1、化学反应速率.txt35 温馨是大自然的一抹色彩，独具慧眼的匠师才能把它表现得尽善尽美；温馨是乐谱上的一个跳动音符，感情细腻的歌唱者才能把它表达得至真至纯知识点一：化学反应速率的概念及表示方法1、定义：用单位时间内反应物浓度的减少或生成物的浓度增加来表示。2、化学反应速率的表示方法：其数学表达式为：v 常用单位为：molL-1S-1 或 molL-1min-1。说明:上述化学反应速率是平均速率，而不是瞬时速率；无论浓度的变化是增加还是减少，一般都取正值，所以化学反应速率一般为正值。3、化学反应速率与化学计量数的关系：同一反应在相同条件下可用不同物质表示反应速率，其比值等于化学方程式中相应的化学
2、计量数之比。如：a A(g) + b B(g) c C(g) + d D(g)则 v(A)v(B)v(C)v(D)abcd 或 v(A)/av(B)/bv(C)/cv(D)/d注意：同一反应在相同条件下用不同物质表示的反应速率可能不同，但其意义是相同的。比较同一反应在不同条件下的反应速率时，应将用不同物质表示的反应速率化归为同一物质表示的反应速率，再比较大小。不能直接比较不同物质的反应速率。知识点二：影响化学反应速率的因素内因：决定化学反应速率的内因是反应物的性质。外因：化学反应速率还受外界条件的影响。1、在其它条件不变的情况下，浓度对化学反应速率的影响说明：当反应物为气体或溶液时，增大反应物
3、的浓度，可以增大反应速率。若反应物为固体或纯液体，其浓度可视为常数，因此，改变固体或纯液体反应物的量不会改变化学反应速率。2、在其它条件不变的情况下，压强对化学反应速率的影响说明：对于有气体参加的反应，当温度一定时，若增大压强，气体体积缩小，气体的浓度增大，因而使反应速率加快。如果参加反应的物质是固体、液体或溶液，由于改变压强对它们的体积改变很小，因而对它们浓度改变很小，可认为压强对它们的反应速率无影响。强调：压强对反应速率的影响是通过改变浓度而影响反应速率的。我们在分析压强对反应速率的影响时，应最终落实到浓度上，将压强问题转化为浓度问题。3、在其它条件不变的情况下，温度对化学反应速率的影响说
4、明：升高温度，可以增大化学反应速率。温度对反应速率的影响适用于任何反应，即无论物质状态及反应是放热或吸热，升高温度，反应速率都增大。温度对反应速率的影响比较显著，超过浓度、压强对反应速率的影响。温度每升高 100C，反应速率通常增大到原来的 24 倍。4、催化剂对化学反应速率的影响说明：使用催化剂可以大幅度地改变化学反应速率。而催化剂本身在反应过程中质量和化学性质均不变。5、其它：除了上述浓度、压强、温度、催化剂这四大影响因素外，固体反应物颗粒的大小、溶剂、光、超声波、激光、电磁波等因素也能影响反应速率。知识点三：外界条件对化学反应速率影响规律的理论解释通常用有效碰撞理论解释，其要点如下：1、
5、反应物分子不停地接触、碰撞，其中能发生反应的碰撞称为有效碰撞。2、只有能量较高的分子以正确的取向发生的碰撞才是有效碰撞，这些能量较高的分子称为活化分子。3、增大反应物浓度可以增大单位体积内活化分子数目，从而增大化学反应速率。对于有气体参加的反应，增大压强也就是增大反应物浓度。4、升高温度和使用催化剂都可以增大单位体积内活化分子百分数，从而增大化学反应速率。【规律方法指导】化学反应速率与外界条件的关系条件 反应体系内变化 注意点 浓度增大 单位体积内分子总数增加，反应速率增大。 活化分子百分数不变，由于单位体积内分子总数增多， 引起单位体积内活化分子总数增多。 压强增大 单位体积内气体分子总数增
6、加，反应速率增大。 无气体物质参加或生成的反应，压强变化不影响反应速率。可逆反应中，增大压强正、逆反应速率都加快，且气体体积增大的反应方向反应速率加快的幅度更大；减小压强正、逆反应速率都减慢，且气体体积增大的反应方向反应速率减慢的幅度更大。 温度升高 分子的平均能量升高，使反应速率增大。 温度每升高 100C，反应速率通常增大到原来的 24 倍。可逆反应中，升高温度正、逆反应速率都增大，且放热反应方向的反应速率加快的幅度更大；降低温度正、逆反应速率都减小，且放热反应方向的反应速率减小的幅度更大。 使用正催化剂 改变了反应历程，反应易于发生，使反应速率增大。 催化剂降低了活化能，使一部分原先的非
7、活化分子变为活化分子，提高了活化分子的百分数。催化剂对反应速率的影响很大，是工业生产中改变反应速率的主要手段。正逆反应速率都增大，且正逆反应速率以相同的幅度增大。 【经典例题透析】类型一：化学反应速率的计算 1 反应在 10L 密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了 0.45mol，则此反应的平均速率 v（X） （反应物的消耗速率或产物的生成速率）可表示为（ ）Av(NH3)0.01mol/(Ls) Bv(O2)0.001mol/(Ls) Cv(NO)0.001mol/(Ls) Dv(H2O)0.0451mol/(Ls) 解析：首先根据题意求出的值，然后再利用规律求其他各物质的反应速
8、率。答案：C变式练习 1：反应 A（g）3B（g） 在四种不同情况下的反应速率分别为：v(A)0.15mol/(Ls) v(B)0.6mol/(Ls) v(C)0.4mol/(Ls) v(D)0.45mol/(Ls) 则四种情况下，该反应进行的快慢顺序为_。解析：将不同物质表示的速率利用规律换算为用 A 物质表示的速率，则有：v(A)：v(B)1：3，则表示的 v(A)0.2mol/(Ls) v(A)：v(C)1：2，则表示的 v(A)0.2mol/(Ls) v(A)：v(D)1：2，则表示的 v(A)0.225mol/(Ls) 答案：=。变式练习 2：在 2A(g)+B(g)=3C(g)+4
9、D(s)反应中，表示该反应速率最快的数据是( ) A. v(A)=0.5mol/(L?s)B. v(B)=0.3mol/(L?s)C. v(C)=1.0mol/L D. v(D)=1.0mol/(L?s)解析：将不同物质的数值，转化为同一种物质来比较。例如：（全部转化为 B 物质）A. v(B)vB=0.25mol/(L?s) B. v(B)vB=0.3mol/(L?s)C. 单位错误D. D 物质是固态，不能用速率表示。答案：B 2 将等物质的量的 A、B 混合于 2 L 的密闭容器中，发生下列反应：3A(g)+B(g)=xC(g)+2D(g)。经 4 min 后测知 D 的浓度为 0.5
10、molL-1，cAcB=35，C 的平均反应速率是0.125 molL-1min-1，此时 A 的物质的量浓度为_，B 的平均反应速率为_，x 值是_。解析：由 4 min 内 D 的浓度变化量为 0.5 molL-1，可以求出 A、B、C 的浓度变化量分别为0.5 molL-1、 0.5 molL-1、0.5 molL-1设 A、B 的起始浓度为 n，则可以得到下列关系：由题意 cAcB= (n-0.75) (n-0.25) =35，n=1.5 molL-1，cA =(n-0.75)= 0.75 molL-1根据 v(B)= 或先求 v(D)再根据 v(B)v(D)12 求得 v(B)= 0
11、.0625 mol/(Lmin)根据 v(C)v(D)x2，求得 x=2答案：0.75 mol/L ，0.0625 mol/(Lmin) ，2 强调：根据题意，建立化学反应速率计算的“三段式” （起始量、变化量、最终量）解题模式，是计算化学反应速率的主要方法；也是后面化学平衡计算的主要方法。 变式练习 3：在 2L 的密闭容器中，加入 1mol 和 3mol 的 H2 和 N2，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。解析： N2 + 3H2 2NH3起始量（mol）： 1 3 02s 末量（mol）： 1-0.2
12、3-0.6 0.4变化量（mol）： 0.2 0.6 0.4答案: V(N2)=0.2/(22)=0.05 mol/（Ls） V(H2)=0.6/(22)=0.15 mol/（Ls）V(NH3)=0.4/(22)=0.1 mol/（Ls）类型二： 外界条件与化学反应速率的关系3 把除去氧化膜的镁条投入到盛有稀盐酸的试管中，发现氢气产生的速率变化情况如右图所示。其中 t1t2 速率变化的主要原因是_，t2t3 速率变化的主要原因是_。解析：影响化学反应速率的外界因素主要是反应物浓度、压强、温度和催化剂等。从图中分析，镁条投入稀盐酸中，反应速率先逐渐加快，后逐渐减慢。逐渐加快的原因只能是反应液温度
13、随反应进行逐渐升高，逐渐减慢的原因则是盐酸浓度的减小。注意：t1t2 盐酸的浓度也减小，但温度升高是主要因素。答案：(1)镁条与盐酸反应是放热反应，温度升高使反应速率加快。(2)随反应的进行，盐酸浓度逐渐减小，反应速率逐渐减慢。强调：依据图像所反映的反应速率的变化情况，对影响化学反应速率的外界因素逐一分析。变式练习 4： 反应 C(S)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对反应速率几乎没有影响的是 ( )A.增加 C 的量B.将容器的体积缩小为一半C.保持体积不变,充入氮气使体系的压强增大D.保持压强不变,充入氮气使容器的体积增大解析：增加固体 C
14、的量以及保持体积不变,充入氮气使体系的压强增大，并不能增大反应物浓度，所以对反应速率几乎没有影响。将容器的体积缩小为一半，反应物 H2O(g)的浓度增大一倍，反应速率增大。保持压强不变,充入氮气使容器的体积增大，反应物 H2O(g)的浓度减小，反应速率减小。答案： AC强调：改变压强时，只有改变容器体积，进而导致反应物浓度的改变，才能改变反应速率。变式练习 5：在下列事实中，什么因素影响了化学反应速率？(1)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_。(2)质量相同的块状石灰石和粉末状石灰石分别与足量 0.1molL1 的盐酸反应，反应速率后者比前者快_。(3)KI
15、晶体和 HgCl2 晶体混合无明显现象，若一起投入水中，很快生成红色HgI2_。(4)熔化的 KClO3 放出气泡很慢，撒入少量 MnO2 很快产生气体_。(5)同浓度、同体积的盐酸中放入同样大小的锌粒和镁块，产生气体有快有慢_。(6)同样大小的石灰石分别在 0.1molL1 的盐酸和 1molL1 的盐酸中反应速率不同_。(7)夏天的食品易霉变，而在冬天则不易发生该现象_。答案：(1)光照(2)固体颗粒大小(3)溶剂(4)催化剂(5)反应物性质(6)浓度(7)温度类型三：速率图像的应用4 某温度时，在 2L 的容器中 X、Y、Z 三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。由图中数据分析，该
16、反应的化学方程式为_。解析：由化学反应速率确定化学方程式分两步进行：第一步：选取确定反应物和生成物；第二步：根据反应速率与各物质的化学计量数确定化学方程式。由图知 X 和 Y 为反应物，Z 为生成物。X、Y、Z 的化学计量数之比= v(X)：v(Y)：v(Z) =n(X)：n(Y)：n(Z)=(1.0-0.9)：(1.00.7)：(0.20)=1：3：2答案：X3Y2Z。变式练习 6：某温度时，在 3L 密闭容器中，X、Y、Z 三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。由图中数据分析：（1）该反应的化学方程式：_；（2）反应开始至 2min 末，X 的反应速率为_；解析：首先要看清图中横坐标
17、、纵坐标及曲线的变化趋势从中找到 X、Y、Z 转化的物质的量及物质的量之比，便可写出化学方程式。然后据反应速率的概念，可求出 X 的反应速率，再据曲线是否通过原点，可判断可逆反应进行的方向。（1）在时间为 3min 钟时，X、Y、Z 的物质的量 min 别为 1.0、1.0、1.6，在时间为“0”时物质的量 min 别为 0.4、1.2、2.0，故物质的量变化为：X 由 0.4mol1.0mol，增加 0.6mol。Y 由 1.2mol1.0mol，减少 0.2mol。Z 由 2.0mol1.6mol，减少 0.4mol。转化的物质的量之比 XYZ=312据转化的物质的量之比=化学方程式各物质的系数比，得到化学方程式为：2ZY3X（2）2min 钟末，X 的物质的量为 0.8mol，增加的物质的量为 0.80.4=0.4（mol） ，容积为 3L 的容器，则物质的量浓度为 0.4/3（mol/L） ，再除以时间，得 X 的反应速率为： 0.4/32=0.067mol/（Lmin）答案： 2ZY3X ；0.067（mol/Lmin）
