化学反应速率

化学反应速率 一、化学反应速率及其表示方法 1、定义： 化学反应速率用单位时间内（s、min、h）反应物浓度的减小或生成物浓度的增大来表示。 2、计算式：表达式：v = △c/△t v = △n/(V*△t) 化学反应速率常用单位:mol/(L·s) 或mol/(L·min) 注意：(1)化学反应速率均为正值。 (2)一般来说,化学反应速率随反应的进行而逐渐减慢，因此某一段时间内的反应速率，是平均速率，而不是指瞬时速率。 (3) 化学反应速率一般不能用固体或纯液体表示。 例、向一个容积为1L的密闭容器中放入2molSO2和1molO2，在一定的条件下，2s末测得容器内有0.8molSO3，求2s内SO2、O2、SO3的平均反应速率和反应速率比。 ：计算时弄清起始浓度、某时刻的浓度、变化浓度，在同一反应中用不同物质来表示时，其数值可以不同，但都表示同一个反应的速率。因此，表示化学反应的速率时，必须说明反应物中哪种物质做标准。不同物质的速率的比值一定等于化学方程式中相应的化学计量数之比。 例、对于反应A+3B=2C+2D，下列数据表示不同条件的反应速率，其中反应进行得最快的是( ) A. v (A) =0.15mol/(L·S) B. v (B) =0.6mol/(L · S) C. v (C) =1mol/(L · S) D. v (D) =2mol/(L · min) 总结：比较反应速率大小时，不仅要看反应速率数值本身的大小，还要结合化学方程式中物质的化学计量数的大小来说明即应取同一参照物。 二、外界条件对化学反应速率的影响 有效碰撞：能够发生化学反应的碰撞。 活化分子：能够发生有效碰撞的分子。 活化分子百分数：（活化分子数/反应物分子数）×100% 1、浓度对化学反应速率的影响。 原因：在其他条件不变时，对某一反应来说，活化分子百分数是一定的，即单位体积内的活化分子数与反应物的浓度成正比。所以当反应物的浓度增大时，单位体积内的分子数增多，活化分子数也相应的增多，反应速率也必然增大。 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；减小反应物的浓度，可以减小化学反应的速率。 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，因此改变它们的量不会改变化学反应速率。若有固体参加反应时速率的改变用接触面积大小来讨论。 b、化学反应若是可逆反应，逆反应物或生成物的浓度改变，其正反应速率和逆反应速率的改变也符合上述规律。 c、浓度的改变只改变活化分子总数，不改变活化分子百分数。 d、气体或溶液浓度的改变与反应速率的关系并不是一概如此，若随着浓度的改变，物质的本质发生了变化，那么反应速率的含义也不同了。如：铁与稀硫酸反应生成氢气，当稀硫酸的浓度增加到一定程度时性质将会发生改变。 2、压强对反应速率的影响。 　原因：对气体来说，当温度一定时，一定量气体的体积与其所受的压强成反比，所以增加压强，就是增加反应物的浓度，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，反应速率加快；减小压强，反应速率减慢。 注意：a、压强影响，只适用于讨论有气体参加的反应，当然并不一定全部是气体参加的反应。 b、压强影响反应速率，必须伴随有压强改变时体积的改变现象。否则，压强的变化并没有作用到反应的体系上。即压强变则体积变，实际是浓度的变化。若容器的体积不变，因为各气体的浓度没有变，则速率不变。如在密闭容器中通入惰性气体。（密闭容器全封闭不漏气，其体积可变也可不变） c、压强对气体反应速率的影响与浓度相同，不改变活化分子百分数只改变活化分子总数。 d、当“充入无关的气体”时， 体积不变，压强增大，P体系不变，此处的“压强增大”并未引起浓度的改变，是“假”的，∴平衡不移动； 体积增大，P体系减小，平衡向分子数增大的方向移动； 压强减小，P体系减小，平衡向分子数增大的方向移动； 压强不变，P体系减小，平衡向分子数增大的方向移动； ※注：P总=P体系+P无关气体 3、温度对化学反应速率的影响。 原因：(1)浓度一定时，升高温度，分子的能量增加，从而增加了活化分子百分数，有效碰撞次数增加，反应速率增大。 (2)温度升高，使分子运动的速度加快，单位时间内反应物分子间的碰撞次数增加，反应速率也会相应的加快。前者是主要原因。 规律：其他条件不变时，升高温度，可以增大反应速率。实验测得，温度每升高10℃反应速率通常增加到原来的2～4倍。降低温度，可以减慢反应速率。 注意：a、温度对化学反应速率的影响适用于任何化学反应。（对放热反应和吸热反应都适用。且不受反应物状态的限制） b、温度升高增加了活化分子数，从而增加活化分子百分数。 c、温度的影响效果超过浓度、压强对反应速率的影响。 d、对于一个化学反应，若温度t1时化学反应速率为v1，温度为t2时化学反应速率为v2，则温度对反应速率的影响的经验公式为：v2=v1*(2～4)(t2-t1)/10 4、催化剂对化学反应速率的影响。 原因：在其他条件不变时，使用催化剂可以大大降低反应所需要的能量，会使更多的反应物分子成为活化分子，大大增加活化分子百分数，因而使反应速率加快。 规律：催化剂可以改变化学反应的速率。正催化剂：能够加快反应速率的催化剂。 负催化剂：能够减慢反应速率的催化剂。如不特意说明，指正催化剂。 注意：a、同一催化剂能同等程度的改变正反应和逆反应的化学反应的速率。 b、催化剂的使用降低了反应所需的能量，从而增加了活化分子的总数，又增加了活化分子百分数。 5、其他如光照、反应物固体的颗粒大小、电磁波、超声波、溶剂的性质等，也会对化学反应的速率产生影响。 练习 1、在2L的密闭容器中，发生下列反应： 3A(g)+ B(g)=2C(g)+D(g)。若最初加入的A 和B 都是4mol，在前10s A 的平均反应速率为0.12mol/L·s，则10s时，容器中B的物质的量为 3.2 mol 。 练习8.某温度时，在2升的容器中，X、Y、Z三种物质随时间的变化曲线如下图所示，由图中数据分析，该反应的化学方程式为（3X+Y=2Z），反应开始至2min时Z的平均反应速率为（0.05mol/L·min） 2、把0.6molX气体的0.4molY气体混合于2L容器中，使它们发生如下反应：3X+Y= nZ+2W。2min末已生成0.2molW，若测知V(z)=0.1mol/(L·min)，则 ⑴上述反应中Z气体的计量数n的值是( D ) A.1 B.2 C.3 D.4 ⑵上述反应在2min末时，已消耗的Y占原来的百分比是( B ) A.20% B.25% C.33% D.50% 3、一定温度下，向一个容积为2L的事先装入催化剂的真空密闭容器中通入1molN2和3mol H2，3min末测此容器内压强是起始时压强的0.9倍。在此时间内用 H2的量的变化来表示该反应的平均反应速率是（  C ） 　A、0.2 mol/L·min   B、0.6 mol/L·min C 、0.1 mol/L·min     D、0.1 mol/L·min 4、对于在溶液间进行的反应，对反应速率影响最小的因素是（ ） A、温度 B、浓度 C、压强 D、催化剂 5、下列条件的变化，是因为降低反应所需的能量而增加单位体积内的反应物活化分子百分数致使反应速率加快的是（ ） A、增大浓度 B、增大压强 C、升高温度 D、使用催化剂 6、 设NO+CO2=2CO(正反应吸热)反应速率为v1；N2+3H2=2NH3(正反应放热)反应速率为v2。对于前述反应，当温度升高时，v1和v2变化情况为（） A、同时增大 B、 同时减小 C、 v1减少，v2增大 D、 v1增大，v2减小 7、进行如图实验的X、Y，其中各图象中能正确表示实验结果的是（c ） 固体问题：（1）增加或减少固体的量，化学反应速率和化学平衡均不改变； （2）固体的颗粒越小，反应速率越快。 8、一定温度下，在固定体积的密闭容器中发生下列反应 2HI⇌ H2+I2若C(HI) 由0.1mol/L降到0.07mol/L时，需要15秒，那么C(HI) 由0.07mol/L降到0.05mol/L时，需要反应的时间为（ C ）A 5S B 10S C 大于10S D小于10S 9、 如下图所示，相同体积的a、b、c三密闭容器，其中c容器有一活塞，a、b两容器为定容容器，起始向三容器中都加入相同量的SO2和O2使三容器压强相等，一定条件下发生2SO2+O2 ⇌ 2SO3的反应。问： ① 起始a、c两容器的反应速率大小关系为Va _=__Vc； ② 反应一段时间后a、c中速率大小关系为Va _<__Vc ； ③ 如起始在a、c两容器中通入同量的N2，则此时三容器起始压强为Pa __>_Pb _=__Pc； 起始反应速率关系为Va _=__Vb __>_Vc 10、将锌粒投入一定浓度的稀H2SO4中，实际反应速率和时间的关系与下图最接近的是（ D ） 11、恒温下将AmoL N2与BmoLH2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中，发生反应如下：N2(g)+3H2(g) ⇌ 2NH3(g) （1）若反应到某时刻t时，nt(N2)=13moL nt(NH3)=6moL，计算A的值。 （2）反应达平衡时，混合气体的体积为716.8L（标况下），其中NH3的含量（体积分数）为25%，计算平衡时NH3的物质的量（）。 （3）原混合气体与平衡混合气体的物质的量之比（写出最简整数比），n(始)：n(平)= （4）混合气体中，A：B= （5）达到平衡时，N2与H2 的转化率之比，α(N2):α(H2)= （6）平衡混合气体中，n(N2):n(H2):n(NH3)= 16 8moL 5:4 2:3 1:2 3:3:2 12、一定温度下，对于反应2A(g)+B(g) ⇌ 2C(g)在反应过程中n(C)随时间的变化关系如右图所示。现从t1时刻开始升高反应体系温度，试回答下列问题： （1）P点时反应的v正与v逆的大小关系 （2）此反应的正反应为放热反应还是吸热反应 （3）a、b两点的正反应速率大小关系 n/mol t/min 0.2 Z 0.7 X 0.9 Y 0.2 0.4 0.6 1 2 3 4 5 0.8 1.0