2020届一轮复习通用版7-1掌握2大基础知识反应速率及影响因素学案

2020届一轮复习通用版7-1掌握2大基础知识反应速率及影响因素学案

考纲要求 教学建议 1.了解化学反应速率的概念和定量表示方法。 能正确计算化学反应的转化率(α)。 2.了解反应活化能的概念，了解催化剂的重要 作用。 3.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。 4.掌握化学平衡的特征。了解化学平衡常数(K) 的含义，能利用化学平衡常数进行相关计算。 5.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等) 对反应速率和化学平衡的影响，能用相关理论 解释其一般规律。 6.了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、 生产和科学研究领域中的重要作用。 本章知识是教学重点，更是高考难点、 学生的薄弱点。 在教学中要做到学考对接、知能对接。 本章设计 6 课时，从“学什么”“考什么” 到“用什么考”、“用什么解”逐级化解这一 难点。图解如下： 第 1 课时　掌握 2 大基本知识——反应速率及影响因素 知识点一　化学反应速率的概念及计算 1．化学反应速率 2．化学反应速率计算的万能方法——三段式法 对于反应 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，起始时 A 的浓度为 a mol·L－1，B 的浓度为 b mol·L－1，反应进行至 t1s 时，A 消耗了 x mol·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) a b 0 0 转化/(mol·L－1) x nx m px m qx m t1/(mol·L－1) a－x b－nx m px m qx m 则：v(A)＝x t1 mol·L－1·s－1，v(B)＝ nx mt1 mol·L－1·s－1， v(C)＝ px mt1 mol·L－1·s－1，v(D)＝ qx mt1 mol·L－1·s－1。 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)，其化学反应速率可用不同的反应物或生 成物来表示，当单位相同时，化学反应速率的数值之比等于化学计量数之比，即 v(A)∶v(B)∶ v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。 如一定温度下，在密闭容器中发生反应：3A(g)＋B(g)2C(g)。已知 v(A)＝0.6 mol·L －1·s－1，则 v(B)＝0.2 mol·L－1·s－1，v(C)＝0.4 mol·L－1·s－1。 4．化学反应速率的大小比较 (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，再除以对应各物质的化学计量数，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) m ＞v(B) n ，则反应速率 A＞B。 [对点训练] 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，反应现象越明显(×) (2)化学反应速率为 0.8 mol·L－1·s－1 是指 1 s 时某物质的浓度为 0.8 mol·L－1(×) (3)由 v＝Δc Δt计算平均速率，用反应物表示为正值，用生成物表示为负值(×) (4)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示 的意义相同(√) (5)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，数值越大，表示化学反应 速率越快(×) (6)在 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)反应中，t1、t2 时刻，SO3(g)浓度分别是 c1、c2，则 t1～ t2 时间内，SO3(g)生成的平均速率为 v＝c2－c1 t2－t1 (√) 2．对于可逆反应 A(g)＋3B(s)2C(g)＋2D(g)，在不同条件下的化学反应速率如下， 其中表示的反应速率最快的是(　　) A．v(A)＝0.5 mol·L－1·min－1 B．v(B)＝1.2 mol·L－1·s－1 C．v(D)＝0.4 mol·L－1·min－1 D．v(C)＝0.1 mol·L－1·s－1 解析：选 D　采用归一法求解，通过化学方程式的化学计量数将不同物质表示的反应速 率折算成同一物质表示的反应速率进行比较，B 物质是固体，不能表示反应速率；C 项中对 应的 v(A)＝0.2 mol·L－1·min－1；D 项中对应的 v(A)＝3 mol·L－1·min－1。 3．NH3 和纯净的 O2 在一定条件下发生反应：4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g)， 现向一容积不变的 2 L 密闭容器中充入 4 mol NH3 和 3 mol O2,4 min 后，测得生成的 H2O 占混合气体体积的 40%，则下列表示此段时间内该反应的平均速率不正确的是(　　) A．v(N2)＝0.125 mol·L－1·min－1 B．v(H2O)＝0.375 mol·L－1·min－1 C．v(O2)＝0.225 mol·L－1·min－1 D．v(NH3)＝0.250 mol·L－1·min－1 解析：选 C　设 4 min 时，生成 6x mol H2O(g) 4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g) n(总) 起始/mol　　　4　　　　3　　 　0　　　0　　 7 变化/mol 4x 3x 2x 6x 4 min时/mol 4－4x　　 3－3x　　2x　　 6x　 7＋x 据题意，则有： 6x 7＋x＝0.4，解得：x＝0.5 则 4 min 内 H2O 的变化浓度为 Δc(H2O)＝3 mol 2 L ＝1.5 mol·L－1，v(H2O)＝1.5 mol·L－1 4 min ＝ 0.375 mol·L－1·min－1，再由各物质表示的速率之比等于各物质的化学计量数之比，可得各 物质表示的反应速率分别为 v(N2)＝0.125 mol·L－1·min－1，v(NH3)＝0.250 mol·L－1·min－1， v(O2)＝0.187 5 mol·L－1·min－1。 知识点二　影响化学反应速率的因素 1．影响化学反应速率的因素 (1)内因 反应物本身的性质是主要因素。如相同条件下 Mg、Al 与稀盐酸反应的速率大小关系 为 Mg>Al。 (2)外因(只改变一个条件，其他条件不变) [提醒]　①改变固体或纯液体的量对化学反应速率无影响。 ②浓度、温度、压强发生变化或加入催化剂时，正、逆反应速率均增大或减小，如升高 温度，不论是放热反应还是吸热反应，化学反应速率均加快。 (3)反应体系条件改变对反应速率的影响 ①恒温时：体积缩小 ― ― →引起 压强增大 ― ― →引起 浓度增大 ― ― →引起 反应速率增大。 ②恒温恒容时： a．充入气体反应物 ― ― →引起 总压强增大 ― ― →引起 浓度增大 ― ― →引起 反应速率增大。 b．充入“惰性气体” ― ― →引起 总压强增大，但各气体分压不变―→各物质的浓度不变― →反应速率不变。 ③恒温恒压时：充入“惰性气体” ― ― →引起 体积增大 ― ― →引起 各反应物浓度减小 ― ― →引起 反应速率减小。 总之，压强改变而对反应速率产生的影响是因为压强改变会引起浓度变化，从而对反 应速率产生影响。 2．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：如图 图中：E1 为正反应的活化能，E2 为逆反应的活化能，使用催化剂时的活化能为_E3__， 反应热为 E1－E2。 ③有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。 (2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系 [对点训练] 1．下列说法中正确的是(　　) A．增大反应物浓度，能增大活化分子百分数，所以反应速率增大 B．使用合适的催化剂，能增大活化分子百分数，所以反应速率增大 C．对于任何反应，增大压强都可加快反应速率 D．升高温度，只能增大吸热反应的反应速率 解析：选 B　增大反应物浓度和增大气体反应的压强(缩小体积)，不能增大活化分子百 分数，只能增大活化分子数；升温和使用催化剂才能增大活化分子百分数；增大压强只能增 大有气体参加的反应的反应速率。 2．反应 C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的 改变对其反应速率几乎无影响的是(　　) ①增加 C 的量 ②将容器的体积缩小一半 ③保持体积不变，充入 N2 使体系压强增大 ④保持压强不变，充入 N2 使容器体积变大 A．①④　　　　　　　　 　B．②③ C．①③ D．②④ 解析：选 C　增大固体的量、恒容时充入惰性气体对反应速率无影响。 3．一定温度下，反应 N2(g)＋O2(g)2NO(g)在密闭容器中进行，下列措施不改变化 学反应速率的是(　　) A．缩小体积使压强增大 B．恒容，充入 N2 C．恒容，充入 He D．恒压，充入 He 解析：选 C　A 项，气体的物质的量不变，缩小体积，气体的浓度增大，反应速率增大； B 项，容积不变，充入 N2，使反应物 N2 的浓度增大，反应速率增大；C 项，容积不变，充 入 He，虽然反应容器内压强增大，但反应物 N2、O2、NO 的浓度并没有变化，因此不影响 反应速率；D 项，压强不变，充入 He，反应容器的体积必然增大，总压强虽然没变，但 N2、O2、NO 的浓度减小，反应速率减小。