内容正文:
专题03 化学反应速率
一、化学反应速率
1.概念
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。
2.数学表达式及单位
v=,单位为mol·L-1·min-1或mol·L-1·s-1。
3.理解化学反应速率要注意以下几个问题
(1)化学反应速率都取正值,且是某一段时间内的平均速率。
(2)在一定温度下,固体和纯液体物质,其物质的量浓度为常数,因此不用固体和纯液体物质来表示反应速率。
4.化学反应速率大小比较——比值法
同一反应在同一时间内,用不同物质来表示的反应速率可能不同,但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。
如在反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)中,存在v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=a∶b∶c∶d
技巧:比较化学反应速率与化学计量数的比值。如反应aA+bBcC,要比较v(A)与v(B)的相对大小,首先化为同一单位,然后比较与的相对大小,若>,则v(A)>v(B)。
5.化学反应速率的计算
(1)利用反应速率的定义式v=求算。
(2)利用化学反应中各物质的速率之比等于化学计量数之比的规律求算。
(3)利用三段式进行计算
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计算。
④计算时注意以下量的关系:
a.对反应物:c(起始)-c(转化)=c(某时刻)
b.对生成物:c(起始)+c(转化)=c(某时刻)
c.转化率=×100%
二、影响化学反应速率的因素
1.内因:反应物本身的性质,性质越活泼,化学反应速率越快。如相同条件下Mg、Al与相同浓度的稀盐酸反应的速率大小关系为v(Mg)>v(Al)。
2.外因
注意:不同的外界条件对化学反应速率影响的注意点
(1)浓度:增大浓度、速率增大;减少浓度、速率减小;改变纯固体或纯液体的量对化学反应速率没有影响。可以改变其表面积,颗粒越小、表面积越大,反应速率越快。
(2)压强:①必须有气体参加;②压强的改变实质是改变浓度。
例如:恒温恒压和恒温恒容时,通入“无关气体”对速率的影响关键看是否改变了物质的浓度。
①保持体积不变,通入He虽然容器内压强变大,但各反应物的浓度不变,所以速率不变。
②保持压强不变时,通入He容器的容积要变大,因此,反应体系各物质浓度减少,故速率减小。
(3)温度:无论是吸热反应还是放热反应,升高温度,速率增大,降低温度,速率减小。
(4)催化剂:催化剂只改变反应速率,不改变反应的方向,也不改变反应热的大小,若是可逆反应,则同等程度改变正、逆反应速率。
3.理论解释——有效碰撞理论
(1)有效碰撞、活化分子、活化能
①有效碰撞:能够引发化学反应的碰撞。
②活化分子:能够发生有效碰撞的分子。
③活化能:如图
图中:E1为正反应的活化能,E2为逆反应的活化能,使用催化剂时的活化能为E3,反应热为E1-E2。
(2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系
注意:分清不同的条件改变时,活化分子数和活化分子百分数的区别,浓度和压强变化时单位体积活化分子百分数没变,温度和催化剂是改变了单位体积活化分子百分数。
一、单选题
1.化学与生产生活密切相关。下列措施与化学反应速率无关的有
①用鼓风机向炉膛内鼓风 ②化工生产中将矿石粉碎再参与反应 ③食物存放在冰箱 ④糕点包装内放置除氧剂 ⑤将固体试剂溶于水配成溶液后反应 ⑥食品中加入着色剂
A.⑥ B.①④ C.④⑤⑥ D.①④⑤⑥
2.下列事实能说明影响化学反应速率的决定性因素是反应物本身性质的是
A.镁片与冷水难反应,钠在冷水中剧烈反应
B.与浓硝酸反应比与稀硝酸反应快
C.与在常温常压下不反应,放电时可反应
D.在加入后,分解速率加快
3.对于反应,表示该反应速率最快的是
A. B.
C. D.
4.某实验小组利用0.1 mol∙L−1Na2S2O3溶液与0.2 mol∙L−1H2SO4溶液反应研究外界条件对化学反应速率的影响,设计实验如表,下列选项说法不正确的是
实验编号
温度/℃
V(Na2S2O3)/mL
V(H2SO4)/mL
V(H2O)/mL
出现浑浊时间/s
①
20
5.0
10.0
0
t1
②
20
5.0
5.0
5.0
t2
③
50
5.0
10.0
0
t3
A.t2>t1>t3
B.实验①②③均应将Na2S2O3溶液逐滴滴入H2SO4溶液中
C.实验②中加入5.0mLH2O的作用是控制变量,保持c(Na2S2O3)与实验①一致
D.该探究实验的化学原理为Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O
5.在一密闭容器中充入一定量的和,发生反应,经测定反应开始后的2s内氢气的平均反应速率为:,则2s末的浓度为
A.