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考點(diǎn)27化學(xué)反應(yīng)速率

1．復(fù)習(xí)重點(diǎn)

1. 了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念及表示方法.

2. 理解濃度溫度壓強(qiáng)和催化劑等條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響.

3. 初步運(yùn)用有效碰撞,碰撞的取向和活化分子等來解釋濃度壓強(qiáng)溫度和催化劑等條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響.

2．難點(diǎn)聚焦

(一)化學(xué)反應(yīng)速率:

不同的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢不一樣.

有的進(jìn)行得很快…瞬間完成. 如:氫氧混合氣爆炸;酸堿中和等

有的進(jìn)行得很慢…需數(shù)小時(shí);幾天;甚至幾百年;幾百萬年….

如:有機(jī)化合物間的反應(yīng),一般較慢,需數(shù)小時(shí)乃至數(shù)天;塑料的分解,需數(shù)百年.石油的形成需幾百萬年……

化學(xué)反應(yīng)的速率:

用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少(或生成物濃度的增加)來表示化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢.叫化學(xué)反應(yīng)的速率.

濃度的單位,常用: mol/L.

則，化學(xué)反應(yīng)速率的單位：mol/(L?min) mol/(L?s)

例：在一密閉容器內(nèi)，裝有氮?dú)夂蜌錃狻７磻?yīng)開始時(shí)，氮?dú)獾臐舛葹?mol/L，氫氣的濃度為5mol/L。2分鐘后，測的氮?dú)獾臐舛葹?.6mol/L，求這兩分鐘內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)速率。

以上化學(xué)反應(yīng)速率,是用氮?dú)鉂舛鹊淖兓瘉肀硎镜?如果用氫氣呢?用氨氣呢?

顯然,同一化學(xué)反應(yīng)的速率,用不同物質(zhì)濃度的變化來表示.數(shù)值不同.

故,在表示化學(xué)反應(yīng)速率時(shí),必須指明物質(zhì).

不同物質(zhì)表示的同一化學(xué)反應(yīng)的速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比.

(二)外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響:

不同的化學(xué)反應(yīng),具有不同的反應(yīng)速率.(如: 氫氧混合氣爆炸;酸堿中和; 塑料的分解;石油的形成…)

參加反應(yīng)的物質(zhì)的性質(zhì)是決定化學(xué)反應(yīng)速率的重要因素.

有些外界條件也有一定程度的影響.

主要探討濃度溫度壓強(qiáng)和催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響.

4. 濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響:

做實(shí)驗(yàn)2-2(見P32)

許多實(shí)驗(yàn)證明:

當(dāng)其它條件不變時(shí),增加反應(yīng)物濃度,可以增大化學(xué)反應(yīng)速率.

這是為什么呢?

化學(xué)反應(yīng)的過程,就是反應(yīng)物分子中的原子,重新組合成生成物分子的過程.

反應(yīng)物分子中的原子,要想重新組合成生成物的分子,必須先獲得自由.

即:反應(yīng)物分子中的化學(xué)鍵,必須斷裂!

化學(xué)鍵的斷裂是通過分子(或離子)間的相互碰撞來實(shí)現(xiàn)的.

并非每次碰撞都能是化學(xué)鍵斷裂.

即:并非每次碰撞都能發(fā)生化學(xué)反應(yīng).(如投籃.見P33 圖2-2)

能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞是很少的.

有效碰撞: 能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞,叫有效碰撞.

活化分子: 能夠發(fā)生有效碰撞的分子,叫活化分子.

活化分子比普通分子具有更高的能量!才有可能撞斷化學(xué)鍵,發(fā)生化學(xué)反應(yīng).

當(dāng)然,活化分子的碰撞,只是有可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng).而并不是一定發(fā)生化學(xué)反應(yīng).還必須有合適的取向.

在其它條件不變時(shí),對(duì)某一反應(yīng)來說,活化分子在反應(yīng)物中所占的百分?jǐn)?shù)是一定的.

即:單位體積內(nèi)活化分子的數(shù)目和單位體積內(nèi)反應(yīng)物分子的總數(shù)成正比.

即:活化分子的數(shù)目和反應(yīng)物的濃度成正比.

因此:增大反應(yīng)物的濃度,可以增大活化分子的數(shù)目,可以增加有效碰撞次數(shù).

則,增大反應(yīng)物濃度,可以使化學(xué)反應(yīng)的速率增大!

5. 壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響:

對(duì)于有氣體參加的化學(xué)反應(yīng)來說,增大壓強(qiáng),氣體體積縮小,則單位體積中分子數(shù)增加,則濃度增大,反應(yīng)速率增大.

6. 溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響:

溫度升高,使每一個(gè)分子的能量都增大.則:活化分子百分?jǐn)?shù)增加,反應(yīng)速率增大!

同時(shí),溫度升高分子運(yùn)動(dòng)加快,碰撞次數(shù)增多,化學(xué)反應(yīng)速率也增大.

7. 催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響:

催化劑能夠降低反應(yīng)所需要的能量,使更多的分子成為活化分子,大大的增加了活化分子的數(shù)目,以及活化分子的百

3．例題精講

例1鹽酸與碳酸鈉固體反應(yīng)時(shí)，能使反應(yīng)的最初速率明顯加快的是 ( )

A．增加碳酸鈉固體的量 B．鹽酸的量增加一倍

C．鹽酸的用量減半濃度加倍D．溫度升高 40 ⁰C

[分析]增加反應(yīng)物濃度，可以增大化學(xué)反應(yīng)的速率。CaCO₃是固態(tài)反應(yīng)物，增加其用量并不影響其濃度，故A對(duì)最初的反應(yīng)速率幾乎無影響；對(duì)于一定濃度的鹽酸，增加鹽酸的用量并不能增加其濃度，故B對(duì)反應(yīng)速率也無影響；C中雖然鹽酸用量減半，但因濃度加倍，會(huì)使最初反應(yīng)速率加快，故C正確。

[答案]C、D

[方法提示]本題考查學(xué)生對(duì)外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影啊的理解和應(yīng)用，用于鞏固基礎(chǔ)知識(shí)。能增大反應(yīng)速率的措施有：①增加濃度；②增大壓強(qiáng)；③增高溫度；④使用催化劑。

例2 在、轉(zhuǎn)化為的反應(yīng)中，的起始濃度為，的起始濃度為，3min后的濃度為。計(jì)算該反應(yīng)的反應(yīng)速率是多少？3min 時(shí)的和的濃度各是多少？

　　分析：計(jì)算化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)鍵在于依據(jù)給出條件，正確求出各物質(zhì)轉(zhuǎn)化濃度，用轉(zhuǎn)化濃度除以反應(yīng)時(shí)間，就可以得到反應(yīng)速率，轉(zhuǎn)化濃度求法簡單，對(duì)于反應(yīng)物來說：

轉(zhuǎn)化濃度 = 起始濃度－終了濃度

對(duì)于生成物來說：

轉(zhuǎn)化濃度 = 終了濃度－起始濃度

　　本題給出生成物的終了濃度為，起始濃度為零，的轉(zhuǎn)化濃度為：

　　依據(jù)化學(xué)方程式中各物質(zhì)的系數(shù)比，可以由的轉(zhuǎn)化濃度求出和的轉(zhuǎn)化濃度

　　再用各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化濃度除以反應(yīng)時(shí)間（3分），便可得出、和從、的起始濃度和轉(zhuǎn)化濃度，可以方便地算出3分鐘時(shí)和的濃度

例3　反應(yīng) A + 3B = 2C + 2D在四種不同情況下的反應(yīng)速率分別為:

v (A)=0．15 mol (L?s) ^-1 v (B)=0．6 mol (L?s) ^-1 v (C)=0．4 mol (L?s) ^-1 v(D)=0．45mol (L?s) ^-1。該反應(yīng)進(jìn)行的快慢順序?yàn)?u>

【分析】方法一：由反應(yīng)速率之比與物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，比較后作出判斷，由化學(xué)方程式A+3B=2C+2D得出：

v (A)：v(B)=1：3，而v(A)：v(B)=0．15：0．6=1：4 故v(B)>v(A)，從而得②>①

v(B)：v(C)=3：2，而v(B)：v(C)=O．6：0．4=3：2故v(B)=v(c)，從而得②=③

v(C)：v(D)=2：2=l：l，而v(C)：v(D)=0．4：0．45故”(D)>v(C)，從而得④>③

故該反應(yīng)進(jìn)行的快慢順序?yàn)棰?gt;③=②>①。

方法二：將不同物質(zhì)表示的速率換算為用同一物質(zhì)表示的速率，再比較速率數(shù)值的大小。

若以物質(zhì)A為標(biāo)準(zhǔn)，將其它物質(zhì)表示的反應(yīng)速率換算為用A物質(zhì)表示的速

率，則有j

v(A)：v(B)=I：3，則②表示的v(A)=0．2mol／(L?s)^-1

v(A)：v(C)=1：2，則③表示的v(A)=0．2mol／(L．s)^-1

v(A)：v(D)=1：2，則④表示的v(A)=0．225mol／(L．s)^-1 故反應(yīng)進(jìn)行的快慢順序?yàn)棰?gt;③=②>①。

[答案]④>③=②>①

例4 一定溫度下，對(duì)于反應(yīng)N₂+0₂ 2NO在密閉容器中進(jìn)行，下列措施能加快反應(yīng)速率的是：( )

A．縮小體積使壓強(qiáng)增大 B．恒容，充入N₂

C．恒容，充入He氣 D．恒壓，充入He氣

[分析]A選項(xiàng)，氣體的量不變，僅縮小體積，氣體的濃度必然增大，速率必然增大。 B選項(xiàng)，容積不變，充入N₂，使反應(yīng)物N₂的濃度增大，濃度越大，速率越大。 C選項(xiàng)，容積不變，充入He氣，雖然反應(yīng)容器內(nèi)壓強(qiáng)增大，但反應(yīng)物N₂、0₂、N0的濃度并沒有變化，因此不影響反應(yīng)速率。 D選項(xiàng)，壓強(qiáng)不變，充人He氣，反應(yīng)容器體積必然增大。壓強(qiáng)雖然沒變但 N₂、0₂、NO的濃度減小，反應(yīng)速率減慢。

例5與發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成和的速率如圖所示，已知這個(gè)反應(yīng)速率隨著溶液中的增大而加快。

（1）反應(yīng)開始時(shí)，反應(yīng)速率加快的原因是。

（2）反應(yīng)后期時(shí)，反應(yīng)速率下降的原因是。

[解析]由于與反應(yīng)隨增大而加快，首先寫出二者反應(yīng)的化學(xué)方程式（或離子方程式：）可見反應(yīng)后有生成。

[答案]（1）開始發(fā)生反應(yīng)，隨增大，加快。

（2）反應(yīng)進(jìn)行至時(shí)，因C（反應(yīng)物）減小，且反應(yīng)使也減小，則減慢

例6某溫度時(shí)，在2L容器中X、Y、Z三種物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖2-1所示。由圖中數(shù) 據(jù)分析，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：。反應(yīng)開始至2min，Z的平均反應(yīng)速率為。

[分析] 寫反應(yīng)的化學(xué)方程式，關(guān)鍵是確定X、Y、 Z之間誰是反應(yīng)物、誰是生成物以及方程式中X、Y、Z三種物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)。確定反應(yīng)物和生成物，主要是看反應(yīng)過程中各物質(zhì)的有關(guān)量的變化情況，一般地，反應(yīng)物物質(zhì)的量隨反應(yīng)的進(jìn)行不斷減小，生成物物質(zhì)的量隨反應(yīng)的進(jìn)行不斷增加，由圖2―1可知，X、Y為反應(yīng)物，Z為生成物。再根據(jù)化學(xué)方程式各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于相應(yīng)物質(zhì)的物質(zhì)的量的變化量之比的規(guī)律，結(jié)合圖示X、Y、Z三種物質(zhì)物質(zhì)的量的變化量即可求出它們的化學(xué)計(jì)量數(shù)，從而寫出正確的化學(xué)方程式。

由圖示可知x、Y、z三種物質(zhì)物質(zhì)的量的變化量分別為：

△n_x=1．0mol一0．7mol=0．3mol

△n_Y=1．0mol一0．9mol=0．1mol

△n_z=0．2mol―Omol=0．2mol

故化學(xué)方程式中x、Y、z三種物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為：

0．3mol：0．1mol：0．2mol=3：1：2。因此，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3X+Y=2Z。

Z物質(zhì)在2min內(nèi)的平均反應(yīng)速率，可通過先求出Z物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度的

變化量，再根據(jù)反應(yīng)速率的計(jì)算式(△c／△t)求解。

[答案]3X+Y=2Z , 0．05molL^―^l?min^-1

[方法提示]確定化學(xué)反應(yīng)方程式的步驟及方法是：

(1)反應(yīng)物和生成物的確定。方法是：反應(yīng)物的物質(zhì)的量、質(zhì)量或濃度隨反應(yīng)的進(jìn)行不斷減��；生成物的上述量隨反應(yīng)的進(jìn)行不斷增加。

(2)反應(yīng)方程式[如：aA(g)+bB(g)――cC(g)+dD(g)]各物質(zhì)化學(xué)計(jì)量數(shù)的確定。方法是：

a：b：c：d(化學(xué)計(jì)量數(shù)之比) =△n_A：△n_B：△n_C：△n_D(物質(zhì)的量的變化量之比)

=△c_A：△c_B：△c_C：△c_D(物質(zhì)的量濃度的變化量之比)

=v_A：v_B：v_C：v_D(反應(yīng)速率之比)

4．實(shí)戰(zhàn)演練

一、選擇題（每小題5分，共45分）?

1.(2001年高考理綜題）將4 mol A氣體和2 mol B氣體在2 L的容器中混合并在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)：?

練習(xí)冊(cè)

高中

初中

小學(xué)