化学反应的速率工业合成氨 PPT 鲁科版

【解析】 催化剂能同等程度地改变正逆反应的速 率，A项错误；压强对化学反应速率的影响是通过 浓度改变来体现的，增大反应体系的压强，浓度不 一定增大，如恒容下充入惰性气体，速率并没有增 大，B项错误；降低温度反应速率减小，延长反应 达到平衡的时间，C项错误；化学反应速率通常用 单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增 加量来表示，D项正确。
在容积不变的密闭容器中存在如下反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) Δ H<0，某研究小组研究了其他条件不变时，改
变某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是( )
A．图Ⅰ研究的是t0时刻增大O2的物质的量浓度对反应速 率的影响 B．图Ⅱ研究的是t0时刻通入氦气增大体系压强对反应速 率的影响 C．图Ⅲ研究的是催化剂对化学平衡的影响，且甲的催化 效率比乙高 D．图Ⅲ研究的是温度对化学平衡的影响，且乙的温度较 高
3．同一反应中用不同物质表示的化学反应速率之间的关系 对于反应aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)，在同一时间段内化学反 应速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝ _a_∶__b_∶__c_∶__d_ 。
二、影响化学反应速率的因素 1．有效碰撞、活化分子和活化能 (1)活化分子：能够发生__化__学__反__应___的分子。 (2)活化能：如图：
正确的是( )
A．催化剂 V2O5 不改变该反应的逆反应速率
B．增大反应体系的压强，反应速率一定增大
C．该反应是放热反应，降低温度将缩短反应达到平衡的时间
D．在 t1、t2 时刻，SO3(g)的浓度分别是 c1、c2，则时间间隔 t1～t2 内，SO3(g)生成的平
均速率为 v＝ct22－－tc11
【拓展训练】 2.反应3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)在 一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速
3．压强 (1)若参加反应的物质为固体或液体(溶液)，由于压强的 变化对它们的浓度几乎无影响，可以认为改变压强反应 速率不变。 (2)对于有气体参加的可逆反应，增大压强，正反应速率、 逆反应速率都增大，反应物气体系数之和大者增大的快， 减小压强，正反应速率、逆反应速率都减小，反应物气 体系数之和大者减小的快。
高压(___8_._5_×__1_0_7_～1× 108Pa )
三种类型质的量之比为____1_∶__2_._8__投料并及时分离出 ______N_H_3___ 。
1．(2009 年山东高考)2SO2(g)＋O2(g)
V2O5 △
2SO3(g)是制备硫酸的重要反应。下列叙述
可知 C 项最快。
【答案】 C
二、外界条件改变对可逆反应的v正、v逆的影响 1．浓度 (1)增大反应物(或生成物)浓度，正反应(或逆反应)速率立即 增大，逆反应(或正反应)速率瞬时不变，随后增大。 (2)同理可得减小浓度的情况。 2．温度 (1)升高温度，正、逆反应速率都增大，但吸热反应速率增大 的快。 (2)降低温度，正、逆反应速率都减小，但吸热反应速率减小 的快。
反应的活化能是E1，反应热的数值是___E_2_－__E_1___ 。 (3)有效碰撞：满足一定方向要求的___活__化__分__子__间的碰撞。
(3)有效碰撞理论解释
2．影响因素 (1)内因：反__应__物__的__性__质_ (2)外因 ①浓度：增大反应物的浓度，可使化学反应速率增大，反之反应速 率____减__小_____ 。 ②压强：对于有气体参加的反应，增大压强，可使反应速率 _____增__大____ ，反之反应速率____减__小_____ 。 ③温度：升高温度，可使化学反应速率增大，反之，反应速率 ___减__小______ 。 ④催化剂：使用催化剂，一般可____加__快_____反应速率。 ⑤其他因素：固体反应物的___表__面__积____ 、超声波、溶剂、放射线、 电弧、强磁场、高速研磨等。
【名师解析】 图Ⅰ中t0时刻的v(正)、v(逆)都高于原平衡化学反应 速率且v(正)>v(逆)，应是增大体系的压强所致，A项错；图Ⅱ中图象 显示v(正)＝v(逆)都高于原平衡体系，而体系中通入氦气只能增大体 系的总压，并未改变各组分的分压，故不影响v(正)、v(逆)，B项错； 催化剂只能改变化学反应速率，对化学平衡无影响，因而加入催化剂 后，甲、乙能达到同一平衡状态，C项错；图Ⅲ中乙比甲到达平衡所需 时间短，其他条件不变时，T(乙)>T(甲)，且此反应是Δ H<0，温度由 T(乙)―→T(甲)降低，α (SO2)升高，符合曲线变化，D项正确。 【答案】 D
【答案】 D
2．(2009年宁夏高考)硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化 学方程式为：Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O， 下列各组实验中最先出现浑浊的是( )
【解析】 D项反应温度较高(35 ℃)，各组分的浓度较大， 故反应最快。 【答案】 D
3．(2009 年福建高考)某探究小组利用丙酮的溴代反应 (CH3COCH3＋Br2―H―C→l CH3COCH2Br＋HBr)来研究反应物浓度与反应速率的关系。反应 速率 v(Br2)通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定。在一定温度下，获得如下实验数据：
2．化学反应快慢比较 同一化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同，但比较反应的快慢不能只看数值的 大小，而要进行一定的转化。 ①换算成同一物质表示，再比较数值的大小。
②比较化学反应速率与化学计量数的比值，即比较v(aA)与v(bB)，若v(aA)>v(bB)，则 A 表示的反 应比 B 表示的反应快
【应用指南】 (1)比较反应速率快慢时，要换算 为用同一物质表示，且要注意单位统一。 (2)计算化学反应速率时，要注意题目要求用何种 物质表示，且注意是单位时间内物质的量浓度的变 化量，一般不用物质的量的变化量来表示。 (3)计算化学反应速率一般是在一段时间内的平均 速率，且均取正值。
(2010年顺德质检)一定温度下，在2 L的密闭容 器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化 的曲线如下图所示。下列描述正确的是( )
分析实验数据所得出的结论不正确的是( ) A．增大c(CH3COCH3)，v(Br2)增大 B．实验②和③的v(Br2)相等 C．增大c(HCl)，v(Br2)增大 D．增大c(Br2)，v(Br2)增大
【解析】 ①、②两组数据中HCl初始浓度相同，而②中 CH3COCH3初始浓度大，且计算所得②的v(Br2)大，故A正确；②、 ③中Br2的初始浓度相同，颜色消失[即c(Br2)为0时]所用时间相同， 故v(Br2)相同；①、③两组数据中CH3COCH3初始浓度相同，而③ 中HCl初始浓度大，且③所用时间少，故③的v(Br2)大，C正确；①、 ④两组数据中CH3COCH3、HCl初始浓度相同，而①的v(Br2)为 ： v(Br2)＝0.001 0 mol/L÷290 s＝3.45×10－6 mol/(L·s)，④的v(Br2)为： v(Br2)＝0.002 0 mol/L÷580 s＝3.45×10－6 mol/(L·s)，可见v(Br2)是 相同的，故D错误。 【答案】 D
【解析】 比较生成氨的速率快慢，应换算成用同一物质表示，且注意单位统一。据 N2
＋3H2
3，若都换算为 v( H 2)，且用 mol·L－1·min－1 为单位时，
B．v(H2)＝3v(N2)＝0.6 mol·L－1·min－1， C．v(H2)＝3v(N2)＝3×0.02 mol·L－1·s－1×60 s·min－1＝3.6 mol·L－1·min－1， D．v(H2)＝0.04 mol·L－1·s－1×60 s·min－1 ＝2.4 mol·L－1·min－1
【答案】 C
【拓展训练】 1.在四个不同的容器中，在不同的条件下进 行合成氨的反应，根据下列在相同时间内测定的结果判断， 生成氨的速率最快的是( ) A．v(H2)＝0.2 mol·L－1·min－1 B．v(N2)＝0.2 mol·L－1·min－1 C．v(N2)＝0.02 mol·L－1·s－1 D．v(H2)＝0.04 mol·L－1·s－1
(3)化学反应速率的计算
求解化学反应速率的计算题一般按以下步骤：
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/L) a b c
转化浓度(mol/L)
x
nx m
px m
某时刻浓度(mol/L) a－x b－nmx c＋pmx
1.化学反应速率的表示方法。 2.依据反应方程式计算化学反应速率，比较化学反应速率的大小。
3.影响化学反应速率的因素。 4.运用化学反应速率和化学平衡解决实际问题，如合成氨条件的选择
等。
一、化学反应速率 1．表示方法 用单位时间内反应物或生成物的 物质的量 (常用物质的量浓度)变 化来表示。 2．数学表达式及单位
化学反应的速率 工业合成氨
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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
识其一般规律。 4.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作用。
4．(2008年广东高考)对于反应2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g)，能增大正反应速率的措施是( )
A．通入大量的O2
B．增大容器容积
C．移去部分SO3
D．降低体系温度
【解析】 A项中通入氧气，增大了反应物的浓度， 正反应速率加快；B项中增大容器体积，反应物的浓 度减小，正反应速率减小；C项中移走部分三氧化硫， 反应物的浓度不变，正反应速率不变；D项中降低温 度，正逆反应速率都要减小。故选A。 【答案】 A
【尝试解答】 从题图中可看出：达到平衡后，X、Y 均减少了 0.79 mol，Z 增加了 1.58
mol，反应方程式为：X(g)＋
，所以 Z 表示的反应速率为21.L5×8 m10ols＝0.079 mol·L
－1·s－1，X 的物质的量浓度减少0.79 mol＝0.395 mol·L－1。 2L
A．反应开始到10 s，用Z表示的反应速率为0.158 mol·L－1·s－1 B．反应开始到10 s，X的物质的量浓度减少了0.79 mol·L－1 C．反应开始到10 s，Y的转化率为79.0% D．反应的化学方程式为：X(g)＋Y(g) Z(g)
【思路点拨】 解答本题应抓住以下两点关键： (1)计算反应速率时，要将各组分物质的量变化值转化 为物质的量浓度变化值计算。 (2)由于反应进行到最大限度时，各组分的物质的量均 不等于零，该反应应为可逆反应。
三、工业合成氨
1．反应特点
(1)反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)。 (2)特点：Δ H<0；且气体体积_____减__小____ 。
2．合成氨适宜条件的选择
(1)温度以_____7_0_0____ K左右为宜；
(2)压强大致可分为低压(__1_×__1_0_7_P_a__)、中压(2×107～3×107Pa)、
一、化学反应速率的计算及比较 1．化学反应速率的计算 (1)基本依据：v＝ΔΔct (2)对某一具体的化学反应来说，用不同物质的浓度变化来表示化学反应速率时，数值往 往不同，其数值之比等于化学方程式中化学计量数之比，如： aA＋bB===dD＋eE v(A)∶v(B)∶v(D)∶v(E)＝a∶b∶d∶e， 或v(aA)＝v(bB)＝v(dD)＝v(eE)。
4．催化剂 催化剂可同等程度地改变可逆反应的正、逆反应速率。 【应用指南】 (1)气体反应体系充入惰性气体(或无关气体)时， 对反应速率的影响 ①恒容：充入“惰气”―引―起→总压增大―引―起→物质浓度不变(活 化分子浓度不变)，反应速率不变。 ②恒压：充入“惰气”―引―起→体积增大―引―起→物质浓度减小(活 化分子浓度减小)―引―起→反应速率减慢 (2)若题目中无其他说明时，增大压强是指压缩增压，减小压强 是指膨胀减压。