2023版创新设计高考化学（新教材苏教版）总复习一轮课件专题八 化学反应速率与化学平衡

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【课标要求】　1.知道化学反应速率的表示方法，了解测定化学反应速率的简单方法。2.通过实验探究，了解温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响。3.知道化学反应是有历程的，认识基元反应活化能对化学反应速率的影响。4.能进行化学反应速率的简单计算，能用一定的理论模型说明外界条件改变对化学反应速率的影响。
1.化学反应速率的概念与表示方法
2.0 ml·L－1·min－1
2.化学反应速率与化学计量数的关系对于已知反应：mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，在同一段时间内，用不同物质来表示该反应速率，当单位相同时，反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的化学计量数之比。即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。
【诊断1】 判断下列叙述的正误(正确的划“√”，错误的划“×”)。
1.影响化学反应速率的因素
二、影响化学反应速率的因素
(1)内因反应物本身的性质是主要因素。如相同条件下Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为__________。
(2)外因(只改变一个条件，其他条件不变)
(3)“惰气”对反应速率的影响
(1)基元反应：大多数化学反应往往经历多个反应步骤才能实现，其中________反应都称为基元反应。如，H2(g)＋I2(g)===2HI(g)，经历了如下两步基元反应：I2===2I　H2＋2I===2HI
(2)活化分子、活化能①化学反应中，能量较高、有可能发生有效碰撞的分子称为活化分子。②活化分子的平均能量与所有分子的平均能量之差称为活化能。(3)有效碰撞与化学反应速率当增加反应物的浓度时，单位体积内反应物的活化分子数目增多，反应物发生有效碰撞的次数增多，反应速率增大。
(1)含义：反应物转化为生成物的过程中要经过能量较高的过渡状态。(2)活化能：过渡状态的平均能量与反应物分子的平均能量的差为反应的活化能(如图)。
图中：E1为______________，使用催化剂时的活化能为E3，反应热为_______。(注：E2为逆反应的活化能)(3)活化能与化学反应速率化学反应速率与反应的活化能大小密切相关，活化能越小，反应速率增大。
【诊断2】 判断下列叙述的正误(正确的划“√”，错误的划“×”)。
(1)对于反应：2H2O2===2H2O＋O2↑，加入MnO2或降低温度都能加快O2的生成速率( )(2)反应C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)在固定容积的容器中进行，充入N2后，体系压强增大，反应速率加快( )(3)升高温度可以使吸热反应的反应速率增大，但放热反应的反应速率减小( )(4)两试管各加入5 mL 0.1 ml·L－1Na2S2O3溶液，同时分别滴入5 mL 0.1 ml·L－1硫酸和盐酸，两支试管同时变浑浊( )
考点二　化学反应速率的影响因素、活化能
考点一　化学反应速率的计算与比较
考点三　“变量控制”法探究影响化学反应速率的因素
A.v(X)＝0.30 ml·L－1·min－1B.v(Y)＝0.02 ml·L－1·min－1C.v(Z)＝0.02 ml·L－1·min－1D.v(W)＝0.10 ml·L－1·min－1
2.一定温度下，向容积为2 L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.v(N2)＝0.125 ml·L－1·min－1B.v(H2O)＝0.375 ml·L－1·min－1C.v(O2)＝0.225 ml·L－1·min－1D.v(NH3)＝0.250 ml·L－1·min－1
化学反应中各物质浓度的计算模板——“三段式”法
❶写出有关反应的化学方程式。❷找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。❸根据已知条件列方程式计算。
题组二　化学反应速率大小的比较
A.v(H2)＝0.01 ml·L－1·s－1B.v(N2)＝0.3 ml·L－1·min－1C.v(NH3)＝0.15 ml·L－1·min－1D.v(H2)＝0.3 ml·L－1·min－1
解析　②经转化可表示为v(CO)＝2v(NO2)＝1.4 ml·L－1·min－1；③v(CO)＝4v(N2)＝1.6 ml·L－1·min－1；④v(CO)＝v(CO2)＝1.1 ml·L－1·min－1；⑤v(CO)＝2v(NO2)＝0.02 ml·L－1·s－1＝1.2 ml·L－1·min－1，故③>①>②>⑤>④。
题组一　影响化学反应速率的因素
解析　①铁粉是固体，增加铁粉的质量，反应速率不变，错误；②将容器的容积缩小一半，H2O(g)、H2(g)的浓度增大，反应速率加快，正确；③保持容器的容积不变，充入N2使体系压强增大，H2O(g)、H2(g)的浓度不变，反应速率不变，错误；④保持容器的容积不变，充入水蒸气使体系压强增大，H2O(g)浓度增大，反应速率加快，正确。
A.保持容器容积不变，向其中加入1 ml H2(g)，反应速率一定加快B.保持容器容积不变，向其中加入1 ml N2(N2不参加反应)，反应速率一定加快C.保持容器内气体压强不变，向其中加入1 ml N2(N2不参加反应)，反应速率一定加快D.保持容器内气体压强不变，向其中加入1 ml H2(g)和1 ml I2(g)，反应速率一定加快
解析　增大H2的物质的量且保持容器容积不变，H2的浓度增大，反应速率加快，A项正确；保持容器容积不变，向其中加入1 ml N2(N2不参加反应)，反应混合物各组分的浓度不变，反应速率不变，B项错误；保持容器内气体压强不变，向其中充入1 ml N2(N2不参加反应)，容器体积增大，各组分的浓度减小，反应速率减小，C项错误；保持容器内气体压强不变，向其中加入1 ml H2(g)和1 ml I2(g)，因容器的体积变为原来的2倍，起始物质的量变为原来的2倍，则浓度不变，反应速率不变，D项错误。
影响化学反应速率的答题方向
❶解释影响反应速率的因素
❷催化剂(绝大多数催化剂都有其活性温度范围，温度过高，易使催化剂活性降低)
题组二　活化能与反应机理
3.已知热化学方程式H2(g)＋2ICl(g)===2HCl(g)＋I2(g)　ΔH＝a kJ·ml－1。其反应过程如下：①H2(g)＋ICl(g)===HClI(g)＋H(g)　(慢)②H(g)＋ICl(g)===HCl(g)＋I(g)　(快)③HClI(g)===HCl(g)＋I(g)　(快)④__________　(快)
下列说法错误的是(　　)A.四个反应中活化能最大的是①B.反应④为I(g)＋I(g)===I2(g)C.总反应的速率主要由反应①决定D.若a2
解析　A.化学反应取决于化学反应速率慢的一步反应，由图可知，反应1的活化能大于反应2的活化能，则反应1的反应速率小于反应2，链转移反应的反应速率由第1步反应决定，故A正确；B.由图可知，反应1的活化能Ea＝16.7 kJ·ml－1，故B正确；C.由图可知，链转移反应的反应物总能量高于生成物总能量，该反应为放热反应，反应热ΔH＝－105.4 kJ·ml－1，故C正确；D.由图可知，过渡态1的能量高于过渡态2，则过渡态结构2的稳定性强于过渡态结构1，故D错误。
❶催化剂改变反应历程、活化能的示意图
❷使用催化剂，活化能降低，活化分子百分数增大，单位体积内活化分子数增大，反应速率增大。
【典例】 已知：2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===2MnSO4＋K2SO4＋10CO2↑＋8H2O。某化学小组欲探究H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应过程中浓度、温度对化学反应速率的影响，进行了如下实验(忽略溶液体积变化)：
下列说法不正确的是(　　)A.V1＝1，V2＝2B.设计实验Ⅰ、Ⅲ的目的是探究温度对反应速率的影响C.实验计时是从溶液混合开始，溶液呈紫红色时结束D.实验Ⅲ中用酸性KMnO4溶液的浓度变化表示的反应速率v(KMnO4)＝0.01 ml·L－1·min－1
“变量控制”法的解题流程
【对点训练】　为了进一步探究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积气体所需的时间。
请完成此实验设计，其中：V1＝________，V6＝________，V9＝________。
解析　若研究CuSO4的量对H2生成速率的影响，则实验中除CuSO4的量不同之外，其他物质的量均相同，则V1＝V2＝V3＝V4＝V5＝30，最终溶液总体积相同。由实验F可知，溶液的总体积均为50 mL，则V6＝10，V9＝17.5。
微专题19　高考热点——催化剂与反应机理
【典例】 (2021·湖南卷)铁的配合物离子(用[L—Fe—H]＋表示)催化某反应的一种反应机理和相对能量的变化情况如图所示：
催化反应机理的分析思维模型
1.(2021·1月湖南适应性考试)据文献报道，某反应的反应历程如图所示：
解析　分析图可知，反应一共经历4步历程，依据图像差值分析，步骤4的正反应活化能最大。
1.化学反应速率常数及应用
微专题20　化学反应速率常数及其应用
(1)速率常数含义速率常数(k)是指在给定温度下。反应物浓度皆为1 ml·L－1时的反应速率。在相同的浓度条件下，可用速率常数大小来比较化学反应的反应速率。化学反应速率与反应物浓度(或浓度的次方)成正比，而速率常数是其比例常数，在恒温条件下，速率常数不随反应物浓度的变化而改变。因此，可以应用速率方程求出该温度下任意浓度时的反应速率。
(3)速率常数的影响因素温度对化学反应速率的影响是显著的，速率常数是温度的函数，同一反应，温度不同，速率常数将有不同的值，一般温度越高，速率常数越大，但浓度不影响速率常数。
2.K与k正、k逆的一般定量关系
【典例】 三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题：
对于反应2SiHCl3(g)===SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)　ΔH＝＋48 kJ·ml－1，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。
(2)图中A、B、C、D点的纵坐标分别为a＋1.5、a＋0.5、a－0.5、a－1.5，则温度T1时化学平衡常数K＝________ml－1·L。已知温度T1时，某时刻恒容密闭容器中NO2、N2O4浓度均为0.2 ml·L－1，此时v正________v逆(填“>”或“0，反应②2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g)　ΔH“＝”或“NOB.相同条件下，As与NO的反应速率最慢C.升高温度能增大As与N2O反应的活化能D.升高温度不能显著加快As与NO2的反应速率
解析　由As＋NO2―→AsO＋NO可知，N元素的化合价降低，二氧化氮为氧化剂.则相同条件下的氧化性：NO2>NO，故A正确；由题干信息可知，NO与As反应对应的活化能最大，则相同条件下As与NO的反应速率最慢，故B正确；升高温度，提供能量，可增大活化分子百分数，增大反应速率，而反应的活化能不变，故C错误；由图可知，As与NO2反应中对应的k受温度影响不大，则升高温度不能显著加快As与NO2的反应速率，故D正确。
15.一氧化二氮(N2O)气体具有轻微的麻醉作用，被广泛应用于医学中。(1)在恒容容器、不同温度(T)下，反应2N2O(g)===2N2(g)＋O2(g)　ΔH＝－163 kJ·ml－1中N2O分解半衰期随起始压强的变化关系如图所示(半衰期指任一浓度的N2O消耗一半时所需的时间)，则T1________(填“>”“