底是什么，注意理解起点、终点、转折点的含义，然后根据所学知识分析概念、图像、数值三者之间的关系。解答试题时需注意以下问题：(1)认真审题：清楚实验目的，理清影响实验探究结果的因素。(2)确定变量：在探究时，应该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，进而总结出规律。若需确定另一个变量，则要重新进行相关分析。(3)数据筛选：在分析相关数据时，注意选择数据(或设置实验)要有效，且变量唯一，否则无法做出正确判断。(2)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：表中 Vx_，理由是_。实验序号体积V/mLK2S2O8溶液水KI溶液Na2S2O3溶液淀粉溶液10.00.04.04.02.09.01.04.04.02.08.0Vx4.04.02.0答案：(1)2(2)2.0其他条件不变时，改变 K2S2O8 溶液的浓度，化学反应速度改变(3)c t 的变化曲线如下图所示：【拓展应用】(2013 年广州调研)某小组利用 H2C2O4 溶液和酸性 KMnO4溶液反应来探究“条件对化学反应速率的影响”。实验时，先分别量取两种溶液，然后倒入试管中迅速振荡混合均匀，开始计时，通过测定褪色所需时间来判断反应的快慢。该小组设计了如下方案。(2)探究温度对化学反应速率影响的实验编号是_(填编号，下同)，可探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验编号是_。(3)实验测得 KMnO4 溶液的褪色时间为 40 s，忽略混合前后溶液体积的微小变化，这段时间内平均反应速率 v(KMnO4)(1)已知反应后H2C2O4转化为CO2逸出，KMnO4转化为MnSO4，每消耗1 mol H2C2O4转移_mol电子。为了观察到紫色褪去，H2C2O4与KMnO4初始的物质的量需要满足的关系为n(H2C2O4) n(KMnO4)_。_molL1min1。解析：(1)H2C2O4中碳的化合价是3，CO2中碳的化合价为4，故每消耗1 mol H2C2O4转移2 mol电子。配平反应方程式为：2KMnO45H2C2O43H2SO4=K2SO42MnSO410CO28H2O，为保证KMnO4完全反应，c(H2C2O4) c(KMnO4)2.5。(2)探究温度对反应速率的影响，则浓度必然相同，则为编号和；同理探究浓度的实验是和。(3)v(KMnO4)答案：(1)2 2.5(2)和和(3)1.0102(4)考点一化学反应速率1对于化学反应：3W(g)2X(g)=4Y(g)3Z(g)，下列反应速率关系中，正确的是(Av(W)3v(Z)C2v(X)v(Y)。B2v(X)3v(Z)D3v(W)2v(X)解析：速率之比等于方程式的计量系数之比。v(W)v(Z)，A 错误；3v(X)2v(Z), B 错误；2v(X)v(Y)，C 正确；2v(W)3v(X)，D 错误。答案：C2化合物 Bilirubin 在一定波长的光照射下发生分解反应，反应物浓度随反应时间变化如下图所示，计算反应 48 min 间的平均反应速率和推测反应 16 min 时反应物的浓度，结果应是()。答案：B考点二 影响化学反应速率的因素选项事实结论A其他条件相同，Na2S2O3溶液和H2SO4溶液反应，升高溶液的温度，析出硫沉淀所需的时间缩短当其他条件不变时，升高反应温度，化学反应速率加快B工业制硫酸中，在SO3的吸收阶段，吸收塔里要装填瓷环增大气液接触面积，使SO3的吸收速率增大C在容积可变的密闭容器中发生反应：2NH3(g) N2H4(l)H2(g)，把容器的体积缩小一半正反应速率加快，逆反应速率减慢DA、B两支试管中分别加入等体积5%的H2O2溶液，在B试管中加入23滴FeCl3溶液，B试管中产生气泡快当其他条件不变时，催化剂可以改变化学反应速率解析：压缩容器体积，反应物、生成物浓度均增加，正逆反应速率均加快，C 错误。答案：CN2(g)2CO2(g)。下列说法不正确的是(4已知汽车尾气无害化处理反应为：2NO(g)2CO(g)。A升高温度可使该反应的逆反应速率降低B使用高效催化剂可有效提高正反应速率C反应达到平衡后，NO的反应速率保持恒定D单位时间内消耗CO和CO2 的物质的量相等时，反应达到平衡. . .解析：升温，无论是正反应，还是逆反应，速率均加快，A 错误；催化剂可以加快化学反应速率，B 正确；达平衡后，各组分的速率保持不变，C 正确；由于CO 和CO2 的计量系数相等，故当两者同时消耗的量相等时，反应即达平衡，D 正确。答案：A考点三化学反应速率图像5一定条件下，溶液的酸碱性对TiO2 光催化染料 R降解)。反应的影响如下图所示。下列判断正确的是(A在 050 min 之间，pH2 和pH7 时 R 的降解百分率相等B溶液酸性越强，R 的降解速率越小CR 的起始浓度越小，降解速率越大D在 2025 min 之间， pH10 时 R 的平均降解速率为 0.04 molL1min1解析：在050 min 之间，pH2 和pH7 时反应物R 都能完全反应，降解率都是100%，A 正确；pH 为2、7、10 时，通过曲线的倾斜程度可看出溶液的酸性越强，R 的降解速率越大，B 错误；图中无法比较同一pH 条件下，R的起始浓度与降解速率的关系，C 错误；2025 min 之间，pH10 时R 的平均降解速率为0.2104 molL1/5 min4106 molL1min1，D 错误。答案：A