化學選修4第二章第一節化學反應速率

化學反應速率：衡量化學反應進行的快慢程度。一、化學反應速率1.概念及計算公式

對于反應體系體積不變的化學反應，通常用單位時間內反應物濃度的減少或生成物濃度的增大來表示化學反應速率計算公式單位mol·L-1·min-1mol·L-1·s-1化學反應速率常用單位:mol/(L·s)或mol/(L·min)2.應用中應注意的問題①概念中的反應速率實際上是某段時間內的平均反應速率,是正值。②濃度僅指溶液或氣體，

固體和純液體無濃度可言。例題：

在密閉容器中充入SO2和O2，發生反應：2SO2+O22SO3(g)

經過1min，SO2的濃度的減少量為2mol/L，求該化學反應的速率？v(SO2)=2mol/(L.min)在2L的密閉容器中，加入1molN2和3molH2，發生N2+3H2=

2NH3

，在2s末時，測得容器中含有0.4mol的NH3，求該反應的化學反應速率。起始濃度(mol/L)終點濃度(mol/L)

變化濃度(mol/L)

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

同一個反應，用不同的物質來表示反應速率，數值是不一樣的，所以應注明是由哪種物質表示的。

同一反應中，各物質的速率之比等于他們在化學方程式中的化學計量數之比。如在N2+3H2=

2NH3

中，v(N2):v(H2):v(NH3)=1:3:2結論1常見題型舉例1、用不同的物質來表示反應速率例1、反應4NH3+5O2===4NO+6H2O在5L的密閉容器中進行，30s后，NO的物質的量增加了0.3mol，則此反應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、比較反應速率的快慢例2、反應A+3B==2C+2D在四種不同情況下的反應速率分別為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

則該反應在不同條件下速率快慢順序是④﹥②=③﹥①結論2：在同一反應中，反應速率的快慢不能單純地看數值大小。應化為同一種物質的反應速率再進行比較。3、根據各物質的反應速率之比寫出化學方程式。例、某溫度下，濃度都是1mol/L的兩種氣體X2和Y2，在密閉容器中反應生成氣體Z，經過tmin后，測得物質的量濃度分別為:c(X2)=0.4mol/L,c(Y2)=0.8mol/L,c(Z)=0.4mol/L,則該反應的反應方程式可表示為：3X2+Y2===2Z3X2+Y2===2X3Y習題、把0.6molX氣體和0.4molY氣體混合于2L容器中，發生反應：3X(g)+Y(g)=nZ(g)+2W(g).5min末已生成0.2molW，若測知以Z濃度的變化來表示平均速率為0.01mol/(L·min),則

(1)上述反應Z氣體的計量系數n的值是______(2)上述反應在5min末時，已用去的Y占原來物質的質量分數是__________125%習題：一定溫度下，向一個容積為2L的事先裝入催化劑的真空密閉容器中通入1mol氮氣和3mol氫氣，3min后測得容器內的壓強是起始時壓強的0.9倍，在此時間內，用氫氣的量的變化來表示的該反應的平均反應速率v(H2)是：A、0.2mol/(L·min)B、0.6mol/(L·min)C、0.1mol/(L·min)D、0.3mol/(L·min)C習題：已知反應N2+3H22NH3

，根據下圖判斷1、A是______物質的量濃度變化情況2、C是______物質的量濃度變化情況3、2分鐘內N2的平均速率是多少？H2NH30.5mol/(L·min)根據下圖回答：1、反應物是__________.2、2min內A的平均速率是________3、寫出化學方程式A、B2.5mol/(L·s)5A+4B4C討論2H2+O2==2H2O1.H2與O2間分子要發生反應則分子間首先要_____碰撞2.是不是每一次碰撞都能發生化學反應呢？3.能發生化學反應的碰撞稱為有效碰撞4.發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，能發生有效碰撞的分子叫做活化分子發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。結論：三、碰撞理論見書p2.6、什么是活化能？活化分子高出反應物分子平均能量的部分能量反應過程E1E2反應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熱碰撞理論要點①反應物分子之間發生碰撞是化學反應發生的先決條件。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能發生反應的碰撞叫有效碰撞。④能發生有效碰撞的能量較高的分子叫活化分子。反應速率理論本質探討分子運動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反應碰撞理論四、外界條件對反應速率的影響內因：反應物的分子結構（主）外因：濃度、溫度、壓強、催化劑（次）1、濃度對反應速率的影響[實驗]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[現象]加入1mol/L鹽酸的試管產生氣體速度更快。[結論]其他條件不變，增大反應物的濃度，可以增大化學反應速率；減小反應物的濃度，可以減小化學反應速率反應物濃度與有效碰撞次數關系在其他條件不變時，對一個反應來說，活化分子在反應中所占的百分數是一定的。因此單位體積內活化分子的數目與單位體積內反應物分子的總數成正比，也就是和反應物的濃度成正比。當濃度增大時，單位體積內活化分子的數目增加，（但百分數不變）有效碰撞的次數也增多，反應速率增大。濃度增大單位體積內活化分子的數目增大碰撞機會增多有效碰撞增多反應速率增大

1、濃度對反應速率的影響，只適用于氣體與液體，不適用于固體備注

2、反應速率快慢與濃度有關，而與物質的總量無關2、壓強對化學反應速率的影響在溫度一定時，一定量氣體的體積與其所受壓力成反比當壓強增加到原來的2倍時，氣體的體積就縮小到原來的1/2，單位體積內的分子數就增大到原來的2倍。即氣體反應物的濃度增大，反應速率增大。結論對有氣體參加的反應，若其他條件不變，增大壓強，反應速率加快；減小壓強，反應速率減慢備注1、全部由固體或液體參加的反應，壓強的改變對反應速率沒有影響

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