第1讲 化学反应速率

１．化学反应速率

（1）概念：用单位时间里反应物 浓度 的 减少 或生成物 浓度 的 增加 来表示。 （1）计算公式：v(B)＝

c(B)t－

＝

c(反应物)始c(反应物)末t末t始－1

－

－1

＝

c(生成物)末c(生成物)始t末t始，

它的常用单位是mol·L·s或mol·L·min。

（2）同一反应里用不同物质的浓度变化来表示反应速率时，其数值可能不同，故应标明是

用哪种物质表示的化学反应速率，但这些数值表示的意义是相同的，均表示该化学反应的快慢。

（3）对于反应：nA+mB＝pC+qD v(A): v(B) :v(C) v(D)＝ n : m : p : q ，比较不同条件下反应的快慢，

若用不同的物质表示时，只要比较

（A）n、

（B）m、

（C）p、

（D）q的大小就可以。

（4）对于纯固体或纯液体参加的化学反应，因其密度不变，在反应中浓度也不改变，故不

用纯固体、纯液体表示反应速率，其量的多少不影响反应速率。

（5）化学反应速率的研究对象可以是可逆反应，也可以是进行完全的反应。 （6）解题方式：“三段式”

例1．将4mol A气体和2mol 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(g) 2C(g)，若经2 s（秒）后测得C的浓度为0.6 mol·L－1 ，现有下列几种说法：

①用物质A表示的反应的平均速率为0.3 mol·L－1·s－1

②用物质B表示的反应的平均速率为0.6 mol·L－1·s－1 ③2 s时物质A的转化率为70％ ④2 s时物质B的浓度为0.7 mol·L－1 其中正确的是 A．①③ 【答案】B 【解析】

2A(g) + B(g)

2C(g)

始(mol·L－1): 2 1 0 变(mol·L－1): 0.6 0.3 0.6

2s(mol·L－1): 1.4 0.7 0.6

①（A）0.6molL2s-1 B．①④. C．②③ （ D．③④

）

0.3molLs-11

②（B）0.3molL2s-10.15molLs－1

-11

③2 s时A的转化率=

（C）（A）20.6molL2molL-1-1-130%④c(B)2s=0.7 mol·L

（A）：（B）：（C）2:1:20.6molL2s-10.3molLs1，

（B）1（C）2

２．影响化学反应速率的因素

（1）影响化学反应速率的根本因素（即内因）)是物质的本质属性，

如金属与水反应的速率Na>Mg>A1。

（2）影响化学反应速率的外界条件（即外因）是温度、浓度、压强和催化剂和固体颗粒

大小等。 ①浓度：气体或溶液中的反应，其他条件不变时，增大反应物的浓度，化学反应速率 增大 。

②压强：气体参加的化学反应，气体量一定，温度一定时，增大压强，化学反应速率 增大 。

③温度：温度升高，化学反应速率 增大 。

tt0一般地说，温度每升高10℃，反应速率增大到原来的2~4倍，即(2~4)t010。

升高温度，无论是吸热反应还是放热反应，速率 增大 。

④催化剂：催化剂能 增大 化学反应速率，但不能使本来不会发生的反应变为可能。 ⑤其他：如光、超声波、激光、放射线、电磁波、扩散速率、溶剂等也影响反应速率。

反应物颗粒越小，反应速率 越快 ，搅拌、形成原电池也可以加快反应速率。

例2．对于化学反应：H2(g)+I2(g) 2HI(g)。在密闭容器中，下列条件的改变引起该反

应的反应速率的变化是什么（填在横线上）? （1）缩小体积使压强增大 （2）体积不变充入H2使压强增大 （3）体积不变充入氩气使压强增大 （4）压强不变充入氩气使体积增大 （5）增大体积使压强减小 【答案】（1）加快（2）加快（3）不变（4）减小（5）减小 例3．要使在密闭容器中进行的可逆反应2A(g)＋B(g)

可采取的措施是

A．降温

B．加入B.

D．增大体积使压强减小

C．加入A. ３．化学反应速率的微观解释 （1）碰撞理论：

①反应物分子间必须相互碰撞才能发生反应；

②反应速率的大小与单位时间内反应物分子间的碰撞次数成正比。

③ 能发生化学反应 的碰撞称为有效碰撞，有效碰撞必须满足两个条件：

一是发生碰撞的分子 具有足够的能量 ，二是分子在一定的方向上发生碰撞。 （2）过渡态理论：

①反应物转化为生成物的过程中要经过能量较高的过渡状态。

②过渡状态的平均能量与反应物分子的平均能量的差为反应的活化能。 （3）用“碰撞理论”和“过渡态理论”解释外界条件对反应速率的影响

2C(g)的正反应速率显著加快， （ ）

增大浓度 增大压强 升高温度 正催化剂 单位体积分子总数 变大 变大 不变 不变 活化分子百分数 不变 不变 变大 变大 单位体积活化分子数 变大 变大 变大 变大 例4．1918年，Lewis提出反应速率的碰撞理论：反应物分子间的相互碰撞是反应进行的

必要条件，但并不是每次碰撞都能引起反应，只有少数碰撞才能发生化学反应。能引发化学反应的碰撞称之为有效碰撞。 （1）图I是HI分解反应中HI分子之间的几种碰撞示意图，其中属于有效碰撞的是（选

填“A”、“B”或“C”）

。

图Ⅰ 图Ⅱ

（2）20世纪30年代，Eyring和Pelzer在碰撞理论的基础上提出化学反应的过渡态理论：

化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的，而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能量的过渡态。图Ⅱ是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，请写出NO2和CO反应的热化学方程式： 。 （3）过渡态理论认为，催化剂改变反应速率的原因是改变了反应的途径，对大多数反应

而言主要是通过改变过渡态而导致有效碰撞所需要的能量发生变化。请在图Ⅱ中作出NO2和CO反应时使用催化剂而使反应速率加快的能量变化示意图。 【答案】 （1）C

（2）NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) △H = -234 kJ·mol－1

（3）