归纳与整理设计意图

化学反应的速率

【学习目标】

1、了解化学反应速率的概念和表示方法；

2、掌握化学反应速率的影响因素；

3、了解改变化学反应速率的意义；

4、学会化学反应速率的计算方法。

【要点梳理】

要点一、化学反应速率

1、定义

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。

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、表示方法

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 = △c/ t

单位：mol/(L·s) 或

mol/(L·min) 或

mol/(L·h)

要点诠释：

(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)化学反应速率可用来衡量化学反应进行的快慢，均为正值。

(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。

(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。

(5)对于同一反应，各物质化学反应速率之比=化学计量数之比=各物质转化浓度之比。

如：化学反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q。

要点二、影响化学反应速率的因素

1、内因(主要因素) 化学反应的速率是由反应物的性质决定的，即由反应物的分子结构或原子结构决定的。

2、外因(次要因素)

(1)浓度：其他条件不变时，增大反应物浓度，可以增大化学反应速率；减小反应物浓度，可以减小化学反应速率。

要点诠释：此规律只适用于气体反应或溶液中的反应，对于固体或纯液体反应物，一般情况下其浓度是常数，因此改变它们的量不会改变化学反应速率。

(2)压强：对于有气体参加的化学反应，若其他条件不变，增大压强，反应速率加快；减小压强，反应速率减慢。若参加反应的物质为固体或液体(溶液)，由于压强的变化对它们的浓度几乎无影响，可以认为反应速率不变。对于有气体参加的可逆反应，增大压强，正反应速率、逆反应速率都增大；减小压强，正反应速率、逆反应速率都减小。

要点诠释：对于气体反应体系，有以下几种情况：

①恒温时：增加压强

②恒容时：充入气体反应物

充入稀有气体

③恒压时：充入稀有气体体积减小总压增大浓度增大浓度增大反应速率加快

反应速率加快

总压增大，但各分压不变，即各物质的浓度不变，反应速率不变

体积增大各反应物浓度减小反应速率减慢

总之，压强改变，若引起浓度改变，则速率改变。

(3)温度：其他条件不变时，升高温度，可以增大反应速率，降低温度可以减慢反应速率。实验测得，温度

每升高10℃，化学反应速率通常增大到原来的2～4倍。温度对吸热反应、放热反应都适用。

(4)催化剂：催化剂能改变化学反应速率，但不能使本不发生的反应成为可能。可以提高反应速率的催化剂称为正催化剂，可以减缓反应速率的催化剂称为负催化剂。大多数的化工生产中，都有使用催化剂，而催化剂具有高度的选择性(专一性)。

要点诠释：

①没有特别说明，催化剂均指正催化剂。

②注意催化剂中毒的问题。

③催化剂要参与反应，但在整个反应结束后化学性质和质量没有发生变化。

(5)其他因素：光、超声波、反应物颗粒、扩散速度、溶剂等。

【典型例题】

类型一：化学反应速率

例1、反应4A(s)+3B(g)=2C(g)+D(s)，经2min，B的浓度减少0.6mol/L。对此化学反应速率的正确表示是(

) A．用A表示的反应速率是0.4mol/(L·min) B．分别用B、C表示反应的速率，其比值是3:2 C．在2min末的反应速率，用B表示是0.3mol/(L·min) D．在这2min内B和C两物质浓度都逐渐减小

【答案】B 【解析】A为固体，一般不用固体表示反应速率，因为固体的浓度一般视为常数，所以A项错误；同一反应用不同物质表示的化学反应速率，其比值与化学方程式中化学计量数成正比，故B正确；v(B)=0.3mol/(L·min)为平均值，并非2min末的反应速率，所以C项错误；B为反应物，C为生成物，两者不可能同时减小，故D项错误。

【总结升华】用不同物质表示同一时间段内的同一化学反应的速率时，其速率之比等于化学方程式中化学计量数之比。

举一反三：

【变式1】下面有关化学反应速率的说法中正确的是(

)

A．对任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显

B．化学反应速率通常用单位时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加来表示

C．若某化学反应的反应速率为0.5mol/(L·s)就是指在该时间内反应物和生成物的浓度变化都为0.5mol/(L·s)

D．化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的尺度

【答案】BD 【解析】对于无明显现象的化学反应来说，无法通过现象体现反应速率的大小，则A选项错误；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，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，则C选项也不正确。

类型二：化学反应速率的计算

例2、将等物质的量的A，B混合于2L的密闭容器中，发生如下反应：

3A(g)＋B(g)===XC(g)＋2D(g)，经5min后，测得D的浓度为0.5mol/L，c(A)∶c(B)＝3∶5，C的平均反应速率为0.1mol/(L·min)。求：

(1)此时A的浓度及反应开始前投入容器中A，B的物质的量。

(2)B的平均反应速率。

(3)X的值是多少？

【答案】(1)此时A的浓度为0.75mol/L，反应开始前投入容器中A，B的物质的量为3mol。

(2)B的平均反应速率为0.05mol/(L·min)。

(3)X的值是2。

【解析】设A、B起始物质的量为amol。

n(C)＝0.1mol/(L·min)×2L×5min＝1mol

3A(g)＋B(g)===XC(g)＋2D(g) 起始量(mol)

a

a

0

0 变化量(mol)

1.5

0.5

1

0.5×2 5min后的量

a－1.5

a－0.5

1

1

又因C，D变化的物质的量相等，故X＝2，

【总结升华】在计算化学反应速率时要注意，如果知道化学反应方程中一种物质的速率，可根据各物质的反应速率之比等于它们在化学反应方程式中的化学计量数之比，直接算得其他物质的反应速率，这样计算会很方便。

举一反三：

【变式1】对于反应

N2 + 3H2

2NH3，下列为四种不同情况下测得的反应速率，其中能表明该反应进行最快的是(

)

A．v(N2)＝0.2 mol/(L·s)

B．v(H2)＝1.4 mol/(L·min)

C．v(H2)＝0.45mol/(L·s)

D．v(NH3)＝9 mol/(L·min) 【答案】A 【变式2】在2L密闭容器中加入4molA和6molB，发生下列反应：4A(g)＋6B(g)4C(g)＋5D(g)，若经过5s后，剩下的A是2.5mol，则B的反应速率是(

)

A．0.45mol/(L·s)

B．0.15 mol/(L·s)

C．0.225 mol/(L·s)

D．0.9 mol/(L·s)

【答案】C 【解析】本题主要考查化学反应速率的概念。化学反应速率是用单位时间内物质浓度的变化量来表示，本题中所给物质的量分别为A：4mol，B：6mol，在计算过程中应注意换算为浓度。

又根据化学反应速率的比等于化学方程式中各物质的计量数(系数)之比：vA∶vB＝4∶6

－【变式3】在一密闭的容器里装有氮气和氢气。反应开始时，氮气的浓度为2mol·L1，氢气的浓度为5mol·L－1－1，反应开始2min时，测得容器中氮气的浓度为1.8mol·L。这2min内氮气的平均反应速率是多少？氢气和氨气的平均反应速率各是多少？

－－－－【答案】N2的平均反应速率为0.1mol·L1·min1，H2和NH3的平均反应速率分别为0.3mol·L1·min1，0.2mol·L－1－1·min

【解析】

N2＋3H2

3

－1起始浓度(mol·L)

2

5

0 －两分钟后浓度(mol·L1)

1.8

4.4

0.4 －变化浓度(mol·L1)

0.2

0.6

0.4 用氮气浓度变化表示的反应速率是：

用氢气和氨气浓度变化表示的反应速率分别是：

类型三：影响化学反应速率的因素

例3、要使在容积恒定的密闭容器中进行的可逆反应2A(g)+B(s)==2C(g)+Q（Q＞0）的正反应速率显著加快，可采用的措施是(不考虑固、气态间的接触面积)(

)

A．降温

B．加入B

C．增大体积使压强减小

D．加入A

【答案】D

【解析】影响速率的因素有：浓度、温度、压强、催化剂，降温会使速率都减慢，加入固体B对反应速率没有影响，增大体积、减小压强造成浓度降低，所以本题答案为D。

【总结升华】要理解各因素对速率影响的条件和原因。

举一反三：

【变式1】

把除去氧化膜的镁条放入一定浓度的稀盐酸的试管中，发现H2的生成速度V随时间t变化如图。其中t1—t2速度变化的原因是_________________ ；t2——t3速度变化的原因是__________________________。

【答案】t1—t2

速度变快的原因是因为镁条与盐酸反应放热，进而加快了化学反应速率；t2——t3速度变慢的原因是随着反应的进行，盐酸的浓度下降，造成速率变慢。

【变式2】请填写下列两组实验的表格，比较反应速率快慢的原因

(1)镁条分别在空气中和纯氧中燃烧的情况对比表

编号

现象

速率

编号

现象

速率

【答案】

编号

现象

速率

编号

现象

速率

电石与水的反应

与水剧烈反应，产生爆鸣声

非常快

电石与饱和食盐水的反应

均匀产生气泡

较快

镁条与空气反应

发出耀眼白光

较快

镁条与纯氧气反应

剧烈燃烧，发出耀眼白光

非常快

镁条与空气反应

电石与水的反应

镁条与纯氧气反应

电石与饱和食盐水的反应

(2)电石分别在水中和饱和食盐水中反应的情况对比表