第23讲 化学反应速率
考纲要求 1.了解化学反应速率的概念和定量表示方法。2.了解反应活化能的概念，了解催化剂的重要作用。3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响，能用相关理论解释其一般规律。4.了解化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
考点一 化学反应速率的概念及计算
1.表示方法
通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。 2.数学表达式及单位
Δc－－－－v＝，单位为mol·L1·min1或mol·L1·s1。
Δt3.化学反应速率与化学计量数的关系
同一反应在同一时间内，用不同物质来表示的反应速率可能不同，但反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的化学计量数之比。 如在反应aA(g)＋bB(g)
cC(g)＋dD(g)中，存在v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d
(1)对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象越明显(×)
(2)对于任何化学反应来说，都必须用单位时间内反应物或生成物浓度的变化量来表示化学反应速率(×)
解析 对于一些化学反应也可以用单位时间内某物质的质量、物质的量、体积、压强的变化量来表示化学反应速率。
(3)单位时间内反应物浓度的变化量表示正反应速率，生成物浓度的变化量表示逆反应速率(×) (4)化学反应速率为0.8 mol·L1·s1是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L1(×)
－
－
－
(5)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同(√)
(6)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，数值越大，表示化学反应速率越快(×)
题组一 化学反应速率的大小比较
1.(2018·郑州质检)对于可逆反应A(g)＋3B(s)率如下，其中表示的反应速率最快的是( ) A.v(A)＝0.5 mol·L1·min1
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－
2C(g)＋2D(g)，在不同条件下的化学反应速
B.v(B)＝1.2 mol·L1·s1
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－
C.v(D)＝0.4 mol·L1·min1
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－
D.v(C)＝0.1 mol·L1·s1
－
－
答案 D
解析 本题可以采用归一法进行求解，通过方程式的化学计量数将不同物质表示的反应速率折算成同一物质表示的反应速率进行比较，B物质是固体，不能表示反应速率；C项中对应的v(A)＝0.2 mol·L－1·min－1；D项中对应的v(A)＝3 mol·L－1·min－1。 2.已知反应4CO＋2NO2=====N2＋4CO2在不同条件下的化学反应速率如下： ①v(CO)＝1.5 mol·L1·min1
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－
催化剂
②v(NO2)＝0.7 mol·L1·min1
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－
③v(N2)＝0.4 mol·L1·min1
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④v(CO2)＝1.1 mol·L1·min1
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－
⑤v(NO2)＝0.01 mol·L1·s1
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－
请比较上述5种情况反应的快慢：____________________________(由大到小的顺序)。 答案 ③①②⑤④
解析 ②经转化可表示为v(CO)＝2v(NO2)＝1.4 mol·L－1·min－1； ③v(CO)＝4v(N2)＝1.6 mol·L－1·min－1； ④v(CO)＝v(CO2)＝1.1 mol·L－1·min－1；
⑤v(CO)＝2v(NO2)＝0.02 mol·L－1·s－1＝1.2 mol·L－1·min－1，故③>①>②>⑤>④。
同一化学反应中反应快慢的比较方法
由于同一化学反应的反应速率用不同物质表示时数值可能不同，所以比较反应的快慢不能只看数值的大小，而要进行一定的转化。
(1)看单位是否统一，若不统一，换算成相同的单位。 (2)换算成同一物质表示的速率，再比较数值的大小。
v?A?
(3)比较化学反应速率与化学计量数的比值，即对于一般反应aA＋bB===cC＋dD，比较与av?B?v?A?v?B?
，若＞，则A表示的反应速率比B的大。 bab题组二 化学反应速率的计算
3.(2018·西安模拟)将6 mol CO2和8 mol H2充入一容积为2 L的密闭容器中(温度保持不变)发生反应CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＜0。测得H2的物质的量随时间变化如图
所示(图中字母后的数字表示对应的坐标)。该反应在8～10 min内CO2的平均反应速率是( )
A.0.5 mol·L1·min
－
－1
B.0.1 mol·L1·min1
－
－
C.0 mol·L1·min
－
－1
D.0.125 mol·L1·min1
－
－
答案 C
解析 由图可知，在8～10 min内，H2的物质的量都是2 mol，因此v(H2)＝
2 mol－2 mol2 L×2 min
＝10 mol·L－1·min－1，根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，v(CO2)＝v(H2)＝0 mol·L－1·min－1，
3故C项正确。
4.合金贮氢材料具有优异的吸氢性能，在配合氢能的开发中起到重要作用。温度为T1时，2 g某合金4 min内吸收氢气240 mL，吸氢速率v＝________mL·g1·min1。
－
－
答案 30
解析 吸氢速率v＝
240 mL
＝30 mL·g－1·min－1。
2 g×4 min
1
5.在新型RuO2催化剂作用下，使HCl转化为Cl2的反应2HCl(g)＋O2(g)
2具有更好的催化活性。一定条件下测得反应过程中n(Cl2)的数据如下：
t/min n(Cl2)/103 mol －H2O(g)＋Cl2(g)
0 0 2.0 1.8 4.0 3.7 6.0 5.4 8.0 7.2 －1
计算2.0～6.0 min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率(以mol·min过程)。
答案 解法一 2.0～6.0 min时间内，Δn(Cl2)＝5.4×103 mol－1.8×103 mol＝3.6×103 mol，
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－
－
为单位，写出计算
3.6×103 mol－－v(Cl2)＝＝9.0×104 mol·min1
4 min
－
所以v(HCl)＝2v(Cl2)＝2×9.0×104 mol·min1＝1.8×103 mol·min1。
－
－
－
－
解法二 HCl转化的物质的量为n，则 1
2HCl(g)＋O2(g)
2
H2O(g)＋Cl2(g)
2 1
n (5.4－1.8)×103 mol
－
解得n＝7.2×103 mol，
－
7.2×103 mol－－
所以v(HCl)＝＝1.8×103 mol·min1。
?6.0－2.0? min
－
化学反应中各物质浓度的计算模式——“三段式”
(1)写出有关反应的化学方程式。
(2)找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。 (3)根据已知条件列方程式计算。 例如：反应 mA ＋ nB
pC
起始浓度(mol·L－1) a b c 转化浓度(mol·L－1) x
nxpx
mm
nxpx
某时刻浓度(mol·L－1) a－x b－ c＋
mm
考点二 影响化学反应速率的因素
1.内因：反应物本身的性质是主要因素。如相同条件下Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为Mg＞Al。 2.外因
3.理论解释——有效碰撞理论 (1)活化分子、活化能、有效碰撞 ①活化分子：能够发生有效碰撞的分子。 ②活化能：如图
图中：E1为正反应的活化能，使用催化剂时的活化能为E3，反应热为E1－E2。(注：E2为逆反应的活化能)
③有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。 (2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系
(1)催化剂都不参加化学反应(×)
(2)升高温度时，不论正反应是吸热还是放热，正、逆反应的速率都增大(√)
2020届高考化学一轮复习化学反应速率学案
