内容正文:
考点1 化学反应速率及影响因素
【核心考点梳理】
一、化学反应速率
1.化学反应速率及其表示方法
(1)概念:化学反应速率是用来衡量化学反应过程进行快慢程度的物理量。
(2)表示方法:可用单位时间内反应物浓度的减少或者生成物浓度的增加(均取正值)来表示。
(3)计算:表达式为v=或v=。
式中:Δc为浓度的变化量,一般以mol·L-1为单位;
Δt为时间,一般以s或min为单位。
(4)常用单位:mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1。
2.规律
对于同一反应,用不同的物质来表示反应速率,其比值一定等于化学方程式中相应的化学计量数之比。
如对于反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q。
【核心归纳】
(1)一个确定的化学反应涉及反应物、生成物等多种物质,因而定量表示一个化学反应的反应速率时,必须指明是用哪一种反应物或哪一种生成物来表示。
(2)无论是用某一反应物表示还是用某一生成物表示,其化学反应速率都取正值,而且是某一段时间内的平均速率,不是某一时刻的瞬时速率。
(3)在一定温度下,对于固体和纯液体物质来说,其单位体积里的物质的量不会改变,即它们的物质的量浓度为常数,故一般不用固体或纯液体物质来表示反应速率。
(4)反应速率大小比较的两种方法
同一化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同,比较化学反应速率的快慢不能只看数值大小,还要进行一定的转化:
(1)换算成同一物质、同一单位表示,再比较数值大小。
(2)比较化学反应速率与化学计量数的比值。如反应aA+bBcC,要比较v(A)与v(B)的相对大小,即比较与的相对大小,若>,则用v(A)表示的反应速率比用v(B)表示的反应速率大。
【典型例题】
例1.(辽宁省抚顺市重点高中2020-2021学年高一下学期期末考试)可逆反应在不同条件下的反应速率如下,其中反应速率最快的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】
因为同一反应用不同物质表示反应速率时,数值可能不同,所以比较反应速率快慢时,应转化为同一种物质。
【解析】
A.由于X为固体,其浓度视为常数,故不能用其单位时间浓度变化量表示反应速率,故A不选;
B.v(Y)=3.6mol/(L•min)=0.06mol/(L•s);
C.v(Q)=0.2mol/(L•s),;
D.v(Z)=0.3mol/(L•s),;
比较以上数据可得出,选项中C反应速率最快,故选C。
例2.(河北省保定市2020-2021学年高一下学期期末考试)一定条件下,向2L密闭容器中加入2molA和10molB,发生反应,2min时测得剩余A为1mol,下列化学反应速率表示正确的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
一定条件下,向2L密闭容器中加入2molA和10molB,发生反应,2min时测得剩余A为1mol,反应的A为1mol,则A化学反应速率,根据化学反应速率之比等于化学反应计量数之比, A、C的计量数相等,所以、、,故C符合题意;
故答案:C。
二、影响化学反应速率的因素
1.[基础实验]化学反应速率的影响因素
实验1.催化剂对化学反应速率的影响
实验操作
实验现象
①有少量气泡出现
②产生大量气泡
实验结论
MnO2可以使H2O2分解的速率加快
微点拨:催化剂有正、负之分,正催化剂能加快反应速率,负催化剂减慢反应速率,不特别指明的条件下,均指正催化剂。催化剂只对某一特定反应具有催化作用,即有专一性。
实验2.温度对化学反应速率的影响
实验操作
试管中均为5 mL12%的H2O2溶液
实验现象
①产生气泡速率较慢
②产生气泡速率较快
实验结论
其他条件相同时,用水浴加热,化学反应速率增大,常温,化学反应速率减小
实验3.浓度对化学反应速率的影响
实验操作
实验现象
①产生气泡速率较慢
②产生气泡速率较快
实验结论
其他条件相同时,增大浓度,化学反应速率增大,减小浓度,化学反应速率减小
实验4.反应物状态对化学反应速率的影响
实验操作
取两支试管,向其中一支加入约5 g块状大理石,另一支加入约5 g粉末状大理石,再各加入5 mL 4 mol·L-1盐酸,观察并记录实验现象
现象与结论
块状大理石与盐酸反应的速率较慢,粉末状大理石与盐酸反应的速率快,说明增大反应物的接触面积,能增大反应速率
影响化学反应速率的因素除温度、催化剂和反应物浓度外,还有反应物的状态、固体的表面积等许多因素。
2.控制变量法
受多因素影响的问题每次只改变其中的一个因素,而控制其余几个因素不变,研究被改变的因素对事物发展的影响。这样,就将多因素问题拆解为多个单因素问题分别开展研究,化繁为简,再进行综合分析,最后得出结论。这