2021高考化学鲁科版一轮复习教师用书第七章第3课时　反应速率　工业合成氨

第3课时　反应速率　工业合成氨[课型标签:知识课　基础课] 知识点一　化学反应速率的概念及计算1.化学反应速率2.化学反应速率计算的注意事项(1)利用定义求解化学反应速率,首先明确用哪一种物质表示所研究反应的反应速率,必须牢牢抓住“物质的量浓度变化量”这一关键点。然后用该物质的浓度变化除以反应时间进行计算。(2)同一条件下的化学反应,利用化学计量数换算为另外物质表示的速率时,化学计量数大,速率数值也大,如N2(g)+3H2(g)2NH3(g),v(H2)=3v(N2)=v(NH3)。　3.反应速率的大小比较[名师点拨] 化学反应中各物质浓度的计算模式——“三段式”例如,　　　　　　　　　mA　+　nB　pC起始浓度(mol·L-1)     a   b       c转化浓度(mol·L-1)     x     某时刻浓度(mol·L-1) a-x    b-  c+1.下面有关化学反应速率的说法中正确的是(　D　)A.对任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象就越明显B.化学反应速率通常用单位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来表示C.若某化学反应的反应速率为0.5 mol·L-1·s-1就是指在该时间内反应物和生成物的浓度变化平均每秒为0.5 mol·L-1D.化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的尺度解析:不是所有化学反应都有明显的现象,如中和反应,A错误;固体和纯液体一般不用来表示反应速率,因为固体和纯液体的浓度不发生变化,视为常数,B错误;描述化学反应速率须说明具体的物质,C错误;化学反应速率是衡量化学反应快慢的物理量,D正确。2.反应4A(s)+3B(g)2C(g)+D(g),经2 min后,B的浓度减少了0.6 mol·L-1。对此反应速率的正确表示是(　B　)A.用A表示的反应速率是0.8 mol·L-1·s-1B.分别用B、C、D表示的反应速率,其比值是3∶2∶1C.在2 min末时的反应速率,用反应物B来表示是0.3 mol·L-1·min-1D.在这2 min内用B和C表示的反应速率的值都是相同的解析:A物质是固体,浓度视为常数,不能用来表示反应速率,A项错误;化学反应速率之比等于相应物质的化学计量数之比,B项正确;v(B)=mol·L-1·min-1=0.3 mol·L-1·min-1,该反应速率是2 min内的平均速率,不是2 min末的瞬时速率,C项错误;化学反应速率之比等于对应物质的化学计量数之比,D项错误。3.在2A+B3C+4D反应中,表示该反应速率最快的是(　B　)A.v(A)=0.5 mol/(L·s) B.v(B)=0.3 mol/(L·s)C.v(C)=0.8 mol/(L·s) D.v(D)=1 mol/(L·s)解析:在2A+B3C+4D反应中都换成B的速率进行比较:A项,v(A)∶v(B)=2∶1,v(B)==0.25 mol/(L·s);B项,v(B)=0.3 mol/(L·s);C项,v(B)∶v(C)=1∶3,v(B)==mol/(L·s);D项,v(B)∶v(D)=1∶4,v(B)==0.25 mol/(L·s),比较可知,B表示的反应速率最大。4.将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的容器中混合,并在一定条件下发生如下反应:2A(g)+B(g)2C(g),若经2 s后测得C的浓度为0.6 mol/L,现有下列几种说法:①用物质A表示的反应的平均速率为0.3 mol/(L·s)②用物质B表示的反应的平均速率为0.6 mol/(L·s)③2 s时物质A的转化率为70%④2 s时物质B的浓度为0.7 mol/L其中正确的是(　B　)A.①③ B.①④ C.②③ D.③④解析:　　　　　　2A(g)+B(g)2C(g)起始/(mol/L)    2     1    0转化/(mol/L)    0.6   0.3    0.62 s时/(mol/L)   1.4   0.7    0.6v(A)==0.3 mol/(L·s),①正确;v(B)=v(A)=0.15 mol/(L·s),②错误;α(A)=×100%=30%,③错误;c(B)=0.7 mol/L,④正确。知识点二　影响化学反应速率的因素　工业合成氨1.内因反应物本身的性质,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[名师点拨] 气体反应体系中充入惰性气体(不参与反应)时对反应速率的影响(1)恒温时压缩体积压强增大反应物浓度增大化学反应速率增大。(2)恒温、恒容时充入反应物气体压强增大反应物浓度增大化学反应速率增大;充入“无关”气体压强增大→反应物浓度不变→化学反应速率不变。(3)恒温、恒压时充入与原反应物组成相同气体→压强不变→体积增大→反应物浓度不变→反应速率不变;充入“无关”气体→压强不变体积增大反应物浓度减小化学反应速率减小。3.理论解释——有效碰撞理论(1)活化分子、活化能、有效碰撞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。(2)活化分子、有效碰撞与化学反应速率的关系4.工业合成氨(1)反应特点合成氨反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0,ΔS<0,Δνg<0的可逆反应。(2)理论分析反应条件(3)实际选择生产条件1.(2019·江苏南京模拟)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)是工业上制造氮肥的重要反应。下列关于该反应的说法正确的是(　A　)A.增加N2的浓度能加快反应速率B.降低体系温度能加快反应速率C.使用催化剂不影响反应速率D.N2足量时,H2能100%转化为NH3解析:增加物质的浓度、升高体系温度能加快反应速率;使用催化剂改变反应速率;对于可逆反应,反应物的转化率或生成物的产率达不到100%。2.下列说法正确的是(　D　)A.增大压强,化学反应速率一定增大B.升高温度,活化分子百分数增大,化学反应速率可能增大C.加入反应物,使活化分子百分数增大,化学反应速率增大D.一般使用催化剂可以降低反应的活化能,增大活化分子百分数,增大化学反应速率解析:对于有气体参加的反应,增大压强,不一定改变单位体积内活化分子的数目,如恒温、恒容时加入惰性气体,故速率不一定增大,A项错误;升高温度,活化分子百分数增大,反应速率一定增大,B项错误;加入反应物,活化分子百分数不变,C项错误;一般使用催化剂可以降低反应活化能,增大活化分子百分数,增大化学反应速率,D项正确。3.(2015·福建卷)在不同浓度(c)、温度(T)条件下,蔗糖水解的瞬时速率(v)如下表。下列判断不正确的是(　D　)c/mol·L-1v/mmol·L-1·min-1T/K0.6000.5000.4000.300318.23.603.002.401.80328.29.007.50a4.50b2.161.801.441.08A.a=6.00B.同时改变反应温度和蔗糖的浓度,v可能不变C.b<318.2D.不同温度时,蔗糖浓度减少一半所需的时间相同解析:根据题中数据分析,温度不变时,反应的瞬时速率与浓度成正比,则可求出a=6.00,A项正确;温度为b K、浓度为0.500 mol·L-1和温度为 318.2 K、浓度为 0.300 mol·L-1对应的瞬时速率相等,B项正确;浓度不变时,温度由318.2 K变为b K时,反应速率减小,则b<318.2,C项正确;不同温度时,反应速率不同,蔗糖浓度减少一半所需的时间不同,D项错误。4.(2019·江苏启东模拟)下列措施是为了降低化学反应速率的是(　C　)A.合成氨工业中使用催化剂B.用铁粉代替铁钉与稀硫酸反应制取氢气C.食品放在冰箱中储存D.在试管中进行铝和稀盐酸反应的实验时,稍微加热解析:食品放在冰箱中储存,可降低食品的温度,从而减缓食品腐败变质的速率,C符合题意;在试管中进行铝和稀盐酸反应的实验时,稍微加热,可加快两者反应的速率,D不符合题意。