第20讲 化学反应速率-【名师大课堂】2025年高考化学艺术生总复习必备（教师课件）

第七章　化学反应速率与化学平衡 第20讲　化学反应速率 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 01 考 点 一 02 考 点 二 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 考点一　化学反应速率的概念及计算 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 快慢 减少 增加 mol·L－1·s－1 mol·L－1·min－1 2 mol·L－1·min－1 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 化学计量数 m∶n∶p∶q　 0.6 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 X Y Z(n1－n3)∶(n2－n3)∶n2 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 C 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 D 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 考点二　影响化学反应速率的因素 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 相同 增大 增大 增大 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 增大 增大 增大 增大 增大 增大 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 不变 不变 增大 减小 减小 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 化学反应 有效碰撞 活化分子 反应物分子 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 E1－E2 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 不变 不变 增加 减小 增加 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 实验序号 水样体积/mL 纳米铁质量/mg 水样初始pH ① 50 8 6 ② 50 2 6 ③ 50 2 8 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 C 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 B 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 谢 谢 观 看 按ESC键退出全屏播放 必修第二册　选择性必修1 返回导航 下一页 上一页 1．化学反应速率 2．化学反应速率与化学计量数的关系 对于已知反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示，当单位相同时，化学反应速率的数值之比等于化学方程式中各物质的______________之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝_______________，或eq \f(1,m)v(A)＝eq \f(1,n)v(B)＝eq \f(1,p)v(C)＝eq \f(1,q)v(D)。 [实例]　一定温度下，在密闭容器中发生反应：3A(g)＋B(g)2C(g)＋D(g)。已知v(A)＝0.9 mol·L－1·s－1，则v(C)＝________ mol·L－1·s－1。 3．化学反应速率的测定 (1)测定原理 利用化学反应中与某一种物质的浓度(或质量)相关的因素(如气体的体积、体系的压强、颜色的深浅、吸光度、导电能力等)进行测定。 (2)测定方法 ①利用能够直接观察的某些性质测定 如通过测量释放出一定体积的气体的时间来测定反应速率，或测定一定时间内气体压强的变化来测定反应速率。 ②利用科学仪器测量物质的性质 如在溶液中，当反应物或生成物本身有较明显的颜色时，可利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。 4．物质的量(或物质的量浓度)—时间图像 例如：某温度时，在定容(V L)容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。 (Ⅰ)由图像得出的信息： ①______是反应物，______是产物。 ②t3时反应达到平衡，X、Y没有全部反应。 ③确定化学方程式中的化学计量数之比，如X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为______________________________。 (Ⅱ)根据图像可进行如下计算： v(X)＝_____________________；Y的转化率＝___________________。 eq \f(n1－n3,V·t3) mol·L－1·s－1 eq \f(n2－n3,n2)×100% 1．化学反应速率的计算 (1)根据公式计算：v＝eq \f(Δc,Δt)。 (2)根据各物质的反应速率之比等于化学计量数之比。对于反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，vA∶vB∶vC∶vD＝m∶n∶p∶q。 (3)运用“三段式”进行计算 ①步骤 A．写出化学方程式 B．列出各物质的起始量、转化量和某时刻量(可用物质的量或物质的量浓度表示)，并合理设未知数。 C．各物质转化量之比等于化学计量数之比，依公式v＝eq \f(Δc,Δt)求算反应速率。 ②方法 　　　　　 　mA　＋　 nB　===　pC＋qD 起始(mol·L－1) a b 0 0 转化(mol·L－1) mx nx px qx t min末(mol·L－1) a－mx b－nx px qx Δc(反应物)＝c(起始)－c(某时刻)； Δc(生成物)＝c(某时刻)－c(起始)。 [注意]　①“三段式”中，物理量及单位要统一，可全为物质的量或都是物质的量浓度。 ②转化量之比等于化学计量数之比，起始量与某时刻量与化学计量数没有必然关系。 2．化学反应速率大小的比较方法 (1)定性比较 通过明显的实验现象(如气泡产生快慢、沉淀生成快慢等)来定性比较化学反应速率的大小。 (2)定量比较 同一化学反应中，不同物质来表示化学反应速率时，数值可能不同，需要进行转化。常用以下两种方法： ①归一法 a．“一看”：看化学反应速率的单位是否一致，若不一致，需转化为同一单位。 b．“二化”：将不同物质的化学反应速率转化成同一物质的化学反应速率，或分别除去相应物质的化学计量数。 c．“三比较”：标准统一后比较数值大小，数值越大，反应速率越大。 ②比值法 通过化学反应速率与其对应的化学计量数的比值进行比较，比值大的化学反应速率大。 如对于反应aA(g)＋bB(g) ⥫⥬c(g)＋dD(g)，若：eq \f(vA,a)>eq \f(vB,b)，则A表示的化学反应速率较大。 3．由图象确定化学方程式需要解决的问题 (1)确定反应物和生成物(根据曲线的变化趋势)。 (2)确定反应物和生成物的化学计量数(根据同一时间内浓度或物质的量的变化量)。 (3)反应是否为可逆反应(反应最后浓度是否不随时间的变化而变化)。 炼铁高炉中发生的主要反应为Fe2O3(s)＋3CO(g)⥫⥬2Fe(s)＋3CO2(g)。一定温度下，在2 L的密闭容器中加入200 g Fe2O3粉末和一定量的CO气体模拟炼铁的反应。测得容器内固体的质量随时间的变化如表所示，反应在5～15 min的平均速率v(CD)为(　　) 时间/min 0 5 10 15 固体质量/g 200 170 154 146 A.0.025 mol·L-1·min-1 B．0.05 mol·L-1·min-1 C．0.075 mol·L-1·min-1 D．0.15 mol·L-1·min-1 解析：由表中数据可知5～15 min内固体质量减少170 g－146 g＝24 g，为氧元素的质量，由CO～O～CO2，可知参加反应的n(CO)＝ eq \f(24 g,16 g·mol-1)＝1.5 mol，反应在5～15 min的平均速率v(CO)＝ eq \f(\f(1.5 mol,2 L),10 min)＝0.075 mol·L-1·min-1。 一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列描述正确的是(　　) A．反应开始到10 s时，用Z表示的反应速率为0.158 mol·L-1·s-1 B．反应开始到10 s时，X的物质的量浓度减少了0.79 mol·L-1 C．反应到达10 s时，c(Y)＝0.105 mol·L-1·s-1 D．反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)⥫⥬2Z(g) 解析：由图可知，由0～10 s，n(X)由1.20 mol减少到0.41 mol，n(Y)由1.00 mol减少到0.21 mol，n(Z)由0增加到1.58 mol，故v(Z)＝1.58 mol÷2 L÷10 s＝0.079 mol·L-1·s-1.A项错；反应开始到10 s时，X的物质的量浓度减少 eq \f(1.20 mol－0.41 mol,2 L)＝0.395 mol·L-1，B项错；10 s时c(Y)＝ eq \f(0.21 mol,2 L)＝0.105 mol·L-1，单位有误，C项错误；相同时间内X、Y、Z的物质的量的变化值之比为0.79 mol∶0.79 mol∶1.58 mol＝1∶1∶2，故反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)⥫⥬2Z(g)，D项正确。 1．影响化学反应速率的因素 (1)内因(主要因素) ①反应物本身的组成、结构与性质。 ②活化能：相同条件下，活化能小的化学反应速率快，活化能大的化学反应速率慢。 (2)外因(其他条件不变，只改变一个条件) 划重点　①催化剂可以改变反应历程，改变正、逆反应的活化能，同等程度改变正、逆反应速率，但不会改变反应的限度和反应热；②升高(降低)温度正反应速率和逆反应速率都加快(减慢)，但加快(减慢)的程度不同；③对于固体和纯液体反应物，其浓度可视为常数，改变用量，化学反应速率不变。 (3)对于有气体参与的化学反应，有以下几种情况： ①恒温时：体积缩小eq \o(——→,\s\up17(引起))压强________eq \o(——→,\s\up17(引起))浓度________eq \o(——→,\s\up17(引起))反应速率________。 ②恒温恒容时：a.充入气体反应物eq \o(——→,\s\up17(引起))总压强________eq \o(——→,\s\up17(引起))浓度________eq \o(——→,\s\up17(引起))反应速率________。 b．充入“惰性气体”eq \o(——→,\s\up17(引起))总压强增大，但各气体分压不变—→各物质的浓度________—→反应速率_________。 ③恒温恒压时：充入“惰性气体”eq \o(——→,\s\up17(引起))体积________eq \o(——→,\s\up17(引起))各反应物浓度________eq \o(——→,\s\up17(引起))反应速率________。 划重点　压强改变对反应速率是否产生影响取决于压强改变是否会引起浓度变化，只有引起浓度变化时才会对反应速率产生影响。 2．有效碰撞理论与活化能 (1)相关概念 ①基元反应与反应历程：化学反应的微观过程称为反应历程(反应机理)，反应历程中的每一步反应称为基元反应。根据反应历程不同，化学反应可以分为两大类：基元反应，即一步完成的反应；复杂反应，包含两个或两个以上的基元反应。 说明：对于多个基元反应构成的复杂反应，其反应速率取决于所有基元反应中最慢的一个。 ②有效碰撞：分子间可以发生____________的碰撞。 ③活化分子：能量较高，可以发生____________的分子。 ④活化能：____________具有的平均能量与______________具有的平均能量之差。 如图所示，E1为未使用催化剂时正反应的活化能，E3为使用催化剂时正反应的活化能，反应热为____________。(注：E2为未使用催化剂时活化分子变成生成物分子放出的能量) (2)表现 活化能 单位体积内 有效碰 撞次数 化学反 应速率 分子 总数 活化 分子数 活化分 子百分数 ①增大浓度 不变 增加 增加 ________ 增加 增大 ②增大压强 不变 增加 增加 ________ 增加 增大 ③升高温度 不变 不变 增加 ________ 增加 增大 ④加入催化剂 ________ 不变 增加 ________ 增加 增大 1．压强改变反应速率，归根结底是因为改变了浓度。对于气体反应，有如下三种类型 ①恒温时： a．体积减小→压强增大→气体反应物浓度增大→反应速率加快 b．体积增大→压强减小→气体反应物浓度减小→反应速率减慢 ②恒温恒容时： a．充入气体反应物→总压强增大→气体反应物浓度增大→反应速率加快 b．充入“无关气体”→总压强增大，但各气体反应物浓度不变→反应速率不变 ③恒温恒压时： 充入“无关气体”→体积增大→气体反应物浓度减小→反应速率减慢 2．有效碰撞理论与外因对化学反应速率影响的关系 　　　影响 外因　　　 单位体积内 有效碰撞次数 化学反应速率 分子总数 活化分 子数 活化分子百分数 增大反 应物浓度 增加 增加 不变 增加 加快 增大压强 增加 增加 不变 增加 加快 升高温度 不变 增加 增大 增加 加快 使用催化剂 不变 增加 增大 增加 加快 （2024·安徽卷）室温下，为探究纳米铁去除水样中SeO eq \o\al(2-,4)的影响因素，测得不同条件下SeO eq \o\al(2-,4)浓度随时间变化关系如下图。 INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\郭\\课件\\2023艺考化学课件\\2023艺考化学课件\\24AHHX-8.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\郭\\课件\\2023艺考化学课件\\2023艺考化学课件\\24AHHX-8.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\郭\\课件\\2023艺考化学课件\\2023艺考化学课件\\24AHHX-8.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\郭\\课件\\2023艺考化学课件\\2023艺考化学课件\\24AHHX-8.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\郭\\课件\\2023艺考化学课件\\2023艺考化学课件\\24AHHX-8.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\郭\\课件\\2023艺考化学课件\\2023艺考化学课件\\24AHHX-8.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\郭\\课件\\2023艺考化学课件\\2023艺考化学课件\\24AHHX-8.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\郭\\课件\\2023艺考化学课件\\2023艺考化学课件\\24AHHX-8.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\2024\\郭\\课件\\2023艺考化学课件\\2023艺考化学课件\\24AHHX-8.TIF" \* MERGEFORMATINET ) eq \a\vs4\al( 下列说法正确的是(　　) A．实验①中，0～2小时内平均反应速率v（SeO eq \o\al(2-,4)）＝2.0 mol·L-1·h-1 B．实验③中，反应的离子方程式为：2Fe＋SeO eq \o\al(2-,4)＋8H＋===2Fe3+＋Se＋4H2O C．其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率 D．其他条件相同时，水样初始pH越小，SeO eq \o\al(2-,4)的去除效果越好 解析：由题图可知，实验①中，0～2小时内SeO eq \o\al(2-,4)的浓度由5.0×10-5 mol·L-1减小到1.0×10-5 mol·L-1，所以平均反应速率v（SeO eq \o\al(2-,4)）＝ eq \f(5.0×10-5 mol·L-1－1.0×10-5 mol·L-1,2 h)＝2.0×10-5 mol·L-1·h-1，A错误；实验③水样初始pH为8，呈碱性，反应的离子方程式中，反应物不应有H＋，B错误；对比实验①和实验②可知，当其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率，C正确；pH过低、酸性太强会消耗纳米铁，从而减弱SeO eq \o\al(2-,4)的去除效果，D错误。 一定条件下，在容积为10 L的固定容器中发生反应：N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)　ΔH<0，反应过程如图所示，下列说法正确的是(　　) A．t1 min时，正、逆反应速率相等 B．X曲线表示NH3的物质的量随时间变化的关系 C.0～8 min，H2的平均反应速率为v(H2)＝0.075 mol·L-1·min-1 D．10～12 min，升高温度使反应速率加快，平衡正向移动 解析：t1 min后，X、Y的物质的量继续发生变化，则t1 min时该反应未达到平衡状态，故t1 min时正、逆反应速率不相等，A错误；由图可知，8～10 min第一次达到平衡时，X、Y的物质的量变化量分别为0.6 mol、0.9 mol，二者的比值为0.6 mol∶0.9 mol＝2∶3，结合反应方程式推知，X曲线表示NH3的物质的量随时间变化的关系，Y曲线表示H2的物质的量随时间变化的关系，B正确；0～8 min内，n(H2)由1.2 mol降低到0.3 mol，则v(H2)＝ eq \f(1.2 mol－0.3 mol,10 L×8 min)＝0.011 25 mol·L-1min-1，C错误；该反应为放热反应，升高温度，反应速率加快，但平衡逆向移动，D错误。 $$