内容正文:
第28讲 化学反应速率
任务目标
1.了解化学反应速率的概念和定量表示方法。
2.了解反应活化能的概念,了解催化剂的重要作用。
3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响,能用相关理论解释其一般规律。
4.了解化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
考点一 化学反应速率的计算与大小比较必备知识
1.化学反应速率的概念
化学反应速率是用来衡量化学反应过程进行快慢程度的物理量
2.化学反应速率的表示方法
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(均取正值)来表示。
3.数学表达式及单位
v=____,单位为__mol·L-1·min-1__或__mol·L-1·s-1__。
4.化学反应速率与化学计量数的关系
对于已知反应:mA(g)+nB(g)===pC(g)+qD(g),在同一段时间内,用不同物质来表示该反应速率,当单位相同时,反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的__化学计量数__之比。即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=__m∶n∶p∶q__。如在一个2 L的容器中发生反应:3A(g)+B(g)===2C(g),加入2 mol A,1s后剩余1.4 mol,则v(A)=__0.3_mol·L-1·s-1__,v(B)=__0.1_mol·L-1·s-1__,v(C)=__0.2_mol·L-1·s-1__。
特别提醒:(1)化学反应速率一般指反应的平均反应速率而不是瞬时反应速率,且无论用反应物表示还是用生成物表示均取正值。
(2)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。
(3)不能用固体或纯液体来表示化学反应速率。
5.化学反应速率计算的三个方法
(1)定义式法:v(B)==。
(2)比例关系式:化学反应速率之比等于化学计量数之比,如mA(g)+nB(g)===pC(g)中,v(A)∶v(B)∶v(C)=m∶n∶p或==。
(3)三段式法:
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+ nB pC
t0s/mol·L-1 a b 0
转化/mol·L-1 x
t1s/mol·L-1 a-x b-
则:v(A)=mol·L-1·s-1、
v(B)=mol·L-1·s-1、
v(C)=mol·L-1·s-1。
6.化学反应速率的比较方法
(1)归一法:将同一反应中的不同物质的反应速率转化成同一单位、同一种物质的反应速率,再进行速率的大小比较。
(2)比值法:将各物质表示的反应速率转化成同一单位后,再除以对应各物质的化学计量数,然后对求出的数值进行大小排序,数值大的反应速率快。如反应mA(g)+nB(g)===pC(g)+qD(g),若>,则反应速率A>B。
要点突破
1.下列有关化学反应速率的说法正确的是( )
A.对任何化学反应来说,反应速率越快,反应现象就越明显
B.化学反应速率是衡量化学反应进行快慢的物理量
C.若某化学反应的反应速率为0.5mol·L-1·s-1,就是指在该时间段内反应物和生成物的浓度变化都为0.5mol·L-1·s-1
D.化学反应速率通常用单位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来表示
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
3.一定温度下,在N2O5的四氯化碳溶液(100 mL)中发生分解反应:2N2O54NO2+O2。在不同时刻测量放出的O2体积,换算成N2O5浓度如下表:
t/s
0
600
1 200
1 710
2 220
2 820
x
c(N2O5)/ (mol·L-1)
1.40
0.96
0.66
0.48
0.35
0.24
0.12
(1)计算600~1 200 s,生成NO2的平均速率。
(2)计算反应2 220 s时,放出标准状况下的O2体积。
(3)分析上表的变化规律,推测表中x值。
考点二 影响化学反应速率的因素必备知识
1.影响化学反应速率的因素
(1)内因:反应物本身的性质是影响反应速率的主要因素。