高考化學二輪復習 化學反應速率和化學平衡 1 化學反應速率學案

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化學反應速率和化學平 第一講化學反應速率 一、化學反應速率的表示方法 1．定義：化學反應速率通常用單位時間內(nèi)反應物濃度的減少量或生 成物濃度的增加量（均取正值）來表示。 2．表達式為：υ = ?c/?t。 式中：v—化學反應速率，單位mol/(L?min)、mol/(L?s)、mol/(L?h) Δc—濃度變化，單位mol/L Δt—時間，單位s、min、h 3．注意： (1)意義：衡量化學反應進行的快慢。 (2)不用純固體、純液體表示反應速率 (3)化學反應速率為某時間段內(nèi)的平均速率，不指某時刻的瞬時速率。 (4)化學反應速率須標明物質(zhì)：同一反應，同樣快慢。不同物質(zhì)濃度變化 不同，速率數(shù)值不同，但表示意義相同。 (5)同一反應中，用不同物質(zhì)表示的化學反應速率比=化學計量數(shù)之比。 4．化學反應速率的測定方法 測定化學反應速率的關(guān)鍵是測定某一時間間隔內(nèi)反應體系中某物質(zhì) 濃度的變化。由于物質(zhì)的某些物理性質(zhì)（如壓強、體積、吸光度、 電導率等）與其物質(zhì)的量或濃度存在函數(shù)關(guān)系，因此人們常用物理方 法準確而快速地測定反應物或生成物濃度的變化來確定化學反應速率。 5．化學反應速率的微觀解釋： 化學反應速率表示單位體積內(nèi)活化分子之間發(fā)生有效碰撞的頻率。 簡化的有效碰撞模型： ①有效碰撞：具有較高能量及一定的相對取向的分子之間的碰撞，可 認為是發(fā)生化學反應的充要條件； ②活化分子：能夠發(fā)生有效碰撞的分子； ③活化能：活化分子平均能量與普通反應物分子平均能量之差。 二、影響化學反應速率的因素 1．內(nèi)因（決定因素）：反應物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。 2．外因：主要有濃度、壓強、溫度和催化劑等，其它因素還包括有 固體表面積、光照、超聲波、放射線、溶劑、電弧、強磁場、研磨等。 只考慮單一因素對化學反應速率的影響（其它因素保持不變），化學反 應速率變化的趨勢如下表所示： 影響因素 反應物濃度c↑ 壓強p↑ 溫度T↑ 使用催化劑 化學反應 速率 注：①純固體和純液體的濃度無法改變，只能改變其接觸面積； ②改變壓強相當于改變氣體的濃度，壓強對固體、液體的影響忽略不計； ③催化劑不特殊聲明，均指正催化劑，對于可逆反應，催化劑可以同 等地改變正、逆反應速率。 3．微觀解釋 各種外因影響化學反應速率的微觀機理可利用簡化的有效碰撞模型進 行解釋，如下表所示（只考慮單一因素的影響）： 影響因素 單位體積 分子數(shù)目 活化分 子百分數(shù) 單位體積活 化分子數(shù)目 單位體積有 效碰撞次數(shù) 化學反應速率 反應物濃度 c↑ ↑ － ↑ ↑ ↑ 壓強p↑ ↑ － ↑ ↑ ↑ 溫度T↑ － ↑ ↑ ↑ ↑ 使用催化劑 － ↑ ↑ ↑ ↑ 下圖中的虛線表示出使用催化劑后對化學反應活化能的影響： 反應過程 能量 （kJ/mol） 反應物 分子 生成物 分子 活化 分子 反應物的 總能量（E1） 生成物的 總能量（E2） (Ⅰ) (Ⅱ) 活化分子的最低能量 課本實驗1：利用2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4 = K2SO4 + 2MnSO4 + 10CO2↑ + 8H2O設計實驗，探究濃度對化學反應速率的影響。在反應 中發(fā)現(xiàn)開始一段時間反應速率較慢，溶液褪色不明顯；但不久突然褪 色，反應速率明顯加快，你認為可能的原因是________________。 課本實驗2：利用Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2 + S↓ + H2O設計 實驗，探究溫度對化學反應速率的影響。如何比較該反應進行的 快慢： ； 例1．某同學在用稀硫酸與鋅制取氫氣的實驗中，發(fā)現(xiàn)加入少量硫酸銅 溶液可加快氫氣的生成速率。請回答下列問題： （1）上述實驗中發(fā)生反應的化學方程式有 ； （2）硫酸銅溶液可以加快氫氣生成速率的原因是 ； （3）實驗室中現(xiàn)有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4種溶液， 可與實驗中CuSO4溶液起相似作用的是 ； （4）要加快上述實驗中氣體產(chǎn)生的速率，還可采取的措施有 （答兩種）； （5）為了進一步研究硫酸銅的量對氫氣生成速率的影響，該同學設計了 如下一系列實驗。將表中所給的混合溶液分別加入到6個盛有過量Zn 粒的反應瓶中，收集產(chǎn)生的氣體，記錄獲得相同體積的氣體所需時間。 ①請完成此實驗設計，其中：V1= ，V6= ，V9= ； ②反應一段時間后，實驗A中的金屬呈 色，實驗E中的金屬 呈 色； ③該同學最后得出的結(jié)論為：當加入少量CuSO4溶液時，生成氫氣的 速率會大大提高。但當加入的CuSO4溶液超過一定量時，生成氫氣 的速率反而會下降。請分析氫氣生成速率下降的主要原因 。 高考熱點： 2、反應速率的四性： 一致性、差異性、多樣性、綜合性 例2．設C(s)+CO2 2CO ；△H>0，反應速率為υ1， N2+3H2 2NH3； △H<0，反應速率為υ2。 對于上述反應，當溫度升高時，υ1和υ2的變化情況為 A．同時增大 B．同時減小 C．增大，減小 D．減小，增大 例3．把除去氧化膜的鎂條投入稀鹽酸中，此反應的反應速率隨時間變 化的情況如下圖所示。 其中t1 ~ t2速率變化的主要原因是 ； t2 ~ t3 速率變化的主要原因是 。 例4、圖③表示10 mL 0.01 molL－1 KMnO4 酸性溶液與過量的 0.1 molL－1 H2C2O4溶液混合時，n(Mn2+) 隨時間的變化是否正確： 例5、下列反應：3A(g) + B(g)2C(g) + 2D(g)在不同條件下的 反應速率分別為：① vA = 0.6 mol/(Ls)；②vB = 0.45 mol/(Ls)； ③vC=0.4mol/(Ls)；④vD = 0.45mol/(Ls)，則此反應在不同條件下進行 最快的是 A．② B．①③ C．②④ D．① 例6、將固體NH4Br置于密閉容器中，在某溫度下發(fā)生如下反應： NH4Br(s) ＝ NH3(g) + HBr(g)；2 HBr(g)H2(g) + Br2(g)。 2 min后，反應達到平衡，測知c(H2)為0.5 molL-1，c(HBr)為 4 molL-1。若用NH3表示反應速率，則正確的是 A．0.5 molL-1min-1 B．2.0 molL-1min-1 C．2.5 molL-1min-1 D．5.0 molL-1min-1 例7、A在2 L密閉容器中進行反應：mX(g) + nY(g)pZ(g) + qW(g)，在2 s內(nèi)用X表示平均反應速率為0.3m/p mol/(Ls)，則2 s內(nèi) W增加的物質(zhì)的量是 A．1.2q/p mol B．1.2m/p mol C．0.6p/q mol D．0.6m/q mol 例8、 A對于反應2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H <0，能增大正 反應速率的措施是 A. 通入大量O2 B. 增大容器容積 C. 移去部分SO2 D. 降低體系溫度