化學(xué)反應(yīng)速率及其影響因素

第1頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一2了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念、反應(yīng)速率的定量表示方法。了解催化劑在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重大作用。理解外界條件（濃度、溫度、壓強、催化劑等）對反應(yīng)速率的影響，認識其一般規(guī)律。了解化學(xué)反應(yīng)速率的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的作用。復(fù)習(xí)目標第2頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一3復(fù)習(xí)化學(xué)反應(yīng)速率，應(yīng)從概念內(nèi)涵入手，把握概念的應(yīng)用條件，對概念的內(nèi)容進行分類梳理，仔細分析外在條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響情況，為化學(xué)平衡內(nèi)容的復(fù)習(xí)打好基礎(chǔ)。從內(nèi)容框架的構(gòu)建上看，可建立如下復(fù)習(xí)思路：建立概念→表示方法→內(nèi)在因素→外在因素→注意事項?？偨Y(jié)有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的計算類型，在計算中要注意把握好時間、體積、物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度等幾個因素的運用以及單位換算。復(fù)習(xí)建議第3頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一一、化學(xué)反應(yīng)速率1.表示：用單位時間內(nèi)反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量濃度的改變量來表示。2.公式：V=△c╱△t=(c(大)-c(小))╱△t=△n╱(v·△t)3.單位：mol/(L·s)、mol/(L·min)、mol/(L·h)。4.意義：衡量化學(xué)反應(yīng)進行的快慢程度。5.特點：①同一化學(xué)反應(yīng)用不同物質(zhì)濃度的改變量表示速率，數(shù)值可能不同，但表示意義相同。因此，在表示化學(xué)反應(yīng)速率時，必須注明表達對象。②同一化學(xué)反應(yīng)中，若用不同的物質(zhì)表示的反應(yīng)速率之比一定等于它們的化學(xué)計量數(shù)之比。如對任一化學(xué)反應(yīng)aA+bB==cC+dD，則有v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=a∶b∶c∶d=△n(A)∶△n(B)∶△n(C)∶△n(D)③一般來說，化學(xué)反應(yīng)速率隨反應(yīng)的進行而不斷改變。因此，某一段時間內(nèi)的反應(yīng)速率，實際是一段時間內(nèi)的平均速率，而不是指即時速率。④不能用固體或純液體來表示化學(xué)反應(yīng)速率。4第4頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一訓(xùn)練與體驗練習(xí)15將4molA和2molB在體積為2L的密閉恒容容器中進行反應(yīng)：2A(s)+B(g)==2C(g)，若經(jīng)2s后測得C的濃度為0.6mol/L，現(xiàn)有下列說法中正確的是（D）A.用物質(zhì)C表示反應(yīng)的平均速率為0.15mol/(L·s)B.用物質(zhì)A表示反應(yīng)的平均速率為0.30mol/(L·s)C.2s時物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率為70%D.2s時物質(zhì)B的濃度為0.7mol/L若物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率為30%，那么，物質(zhì)B的轉(zhuǎn)化率為多少？你能迅速得出答案嗎？從中你發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律？如何證明你所得結(jié)論的正確性？第5頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一思考與感悟6證明：對任一化學(xué)反應(yīng)aA+bB==cC+dD，假設(shè)有xmolA和ymolB參與反應(yīng)，在反應(yīng)的某一時段，設(shè)A若消耗了nmol，B若消耗了mmol，則有：

aA+bB==cC+dDabnmm=nb/a(mol)那么A的轉(zhuǎn)化率=n/x；B的轉(zhuǎn)化率=m/y=nb/ay當x/y=a/b時，即y=xb/a；那么B的轉(zhuǎn)化率=nb/ay=n/x=A的轉(zhuǎn)化率結(jié)論：同一反應(yīng)中不同反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率關(guān)系當反應(yīng)物的物質(zhì)的量與方程式計量系數(shù)成比例時，在相同反應(yīng)時段，它們的轉(zhuǎn)化率是相同的。當反應(yīng)物的物質(zhì)的量與方程式計量系數(shù)不成比例時，在相同反應(yīng)時段，它們的轉(zhuǎn)化率是不相同的。其中，含量少的反應(yīng)物，它的轉(zhuǎn)化率較大。第6頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一訓(xùn)練與體驗練習(xí)27在下列事實中，什么因素影響了化學(xué)反應(yīng)的速率？⑴集氣瓶中有H2和Cl2的混合氣體，在瓶外點燃鎂條時發(fā)生爆炸。光；⑵黃鐵礦煅燒時要粉碎成細小的礦粒。反應(yīng)接觸面積；⑶KI晶體和HgCl2晶體混合后無明顯現(xiàn)象，若一起投入水中，很快生成紅色HgI2沉淀。反應(yīng)接觸面積;⑷熔化的KClO3放出氣泡很慢，撒入少量MnO2很快產(chǎn)生氣體。催化劑；⑸同濃度、同體積的鹽酸中放入同樣大小的鐵片和鎂條，鎂條產(chǎn)生氣體的速率明顯比鐵片快。反應(yīng)物本身的性質(zhì)；⑹同樣大小的石灰石分別在0.1mol/L的鹽酸和1mol/L的鹽酸中反應(yīng)速率卻并不相同。反應(yīng)物濃度；⑺夏天的食品易變霉，冬天就不易發(fā)生該現(xiàn)象。反應(yīng)的溫度。

第7頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一二、化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素1.化學(xué)反應(yīng)速率理論⑴有效碰撞：反應(yīng)物分子之間能發(fā)生反應(yīng)的碰撞。發(fā)生條件：①分子具有較高的能量；②分子在一定方向上發(fā)生碰撞。⑵活化分子：化學(xué)反應(yīng)中，能量較高、有可能發(fā)生有效碰撞的分子。⑶活化能：活化分子的平均能量與所有分子的平均能量之差。2.化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素⑴內(nèi)因：反應(yīng)物本身性質(zhì)是決定化學(xué)反應(yīng)速率的重要因素。⑵外因：對于同一化學(xué)反應(yīng)，改變外界條件可以改變化學(xué)反應(yīng)速率。①濃度：增大反應(yīng)物濃度，反應(yīng)速率加快；減小反應(yīng)物濃度，反應(yīng)速率減慢。②壓強：對于有氣體參與的反應(yīng)，增大反應(yīng)體系的壓強會加快化學(xué)反應(yīng)速率，減小反應(yīng)體系的壓強會減慢化學(xué)反應(yīng)速率。③溫度：升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率加快，降低溫度，化學(xué)反應(yīng)速率減慢。④催化劑：使用催化劑能改變化學(xué)反應(yīng)速率。⑤其他因素：光、電磁波、超聲波、反應(yīng)接觸面積、溶劑的性質(zhì)等。8第8頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一思考與感悟9外界條件對活化分子數(shù)與活化分子百分數(shù)的影響：單位體積內(nèi)有效碰撞次數(shù)化學(xué)反應(yīng)的速率分子總數(shù)活化分子數(shù)活化分子百分數(shù)增大反應(yīng)物濃度增大增大不變增大加快增大壓強增大增大不變增大加快升高溫度不變增大增大增大加快使用正催化劑不變增大增大增大加快第9頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一3.化學(xué)反應(yīng)速率影響因素的原因分析4.化學(xué)反應(yīng)速率影響因素的注意問題①由于純液體或固體的濃度是不變的，所以改變純液體或固體的用量，不會影響反應(yīng)速率；②改變體系的壓強，若不能改變反應(yīng)物的濃度，則不能改變反應(yīng)速率。10二、化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素第10頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一訓(xùn)練與體驗練習(xí)311如圖所示，在2個體積相同的密閉容器中，一定的溫度下進行反應(yīng)，并已達到平衡狀態(tài)：2NO2(g)N2O4(g)。請根據(jù)下列要求回答問題：①用V(NO2)表示平衡后2s內(nèi)該反應(yīng)速率，V(NO2)=0mol/(L·s)②此時V(正NO2)=V(逆NO2)>0mol/(L·s)③若在恒容容器中注入一定量的氦氣，則容器的壓強將增大；V(NO2)將保持不變；化學(xué)反應(yīng)平衡將不發(fā)生移動。④若在恒容容器中注入一定量的NO2氣體，此時容器的壓強將增大；V(正NO2)將增大；V(逆NO2)將不變；化學(xué)反應(yīng)平衡將向正方向移動。⑤若在恒壓容器中注入一定量的氦氣，此時容器的壓強將保持不變；化學(xué)反應(yīng)平衡向逆反應(yīng)方向移動；V(正NO2)將減小，V(逆NO2)將減小，且V(正NO2)<V(逆NO2)。第11頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一思考與感悟12注意：①正逆反應(yīng)速率的相對大小決定平衡的移動方向；②利用平衡移動原理可以反推外界條件對正逆反應(yīng)速率的影響。四大因素對可逆反應(yīng)中正逆反應(yīng)速率的影響規(guī)律：①增大(或減小)反應(yīng)物濃度，則會增大(或減小)正反應(yīng)速率；增大(或減小)生成物濃度，則會增大(或減小)逆反應(yīng)速率；②升高(或降低)反應(yīng)溫度，則會加快(或減慢)反應(yīng)速率，且溫度對吸熱反應(yīng)速率的影響比放熱反應(yīng)速率的影響大。③增大(或減小)體系壓強，則會加快(或減慢)反應(yīng)速率，且壓強對縮體反應(yīng)速率的影響比對擴體反應(yīng)速率的影響大。若是體積恒等的可逆反應(yīng)，改變壓強對正逆反應(yīng)速率的影響一樣大。④使用催化劑對正逆反應(yīng)速率的影響一樣大。第12頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一訓(xùn)練與體驗練習(xí)413在密閉容器中進行著如下可逆反應(yīng)，并達到平衡狀態(tài)：A(s)+B(g)2C(g)；△H<0請根據(jù)下列“反應(yīng)速率—時間”圖像中的要求，畫出以下改變后的“反應(yīng)速率—時間”圖像：說一說：根據(jù)可逆反應(yīng)中正逆反應(yīng)速率的影響規(guī)律，得出的正逆反應(yīng)速率的大小關(guān)系所決定的平衡移動方向，與根據(jù)平衡運動原理得出的結(jié)論是否吻合？第13頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一訓(xùn)練與體驗練習(xí)514按圖安裝兩套裝置，通過分液漏斗分別加入40mL1mol/L和40mL4mol/L的硫酸，比較二者收集10mLH2所用的時間。實驗現(xiàn)象：兩套裝置中加入H2SO4溶液后都立即產(chǎn)生氣泡，但加1mol/L硫酸的裝置中產(chǎn)生氣泡的速率較慢，收集10mLH2用的時間較長；加入4mol/L硫酸的裝置中產(chǎn)生氣泡的速率較快，收集10mLH2用的時間較短。實驗結(jié)論：通過兩套裝置收集10mLH2所用的時間就能比較二者反應(yīng)速率的大小。用時間少的反應(yīng)速率大，用時間多的反應(yīng)速率小，進而計算出各自的反應(yīng)速率。第14頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一

化學(xué)反應(yīng)的速率是通過實驗測定的，與其中任何一種化學(xué)物質(zhì)的濃度（或質(zhì)量）有關(guān)的性質(zhì)在測量反應(yīng)速率時都可以加以利用，包括能夠直接觀察的某些性質(zhì)，如產(chǎn)生氣體的體積和體系壓強，也包括必須依靠科學(xué)儀器才能測量的性質(zhì)，如顏色深淺、光的吸收、光的發(fā)射、導(dǎo)電能力等。在溶液中，當反應(yīng)物或產(chǎn)物本身有比較明顯的顏色時，人們常常利用顏色深淺與顯色物質(zhì)濃度之間的正比關(guān)系來跟蹤反應(yīng)的過程和測量反應(yīng)速率。三、反應(yīng)速率的測定15第15頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一測驗與反思16測試題1少量鋁粉與100mL1.0mol/L的稀鹽酸反應(yīng)，反應(yīng)速率很快。為了減慢此反應(yīng)速率而不改變H2的產(chǎn)量，一定可以采用的方法有①③④⑥。①加H2O②加NaOH固體③加CH3COONa固體④加NaCl溶液⑤滴入幾滴硫酸銅溶液⑥用等質(zhì)量的鋁片替代鋁粉⑦改用10mL0.1mol/L鹽酸第16頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一測驗與反思17測試題2下列說法正確的是(C)A.增大反應(yīng)物濃度可增大單位體積內(nèi)活化分子的百分數(shù)，從而使有效碰撞次數(shù)增大。B.有氣體參加的化學(xué)反應(yīng)，若增大壓強（即縮小反應(yīng)容器的體積），可增加活化分子的百分數(shù)，從而使反應(yīng)速率增大。C.升高溫度能使化學(xué)反應(yīng)速率增大的主要原因是增加了反應(yīng)物分子中活化分子的百分數(shù)。D.催化劑能增大單位體積內(nèi)活化分子的百分數(shù)，使平衡轉(zhuǎn)化率增大。第17頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一測驗與反思18測試題3可逆反應(yīng)aA(g)+bB(g)cC(g)，改變溫度（其他條件不變）、壓強（其他條件不變）對上述反應(yīng)正、逆反應(yīng)速率的影響分別如下圖所示，以下敘述正確的是(C)A.a+b>c，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)B.a+b<c，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)C.a+b>c，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)D.a+b<c，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)第18頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一思考與感悟19一、計算化學(xué)反應(yīng)速率的常見方法：①根據(jù)基本公式計算：V=△C╱△t=△n╱V△t=……②根據(jù)反應(yīng)方程式計算：找出各物質(zhì)的起始量、轉(zhuǎn)化量、某時刻量（三段論），其中轉(zhuǎn)化量（或改變量）與計量系數(shù)成正比，按比例計算。例如：反應(yīng)2A(g)+3B(g)====2C(g)起始濃度(mol/L)abc轉(zhuǎn)化濃度(mol/L)-x-1.5x

+x—改變量與計量系數(shù)成正比某時刻濃度(mol/L)a-xb-1.5xc+x③根據(jù)計量系數(shù)比計算：同一化學(xué)反應(yīng)中，若用不同的物質(zhì)表示的反應(yīng)速率之比一定等于它們的化學(xué)計量數(shù)之比。④根據(jù)圖像，讀取相關(guān)數(shù)據(jù)，計算反應(yīng)速率。⑤根據(jù)數(shù)據(jù)分析計算反應(yīng)速率。第19頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一分類分析20例題1在25℃時，向100mL3mol/L的鹽酸溶液里放入10.0g碳酸鈣（反應(yīng)前后溶液體積變化忽略不計），反應(yīng)開始至2min末收集到標況下1.12L氣體。在此之后，又經(jīng)過3min碳酸鈣恰好完全溶解。則：（1）在前2min內(nèi)用CaCl2表示的平均反應(yīng)速率是多少？（2）在后3min內(nèi)用HCl表示的平均反應(yīng)速率是多少？（3）前2min與后3min相比，反應(yīng)速率哪個較快？為什么？試解釋原因。解答：n(HCl)=0.1L×3mol/L=0.3mol；n(CaCO3)=10.0g÷100g/mol=0.1mol；n(CO2)=1.12L÷22.4L/mol=0.05mol。（1）則2min末，各物質(zhì)的物質(zhì)的量為：物質(zhì)的量CaCO3(s)+2HCl(aq)==CaCl2(aq)+CO2(g)+H2O反應(yīng)前：0.10.300改變量：

-0.05-0.1+0.05+0.05反應(yīng)后：

0.050.20.05

0.05則V(CaCl2)=△C╱△t=△n╱(V?△t)=0.05mol╱(0.1L×2min)=0.25mol/L·min第20頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一分類分析21例題1在25℃時，向100mL3mol/L的鹽酸溶液里放入10.0g碳酸鈣（反應(yīng)前后溶液體積變化忽略不計），反應(yīng)開始至2min末收集到標況下1.12L氣體。在此之后，又經(jīng)過3min碳酸鈣恰好完全溶解。則：（1）在前2min內(nèi)用CaCl2表示的平均反應(yīng)速率是多少？（2）在后3min內(nèi)用HCl表示的平均反應(yīng)速率是多少？（3）前2min與后3min相比，反應(yīng)速率哪個較快？為什么？試解釋原因。解答：（2）在后4min內(nèi)，各物質(zhì)的物質(zhì)的量為：物質(zhì)的量CaCO3(s)+2HCl(aq)==CaCl2(aq)+CO2(g)+H2O反應(yīng)前：0.050.20.05

0.05（前2min末即后3min的起始）改變量：

-0.05-0.1+0.05+0.05反應(yīng)后：

00.10.1

0.1則V(HCl)=△C╱△t=△n╱(V?△t)=0.1mol╱(0.1L×3min)=0.33mol/L·min(3)前2min：V(HCl)＇=2V(CaCl2)=2×0.25mol/L·min=0.5mol/L·min>V(HCl)

第21頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一分類分析22例題2在298K時，實驗測得溶液中的反應(yīng)：H2O2+2HI2H2O+I2，在不同濃度時的化學(xué)反應(yīng)速率見下表，由此可推知當c(HI)=0.500mol/L,c(H2O2)=0.400mol/L時反應(yīng)速率為

0.152mol/(L·s)。實驗編號12345c(HI)mol/L0.1000.2000.3000.1000.100c(H2O2)mol/L0.1000.1000.1000.2000.300vmol/(L·s)0.007600.01530.02270.01510.0228第22頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一分類分析23例題3某溫度時，在體積為5L的定容容器中，X、Y、Z三種氣體的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如圖所示。根據(jù)圖象可進行如下計算：㈠在30s時用X表示的平均反應(yīng)速率是

2.4mol/(L·min)㈡在30s時Y的轉(zhuǎn)化率是

50%。㈢反應(yīng)前與30s時，容器中壓強之比是

5∶4。㈣用X、Y、Z表示該反應(yīng)的方程式。

2X+Y2Z。第23頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一思考與感悟24二、化學(xué)反應(yīng)速率的圖像及其應(yīng)用：㈠“物質(zhì)的量（或物質(zhì)的量濃度）—時間”圖像：①哪些是反應(yīng)物，哪些是生成物；②該反應(yīng)是可逆反應(yīng)還是不可逆反應(yīng)；③反應(yīng)什么時候達到平衡（或反應(yīng)結(jié)束）④計算某物質(zhì)在特定時間段的反應(yīng)速率⑤計算該反應(yīng)的計量系數(shù)比⑥計算某反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率⑦若是氣體，還可以計算反應(yīng)前后各氣體的體積分數(shù)、密度、壓強變化等等⑧……說一說：你能從圖中看出什么？第24頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一在一定溫度下的定容容器中，合成某種常見的固態(tài)有機氮肥，其物質(zhì)的量濃度隨時間的變化曲線如圖所示。根據(jù)圖象回答下列問題：㈠30min內(nèi)CO2的平均反應(yīng)速率是1.6

mol/(L·h)㈡在30s時NH3的轉(zhuǎn)化率是(留2位有效數(shù)字)

57%。㈢寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式

CO2(g)+2NH3(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)

。㈣不能用來表示該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的標志是（填寫序號）

③

。①體系的氣壓不再發(fā)生改變；②容器內(nèi)氣體的密度不再發(fā)生改變；③氣體平均摩爾質(zhì)量不再發(fā)生改變；④容器中固體質(zhì)量不再發(fā)生改變；⑤NH3物質(zhì)的量濃度不再發(fā)生改變；⑥容器中氣體總物質(zhì)的量不再發(fā)生改變。牛刀小試25練習(xí)6第25頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一已知A、B、C都是氣態(tài)物質(zhì)。在一定溫度下的密閉容器中進行反應(yīng)，其物質(zhì)的量濃度隨時間的變化曲線如圖所示。以下說法中正確的是（C）A.該反應(yīng)方程式可表示為：3A+B==2CB.15min時，升高了反應(yīng)體系的溫度C.15min時，使用了正催化劑D.15min時，增大了反應(yīng)體系的壓強牛刀小試26練習(xí)7第26頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一思考與感悟27㈡“反應(yīng)速率|時間”圖像

：試一試：根據(jù)圖像填寫下列表格平衡體系條件變化速率變化平衡變化速率變化曲線任何一個平衡體系增大反應(yīng)物濃度v正增大，v逆不變則v正>v逆正向移動減小反應(yīng)物濃度v正減小，v逆不變則v逆>v正逆向移動增大生成物濃度v逆增大，v正不變則v逆>v正逆向移動減小生成物濃度v逆減小，v正不變則v正>v逆正向移動第27頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一思考與感悟28㈡“反應(yīng)速率|時間”圖像

：試一試：根據(jù)圖像填寫下列表格逆向為縮體反應(yīng)增大壓強v逆增加快則v逆>v正逆向移動逆向為吸熱反應(yīng)升高溫度逆向為縮體反應(yīng)減小壓強v逆減小快則v正>v逆正向移動逆向為吸熱反應(yīng)降低溫度正向為縮體反應(yīng)增大壓強v正增加快則v正>v逆正向移動正向為吸熱反應(yīng)升高溫度正向為縮體反應(yīng)減小壓強v正減小快則v逆>v正逆向移動正向是吸熱反應(yīng)降低溫度第28頁，共33頁，2023年，2月20日，星期一挑戰(zhàn)與提高練習(xí)829在密閉容器中進行著以下四個反應(yīng)中的某個反應(yīng)，并達到平衡狀態(tài)：①2A(g)B(g)；△H<0②A(s)+2B(g)C(g)+D(g)；△H>0③2A(g)B(g)+C(g)；△H>0④A(s)+B(g)2C(g)；△H<0下列“反應(yīng)速率—時間”圖像是改變影響反應(yīng)速率的一個條件(如：濃度、溫度、壓強或使用催化劑）所形成的結(jié)果。㈠該密閉容器中進行的反應(yīng)是（填寫序號）①；㈡改變的條件