高三化学一轮创新设计 化学反应速率和化学平衡化学反应速率张.pptx

1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。2通过图像(或图表)的分析，提出合理的解释或进行简单计算。3另外化学反应速率与工农业生产、环境保护、日常生活方面的综合题。第1页/共53页反应物浓度 生成物浓度第2页/共53页2单位：molL1s1或molL1min1。3同一反应用不同物质表示的化学反应速率之间的关系对于任一反应mAnB=pYqZ，v(A)v(B)v(Y)v(Z)。m n p q第3页/共53页 (1)上述表达式所求v是化学反应的平均速率还是瞬时速率？提示一般来说，化学反应速率随着反应的进行而逐渐变化。因此，某一段时间内的反应速率，实际是一段时间内的平均速率，而不是指瞬时速率。第4页/共53页提示比较化学反应速率大小时，必须使用同一物质的反应速率且单位一致，v(N2)换算成v(H2)时，相当于3 molL1s1，所以上述反应中v(N2)v(H2)。第5页/共53页二、影响化学反应速率的因素1内因(主要因素)反应物本身的性质，如Na、Mg、Al与水反应的速率由大到小的顺序为：。2外因(其他条件不变，只改变一个条件)NaMgAl第6页/共53页 有人说压强对化学反应速率的影响是通过改变浓度实现的。这种说法是否正确，对此你如何理解？第7页/共53页三、活化分子与有效碰撞1有效碰撞：能发生反应的分子之间的碰撞。2活化分子：能够发生 的分子。3活化能：如图E1表示；E2表示活化分子变成生成物分子放出的能量；E2E1表示。有效碰撞活化能H第8页/共53页根据有效碰撞理论，完成下表。项目项目条件条件改变改变 活化能活化能单位体积内单位体积内有效有效碰撞碰撞次数次数化学化学反应反应速率速率分子分子总数总数活化活化分子分子数数活化分活化分子百分子百分数数增大浓度增大浓度不变不变增加增加增大压强增大压强升高温度升高温度加催化剂加催化剂第9页/共53页提示增加不变增加增大不变增加增加不变增加增大不变不变增加增加增加增大减小不变增加增加增加增大第10页/共53页第11页/共53页四点注意 有关化学反应速率的注意事项1化学反应速率是一段时间内的平均速率，且无论用反应物还是用生成物表示均取正值。2在一定温度下，固体和纯液体物质，改变其用量，不影响化学反应速率。3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，其数值不同，但意义相同。4计算反应速率时，若给出的是物质的量的变化值，不要忘记转化为物质的量浓度的变化值。第12页/共53页两个影响“恒容”“恒压”影响 有气体参加的反应体系中充入“惰性气体”(不参与反应)时，对化学反应速率的影响：(1)恒容：充入“惰性气体”总压增大物质浓度不变(活化分子浓度不变)反应速率不变。(2)恒压：充入“惰性气体”体积增大物质浓度减小(活化分子浓度减小)反应速率减慢。第13页/共53页我的警示 化学反应速率应用易错点 (1)对概念理解不清引起判断错误。(2)对计算过程中“三段式”应用不熟练而出现的错误。(3)比较化学反应速率大小时，注意使用同一物质的化学反应速率且单位一致。(4)升高温度，不论对吸热反应还是放热反应，化学反应速率都是加快的。(5)对化学反应速率图像横纵坐标理解出现偏差。(6)“惰性气体”对化学反应速率的影响理解不到位。第14页/共53页问题征解 如何解释催化剂对化学反应速率的影响？提示催化剂参与化学反应，降低了反应的活化能，使大量在原反应中不是活化分子的反应物分子也变为活化分子，提高了活化分子的百分数，从而极大地加快化学反应速率。这一过程的能量关系可用下图表示：Ea1表示没使用催化剂时反应所需活化能；Ea2表示使用催化剂后所需最大活化能。第15页/共53页第16页/共53页第17页/共53页第18页/共53页(2)若中用A、B表示反应的平均速率分别为0.3 molL1s1、0.6 molL1s1，哪种物质表示的化学反应速率更快？(3)若物质A的转化率经过计算为30%，那么，物质B的转化率为多少？你能迅速得出答案吗？第19页/共53页第20页/共53页第21页/共53页(2)把v(B)转化为v(A)可得，v(A)2v(B)20.6 molL1s11.2 molL1s1，所以，用物质B表示的该反应的速率更快。(3)通入A、B两气体的物质的量之比也等于化学计量数之比21，消耗物质的量之比也为21，则A、B的转化率相等，都为30%。答案(1)B(2)用B物质表示的化学反应速率更快(3)30%，能迅速得出答案，因为通入和消耗的A、B的物质的量之比均为21，则A、B转化率相等。第22页/共53页化学反应速率大小的比较化学反应速率大小的比较 第23页/共53页【应用1】将4 mol X气体和2 mol Y气体在2 L的容器中混合，并在一定条件下发生如下反应：2X(g)Y(g)2Z(g)，若经2 s后所测得Z的浓度为0.6 molL1，回答以下问题。(1)求02 s用X物质表示的平均反应速率为_。(2)求物质Y在2 s时的转化率_。第24页/共53页(3)若上述反应是在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行反应，经同一段时间后，测得三个容器中的反应速率分别为甲：v(X)0.2 molL1s1；乙：v(Y)0.12 molL1s1；丙：v(Z)9.6 molL1min1；则用上述速率表示该反应由快到慢的顺序为_。第25页/共53页第26页/共53页答案(1)0.3 molL1s1(2)30%(3)乙甲丙第27页/共53页必考点54 外界条件对化学反应速率的影响1影响化学反应速率的因素参加化学反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要原因。反应的类型不同，物质的结构不同，都会导致反应速率不同。当其他条件不变时：浓度：增加反应物的浓度可以加快反应速率；压强：对于有气体参加的化学反应，增大气体的压强，可以加快化学反应速率；温度：升高温度，可以加快化学反应速率；催化剂：加入催化剂可以加快化学反应速率；其他因素：光、超声波、激光、放射线、电磁波、反应物表面积、扩散速率、溶剂等因素也都能影响化学反应的反应速率。第28页/共53页2理论解释外界条件对化学反应速率的影响，实际是通过影响单位体积内活化分子的数量，改变有效碰撞次数来实现的，影响化学反应速率的外界条件主要有温度、浓度、压强和催化剂，我们可以将其进行归纳：第29页/共53页特别强调：(1)浓度、压强、温度、催化剂影响化学反应速率的实质改变了单位体积内活化分子的数目，单位体积内的活化分子数目增加，反应速率加快；反之减慢。(2)压强对反应速率的影响是通过改变体积而使浓度改变来实现的。(3)温度改变对任何反应的速率都有影响。第30页/共53页【典例2】(2010课标全国卷)某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题。(1)上述实验中发生反应的化学方程式有_。(2)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是_。第31页/共53页(3)实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4种溶液，可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是_。(4)要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有_(答两种)。(5)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列的实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。第32页/共53页实验实验混合溶液混合溶液ABCDEF4 molL1H2SO4/mL30V1V2V3V4V5饱和饱和CuSO4溶液溶液/mL00.52.55V620H2O/mLV7V8V9V10100第33页/共53页请完成此实验设计，其中：V1_，V6_，V9_。反应一段时间后，实验A中的金属呈_色，实验E中的金属呈_色。该同学最后得出的结论为当加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高，但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因_。第34页/共53页解析(1)发生了两个反应：CuSO4Zn=ZnSO4Cu、ZnH2SO4=ZnSO4H2。(2)由于Zn与反应生成的Cu及H2SO4溶液组成了CuZn微电池，大大加快了生成氢气的反应速率。(3)只要是比锌的金属性差的金属都可以与锌组成原电池，都可以加快生成氢气的反应速率，故在所给的物质中只有Ag2SO4符合题意。(4)要加快生成氢气的反应速率，还可以采取如下措施：升高温度、适当增大硫酸的浓度、增加锌粒的比表面积等。第35页/共53页(5)因为要研究硫酸铜的量对反应速率的影响，故应保持硫酸的浓度在各组实验中相同，则硫酸溶液的体积均取30 mL，根据F中增加的水与硫酸铜溶液的体积之和为20 mL，可以求得V610 mL，V720 mL，V819.5 mL，V917.5 mL，V1015 mL。A组中无铜生成，反应后锌呈灰黑色，E中析出较多的铜，则显示了铜晶体的颜色：暗红色。由于析出的铜的量较多，会覆盖在锌的表面，使得锌与稀硫酸接触面积大大减小，故反应速率反而减慢了。第36页/共53页答案(1)CuSO4Zn=ZnSO4Cu，ZnH2SO4=ZnSO4H2(2)CuSO4和Zn反应产生的Cu与Zn可形成CuZn微电池，加快了氢气产生的速率(3)Ag2SO4(4)升高反应温度、适当增大硫酸的浓度、增加锌的比表面积等(答两种即可)(5)301017.5灰黑暗红当加入一定量的CuSO4后，生成的单质Cu会沉积在Zn的表面，降低了Zn与H2SO4溶液的接触面积而使反应速率下降第37页/共53页影响化学反应速率的因素有多种，在探究相关规律时，需要控制其他条件不变，只改变某一个条件，探究这一条件对反应速率的影响。解答此类题时，要认真审题，清楚实验目的，弄清要探究的外界条件有哪些。然后分析题给图表，确定一个变量在其他几个量不变的情况下，这个变化量对实验结果的影响，进而总结出规律。然后再确定另一个变量，重新进行相关分析。“定多变一法定多变一法”在探究影响化学反应速率的因素在探究影响化学反应速率的因素中的应用中的应用 第38页/共53页【应用2】向四个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的SO2和O2，开始反应时，按正反应速率由大到小顺序排列正确的是 ()。甲在500 时，SO2和O2各10 mol反应乙在500 时，用V2O5作催化剂，10 mol SO2和5 mol O2反应丙在450 时，8 mol SO2和5 mol O2反应丁在500 时，8 mol SO2和5 mol O2反应A甲、乙、丙、丁 B乙、甲、丙、丁C乙、甲、丁、丙 D丁、丙、乙、甲第39页/共53页解析本题综合考查化学反应速率的影响因素，催化剂、温度对化学反应速率影响程度较大，其中催化剂为最大，浓度、压强影响程度相对较小，同温时乙中速率最快，乙甲，同时无催化剂时，甲中浓度大于丁中浓度，故甲丁，丙温度最低，速率最慢，故C正确。答案C第40页/共53页Hold住考向考向考向1化学反应速率的计算化学反应速率的计算5年年5考考考向考向2影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素5年年6考考第41页/共53页名师揭秘 化学反应速率是化学平衡移动的基础变量。化学反应速率的计算和外界条件对化学反应速率的影响，常结合化学平衡的应用进行综合考查，有时在选择题和填空题中单独考查，应注意理论联系实际，灵活分析。第42页/共53页1(2012福建理综，12)一定条件下，溶液的酸碱性对TiO2光催化染料R降解反应的影响如下图所示。下列判断正确的是 ()。第43页/共53页A在050 min之间，pH2和pH7时R的降解百分率相等B溶液酸性越强，R的降解速率越小CR的起始浓度越小，降解速率越大D在2025 min之间，pH10时R的平均降解速率为0.04 molL1min1第44页/共53页答案A第45页/共53页2(2011海南，8)对于可逆反应H2(g)I2(g)2HI(g)，在温度一定下由H2(g)和I2(g)开始反应，下列说法正确的是()。AH2(g)的消耗速率与HI(g)的生成速率之比为21B反应进行的净速率是正、逆反应速率之差C正、逆反应速率的比值是恒定的D达到平衡时，正、逆反应速率相等第46页/共53页解析A项用各物质表示的化学反应速率之比等于其化学计量数之比，则有2v(H2，消耗)v(HI，生成)；C项随着反应的进行，v正不断减小，v逆不断增大，二者的比值也不断变化；D项达到平衡，对于某一物质来说，其正、逆反应速率相等，但对于不同物质，则不一定相等，如平衡时v(HI，逆)2v(H2，正)。答案B第47页/共53页1(2012上海化学，18)为探究锌与稀硫酸的反应速率以v(H2)表示，向反应混合液中加入某些物质，下列判断正确的是(双选)()。A加入NH4HSO4固体，v(H2)不变B加入少量水，v(H2)减小C加入CH3COONa固体，v(H2)减小D滴加少量CuSO4溶液，v(H2)减小第48页/共53页答案BC第49页/共53页2(2011重庆理综，29节选)臭氧是一种强氧化剂，常用于消毒、灭菌等。(1)O3与KI溶液反应生成的两种单质是_和_。(填分子式)(2)O3在水中易分解，一定条件下，O3的浓度减少一半所需的时间(t)如下表所示。已知：O3的起始浓度为0.021 6 molL1。pHt/minT/3.04.05.06.02030123116958301581084815503126157第50页/共53页pH增大能加速O3分解，表明对O3分解起催化作用的是_。在30、pH4.0条件下，O3的分解速率为_ molL1min1。据表中的递变规律，推测O3在下列条件下分解速率依次增大的顺序为_。(填字母代号)a40、pH3.0b10、pH4.0c30、pH7.0第51页/共53页答案(1)I2O2(2)OH1.00104b、a、c第52页/共53页感谢您的观看。第53页/共53页