专题03 化学反应速率【基础必牢】（含默写版和背记版）化学人教版选择性必修1

专题03 化学反应速率 一、化学反应速率概念及表示方法 1．定义：用来衡量化学反应进行 程度的物理量。 2．表示方法：当体系为气态或溶液时，化学反应速率用 或 来表示。 3．公式及单位： Δc为各反应物或生成物 ，单位为 ；Δt为时间变化量，单位为s/min/h；v为化学反应速率，单位为mol•L-1•s-1/ mol•L-1•min-1/ mol•L-1•h-1。 4．化学反应速率的计算规律：对于某一化学反应，虽然用不同物质表示的化学反应速率不一定相同，但各物质的速率之比一定等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。 例如，反应mA+nB⇌pY+qZ，用不同物质表示的化学反应速率分别为 ， ，， 则： (1)对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显(　　) (2)化学反应速率为0.8 mol·L－1·s－1是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L－1(　　) (3)由v＝计算平均速率，用反应物表示时为正值，用生成物表示时为负值(　　) (4)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(　　) (5)在反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)中，t1、t2时刻，SO3(g)的浓度分别是c1、c2，则t1～t2时间内，SO3(g)生成的平均速率为v＝(　　) 【答案】　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√ 易错辨析 1．化学反应速率均为正值，没有负值。 2．化学反应速率通常指的是某物质在某一段时间内化学反应的平均速率，而不是在某一时刻的瞬时速率。 3．化学反应速率不用固体或纯液体物质的“浓度变化”来表示。 4．对于同一化学反应，在相同的反应时间内，用不同的物质来表示其反应速率，其数值可能不同，但这些不同的数值表示的都是同一个反应的速率。因此，表示化学反应的速率时， 必须指明是用反应体系中的哪种物质作标准。 易错提醒 二、化学反应速率的计算 1．根据公式 进行计算 ①常用单位： 或 或 ②适用范围：表示 物质或溶液中 性物质的速率，不表示 或 物质的速率 2．根据速率之比等于化学计量数之比进行计算 化学反应速率之比＝物质的量浓度变化之比＝物质的量变化之比＝化学计量数之比。对于反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)来说，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝ 。 3．根据“三段式”进行计算 步骤：（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。 如对于反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，起始时A的浓度为a mol·L－1，B的浓度为b mol·L－1，反应进行至t1s时，A消耗了x mol·L－1，则化学反应速率可计算如下： 　　　　　 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 起始/(mol·L－1) a b 0 0 转化/(mol·L－1) x 终末/(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，v(D)＝ mol·L－1·s－1。 4．根据反应速率图像进行计算 步骤：（1）找出横、纵坐标对应的 ； （2）将图中的变化量转化成相应的 ； （3）根据公式v＝ 进行计算。 由n(或c)～t图像确定化学方程式的方法 (1)看趋势，定位置 观察图像，n(或c)随时间逐渐减小的物质为反应物，反之为生成物。 (2)看变化量，定系数 由图像计算各物质在相同时间内的浓度(或物质的量)的变化量，从而确定各物质的化学计量数。 (3)看是否共存，定符号 根据图像观察各物质是否最终共存(即是否有物质反应完)，从而判断该反应是否为可逆反应，确定在方程式中用“===”还是“”。 易错提醒 三、化学反应速率大小的比较 1．定性比较 通过明显的实验现象(如 产生快慢、 生成快慢等)来定性比较化学反应速率的大小。 2．定量比较 同一化学反应中，不同物质来表示化学反应速率时，数值可能不同，需要进行转化。常用以下两种方法： （1）归一法 ①“一看”：看化学反应速率的单位是否一致，若不一致，需转化为 。 ②“二化”：将不同物质的化学反应速率转化成 的化学反应速率。 ③“三比较”：标准统一后比较数值大小，数值越 ，反应速率越 。 （2）比值法:通过化学反应速率与其对应的化学计量数的比值进行比较，比值大的化学反应速率 。 如对于反应aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)，若 ，则A表示的化学反应速率较 。 3．由图像比较反应速率大小的方法：根据图像看反应达到平衡所需的时间，时间越 ，对应的反应的温度、浓度或压强就越 ，则对应的反应速率越 。 四、实验探究影响化学反应速率的外界因素 Ⅰ.定性研究影响化学反应速率的因素 1．实验原理 Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O 2H2O22H2O＋O2↑ 2．实验方案设计 影响因素 实验步骤 实验现象 实验结论 浓度 均出现 ，但后者 增大反应物浓度，化学反应速率 温度 混合后均出现 ，但70 ℃热水一组 升高温度，化学反应速率 催化剂 前者 ，后者 催化剂能 化学反应速率 控制变量探究实验题的思维流程 易错提醒 Ⅱ.定量研究影响化学反应速率的因素 1．实验操作：按如图所示安装两套装置A、B，在锥形瓶内各盛大小相同的2 g锌粒，通过分液漏斗分别加入40 mL 1 mol·L－1和40 mL 4 mol·L－1的硫酸溶液。 2．实验记录及结论(记录收集10 mL H2所用的时间) 加入试剂 反应时间 (填“长”或“短”) 反应速率 (填“快”或“慢”) 结论 1 mol·L－1 H2SO4溶液 可以根据产生相同体积的氢气所需要的 来判断化学反应速率的快慢 4 mol·L－1H2SO4溶液 (1)任何化学反应都可以通过反应现象判断化学反应的快慢(　　) (2)可用装置测定过氧化氢分解的化学反应速率(　　) (3)测定化学反应速率，可以用比色的方法测定溶液颜色的深浅进行比较(　　) (4)锌与H2SO4反应，H2SO4的浓度越大，产生H2的速度越快(　　) 【答案】　(1)×　(2)×　(3)√　(4)× 易错辨析 五、外界条件对化学反应速率的影响规律 外界因素 对化学反应速率的影响 注意事项 浓度 其他条件不变时，增大反应物的浓度，化学反应速率 ；减小反应物的浓度，化学反应速率 ①此规律只适用于 的反应，对于固体或液体的反应物，一般情况下其浓度是常数，改变它们的量一般不会改变化学反应速率。 ②对于离子反应，只有实际参加反应的各离子浓度发生变化，才会引起化学反应速率的改变 压强 对于有气体参加的化学反应，在温度、体积一定的条件下，增大压强，反应物的浓度 ，化学反应速率 ；减小压强，反应物的浓度 ，化学反应速率 ①压强只对有 参加的反应的速率有影响。 ②压强对反应速率的影响是通过 对反应的影响实现的 温度 其他条件不变时，升高温度，反应速率 ；降低温度，反应速率 ①温度对反应速率影响的规律，对 反应、 反应都适用。 ②若是可逆反应，升高温度，正、逆反应速率 ，反之均 催化剂 催化剂 化学反应速率 同等程度的影响正、逆反应速率 其他因素 接触面积、溶剂的性质、光、超声波、磁场等均能影响化学反应速率 1．温度 ①催化反应，升高温度，催化剂可能 ，反应速率减慢 ②有机反应，升高温度，有可能发生 ，主反应速率减慢 2．压强 ①改变非气体反应的压强，反应速率 ②改变等体反应的压强，v正和v逆变化幅度 3．浓度 ①固体和纯液体的浓度为定值，改变固体或纯液体的用量，反应速率 ②加入固体物质，有可能改变 ，反应速率可能加快 4．充惰性气体问题 ①恒容容器通惰性气体，压强 ，浓度 ，速率 ②恒压容器通惰性气体，体积 ，浓度 ，速率 易错提醒 (1)增加固体反应物的质量，化学反应速率增大(　　) (2)任何反应，增大压强，反应速率一定增大(　　) (3)恒温恒容密闭容器中发生全为气体的反应，若容器总压强增大，则反应速率一定增大(　　) (4)升高温度，吸热反应速率会加快而放热反应速率会减慢(　　) (5)100 mL 2 mol·L－1的盐酸与锌片反应，加入适量的NaCl溶液，反应速率不变(　　) 【答案】　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)× 易错辨析 六、有效碰撞理论 1．基元反应 大多数的化学反应往往经过多个反应步骤才能实现。其中每一步反应都称为基元反应。如2HI===H2＋I2的2个基元反应为2HI―→H2＋2I·、2I·―→I2。 2．反应机理 先后进行的 反映了化学反应的反应历程，反应历程又称反应机理。 3．基元反应发生的先决条件 反应物的分子必须发生 ，但是并不是每一次碰撞都能发生化学反应。 4．有效碰撞 5．活化能和活化分子 （1）活化分子：能够发生 的分子。 对于某一化学反应来说，在一定条件下，反应物分子中活化分子的百分数是 的。 （2）活化能：活化分子具有的 与反应物分子具有的平均能量之差，叫做反应的活化能。 6．反应物、生成物的能量与活化能的关系图 7．基元反应发生经历的过程 七、有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释 1．浓度 反应物浓度增大→单位体积内活化分子数 →单位时间内有效碰撞的次数 →化学反应速率 ；反之，化学反应速率 。 2．压强 增大压强→气体体积缩小→反应物浓度增大→单位体积内活化分子数 →单位时间内有效碰撞的次数 →化学反应速率 ；反之，化学反应速率 。 压强对化学反应速率的影响，可转化成浓度对化学反应速率的影响。 3．温度 微观解释：升高温度→活化分子的百分数 →单位时间内有效碰撞的次数 →化学反应速率 ；反之，化学反应速率 。 4．催化剂 使用催化剂→改变了反应的历程(如下图)，反应的活化能 →活化分子的百分数 →单位时间内有效碰撞的次数 →化学反应速率加快。 活化分子、有效碰撞与反应速率的关系 易错提醒 (1)活化能大的反应一定是吸热反应(　　) (2)发生有效碰撞的分子一定是活化分子(　　) (3)有效碰撞次数多，反应速率快(　　) (4)催化剂能降低反应所需的活化能，ΔH也会发生变化(　　) (5)只要条件合适，普通分子之间的碰撞也可能是有效碰撞(　　) 【答案】　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)× 易错辨析 一、化学反应速率概念及表示方法 1．定义：用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量。 2．表示方法：当体系为气态或溶液时，化学反应速率用反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示。 3．公式及单位： Δc为各反应物或生成物浓度变化量的绝对值，单位为mol•L-1；Δt为时间变化量，单位为s/min/h；v为化学反应速率，单位为mol•L-1•s-1/ mol•L-1•min-1/ mol•L-1•h-1。 4．化学反应速率的计算规律：对于某一化学反应，虽然用不同物质表示的化学反应速率不一定相同，但各物质的速率之比一定等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。 例如，反应mA+nB⇌pY+qZ，用不同物质表示的化学反应速率分别为 ， ，， 则： 1．化学反应速率均为正值，没有负值。 2．化学反应速率通常指的是某物质在某一段时间内化学反应的平均速率，而不是在某一时刻的瞬时速率。 3．化学反应速率不用固体或纯液体物质的“浓度变化”来表示。 4．对于同一化学反应，在相同的反应时间内，用不同的物质来表示其反应速率，其数值可能不同，但这些不同的数值表示的都是同一个反应的速率。因此，表示化学反应的速率时， 必须指明是用反应体系中的哪种物质作标准。 易错提醒 二、化学反应速率的计算 1．根据公式进行计算 ①常用单位：mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1或mol·L－1·h－1 ②适用范围：表示气体物质或溶液中可溶性物质的速率，不表示固体或纯液体物质的速率 2．根据速率之比等于化学计量数之比进行计算 化学反应速率之比＝物质的量浓度变化之比＝物质的量变化之比＝化学计量数之比。对于反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)来说，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。 3．根据“三段式”进行计算 步骤：（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。 如对于反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，起始时A的浓度为a mol·L－1，B的浓度为b mol·L－1，反应进行至t1s时，A消耗了x mol·L－1，则化学反应速率可计算如下： 　　　　　 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 起始/(mol·L－1) a b 0 0 转化/(mol·L－1) x 终末/(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，v(D)＝ mol·L－1·s－1。 4．根据反应速率图像进行计算 步骤：（1）找出横、纵坐标对应的物质的量； （2）将图中的变化量转化成相应的浓度变化量； （3）根据公式v＝进行计算。 由n(或c)～t图像确定化学方程式的方法 (1)看趋势，定位置 观察图像，n(或c)随时间逐渐减小的物质为反应物，反之为生成物。 (2)看变化量，定系数 由图像计算各物质在相同时间内的浓度(或物质的量)的变化量，从而确定各物质的化学计量数。 (3)看是否共存，定符号 根据图像观察各物质是否最终共存(即是否有物质反应完)，从而判断该反应是否为可逆反应，确定在方程式中用“===”还是“”。 易错提醒 三、化学反应速率大小的比较 1．定性比较 通过明显的实验现象(如气泡产生快慢、沉淀生成快慢等)来定性比较化学反应速率的大小。 2．定量比较 同一化学反应中，不同物质来表示化学反应速率时，数值可能不同，需要进行转化。常用以下两种方法： （1）归一法 ①“一看”：看化学反应速率的单位是否一致，若不一致，需转化为同一单位。 ②“二化”：将不同物质的化学反应速率转化成同一物质的化学反应速率。 ③“三比较”：标准统一后比较数值大小，数值越大，反应速率越大。 （2）比值法:通过化学反应速率与其对应的化学计量数的比值进行比较，比值大的化学反应速率大。 如对于反应aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)，若＞，则A表示的化学反应速率较大。 3．由图像比较反应速率大小的方法：根据图像看反应达到平衡所需的时间，时间越短，对应的反应的温度、浓度或压强就越大，则对应的反应速率越大。 四、实验探究影响化学反应速率的外界因素 Ⅰ.定性研究影响化学反应速率的因素 1．实验原理 Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O 2H2O22H2O＋O2↑ 2．实验方案设计 影响因素 实验步骤 实验现象 实验结论 浓度 均出现浑浊，但后者出现浑浊更快 增大反应物浓度，化学反应速率增大 温度 混合后均出现浑浊，但70 ℃热水一组首先出现浑浊 升高温度，化学反应速率增大 催化剂 前者无明显现象，后者出现大量气泡 催化剂能加快化学反应速率 控制变量探究实验题的思维流程 易错提醒 Ⅱ.定量研究影响化学反应速率的因素 1．实验操作：按如图所示安装两套装置A、B，在锥形瓶内各盛大小相同的2 g锌粒，通过分液漏斗分别加入40 mL 1 mol·L－1和40 mL 4 mol·L－1的硫酸溶液。 2．实验记录及结论(记录收集10 mL H2所用的时间) 加入试剂 反应时间(填“长”或“短”) 反应速率(填“快”或“慢”) 结论 1 mol·L－1 H2SO4溶液 长 慢 可以根据产生相同体积的氢气所需要的时间来判断化学反应速率的快慢 4 mol·L－1H2SO4溶液 短 快 五、外界条件对化学反应速率的影响规律 外界因素 对化学反应速率的影响 注意事项 浓度 其他条件不变时，增大反应物的浓度，化学反应速率增大；减小反应物的浓度，化学反应速率减小 ①此规律只适用于气体或溶液的反应，对于固体或液体的反应物，一般情况下其浓度是常数，改变它们的量一般不会改变化学反应速率。 ②对于离子反应，只有实际参加反应的各离子浓度发生变化，才会引起化学反应速率的改变 压强 对于有气体参加的化学反应，在温度、体积一定的条件下，增大压强，反应物的浓度增大，化学反应速率增大；减小压强，反应物的浓度减小，化学反应速率减小 ①压强只对有气体参加的反应的速率有影响。 ②压强对反应速率的影响是通过浓度对反应的影响实现的 温度 其他条件不变时，升高温度，反应速率增大；降低温度，反应速率减慢 ①温度对反应速率影响的规律，对吸热反应、放热反应都适用。 ②若是可逆反应，升高温度，正、逆反应速率都增大，反之均减小 催化剂 催化剂加快化学反应速率 同等程度的影响正、逆反应速率 其他因素 接触面积、溶剂的性质、光、超声波、磁场等均能影响化学反应速率 1．温度 ①催化反应，升高温度，催化剂可能失活，反应速率减慢 ②有机反应，升高温度，有可能发生副反应，主反应速率减慢 2．压强 ①改变非气体反应的压强，反应速率不变 ②改变等体反应的压强，v正和v逆变化幅度相同 3．浓度 ①固体和纯液体的浓度为定值，改变固体或纯液体的用量，反应速率不变 ②加入固体物质，有可能改变接触面积，反应速率可能加快 4．充惰性气体问题 ①恒容容器通惰性气体，压强增大，浓度不变，速率不变 ②恒压容器通惰性气体，体积变大，浓度减小，速率减慢 易错提醒 六、有效碰撞理论 1．基元反应 大多数的化学反应往往经过多个反应步骤才能实现。其中每一步反应都称为基元反应。如2HI===H2＋I2的2个基元反应为2HI―→H2＋2I·、2I·―→I2。 2．反应机理 先后进行的基元反应反映了化学反应的反应历程，反应历程又称反应机理。 3．基元反应发生的先决条件 反应物的分子必须发生碰撞，但是并不是每一次碰撞都能发生化学反应。 4．有效碰撞 5．活化能和活化分子 （1）活化分子：能够发生有效碰撞的分子。 对于某一化学反应来说，在一定条件下，反应物分子中活化分子的百分数是一定的。 （2）活化能：活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差，叫做反应的活化能。 6．反应物、生成物的能量与活化能的关系图 7．基元反应发生经历的过程 七、有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释 1．浓度 反应物浓度增大→单位体积内活化分子数增多→单位时间内有效碰撞的次数增加→化学反应速率增大；反之，化学反应速率减小。 2．压强 增大压强→气体体积缩小→反应物浓度增大→单位体积内活化分子数增多→单位时间内有效碰撞的次数增加→化学反应速率增大；反之，化学反应速率减小。 压强对化学反应速率的影响，可转化成浓度对化学反应速率的影响。 3．温度 微观解释：升高温度→活化分子的百分数增大→单位时间内有效碰撞的次数增加→化学反应速率增大；反之，化学反应速率减小。 4．催化剂 使用催化剂→改变了反应的历程(如下图)，反应的活化能降低→活化分子的百分数增大→单位时间内有效碰撞的次数增加→化学反应速率加快。 活化分子、有效碰撞与反应速率的关系 易错提醒 学科网（北京）股份有限公司 $