催化剂对化学反应速率的影响

第四章化学反应速率和化学平衡第一节化学反应速率反应进行的快慢——反应速率问题例如:

化学反应速率快慢(定性描述)爆炸反应和燃烧反应反应速率极快酸碱溶液的中和反应反应速率快多数有机反应反应速率慢石油的形成反应速率极慢化学反应速率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。浓度常用单位mol/L时间常用单位s或min化学反应速率常用单位mol/L·s或mol/L·min表达式：v=△c/△t一、化学反应速率的表示【例题】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。

N2+3H2=

2NH3起始浓度（mol/L）

0.51.502s末浓度（mol/L）

0.21.20.4v(N2)=(0.5-0.4)/2=0.05mol/L·sv(H2)=(1.5-1.2)/2=0.15mol/L·sv(NH3)=(0.2-0)/2=0.1mol/L·s观察并回答，分别用三种物质表示的反应速率之间有什么关系？问题1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我们得到的速率是指什么时候的速率？结论2、我们所说的速率是指在整个过程中的平均速率。且均为正值结论1问题2常见题型例举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·sB、v(NO)=0.008mol/L·sC、v(H2O)=0.003mol/L·sD、v(NH3)=0.002mol/L·sv(NO)=0.3/（5×30）

=0.002mol/L·s

2、比较反应速率的大小例、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3、在同一反应中，反应速率的大小不能单纯地看数值大小，所以反应速率的大小不能单纯地看数值大小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练习：

1、在2L的密闭容器中，发生下列反应：3A(g)+B(g)=2C(g)+D(g)。若最初加入的A和B都是4mol，在前10sA的平均反应速率为0.12mol/L·s，则10s时，容器中B的物质的量为

。

2、在一定条件下，在体积为VL的密闭容器中发生反应：mA+nB

pC。t秒末，A减少了1mol，B减少了1.25mol，C增加了0.5mol。则m∶n∶p应为() A．4∶5∶2 B．2∶5∶4 C．1∶3∶2 D．3∶2∶13.2mol

小结一、化学反应速率1、定义：化学反应速率是用表示化学反应快慢的物理量。通常是用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示。3、单位：mol／（L·s）或mol·L－１·s－１，

mol／（L·min）或mol·L－1

·min－1

2、表示方法：4、注意：一、化学反应速率（1）反应物转化浓度=起始浓度－终了浓度生成物转化浓度=终了浓度－起始浓度（2）化学反应速率不取负值（3）我们经常计算的反应速率通常是一段时间的平均速率。（4）对于反应mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g)，有：υ(A):υ(B):υ(C):υ(D)

=m:n:p:q作业：

(1)在一定条件下，密闭容器中合成氨，3H2+N2==2NH3，开始时测得[H2]=4mol/L，[N2]=1mol/L，2S末，测得[N2]=0.9mol/L。求VH2为多大？(2)实验室利用氯酸钾制氧气。某学生测得生成氧气的平均速率为0.01mol/L·min，氧气的密度z约为1.28g/L，欲制取500mL的氧气，需要时间为：A、2minB、4minC、6minD、8min(3)向2L的密闭容器(内有催化剂)充入2mol的SO2和1molO2，经2S，测得容器内有1mol的SO3，则该反应的速率可怎样表示。(4)在下列过程，需要加快化学反应速率的是A、钢铁腐蚀B、塑料老化C、食物腐烂D、工业炼钢(5)某温度时，图中曲线X，Y，Z是在2L容器中X，Y，Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线。由图中数据分析，该反应的化学方程式为＿＿＿＿；反应从开始计时，2分钟内Z的平均反应速率为____。化学反应速率的影响因素影响化学反应速率的因素有哪些呢？1、钠与水的反应速率要比镁与水的反应速率快得多。2、H2与F2的反应速率要比H2

与I2

的反应速率快得多。内因——物质本身的性质（决定性因素）浓度对化学反应速率的影响。

规律：其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以增大反应速率；减小反应物的浓度，可以减小化学反应的速率。注意：a、此规律只适用于气体或溶液的反应，对于纯固体或液体的反应物，一般情况下其浓度是常数，因此改变它们的量不会改变化学反应速率。

b、化学反应若是可逆反应，逆反应物或生成物的浓度改变，其正反应速率和逆反应速率的改变也符合上述规律。浓度对反应速率的影响当其他条件不变时

反应速率增大增大反应物浓度减小反应物浓度反应速率减小结论：三质量作用定律

与速率方程式内容：T一定，基元反应的反应速率与各反应物浓度幂的乘积成正比。表达式：基元反应：mA+nB→pD+qE

v=kcm(A)cn(B)说明：k

－速率常数元反应：mA+nB→pD+qE

v=kcm(A)cn(B)说明：

k与反应物的浓度c无关，与反应物的本性、温度及(有无)催化剂有关;k的意义：[反应物]=1mol

L-1时的反应速率;在相同条件下，

k↑，v↑;温度高k值愈大对元反应，根据质量作用定律可直接写出速率方程式；但对复合反应，需由实验测出。例如：H2+I2=2HI（复合反应）

I2(g)2I(g)快反应

H2(g)+2I(g)=2HI(g)慢反应v

=K2

c(H2)c(I)2=K2c(H2)K

c(I2)=k

c(H2)c(I2)四.反应级数(reactionorder)某反应：aA+bB→dD+eE

v=kcx(A)cy(B)说明：x—反应物A的级数

y—反应物B的级数总的反应级数：n=x+y2、压强对反应速率的影响。原因：对气体来说，若其他条件不变，增大压强，就是增加单位体积的反应物的物质的量，即增加反应物的浓度，因而可以增大化学反应的速率。规律：对于有气体参加的反应，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。压强变化引起浓度变化的示意图注意：a、压强影响，只适用于讨论有气体参加的反应，当然并不一定全部是气体参加的反应。

b、压强影响反应速率，必须伴随有压强改变时体积的改变现象。否则，压强的变化并没有作用到反应的体系上。即压强变则体积变，实际是浓度的变化。若容器的体积不变，因为各气体的浓度没有变，则速率不变。如在密闭容器中通入惰性气体。想一想新鲜的水果和食物保存在冰箱里能存放得较久；温度对反应速率的影响当其他条件不变时

升高温度降低温度反应速率减小结论：反应速率增大温度对反应速率的影响①温度每升高10℃，反应速率通常增大到原来的2~4倍。注意：②爆炸反应、催化反应，①中的规律不适用。

温度对化学反应速率的影响。原因：(1)浓度一定时，升高温度，分子的能量增加，从而增加了K速度常数，反应速率增大。(2)温度升高，使分子运动的速度加快，单位时间内反应物分子间的碰撞次数增加，反应速率也会相应的加快。前者是主要原因。

规律：其他条件不变时，升高温度，可以增大反应速率，降低温度，可以减慢反应速率。注意：a、温度对化学反应速率的影响对放热反应和吸热反应都适用。

b、反应若是可逆反应，升高温度时，正反应速率、逆反应速率都加快，但吸热反应比放热反应增加的程度要大；降低温度时，正反应速率、逆反应速率都减小，但吸热反应速率减小的程度比放热反应减小的程度要大。4、催化剂对化学反应速率的影响。原因：在其他条件不变时，使用催化剂可以大大降低反应所需要的能量，会使K速度常数增大。

规律：催化剂可以改变化学反应的速率。正催化剂：能够加快反应速率的催化剂。负催化剂：能够减慢反应速率的催化剂。如不特意说明，指正催化剂。注意：a、凡是能改变反应速率而自身在化学变化前后化学性质和质量没有发生变化的物质叫催化剂。

b、同一催化剂能同等程度的改变化学反应的速率。

c、催化剂中毒：催化剂的活性因接触少量的杂质而明显下降甚至遭到破坏，这种现象叫催化剂中毒。5、其他如光照、反应物固体的颗粒大小、电磁波、超声波、溶剂的性质等，也会对化学反应的速率产生影响。练习：对于在溶液间进行的反应，对反应速率影响最小的因素是（）A、温度B、浓度C、压强D、催化剂练习：下列条件的变化，是因为降低反应所需的能量\致使反应速率加快的是（）A、增大浓度B、增大压强C、升高温度D、使用催化剂影响化学反应速率的因素浓度温度

催化剂

压强

我知道啦！颗粒大小、光辐射、超声波、电弧、强磁场、高速研磨

应用：一定条件下，在CaCO3（块状）+2HCl=CaCl2+H2O+CO2

反应中，为了加快反应的速率，下列那些方法可行：A、增大HCl的浓度B、加水C、增加同浓度盐酸的量D、加块状CaCO3

A某化学反应2AB+D在三种不同条件下进行；反应物A的浓度(mol·L-1)随反应时间(min)的变化情况如下表：实验序号温度(ºC)时间(min.)0102030405018001.00.800.670.570.500.502800

C0.920.750.630.600.603

T1.00.400.250.200.200.201、分别计算实验1中反应在0min至10min和10min至20min

时间内的化学反应速率；2、分析表中1、2两组数据，比较C与1.0的大小关系；3、分析表中1、3两组数据，比较T与800的大小关系；8201.2数据分析0.02mol·L-1·min-1；0.013mol·L-1·min-1

练习：设NO+CO2