化学反应速率 (高考总复习)

化学反应速率

课前引入:

在前面的学习中，主要讨论了化学反应中的物质变化及伴随发生的能量变化两个问题。接下来我们一起思考一些现象：

爆炸 溶洞形成

铁桥生锈 牛奶变质 我们可以很轻松的知道以上化学变化的“快”与“慢”，但是，这样的“快”与“慢”是相对的，是一种定性比较，通常要确定一个参照物。

思考1：如果我们定量表示一个反应的快慢，需要一个特定的词来表示，这个词可以用什么？ 答：

思考2：怎样表示，单位时间内物质改变的质量，物质的量，浓度？ 答： 定义：

1．表示

化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示。

(1)计算公式：v A ＝Δc A

Δt 。

(2)常用单位：mol·L －1·s －1或mol·L －1·min －

1。 2．意义

化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量，同一化学反应用不同的物质来表示化学反应速率时，其数值可以不同，但这些数值所表示的意义相同。 3．规律

对于同一反应，用不同的物质来表示反应速率，其比值一定等于化学方程式中相应的化学计量数之比。

如对于反应：m A(g)＋n B(g)⇌p C(g)＋q D(g)，v (A)∶v (B)∶v (C)∶v (D)＝m ∶n ∶p ∶q 。 要点: (1)一个确定的化学反应涉及反应物、生成物等多种物质，因而定量表示一个化学反应的反应

速率时，必须指明是用哪一种反应物或哪一种生成物来表示。

(2)无论是用某一反应物表示还是用某一生成物表示，其化学反应速率都取正值，而且是某一段时间内的平均速率，不是某一时刻的瞬时速率。

(3)在一定温度下，对于固体和纯液体物质来说，其单位体积里的物质的量不会改变，即它们的物质的量浓度为常数，故一般不用固体或纯液体物质来表示反应速率。

(4) 计算反应速率时，若给出的是物质的量的变化值，不要忘记转化为物质的量浓度的变化值。

方法：反应速率大小比较的两种方法

同一化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同，比较化学反应速率的快慢不能只看数值大小，还要进行一定的转化：

(1)换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值大小。

(2)比较化学反应速率与化学计量数的比值。如反应a A ＋b B ⇌c C ，要比较v (A)与v (B)的相

对大小，即比较v (A)a 与v (B)b 的相对大小，若v (A)a ＞v (B)

b ，则用v (A)表示的反应速率比用v (B)表

例1. 将4 mol A 和2 mol B 在2 L 的密闭容器中混合，并在一定条件下发生如下反应：2A(s)＋B(g)⇌2C(g)，反应2 s 后测得C 的浓度为0.6 mol·L －1。下列说法正确的是( ) A ．用物质A 表示2 s 内的平均反应速率为0.3 mol·L －1·s －1 B ．用物质B 表示2 s 内的平均反应速率为0.6 mol·L －1·s －1 C ．2 s 时v(C)＝0.3 mol·L －1·s －1

D ．2 s 时物质B 的浓度为0.7 mol·L －1

解析 不能用固体物质的浓度表示化学反应速率，A 错误；化学反应速率是平均值不是瞬时值，C 错误；据题目条件知v(C)＝0.6 mol·L －1÷2 s ＝0.3 mol·L －1·s －1，则v(B)＝0.3 mol·L －1·s －1÷2＝0.15 mol·L －1·s －1，则2 s 时物质B 的浓度为2 mol÷2 L －0.6 mol·L －1÷2＝0.7 mol·L －1，B 错误，D 正确。 答案 D

例2． 反应：3A(g)＋B(g)===2C(g)＋2D(g)，在不同条件下，用不同物质表示其反应速率，分别为 ①v(A)＝0.6 mol·L －1·min －1； ②v(B)＝0.45 mol·L －1·min －1； ③v(C)＝0.015 mol·L －1·min －1； ④v(D)＝0.45 mol·L －1·min －1

则此反应在不同条件下进行最快的是( ) A ．②③ B ．①③ C ．②④ D ．② 答案 D

例3．下列关于化学反应速率的说法正确的是( )

A ．化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加

B ．化学反应速率为0.8 mol·L －1·s －1所表示的意思是时间为1 s 时，某物质的浓度为0.8 mol·L －1

C ．根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢

D ．对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显 答案 C

解析 化学反应速率是指单位时间内反应物物质的量浓度的减少或生成物物质的量浓度的增加，是平均速率，可以表示化学反应的快慢；因为固体和纯液体的浓度是一个常数，所以不能用固体和纯液体表示反应速率，所以A 、B 两项错误，C 项正确。对无明显现象的化学反应来说，无法通过现象来体现反应速率的大小。

例4．在某一化学反应中，反应物A 的浓度在10 s 内从0.8 mol·L －1变为0.2 mol·L －1，则在这10 s 内A 的化学反应速率为( )

A ．0.02 mol·L －1

B ．0.02 mol·L －1·s －1

C ．0.06 mol·L －1·s －1

D ．0.06 mol·L －1·min －1 答案 C

解析 10 s 内A 的化学反应速率为(0.8 mol·L －1－0.2 mol·L －1)÷10 s ＝0.06 mol·L －1·s －1。

例5．某温度下，在2 L密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质发生化学反应时，物质的量随时间变化的关系曲线如图所示：

(1)由图中的数据分析，该反应的化学方程式为_________________________________

________________________________________________________________________。

(2)5 min内用Z表示的平均反应速率为________________________________________。

(3)化学反应速率受到很多因素的影响，例如：实验室制取氢气时一般用粗锌替代纯锌和稀硫酸反应，这是利用________原理加快了氢气生成的速率。

答案(1)3X＋Y⇌3Z

(2)0.06 mol·L－1·min－1

(3)原电池

1．温度对化学反应速率影响的探究

实验

操作

试管中均为2～3 mL相同浓度的滴有FeCl3溶液的H2O2溶液

实验

①产生气泡速率最慢②产生气泡速率较快③产生气泡速率最快

现象

实验

对于反应2H2O22H2O＋O2↑来说，温度越高，H2O2的分解速率越快结论

2.催化剂对化学反应速率影响的探究

实验操作

实验现象①有少量气泡出现②产生大量气泡③产生大量气泡

实验结论MnO2、FeCl3可以使H2O2的分解速率加快

3.影响化学反应速率的因素

(1)主要因素(内因)

不同的化学反应，具有不同的反应速率，因此，参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要因素。

(2)外界因素(外因)

①温度：当其他条件不变时，升高温度，可以增大化学反应速率；降低温度，可以减小化学反应速率。

②催化剂：当其他条件不变时，使用适当的催化剂通常能极大地加快化学反应速率。

③浓度：当其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以增大化学反应速率；减小反应物的浓度，可以减小化学反应速率。

④压强：对于有气体参加的反应，当其他条件不变时，增大气体的压强，可以增大化学反应速率；减小气体的压强，可以减小化学反应速率。

⑤固体表面积：固体颗粒越小，其单位质量的表面积越大，与其他反应物的接触面积越大，化学反