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第15講 化學反應速率 考綱導視 基礎反饋 1 判斷正誤 正確的畫 錯誤的畫 1 對于任何化學反應來說 反應速率越大 反應現(xiàn)象就越 明顯 2 化學反應速率是指一定時間內任何一種反應物濃度的 減少或任何一種生成物濃度的增加 5 同一化學反應 相同條件下用不同物質表示的反應速率 其數(shù)值可能不同 但表示的實際意義相同 6 根據(jù)反應速率的大小可以判斷化學反應進行的快慢 7 催化劑能降低反應所需的活化能 H也會發(fā)生變化 8 溫度 催化劑能改變活化分子的百分數(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 化學反應速率的計算和大小比較 知識梳理 1 表示方法 通常用 內反應物濃度的 或生成物濃度的 來表示化學反應速率 2 計算公式 3 意義 衡量化學反應進行 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 對某一具體的化學反應來說 用不同物質的濃度變化來表示化學反應速率時 數(shù)值往往不同 其數(shù)值之比等于化學方程式中化學計量數(shù)之比 如反應aA bB dD eE 有 v A v B v D v E a b d e 考點集訓 1 x 2 前5min內B的反應速率v B 3 平衡時A的轉化率為 思路指導 依據(jù)化學反應速率之比等于化學方程式中化學計量數(shù)之比 可以求得x和v B 運用 三段式 即可求得A的轉化率 解題模型求解化學反應速率的計算題的一般計算步驟 1 寫出有關反應的化學方程式 2 找出各物質的起始量 轉化量 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三種氣體的物質的量隨時間變化的曲線如下圖所示 由此分析 該反應的化學方程式為 從反應開始至2min時 Z的反應速率為 例3 反應 A g 3B g 2C g 2D g 在四種不同情況下的化學反應速率分別為 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 該反應進行的快慢順序為 用序號表示 思路指導 將四種不同情況下的化學反應速率轉化換算成用同一物質表示的化學反應速率 再比較快慢 答案 方法技巧化學反應速率快慢比較1 同一化學反應速率用不同物質表示時數(shù)值可能不同 因此比較反應速率的快慢不能只看數(shù)值的大小 而要通過轉化換算成用同一物質表示 再比較數(shù)值的大小 3 注意反應速率單位的一致性 4 注意外界條件對化學反應速率的影響規(guī)律 例4 在容積為2L的密閉容器中進行反應 CO g 2H2 g CH3OH g 其他條件不變 在300 和500 時 物質 的量n CH3OH 與反應時間t的變化曲線如下圖所示 下列說 法正確的是 A 該反應的 H 0B 其他條件不變 升高溫度反應的平衡常數(shù)增大 思路指導 觀察圖象中曲線的關鍵點 變化趨勢等 分析該反應物質的量的變化與時間 溫度的關系 答案 A 方法技巧 化學反應速率圖象的分析技巧 分析圖象問題時 應從以下幾個方面著手 1 看起點 分清反應物和生成物 濃度減小的是反應物 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 分清正反應和逆反應 分清放熱反應和吸 熱反應 3 看終點 分清消耗濃度和增加濃度 反應物的消耗濃度和生成物的增加濃度 或物質的量 之比等于反應方程式中各物質的化學計量數(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 影響化學反應速率的因素 知識梳理 一 影響化學反應速率的因素1 內因 反應物的 是化學反應速率大小的決定 性因素 本身性質 2 外因 濃度 溫度 壓強 催化劑等因素 1 濃度 其他條件不變時 增大反應物濃度 化學反應速 率 加快 2 溫度 其他條件不變時 升高溫度 化學反應速率 一般來說 溫度每升高10 反應速率增大為原來 的 倍 加快 2 4 加快 3 壓強 其他條件不變時 增大壓強 對于有氣體物質參加的化學反應 反應速率 4 催化劑 使用正催化劑 能加快反應速率 且正 逆反應速率改變程度 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 化學反應速率是一段時間內的變化量 無論用反應物還 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 改變其用量 不影響 反應速率 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 液體來表示化學反應速率 4 化學反應速率是平均速率 而不是瞬時速率 考點集訓 例5 某溫度下 對可逆反應2X g Y g Z g W s H 0的敘述正確的是 A 加入少量W 逆反應速率增大 平衡向左移動B 增大壓強 正反應速率增大 逆反應速率減小C 溫度 體積不變 充入He氣增大壓強 反應速率會加快D 升高溫度 混合氣體的平均相對分子質量減小 解析 W是固體 增大固體的用量 平衡不移動 A錯誤 該反應是反應前后氣體的物質的量不改變的可逆反應 所以壓強的改變對平衡無影響 正逆反應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 但反應體系中各物質的濃度不變 反應速率不變 C錯誤 升高溫度 平衡正向移動 而正向是氣體的質量減小的方向 氣體的總物質的量不變 所以混合氣體的平均相對分子質量減小 D正確 答案 D 歸納總結 氣體反應體系中充入惰性氣體 不參與反應 時 對反應速 率的影響規(guī)律 1 恒容 充入 惰性氣體 總壓增大 物質濃度不 變 活化分子濃度不變 反應速率不變 2 恒壓 充入 惰性氣體 體積增大 物質濃度減 小 活化分子濃度減小 反應速率減小 A a 6 00B 同時改變反應溫度和蔗糖的濃度 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 催化劑能加快化學反應速率的原因是 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)象而無法得出結論 資料顯示 通常條件下H2O2穩(wěn)定 不易分解 為了達到實驗目的 你對原實驗方案的改進措施是 4 實驗 中 測得生成氧氣的體積隨時間變化的 關系如下圖 分析上圖能夠得出的實驗結論是 思路指導 影響化學反應速率的因素有多種 在探究相關規(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速率的影響 解答此類題時 要認真審題 清楚實驗目的 弄清要探究的外界條件有哪些 3 設計實驗裝置 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 化學方程式及電子轉移的方向和數(shù)目如下 2 反應速率是單位時間內物質濃度的改變量 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 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 導氣管 量筒內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 收集到氧氣的體積 或 3 4 答案 解題模型 有關化學反應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) 讓學生找出每組數(shù)據(jù) 的變化對反應的影響 2 給出影響化學反應的幾種因素 讓學生設計實驗分析各 因素對反應的影響 2 解題策略 1 確定變量 解答這類題目時首先要認真審題 理清影響實驗探究結果 的因素有哪些 2 定多變一 在探究時 應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系 得出所有影響因素與所探究問題之間的關系 3 數(shù)據(jù)有效 解答時注意選擇數(shù)據(jù) 或設置實驗 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)形結合思想 用化學反應速率圖象突破化 學平衡概念速率 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的量的氣體A和B 一定 溫度下發(fā)生反應 A g xB g 2C g 達到平衡后 只改變 反應的一個條件 測得容器中物質的量濃度 反應速率隨時間 變化的圖象如下圖所示 下列說法中正確的是 解析 前20min內A的平均反應速率為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 升高溫度反應逆向移動 因此正反應為放熱反應 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 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)想外界條件對化學反應速率和化學平衡的影 響規(guī)律 3 三判斷 通過對比分析 作出正確判斷 應用 一定溫度下 在2L的密閉容器中 X Y Z三種 氣體的物質的量隨時間變化的曲線如下圖所示 1 從反應開始到10s時 用Z表示的反應速率為 X的物質的量濃度減少了 Y的轉化率為 2 該反應的化學方程式為 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 由各物質轉化的量 X為0 79mol Y為0 79mol Z為1 58mol 可知方程式中各物質的化學計量數(shù)之比為1 1 2 則化學方程式為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的正 逆反應速率 增大X的濃度 升高體系溫度均不會同等程度地改變正 逆反應速率 A B錯誤 由 2 中的解析可知 該反應為反應前后氣體體積不變的反應 縮小容器體積或增大壓強 均可同等程度地增大正 逆反應速率 C正確 使用催化劑可同等程度地改變正 逆反應速率 D正確