山东省高考化学一轮复习 第7章第2节 化学反应的速率工业合成氨课件.ppt

第第2节化学反应的速率工业合成氨节化学反应的速率工业合成氨 点面导图点面导图考向分析考向分析本本节节高考重点考高考重点考查查：(1)化学反化学反应应速率的概念、速率的概念、简单计简单计算；算；(2)外界条件对反应速率的影响；外界条件对反应速率的影响；(3)通过图象把化学反应速率融合在化通过图象把化学反应速率融合在化学平衡、实验和计算之中考查数据处理学平衡、实验和计算之中考查数据处理能力。能力。高考对本节内容多以选择和非选择题型高考对本节内容多以选择和非选择题型呈现，试题难度中档。预计呈现，试题难度中档。预计2013年高考年高考对反应速率的考查不会有太大变化。基对反应速率的考查不会有太大变化。基于此，在复习时注重以下几个方面：化于此，在复习时注重以下几个方面：化学反应速率的大小比较及外界条件对化学反应速率的大小比较及外界条件对化学反应速率影响的分析判断；通过图象学反应速率影响的分析判断；通过图象(或图表或图表)的分析，提出合理的解释或简的分析，提出合理的解释或简单计算。以上综合考查将是今后高考命单计算。以上综合考查将是今后高考命题趋势。题趋势。2021/8/8 星期日1一、化学反应的速率一、化学反应的速率1含义及表示方法含义及表示方法化化学学反反应应速速率率是是用用来来衡衡量量化化学学反反应应快快慢慢的的物物理理量量。对对于于反反应应体体系系体体积积不不变变的的反反应应，可可以以用用单单位位时时间间内内某某物物质质浓浓度度(或或质质量量、物物质质的的量量等等)的的_来来表表示示该该物物质质的的化化学学反应速率。反应速率。2数学表达式及单位数学表达式及单位(2)单位：单位：_或或_改变量改变量(取绝对值取绝对值)molL1s1molL1min12021/8/8 星期日23同一反应用不同物质表示的反应速率之间的关系同一反应用不同物质表示的反应速率之间的关系对于任一反应对于任一反应mAnB=pYqZv(A)v(B)v(Y)v(Z)_。m n p q2021/8/8 星期日31(算算一一算算)在在一一个个2 L的的容容器器中中加加入入2 mol某某气气态态反反应应物物，2 s后后该该气气态态物物还还剩余剩余1.6 mol。2 s内它的反内它的反应应速率速率为为_。【答案】【答案】0.1 molL1s12021/8/8 星期日42(选选一一选选)在在一一密密闭闭容容器器中中充充入入一一定定量量的的A、B，一一段段时时间间后后测测得不同物得不同物质质的反的反应应速率之比速率之比为为：v(A)v(B)v(C)v(D)4 5 4 6，则则该该反反应应的的化化学学方方程程式式可可能能是是()AA(g)B(g)C(g)D(g)B4A(g)5B(g)=4C(s)6D(g)C4A(g)5B(g)4C(g)6D(g)D4C(g)6D(g)=4A(g)5B(g)【答案】【答案】C2021/8/8 星期日5二、影响化学反应速率的因素二、影响化学反应速率的因素1内因内因(主要因素主要因素)反反应应物物本本身身的的性性质质，如如Na、Mg、Al与与水水反反应应的的速速率率由由大大到到小小的顺序为：的顺序为：NaMgAl。2021/8/8 星期日62外因外因(其他条件不变，改变一个条件其他条件不变，改变一个条件)加快加快加快加快加快加快相同相同表面积表面积2021/8/8 星期日73(填填一一填填)在在下下列列事事实实中中，什什么么因因素素影影响响了了化化学学反反应应的的速速率率？(1)黄黄铁矿铁矿煅煅烧时烧时要粉碎成要粉碎成细细小的小的矿矿粒。粒。_；(2)熔熔化化的的KClO3放放出出气气泡泡很很慢慢，撒撒入入少少量量MnO2很很快快产产生生气气体体。_；(3)同同浓浓度度、同同体体积积的的盐盐酸酸中中放放入入同同样样大大小小的的锌锌粒粒和和镁镁块块，产产生气体有快有慢。生气体有快有慢。_；(4)同同样样大大小小的的石石灰灰石石分分别别在在0.1 molL1的的盐盐酸酸和和1 molL1的的盐盐酸中反酸中反应应速率不同。速率不同。_；(5)夏天的食品易夏天的食品易变变霉，冬天就不易霉，冬天就不易发发生生该现该现象。象。_。【答案】【答案】(1)固体表面固体表面积积(2)催化催化剂剂(3)反反应应物自身的性物自身的性质质(4)浓浓度度(5)温度温度2021/8/8 星期日8三、工业合成氨三、工业合成氨1反应特点反应特点N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0S0正正反反应应方方向向是是气气体体物物质质的的量量_的的_热热反反应应，同同时时是是熵熵_的反应。的反应。2反应条件选择的理论分析反应条件选择的理论分析(1)反应限度角度：反应限度角度：_，高压，有利于提高转化率。，高压，有利于提高转化率。(2)反反应应速速率率角角度度：高高温温、_、使使用用催催化化剂剂，有有利利于于提提高化学反应速率。高化学反应速率。减小减小放放减减低温低温高压高压2021/8/8 星期日93合成氨适宜条件的选择合成氨适宜条件的选择(1)温度：温度：_左右，因为此时催化剂活性最大。左右，因为此时催化剂活性最大。(2)压压强强：低低压压(1107Pa)，中中压压(21073107Pa)和和高高压压(8.51071108Pa)三种类型。三种类型。(3)催化剂：铁触媒。催化剂：铁触媒。(4)N2与与H2的物质的量之比的物质的量之比(投料比投料比)：_。700 K1 2.82021/8/8 星期日104(选选一一选选)合合成成氨氨工工业业对对国国民民经经济济和和社社会会发发展展具具有有重重要要的的意意义义。对对于于密密闭闭容容器器中中的的反反应应：N2(g)3H2(g)2NH3(g)Hv(逆逆)正向正向移移动动减小反减小反应应物物浓浓度度v(正正)、v(逆逆)均减小，且均减小，且v(逆逆)v(正正)逆向逆向移移动动2021/8/8 星期日21平衡体系平衡体系条件条件变变化化速率速率变变化化平衡平衡变变化化速率速率变变化曲化曲线线任一平任一平衡体系衡体系 增大生增大生成物成物浓浓度度v(正正)、v(逆逆)均增大，且均增大，且v(逆逆)v(正正)逆向逆向移移动动减小生减小生成物成物浓浓度度v(正正)、v(逆逆)均减小，且均减小，且v(正正)v(逆逆)正向正向移移动动2021/8/8 星期日22正反正反应应方方向向为为气体气体体积增大体积增大的放热反的放热反应应增大增大压压强强或升或升高温度高温度v(正正)、v(逆逆)均增大，且均增大，且v(逆逆)v(正正)逆向逆向移移动动减小减小压压强强或降低温度或降低温度v(正正)、v(逆逆)均减小，且均减小，且v(正正)v(逆逆)正向正向移移动动2021/8/8 星期日23反反应应前前后气体后气体系数和系数和相等的相等的平衡体平衡体系系催化催化剂剂(对对任一平衡任一平衡)或或增大增大压压强强v(正正)、v(逆逆)均增均增大相同倍大相同倍数数平衡不移平衡不移动动减小减小压压强强v(正正)、v(逆逆)同等同等倍数减小倍数减小2021/8/8 星期日242021/8/8 星期日25(2012池州质检池州质检)对于一定条件下的可逆反应，对于一定条件下的可逆反应，3X(g)Y(g)2Z(g)，下列图象能正确表示改变压强，下列图象能正确表示改变压强(其他条其他条件不变件不变)后，反应速率的变化是后，反应速率的变化是()2021/8/8 星期日26【精精讲讲精精析析】改改变变压压强强包包括括增增大大压压强强和和减减小小压压强强，增增大大压压强强平平衡衡向向体体积积缩缩小小的的方方向向移移动动，v(正正)v(逆逆)，即即v(正正)增增大大得得多多，v(逆逆)增增大大得得少少。反反之之，减减小小压压强强，v(正正)”或或“v(逆逆)可可知知正正反反应应吸吸热，热，H0。【答案】【答案】(1)减小减小压压强强或取出部分混合气体升高温度或取出部分混合气体升高温度(2)2021/8/8 星期日30热热点点探探究究化化学学反反应应速速率率、化化学学平平衡衡的的调调控控在在生生活活、生生产产和科研领域中的应用和科研领域中的应用 在工业生产中选择条件时，要综合考虑外界条件对化学反应在工业生产中选择条件时，要综合考虑外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响，同时还要注意与工业生产实际结合速率和化学平衡的影响，同时还要注意与工业生产实际结合在一起进行综合分析与思考。在一起进行综合分析与思考。2021/8/8 星期日312实际考虑实际考虑在在实实际际生生产产中中，还还要要考考虑虑原原料料的的来来源源、储储量量、运运输输、生生产产设设备备、反反应应条条件件等等许许多多问问题题。反反应应条条件件的的选选择择要要考考虑虑实实际际与与效效益。益。2021/8/8 星期日32工业生产中适宜条件选择的思维模式：分析工业生产反应原工业生产中适宜条件选择的思维模式：分析工业生产反应原理特点理特点(反应前后气体物质的量变化，热效应等反应前后气体物质的量变化，热效应等)理论分析加理论分析加快反应速率和提高原料转化率的条件快反应速率和提高原料转化率的条件实际考虑确定适宜条实际考虑确定适宜条件的选择。件的选择。2021/8/8 星期日33(2012沈沈阳阳长长春春哈哈尔尔滨滨联联考考)CO2是是目目前前大大气气中中含含量量最最高高的的一种温室气体，控制和治理一种温室气体，控制和治理CO2是解决温室效应的有效途径。是解决温室效应的有效途径。(1)在在 一一 定定 条条 件件 下下，6H2(g)2CO2(g)CH3CH2OH(g)3H2O(g)。5006007008001.5453320122604328153836237222021/8/8 星期日34根据上表中数据分析：根据上表中数据分析：温温度度一一定定时时，提提高高氢氢碳碳比比，CO2的的转转化化率率_(填填“增增大大”、“减小减小”或或“不不变变”)；该该反反应应的正反的正反应为应为_(填填“吸吸”或或“放放”)热热反反应应请选择该请选择该反反应应适宜的条件适宜的条件()a高温高温b高高压压c低温低温d低低压压e使用催化使用催化剂剂 f提高提高氢氢碳比碳比g催化催化剂剂活性最好的温度活性最好的温度2021/8/8 星期日352021/8/8 星期日36【精精 讲讲 精精 析析】(1)由由 表表 中中 数数 据据 知知 提提 高高 氢氢 碳碳 比比 即即n(H2)/n(CO2)可可提提高高CO2的的转转化化率率；又又因因升升高高温温度度后后CO2的的转转化化率率降降低低，故故正正反反应应是是放放热热反反应应；由由反反应应特特点点(正正反反应应为为气气体体物物质质的的量量减减小小的的放放热热反反应应)，可可知知适适宜宜的的条条件件是是：适适当当的的温温度、高压、催化剂、提高氢碳比。度、高压、催化剂、提高氢碳比。(2)2 min内内用用甲甲醇醇表表示示的的平平均均反反应应速速率率为为0.1 mol(Lmin)1，故故v(H2)0.3 mol(Lmin)1，b错错；平平衡衡时时消消耗耗的的CO2为为0.4 mol，转转化化率率为为40%，c错错；因因反反应应物物和和生生成成物物全全部部是是气气体体且且容器容积不变，故密度一直保持不变，容器容积不变，故密度一直保持不变，d错。错。【答案】【答案】(1)增大增大放放befg(2)bcd2021/8/8 星期日372021/8/8 星期日38(2012山山东东省省实实验验中中学学第第三三次次测测试试)利利用用低低温温技技术术可可处处理理废废气气中的氮氧化物。在恒容密闭容器中发生下列化学反应：中的氮氧化物。在恒容密闭容器中发生下列化学反应：4NH3(g)6NO(g)5N2(g)6H2O(g)HQ kJmol1(Qt1)：反反应时间应时间/minn(CO)/moln(H2O)/mol01.200.60t10.80t20.20反应在反应在t1 min内的平均速率为内的平均速率为v(H2)_。2021/8/8 星期日412021/8/8 星期日42【解析】【解析】温度越高反应速率越快，故温度越高反应速率越快，故v(20)v(0)。【答案】【答案】2021/8/8 星期日433(2011重庆高考重庆高考)臭氧是一种臭氧是一种强强氧化氧化剂剂，常用于消毒、，常用于消毒、灭灭菌等。菌等。O3在水中易分解，一定条件下，在水中易分解，一定条件下，O3的的浓浓度减少一半所度减少一半所需的需的时间时间(t)如下表所示。已知：如下表所示。已知：O3的起始的起始浓浓度度为为0.021 6 molL1。3.04.05.06.020301231169583015810848155031261572021/8/8 星期日44(1)pH增增大大能能加加速速O3分分解解，表表明明对对O3分分解解起起催催化化作作用用的的是是_。(2)在在 30、pH 4.0条条 件件 下下，O3的的 分分 解解 速速 率率 为为_mol(Lmin)1。(3)据据表表中中的的递递变变规规律律，推推测测O3在在下下列列条条件件下下分分解解速速依依率率次次增增大的大的顺顺序序为为_。(填字母代号填字母代号)a40、pH3.0b10、pH4.0c30、pH7.02021/8/8 星期日45【答案】【答案】(1)OH(2)1.00104 mol(Lmin)1(3)b、a、c2021/8/8 星期日46高考题组二影响化学反应速率的外界因素高考题组二影响化学反应速率的外界因素4下列说法不正确的是下列说法不正确的是()A对对于于反反应应2H2O2=2H2OO2，加加入入MnO2或或升升高高温温度度都都能加快能加快O2的生成速率的生成速率(2011江苏高考江苏高考)B放放热热反反应应的的反反应应速速率率总总是是大大于于吸吸热热反反应应的的反反应应速速率率(2010山东高考山东高考)C同同时时改改变变两两个个变变量量来来研研究究反反应应速速率率的的变变化化，能能更更快快得得出出有有关规律关规律(2010福建高考福建高考)D一一定定条条件件下下，使使用用催催化化剂剂能能加加快快反反应应速速率率并并提提高高反反应应物物的的平衡转化率平衡转化率(2010江苏高考江苏高考)E反反应应2CO2(g)6H2(g)CH3CH2OH(g)3H2O(g)，使使用用CuZnFe催化剂可大大提高生产效率催化剂可大大提高生产效率(2010上海高考上海高考)【答案】【答案】B、C、D2021/8/8 星期日47高考题组三有关反应速率的图象高考题组三有关反应速率的图象5(2011天天津津高高考考)向向绝绝热热恒恒容容密密闭闭容容器器中中通通入入SO2和和NO2，一一定定条条件件下下使使反反应应SO2(g)NO2(g)SO3(g)NO(g)达达到到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如下所示。平衡，正反应速率随时间变化的示意图如下所示。2021/8/8 星期日48由由图图可得出的正确可得出的正确结论结论是是()A反反应应在在c点达到平衡状点达到平衡状态态B反反应应物物浓浓度：度：a点小于点小于b点点C反反应应物的物的总总能量低于生成物的能量低于生成物的总总能量能量Dt1t2时时，SO2的的转转化率：化率：ab段小于段小于bc段段2021/8/8 星期日49【解解析析】只只有有正正反反应应速速率率等等于于逆逆反反应应速速率率且且为为定定值值时时，可可逆逆反反应应才才达达到到平平衡衡状状态态，图图中中曲曲线线在在c点点处处没没有有出出现现水水平平线线，故故A项项错错误误；随随着着正正反反应应的的进进行行，未未达达到到平平衡衡状状态态时时反反应应物物的的浓浓度度应应随随时时间间的的延延长长而而减减小小，因因此此反反应应物物浓浓度度：a点点大大于于b点点，故故B项项错错误误；化化学学反反应应速速率率随随反反应应物物浓浓度度的的增增大大而而增增大大，随随温温度度的的升升高高而而增增大大，分分析析曲曲线线ac，从从浓浓度度方方面面考考虑虑v正正应应减减小小，而而v正正是是增增大大的的，说说明明该该反反应应是是放放热热的的，且且温温度度变变化化对对v正正的的影影响响在在ac段段大大于于反反应应物物浓浓度度变变化化对对v正正的的影影响响，因因此此ac段段反反应应混混合合物物的的温温度度是是升升高高的的，该该反反应应的的正正反反应应为为放放热热反反应应，反反应应物物的的总总能能量量大大于于生生成成物物的的总总能能量量，故故C项项错错误误；若若t1t2，分分析析图图中中曲曲线线可可知知：ab段段的的正正反反应应速速率率的的平平均均值值小小于于bc段段，所所以以bc段段转转化化的的SO2的的量量比比ab段段转转化化的的SO2的的量量多多，而而a点点浓浓度度比比b点点大大，所所以以SO2的的转转化化率率：bc段大于段大于ab段，故段，故D项正确。项正确。【答案】【答案】D 2021/8/8 星期日50课时知能训练课时知能训练2021/8/8 星期日512021/8/8 星期日522021/8/8 星期日53