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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、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做標準的。 (2)同一化學反應中以不同物質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　濃度、壓強、溫度、催化劑影響化學反應速率的實質——改變了單位體積內活化分子的數(shù)目。單位體積內活化分子的數(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的濃度(或質量)有關的性質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，如_____和_____，也包括必須依靠科學儀器才能測量的性質，如_、__________、__________、__________等。在溶液中，當反應物或產物本身有比較明顯的顏色時，人們常常利用______________________關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?；瘜W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濃度進行某種物理性質的動態(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的物質的量分數(shù)是多少？ 【課堂點撥】 一、對于較為復雜的關于反應速率的題目，采用以下步驟和模板計算 (1)寫出有關反應的化學方程式； (2)找出各物質的起始量、轉化量、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系如下圖。 分析上圖能夠得出的實驗結論是______________________________________。 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產量隨光照時間的變化如下圖所示。 (1)在0～30小時內，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，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的物質的量為0.10 mol，求CH4的平衡轉化率(計算結果保留兩位有效數(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，主要副產物有丙烯醛（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率的反應條件是__________________________； 提高丙烯腈反應選擇性的關鍵因素是____________________________。 （2）圖（a）為丙烯腈產率與反應溫度的關系曲線，最高產率對應的溫度為460 ℃，低于460 ℃時，丙烯腈的產率　　　?。ㄌ睢笆恰被颉安皇恰保獪囟认碌钠胶猱a率，判斷理由是_________________________________________； 高于460 ℃時，丙烯腈產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率與n（氨）/n（丙烯）的關系如圖（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　　　　。