2019届高考化学二轮复习化学反应速率和化学平衡课件(共43张PPT)

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1 化学反应原理 化学反应速率及影响因素 1 考纲导学 考纲要求 命题预测 　　 1. 了解化学反应速率的概念以及化学反应速率的定量表达的方法。　 2. 懂的催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。　 3. 掌握外界条件 ( 浓度、温度、压强、催化剂等 ) 对化学反应速率的影响，认识其一般规律。　 4. 知道化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。 　　化学反应速率及其影响因素。以选择题考查形式为主，通常结合平衡图象分析，难度中等。 2 在 2 L 密闭容器中发生反应： 3A(g)+B(g) 　　 2C(g) ，若最初加入 A 和 B 都是 4 mol ， 10 s 内 A 的平均消耗速率为 0.12 mol · L -1 · s -1 ，试计算： ① 10 s 时容器中 A 为 　　 mol ；② 10s 时消耗 B 为 　　 mol ， B 的消耗速率 = 　　 mol · L -1 · s -1 ；③ 10 s 时生成 C 为 　　 mol ， 10 s 内 C 的生成速率 = 　 mol · L -1 · s -1 ；④ v A ∶ v B ∶ v C = 　　　　　 。　　　 1.6 0.8 0.04 1.6 0.08 3∶1∶2 3 　　　　　　　 A.恒容恒温下：若充入气体反应物，浓度 　　　 、压强 　　　 ，化学反应速率 　　　 ；若充入稀有气体，压强 　　　 ，各物质浓度 　　　 ，化学反应速率 。B.恒温恒压下：充入稀有气体，体积增大，各物质的浓度 　　　 ，化学反应速率 　　　 。 增大 增大 加快 增大 不变 减小 减慢 不变 4 化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量。通常用单位时间内反应物 或生成物的 ( 常用 ) 的变化来表示。 化学反应速率 1 ．概念 浓度的增加 浓度的减少 物质的量浓度 2 表达式 v ＝ △ c 代表 浓度的变化 ， △ c= △ n/V mol/(L·s) 或 mol/(L·min) 3 ．单位 不能写成 mol/L . s 或 mol/L . min mol·(L·min) -1 或 mol·(L·s) -1 5 [ 想一想 1] 在反应 m A ＋ n B=== p C ＋ q D 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。 6 (1) 化学反应速率均为 __________ 值； (2) 化学反应速率通常是指某种物质在某一段时间内化学反应的 __________ 速率，而不是指某一时刻的瞬时速率； (3) v (A) 不能表示 __________ 或 __________ 的化学反应速率。 正 平均 纯液体 固体 4 ．对反应速率的理解 (4) 同一反应 ( 相同状态的物质 ) 用不同物质表示的反应速率之间的关系 , 如 m A(g) ＋ n B(g) === p Y(g) ＋ q Z(g) ， v (A)∶ v (B)∶ v (Y)∶ v (Z) ＝ . m ∶ n ∶ p ∶ q 即速率之比等于计量数之比 7 该反应在不同条件下反应速率分别为： ① V Y =0.15mol /(L.S) ② V X =0.6mol /(L.S) ③ V Z =4mol /(L.min) 则该反应进行的最快的是 ____ 1 、某温度时，在 2L 容器中， x 、 y 、 z 三种物质随时间的变化曲线如图所示。由图中数据分析，该反应的化学方程式是： _______________ ，反应开始至 2min ， z 的平均速率是 __________________ 。 1 2 3 4 5 0.2 0 1.0 0.4 0.6 0.8 0.2 0.7 0.9 y x z 时间 /min 物质的量 mol 0.05mol/(L.min) 3x+y 2z 比较反应速率快慢，首先转化为同种物质表示的速率 注意单位的一致性 ② 大显身手 8 例1、反应4 NH 3 + 5O 2 === 4NO + 6H 2 O 在5 L 的密闭容器中进行，30 s 后恢复到室温时， NO 的物质的量增加了3 mol， 则此反应的平均速率可表示为：（ ） A、v (O 2 )=0.1 mol/(L · s) B、 v (NO)=0.08 mol/(L · s) C、 v (H 2 O)=0.03 mol/(L · s) D、 v (NH 3 )=0.02 mol/(L · s) 解法：先求 v (NO)=3/（5×30） =0.02 mol/(L · s) ， 再根据各物质的反应速率之比等于计量数之比。 D 9 例 2 某密闭容器中充入等物质的量的气体 A 和 B ，一定温度下发生反应： A(g)+xB(g)      2C(g) ，达到平衡后，只改变反应的一个条件，测得容器中物质的浓度、反应速率随时间变化的关系如下图所示。下列说法中正确的是                                                                          A.30min 时降低温度， 40min 时升高温度     B. 该反应 20min ～ 30min 的平衡常数比 30min ～ 40min 的平衡常数大     C. 反应方程式中的 x=1 ，正反应为吸热反应     D. 前 8min A 的平均反应速率为 0.08mol · L — 1 · min — 1 E.8min 时表示正反应速率等于逆反应速率 D 10 5 、化学反应速率的计算 △ c=V△t △t=△c/v (3) 三步模式 11 2 0.15/a mol/(L . min) 0.1/a mol/(L . min) 12 [ 想一想 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。 13 反应物本身的性质 外因 具体影响 ( 其他条件不变 ) 特别说明 浓度 增大 c ( 反应物 ) ， V_____ 减小 c ( 反应物 ) ， V_____ ① 固体和纯液体的浓度 ____ ，故改变用量反应速率 _____ ② 固体颗粒变小，表面积增大，反应速率 _____ 压强 增大体系压强， v______ 减小体系压强， v______ ① 无气体参加或生成的反应，压强改变，速率 ______ ② 压强影响速率是通过改变体积而使浓度改变来实现的 增大 减小 增大 减小 不变 不变 增大 不变 影响化学反应速率的因素 1 ．影响因素 (1) 内因 (2) 外因 考点二 14 外因 具体影响 ( 其他条件不变 ) 特别说明 温度 升高体系温度， v ______ ，降低体系温度， v______ 催化剂 催化剂使反应速率 ______ 负催化剂使反应速率 _____ 其他 光辐照，放射线辐照，超声波，电弧，强磁场，高速研磨等向反应体系 __________ ，都有可能改变反应速率 增大 减小 增大 减小 输入能量 温度改变对 任何 反应的速率都有影响 不特别指明的情况下，加入的催化剂均认为是正催化剂 15 例 2. 下列各组化学反应，反应速率最快的是 反应物 反应物浓度 温度 A 、 H 2 和 F 2 均为 0.2moL/L 10℃ B 、 H 2 和 Br 2 均为 1moL/L 100 ℃ C 、 H 2 和 Cl 2 均为 1moL/L 50℃ D 、 H 2 和 N 2 均为 4moL/L 300℃ √ 16 即时训练 1 、将一定浓度的盐酸倒入碳酸钙中，若作如下改变的情况，其中能使最初的化学反应速率增大的是　（ 　　 ） A 、盐酸的浓度不变，而使盐酸的用量增加一倍 B 、盐酸的浓度增大一倍，而使盐酸的用量减少到原来的一半 C 、盐酸的浓度和用量都不变，增加碳酸钙的量 D 、盐酸和碳酸钙不变，增大压强一倍 E 、加入 CaCl 2 溶液 F 、加入 CaCl 2 固体 G 、将 CaCO 3 用 CaCO 3 粉末代替 BG 压强对“ 反应物 ”有气态的反应才有作用 不变 增大 不变 不变 减小 不变 增大 17 二 . 用活化分子及碰撞理论解释外界条件对反应速率的影响 1 ．有效碰撞、活化分子和活化能 能发生 反应 的分子之间的碰撞。 (2) 活化分子：能够发生的 __________ 分子。 有效碰撞 (3) 活化能 ①概念： ________ 所多出的那部分能量。 活化分子 (1) 有效碰撞 不是分子之间的碰撞都是有效碰撞 （恰当的“ 力度 ”，恰当的“ 方向 ”的碰撞才能使化学键断裂） 18 能量 反应过程 E 1 E 2 反应物 生成物 活化分子的最低能量 活化能 活化分子变成生成物分子放出的能量 反应热 ②反应物、产物的能量与活化能的关系，如图。 E 2 － E 1 是 反应热 19 条件 适应范围 活化 分子数 活化分子百分数 单位体积 活化分子数 反应 速率 增大 浓度 增大 压强 升高 温度 催化剂 有气体或溶液参加反应 增加 不变 增加 加快 有气体 参加反应 不变 不变 增加 加快 任何反应 增加 增加 增加 加快 任何反应 增加 增加 增加 加快 2 、理论解释 20 能量 反应过程 E 1 E 2 反应物 生成物 活化分子 活化能 活化分子变成生成物分子放出的能量即逆反应的活化能 反应热 没加催化剂 加了催化剂 催化剂对反应速率的影响 催化剂的使用会 降低反应所需要的活化能 , 使单位体积活化分子数 增加 , 碰撞几率变大，反应速率变快 21 1 、对于 C(s)+H 2 O(g) H 2 (g)+CO(g) 反应，下列说法正确的是（ ） A 、升温，正反应速率增大，逆反应速率减小 B 、使用催化剂可以降低反应的活化能，使反应热增大 C 、加压使单位体积内的活化分子数增加 D 、若平衡正移，则 H 2 O(g) 的转化率一定增加 E 、若温度、体积不变充入 N 2 ，则正逆反应速率增大 F 、若温度、压强不变充入 N 2 , 则平衡正移 G 、增加碳的质量，反应速率增大 CF 你来练一练 22 2 、把下列四种 X 的溶液 , 分别加进四个盛有 10mL,2 mol · L －１ 盐酸的烧杯中 , 并均加水稀释至 50mL, 此时 X 和盐酸缓和地进行反应 , 其中反应速率最大的是（ ） A .10mL 2 mol · L －１ B. 20mL 2 mol · L －１ C. 10mL 4 mol · L －１ D. 20mL 3 mol · L －１ D 若改成完全相同的固体 A, 与下列 X 溶液反应 , 最快的 是 ( ) C 23 充入惰性气体 　　 各反应成分的浓度不变，化学反应速率不变。 引起 　 3.“惰性气体”对化学反应速率的影响 我们把与化学反应体系中各反应成分均不起反应的气体统称为“惰性气体”。 (1)恒温恒容时 充入惰性气体 　 　 容器容积增大 　 　 各反应成分浓度降低 　　 反应速率减小。 (2)恒温恒压时 引起 引起 引起 24 ①如果压强的改变不能引起反应物浓度的变化，则压强对反应速率无影响。 即 只有引起浓度变化的压强才是有效的，才能影响速率。 ②对于可逆反应，升高温度或增大压强， 无论反应朝哪个方向移动， v ( 正 ) 、 v ( 逆 ) 均增大 ，但变化程度可能相同，也可能不同。 ③比较化学反应速率快慢时，不要忽视 原电池的形成能加快化学反应速率。 注意事项 25 　 【例 3 】 氯酸钾和亚硫酸氢钠发生氧化还原反应生成-1价的氯和+6价的硫的速率( v )和时间( t )的关系如右图。已知这个反应速率随着溶液中c(H + )增大而加快。 (1) 写出反应的离子方程式 　 　　　　　　　　　　　　　　　 。 (2) 反应开始时，为什么反应速率加快？ 　 　　　　　　　　　　　　　　　 。 (3) 反应后期，为什么反应速率减慢？ 　 　　　　　　　　　　　　　　　　 。 Cl 　 +3HS 　　　 3S 　 +3H + +Cl - c(Ｈ + )增大，反应速率加快 随着反应的进行，反应物浓度减小 26 例 4. 如下图所示，相同体积的 a 、 b 、 c 三密闭容器，其中 c 容器有一活塞， a 、 b 两容器为定容容器，起始向三容器中都加入相同量的 SO 2 和 O 2 使三容器压强相等，一定条件下发生 2SO 2 +O 2 ⇌ 2SO 3 的反应。问： ③ 如起始在 a 、 c 两容器中通入同量的 N 2 ，则此时三容器起始压强为 P a ___P b ___P c ； ① 起始 a 、 c 两容器的反应速率大小关系为 V a ___V c ； ② 反应一段时间后 a 、 c 中速率大小关系为 V a ___V c ； = < > = = > 起始反应速率关系为 V a ___V b ___V c 27 即时训练 4 在稀硫酸与锌反应的实验中，请回答下列问题： （ 1 ）若加入硫酸铜溶液，反应速率加快的原因是： ___________________________________ (2) 要加快上述实验中产生气体的速率，还可以采取的措施是 ____________________________________( 答两种） （ 3 ）为了进一步研究硫酸铜的量对该反应速率的影响，有同学设计了一系列实验，如表： (Zn 过量） A B C D E F 4mol/LH 2 SO 4 的体积 /mL 30 V 1 V 2 V 3 V 4 V 5 饱和 CuSO 4 溶液的体积 /mL 0 0.5 2.5 5 V 6 20 H 2 O 的体积 /mL V 7 V 8 V 9 V 10 10 0 实验 混合液 28 ①请完成此实验设计，其中： V 1 =_____ ， V 6 =_____ ， V 9 = ______ ② 反应一段时间后，实验 A 中金属变暗，实验 F 中金属呈 _____ 色 . ③ 该同学最后得出：当加入少量的 CuSO 4 溶液时，生成氢气的速率会大大提高，但当加入 CuSO 4 溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。下降的原因是 _____ A B C D E F 4mol/LH 2 SO 4 的体积 /mL 30 V 1 V 2 V 3 V 4 V 5 饱和 CuSO 4 溶液的体积 /mL 0 0.5 2.5 5 V 6 20 H 2 O 的体积 /mL V 7 V 8 V 9 V 10 10 0 实验 混合液 30 10 17.5 暗红 29 再见 30 密闭容器中发生如下反应： A(g) ＋ 3B(g)2C(g) 　 Δ H <0 ，根据下列速率－时间图象，回答下列问题： (1) 下列时刻所改变的外界条件是： t 1 _______________ ； t 3 _________________ t 4 _______________ 。 (2) 产物 C 的体积分数最大的时间段是 ________ 。 (3) 上述图象中 C 的体积分数相等的时间段是 ______ 。 (4) 反应速率最快的时间段是 ________ 你来体验 升温 加入催化剂 降压 t 0 ～ t 1 t 2 ～ t 3 、 t 3 ～ t 4 t 3 ～ t 4 31 　升高温度， v ( 正 ) 、 v ( 逆 ) 一般均增大 ( 如图 A) ，吸热反应增大的倍数大于放热反应增大的倍数；降低温度， v ( 正 ) 、 v ( 逆 ) 一般均减小 ( 如图 B) ，吸热反应减小的倍数大于放热反应减小的倍数，即温度对吸热反应的影响程度大 ( 如图 C) 。 外界条件对可逆反应的 v ( 正 ) 、 v ( 逆 ) 影响及相关图象 1. 温度 32 (1) 对有气体参加且反应前后气体体积改变的反应，增大压强， v ( 正 ) 、 v ( 逆 ) 均增大 ( 如图 D) ，气体体积减小的反应增大的倍数大于气体体积增大的反应增大的倍数；减小压强， v ( 正 ) 、 v ( 逆 ) 均减小 ( 如图 E) ，气体体积减小的反应减小的倍数大于气体体积增大的反应减小的倍数。即压强对气体体积减小的反应影响程度大 ( 如图 F) 。 2. 压强 33 　　　 (2) 对于反应前后气体体积不变的反应，增大压强， v ( 正 ) 、 v ( 逆 ) 均同等程度的增大 ( 如图 G) ；减小压强， v ( 正 ) 、 v ( 逆 ) 均同等程度的减小 ( 如图 H) 。 34 　增大反应物的浓度， v ( 正 ) 急剧增大， v ( 逆 ) 逐渐 增大 ( 如图 I) ，减小反应物的浓度， v ( 正 ) 急剧减小， v ( 逆 ) 逐渐 减小 ( 如图 J) 。 　　　 　 3. 浓度 　使用催化剂可同等程度地增大 v ( 正 ) 和 v ( 逆 )( 如图 G) 。 4. 催化剂 35 例 3. 某温度下，在密闭容器里 SO 2 、 O 2 、 SO 3 三种气态物质建立化学平衡后，改变条件，对反应 2SO 2 + O 2 2SO 3 △ H<0 的正、逆反应速率的影响如图 3 所示。 ①加催化剂对速率 影响的图象是 ( ) ② 升温对速率影响 的图象是 ( ) ③ 增大反应容器体积 对速率影响的图象是 ( ) ④ 增大 O 2 的浓度对速 率影响的图象是（ ） D C A B v 逆 v 逆 v 逆 v 逆 36 例 4. 符合下列图象的反应为 ( ) Ａ、 N 2 O 3 (g) NO 2 (g) ＋ NO(g) Ｂ、 3NO 2 (g) ＋ H 2 O (l) 2HNO 3 (l) ＋ NO(g) Ｃ、 4NO 2 (g) ＋ 5O 2 (g) 4NO(g) ＋ 6H 2 O(g) Ｄ、 CO 2 (g) ＋ C(s) 2CO(g) B v 正 v 逆 37 38 39 第 22 讲 │ 要点探究 　　 例 3 某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题： (1) 上述实验中发生反应的化学方程式有 _________________________________________________ ； (2) 硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是 _________________________________________________ ____________________ ； (3) 实验室中现有 Na2SO 4 、 MgSO 4 、 Ag2SO 4 、 K2SO 4 4 种溶液，可与上述实验中 CuSO4 溶液起相似作用的是 ________ ； 【 典例精析 】 40 第 20 讲 │ 要点探究 　　 (4) 要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有 ____________________________________________________________________ ( 答两种 ) ； (5) 为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列的实验。将表中所给的混合溶液分别加入到 6 个盛有过量 Zn 粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。 升高反应温度、适当增加硫酸的浓度、增加锌粒的比表面积 等 ( 任答两种 ) 实验 混合溶液 A B C D E F 4 mol · L － 1 H 2 SO 4 /mL 30 V 1 V 2 V 3 V 4 V 5 饱和 CuSO 4 溶液 /mL 0 0.5 2.5 5 V 6 20 H 2 O/mL V 7 V 8 V 9 V 10 10 0 41 第 22 讲 │ 要点探究 　　 ① 请完成此实验设计，其中： V 1 ＝ _____ ， V 6 ＝ _____ ， V 9 ＝ ________ 。 ②反应一段时间后，实验 A 中的金属呈 ________ 色，实验 E 中的金属呈 ________ 色。 ③该同学最后得出的结论为：当加入少量 CuSO4 溶液时，生成氢气的速率会大大提高，但当加入的 CuSO4 溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因。 30 10 　 17.5 灰黑　 暗红 当加入一定量的 CuSO 4 后，生成的单质 Cu 会沉积在 Zn 的 表面，降低了 Zn 与溶液的接触面积 42 第 22 讲 │ 要点探究 43