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文檔簡介
化學反應速率(補充強化練習)[練習]一定條件下,將足量BaSO4固體和6molCO通入2L的密閉容器中,反應10min,測得BaS的質量為16.9g。下列說法正確的是()A.
10min內,BaSO4的平均反應速率為0.005mol·L-1·min-1
B.第10min時,CO2的反應速率為0.04mol·L-1·min-1C.若升高溫度,則正反應速率減慢,逆反應速率加快D.10min內,反應放出的熱量為11.88kJD【知識梳理】1.速率表示方法
完成P110例1鞏固1.2P112自我診斷T1比色法目視比色法光電比色法分光光度計【知識梳理】2.速率的計算及大小比較
完成P110-111自我診斷T1.2.3鞏固13.影響速率的因素【思考】一個反應的速率很快,其內因是什么?
反應的活化能低。[2016.10改]有研究表明,生成NaClO3的反應分兩步進行:
I2ClO-=ClO2-+Cl-IIClO2-+ClO-=ClO3-+Cl-常溫下,反應II能快速進行,但氯氣與NaOH溶液反應很難得到NaClO3,試用碰撞理論解釋其原因:
。反應I的活化能高,活化分子百分數低,不利于ClO-轉化成ClO3-加熱時Cl2與NaOH反應主要生成NaClO3,為何?生成ClO3-的反應限度大,ClO-可自發(fā)轉化為ClO3-一個反應要順利進行,要有合適的反應限度和速率。*影響化學反應速率的外因[20117.04]21.對水樣中溶質M的分解速率影響因素進行研究。在相同溫度下,M的物質的量濃度(mol·Lˉ1)隨時間(min)變化的有關實驗數據見下表。時間水樣0510152025Ⅰ(pH=2)0.400.280.190.130.100.09Ⅱ(pH=4)0.400.310.240.200.180.16Ⅲ(pH=4)0.200.150.120.090.070.05Ⅳ(pH=4,含Cu2+)0.200.090.050.030.010下列說法不正確的是()A.在0~20min內,Ⅰ中M的分解速率為0.015mol·Lˉ1·minˉ1B.水樣酸性越強,M的分解速率越快C.在0~25min內,Ⅲ中M的分解百分率比Ⅱ大D.由于Cu2+存在,Ⅳ中M的分解速率比Ⅰ快D控制單一變量完成P112T2(1)實驗探究[練習]鉬酸鈉和月桂酰肌氨酸的混合液常作為碳素鋼的緩蝕劑。常溫下,碳素鋼在三種不同介質中的腐蝕速率實驗結果如下圖所示。下列說法不正確的是()A.鹽酸的濃度越大,腐蝕速率越快B.鉬酸鈉和月桂酰肌氨酸的濃度相等時,腐蝕速率最小C.碳素鋼的腐蝕速率不隨硫酸的濃度增大而增大,說明反應速率不與c(H+)成正比D.對比鹽酸和硫酸兩條曲線,可知Cl-也會影響碳素鋼的腐蝕速率C[練習]溶液的酸堿性對TiO2光催化染料R分解反應的影響。下列說法正確的是()A.0~50min時,R的降解百分率:pH=2大于pH=7B.溶液酸性越強,R的降解速率越大C.由于R的起始濃度不同,所以無法判斷溶液的酸堿性對R的降解速率的影響D.20~25min、pH=10時,R的降解速率為0.04mol·L-1·min-1B[思考]如何解釋C選項?對比pH=2和7的曲線,pH=7時雖然濃度更大,但速率卻更慢,說明酸性強能加快反應速率。結論實驗現象多重變量主要因素協同競爭多種因素單一變量單一因素【思考】從碰撞理論看,反應物濃度增加,可能對反應有何影響?速率如何變化?單位體積內的活化分子數增大,有效碰撞頻率增加,反應速率加快(不增大活化分子百分數)反應物濃度與反應速率呈如下函數關系:對于反應aA+bB?
eE+f
Fv=k[cx(A)][cy(B)]其中k為速率常數,x、y的值需要實驗測定。特殊的:對于基元反應,x=a,y=b根據該式可看出,若x,y不為0,則速率與濃度正相關*影響化學反應速率的外因(2)濃度完成P113鞏固2[練習]丙酮碘代反應
的速率方程為:v=kcm(CH3COCH3)cn(I2)。其半衰期(當剩余反應物恰好是起始的一半時所需的時間)為0.7/k,改變反應物濃度時,反應的瞬時速率如表所示。c(CH3COCH3)/mol·L-1c(I2)/mol·L-1v/10-3mol·L-1·min-10.250.0501.40.500.0502.81.000.0505.60.500.1002.8下列說法正確的是()A.速率方程中的m=1、n=1。B.該反應的速率常數k=2.8×10-3min-1。C.增大反應物I2的濃度,反應的瞬時速率加快。D.在過量I2存在時,反應掉87.5%的CH3COCH3所需時間是375min。m=1、n=0一級反應k=5.6×10-3min-1無影響Dv=k
c(H2)[c(NO)]2[例]反應該反應不是一個基元反應[例]反應可能的反應機理如下:①(快)②(慢)[分析]步驟②是控制反應速率的步驟(決速步)v=k
c(N2O2)c(O2)反應活化能高,活化分子百分數低[例]在一定條件下,N2O分解的部分實驗數據如下:下圖能正確表示該反應有關物理量變化規(guī)律的是(注:圖中半衰期指任一濃度N2O消耗一半時所需的相應時間,v(N2O)表示反應速率,c1、c2均表示N2O初始濃度且c1<c2)
反應時間/min010203040c(N2O)/mol·L-10.1000.0900.0800.0700.060特殊的反應零級反應:v=k0
速率與反應物濃度無關零級反應較少見:底物多于酶時發(fā)生酶解反應,其半衰期t1/2=[A]0/2k0[2021.06]20.一定溫度下,在100mLN2O5/CCl4溶液中發(fā)生分解反應:
。在不同時刻測量放出的O2體積,換算成N2O5濃度如下表,下列說法正確的是()A.600~1200s,生成NO2的平均速率為5.0×10-4mol·L-1·s-1B.反應2220s時,放出的O2體積為11.8L(標準狀況)C.反應達到平衡時,v正(N2O5)=2v逆(NO2)D.推測上表中的x為3930t/s06001200171022202820xc(N2O5)/(mol·L-1)1.400.960.660.480.350.240.12D*影響化學反應速率的外因(3)壓強【思考】如何理解“其他條件相同時,對于有氣體參加的反應,反應體系的壓強越大,反應速率越大”?視角一:反應物的濃度視角二:反應物的分壓【思考】溫度增加,從活化分子和碰撞理論的角度看,如何影響速率?活化分子百分數增大,單位體積內活化分子增多,有效碰撞頻率增加,反應速率加快溫度對速率影響的近似規(guī)律范特霍夫定律:根據許多實驗事實,總結出一條近似的經驗規(guī)則,溫度每升高10℃,反應速率大約增大2~4倍,即k
t+10/k
t=2~4。一般而言,溫度對反應速率的影響很顯著*影響化學反應速率的外因(4)溫度*影響化學反應速率的外因(5)催化劑【思考】一般而言,催化劑顯著加快反應速率,它是如何影響速率的?反應速率加快,必然是“有效碰撞”增加導致的,但是催化劑不提供能量,實質是通過改變反應歷程,引起活化能的降低。活化分子百分數是否增加?增加(活化能就像分數線,分數線低,上線人數就多)過渡態(tài)理論:反應物分子首先形成一種中間過渡狀態(tài)的物質催化劑改變了反應途徑,改變了中間過渡產物,降低了活化絡合物的能量。[思考]請解釋下列現象。在恒溫水浴箱中,向含有硫酸的H2O2水溶液中加入KMnO4,一開始幾乎無現象,一段時間后KMnO4迅速褪色;反應生成的Mn2+對反應具有催化作用自(動)催化反應
t0
tA
tB
t
草酸與高錳酸鉀反應自催化反應的特點*圖像【討論】條件改變對正逆反應速率的影響
反應2A(g)?B(g)+C(s)ΔH<0已達平衡,請在圖中畫出條件改變時v逆的變化曲線v正=v逆溫度升高恒容條件,再加入A壓縮體積加催化劑條件改變v正和v逆的變化趨勢往往相同【思考】如果是恒壓條件下加入A,v正和v逆如何變化?恒壓加入物質時要注意某些物質的濃度瞬間是降低的[練習]對于可逆反應Fe(s)+CO2(g)?FeO(s)+CO(g),該反應的逆反應速率隨時間變化的關系如下圖。
(1)從圖中看到,反應在t2時達平衡,在t1時改變了某種條件,改變的條件可能是________。A.升溫B.增大CO2濃度C.使用催化劑(2)如果在t3時從混合物中分離出部分CO,t4~t5時間段反應處于新平衡狀態(tài),請在圖上畫出t3~t5的v逆變化曲線。AC4.連串反應/連續(xù)反應[模型]v1v2ABC中間體/中間產物[思考]B的濃度為何先增后減?v生成(B)=v消耗(B)連串反應/連續(xù)反應速率關系v1>>>v2v1<<<v2本質決速步中間產物B的含量變化特點v1v2ABCBCAB中間產物B的含量先快速上升,后緩慢下降活性中間產物B的含量始終維持在較低水平Ea1<<<Ea2Ea1>>>Ea2【思考】調控v1、v2的方法1.溫度2.催化劑改變相同的溫度,活化能Ea大的反應,其反應速率改變幅度更大。a.不同的催化劑對不同反應活化能降低的幅度不同,即催化劑有選擇性b.提高催化劑的活性連串反應/連續(xù)反應v1v2ABC[2017.11]30.十氫萘是具有高儲氫密度的氫能載體,經歷“十氫萘(C10H18)→四氫萘(C10H12)→萘(C10H8)”的脫氫過程釋放氫氣。已知:ΔH1
ΔH2ΔH1
>ΔH2
>0;C10H18→C10H12的活化能為Ea1,C10H12→C10H8的活化能為Ea2;十氫萘的常壓沸點為192℃。(3)溫度335℃,在恒容密閉反應器中進行高壓液態(tài)十氫萘(1.00mol)催化脫氫實驗,測得C10H12和C10H8的產率x1和x2(以物質的量分數計)隨時間的變化關系,如下圖所示。②x1顯著低于x2的原因是
。催化劑顯著降低了C10H12→C10H8的活化能,反應生成的C10H12很快轉變?yōu)镃10H8,C10H12不能積累。[2018.04]30(4).近年,科學家研究了乙醇催化合成乙酸乙酯的新方法:。在常壓下反應,冷凝收集,測得常溫下液態(tài)收集物中主要產物的質量分數如下圖所示。關于該方法,下列推測合理的是
。A.反應溫度不宜超過300℃B.增大體系壓強,有利于提高乙醇平衡轉化率C.在催化劑作用下,乙醛是反應歷程中的中間產物D.提高催化劑的活性和選擇性,減少乙醚、乙烯等副產物是工藝的關鍵ACD[2019.04]30(3)③.超臨界水能夠與氧氣等氧化劑以任意比例互溶,由此發(fā)展了超臨界水氧化技術。一定實驗條件下,測得乙醇的超臨界水氧化結果如圖3、圖4所示,其中x為以碳元素計的物質的量分數,t為反應時間。下列說法合理的是
。A.乙醇的超臨界水氧化過程中,一氧化碳是中間產物,二氧化碳是最終產物B.在550℃條件下,反應時間大于15s時,乙醇氧化為二氧化碳已趨于完全C.乙醇的超臨界水氧化過程中,乙醇的消耗速率或二氧化碳的生成速率都可以用來表示反應的速率,而且兩者數值相等D.隨溫度升高,xCO峰值出現的時間提前,且峰值更高,說明乙醇的氧化速率比一氧化碳氧化速率的增長幅度更大ABD[2020.01]29(2).NO氧化反應:
分兩步進行,其反應過程能量變化示意圖如圖2。①決定NO氧化反應速率的步驟是
(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。②在恒容的密閉容器中充入一定量的NO和O2氣體,保持其它條件不變,控制反應溫度分別為T3和T4(T4>T3),測得c(NO)隨t(時間)的變化曲線如圖3。轉化相同量的NO,在溫度
(填“T3”或“T4”)下消耗的時間較長,試結合反應過程能量圖(圖2)分析其原因
。IIT4ΔH1
<0,溫度升高,反應Ⅰ平衡逆移,c(N2O2)減?。粷舛冉档偷挠绊懘笥跍囟葘Ψ磻蛩俾实挠绊慬練習]在恒溫恒容密閉容器中,以體積比為2:1充入H2S和O2進行反應,在圖2中畫出c(SO2)隨時間t變化的曲線。c(SO2)t5.平行反應/競爭反應[模型]v1v2Ea1<Ea2,v1>v2反應時間較短時(反應未達平衡)v1>>>v2v1<<<v2判據主要產物BCEa1>Ea2,v1<v2【思考】調控v1、v2的方法1.溫度2.催化劑改變相同的溫度,活化能Ea大的反應,其反應速率改變幅度更大。a.不同的催化劑對不同反應活化能降低的幅度不同,即催化劑有選擇性b.提高催化劑的活性[2020.07]29.研究CO2氧化C2H6制C2H4對資源綜合利用有重要意義。相關的主要化學反應有:(2)①CO2和C2H6按物質的量1:1投料,在923K和保持總壓恒定的條件下,研究催化劑X對“CO2氧化C2H6制C2H4”的影響,所得實驗數據如下表:催化劑轉化率C2H6/%轉化率CO2/%
產率C2H4/%催化劑X19.037.63.3結合具體反應分析,在催化劑X作用下,CO2氧化C2H6的主要產物是
,判斷依據是
。COC2H4的產率低,說明催化劑X有利于提高反應III速率[2021.01]29(5).在一定溫度下,以I2
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