内容正文:
第九讲 化学反应速率
知识梳理
· 考点一、化学反应速率的表示
1、化学反应速率的意义和表示方法
意义:表示某一化学反应进行快慢程度的一种物理量。
表示方法:用单位时间内某一反应物浓度的减少或某生成物浓度的增加来表示。
2、化学反应速率的计量特征
表达式:(△c表示某一反应物或某一生成物物质的量浓度的绝对变化值,△t表示时间变化量)
单位:mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1或mol·L-1·h-1
说明:
①化学反应速率无正负之分;
②化学反应速率不是瞬时速率而是平均速率;
③用不同物质来表示某一化学反应速率时,其数值一般不一定相等,所以必须标明物质;
④用不同物质来表达化学反应速率时,其数值不一定相等,但它们的速率比等于方程式中的系数比。
即:对于反应aA+bB cC+dD来说,υ(A):υ(B):υ(C):υ(D)=a:b:c:d
【注意】这里的速率均是指同一方向的,要么是正反应方向,要么是逆反应方向。
1.有关化学反应速率的表示与比较
1. 将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应
2A(g)+B(g) 2C(g)若经2 s(秒)后测得C的浓度为0.6 mol•L-1,现有下列几种说法:①用物质A表示的反应的平均速率为0.3 mol·L-1·s-1;②用物质B表示的反应的平均速率为0.6 mol·L-1·s-1 ;③2 s时物质A的转化率为70 % ④2 s时物质B的浓度为0.7mol·L-1。其中正确的是( )
A.①③ B.①④ C.②③ D.③④
【答案】B
【解析】首先根据化学方程式中的系数比,算出A、B的变化浓度;然后依题意求A、B的反应速率、A的转化率和2s时B的浓度。
△c(A)=△c(C) =0.6 mol·L-1,υ(A)=0.6 mol·L-1/2s=0.3 mol·L-1·s-1,;υ(B)=1/2υ(A)=0.15 mol·L-1·s-1;A的转化率=2×0.6/4×100%=30%;c(B)=1mol •L-1一0.3 mol·L-1=0.7mol·L。即说法①④正确
2. 某温度时,在2升容器中X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。由图中数据分析,该反应的化学方程式为______________________________;反应开始至2min时,Z的平均反应速率为_______。
【答案】3X+Y 2Z;υZ=0.05 mol·L-1·s-1。
【解析】由曲线可知,在2分钟内,X、Y分别减少0.3mol、
0.1 mol,Z增加0.2 mol,说明X、Y为反应物,Z为生成物,最后X、Y并没有全部反应(曲线趋于平行,不相交于横轴),说明该反应为可逆反应,由化学反应速率可知:
υX:υY:υZ=0.3:0.1:0.2=3:1:2,即三者系数分别为3、1、2,故化学方程式应为:3X+Y2Z。
由化学反应速率定义可知:
υZ==0.05 mol·L-1·s-1。
· 考点二、影响化学反应速率的因素
化学反应速率的影响因素
内因:反应物本身的性质→起最主要作用(如:F2非常活泼,与H2在阴冷的环境下相遇会发生爆炸,而I2与H2在500℃的条件下才能反应,而且是可逆反应)
外因:外界因素(包括浓度、压强、温度、催化剂、固体表面积等)
(1)浓度对化学反应速率的影响
规律:在其他条件不变的情况下,增大反应物的浓度,可以加快化学反应速率;减小反应物的浓度,可以减慢化学反应速率。
实质:改变反应物的浓度,实际上就是改变单位体积内的活化分子数。具体来说,增大反应物的浓度,必然提高了单位体积内活化分子数,故加快化学反应速率;减小反应物的浓度,必然减少了单位体积内活化分子数,故减慢化学反应速率。
注意事项:此规律只适用于浓度可以改变的物质(气体或溶液)所参与的反应,对于固体或纯液体来说,它们的浓度是常数,改变它们的量(质量、物质的量等)均不会影响化学反应速率。
如:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g),若增加焦炭的量,化学反应速率不发生改变。
(2)压强对化学反应速率的影响
条件:压强对固体或液体的浓度改变几乎无影响,所以此规律只适用于有气体参与的反应。
规律:对于有气体参与的化学反应,在其他条件不变的情况下,增大压强,化学反应速率加快;减小压强,化学反应速率减慢。
实质:对于气体来说,在其他条件不变的情况下,增大压强,气体体积减小(相当于压缩容器),即增大了气体的浓度,所以,增大压强可以加快化学反应速率;减小压强,气体体积增大(相当于增大容器),即减小了气体的浓度,所以,减小压强可以减慢化学