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2005 年高考复习专题

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2005 年高考复习专题 - PowerPoint PPT Presentation


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2005 年高考复习专题. 化学反应速率. [ 复习要求 ] 1 、了解化学反应速率的概念、反应速率的表示方法、外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响。 2 、掌握有关化学反应速率的简单计算。. C 终 —C 始.  C. V ( A ) =. =. t 终 —t 始.  t. 一、化学反应速率. 1 、概念 :. 单位时间内反应物浓度的减小(或生成物浓度的增加)来表示。. 化学反应速率是表示 化学反应快慢 的物理量。. 2 、定量表示方法:. 3 、各物理量的单位 :.

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- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
slide1

2005年高考复习专题

化学反应速率

slide2

[复习要求]

1、了解化学反应速率的概念、反应速率的表示方法、外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响。

2、掌握有关化学反应速率的简单计算。

slide3

C终—C始

C

V(A)=

=

t终—t始

t

一、化学反应速率

1、概念:

单位时间内反应物浓度的减小(或生成物浓度的增加)来表示。

化学反应速率是表示化学反应快慢的物理量。

2、定量表示方法:

3、各物理量的单位:

mol . L-1.s-1 , mol . L-1.min-1

友情提醒:

☆固体和纯液体单位V内n是定值,则C是常数,速率不变化。

☆同一反应速率可以用不同物质浓度变化表示,其数值之比等于方程式化学计量数之比。如反应mA(g)+nB (g) pC (g) +qD (g)则V(A):V(B):V(C):V(D) =m:n:p:q

☆无论用任何物质来表示反应速率都为正数

slide4

物质的量

y

x

mol

z

1.0

0.9

0.8

0.7

0.6

0.4

时间/min

0.2

0.2

1 2 3 4 5

0

  • 速率比→计量系数比

1、某化合物A的蒸气1mol充入0.5L容器中加热分解:2A(g)=B(g)+nC(g),反应到3min时,容器内A的浓度变为0.8mol/L,测得这段时间内,平均速率v(c)=0.6mol/ (L.min),则化学反应方程式中n值为_____, v(b)=_______mol/(L.min)。

0.2

3

2、某温度时,在2L容器中,x、y、z三种物质随时间的变化曲线如图所示。由图中数据分析,该反应的化学方程式是:_______________,反应开始至2min,z的平均速率是____________。

3x+y=2z

0.05mol/L.mol

速率定义所求得的是平均速率,而图上的是瞬时速率

slide5

3、在2L密闭容器中,发生3A+B = 2C 的反应,若最初加入A和B都是4mol, A的平均反应速率是0.12mol/(L.s),则10s后容器中的B的物质的量是: ( )

A、1.6mol B、2.8mol C、3.2mol D、3.6mol

C

slide6

比较反应速率快慢,首先转化为同种物质表示的速率比较反应速率快慢,首先转化为同种物质表示的速率

注意单位的一致性

4、反应A+3B=2C + 2D 在不同条件下反应速率分别为:

① VA=0.15mol /(L.S)

② VB=0.6mol /(L.S)

③ VC=4mol /(L.min)

④ VD=0.15mol /(L.S)

则该反应进行的最快的是 ( )

A. ③ B. ①④ C.②③ D.② E.②④

C

slide7

化学反应速率是受到浓度条件影响

5、在温度、体积不变的容器中进行反应H2==2H,若反应物的浓度由0.1mol/L降到0.06mol/L需20s,那么由0.06mol/L降到0.036mol/L,所需反应时间应为          ( )

A、=10s B、=12s C、>12s D、<12s

C

V=(0.1mol/L-0.06mol)/L/20s=0.002mol/L.s

t=(0.06mol/L-0.036mol)/L/0.002mol/L.s=12s

slide8

二、影响反应速率的因素

(1)内因(主要因素) :参加反应物质的性质

化学反应的本质:

反应物分子中的化学键断裂、生成物分子中的化学键形成过程

——旧键断裂,新键生成——

(2)外因:

①浓度:②压强:③温度:④催化剂:

⑤其他因素:光、颗粒大小、溶剂等。

slide9

活化分子

相互

碰撞

有效碰撞

化学反应

碰撞理论解释各外界因素对速率的影响

n活增大

碰撞理论

反应速率理论本质

分子具有

足够能量

n活=n总×活%

分子

运动

有合适的取向

1、浓度

在其他条件不变时,增大反应物浓度,可以增大反应速率 。

浓度增大

→单位体积内n总↑

→有效碰撞↑

→V↑

T不变,活%不变

应用2:

若将物质的量相等的HI气体分别放在等容积的两个针桶中,一个保持体积不变,另一个压缩为原来的1/2。其它条件不变,则HI的分解反应速率谁快?

如果分子间能够发生化学反应:

1、反应物分子必须相互碰撞;

2、分子必须具有一定的能量

3、活化分子碰撞时,必须有合适的取向

应用1:

一定条件下,在CaCO3(块状)+2HCl=CaCl2+H2O+CO2反应中,为了加快反应的速率,下列那些方法可行:

A、增加HCl的浓度 B、加水

C、增加同浓度盐酸的量 D、改加CaCO3粉末

应用3:如反应:3KSCN+FeCl3 Fe(SCN)3+3KCl

若在上述反应体系中加入KCl晶体,不会影响化学反应速率?

因为反应实质为:Fe3++3SCN-  Fe(SCN)3

slide10

碰撞理论

反应速率理论本质探讨

分子具有

足够能量

n活=n总×活%

活化分子

相互

碰撞

分子

运动

有效碰撞

化学反应

有合适的取向

碰撞理论解释各外界因素对速率的影响

→C增大

2、压强

其他条件不变,增大压强,气体体积缩小,浓度增大,反应速率加快。

压强增大

→体积减小

其他条件不变

→V↑

如果分子间能够发生化学反应:

1、反应物分子必须相互碰撞;

2、分子必须具有一定的能量

3、活化分子碰撞时,必须有合适的取向

  • 压强对于反应速率的影响是通过对浓度的影响实现的
  • P增大→C成比例增大,P减小→C成比例减小
  • 压强只对于有气体参加的反应的速率有影响(紧扣对C的影响)

发散思考:压强对于任意化学反应的速率都有影响吗?

slide11

友情提醒

1、改变压强(参加反应的气体浓度发生变化),会使任何气体反应速率发生变化,但对于反应前后气体体积发生变化的可逆反应,其正反应速率与逆反应速率变化程度不同,即气体体积缩小方向的反应速度变化较大。

2、压强对反应速率的影响实质是浓度的影响,所以当容器体积不变,充入与反应无关气体,反应速率不受影响,但若保持容器内压强不变,充入与反应无关气体,则反应速率减小(与减压引起的效果相同) 

3、若某一反应只有反应物(或生成物)有气态物质,则改变压强瞬间,即只有正反应(或逆反应)速率发生变化

slide12

压强对反应速率的影响

  • 例1、增大压强能够使下列可逆反应的逆反应速率增加的是;               (  )
  • 2SO2 (g)+O2 (g)  2SO3 (g)
  • FeCl3+3KSCN  Fe(SCN)3 + 3KCl
  • H2 (g) +I2 (g)  2HI(g)D、CO2 (g)+CaO = CaCO3

AC

  •  例2、在N2+3H2  2NH3中,当其他外界条件不变时:
  • 减小体系压强,该反应的速率怎么变?
  • 在反应中保持体系容积不变,充入N2,反应的速率怎么变?
  • 在反应中保持体系容积不变,充入He,反应的速率怎么变?
  • 在反应中保持体系压强不变,充入He,反应的速率怎么变?
slide13

压强对反应速率的影响

例3、对于反应N2+O2=2NO在密闭容器中进行,下列条件哪些不能加快该反应的化学反应速率(  )          

A、缩小体积使压强增大

B、体积不变充入 N2使压强增大

C、体积不变充入 O2使压强增大

D、使体积增大到原来的2倍

E、体积不变充入氦气使压强增大

DE

slide14

碰撞理论

反应速率理论本质探讨

v

分子具有

足够能量

n活=n总×活%

活化分子

相互

碰撞

分子

运动

有效碰撞

化学反应

有合适的取向

t1 t2 t3 t

碰撞理论解释各外界因素对速率的影响

例1、对于反应M+N→P,如果温度每升高10℃,反应速率增加为原来的3倍。在10℃时完成反应的10%需要54min,将温度提高到40℃完成反应的10%需要的时间为           ( ) A.2min B.3min C.6min D.9min

  • 2、把除去氧化膜的 Mg 条,投入到盛有稀盐酸的试管中,发现 H2的产生速率(v)与时间(t)的变化情况如右图所示,
  • t1 ~ t2速率变化的主要原因是: _______ ;
  • t2 ~ t3速率变化的主要原因是:_________。

3、温度

其他条件不变,温度升高,反应速率加快

T↑

→普通分子变为活化分子

→活%↑

→ n活↑

→V↑

  • 一般说来,温度每升高10℃,速率增加2-4倍。

友情提醒:温度对任何反应的反应速率皆有影响,但对于吸热或放热反应影响的程度不同,对吸热反应影响程度较大。

V×倍数值(t2-t1)/10 = 变化后的反应速率

slide15

碰撞理论

反应速率理论本质探讨

能量

分子具有

足够能量

n活=n总×活%

活化分子

相互

碰撞

分子

运动

化学反应

有效碰撞

有合适的取向

活化分子能量

碰撞理论解释各外界因素对速率的影响

反应物平均能量

→ n活↑

活化分子具有能量

生成物平均能量

生成物平均能量

无催化剂

有催化剂

反应物平均能量

4、催化剂

——改变反应的途径

正催化剂

→降低反应的活化能

→活%↑

n总不变

→V↑

钻隧道

slide16

能量

活化分子能量

反应物平均能量

活化分子具有能量

生成物平均能量

生成物平均能量

反应物平均能量

  • 解释:
  • “对可逆反应而言,催化剂既能催化正反应又能催化逆反应”
  • 试利用如图原理加以解释?

友情提醒:

使用催化剂同等程度的增大(减慢)、正逆反应速率,从而改变反应到达平衡所需时间。

没特别指明一般指正催化剂

催化剂只能催化可能发生的反应,对不发生的反应无作用

催化剂一定的具有选择性

slide17

催化剂对反应速率的影响

  • 取2g干燥Al粉和3g碘粉小心混匀,分四堆,往混合物上分别加0.5g水、1g胆矾、1g明矾、1g无水CuSO4。
  • 首先加水那堆冒火花,发生剧烈反应;
  • 其次加明矾的那一堆反应;
  • 再次是加胆矾的;
  • 最难反应的是加无水CuSO4的那堆。
  • 1)铝和碘反应的方程式:__________________
  • 2)铝和碘反应还可以看到___________________
  • 3)四堆混合物发生反应的先后顺序说明_______
slide18

外在条件对反应速率的影响——综合

——实践应用类

例1、[高考试题] 反应4NH3(g)+5O2(g) 

4NO(g)+6H2O(g),在10L密闭容器中进行,半分钟后,水蒸气的物质的量增加了0.45mol,则此反应的平均速率v(x) (反应物的消耗速率或产物的生成速率)可表示为   ( )  A.v(NH3)=0.010mol·L-1·s-B.v(O2)=0.0010mol·L-1·s-C.v(NO)=0.0010mol·L-1·s-D.v(H2O)=0.045mol·L-1·s-1

C

slide19

外在条件对反应速率的影响——综合

——实践应用类

例2、反应4A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g),经2min,B的浓度减少0.6mol·L-1。对此反应速率的表示,正确的是        ( )

A、用A表示的反应速率是0.4mol·(L·min)-1

B、分别用B、C、D表示反应的速率其比值是3:2:1

C、在2min末的反应速率,用B表示是0.3mol·(L·min)-1

D、在这2min内用B和C表示的反应速率的值都是逐渐减小的

B

slide20

外在条件对反应速率的影响——综合

——实践应用类

例3、在2L容器中,放入0.4molA和0.6molB,在一定温度下,压强为P,放入催化剂(体积忽略)发生反应:2A(g)+3B(g) xC(g)+2D(g),在amin后,容器中CA=0.1mol·L-1,此时温度与压强均未改变,则VB=______x=______;若温度不变压强变为 P,则Vc=______,x=_____。

slide21

解析:(1)因温度、压强均未改变,所以反应前后体积无变化,x+2=2+3,x=3。解析:(1)因温度、压强均未改变,所以反应前后体积无变化,x+2=2+3,x=3。

slide22

若温度不变压强变为 P,由

2A(g)+3B(g)  xC(g)+2D(g)

 始:0.40.600

 转:0.1×20.30.1X 0.2

 平:0.20.30.1X 0.2

x=2

slide23

外在条件对反应速率的影响——综合

——实践应用类

例4、[上海试题] 在一定条件下,       可逆反应 N2+3H2 2NH3:△H=-Q达到平衡,当单独改变下列条件后,有关叙述错误是 (   )

A.加催化剂,v正、v逆都发生变化,且变化的倍数相等

B.加压,v正、v逆都增大,且v正增大倍数大于v逆增大倍数

C.降温,v正、v逆都减小,且v正减小倍数大于v逆减小倍数

D.充入氩气,v正、v逆都增大,且v正增大倍数大于 v逆增大倍数

CD

slide24

外在条件对反应速率的影响——综合

——理论分析类

A

  • 增大反应物的浓度使反应速率加快的主要原因( )
  • 对于气体参与体系增大压强使反应速率加快的主要原因是( )
  • 升高温度使反应速率加快的主要原因是( )
  • 使用催化剂使反应速率加快的主要原因是( )
  • A、活化分子百分数不变,但提高单位体积内活化分子的总数
  • B、 增大分子的运动速率而使有效碰撞增加
  • C、 升高反应物分子的能量,使活化分子的百分数增加
  • D、降低反应所需的能量,使活化分子百分数增加

A

C

D

slide25

外在条件对反应速率的影响——综合

——实践应用类

1、将一定浓度的盐酸倒入碳酸钙中,若作如下改变的情况,其中能使最初的化学反应速率增大的是       (    )

A、盐酸的浓度不变,而使盐酸的用量一倍

B、盐酸的浓度增大一倍,而使盐酸的用量减少到原来的一半

C、盐酸的浓度和用量都不变,增加碳酸钙的量

D、盐酸和碳酸钙不变,增大压强一倍

E、加入CaCl2溶液

F、加入CaCl2固体

G、将CaCO3用CaCO3粉末代替

BG

slide26

外在条件对反应速率的影响——综合

——实践应用类

2、硫代硫酸钠( Na2S2O3)与稀硫酸发生如下反应:Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S↓+H2O

下列四种情况中最早出现浑浊的是:    (  )

(1)10℃时0.1 mol /L Na2S2O3和0.1 mol /L H2SO4各 5 mL

(2)10℃时0.1 mol /L Na2S2O3和0.1 mol /L H2SO4各5 mL,加水10mL

(3) 20℃ 时0.1 mol /L Na2S2O3和0.1 mol /L H2SO4各 5 mL

(4) 20℃ 时0.2mol /L Na2S2O3和0.1 mol /L H2SO4各5 mL,加水10 mL

C

slide27

1、 根据盐酸与大理石(足量)反应, V(CO2)-t关系图曲线,以下判断正确的是:        (   )

  • 若温度相同,①反应的盐酸浓度大于③反应,但H+物质的量相等。
  • ②反应时H+的物质的量浓度最大
  • ②与①的反应速率相等
  • 反应速率由大到小顺序为①②③④

外在条件对反应速率的影响——综合

——数形结合类

注意:横纵坐标意义;起点、终点、转折点;总趋势

AD

斜率意义——速率

slide28

G

F

E

O

外在条件对反应速率的影响——综合

——数形结合类

注意:横纵坐标意义;起点、终点、转折点;总趋势

2、右图为实验室制备CO2的实验记录,V(CO2)-t正确的是:  (  )

A、OE段反应速率最快

B、EF段表示反应速率最快,收集到的CO2最多

C、FG段表示收集的CO2最多

D、OG段表示随着时间的推移,反应速率逐渐增快

B

V(CO2)/mL

时间/min

斜率意义——速率

讨论:引起化学反应速率加快可能的原因是?

slide29

V/(mol.L-1.s-1)

v正

v逆

t

外在条件对反应速率的影响——综合

——数形结合类

注意:横纵坐标意义;起点、终点、转折点;总趋势

右图表示密闭容器中进行的可逆反应A+2B = 2C,VB/(mol.L-1.s-1)—t关系如图,则图中阴影部分的面积表示的意义为:_____________________.

B的物质的量浓度的减少

面积意义——浓度

slide30

VA/(mol.L-1.min-1)

0.5

0.25

0 2

t/min

外在条件对反应速率的影响——综合

——数形结合类

注意:横纵坐标意义;起点、终点、转折点;总趋势

 某溶液中发生反应A=2B+C,VA-t的关系如图,已知溶液的体积为2L,起始时体系中只有A,请回答下列问题:

1)图中阴影部分的面积表示

0—2min内的_______减小值,

应小于_________。

2)2min时,B物质的量浓度的取值范围为:

_________________________。

C(A)

0.75mol/L

面积意义——浓度

1mol/L<C(B)<1.5mol/L

slide32

类比法:借鉴投篮——获得灵感

没足够的能量

没合适的取向

足够的能量

合适的取向

+

slide33

能量

活化分子具有的最低能量

单位体积内活化分子数(n活)

反应物分子总数(n总)

==

反应物平均能量

活化分子百分数(活%)

生成物平均能量

有关“活化分子”

  • 定义:
  • ——具有一定的能量,在碰撞过程中足以令旧化学键断裂,而发生反应(即发生“有效碰撞”)的分子称为活化分子。
  • 特点:
  • ——有比反应物分子平均动能高的能量
  • 图形表示——“爬山坡”
  • 单位体积内活化分子数越多,反应速率越快
slide34

解析:本题是一道化学与数学、物理学科间知识渗透试题,它主要考查学生“将化学问题抽象成数学问题,利用数学工具通过计算和推理解决化学问题”的能力。因每升高10℃反应速率增加为原来3倍,如升高的温度为△t,则反应速率增加为原来的3 倍,反应由10℃升至40℃,反应速率增加为原来的3 =33倍,完成反应的10%所需时间为54min/33=2min。

  设10℃时反应速度为v,则由题意40℃时反应速率为27v,故 v×54min=27v·t t=2min