高三化学备考一轮复习化学反应速率课件.pptx
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1、第七章第七章 化学反应速率与化学平衡化学反应速率与化学平衡第第1 1讲化学反应速率讲化学反应速率 2 化学爆炸牛奶变质铁桥生锈钟乳石一、基元反应一、基元反应1.大大多多数数的的化化学学反反应应不不能能一一步步完完成成,在在微微观观上上是是分分几几步步完完成成的的,每每一一步步反应都叫一个反应都叫一个基元反应基元反应。2.基元反应过渡状态理论基元反应过渡状态理论基基元元反反应应过过渡渡状状态态理理论论认认为为,基基元元反反应应在在从从反反应应物物到到生生成成物物的的变变化化过过程程中中要要经经历历一一个个中中间状态,这个状态称为过渡态。间状态,这个状态称为过渡态。ABC ABC ABC反应物过渡
2、态反应物过渡态生成物生成物已已知知反反应应2NO(g)2H2(g)N2(g)2H2O(g)H752kJmol1的的反反应应机机理理如下:如下:2NO(g)N2O2(g)(快快)N2O2(g)H2(g)N2O(g)H2O(g)(慢慢)N2O(g)H2(g)N2(g)H2O(g)(快快)下列有关说法错误的是下列有关说法错误的是()A.的逆反应速率大于的逆反应速率大于的正反应速率的正反应速率B.中中N2O2与与H2的碰撞仅部分有效的碰撞仅部分有效C.N2O2和和N2O是该反应的催化剂是该反应的催化剂D.总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大C二、化学反应速率
3、二、化学反应速率单位:单位:molL-1s-1或或mol/(Ls)2、与计量系数关系及速率大小的比较、与计量系数关系及速率大小的比较【几点注意几点注意】表示的是平均速率,而不是瞬时速率表示的是平均速率,而不是瞬时速率纯固体、纯液体、溶液中的溶剂浓度纯固体、纯液体、溶液中的溶剂浓度为常数为常数1、概念:、概念:如反应如反应:mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g),v(A):v(B):v(C):v(D)m:n:p:q【注意注意】速率的大小也可以用速率的大小也可以用单位时间内物质的量、质量或体积的变化量单位时间内物质的量、质量或体积的变化量来表示!来表示!表达式:表达式:v v=c/t3、化
4、学反应中各物质浓度的计算模式化学反应中各物质浓度的计算模式“三段式三段式”(1)写出有关反应的化学方程式。写出有关反应的化学方程式。(2)找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。(3)根据已知条件列方程式计算。根据已知条件列方程式计算。例例1、一定温度下,向容积为、一定温度下,向容积为2L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应,的密闭容器中通入两种气体发生化学反应,反应中各物质的物质的量变化如图所示,对该反应的推断合理的是(反应中各物质的物质的量变化如图所示,对该反应的推断合理的是()A、该反应的方程式为、该反应的方程式为3B+4D6A+2CB、反应进行到、反
5、应进行到1s时,时,(A)=(D)C、反应进行到、反应进行到6s时,时,B的平均反应的平均反应速率为速率为0.05mol/(Ls)D、反应进行到、反应进行到6s时,各物质的反应速率相等时,各物质的反应速率相等E、B的平衡转化率为的平衡转化率为40%C“三段式三段式”计算反应速率、转化率计算反应速率、转化率考点考点1、化学反应速率的计算与比较、化学反应速率的计算与比较例例2、(1)工工业业制制硫硫酸酸的的过过程程中中,SO2(g)转转化化为为SO3(g)是是关关键键的的一一步步,550时,在时,在1L的恒温容器中,反应过程中部分数据见下表:的恒温容器中,反应过程中部分数据见下表:反应时间反应时间
6、/minSO2(g)/molO2(g)/molSO3(g)/mol042051.5102151若在起始时总压为若在起始时总压为p0kPa,反应速率若用单位时间内分压的变化表示,反应速率若用单位时间内分压的变化表示,气态物质分压总压气态物质分压总压气态物质的物质的量分数,则气态物质的物质的量分数,则10min内内SO2(g)的的反应速率反应速率v(SO2)_kPamin1。(2)在常温、常压、光照条件下,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂在催化剂(掺有少量掺有少量Fe2O3的的TiO2)表表面与水发生反应,生成的主要产物为面与水发生反应,生成的主要产物为NH3,进一步研究,进一步研究NH3生
7、成量与温度生成量与温度的关系,部分实验数据见下表的关系,部分实验数据见下表(光照、光照、N2压力压力1.0105Pa、反应时间、反应时间3h):T/K303313323353NH3生成量生成量/(10-6mol)4.85.96.02.0相应的热化学方程式如下:相应的热化学方程式如下:2N2(g)+6H2O(1)4NH3(g)+3O2(g)H=+1530.4kJmol-1实验中实验中323K时,该反应的平均反应速率为时,该反应的平均反应速率为v(N2)=_mol/h。1.010-6例例3、对于反应对于反应A2(g)+3B2(g)2AB3(g)以下表示的反应速率中,速率最以下表示的反应速率中,速率
8、最小的是小的是()A.(A2)=0.4molL-1min-1B.(B2)=0.8molL-1min-1C.(AB3)=0.6molL-1min-1D.(A2)=0.005molL-1S-1B【点拨点拨】比较反应速率大小时:比较反应速率大小时:归一法)归一法)将速率转化成用同一物质表示的速率,再进行比较。将速率转化成用同一物质表示的速率,再进行比较。【注意注意】单位要统一!单位要统一!【拓展拓展】化学反应速率方程的计算化学反应速率方程的计算基元反应:基元反应:aA(g)+bB(g)=cC(g)+dD(g)V正正=k正正ca(A).cb(B)V逆逆=k逆逆cc(C).cd(D)k正正、k逆逆表示正
9、、逆反应的速率常数表示正、逆反应的速率常数如:如:SO2Cl2SO2Cl22NO22NOO22H22NON22H2Ovk1c(SO2Cl2)vk2c2(NO2)vk3c2(H2)c2(NO)速率常数的影响因素:速率常数的影响因素:温度,但浓度不影响速率常数。温度,但浓度不影响速率常数。温度升高,速率常数增大温度升高,速率常数增大K=k正正/k逆逆考点考点2、速率常数的应用、速率常数的应用4.工工业业上上利利用用CH4(混混有有CO和和H2)与与水水蒸蒸气气在在一一定定条条件件下下制制取取H2,原原理理为为CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g),该该反反应应的的逆逆反反应应速速率率表表达
10、达式式为为v逆逆kc(CO)c3(H2),k为速率常数,在某温度下测得实验数据如表所示:为速率常数,在某温度下测得实验数据如表所示:CO浓度浓度/(molL1)H2浓度浓度/(molL1)逆反应速率逆反应速率/(molL1min1)0.1c18.0c2c116.0c20.156.75由上述数据可得该温度下,由上述数据可得该温度下,c2_,该反应的逆反应速率常数,该反应的逆反应速率常数k_L3mol3min1。0.21.0104研究表明研究表明,N2O5(g)分解的分解的反应速率反应速率v=210-3pN2O5(kPamin-1),t=62min时,测得体系中时,测得体系中pO2=2.9kPa,
11、则此时的,则此时的pN2O5=kPa,v(N2O5)=kPamin-1。30.0 6.010-2 其中其中NO2二聚为二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时随时间间t的变化如下表所示的变化如下表所示t=时,时,N2O5(g)完全分解完全分解:t/min0408016026013001700p/kPa 35.840.342.545.949.261.262.363.15、【18年全国年全国I卷卷】F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25时时N2O5(g)分解反应:分解反应:(1)定性判断:定性判
12、断:观察产生气泡的快慢、颜色变化的快慢、固体物质溶解的快慢、溶观察产生气泡的快慢、颜色变化的快慢、固体物质溶解的快慢、溶液变浑浊程度等。液变浑浊程度等。Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S+SO2+H2O4、化学反应速率的实验测定、化学反应速率的实验测定相同时间内产生气体的体积或产相同时间内产生气体的体积或产生相同体积的气体所需的时间;生相同体积的气体所需的时间;相同时间内固体物质质量的变化相同时间内固体物质质量的变化量量(增加或减少增加或减少)。(2)定量判断:定量判断:CaCO3与盐酸反应与盐酸反应1min0.2min10ml/min50ml/min4molL-1的硫酸与的硫酸与锌
13、反应比锌反应比1molL-1的硫的硫酸快酸快大大小小(3)集气瓶中有)集气瓶中有H2和和Cl2混合气体,在瓶外点燃镁条时发生爆炸混合气体,在瓶外点燃镁条时发生爆炸(4)加热加热H2O2溶液放出气泡很慢,滴入几滴溶液放出气泡很慢,滴入几滴0.1mol.L-1FeCl3溶液很快溶液很快产生气体,若撒入少量产生气体,若撒入少量MnO2产生气体速度更快。产生气体速度更快。【思考】【思考】什么因素影响了下列化学反应的速率?什么因素影响了下列化学反应的速率?(1)同浓度、同体积的盐酸中放入同样大小的锌粒和镁块,产生气体有)同浓度、同体积的盐酸中放入同样大小的锌粒和镁块,产生气体有快有慢快有慢(2)KI晶体
14、和晶体和HgCl2晶体混合后无明显现象,若一起投入水中,很快生晶体混合后无明显现象,若一起投入水中,很快生成红色成红色HgI2光光反应物的接触面积反应物的接触面积催化剂催化剂反应物本身的性质反应物本身的性质其他:如形成原电池其他:如形成原电池,搅拌等搅拌等浓度增大浓度增大单位体积内单位体积内n活活w活活不变不变有效碰撞有效碰撞三、影响化学反应速率的因素活化能三、影响化学反应速率的因素活化能内因:内因:反应物本身的性质反应物本身的性质外因:外因:浓度、温度、压强、催化剂、反应物颗粒大小、构成原电池浓度、温度、压强、催化剂、反应物颗粒大小、构成原电池、光、光、溶剂溶剂等。等。1、浓度对化学反应速率
15、的影响、浓度对化学反应速率的影响【注意】【注意】a、对于、对于纯固体或液体的反应物,一般情况下其浓度是常数纯固体或液体的反应物,一般情况下其浓度是常数,因,因此改变它们的量一般不会改变化学反应速率。此改变它们的量一般不会改变化学反应速率。c、随着化学反应的进行,反应物的浓度会逐渐减小,随着化学反应的进行,反应物的浓度会逐渐减小,因此因此一般一般反反应速率也会逐渐减小。应速率也会逐渐减小。b、一般来说,、一般来说,固体反应物表面积越大,反应速率越大固体反应物表面积越大,反应速率越大,固体反应物,固体反应物表面积越小,反应速率越小。表面积越小,反应速率越小。例例1、一定条件下,在一定条件下,在Ca
16、CO3(块状块状)+2HCl=CaCl2+H2O+CO2反应中,为了反应中,为了加快反应的速率,下列那些方法可行加快反应的速率,下列那些方法可行()A、增加、增加HCl的浓度的浓度B、多加、多加CaCO3C、增加同浓度盐酸的体积、增加同浓度盐酸的体积D、改加、改加CaCO3粉末粉末AD例例2、盐酸跟过量锌粉反应,在一定温度下,为了减缓反应进行的速率,盐酸跟过量锌粉反应,在一定温度下,为了减缓反应进行的速率,但又不影响生成氢气的总量,可向反应物中加入适量的但又不影响生成氢气的总量,可向反应物中加入适量的()A.硫酸钠固体硫酸钠固体B.水水C.硫酸钾溶液硫酸钾溶液D.硝酸钾溶液硝酸钾溶液E.醋酸钾
17、溶液醋酸钾溶液F.碳酸钾溶液碳酸钾溶液BCE【思考】【思考】3KSCN+FeCl3 Fe(SCN)3+3KCl,若,若在上述平衡体系中加入在上述平衡体系中加入少量少量KCl晶体,如何影响化学反应速率?晶体,如何影响化学反应速率?不影响不影响(1)对于可逆反应,压强增大,正逆反应速率如何变化)对于可逆反应,压强增大,正逆反应速率如何变化?(2)充入与反应无关气体)充入与反应无关气体,对反应速率有何影响对反应速率有何影响?对于有对于有气体气体参加的反应,增大压强参加的反应,增大压强(减小容器容积减小容器容积),相当于增大反应物,相当于增大反应物浓度,反应速率加快。浓度,反应速率加快。2、压强对化学
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