内容正文:
第一单元 化学反应速率
一、化学反应速率
1.化学反应速率
含义
化学反应速率是用来衡量化学反应过程进行快慢的物理量
表示
方法
指平均速率
可以用单位时间内反应物浓度(通常使用物质的量浓度)的减少或者生成物浓度的增加来表示
计算
公式
不能用固体或纯液体表示
v=,单位为 mol·L-1·s-1或
mol·L-1·min-1
2.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),其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示,当单位相同时,v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q,或===。
[理解·辨析]
判断正误:正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)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。( )
(2)对于任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象就越明显。( )
(3)同一化学反应,相同条件下用不同物质表示的反应速率,数值越大,表示化学反应速率越快。( )
(4)单位时间内反应物浓度的变化量表示正反应速率,生成物浓度的变化量表示逆反应速率。( )
解析:(1)不能用固体或纯液体物质(不是溶液)表示化学反应速率,因为固体和纯液体物质的浓度视为常数。
(2)不一定,有些反应无明显现象。
(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,当单位相同时,其数值之比等于化学计量数之比。
(4)单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加均表示正反应速率,其意义相同。
答案:(1)× (2)× (3)× (4)×
二、影响化学反应速率的因素
1.影响化学反应速率的因素
(1)主要因素——内因。
反应物的组成、结构和性质等,如Na、Mg、Al与酸反应的速率大小关系为Na>Mg>Al。
(2)外界因素——外因。
浓度
增加反应物浓度,化学反应速率增大,反之减小
必须是真正参加反应的气体物质或离子的浓度
压强
指物料不变,减小体积
对于有气体参加的反应,增大压强,化学反应速率增大,反之减小
温度
升高温度,化学反应速率增大,反之减小
催化剂
使用催化剂,能改变化学反应速率,且正、逆反应速率的改变程度相同,另外催化剂也有选择性
其他因素
反应物间的接触面积(固体物质比表面积)、光辐射、放射线辐射、超声波、形成原电池等
2.理论解释
(1)有效碰撞与活化能。
反
应
历
程
H2(g)+I2(g)2HI(g)的反应历程如下:
I22I H2+2I2HI
其中每一步反应都称为基元反应
有
效
碰
撞
定义
能发生反应的碰撞称为有效碰撞
条件
①发生碰撞的分子具有足够高的能量;②分子在一定的方向上发生碰撞
活化
分子
能量较高、有可能发生有效碰撞的分子
活
化
能
如图:
活化能越小,化学反应速率越大
(2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系。
[理解·辨析]
对于在密闭容器中发生的反应A+B2C:
(1)升高温度或加入反应物A或B,是否都可以加快反应速率?
(2)若A、B、C均为气体,恒温恒容,充入氦气,对反应速率有何影响?
(3)若A、B、C均为气体,恒温恒压,充入氦气,对反应速率又有何影响?
提示:(1)升高温度可以加快反应速率,若A或B是固体或纯液体,则加入其不会影响反应速率。
(2)
(3)
考点一 化学反应速率的计算与比较
化学反应速率的计算
1.一定温度下,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O2的体积,换算成N2O5浓度如下表:
t/s
0
600
1 200
1 710
c(N2O5)/(mol·L-1)
1.40
0.96
0.66
0.48
t/s
2 220
2 820
x
c(N2O5)/(mol·L-1)
0.35
0.24
0.12
(1)600~1 200 s,用NO2表示的该反应的平均速率v(NO2)= 。
(2)反应至2 220 s时,反应放出O2的体积为 L(标准状况下)。
(3)分析上表的变化规律,推测x值为 。
解析:(1)600~1 200 s内平均速率v(N2O5)==5.0×10-4 mol·L-1·s-1,则生成NO2的平均速率v(NO2)=2v(N2O5)=2×5.0×10-4 mol·L-1·s-1=1.0×10-3 mol·L-1·s-1。
(2)0~2 220 s内N2O5的浓度变化为1.40 mol·L-1-0.35 mol·L-1=1.05 mol·L-1,Δn(N2O5)=1.05 mol·L-1×0.1 L=0.105 mol,由