6.2.1 化学反应的速率 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

化学反应的速率

 

一、化学反应速率及其表示方法

1．化学反应速率的概念：

化学反应速率就是化学反应进行的快慢程度的物理量。化学反应正方向（从左向右）进行的反应速率称为正反应速率；化学反应逆方向（从右向左）进行的反应速率称为逆反应速率。

2．化学反应速率表示方法

化学反应速率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。

若浓度用物质的量浓度（c）来表示，单位为mol/L；时间用t来表示，单位为秒（s）或分（min）或小时（h），则化学反应速率的数学表达式为：v＝或v＝，v(A)：物质A的化学反应速率，∆c(A)：反应物（或生成物）A的浓度变化量，∆t：浓度变化的时间。单位：mol/(L·s) 或 mol/(L·min) 或 mol/(L·h)。

3．化学反应速率与化学计量数的关系

（1）实例探究

已知合成氨反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，其浓度数据如下：

①2 s末，N2、H2、NH3的物质的量浓度变化各为多少？

②2 s内用N2、H2、NH3表示的化学反应速率v(N2)、v(H2)、v(NH3)分别为多少？

③各速率比值为多少？

答案：2 s内，Δc(N2)＝(1.0－0.6) mol·L－1＝0.4 mol·L－1，

Δc(H2)＝(3.0－1.8) mol·L－1＝1.2 mol·L－1，

Δc(NH3)＝(0.8－0) mol·L－1＝0.8 mol·L－1，

2 s内v(N2)＝＝＝0.2 mol·L－1·s－1，

v(H2)＝＝＝0.6 mol·L－1·s－1，

v(NH3)＝＝＝0.4 mol·L－1·s－1。

（2）结论：

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，但表示的意义相同（即快慢程度相同），且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

 

【特别提醒】

①化学反应速率是指某时间段内的平均反应速率，而不是某时刻的瞬时速率。

②无论是用反应物浓度的减少还是用生成物浓度的增加来表示，都取正值。

③因为纯固体、纯液体的浓度视为定值，所以该表达式只适用于有气态物质参加或溶液中的反应，虽然不能用固体的浓度变化表示反应速率，但可以用单位时间固体质量的变化量来表示反应速率的快慢。

④同一反应选用不同物质浓度的改变量表示速率，数值可能不同，但表示的意义相同。因此，表示化学反应的速率时，必须说明是用反应物或生成物中的哪种物质做标准。

 

4．化学反应速率大小的比较方法

(1)归一法：若单位不统一，则要换算成相同的单位；若为不同物质表示的反应速率，则要换算成同一物质来表示反应速率，再比较数值的大小。

(2)比值法：比较化学反应速率与化学计量数的比值，如aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)，比较与，若＞，则说明用A表示的化学反应速率大于用B表示的化学反应速率。

 

 

【课堂小练1】

1．下列关于化学反应速率的说法中，不正确的是(　　)

A．化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量

B．在容积不变的容器中，化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示

C．若某化学反应在某段时间内的反应速率为0.5 mol·L－1·s－1，就是指在该段时间内反应物和生成物的浓度变化量都为0.5 mol·L－1

D．化学反应速率是可以通过实验测定的

 

2．在1 L的密闭容器中，发生反应4A(s)＋3B(g)===2C(g)＋D(g)，经2 min后B的浓度减少0.6 mol·L－1。对此反应速率的正确表示是(　　)

A．用A表示的反应速率是0.4 mol·L－1·min－1

B．用B、C、D分别表示反应的速率，其比值是3∶2∶1

C．在2 min末的反应速率用B表示是0.3 mol·L－1·min－1

D．在这2 min内用B表示的速率的值逐渐减小，用C表示的速率的值逐渐增大

 

3．反应在四种不同情况下的反应速率如下，则反应速率由快到慢的顺序为

①②v(B)=36mol·L－1·min－1 ③  ④

A．②>④>③>① B．②=③>④>① C．①>②=③>④ D．④>①>②>③

 

二、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化学反应速率的主要因素，即由反应物的分子结构或原子结构决定的，如相同条件下Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为Mg＞Al。

2．外因

【特别提醒】

对于有气体物质参加的反应，改变反应体系的压强，对化学反应速率的影响常有以下几种情况：

①恒温时，增大压强容积减小浓度增大化学反应速率增大。

②恒温恒容时，充入气体反应物总压强增大浓度增大化学反应速率增大。

③恒温恒容时，充入“惰性气体”总压强增大，但各物质的浓度不发生变化，故化学反应速率不变。

④恒温恒压时，充入“惰性气体”容器容积增大浓度减小化学反应速率减小。

说明：“惰性气体”是指不参与反应的气体。

【课堂小练2】

4．容积可变的密闭容器中加入WO3和H2进行反应：WO3(s)＋3H2(g)W(s)＋3H2O(g)，下列说法不正确的是(　　)

A．将容器的体积缩小一半，其反应速率增大

B．保持体积不变，充入氩气，其反应速率不变

C．保持压强不变，充入氖气，H2O(g)的生成速率增大