28化学反应速率

一、化学反应速率

1、定性概念：所谓化学反应速率即表示一个化学反应进行的快与慢（适用所有的化学反应）最初就是用快（象H2、O2爆炸）慢（铁生锈），这快、慢是定性描述。 2、定量概念：通常用单位时间里反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。 3、表示方法：v = △c/△t

注意：①v是平均速率还是瞬时速率？（平均，因为开始时浓度大、速率大） ②同一反应在不同时刻，瞬时反应速率不同． ③同一反应在不同时间内，平均反应速率不同．

④同一反应用不同物质表示反应速率数值是否一定相同？（不一定，但表示的意义完全相同）。同一反应中，各物质的速率之比一定等于其计量系数之比。 ⑤当反应物是固体时能否定量表示反应速率？（能，虽然固体不能讲浓度，但用单位时间物质的量减小或增大来表示）而且固体物质的颗粒大小影响反应速率。

⑥中学阶段计算的是平均反应速率，图示的应是瞬时速率． 4、单位：mol/(L·s) ;mol/(L·min);mmol/L·s. 5、相互关系：如：4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O（g）v(NH3) :v(O2) :v(NO) :v(H2O) == 4:5:4:6

6、原因解释

①活化分子：能够发生有效碰撞的分子叫活化分子，必须指出，只有活化分子之间的碰撞才可能发生有效碰撞，但活化分子之间的每一次碰撞并不一定发生化学反应——还需合适的取向。

②有效碰撞：气体分子间的每次碰撞并不都发生化学反应，即为无效碰撞，只有能够发生化学反应的碰撞才叫有效碰撞。 ③活化分子百分数：某一反应中的活化分子数占反应物总数的百分率，对于一定条件下的某一反应来说，其活化分子百分数是一定的。

二、影响化学反应速率的因素

一）、内因（决定性,化学上不可改变的。）：反应物本身的性质，成为活化分子所需能量低，甚至常温下就是活分分子。（如：氢气与氧气反应肯定比煤的形成要快）。但同一反应，不同条件，反应速率不相同。 二）、外因：

1、浓度：浓度越大，分子之间距离越短，即增加单位体积内活化分子的数量，但活化分子的百分率并不发生变化。分子之间碰撞机会增大，发生化学反应的几率加大，化学反应速率就快；因此，化学反应速率与浓度有密切的关系，浓度越大，化学反应速率越快。增大反应物的浓度，正反应速率加快。例如：硫在纯氧中燃烧比在空气中燃烧更剧烈等。

注意：浓度一般指气体或溶液，纯液体或固体浓度是一定值，量的增减一般不影响反应速率。对可逆反应，浓度改变可以是反应物或生成物或同时改变，但均符合“浓快稀慢”的规律。

2、温度：升高温度，分子的能量增加，使一部分非活化分子转变为活化分子，活化分子总数增加，活化分子的百分数也增加（浓度增大），分子运动加快，有效碰撞增加，反应速率加快。温度越高，反应速率越快（正逆反应速率都加快） 规律：温度对化学反应速率的影响较大，每升高100C，v增大至原来的2~4倍，

因此，在实际生产中，绝大多数是在高温下进行。

思考：①温度每升高100C，反应速率增大为原来的a倍，现升高了500C现反应速率是原来的多少倍？（a5倍）

②反应M+N→P，每升高100C，反应速率增加3倍，在100C时完成反应的10%需81分钟，现将温度提高到300C，完成反应的10%，需要几分钟（9分钟） 注意：①温度对v影响与物质聚集状无明显关系 ②可逆反应，不管放热还是吸热反应，正、逆反应速率均要加快但影响程度不同。 例：使Zn与10%的稀硫酸反应速率比Zn与12%H2SO4反应速率大，最适宜的方法是什么？(加热)

3、压强：对于有气体参与的化学反应，通过改变容器体积而使压强变化的情况： PV = nRT P = CRT 压强增大，浓度增大（反应物和生成物的浓度都增大正逆反应速率都增大。

注意：①压强改变针对气体而言，固体或液体，压强对其没有影响。 ②针对可逆反应，压强对v正、v逆影响相同，但影响程度不一定相同。

③压强的改变，本质上是改变气体的浓度，因此，压强改变，关键看气体浓度有没有改变，v才可能改变。

④稀有气体对化学反应速率的影响要注意反应容器是定压(有)、还是定容(无) 例：反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在可变容积的密闭容器中进行，下列的改变，对化学反应速率的影响如何？

A、增加碳的量 B、容器的体积缩小一半 C、保持体积不变，充入N2，使体系的压强增大一倍 D、保持压强不变充入N2。

4、催化剂：通常有正、负之分（通常讲的是正催化剂）。使用催化剂的反应较多，有些反应实用性只有在使用催化剂才能体现出来，特别是石油化工生产。 催化剂可改变反应的历程，降低反应的活化能，亦能使一部分非活化分子转变为活化分子，活化分子总数增多，百分率提高，有效碰撞增加，反应速率加快。改变化学反应速率。

注意：①催化剂不能使本身不发生反应的反应发生。 ②工业生产中要防止催化剂中毒

③催化剂对正逆反应的速率影响是相同的 5、其它因素：如光、颗粒大小、溶剂等。

三、化学反应速率变化的图像：

对于化学反应速率的有关图像问题，可按以下的方法进行分析：

①、认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与有关的原理挂钩。 ②、看清起点，分清反应物、生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物。一般生成无多数以原点为起点。

③、抓住变化趋势，分清正、逆反应、吸、放热反应。升高温度时，v(吸)>v(放), 在速率-时间图上，要注意看清曲线是连续的还是跳跃的，分轻渐变和突变，大变和小变。例如，升高温度，v(吸)大增，v(放)小增，增大反应物浓度，v(正)突变，v(逆)渐变。

④、注意终点。例如在浓度-时间图上，一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的增加量，并结合有关原理进行推理判断。 以反应：mA(g) + nB(g) 改变条件 pC (g) + qD(g) △H = －Q KJ/mol ，为例： 反应过程中的图像变化 增加B的浓度 增加A的浓度 增大压强 升高温度 使用催化剂 （a曲线为使用催化剂） 四、常见题型

1、根据化学计量数之比，计算反应速率

【例1】反应4NH3(g)+5O2(g)

4NO(g)+6H2O(g)在10L密闭容器中进行，半

分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45mol，则此反应的平均速率v(X)（反应物的消耗速率或产物的生成速率）可表示为（ ）

A．v(NH3)0.010mol/(Ls) B．v(O2)0.001mol/(Ls)

C．v(NO)0.001mol/(Ls) D．v(H2O)0.045mol/(Ls) 【点拨】用生成物H2O来表示反应的平均速率：

根据各物质的反应速率之比等于它们的化学计量数之比，可求得 所以正确答案是C。 【规律总结】遇到这一类题目，一定要充分利用化学反应中各物质的反应速率之比等于它们的化学计量数之比这一规律进行计算。

①、【1998年全国高考试题】反应4NH3(g)+5O2(g)==4NO(g)+6H2O(g)在2L的密闭容器中进行，1min后，NH3减少了0.12mol，则平均每秒钟浓度变化正确的是( )

A、NO：0.001mol/L B、H2O：0.002mol/L C、NH3：0.002mol/L D、O2：0.00125mol/L

②、【1999年全国高考试题】反应4NH3(g)+5O2(g)==4NO(g)+6H2O(g)在10L的密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45mol，则此反应的平均速率V(x)（反应物的消耗速率或产物的生成速率可表示为（ ）

A、V(NH3)=0.010mol•L--1•s--1 B、V(O2)=0.0010mol•L--1•s--1 C、V(NO) =0.0010mol•L--1•s--1 D、V(H2O) =0.045mol•L--1•s--1 ③、【2000年全国高考试题】已知反应A+3B==2C+D在某段时间内以A的浓度变化表示的化学反应速率为1mol•L--1•min--1，则此段时间以C的浓度变化表示的化学反应速率为（ ）

A、0.5mol•L--1•min--1 B、1mol•L--1•min--1 C、2mol•L--1•min--1 D、3mol•L--1•min--1

④、在2A+B==3C+4D反应中，下面表示的反应速率最快的是（ ）。 A、VA=0.5 mol•L--1•s--1 B、VB=0.28 mol•L--1•s--1 C、VC=0.8 mol•L--1•s--1 D、VD=1.0mol•L-1•s-1 2、以图象形式给出条件，计算反应速率

【例2】某温度时，在2L容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。由图中数据分析：该反应的化学方程式为_____。反应开始至2min，用Z表示的平均反应速率为____________。 【点拨】由图可知，X、Y的物质的量随反应的进行而减小，Z的物质的 量随反应的进行而增大，则X和Y为反应物，Z为生成物。 ∵n(X)1.0mol0.7mol0.3mol ∴反应方程式为：3X+Y＝2Z。

3、根据已知的浓度、温度等条件，比较反应速率的大小

【例3】把下列四种X溶液分别加入四个盛有10mL 2mol/L盐酸的烧杯

中，均加水稀释到50mL，此时，X和盐酸缓慢地进行反应，其中反应最快的是（ ）

A．10℃20mL 3mol/L的X溶液 B．20℃30mL 2mol/L的X溶液 C．20℃10mL 4mol/L的X溶液 D．10℃10mL 2mol/L的X溶液

【点拨】在化学反应中，当其它条件不变时，浓度越大，反应速率越快；温度越高，反应速率越快。在本题中要综合考虑浓度和温度的影响。先比较浓度的大小，这里的浓度应该是混合以后的浓度，由于混合后各烧杯中盐酸的浓度相等，因此只要比较X的浓度，X浓度越大，反应速率越快。因为反应后溶液的体积均为50mL，所以X的物质的量最大，浓度就最大。通过观察可知，混合后A、B选项中X的浓度相等，且最大，但B中温度更高，因此B的反应速率最快。 本题若没有看清楚题目实质，仅仅从选项的表面看X浓度的大小及反应温度的高低来判断反应速率的快慢，则会错选C。

①、【1999年上海测试题】在一定的条件下，可逆反应N2+3H2≒2NH3+Q达到平衡，当单独改变下列条件后，有关叙述错误的是（ ）。 A、加催化剂，V正、V逆都发生变化，且变化的倍数相等

B、加压，V正、V逆都增大，且V正增大倍数大于V逆增大倍数 C、降温，V正、V逆都减小，且V正减小倍数大于V逆减小倍数

D、充入氩气，V正、V逆都增大，且V正增大倍数大于V逆增大倍数

②、【2000年北京模拟试题】一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时，为了减缓反应速率，且不影响生成氢气的总量，可向盐酸中加入适量的（ ）。

A、NaOH（固体） B、H2O C、NH4Cl（固体） D、CH3COONa（固体）

③、【2000年上海高考试题】取pH值均等于2的盐酸和醋酸各100mL，分别稀释2倍后，再分别加入0.03g锌粉，在相同条件下充分反应，有关叙述正确的是（ ）。

A、醋酸与锌反应放出H2多 B、盐酸和醋酸分别与锌反应放出的H2一样多

C、醋酸与锌反应速率大 D、盐酸和醋酸分别与锌反应的速率一样大 ④、【2000年北京、安徽春季高考试题】100mL浓度为2mol/L的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成H2的总量，可采用的方法是（ ）。 A、加入适量的6mol/L的盐酸 B、加入数滴CuCl2溶液 C、加入适量蒸馏水 D、加入适量NaCl溶液

⑤、【2000年广州模拟试题】对于反应M+N→P，如果温度每升高100C，反应速率增加为原来3倍。在100C时完成反应的10℅需要54min，将温度提高到400C完成反应的10℅需要的时间为

A、2min B、3min C、6min D、9min