第七單元化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡,第1節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率及影響因素,考綱要求:1.了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念和定量表示方法。(宏觀辨識與微觀探析) 2.了解反應(yīng)活化能的概念,了解催化劑的重要作用。(宏觀辨識與微觀探析) 3.理解外界條件(濃度、溫度、壓強、催化劑等)對反應(yīng)速率的影響,能用相關(guān)理論解釋其一般規(guī)律。(科學(xué)探究與創(chuàng)新意識) 4.了解化學(xué)反應(yīng)速率的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用。(科學(xué)態(tài)度與社會責任),考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點三,化學(xué)反應(yīng)速率 1.表示方法 通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的 或生成物濃度的來表示。 2.數(shù)學(xué)表達式及單位 v=,單位為或等。 3.化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計量數(shù)的關(guān)系 對于已知反應(yīng):mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g),在同一段時間內(nèi),用不同物質(zhì)來表示該反應(yīng)速率,當單位相同時,反應(yīng)速率的數(shù)值之比等于這些物質(zhì)在化學(xué)方程式中的 之比。即v(A) v(B)v(C)v(D)=。如在一個2 L的容器中發(fā)生反應(yīng):3A(g)+B(g)=2C(g),加入2 mol A,1 s后剩余1.4 mol A,則v(A)= ,v(B)= ,v(C)= 。,減小,增大,molL-1min-1,molL-1s-1,化學(xué)計量數(shù),mnpq,0.3 molL-1s-1,0.1 molL-1s-1,0.2 molL-1s-1,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點三,自主練習(xí) 1.判斷正誤,正確的畫“”,錯誤的畫“”。 (1)對于任何化學(xué)反應(yīng)來說,反應(yīng)速率越大,反應(yīng)現(xiàn)象就越明顯 () (2)對于反應(yīng)4NH3+5O2 4NO+6H2O,v(NO)與v(O2)的關(guān)系為4v(NO)=5v(O2) () (3)可逆反應(yīng)達到平衡后,增大反應(yīng)物的濃度,正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速率減小 () (4)對有氣體參加的反應(yīng)體系,縮小容器體積,能夠增大活化分子的百分含量,所以反應(yīng)速率增大 (),考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點三,2.反應(yīng)4A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g),經(jīng)2 min后,B的濃度減少了0.6 molL-1。對此反應(yīng)速率的正確表示是() A.用A表示的反應(yīng)速率是0.8 molL-1s-1 B.分別用B、C、D表示的反應(yīng)速率,其比值是321 C.在2 min末時的反應(yīng)速率,用反應(yīng)物B來表示是0.3 molL-1min-1 D.在這2 min內(nèi)用B和C表示的反應(yīng)速率的值都是相同的,B,解析A物質(zhì)是固體,濃度視為常數(shù),不能用來表示反應(yīng)速率,A項錯誤;化學(xué)反應(yīng)速率之比等于相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比,B項正確;v(B)= molL-1min-1=0.3 molL-1min-1,該反應(yīng)速率是2 min內(nèi)的平均速率,不是2 min末的瞬時速率,C項錯誤;化學(xué)反應(yīng)速率之比等于對應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比,D項錯誤。,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點三,考向化學(xué)反應(yīng)速率的計算 例(2018陜西榆林模擬)將4 mol A氣體和2 mol B氣體在2 L的容器中混合,并在一定條件下發(fā)生反應(yīng)2A(g)+B(g) 2C(g),若經(jīng)2 s后測得C的濃度為0.6 molL-1,下列幾種說法不正確的是() 用物質(zhì)A表示的平均反應(yīng)速率為0.3 molL-1s-1 用物質(zhì)B表示的平均反應(yīng)速率為0.6 molL-1s-1 2 s時物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率為70% 2 s時物質(zhì)B的濃度為0.7 molL-1 A.B. C.D.,答案,解析,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點三,易錯警示(1)由 計算的反應(yīng)速率是一段時間內(nèi)的平均速率而不是瞬時速率,且無論用反應(yīng)物還是用生成物表示均取正值。 (2)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。 (3)固體或純液體其濃度保持不變(可視為常數(shù)),因此不用固體或純液體表示化學(xué)反應(yīng)速率。,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點三,歸納總結(jié)1.化學(xué)反應(yīng)中各物質(zhì)濃度的計算模式“三段式” (1)寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。 (2)找出各物質(zhì)的起始量、轉(zhuǎn)化量、某時刻量。 (3)根據(jù)已知條件列方程式計算。,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點三,2.化學(xué)反應(yīng)速率的比較方法 (1)看單位是否統(tǒng)一,若不統(tǒng)一,換算成相同的單位。 (2)換算成用同一物質(zhì)表示的反應(yīng)速率,再比較反應(yīng)速率的大小。 (3)比較化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計量數(shù)的比值,即對于一般反應(yīng)aA(g)+bB(g)=cC(g)+dD(g),比較 ,則用A表示的反應(yīng)速率比用B表示的反應(yīng)速率大。,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點三,對點演練 反應(yīng)A(g)+3B(g)=2C(g)+2D(g)在四種不同情況下的反應(yīng)速率分別為v(A)=0.45 molL-1s-1 v(B)=0.6 molL-1s-1v(C)=0.4 molL-1s-1v(D)=0.45 molL-1s-1。 下列有關(guān)反應(yīng)速率的比較中正確的是() A.=B.= C.D.,答案,解析,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點三,外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響 1.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),考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點三,(2)外因(其他條件不變,只改變一個條件)。,增大,減小,增大,減小,增大,減小,增大,接觸面積增大,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點三,2.理論解釋有效碰撞理論 (1)活化分子、活化能、有效碰撞 活化分子:能夠發(fā)生有效碰撞的分子。 活化能:如圖 圖中:E1為,使用催化劑時的活化能為,反應(yīng)熱為。(注:E2為逆反應(yīng)的活化能) 有效碰撞:活化分子之間能夠引發(fā)化學(xué)反應(yīng)的碰撞。,正反應(yīng)的活化能,E3,E1-E2,考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點三,(2)活化分子、有效碰撞與反應(yīng)速率的關(guān)系。,分子,總數(shù),百分數(shù),分子總數(shù),百分數(shù),考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點三,自主練習(xí) 1.判斷正誤,正確的畫“”,錯誤的畫“”。 (1)升高溫度時,不論正反應(yīng)是吸熱還是放熱,正、逆反應(yīng)的速率都增大 () (2)增大反應(yīng)物的濃度,能夠增大活化分子的百分含量,所以反應(yīng)速率增大 () (3)對可逆反應(yīng)FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl,增加氯化鉀的濃度,逆反應(yīng)速率加快 () (4)催化劑能降低反應(yīng)所需的活化能,H也會發(fā)生變化 () (5)溫度、催化劑能改變活化分子的百分數(shù) (),考點一,考點二,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點三,2.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)是制備硫酸的重要反應(yīng)。下列敘述正確的是() A.催化劑V2O5不改變該反應(yīng)的逆反應(yīng)速率 B.恒壓,通入稀有氣體,反應(yīng)速率不變 C.該反應(yīng)是放熱反應(yīng),降低溫度將縮短反應(yīng)達到平衡的時間 D.在t1、t2時刻,SO3(g)的濃度分別是c1、c2,則時間間隔t1t2內(nèi),SO2(g)消耗的平均速率為,解析催化劑可同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率,A項錯誤;恒壓下通入稀有氣體,反應(yīng)速率減小,B項錯誤;降低溫度可增大反應(yīng)限度,但反應(yīng)速率減小,達到平衡的時間延長,C項錯誤;v(SO2)=v(SO3)= ,D項正確。,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點一,考點二,考點三,考向影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 例下列說法中正確的是() A.已知t1 時,反應(yīng)C+CO2 2COH0的速率為v,若升高溫度則逆反應(yīng)速率減小 B.恒壓容器中發(fā)生反應(yīng)N2+O2 2NO,若在容器中充入He,正逆反應(yīng)的速率均不變 C.當一定量的鋅粉和過量的6 molL-1鹽酸反應(yīng)時,為了減慢反應(yīng)速率,又不影響產(chǎn)生H2的總量,可向反應(yīng)器中加入一些水或CH3COONa溶液或NaNO3溶液 D.對任何一個化學(xué)反應(yīng),溫度發(fā)生變化,化學(xué)反應(yīng)速率一定發(fā)生變化,答案,解析,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點一,考點二,考點三,易錯警示(1)由于固體和純液體的濃度可視為常數(shù),故改變其用量反應(yīng)速率不變。但當固體顆粒變小時,其表面積增大將導(dǎo)致反應(yīng)速率增大。 (2)壓強對化學(xué)反應(yīng)速率的影響是通過改變反應(yīng)物濃度實現(xiàn)的,所以,分析壓強的改變對反應(yīng)速率的影響時,要從反應(yīng)物濃度是否發(fā)生改變的角度來分析。若改變總壓強而各物質(zhì)的濃度不改變,則反應(yīng)速率不變。 (3)改變溫度、使用催化劑,反應(yīng)速率一定發(fā)生變化,其他外界因素改變,反應(yīng)速率是否發(fā)生變化要具體情況具體分析。 (4)其他條件一定,升高溫度,不論正反應(yīng)還是逆反應(yīng),不論放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng),反應(yīng)速率都要增大,只不過正逆反應(yīng)速率增加的程度不同。,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點一,考點二,考點三,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點一,考點二,考點三,對點演練 (2018福建廈門高三質(zhì)檢)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) H=-198 kJmol-1,在V2O5存在時,該反應(yīng)的機理為V2O5+SO2=2VO2+SO3(快)4VO2+O2=2V2O5(慢) 下列說法正確的是() A.反應(yīng)速率主要取決于V2O5的質(zhì)量 B.VO2是該反應(yīng)的催化劑 C.逆反應(yīng)的活化能大于198 kJmol-1 D.增大SO2的濃度可顯著提高反應(yīng)速率,答案,解析,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點一,考點二,考點三,化學(xué)反應(yīng)速率圖像及應(yīng)用 1.v-t圖像 分清正逆反應(yīng),分清各因素(濃度、溫度、壓強、催化劑等)對反應(yīng)速率和平衡移動的影響。對于反應(yīng)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)H<0,根據(jù)圖中反應(yīng)速率的變化填寫改變的條件: t1時,增大反應(yīng)物的濃度; t2時,; t3時,; t4時,; 小結(jié): (1)改變某一反應(yīng)物或生成物的濃度條件,圖像中一點保持連續(xù)。 (2)改變,兩點突變。 (3)使正逆反應(yīng)速率同等程度的增大而平衡不移動。,降低溫度,增大壓強,使用催化劑,溫度、壓強,使用催化劑,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點一,考點二,考點三,2.c(或n)-t圖像 分清反應(yīng)物和生成物,濃度減小的為反應(yīng)物,濃度增大的為生成物,分清消耗濃度和增加濃度,反應(yīng)物的消耗濃度和生成物的增加濃度之比,等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比。 某溫度時,在一個容積為2 L的密閉容器中,X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如圖所示。 則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為,前2 min內(nèi)v(X)=。,0.075 molL-1min-1,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點一,考點二,考點三,自主練習(xí) 1.Zn與足量鹽酸反應(yīng)的全程速率時間圖像中,為何AB段v漸增,BC段v漸小?,提示 AB段v漸增,因反應(yīng)為放熱反應(yīng),隨反應(yīng)的進行,溫度漸高,導(dǎo)致反應(yīng)速率漸大;BC段v漸小,則主要因為隨反應(yīng)的進行,溶液中c(H+)漸小,導(dǎo)致反應(yīng)速率漸小。,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點一,考點二,考點三,2.(2018河南開封模擬)外界其他條件相同,不同pH條件下,用濃度傳感器測得反應(yīng)2A+B=3D中產(chǎn)物D的濃度隨時間變化的關(guān)系如圖。則下列有關(guān)說法正確的是() A.pH=8.8時,升高溫度,反應(yīng)速率不變 B.保持外界條件不變,反應(yīng)一段時間后,pH越小,D的濃度越大 C.為了實驗取樣,可采用調(diào)節(jié)pH的方法迅速停止反應(yīng) D.減小外界壓強,反應(yīng)速率一定減小,答案,解析,考點一,考點二,考點三,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考向化學(xué)反應(yīng)速率的圖像分析 例(2018河南洛陽模擬)某密閉容器中充入等物質(zhì)的量的A和B,一定溫度下發(fā)生反應(yīng)A(g)+xB(g) 2C(g),達到平衡后,在不同的時間段,下列說法中正確的是() A.3040 min時該反應(yīng)使用了催化劑 B.化學(xué)方程式中的x=1,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng) C.30 min時降低溫度,40 min時升高溫度 D.8 min前A的平均反應(yīng)速率為0.08 molL-1min-1,答案,解析,考點一,考點二,考點三,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,思維建模解答速率圖像題的基本思路 (1)看面:搞清縱、橫坐標所代表的意義,并與有關(guān)的原理相聯(lián)系。 (2)看線:弄清線的走向、變化趨勢及線的陡與平所表示的含義。 (3)看點:弄清曲線上點的含義,特別是一些特殊點,如起點、終點、交點、折點、最高點、最低點。例如在濃度時間圖像上,一定要看清反應(yīng)至終點時反應(yīng)物的消耗量、生成物的增加量,并結(jié)合有關(guān)原理進行推理判斷。 (4)看變化趨勢:在速率時間圖像上,要注意看清曲線是連續(xù)的還是跳躍的,分清漸變和突變,大變和小變。例如,升高溫度,v(吸)大增,v(放)小增;增大反應(yīng)物濃度,v(正)突增,v(逆)漸增。,考點一,考點二,考點三,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,歸納總結(jié)利用“斷點”破譯化學(xué)反應(yīng)速率圖像 (1)當可逆反應(yīng)達到平衡后,若某一時刻外界條件發(fā)生改變,可能使速率時間圖像的曲線出現(xiàn)不連續(xù)的情況,即出現(xiàn)“斷點”。根據(jù)“斷點”前后的速率大小,即可對外界條件的變化情況作出判斷。如圖,t1時刻改變的條件可能是使用了催化劑或增大壓強(僅適用于反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變的反應(yīng))。,考點一,考點二,考點三,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,(2)常見含“斷點”的速率變化圖像分析。,考點一,考點二,考點三,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,考點一,考點二,考點三,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,對點演練 等質(zhì)量的鐵與過量的鹽酸在不同的實驗條件下進行反應(yīng),通過控制變量測得在不同時間(t)內(nèi)產(chǎn)生氣體體積(V)的數(shù)據(jù)如圖所示,根據(jù)圖示分析實驗條件,下列說法中一定不正確的是(),考點一,考點二,考點三,必備知識自主預(yù)診,關(guān)鍵能力考向突破,A.第4組實驗的反應(yīng)速率最慢 B.第1組實驗中鹽酸的濃度大于2.5 molL-1 C.第2組實驗中鹽酸的濃度等于2.5 molL-1 D.第3組實驗的反應(yīng)溫度低于30 ,答案,解析,2,3,4,1,1,2,3,4,1.下列說法正確的是() A.催化劑是影響化學(xué)反應(yīng)速率的本質(zhì)因素 B.當反應(yīng)體系容積不變時,減小反應(yīng)物的量肯定能降低反應(yīng)速率 C.可逆反應(yīng)達到反應(yīng)限度時,化學(xué)反應(yīng)速率為0 D.化學(xué)反應(yīng)速率可用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的變化量來表示,答案,解析,1,2,3,4,2.(2018山東濟寧中學(xué)模擬)一定條件下,在容積固定的某密閉容器中發(fā)生反應(yīng)N2+3H2 2NH3。在10 s內(nèi)N2的濃度由5 molL-1降至4 molL-1,下列說法正確的是() A.用NH3表示的化學(xué)反應(yīng)速率為0.1 molL-1s-1 B.使用合適的催化劑,可以加快該反應(yīng)的速率 C.增加H2的濃度或降低溫度都會加快該反應(yīng)的速率 D.反應(yīng)足夠長時間,N2、H2中至少有一種物質(zhì)濃度降為零,答案,解析,1,2,3,4,3.在密閉容器中進行反應(yīng)CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)H0,測得c(CH4)隨反應(yīng)時間(t)的變化如圖所示。下列判斷不正確的是 () A.10 min時,改變的外界條件可能是升高溫度 B.010 min內(nèi),v(H2)=0.15 molL-1min-1 C.恒溫下,縮小容器體積,一段時間內(nèi)v(逆)v(正) D.12 min時,反應(yīng)達平衡的本質(zhì)原因是氣體總質(zhì)量不再變化,答案,解析,1,2,3,4,4.(2017天津,10,節(jié)選)H2S和SO2會對環(huán)境和人體健康帶來極大的危害,工業(yè)上采取多種方法減少這些有害氣體的排放,回答下列問題。 生物脫H2S的原理為 H2S+Fe2(SO4)3=S+2FeSO4+H2SO4 4FeSO4+O2+2H2SO4 2Fe2(SO4)3+2H2O (1)硫桿菌存在時,FeSO4被氧化的速率是無菌時的5105倍,該菌的作用是。 (2)由圖(a)和(b)判斷使用硫桿菌的最佳條件為。若反應(yīng)溫度過高,反應(yīng)速率下降,其原因是。,1,2,3,4,1,2,3,4,答案 (1)降低反應(yīng)活化能(或作催化劑) (2)30 、pH=2.0蛋白質(zhì)變性(或硫桿菌失去活性) 解析 (1)硫桿菌的存在加快了FeSO4的氧化速率,故起到催化劑作用;(2)由圖(a)可知30 時氧化速率最快,由圖(b)可知pH=2.0時氧化速率最快,故使用硫桿菌的最佳條件為30 、pH=2.0。酶一般屬于蛋白質(zhì),溫度過高會使蛋白質(zhì)變性,從而使酶失去生理活性,從而喪失催化能力。,