2022高三化学一轮复习优化探究 第七章 第21讲　化学反应速率课件PPT

这是一份2022高三化学一轮复习优化探究 第七章 第21讲　化学反应速率课件PPT，共60页。PPT课件主要包含了化学计量数，答案3，答案13，2外因①常见因素，表面积，正反应的活化能，E1E2，答案CD等内容，欢迎下载使用。

考点 1　化学反应速率的概念及计算
ml·L－1·min－1
3．化学反应速率与化学计量数的关系对于已知反应：mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示，当单位相同时，化学反应速率的数值之比等于方程式中各物质的___________之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。
1．教材选修4 P18实验2－1，是根据什么量的变化来测定Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑反应速率的？____________________________________________________________________________________________________________________________2．教材选修4 P21：Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，你能根据什么量的变化来测定该反应的反应速率？____________________________________________________________________________________________________________________________
提示：1.收集相同体积H2所用的时间。2．记录出现浑浊的时间。
(4)有时也可以用单位时间内生成某物质质量的变化量来表示化学反应速率。(　　)(5)在相同的时间间隔内反应速率快的反应生成的生成物的物质的量也多。(　　)(6)根据反应速率的大小可以判断化学反应进行的快慢。(　　)
3．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。回答下列问题：(1)反应的化学方程式为____________________________。(2)0～10 s的平均反应速率v(H2)＝____________；v(HI)＝________。
4.用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益，减少污染。一定条件下测得反应过程中n(Cl2)的数据如下：计算2.0～6.0 min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率(以ml·min－1为单位，写出计算过程)。
5．工业制硫酸的过程中，SO2(g)转化为SO3(g)是关键的一步，550 ℃时，在1 L的恒温容器中，反应过程中部分数据见下表：
若在起始时总压为p0 kPa，反应速率若用单位时间内分压的变化表示，而气态物质分压＝总压×气态物质的物质的量分数，则10 min内SO2(g)的反应速率v(SO2)＝________kPa·min－1。
命题新热点——速率方程
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是________(填字母)。A．v(第一步的逆反应)＞v(第二步反应)B．反应的中间产物只有NO3C．第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效D．第三步反应活化能较高
[解析]　第二步慢反应是整个反应速率的控制步骤，第一步是可逆反应，快速平衡正逆反应速率相等，第一步快反应的逆反应速率大于第二步的慢反应速率，A正确；中间产物的特点是在反应过程中出现，反应后消失，根据此特点会找到NO在第二步出现、第三步消失，NO3在第一步出现、第二步消失，中间产物有NO3和NO，B错误；根据第二步反应生成物中仍有NO2，推知NO2与NO3的碰撞仅部分有效，C正确；第三步反应是快反应，所以第三步反应的活化能较低，D错误。[答案]　AC
反应历程也称反应机理，是指化学反应经历的途径。一步完成的反应为基元反应，又称简单反应，绝大多数化学反应不是一步完成的，是由多个基元反应组成的复杂反应。化学反应速率的快慢与反应的内在机理有关，其反应速率主要取决于速率最慢的基元反应。
二、利用速率方程导出化学平衡常数[典例2]　顺­1,2­二甲基环丙烷和反­1,2­二甲基环丙烷可发生如下转化： 该反应的速率方程可表示为：v(正)＝k(正)·c(顺)和v(逆)＝k(逆)·c(反)，k(正)和k(逆)在一定温度时为常数，分别称作正、逆反应速率常数。已知：t1温度下，k(正)＝0.006 s－1，k(逆)＝0.002 s－1，该温度下反应的平衡常数值K＝________。
研究表明，N2O5(g)分解反应的速率v＝2×10－3×pN2O5(kPa·min－1)。t＝62 min时，测得体系中pO2＝2.9 kPa，则此时的pN2O5＝________kPa，v＝________kPa·min－1。
[答案]　30.0　6.0×10－2
考点 2　影响化学反应速率的因素1．影响化学反应速率的因素(1)内因：反应物本身的性质。
②其他影响因素：固体反应物的________、超声波、溶剂、放射线、电弧、强磁场、高速研磨等。
2．理论解释——有效碰撞理论(1)活化分子：能够发生有效碰撞的分子。(2)活化能(如图)： 图中：E1为________________，使用催化剂时的活化能为___，反应热为_________。(注：E2为逆反应的活化能)
(3)有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。(4)解释化学反应的快慢
(1)催化剂都不参加化学反应。(　　)(2)升高温度时，不论正反应是吸热还是放热，正、逆反应的速率都增大。(　　)(3)可逆反应中减小生成物的浓度可增大正反应的速率。(　　)(4)增大反应体系的压强，反应速率不一定增大。(　　)
1．模型构建：活化分子、有效碰撞与反应速率的关系
2．模型构建：利用“断点”破译可逆反应化学反应速率图像(1)t1时刻改变的条件可能是使用了催化剂或增大压强(仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应)。
(2)常见含“断点”的速率变化图像分析
题组一　影响化学反应速率的因素1．已知分解1 ml H2O2放出热量98 kJ，在含少量I－的溶液中，H2O2分解的机理为H2O2＋I－―→H2O＋IO－　慢H2O2＋IO－―→H2O＋O2↑＋I－　快下列有关该反应的说法正确的是(　　)A．反应速率与I－浓度有关B．IO－也是该反应的催化剂C．反应活化能等于98 kJ·ml－1D．v(H2O2)＝v(H2O)＝v(O2)
解析：H2O2的分解反应主要是由第一个反应决定的，I－浓度越大，反应速率越快，A项正确；根据总反应可确定该反应的催化剂为I－，而IO－为中间产物，B项错误；根据所给信息无法确定反应活化能，C项错误；反应速率关系为v(H2O2)＝2v(O2)，D项错误。
2．下列表格中的各种情况，可以用对应选项中的图像表示的是(　　)
解析：由于K比Na活泼，故大小相同的金属K和Na与水反应，K的反应速率更快，又由于Na、K与H2O反应均为放热反应，随着反应的进行，放出大量的热，反应速率逐渐加快，A项不正确；由于起始时乙中H2C2O4浓度大，故其反应速率乙中比甲中快，B项不正确；由于甲反应是在热水中进行的，温度高，故甲的反应速率大于乙的，随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，故甲、乙中反应速率逐渐减小，C项正确；MnO2在H2O2的分解过程中起催化作用，故乙的反应速率大于甲的，D项不正确。答案：C
3．为了研究一定浓度Fe2＋的溶液在不同条件下被氧气氧化的氧化率，实验结果如图所示，判断下列说法正确的是(　　)A．pH越小，氧化率越大B．温度越高，氧化率越小C．Fe2＋的氧化率仅与溶液的pH和温度有关D．实验说明降低pH、升高温度有利于提高Fe2＋的氧化率
解析：由②③可知，温度相同时pH越小，氧化率越大，由①②可知，pH相同时，温度越高，氧化率越大；C项，Fe2＋的氧化率除受pH、温度影响外，还受其他因素影响，如浓度等。由以上分析知，A、B、C错误，D正确。
答案：增大N2或H2的浓度或增大压强加入催化剂减小N2或H2的浓度或减小压强减小NH3的浓度
答案：恒压条件下，增大反应物的浓度，同时减小生成物的浓度
解析：(1)10～15 min未达平衡，改变条件后，斜率变大即反应速率加快，可能为升温、加压或加入催化剂。(2)20 min时A、C的物质的量不变，B的物质的量突然增大，平衡右移，应为增加了B的物质的量。答案：(1)升温或加压或加入催化剂(2)增加B的物质的量(或增大B的浓度)
控制变量探究影响化学反应速率的因素在研究影响化学反应速率的因素时，由于外界影响因素较多，故为搞清某个因素的影响，均需控制其他因素相同或不变，再进行实验。因此，常用控制变量思想解决该类问题。
1．常见考查形式(1)以表格的形式给出多组实验数据，让学生找出每组实验数据的变化对化学反应速率的影响。(2)给出影响化学反应速率的几种因素，让学生设计实验分析各因素对化学反应速率的影响。
2．解题策略(1)确定变量解答这类题目时首先要认真审题，理清影响实验探究结果的因素有哪些。(2)定多变一在探究时，应该先确定其他的因素不变，只变化一种因素。看这种因素与探究的问题存在怎样的关系；这样确定一种以后，再确定另一种，通过分析每种因素与所探究问题之间的关系，得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。
(3)数据有效解答时注意选择数据(或设置实验)要有效，且变量统一，否则无法作出正确判断。
[考能突破练]1．为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下表：
表中Vx＝________ mL，理由是_____________________________________________________________________________________________。答案：2.0　保证溶液总体积相同，仅改变K2S2O8溶液的浓度而其他物质的浓度不变(其他合理答案也可)
2．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六个盛有过量Zn粒的反应容器中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。
请完成此实验设计，其中：V1＝_____，V6＝______，V9＝_______。解析：为保证实验的可比性，实验中H2SO4溶液的体积应固定不变，还要保证溶液的总体积相等，这样才能保证硫酸和锌的固定不变，研究饱和CuSO4溶液对反应的影响，所以饱和硫酸铜溶液与水的体积之和可以由F组实验来确定。则V1＝30、V6＝10、V9＝17.5。答案：30　10　17.5
3．某实验小组以H2O2分解为例，研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下方案完成实验。
(1)催化剂能加快化学反应速率的原因是_________________________。(2)实验①和②的目的是_______________________________________。实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示，通常条件下H2O2稳定，不易分解。为了达到实验目的，你对原实验方案的改进是_____________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)降低了反应的活化能　(2)探究浓度对反应速率的影响　向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中)
(3)实验③、④、⑤中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图： 分析上图能够得出的实验结论是_____________________________________________________________________________________________。答案：(3)碱性环境能增大H2O2分解的速率，酸性环境能减小H2O2分解的速率
探究外界条件对反应速率的影响实验的一般解题思路为：
2.掌握1条规律对于可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)，v(A)∶v(B)∶v(C)＝Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)＝Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)＝m∶n∶p。3.理解影响化学反应速率的5个因素增大反应物浓度、增大气体反应物压强、升高温度、使用催化剂、增大反应物表面积，化学反应速率均增大。
1．(2019·高考全国卷Ⅱ)环戊二烯容易发生聚合生成二聚体，该反应为可逆反应。不同温度下，溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示，下列说法正确的是________(填标号)。A．T1>T2B．a点的反应速率小于c点的反应速率C．a点的正反应速率大于b点的逆反应速率D．b点时二聚体的浓度为0.45 ml·L－1
解析：由c­t图像的变化趋势可看出T2时，环戊二烯浓度的变化趋势大，因此T2大于T1，选项A错误；由a、c点环戊二烯的浓度可判断a点的反应速率大于c点的反应速率，选项B错误；相同温度下，随着时间的延长，反应物的浓度逐渐减小，反应速率逐渐减小，因此a点的正反应速率大于b点的逆反应速率，选项C正确；由图像知，开始时环戊二烯的浓度为1.5 ml·L－1，b点时的浓度为0.6 ml·L－1，设环戊二烯转化的物质的量浓度为2x ml·L－1，则有：
2．(2018·高考全国卷Ⅲ)对于反应2SiHCl3(g)===SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。
在343 K下，要提高SiHCl3转化率，可采取的措施是________；要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有________、________。比较a、b处反应速率大小：va________vb(填“大于”“小于”或“等于”)。