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第1节化学反应速率及影响因素-2-考查要点说明核心素养解读1.了解化学反应速率的概念和定量表示方法。2.了解反应活化能的概念,了解催化剂的重要作用。3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响,能用相关理论解释其一般规律。4.了解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。1.宏观辨识与微观探析:认识化学反应速率的概念,能从宏观和微观相结合的视角分析与解决实际问题。2.科学探究与创新意识:理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响,能设计实验进行科学探究。3.科学态度与社会责任:认识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,提升科学态度与社会责任。-3-自主预诊考向突破化学反应速率1.表示方法通常用单位时间内反应物浓度的或生成物浓度的来表示。2.数学表达式及单位v=,单位为或等。减小增大Δ𝑐Δ𝑡mol·L-1·min-1mol·L-1·s-1-4-自主预诊考向突破3.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),在同一段时间内,用不同物质来表示该反应速率,当单位相同时,反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的之比。即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=。如在一个2L的容器中发生反应:3A(g)+B(g)=2C(g),加入2molA,1s后剩余1.4molA,则v(A)=,v(B)=,v(C)=。化学计量数m∶n∶p∶q0.3mol·L-1·s-10.1mol·L-1·s-10.2mol·L-1·s-1-5-自主预诊考向突破微点拨(1)化学反应速率是指某一时间段内的平均反应速率而不是某一时刻的瞬时反应速率。(2)同一化学反应,在相同条件下用不同物质表示同一段时间内的化学反应速率,其数值可能不同,但表示的意义相同。(3)不能用固体或纯液体物质(不是溶液)表示化学反应速率,因为固体和纯液体物质的浓度可视为常数。-6-自主预诊考向突破自我诊断1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)对于任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象就越明显。()(2)对于反应4NH3+5O24NO+6H2O,v(NO)与v(O2)的关系为4v(NO)=5v(O2)。()(3)可逆反应达到平衡后,增大反应物的浓度,正反应速率增大,逆反应速率减小。()(4)对有气体参加的反应体系,缩小容器体积,能够增大活化分子的百分数,使反应速率增大。()答案:(1)×(2)×(3)×(4)×-7-自主预诊考向突破2.对于反应:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g),能否用C来表示该反应的化学反应速率?提示:不能。因固体或纯液体的浓度是常数,不随量的改变而改变,故一般不用固体或纯液体表示化学反应速率。-8-自主预诊考向突破3.已知反应4CO+2NO2N2+4CO2在不同条件下的化学反应速率如下:①v(CO)=1.5mol·L-1·min-1②v(NO2)=0.7mol·L-1·min-1③v(N2)=0.4mol·L-1·min-1④v(CO2)=1.1mol·L-1·min-1⑤v(NO2)=0.01mol·L-1·s-1请比较上述5种情况反应的快慢:(按由大到小的顺序排列)。答案:③①②⑤④解析:将各反应速率均转化为用CO表示的反应速率。②v(CO)=2v(NO2)=1.4mol·L-1·min-1;③v(CO)=4v(N2)=1.6mol·L-1·min-1;④v(CO)=v(CO2)=1.1mol·L-1·min-1;⑤v(CO)=2v(NO2)=0.02mol·L-1·s-1=1.2mol·L-1·min-1,故③①②⑤④。-9-自主预诊考向突破考向化学反应速率的计算典例(2019安徽肥东高中高三调研)一定条件下,反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)ΔH=-akJ·mol-1在5L密闭容器中进行,10s时,水蒸气的物质的量增加了0.60mol。则下列说法不正确的是()A.10s内,NH3的平均反应速率为0.008mol·L-1·s-1B.该反应达到平衡时6v正(O2)=5v逆(H2O)C.10s内,反应放出的热量为0.1akJD.10s时,H2O的反应速率为0.012mol·L-1·s-1答案解析解析关闭10s时,水蒸气的物质的量增加了0.60mol,由此可知NH3的物质的量减少0.40mol,所以10s内,NH3的平均反应速率为0.4mol5L×10s=0.008mol·L-1·s-1,故A项正确;该反应达到平衡时v正(O2)=v逆(O2),6v逆(O2)=5v逆(H2O),所以6v正(O2)=5v逆(H2O),故B项正确;10s时,水蒸气的物质的量增加了0.60mol,所以10s内,反应放出的热量为0.1akJ,故C项正确;10s时,水蒸气的物质的量增加了0.60mol,10s内H2O的平均反应速率为0.65×10mol·L-1·s-1=0.012mol·L-1·s-1,由于10s时,H2O的浓度较小,此时H2O的反应速率小于10s内的平均反应速率,故D项错误。答案解析关闭D-10-自主预诊考向突破对点演练将4molA气体和2molB气体在2L的容器中混合,并在一定条件下发生反应2A(g)+B(g)2C(g),若经2s后测得C的浓度为0.6mol·L-1,下列几种说法不正确的是()①用物质A表示的平均反应速率为0.3mol·L-1·s-1②用物质B表示的平均反应速率为0.6mol·L-1·s-1③2s时物质A的转化率为70%④2s时物质B的浓度为0.7mol·L-1A.①③B.①④C.②③D.③④-11-自主预诊考向突破答案:C解析:将4molA气体和2molB气体在2L的密闭容器中混合并在一定条件下发生反应2A(g)+B(g)2C(g),若经2s后测得C的浓度为0.6mol·L-1,依据化学平衡三段式列式计算。2A(g)+B(g)2C(g)起始量/mol420变化量/mol1.20.61.22s末/mol2.81.41.2①用物质A表示反应的平均速率=1.222mol·L-1·s-1=0.3mol·L-1·s-1,故①正确;②用物质B表示反应的平均速率=0.622mol·L-1·s-1=0.15mol·L-1·s-1,故②错误;③2s末物质A的转化率=1.24×100%=30%,故③错误;④2s末物质B的浓度=1.42mol·L-1=0.7mol·L-1,故④正确。-12-自主预诊考向突破深度指津1.计算反应速率的三种常用方法(1)定义式法。v(B)=Δ𝑐(B)Δ𝑡=Δ𝑛(B)𝑉·Δ𝑡。(2)比例关系法。用不同物质表示的同一段时间内的化学反应速率之比等于化学计量数之比,如mA(g)+nB(g)=pC(g)中,v(A)∶v(B)∶v(C)=m∶n∶p。-13-自主预诊考向突破(3)三段式法。列起始量、转化量、最终量,再根据定义式或比例关系计算。对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),起始时A的浓度为amol·L-1,B的浓度为bmol·L-1,反应进行至t1s时,A消耗了xmol·L-1,则化学反应速率可计算如下:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)起始/(mol·L-1)ab00转化/(mol·L-1)x𝑛𝑥𝑚𝑝𝑥𝑚𝑞𝑥𝑚t1s时/(mol·L-1)a-xb-𝑛𝑥𝑚𝑝𝑥𝑚𝑞𝑥𝑚则v(A)=𝑥𝑡1mol·L-1·s-1,v(B)=𝑛𝑥𝑚𝑡1mol·L-1·s-1,v(C)=𝑝𝑥𝑚𝑡1mol·L-1·s-1,v(D)=𝑞𝑥𝑚𝑡1mol·L-1·s-1。-14-自主预诊考向突破2.化学反应速率大小的比较方法(1)归一法。将同一反应中的不同物质的反应速率转化成同一单位、同一种物质的反应速率,再进行速率的大小比较。(2)比值法。将各物质表示的反应速率转化成同一单位后,再除以各物质对应的化学计量数,然后对求出的数值进行大小排序,数值大的反应速率快。如反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),若𝑣(A)𝑚𝑣(B)𝑛,则用A表示的反应速率大于用B表示的反应速率。-15-自主预诊考向突破外界条件对化学反应速率的影响1.内因是影响化学反应速率的主要因素。如相同条件下,Na、Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系是NaMgAl。2.外因(其他条件不变,只改变一个条件)反应物本身的性质加快减慢加快减慢加快减慢相同-16-自主预诊考向突破微点拨(1)催化剂能同等程度地改变正、逆化学反应速率,但不能改变反应进行的程度。(2)改变压强,实质是通过改变物质的浓度来实现化学反应速率改变的。若压强改变导致了反应物浓度增大或减小,则化学反应速率会增大或减小。-17-自主预诊考向突破3.理论解释——有效碰撞理论(1)活化分子、活化能、有效碰撞。①活化分子:能够发生有效碰撞的分子。②活化能:图中:E1为,使用催化剂时的活化能为,反应热为(注:E2为逆反应的活化能)。③有效碰撞:活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。正反应的活化能E3E1-E2-18-自主预诊考向突破(2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系。分子总数百分数分子总数百分数-19-自主预诊考向突破自我诊断1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)升高温度时,不论正反应是吸热还是放热,正、逆反应的速率都增大。()(2)增大反应物的浓度,能够增大活化分子的百分含量,所以反应速率增大。()(3)对可逆反应FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl,增加氯化钾的浓度,逆反应速率加快。()(4)催化剂能降低反应所需的活化能,ΔH也会发生变化。()(5)温度、催化剂能改变活化分子的百分数。()答案:(1)√(2)×(3)×(4)×(5)√-20-自主预诊考向突破2.在铁与稀硫酸的反应混合物中分别加入少量①CuSO4,②CH3COONa固体,产生氢气的速率如何变化?解释变化的原因。提示:加少量CuSO4产生氢气的速率加快。原因是Fe置换Cu2+生成单质Cu,Cu与Fe及H2SO4形成原电池加快反应速率。加入CH3COONa固体产生H2的速率减小。原因是CH3COO-结合H+,降低了H+浓度,反应速率减小。-21-自主预诊考向突破3.一定温度下,反应N2(g)+O2(g)2NO(g)在密闭容器中进行,回答下列措施对化学反应速率的影响(填“增大”“减小”或“不变”)。(1)缩小体积使压强增大:,原因是。(2)恒容充入N2:。(3)恒容充入He:,原因是。(4)恒压充入He:。提示:(1)增大单位体积内活化分子数目增加,有效碰撞的次数增多,因而反应速率增大(2)增大(3)不变单位体积内活化分子数不变,因而反应速率不变(4)减小-22-自主预诊考向突破考向影响化学反应速率的外界因素典例下列说法中正确的是()A.已知t1℃时,反应C+CO22COΔH0的速率为v,若升高温度则逆反应速率减小B.恒压容器中发生反应N2+O22NO,若在容器中充入He,正、逆反应的速率均不变C.当一定量的锌粉和过量的6mol·L-1盐酸反应时,为了减小反应速率,又不影响产生H2的总量,可向反应器中加入一些水或CH3COONa溶液或NaNO3溶液D.对任何一个化学反应,温度发生变化,化学反应速率一定发生变化答案解析解析关闭温度升高,正、逆反应的速率均增大,A项错误;在恒压容器中充入不参加反应的气体,导致容器的体积增大,反应物和生成物的浓度均减小,正、逆反应的速率均减小,B项错误;若能使溶液中氢离子浓度减小,则反应速率将减小,因此可选水或CH3COONa溶液,但不能用NaNO3溶液,因为在酸性溶液中NO3−将和锌粉发生氧化还原反应生成氮的氧化物,从而使生成的H2的量减少,C项错误;任何一个化学反应的发生都有热效应,因此温度发生变化,化学反应速率一定会发生变化,D项正确。答案解析关闭D-23-自主预诊考向突破易错警示(1)由于固体和纯液体的浓度可视为常数,故改变其用量反应速