化学反应速率的影响因素一LW

第二章化学反应速率和化学平衡致远中学高二化学备课组第一节（2）化学反应速率的影响因素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。浓度常用单位：mol/L时间常用单位：s、min、h化学反应速率常用单位:mol/(L·s)或mol/(L·min)表达式：v=△c/△t一、化学反应速率的表示v=△n/(V·△t)PS：1、通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示，所以反应速率是正值。2、中学阶段的化学反应速率是平均速率。3、浓度仅指溶液或气体的，固体、纯液体无浓度可言。【例题】在2L的密闭容器中，加入1molN2和3molH2，发生N2+3H2=2NH3，在2s末时，测得容器中含有0.4mol的NH3，求该反应的化学反应速率。起始浓度(mol/L)2s末浓度(mol/L)22332NHNH(2)0.1mol/0.05mol/?st2sNCLVL△（）△(2)0.3mol/0.15mol/?st2sHCLVL△（）△变化浓度(mol/L)三步法0.51.500.20.20.30.10.41.2(3)0.2mol/0.10mol/?st2sNHCLVL△（）△2.反应4A（g）+5B(g)4C(g)+6D(g)在5L的密闭容器中进行，半分钟后C的物质的量增加了0.30mol.下列叙述中正确的是（）A、A的平均反应速率是0.010mol/（L·s）B、容器中含D的物质的量至少为0.45molC、容器中A、B、C、D的物质的量比一定是4：5：4：6D、容器中A的物质的量一定增加了0.30mol转化量之比=系数比=各物质的反应速率比[例2]合成氨反应为N2+3H2=2NH3，其反应速率可以分别用v(N2)、v(H2)和v(NH3)表示，正确的关系是（）A．v(H2)＝v(N2)＝v(NH3)B．v(N2)＝v(H2)C．v(NH3)＝3/2v(H2)D．v(H2)＝3v(N2)4.有关2SO2+O2=2SO3反应的下列图像正确的是（）6.一定温度下，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如下图所示：下列描述正确的是（）A反应开始到10s,用Z表示的反应速率为0.158mol/(L·s)B反应开始到10s,X的物质的量浓度减少了0.79mol/LC反应开始到10s时，Y的转化率为79.0%D反应的化学方程式为：X(g)+Y(g)=Z(g)要比较某一反应在不同条件下的快慢时，需用的反应速率来比较。[例3]对A+3B=2C+2D来说，下列四种不同情况下的反应速率最快的是（）A．v(A)=0.15mol/(L•min)B．v(B)=0.3mol/(L•min)C．v(C)=0.1mol/(L•min)D．v(A)=0.01mol/(L•s)3.在2A＋B==3C＋4D反应中，表示该反应速率最快的是（）A、v(A)＝0.05mol/（L·s）B、v(B)＝0.3mol/（L·s）C、v(C)＝0.8mol/（L·s）D、v(D)＝1mol/（L·s）同一物质1、在通常情况下，Na与水的反应和Mg与水的反应哪个剧烈(反应速率快)？为什么？2、将等物质的量的碳酸钠与碳酸氢钠放入等体积等浓度的盐酸中，产生CO2的速率哪个较快？为什么？3、石油的形成要多少年？炸药的爆炸呢？以上说明化学反应速率的决定因素是什么？二、影响化学反应速率的因素（一）决定化学反应速率的因素是参加反应的物质本身的化学性质。实验编号12345c(HI)/mol·L-10.1000.2000.3000.1000.100c(H2O2)/mol·L-10.1000.1000.1000.2000.300v/mol·L-1·s-10.00760.01530.02270.01510.0228在298K时，实验测得溶液中的反应H2O2+2HI=2H2O+I2在不同浓度时的化学反应速率。请找出化学反应速率与H2O2浓度及HI浓度之间的关系，并尝试写出相应的数学表达式。(二）外因：1、浓度对化学反应速率的影响【数据处理】H2O2+2HI=2H2O+I2V=kc(H2O2)c(HI)该速率表达式与方程式的系数有没有直接的关系?表2-3-2一些化学反应的速率与参与反应物质的浓度的关系化学反应反应速率与参与反应物质的浓度的关系式H2+I2=2HI（g）H2+Cl2=2HClCO+NO2=CO2+NO【合作探究】1.你能否写出中的浓度与速率的关系？ν=kc(H2)c(I2)ν=kc(H2)c1/2(Cl2)ν=kc(NO2)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)2.k与ν有什么关系？3.速率常数k可能与什么因素有关？ν=kc(N2)c1.5(H2)c-1(NH3)不同的化学反应有不同的速率方程和速率常数。只有通过实验才能得到，不能随意根据方程式直接写出。k称为反应速率常数1.它与浓度无关，受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响。2.通常，反应速率常数越大，反应进行得越快【结论】1.若增加一种物质的浓度（无论是反应物或是生成物），反应速率总是加快，反之则减慢。2.固体（或纯液体）的浓度视为常数，增加或减少固体（或纯液体）的量，化学反应速率不改变；但固体的颗粒越小，反应速率越快。【例题4】（08年广东理基·36）对于反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)能增大正反应速率的措施是()A．通入大量O2B．增大容器容积C．移去部分SO3D．降低体系温度2、压强与化学反应速率的关系•对于只有固体或液体参加的反应,压强的变化对反应速率的影响可以忽略不计.•对于气体反应:只有压强的改变影响到浓度的变化才会改变反应速率.（2）充入反应无关气体（惰气）：压强对于有气体参与的反应才有意义！！！本质:压强的变化，引起容器体积的变化，最终导致浓度的变化！如：气体体系中每一种物质的浓度均增大一倍，即体系体积缩小一半，即相当于“加压”了。恒容条件下，容器总压尽管增大了，但容器的体积不变，各自的分压(浓度)也不变，故反应速度不变，恒压条件下，为维持容器压强不变，容器体积必增大，故体系中各气体分压(浓度)减小，故反应速度减小，（1）对于可逆反应，压强增大，正逆反应速率都增大，但压强对平衡体系中气体的系数大的方向影响的幅度大；8.对于反应：NO+CO2N02+CO在密闭容器中进行，下列哪些条件加快该反应的速率（）A．缩小体积使压强增大B．体积不变充入CO2使压强增大C．体积不变充入He气使压强增大D．压强不变充入N2使体积增大9．在密闭容器里，通入xmolH2和ymolＩ2(ｇ)，改变下列条件，反应速率将如何改变?(填“增大”“减小”或“不变”)（1）升高温度；（2）充入更多的H2；（3）扩大容器的体积；（4）容器容积不变，通入氖气。（1）升高温度，无论是放热反应或是吸热反应（正、逆反应），速率都加快，但温度对吸热方向影响的幅度大（即升温加快的幅度大，降温下降的幅度大）；三、温度问题•定量关系•(1)经验规律•温度每升高10K，反应速率增加倍。这个经验规律可以对一些反应的化学反应速率作粗略的估计，但适用范围有限。2～4•式中：k为；A为；e为；R为摩尔气体常量；Ea为，单位为或。•该经验公式表明，当时，升高温度，反应速率常数，化学反应速率随之加快。反应速率常数比例常数自然对数的底数活化能J·mol－1kJ·mol－1Ea＞0增大(2)经验公式k＝Ae－EaRT•(3)活化能Ea•概念：普通反应物分子形成所的能量。•意义：活化能越高，反应速率常数越，反应越难进行，化学反应速率越。活化分子吸收小小•[开放探究]为什么升高相同温度时，不同化学反应的速率增加的倍数不同？提示：根据k＝Ae－EaRT可知，Ea值越大，改变温度对k的影响就越大，而不同反应的Ea不同。•三、催化剂对化学反应速率的影响•1．催化剂：能反应速率而在反应前后本身的的物质。•2．催化原理：通过参与反应改变反应历程，从而降低，提高化学反应速率。需要注意的是催化剂不能改变，不能改变。改变质量和化学性质不变反应的活化能化学平衡常数平衡转化率•3．催化剂催化特点•(1)：只对某一反应或某类反应起催化作用。•(2)高效性：可以大幅度降低反应的，从而有效地化学反应速率。选择性活化能提高四、催化剂问题1.催化剂在化学反应前后质量不变，化学性质不变，物理性质可能发生改变。2.催化剂能同等程度的改变正、逆反应的反应速率，因而对化学平衡无影响，不能改变反应物的转化率和生成物的总产量。3.催化剂参加化学反应，改变了反应进行的途径，因而大大降低了反应的活化能，大大增大了活化分子百分数。五、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。各条件对速率的影响大小是：催化剂温度浓度=压强(体积变化引起的)。各种影响都有其局限性，要针对具体反应具体分析。总结:t1-t2：Mg与HCl的反应是一个放热反应，放出的热量使体系温度升高，导致反应速率增大；t2-t3：随反应进行，CH+浓度显著减小，导致反应速率明显减小。