高三化学 基元反应的反应级数
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化学反应速率思维导图
(1)化学反应速率是指一段时间内的平均速率,而不是瞬时速率;通常前一段时间的平均反应速率要快于后一段时间的平均反应速率,反应速率均取正值,即v>0。
(2)在一定温度下,固体和纯液体物质单位体积的物质的量保持不变,即物质的量浓度为常数,因此在表示化学反应速率时,不代入固体或纯液体物质的浓度。浓度是指气体或溶液的浓度。
(3)同一个化学反应在相同的条件下、在同一段时间内,用不同物质表示反应速率时,数值可能相同也可能不同,但表达的意义都相同,即反应的快慢程度是一样的。
(4)在同一反应巾用不同的物质来表示反应速率时,其数值之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比.
如化学反应:,
,所以
•化学反应速率:
1.定义:化学反应速率是用来衡量化学反应进行的快慢程度的物理量。
2.表示方法:在容积不变的反应器中,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。即:
3.单位:mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1等。
影响化学反应速率的因素有哪些
一、内部因素(主要因素):
参加反应物质的性质(化学反应的本质:反应物分子中的化学键断裂、生成物分子中的化学键形成过程(旧键断裂,新键生成)
二、外部因素:
1、浓度:在其他条件不变时,增大反应物浓度,可以增大反应速率.
规律:其他条件不变时,增大反应物的浓度,可以增大反应速率;反之,可以减小化学反应速率。
注意:a、此规律只适用于气体或溶液的反应,对于纯固体或液体的反应物,一般情况下其浓度是常数,因此改变它们的量一般不会改变化学反应速率;b、一般来说,固体反应物表面积越大,反应速率越大,反之,反应速率越小; c、随着化学反应的进行,反应物的浓度会逐渐减小,因此一般反应速率也会逐渐减小。
2、压强:对气体来说,若其他条件不变,增大压强,就是增加单位体积的反应物的物质的量,即增加反应物的浓度,因而可以增大化学反应的速率。
规律:对于有气体参加的反应,若其他条件不变,增大压强,气体体积缩小,浓度增大,反应速率加快;减小压强,反应速率减慢。
对于气体有下列几种情况:
(1)、恒温时:p增大→体积减少→c增大→反应速率增大
(2)、恒容时: A、充入气体反应物→c增大→总压增大→反应速率增大; B、通入“无关气体”(如He、N2等)→引起总压增大,但各反应物的分压不变,各物质的浓度不变→反应速率不变;
(3)、恒压时:冲入“无关气体”(如He等)→引起体积增大,→各反应物浓度减少→反应速率减慢。
3、温度:反应若是可逆反应,升高温度,正、逆反应速率都加快,降低温度,正、逆反应速率都减小。
4、催化剂:使用催化剂,能够降低反应所需的能量,这样会使更多的反应物的分子成为活化分子,大大增加单位体积内反应物分子中活化分子所占的百分数。因而使反应速率加快。
注意:(1)、使用催化剂同等程度的增大(减慢)正逆反应速率,从而改变反应到达平衡所需时间;(2)、没特别指明一般指正催化剂;(3)、催化剂一定的具有选择性;(4)、催化剂中毒:催化剂的活性因接触少量的杂质而明显下降甚至遭到破坏,这种现象叫催化剂中毒。
5、其他因素:光、固体表面积、溶剂、电磁波、超声波、强磁场、高速研磨、原电池等。
一、有效碰撞理论
1.有效碰撞概念:能够发生反应的分子或者原子之间的碰撞。
反应发生的先决条件就是反应物分子之间发生碰撞,但不是每一次碰撞都能够导致反应发生,必须是既具有足够能量又有合适取向的分子的碰撞才是有效碰撞。碰撞的效率越高,则发生反应的速率越大。
2.有效碰撞的条件:反应物分子(或原子)必须发生碰撞;
分子必须是具有一定能量的活化分子;
活化分子发生碰撞时必须有合适的取向。
3.活化分子和活化能
(1)活化分子:能够发生有效碰撞的分子。
(2)活化能:普通分子转化成活化分子所需的最低的能量。
E1是反应的活化能,E2是活化分子变成生成物所释放的能量,则E1-E2=反应热;活化能越低,变成活化分子的“门槛”就越低,普通分子就越容易变成活化分子,反映则越容易进行。
二、外界条件对于化学反应速率的影响
1.溶液浓度:增大反应物浓度,反应速率增大。改变纯固体纯液体的量对化学反应速率无影响。但改变固体物质的接触面积、光辐射、发射线辐射、超声波等因素可以改变反应速率;同样的对反应物搅拌,加快扩散速率也可以加快反应速率。
2.温度:对于可逆反应,升高温度,正逆反应速率都增大,只不过吸热反应增大的程度更大,降低温度则反之。
3.压强:有气体参加的反应,恒温时,增大压强,体积减小,浓度增大,速率加快。对于两侧化学计量数之和不等的反应,化学计量数之和大的一侧受压强影响更大,加压时速率增加的幅度更大,减压时,速率减小的幅度更大。
对于气体反应体系,常对于以下几种情况进行考察:
(1)恒温恒容:a.充入反应气体,浓度增大,速率加快;
b.充入惰性气体:总压强增大,各反应物浓度不变(反应物分子总数不变,活化分子数、活化分子百分数均不变),反应速率不变。
(2)恒温恒压:充入惰性气体,体积增大,各反应物浓度减小,反应速率减小。
4.催化剂:降低反应的活化能,增加活化分子百分数,同等程度的提高正逆反应的速率。
5.其他条件:光、反应物颗粒大小、容积、反应物的状态等对反应速率都有影响,但不是考查的重点。
三、注意多个因素的影响判断:
1.先看内因再看外因;
2.注意看主要影响因素,如锌与稀硫酸反应时,由于该反应为放热反应,反应开始后,体系温度升高,所以前半程受温度影响较大,速率是加快的;后半程硫酸浓度下降的较多,主要受浓度影响,速率减慢,所以氢气的生成速率先是逐渐加快在逐渐减慢。
四、习题演练:
1.易错判断:
(1)随着反应进行,反应速率会逐渐减慢。(×)
解析:不一定,反应速率不仅受浓度影响,还受温度影响,对于放热反应而言,一般都是先增大再减小。
(2)纯液体和纯固体的改变,不会影响反应速率。(×)
解析:搅拌液体,加快扩散速率或将固体颗粒变小(增大接触面积),也会加快反应速率。
(3)若在反应体系中充入惰性气体增大压强,化学反应速率一定增大。(×)