第一节化学反应速率及影响因素

化学选修4第二章第一节化学反应速率

化学反应速率：衡量化学反应进行的快慢程度。一、化学反应速率1.概念及计算公式

对于反应体系体积不变的化学反应，通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增大来表示化学反应速率计算公式单位mol·L-1·min-1mol·L-1·s-1化学反应速率常用单位:mol/(L·s)或mol/(L·min)2.应用中应注意的问题①概念中的反应速率实际上是某段时间内的平均反应速率,是正值。②浓度仅指溶液或气体，

固体和纯液体无浓度可言。例题：

在密闭容器中充入SO2和O2，发生反应：2SO2+O22SO3(g)

经过1min，SO2的浓度的减少量为2mol/L，求该化学反应的速率？v(SO2)=2mol/(L.min)在2L的密闭容器中，加入1molN2和3molH2，发生N2+3H2=

2NH3

，在2s末时，测得容器中含有0.4mol的NH3，求该反应的化学反应速率。起始浓度(mol/L)终点浓度(mol/L)

变化浓度(mol/L)

0.51.500.20.20.30.10.41.2（L·s）（L·s）（L·s）

同一个反应，用不同的物质来表示反应速率，数值是不一样的，所以应注明是由哪种物质表示的。

同一反应中，各物质的速率之比等于他们在化学方程式中的化学计量数之比。如在N2+3H2=

2NH3

中，v(N2):v(H2):v(NH3)=1:3:2结论1常见题型举例1、用不同的物质来表示反应速率例1、反应4NH3+5O2===4NO+6H2O在5L的密闭容器中进行，30s后，NO的物质的量增加了0.3mol，则此反应的平均速率可表示为（）A、v(O2)=0.01mol/（L·s）

B、v(NO)=0.008mol/（L·s）C、v(H2O)=0.003mol/（L·s）

D、v(NH3)=0.002mol/（L·s）

v(NO)=0.3/（5×30）=0.002mol/（L·s）

催化剂CD2、比较反应速率的快慢例2、反应A+3B==2C+2D在四种不同情况下的反应速率分别为①VA=0.15mol·L-1·s-1②VB=0.6mol·L-1·s-1

③Vc=0.4mol·L-1·s-1④VD=0.45mol·L-1·s-1

则该反应在不同条件下速率快慢顺序是④﹥②=③﹥①结论2：在同一反应中，反应速率的快慢不能单纯地看数值大小。应化为同一种物质的反应速率再进行比较。3、根据各物质的反应速率之比写出化学方程式。例、某温度下，浓度都是1mol/L的两种气体X2和Y2，在密闭容器中反应生成气体Z，经过tmin后，测得物质的量浓度分别为:c(X2)=0.4mol/L,c(Y2)=0.8mol/L,c(Z)=0.4mol/L,则该反应的反应方程式可表示为：3X2+Y2===2Z3X2+Y2===2X3Y习题、把0.6molX气体和0.4molY气体混合于2L容器中，发生反应：3X(g)+Y(g)=nZ(g)+2W(g).5min末已生成0.2molW，若测知以Z浓度的变化来表示平均速率为0.01mol/(L·min),则

(1)上述反应Z气体的计量系数n的值是______(2)上述反应在5min末时，已用去的Y占原来物质的质量分数是__________125%习题：一定温度下，向一个容积为2L的事先装入催化剂的真空密闭容器中通入1mol氮气和3mol氢气，3min后测得容器内的压强是起始时压强的0.9倍，在此时间内，用氢气的量的变化来表示的该反应的平均反应速率v(H2)是：A、0.2mol/(L·min)B、0.6mol/(L·min)C、0.1mol/(L·min)D、0.3mol/(L·min)C习题：已知反应N2+3H22NH3

，根据下图判断1、A是______物质的量浓度变化情况2、C是______物质的量浓度变化情况3、2分钟内N2的平均速率是多少？H2NH30.5mol/(L·min)根据下图回答：1、反应物是__________.2、2min内A的平均速率是________3、写出化学方程式A、B2.5mol/(L·s)5A+4B4C讨论2H2+O2==2H2O1.H2与O2间分子要发生反应则分子间首先要_____碰撞2.是不是每一次碰撞都能发生化学反应呢？3.能发生化学反应的碰撞称为有效碰撞4.发生有效碰撞的条件是什么？分子有足够的能量及合适的取向5.具有足够高的能量，能发生有效碰撞的分子叫做活化分子发生有效碰撞的分子一定是活化分子，但活化分子的碰撞不一定是有效碰撞。结论：三、碰撞理论见书p2.6、什么是活化能？活化分子高出反应物分子平均能量的部分能量反应过程E1E2反应物生成物活化分子活化能活化分子变成生成物分子放出的能量反应热碰撞理论要点①反应物分子之间发生碰撞是化学反应发生的先决条件。②只有活化分子之间采取合适的取向的碰撞才是有效碰撞。③能发生反应的碰撞叫有效碰撞。④能发生有效碰撞的能量较高的分子叫活化分子。反应速率理论本质探讨分子运动相互碰撞分子具有足够能量活化分子有合适的取向有效碰撞化学反应碰撞理论四、外界条件对反应速率的影响内因：反应物的分子结构（主）外因：浓度、温度、压强、催化剂（次）1、浓度对反应速率的影响[实验]在两支装有少量大理石的试管里，分别加入等体积1mol/L和0.1mol/L的盐酸[现象]加入1mol/L盐酸的试管产生气体速度更快。[结论]其他条件不变，增大反应物的浓度，可以增大化学反应速率；减小反应物的浓度，可以减小化学反应速率反应物浓度与有效碰撞次数关系在其他条件不变时，对一个反应来说，活化分子在反应中所占的百分数是一定的。因此单位体积内活化分子的数目与单位体积内反应物分子的总数成正比，也就是和反应物的浓度成正比。当浓度增大时，单位体积内活化分子的数目增加，（但百分数不变）有效碰撞的次数也增多，反应速率增大。浓度增大单位体积内活化分子的数目增大碰撞机会增多有效碰撞增多反应速率增大

1、浓度对反应速率的影响，只适用于气体与液体，不适用于固体备注

2、反应速率快慢与浓度有关，而与物质的总量无关2、压强对化学反应速率的影响在温度一定时，一定量气体的体积与其所受压力成反比当压强增加到原来的2倍时，气体的体积就缩小到原来的1/2，单位体积内的分子数就增大到原来的2倍。即气体反应物的浓度增大，反应速率增大。结论对有气体参加的反应，若其他条件不变，增大压强，反应速率加快；减小压强，反应速率减慢备注1、全部由固体或液体参加的反应，压强的改变对反应速率没有影响

2、压强对反应的影响本质上是浓度的影响。当用不同方法改变反应的压强时，应从本质出发，具体分析。若气体反应物浓度增大，则反应速率增大。若浓度不变，则反应速率不变；浓度减小，反应速率减小。例、在一密闭容器中，加入SO2和O2发生2SO2+O2=2SO3，试分析下列情况对反应速率的影响。1、容器体积变为原来的2/3气体反应物浓度增大反应速率增大2、容器体积不变，加入SO2，（O2）气体反应物浓度增大反应速率增大3、恒温、恒容时，充入惰性气体浓度不变反应速率不变体积不变4、恒温、恒压时，充入惰性气体要保持压强不变体积增大浓度减小反应速率减慢备注1.化学反应Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑，生成物中有气体，反应物中无气体，增大压强，化学反应速率不增大，减小压强，化学反应速率也不减小。2.对于反应物和生成物都有气体参加的可逆反应，增大体系的压强，反应物和生成物的浓度都增大，所以正反应速率和逆反应速率都增大，但增大倍数可能不同。3、温度对化学反应速率的影响当其他条件不变的的情况时，升高温度可以增大反应速率。结论[原理]升高温度时反应物的能量增加，使一部分原来能量较低的分子变为活化分子，增加了反应物中活化分子的百分数，从而使有效碰撞的次数增多，反应速率加快。[经验规律]温度每升高10℃，化学反应速率通常增大到原来的2~4倍。升高温度，反应物能量增加活化分子增多有效碰撞增多反应速率增大1、温度对反应速率的影响，无论是放热反应，还是吸热反应都适用。2、温度对反应速率的影响，无论固体、液体、气体都适用。3、对于可逆反应，升高体系的温度，正反应速率和逆反应的反应速率都增大，但增大程度不同。对吸热反应方向的速率影响比较大。备注结论催化剂能够改变化学反应速率催化剂有正、负之分。能加快化学反应速率的催化剂叫正催化剂能减慢化学反应速率的催化剂叫负催化剂4、催化剂对化学反应速率的影响正催化剂能加快反应速率的原因。它能够降低化学反应所需要的能量，使更多的反应物分子成为活化分子，增加了单位体积内活化分子数。催化剂反应所需能量降低活化分子增多反应速率加快对于可逆反应，同一催化剂能同等程度的改变正逆反应速率。5、其他因素对化学反应速率的影响光、超声波、放射线、电磁波、反应物颗粒大小、溶剂等对反应速率也有影响。在各种外界条件中，温度对反应速率的影响能适应所有的反应。反应条件影响原因结论（1）增大反应物浓度单位体积内分子数增加，活化分子数相应增加（活化分子百分数不变）。单位体积内活化分子数增加，有效碰撞次数增多，反应速率加快。（2）增加气体压强（3）升高温度反应物分子能量增加，活化分子数增加（百分数增加）（4）合适催化剂降低反应所需的能量，使活化分子数增加（百分数增加）化学反应速率与外界条件的关系例1、增大反应物的浓度使反应速率加快的主要原因（）对于气体参与体系增大压强使反应速率加快的主要原因是（）升高温度使反应速率加快的主要原因是（）A、活化分子百分数不变，但提高单位体积内活化分子的总数B、增大分子的运动速率而使有效碰撞增加C、升高反应物分子的能量，使活化分子的百分数增加D、降低反应所需的能量，使活化分子百分数增加AAC例2、把下列四种X溶液分别加进4个均盛有10mL2mol/L盐酸的烧杯中，并立即都加入水稀释至50mL，此时X和盐酸进行反应，其中反应速率最快的是A、20mL,2.5mol/LB、20mL,2mol/LC、10ml,5mol/LD、30mL,2mol/LD例3、对10mL1mol/L盐酸与一小块大理石的化学反应CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2