第七单元 化学反应速率和化学平衡

第25讲 化学反应速率

考纲要求 1.了解化学反应速率的概念、化学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要作用。

3．结合具体实例理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学反应速率的影响，认识并能解释其一般规律。

4．了解化学反应速率的调控在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。

考点一 化学反应速率

知识归纳

1．基础知识

?—表示—生成物浓度的增加来表示?—定义式— 化学反应速率—?

—单位— 或 ?与化学方程式中化速率之比等于化学方程式?—学计量数的关系—中的

2．化学反应速率的计算

在解题过程中先写出有关反应的化学方程式；找出各物质的起始量、转化量、某时刻量；根据已知条件列方程式计算。例如，对于反应：mA(g)＋nB(g),ＦpC(g)＋qD(g)，A的浓度为

－－－

a mol·L1，B的浓度为b mol·L1，反应进行至 t1 s 时，A消耗了x mol·L1，则反应速率可计算如下：

mA(g)＋nB(g),ＦpC(g)＋qD(g)

－

起始浓度/mol·L1 a b 0 0

转化浓度/mol·L1 x

－

用单位时间内反应物浓度的减少或

nxpxqx

mmm

nxpxqx－

某时刻浓度/mol·L1 a－x b－ mmm

则各物质的化学反应速率为v(A)＝________mol·L1·s1，v(B)＝________mol·L1·s－1－－－－

，v(C)＝________mol·L1·s1，v(D)＝________mol·L1·s1。 3．注意事项

(1)化学反应速率是指一定时间内的________速率而不是________速率，且只取________值。

(2)同一化学反应，在同一时间段内用不同物质表示的反应速率，其数值可能________，但表示反应的快慢程度________。

(3)一般不用固体或纯液体表示化学反应速率。 4．反应速率的实验测定

(1)可直接观察的某些性质，如放出气体的体积和体系压强；

(2)依靠科学仪器测量的性质，如颜色深浅、光的吸收、光的发射、导电能力等；

－

－

－

(3)溶液中利用颜色深浅与显色物质浓度间的正比关系，测量反应速率。 ■ 判断思考

1．判断正误(正确的划“√”，错误的划“×”)

(1)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同( )

－－－－

(2)10 mol·L1·s1的反应速率一定比1 mol·L1·s1的反应速率大( )

(3)固体和纯液体的浓度是固定的，增加固体或纯液体的用量，反应速率保持不变( ) (4)化学反应速率表示的是化学反应进行的限度( )

Δc

(5)由v＝计算平均速率，用反应物表示为正值，用生成物表示为负值( )

Δt(6)对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象就越明显( ) 2．可逆反应N2＋3H21 mol·L1·s

－

－1

高温、高压催化剂

2NH3在不同时间段测得的反应速率分别为v(N2)＝

－

－1

，v(H2)＝2.5 mol·L1·s ，能否说明v(H2)>v(N2)?

典型例题

1 一定温度下，向容积为2 L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图7-25-1所示，对该反应的推断合理的是( )

A．该反应的化学方程式为3B＋4DB．反应进行到1 s时，v(A)＝v(D)

C．反应进行到6 s时，B的平均反应速率为0.05 mol/(L·s) D．反应进行到6 s时，各物质的反应速率相等

2 [2014·北京卷] 一定温度下，10 mL 0.40 mol/L H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表。

t/min V(O2)/mL 0 0.0 2 9.9 4 17.2 6 22.4 8 26.5 10 29.9 图7-25-1 6A＋2C

下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)( ) A．0～6 min的平均反应速率：

－－－

v(H2O2)≈3.3×102mol·L1·min1 B．6～10 min的平均反应速率：

－－－

v(H2O2)<3.3×102mol·L1·min1

C．反应至6 min时，c(H2O2)＝0.30 mol/L D．反应至6 min时，H2O2分解了50% 化学反应速率大小的比较方法 由于同一化学反应的反应速率用不同物质表示时数值可能不同，所以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)看单位是否统一，若不统一，换算成相同的单位。 (2)归一法：换算成同一物质表示的速率，再比较数值的大小。 (3)比值法：用各物质的量表示的反应速率除以对应各物质的化学计量数，然后再对求出的数v（A）v（B）值进行大小排序，数值大的反应速率快。如反应mA＋nB=pC＋qD，若＞，则mn反应速率v(A)＞v(B)。 ■ 变式训练

1．下列关于化学反应速率的说法正确的是( )

A．化学反应速率是指单位时间内任何一种反应物物质的量的减少或任何一种生成物物质的量的增加

B．化学反应速率为0.8 mol/(L·s)是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol/L C．根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢 D．决定反应速率的主要因素是反应物的浓度 2．反应A(g)＋3B(g)2C(g)＋2D(g)，在不同情况下测得反应速率，其中反应速率最快的是( )

A．v(D)＝0.4 mol/(L·s) B．v(C)＝0.5 mol/(L·s) C．v(B)＝0.6 mol/(L·s) D．v(A)＝0.15 mol/(L·s)

考点二 影响化学反应速率的因素

知识归纳

1．内因(主要因素)

反应物本身的________。

2．外因(其他条件不变，只改变一个条件)

浓度→增大反应物的浓度，化学反应速率____，反之____。

压强→对于有气体参加的反应，增大压强，化学反应速率________，反之________。

温度→升高温度，化学反应速率______，反之______。

催化剂→使用催化剂，能改变化学反应速率，且正逆反应速率的改变程度________。

其他

→固体反应物的________、光波、电磁波、溶剂等 因素

3．充入惰性气体(不参与反应)对反应速率的影响 (1)恒容：充入“惰性气体”―→总压增大―→物质浓度不变(活化分子浓度不变)，反应速率________。

(2)恒压：充入“惰性气体”―→体积增大―→物质浓度减小(活化分子浓度减小)―→反应速率________。

图7-25-2

4．速率的理论解释——有效碰撞理论

(1)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：能够发生有效碰撞的分子。 (3)活化能：如图7-25-2。

图中：E1为_________________________________________________________________， 使用催化剂时的活化能为________，反应热为________。(注：E2为逆反应的活化能) (4)根据有效碰撞理论，完成下表。

5．实验探究外界因素对化学反应速率的影响