第六單元第1講化學(xué)反應(yīng)速率及影響因素
解讀與闡釋
考綱要求權(quán)威解讀
1.了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念、反應(yīng)速率的定量表示方法。
2．了解催化劑在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重大作用。
3．理解外界條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等)對(duì)反應(yīng)速率的影響，認(rèn)識(shí)其一般規(guī)律。
4．了解化學(xué)反應(yīng)速率的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用。 常見的考查形式：①化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法；②依據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式計(jì)算化學(xué)反應(yīng)速率，比較化學(xué)反應(yīng)速率的大小；③化學(xué)反應(yīng)速率影響因素的實(shí)驗(yàn)探究，預(yù)計(jì)今后還會(huì)加強(qiáng)此知識(shí)點(diǎn)的考查。
梳理與整合
一、化學(xué)反應(yīng)速率的概念及表示方法
導(dǎo)學(xué)誘思
在2 L密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：N2＋3H2 2NH3,2 min生成4 mol的NH3，用NH3表示的反應(yīng)的平均速率為______________________，用N2表示的反應(yīng)的平均速率為______________________，用H2表示的反應(yīng)的平均速率為____________________。
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1．表示方法
在容積不變的反應(yīng)容器中，通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物________的減少或生成物________的增加來表示。
2．?dāng)?shù)學(xué)表達(dá)式及單位
v＝____________________，單位為mol/(L?min)或mol/(L?s)。
3．規(guī)律
同一反應(yīng)在同一時(shí)間內(nèi)，用不同物質(zhì)來表示的反應(yīng)速率可能________，但反應(yīng)速率的數(shù)值之比等于這些物質(zhì)在化學(xué)方程式中的______________之比。
固體、純液體在反應(yīng)中可視為濃度不變，故一般不用固體或純液體表示反應(yīng)速率。
二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
導(dǎo)學(xué)誘思
(1)形狀大小相同的鐵、鋁分別與等濃度的鹽酸反應(yīng)生成氫氣的速率：鐵__________鋁；(2)對(duì)于Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑改變下列條件對(duì)生成氫氣的速率有何影響？①升高溫度：____________；②增大鹽酸濃度：______；③增大鐵的質(zhì)量：______；④增加鹽酸體積：______。
教材回歸
1．內(nèi)因
__________________是影響化學(xué)反應(yīng)速率的決定因素。如金屬與同濃度鹽酸反應(yīng)的速率：Na____Mg____Al。
2．外界因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
外因具體影響(填“增大”或“減小”)
濃度增大反應(yīng)物濃度，化學(xué)反應(yīng)速率________；減小反應(yīng)物濃度，化學(xué)反應(yīng)速率________
壓強(qiáng)對(duì)于有氣體參加的反應(yīng)，增大體系壓強(qiáng)(相當(dāng)于減小容器容積)相當(dāng)于增大反應(yīng)物的濃度，化學(xué)反應(yīng)速率______；減小體系壓強(qiáng)(相當(dāng)于增大容器容積)相當(dāng)于減小反應(yīng)物濃度，化學(xué)反應(yīng)速率________
溫度升高體系溫度，化學(xué)反應(yīng)速率________；降低體系溫度，化學(xué)反應(yīng)速率________
催化劑正催化劑使反應(yīng)速率________；負(fù)催化劑使反應(yīng)速率________
其他光、超聲波、激光、放射線、電磁波、溶劑的性質(zhì)等都會(huì)影響化學(xué)反應(yīng)的速率
增加反應(yīng)物的量并不一定能改變速率，由于固體、純液體在反應(yīng)中可視為濃度不變，故增加其量并不能改變反應(yīng)速率。如：對(duì)于反應(yīng)3A(g)＋B(s)??C(g)，增大A的濃度，反應(yīng)速率增大，如果增大B的量，對(duì)反應(yīng)速率沒有影響。
理解與深化
一、化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算及比較
1．根據(jù)概念求反應(yīng)速率
化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算公式為：v＝ΔcΔt
2．根據(jù)速率與化學(xué)反應(yīng)方程式中計(jì)量數(shù)的關(guān)系計(jì)算
同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)mA＋nB===pC，同一段時(shí)間內(nèi)，用不同物質(zhì)的濃度變化表示的反應(yīng)速率，數(shù)值可能不同，但意義相同。其數(shù)值之比等于方程式中這些物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)＝m∶n∶p，或v?A?m＝v?B?n＝v?C?p。
【例1】 將2 mol X和2 mol Y充入2 L密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：X(g)＋3Y(g) 2Z(g)＋aQ(g)，2 min達(dá)到平衡時(shí)生成0.8 mol Z，測(cè)得Q的濃度為0.4 mol?L－1，下列敘述錯(cuò)誤的是( )。
A．a(chǎn)的值為2
B．平衡時(shí)X的濃度為0.2 mol?L－1
C．Y的轉(zhuǎn)化率為60%
D．反應(yīng)速率v(Y)＝0.3 mol/(L?min)
二、催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
使用催化劑，正、逆反應(yīng)速率增加或減小的倍數(shù)相同，故化學(xué)平衡不移動(dòng)。如圖①所示，就是在t時(shí)加入催化劑的v－t圖像。
圖①
【例2】 在一定溫度時(shí)，N2與H2反應(yīng)過程中能量變化的曲線如下圖。下列敘述正確的是( )。
A．該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N2＋3H2 2NH3 ΔH＝－92 kJ?mol－1
B．b曲線是加入催化劑時(shí)的能量變化曲線
C．加入催化劑，該化學(xué)反應(yīng)的放熱增多
D．加入催化劑可增大正反應(yīng)速率，降低逆反應(yīng)速率
三、溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
在分析溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響時(shí)要注意不要把此知識(shí)點(diǎn)與化學(xué)平衡的移動(dòng)相混淆，如對(duì)于反應(yīng)3A(g)＋B(s) C(g) ΔH＜0，當(dāng)升高溫度時(shí)，正逆反應(yīng)速率均增大，但逆反應(yīng)速率增加得多，即v(逆)＞v(正) 平衡左移。對(duì)于反應(yīng)3A(g)＋B(s)??C(g) ΔH＜0，在t1時(shí)升高溫度，在t2時(shí)降低溫度，其v－t圖像如圖②所示：
圖②
【例3】 (改編自2009?廣東高考理基)已知汽車尾氣無(wú)害化處理反應(yīng)為：2NO(g)＋ 2CO(g)??N2(g)＋ 2CO2(g) ΔH＜0。下列說法不正確的是( )。
A．升高溫度可使該反應(yīng)的逆反應(yīng)速率降低
B．使用高效催化劑可有效提高正反應(yīng)速率
C．反應(yīng)達(dá)到平衡后，v(NO)≠v(N2)
D．升高溫度正逆反應(yīng)速率均增大
此處出題常與化學(xué)平衡移動(dòng)聯(lián)系在一起，做題時(shí)要排除化學(xué)平衡移動(dòng)的干擾，同時(shí)還要挖掘隱含條件。
四、濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
改變與平衡有關(guān)的物質(zhì)的濃度最終會(huì)引起正、逆反應(yīng)速率都發(fā)生變化。在改變反應(yīng)物濃度的瞬間，正反應(yīng)速率發(fā)生變化，而逆反應(yīng)速率不變。如對(duì)于反應(yīng)3A(g)＋B(s)??C(g)，如果在t1時(shí)增加A的濃度，在t2時(shí)減小A的濃度，其vt圖像如圖③所示：
圖③
【例4】 (改編組合)下列各組反應(yīng)(表中物質(zhì)均為反應(yīng)物)中，反應(yīng)剛開始時(shí)，放出氫氣的速率最大的是( )。
編號(hào)金屬(塊狀)酸的濃度及體積反應(yīng)溫
度/℃
A0.4 mol Mg6 mol?L－1硝酸10 mL60
B0.3 mol Mg3 mol?L－1鹽酸40 mL 60
C0.4 mol Fe3 mol?L－1鹽酸50 mL60
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