第六單元第1講化學(xué)反應(yīng)速率及影響因素

解讀與闡釋

考綱要求 權(quán)威解讀

1.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。

2．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。

3．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。

4．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)域中的重要作用。 常見的考查形式：①化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法；②依據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式計算化學(xué)反應(yīng)速率，比較化學(xué)反應(yīng)速率的大小；③化學(xué)反應(yīng)速率影響因素的實驗探究，預(yù)計今后還會加強此知識點的考查。

梳理與整合

一、化學(xué)反應(yīng)速率的概念及表示方法

導(dǎo)學(xué)誘思

在2 L密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：N2＋3H2 2NH3,2 min生成4 mol的NH3，用NH3表示的反應(yīng)的平均速率為______________________，用N2表示的反應(yīng)的平均速率為______________________，用H2表示的反應(yīng)的平均速率為____________________。

教材回歸

1．表示方法

在容積不變的反應(yīng)容器中，通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物________的減少或生成物________的增加來表示。

2．數(shù)學(xué)表達式及單位

v＝____________________，單位為mol/(Lmin)或mol/(Ls)。

3．規(guī)律

同一反應(yīng)在同一時間內(nèi)，用不同物質(zhì)來表示的反應(yīng)速率可能________，但反應(yīng)速率的數(shù)值之比等于這些物質(zhì)在化學(xué)方程式中的______________之比。

固體、純液體在反應(yīng)中可視為濃度不變，故一般不用固體或純液體表示反應(yīng)速率。

二、影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

導(dǎo)學(xué)誘思

(1)形狀大小相同的鐵、鋁分別與等濃度的鹽酸反應(yīng)生成氫氣的速率：鐵__________鋁；(2)對于Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑改變下列條件對生成氫氣的速率有何影響？①升高溫度：____________；②增大鹽酸濃度：______；③增大鐵的質(zhì)量：______；④增加鹽酸體積：______。

教材回歸

1．內(nèi)因

__________________是影響化學(xué)反應(yīng)速率的決定因素。如金屬與同濃度鹽酸反應(yīng)的速率：Na____Mg____Al。

2．外界因素對化學(xué)反應(yīng)速率的影響

外因 具體影響(填“增大”或“減小”)

濃度 增大反應(yīng)物濃度，化學(xué)反應(yīng)速率________；減小反應(yīng)物濃度，化學(xué)反應(yīng)速率________

壓強 對于有氣體參加的反應(yīng)，增大體系壓強(相當于減小容器容積)相當于增大反應(yīng)物的濃度，化學(xué)反應(yīng)速率______；減小體系壓強(相當于增大容器容積)相當于減小反應(yīng)物濃度，化學(xué)反應(yīng)速率________

溫度 升高體系溫度，化學(xué)反應(yīng)速率________；降低體系溫度，化學(xué)反應(yīng)速率________

催化劑 正催化劑使反應(yīng)速率________；負催化劑使反應(yīng)速率________

其他 光、超聲波、激光、放射線、電磁波、溶劑的性質(zhì)等都會影響化學(xué)反應(yīng)的速率

增加反應(yīng)物的量并不一定能改變速率，由于固體、純液體在反應(yīng)中可視為濃度不變，故增加其量并不能改變反應(yīng)速率。如：對于反應(yīng)3A(g)＋B(s)鳩?(g)，增大A的濃度，反應(yīng)速率增大，如果增大B的量，對反應(yīng)速率沒有影響。

理解與深化

一、化學(xué)反應(yīng)速率的計算及比較

1．根據(jù)概念求反應(yīng)速率

化學(xué)反應(yīng)速率的計算公式為：v＝ΔcΔt

2．根據(jù)速率與化學(xué)反應(yīng)方程式中計量數(shù)的關(guān)系計算

同一個化學(xué)反應(yīng)mA＋nB===pC，同一段時間內(nèi)，用不同物質(zhì)的濃度變化表示的反應(yīng)速率，數(shù)值可能不同，但意義相同。其數(shù)值之比等于方程式中這些物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)＝m∶n∶p，或vAm＝vBn＝vCp。

【例1】 將2 mol X和2 mol Y充入2 L密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：X(g)＋3Y(g) 2Z(g)＋aQ(g)，2 min達到平衡時生成0.8 mol Z，測得Q的濃度為0.4 molL－1，下列敘述錯誤的是( )。

A．a(chǎn)的值為2

B．平衡時X的濃度為0.2 molL－1

C．Y的轉(zhuǎn)化率為60%

D．反應(yīng)速率v(Y)＝0.3 mol/(Lmin)

二、催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響

使用催化劑，正、逆反應(yīng)速率增加或減小的倍數(shù)相同，故化學(xué)平衡不移動。如圖①所示，就是在t時加入催化劑的v－t圖像。

圖①

【例2】 在一定溫度時，N2與H2反應(yīng)過程中能量變化的曲線如下圖。下列敘述正確的是( )。

A．該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N2＋3H2 2NH3 ΔH＝－92 kJmol－1

B．b曲線是加入催化劑時的能量變化曲線

C．加入催化劑，該化學(xué)反應(yīng)的放熱增多

D．加入催化劑可增大正反應(yīng)速率，降低逆反應(yīng)速率

三、溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響

在分析溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響時要注意不要把此知識點與化學(xué)平衡的移動相混淆，如對于反應(yīng)3A(g)＋B(s) C(g) ΔH＜0，當升高溫度時，正逆反應(yīng)速率均增大，但逆反應(yīng)速率增加得多，即v(逆)＞v(正) 平衡左移。對于反應(yīng)3A(g)＋B(s)鳩?(g) ΔH＜0，在t1時升高溫度，在t2時降低溫度，其v－t圖像如圖②所示：

圖②

【例3】 (改編自2009廣東高考理基)已知汽車尾氣無害化處理反應(yīng)為：2NO(g)＋ 2CO(g)鳩?2(g)＋ 2CO2(g) ΔH＜0。下列說法不正確的是( )。

A．升高溫度可使該反應(yīng)的逆反應(yīng)速率降低

B．使用高效催化劑可有效提高正反應(yīng)速率

C．反應(yīng)達到平衡后，v(NO)≠v(N2)

D．升高溫度正逆反應(yīng)速率均增大

此處出題常與化學(xué)平衡移動聯(lián)系在一起，做題時要排除化學(xué)平衡移動的干擾，同時還要挖掘隱含條件。

四、濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響

改變與平衡有關(guān)的物質(zhì)的濃度最終會引起正、逆反應(yīng)速率都發(fā)生變化。在改變反應(yīng)物濃度的瞬間，正反應(yīng)速率發(fā)生變化，而逆反應(yīng)速率不變。如對于反應(yīng)3A(g)＋B(s)鳩?(g)，如果在t1時增加A的濃度，在t2時減小A的濃度，其vt圖像如圖③所示：

圖③

【例4】 (改編組合)下列各組反應(yīng)(表中物質(zhì)均為反應(yīng)物)中，反應(yīng)剛開始時，放出氫氣的速率最大的是( )。

編號 金屬(塊狀) 酸的濃度及體積 反應(yīng)溫

度/℃

A 0.4 mol Mg 6 molL－1硝酸10 mL 60

B 0.3 mol Mg 3 molL－1鹽酸40 mL 60

C 0.4 mol Fe 3 molL－1鹽酸50 mL 60

D 0.1 mol Mg 3 molL－1硫酸10 mL 60