第15講 化學(xué)反應(yīng)速率 考綱導(dǎo)視 基礎(chǔ)反饋 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 化學(xué)反應(yīng)速率是指一定時間內(nèi)任何一種反應(yīng)物濃度的 減少或任何一種生成物濃度的增加 5 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 但表示的實際意義相同 6 根據(jù)反應(yīng)速率的大小可以判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢 7 催化劑能降低反應(yīng)所需的活化能 H也會發(fā)生變化 8 溫度 催化劑能改變活化分子的百分?jǐn)?shù) 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 2 對于Fe 2HCl FeCl2 H2 改變下列條件對生成氫氣的速率有何影響 填 增大 減小 或 不變 升高溫度 增大鹽酸濃度 增大鐵的質(zhì)量 增加鹽酸體積 把鐵片改成鐵粉 滴入幾滴CuSO4溶液 加入NaCl固體 加入CH3COONa固體 加入一定體積的Na2SO4溶液 答案 增大 增大 不變 不變 增大 增 大 不變 減小 減小 考點一 化學(xué)反應(yīng)速率的計算和大小比較 知識梳理 1 表示方法 通常用 內(nèi)反應(yīng)物濃度的 或生成物濃度的 來表示化學(xué)反應(yīng)速率 2 計算公式 3 意義 衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行 的物理量 單位 等 單位時間 減少量 增加量 v c t 快慢 mol L s mol L min 4 對某一具體的化學(xué)反應(yīng)來說 用不同物質(zhì)的濃度變化來表示化學(xué)反應(yīng)速率時 數(shù)值往往不同 其數(shù)值之比等于化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)之比 如反應(yīng)aA bB dD eE 有 v A v B v D v E a b d e 考點集訓(xùn) 1 x 2 前5min內(nèi)B的反應(yīng)速率v B 3 平衡時A的轉(zhuǎn)化率為 思路指導(dǎo) 依據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)之比 可以求得x和v B 運(yùn)用 三段式 即可求得A的轉(zhuǎn)化率 解題模型求解化學(xué)反應(yīng)速率的計算題的一般計算步驟 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 例2 某溫度時 在2L容器中X Y Z三種氣體的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如下圖所示 由此分析 該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 從反應(yīng)開始至2min時 Z的反應(yīng)速率為 例3 反應(yīng) A g 3B g 2C g 2D g 在四種不同情況下的化學(xué)反應(yīng)速率分別為 v A 0 15mol L 1 s 1 v B 0 6mol L 1 s 1 v C 0 4mol L 1 s 1 v D 0 45mol L 1 s 1 該反應(yīng)進(jìn)行的快慢順序為 用序號表示 思路指導(dǎo) 將四種不同情況下的化學(xué)反應(yīng)速率轉(zhuǎn)化換算成用同一物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率 再比較快慢 答案 方法技巧化學(xué)反應(yīng)速率快慢比較1 同一化學(xué)反應(yīng)速率用不同物質(zhì)表示時數(shù)值可能不同 因此比較反應(yīng)速率的快慢不能只看數(shù)值的大小 而要通過轉(zhuǎn)化換算成用同一物質(zhì)表示 再比較數(shù)值的大小 3 注意反應(yīng)速率單位的一致性 4 注意外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律 例4 在容積為2L的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng) CO g 2H2 g CH3OH g 其他條件不變 在300 和500 時 物質(zhì) 的量n CH3OH 與反應(yīng)時間t的變化曲線如下圖所示 下列說 法正確的是 A 該反應(yīng)的 H 0B 其他條件不變 升高溫度反應(yīng)的平衡常數(shù)增大 思路指導(dǎo) 觀察圖象中曲線的關(guān)鍵點 變化趨勢等 分析該反應(yīng)物質(zhì)的量的變化與時間 溫度的關(guān)系 答案 A 方法技巧 化學(xué)反應(yīng)速率圖象的分析技巧 分析圖象問題時 應(yīng)從以下幾個方面著手 1 看起點 分清反應(yīng)物和生成物 濃度減小的是反應(yīng)物 濃度增大的是生成物 生成物多數(shù)以原點為起點 2 看變化趨勢 分清正反應(yīng)和逆反應(yīng) 分清放熱反應(yīng)和吸 熱反應(yīng) 3 看終點 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 或物質(zhì)的量 之比等于反應(yīng)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比 4 時間 速率圖象 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 考點二 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素 知識梳理 一 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素1 內(nèi)因 反應(yīng)物的 是化學(xué)反應(yīng)速率大小的決定 性因素 本身性質(zhì) 2 外因 濃度 溫度 壓強(qiáng) 催化劑等因素 1 濃度 其他條件不變時 增大反應(yīng)物濃度 化學(xué)反應(yīng)速 率 加快 2 溫度 其他條件不變時 升高溫度 化學(xué)反應(yīng)速率 一般來說 溫度每升高10 反應(yīng)速率增大為原來 的 倍 加快 2 4 加快 3 壓強(qiáng) 其他條件不變時 增大壓強(qiáng) 對于有氣體物質(zhì)參加的化學(xué)反應(yīng) 反應(yīng)速率 4 催化劑 使用正催化劑 能加快反應(yīng)速率 且正 逆反應(yīng)速率改變程度 未特別指明時 均指正催化劑 5 其他因素 反應(yīng)物間的 光輻射 超聲波等 相同 接觸面積 二 注意的問題 1 化學(xué)反應(yīng)速率是一段時間內(nèi)的變化量 無論用反應(yīng)物還 是用生成物表示均取正值 2 一定溫度下 固體和純液體物質(zhì) 改變其用量 不影響 反應(yīng)速率 3 純液體和固體濃度可視為常數(shù) 所以一般不用固體或純 液體來表示化學(xué)反應(yīng)速率 4 化學(xué)反應(yīng)速率是平均速率 而不是瞬時速率 考點集訓(xùn) 例5 某溫度下 對可逆反應(yīng)2X g Y g Z g W s H 0的敘述正確的是 A 加入少量W 逆反應(yīng)速率增大 平衡向左移動B 增大壓強(qiáng) 正反應(yīng)速率增大 逆反應(yīng)速率減小C 溫度 體積不變 充入He氣增大壓強(qiáng) 反應(yīng)速率會加快D 升高溫度 混合氣體的平均相對分子質(zhì)量減小 解析 W是固體 增大固體的用量 平衡不移動 A錯誤 該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不改變的可逆反應(yīng) 所以壓強(qiáng)的改變對平衡無影響 正逆反應(yīng)的速率增大相同的倍數(shù) B錯誤 溫度 體積不變 充入He氣增大壓強(qiáng) 但反應(yīng)體系中各物質(zhì)的濃度不變 反應(yīng)速率不變 C錯誤 升高溫度 平衡正向移動 而正向是氣體的質(zhì)量減小的方向 氣體的總物質(zhì)的量不變 所以混合氣體的平均相對分子質(zhì)量減小 D正確 答案 D 歸納總結(jié) 氣體反應(yīng)體系中充入惰性氣體 不參與反應(yīng) 時 對反應(yīng)速 率的影響規(guī)律 1 恒容 充入 惰性氣體 總壓增大 物質(zhì)濃度不 變 活化分子濃度不變 反應(yīng)速率不變 2 恒壓 充入 惰性氣體 體積增大 物質(zhì)濃度減 小 活化分子濃度減小 反應(yīng)速率減小 A a 6 00B 同時改變反應(yīng)溫度和蔗糖的濃度 v可能不變C b 318 2D 不同溫度時 蔗糖濃度減少一半所需的時間相同 答案 D 例7 某實驗小組以H2O2分解為例 研究濃度 催化劑 溶液酸堿性對反應(yīng)速率的影響 在常溫下按照如下方案完成實驗 1 催化劑能加快化學(xué)反應(yīng)速率的原因是 2 常溫下5 H2O2溶液的pH約為6 H2O2的電離方程式 為 3 實驗 和 的目的是 實驗時由于沒有觀察到明顯現(xiàn)象而無法得出結(jié)論 資料顯示 通常條件下H2O2穩(wěn)定 不易分解 為了達(dá)到實驗?zāi)康?你對原實驗方案的改進(jìn)措施是 4 實驗 中 測得生成氧氣的體積隨時間變化的 關(guān)系如下圖 分析上圖能夠得出的實驗結(jié)論是 思路指導(dǎo) 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有多種 在探究相關(guān)規(guī)律時 需要控制其他條件不變 只改變某一個條件 探究這一條件對反應(yīng)速率的影響 解答此類題時 要認(rèn)真審題 清楚實驗?zāi)康?弄清要探究的外界條件有哪些 3 設(shè)計實驗裝置 完成下圖所示的裝置示意圖 4 參照下表格式 擬定實驗表格 完整體現(xiàn)實驗方案 列出所選試劑體積 需記錄的待測物理量和所擬定的數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)用字母表示 解析 1 過氧化氫在硫酸鐵作催化劑條件下分解生成水和氧氣 過氧化氫既作氧化劑又作還原劑 化學(xué)方程式及電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目如下 2 反應(yīng)速率是單位時間內(nèi)物質(zhì)濃度的改變量 所以測定不同濃度的過氧化氫對分解速率的影響 需測定相同時間內(nèi) 產(chǎn)生氧氣的體積的多少 或生成相同體積的氧氣所需時間的多少 3 利用排水量氣法 收集一定體積的O2 需要水槽 量筒 導(dǎo)氣管 量筒內(nèi)盛滿水倒扣在水槽中 2 收集到相同體積氧氣所需要的時間 或相同時間內(nèi) 收集到氧氣的體積 或 3 4 答案 解題模型 有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率影響因素題型的考查 1 常見考查形式 1 以表格的形式給出多組實驗數(shù)據(jù) 讓學(xué)生找出每組數(shù)據(jù) 的變化對反應(yīng)的影響 2 給出影響化學(xué)反應(yīng)的幾種因素 讓學(xué)生設(shè)計實驗分析各 因素對反應(yīng)的影響 2 解題策略 1 確定變量 解答這類題目時首先要認(rèn)真審題 理清影響實驗探究結(jié)果 的因素有哪些 2 定多變一 在探究時 應(yīng)該先確定其他的因素不變 只改變一種因素 看這種因素與探究的問題存在怎樣的關(guān)系 這樣確定一種以后 再確定另一種 通過分析每種因素與所探究問題之間的關(guān)系 得出所有影響因素與所探究問題之間的關(guān)系 3 數(shù)據(jù)有效 解答時注意選擇數(shù)據(jù) 或設(shè)置實驗 要有效 且變量統(tǒng)一 否則無法做出正確判斷 思維模型 數(shù)形結(jié)合思想 用化學(xué)反應(yīng)速率圖象突破化 學(xué)平衡概念速率 時間圖象能定性揭示v正 v逆隨時間 含條件改變對速率的影響 而變化的規(guī)律 體現(xiàn)了外界條件改變對可逆反應(yīng)速率的影響 以及由此引發(fā)的平衡移動 續(xù)表 續(xù)表 續(xù)表 續(xù)表 典例 某密閉容器中充入等物質(zhì)的量的氣體A和B 一定 溫度下發(fā)生反應(yīng) A g xB g 2C g 達(dá)到平衡后 只改變 反應(yīng)的一個條件 測得容器中物質(zhì)的量濃度 反應(yīng)速率隨時間 變化的圖象如下圖所示 下列說法中正確的是 解析 前20min內(nèi)A的平均反應(yīng)速率為0 05mol L 1 min 1 B錯誤 因為A B變化的趨勢一樣 故x 1 再根據(jù)時間 速率圖象可知 升高溫度反應(yīng)逆向移動 因此正反應(yīng)為放熱反應(yīng) C錯誤 30min時 速率下降 但平衡未發(fā)生移動 故改變的條件是減小壓強(qiáng) D錯誤 答案 A 方法技巧 解圖象題 三步曲 一看 二想 三判斷 1 一看 看圖象 看面 弄清縱 橫坐標(biāo)的含義 看線 弄清線的走向 變化趨勢及線的平陡情況 看點 弄清曲線上點的含義 特別是一些特殊點 如與坐標(biāo)軸的交點 曲線的交點 折點 最高點與最低點等 看量的變化 弄清是濃度變化 溫度變化還是轉(zhuǎn)化率的 變化 看要不要作輔助線 如等溫線 等壓線等 2 二想 想規(guī)律 觀察圖象后聯(lián)想外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影 響規(guī)律 3 三判斷 通過對比分析 作出正確判斷 應(yīng)用 一定溫度下 在2L的密閉容器中 X Y Z三種 氣體的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如下圖所示 1 從反應(yīng)開始到10s時 用Z表示的反應(yīng)速率為 X的物質(zhì)的量濃度減少了 Y的轉(zhuǎn)化率為 2 該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 3 10s后的某一時刻 t1 改變了外界條件 其速率隨時間的 變化圖象如下圖所示 則下列說法符合該圖象的是 填序號 A t1時刻 增大了X的濃度B t1時刻 升高了體系溫度C t1時刻 縮小了容器體積D t1時刻 使用了催化劑 2 由各物質(zhì)轉(zhuǎn)化的量 X為0 79mol Y為0 79mol Z為1 58mol 可知方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比為1 1 2 則化學(xué)方程式為X g Y g 2Z g 3 由圖象可知 外界條件同等程度地增大了該反應(yīng)的正 逆反應(yīng)速率 增大X的濃度 升高體系溫度均不會同等程度地改變正 逆反應(yīng)速率 A B錯誤 由 2 中的解析可知 該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng) 縮小容器體積或增大壓強(qiáng) 均可同等程度地增大正 逆反應(yīng)速率 C正確 使用催化劑可同等程度地改變正 逆反應(yīng)速率 D正確