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2019-2020年高三化學一輪復習 考點22 化學反應速率及其影響因素學案 【考綱解析】 1．了解化學反應速率的概念、化學反應速率的定量表示方法。 2． 理解外界條件(濃度、溫度、壓強、催化劑等)對反應速率的影響，認識一般規(guī)律。 3． 聯(lián)系生產(chǎn)、生活和科學研究，運用化學反應速率解決實際問題． 【學生整理】 一、化學反應速率 1．表示方法 通常用單位時間內(nèi)反應物濃度的________或生成物濃度的________來表示。 2．計算式 v＝，表達式中Δc表示濃度的改變量，單位為molL－1。Δc(反應物)＝c(初)－c(末)，Δc(生成物)＝c(末)－c(初)。Δt表示反應所需時間，單位為s、min、h等。 3．單位：一般為____________或____________或______________________。 4．意義：衡量化學反應進行的快慢程度。 5．特點 (1)同一化學反應用不同物質(zhì)濃度的改變量表示速率時，數(shù)值可能不同，但表示的意義________(填“相同”或“不相同”)。因此，在表示化學反應速率時，必須注明是以哪種物質(zhì)做標準的。 (2)同一化學反應中以不同物質(zhì)表示的反應速率之比一定等于它們的化學計量數(shù)之比。如對任一反應aA＋bB===cC＋dD，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝__________。 二、影響化學反應速率的因素 1．化學反應速率理論 (1)有效碰撞：反應物分子間能__________的碰撞。發(fā)生條件：①發(fā)生碰撞的分子具有較高的能量；②分子在__________發(fā)生碰撞。 (2)活化分子：化學反應中，能量較高、有可能發(fā)生________的分子。(3)活化能 活化分子的________與所有分子的__________之差。 2．影響化學反應速率的因素 (1)內(nèi)因(主要因素)：反應物本身的________，如金屬與水反應的速率：Na____Mg____Al。 (2)外因(其他條件不變，改變一個條件) 規(guī)律總結(jié)　濃度、壓強、溫度、催化劑影響化學反應速率的實質(zhì)——改變了單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目。單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目增加，反應速率加快；反之減小。 三、化學反應速率的測定 化學反應的速率是通過________測定的。與其中任何一種化學物質(zhì)的濃度(或質(zhì)量)有關(guān)的性質(zhì)在測量反應速率時都可以加以利用，包括能夠直接觀察的某些性質(zhì)，如_____和_____，也包括必須依靠科學儀器才能測量的性質(zhì)，如_、__________、__________、__________等。在溶液中，當反應物或產(chǎn)物本身有比較明顯的顏色時，人們常常利用______________________關(guān)系來跟蹤反應的過程和測量反應速率。測量時常用的方法有化學方法和物理方法。化學方法指用____________來測定不同時刻反應物或生成物濃度的方法；物理方法指對體系中物質(zhì)濃度進行某種物理性質(zhì)的動態(tài)測量的方法。 【自主檢測】 1．已知：4NH3+5O2===4NO+6H2O，若反應速率分別用υ(NH3)、υ(O2)、υ(NO)和υ(H2O)來表示，則正確的關(guān)系是（ ） A．υ(NH3)=υ(O2) B．υ(O2)=υ(H2O)C．υ(NH3)=υ(H2O) D．υ(O2)=υ(NO) 2．一定條件下的可逆反應：N2 + 3H22NH3；放熱反應。在某一時刻（t≠0）時，當單獨改變下列條件后，有關(guān)敘述一定錯誤的是（ ） A．增加c(N2)，則該時刻υ正增大，υ逆不變 B．降溫，υ正、υ逆都減小，但是υ正減小倍數(shù)比υ逆減小倍數(shù)更大 C．加壓，υ正、υ逆都增大，但是υ正增大倍數(shù)比υ逆增大倍數(shù)更大 D．加入催化劑，υ正、υ逆都發(fā)生改變，且變化的倍數(shù)相等 3．某溫度下，在裝有催化劑容積為20L的反應容器中，充入SO2和O2各4mol，發(fā)生反應2SO2+O22SO3（g），反應5min后，測得反應容器內(nèi)混合氣體的壓強為原來的80%?；卮鹣铝袉栴}：（1）用O2濃度的變化來表示化學反應速率？（2）混合氣體中，SO3的物質(zhì)的量分數(shù)是多少？ 【課堂點撥】 一、對于較為復雜的關(guān)于反應速率的題目，采用以下步驟和模板計算 (1)寫出有關(guān)反應的化學方程式； (2)找出各物質(zhì)的起始量、轉(zhuǎn)化量、某時刻量； (3)根據(jù)已知條件列方程式計算。 例如：反應　　　　　　mA　?。B　　pC 起始濃度(molL－1) a b 　c 轉(zhuǎn)化濃度(molL－1) x 某時刻濃度(molL－1) a－x b－ 　　c＋ 二、氣體反應體系中充入稀有氣體(不參與反應)時，對反應速率的影響 (1)恒容：充入“惰性氣體”―→總壓增大―→物質(zhì)濃度不變(活化分子濃度不變)―→反應速率不變。 (2)恒壓：充入“惰性氣體”―→體積增大―→物質(zhì)濃度減小(活化分子濃度減小)―→反應速率減小。 三、控制變量法探究影響化學反應速率的因素 某實驗小組以H2O2分解為例，研究濃度、催化劑、溶液酸堿性對反應速率的影響。在常溫下按照如下方案完成實驗。 實驗編號 反應物 催化劑 ① 10 mL 2% H2O2溶液 無 ② 10 mL 5% H2O2溶液 無 ③ 10 mL 5% H2O2溶液 1 mL 0.1 molL－1 FeCl3溶液 ④ 10 mL 5% H2O2溶液＋少量HCl溶液 1 mL 0.1 molL－1 FeCl3溶液 ⑤ 10 mL 5% H2O2溶液＋少量NaOH溶液 1 mL 0.1 molL－1 FeCl3溶液 (1)催化劑能加快化學反應速率的原因是__________________________________。 (2)常溫下5% H2O2溶液的pH約為6，H2O2的電離方程式為_________________。 (3)實驗①和②的目的是________________________________________________。 實驗時由于沒有觀察到明顯現(xiàn)象而無法得出結(jié)論。資料顯示，通常條件下H2O2穩(wěn)定，不易分解。為了達到實驗目的，你對原實驗方案的改進是_______________。 (4)實驗③、④、⑤中，測得生成氧氣的體積隨時間變化的關(guān)系如下圖。 分析上圖能夠得出的實驗結(jié)論是______________________________________。 四、例題 1．（xx福建卷） NaHSO3溶液在不同溫度下均可被過量KIO3氧化，當NaHSO3完全消耗即有I2析出，根據(jù)I2析出所需時間可以求得NaHSO3的反應速率。將濃度均為0.020molL-1NaHSO3（含少量淀粉）10.0ml、KIO3（過量）酸性溶液40.0ml混合，記錄10~55℃間溶液變藍時間，55℃時未觀察到溶液變藍，實驗結(jié)果如圖。據(jù)圖分析，下列判斷不正確的是 A．40℃之前與40℃之后溶液變藍的時間隨溫度的變化趨勢相反 B．圖中b、c兩點對應的NaHSO3反應速率相等 C．圖中a點對應的NaHSO3反應速率為5.0 10-5molL-1s-1 D．溫度高于40℃時，淀粉不宜用作該試驗的指示劑 2．(xx廣東理綜)利用光能和光催化劑，可將CO2和H2O(g)轉(zhuǎn)化為CH4和O2。紫外光照射時，在不同催化劑(Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ)作用下，CH4產(chǎn)量隨光照時間的變化如下圖所示。 (1)在0～30小時內(nèi)，CH4的平均生成速率vⅠ、vⅡ、vⅢ從大到小的順序為________________；反應開始后的12小時內(nèi)，在第______種催化劑作用下，收集的CH4最多。 (2)將所得CH4與H2O(g)通入聚焦太陽能反應器，發(fā)生反應：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)。該反應ΔH＝＋206 kJmol－1。 ①在答題卡的坐標圖中，畫出反應過程中體系能量變化圖(進行必要標注)。 ②將等物質(zhì)的量的CH4和H2O(g)充入1 L恒容密閉反應器，某溫度下反應達平衡，平衡常數(shù)K＝27，此時測得CO的物質(zhì)的量為0.10 mol，求CH4的平衡轉(zhuǎn)化率(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。 (3)已知：CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－802 kJmol－1 寫出由CO2生成CO的熱化學方程式： _______________________________________________________________________。 3.（xx課標全國卷Ⅱ，27，14分）丙烯腈（CH2===CHCN）是一種重要的化工原料，工業(yè)上可用“丙烯氨氧化法”生產(chǎn)，主要副產(chǎn)物有丙烯醛（CH2===CHCHO）和乙腈（CH3CN）等?；卮鹣铝袉栴}： （1）以丙烯、氨、氧氣為原料，在催化劑存在下生成丙烯腈（C3H3N）和副產(chǎn)物丙烯醛（C3H4O）的熱化學方程式如下： ①C3H6（g）＋NH3（g）＋O2（g）===C3H3N（g）＋3H2O（g）　 ΔH＝－515 kJmol－1 ②C3H6（g）＋O2（g）===C3H4O（g）＋H2O（g） ΔH＝－353 kJmol－1 兩個反應在熱力學上趨勢均很大，其原因是__________________________； 有利于提高丙烯腈平衡產(chǎn)率的反應條件是__________________________； 提高丙烯腈反應選擇性的關(guān)鍵因素是____________________________。 （2）圖（a）為丙烯腈產(chǎn)率與反應溫度的關(guān)系曲線，最高產(chǎn)率對應的溫度為460 ℃，低于460 ℃時，丙烯腈的產(chǎn)率　　　?。ㄌ睢笆恰被颉安皇恰保獪囟认碌钠胶猱a(chǎn)率，判斷理由是_________________________________________； 高于460 ℃時，丙烯腈產(chǎn)率降低的可能原因是　　　?。p選，填標號）。 A.催化劑活性降低 B.平衡常數(shù)變大 C.副反應增多 D.反應活化能增大 （3）丙烯腈和丙烯醛的產(chǎn)率與n（氨）/n（丙烯）的關(guān)系如圖（b）所示。由圖可知，最佳n（氨）/n（丙烯）約為　　　　，理由是____________________， 進料氣氨、空氣、丙烯的理論體積比約為　　　　。