高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 7.1化學(xué)反應(yīng)速率及影響因素課件.ppt

教材案 考綱解讀 第1講化學(xué)反應(yīng)速率及影響因素 一 化學(xué)反應(yīng)速率 1 定義 表示化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢的量 通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物或生成物的濃度 常用 物質(zhì)的量濃度 變化來表示 其表達(dá)式為v 2 單位 mol l 1 s 1或mol l 1 min 1等 3 特點(diǎn) 同一反應(yīng) 相同狀態(tài)的物質(zhì) 用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率之比等于其化學(xué)計(jì)量數(shù)之比 如ma g nb g py g qz g v a v b v y v z m n p q 特別提醒 1 化學(xué)反應(yīng)速率是一段時(shí)間內(nèi)的平均值 且無論用反應(yīng)物還是用生成物表示均取正值 而瞬時(shí)速率可由物質(zhì)的濃度隨時(shí)間的變化曲線通過數(shù)學(xué)方法得到 2 在一定溫度下 對于固體和純液體物質(zhì) 單位體積的物質(zhì)的量保持不變 其物質(zhì)的量濃度也為常數(shù) 則它們的化學(xué)反應(yīng)速率視為常數(shù) 因此一般不用固體和純液體物質(zhì)表示化學(xué)反應(yīng)速率 3 同一化學(xué)反應(yīng) 相同條件下用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率 其數(shù)值可能不同 但表示的意義相同 即一種物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率也就代表了整個(gè)化學(xué)反應(yīng)速率 而且描述化學(xué)反應(yīng)速率時(shí)應(yīng)指明物質(zhì) 答案 2mol l 1 min 1 互動(dòng)探究1已知反應(yīng) a 3b2c d 在某段時(shí)間內(nèi)以a的濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率為1mol l 1 min 1 則此段時(shí)間內(nèi)以c的濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率是多少 1 測定原理 測量化學(xué)反應(yīng)速率的方法主要圍繞著時(shí)間和物質(zhì)的量展開 時(shí)間 在規(guī)定時(shí)間內(nèi)測變化量 或測一定變化量所需的時(shí)間 物質(zhì)的量 濃度的變化 氣體體積的變化 質(zhì)量的變化等 2 測定方法 1 根據(jù)顏色變化 在溶液中 當(dāng)反應(yīng)物或產(chǎn)物本身有較明顯的顏色時(shí) 可利用顏色深淺和顯色物質(zhì)濃度間的正比關(guān)系來跟蹤反 二 化學(xué)反應(yīng)速率的測定 應(yīng)的過程和測量反應(yīng)速率 2 根據(jù)釋放出氣體的體積 2g鋅粒分別與40ml1mol l 1h2so4溶液和40ml4mol l 1h2so4溶液反應(yīng) 后者所用時(shí)間較短 說明后者比前者反應(yīng)速率 快 中學(xué)階段最常采用的就是量氣法 而對于有固體或液體質(zhì)量變化的反應(yīng) 可用其質(zhì)量變化來測定 對于有導(dǎo)電物質(zhì)產(chǎn)生或消耗的反應(yīng) 可用導(dǎo)電能力來測定 對于有酸或堿生成或消耗的反應(yīng) 可用酸堿指示劑變色來測 定 或利用ph計(jì)跟蹤測量 三 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 1 內(nèi)因 主要因素 反應(yīng)物本身的 性質(zhì) 如金屬與水反應(yīng)的速率 na mg al 2 外因 其他條件不變 改變一個(gè)條件 1 濃度 對有氣體參加的反應(yīng)或在溶液中發(fā)生的反應(yīng)產(chǎn)生影響 在其他條件不變時(shí)都符合 濃 快稀 慢 的原理 一般來講 增加反應(yīng)氣體或溶液的濃度可加快反應(yīng)速率 固體和純液體的濃度視為常數(shù) 其量的改變不影響反應(yīng)速率 2 壓強(qiáng) 壓強(qiáng)對反應(yīng)速率的影響 關(guān)鍵是看改變壓強(qiáng)時(shí)是否改變相關(guān)物質(zhì)的濃度 對于有氣體參加的反應(yīng)體系 壓強(qiáng)的改變實(shí)質(zhì)是氣體物質(zhì) 濃度的改變 有以下幾種情況 恒溫 增大壓強(qiáng)體積減小濃度增大 反應(yīng)速率加快 恒容 充入氣體反應(yīng)物濃度增大反應(yīng)速率增大 充入稀有氣體總壓增大 但各物質(zhì)濃度不變反應(yīng)速率不變 恒壓 充入稀有氣體體積增大各反應(yīng)物濃度減小反應(yīng)速率減小 3 溫度 實(shí)驗(yàn)測得 對于溶液中的反應(yīng) 溫度每升高10k 反應(yīng)速率增大到原來的2 4倍 特別提醒 升高溫度 無論是吸熱反應(yīng) 還是放熱反應(yīng) 反應(yīng)速率都增大 4 催化劑 當(dāng)使用催化劑時(shí) 反應(yīng)的活化能ea降低 從而使反應(yīng)速率增大 特別提醒 催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)速率 增大或減小 但不能使 本來不會(huì)發(fā)生的反應(yīng)變?yōu)榭梢园l(fā)生 對可逆反應(yīng)來說 正反應(yīng)的催化劑同時(shí)也是逆反應(yīng)的催化劑 催化劑同等程度地改變正 逆反應(yīng)速率 對化學(xué)平衡狀態(tài)無影響 生產(chǎn)過程中使用催化劑主要是為了提高生產(chǎn)效率 5 其他因素 反應(yīng)物顆粒大小 接觸面積 是否構(gòu)成原電池 超聲波 擴(kuò)散速度 溶劑 光等 3 外因影響化學(xué)反應(yīng)速率的理論解釋 活化分子有效碰撞理論 影響化學(xué)反應(yīng)速率實(shí)際是通過影響單位體積內(nèi)活化分 子的數(shù)量 增加 或減少 有效碰撞次數(shù)來實(shí)現(xiàn)的 具有足夠高能量的分子 能發(fā)生有效碰撞 稱活化分子 能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞是有效碰撞 活化分子是發(fā)生有效碰撞的必要條件 而有效碰撞是活化分子的充分條件 活化分子有效碰撞理論對濃度 壓強(qiáng) 溫度 升高溫度 分子熱運(yùn)動(dòng)也加劇 催化劑等對化學(xué)反應(yīng)速率的影響的解釋如圖1和圖2 答案 一定溫度時(shí) 往一定容積的容器內(nèi)加入某種不參與反應(yīng)的氣體 反應(yīng)速率不變 在一定溫度 一定壓強(qiáng)的容器中加入某種不參與反應(yīng)的氣體 相當(dāng)于減小了反應(yīng)物的濃度 反應(yīng)速率減小 互動(dòng)探究2對于有氣體參加的反應(yīng)來說 一定溫度時(shí) 往一定容積的容器內(nèi)加入某種不參與反應(yīng)的氣體 反應(yīng)速率是否發(fā)生變化 在一定溫度 一定壓強(qiáng)的容器中加入某種不參與反應(yīng)的氣體 反應(yīng)速率是否又發(fā)生變化 考點(diǎn)透析 考點(diǎn)1化學(xué)反應(yīng)速率的比較 典例1對于反應(yīng)a2 g 3b2 g 2c g 來說 以下表示的化學(xué)反應(yīng)速率中 反應(yīng)最快的是 a v b2 0 8mol l 1 s 1 b v a2 0 4mol l 1 s 1 c v c 0 6mol l 1 s 1 d v b2 42mol l 1 min 1 解析 以v b2 為標(biāo)準(zhǔn) b項(xiàng)相當(dāng)于v b2 1 2mol l 1 s 1 c項(xiàng)相當(dāng)于v b2 0 9mol l 1 s 1 d項(xiàng)相當(dāng)于v b2 0 7mol l 1 s 1 答案 b 再換算成同一物質(zhì)表示的速率 最后比較數(shù)值的大小 僅限于相同條件和相同時(shí)間段 方法2 比較化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計(jì)量數(shù)的比值 即對于一般反應(yīng) aa bbcc dd 比較與 若 則v a v b 技能歸納 由于同一化學(xué)反應(yīng)速率用不同物質(zhì)表示時(shí) 數(shù)值可能不同 所以比較反應(yīng)的快慢不能只看數(shù)值的大小 而要進(jìn)行一定的轉(zhuǎn)化 方法1 看單位是否統(tǒng)一 若不統(tǒng)一 換算成相同的單位 1 反應(yīng)a g 3b g 2c g 2d g 在四種不同情況下的反應(yīng)速率如下 其中表示反應(yīng)速率最快的是 a v a 0 15mol l 1 min 1 b v b 0 01mol l 1 s 1 c v c 0 40mol l 1 min 1 d v d 0 45mol l 1 min 1 學(xué)以致用 解析 對同一化學(xué)反應(yīng)而言 可以用不同的物質(zhì)表示其速率 比較化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢時(shí)需用同一種物質(zhì)表示不同條件下的反應(yīng)速率 其計(jì)算依據(jù)是不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率之比等于各物質(zhì)的計(jì)量數(shù)之比 根據(jù)v a v b v c v d 1 3 2 2 轉(zhuǎn)化為用a的濃度變化表示的反應(yīng)速率為a項(xiàng) v a 0 15mol l 1 min 1 b項(xiàng) v a 0 20mol l 1 min 1 c項(xiàng) v a 0 20mol l 1 min 1 d項(xiàng) v a 0 225mol l 1 min 1 故反應(yīng)速率的快慢順序?yàn)閐 c b a 故選d項(xiàng) 答案 d 考點(diǎn)2化學(xué)反應(yīng)速率的基本計(jì)算 典例2某溫度時(shí) 在2l容器中 x y z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如圖所示 由圖中數(shù)據(jù)分析 該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 反應(yīng)開始至2min 用z表示的平均反應(yīng)速率為 解析 由圖可知 x y的物質(zhì)的量隨反應(yīng)的進(jìn)行而減小 z的物質(zhì)的量隨反應(yīng)的進(jìn)行而增大 則x和y為反應(yīng)物 z為生成物 n x 1 0mol 0 7mol 0 3mol n y 1 0mol 0 9mol 0 1mol n z 0 2mol 0 0 2mol 反應(yīng)的化學(xué)方程式為3x y2z v z 0 05mol l 1 min 1 答案 3x y2z 0 05mol l 1 min 1 技能歸納 利用化學(xué)反應(yīng)速率的定義計(jì)算時(shí) 必須注意分子為反應(yīng)前后同一種物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度的變化 而且不能取負(fù)值 只能取絕對值 分母是反應(yīng)所需時(shí)間 化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算有如下幾種基本類型 已知始量 終量和時(shí)間 求速率 求出濃度的差量 再除以時(shí)間即可 然后再利用化學(xué)反應(yīng)中 各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于它們的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比這一規(guī)律進(jìn)行計(jì)算 通過濃度 或物質(zhì)的量 時(shí)間曲線求速率 根據(jù)曲線 注意坐標(biāo)及其單位 即可求出速率 2 將nh4br固體置于密閉容器中 在某溫度下 發(fā)生下列可逆反應(yīng) nh4br s nh3 g hbr g 2hbr g br2 g h2 g 2min后 測得c h2 0 5mol l 1 c hbr 4mol l 1 若上述反應(yīng)速率用v nh3 表示 其值為 a 0 5mol l 1 min 1b 2 5mol l 1 min 1 c 2mol l 1 min 1d 5mol l 1 min 1 學(xué)以致用 答案 b 考點(diǎn)3影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 典例3反應(yīng) n2 o22no在密閉容器中進(jìn)行 下列條件中能增大化學(xué)反應(yīng)速率的是 假設(shè)溫度不變 a 縮小體積使壓強(qiáng)增大 b 充入ne保持壓強(qiáng)不變 c 體積不變 充入ne使壓強(qiáng)增大 d 減小壓強(qiáng) 使體積增大 解析 題給反應(yīng)是氣體間的反應(yīng) 縮小體積 氣體的濃度增大 反應(yīng)速率增大 a項(xiàng)正確 充入ne保持壓強(qiáng)不變 必然使容器體積增大 反應(yīng)物濃度減小 反應(yīng)速率減小 b d項(xiàng)均錯(cuò)誤 保持體積不變 充入ne使壓強(qiáng)增大 反應(yīng)物濃度不變 反應(yīng)速率也不變 c項(xiàng)錯(cuò)誤 答案 a 學(xué)反應(yīng)速率一定改變 若有效氣體濃度無變化 則化學(xué)反應(yīng)速率不改變 技能歸納 分析改變壓強(qiáng)對化學(xué)反應(yīng)速率的影響時(shí) 關(guān)鍵是看有效氣體濃度是否有變化 若有效氣體濃度有變化 則化 3 在c s co2 g 2co g 反應(yīng)中 可使反應(yīng)速率增大的措施是 增大壓強(qiáng) 增加炭的量 通入co2 恒壓下充入n2 恒容下充入n2 通入co a b c d 學(xué)以致用 解析 根據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率的條件直接加以判斷 增大壓強(qiáng) 反應(yīng)速率加快 增加固體反應(yīng)物的量不能加快反應(yīng)速率 通入co2相當(dāng)于增大反應(yīng)物濃度 反應(yīng)速率加快 恒壓下充入n2 容器體積擴(kuò)大 氣體物質(zhì)的濃度減小 反應(yīng)速率減小 恒容下充入n2 參加反應(yīng)的各物質(zhì)濃度沒變 故反應(yīng)速率不變 通入co即增大生成物的濃度 最終使正 逆反應(yīng)速率都加快 答案 c 考點(diǎn)4有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的圖像 表 典例4把鎂條投入盛有鹽酸的敞口容器中 產(chǎn)生氫氣的速率變化如圖所示 下列因素中 影響反應(yīng)速率的是 鹽酸的濃度 鎂條的表面積 溶液的溫度 cl 的濃度 a b c d 解析 鎂條和鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的離子方程式為mg 2h mg2 h2 是鎂與酸中h 間的置換反應(yīng) 與cl 無關(guān) 故 不是影響該反應(yīng)速率的因素 在鎂條的表面有一層氧化膜 當(dāng)將鎂條投入鹽酸中時(shí) 隨著氧化膜的不斷溶解 鎂與鹽酸的接觸面積不斷增大 則產(chǎn)生氫氣的速率會(huì)加快 溶液的溫度對該反應(yīng)也有影響 溫度越高 產(chǎn)生氫氣的速率越快 隨著反應(yīng)的進(jìn)行 h 濃度不斷減小 則反應(yīng)速率逐漸減慢 答案 c 技能歸納 有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的圖像 表 題中的曲線變化以及表格數(shù)據(jù)較多 要從曲線變化和表中的數(shù)據(jù)加以對比分析 找出對解題有用的信息和數(shù)據(jù) 解答此類題 關(guān)鍵要在審清題意的基礎(chǔ)上 提煉出有效信息 并根據(jù)信息的指向解決問題 特別是速率與時(shí)間 或者濃度與時(shí)間 的變化曲線圖主要考查的是外因?qū)瘜W(xué)反應(yīng)速率的影響及折點(diǎn)處到底是哪個(gè)因素起主要作用影響了化學(xué)反應(yīng)速率 4 已知下列各組反應(yīng) 表中的物質(zhì)均為反應(yīng)物 的反應(yīng)物及溫度 則反應(yīng)開始時(shí) 放出h2的速率最快的是 學(xué)以致用 解析 本題考查了影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 反應(yīng)物的本身性質(zhì) 如硝酸與mg反應(yīng)生成氮的氧化物而不是h2 mg的金屬性比fe強(qiáng) 是影響化學(xué)反應(yīng)速率的決定因素 鹽酸濃度越大 溫度越高 化學(xué)反應(yīng)速率越快 放出h2的速率越快 答案 d 實(shí)驗(yàn)探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有很多 如濃度 壓強(qiáng) 溫度 催化劑等 它可通過實(shí)驗(yàn)來探究 示例 某探究小組用hno3與大理石反應(yīng)過程中質(zhì)量減小的方法 研究影響反應(yīng)速率的因素 所用hno3濃度為1 00mol l 1 2 00mol l 1 大理石有細(xì)顆粒與粗顆粒兩種規(guī)格 實(shí)驗(yàn)溫度為298k 308k 每次實(shí)驗(yàn)hno3的用量為25 0ml 大理石用量為10 00g 1 請完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表 并在實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊粰谥刑畛鰧?yīng)的實(shí)驗(yàn)編號 2 實(shí)驗(yàn) 中co2質(zhì)量隨時(shí)間變化的關(guān)系見下圖 解析 本題考查實(shí)驗(yàn)探究外界因素對反應(yīng)速率的影響及考生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理能力 hno3濃度減小一半 產(chǎn)生等量的co2所需的時(shí)間近似增加1倍 溫度升高10k 反應(yīng)速率近似增大2 4倍 產(chǎn)生等量的co2所需的時(shí)間也近似減少 大理石細(xì)顆粒也可加快反應(yīng)速率 3 請?jiān)谏蠄D中 畫出實(shí)驗(yàn) 和 中co2質(zhì)量隨時(shí)間變化關(guān)系的預(yù)期結(jié)果示意圖 答案 1 2 70 90s 生成co2的質(zhì)量為m co2 0 95g 0 85g 0