第36讲　化学反应速率及影响因素(基础课)（共51张PPT）-2024届高考化学一轮复习

(共51张PPT)
第36讲　化学反应速率及影响因素
(基础课)
第四部分　化学反应原理
第七章　化学反应速率与化学平衡
　　　　　1.了解化学反应速率的概念和定量表示方法。　2.了解催化剂的重要作用以及催化反应机理。　3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响，能用相关理论解释一般规律。
知识点一　化学反应速率及相关计算
必备知识梳理
关键能力训练
01
1．化学反应速率的含义
(1)定义：通常用单位时间内反应物浓度的______或生成物浓度的______(均取正值)来表示。
(2)表示方法：v＝__，单位为mol·L－1·s－1等。
减少
增加
2．化学反应速率与化学计量数的关系
同一反应在同一时间内，用不同物质来表示的反应速率数值可能______，但反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的____________之比。
不同
化学计量数
a∶b∶c∶d
3．化学反应速率的认识拓展
(1)同一化学反应在相同条件下，用不同物质表示的化学反应速率，其数值可能不同，但意义相同。
(2)在一定温度下，固体和纯液体物质的浓度是常数，不能用其浓度变化表示速率。
(3)化学反应速率是一段时间内的______速率，且无论用反应物还是用生成物表示均取正值。
平均
(4)化学反应速率在不同的时间间隔内一般先快后慢。
(5)化学反应速率也可以通过观察或检测气体的体积、体系的压强、颜色的深浅、光的吸收、导电能力等测定。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)化学反应速率是指一定时间内反应物浓度的变化，单位可以是mol/(L·s)。(　　)
(2)甲、乙两容器中分别充入2 mol NO2和4 mol NO2，5分钟后两者各反应掉NO2 1 mol 和2 mol，则说明二者反应速率之比为1∶2。(　　)
(3)对于C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)反应，在一定的时间内v(H2O)＝1 mol/(L·s)，可知v(C)＝1 mol/(L·s)。(　　)
(4)对于2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，v(SO2)＝1 mol/(L·s)与v(O2)＝0.5 mol/(L·s)表示的反应速率前者快。(　　)
(5)单位时间内反应物浓度的变化量表示正反应速率，生成物浓度的变化量表示逆反应速率。(　　)
(6)对于任何化学反应来说，都必须用单位时间内反应物或生成物浓度的变化量来表示化学反应速率。(　　)
[答案]　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×
2．在2 L的密闭容器中发生反应后各物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。
(1)该反应的化学方程式为_____________________________________。
(2)0～10 s的平均反应速率v(H2)＝________，v(HI)＝________，v(I2)＝______，三者之比为________。
[答案]　(1)H2(g)＋I2(g) 2HI(g)
(2)0.039 5 mol/(L·s)　0.079 mol/(L·s)　0.039 5 mol/(L·s)　1∶2∶1
　　　　　　反应速率的有关计算与快慢比较
“三段式”求算v(X)、α模板
根据已知条件列方程式计算。
例如，反应　　　mA(g)＋nB(g) pC(g)
①t0浓度 a b 0
1．将等物质的量的A、B混合放于2 L的密闭容器中，发生反应3A(g)＋B(g) xC(g)＋2D(g)。经5 min后达到平衡，平衡时测得D的浓度为0.5 mol/L，c(A)∶c(B)＝3∶5，v(C)＝0.1 mol/(L·min)。
(1)x＝________。
(2)前5 min内B的反应速率v(B)＝________。　
(3)平衡时A的转化率为________。
(3)设起始投入A、B的物质的量为2a mol，
起始/(mol/L) a a 0 0
转化/(mol/L) 0.75 0.25 0.5 0.5
平衡/(mol/L) a－0.75 a－0.25 0.5 0.5
(a－0.75)∶(a－0.25)＝3∶5解得a＝1.5；
[答案]　(1)2　(2)0.05 mol/(L·min)　(3)50%
2．反应4CO(g)＋2NO2(g) N2(g)＋4CO2(g)在不同条件下的化学反应速率如下：
①v(CO)＝1.5 mol·L－1·min－1
②v(NO2)＝0.7 mol·L－1·min－1
③v(N2)＝0.4 mol·L－1·min－1
④v(CO2)＝1.1 mol·L－1·min－1
⑤v(NO2)＝0.01 mol·L－1·s－1
上述5种情况反应的速率由大到小的顺序为______________________。
[解析]　利用各物质的反应速率值与相应的化学计量数之比确定大小，比值越大，反应越快。
[答案]　③>①>②>⑤>④
化学反应快慢比较的两种方法
(1)统一物质法：统一单位，统一物质，反应速率值越大反应越快。
(2)比值法：先统一单位，然后计算各物质反应速率与相应化学计量数之比，比值越大反应越快。
　　　　　　其他变化量表示的反应速率
3. 如图安装好实验装置(装置气密性良好)，在锥形瓶内盛有6.5 g锌粒(Zn的相对原子质量为65)，通过分液漏斗加入40 mL 2.5 mol·L－1的稀硫酸，将产生的H2收集在注射器中，10 s时恰好收集到标准状况下的H2 44.8 mL。
回答下列问题：
(1)根据装置图，还缺少的实验用品为________。　
(2)用H＋表示10 s内该反应的反应速率为________________________。
(3)用H2表示10 s内该反应的反应速率为________________ mol·s－1。
(4)用锌粒表示10 s内该反应的反应速率为________________ g·s－1。
(5)用H＋或H2表示的化学反应速率比实际偏大，其原因是什么，怎样改正？________________________________________________。
[答案]　(1)秒表　(2)0.01 mol·L－1·s－1　
(3)0.000 2　(4)0.013　(5)由于滴入的稀硫酸占用锥形瓶内的体积，造成进入注射器内的气体体积偏大，H2的体积偏大；可以把分液漏斗换成恒压滴液漏斗
知识点二　化学反应速率的影响因素
02
必备知识梳理
关键能力训练
1．活化能与反应历程
(1)反应历程(反应机理)
2HI H2＋I2的反应分下列两步反应历程：
2HI―→H2＋2I·　2I·―→I2
其中每一步反应都称为______反应。反应历程又称反应机理。
基元
(2)有效碰撞
①定义：能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞。
②条件：反应物分子必须具有一定的能量和碰撞时有____________。
(3)活化分子：发生有效碰撞的分子必须具有足够的能量，这种分子叫做活化分子。
(4)活化能及意义
__________具有的平均能量与____________具有的平均能量之差，叫做反应的活化能。活化能越小，反应速率______。
合适的取向
活化分子
反应物分子
越大
2．影响化学反应速率的外界因素及理论解释
增多
增加
活化分子的百分数
增加
增大
增加
增多
　　　　　压强和催化剂对化学反应速率的影响
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)活化分子之间的碰撞一定是有效碰撞。(　　)
(2)升高温度，活化分子间的有效碰撞次数增加。(　　)
(3)反应体系中增加任何反应物的量，均可以增大反应速率。(　　)
(4)Zn与稀H2SO4反应时，向其中加几滴CuSO4溶液可以加快反应，加入醋酸钠溶液可以减缓反应。(　　)
(5)使用催化剂可以改变反应的活化能，改变反应的焓变ΔH。(　　)
(6)增大体系的压强，有气体参加的反应速率一定增大。(　　)
[答案]　(1)×　(2)√　(3)×　(4)√　(5)×　(6)×
2．在有气体参与的反应中：①增大反应物浓度、②升高温度、③增大压强(压缩体积)、④加入催化剂，若以上四种方法均可使反应速率增大，回答下列问题(填序号)：
(1)降低反应活化能的是________。
(2)增加活化分子百分数的是________。
(3)未改变活化分子百分数，增加单位体积内分子总数的是________。
(4)增加单位体积内活化分子数的是________。
[答案]　(1)④　(2)②④　(3)①③　(4)①②③④
1．某温度下，在容积一定的密闭容器中进行反应：2X(g)＋Y(g) Z(g)＋W(s)　ΔH>0。下列叙述正确的是 (　　)
A．向容器中充入氩气，反应速率不变
B．加入少量W，逆反应速率增大
C．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小
D．将容器的容积压缩，可增大活化分子的百分数，有效碰撞次数增多
A　[A项，恒容通“惰性气体”，反应物浓度没有改变，反应速率不变，正确；B项，W为固体，加入W，反应速率不改变，错误；C项，升高温度，v正、v逆均增大，错误；D项，改变压强，活化分子百分数不变，错误。]
2．合成氨反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，在反应过程中，正反应速率的变化如图。下列说法正确的是(　　)
A．t1时升高了温度 B．t2时使用了催化剂
C．t3时增大了压强 D．t4时降低了温度
B　[A项，t1时正反应速率增大，且大于逆反应速率，则应为增大压强，错误；B项，t2时正逆反应速率同等程度增大，为使用了催化剂，正确；C项，t3时正反应速率减小，且逆反应速率大于正反应速率，则为减小压强，错误；D项，t4时反应速率瞬间不变，然后减小，应为减小生成物浓度，错误。]
3．一定温度下，反应N2(g)＋O2(g) 2NO(g)在密闭容器中进行，回答下列措施对化学反应速率的影响(填“增大”“减小”或“不变”)。
(1)缩小体积使压强增大：________，原因是_____________________。
(2)恒容充入N2：________。
(3)恒容充入He：________，原因是____________________________。
(4)恒压充入He：________。
[答案]　(1)增大　单位体积内活化分子数增加，有效碰撞的次数增加　(2)增大　(3)不变　单位体积内活化分子数不变　(4)减小
真题感悟·明确考向
03
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1．(2022·广东选择性考试，T15)在相同条件下研究催化剂Ⅰ、Ⅱ对反应X→2Y的影响，各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图，则(　　)
A．无催化剂时，反应不能进行
B．与催化剂Ⅰ相比，Ⅱ使反应活化能更低
C．a曲线表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随t的变化
D．使用催化剂Ⅰ时，0～2 min内，v(X)＝1.0 mol·L－1·min－1
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D　[根据图示可知，无催化剂也可反应，使用催化剂Ⅰ时反应快，活化能更低，A、B错误；由图可知，使用催化剂Ⅱ时，在0～2 min内Y的浓度变化了2.0 mol·L－1，而a曲线表示的X的浓度变化了2.0 mol·L－1，二者变化量之比不等于化学计量数之比，所以a曲线不表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随时间t的变化，故C错误；D正确。]
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2．(2022·辽宁选择性考试，T12)某温度下，在1 L恒容密闭容器中2.0 mol X发生反应2X(s) Y(g)＋2Z(g)，有关数据如下：
时间段/min 产物Z的平均生成速率/(mol·L－1·min－1)
0～2 0.20
0～4 0.15
0～6 0.10
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下列说法错误的是(　　)
A．1 min时，Z的浓度大于0.20 mol·L－1
B．2 min时，加入0.20 mol Z，此时v正(Z)C．3 min时，Y的体积分数约为33.3%
D．5 min时，X的物质的量为1.4 mol
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B　[A项，根据表中数据可知反应逐渐变慢至平衡，2 min时Z的浓度为0.20 mol·L－1·min－1×2 min＝0.40 mol·L－1·min，故1 min时c(Z)>0.20 mol·L－1，正确；B项，4 min时生成Z：0.15 mol·L－1·min×4 min×1 L＝0.6 mol，6 min时生成Z：0.10 mol·L－1·min－1×6 min×1 L＝0.60 mol，故4 min时已达平衡。
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3．(2022·山东等级考，T10)在NO催化下，丙烷与氧气反应制备丙烯的部分反应机理如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．含N分子参与的反应一定有电子转移
B．由NO生成HONO的反应历程有2种
C．增大NO的量，C3H8的平衡转化率不变
D．当主要发生包含②的历程时，最终生成的水减少
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D　[根据反应机理的图示知，含N分子发生的反应有NO＋·OOH===NO2＋·OH、NO＋NO2＋H2O===2HONO、NO2＋·C3H7===C3H6＋HONO、HONO===NO＋·OH，含N分子NO、NO2、HONO中N元素的化合价依次为＋2价、＋4价、＋3价，上述反应中均有元素化合价的升降，都为氧化还原反应，一定有电子转移，A项正确；根据图示，由NO生成HONO的反应历程有2种，B项正确；NO是催化剂，增大NO的量，C3H8的平衡转化率不变，C项正确；无论反应历程如何，在NO催化下丙烷与O2反应制备丙烯的总反应都为2C3H8＋O2 2C3H6＋2H2O，最终生成的水不变，D项错误。]
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4．(2021·辽宁选择性考试，T12)某温度下，降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合，反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期，下列说法错误的是(　　)
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A．其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应速率越大
B．其他条件相同时，降冰片烯浓度越大，反应速率越大
C．条件①，反应速率为0.012 mol·L－1·min－1
D．条件②，降冰片烯起始浓度为3.0 mol·L－1时，半衰期为62.5 min
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