2022年高考化學基礎知識綜合復習第十三講化學反應的速率與限度課件

1、第十三講 化學反應的速率與限度課標要點學考要求1.化學反應速率及其簡單計算水平12.影響化學反應速率的因素水平13.化學反應的限度水平14.化學平衡狀態(tài)的概念、特征水平15.化學反應條件的控制水平1一、化學反應的速率1.基本概念(1)定義:用來衡量化學反應進行快慢的物理量。(2)表示方法:通常用單位時間內反應物濃度的減少量或生成物濃度的增加量(均取正值)來表示。(3)單位:molL-1min-1或molL-1s-1。(4)計算規(guī)律:對于同一化學反應aA(g)+bB(g) = cC(g)+dD(g),v(A)v(B)v(C)v(D)=abcd。(5)比較反應速率的方法:首先看單位是否統(tǒng)一,若不統(tǒng)

2、一,換算成相同的單位;再將不同物質表示的速率換算成同一物質表示的速率,再比較數(shù)值的大小。2.影響化學反應速率的因素 影響反應速率的因素規(guī)律內因反應物的性質反應物性質越活潑,反應速率越快外因反應物的濃度增大反應物濃度,反應速率增大;降低反應物濃度,反應速率減小反應溫度升高溫度,反應速率增大;降低溫度,反應速率減小反應時的壓強(有氣體參與的反應)增大壓強,反應速率增大;減小壓強,反應速率減小催化劑催化劑可以顯著改變反應速率其他固體表面積增大,反應速率增大(1)對于有固體或純液體參加的化學反應,改變它們的量不會引起濃度的變化,對反應速率基本無影響。例如:C(s)+CO2(g) = 2CO(g),增加

3、C的量,對此反應的反應速率無影響(當然,這里不考慮固體表面積、顆粒大小等的變化)。(2)對于有氣體參加的反應,增大壓強(減小容器容積)相當于增大反應物的濃度,反應速率增大;減小壓強(增大容器容積)相當于減小反應物的濃度,反應速率減小。典例1某溫度時,2NO(g)+O2(g) = 2NO2(g)反應2 s后,NO的濃度減少了0.06 molL-1,則以O2表示該時段的化學反應速率是()A.0.03 molL-1s-1B.0.015 molL-1s-1C.0.12 molL-1s-1D.0.06 molL-1s-1答案 B解析 通常用單位時間內反應物濃度的減少量或生成物濃度的增加量(均取正值)來表

4、示化學反應速率。根據(jù)反應2 s內NO的濃度典例2化學反應速率的大小主要取決于()A.反應的溫度B.是否使用催化劑C.反應物的性質D.反應物的濃度答案 C解析 影響化學反應速率的主要因素是反應物本身的性質,濃度、溫度、壓強和催化劑是影響化學反應速率的重要因素,但不是決定性因素。故選C。典例3(2019年浙江6月學考)在不同條件下進行過氧化氫分解實驗,有關數(shù)據(jù)如下。四組實驗中,收集相同體積(折算成標準狀況)的氧氣,所需時間最短的一組是()實驗條件組別ABCD過氧化氫溶液體積/mL10101010過氧化氫溶液質量分數(shù)6%6%3%6%溫度/20404040MnO2質量/g0.050.050.050答案

5、 B解析 對比四組實驗,B實驗中溫度及反應物濃度最高,并且加入了催化劑,所以B選項正確。二、化學反應的限度1.可逆反應(1)定義:在同一條件下,既能向正反應方向進行,同時又能向逆反應方向進行的反應。(2)特點 2.化學反應的限度與轉化率(1)化學反應的限度:化學平衡狀態(tài)是可逆反應在一定條件下所能達到或完成的最大程度,即該反應進行的限度。3.化學平衡狀態(tài)(1)化學平衡的建立過程類別反應開始時反應進行時達到平衡時c(反應物)最大減小不再變化c(生成物)0增大不再變化v(正)最大減小v(正)=v(逆)v(逆)0增大(2)定義:可逆反應在一定條件下進行到一定程度時,正反應速率與逆反應速率相等,反應物的

6、濃度和生成物的濃度都不再改變,達到一種動態(tài)平衡,稱為化學平衡狀態(tài)。(3)特征:逆:討論對象為可逆反應;等:達到平衡狀態(tài)時,同一物質的消耗速率與生成速率相等,即v(正)=v(逆);動:達到平衡狀態(tài)時,化學反應并沒有停止,即v(正)=v(逆)0;定:達到平衡狀態(tài)時,反應物的濃度和生成物的濃度都不再改變;變:當外界條件(如濃度、溫度、壓強等)發(fā)生改變時,原化學平衡會被破壞,一段時間后達到新的化學平衡。典例4(2021年浙江1月學考)取50 mL過氧化氫水溶液,在少量I-存在下分解:2H2O2 = 2H2O+O2。在一定溫度下,測得O2的放出量,轉換成H2O2濃度(c),如下表:下列說法不正確的是()

7、A.反應20 min時,測得O2體積為224 mL(標準狀況),則a=0.40B.4060 min時,消耗H2O2的平均速率為0.005 0 molL-1min-1 C.第30 min時的瞬時速率小于第70 min時的瞬時速率D.過氧化氫酶對H2O2分解也有催化作用t/min020406080c/(molL-1)0.80a0.200.100.050答案 C 典例5(2021年浙江7月學考)一定溫度下,在2 L容積不變的密閉容器中發(fā)生反應:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)。反應過程中部分數(shù)據(jù)如下:下列說法不正確的是()A.使用催化劑是為了增大反應速率B.05 min內,用SO2表示的平

8、均反應速率為0.036 molL-1min-1C.容器內氣體壓強保持不變,說明反應已達到平衡狀態(tài)D. 5 min時,SO2的轉化率已達到該條件下的最大值t/minn/moln(SO2)n(O2)n(SO3)00.20.2050.18100.02答案 B解析 使用催化劑是為了增大反應速率,縮短到達平衡的時間,A正確;05 min內生成0.18 mol三氧化硫,根據(jù)化學方程式可知消耗0.18 mol二氧化硫,用SO2表示的平均反應速率為 =0.018 molL-1min-1,B錯誤;正反應是體積減小的反應,容器內氣體壓強保持不變,說明反應已達到平衡狀態(tài),C正確;5 min時剩余二氧化硫是0.2 m

9、ol-0.018 mol=0.02 mol,與10 min時剩余二氧化硫的物質的量相等,這說明5 min時反應已經(jīng)達到平衡狀態(tài),SO2的轉化率已達到該條件下的最大值,D正確;答案選B。典例6(2018年浙江4月學考,改編)已知N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)正反應放熱,若該反應在恒壓絕熱容器中發(fā)生,下列選項表明反應一定已達平衡狀態(tài)的是()A.容器內的溫度不再變化B.容器內的壓強不再變化C.相同時間內,斷開HH的數(shù)目和生成NH的數(shù)目相等D.容器內氣體的濃度c(N2)c(H2)c(NH3)=132答案 A解析 正反應為放熱反應,在絕熱容器中發(fā)生該反應,容器內溫度會隨著反應的進行而不斷升高,

10、當溫度不再變化時表示已達平衡,A正確;在恒壓容器中的反應,無論是否達到平衡,容器內壓強均恒定不變,B不正確;斷開HH和生成NH均表示該反應正向進行,C不正確;各物質的濃度之比并不能表示物質的濃度已不再變化,D不正確。故選A。三、化學反應條件的控制1.控制反應條件的目的(1)促進有利的化學反應(提高反應速率、提高原料利用率)。(2)抑制有害的化學反應(降低反應速率、控制副反應的發(fā)生、減小甚至消除有害物質的產(chǎn)生)。2.控制反應條件的原則在化工生產(chǎn)中,為了提高反應進行的程度而調控反應條件時,需要考慮控制反應條件的成本和實際可能性。3.控制反應條件的方法(1)通過改變溫度、濃度、氣體壓強、催化劑等條件

11、,改變化學反應的速率。(2)通過改變溫度、濃度、氣體壓強等條件,改變可逆反應進行的限度。典例7(2020年浙江7月學考)恒溫恒壓下,在起始容積為10 L的密閉容器中發(fā)生反應:A(g)+2B(g) 3C(g)。反應過程中的部分數(shù)據(jù)如上表。下列說法正確的是()A.容器內氣體密度不變,標志著反應已達到平衡狀態(tài)B.510 min內,用C表示的平均反應速率為0.012 molL-1min-1C.5 min時,A的物質的量濃度為1.6 molL-1D.反應達到平衡后充入少量氦氣(不參與反應),正反應速率減小,逆反應速率增大t/minn/moln(A)n(B)n(C)02.03.2052.4101.8答案

12、B 解析 A(g)+2B(g) 3C(g)起始/mol2.03.2 05 min/mol1.62.4 1.210 min/mol1.42.0 1.8氣體密度= ,在恒壓密閉容器中,對于反應前后氣體分子數(shù)不變的反應,容器體積始終不變,容器內氣體密度也始終不變,A不正確;510 min內C的濃度變化量為0.06 molL-1,則用C表示的化學反應速率為 =0.012 molL-1min-1,B正確;5 min時A的物質的量為1.6 mol,則A的濃度為0.16 molL-1,C不正確;恒壓條件下通入惰性氣體,則容器體積增大,因此正、逆反應速率均減小,D不正確。故選B。典例8工業(yè)制硫酸中的一步重要反應是SO2在400500 下的催化氧化:2SO2+O2 2SO3,這是一個正反應放熱的可逆反應。如果反應在密閉容器中進行,下列