选修四 2.1化学反应速率 重点导学

重点导学化学反应速率l．化学反应速率及其表示方法化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的，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。数学表达式为：v=某物质浓度的变化量/时间。单位：mol/(L·s)、mol/(L·min)、mol/(L·h)等注意：物质的浓度为物质的量浓度，单位为mol/L。时间取用单位时间，即1s，1min，1h等。一般来说，化学反应速率随反应的进行而逐渐减慢。因此某一时间段内的反应速率，实际上是一段时间内的平均速率，而不是瞬时速率。△c(反应物)=c(起始)－c(某一时刻)；△c(生成物)=c(某一时刻)－c(起始)，速率不取负值。在一定温度下，固体和纯净液态物质，单位体积里的物质的量保持不变，即物质的量浓度为常数，因此它们的反应速率也被视为常数。2．外界条件对反应速率的影响不同的化学反应，具有不同的反应速率。决定化学反应速率大小的主要因素是参加反应物质的性质—内因；在同一反应中，影响反应速率的因素是外因，即外界条件主要有浓度、压强、温度、催化剂等。（1）浓度对化学反应速率的影响其他条件不变时，增加反应物的浓度，可以增大化学反应的速率；减小反应物的浓度，可以减小化学反应速率。在其他条件不变时，当反应物浓度增大时，单位体积内分子数增多，活化分子数也相应增大，单位时间内的有效碰撞次数也相应增多，化学反应速率就增大，因此，增大反应物的浓度可以增大化学反应速率。注意：浓度的影响只讨论溶液中进行的反应或有气体中参加的反应。但若有固体参加反应时，速率的改变用接触面积大小来讨论，而不用浓度，因此在一定的温度下，固态物质的浓度视为一个常数，不变化。另外纯液态物质的浓度也视为不变。浓度的改变只改变活化分子的总数，但不改变活化分子百分数。若浓度的改变，使物质的性质发生了变化，那么反应速率的含义也就发生了改变。（2）压强对化学反应速率的影响在其它条件不变时，增大压强，反应速率加快；减小压强，反应速率减慢。在其它条件不变时，增大反应体系的压强，体积缩小，反应物浓度增大，单位体积内分子数增多，活化分子数也相应增多，单位时间内的有效碰撞次数也相应增多，反应速率就增大。注意：压强的影响，只适用于有气体参加或生成的反应。压强对气体反应速率的影响与浓度相同，不改变活化分子百分数，只改变活化分子总数。恒温时，增大压强→引起体积缩小→引起浓度增大→引起反应速率加快；恒容时，充入气体反应物→引起浓度增大→引起总压增大→引起速率加快。恒容时，充入与反应无关气体，反应速率不受影响，恒压时，充入于反应无关气体，反应速率减小。任何改变反应速率的条件对可逆反应的正逆反应速率的影响是一致的，要增大都增大，要减小都减小，但影响的程度不同。（3）温度对化学反应速率的影响当其他条件不变时，升高温度，反应速率加快。实验测得，温度每升高10℃，化学反应速率通常增大到原来的2～4倍；降低温度，反应速率减慢。在其他条件不变时，升高温度，增加了活化分子的百分数，有效碰撞次数增多；另外，由于温度升高，会使分子运动加快，这样单位时间内反应物分子间的碰撞次数增加，反应也会相应地加快；但这不是反应加快的主要原因，而前者是反应加快的主要原因。注意：温度升高，增加了活化分子的百分数，而没有增加反应物的分子数。温度对化学反应速率的影响的规律适用于任何反应，且不受反应物状态的限制。一般地讲，温度影响的效果超过浓度、压强对反应速率的影响。（4）催化剂对化学反应速率的影响使用催化剂能改变反应速率。使用催化剂能增大化学反应速率，是它能够降低反应所需的能量，这样就会使更多的反应物分子成为活化分子，大大增加单位体积内反应物分子中活化分子所占的百分数，从而大大增大反应速率。注意：正催化剂能加快反应速率，如双氧水分解使用的MnO2；负催化剂能减慢反应速率，如防腐剂、缓蚀剂、抗老化剂等。在高中阶段，如未特殊说明，凡是说催化剂所指的都是正催化剂。催化剂能大幅度改变反应速率说明催化剂具有高效性；一般只对某一反应起催化作用说明催化剂具有专一性，在一定温度下才能最大限度地显示起催化作用，催化剂的不同对温度的要求不一定相同。催化剂能同等程度加快正逆反应的速率，能缩短反应到达平衡的时间但对平衡移动不影响。催化剂能增加活化分子的总数也增加了活化分子百分数。（5）其它因素对化学反应速率的影响影响化学反应速率的条件很多，除了浓度、压强、温度、催化剂以外，还有光、超声波、电磁波、反应物颗粒的大小、溶剂的性质等。如实验室制CO2，通常用CaCO3与盐酸反应制取，而不用Na2CO3与盐酸制取就是由于CaCO3不溶于水，Na2CO3易溶于水，后者反应速率快，难以控制反应速率。3．比较反应速率大小方法（1）统一标准法将以某一物质表示的速率选定为比较标准，以其它物质表示的反应速率全部按上述换算方法换算成以同一物质表示的反应速率，然后直接依据数值比较速率的大小。此方法很直观，一般用得较多。（2）比较比值法先求出不同的物质的速率比、反应方程式中相应的系数比，再比较两个比值的大小，从而确定表示反应速率的大小。例如反应：mA(g)+nB(g)