1、【 精品教育资源文库 】 第 3 讲 化学反应速率 工业合成氨 【 2019 备考】 最新考纲： 1.了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。 2.了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。 3.理解外界条件 (浓度、温度、压强、催化剂等 )对反应速率的影响，认识并能用相关理论解释其一般规律。 4.了解反应活化能的概念。 5.了解化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。 考点一 化学反应速率 (频数： 难度： ) 1.化学反应速率 2.化学反应速率与系数的关系 (1)内容：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
2、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方程式中各物质的 系数 之比，即 v(A) v(B) v(C) v(D) m n p q。 (2)实例：一定温度下，在密闭容器中发生反应： 3A(g) B(g) 2C(g)。已知 v(A)0.6 molL 1s 1，则 v(B) 0.2 molL 1s 1， v(C) 0.4 molL 1s 1。 【 精品教育资源文库 】 化学反应中各物质浓度的计算模式 “ 三段式 ” (1)写出有关反应的化学方程式； (2)找出各物质的起始量、转化量、某时刻量； (3)根据已知条件列方程式计算。 例如：反应 mA nB pC起始浓度（ mol
3、L 1） a b c转化浓度（ molL 1） x nxm pxm某时刻浓度（ molL 1） a x b nxm c pxm1.教材基础知识判断 (1)化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加( ) (2)化学 反应速率为 0.8 molL 1s 1是指 1 s时某物质的浓度为 0.8 molL 1( ) (3)由 v c t计算平均速率，用反应物表示为正值，用生成物表示为负值 ( ) (4)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同 ( ) (5)有时也可以用单位时间内某物质质量的变化量来表示化学反应速率 ( )
4、答案 (1) (2) (3) (4) (5) 2.(LK选修 4P 55“ 活动 探究 ” 改编 )某温度下，浓度都是 1 molL 1的两种气体 X2和 Y2，在密闭容器中反应生成气体 Z，经 t min后，测得各物质的浓度分别为 X2 0.4 molL 1，Y2 0.6 molL 1， Z 0.4 molL 1，则该反应的化学方程式可表示为 ( ) A.2X2 3Y2 2X2Y3 B.3X2 2Y2 2X3Y2 C.X2 2Y2 2XY2 D.2X2 Y2 2X2Y 答案 B 3.(溯源题 )(全国卷 )化合物 AX3和单质 X2在一定条件下反应可生成化合物 AX5。回答下列问题： 【
5、精品教育资源文库 】 反应 AX3(g) X2(g) AX5(g)在容积为 10 L 的密闭容器中进行。起始时 AX3和 X2均为0.2 mol。反应在不同条件下进行，反应体系总压强随时间的变化如图所示。 (1) 列 式 计 算 实 验 a 从 反 应 开 始 至 达 到 平 衡 时 的 反 应 速 率 v(AX5) _。 (2)图中 3 组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率 v(AX5)由大到小的次序为_(填实验序号 )。 解析 (1)反应开始时气体总物质的量 n0 0.4 mol，总压强为 160 kPa，平衡时总压强为 120 kPa，则平衡 时气体总物质的量 n 120 kPa160
6、 kPa 0.40 mol 0.30 mol，根据三段式法有， AX3(g) X2(g) AX5(g) 起始 /mol 0.20 0.20 0 转化 /mol x x x 平衡 /mol 0.20 x 0.20 x x 所以， (0.20 x) (0.20 x) x 0.30， x 0.10 故， v(AX5) 0.10 mol10 L60 min 1.710 4 molL 1min 1。 (2)由 (1)可知到达平衡时生成 AX5的量为 0.10 mol。实验 b从反应开始至达到平衡时所用时间为 40 min，其反应速率 v(AX5) 0.10 mol10 L40 min 2.510 4 m
7、olL 1min 1。实验 c 达到平衡时气体总物质的量 n 0.40 mol 140 kPa175 kPa 0.32 mol，从反应开始到达到平衡时的反应速率 v(AX5) 0.08 mol10 L45 min 1.810 4 molL 1min 1。所以 v(AX5)由大到小的顺序是 bca。 答案 (1) 0.10 mol10 L60 min 1.710 4 molL 1min 1 (2)bca 【 精品教育资源文库 】 探源：本考题源于教材 LK选修 4 P63“迁移应用”及其拓展，对化学反应速率的有关计算进行考查。 题组一 化学反应速率概念理解及应用 1.(2018 东城区期末 )
8、在 2CH4(g) 2NH3(g) 3O2(g)=2HCN(g) 6H2O(g)反应中，已知v(HCN) n molL 1min 1，且 v(O2) m molL 1min 1，则 m与 n的关系正确的是 ( ) A.m 1/2n B.m 2/3n C.m 3/2n D.m 2n 解析 已知 ： v(HCN) n molL 1min 1， v(O2) m molL 1min 1， 反应速 率之比等于对应计量数之比 ， 故 n m 23 ， 即 m 3/2n。 答案 C 2.反应 4NH3(g) 5O2(g) 4NO(g) 6H2O(g)在 10 L密闭容器中进行 ， 半分钟后 ， 水蒸气的物质
9、的量增加了 0.45 mol， 则此反应的平均速率 v(x)(反应物的消耗速率或产物的生成速率 )可表示为 ( ) A.v(NH3) 0.010 molL 1s 1 B.v(O2) 0.001 0 molL 1s 1 C.v(NO) 0.001 0 molL 1s 1 D.v(H2O) 0.045 molL 1s 1 解析 在 10 L密闭容器中进行 ， 半分钟后 ， 水蒸气的物质的量增加了 0.45 mol， 则 v(H2O) 0.45 mol10 L30 s 0.001 5 molL 1s 1， 速率之比等于系数之比 ， 则 ： v(NH3) 23v(H2O)0.001 molL 1s 1
10、； v(O2) 56v(H2O) 0.001 25 molL 1s 1； v(NO) 23v(H2O) 0.001 molL 1s 1。 答案 C 题组二 化学反应速率的比较与计算 3.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 v(A) 0.45 molL 1s 1 【 精品教育资源文库 】 v(B) 0.6 molL 1s 1 v(C) 0.4 molL 1s 1 v(D) 0.45 molL 1s 1。 下 列有关反应速率的比较中正确的是 ( ) A. B. C. D. 解析 用比值法进行反应速率大小的比较， v(A) 0.45 molL 1s
11、1； 13v(B) 130.6 0.2(molL 1s 1)； 12v(C) 120.4 0.2(molL 1s 1)； 12v(D) 120.45 0.225(molL 1s 1)，故， B项正确。 答案 B 4.一定温度下， 10 mL 0.40 molL 1 H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成 O2的体积(已折算为标准状况 )如下表： t/min 0 2 4 6 8 10 V(O2)/mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9 下列叙述不正确的是 (溶液体 积变化忽略不计 )( ) A.0 6 min的平均反应速率： v(H2O2)3.310 2 mol(Lmi
12、n) 1 B.6 10 min的平均反应速率： v(H2O2) 3.310 2 mol(Lmin) 1 C.反应至 6 min时， H2O2 0.30 molL 1 D.反应至 6 min时， H2O2分解了 50% 解析 根据题目信息可知， 0 6 min，生成 22.4 mL(标准状况 )氧气，消耗 0.002 mol H2O2，则 v(H2O2)3.310 2 mol(Lmin) 1， A 项正确；随反应物浓度的减小，反应速率逐渐降低， B 项正确；反应至 6 min 时，剩余 0.002 mol H2O2，此时 H2O2 0.20 molL 1， C项错误；反应至 6 min 时，消耗
13、 0.002 mol H2O2，转化率为 50%， D项正确。 答案 C 规律方法 定量法比较化学反应速率的大小 (1)归一法 按照系数关系换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值大小。 (2)比值法 【 精品教育资源文库 】 比较化学反应速率与系数的比值。如 aA(g) bB(g) cC(g)，即比较 v（ A）a 与 v（ B）b ，若 v（ A）a v（ B）b ，则用 A表示时的反应速率比用 B表示时大。 考点二 影响化学反应速率的因素 (频数： 难度： ) 1.内因 反应物本身的 性质 是影响化学反应速率的主要因素。如相同条件下， Mg、 Al 与稀盐酸反应的速率大小关系为： v(
14、Mg)v(Al)。 2.外因 (其他条件不变，只改变一个条件 ) 3.理论解释 有效碰撞理论 (1)活化分子：能够发生有效碰撞的分子。 (2)活化能： 如图 图中： E1为 正反应的活化能 ，使用催化剂时的活化能为 E3， E2为 逆反应的活化能 ，反应热为E1 E2。 (3)有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。 活化分子、有效碰撞与反应速率的关系 【 精品教育资源文库 】 1.(RJ 选修 4P 242 改编 )中国 首条 “ 生态马路 ” 在上海复兴路隧道建成，它运用了 “ 光触媒 ” 技术，在路面涂上一种光催化剂涂料，可将汽车尾气中 45%的 NO和 CO转化成 N2和 CO2。下列对此反应的叙述中正确的是 ( ) A.使用光催化剂不改变反应速率 B.使用光催化剂能增大 NO的转化率 C.升高温度能加快反应速率 D.改变压强对反应速率无影响 答案 C 2.教材知识拓展 一定温度下，反应 N2(g) O2(g) 2NO(g)在密闭容器中进行，回答下列措施对化学反应速率的影响 (填 “ 增大 ” 、 “ 减小 ” 或 “ 不变 ”) 。 (1)缩小体积使压强增大： _； (2)恒容充入 N2： _； (3)恒容充入 He： _； (4)恒压充入 He： _。 答案 (1)增大 (2)增大 (3)不变 (4)减小 总结 (1)恒容：充入 “ 惰性气体 ” 总压增
