<<化学反应速率与化学平衡>>知识归纳
◆本章知识网络
第一节 化学反应速率
◆考纲要求
1．了解化学反应速率的概念及表示方法
2．理解外界条件(温度、浓度、压强和催化剂等)对化学反应速率的影响
◆教材导读
一．化学反应速率的概念及表示方法.
1．概念:化学反应速率是用来 . 2．表示方法:化学反应速率通常用 来表示,数学表达式为 ,式中的?C表示 的变化,?t表示 ,则化学反应速率的常用单位为 . 3．有关浓度变化的计算
对于某一反应终了时,反应物浓度= ,生成物浓度= ,而各物质变化量之等于 .
4．注意:(1)表达式中的分母上是“物质的量浓度”的变化量，而不是“物质的量”的变化量.
(2)化学反应速率表示反应进行的快慢程度,它实际指的是一段时间内的 ,而不是瞬时速率,且均取正值.
(3)固体或液体(不是溶液﹗)的浓度可视为不变的常数,因此,一般不用固体或液体表示化学反应速率.
(4)用不同物质表示的速率的数值不一定相等,但意义相同.因此表示化学反应速率时,必须注明是用那种物质作标准的.不同物质的化学反应速率之比等于 .
二．影响化学反应速率的因素
1．内因： 是反应速率的主要决定因素． 2．外因：外界条件在一定范围内影响反应速率．如浓度、温度、压强、催化剂及其它因素,如光、超声波、激光、放射线、电磁波、反应物颗粒大小、形成原电池等，通常可以用 理论解释外因对化学反应速率的影响。
（1）温度：（其它条件不变）
升高温度不论对放热反应还是吸热反应，反应速率 ．一般每升高10℃,反应速率增大到．原来的2－4倍．
注意：温度对反应速率的影响实际上是比较复杂的，有的反应随温度的升高，反应速率不一定加快。例如用酶催化的反应，酶只有在适宜的温度下活性最大，反应速率才达到最大。故在许多工业生产中温度的选择不许考虑催化剂的活性温度范围。
（2）浓度：（其它条件不变）
增大反应物的浓度，单位体积内的 分子数增加， 机会增多，故反应速率 ．反之，反应速率 ．
（3）压强：（有气体物质参与，其它条件不变．）
增大压强，气体的体积 ，浓度 ，分子间的有效碰撞机会 ，反应速率 ．反之 ．
（4）．催化剂可以改变正、逆反应速率。使用正催化剂，反应速率 ，使用负催化剂，反应速率 。
◆要点解读
一．浓度对反应速率的影响
①固体或纯液体浓度视为常数，它们物质的量的变化不会引起反应速率的变化，故不能用它表示反应速率．但固体颗粒的大小导致接触面的大小，故影响反应速率．
②浓度对化学反应速率的影响，并非所有的反应都一样，若随着浓度的改变，反应的本质发生了变化，那么反应速率的含义也不同了．如：采取“把稀硫酸改成浓硫酸来增大用锌制取氢气的速率”，是错误的，因为改用浓硫酸后，反应不再生成氢气了。 二．压强对反应速率的影响
① 恒容条件，增加与反应无关的气体，容器总压增加，但与反应有关的气体物质各自的分压不变，
各自浓度不变，故反应速率不变．
② 恒压条件，增加与反应无关的气体，容器体积增加，对于反应有关的气体物质相当于减压，故
反应速率减小．
总之，有气体参加的反应，压强的影响，实质上是指容器容积的改变，导致各气体的浓度同等程度的改变，从而影响反应速率．
三．催化剂对反应速率的影响
对于某些化学反应，使用催化剂可以加快化学反应速率。催化剂虽然在反应前后的质量和化学性质没有发生变化，但它却参与了化学变化过程，改变了原来的反应历程。 需要注意的是：
(1)对于可逆反应，催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率。在一定条件下，正反应的优良催化剂必定是逆反应的优良催化剂。
(2)使用催化剂只能改变反应途径，不能改变反应的始态和终态，故催化剂只能加快反应达到平衡时
的时间，而不能改变平衡状态，反应的热效应也和催化剂的存在与否无关。
(3)催化剂只能加速热力学上认为可以实现的反应，对于热力学计算不能发生的反应，任何催化剂都不能改变反应发生的方向。
(4)催化剂可以加快化学反应速率，也可以减慢化学反应速率，前者称之为正催化剂，后者称之为负催化剂。通常情况下，正催化剂用得较多，因此，若无特殊说明，都是指正催化剂而言。 四．外界条件改变对化学反应速率的影响［mA(g)?nB(s)?pC(g)］
条件的改变 增加Ａ的浓度 恒容时增加Ａ 恒容时加入与反应无关的氦气，使压强增大 恒压时加入与反应无关的氦气，使压强不变 升高温度 使用适当的催化剂 使Ｂ粉碎成粉末 定容时随反应时间的延长 化学反应速率的变化 理论解释 ◆名题导思 [例1]已知反应
在某段时间内以A的浓度变化表示的化学反应速率为
，则此段时间内以C的浓度变化表示的化学反应速率为（??? ）
A． C．
? B． D．
，而
[解析]据化学反应中速率比等于各物质的化学计量数之比，很容易得出答案即?
，则
[答案]C
， C是正确选项。
[例2] 某反应X+3Y 2E+2F，在甲、乙、丙、丁四种不同条件下，分别测得反应速率甲：v(X)=(L·min)，乙：v(Y)=(L·min)，丙：v(E)=(L·min)，丁：v(F) =(L·min)，则反应最快的是( )
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
[解析] 对于某一化学反应，如果选用不同的反应物或生成物的浓度变化来表示该反应的同一时间内的反应速率时，其数值可能不同，其数值的大小与该反应物或生成物在反应方程式中的化学计量数的大小有关，因此不能单纯地凭不同反应物或生成物的浓度变化值的大小来比较其反应速率的快慢。 常用以下两种方法：
方法一 通过比较反应速率之比与物质的化学计量数之比作出判断。 由化学方程式 X+3Y 2E+2F可知
因此v(Y)＞v(X)
因此v(Y)=v(E)
因此，v(F)＞v(E)。
综合以上分析可知：v(F)＞v(E)=v(Y)＞v(X)， 所以反应速率最快的是丁。
方法二 将不同物质表示的速率换算为用同一物质表示的速率，然后再比较速率数值的大小来决定反应进行的快慢。
若以X物质的反应速率为标准，则把乙、丙、丁不同情况下其他物质表示的反应速率换算为同情况下的用X物质表示的速率。
[答案] 丁
[例3]某温度时，在2L容器中X、Y、Z三种物 质的物质的量随时间的变化，曲线如右图 所示，由图中数据分析，该可逆反应的化 学方程式为_________________________； 该反应开始至2min，Z的平均反应速率为 ___________________________________
[解析]从本题的图形分析中可知，X、Y是随着反应的进行（时间的增加）物质的量逐渐减少，与此相反，Z的物质的量是随着反应的进行（时间的增加）而逐渐增大，所以X、Y在反应方程式的左边，为反应物；而Z在反应方程式的右边，为生成物。X、Y、Z在方程式中的化学计量数应通过其
相应的速率之比确定。从图中的数据分析可知，用X、Y、Z表示的反应速率分别为：
1.0mol0.9mol?V（Y）=2L2L?0.025mol?L?1?min?1
2.0minV（X）=1.0mol?0.7mol?0.075mol?L?1?m?1
2L?2.0minV（Z）=0.2mol?0mol?0.05mol?L?1?min?1。
2L?2min
则V（X）∶V（Y）∶V（Z）=∶∶=3：1：2， 化学反应方程式为：3X+Y
－1
2Z。
－1
[答案]：3X+Y2Z ·L·min
[例4]将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应：2A（g）+B
－1
（g）2C（g）若经2s（秒）后测得C的浓度为 mol·L，现有下列几种说法：①用物质A表
－1－1－1－1
示的反应的平均速率为 mol·L·s②用物质B表示的反应的平均速率为 mol·L·s③2s时物质
－1
A的转化率为70%④2s时物质B的浓度为 mol·L其中正确的是
A．①③ B．①④ C．②③ D．③④
－1
[解析] 由题知2 s时C的浓度为 mol·L，根据化学方程式中化学计量数比，可算出B的变化浓度
－1－1－1－1－1
为 mol·L，进而确定B的浓度是（1mol·L－ mol·L）＝ mol·L；A的变化浓度为 mol·L，
－1－1
从而求出A的转化率为30%；用C表示的反应的平均速率为 mol·L·s，可推知用A表示的反应的平
－1－1－1－1
均速率为 mol·L·s，用B表示的反应的平均速率为 mol·L·s。对照各选项，符合题意的是B。
[答案] B
[例5]KClO3与NaHSO3发生氧化还原反应生成Cl?和SO42?的速率如图所示，已知这个反应速率
随着溶液中C(H?)的增大而加快。 （1）反应开始时，反应速率加快的原因是 。 （2）反应后期时，反应速率下降的原因是 。 v0t1?t )增大而加快，首先写出二者反应的化学方程式（或?[解析]由于KClO3与NaHSO3反应随C(H离子方程式：ClO3??3HSO3??Cl??3H??3SO42?）可见反应后有H生成。 ?[答案]（1）开始发生ClO3??3HSO3??Cl??3H??3SO42?反应，随C(H)增大，v加快。 （2）反应进行至t1时，因C（反应物）减小，且H??HSO3??SO2??H2O反应使C(H?)也减小，则v减慢。 [例6]某化学反应2A
-1
B+D在四种不同条件下进行，B、D起始浓度为0，反应物A的浓度
(mol·L)随反应时间(min)的变化情况如下表：
根据上述数据，完成下列填空：
-1
⑴在实验1，反应在10至20min时间内平均速率为 mol·（L·min）。 ⑵在实验2,A的初始浓度c2= mol·L,反应经20min就达到平衡,可推测实验2中还隐含的条件是 。
⑶设实验3的反应速率为υ3，实验1的反应速率为υ1,则υ3 υ1(填“>”“=”“<”),且c3 ·L(填“>”“=”“<”)。
⑷比较实验4和实验1,可推测该反应是 反应(选填“吸热”“放热”)。理由是 。
[解析]（1）VA=··L/10min = mol·（L·min）。
（2）对比实验1与实验2可知，从10min到20min，实验1的A的浓度相同，说明是同一平衡状态，即c2= mol·L，又因实际反应的速率快，达到平衡所需时间短，说明反应中使用了催化剂。 （3）对比实验3与实验1可知，从10min到20min，实验1的A的浓度变化值为 mol·L,而实验3的A浓度变化值为 mol·L，这就说明了υ3>υ1。又知从0min到10minA的浓度变化值应大于 mol·L，即c3>（+）mol·L = mol·L。
（4）对比实验4与实验1可知，两实验的起始浓度相同，反应温度不同，达平衡时实验4的A的浓度小，说明了实验4A进行的程度大，即温度越高，A的转化率越大，说明正反应为吸热反应。
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化学反应速率与化学平衡知识归纳
