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高二化学:反应速率和三段式的知识清单

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高一化学的七种元素、涉及到方程式比较多,需要一个一个去“背——记住”。
高二化学的选择性必修一,知识点和做题技巧就需要“理解”,不理解的话,记不住,也不会做题。
这里,列出了“化学反应速率”和“三段式”难题解题的五种题型,都很有代表性。
一、化学反应速率·核心知识点
(一)、化学反应速率的定义(简称,反应速率、速率)

反应速率都是正值,只表示平均速率,不表示瞬时速率(需图像)。
(二)、反应速率之比 = 化学计量数之比

——用这种方法,看起来不直观,计算不方便。用除法的那个表达式,好用


(三)三种基本题型
1、第一类题型
根据方程式系数比,求反应速率之比。
练习1:

解题思路:直接套用

立即知道,
A选项的关系式应该是 3/2;
B 选项的关系式应该是 6/5;
C选项的关系式应该是 4/5;
D 选项的关系式应该是 4/5。
A、B、C 都不对。D 正确。
2、第二类题型
根据速率比,求方程式系数比,就是第一类题型,反过来求。
练习2:


于是,方程式的系数比是2、3、2,选项 A 正确。
3、第三类题型
根据反应式系数比,比较反应速率大小
练习3

就是,看看四个选项,速率单位是否一致?主要是看“时间单位是不是统一”,这一点非常重要!
例如这个题,选项A、D 用的时间单位是秒(s),选项B、C 用的时间单位是秒(s)。
注意:一分钟等于六十秒,就是1 min = 60 s!
选项B、C是都以秒(s)为单位,分别乘以 60,得到 2.40 和 1.80。
这样,选项A、B、C、D 的速率单位都统一为 mol/(L·min) 之后,数值为 0.15、2.40、1.80、0.40。
再看方程式

用刚才统一了量纲的四个速率值,分别除以1、3、2、2,四个选项的反应速率,数值变成了——
0.15、0.80、0.90、0.20。
一目了然,C 最大。
说明:这道题,由于各个老师的讲法不同,我的同学,有三分之二都没做对!
做不对的原因:
(1)一些同学没有注意到,速率单位是不一样的。
教材说过,化学反应速率的单位,至少有三种不同,主要是时间不同:
每分钟、每秒、秒小时,mol/(L·min)、mol/(L·s)、mol/(L·h);
如果题目中出现每天、每个月mol/(L·day)、mol/(L·month)等等,也不奇怪。
教材里展示了这个内容,老师上课时,可能就那么一说,就过去了。
做题时候,难免忽略。
(2)利用那个比例关系 v(A) : v(B) : v(C) : v(D) = m : n : p : q 去比较
各个教材、各个老师的教学方法都不同。这个方法好记,但是用的时候要小心。
如果用下面这个方法,错的可能性就小了。

有些同学是计算错了,除法错位了,物质A、B、C、D,没有和方程式系数m、n、p、q 一一对应上,这就没有办法了。
这属于马虎问题,问数学老师(笑声)。
(四)、影响反应速率的因素
两个原因——内因和外因。
1、内因
反应物的元素组成、宏观的物理化学性质、微观的原子/分子/离子结构,是决定化学反应速率的内因。
啰嗦!那就换一句话:反应物的种类,是决定化学反应速率的内因。
一般,内因不变。
2、外因
这是教材重点考察的内容。
五个外界宏观因素(温度T、压强和体积p/V、反应物浓度c、催化剂、物质状态和接触面积 );
这五个宏观因素,直接影响两个微观因素(活化分子百分数,有效碰撞频率)
不是绝对个数
不能发生反应=无效碰撞
(1)浓度:
固体、纯液体浓度视为常数(易错点),量改变速率不变;
(2)压强:
只对气体有效,V↓→c↑→v↑;易错点:恒容充无关气体速率不变;
(3)温度:
升温活化分子百分数大幅提升,v显著加快,每高10℃, v约2~4倍;
(4)催化剂:
降低Ea,同等加快正、逆反应速率,不影响平衡;
(5)状态和接触面积:
固体粉碎、搅拌加快反应。l > g > s 粉末 > 颗粒。
(五)活化能、活化分子(基元反应)
1、基元反应
几乎所有反应,都是粒子(原子、分子、离子)之间的有效碰撞之后,才发生的。
每碰撞一次,就反应一次。每碰撞一次的反应,叫基元反应。
2、活化分子
具备足够能量可发生有效碰撞的分子;
3、活化能 Ea
反应物平均能量到过渡态能量差;Ea越小,v越大。有Ea(总)、Ea(分)。
二、化学反应速率 · 重点
1、反应速率计算、反应速率与计量数换算;
2、浓度、温度、压强、催化剂对反应速率的影响规律。
三、化学反应速率 · 难点
1、恒容/恒压:充入惰性气体速率变化区分;最难点:恒温恒压条件
2、速率-时间图像(v-t)图:判断条件改变;
3、活化分子百分数、活化分子总数两个概念区分。
四、结语
下一次课,是化学平衡,或者说,是“可逆反应的化学平衡”,与现在的内容有关联,但是有很大的区别。
最大的区别,就是下面的公式不一定好用了——

这个公式,什么情况下好用,什么情况下不好用?
理解了“这个公式,为什么到了可逆反应就不一定好用了”,就真正学会了《化学反应速率》这一节课,也就开始理解“什么叫可逆反应”,什么叫“化学平衡”了!
理解,理解——高二化学,重在理解。对知识点的理解,解题方法的理解。