第二章第一二节 速率和影响因素

1、第二章第二章 化学反应速率和化学平衡化学反应速率和化学平衡 第一节第一节 化学反应速率化学反应速率 一、化学反应速率一、化学反应速率 1.1.概念：概念：用来衡量化学反应进行快慢的物理量用来衡量化学反应进行快慢的物理量。 2.2.表示方法：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。增加来表示。 mol/(Ls)mol/(Lmin) 表达式：表达式：单位：单位： （1 1）化学反应速率为平均速率，取正值。）化学反应速率为平均速率，取正值。 （2 2）适于溶液中的溶质或容积不变的容器中的气体。）适于溶液中的溶质或容积不变的

2、容器中的气体。 （3 3）同一反应，用不同物质表示的反应速率，其数值可）同一反应，用不同物质表示的反应速率，其数值可 能不同，但意义相同，数值之比等于方程式计量数之比。能不同，但意义相同，数值之比等于方程式计量数之比。 3 3、常见题型、常见题型 （1 1）同一反应不同条件下反应速率的比较）同一反应不同条件下反应速率的比较 例例1 1 在四个同样的密闭容器中发生反应：在四个同样的密闭容器中发生反应：A(gA(g) )3B(g) 3B(g) 2C(g)2C(g)，在同一时间内测得容器内的反应速率，在同一时间内测得容器内的反应速率 甲：甲：v v(A(A) )3 mol/(L3 mol/(Lmin

3、min) )；乙：；乙：v v(B(B) )4.5 mol/(L4.5 mol/(Lminmin) )； 丙：丙：v v(C(C) )4 mol/(L4 mol/(Lminmin) )；丁：；丁：v v(A(A) )0.075 mol/(L0.075 mol/(Ls s) )。 若其他条件相同，只有温度不同，则四个容器内温度最高的是若其他条件相同，只有温度不同，则四个容器内温度最高的是 A A甲甲 B B乙乙 C C丙丙 D D丁丁 （2 2）三段式计算格式）三段式计算格式 D （3 3）化学反应速率图像与计算）化学反应速率图像与计算 例例33一定温度下，在一定温度下，在2 L2 L的密闭容器

4、中，的密闭容器中，X X、Y Y、Z Z三种三种 气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示：气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示： 下列叙述正确的是（下列叙述正确的是（ ） A A反应开始到反应开始到10 s10 s末，用末，用Z Z表示的反应速率为表示的反应速率为0.158 mol/(L0.158 mol/(Ls s) ) B B反应开始到反应开始到10 s10 s末，末，X X的物质的量浓度减小了的物质的量浓度减小了0.79 mol/L0.79 mol/L C C反应开始到反应开始到10 s10 s时，时，Y Y的转化率的转化率 为为79.0%79.0% D D反应的化学方程式为反应的化学

5、方程式为 X(gX(g) )Y(g)Y(g) Z(gZ(g) ) C 【例【例1 1】已知已知Zn+HZn+H2 2SOSO4 4 = ZnSO = ZnSO4 4+H+H2 2,你有哪些方法可你有哪些方法可 测定该反应的化学反应速率？测定该反应的化学反应速率？ 二、化学反应速率的测定二、化学反应速率的测定 利用化学反应中，与任何一种化学物质的利用化学反应中，与任何一种化学物质的浓度浓度 （或质量）（或质量）相关的性质来测定。相关的性质来测定。 提示：提示：测定收集一定体积的测定收集一定体积的H H2 2时所用的时间。时所用的时间。 测定一段时间内溶液中测定一段时间内溶液中H H+ +浓度的变

6、化。浓度的变化。 测定一段时间内锌粒质量的变化。测定一段时间内锌粒质量的变化。 【例【例2 2】 （1 1） KMnOKMnO4 4与与H H2 2C C2 2O O4 4的反应方程式为：的反应方程式为： 2KMnO2KMnO4 4+5H+5H2 2C C2 2O O4 4+3H+3H2 2SOSO4 4 =K =K2 2SOSO4 4+2MnSO+2MnSO4 4+10CO+10CO2 2+8H+8H2 2O O，此，此 反应中，可通过测定反应中，可通过测定_ 来来 测定该反应的速率；测定该反应的速率； （2 2）NaNa2 2S S2 2O O3 3和和H H2 2SOSO4 4的反应方程

7、式为：的反应方程式为： NaNa2 2S S2 2O O3 3+H+H2 2SOSO4 4 = Na = Na2 2SOSO4 4+SO+SO2 2+S+H+S+H2 2O O， 该反应的速率可通过该反应的速率可通过_ 来测定。来测定。 溶液褪色所需要的时间溶液褪色所需要的时间 溶液出现浑浊所需要的时间溶液出现浑浊所需要的时间 第二节第二节 影响化学反应速率的影响化学反应速率的 因素因素 （1 1）碰撞过轻）碰撞过轻 （2 2）碰撞取向不好）碰撞取向不好 （3 3）活化分子的有效碰撞）活化分子的有效碰撞 HIHI分子的几种可能的碰撞模式分子的几种可能的碰撞模式 2HI = H2HI = H2

8、2 + I + I2 2 一、碰撞理论一、碰撞理论 普通普通 分子分子 + +活化活化 能能活化活化 分子分子 合理合理 取向取向 有效有效 碰撞碰撞 发生反应发生反应 一、碰撞理论一、碰撞理论 1 1、有效碰撞、有效碰撞 能引发化学反应的碰撞，称为有效碰撞。能引发化学反应的碰撞，称为有效碰撞。 发生有效碰撞的条件发生有效碰撞的条件 足够高的能量足够高的能量（活化分子）（活化分子） 合适的碰撞取向合适的碰撞取向 2 2、活化分子、活化分子 活化分子：具有较高能量能够发生有效碰撞的分子。活化分子：具有较高能量能够发生有效碰撞的分子。 活化能：活化分子多出普通分子的能量。活化能：活化分子多出普通分

9、子的能量。 活化分子百分数：活化分子百分数： （活化分子数（活化分子数/ /反应物分子总数）反应物分子总数）100%100% 1 1、浓度、浓度 浓度增大浓度增大 单位体积内活化分子数增大（活化分子百分数不变）单位体积内活化分子数增大（活化分子百分数不变） 有效碰撞几率增加有效碰撞几率增加 反应速率增大反应速率增大 结论：浓度大的结论：浓度大的 H H2 2C C2 2O O4 4 溶液先褪色 溶液先褪色 2 KMnO2 KMnO4 4 + 5 H + 5 H2 2C C2 2O O4 4 +3 H +3 H2 2SOSO4 4= K= K2 2SOSO4 4 +2 MnSO +2 MnSO4

10、 4 +10 CO +10 CO2 2+8 H+8 H2 2O O 规律：规律：其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以增大其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以增大 反应速率。反应速率。 二、影响反应速率的因素二、影响反应速率的因素 【实验【实验2-22-2】 此规律此规律只适用于气体或溶液中的反应只适用于气体或溶液中的反应，对于纯固体，对于纯固体 或纯液体反应物，其浓度是常数，改变它们的用量不会改或纯液体反应物，其浓度是常数，改变它们的用量不会改 变反应速率，但改变固体表面积（块状、粉末状）能改变变反应速率，但改变固体表面积（块状、粉末状）能改变 反应速率。反应速率。 随着反应的进行，反应物

11、的浓度逐渐减小，反应随着反应的进行，反应物的浓度逐渐减小，反应 速率也逐渐减小。速率也逐渐减小。 注意：注意： 1 1、一定条件下，在、一定条件下，在CaCOCaCO3 3( (块状块状)+2HCl=CaCl)+2HCl=CaCl2 2+H+H2 2O+COO+CO2 2 反应中，为了加快反应的速率，下列那些方法可行：反应中，为了加快反应的速率，下列那些方法可行： A A、增加、增加HClHCl的浓度的浓度 B B、加、加NaClNaCl溶液溶液 C C、增加同浓度盐酸的量、增加同浓度盐酸的量 D D、改加、改加CaCOCaCO3 3粉末粉末 练习：练习： E E、加醋酸钠固体、加醋酸钠固体

12、N2+3H2 2NH3 3、可逆反应：、可逆反应： 达到平衡后，达到平衡后， 作如下改变时，作如下改变时，v正 正、 、 v逆 逆怎样变化？ 怎样变化？ 其他条件不变，加入一定量的其他条件不变，加入一定量的N N2 2 其他条件不变，分离出部分其他条件不变，分离出部分NHNH3 3 正正 逆逆 正正 逆逆 v v t0 逆逆 正正 正正 逆逆 v v t0 2 2、反应：反应：3KSCN+FeCl3KSCN+FeCl3 3 = Fe(SCN)Fe(SCN)3 3+3KCl +3KCl 若在上述反若在上述反 应体系中加入应体系中加入KClKCl晶体，对反应速率有何影响？晶体，对反应速率有何影响？

13、 请根据浓度对化学反应速率的影响推出压强对化请根据浓度对化学反应速率的影响推出压强对化 学反应速率的影响情况。学反应速率的影响情况。 2 2、压强、压强 规律：对于有气体参加的反应，规律：对于有气体参加的反应，若其他条件不变，增大若其他条件不变，增大 压强，压强，气体体积缩小，浓度增大，气体体积缩小，浓度增大，反应速率加快。反应速率加快。 压强增大压强增大 气体气体体积减小体积减小 反应速率增大反应速率增大CC增大增大 思考思考: :在在N N2 2+3H+3H2 2 2NH 2NH3 3中，当其他外界条件不变时：中，当其他外界条件不变时： 、减小体系压强，该反应的速率怎么变？减小体系压强，该

14、反应的速率怎么变？ 、在反应中保持体系容积不变，充入、在反应中保持体系容积不变，充入N N2 2 ，反应的速率怎么，反应的速率怎么 变？变？ 、在反应中保持体系容积不变，充入、在反应中保持体系容积不变，充入HeHe，反应的速率怎么，反应的速率怎么 变？变？ 、在反应中保持体系压强不变，充入、在反应中保持体系压强不变，充入HeHe，反应的速率怎么，反应的速率怎么 变？变？ 【例【例1 1】对于反应对于反应N N2 2+O+O2 2=2NO=2NO在密闭容器中进行，下列在密闭容器中进行，下列 条件哪些不能加快该反应的化学反应速率（条件哪些不能加快该反应的化学反应速率（ ） A A、缩小体积使压强增

15、大、缩小体积使压强增大 B B、体积不变充入、体积不变充入 N N2 2 使压强增大使压强增大 C C、体积不变充入、体积不变充入 O O2 2使压强增大使压强增大 D D、使体积增大到原来的、使体积增大到原来的2 2倍倍 E E、体积不变充入氦气使压强增大、体积不变充入氦气使压强增大 DE 2 N He 【例【例2 2】在一可变的密闭容器中进行如下反应：在一可变的密闭容器中进行如下反应： 3Fe3Fe（s s）+ 4H+ 4H2 2O O（g g）= FeO= FeO（s s）+ 4H+ 4H2 2（g g），下列），下列 条件的改变对其反应速率如何变化？条件的改变对其反应速率如何变化？ 增

16、加增加FeFe的量的量 反应速率不变反应速率不变 保持容积不变，充入保持容积不变，充入N N2 2使体系压强增大使体系压强增大 反应速率不变反应速率不变 将容器的容积缩小一半将容器的容积缩小一半 反应速率增大反应速率增大 保持压强不变，充入保持压强不变，充入HeHe气气 反应速率减小反应速率减小 三、温度三、温度 【实验【实验2-32-3】 Na Na2 2S S2 2O O3 3+H+H2 2SOSO4 4=Na=Na2 2SOSO4 4+SO+SO2 2+S+H+S+H2 2O O 结论：其他条件不变，温度升高，反应速率加快。结论：其他条件不变，温度升高，反应速率加快。 温度升高，温度升高

17、， 一方面：反应物分子能量升高一方面：反应物分子能量升高 活化分子百分数增大（主要）。活化分子百分数增大（主要）。 2 2、一般，温度每升高、一般，温度每升高1010，速率增加，速率增加2-42-4倍。倍。 1 1、温度升高，吸热反应和放热反应的速率都增大。如可、温度升高，吸热反应和放热反应的速率都增大。如可 逆反应，升高温度，正、逆反应速率都增大。逆反应，升高温度，正、逆反应速率都增大。 另一方面：另一方面： 反应物分子能量升高，分子间碰撞频率增大。反应物分子能量升高，分子间碰撞频率增大。 这两方面都使分子间有效碰撞的几率增大，反应速率增大。这两方面都使分子间有效碰撞的几率增大，反应速率增大

18、。 注意：注意： 温度对反应速率的影响温度对反应速率的影响 四、催化剂四、催化剂 实验实验2-42-4结论：加入催化剂可以加快反应的速率结论：加入催化剂可以加快反应的速率. . 能量能量 反应过程反应过程 E1 E2 反应物反应物 生成物生成物 活化分子活化分子 活化能活化能 活化分子活化分子 变成生成变成生成 物分子放物分子放 出的能量出的能量 反应热反应热 没加催没加催 化剂化剂 加了催化剂加了催化剂 2 2、催化剂、催化剂参加反应，反应前后化学性质和质量不发参加反应，反应前后化学性质和质量不发 生变化生变化。 3 3、催化剂能同等程度的增大正逆反应速率。催化剂能同等程度的增大正逆反应速率

19、。 4 4、催化剂具有选择性、高效性。、催化剂具有选择性、高效性。 5 5、催化剂中毒：催化剂因接触少量的杂质活性明显催化剂中毒：催化剂因接触少量的杂质活性明显 下降甚至遭到破坏。下降甚至遭到破坏。 注意：注意： 1 1、催化剂改变反应途径，能够、催化剂改变反应途径，能够降低反应的活化能，降低反应的活化能，使使 更多的反应物分子成为活化分子，大大增加活化分子更多的反应物分子成为活化分子，大大增加活化分子 的百分数，从而使反应速率加快的百分数，从而使反应速率加快 五、其他条件：如光照、五、其他条件：如光照、反应物固体的颗粒大小反应物固体的颗粒大小、 电磁波、超声波、溶剂的性质，电磁波、超声波、溶

20、剂的性质，原电池原电池等，也会等，也会 对反应的速率产生影响。对反应的速率产生影响。 小结：影响化学反应速率的外因小结：影响化学反应速率的外因 影响影响 外因外因 单单 位位 体体 积积 内内 有效有效 碰撞碰撞 次数次数 反应反应 速率速率 分子分子 总数总数 活化活化 分子分子 数数 活化分活化分 子百分子百分 数数 增大反应物增大反应物 浓度浓度 增加增加增加增加不变不变增加增加加快加快 增大压强增大压强 增加增加增加增加 不变不变 增加增加加快加快 升高温度升高温度不变不变 增加增加增加增加增加增加加快加快 使用催化剂使用催化剂不变不变增加增加增加增加增加增加加快加快 【练习【练习1

21、1】在下列事例中，什么因素影响了化学反应速率：在下列事例中，什么因素影响了化学反应速率： （1 1）集气瓶中）集气瓶中H H2 2和和ClCl2 2的混合气体，在瓶外点燃镁条时发生爆的混合气体，在瓶外点燃镁条时发生爆 炸：炸：_。 （2 2）黄铁矿煅烧时要粉碎成颗粒：）黄铁矿煅烧时要粉碎成颗粒：_。 （3 3）熔化的）熔化的KClOKClO3 3放出气泡很慢，加入少量放出气泡很慢，加入少量MnOMnO2 2很快产生气体：很快产生气体： _。 （4 4）同浓度、同体积的盐酸放入同样大小的锌粒和镁条，产）同浓度、同体积的盐酸放入同样大小的锌粒和镁条，产 生气体有快有慢：生气体有快有慢：_。 （5

22、5）同样大小的石灰石分别在）同样大小的石灰石分别在0.1 mol0.1 molL L-1 -1的盐酸和 的盐酸和 1 mol1 molL L-1 -1的盐酸中反应速率不同： 的盐酸中反应速率不同：_。 （6 6）夏天的食品易霉变，而冬天不易发生该现象：）夏天的食品易霉变，而冬天不易发生该现象： _。 【练习【练习2 2】 下列说法正确的是（下列说法正确的是（ ） A.A.增大压强，活化分子数增加，化学反应速率一定增大增大压强，活化分子数增加，化学反应速率一定增大 B.B.升高温度，活化分子百分数增加，化学反应速率一定升高温度，活化分子百分数增加，化学反应速率一定 增大增大 C.C.活化分子间所

23、发生的分子间的碰撞为有效碰撞活化分子间所发生的分子间的碰撞为有效碰撞 D.D.加入反应物，使活化分子百分数增加，化学反应速率加入反应物，使活化分子百分数增加，化学反应速率 增大增大 E.E.催化剂能使不能发生的反应发生催化剂能使不能发生的反应发生 F.F.催化剂不参加反应，但能改变反应过程，改变反应的催化剂不参加反应，但能改变反应过程，改变反应的 活化能活化能 【练习【练习3 3】对于反应对于反应M+NPM+NP，如果温度每升高，如果温度每升高1010，反，反 应速率增加为原来的应速率增加为原来的3 3倍。在倍。在1010时完成反应的时完成反应的10%10%需要需要 54min54min，将温

24、度提高到，将温度提高到4040完成反应的完成反应的10%10%需要的时间为需要的时间为 ( ) ( ) A.2min A.2min B.3min B.3min C.6min C.6min D.9minD.9min 【练习【练习4 4】在密闭容器里，通入在密闭容器里，通入xmol H2和和y mol2()， 改变下列条件，反应速率将如何改变改变下列条件，反应速率将如何改变? (1)升高温度升高温度 ； (2)加入催化剂加入催化剂 ； (3)充入更多的充入更多的H2 ；(4)扩大容器的体积扩大容器的体积 ； (5)容器容积不变，通入氖气容器容积不变，通入氖气 。 【练习【练习5 5】如图是相同条件

25、下做如图是相同条件下做H H2 2O O2 2分解的对比实验时，放出分解的对比实验时，放出 O O2 2的体积随时间的变化关系示意图，的体积随时间的变化关系示意图，a a为使用催化剂，为使用催化剂，b b为不为不 使用催化剂，其中正确的图像是（使用催化剂，其中正确的图像是（ ） 【练习【练习6 6】向四个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的向四个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的SOSO2 2和和O O2 2， 开始反应时，按正反应速率由大到小排列顺序正确的是（开始反应时，按正反应速率由大到小排列顺序正确的是（ ） 甲甲 500 500 ，10 mol SO10 mol SO2 2和和5 m

26、ol O5 mol O2 2的反应的反应 乙乙 500 500 ，用，用V V2 2O O5 5作催化剂，作催化剂，10 mol SO10 mol SO2 2和和5 mol O5 mol O2 2的反应的反应 丙丙 450 450 ，8 mol SO8 mol SO2 2和和5 mol O5 mol O2 2的反应的反应 丁丁 500 500 ，8 mol SO8 mol SO2 2和和5 mol O5 mol O2 2的反应的反应 A.A.甲、乙、丙、丁甲、乙、丙、丁 B.B.乙、甲、丙、丁乙、甲、丙、丁 C.C.乙、甲、丁、丙乙、甲、丁、丙 D.D.丁、丙、乙、甲丁、丙、乙、甲 【练习【练习7 7】KClOKClO3 3和和NaHSONaHSO3 3间的反应生成间的反应生成ClCl- -和和H H+ +、SOSO4 42- 2-离 离 子的速度与时间关系如图所示，已知反应速率随子的速度与时间关系如图所示，已知反应速率随c(Hc(H+ +) )的的 增加而加快，试说明：增加而加快，试说明： (1)(1)为什么反应开始时，反应速率增大？为什么反应开始时，反应速率增大？ (2)(2)反应后期速率降低的主要原因是什么？反应后期速率降低的主要原因是什么？ 反应速率 反应速率 时间时间 将一定浓度的盐酸倒入碳酸钙中，若作如下