高等教育：化学反应速率及其影响因素绝对精品

1、3化学反应速率及其影响因素主讲讲师宋虎、化学反应速率仁定义：衡量化学反应进行的快慢程度的物理量2. 表示方法:通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。3-数学表达式:4.单位： mol/(L s)或 mol/(L min)或 mol* L_1 h注意化学反应速率 1反应速率是指某一时间间隔内的平均反应速率,而不是 某一时刻的瞬时速率;且均取正值。 2.同一化学反应的反应速率用不同的物质来表示，可能有 不同的速率值，但表示的物理意义完全相同。等价速率 3 .用不同的物质来表示的同一化学反应的反应速率之比， 等于化学方程式的计量系数之比。对于反应：aA + bB = cC + d

2、D比例关系：(A)： (B)： p(C) : v (D) = a : b ： c ： d 等式关系：#P(A)二制(B)=吉P(C)=寺(D) 4.比较同一反应在不同条件下的反应速率时，应：统一基准物质；统一单位。典型例题解析【例1】反应A + 3B = 2C + 2D在四种不同情况下的 反应速率分别为:v(A) = 0.15moV(L s);v(B)= 06mol/(Ls) v(C) = 24mol/(L*min); v(D)= 0.45mol/(L-s) 则该反应进行的快慢顺序 为() = 。【例2】在2L容器中，发生3A + B = 2C的反应，若 最初加入的A和B均为4mol, A的平

3、均反应速率为 0.12moV(L s),则10s后容器内的B物质是(Q )A. 2.8mol B. 1.6mol C. 3.2mol D.3.6mol典型例题解析【例3】某温度时，在2L容器中X、 Y、Z三种物质的物质的量随时间 的变化曲线如右图所示由图中 数据分析该反应的化学方程式 为：3X +Y应开始至2miii, Z的平均反应速率为0. 05mol/(L-min)由图象求化学方程式一般应解决三个问题：123 t/min1确定反应物和生成物（根据曲线的斜率）;2. 反应物和生成物前的系数（根据同一时间内浓度的变化量）；3. 反应可逆与否（观察最后浓度是否随时间的变化而变化，即是否具有与x

4、轴平行的直线存在）。【典例4】(2012 -沈阳模拟)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+4D6A+2CB. 反应进行到1 s时，v =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二、影响化学厦应邃率的因廉决定因素：参加化学反应的物质的性质（即反应物的本 性）如相同条件下Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为MgAl影响因素：当其他条件不变时1浓度的影响：增加反应物的浓度可以加快化学反应

5、速率；降低反应物的浓度，可以减慢化学反应速率。 2 压强的影响:（仅适用于有气体参加的反应）增加体系的压强，可以加快化学反应速率；降低体系的压 强，可以减慢化学反应速率3温度的影响：升高体系的温度可以加快化学反应速率；降低体系的温度，可以减慢化学反应速率。4催化剂的影响：使用正催化剂可以加快化学反应速 率；使用负催化剂，可以减慢化学反应速率。其他因素的影响:固体颗粒大小（物质间接触面大小）1:1溶剂（接触机会的多少，互溶性） 原电池的形成各种能量因素（光、电磁波、核辐射、 声波等）特别提醒1浓度问题（1）若增加一种物质的浓度（无论是反应物或是生成物），反应速率总是加快, 反之则减慢。（2）固体

6、（或纯液体）的浓度视为常数,增加或减少固体（或纯液体）的量，化学反应速率和化学平衡均不改变；故不能用 它表示反应速率。但固体的颗粒越小，反应速率越快。非反应气体对反应速率的影响恒容条件下，充入反应无关气体（惰气），容器总 压尽管增大了，但与反应有关的气体各自的分压不 变，各自的浓度也不变，故反应速度不变，善于辩认“真” 惆”压强改变，即没有气态 物质浓度改变的压强变化是“假”的；HeHeC减小，速率减小C不变，速率不影响特别提醒3温度问题(1)升高温度，无论是放热反应或是吸热反应 (正、逆反应)，速率都加快，(2)温度每升高10C,反应速率就提高到原来 的24倍。特别提醒4卷化剂问题催化剂在化

7、学反应前后质不变化学怜廣不变,物理性质可能发生勰笛学性宀、由嘗化剂能同等程度的改变正、逆反应的反不能改变反例5、在密闭容器里，通入xmol氢气和ymol碘蒸 气, 改变下列条件，反应速率如何改变？（填增大”或“减小”或“不变”）(1)升高温度（增大）（2）加入催化剂（增大）（3）保持容器的容积不变，充入更多的氢气（增大）（4）扩大容器的体积（减小）（5）保持容器的容积不变，通入氛气（不变）（6）保持压强不变充入Ne（减小）(7) 增大反应体系的压强，反应速率不一定增大。(E 【分析】压强仅对有气体参加的反应的反应速率有影响。(8) 碳酸钙与盐酸反应过程中，再增加CaCO3固体不可以 增大反应速

8、率。(X)(9) .在恒容容器中进行的反应2SO2+O2墨云2SO3,向容器中 通入,容器内压强增大，反应速率增大。(X)【分析】通An2,容器内压强增大，但是S02、。2、S03各物质的浓度都没有改变，反应速率不变。三、有效碰撞理论(1) 有效碰撞:反应物分子间必须相互碰撞才有可能发 生反应，但不是每次碰撞都能发生反应, 能发生反应的碰撞称为有效碰撞。有效碰撞必须满足两个条件：一是发生碰撞的分子具有较高的能量; 二是分子在一定的方向上发生碰撞。(2) 活化分子：在化学反应中，能量较高，有可能发生有效碰撞的分子称为活化分子。(3) 活化分子百分数:指活化分子在反应物分子中所占的百分数。(4)

9、有效碰撞的碰撞角度:足够的能量和恰当的碰撞角度 注意：a活化分子的碰撞不一定都是有效碰撞;b活化分子数越多，有效碰撞次数就越 多，反应速率就越快。E活化分子(5) 活化能：是指活化分子的平 均能量与普通反应 物分子的平均能量的差值。E反应物E生成物化学反应发生的条件相 碰撞分子具有足 够的能量有合适的取向A有效碰撞= 发生化学反应总之化学反应速率与单位时间内分子间的有效碰撞次数（有效碰撞频率）有关。活化分子越多，有效碰撞产生的概率越大, 反应速率也就越快浓度对反应速率的影响-活化分子单位体积内活化分子数增加反应物浓度增大：即 单位体积内反应物分 子总数数增大有效碰撞次 A数增多反应速率加快压强

10、对反应速率的影响CA活化分子结论:増大压強, 戾血速率加恢。相当于增大反庇场裟度温度对反应速率的影响升高温度A活化分子活化分子的百分数增大（分子运动速率加快,碰撞频率增加）=1有效碰撞次数 A增多反应速率加快化剂参加化学反应，改变了反应进行的途径，因而大大降低了反应的活化能，大大增大了活化分子百分数。无催化剂反应过程外界条件改变单位体 积内分 子总数反应的活化能活化分子百分数单位体积内活化分子总数有效碰撞次数化学反应速率增大反应物浓度增大不变不变 增多 增多 加快增大气体反应压強增大不变不变增多 增多加快升高温度不变 不变增大增多增多加快使用催化剂不变 降低增大增多增多加快1 决定化学反应速率

11、的主要因素是（D）A.反应物的浓度 B.反应温度C.使用催化剂D.反应物的性质2定量的盐酸跟过量的铁粉反应时，为了减慢反应速率，而不影响生成战的总量，可向其中 加入适量的（c ）A、Na2CO3晶体B、少量铁粉C、水D、少量C11SO4晶体3 用3克块状大理石与30毫升3moI/L盐酸反应制取CO?气体，若要增大反应速率，可釆取的措施是再加入30毫升3mol/L盐酸改用 30毫升6mol/L盐酸改用3克粉末状大理石适当升高温度(B)A.BC.D4 等质量的铁粉与过量的盐酸在不同的实验条件下 进行反应，测定在不同时间t产生气体体积V的数据, 根据数据绘制得到图1,则曲线a、b、c、d所对应 的实

12、验组别可能( C组别c(HCI) mol/L温度 (C)12.03022.55032.02042.530A.3-1-2-4C.2-4-1-3B.4-2-3-1D.2-4-3-14 应 C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)-可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是(AC)A 增加C的量B 将容器的体积缩小一半C保持体积不变，充入N2使体系压强D保持压强不变，充入N2使容器体积 变大5下列有关说法正确的是（Q ）A 增大反应物浓度,可增大单位体积内活化分子 的百分数，从而使有效碰撞次数增大B.有气体参加的化学反应，若增大压强（即缩小 反应容器的体积）,可增加活化

13、分子的百分数， 从而使化学反应速率增大=iC 升高温度能使化学反应速率增大的主要原因 是增加了反应物分子中活化分子的百分数讨论：lv把食物放在冰箱里就能延长保鲜期而不容易变质。温度2、加酶洗衣粉的去污能力比普通洗衣粉要强 得多。催化剂1!3、实验室进行化学反应时，通常把一些固体 物质溶于水配成溶液再进行反应。反应物状态4、向炉膛鼓风，炉子中的火就会越烧越旺浓度5、木材用来燃烧，劈开来燃烧得比较旺。接触面积1淀性观察化学反应速率的方法 冒气泡的快慢 颜色变化的快慢 固体溶解的快慢 浑浊程度 温度变化的快慢等化学反应速率图像及其应用1.物质的量(或浓度)时间图像及应用例如：某温度时，在定容(V L

14、)容器中，X、Y、Z三种物质的 物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图像可进行如下计算：_ v(X)mol/(L.s), Y的转化率晋 X100%。(2) X、Y、乙种物质的化学计量数之比为：(珂一电)：(n2-n3) n2例题某温度时，在2 L容器中，图23反应开始至2 min, Z的平 均反应速率为X、Y、Z三种物质的物质 的量随时间变化曲线如图 所示。由图中数据分析， 该反应的 化学方程式为:积累成解题技能八勺【实验探究6】“定多变一法”突破变量探究型实验题典题例证、（宁夏理综，10）硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为：Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2T+S；+H

15、2O?T列各组实验中最先出现浑浊 的是（D实验反应温 度/cNa2S2O3 溶液稀 H2SO4H2OV/mLc/(mol-L1)V/mLc/(molL-1)V/mLA2550.1100.15B2550.250.210C3550.1100.15D3550.250.2101铁粉与足量1 mol/L盐酸反应，为了加快反应速率且不影响产生氢气的量可以加入(B)2 mol/L的硝酸溶液少*CuS04(s)少量铜粉少量CH3C00Na (s)对溶液加热向反应液中通入HC1气体加入过量铁粉将铁粉改为铁片A.C.B.D.2.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

16、：2A(g)+B(g)2C(g)o若经2 s后测得C的浓度为0.6 mol L现有下列几种说法: 用物质A表示的反应的平均速率为03 mol L-i- s-i 用物质B表示的反应的平均速率为0. 6 molL-i - s-i 2 s时物质A的转化率为70% 2 s时物质B的浓度为0. 7 molL其中正确的是(B)A. B. C. D.厂典型例题解析【3】pH相同，体积也相同的盐酸与醋酸溶液，分别同时与过量 的锌粒(大小相同)反应，正确的描述为(C)A开始时产生氢气的速率：v(HC1)v(CH3COOH)B开始时产生氢气的速率：v(HC1) v(HCl)【终产生氢气的量:n(HCl) = n(

17、CH3COOH)4已知某反应温度每升高10C,反应速率增大为原来的3倍，在10C时完成该反应的10%需要81min,将温度提高到50 C,完成该反应的10%需要时间60 s。【5】如Zn与足量盐酸 的反应，反应速率随 时间的变化出现如下 情况，请解释原因。【6】已知氯酸钾和亚硫酸氢钠发生氧化还原反应时, 生成一1价的氯和+6价的硫的化合物，反应速率v和 反应时间t的关系如右图所示.已知这个反应速率随溶液中氢离子浓度增大而加快o试解释:(1)为什么开始时反应速率加快?反应开始时，产生H+,使c(H+)增加，C1O3-氧化性增一定程度后又减慢?随着反应的不断进行，c (C1O3-) 不断减小，故反

18、应速率减小。11等质量的铁与过量的盐酸在不同的试验条件下进行反应，测定 在不同时间t产生氢气体积V的数 据，根据数据绘制得到图1,则 曲线a、b、c、d所对应的试验组 别可能是AC)图1组别c(HCl)(irolL *)温度212.025块状22.53032.550块状斗2.530输未状0A. 4-3-2-1 B. 1-2-3-4 C. 3-4-2-1 D. 1-2-4-3【例13】丙酮和碘在酸性溶液中发生以下反应： CH3COCH3+I2-CH3COCH2I+H+I-, 25 C 时，该反 应速率由下列经验公式决定：v=k c(CH3COCH3) c(H+),(式中k为速率常数，k=2.73X10-5L.mol1.s