第一单元 化学反应速率 去除PPT模板上的--课件下载:http://kejian.7139.com 的文字 第一单元 化学反应速率 去除PPT模板上的--课件下载:http://kejian.7139.com 的文字 首先打开PPT模板,选择视图,然后选择幻灯片母版 然后再在幻灯片母版视图中点击“课件下载:http://kejian.7139.com”的文字文本框,删除,保存即可 更多PPT课件资源,请访问 课件下载:http://kejian.7139.com 使用时删除本备注即可
基础自主梳理 第一单元 化学反应速率 课堂互动讲练 实验专项探究 达标突破训练
基础自主梳理 清单一 化学反应速率
解析:选D。对同一化学反应而言,可以用不同的物质表示其速率,比较化学反应进行的快慢时需用同一种物质表示不同条件下的反应速率,其计算依据是不同物质表示的反应速率之比等于各物质的计量数之比。根据:v(A)∶v(B)∶
v(C)∶v(D)=1∶3∶2∶2,转化为用A的浓度变化表示的反应速率为:A项:v(A)=0 v(C)∶v(D)=1∶3∶2∶2,转化为用A的浓度变化表示的反应速率为:A项:v(A)=0.15 mol·L-1·min-1;B项:v(A)=0.20 mol·L-1· min-1;C项:v(A)=0.20 mol·L-1·min-1;D项:v(A)=0.225 mol·L-1·min-1。故反应速率的快慢顺序为D>C=B>A,故选D。
减少 物质的量浓度 mol/(L·s) mol/(L·min) mol/(L·h) 平均值
不同 a∶b∶c∶d
4.实验测定 要测定不同反应时刻反应物或生成物的浓度,应先通过观察和测量体系中的某一物质的相关性质,再进行适当的转换和计算。
思考感悟 1.在反应mA+nB===pC+qD中,若v(A)=2 mol·L-1·min-1,而v(B)=1.5 mol·L-1·min-1,能否说明A表示的反应速率比B表示的反应速率快? 【提示】 不一定,因为化学反应速率与其化学计量数成正比,m、n数值不知道,故无法判断。
清单二 影响化学反应速率的因素 自我诊断 2.判断下列说法是否正确: A.增大反应物的量,化学反应速率一定加快。( ) (2010年福州模拟T4-C) B.气体反应体系的压强增大,化学反应速率一定加快。( ) (2011年绍兴高三模拟T6-A)
C.硫酸的浓度越大,产生H2的速率越快。( ) (2011年青岛模拟T2-B) D.同样大小的石灰石分别放在0.1 mol/L的盐酸和1.0 mol/L的盐酸中反应速率不同。( ) 答案:A.× B.× C.× D.√
基础回归 1.内因(主要因素) 反应物的_____ ,如金属与水反应的速率:Na>Mg>Al。 2.外因 (1)浓度:当其他条件不变时,增大反应物浓度,反应速率_____ ,反之_____。 (2)压强:对于有气体参加的反应,当其他条件不变时,增大压强,反应速率_____,反之_____ (详见考点二)。 性质 增大 减小 加快 减慢
(3)温度:当其他条件不变时,升高温度,绝大多数反应速率_____ ,反之_____。据测定,许多反应的温度每升高10 ℃,反应速率增加 _____倍。 (4)催化剂:有正催化剂和负催化剂之分。 (5)其他因素:如反应物间的_________ 、光、电磁波、超声波、磁场等。 增大 减小 2~4 接触面积
思考感悟 2.对于固体和纯液体反应物,其浓度可视为常数,若增加反应物的用量,对反应速率有何影响? 【提示】 对于固体和纯液体反应物,增加反应物的用量,对反应速率无影响,但固体的表面积会对反应速率产生影响。
化学方程式为mA(g)+nB(g)===pC(g)的反应中,其各种物质的化学反应速率满足关系:v(A)∶v(B)∶v(C)=m∶n∶p。 课堂互动讲练 考点一 化学反应速率的计算 化学方程式为mA(g)+nB(g)===pC(g)的反应中,其各种物质的化学反应速率满足关系:v(A)∶v(B)∶v(C)=m∶n∶p。 1.对于同一个化学反应,要比较其在不同时段内化学反应进行的快慢时,必须将化学反应速率转化成同一种物质的化学反应速率,然后再进行比较。
2.比较化学反应速率的大小时,必须使化学反应速率的单位一致。 3.化学反应速率是一段时间内的平均速率,且均取正值。 4.在一定温度下,固体和纯液体物质,单位体积里的物质的量保持不变,即物质的量浓度为常数,因此,它们的化学反应速率也被视为常数。
例1
其中正确的是( ) A.①③ B.①④ C.②③ D.③④ 【思路点拨】 题目中可以应用的信息主要是:①化学方程式中各物质的化学计量数;②有关数据。解答该题目时可以先计算出v(C),然后根据化学计量数之比等于速率之比,解决相关计算问题。
【答案】 B
跟踪训练 (随学随练,轻松夺冠) 1.(2010年高考福建卷)化合物Bilirubin在一定波长的光照射下发生分解反应,反应物浓度随反应时间变化如图所示,计算反应4~8 min间的平均反应速率和推测反应16 min时反应物的浓度,结果应是( )
A.2.5 μmol·L-1·min-1和2.0 μmol·L-1 B.2.5 μmol·L-1·min-1和2.5 μmol·L-1 C.3.0 μmol·L-1·min-1和3.0 μmol·L-1 D.5.0 μmol·L-1·min-1和3.0 μmol·L-1
考点二 外界条件对可逆反应化学反应速率的影响 1.浓度 (1)增大反应物(或生成物)浓度,正反应(或逆反应)速率立即增大,逆反应(或正反应)速率瞬时不变,随后增大。 (2)同理可得减小浓度的情况。 2.温度
(1)升高温度,正、逆反应速率都增大,但吸热反应速率增大的快。 (2)降低温度,正、逆反应速率都减小,但吸热反应减小的快。 3.压强 (1)若参加反应的物质为固体或液体(溶液),由于压强的变化对它们的浓度几乎无影响,可以认为改变压强反应速率不变。
(2)对于有气体参加的可逆反应,增大压强,正反应速率、逆反应速率都增大;减小压强,正反应速率、逆反应速率都减小。 (3)对于有气体参加的反应而言,讨论压强对反应速率的影响时,应区分引起压强改变的原因,这种改变对反应体系的浓度产生何种影响,由此判断出对反应速率有何影响。
4.催化剂 催化剂能够降低反应所需的活化能,增加活化分子的百分数,同等程度的提高正、逆反应的速率。 5.固体表面积 因固体和纯液体的浓度可视为常数,所以改变其用量对化学反应速率几乎无影响,但改变固体表面积对化学反应速率有影响。
【特别提醒】 分析外界因素对化学反应速率的影响时要注意以下几点: (1)对于固体和纯液体反应物,其浓度可视为常数,改变用量速率不变。 (2)压强对速率的影响是通过改变反应物总体积进而使浓度改变来实现的。 (3)温度改变对任何反应的速率都有影响。
例2 组分 HCOOCH3 H2O HCOOH CH3OH 物质的量/mol 1.00 1.99 0.01 0.52
甲酸甲酯转化率在温度T1下随反应时间(t)的变化见下图:
(1)根据上述条件,计算不同时间范围内甲酸甲酯的平均反应速率,结果见下表:
请计算15~20 min范围内甲酸甲酯的减少量为________mol,甲酸甲酯的平均反应速率为________mol·min-1(不要求写出计算过程)。 (2)依据以上数据,写出该反应的反应速率在不同阶段的变化规律及其原因:_____________ ______________________________________。
【解析】 本题考查考生对化学反应速率概念、化学平衡的了解及对其影响因素的理解;对化学平衡常数简单计算的掌握;考查考生知识迁移、读图及表达能力。 (1)由图中数据可以看出15~20 min内甲酸甲酯转化率提高了4.5%,利用转化率和速率的计算式计算。 (2)表格中平均反应速率的数据显示反应速率先增大后减小,因该反应是吸热反应,排除温度升高的影响,则只能是反应体系中的某物质对该反应起到催化作用。见答案。
(3)同一混合体系中各物质的浓度之比与物质的量之比相等,故可将平衡时刻各物质的物质的量代入平衡常数计算公式求算。 (4)注意该反应是吸热反应,T2>T1,温度升高,既能加快反应速率,又能缩短达到平衡的时间,提高转化率。 【答案】 (1)0.045 9.0×10-3
(2)该反应中甲酸具有催化作用。①反应初期:虽然甲酸甲酯量较大,但甲酸量很小,催化效果不明显,反应速率较慢;②反应中期:甲酸量逐渐增多,催化效果显著,反应速率明显增大;③反应后期:甲酸量增加到一定程度后,浓度对反应速率的影响成主导因素,特别是逆反应速率的增大,使总反应速率逐渐减小,直至变为零达到平衡状态 (3)0.14
(4)
跟踪训练(随学随练,轻松夺冠) 2.某探究小组用HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法,研究影响反应速率的因素,所用HNO3浓度为1.00 mol·L-1、2.00 mol·L-1,大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格,实验温度为298 K、308 K,每次实验HNO3的用量为25.0 mL,大理石用量为10.00 g。 (1)请完成以下实验设计表,并在实验目的一栏中填出对应的实验编号:
(2)实验①中CO2质量随时间变化的关系见下图:
解析: (1)根据实验目的,实验②只需将实验①中HNO3浓度由2. 00 mol·L-1改为1 解析: (1)根据实验目的,实验②只需将实验①中HNO3浓度由2.00 mol·L-1改为1.00 mol·L-1;实验③只需将实验①中温度由298 K改为308 K;实验④只需将实验①中大理石由粗颗粒改为细颗粒。
答案:(1) 实验编号 T/K 大理石规格 HNO3浓度/mol·L-1 实验目的 ① 298 粗颗粒 2.00 (Ⅱ)实验①和③探究温度对该反应速率的影响; (Ⅲ)实验①和④探究大理石规格(粗、细)对该反应速率的影响 ② 1.00 ③ 308 ④ 细颗粒
考点三 化学反应速率图象及其应用 1.物质的量(或浓度)-时间图象及应用 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。
v(正)、v(逆)均增大,且v′(正) >v′(逆) v(正)、v(逆)均减小,且v′(逆) >v′(正) 2.速率—时间图象及应用 平衡 体系 条件变化 速率变化 平衡变化 曲线 任一平衡体系 ①增大反 应物浓度 v(正)、v(逆)均增大,且v′(正) >v′(逆) 正向 移动 ②减小反 v(正)、v(逆)均减小,且v′(逆) >v′(正) 逆向
v(正)、v(逆)均减小,且v′(正) >v′(逆) 平衡 体系 条件变化 速率变化 变化 曲线 任一平衡体系 ③增大生 成物浓度 v(正)、v(逆)均增大,且v′(逆) >v′(正) 逆向 移动 ④减小生 v(正)、v(逆)均减小,且v′(正) >v′(逆) 正向
平衡 体系 条件变化 速率变化 变化 曲线 正反应方向为气体体积增大的放热反应 ⑤增大压 强或升高 温度 v(正)、v(逆)均增大,且v′ (逆)>v′(正) 逆向 移动 ⑥减小压 强或降低 v(正)、v(逆)均减小,且v′ (正)>v′(逆) 正向
平衡 体系 条件 变化 速率变化 速率变化曲线 反应前后气体化学计量数之和相等的平衡 ⑦催化剂或增大压强 v(正)、v(逆)均 增大相同倍数 不移动 ⑧减小压强 v(正)、v(逆) 同等倍数减小
【特别提醒】 1.浓度改变时,反应速率图象的变化中,v′(正)或v′(逆)是连续的,无跳跃性,如①②③④;
等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应,测定在不同时间t产生氢气体积V的数据,根据数据绘制得到如图所示图象,则曲线a、b、c、d所对应的实验组别可能是(双选)( ) 例3
组别 c(HCl)(mol/L) 温度(℃) 状态 1 2.0 25 块状 2 2.5 30 3 50 4 粉末状 A. 4—3—2—1 B.1—2—3—4 C.3—4—2—1 D.1—2—4—3
【解析】 由图象知四条曲线的反应速率大小顺序为a>b>c>d,由表格中的信息结合影响因素可知,2、3两组浓度、状态相同,温度越高反应速率越大,即第3组大于第2组的速率;2、4两组浓度、温度相同,粉末状的表面积大,即第4组大于第2组的速率;由于第1组浓度小、温度低、状态又为块状,反应速率最小;对于第3、4两组到底是温度影响大还是固体的状态影响大皆有可能,因此答案为A、C。 【答案】 AC
【规律方法】 化学反应速率图象题解题思路 (1)先做到五看 ①看面:弄清纵、横坐标的含义。 ②看线:弄清线的走向、变化趋势及线的陡与平。 ③看点:弄清曲线上点的含义,特别是一些特殊点,如与坐标轴的交点、曲线的交点、拐点、最高点与最低点等。
④看量的变化:弄清是浓度变化、温度变化还是转化率的变化。 ⑤看要不要作辅助线:如等温线、等压线等。 (2)再联想判断 联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律。通过对比分析,作出正确判断。
跟踪训练(随学随练,轻松夺冠) 3.现将0.40 mol A气体和0.20 mol B气体充入10 L的密闭容器中,在一定条件下使其发生反应生成气体C,其物质的量的变化如图:
(1)若t1=10 min,则0至t1时间内C物质的平均反应速率为________________________;该反应在t2时达到平衡,其化学方程式为__________________________________。 (2)据图中曲线变化情况分析,t1时刻改变的反应条件可能是________(填编号)。 A.加入了催化剂 B.降低了反应温度 C.向容器中充入了C D.缩小了容器体积
(2)由图可知,t1时刻后,A、B的物质的量减少加快,C物质的量增加加快,说明化学反应的速率加快,加入催化剂,缩小容器体积(增大压强)均可加快反应速率,A、D正确;降低温度,速率减小,B错;向容器中充入C,C的物质的量在t1时刻必变大,速率虽然能加快,但不符合图象,C错。
实验专项探究 变量控制思想在实验中的运用 控制变量思想是中学化学实验中常用的思想方法,对影响实验结果的因素进行控制,以达到明确各因素在实验中意义的目的。实验法优于观察法和描述法的地方就在于它可以人为地干预和控制所研究的对象,这实际上就是控制变量思想的重要体现。
在研究影响化学反应速率和化学平衡的因素时,由于外界影响因素较多,故为搞清某个因素的影响需控制其他因素相同或不变时,再进行实验。因此,变量控制思想在这部分体现较为充分,在高考题中近几年也考查较多,且多以探究型实验题的形式出现。这类题目以实验为研究手段,模拟科学探究过程对小课题展开研究。尽管涉及因素较多,有其复杂性,但仍然重在考查学生基础知识和基本技能、学生分析能力和实验能力。实际上这类题目并不可怕。
【典例探究】 (2010年杭州第一次质量检测)某同学进行了硫代硫酸钠与硫酸反应的有关实验,实验过程的数据记录如下(见表格),请结合表中信息,回答有关问题:
(1)写出上述反应的离子方程式___________。 (2)根据你所掌握的知识判断,在上述实验中,反应速率最快的可能是________。(填实验序号) (3)在利用比较研究某一因素对实验产生的影响时,必须排除其他因素的变动和干扰,即需要控制好与实验有关的各项反应条件。其中:
①能说明温度对该反应速率影响的组合比较是________;(填实验序号) ②A和B、A和C的组合比较所研究的问题是__________________________________。 ③B和C的组合比较所研究的问题是________________。 (4)教材利用了出现黄色沉淀的快慢来比较反应速率的快慢,请你分析为何不采用排水法测量单位时间内气体体积的大小进行比较____________________________________。
【解析】 (1)硫代硫酸钠与硫酸反应的离子方程式为S2O+2H+===S↓+SO2↑+H2O。 (2)四组实验中,D组中反应温度最高,因此反应速率最快。 (3)利用控制变量法可以比较外界条件对反应速率的影响。 ①B和D反应物的浓度完全相同,但反应温度不同,可以比较温度对反应速率的影响。②A和B、A和C的组合中反应温度相同,一种反应
物浓度相同,而另一种反应物浓度不同,可以比较浓度对反应速率的影响。③B和C的组合反应温度相同,但两种反应物的浓度不同,可以比较哪种反应物的浓度对反应速率的影响程度大。 (4)由于SO2可溶于水,测量不精确,因此不采用测量气体的体积比较反应速率大小。
达标突破训练
本部分内容讲解结束 按ESC键退出全屏播放 点此进入课件目录 谢谢使用