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文檔簡介
專題03化學反應速率
考點01化學反應速率的概念及表示方法考點02化學反應速率的測定
考點03影響化學反應速率的因素考點04活化能
考熹'青單■考點oi化學反應速率的概念及表示方法
i.化學反應速率的概念及其數(shù)學表達式
(1)概念。
化學反應速率是定量描述化學反應進行的物理量。通常用單位時間內(nèi)的減少或
—的增加來表示。
Ac△”
(2)數(shù)學表達式為,=五'或
(3)單位常用或表示。
2.同一反應中不同物質(zhì)的化學反應速率的表示
對任意一個化學反應優(yōu)A+〃B=pY+qZ,反應體系中各物質(zhì)的濃度分別表示為c(A)、c(B)、c(Y)和c(Z),
則反應速率分別表示為v(A)=_,v(B)=_,v(Y)=_,v(Z)=_。
同一時間內(nèi),各物質(zhì)濃度變化量之比等于,即Ac(A):Ac(B):Ac(Y):Ac(Z尸_
,所以v(A):v(B):v(Y):v(Z)=?
3.化學反應速率的計算
(1)進行化學反應速率計算的依據(jù)。
Ac
①利用反應速率的定義式丫=正求算;
②利用化學反應中各物質(zhì)的速率之比等于化學計量數(shù)之比的規(guī)律求算。
(2)進行化學反應速率計算的常用方法^—―三段式。
①寫出有關反應的化學方程式;
②找出各物質(zhì)的起始量、轉(zhuǎn)化量、某時刻量;
③根據(jù)已知條件列方程計算。
例如,對于反應:》7A(g)+〃B(g)=pC(g)+qD(g)。起始時A的濃度為amoLL-i,B的濃度為bmoLLF。反
應進行至Ms時,A消耗了xmoLL-1,則反應速率可計算如下:
mA(g)+〃B(g)=pC(g)+qD(g)
起始濃度/
(mol-L-1)ab00
轉(zhuǎn)化濃度/nxpxqx
(mol-L-1)Xmmm
最終濃度/nxpxqx
(mol-L-1)a-xb-mmm
xnxpxqx
-1-1-1-1
則v(A)=Zmob(L-s),v(B)=嬴mob(L-s),v(C)=〃”imob(L-s),v(D)=〃”imol-(L-s)o
(3)進行化學反應速率的計算時,需注意以下量的關系
①對反應物:c起始—c轉(zhuǎn)化=c某時刻;
②對生成物:c起始+c轉(zhuǎn)化=c某時刻;
c轉(zhuǎn)化
③轉(zhuǎn)化率:a=x100%。
4.化學反應速率的大小比較
(1)歸一法。
依據(jù)化學反應速率之比等于化學計量數(shù)之比,將同一反應中的用不同物質(zhì)表示的反應速率,轉(zhuǎn)化成用同一
種物質(zhì)表示的反應速率,然后直接依據(jù)數(shù)值進行比較。
(2)比值法。
用各物質(zhì)的量表示的反應速率除以對應各物質(zhì)的化學計量數(shù),然后再對求出的數(shù)值進行大小排序,數(shù)值大
的反應速率快。例如:對于反應加A+wB-?C+qD,若v(A)/心v(B)/w,則反應速率A>B。
■考點02化學反應速率的測定
1.測定原理
根據(jù)化學反應速率表達式,實驗中需要測定反應物(或生成物)的濃度。
2.測定方法
(1)利用能夠直接觀察的某些性質(zhì)測定,如通過測量釋放出一定體積的氣體的—來測定反應速率,或測
量一定時間內(nèi)氣體壓強的變化來測定反應速率。
(2)利用科學儀器測量出的性質(zhì)進行測定,如顏色的深淺、光的吸收、光的發(fā)射、導電能力等。
(3)在溶液中進行的反應,當反應物或生成物本身有比較明顯的顏色時,常常利用和間
的比例關系來測量反應速率。
3.測量化學反應速率時,常采用的方法
(1)對于有氣體生成的反應:可測定?
(2)對于有固體參加的反應,可測定。
(3)對于有酸堿參與的反應,可測定。
(4)對于有顏色變化的反應,可測定。
(5)對于有沉淀生成的反應,可測定.
■考點03影響化學反應速率的因素
內(nèi)因
在相同條件下,反應速率首先是由反應物決定的。
一、濃度對化學反應速率的影響
濃度對化學反應速率的影響
其他條件相同時,增大反應物的濃度,反應速率;減小反應物的濃度,反應速率
二、壓強對化學反應速率的影響
1.研究對象一氣體模型的理解
對于氣體來說,在一定溫度下,一定質(zhì)量的氣體所占的體積與壓強成反比。對于有氣體參加的反應,在密
閉容器中保持溫度不變時,增大壓強,氣體體積—,反應物濃度—,化學反應速率―。
2.微觀解釋
增大壓強一氣體體積減小一反應物濃度增大一單位體積內(nèi)活化分子數(shù)—一單位時間內(nèi)有效碰撞幾率—
一反應速率;反之,反應速率O
三、溫度對化學反應速率的影響
1.影響規(guī)律:其他條件相同時,升高溫度,化學反應速率—;降低溫度,化學反應速率—。經(jīng)驗規(guī)
律,一般溫度每升高ioK,反應速率可增加2?4倍。
2.微觀解釋
活化分子百分_
化學
分子數(shù)增加一|有效碰
升高反應
—能量一一撞次數(shù)f
溫度速率
增加匚分子運動加快」增加
增大
反之,反應速率o
四、催化劑對反應速率的影響
1.影響規(guī)律:當其他條件不變時,使用催化劑,化學反應速率oFeCb、MnC>2對H2O2的分解都有催化
作用,都能加快H2O2的分解速率。
2.用過渡態(tài)理論解釋催化劑使化學反應速率增大
(1)過渡狀態(tài)理論簡介:反應物轉(zhuǎn)化為生成物的過程中要經(jīng)過能量較高的o如圖所示:瓦是正反
應的,是逆反應的活化能。
以在
(2)過渡態(tài)理論對催化劑影響化學反應速率的解釋:
使用催化劑一改變了反應的路徑(如圖),反應的活化能―一活化分子的百分數(shù)-一反應速率
■考點04活化能
1.有效碰撞理論
(1)基元反應:大多數(shù)的化學反應往往經(jīng)過多個反應步驟才能實現(xiàn)。其中都稱為基元反應。如
2HI=H2+I2的2個基元反應為2Hl―>m+21、21——>12=
(2)反應機理:先后進行的反映了化學反應的反應歷程,反應歷程又稱o
(3)基元反應發(fā)生的先決條件
基元反應發(fā)生的先決條件是反應物的分子必須發(fā)生—,但是并不是每一次分子碰撞都能發(fā)生化學反應。
(4)有效碰撞
概念:能夠發(fā)生的碰撞。
條件:;O
與反應速率的關系:有效碰撞的頻率越高,則反應速率。
(5)活化能和活化分子
①活化分子:能夠發(fā)生的分子。
對于某一化學反應來說,在一定條件下,反應物分子中活化分子的百分數(shù)是—的。
②活化能:活化分子具有的與反應物分子具有的平均能量之差,叫做反應的活化能。
(6)反應物、生成物的能量與活化能的關系圖
r£,:正反應的活化能
E2:活化分子變成生成物分
子放出的能量,也可認為
〔是逆反應的活化能
反應過程E\-E2:反應熱,即AH=Ei-E2
2.基元反應發(fā)生經(jīng)歷的過程
化
分
有
相(1)活化分子具有
學
子
效
互新物質(zhì)
足夠的能量
反
運
碰
碰
應
動
撞
撞(2)碰撞取向合適
反應熱
(始變)
3.有效碰撞理論對影響化學反應速率因素的解釋
(1)濃度:反應物濃度增大一單位體積內(nèi)活化分子數(shù)——單位時間內(nèi)有效碰撞的次數(shù)-—反應速率—
—;反之,反應速率。
(2)壓強:增大壓強一氣體體積縮小T反應物濃度增大T單位體積內(nèi)活化分子數(shù)—一單位時間內(nèi)有效碰
撞的次數(shù)―—反應速率—;反之,反應速率―。
即壓強對化學反應速率的影響,可轉(zhuǎn)化成濃度對化學反應速率的影響。
(3)溫度:微觀解釋:升高溫度-活化分子的百分數(shù)―一單位時間內(nèi)有效碰撞的次數(shù)―T反應速率.
;反之,反應速率.
(4)催化劑:使用催化劑一改變了反應的歷程(如下圖),反應的活化能―一活化分子的百分數(shù)-一單
位時間內(nèi)有效碰撞的幾率.T反應速率
反應過程
1.(23-24高二上?貴州貴陽?期末)化學與生活密切相關,下列做法與化學反應速率控制無關的是
A.使用含氟牙膏防齦齒B.洗衣服時使用加酶洗衣粉
C.夏天將牛奶放在冰箱保存D.在月餅包裝內(nèi)放置抗氧化劑
2.(24-25高二上?吉林?階段練習)研究一個化學反應時,往往需要關注反應的快慢、歷程和涉及的反應速
率和反應機理,下列說法錯誤的是
A.對于鋼鐵的腐蝕,減緩其腐蝕速率對人類有益
B.化學反應中,反應物分子的每次碰撞都為有效碰撞
C.制造蜂窩煤時加入生石灰,與化學反應速率無關
D.為提高塊狀大理石與鹽酸的反應速率,不能將鹽酸換為等濃度的硫酸
3.(24-25高二上?廣東廣州?開學考試)下列措施中,不能增大化學反應速率的是
A.加熱分解KCIO3時,添加少量MnOzB.CaCC>3與鹽酸反應時,適當升高溫度
C.進行合成NH3反應時,增大氣體壓強D.Zn與稀硫酸反應時,加入幾滴蒸儲水
4.(24-25高二上?河南?階段練習)反應4NH3(g)+5C>2(g).4NO(g)+6H2O(g)在5L密閉容器中進行,Imin
后,NO的物質(zhì)的量增加了0.3mol,則該反應在此Imin內(nèi)的平均速率可表示為
-1-1
A.v(NH3)=0.001mol-L-sB.v(02)=0.0125mol-L"s-
-1-1
C.v(NO)=0.060mol-L-sD.v(H2O)=0.090mol-L-s
5.(23-24高二上.貴州畢節(jié)?期末)在容積不變的密閉容器中,A與B反應生成C和D,其化學反應速率分
別用v(A)、V(B)、v(c)、V(D)表示。已知:v(B)=3v(A),3v(C)=2v(B),2v(A)=v(D),則此反應可表
示為
A.3A+B=2C+2DB.A+3B=C+D
C.3A+2B=3C+2DD.A+3B=2C+2D
2SO2(g)+C>2(g)
6.(22-23高一下?浙江?期中)在四種不同情況下測得反應-2SO3(g)的反應速率如下所示,
其中反應速率最快的是
1-11-1
A.v(SO2)=0.4mol-LT-minB.v(O2)=0.25mol-U-min
1-11-1
C.v(S03)=0.01mol-U-sD.v(SO3)=0.5mol-L;min
7.(23-24高二上?湖北?期末)可逆反應:mA(g)+nB(g).pC(g)+gD(g)的v-t圖像如圖甲所示;若其他條
件都不變,只是在反應前加入合適的催化劑,則其v-t圖像如圖乙所示?,F(xiàn)有下列敘述:
①ai=a2;②ai<a2;③bi=b2;④bL;⑤ti>t2;⑥ti=t2;⑦甲圖與乙圖中陰影部分的面積相等;⑧圖乙中陰
影部分面積更大。則以上所述各項正確的組合為
A.②④⑤⑦B.②④⑥⑧C.②③⑤⑦D.②④⑤⑧
8.(24-25高二上?山西呂梁?階段練習)工業(yè)制氫原理:C(s)+H2O(g)—CO(g)+H2(g)o改變下列條件
能提高產(chǎn)生氫氣的速率且提高活化分子百分率的是
①將炭塊改為炭粉②增大水蒸氣濃度③適當升高溫度④加入高效催化劑
A.①②B.①③C.③④D.②④
9.(23-24高二下?遼寧?開學考試)某反應A(g)+B(g)-C(g)+D(g)的速率方程為v=k-cm(A)-cn(B),其半衰期(當
AQ
剩余反應物恰好是起始的一半時所需的時間)為「。改變反應物濃度時,反應的瞬時速率如表所示。下列
說法不正硬的是
c(A)/(mol-L-1)0.250.501.000.501.00Cl
c(B)/(mol-L-i)0.0500.0500.1000.1000.200C2
v/(10-3mol-L^min1)1.63.2VI3.2V24.8
A.上述表格中的ci=0.75、V2=6.4
B.m=l>n=0
C.該反應的速率常數(shù)k=6.4xl()-3miiri
D.在過量的B存在時,反應掉87.5%的A所需的時間是500min
10.(23-24高一下?遼寧?期中)用下列實驗裝置進行相應實驗,能達到實驗目的的是
一銅絲
一攪拌器
一溫度計
內(nèi)筒
隔熱層
丙
A.用裝置甲定量測定化學反應速率
B.用裝置乙證明酸性:硝酸〉碳酸〉硅酸
C.用裝置丙準確測定中和反應的反應熱
D.用裝置丁探究化學反應速率的影響因素
11.(24-25高二上?廣東廣州?階段練習)研究化學反應速率對促進生產(chǎn)具有重要的意義。
(1)在新型RuCh催化劑作用下,使HC1轉(zhuǎn)化為CL的反應為2HCl(g)+;O2(g)=H2O(g)+C12(g)。一定條件下
在1L密閉容器中測得反應過程中n(Cb)的數(shù)據(jù)如下:
t/min02468
n(C12)/10-3mol01.83.75.47.2
計算2-6min內(nèi)以HC1表示的反應速率是mol-L'-min4o
一定條件
(2)一定條件下鐵可以和CO2發(fā)生反應:Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g),該反應為放熱反應。一定
溫度下,向某恒容密閉容器中加入足量鐵粉并充入一定量的CO2氣體,下列條件的改變能減慢該反應的反
應速率的是(填字母)。
a.降低溫度
b.減少鐵粉的質(zhì)量
c.保持壓強不變,充入He使容器的體積增大
d.保持體積不變,充入He使體系壓強增大
(3)在容積為2L的密閉容器中
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