2019版高考化學大一輪復習 第7章 化學反應的方向、限度與速率 第3講 化學反應速率 工業(yè)合成氨課件 魯科版.ppt

《2019版高考化學大一輪復習 第7章 化學反應的方向、限度與速率 第3講 化學反應速率 工業(yè)合成氨課件 魯科版.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2019版高考化學大一輪復習 第7章 化學反應的方向、限度與速率 第3講 化學反應速率 工業(yè)合成氨課件 魯科版.ppt（76頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

第3講化學反應速率工業(yè)合成氨 2019 備考 最新考綱 1 了解化學反應速率的概念 反應速率的定量表示方法 2 了解催化劑在生產 生活和科學研究領域中的重大作用 3 理解外界條件 濃度 溫度 壓強 催化劑等 對反應速率的影響 認識并能用相關理論解釋其一般規(guī)律 4 了解反應活化能的概念 5 了解化學反應速率的調控在生活 生產和科學研究領域中的重要作用 考點一化學反應速率 頻數(shù) 難度 1 化學反應速率 快慢 增加 2 0mol L 1 min 1 2 化學反應速率與系數(shù)的關系 1 內容 對于已知反應mA g nB g pC g qD g 其化學反應速率可用不同的反應物或生成物來表示 當單位相同時 化學反應速率的數(shù)值之比等于方程式中各物質的之比 即v A v B v C v D 2 實例 一定溫度下 在密閉容器中發(fā)生反應 3A g B g 2C g 已知v A 0 6mol L 1 s 1 則v B mol L 1 s 1 v C mol L 1 s 1 系數(shù) m n p q 0 2 0 4 1 教材基礎知識判斷 答案 1 2 3 4 5 2 LK選修4 P55 活動 探究 改編 某溫度下 濃度都是1mol L 1的兩種氣體X2和Y2 在密閉容器中反應生成氣體Z 經tmin后 測得各物質的濃度分別為 X2 0 4mol L 1 Y2 0 6mol L 1 Z 0 4mol L 1 則該反應的化學方程式可表示為 答案B 3 溯源題 全國卷 化合物AX3和單質X2在一定條件下反應可生成化合物AX5 回答下列問題 反應AX3 g X2 g AX5 g 在容積為10L的密閉容器中進行 起始時AX3和X2均為0 2mol 反應在不同條件下進行 反應體系總壓強隨時間的變化如圖所示 1 列式計算實驗a從反應開始至達到平衡時的反應速率v AX5 2 圖中3組實驗從反應開始至達到平衡時的反應速率v AX5 由大到小的次序為 填實驗序號 探源 本考題源于教材LK選修4P63 遷移應用 及其拓展 對化學反應速率的有關計算進行考查 題組一化學反應速率概念理解及應用1 2018 東城區(qū)期末 在2CH4 g 2NH3 g 3O2 g 2HCN g 6H2O g 反應中 已知v HCN nmol L 1 min 1 且v O2 mmol L 1 min 1 則m與n的關系正確的是 A m 1 2nB m 2 3nC m 3 2nD m 2n解析已知 v HCN nmol L 1 min 1 v O2 mmol L 1 min 1 反應速率之比等于對應計量數(shù)之比 故n m 2 3 即m 3 2n 答案C A v NH3 0 010mol L 1 s 1B v O2 0 0010mol L 1 s 1C v NO 0 0010mol L 1 s 1D v H2O 0 045mol L 1 s 1 答案C 題組二化學反應速率的比較與計算3 反應A g 3B g 2C g 2D g 在四種不同情況下的反應速率分別為 v A 0 45mol L 1 s 1 v B 0 6mol L 1 s 1 v C 0 4mol L 1 s 1 v D 0 45mol L 1 s 1 下列有關反應速率的比較中正確的是 A B C D 答案B 4 一定溫度下 10mL0 40mol L 1H2O2溶液發(fā)生催化分解 不同時刻測得生成O2的體積 已折算為標準狀況 如下表 下列敘述不正確的是 溶液體積變化忽略不計 A 0 6min的平均反應速率 v H2O2 3 3 10 2mol L min 1B 6 10min的平均反應速率 v H2O2 3 3 10 2mol L min 1C 反應至6min時 H2O2 0 30mol L 1D 反應至6min時 H2O2分解了50 解析根據(jù)題目信息可知 0 6min 生成22 4mL 標準狀況 氧氣 消耗0 002molH2O2 則v H2O2 3 3 10 2mol L min 1 A項正確 隨反應物濃度的減小 反應速率逐漸降低 B項正確 反應至6min時 剩余0 002molH2O2 此時 H2O2 0 20mol L 1 C項錯誤 反應至6min時 消耗0 002molH2O2 轉化率為50 D項正確 答案C 規(guī)律方法 定量法比較化學反應速率的大小 考點二影響化學反應速率的因素 頻數(shù) 難度 1 內因 v Mg v Al 2 外因 其他條件不變 只改變一個條件 3 理論解釋 有效碰撞理論 1 活化分子 能夠發(fā)生有效碰撞的分子 2 活化能 如圖圖中 E1為 使用催化劑時的活化能為 E2為 反應熱為 3 有效碰撞 活化分子之間能夠引發(fā)化學反應的碰撞 正反應的活化能 E3 逆反應的活化能 E1 E2 活化分子 有效碰撞與反應速率的關系 1 RJ選修4 P242改編 中國首條 生態(tài)馬路 在上海復興路隧道建成 它運用了 光觸媒 技術 在路面涂上一種光催化劑涂料 可將汽車尾氣中45 的NO和CO轉化成N2和CO2 下列對此反應的敘述中正確的是 A 使用光催化劑不改變反應速率B 使用光催化劑能增大NO的轉化率C 升高溫度能加快反應速率D 改變壓強對反應速率無影響答案C 2 教材知識拓展 答案 1 增大 2 增大 3 不變 4 減小 總結 1 恒容 充入 惰性氣體 總壓增大 物質濃度不變 活化分子濃度不變 反應速率不變 2 恒壓 充入 惰性氣體 體積增大 物質濃度減小 活化分子濃度減小 反應速率減小 3 溯源題 全國卷節(jié)選 COCl2的分解反應為COCl2 g Cl2 g CO g H 108kJ mol 1 反應體系達到平衡后 各物質的濃度在不同條件下的變化狀況如下圖所示 第10min到14min的COCl2濃度變化曲線未示出 1 比較第2min反應溫度T 2 與第8min反應溫度T 8 的高低 T 2 T 8 填 或 2 比較產物CO在2 3min 5 6min和12 13min時平均反應速率 平均反應速率分別以v 2 3 v 5 6 v 12 13 表示 的大小 3 比較反應物COCl2在5 6min和15 16min時平均反應速率的大小 v 5 6 v 15 16 填 或 原因是 解析 1 2min和8min時反應都處于平衡狀態(tài) 在4min時生成物濃度都增大 反應物濃度減小 則改變的條件是升高溫度 故T 2 T 8 2 分析圖像表示的意義 根據(jù)圖像可得出平均反應速率為v 5 6 v 2 3 v 12 13 3 分析圖像可知反應在5 6min和15 16min時 反應溫度相同 因為在相同溫度時 該反應的反應物濃度越高 反應速率越大 故v 5 6 v 15 16 答案 1 2 v 5 6 v 2 3 v 12 13 3 在相同溫度時 該反應的反應物濃度越高 反應速率越大 探源 本高考題組源于教材RJ選修4P20 22 實驗2 2 2 3 2 4 和P23 科學探究 及其拓展對外界條件對化學反應速率的影響進行了考查 題組影響化學反應速率的因素1 一定溫度下 反應 C s CO2 g 2CO g H 0 反應 2SO2 g O2 g 2SO3 g H 0 下列有關以上兩個反應的說法正確的是 A 降低溫度反應 的速度減小 反應 的速率增大B 增大壓強反應 的速率不變 反應 的速率增大C 增大壓強反應 的速率增大 反應 的速率增大D 升高溫度反應 的速率增大 反應 的速率減小解析降低溫度反應速率減小 升高溫度反應速率增大 A D錯 對于有氣體參加的可逆反應 增大壓強 反應速率增大 減小壓強反應速率減小 B錯 C對 答案C 2 在一定的條件下 某反應X g Y g Z g 分解的部分實驗數(shù)據(jù)如下 下列有關說法正確的是 A X的濃度越大 反應速率越大B X的濃度越大 消耗一半時所用的時間越短C X分解的速率與其濃度無關D X的分解速率先快后慢 解析X的分解速率是勻速的 與其濃度無關 A D錯誤 C正確 X的分解速率不變 X的濃度越大 消耗一半時所用的時間越長 B項錯誤 答案C 3 下列說法中正確的是 A 已知t1 時 反應C CO22CO H 0的速率為v 若升高溫度逆反應速率減小B 恒壓容器中發(fā)生反應N2 O22NO 若在容器中充入He 正逆反應的速率均不變C 當一定量的鋅粉和過量的6mol L 1鹽酸反應時 為了減慢反應速率 又不影響產生H2的總量 可向反應器中加入一些水 CH3COONa溶液或NaNO3溶液D 對任何一個化學反應 溫度發(fā)生變化 化學反應速率一定發(fā)生變化 答案D 考點三工業(yè)合成氨 1 反應特點2 合成氨適宜條件的選擇 N2 g 3H2 g 2NH3 g H0 S0 1 溫度以左右為宜 2 壓強大致可分為 1 107Pa 2 107Pa 3 107Pa 和 8 5 107Pa 1 108Pa 三種類型 3 用做催化劑 4 按N2與H2的物質的量之比為投料并及時分離出 700K 低壓 中壓 高壓 鐵觸媒 1 2 8 NH3 3 合成氨工業(yè)的簡要過程 1 1 LK選修4 P701改編 合成氨時既要使合成氨的產率增大 又要使反應速率加快 可采用的辦法是 減壓 加壓 升溫 降溫 及時從平衡混合氣中分離出NH3 補充N2或H2 加催化劑 減小N2或H2的量答案 2 溯源題 經典考題 對于合成氨反應 達到平衡后 判斷以下分析正誤 1 升高溫度 對正反應的反應速率影響更大 2 增大壓強 對正反應的反應速率影響更大 3 減小反應物濃度 對逆反應的反應速率影響更大 4 加入催化劑 對逆反應的反應速率影響更大 答案 1 2 3 4 探源 本考題源于教材LK選修4P68 化學與技術 及其拓展 對外界條件對合成氨反應速率的影響進行了考查 題組化學平衡和化學反應速率理論在工農業(yè)生產中的應用1 某工業(yè)生產中發(fā)生反應 2A g B g 2M g H 0 下列有關該工業(yè)生產的說法中正確的是 A 這是一個放熱的熵減反應 在低溫條件下該反應一定可自發(fā)進行B 若物質B價廉易得 工業(yè)上一般采用加入過量的B 以提高A的轉化率C 工業(yè)上一般采用較高溫度合成M 因溫度越高 反應物的轉化率越高D 工業(yè)生產中常采用催化劑 因為使用催化劑可提高反應物的轉化率 解析這是一個放熱的熵減反應 只有當 H T S 0時 該反應才能自發(fā)進行 A錯誤 加入過量的B 可以提高A的轉化率 B正確 升高溫度 平衡逆向移動 反應物的轉化率降低 C錯誤 使用催化劑只能改變反應速率 不能使平衡發(fā)生移動 不能提高反應物的轉化率 D錯誤 答案B 2 2018 河南省豫南豫北名校精英聯(lián)賽 德國化學家哈伯從1902年開始研究由氮氣和氫氣直接合成氨 反應原理為 N2 g 3H2 g 2NH3 g H 92 4kJ mol 1 1 在恒溫恒容條件下 向反應平衡體系中充入氮氣 達到新平衡時 H2 將 填 增大 減小 不變 或 無法判斷 下同 N2 H2 3將 2 工業(yè)上可用CH4與水蒸氣制氫氣 CH4 g H2O g CO g 3H2 g 在200 時2L的密閉容器中 將1molCH4和1molH2O g 混合 達平衡時CH4的轉化率為80 則200 時該反應的平衡常數(shù)K 保留一位小數(shù) 3 如圖為合成氨反應在不同溫度和壓強 使用相同催化劑條件下 初始時氮氣 氫氣的體積比為1 3時 平衡混合物中氨的體積分數(shù) 若分別用vA NH3 和vB NH3 表示從反應開始至達平衡狀態(tài)A B時的化學反應速率 則vA NH3 填 或 vB NH3 4 工業(yè)生產中逸出的氨可用稀硫酸吸收 若恰好生成NH4HSO4 該溶液中各離子的物質的量濃度由大到小的順序是 5 H2NCOONH4是工業(yè)合成尿素的中間產物 該反應的能量變化如圖所示 用CO2和氨合成尿素的熱化學方程式為 試題分析 2014 課標全國 9 已知分解1molH2O2放出熱量98kJ 在含少量I 的溶液中 H2O2分解的機理為 H2O2 I H2O IO 慢H2O2 IO H2O O2 I 快下列有關該反應的說法正確的是 A 反應速率與I 的濃度有關B IO 也是該反應的催化劑C 反應活化能等于98kJ mol 1D v H2O2 v H2O v O2 解題思路 H2O2的分解速率主要是由第一個反應決定的 I 濃度越大 反應速率越快 A項正確 根據(jù)總反應可知 該反應的催化劑為I 而IO 為中間產物 B項錯誤 根據(jù)所給信息無法確定反應活化能 C項錯誤 反應速率關系為v H2O2 v H2O 2v O2 D項錯誤 正確答案 A 真題演練 1 正誤判斷 正確的打 錯誤的打 1 使用催化劑能夠降低化學反應的反應熱 H 2016 天津理綜 3A 2 FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解 同等條件下二者對H2O2分解速率的改變相同 2015 天津理綜 3C 3 探究溫度對硫代硫酸鈉與硫酸反應速率的影響時 若先將兩種溶液混合并計時 再用水浴加熱至設定溫度 則測得的反應速率偏高 2016 浙江理綜 8B 4 探究催化劑對H2O2分解速率的影響 在相同條件下 向一支試管中加入2mL5 H2O2和1mLH2O 向另一支試管中加入2mL5 H2O2和1mLFeCl3溶液 觀察并比較實驗現(xiàn)象 2015 江蘇 13D 答案 1 2 3 4 2 2017 江蘇化學 10 H2O2分解速率受多種因素影響 實驗測得70 時不同條件下H2O2濃度隨時間的變化如圖所示 下列說法正確的是 A 圖甲表明 其他條件相同時 H2O2濃度越小 其分解速率越快B 圖乙表明 其他條件相同時 溶液pH越小 H2O2分解速率越快C 圖丙表明 少量Mn2 存在時 溶液堿性越強 H2O2分解速率越快D 圖丙和圖丁表明 堿性溶液中 Mn2 對H2O2分解速率的影響大 解析A項 濃度對反應速率的影響是濃度越大 反應速率越快 錯誤 B項 NaOH濃度越大 即pH越大 H2O2分解速率越快 錯誤 C項 由圖 Mn2 存在時 0 1mol L 1的NaOH時H2O2的分解速率比1mol L 1的NaOH時快 錯誤 D項 由圖可知 堿性條件下 Mn2 存在時 H2O2分解速率快 正確 答案D 3 1 2014 全國卷 節(jié)選 在容積為1 00L的容器中 通入一定量的N2O4 發(fā)生反應N2O4 g 2NO2 g 隨溫度升高 混合氣體的顏色變深 在0 60s時段 反應速率v N2O4 為 mol L 1 s 1 由圖1和圖2判斷使用硫桿菌的最佳條件為 若反應溫度過高 反應速率下降 其原因是 答案 1 0 0010 2 降低反應活化能 或作催化劑 30 pH 2 0蛋白質變性 或硫桿菌失去活性 熱點說明 影響化學反應速率的因素有多種 在探究相關規(guī)律時 需要控制其他條件不變 只改變某一個條件 探究這一條件對反應速率的影響 變量探究實驗因為能夠考查學生對于圖表的觀察 分析以及處理實驗數(shù)據(jù)得出合理結論的能力 因而在這幾年高考試題中常有所涉及 1 考查形式 1 以表格的形式給出多組實驗數(shù)據(jù) 讓考生找出每組數(shù)據(jù)的變化對化學反應速率的影響 2 給出影響化學反應速率的幾種因素 讓考生設計實驗分析各因素對化學反應速率的影響 2 解題策略 3 實例分析 探究溫度 催化劑對反應 2H2O2 2H2O O2 的影響 可以確定催化劑 是否加入MnO2 和溫度 加熱 常溫 作為可變量 其他的則控制為不變量 根據(jù)兩種條件下的反應都有氣體生成的特征 利用導管將生成的氣體導入水槽中 通過觀察水槽中產生氣泡的劇烈程度 并以此判斷該控制變量對化學反應速率是否產生影響以及具體的影響效果 模型解題 1 碘在科研與生活中有重要作用 某興趣小組用0 20mol L 1KI 0 4 淀粉溶液 0 20mol L 1K2S2O8 0 010mol L 1Na2S2O3等試劑 探究反應條件對化學反應速率的影響 2 如果實驗中不使用Na2S2O3溶液 可能存在的不足是 3 為探究反應物濃度對化學反應速率的影響 設計的實驗方案如下表 表中V1 mL 理由是 V2 mL 理由是 顯色時間t1大約是 4 根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以得出的結論是 3 該實驗是探究反應物濃度對化學反應速率的影響 實驗 與實驗 對照 溶液體積一直是25mL 為確保溶液體積不變 所以V1 7 5mL 理由是保證每次實驗溶液總體積相等 V2 1mL 理由是保證淀粉溶液的用量相同 對比幾組實驗數(shù)據(jù) 顯然時間t1大約是72s 4 根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以得出的結論是反應速率與反應物濃度成正比關系 即 反應物濃度越大 反應速率越快 答案 1 0 5 2 顯色時間太短 不易測量 3 7 5保證每次實驗溶液總體積相等1保證淀粉溶液的用量相同72s 54s 72s 4 反應速率與反應物濃度成正比關系 反應物濃度越大 反應速率越快 2 興趣小組探究鋅片與鹽酸 醋酸反應時 濃度或溫度對反應速率的影響 他們準備了以下化學用品 0 20mol L 1與0 40mol L 1的HCl溶液 0 2mol L 1與0 40mol L 1的CH3COOH溶液 0 10mol L 1CuCl2 鋅片 形狀 大小 質量相同 秒表 碳棒 導線 燒杯 幾支試管和膠頭滴管 酸液溫度控制為298K和308K 1 酸液都取足量 相同體積 請你幫助完成以下實驗設計表 表中不要留空格 2 若 1 中實驗 鋅片消失的時間是20s 則鋅片剩余質量與時間關系圖如圖 假設 該反應溫度每升高10 反應速率是原來的2倍 溫度相同 濃度相同時 醋酸的平均反應速度是鹽酸的1 2 請你在此圖中大致畫出 實驗 用實線 實驗 中醋酸實驗 用虛線 的鋅片質量與時間關系曲線 3 某實驗小組在做 1 中實驗 時誤加少量0 10mol L 1CuCl2溶液 發(fā)現(xiàn)反應速率與 1 中實驗 接近 該組同學對影響因素提出如下假設 請完成假設三 假設一 Cu2 對該反應起催化劑作用假設二 Cl 對該反應起催化劑作用假設三 4 請你設計實驗驗證上述假設三是否成立 寫出實驗步驟及預期現(xiàn)象 3 Zn置換出Cu 構成Zn Cu原電池 能夠加快反應速率 所以假設3為 形成Zn Cu原電池 加快反應速率 4 設計對照實驗 其中一個為原電池 如 將不連接的銅 鋅電極插入稀硫酸中 此過程中銅電極不反應 鋅電極產生氫氣 將銅 鋅電極用導線連接放入稀硫酸中 可以觀察到在銅電極上迅速產生氫氣 產生氫氣的速率大于 根據(jù) 可知 Zn Cu構成原電池后可以大大加快反應速率 答案 1 2980 20實驗目的 a 不同溫度b 不同濃度 2 3 形成Zn Cu原電池 加快反應速率 其他答案合理亦可 4 將不連接的銅 鋅電極插入稀硫酸中 將銅 鋅電極用導線連接放入稀硫酸中產生氫氣的速率 大于 證明構成原電池后可以大大加快反應速率