内容正文:
专题05 化学反应的速率与限度
重难点索引:
1.影响化学反应速率的因素
2.有关化学反应速率图像的分析方法
3.化学平衡状态的判断方法
重点1:影响化学反应速率的因素
1.内因:反应物本身分子的性质。
2.外因
外因
影响
浓度
增大反应物浓度,化学反应速率增大;减小反应物浓度,化学反应速率减小
压强
对于气体反应,增大体系压强,化学反应速率增大;减小体系压强,化学反应速率减小
温度
升高体系温度,化学反应速率增大;降低体系温度,化学反应速率减小
催化剂
正催化剂使化学反应速率增大;负催化剂使化学反应速率减小
其他
光、超声波、激光、放射线、电磁波、溶剂的性质等都会影响化学反应速率
例1.(2022·安徽省利辛县第一中学高一)利用CH4可消除NO2的污染,该反应原理为CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+N2(g)+2H2O(g)。为了验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了如下三组实验,部分实验条件已经填在下表中(增大催化剂的比表面积可提高该反应速率):
实验编号
温度/℃
CH4初始浓度(mol·L-1)
NO2初始浓度(mol·L-1)
催化剂的比表面积(m2·g-1)
①
250
1.2×10-2
3.2×10 -2
81
②
250
1.2×10-2
y
121
③
350
x
3.2×10-2
81
下列说法错误的是( )
A.表中数据x、y分别为1.2×10-2、3.2×10-2
B.能验证温度对反应速率的影响规律是实验①和③
C.能验证催化剂的比表面积对反应速率的影响规律是实验②和③
D.三组实验中,化学反应速率最小的是实验①
例2.(2022·浙江省杭州学军中学高一期中)下列说法正确且均与化学反应速率有关的是( )
①将糕点存放在冰箱里,或在其包装袋中放入生石灰或叔丁基对苯二酚作为脱氧剂,可以延长保质期;
②使用粗锌小颗粒和稀硫酸反应制氢气
③炼铁高炉尾气中,总是存在一定含量CO
④工业上选择400-500°C合成氨
⑤向生橡胶中加入硫粉,提高了其强度和韧性和化学稳定性
⑥面粉厂要注意防火,面粉在封闭厂房中扬起悬浮达到一定浓度时,易发生爆炸危险
A.②④⑥ B.①④⑥ C.③④⑤ D.②⑥
重点2:有关化学反应速率图像的分析方法
1.定性型图像:分析的方法为关注曲线的起点、折点、变化趋势(逐渐加快、逐渐减慢、先增后减或先减后增等),结合外界条件影响反应速率的相关理论知识进行分析。
2.定量型图像:主要是指反应物或生成物的物质的量(或物质的量浓度、反应速率)与反应时间t的定量关系,如下图所示。
该类图像所能解决的主要问题:
①反应物、生成物的确定。
②可逆反应或不可逆反应的确定。
③反应方程式的确定。
④某时间段内的平均反应速率。
⑤化学反应达到平衡所用的时间。
例3.(2022·山东·烟台二中高一)对于密闭容器中的反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g);ΔH<0,在673K,30MPa下n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如图所示,下列叙述正确的是
A.a点的正反应速率比b点的小
B.c点处反应达到平衡
C.d点(t,时刻)和e点(t,时刻)处n(N2)不一样
D.a点的逆反应速率比e点的小
例4.(2022·湖南·高一期中)恒温时向2 L密闭容器中通入一定量的气体X和Y,发生反应:2X(g)+Y(g)3Z(g),Y的物质的量n(Y)随时间t变化的曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.正反应速率a点比b点小
B.t0 min时该反应停止反应
C.t0 min时,c(Z)=0.75 mol/L
D.当密闭容器中的压强不再变化,该可逆反应达到了化学平衡状态
重点3:化学平衡状态的判断方法
1.本质标志——“等”
v(正)=v(逆),对同一物质而言,该物质的生成速率等于消耗速率;对于不同物质而言,速率之比等于方程式中的化学计量数之比,但必须是不同方向的速率。
反应
mA(g)+nB(g)nC(g)+qD(g)
正、逆反
应速率
的关系
单位时间内消耗了mmolA,同时也生成了mmolA,即v(正)=
v(逆)
平衡
单位时间内消耗了nmolB,同时也消耗了pmolC,即v(正)=v(逆)
平衡
v(A):v(B):v(C):v(D)=m:n:p:q,v(正)不一定等于v(逆)
不一定
平衡
单位时间内消耗了n molB,同时也生成了p molC,相当于只给出
了v(正)
不一定
平衡
2.外在标志—“定”
反应
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
混合物
体系中
各成分
的含量
各物质的物质的量或物质的量分数一定
平衡