第一节 1化学反应速率及影响因素.docx
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第一节1化学反应速率及影响因素
第一节化学反应速率及影响因素
考点梳理
1.了解化学反应速率的概念及定量表示方法。
2.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响,认识其一般规律。
一、化学反应速率
1.概念:
化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量。
2.表示方法:
通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示(也可用单位时间内反应物的变化量或生成物的变化量来表示)。
公式:
v=△C/△t(△C表示物质的物质的量浓度变化,△t表示时间变化)
单位:
mol·L-1·S-1、mol·L-1·min-1、mol·L-1·h-1等
3.化学反应速率与化学计量数关系
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)=。
4.注意事项:
①同一反应中,用不同物质来表示反应速率时,其数值可能不同,但其表达的意义是相同的,都表示在同一段时间内的平均反应速率而不是瞬时速率。
②比较反应速率的快慢,要转化为同一物质的速率来比
较。
二.影响化学反应速率的因素
1.内因:
参加反应的物质的本身性质是影响化学反应速率的决定因素。
不同的反应,由于反应物质的结构不同和反应机理不同,因此反应速率不同。
2.外因:
同一反应在不同条件下,反应的速率不同,浓度、温度、催化剂等外界条件对化学反应的速率有影响。
其他因素:
除了上述因素外,固体表面积大小、压强、光波、电磁波、超声波、溶剂等因素对化学反的速率也有影响。
3.从活化分子角度解释外界条件对化学反应速率的影响
(1)有效碰撞、活化分子和活化能
①有效碰撞:
能发生反应的分子之间的碰撞。
②活化分子:
能够发生有效碰撞的分子。
③活化能:
如图E1表示活化能;E2表示活化分子变成生成物分子放出的能量;E2-E1表示ΔH。
一.化学反应速率的计算和比较
1.反应A(g)+3B(g)===2C(g)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为
①v(A)=0.45mol·L-1·min-1②v(B)=0.6mol·L-1·s-1
③v(C)=0.4mol·L-1·s-1④v(D)=0.45mol·L-1·s-1
该反应
进行的快慢顺序为( )
A.④>③=②>①B.④<③=②<①
C.①>②>③>④D.④>③>②>①
二.化学反应速率的图象问题
1.物质的量(或浓度)时间图像及应用
例如:
某温度时,在定容(VL)容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。
根据图像可进行如下计算:
(1)某物质的平均速率、转化率,如:
v(X)=mol/(L·s),
Y的转化率=×100%。
(2)确定化学方程式中的化学计量数之比
如X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为:
2.速率—时间图象定性揭示了v正、v逆随时间(含条件改变对速率的影响)而变化的规律,体现了外界条件改变对可逆反应速率的影响,以及由此引发的平衡移动
(1)改变反应物浓度
增大反应物浓度平衡正向移动减小反应物的浓度,平衡逆向移动
(2)改变生成物浓度
增大生成物的浓度,逆向移动减小生成物的浓度,正向移动
(3)改变气体体系的压强
①对于正反应方向气体体积增大的反应
增大压强,平衡向体积缩小的方向移动平衡向体积增大的方向移动
②对于反应前后气体体积不变的反应
增大压强,平衡不移动减小压强,平衡不移动
(4)改变温度
对于正反应放热的反应
升高温度平衡向吸热方向移动降低温度平衡向放热方向移动
(5)加催化剂平衡不移动
【考点练习】
1、一定条件下进行反应2X(g)+Y(g)
Z(s)+3W(g)ΔH<0。
达到平衡后,t1时刻改变某一条件所得v﹣t图像如图,则改变的条件为()
A.增大压强B.升高温度
C.加催化剂D.增加生成物浓度
2、(2012·四川高考·12)12.在体积恒定的密闭容器中,一定量的SO2与1.100molO2在催化剂作用下加热到600℃发生反应:
当气体的物质的量减少0.315mol时反应达到平衡,在相同温度下测得气体压强为反应前的82.5%。
下列有关叙述正确的是()
A.当SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等时反应达到平衡
B.降低温度,正反应速率减小程度比逆反应速率减小程度大
C.将平衡混合气体通入过量BaCl2溶液中,得到沉淀的质
量为161.980g
D.达到平衡时,SO2的转化率是90%
3、温度为T时,向2.0L恒容密闭容器中充入1.0molPCl5,反应PCl5(g)
PCl3(g)+Cl2(g)经一段时间后达到平衡。
反应过程中测定的部分数据见下表:
t/s
0
50
150
250
350
n(PCl3)/mol
0
0.16
0.19
0.20
0.20
下列说法正确的是()
A.反应在前50s的平均速率为v(PCl3)=0.0032mol·L-1·s-1
B.保持其他条件不变,升高温度,平衡时,c(PCl3)=0.11mol·L-1,则反应的△H<0
C.相同温度下,起始时向容器中充入1.0molPCl5、0.20molPCl3和0.20molCl2,达到平衡前v(正)>v(逆)
D.相同温度下,起始时向容器中充入2.0molPCl3、2.0molCl2,达到平衡时,PCl3的转化率小于80%
4、(2012·福建高考·12)一定条件下,溶液的酸碱性对TiO2光催化燃料R降解反应的影响如右图所示。
下列判断判断正确的是
A.在0-50min之间,pH=2和pH=7时R的降解百分率相等
B.溶液酸性越强,R的降解速率越小
C.R的起始浓度越小,降解速率越大
D.在20-25min之间,pH=10时R的平均降解速率为0.
04mol·L—1·min—1
5
、(2011·江苏高考·15)700℃时,向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O,发生反应:
CO(g)+H2O(g)
CO2+H2(g)
反应过程中测定的部分数据见下表(表中t1>t2):
反应时间/min
n(CO)/mol
H2O/mol
0
1.20
0.60
t1
0.80
t2
0.20
下列说法正确的是
A.反应在t1min内的平均速率为
B.保持其他条件不变,起始时向容器中充入0.60molCO和1.20molH2O,到达平衡时n(CO2)=0.40mol
C.保持其他条件不变,向平衡体系中再通入0.20molH2O,与原平衡相比,达到新平衡时CO转化率增大,H2O的体积分数增大
D.温度升至800℃,上述反应平衡常数为0.64,则正反应为吸热
6、(2011·北京高考·12).已知反应:
2CH3COCH3(l)
CH3COCH2COH(CH3)2(l)。
取等量CH3COCH3,分别在0℃和20℃下,测得其转化分数随时间变化的关系曲线(Y-t)如图所示。
下列说法正确的是
A.b代表0℃下CH3COCH3的Y-t曲线
B.反应进行到20min末,CH3COCH3的
C.升高温度可缩短反应达平衡的时间并能提高平衡转化率
D.从Y=0到Y=0.113,CH3COCH2COH(CH3)2的
7、(2011·海南高考·8)对于可逆反应H2(g)+I2(g)
2HI(g),在温度一定下由H2(g)和I2(g)开始反应,下列说法正确的是()。
A.H2(g)的消耗速率与HI(g)的生成速率比为2∶1
B.反应进行的净速率是正、逆反应速率之差
C.正、逆反应速率的比值是恒定的
D.达到平衡时,正、逆反应速率相等
8、(2012·山东高考·29)(16分)偏二甲肼与N2O4是常用的火箭推进剂,二者发生如下化学反应:
(CH3)2NNH2(l)+2N2O4(l)=2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(g)(Ⅰ)
(1)反应(Ⅰ)中氧化剂是_______.
(2)火箭残骸中常现红棕色气体,原因为:
N2O4(g)
2NO2(g)(Ⅱ)是反应.
(3)一定温度下,反应(Ⅱ)的焓变为ΔH。
现将1molN2O4充入一恒压密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是________.
若在相同温度下
,上述反应改在体积为1L的恒容密闭容器中进行,平衡常数________(填“增大”“不变”或“减小”),反应3s后NO2的物质的量为0.6mol,则0~3s内的平均反应速率v(N2O4)
=________mol·L-1·s-1。
(4)NO2可用氨水吸收生成NH4NO3。
25℃时,将amolNH4NO3溶于水,溶液显酸性,原因是_____(用离子方程式表示)。
向该溶液滴加bL氨水后溶液呈中性,则滴加氨水的过程中的水的电离平衡将______(填“正向”“不”或“逆向”)移动,所滴加氨水的浓度为_______mol·L-1。
(NH3·H2O的电离平衡常数取Kb=2×10-5mol·L-1)
9、(2012·广东高考·31)(16分)碘在科研与生活中有重要应用。
某兴趣小组用0.50mol·L-1KI、0.2%淀粉溶液、0.20mol·L-1K2S2O8、0.10mol·L-1Na2S2O3等试剂,探究反应条件对化学反应速率的影响。
已知:
(1)向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液,当溶液中的__________耗尽后,溶液颜色将由无色变成为蓝色。
为确保能观察到蓝色,S2O32—与S2O82—初始的物质的量需满足的关系为:
n(S2O32—):
n(S2O82—)___
(2)为探讨反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表:
表中Vx=____mL,理由是___________________。
(3)已知某条件下,浓度c(S2O82—)~反应时间t的变化曲线如图13,若保持其他条件不变,请在答题卡坐标图中,分别画出降低反应温度和加入催化剂时c(S2O82—)~t的变化曲线示意图(进行相应的标注)
【考点提升训练】
一、选择题
1.(2012·长春模拟)已知:
4NH3+5O2
4NO+6H2O,若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)[mol/(L·min)]表示,则正确的关系式是()
A.
v(NH3)=v(O2)B.
v(O2)=v(H2O)
C.
v(NH3)=v(H2O)D.
v(O2)=v(NO)
2.(2012·房山统测)一定温度下,在2L的密闭容器中发生反应:
A(g)+2B(g)xC(g) ΔH<0,B、C的物质的量随时间变化的关系如图K27-1。
下列有关说法不正确的是( )
A.x=2
B.反应开始2min内,v(C)=0.1mol·L-1·min-1
C.2min后,降低温度平衡向右移动
D.当容器内混合气体压强不再改变时,反应体系达到化学平衡状态
3.已知图一表示的是可逆反应CO(g)+H2(g)
C(s)+H2O(g)ΔH>0化学反应速率(v)与时间(t)的关系,图二表示的是可逆反应2NO2(g)
N2O4(g)ΔH<0的浓度(c)随时间(t)的变化情况。
下列说法中正确的是
A.图一t2时改变的条件可能是升高了温度或增大了压强
B.图一t2时改变的条件是增大了反应物的浓度
C.图二t1时改变的条件可能是升高了温度或增大了压强
D.若图二t1时改变的条件增大压强,则混合气体的平均相对分子质量将减小
4.(2012·莱州一中模拟)
取两个相同容积的密闭恒容容器,在A容器中充入0.2molN2O4,B容器中充入0.2molHI气体,在一定温度下反应分别达到平衡,测得N2O4和HI的分解率分别为a(A)和a(B)。
在该平衡体系中再分别充入0.2molN2O4和0.2molHI,当反应重新达到平衡时,测得N2O4和HI的分解率分别为a′(A)和a′(B)。
下列判断一定正确的是
A.a(A)>a′(A)a(B)<a′(B)B.a(A)>a′(A)a(B)=a′(B)
C.a(A)<a′(A)a(B)<a′(B)D.a(A)=a′(A)a(B)>a′(B)
5.(2012·山师大附中模拟)一定温度下,1molX和nmolY在容积为2L的密闭容器中发生如下反成:
X(g)+Y(g)
2Z(g)+M(s),5min后达到平衡,此时生成2molZ。
下列说法正确的是()
A、将容器压缩时,正逆反应速率均不变
B、5min内平均反应速率v(X)=0.2amol/(L
min)
C、向平衡后的体系中加入lmolM(s),平衡向逆反应方向移动
D、当混合气体的质量不再发生变化时,说明反应达到平衡状态
6.(2012·沈阳模拟)一定温度下,向容积为2L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应,反应中各物质的物质的量变化如图所示,对该反应的推断合理的是()
A.该反应的化学方程式为3B+4D
6A+2C
B.反应进行到1s时,v(A)=v(D)
C.反应进行到6s时,B的平均反应速率为0.05mol/(L·s)
D.反应进行到6s时,各物质的反应速率相等
7.(2012·郑州模拟)一定温度下,在固定体积的密闭容器中发生下列反应:
2HI(g)
H2(g)+I2(g)。
若c(HI)由0.1mol·L-1降到0.07mol·L-1时,需要15s,那么c(HI)由0.07mol·L-1降到0.05mol·L-1时,所需反应的时间为( )
A.等于5s B.等于10s
C.大于10sD.小于10s
8.在一定条件下发生反应2A(g)====2B(g)+C(g),将2molA通入2L容积恒定的密闭容器甲中,若维持容器内温度不变,5min末测得A的物质的量为0.8mol。
用B的浓度变化来表示该反应的速率为()
A.0.24mol/(L·min)B.0.08mol/(L·min)
C.0.06mol/(L·min)D.0.12mol/(L·min)
9.(2012·长沙模拟)用纯净的CaCO3与100mL稀盐酸
反应制取CO2,实验过程记录如图所示(CO2的体积已折
算为标准状况下的体积),下列分析正确的是()
A.OE段表示的平均速率最快
B.EF段,用盐酸表示该反应的平均反应速率为0.04mol·L-1·min-1
C.OE、EF、FG三段中,该反应用二氧化碳表示的平均反应速率之比为2∶6∶7
D.F点收集到的CO2的量最多
10.可逆反应2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)△H<0,在一定条件下达到平衡状态。
在t1时刻改变某一条件,化学反应速率与反应时间的关系如右图所示。
下列说法正确的是()
A.维持温度、反应体系容积不变,t1时充入SO3(g)
B.维持压强不变,t1时升高反应体系温度
C.维持温度、容积不变,t1时充入一定量Ar
D.维持温度、压强不变,t1时充入SO3(g)
11.(2012·德州统考)在密闭容器中,一定条件下,进行如下反应:
NO(g)+CO(g)
N2(g)+CO2(g) ΔH=-373.2kJ·mol-1达到平衡后,为提高该反应的速率和NO的转化率,采取的正确措施是( )
A.加催化剂同时升高温度B.加催化剂同时增大压强
C.升高温度同时充入N2D.降低温度同时增大压强
12.(2012·厦门模拟)在一定条件下的密闭容器中存在下列四个平衡体系,增大容器的体积对化学反应速率没有影响的是()
A.2SO2+O2
2SO3B.CO+H2O(g)
CO2+H2
C.CO2(g)+H2O
H2CO3D.Fe3++3SCN-
Fe(SCN)3
【答案】1、B2、D3、C4、A5、BC6、D7、BD
提高题:
1、D2、D3、A4、B5、D6、C7、C
8、D9、B10、D11、B12、C
8、N2O4
(2)吸热(3)a、d0.1(4)NH4++H2O
NH3·H2O+H+逆向
9、
(1)Na2S2O3,<2
(2)2.0保证反应物K2S2O8浓度改变,而其他的不变,才到达实验目的。
(3)
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