第十四講化學(xué)反應(yīng)速率以及影響因素

第十四講化學(xué)反應(yīng)速率及其影響因素（一課時(shí)）【要點(diǎn)精講】1．化學(xué)反應(yīng)速率(v)的含義、基本計(jì)算公式、單位、同一化學(xué)反應(yīng)中各物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)速率之間的關(guān)系。2．化學(xué)反應(yīng)速率通常指在某一時(shí)間內(nèi)的，而不是某時(shí)刻的。在具體反應(yīng)中各時(shí)刻的反應(yīng)速率是不相等的。一般不用或來表示化學(xué)反應(yīng)速率。而且無論以反應(yīng)物濃度的減少還是生成物濃度的增加來表示化學(xué)反應(yīng)速率，都不取負(fù)值。3．影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素以及微觀解釋影響因素規(guī)律注意點(diǎn)內(nèi)因反應(yīng)物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、反應(yīng)的歷程是決定化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素外因濃度固體物質(zhì)的濃度恒定，故改變固體物質(zhì)的用量對(duì)反應(yīng)速率無影響。固體物質(zhì)對(duì)速率的影響只與其表面積的大小和生成物在表面的擴(kuò)散速率有關(guān)。壓強(qiáng)溫度在其他條件不變時(shí)，升高溫度，反應(yīng)物分子能量增加，從而增大了，有效碰撞次數(shù)增多，反應(yīng)速率加快。反之，反應(yīng)速率減慢。一般來說，溫度每升高10oC，反應(yīng)速率增大到原來2—4倍；對(duì)于有催化劑參加的反應(yīng)，要注意催化劑的活性溫度。催化劑在其他條件不變時(shí)，使用正催化劑能降低，增大百分?jǐn)?shù)，反應(yīng)速率顯著增大。若使用負(fù)催化劑，反應(yīng)速率明顯減慢，一般無特殊說明指正催化劑；催化劑具有選擇性，反應(yīng)前后質(zhì)量與組成保持不變。其他光、超聲波、紫外線、固體顆粒大小、溶劑等對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率也有影響。附：外因?qū)瘜W(xué)反應(yīng)速率影響的微觀解釋影響因素分子總數(shù)活化分子百分?jǐn)?shù)活化分子數(shù)單位體積活化分子數(shù)增大濃度增大壓強(qiáng)升高溫度正催化劑注意：化學(xué)反應(yīng)速率的大小是由單位體積內(nèi)活化分子數(shù)（相當(dāng)于活化分子濃度）決定的，而不是由活化分子數(shù)的多少?zèng)Q定的。3．改變外界條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑)對(duì)于可逆反應(yīng)v(正)、v(逆)的影響(利用速率曲線圖說明。特別注意，壓強(qiáng)的影響結(jié)果與可逆反應(yīng)有無氣體參加或反應(yīng)前后氣體體積是否變化有關(guān))。外界條件對(duì)于可逆反應(yīng)v(正)、v(逆)的影響（1）濃度：增大反應(yīng)物濃度，v(正)，v(逆)；增大生成物濃度，v(逆)，v(逆)。（2）壓強(qiáng)：對(duì)于有氣體參加的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，v(正)、v(逆)均，氣體體積之和（系數(shù)和）大的反應(yīng)速率增加得；降低壓強(qiáng)，v(正)、v(逆)均，氣體體積之和（系數(shù)和）大的反應(yīng)速率減少得。（3）溫度：升高溫度，v(正)、v(逆)一般均，吸熱反應(yīng)增加的倍數(shù)放熱反應(yīng)增加的倍數(shù)；降溫，v(正)、v(逆)一般均減小，吸熱反應(yīng)減小的倍數(shù)放熱反應(yīng)減小的倍數(shù)。（4）催化劑：能程度的改變v(正)、v(逆)，改變反應(yīng)到達(dá)平衡的。4．“惰性”氣體對(duì)密閉體系中進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)速率的影響⑴恒溫、恒容容器：充入稀有氣體或其他不參加反應(yīng)的氣體，雖改變了容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)，但卻沒有改變反應(yīng)體系的分壓，即并沒有改變反應(yīng)物的，不影響化學(xué)反應(yīng)速率。⑵恒溫、恒壓容器：充入稀有氣體或其他不參加反應(yīng)的氣體，使容器的容積擴(kuò)大，雖未減小容器氣體的壓強(qiáng)，但卻減少了反應(yīng)體系的分壓，即降低了，故能使反應(yīng)速率降低?！镜湫屠}】【例1】反應(yīng)4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)在10L密閉容器中進(jìn)行，半分鐘后，水蒸氣的物質(zhì)的量增加了0.45mol，則此反應(yīng)的平均速率v(X)(反應(yīng)物的消耗速率或產(chǎn)物的生成速率)可表示為A．v(NH3)＝0.010mol·L－1·s－1

B．v(O2)＝0.0010mol·L－1·s－1

C．v(NO)＝0.0010mol·L－1·s－1D．v(H2O)＝0.045mol·L－1·s－1【例2】可逆反應(yīng)aX(g)+bY(g)cZ(g)在一定溫度下的一密閉容器內(nèi)達(dá)到平衡后，t0時(shí)改變某一外界條件，化學(xué)反應(yīng)速率(v)一時(shí)間(t)圖象如右圖。則下列說法中正確的是A．若a＋b＝c，則t0時(shí)只能是增大了容器的壓強(qiáng)B．若a＋b＝c，則t0時(shí)只能是加入了催化劑C．若a＋b≠c，則t0時(shí)只能是增大了容器的壓強(qiáng)D．若a＋b≠c，則t0時(shí)只能是加入了催化劑【例3】某化學(xué)反應(yīng)2AB＋D在四種不同條件下進(jìn)行，B、D起始濃度為見反應(yīng)物A的濃度（mol/L）隨反應(yīng)時(shí)間（min）的變化情況如下表：⑴在實(shí)驗(yàn)1，反應(yīng)在10至20分鐘時(shí)間內(nèi)平均速率為mol/(L·min)；⑵在實(shí)驗(yàn)2，A的初始濃度c2＝mol/L，反應(yīng)經(jīng)20分鐘就達(dá)到平衡，可推測實(shí)驗(yàn)2中還隱含的條件是；⑶設(shè)實(shí)驗(yàn)3的反應(yīng)速率為v3，實(shí)驗(yàn)1的反應(yīng)速率為v1，則v3v1（填＞、＜、＝），且c31.0mol/L（填＞、＜、＝）；⑷比較實(shí)驗(yàn)4和實(shí)驗(yàn)1，可推測該反應(yīng)是反應(yīng)（選填吸熱、放熱）。理由是?！井?dāng)堂反饋】1．在一定條件下，可逆反應(yīng)：N2+3H22NH3；ΔH＜0達(dá)到平衡，當(dāng)單獨(dú)改變下列條件后，有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是A．加催化劑，v(正)、v(逆)都發(fā)生變化且變化的倍數(shù)相等B．加壓，v(正)、v(逆)都增大，且v(正)增大的倍數(shù)大于v(逆)增大的倍數(shù)C．降溫，v(正)、v(逆)都減小，且v(正)減小的倍數(shù)大于v(逆)減小的倍數(shù)D．加入氬氣，v(正)、v(逆)都增大，且v(正)增大的倍數(shù)大于v(逆)增大的倍數(shù)2．在2L密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng)：mX(g)+nY(g)pZ(g)+qQ(g)，2s時(shí)間內(nèi)X表示的平均反應(yīng)速率為0.3mpmol/(L·s)，則2s時(shí)間內(nèi)，Q物質(zhì)增加的物質(zhì)的量為A．1.2qpmolB．1.2mpmolC．1.6pqmolD．0.6qpmol3．升高溫度能加快反應(yīng)速率的主要原因是A．活化分子能量明顯增加B．降低活化分子的能量C．增大了活化分子百分?jǐn)?shù)D．降低反應(yīng)所需的能量4．在容積為2L的密閉容器中充入3mol氣體A和2.5mol氣體B，發(fā)生反應(yīng)：3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)。5min以后，測得生成1molD，C的平均反應(yīng)速率v(C)＝0.1mol/(L·min)。則A的反應(yīng)速率v(A)＝；此時(shí)B的轉(zhuǎn)化率＝；x＝?！菊n后作業(yè)】1．在一個(gè)容積為2L的密閉容器中，發(fā)生3A+B2C的反應(yīng)，若最初加入的A和B都是4mol，A的平均反應(yīng)速率是0.12mol/（L?S），則10S后容器中的B是A．2.8molB．1.6molC．3.2molD．3.6mol2．NO和CO都是汽車尾氣里有害物質(zhì)，它們緩慢的起反應(yīng)生成N2和CO2，對(duì)此反應(yīng)，下列敘述正確的是A．使用催化劑加快反應(yīng)速率B．改變壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率無影響C．降低壓強(qiáng)能增大反應(yīng)速率D．升高溫度能加大反應(yīng)速率3．恒容下的反應(yīng)2SO2+O22SO3，ΔH＜0。達(dá)到平衡后，下列措施可以加快反應(yīng)速率的是A．將SO3分離出一部分B．充入少量N2，增大壓強(qiáng)C．升溫D．充入少量SO3氣體4．下列說法正確的是A．增大反應(yīng)物濃度，可增大單位體積內(nèi)活化分子百分?jǐn)?shù)，從而使有效碰撞次數(shù)增大B．C．D．催化劑能增大單位體積內(nèi)活化分子百分?jǐn)?shù)，從而成千成萬倍地增大化學(xué)反應(yīng)速率5．在一定溫度下，向一個(gè)2L的真空密閉容器中（預(yù)先裝入催化劑）通入1molN2和3molH2，經(jīng)過一段時(shí)間后，測得容器內(nèi)壓強(qiáng)是起始時(shí)的0.9倍。在此時(shí)間內(nèi)H2的平均反應(yīng)速率為0.1mol/（L·min），則經(jīng)過時(shí)間為A．2minB．3minC．4min.D.5min6．用純凈的CaCO3與100mL稀鹽酸反應(yīng)制取CO2，實(shí)驗(yàn)過程記錄如圖所示（CO2的體積已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積）。下列分析正確的是A．OE段表示的平均速率最快B．EF段，用鹽酸表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為0.4mol/（L·min）C．OE、EF、FG三段中，該反應(yīng)用二氧化碳表示的平均反應(yīng)速率之比為2∶6∶7D．G點(diǎn)表示收集到的CO2的量最多7．反應(yīng)速度v和反應(yīng)物濃度的關(guān)系是用實(shí)驗(yàn)方法測定的?；瘜W(xué)反應(yīng)H2+Cl2→2HCl的反應(yīng)速度v可表示為v＝k[c(H2)]m·[c(Cl2)]n。式中k為常數(shù)，m、n值可用下表中數(shù)據(jù)確定之。c(H2)(mol/L)c(Cl2)(mol/L)v(mol/L·s)1.01.01.0k2.01.02.0k2.04.04.0k由此可推得，m、n的值分別為A．11B．C．1D．18．在一定溫度下，容器內(nèi)某一反應(yīng)中M、N的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時(shí)間變化的曲線如下圖，下列表述中正確的是A．反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2MNB．t2時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，達(dá)到平衡C．t3時(shí)，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率D．t1時(shí)，N的濃度是M濃度的2倍9．100mL6mol/L硫酸溶液與過量鋅粉反應(yīng)，在一定溫度下，為了減緩反應(yīng)進(jìn)行的速率，但又不能影響生成氫氣的總量，可向反應(yīng)物中加入適量的A．碳酸鈉B．水C．硫酸鉀溶液D．硝酸鉀溶液10．容積固定的2L密閉容器中進(jìn)行的某一可逆反應(yīng)A(g)+2B(g)2C(g)，以B的物質(zhì)的量濃度改變表示的反應(yīng)速度v(正)，v(逆)與時(shí)間的關(guān)系圖如所示。已知反應(yīng)速率v的單位為mol·L－1·s－1，則圖中陰影部分的面積可表示A．A的物質(zhì)的量濃度的減少B．B的物質(zhì)的量濃度的減少C．C的物質(zhì)的量增加D．B的物質(zhì)的量減少11．對(duì)于4FeS2＋1O2==2Fe2O3＋8SO2，試回答有關(guān)的問題①常選用哪些物質(zhì)濃度的變化來表示該反應(yīng)的速率；②當(dāng)生成SO2的速率為4mol/(L·S)，則O2減少的速率是；③測得4S后，O2的濃度為2.8mol/L，則開始時(shí)O2的濃度為；④為了提高生成SO2的速率，可以采取的措施是A．增加FeS2的量 B．增大O2的濃度 C．升高溫度 D．減小壓強(qiáng)12．氯酸鉀和亞硫酸氫鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Cl(－1)和S(＋6)的反應(yīng)速率如圖4所示，已知這個(gè)反應(yīng)速率隨著溶液中c(H+)增大而加快。反應(yīng)開始時(shí)反應(yīng)速率加快的原因是__________________；反應(yīng)后期反應(yīng)速率下降的原因是。13．取2g干燥鋁粉和3g碘粉小心混勻，分為四堆。往各堆上分別加0.5g水，1g明礬，1⑴鋁和碘反應(yīng)的方程式為；鋁和碘反應(yīng)還可以看到；⑵四堆混合物發(fā)生反應(yīng)的先后順序說明。14．將物質(zhì)的量相等的A、B混合于2L的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)，經(jīng)5min后，測得D的濃度為0.5mol/L，c(A)∶c(B)＝3∶5，C的平均反應(yīng)速率是0.1mol/(L·min)，求：⑴此時(shí)A的濃度及反應(yīng)開始前放入容器中A、B的物質(zhì)的量；⑵B的平均反應(yīng)速率；⑶x的值是多少？15．下表數(shù)據(jù)是在某高溫下，金屬鎂和鎳分別在氧氣中進(jìn)行氧化反應(yīng)時(shí)，在金屬表面生成氧化薄膜的實(shí)驗(yàn)記錄(表中a和b均為與溫度有關(guān)的數(shù)據(jù))：反應(yīng)時(shí)間t/h1491625MgO層厚y/nm0.05a0.20ao.45a0.80a1.25aNiO層厚y1/nmb2b3b4b5b⑴金屬高溫氧化腐蝕速率可以用金屬氧化膜的生長速率來表示，其理由是：；⑵金屬氧化膜的膜厚y和時(shí)間t所呈現(xiàn)的關(guān)系：MgO氧化膜厚y屬型，NiO氧化膜y1屬型（填“直線”，“拋物線”，“對(duì)數(shù)”或“雙曲線”等類型）。⑶Mg和Ni比較，那一種金屬具有更良好的耐氧化腐蝕性：，其理由是：。參考答案第十四講(一課時(shí))典型例題1．C2．D3．⑴0.013⑵1.0催化劑⑶＞＞⑷吸熱溫度升高，平衡向右移動(dòng)當(dāng)堂反饋：1．CD2．A3．C4．⑴0.15mol/(L·min)⑵20%⑶2課后練習(xí)：1．C2．AD3．CD4．CD5．B6．BD7．D8．D9．BC10．B11．⑴O2、SO2⑵5.5mol/(L·S)⑶24.8mol/L⑷BC12．⑴2KClO3＋6NaHSO3＝3Na2SO4＋2