内容正文:
第24讲 化学反应速率及其影响因素
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考点一 化学反应速率
重难点辨析
1.表示方法
通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。
2.数学表达式及单位
v=,单位为mol·L-1·min-1或mol·L-1·s-1。
3.化学反应速率与化学计量数的关系
同一反应在同一时间内,用不同物质来表示的反应速率可能不同,但反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的化学计量数之比。
如在反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)中,存在v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=a∶b∶c∶d
4.化学反应中各物质浓度的计算模式——“三段式”
(1)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。
(3)根据已知条件列方程式计算。
例如:反应 mA + nB pC
起始浓度(mol·L-1) a b c
转化浓度(mol·L-1) x
某时刻浓度(mol·L-1) a-x b- c+
规律·方法·技巧·点拔
1.化学反应速率大小的比较方法
由于同一化学反应的反应速率用不同物质表示时数值可能不同,所以比较反应的快慢不能只看数值的大小,而要进行一定的转化。
(1)看单位是否统一,若不统一,换算成相同的单位。
(2)换算成同一物质表示的速率,再比较数值的大小。
(3)比较化学反应速率与化学计量数的比值,即对于一般反应aA+bB===cC+dD,比较与,若>,则A表示的反应速率比B的大。
2.化学反应速率的计算方法
(1)定义式法:v(B)==。
(2)比例关系式:化学反应速率之比等于化学计量数之比,如mA(g)+nB(g)===pC(g)中,v(A)∶v(B)∶v(C)=m∶n∶p或==。(这一公式最好用)
(3)运用“三段式法”进行计算(具体步骤如下)。
①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;
③根据已知条件列方程式计算。
例如:反应方程式 mA + nB pC
t0s时刻浓度/(mol·L-1) a b 0
转化浓度/(mol·L-1) x
t1s时刻浓度/(mol·L-1) a-x b-
则:v(A)=mol·L-1·s-1;
v(B)=mol·L-1·s-1;
v(C)=mol·L-1·s-1。
(3)根据图像计算:找出图像中相应物质的变化量,再根据定义公式计算。
(1)化学反应速率一般指反应的平均反应速率而不是瞬时反应速率,且无论用反应物表示还是用生成物表示均取正值。
(2)同一化学反应,相同条件下用不同物质表示的反应速率,其数值可能不同,但表示的意义相同。
(3)不能用固体或纯液体物质来表示化学反应速率,因为固体和纯液体物质的浓度可视为常数。
(4)计算反应速率时,若给出的是物质的量的变化值,不要忘记转化为物质的量浓度的变化值。
典型例题剖析
考向1 化学反应速率的计算
【典例1】(2023·河北·校联考一模)工业上,利用氨气还原二氧化氮的技术已经成熟。250℃时,在1L恒容密闭容器中通入氨气和二氧化氮,发生反应: ,测得容器中压强随时间变化情况如下:
反应时间
0
10
20
30
50
60
70
总压
10
10.50
10.60
10.70
10.80
11.00
11.00
下列说法不正确的是
A.单位时间内断裂键,同时断裂键即达到平衡状态
B.在内,二氧化氮的化学反应速率是
C.达到化学平衡时,氮气的体积分数是30%
D.的活化能小于的活化能
【变式练1】(2023秋·河南郑州·高三郑州市宇华实验学校校考开学考试)室温下,某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等,同时发生以下两个反应:①;②,反应①的速率可表示为v1=k1c2(M),反应②的速率可表示为v2=k2c2(M)(k1、k2为速率常数)。反应体系中组分M、Z的浓度随时间变化情况如图,下列说法错误的是
A.反应开始后,体系中Y和Z的浓度之比保持不变
B.0~30min时间段内,Y的平均反应速率为6.67×10-3mol·L-1·min-1
C.如果反应能进行到底,反应结束时62.5%的M转化为Z
D.反应①的活化能比反应②的活化能大
【变式练2】(2022秋·广东·高三校联考阶段练习)其他条件相同,研究温度对反应 的影响,曲线Ⅰ、Ⅱ分别表示,下Y的浓度c随反应时间t的变化。下列说法正确的是
A.
B.曲线a表示下X的浓度随时间的变化
C.下,0~2min内,平均反应速率
D.下,加入催化剂可得到