高考化学一轮复习第1部分第7章第3节化学反应速率工业合成氨教学案鲁科版

高考化学一轮复习第1部分第7章第3节化学反应速率工业合成氨教学案鲁科版第3节化学反应速率工业合成氨考纲定位核心素养1.了解化学反应速率的概念和定量表示方法。

能正确计算化学反应的转化率(α)。

2.了解反应活化能的概念，了解催化剂的重要作用。

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，能用相关理论解释其一般规律。

4.了解化学反应速率的调控在生活、生产和科研领域中的重要作用。

1.变化观念——从化学反应的快慢和影响快慢因素认识化学反应与变化。

2.模型认知——从碰撞理论模型认识影响反应速率的因素。

3.科学探究——设计并优化化学反应速率影响因素的探究。

4.证据推理——认识化学反应速率和转化率的计算。

考点一| 化学反应速率的有关计算1．化学反应速率提醒：(1)化学反应速率一般指平均速率而不是某一时刻的瞬间速率，且无论用反应物还是用生成物表示均取正值；(2)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示反应速率，其数值可能不同，但表示的意义可能相同；(3)不能用固体或纯液体物质表示化学反应速率，因为固体或纯液体物质的浓度视为常数。

2．化学反应速率与系数的定量规律对于已知反应m A(g)＋n B(g)===p C(g)＋q D(g)，其化学反应速率可用不同的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化学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或1mv(A)＝1nv(B)＝1pv(C)＝1qv(D)。

如：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 mol·L －1·s－1，则v(B)＝0.2 mol·L－1·s－1，v(C)＝0.4mol·L－1·s－1。

[深度归纳] 化学反应快慢比较方法(1)同一物质比较法。

换算成用同一物质表示的速率，再比较数值的大小。

(2)比值比较法。

比较化学反应速率与系数的比值，即对于一般反应a A(g)＋b B(g)===c C(g)＋d D(g)，比较v A a 与v B b ，若v A a >v Bb，则A 表示的化学反应速率比B 表示的大。

注：单位必须统一。

[应用体验]1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(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)由v ＝ΔcΔt 计算平均速率，用反应物表示为正值，用生成物表示为负值。

( )(3)对于N 2(g)＋3H 2(g)2NH 3(g)，v (N 2)＝1 mol·L －1·s －1与v (NH 3)＝1 mol·L －1·s －1表示的反应快慢相同。

( )(4)对于反应4NH 3(g)＋5O 2(g)===4NO(g)＋6H 2O(l)，v (NO)与v (O 2)的关系为4v (NO)＝5v (O 2)。

( )答案：(1)× (2)× (3)× (4)×2．某温度时，在2 L 容器中X 、Y 、Z 三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。

由此分析：(1)该反应的化学方程式为__________________________________。

(2)从反应开始至2 min 时，Z 的反应速率为___________________ _____________________________________________________。

(3)对于上述反应，在不同时间段内所测反应速率如下，则表示该化学反应进行最快的是________。

A ．v (X)＝1.2 mol·L －1·min －1B ．v (Y)＝1.5 mol·L －1·min －1C ．v (Z)＝0.6 mol·L －1·min －1D ．v (Z)＝0.015 mol·L －1·s －1答案：(1)3Y(g)＋Z(g)2X(g)(2)0.025 mol·L －1·min －1 (3)D考法☆ 化学反应速率的有关计算1．(2019·淄博模拟)将6 mol CO 2和8 mol H 2充入一容积为2 L 的密闭容器中(温度保持不变)发生反应CO 2(g)＋3H 2(g)CH 3OH(g)＋H 2O(g) ΔH <0。

测得H 2的物质的量随时间变化如图所示(图中字母后的数字表示对应的坐标)。

该反应在3～8 min 内CO 2的平均反应速率是( )A ．0.5 mol·L －1·min －1B ．0.1 mol·L －1·min －1C ．0.033 mol·L －1·min －1D ．0.125 mol·L －1·min －1C [v (H 2)＝3－2 mol 2 L×8－3 min ＝0.1 mol·L －1·min －1可知v (CO 2)＝13v (H 2)≈0.033mol·L －1·min －1。

]2．将2 mol X 和2 mol Y 充入2 L 密闭容器中发生如下反应：X(g)＋3Y(g)2Z(g)＋a Q(g)，2 min 后达到平衡时生成0.8 mol Z ，测得Q 的浓度为0.4 mol·L －1，下列叙述错误的是( )A ．a 的值为2B ．平衡时X 的浓度为0.2 mol·L －1C ．Y 的转化率为60%D ．反应速率v (Y)＝0.3 mol·(L·min)－1B [ X(g)＋3Y(g)2Z(g)＋a Q(g)始态/(mol·L －1) 1 1 0 0 反应的量/(mol·L －1) 0.2 0.6 0.4 0.4 终态/(mol·L －1) 0.8 0.4 0.4 0.4由已知量(无下划线)可求出其他未知量(带下划线)，在做这种类型的题时，一定要注意，方程式中的量要统一，一般用物质的量浓度。

A 项，2∶a ＝0.4∶0.4，a ＝2；B 项，c (X)＝0.8 mol·L －1；C 项，α(Y)＝0.6 mol·L－11 mol·L－1×100%＝60%；D 项，v (Y)＝0.6 mol·L－12 min ＝0.3 mol·(L·min)－1。

][思维建模] “三段式”求算v (X)、α模板 根据已知条件列方程式计算。

例如，反应 m A(g) ＋ n B(g)p C(g)①t 0 s/mol·L －1a b 0 ②转化/mol·L －1x nx m px m③t 1 s/mol·L－1 a －x b －nx m px mv (A)＝xΔt，v (B)＝nxm ·Δt，v (C)＝pxm ·Δt，α(A)＝xa×100%。

考点二| 化学反应速率的影响因素1．化学反应速率的影响因素 (1)内因(主要因素)反应物本身的性质，如Na 、Mg 、Al 与水反应的速率由大到小的顺序为：Na>Mg>Al 。

(2)外因(其他条件不变，只改变一个条件)2．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)有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。

(3)活化能：发生化学反应的所需最低能量。

使用催化剂可以降低反应的活化能。

活化能越低，反应速率越大。

(4)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系[深度归纳] 注意外界因素对化学反应速率的影响 (1)改变固体或纯液体反应物的用量，化学反应速率不变。

(2)催化剂在化学反应过程中参与了反应，降低了正、逆反应的活化能，同等程度改变正、逆反应速率，但不会改变反应的限度和反应热。

(3)升高温度正反应速率和逆反应速率都加快，但加快的程度不同；降低温度正反应速率和逆反应速率都减慢，但减慢的程度不同。

(4)压强对速率的影响是通过改变体积而使浓度改变来实现的。

对于气体反应，有如下3种情况：①恒温时，压缩体积――→引起压强增大――→引起反应物浓度增大――→引起反应速率加快。

②恒温恒容：充入“惰性气体”――→引起总压强增大，但各物质的浓度不变(活化分子浓度不变)，反应速率不变。

③恒温恒压：充入“惰性气体”――→引起体积增大――→引起各反应物浓度减小(活化分子浓度减小)――→引起反应速率减慢。

[应用体验]1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)升高温度，可以增大活化分子百分数。

( )(2)可逆反应达到平衡后，增大反应物的浓度，正反应速率增大，逆反应速率减小。

( ) (3)对有气体参加的反应体系，缩小容器体积，能够增大活化分子的百分含量，所以反应速率增大。

( )(4)对于C(s)＋H 2O(g)===CO(g)＋H 2(g)，增加C 的量，可以增大反应速率。

( ) 答案：(1)√ (2)× (3)× (4)×2．(1) 对于Fe(s)＋2HCl(aq)===FeCl 2(aq)＋H 2(g)，改变下列条件对生成氢气的速率有何影响？(填“增大”“减小”或“不变”)①升高温度：________；②增大盐酸浓度：________； ③增大铁的质量：________；④增加盐酸体积：________；⑤把铁片改成铁粉：________；⑥滴入几滴CuSO 4溶液：________；⑦加入NaCl 固体：________。

(2)在一定温度下，一定体积的恒容体系中发生反应：N 2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，若向体系中通入氖气，则化学反应速率如何变化？________(填“增大”“减小”或“不变”)。

答案：(1)①增大②增大③不变④不变⑤增大⑥增大⑦不变(2)不变考法1 化学反应速率的影响因素1．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C [催化剂可以改变反应速率，但不影响反应的转化率，A、B错误；对气体参加的反应，改变压强可以改变反应速率，D错误。

]2．在一密闭容器中充入1 mol H2和1 mol I2，压强为p(Pa)，并在一定温度下使其发生反应H 2(g)＋I2(g)2HI(g) ΔH＜0。