知识讲解 化学反应速率 提高

化学反应速率

编稿：宋杰审稿:张灿丽

【学习目标】

1、了解化学反应速率的定量表示方法，初步了解测定某些化学反应速率的实验方法；

2、通过实验事实和思考，掌握化学反应速率的表示方法。

【要点梳理】

要点一、化学反应速率

1、化学反应速率的概念

化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的物理量。

2、化学反应速率的表示方法

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。符为v，单位为mol/(L·min)、mol/(L·s)或mol/(L·h)。

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3、化学反应速率的表达式

4、化学反应速率的计算规律

同一化学反应中，用不同物质的浓度变化表示的化学反应速率之比等于化学反应方程式中相应物质的化学计量数之比。这是有关化学反应速率的计算或换算的依据。如对于化学反应aA(g)+bB(g)==cC(g)+dD(g)，有下列恒等式：

v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=a∶b∶c∶d

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5、有关化学反应速率的注意事项

①化学反应速率均为正值，没有负值。

②化学反应速率通常指的是某物质在某一时间内化学反应的平均速率，而不是在某一时刻的瞬时速率。

③由于在反应中纯固体和纯液体的浓度是恒定不变的，因此对于有纯液体或纯固体参加的反应一般不用纯液体或纯固体来表示化学反应速率。化学反应速率与表面积大小有关，而与物质的量的多少无关。通常是通过增大物质的表面（如粉碎成细小颗粒、充分搅拌、振荡等）来加快化学反应速率。

④对于同一个化学反应，在相同的反应时间内，用不同的物质来表示其反应速率，其数值可能不同，但这些不同的数值表示的都是同一个反应的反应速率。因此，表示化学反应速率时，必须指明是用反应体系中的哪种物质作为标准。

要点二、化学反应速率的测量

1、基本思路

化学反应速率是通过实验测定的。因为化学反应中发生变化的是体系中的化学物质（包括反应物和生成物），所以与其中任何一种化学物质的浓度（或质量）相关的性质在测量反应速率时都可加以利用。

2、用于化学反应速率测量的基本性质

3、实验测量锌与硫酸反应速率

实验用品：锥形瓶、双孔塞、分液漏斗、直角导气管、50 mL注射器、铁架台、秒表、锌粒、1 mol/L的硫酸、4 mol/L的硫酸。

实验步骤：①取一套装置，加入40 mL 1 mol/L的硫酸，测量收集10 mL H2所用的时间。

②取另一套装置，加入40 mL 4 mol/L的硫酸，测量收集10 mL H2所用的时间。实验现象：锌跟硫酸反应产生气泡，②收集10 mL气体所用时间比①所用时间短。

实验结果：

加入试剂反应时间/min

反应速率/(mL·min－1)

1 mol/L H2SO4长小

4 mol/L H2SO4短

大

实验结论：4 mol/L的硫酸与锌反应比1 mol/L的硫酸与锌反应速率快。

注意事项：a．锌的颗粒（即表面积）大小要基本相同；

b．40 mL的硫酸溶液要迅速加入；

c．装置气密性要好，且计时要迅速准确。

问题思考：还可根据反应速率相关量的哪些变化来测定该反应的反应速率？

锌跟硫酸反应的离子方程式为Zn+2H+==Zn2++H2↑，因此我们还可利用相同质量的锌完全溶解所用时间的不同、硫酸浓度的变化等来测量化学反应速率。

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要点三、化学反应速率的计算及比较

1、化学反应速率的计算——三段式法

①求解化学反应速率计算题的一般步骤：

a．写出有关反应的化学方程式。

b．找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。

c．根据已知条件列方程式计算。

②计算中应注意以下量的关系：

a．对反应物：c(起始)－c(转化)=c(某时刻) b．对生成物：c(起始)+c(转化)=c(某时刻) c．()100%()cc?转化转化率=起始

2、化学反应速率的比较

①选用同种物质作标准

换算成用同一物质、同一单位表示的化学反应速率，再比较其数值大小。

②比较化学反应速率与化学计量数的比值：如反应aA+b B cC，要比较v(A)

与v(B)的相对大小，可比较()vAa与()vBb的大小，若()()vAvBab?，则A的反应速率比B的反应速率大。

要点四、测定化学反应速率的物理方法

测定化学反应速率的关键是测定某一时间间隔内反应体系中某物质浓度的变化。由于物质的某些物理性质（如压强、体积、吸光度、电导率等）与其物质的量或浓度存在函数关系，因此人们常用物理方法准确而快速地测定反应物或生成物浓度的变化来确定其化学反应速率。常用于测定化学反应速率的物理方法有以下几种：

1、量气法

对于反应2H2O2==2H2O+O2↑，可测量反应中唯一的气体产物氧气在一定温度、压强时的体积变化。

2、比色法

由于不同浓度的物质对特定波长的光的吸收性能不同，因此可以通过吸光度来测定反应物浓度。例如，在丙酮的溴化反应中：

CH3COCH3+Br2—→CH3COCH2Br+HBr

有色反应物Br2吸收波长为450 mm的光波，因此可用分光光度计测量溶液对该波长光波的吸光度，据此计算化学反应速率。

3、此外，激光技术也已广泛应用于化学反应速率的测定。

要点五、关于化学反应速率的特别说明

1、化学反应速率表述的共同之处：①都有一个确定的起点（速率为0）；②都有一个与速率大小相匹配的时间单位；③都有能说明体系某种变化的可计量的性质（如质量、体积、压强、浓度等）。

2、一个确定的化学反应涉及反应物和生成物等多种物质，在中学化学里，通常所说的