第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率及影響因素

化學(xué)選修4第二章第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)速率

化學(xué)反應(yīng)速率：衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢程度。一、化學(xué)反應(yīng)速率1.概念及計(jì)算公式

對(duì)于反應(yīng)體系體積不變的化學(xué)反應(yīng)，通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增大來(lái)表示化學(xué)反應(yīng)速率計(jì)算公式單位mol·L-1·min-1mol·L-1·s-1化學(xué)反應(yīng)速率常用單位:mol/(L·s)或mol/(L·min)2.應(yīng)用中應(yīng)注意的問(wèn)題①概念中的反應(yīng)速率實(shí)際上是某段時(shí)間內(nèi)的平均反應(yīng)速率,是正值。②濃度僅指溶液或氣體，

固體和純液體無(wú)濃度可言。例題：

在密閉容器中充入SO2和O2，發(fā)生反應(yīng)：2SO2+O22SO3(g)

經(jīng)過(guò)1min，SO2的濃度的減少量為2mol/L，求該化學(xué)反應(yīng)的速率？v(SO2)=2mol/(L.min)在2L的密閉容器中，加入1molN2和3molH2，發(fā)生N2+3H2=

2NH3

，在2s末時(shí)，測(cè)得容器中含有0.4mol的NH3，求該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率。起始濃度(mol/L)終點(diǎn)濃度(mol/L)

變化濃度(mol/L)

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

同一個(gè)反應(yīng)，用不同的物質(zhì)來(lái)表示反應(yīng)速率，數(shù)值是不一樣的，所以應(yīng)注明是由哪種物質(zhì)表示的。

同一反應(yīng)中，各物質(zhì)的速率之比等于他們?cè)诨瘜W(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。如在N2+3H2=

2NH3

中，v(N2):v(H2):v(NH3)=1:3:2結(jié)論1常見題型舉例1、用不同的物質(zhì)來(lái)表示反應(yīng)速率例1、反應(yīng)4NH3+5O2===4NO+6H2O在5L的密閉容器中進(jìn)行，30s后，NO的物質(zhì)的量增加了0.3mol，則此反應(yīng)的平均速率可表示為（）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）

催化劑CD2、比較反應(yīng)速率的快慢例2、反應(yīng)A+3B==2C+2D在四種不同情況下的反應(yīng)速率分別為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

則該反應(yīng)在不同條件下速率快慢順序是④﹥②=③﹥①結(jié)論2：在同一反應(yīng)中，反應(yīng)速率的快慢不能單純地看數(shù)值大小。應(yīng)化為同一種物質(zhì)的反應(yīng)速率再進(jìn)行比較。3、根據(jù)各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比寫出化學(xué)方程式。例、某溫度下，濃度都是1mol/L的兩種氣體X2和Y2，在密閉容器中反應(yīng)生成氣體Z，經(jīng)過(guò)tmin后，測(cè)得物質(zhì)的量濃度分別為:c(X2)=0.4mol/L,c(Y2)=0.8mol/L,c(Z)=0.4mol/L,則該反應(yīng)的反應(yīng)方程式可表示為：3X2+Y2===2Z3X2+Y2===2X3Y習(xí)題、把0.6molX氣體和0.4molY氣體混合于2L容器中，發(fā)生反應(yīng)：3X(g)+Y(g)=nZ(g)+2W(g).5min末已生成0.2molW，若測(cè)知以Z濃度的變化來(lái)表示平均速率為0.01mol/(L·min),則

(1)上述反應(yīng)Z氣體的計(jì)量系數(shù)n的值是______(2)上述反應(yīng)在5min末時(shí)，已用去的Y占原來(lái)物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是__________125%習(xí)題：一定溫度下，向一個(gè)容積為2L的事先裝入催化劑的真空密閉容器中通入1mol氮?dú)夂?mol氫氣，3min后測(cè)得容器內(nèi)的壓強(qiáng)是起始時(shí)壓強(qiáng)的0.9倍，在此時(shí)間內(nèi)，用氫氣的量的變化來(lái)表示的該反應(yīng)的平均反應(yīng)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習(xí)題：已知反應(yīng)N2+3H22NH3

，根據(jù)下圖判斷1、A是______物質(zhì)的量濃度變化情況2、C是______物質(zhì)的量濃度變化情況3、2分鐘內(nèi)N2的平均速率是多少？H2NH30.5mol/(L·min)根據(jù)下圖回答：1、反應(yīng)物是__________.2、2min內(nèi)A的平均速率是________3、寫出化學(xué)方程式A、B2.5mol/(L·s)5A+4B4C討論2H2+O2==2H2O1.H2與O2間分子要發(fā)生反應(yīng)則分子間首先要_____碰撞2.是不是每一次碰撞都能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)呢？3.能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞稱為有效碰撞4.發(fā)生有效碰撞的條件是什么？分子有足夠的能量及合適的取向5.具有足夠高的能量，能發(fā)生有效碰撞的分子叫做活化分子發(fā)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。結(jié)論：三、碰撞理論見書p2.6、什么是活化能？活化分子高出反應(yīng)物分子平均能量的部分能量反應(yīng)過(guò)程E1E2反應(yīng)物生成物活化分子活化能活化分子變成生成物分子放出的能量反應(yīng)熱碰撞理論要點(diǎn)①反應(yīng)物分子之間發(fā)生碰撞是化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的先決條件。②只有活化分子之間采取合適的取向的碰撞才是有效碰撞。③能發(fā)生反應(yīng)的碰撞叫有效碰撞。④能發(fā)生有效碰撞的能量較高的分子叫活化分子。反應(yīng)速率理論本質(zhì)探討分子運(yùn)動(dòng)相互碰撞分子具有足夠能量活化分子有合適的取向有效碰撞化學(xué)反應(yīng)碰撞理論四、外界條件對(duì)反應(yīng)速率的影響內(nèi)因：反應(yīng)物的分子結(jié)構(gòu)（主）外因：濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑（次）1、濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響[實(shí)驗(yàn)]在兩支裝有少量大理石的試管里，分別加入等體積1mol/L和0.1mol/L的鹽酸[現(xiàn)象]加入1mol/L鹽酸的試管產(chǎn)生氣體速度更快。[結(jié)論]其他條件不變，增大反應(yīng)物的濃度，可以增大化學(xué)反應(yīng)速率；減小反應(yīng)物的濃度，可以減小化學(xué)反應(yīng)速率反應(yīng)物濃度與有效碰撞次數(shù)關(guān)系在其他條件不變時(shí)，對(duì)一個(gè)反應(yīng)來(lái)說(shuō)，活化分子在反應(yīng)中所占的百分?jǐn)?shù)是一定的。因此單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目與單位體積內(nèi)反應(yīng)物分子的總數(shù)成正比，也就是和反應(yīng)物的濃度成正比。當(dāng)濃度增大時(shí)，單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目增加，（但百分?jǐn)?shù)不變）有效碰撞的次數(shù)也增多，反應(yīng)速率增大。濃度增大單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目增大碰撞機(jī)會(huì)增多有效碰撞增多反應(yīng)速率增大

1、濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響，只適用于氣體與液體，不適用于固體備注

2、反應(yīng)速率快慢與濃度有關(guān)，而與物質(zhì)的總量無(wú)關(guān)2、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響在溫度一定時(shí)，一定量氣體的體積與其所受壓力成反比當(dāng)壓強(qiáng)增加到原來(lái)的2倍時(shí)，氣體的體積就縮小到原來(lái)的1/2，單位體積內(nèi)的分子數(shù)就增大到原來(lái)的2倍。即氣體反應(yīng)物的濃度增大，反應(yīng)速率增大。結(jié)論對(duì)有氣體參加的反應(yīng)，若其他條件不變，增大壓強(qiáng)，反應(yīng)速率加快；減小壓強(qiáng)，反應(yīng)速率減慢備注1、全部由固體或液體參加的反應(yīng)，壓強(qiáng)的改變對(duì)反應(yīng)速率沒有影響

2、壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)的影響本質(zhì)上是濃度的影響。當(dāng)用不同方法改變反應(yīng)的壓強(qiáng)時(shí)，應(yīng)從本質(zhì)出發(fā)，具體分析。若氣體反應(yīng)物濃度增大，則反應(yīng)速率增大。若濃度不變，則反應(yīng)速率不變；濃度減小，反應(yīng)速率減小。例、在一密閉容器中，加入SO2和O2發(fā)生2SO2+O2=2SO3，試分析下列情況對(duì)反應(yīng)速率的影響。1、容器體積變?yōu)樵瓉?lái)的2/3氣體反應(yīng)物濃度增大反應(yīng)速率增大2、容器體積不變，加入SO2，（O2）氣體反應(yīng)物濃度增大反應(yīng)速率增大3、恒溫、恒容時(shí)，充入惰性氣體濃度不變反應(yīng)速率不變體積不變4、恒溫、恒壓時(shí)，充入惰性氣體要保持壓強(qiáng)不變體積增大濃度減小反應(yīng)速率減慢備注1.化學(xué)反應(yīng)Zn+H2SO4＝ZnSO4+H2↑，生成物中有氣體，反應(yīng)物中無(wú)氣體，增大壓強(qiáng)，化學(xué)反應(yīng)速率不增大，減小壓強(qiáng)，化學(xué)反應(yīng)速率也不減小。2.對(duì)于反應(yīng)物和生成物都有氣體參加的可逆反應(yīng)，增大體系的壓強(qiáng)，反應(yīng)物和生成物的濃度都增大，所以正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率都增大，但增大倍數(shù)可能不同。3、溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響當(dāng)其他條件不變的的情況時(shí)，升高溫度可以增大反應(yīng)速率。結(jié)論[原理]升高溫度時(shí)反應(yīng)物的能量增加，使一部分原來(lái)能量較低的分子變?yōu)榛罨肿?，增加了反?yīng)物中活化分子的百分?jǐn)?shù)，從而使有效碰撞的次數(shù)增多，反應(yīng)速率加快。[經(jīng)驗(yàn)規(guī)律]溫度每升高10℃，化學(xué)反應(yīng)速率通常增大到原來(lái)的2~4倍。升高溫度，反應(yīng)物能量增加活化分子增多有效碰撞增多反應(yīng)速率增大1、溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響，無(wú)論是放熱反應(yīng)，還是吸熱反應(yīng)都適用。2、溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響，無(wú)論固體、液體、氣體都適用。3、對(duì)于可逆反應(yīng)，升高體系的溫度，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)的反應(yīng)速率都增大，但增大程度不同。對(duì)吸熱反應(yīng)方向的速率影響比較大。備注結(jié)論催化劑能夠改變化學(xué)反應(yīng)速率催化劑有正、負(fù)之分。能加快化學(xué)反應(yīng)速率的催化劑叫正催化劑能減慢化學(xué)反應(yīng)速率的催化劑叫負(fù)催化劑4、催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響正催化劑能加快反應(yīng)速率的原因。它能夠降低化學(xué)反應(yīng)所需要的能量，使更多的反應(yīng)物分子成為活化分子，增加了單位體積內(nèi)活化分子數(shù)。催化劑反應(yīng)所需能量降低活化分子增多反應(yīng)速率加快對(duì)于可逆反應(yīng)，同一催化劑能同等程度的改變正逆反應(yīng)速率。5、其他因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響光、超聲波、放射線、電磁波、反應(yīng)物顆粒大小、溶劑等對(duì)反應(yīng)速率也有影響。在各種外界條件中，溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響能適應(yīng)所有的反應(yīng)。反應(yīng)條件影響原因結(jié)論（1）增大反應(yīng)物濃度單位體積內(nèi)分子數(shù)增加，活化分子數(shù)相應(yīng)增加（活化分子百分?jǐn)?shù)不變）。單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增加，有效碰撞次數(shù)增多，反應(yīng)速率加快。（2）增加氣體壓強(qiáng)（3）升高溫度反應(yīng)物分子能量增加，活化分子數(shù)增加（百分?jǐn)?shù)增加）（4）合適催化劑降低反應(yīng)所需的能量，使活化分子數(shù)增加（百分?jǐn)?shù)增加）化學(xué)反應(yīng)速率與外界條件的關(guān)系例1、增大反應(yīng)物的濃度使反應(yīng)速率加快的主要原因（）對(duì)于氣體參與體系增大壓強(qiáng)使反應(yīng)速率加快的主要原因是（）升高溫度使反應(yīng)速率加快的主要原因是（）A、活化分子百分?jǐn)?shù)不變，但提高單位體積內(nèi)活化分子的總數(shù)B、增大分子的運(yùn)動(dòng)速率而使有效碰撞增加C、升高反應(yīng)物分子的能量，使活化分子的百分?jǐn)?shù)增加D、降低反應(yīng)所需的能量，使活化分子百分?jǐn)?shù)增加AAC例2、把下列四種X溶液分別加進(jìn)4個(gè)均盛有10mL2mol/L鹽酸的燒杯中，并立即都加入水稀釋至50mL，此時(shí)X和鹽酸進(jìn)行反應(yīng)，其中反應(yīng)速率最快的是A、20mL,2.5mol/LB、20mL,2mol/LC、10ml,5mol/LD、30mL,2mol/LD例3、對(duì)10mL1mol/L鹽酸與一小塊大理石的化學(xué)反應(yīng)CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2