高三一轮复习化学反应速率及影响因素

化学反应速率1．表示方法用单位时间内反应物或生成物的(常用)变化来表示，其表达式为：v＝。2．单位：mol/(L·s)或mol/(L·min)。3．同一反应用不同物质表示的反应速率之间的关系对于任一反应mA＋nB===pY＋qZ，v(A)∶v(B)∶v(Y)∶v(Z)＝。4．注意的问题(1)化学反应速率是一段时间内的，且无论用反应物还是用生成物表示均取正值。(2)因固体或纯液体的浓度是常数，故一般不用固体或纯液体表示反应速率。(3)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同。浓度物质的量浓度ΔcΔtm∶n∶p∶q平均速率[例1]在2L的密闭容器中，加入3mol和1mol的H2和N2，发生N2+3H22NH3，在2s末时，测得容器中含有0.4mol的NH3，分别用各物质表示该反应的化学反应速率。【说明】计算反应速率一般运用“三段思维法”，即“起始”、“转化”、“平衡”时的情况来考虑，这种方法的优点在于各物质的量及变化非常清晰，一目了然。化学反应的速率是通过实验测定的。测定方法有∶１、直接观察某些性质（如释放出气体的体积和体系压强）；２、科学仪器测定（如颜色的深浅、光的吸收和发射、导电能力等）；３、溶液中，常利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。[例2]把下列金属分别投入0.1mol/L盐酸中，能发生反应但反应最缓慢的是（）AFeBAlCMgDCuA讨论[例3]实验室用铁与盐酸制取氢气时，采用哪些方法，可以增大铁与盐酸反应速率？1.增大盐酸浓度2.将铁片改为铁粉3.升温4.加入少量的CuSO4粉末(一)内因对于同一化学反应，外界条件不同反应速率不同。其中重要的外界条件为:参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的重要因素。浓度、温度、压强、催化剂,以及固体反应物表面积的大小、溶剂、光、电磁波、激光、超声波等都会影响化学反应的速率等。(二)外因：二、影响化学反应速率的因素那么如何来研究一个反应，研究化学反应原理的基本方法和思路是怎样？即:我们从哪些方面来认识一个反应!先认识几个概念:1、有效碰撞2、活化分子3、活化能——概念模型法1．有效碰撞理论(1)有效碰撞能够发生的分子之间的碰撞。(2)活化分子能量较高，能够发生的分子。(3)活化能①概念：比多出的那部分能量。②反应物、生成物的能量与活化能的关系，如图：E1是反应的。E2是活化分子变成生成物分子放出的能量(逆反应的活化能)。③反应热ΔH＝。化学反应有效碰撞活化分子普通分子E1－E2活化能活化分子活化分子百分数=（活化分子数/反应物分子数）×100%化学反应能发生的先决条件是：反应物分子(离子)之间发生碰撞。化学反应与分子间的有效碰撞频率有关，因此所有能够改变内能、运动速率以及碰撞几率的外界条件，都可以用来改变、控制反应速率。如果分子间能够发生化学反应：1、反应物分子必须相互碰撞；2、分子必须具有一定的能量3、活化分子碰撞时，必须有合适的取向碰撞理论解释各外界因素对速率的影响反应速率理论本质分子运动相互碰撞分子具有足够能量活化分子有合适的取向有效碰撞化学反应碰撞理论1、浓度n活=n总×活%浓度增大→单位体积内n总↑T不变，活%不变n活增大→有效碰撞↑→V↑应用1：一定条件下，在CaCO3（块状）+2HCl=CaCl2+H2O+CO2反应中，为了加快反应的速率，下列那些方法可行：A、增加HCl的浓度B、加水C、增加同浓度盐酸的量D、改加CaCO3粉末应用2：若将物质的量相等的HI气体分别放在等容积的两个注射器中，一个保持体积不变，另一个压缩为原来的1/2。其它条件不变，则HI的分解反应速率谁快？在其他条件不变时，增大反应物浓度，可以增大反应速率。应用3：如反应：3KSCN+FeCl3Fe(SCN)3+3KCl若在上述反应体系中加入KCl晶体，不会影响化学反应速率？因为反应实质为：Fe3++3SCN-Fe(SCN)31、在温度、体积不变的容器中进行反应H2+I2==2HI，若反应物H2的浓度由0.1mol/L降到0.06mol/L需20s，那么由0.06mol/L降到0.036mol/L，所需反应时间应为（）A、＝10sB、＝12sC、＞12sD、＜12sCV＝(0.1mol/L－0.06mol)/L/20s=0.002mol/L.st=(0.06mol/L-0.036mol)/L/0.002mol/L.s=12s2.100mL6mol/LH2SO4与过量锌反应，在一定温度下，为了减缓反应进行的速率，但又不影响生成氢气的总质量，可向反应物中加入适量的（）A.碳酸钠（固体）B.水C.硫酸钾溶液D.硫酸铵（固体）BC如果分子间能够发生化学反应：1、反应物分子必须相互碰撞；2、分子必须具有一定的能量3、活化分子碰撞时，必须有合适的取向碰撞理论解释各外界因素对速率的影响反应速率理论本质探讨分子运动相互碰撞分子具有足够能量活化分子有合适的取向有效碰撞化学反应碰撞理论n活=n总×活%2、压强压强增大→体积减小其他条件不变→V↑→C增大压强对于反应速率的影响是通过对浓度的影响实现的P增大→C成比例增大，P减小→C成比例减小发散思考：压强对于任意化学反应的速率都有影响吗？压强只对于有气体参加的反应的速率有影响（紧扣对C的影响）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。1、对于反应N2+O2=2NO在密闭容器中进行，下列条件哪些不能加快该反应的化学反应速率（）A、缩小体积使压强增大B、体积不变充入N2使压强增大C、体积不变充入O2使压强增大D、使体积增大到原来的2倍E、体积不变充入氦气F、压强不变充入氦气DEF2、改变压强(参加反应的气体浓度发生变化），会使任何气体反应速率发生变化，但对于反应前后气体体积发生变化的可逆反应，其正反应速率与逆反应速率变化程度不同，即气体体积缩小方向的反应速度变化较大。解题回顾:1、压强对反应速率的影响实质是浓度的影响.对于气体反应体系，有以下三种情况：(1)恒温时：增大压强，体积缩小，浓度增大，反应速率加快；(2)恒容时：①充入气体反应物，压强增大，浓度增大，速率加快；②充入“惰性气体”，总压强增大；但参加反应的各物质浓度不变，反应速率不变。(3)恒压时：充入“惰性气体”，体积增大，各反应物浓度减小，反应速率减慢。3、若某一反应只有反应物（或生成物）有气态物质，则改变压强瞬间，即只有正反应（或逆反应）速率发生变化A1.设CO2+C=2COΔH0,反应速率为υ1；N2+3H2=2NH3ΔH0反应速率为υ2。对于上述反应，当温度升高时，υ1和υ2的变化情况为（）A．同时增大B.同时减少C.υ1增大，υ2减少D.υ1减少，υ2增大碰撞理论解释各外界因素对速率的影响反应速率理论本质探讨分子运动相互碰撞分子具有足够能量活化分子有合适的取向有效碰撞化学反应碰撞理论n活=n总×活%浓度温度一般说来，温度每升高10℃，速率增加2-4倍。T↑→普通分子变为活化分子→活%↑→n活↑→V↑3、温度1、把除去氧化膜的Mg条，投入到盛有稀盐酸的试管中，发现H2的产生速率（v）与时间（t）的变化情况如右图所示，t1~t2速率变化的主要原因是:____;•t2~t3速率变化的主要原因是:______。vt1t2t3t其他条件不变，温度升高，反应速率加快注意：温度对任何反应的反应速率皆有影响，但对于吸热或放热反应影响的程度不同，对吸热反应影响程度较大。1.对某一可逆反应来说，使用催化剂的作用是()A.提高反应物的平衡转化率B.以同样程度改变正逆反应的速率C.增大正反应速率，降低逆反应速率D.改变平衡混合物的组成B碰撞理论解释各外界因素对速率的影响反应速率理论本质探讨分子运动相互碰撞分子具有足够能量活化分子有合适的取向有效碰撞化学反应碰撞理论n活=n总×活%正催化剂→降低反应的活化能→V↑4、催化剂→n活↑——改变反应的途径→活%↑n总不变生成物平均能量活化分子具有能量反应物平均能量能量无催化剂活化分子能量反应物平均能量生成物平均能量有催化剂提醒：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。没特别指明一般指正催化剂催化剂只能催化可能发生的反应，对不发生的反应无作用催化剂一定的具有选择性⑸其它光、电磁波、超声波反应物的颗粒大小溶剂的性质提供能量接触面积溶质的扩散速率理论分析影响化学反应速率的因素影响外因单位体积内有效碰撞频率化学反应速率分子总数活化分子活化百分数分子数增大反应物浓度增大压强（压缩）升高温度催化剂增加增加增加加快增加增加增加加快不变增加增加加快不变增加增加加快不变不变增大增大课堂练习：1、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+O22SO3的反应。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___PbPc；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；===起始反应速率关系为Va___Vb___Vc一、化学反应速率的计算方法1．利用基本公式v＝ΔcΔt＝ΔnV·Δt。2．利用速率之比＝化学计量数之比＝各物质浓度的变化量(Δc)之比＝各物质物质的量的变化量(Δn)之比。3、求解化学反应速率的计算题一般按以下步骤：(1)写出有关反应的化学方程式；(2)找出各物质的起始量、转化量、某时刻量；(3)根据已知条件列方程式计算。例如：反应mA＋nBpC起始浓度(mol·L－1)abc转化浓度(mol·L－1)xnxmpxm某时刻浓度(mol·L－1)a－xb－nxmc＋pxm归纳4．根据物质的量浓度—时间图象进行计算例如：某温度时，在定容(VL)容积中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据上述图象可进行如下计算：(1)某物质的平均速率、转化率，如：v(X)＝n1－n3V·t3mol/(L·s)，Y的转化率＝n2－n3n2×100%。(2)确定化学方程式中的化学计量数之比如X、Y、Z三种物质的化学计量数比为(n1－n3)∶(n2－n3)∶n2。二、比较反应的快慢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，而要进行一定的转化。(1)原数值是用不同物质的变化表示的，应该换算成用同一种物质表示；(2)单位不同的，应该换算成相同单位，然后再进行比较。1、对于可逆反应A(g)＋3B(g)2C(g)，在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示反应速率最快的是()A．v(A)＝0.5mol/(L·min)B．v(B)＝1.2mol/(L·min)C．v(C)＝0.4mol/(L·min)D．v(C)＝1.1mol/(L·min)[记录]本题可以采用归一法进行求解，可以通过方程式的化学计量数将不同物质的反应速率折算成同一物质的反应速率进行比较，B项中对应的v(A)＝0.4mol/(L·min)；C项中对应的v(A)＝0.2mol/(L·min)；D项中对应的v(A)＝0.55mol/(L·min)。【答案】D三、影响化学反应速率的因素及速率图像[特别提醒](1)浓度改变时反应速率图像的变化中，v′(正)或v′(逆)是连续的，无跳跃性，如①；温度、压强改变时其图像中v′(正)或v′(逆)是不连续的，有跳跃性，如⑤。(2)条件对v(正)、v(逆)的影响趋势是一致的，即v(正)增大时，v(逆)也一定增大(改变浓度的瞬间除外)，只是倍数可能不同。