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化学反应速率和化学平衡第一讲化学反应速率 一、化学反应速率的表示方法 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。2．表达式为：υ = ∆c/∆t。式中：v—化学反应速率，单位mol/(L·min)、mol/(L·s)、mol/(L·h)Δc—浓度变化，单位mol/LΔt—时间，单位s、min、h3．注意：(1)意义：衡量化学反应进行的快慢。 (2)不用纯固体、纯液体表示反应速率(3)化学反应速率为某时间段内的平均速率，不指某时刻的瞬时速率。 (4)化学反应速率须标明物质：同一反应，同样快慢。不同物质浓度变化不同，速率数值不同，但表示意义相同。(5)同一反应中，用不同物质表示的化学反应速率比=化学计量数之比。4．化学反应速率的测定方法测定化学反应速率的关键是测定某一时间间隔内反应体系中某物质浓度的变化。由于物质的某些物理性质（如压强、体积、吸光度、电导率等）与其物质的量或浓度存在函数关系，因此人们常用物理方法准确而快速地测定反应物或生成物浓度的变化来确定化学反应速率。5．化学反应速率的微观解释：化学反应速率表示单位体积内活化分子之间发生有效碰撞的频率。简化的有效碰撞模型：①有效碰撞：具有较高能量及一定的相对取向的分子之间的碰撞，可认为是发生化学反应的充要条件；②活化分子：能够发生有效碰撞的分子；③活化能：活化分子平均能量与普通反应物分子平均能量之差。二、影响化学反应速率的因素1．内因（决定因素）：反应物的结构和性质。2．外因：主要有浓度、压强、温度和催化剂等，其它因素还包括有固体表面积、光照、超声波、放射线、溶剂、电弧、强磁场、研磨等。只考虑单一因素对化学反应速率的影响（其它因素保持不变），化学反应速率变化的趋势如下表所示：影响因素反应物浓度c↑压强p↑温度T↑使用催化剂化学反应速率注：①纯固体和纯液体的浓度无法改变，只能改变其接触面积；②改变压强相当于改变气体的浓度，压强对固体、液体的影响忽略不计；③催化剂不特殊声明，均指正催化剂，对于可逆反应，催化剂可以同等地改变正、逆反应速率。3．微观解释各种外因影响化学反应速率的微观机理可利用简化的有效碰撞模型进行解释，如下表所示（只考虑单一因素的影响）：影响因素单位体积分子数目活化分子百分数单位体积活化分子数目单位体积有效碰撞次数化学反应速率 反应物浓度c↑↑－↑↑↑ 压强p↑↑－↑↑↑ 温度T↑－↑↑↑↑ 使用催化剂－↑↑↑↑下图中的虚线表示出使用催化剂后对化学反应活化能的影响：课本实验1：利用2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4 = K2SO4 + 2MnSO4 + 10CO2↑ + 8H2O 设计实验，探究浓度对化学反应速率的影响。在反应中发现开始一段时间反应速率较慢，溶液褪色不明显；但不久突然褪色，反应速率明显加快，你认为可能的原因是________________。课本实验2：利用Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2 + S↓ + H2O设计实验，探究温度对化学反应速率的影响。如何比较该反应进行的快慢： ； 例1．某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜 溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题： （1）上述实验中发生反应的化学方程式有 ； （2）硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是 ； （3）实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4种溶液，可与实验中CuSO4溶液起相似作用的是 ； （4）要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有 （答两种）； （5）为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。 ①请完成此实验设计，其中：V1= ，V6= ，V9= ； ②反应一段时间后，实验A中的金属呈 色，实验E中的金属呈 色； ③该同学最后得出的结论为：当加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的 速率会大大提高。但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气 的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因 。 高考热点： 2、反应速率的四性： 一致性、差异性、多样性、综合性 例2．设C(s)+CO2 2CO ；△H>0，反应速率为υ1， N2+3H2 2NH3； △H<0，反应速率为υ2。 对于上述反应，当温度升高时，υ1和υ2的变化情况为 A．同时增大 B．同时减小 C．增大，减小 D．减小，增大 例3．把除去氧化膜的镁条投入稀盐酸中，此反应的反应速率随时间变化的情况如下图所示。 其中t1 ~ t2速率变化的主要原因是 ； t2 ~ t3 速率变化的主要原因是 。 例4、图③表示10 mL 0.01 mol·L－1 KMnO4 酸性溶液与过量的0.1 mol·L－1 H2C2O4溶液混合时，n(Mn2+) 随时间的变化是否正确： 例 5、下列反应：3A(g) + B(g)2C(g) + 2D(g)在不同条件下的反应速率分别为：① vA = 0.6 mol/(L(s)；②vB = 0.45 mol/(L(s)；③vC=0.4mol/(L(s)；④vD = 0.45mol/(L(s)，则此反应在不同条件下进行最快的是A．② B．①③ C．②④ D．① 例6、将固体NH4Br置于密闭容器中，在某温度下发生如下反应：NH4Br(s) ＝ NH3(g) + HBr(g)；2 HBr(g)H2(g) + Br2(g)。2 min后，反应达到平衡，测知c(H2)为0.5 mol·L-1，c(HBr)为4 mol·L-1。若用NH3表示反应速率，则正确的是A．0.5 mol·L-1·min-1 B．2.0 mol·L-1·min-1 C．2.5 mol·L-1·min-1 D．5.0 mol·L-1·min-1 例7、A在2 L密闭容器中进行反应：mX(g) + nY(g)pZ(g) + qW(g)，在2 s内用X表示平均反应速率为0.3m/p mol/(L(s)，则2 s内W增加的物质的量是A．1.2q/p mol B．1.2m/p mol C．0.6p/q mol D．0.6m/q mol 例8、 A对于反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H <0，能增大正反应速率的措施是A. 通入大量O2 B. 增大容器容积 C. 移去部分SO2 D. 降低体系温度 |
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