2022高一化学教案第5讲 化学反应速率.doc

第5讲 化学反应速率满分晋级 化学反应与能量变化4级化学反应的速率化学反应与能量变化6级化学反应的速率和化学平衡化学反应与能量变化2级化学反应的速率和限度新课标剖析 高考要求内 容要 求 层 次具 体 要 求化学反应速率了解化学反应速率的概念和表示方法；会判断化学反应的快慢。能够根据反应速率的公式进行有关简单计算。结合具体实例，理解外界条件对化学反应速率的影响。5.1 化学反应速率知识点睛一、 化学反应速率1定义化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的物理量，通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示。2定义式：3单位：、或写作、。【注意】用后一种表示方法时，“/”号后面一定要加括号，而不能写成“”或“”。4化学反应速率的特点：（1）化学反应速率是平均速率，均取正值。（2）同一反应选用不同物质浓度的变化量表示速率，数值可能不同，但表示的意义相同。（3）在一定温度下，对于固体和纯液体来说，单位体积里的物质的量保持不变，即物质的量浓度为常数，其量的增减不影响反应速率，因此，不用这些物质来表示反应速率。（4）物质的量浓度可以从溶液中迁移到气体中来。在一定温度下，一定压强下，气体B的物质的量浓度5化学反应速率的简单计算（1）根据定义式计算：（2）依据比例关系计算在同一反应中用不同的物质来表示反应速率时，其数值之比等于各物质的化学计量数之比。如：化学反应中。【注意】将用不同的物质表示的同一反应的速率写成等式时，应是、等。此时各化学计量数与物质是交叉关系，而不是。6用化学反应速率来比较不同反应进行得快慢或同一反应在不同条件下反应的快慢时，应选择同一物质来比较。【注意】物质浓度是物质的量浓度以mol/L为单位，时间单位通常可用s、min、h表示，因此反应速率的与常见单位一般为mol/(L·s)、mol/(L·min)或mol/(L·h)。化学反应速率可用反应体系中一种反应物或生成物浓度的变化来表示，一般是以最容易测定的一种物质表示之，且必须标明用什么物质表示的反应速率。用不同的物质表示同一时间的反应速率时其数值可能不同，但表达的意义是相同的，各物质表示的反应速率的数值有相互关系，彼此可以根据化学方程式中的各化学计量数进行换算：对于反应来说，则有。例题精讲考点1： 化学反应速率专题【例1】 已知合成氨反应的浓度数据如下： N2+ 3H22NH3起始浓度mol/L1.03.002秒末浓度mol/L0.61.80.8当用氨气浓度的增加来表示该化学反应速率时，其速率为（ ）A0.2 mol/(L·s) B0.4 mol/(L·s) C0.6 mol/(L·s) D0.8 mol/(L·s)【答案】B【例2】 合成氨反应：3H2+N22NH3其反应速率可以分别用v(H2)、v(N2)、v(NH3)表示单位均为mol/(L·s)，则正确的关系是（ ）Av(H2)v(N2)v(NH3) Bv(N2)2v(NH3)Cv(H2)v(NH3) Dv(N2)3v(H2)【答案】C【例3】 反应A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(g)的反应，在四种不同的情况下的反应速率分别为：v(A)=0.15mol/(Ls)；v(B)=0.6mol/(Ls)；v(C)=0.4mol/(Ls)；v(D)=0.45mol/(Ls)该反应进行的快慢顺序为 （填序号）【答案】v(D)v(C)=v(B)v(A)，即=【例4】 将4molA气体和2molB气体在2L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应2A(g)+B(g)=2C(g)，若经2 s后测得C的浓度为 0.6 mol·L-1 ，现有下列几种说法：2 s内参加反应的A的物质的量为1.2mol 用物质B表示的反应的平均速率为0.6mol·L-1·s-12 s时物质B的浓度为0.7mol·L-1其中正确的是（ ）A B C D【答案】A【例5】 已知反应，下列各组实验中反应最快的是 （ ）组号反应温度（）参加反应的物质体积(mL)体积（mL）浓度（）体积(mL)浓度（）A1050.1100.15B1050.150.110C3050.150.110D3050.250.210【答案】D 【例6】 化学反应，若温度每升高，化学反应速率提高到原来的3倍。在一定压强下，283K时等于，当温度升高到313K时， ， 。【答案】54；108。【例7】 将和充入容积为的密闭容器中，进行如下反应：，6秒末时容器内压强为开始时的0.6倍。试计算：的反应速率是多少？生成的的物质的量占总物质的量的百分数？ 【答案】；33.3%提示据阿伏加德罗定律推论，同温同容时，不同气体的压强之比即其物质的量之比【例8】 已知某反应的各物质浓度数据如下： 起始浓度（）： 2s末浓度（）： 据此可推算出上述方程式中各物质的计量数之比是（ ）A9:3:4B3:1:2 C2:1:3D3:2:1【答案】B【例9】 某温度时，在2 L容器中X、Y、Z三种物质随时间的变化曲线如图所示： 由图中的数据分析，该反应的化学方程式为_。反应开始至2 min时Z的平均反应速率为_。【答案】3XY2Z0.05 mol/(L·min)【例10】 如图，曲线表示在时，和某反应有关的物质A、B、C的物质的量浓度从开始反应至4分钟时的变化图像，试回答：（1）该反应的反应物是 ；（2）4分钟时，C的浓度是B的 倍；（3）该反应的化学方程式是 ；（4）反应开始至4分钟，若用A的浓度来表示该反应的平均速率为 。 【答案】（1）A；（2）3；（3）；（4）。5.2 影响化学反应速率的因素知识点睛一、 内因（决定因素）化学反应速率主要由参加反应的物质本身的性质决定。二、 外因（影响因素）1温度其它条件相同时，升高温度，化学反应速率加快，反之则减慢。2浓度其它条件相同时，增大反应物的浓度，化学反应速率加快，反之则减慢。3压强若存在气态反应物，其他条件相同时，增大压强，化学反应速率加快，反之则减慢。4催化剂其它条件相同时，使用催化剂化学反应速率加快。5固体表面积其它条件相同时，增大固体反应物的表面积，化学反应速率加快，反之则减慢。【注意】升高温度，化学反应速率加快，正逆反应速率同时加快，但加快的程度不同。若正反应是吸热反应，则正反应加快的程度比逆反应加快的程度更大。压强对化学反应速率的影响应该和浓度相结合。若反应物为固态或液态则不考虑压强的影响；若反应物中既有气态又有固态（或液态）增大压强，化学反应速率加快；若容器体积不变，充入与反应无关的气体，使体系压强增大，但各物质的浓度不变，所以化学反应速率也不变。如果不特别说明，催化剂一般是指正催化剂。固体的表面积和固体的用量要注意区分，一般来说，增加固体的用量我们可以认为没有改变固体的表面积，化学反应速率不变。例题精讲 考点2： 影响化学反应速率的因素专题【例11】 下列关于催化剂的说法不正确的是（ ）A温度越高，催化剂的催化效果越好B汽车排气管上的“催化转化器”能减少有害气体排放C催化剂可以改变化学反应速率，但反应前后质量和化学性质不变D锌与盐酸反应时，加入几滴硫酸铜溶液可加快反应速率，但硫酸铜不作催化剂【答案】A【例12】 等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测定在不同时间产生氢气体积的数据，根据数据绘制得到曲线图，则曲线a、b、c、d所对应的实验组别可能是（ ）多选组别温度（）状态12.025块状22.530块状32.550块状42.530粉末状A4-3-2-1 B1-2-3-4 C3-4-2-1 D1-2-4-3 【答案】AC【例13】 在密闭系统中有反应C(s)CO2(g)2CO(g)，能使反应速率加快的措施是() 通过减小容器体积增大压强 升高温度 将炭粉碎 通入CO2 增加炭的量 恒容条件下通入N2 AB C D【答案】C【例14】 反应C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)在一体积可变的容器中进行。下列条件的改变对其化学反应速率几乎没有影响的是：增加C的用量；将容器体积缩小一半；保持容器体积不变，充入氮气使容器内压强增大；保持压强不变，充入氮气使容器的体积变大（ ）ABCD 【答案】B【例15】 铝与过量的稀盐酸反应，为了减慢反应速率，但是又不影响生成的氢气总量，可以采取的措施是（ ）A升高温度 B加入适量的水C加入少量CuSO4溶液 D加入浓度较大的盐酸【答案】B【例16】 纳米是长度单位，1纳米等于1×10-9米，无数的颗粒达到纳米级时，具有特殊的性质。例如将单质铜制成“纳米铜”时，具有非常强的化学活性，在空气中可以燃烧。下列对“纳米铜”的有关叙述正确的是（ ）多选 A常温下“纳米铜”比铜片的金属性强，反应时反应速率快 B常温下“纳米铜”比铜片更易失电子，反应时反应速率快 C常温下“纳米铜”与铜片的还原性相同 D“纳米铜”颗粒更细小，化学反应时接触面大，所以反应速率快【答案】CD【例17】 现进行如下两个实验：在A瓶中放入10g黄豆粒大小的碳酸钙，在B瓶中放入5g粉末状碳酸钙，分别加入50mL、1mol·L-1的盐酸，下图中横轴代表时间，纵轴代表瓶中碳酸钙减小的质量，其中能正确表示实验结果的图是（ ）【答案】A【例18】 下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据： 实验序号金属质量/g金属状态c(H2SO4) /mol/LV(H2SO4) /mL溶液温度/金属消失的时间/s反应前反应后0.10丝 0.55020345000.10粉末0.5502035500.10丝0.75020362500.10丝0.85020352000.10粉末0.8502036250.10丝1.05020351250.10丝1.0503550500.10丝1.15020341000.10丝1.150304440分析上述数据，回答下列问题：(1)实验和表明_对反应速率有影响，_反应速率越大，能表明同一规律的实验还有_(填实验序号)；(2)仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有_(填实验序号)；(3)本实验中影响反应速率的其他因素还有_，其实验序号是_。(4)实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值(约15)相近，推测其原因：_。【答案】(1)固体反应物的表面积表面积越大和(2)、；、(3)反应温度和；和(4)因为所有反应中，金属质量和硫酸溶液的体积均相等，且硫酸过量，产生热量相等，所以溶液温度变化值相近【例19】 把在空气中久置的铝片5.0g投入盛有500mL、0.5molL-1盐酸溶液的烧杯中，该铝片与盐酸反应产生氢气的速率与反应时间可用如图所示的坐标曲线来表示，回答下列问题： （1）曲线由0a段不产生氢气的原因，用化学方程式为 ；（2）曲线由bc段产生氢气的速率增加较快的主要原因 。（3）向溶液中加入下列物质，能加快上述化学反应速率的是（ ）A蒸馏水 B改用铝粉 C饱和氯化钠溶液 D浓盐酸 E少量硫酸铜溶液【答案】（1）Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O；（2）反应放热，溶液温度升高，反应速率加快；（3）B D E【例20】 某探究小组用HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法，研究影响反应速率的因素。所用HNO3浓度为1.00 mol/L、2.00 mol/L，大理石有细颗粒和粗颗粒两种规格，实验温度为25、35，每次实验HNO3的用量为25.00 mL，大理石用量为10.00 g。（1）请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填空：实验编号温度()大理石规格HNO3浓度(mol/L)实验目的25粗颗粒2.00()实验和探究浓度对反应速率的影响；()实验和探究温度对反应速率的影响；()实验和探究_对反应速率的影响 （2）实验中CO2质量随时间变化的关系见下图。计算实验中70 s90 s范围内用HNO3表示的平均反应速率_(忽略溶液体积变化，不需要写出计算过程)。【答案】（1）实验编号温度()大理石规格HNO3浓度(mol/L)实验目的()大理石规格25粗颗粒1.0035粗颗粒2.0025细颗粒2.00（2）0.01 mol/(L·s)【例21】 为了研究外界条件对过氧化氢分解速率的影响，某同学做了以下实验，请回答下列问题。编号操作实验现象分别在试管A、B中加入5 mL 5 H2O2溶液，各滴入2滴1mol/L FeCl3溶液。待试管中均有适量气泡出现时，将试管A放入盛有5左右冷水的烧杯中浸泡；将试管B放入盛有40左右热水的烧杯中浸泡。试管A中不再产生气泡；试管B中产生的气泡量增大。另取两支试管分别加入5mL 5H2O2溶液和5 mL 10H2O2溶液试管A、B中均未明显见到有气泡产生。（1）过氧化氢分解的化学方程式为 ；（2）实验的目的是 ； 实验中滴加FeCl3溶液的目的是 ；（3）实验未观察到预期的实验现象，为了帮助该同学达到实验目的，你提出的对上述操作的改进意见是 （用实验中所提供的几种试剂）；（4）某同学在50 mL一定浓度的H2O2 溶液中加入一定量的二氧化锰，放出气体的体积（标准状况）与反应时间的关系如右图所示，则A、B、C三点所表示的瞬时反应速率最慢的是 ；（5）对于H2O2分解反应，Cu2+也有一定的催化作用。为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果。某化学研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。请回答相关问题：乙A定性分析：如图甲可通过观察 ，定性比较得出结论。有同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理，其理由是 ； 定量分析：用图乙所示装置做对照试验，实验时均以生成40mL气体为准，其它可能影响实验的因素均已忽略。实验中需要测量的数据是 。【答案】（1）；（2）研究温度对H2O2分解速率的影响；加快H2O2分解速率，使实验现象易于观察；（3）将两支试管同时放入盛有相同温度热水的烧杯中，或向两支试管中同时滴入2滴1mol/L FeCl3溶液，观察产生气泡的速率；（4）C点的即时速率；（5）溶液中气泡产生的速率；排除氯离子的干扰(其它合理答案也给分)；收集40mL气体所需的时间。直击高考（2010年福建卷 12）化合物Bilirubin在一定波长的光照射下发生分解反应，反应物浓度随反应时间变化如图所示，计算反应48 min间的平均反应速率和推测反应16 min时反应物的浓度，结果应是（ ）A2.5 和2.0 B2.5 和2.5 C3.0 和3.0 D5.0 和3.0 【命题立意】本题主要考查反应速率的计算。【高考难度】题目难度较低。【难点分析】第8秒与第4秒时反应物浓度差为10，为4秒，所以在48间的平均反应速率为2.5，可以排除CD两个答案；图中从0开始到8反应物浓度减低了4倍，根据这一幅度，可以推测从第8到第16分也降低4倍，即由10降低到2.5，因此推测第16反应物的浓度为2.5，所以可以排除A而选B。【答案】B（2010年课标卷 28）某同学在用稀硫酸与锌反应制取氢气的实验中，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_；（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。实验混合溶液ABCDEF4 mol·L1 H2SO4/mL30V1V2V3V4V5饱和CuSO4溶液/mL00.52.55V620H2O/mLV7V8V9V10100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：_。【命题立意】本题主要考查原电池原理的应用、影响化学反应速率的因素。【高考难度】题目难度较高。【难点分析】本题意在考查考生的应用能力及化学实验设计探究能力。稀硫酸与锌的反应过程中加入少量硫酸铜，是利用锌置换出铜，构成CuZn原电池，加快锌的反应速率，Ag2SO4也可以达到同样效果。由于是研究CuSO4的量对氢气生成速率的影响，所以硫酸的浓度要相同，一是所加硫酸的量相同，二是混合溶液的体积相同，所以V1V5均为30，由F组数据可知，CuSO4溶液的体积加水的体积为20 mL.A组中无铜生成，反应后锌呈灰黑色，E组中生成较多的铜，呈暗红色。有较多的铜生成时，其覆盖在锌表面，降低了锌与溶液的接触面积。【答案】（1）ZnCuSO4=ZnSO4Cu，ZnH2SO4=ZnSO4H2（2）CuSO4与Zn反应产生的Cu与Zn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、适当增加硫酸的浓度、增加锌粒的比表面积等(任写两种即可)（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与溶液的接触面积