化学反应速率及其影响因素

第一页，共三十三页，编辑于2023年，星期日2了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。理解外界条件（浓度、温度、压强、催化剂等）对反应速率的影响，认识其一般规律。了解化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域中的作用。复习目标第二页，共三十三页，编辑于2023年，星期日3复习化学反应速率，应从概念内涵入手，把握概念的应用条件，对概念的内容进行分类梳理，仔细分析外在条件对化学反应速率的影响情况，为化学平衡内容的复习打好基础。从内容框架的构建上看，可建立如下复习思路：建立概念→表示方法→内在因素→外在因素→注意事项。总结有关化学反应速率的计算类型，在计算中要注意把握好时间、体积、物质的量、物质的量浓度等几个因素的运用以及单位换算。复习建议第三页，共三十三页，编辑于2023年，星期日一、化学反应速率1.表示：用单位时间内反应物或生成物的物质的量浓度的改变量来表示。2.公式：V=△c╱△t=(c(大)-c(小))╱△t=△n╱(v·△t)3.单位：mol/(L·s)、mol/(L·min)、mol/(L·h)。4.意义：衡量化学反应进行的快慢程度。5.特点：①同一化学反应用不同物质浓度的改变量表示速率，数值可能不同，但表示意义相同。因此，在表示化学反应速率时，必须注明表达对象。②同一化学反应中，若用不同的物质表示的反应速率之比一定等于它们的化学计量数之比。如对任一化学反应aA+bB==cC+dD，则有v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=a∶b∶c∶d=△n(A)∶△n(B)∶△n(C)∶△n(D)③一般来说，化学反应速率随反应的进行而不断改变。因此，某一段时间内的反应速率，实际是一段时间内的平均速率，而不是指即时速率。④不能用固体或纯液体来表示化学反应速率。4第四页，共三十三页，编辑于2023年，星期日训练与体验练习15将4molA和2molB在体积为2L的密闭恒容容器中进行反应：2A(s)+B(g)==2C(g)，若经2s后测得C的浓度为0.6mol/L，现有下列说法中正确的是（D）A.用物质C表示反应的平均速率为0.15mol/(L·s)B.用物质A表示反应的平均速率为0.30mol/(L·s)C.2s时物质A的转化率为70%D.2s时物质B的浓度为0.7mol/L若物质A的转化率为30%，那么，物质B的转化率为多少？你能迅速得出答案吗？从中你发现了什么规律？如何证明你所得结论的正确性？第五页，共三十三页，编辑于2023年，星期日思考与感悟6证明：对任一化学反应aA+bB==cC+dD，假设有xmolA和ymolB参与反应，在反应的某一时段，设A若消耗了nmol，B若消耗了mmol，则有：

aA+bB==cC+dDabnmm=nb/a(mol)那么A的转化率=n/x；B的转化率=m/y=nb/ay当x/y=a/b时，即y=xb/a；那么B的转化率=nb/ay=n/x=A的转化率结论：同一反应中不同反应物的转化率关系当反应物的物质的量与方程式计量系数成比例时，在相同反应时段，它们的转化率是相同的。当反应物的物质的量与方程式计量系数不成比例时，在相同反应时段，它们的转化率是不相同的。其中，含量少的反应物，它的转化率较大。第六页，共三十三页，编辑于2023年，星期日训练与体验练习27在下列事实中，什么因素影响了化学反应的速率？⑴集气瓶中有H2和Cl2的混合气体，在瓶外点燃镁条时发生爆炸。光；⑵黄铁矿煅烧时要粉碎成细小的矿粒。反应接触面积；⑶KI晶体和HgCl2晶体混合后无明显现象，若一起投入水中，很快生成红色HgI2沉淀。反应接触面积;⑷熔化的KClO3放出气泡很慢，撒入少量MnO2很快产生气体。催化剂；⑸同浓度、同体积的盐酸中放入同样大小的铁片和镁条，镁条产生气体的速率明显比铁片快。反应物本身的性质；⑹同样大小的石灰石分别在0.1mol/L的盐酸和1mol/L的盐酸中反应速率却并不相同。反应物浓度；⑺夏天的食品易变霉，冬天就不易发生该现象。反应的温度。

第七页，共三十三页，编辑于2023年，星期日二、化学反应速率的影响因素1.化学反应速率理论⑴有效碰撞：反应物分子之间能发生反应的碰撞。发生条件：①分子具有较高的能量；②分子在一定方向上发生碰撞。⑵活化分子：化学反应中，能量较高、有可能发生有效碰撞的分子。⑶活化能：活化分子的平均能量与所有分子的平均能量之差。2.化学反应速率的影响因素⑴内因：反应物本身性质是决定化学反应速率的重要因素。⑵外因：对于同一化学反应，改变外界条件可以改变化学反应速率。①浓度：增大反应物浓度，反应速率加快；减小反应物浓度，反应速率减慢。②压强：对于有气体参与的反应，增大反应体系的压强会加快化学反应速率，减小反应体系的压强会减慢化学反应速率。③温度：升高温度，化学反应速率加快，降低温度，化学反应速率减慢。④催化剂：使用催化剂能改变化学反应速率。⑤其他因素：光、电磁波、超声波、反应接触面积、溶剂的性质等。8第八页，共三十三页，编辑于2023年，星期日思考与感悟9外界条件对活化分子数与活化分子百分数的影响：单位体积内有效碰撞次数化学反应的速率分子总数活化分子数活化分子百分数增大反应物浓度增大增大不变增大加快增大压强增大增大不变增大加快升高温度不变增大增大增大加快使用正催化剂不变增大增大增大加快第九页，共三十三页，编辑于2023年，星期日3.化学反应速率影响因素的原因分析4.化学反应速率影响因素的注意问题①由于纯液体或固体的浓度是不变的，所以改变纯液体或固体的用量，不会影响反应速率；②改变体系的压强，若不能改变反应物的浓度，则不能改变反应速率。10二、化学反应速率的影响因素第十页，共三十三页，编辑于2023年，星期日训练与体验练习311如图所示，在2个体积相同的密闭容器中，一定的温度下进行反应，并已达到平衡状态：2NO2(g)N2O4(g)。请根据下列要求回答问题：①用V(NO2)表示平衡后2s内该反应速率，V(NO2)=0mol/(L·s)②此时V(正NO2)=V(逆NO2)>0mol/(L·s)③若在恒容容器中注入一定量的氦气，则容器的压强将增大；V(NO2)将保持不变；化学反应平衡将不发生移动。④若在恒容容器中注入一定量的NO2气体，此时容器的压强将增大；V(正NO2)将增大；V(逆NO2)将不变；化学反应平衡将向正方向移动。⑤若在恒压容器中注入一定量的氦气，此时容器的压强将保持不变；化学反应平衡向逆反应方向移动；V(正NO2)将减小，V(逆NO2)将减小，且V(正NO2)<V(逆NO2)。第十一页，共三十三页，编辑于2023年，星期日思考与感悟12注意：①正逆反应速率的相对大小决定平衡的移动方向；②利用平衡移动原理可以反推外界条件对正逆反应速率的影响。四大因素对可逆反应中正逆反应速率的影响规律：①增大(或减小)反应物浓度，则会增大(或减小)正反应速率；增大(或减小)生成物浓度，则会增大(或减小)逆反应速率；②升高(或降低)反应温度，则会加快(或减慢)反应速率，且温度对吸热反应速率的影响比放热反应速率的影响大。③增大(或减小)体系压强，则会加快(或减慢)反应速率，且压强对缩体反应速率的影响比对扩体反应速率的影响大。若是体积恒等的可逆反应，改变压强对正逆反应速率的影响一样大。④使用催化剂对正逆反应速率的影响一样大。第十二页，共三十三页，编辑于2023年，星期日训练与体验练习413在密闭容器中进行着如下可逆反应，并达到平衡状态：A(s)+B(g)2C(g)；△H<0请根据下列“反应速率—时间”图像中的要求，画出以下改变后的“反应速率—时间”图像：说一说：根据可逆反应中正逆反应速率的影响规律，得出的正逆反应速率的大小关系所决定的平衡移动方向，与根据平衡运动原理得出的结论是否吻合？第十三页，共三十三页，编辑于2023年，星期日训练与体验练习514按图安装两套装置，通过分液漏斗分别加入40mL1mol/L和40mL4mol/L的硫酸，比较二者收集10mLH2所用的时间。实验现象：两套装置中加入H2SO4溶液后都立即产生气泡，但加1mol/L硫酸的装置中产生气泡的速率较慢，收集10mLH2用的时间较长；加入4mol/L硫酸的装置中产生气泡的速率较快，收集10mLH2用的时间较短。实验结论：通过两套装置收集10mLH2所用的时间就能比较二者反应速率的大小。用时间少的反应速率大，用时间多的反应速率小，进而计算出各自的反应速率。第十四页，共三十三页，编辑于2023年，星期日

化学反应的速率是通过实验测定的，与其中任何一种化学物质的浓度（或质量）有关的性质在测量反应速率时都可以加以利用，包括能够直接观察的某些性质，如产生气体的体积和体系压强，也包括必须依靠科学仪器才能测量的性质，如颜色深浅、光的吸收、光的发射、导电能力等。在溶液中，当反应物或产物本身有比较明显的颜色时，人们常常利用颜色深浅与显色物质浓度之间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。三、反应速率的测定15第十五页，共三十三页，编辑于2023年，星期日测验与反思16测试题1少量铝粉与100mL1.0mol/L的稀盐酸反应，反应速率很快。为了减慢此反应速率而不改变H2的产量，一定可以采用的方法有①③④⑥。①加H2O②加NaOH固体③加CH3COONa固体④加NaCl溶液⑤滴入几滴硫酸铜溶液⑥用等质量的铝片替代铝粉⑦改用10mL0.1mol/L盐酸第十六页，共三十三页，编辑于2023年，星期日测验与反思17测试题2下列说法正确的是(C)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），可增加活化分子的百分数，从而使反应速率增大。C.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。D.催化剂能增大单位体积内活化分子的百分数，使平衡转化率增大。第十七页，共三十三页，编辑于2023年，星期日测验与反思18测试题3可逆反应aA(g)+bB(g)cC(g)，改变温度（其他条件不变）、压强（其他条件不变）对上述反应正、逆反应速率的影响分别如下图所示，以下叙述正确的是(C)A.a+b>c，正反应为放热反应B.a+b<c，正反应为吸热反应C.a+b>c，正反应为吸热反应D.a+b<c，正反应为放热反应第十八页，共三十三页，编辑于2023年，星期日思考与感悟19一、计算化学反应速率的常见方法：①根据基本公式计算：V=△C╱△t=△n╱V△t=……②根据反应方程式计算：找出各物质的起始量、转化量、某时刻量（三段论），其中转化量（或改变量）与计量系数成正比，按比例计算。例如：反应2A(g)+3B(g)====2C(g)起始浓度(mol/L)abc转化浓度(mol/L)-x-1.5x

+x—改变量与计量系数成正比某时刻浓度(mol/L)a-xb-1.5xc+x③根据计量系数比计算：同一化学反应中，若用不同的物质表示的反应速率之比一定等于它们的化学计量数之比。④根据图像，读取相关数据，计算反应速率。⑤根据数据分析计算反应速率。第十九页，共三十三页，编辑于2023年，星期日分类分析20例题1在25℃时，向100mL3mol/L的盐酸溶液里放入10.0g碳酸钙（反应前后溶液体积变化忽略不计），反应开始至2min末收集到标况下1.12L气体。在此之后，又经过3min碳酸钙恰好完全溶解。则：（1）在前2min内用CaCl2表示的平均反应速率是多少？（2）在后3min内用HCl表示的平均反应速率是多少？（3）前2min与后3min相比，反应速率哪个较快？为什么？试解释原因。解答：n(HCl)=0.1L×3mol/L=0.3mol；n(CaCO3)=10.0g÷100g/mol=0.1mol；n(CO2)=1.12L÷22.4L/mol=0.05mol。（1）则2min末，各物质的物质的量为：物质的量CaCO3(s)+2HCl(aq)==CaCl2(aq)+CO2(g)+H2O反应前：0.10.300改变量：

-0.05-0.1+0.05+0.05反应后：

0.050.20.05

0.05则V(CaCl2)=△C╱△t=△n╱(V•△t)=0.05mol╱(0.1L×2min)=0.25mol/L·min第二十页，共三十三页，编辑于2023年，星期日分类分析21例题1在25℃时，向100mL3mol/L的盐酸溶液里放入10.0g碳酸钙（反应前后溶液体积变化忽略不计），反应开始至2min末收集到标况下1.12L气体。在此之后，又经过3min碳酸钙恰好完全溶解。则：（1）在前2min内用CaCl2表示的平均反应速率是多少？（2）在后3min内用HCl表示的平均反应速率是多少？（3）前2min与后3min相比，反应速率哪个较快？为什么？试解释原因。解答：（2）在后4min内，各物质的物质的量为：物质的量CaCO3(s)+2HCl(aq)==CaCl2(aq)+CO2(g)+H2O反应前：0.050.20.05

0.05（前2min末即后3min的起始）改变量：

-0.05-0.1+0.05+0.05反应后：

00.10.1

0.1则V(HCl)=△C╱△t=△n╱(V•△t)=0.1mol╱(0.1L×3min)=0.33mol/L·min(3)前2min：V(HCl)＇=2V(CaCl2)=2×0.25mol/L·min=0.5mol/L·min>V(HCl)

第二十一页，共三十三页，编辑于2023年，星期日分类分析22例题2在298K时，实验测得溶液中的反应：H2O2+2HI2H2O+I2，在不同浓度时的化学反应速率见下表，由此可推知当c(HI)=0.500mol/L,c(H2O2)=0.400mol/L时反应速率为

0.152mol/(L·s)。实验编号12345c(HI)mol/L0.1000.2000.3000.1000.100c(H2O2)mol/L0.1000.1000.1000.2000.300vmol/(L·s)0.007600.01530.02270.01510.0228第二十二页，共三十三页，编辑于2023年，星期日分类分析23例题3某温度时，在体积为5L的定容容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图象可进行如下计算：㈠在30s时用X表示的平均反应速率是

2.4mol/(L·min)㈡在30s时Y的转化率是

50%。㈢反应前与30s时，容器中压强之比是

5∶4。㈣用X、Y、Z表示该反应的方程式。

2X+Y2Z。第二十三页，共三十三页，编辑于2023年，星期日思考与感悟24二、化学反应速率的图像及其应用：㈠“物质的量（或物质的量浓度）—时间”图像：①哪些是反应物，哪些是生成物；②该反应是可逆反应还是不可逆反应；③反应什么时候达到平衡（或反应结束）④计算某物质在特定时间段的反应速率⑤计算该反应的计量系数比⑥计算某反应物的转化率⑦若是气体，还可以计算反应前后各气体的体积分数、密度、压强变化等等⑧……说一说：你能从图中看出什么？第二十四页，共三十三页，编辑于2023年，星期日在一定温度下的定容容器中，合成某种常见的固态有机氮肥，其物质的量浓度随时间的变化曲线如图所示。根据图象回答下列问题：㈠30min内CO2的平均反应速率是1.6

mol/(L·h)㈡在30s时NH3的转化率是(留2位有效数字)

57%。㈢写出该反应的化学方程式

CO2(g)+2NH3(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)

。㈣不能用来表示该反应达到平衡状态的标志是（填写序号）

③

。①体系的气压不再发生改变；②容器内气体的密度不再发生改变；③气体平均摩尔质量不再发生改变；④容器中固体质量不再发生改变；⑤NH3物质的量浓度不再发生改变；⑥容器中气体总物质的量不再发生改变。牛刀小试25练习6第二十五页，共三十三页，编辑于2023年，星期日已知A、B、C都是气态物质。在一定温度下的密闭容器中进行反应，其物质的量浓度随时间的变化曲线如图所示。以下说法中正确的是（C）A.该反应方程式可表示为：3A+B==2CB.15min时，升高了反应体系的温度C.15min时，使用了正催化剂D.15min时，增大了反应体系的压强牛刀小试26练习7第二十六页，共三十三页，编辑于2023年，星期日思考与感悟27㈡“反应速率|时间”图像

：试一试：根据图像填写下列表格平衡体系条件变化速率变化平衡变化速率变化曲线任何一个平衡体系增大反应物浓度v正增大，v逆不变则v正>v逆正向移动减小反应物浓度v正减小，v逆不变则v逆>v正逆向移动增大生成物浓度v逆增大，v正不变则v逆>v正逆向移动减小生成物浓度v逆减小，v正不变则v正>v逆正向移动第二十七页，共三十三页，编辑于2023年，星期日思考与感悟28㈡“反应速率|时间”图像

：试一试：根据图像填写下列表格逆向为缩体反应增大压强v逆增加快则v逆>v正逆向移动逆向为吸热反应升高温度逆向为缩体反应减小压强v逆减小快则v正>v逆正向移动逆向为吸热反应降低温度正向为缩体反应增大压强v正增加快则v正>v逆正向移动正向为吸热反应升高温度正向为缩体反应减小压强v正减小快则v逆>v正逆向移动正向是吸热反应降低温度第二十八页，共三十三页，编辑于2023年，星期日挑战与提高练习829在密闭容器中进行着以下四个反应中的某个反应，并达到平衡状态：①2A(g)B(g)；△H<0②A(s)+2B(g)C(g)+D(g)；△H>0③2A(g)B(g)+C(g)；△H>0④A(s)+B(g)2C(g)；△H<0下列“反应速率—时间”图像是改变影响反应速率的一个条件(如：浓度、温度、压强或使用催化剂）所形成的结果。㈠该密闭容器中进行的反应是（填写序号）①；㈡改变的条件