高三復習專題化學反應速率及其影響因素

關于高三復習專題化學反應速率及其影響因素第一頁，共三十五頁，2022年，8月28日知識框架反應速率和化學平衡第二頁，共三十五頁，2022年，8月28日考綱要求（1）了解化學反應速率的概念及其定量表示方法。（2）了解催化劑在生產、生活和科學研究領域中的重大作用。（3）了解焓變和熵變是與反應方向有關的兩種因素。（4）了解化學反應的可逆性。（5）了解化學平衡建立的過程。理解化學平衡常數(shù)的含義，能夠利用化學平衡常數(shù)進行簡單的計算。（6）理解外界條件（濃度、溫度、壓強、催化劑等）對反應速率和化學平衡的影響，認識其一般規(guī)律。（7）了解化學反應速率和化學平衡的調控在生活、生產和科學研究領域中的重要作用。第三頁，共三十五頁，2022年，8月28日一、化學反應速率1.定義：2.表示方法：3.數(shù)學表達式：△cv=t4.單位：衡量化學反應進行的快慢程度的物理量通常用單位時間內反應物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。mol/(L·s)或mol/(L·min)或mol·L-1·h-1第四頁，共三十五頁，2022年，8月28日化學反應速率注意幾點★

1.反應速率是指某一時間間隔內的平均反應速率，而不是某一時刻的瞬時速率；★

2.同一化學反應的反應速率用不同的物質來表示，可能有不同的速率值，但表示的物理意義完全相同。等價速率★3.用不同的物質來表示的同一化學反應的反應速率之比，等于化學方程式的計量系數(shù)之比。對于反應：aA+bB=cC+dD比例關系：

v(A)：v(B)：v(C)：v(D)=a：b：c：d等式關系：1a1b1c1dV(A)V(B)V(C)V(D)===★

4.比較同一反應在不同條件下的反應速率時，應：

①統(tǒng)一基準物質；②統(tǒng)一單位。第五頁，共三十五頁，2022年，8月28日【例1】反應A+3B=2C+2D在四種不同情況下的反應速率分別為:①v(A)=0.15mol/(L·s);②v(B)=0.6mol/(L·s)③v(C)=24mol/(L·min);④v(D)=0.45mol/(L·s)則該反應進行的快慢順序為

。④>③=②>①【例2】在2L容器中，發(fā)生3A+B=2C的反應，若最初加入的A和B均為4mol，A的平均反應速率為0.12mol/(L·s)，則10s后容器內的B物質是()A.2.8molB.1.6molC.3.2mol

C典型例題解析第六頁，共三十五頁，2022年，8月28日典型例題解析【例3】某溫度時，在2L容器中X、Y、Z三種物質的物質的量隨時間的變化曲線如右圖所示，由圖中數(shù)據(jù)分析，該反應的化學方程式為：

。反應開始至2min，Z的平均反應速率為

。

n/molt/min1230.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01.11.23X+Y2Z0.05mol/(L·min)YXZ由圖象求化學方程式一般應解決三個問題：1.確定反應物和生成物（根據(jù)曲線的斜率）；2.反應物和生成物前的系數(shù)

（根據(jù)同一時間內濃度的變化量）；3.反應可逆與否

（觀察最后濃度是否隨時間的變化而變化，即是否具有與x軸平行的直線存在）。第七頁，共三十五頁，2022年，8月28日【例4】

（2010福建卷）化合物Bilirubin在一定波長的光照射下發(fā)生分解反應，反應物嘗試隨反應時間變化如右圖所示，計算反應4~8min間的平均反應速率和推測反應16min反應物的濃度，結果應是A2.5μmol·L-1·min-1和

2.0μmol·L-1B2.5μmol·L-1·min-1和

2.5μmol·L-1C3.0μmol·L-1·min-1和

3.0μmol·L-1D5.0μmol·L-1·min-1和

3.0μmol·L-1B·L第八頁，共三十五頁，2022年，8月28日二、影響化學反應速率的因素決定因素：參加化學反應的物質的性質（即反應物的本性）影響因素：當其他條件不變時1.濃度的影響：增加反應物的濃度可以加快化學反應速率；降低反應物的濃度，可以減慢化學反應速率。2.壓強的影響：（僅適用于有氣體參加的反應）增加體系的壓強，可以加快化學反應速率；降低體系的壓強，可以減慢化學反應速率3.溫度的影響：升高體系的溫度可以加快化學反應速率；降低體系的溫度，可以減慢化學反應速率。4.催化劑的影響：使用正催化劑可以加快化學反應速率；使用負催化劑，可以減慢化學反應速率。5.其他因素的影響：如：光、固體顆粒大小、溶劑等第九頁，共三十五頁，2022年，8月28日特別提醒1.濃度問題（1）若增加一種物質的濃度（無論是反應物或是生成物），反應速率總是加快，反之則減慢。（2）固體（或純液體）的濃度視為常數(shù)，增加或減少固體（或純液體）的量，化學反應速率和化學平衡均不改變；故不能用它表示反應速率。但固體的顆粒越小，反應速率越快。第十頁，共三十五頁，2022年，8月28日特別提醒2.壓強問題

壓強的改變必須是對氣體物質的量濃度產生影響而不是外表上的升高或不變。（1）對于有氣體參加和生成的化學反應，增大壓強，體積縮小，氣體物質的濃度增大，無論是正反應速率或是逆反應速率均增大；（2）壓強對平衡體系中氣體的系數(shù)大的方向影響的幅度大；（3）氣體體系中每一種物質的濃度均增大一倍，相當于各種物質的物質的量不變，而體系體積縮小一半，即相當于“加壓”了。第十一頁，共三十五頁，2022年，8月28日（4）恒容條件下，充入反應無關氣體（惰氣），容器總壓盡管增大了，但與反應有關的氣體各自的分壓不變，各自的濃度也不變，故反應速度不變，化學平衡不移動。（5）善于辯認“真”“假”壓強改變，即沒有氣態(tài)物質濃度改變的壓強變化是“假”的；非反應氣體對反應速率的影響N2、H2

、NH3HeC減小V減小N2、H2

、NH3HeC不變V不影響第十二頁，共三十五頁，2022年，8月28日（1）升高溫度，無論是放熱反應或是吸熱反應（正、逆反應），速率都加快，但溫度對吸熱方向影響的幅度大（即升溫加快的幅度大，降溫下降的幅度大）；（2）溫度每升高10℃，反應速率就提高到原來的2~4倍。3.溫度問題特別提醒Vt=V始×(2～4)△T/10第十三頁，共三十五頁，2022年，8月28日4.催化劑問題特別提醒（1）催化劑在化學反應前后質量不變，化學性質不變，物理性質可能發(fā)生改變。（2）催化劑能同等程度的改變正、逆反應的反應速率，因而對化學平衡無影響，不能改變反應物的轉化率和生成物的總產量。（3）催化劑參加化學反應，改變了反應進行的途徑，因而大大降低了反應的活化能，大大增大了活化分子百分數(shù)。第十四頁，共三十五頁，2022年，8月28日影響化學反應速率外因很多物質間接觸面大小接觸機會的多少（互溶性）原電池的形成各種能量因素

第十五頁，共三十五頁，2022年，8月28日例在密閉容器里，通入xmol氫氣和ymol碘蒸氣，改變下列條件，反應速率如何改變？（填“增大”或“減小”或“不變”）（1）升高溫度()

（2）加入催化劑()

（3）保持容器的容積不變，充入更多的氫氣()

（4）擴大容器的體積()

（5）保持容器的容積不變，通入氖氣()（6）保持壓強不變充入Ne()增大增大增大減小不變減小第十六頁，共三十五頁，2022年，8月28日（1）有效碰撞：反應物分子間必須相互碰撞才有可能發(fā)生反應，但不是每次碰撞都能發(fā)生反應，能發(fā)生反應的碰撞稱為有效碰撞。有效碰撞必須滿足兩個條件：一是發(fā)生碰撞的分子具有較高的能量；二是分子在一定的方向上發(fā)生碰撞。（2）活化分子：（3）活化分子百分數(shù)：在化學反應中，能量較高，有可能發(fā)生有效碰撞的分子稱為活化分子。指活化分子在反應物分子中所占的百分數(shù)。三、有效碰撞理論第十七頁，共三十五頁，2022年，8月28日（4）有效碰撞的碰撞角度：（5）活化能：是指活化分子的平均能量與普通反應物分子的平均能量的差值。足夠的能量和恰當?shù)呐鲎步嵌茸⒁猓篴.活化分子的碰撞不一定都是有效碰撞；b.活化分子數(shù)越多，有效碰撞次數(shù)就越多，反應速率就越快。E反應物E生成物E活化分子第十八頁，共三十五頁，2022年，8月28日外界條件改變單位體積內分子總數(shù)反應的活化能活化分子百分數(shù)單位體積內活化分子總數(shù)有效碰撞次數(shù)化學反應速率增大反應物濃度增大氣體反應壓強升高溫度使用催化劑增大不變增多加快增大不變增多加快不變增大增多加快不變增多增多增多增多增大不變不變不變降低增多加快第十九頁，共三十五頁，2022年，8月28日①冒氣泡的快慢②顏色變化的快慢③固體溶解的快慢④渾濁程度⑤溫度變化的快慢等1.定性觀察化學反應速率的方法四、化學反應速率的測定方法第二十頁，共三十五頁，2022年，8月28日2.化學反應速率的實驗測定可通過觀察和測量體系中的某一物質的相關性質，再進行適當?shù)霓D換和計算。例1：2H2O2=2H2O+O2↑可測量一定溫度和壓強下釋放出來的氣體的體積例2：有些物質有顏色，隨著反應的進行，溶液的顏色不斷地變化，可以用比色的方法測定溶液的顏色的深淺，再根據(jù)物質音顏色與濃度的關系，換算成物質在不同時刻的濃度。第二十一頁，共三十五頁，2022年，8月28日CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O實驗：CaCO3與稀鹽酸反應速率的測定實驗藥品：5g大理石、2mol/L的鹽酸V(H2)實驗原理：測定生成的CO2的體積隨時間的變化組裝好實驗裝置稱取5g大理石量取20mL2mol/L

鹽酸倒入錐形瓶中將大理石投入錐形瓶中，立刻塞好橡皮塞每30min鐘測定注射器中收集的CO2的體積，至反應結束。將所得數(shù)據(jù)繪成曲線實驗步驟：實驗儀器：量筒,帶塞的錐形瓶，注射器，秒表第二十二頁，共三十五頁，2022年，8月28日時間(s)

V(CO2)mL306090120150180210240270300實數(shù)據(jù)記錄及數(shù)據(jù)處理第二十三頁，共三十五頁，2022年，8月28日C【例6】已知某反應溫度每升高10℃，反應速率增大為原來的3倍，在10℃時完成該反應的10%需要81min,將溫度提高到50℃，完成該反應的10%需要時間

s。60典型例題解析【例5】pH相同,體積也相同的鹽酸與醋酸溶液,分別同時與過量的鋅粒(大小相同)反應,正確的描述為（）

A.開始時產生氫氣的速率：v(HCl)＞v(CH3COOH)B.開始時產生氫氣的速率：v(HCl)＜v(CH3COOH)C.經過7秒鐘產生氫氣的速率：v(CH3COOH)＞v(HCl)D.最終產生氫氣的量：n(HCl)==n(CH3COOH)第二十四頁，共三十五頁，2022年，8月28日ACDH【例７】第二十五頁，共三十五頁，2022年，8月28日【例8】如Zn與足量鹽酸的反應，反應速率隨時間的變化出現(xiàn)如下情況，請解釋原因。

【例9】已知：5H2O2+2KMnO4＋3H2SO4＝K2SO4＋5O2↑＋MnSO4＋5H2O當H2O2與酸化的KMnO4溶液混和時，開始放出O2速率很慢，一會兒后產生O2速率很迅速，經測定容器中溫度變化不大，請解釋此現(xiàn)象

第二十六頁，共三十五頁，2022年，8月28日

【例10】已知氯酸鉀和亞硫酸氫鈉發(fā)生氧化還原反應時，生成－1價的氯和＋6價的硫的化合物，反應速率v和反應時間t的關系如右圖所示．已知這個反應速率隨溶液中氫離子濃度增大而加快。試解釋：（1）為什么開始時反應速率加快？（2）為什么反應進行到一定程度后又減慢？反應開始時，產生H＋，使c(H＋)增加，ClO3－氧化性增強，故開始時反應速率增加隨著反應的不斷進行，c（ClO3－）不斷減小，故反應速率減小。第二十七頁，共三十五頁，2022年，8月28日11(2008上海)等質量的鐵與過量的鹽酸在不同的試驗條件下進行反應，測定在不同時間t產生氫氣體積v的數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)繪制得到圖1，則曲線a、b、c、d所對應的試驗組別可能是（）A．4-3-2-1 B．1-2-3-4 C．3-4-2-1 D．1-2-4-3AC第二十八頁，共三十五頁，2022年，8月28日【例12】在2L密閉容器中充有2molSO2和一定量的O2，發(fā)生下列反應：2SO2＋O22SO2，當反應進行到4min時，測得此時SO2為0.4mol，若反應進行到2min時，密閉容器中SO2的物質的量是（）

A．1.6molB．1.2molC．大于1.6molD．小于l.2mol第二十九頁，共三十五頁，2022年，8月28日

【例13】丙酮和碘在酸性溶液中發(fā)生以下反應：CH3COCH3+I2→CH3COCH2I+H++I－，25℃時，該反應速率由下列經驗公式決定：V＝k·c(CH3COCH3)·c(H+)，（式中k為速率常數(shù)，k＝2.73×10－5L.mol-1.s-1）。（1）己知剛開始時c(CH3COCH3)＝0.1mol/L，c(H+)＝0.01mol/L,c(I2)＝0.01mol/L,問25℃時，當溶液中的I2反應掉一半時，反應速率比剛開始時是快或是慢?（2）試分析該反應的速率變化情況。剛開始時V1=2.73×10－5×0.1×0.01＝2.73×10－8(mol/L·s)I2反應掉一半時,c(CH3COCH3)＝0.1－0.01/2＝0.095(mol/L)c(H+)＝0.01＋0.01/2＝0.015(mol/L)V2=2.73×10－5×0.095×0.015＝3.89×10－8(mol/L·s)∴V2＞V1第三十頁，共三十五頁，2022年，8月28日

【例14】在錐形瓶X中放有顆粒狀碳酸鈣10g，在Y錐形瓶中放入10g粉末狀碳酸鈣，然后各向兩個瓶中倒入50mL1mol/L的鹽酸，下列各圖（W為錐形瓶中減少的質量，t為時間）能正確表示該實驗結果的是（）第三十一頁，共三十五頁，2022年，8月28日

【例15】稱取三份鋅粉分盛三支試管中，按下列要求另加物質后，塞上導管塞子，定時測得生成氫氣體積。試管甲加