2025届高三化学一轮复习 第5讲 化学反应速率 课件

化学反应速率 与化学平衡 第6讲 化学反应速率 及影响因素 高三化学 一轮复习 选择性必修一 新化县第一中学 主讲人：蔡威 复习目标 本模块的知识复习，要把握四个目标 了解化学反应速率的含义和定量计算方法。 了解基元反应、反应历程、活化能的有关概念。 目标二 目标一 理解外界条件对化学反应速率的影响和碰撞理论。 目标三 了解催化反应历程的原理和断、成键问题。 目标四 复习目标 第6讲 化学反应速率及影响因素 2 几天 爆炸—瞬间 变质—几天 风化—百年 如何表示化学反应速率呢？ 不同化学反应的速率有大小 情境导课 第6讲 化学反应速率及影响因素 化学反应速率及相关计算 考点一 1、化学反应速率的含义 （1）概念：用来衡量化学反应过程进行的快慢的物理量 （2）表示方法： 通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示 （3）数学表达式 （4）常用单位 mol/(L·min)、 mol/(L·s) = V∙Δt Δn ￣￣￣ v = Δt Δc ￣￣ = t2–t1 c2–c1 ￣￣￣ 知识梳理 第6讲 化学反应速率及影响因素 化学反应速率及相关计算 考点一 2、化学反应速率与化学计量数的关系 对于一个化学反应，其 v 可用任何一种物质的C 随时间的变化来表示。 反应速率之比 ＝ 化学计量数 之比 mA + nB = pC + qD ＝ 物质的浓度的变化量 之比 Δc ＝ c末－c始 v (A) = – △c (A) △t v (B) = – △c (B) △t v (C) = △c (C) △t v (D) = △c (D) △t v (A) m = v (B) n v (C) p = v (D) q = v (A) : v (B) : v (C) : v (D) ＝ m : n : p : q 知识梳理 第6讲 化学反应速率及影响因素 化学反应速率及相关计算 考点一 【注意事项】 ① 用不同物质表示的化学反应速率，其值不一定相同，但其表示反应的快慢程度相同 ② 用不同物质表示的化学反应速率之比等于化学计量数之比 ③ 化学反应速率指一段时间内的平均速率 ④ 一般不用固体或纯液体表示化学反应速率 ⑤ 无论浓度的变化是增加还是减少，一般都取正值，反应速率都为正数。 也可用v＝ 知识梳理 第6讲 化学反应速率及影响因素 化学反应速率及相关计算 考点一 3、比较化学反应速率大小的常用方法 例：反应 A(g) + 3B(g) = 2C(g) + 2D (g) 在四种不同情况下的反应速率为： ①v(A)=0.15mol·L-1·s-1 ②v(B)=0.6mol·L-1·s-1 ③v(C)=0.4mol·L-1·s-1 ④v(D)=0.45mol·L-1·s-1 则该反应在不同条件下速率的快慢顺序为: ④>③=②>① ②v(B)=0.6mol·L-1·s-1 ③v(C)=0.4mol·L-1·s-1 ④v(D)=0.45mol·L-1·s-1 v(A)=0.2mol·L-1·s-1 v(A)=0.2mol·L-1·s-1 v(A)=0.225mol·L-1·s-1 ①v(A)=0.15mol·L-1·s-1 方法一：归一法 注意：换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值的大小 v(A) 1 ① =0.15mol·L-1·s-1 v(B) 3 ② =0.2mol·L-1·s-1 v(C) 2 ③ =0.2mol·L-1·s-1 v(D) 2 ④ =0.225mol·L-1·s-1 方法二：比值法 知识梳理 第6讲 化学反应速率及影响因素 化学反应速率及相关计算 考点一 4、“三段式”计算模板 ①v＝ ＝ ②A的转化率：α（A）= 起始浓度（mol/L） a b 0 0 转化浓度（mol/L） mx nx px qx t时刻浓度（mol/L） a-mx b-nx px qx mA(g)＋nB(g) pC(g) ＋ qD(g) 任意反应 知识梳理 第6讲 化学反应速率及影响因素 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)化学反应速率是指一定时间内反应物浓度的变化，单位可以是mol·L-1·s-1。 (　　) (2)甲、乙两容器中分别充入2 mol NO2和4 mol NO2，5 min后两者各反应掉NO2 1 mol 和2 mol，则说明二者反应速率之比为1∶2。 (　　) (3)对于C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)反应，在一定的时间内v(H2O)＝ 1 mol·L-1·s-1，可知v(C)＝。 (　　) (4)对于2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g)，v(SO2)＝与v(O2)＝表示的反应速率前者快。 (　　) × × × × 能力提升 第6讲 化学反应速率及影响因素 1．反应2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g)经a min后SO3的浓度变化情况如图所示，在0～a min内用O2表示的平均反应速率为0.04 mol·L-1·min-1，则a等于(　　) √ A．0.1 B．2.5 C．5 D．10 C　[由题图可知，Δc(SO3)＝ ＝0.04a mol·L-1，Δc(SO3)∶Δc(O2)＝2∶1，即 ＝，故a＝5。] 能力提升 第6讲 化学反应速率及影响因素 2．在四个不同的容器中，在不同的条件下进行合成氨反应：N2(g)＋3H2(g) ⥫⥬2NH3(g)。根据在相同时间内测定的结果判断，生成氨的速率最快的是 (　　) A．v(H2)＝0.01 mol·L-1·s-1 B．v(N2)＝0.3 mol·L-1·min-1 C．v(NH3)＝0.15 mol·L-1·min-1 D．v(H2)＝0.3 mol·L-1·min-1 √ 能力提升 第6讲 化学反应速率及影响因素 3．将等物质的量的A、B混合放于2 L的密闭容器中，发生反应3A(g)＋B(g)⥫⥬xC(g)＋2D(g)。经5 min后达到平衡，平衡时测得D的浓度为，c(A)∶c(B)＝3∶5，v(C)＝0.1 mol·L-1·min-1。 (1)x＝________。 (2)前5 min内B的反应速率v(B)＝__________________________。 (3)平衡时A的转化率为________。 2 0.05 mol·L-1·min-1 50% 能力提升 第6讲 化学反应速率及影响因素 4．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，反应过程中的部分数据见下表： 反应时间/min SO2(g)/mol O2(g)/mol SO3(g)/mol 0 4 2 0 5     1.5  10 2     15   1    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，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。 能力提升 第6讲 化学反应速率及影响因素 [解析]　列出“三段式”： 　　　　　 　 2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g) 初始/mol 4 2 0 转化/mol 2 1 2 10 min时/mol 2 1 2 恒温恒容下，气体总压之比等于气体物质的量之比，所以10 min时体系总压 p10 min满足，即p10 min＝p0 kPa，p初始(SO2)＝p0 kPa，p10 min(SO2)＝p0 kPa×p0 kPa，故v(SO2)＝ kPa·min－1。 能力提升 第6讲 化学反应速率及影响因素 5．(2022·辽宁卷，T17节选)某合成氨速率方程为v＝kcα(N2)·cβ(H2)·cγ(NH3)，根据表中数据，γ＝________； 实验 1 m n p q 2 2m n p 2q 3 m n 0.1p 10q 4 m 2n p 2.828q 在合成氨过程中，需要不断分离出氨的原因为________(填字母)。 a．有利于平衡正向移动　 b．防止催化剂中毒 c．提高正反应速率 －1 a 能力提升 第6讲 化学反应速率及影响因素 6．工业上利用CH4(混有CO和H2)与水蒸气在一定条件下制取H2，原理为CH4(g)＋H2O(g)⥫⥬CO(g)＋3H2(g)，该反应的逆反应速率表达式为v逆＝k·c(CO)·c3(H2)，k为速率常数，在某温度下测得实验数据如下表： CO浓度 /(mol·L-1) H2浓度 /(mol·L-1) 逆反应速率 /(mol·L-1·min-1) 0.1 c1 8.0 c2 c1 16.0 c2 0.15 6.75 由上述数据可得该温度下，c2＝________，该反应的逆反应速率常数k＝___________L3·mol-3·min-1。 0.2 1.0×104 能力提升 第6讲 化学反应速率及影响因素 化学反应速率的影响因素 考点二 1、活化能与反应历程 (1)基元反应 反应历程(反应机理) 研究发现，大多数化学反应并不是经过简单碰撞就能完成的，而往往经过多个反应步骤才能实现，例如: 这其中的每一步反应都称为基元反应。这两个先后进行的基元反应反映了2HI=H2+I2的反应历程。反应历程又称反应机理。 2HI == H2 + I2 第一步： 2HI → 2I• + H2 第二步： 2I• → I2 微粒I·存在未成对电子，它称为自由基，自由基的反应活性很强，寿命极短。 资料卡片 基元反应: 通过碰撞一步直接转化为产物的反应。 反应历程（反应机理）: 基元反应构成的反应序列称为反应历程。 基元反应的总和称为总反应。 化学反应是有历程的，化学反应速率与反应历程密切相关。 知识梳理 第6讲 化学反应速率及影响因素 化学反应速率的影响因素 考点二 1、活化能与反应历程 (2)有效碰撞 简化的有效碰撞模型 旧化学键就是被分子“有效碰撞”给撞断裂的。 条件一： 分子必须具有足够的能量 分子能量不够，碰撞无效 分子能量足够，碰撞有效 高速碰撞： 条件二： 比如：NO2 + CO===NO+CO2 这个反应其实就是氧原子转移 活化分子碰撞时必须具有合适的取向 能够导致分子中化学键断裂，引起化学反应的碰撞。 知识梳理 第6讲 化学反应速率及影响因素 化学反应速率的影响因素 考点二 1、活化能与反应历程 (3) 活化分子和活化能 ①活化分子 能够发生有效碰撞的分子叫做活化分子，活化分子具有较高能量。 结论 能发生有效碰撞的分子一定是活化分子。 但活化分子的碰撞不一定是有效碰撞，还与碰撞的角度有关。（碰撞时的取向合适不合适） 有效碰撞次数的多少与单位体积内反应物中活化分子的多少有关。 其他条件不变时，同一反应活化分子在反应物中所占的百分数是一定的。 活化分子百分数 = ×100% 活化分子数 反应物分子总数 注意 知识梳理 第6讲 化学反应速率及影响因素 化学反应速率的影响因素 考点二 ②活化能 活化分子平均能量与反应物分子平均能量差值。 活化能的大小是由反应物分子的性质决定。 正反应的活化能 活化分子变成生成物分子放出的能量，可认为是逆反应的活化能 反应热，∆H=E1 -E2 活化能和反应速率的关系: 活化能越低，单位体积内活化分子数越多，单位时间单位体积内有效碰撞的次数就越多，化学反应速率就会越快。 活化能与化学反应难易的关系： 活化能越小，一般分子成为活化分子越容易，则反应条件越简单。 活化能高，反应难； 活化能低，反应易。 活化分子 知识梳理 第6讲 化学反应速率及影响因素 化学反应速率的影响因素 考点二 ②活化能 有没有活化能为0的化学反应？ 案例1：AgNO3溶液与NaCl溶液混合 离子间的反应瞬间完成 可看作活化能为0 案例2：在高空50~85Km的大气层，平均温度只有-50℃，存在大量自由原子之间的反应，不需要活化能的推动。 反应活化能为0的反应： 自由移动的原子或离子之间的反应 知识梳理 第6讲 化学反应速率及影响因素 化学反应速率的影响因素 考点二 2、影响化学反应速率的外界因素 条件 变化 微观因素变化 化学反应速率 变化 分子 总数 活化分 子数目 活化分子 百分数 单位体积 内活化分 子数目 有效 碰撞 浓度 增大 增加 增加 不变 增加 增加 加快 压强 增大 不变 不变 不变 增加 增加 加快 温度 升高 不变 增加 增加 增加 增加 加快 催化剂 使用 不变 增加 增加 增加 增加 加快 知识梳理 第6讲 化学反应速率及影响因素 化学反应速率的影响因素 考点二 　压强对化学反应速率的影响 ①恒温时，压缩体积压强增大反应物浓度增大化学反应速率加快。 ②恒温恒容：充入“惰性气体”总压强增大，但各物质的浓度不变(活化分子浓度不变)化学反应速率不变。 ③恒温恒压：充入“惰性气体”体积增大各反应物浓度减小(活化分子浓度减小)化学反应速率减慢。 总之，压强影响反应速率的本质是引起反应物浓度的改变。 知识梳理 第6讲 化学反应速率及影响因素 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)活化分子的碰撞为有效碰撞，可以发生反应。 (　　) (2)在多步反应历程中，活化能大的决定反应速率。 (　　) (3)对于C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)反应，增加C的量可以加快反应。(　　) (4)Zn与稀硫酸反应时，向其中加几滴CuSO4溶液可以加快反应，加入醋酸钠溶液可以减缓反应。 (　　) (5)体系压强增大，有气体参加的反应速率一定增大。 (　　) × √ × √ × 能力提升 第6讲 化学反应速率及影响因素 1．某温度下，在容积一定的密闭容器中进行反应：2X(g)＋Y(g)⥫⥬Z(g)＋W(s)　ΔH>0。下列叙述正确的是(　　) A．向容器中充入氩气，反应速率不变 B．加入少量W，逆反应速率增大 C．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小 D．将容器的容积压缩，可增大活化分子的百分数，有效碰撞次数增多 √ 能力提升 第6讲 化学反应速率及影响因素 2．根据v-t图像分析外界条件的改变对可逆反应：A(g)＋3B(g)⥫⥬2C(g)　ΔH<0的影响。该反应的速率与时间的关系如图所示： 可见在t1、t3、t5、t7时反应都达到平衡，若t2、t4、t6、t8时都只改变了一个反应条件。下列对t2、t4、t6、t8时改变条件的判断正确的是(　　) 能力提升 第6讲 化学反应速率及影响因素 3．某化学小组为了探究外界条件对化学反应速率的影响，进行了如下实验： [实验原理]　2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O [实验内容及记录] 实验编号 实验温度/℃ 试管中所加试剂及其用量 溶液褪至无色所需时间/min 溶液 溶液 溶液 ① 25 3.0 V1 2.0 3.0 1.5 ② 25 2.0 3.0 2.0 3.0 2.7 ③ 50 2.0 V2 2.0 3.0 1.0 能力提升 第6讲 化学反应速率及影响因素 (1)V1＝________，V2＝________。 (2)实验①②探究的是______________对化学反应速率的影响，根据上表中的实验数据，可以得到的结论是__________________________________________ ________________________。 (3)探究温度对化学反应速率的影响，应选择实验________(填实验编号)。 2.0 3.0 反应物浓度 其他条件不变，增大(减小)反应物浓度，化学反 应速率增大(减小) ②③ 能力提升 第6讲 化学反应速率及影响因素 (4)该小组根据经验绘制了n(Mn2+)随时间变化的趋势如图1所示，但有同学查阅已有实验资料发现，该实验过程中n(Mn2+)随时间变化的实际趋势如图2所示。 该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设，并设计实验方案④继续进行实验探究。 能力提升 第6讲 化学反应速率及影响因素 实验编号 实验温度/℃ 试管中所加试剂及其用量 再加入某种固体 溶液褪至无色所需时间/min 溶液 溶液 溶液 ④ 25 2.0 3.0 2.0 3.0 MnSO4 t (Ⅰ)小组同学提出的假设是______________________________。 (Ⅱ)若该小组同学提出的假设成立，应观察到__________________现象。 Mn2+对该反应有催化作用 褪色时间变短 能力提升 第6讲 化学反应速率及影响因素 高三化学 一轮复习 选择性必修一 本课 结束 新化县第一中学 主讲人：蔡威 31 $$