第1節(jié)化學反應(yīng)速率及影響因素 考綱要求 1 了解化學反應(yīng)速率的概念和定量表示方法 2 了解反應(yīng)活化能的概念 了解催化劑的重要作用 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 4 了解化學反應(yīng)速率的調(diào)控在生活 生產(chǎn)和科學研究領(lǐng)域中的重要作用 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 考點三 化學反應(yīng)速率的概念和定量表示方法1 表示方法通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減小或生成物濃度的增大來表示 2 數(shù)學表達式及單位 單位為mol L 1 min 1或mol L 1 s 1等 3 化學反應(yīng)速率與化學計量數(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)在化學方程式中的化學計量數(shù)之比 即v A v B v C v D m n p q 如在一個容積為2L的容器中發(fā)生反應(yīng) 3A g B g 2C g 加入2molA 1s后剩余1 4mol 則v A 0 3mol L 1 s 1 v B 0 1mol L 1 s 1 v C 0 2mol L 1 s 1 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 考點三 特別提醒 1 化學反應(yīng)速率一般指反應(yīng)的平均反應(yīng)速率而不是瞬時反應(yīng)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 不能用固體或純液體來表示化學反應(yīng)速率 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 考點三 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 考點三 1 化學反應(yīng)速率計算 1 公式法 同一反應(yīng)速率 用不同的物質(zhì)表示時 反應(yīng)速率之比等于各物質(zhì)的化學計量數(shù)之比 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 考點三 2 三段式 法 寫出有關(guān)反應(yīng)的化學方程式 找出各物質(zhì)的起始量 轉(zhuǎn)化量 某時刻量 根據(jù)已知條件列方程式計算 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 考點三 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 考點三 下列說法正確的是 答案 解析 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 考點三 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 考點三 跟蹤訓練1 反應(yīng)A g 3B g 2C g 2D g 在四種不同情況下的反應(yīng)速率分別為 v A 0 45mol 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 下列有關(guān)反應(yīng)速率的比較中正確的是 A B C D B 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 考點三 2 以煤為原料合成天然氣是煤氣化的一種重要方法 其工藝核心是合成過程中的甲烷化 涉及的主要反應(yīng) CO g 3H2 g CH4 g H2O g H 0 CO2 g 4H2 g CH4 g 2H2O g H 0 現(xiàn)在300 容積為2L的密閉容器中進行有關(guān)合成天然氣的實驗 相關(guān)數(shù)據(jù)記錄如下 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 考點三 下列有關(guān)說法錯誤的是 A a 30 b 1 5B c 25 d 4 5C 前30min內(nèi) 反應(yīng) 的平均反應(yīng)速率v CH4 0 05mol L 1 min 1D 后40min內(nèi) 反應(yīng) 的平均反應(yīng)速率v H2 0 025mol L 1 min 1 答案 解析 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 考點三 活化能影響化學反應(yīng)速率的因素1 影響化學反應(yīng)速率的因素 1 內(nèi)因 主要因素 反應(yīng)物本身的性質(zhì) 2 外因 其他條件不變 只改變一個條件 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 考點三 特別提醒 1 對于固體和純液體物質(zhì) 可認為其濃度是一個常數(shù) 改變它們的用量不會影響化學反應(yīng)速率 2 壓強只能對有氣體參與的化學反應(yīng)的速率有影響 對無氣體參與的化學反應(yīng)的反應(yīng)速率無影響 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 考點三 2 從活化分子角度的理論解釋 1 有效碰撞 活化分子和活化能 有效碰撞 能發(fā)生反應(yīng)的分子之間的碰撞 活化分子 能夠發(fā)生有效碰撞的分子 活化能 如圖所示 E1表示活化能 使用催化劑時的活化能為E3 E2表示活化分子變成生成物分子放出的能量 反應(yīng)熱為E1 E2 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 考點三 2 活化分子 有效碰撞與反應(yīng)速率的關(guān)系 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 考點三 自主鞏固 1 形狀大小相同的鐵 鋁分別與等濃度的鹽酸反應(yīng)生成氫氣的速率 鐵小于 填 大于 小于 或 等于 鋁 2 對于反應(yīng)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 增大鹽酸濃度 增大 增大鐵的質(zhì)量 不變 增加鹽酸體積 不變 把鐵片改成鐵粉 增大 滴入幾滴CuSO4溶液 增大 加入CH3COONa固體 減小 加入一定體積的Na2SO4溶液 減小 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 考點三 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 考點三 2 外界條件對可逆反應(yīng)反應(yīng)速率的影響結(jié)果 1 溫度 正反應(yīng)是放熱反應(yīng) 升高溫度 v 正 v 逆 均增大 但v 逆 增大的幅度更大 正反應(yīng)是吸熱反應(yīng) 升高溫度 v 正 v 逆 均增大 但v 正 增大的幅度更大 2 壓強 正反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng) 增大壓強 v 正 v 逆 均增大 但v 正 增大的幅度更大 正反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng) 增大壓強 v 正 v 逆 均增大 但v 逆 增大的幅度更大 反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變的反應(yīng) 增大壓強 v 正 v 逆 同等程度地增大 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 考點三 3 催化劑 使用催化劑 v 正 v 逆 同等程度地增大 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 考點三 例2 2017江蘇化學 H2O2分解速率受多種因素影響 實驗測得70 時不同條件下H2O2濃度隨時間的變化如圖所示 下列說法正確的是 A 圖甲表明 其他條件相同時 H2O2濃度越小 其分解速率越快B 圖乙表明 其他條件相同時 溶液pH越小 H2O2分解速率越快C 圖丙表明 少量Mn2 存在時 溶液堿性越強 H2O2分解速率越快D 圖丙和圖丁表明 堿性溶液中 Mn2 對H2O2分解速率的影響大 答案 解析 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 考點三 誤區(qū)警示 1 要把壓強的改變轉(zhuǎn)化為濃度的變化 然后依據(jù)濃度的變化分析反應(yīng)速率的變化 2 外界條件的改變對反應(yīng)速率的影響 一定要排除化學平衡移動的干擾 如升高溫度平衡逆向移動 不能認為正反應(yīng)速率減小 逆反應(yīng)速率增大 而是正 逆反應(yīng)速率均增大 只是逆反應(yīng)速率增大的程度大于正反應(yīng)速率增大的程度 從而導致平衡逆向移動 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 考點三 跟蹤訓練3 一定條件下 在容積為2L的密閉容器中 3molX和3molY發(fā)生反應(yīng) 3X g Y g 2Z g H 0 經(jīng)60s反應(yīng)達到平衡 生成0 4molZ 下列說法正確的是 A 60s內(nèi)反應(yīng)速率為v X 0 05mol L s 1B 其他條件不變 升高溫度 正反應(yīng)速率增大 逆反應(yīng)速率減小C 其他條件不變 若初始投入2molX和2molY 則物質(zhì)Y的轉(zhuǎn)化率減小D 其他條件不變 將容器容積變?yōu)?L Z的平衡濃度變?yōu)樵瓉淼?答案 解析 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 考點三 4 在一定條件下 將A與B各0 32mol充入10L的恒容密閉容器中 發(fā)生如下反應(yīng) A g B g 2C g H 0 反應(yīng)過程中測定的數(shù)據(jù)如表 則下列說法正確的是 A 其他條件不變 向平衡體系中再充入0 32molA 再達到平衡時 B的轉(zhuǎn)化率增大B 其他條件不變 降低溫度 反應(yīng)達到新平衡前 v 逆 v 正 C 其他條件不變 起始時向容器中充入A和B各0 64mol 平衡時n C 0 48molD 反應(yīng)前2min的平均反應(yīng)速率v C 0 004mol L 1 min 1 答案 解析 考點三 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 化學反應(yīng)速率圖像及應(yīng)用1 物質(zhì)的量 或濃度 時間圖像某溫度時 在一個容積為2L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a b c如圖所示 則該反應(yīng)的化學方程式為3X Y2Z 前2min內(nèi)v X 0 075mol L 1 min 1 考點三 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 2 化學平衡的移動與化學反應(yīng)速率的關(guān)系 考點三 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 考點三 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 考點三 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 考點三 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 自主鞏固有可逆反應(yīng)A s 3B g 2C g H 0 該反應(yīng)的反應(yīng)速率與時間的關(guān)系如下圖所示 在t1 t3 t5 t7時反應(yīng)都達到平衡 如果t2 t4 t6 t8時都只改變了一個反應(yīng)條件 請根據(jù)反應(yīng)速率的變化回答各時間點改變的條件 t2 升高溫度 t4 減小壓強 t6 增大B的濃度 t8 使用了催化劑 考點三 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 根據(jù)v t圖分析外界條件的改變應(yīng)注意 三看 一看起點 看速率變化是否為逐漸變化 若是逐漸變化 一定是改變了反應(yīng)物或生成物的濃度 若不是逐漸變化 而是發(fā)生跳躍式變化 則改變的是溫度 壓強或使用了催化劑 二看變化 若v 正 和v 逆 增大 說明增大濃度 壓強 升高溫度或使用催化劑 反之 為減小濃度 壓強 或降低溫度 三看v 正 和v 逆 的相對大小 結(jié)合反應(yīng)特點 聯(lián)系外界條件對化學反應(yīng)速率的影響規(guī)律判斷改變的條件 考點三 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 例3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)速率隨時間變化如下圖所示 下列說法中正確的是 A 8min時表示正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率B 前20minA的反應(yīng)速率為0 05mol L 1 min 1C 化學方程式中的x 1 30min時表示增大壓強D 40min時改變的條件是升高溫度 且正反應(yīng)為吸熱反應(yīng) 答案 解析 考點三 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 方法技巧 1 如果正逆反應(yīng)速率同等程度的變化要從催化劑 壓強 針對反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng) 角度分析 2 溫度改變正逆反應(yīng)速率不能同等程度地變化 平衡一定發(fā)生移動 3 從 斷點 入手 如果圖像中的曲線出現(xiàn)不連續(xù)的情況 要根據(jù) 斷點 前后速率大小 結(jié)合反應(yīng)速率的影響因素分析出外界條件的變化情況 考點三 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 跟蹤訓練5 可逆反應(yīng)2SO2 g O2 g 2SO3 g H 0 在一定條件下達到平衡狀態(tài) 在t1時刻改變某一條件 化學反應(yīng)速率與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖所示 下列說法正確的是 A 維持溫度 反應(yīng)體系容積不變 t1時充入SO3 g B 維持壓強不變 t1時升高反應(yīng)體系溫度C 維持溫度 容積不變 t1時充入一定量ArD 維持溫度 壓強不變 t1時充入SO3 g 答案 解析 考點三 考點一 考點二 基礎(chǔ)梳理 考點突破 6 某研究小組在實驗室用三份不同初始濃度的氨基甲酸銨 NH2COONH4 溶液在不同溫度下進行水解實驗 NH2COONH4 2H2ONH4HCO3 NH3 H2O 測得c NH2COO 與反應(yīng)時間t的關(guān)系如圖所示 據(jù)圖判斷下列說法正確的是 A 0 12min 初始濃度越大的溶液 水解反應(yīng)速率越大B c NH2COO 將隨反應(yīng)時間的不斷延長而減小C 25 時 0 6min v NH2COO 為0 05mol L 1 min 1D 15 時 第30min c NH2COO 為2 0mol L 1 答案 解析 1 反應(yīng)速率的1個表達式和1個連比 1 2 對于mA g nB g pC g v A v B v C n A n B n C c A c B c C m n p 2 3個反應(yīng)速率的注意點 1 所求反應(yīng)速率為平均反應(yīng)速率 2 不能用固體和純液體表示 3 不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率值可能不同 3 2個比較反應(yīng)速率大小的方法 1 歸一法 2 比值法 4 增大化學反應(yīng)速率的措施增大反應(yīng)物濃度 增大氣體反應(yīng)物壓強 升高溫度 使用催化劑 增大反應(yīng)物表面積 2 1 3 4 5 1 NH3與純凈的O2在一定條件下發(fā)生反應(yīng) 4NH3 g 3O2 g 2N2 g 6H2O g 現(xiàn)向一容積不變的2L密閉容器中充入4molNH3和3molO2 4min后 測得生成的H2O g 占混合氣體體積的40 則下列表示此段時間內(nèi)該反應(yīng)的平均速率不正確的是 A v N2 0 125mol L 1 min 1B v H2O 0 375mol L 1 min 1C v O2 0 225mol L 1 min 1D v NH3 0 250mol L 1 min 1 答案 解析 2 1 3 4 5 2 一定溫度下 反應(yīng)2CO 2NON2 2CO2在密閉容器中進行 下列措施不改變化學反應(yīng)速率的是 A 縮小體積使壓強增大B 恒容時充入N2C 恒容時充入HeD 恒壓時充入He C 解析 該反應(yīng)中的反應(yīng)物和生成物都是氣體 縮小體積使壓強增大 氣體的濃度增大 化學反應(yīng)速率增大 A項不符合題意 恒容充入N2 增大了N2的濃度 反應(yīng)速率將增大 B項不符合題意 恒容 充入He 不影響反應(yīng)物和生成物的濃度 化學反應(yīng)速率不發(fā)生變化 C項符合題意 恒壓充入He 容器體積增大 反應(yīng)物和生成物的濃度均減小 化學反應(yīng)速率減小 D項不符合題意 4 3 1 2 5 3 在C s CO2 g 2CO g H 0反應(yīng)中 可使反應(yīng)速率增大的措施是 升高溫度 增加碳的量 恒容通入CO2 恒壓下充入N2 恒容下充入N2 恒容通入CO 降低溫度 恒壓下充入CO2A B C D C 解析 升高溫度 反應(yīng)速率增大 碳單質(zhì)是固體 固體的量的變化對反應(yīng)速率無影響 恒容通入CO2 CO2濃度增大 正反應(yīng)速率增大 體積增大反應(yīng)物及生成物濃度都減小 正 逆反應(yīng)速率降低 體積不變 反應(yīng)物及生成物的濃度不變 正 逆反應(yīng)速率不變 恒容通入CO CO濃度增大 逆反應(yīng)速率增大 降低溫度 正 逆反應(yīng)速率都減小 恒壓下充入CO2 CO2濃度不變 正反應(yīng)速率不變 CO濃度減小 逆反應(yīng)速率減小 4 3 1 2 5 4 2016北京理綜 下列食品添加劑中 其使用目的與反應(yīng)速率有關(guān)的是 A 抗氧化劑B 調(diào)味劑C 著色劑D 增稠劑 A 解析 A項 抗氧化劑可以在一定時間內(nèi)保護食品不被O2氧化 從而延長了保質(zhì)期 減慢了反應(yīng)速率 正確 B項 調(diào)味劑是用來增添食品味道的 錯誤 C項 著色劑是用來改善食品外觀的 錯誤 D項 增稠劑是為了增加食品的黏稠度 與速率無關(guān) 錯誤 5 3 1 2 4 5 溶液中的NaHSO3在不同溫度下均可被過量KIO3氧化 當NaHSO3完全消耗即有I2析出 依據(jù)I2析出所需時間可以求得NaHSO3的反應(yīng)速率 將濃度均為0 020mol L 1的NaHSO3溶液 含少量淀粉 10 0mL KIO3 過量 酸性溶液40 0mL混合 記錄10 55 間溶液變藍的時間 55 時未觀察到溶液變藍 實驗結(jié)果如下圖 據(jù)圖分析 下列判斷不正確的是 A 40 之前與40 之后溶液變藍的時間隨溫度的變化趨勢相反B 圖中Y Z兩點對應(yīng)的NaHSO3反應(yīng)速率相等C 圖中X點對應(yīng)的NaHSO3反應(yīng)速率為5 0 10 5mol L 1 s 1D 溫度高于40 時 淀粉不宜用作該實驗的指示劑 答案 解析