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人教版（2019版） 化学
化学反应原理
第二章 化学反应速率与化学平衡
第一节 化学反应速率
第1课时 化学反应速率和影响因素
一、化学反应速率
1、 概念：
3 、单位：
2、表达式：
一、化学反应速率
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。
——衡量化学反应进行快慢程度的物理量
（指平均反应速率，均为正值）
mol/(L·s)或mol/(L·min) 或mol/(L·h)
mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1
注意：
1、反应速率要指明具体物质并取正值
2、v指平均速率
3、单位换算
4、纯液体和固体的浓度记为常数，ΔC=0。因此一般不用固体和纯液体表示化学反应速率。
例1、合成氨工业中发生如下反应：
N2 + 3H2 2NH3 ，测得反应进行10min时，各物质的浓度变化如下：
催化剂
高温高压
C(N2) (mol·L-1) C(H2) (mol·L-1) C(NH3)
(mol·L-1)
开始时 0.6 2.0 0
10min末 0.5 1.7 0.2
求：υ(N2), υ(H2), υ(NH3)。
【思考与交流】
(0.6-0.5)mol/L
10 min
υ(N2)＝
＝0.01 mol/(L·min)
(2.0-1.7)mol/L
10 min
υ(H2)＝
＝0.03 mol/(L·min)
(0.2-0)mol/L
10 min
υ(NH3)＝
＝0.02 mol/(L·min)
【思考】
在同一反应中，可以用不同物质表示该反应的速率,但数值之间有联系吗？
【规律】
①用不同反应物表示同一反应的速率时，
其数值不一定相等；(因此要指明具体物质)
②各物质的速率之比等于化学方程式的计量数
之比。
在同一反应aA + bB = cC+dD 中，υ(A):υ(B):υ(C):υ(D) = a:b:c:d
△c (A):△c (B) :△c (C) :△c (D)= a:b:c:d
△n(A):△n(B):△n(C):△n(D)= a:b:c:d
常见题型举例
1、用不同的物质来表示反应速率
例1、反应4NH3(g)+ 5O2(g) === 4NO(g) + 6H2O(g) 在5L的密闭容器中进行，30s后，NO的物质的量增加了0.3mol，则此反应的平均速率可表示为（ ）
A、v (O2)=0.01 mol/（L·s）
B、 v (NO)=0.008 mol/（L·s）
C、 v (H2O)=0.003 mol/（L·s）
D、 v (NH3)=0.002 mol/（L·s）
CD
解法：先求v (NO)=0.3/（5×30） =0.002 mol/(L·s) ，
再根据各物质的反应速率之比等于计量数之比。
2、比较反应速率的大小
例2、反应A + 3B == 2C + 2D在四种不同情况下的反应速率分别为①VA = 0.15mol·L-1·s-1 ②VB = 36mol·L-1·min-1
③Vc = 0.4mol·L-1·s-1 ④VD = 0.45mol·L-1·s-1
则该反应在不同条件下速率快慢顺序是
④﹥ ②= ③﹥ ①
比较化学反应速率的方法：
1、统一标准法：统一单位换算成同一种物质表示的反应速率后比较数值大小。
2、比较比值法： 统一单位计算出VA /a, VB /b, VC /c, VD /d后比较数值大小。
3、根据各物质的反应速率之比写出化学方程式
【例3】某温度下，浓度都是1mol/L的两种气体X2和Y2，在密闭容器中反应生成气体Z，经过t min后，测得物质的量浓度分别为：c(X2)=0.4mol/L，c(Y2)=0.8mol/L ，c(Z)=0.4mol/L，则该反应的反应方程式可表示为：
3X2 + Y2 === 2Z
某温度时，在2 L密闭容器中，某一反应中A、B的物质的量随时间变化的曲线如图所示，由图中数据分析得：
(1)在4 min末时，A、B的物质的量浓度c(A)________c(B)，从0～4 min内A、B的物质的量浓度变化量Δc(A)________Δc(B)(以上填“>”“<”或“＝”)。
(2)从反应开始至4 min时，A的平均反应速率为____________。
(3)该反应的化学方程式为___________________。
解析：　(1)由图可以看出，在4 min末n(A)＝n(B)＝0.4 mol，又因体积相等，所以c(A)＝c(B)，从0到4 min内Δc(A)＝0.2 mol·L－1，Δc(B)＝0.1 mol·L－1。
(2)v(A)＝0.05 mol·L－1·min－1。
(3)参加反应的各物质的物质的量之比为n(A)∶n(B)＝0.4 mol∶0.2 mol＝2∶1,4 min后的一段时间以后A、B的物质的量不再改变，证明该反应达到化学平衡，此反应为可逆反应。
＝
>
0.05 mol·L－1·min－1
2A B
4、 图像题
例2、 在2L的密闭容器中，加入1mol N2和3mol的H2，发生 N2 + 3H2 2NH3 ，在2s末时，测得容器中含有0.4mol的NH3，求该反应中N2，H2，NH3的化学反应速率。
起始浓度(mol/L)
终点浓度(mol/L)
变化浓度(mol/L)
0.5
1.5
0
0.2
0.2
0.3
0.1
0.4
1.2
解： N2 + 3H2 2NH3
三段式
v （H2）＝0.15mol/(L.s)
v （NH3）＝0.10mol/(L.s)
答：（略）
v(N2)= = =0.05mol/(L·s)
0.1mol/L
2s
△c(N2)
△t
2、影响反应速率的因素（外因）：
1、决定反应速率的主要因素（内因）：
二、 影响化学反应速率的因素
反应物本身的性质
知识回顾：
影响因素 条件改变 反应速率变化
浓度 增大反应物浓度
降低反应物浓度
温度 升高温度
降低温度
催化剂 使用催化剂
压强 有气体参与反应，增大压强
有气体参与反应，降低压强
加快
减慢
加快
减慢
加快
加快
减慢
---浓度
原理 Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2 ↑+ S↓ + H2O 实验步骤
实验现象比较 0.5 mol·L-1 H2SO4溶液出现浑浊时间比0.1mol·L-1 H2SO4溶液出现浑浊时间短 结论 硫酸浓度越大，出现浑浊所用时间越短，化学反应速率越快。 实验探究1
二、 影响化学反应速率的因素
控制变量
1.浓度对化学反应速率影响的注意事项
（1）固体和纯液体的浓度可视为常数，改变其物质的量，对反应速率无影响。
（2）固体物质的反应速率与其表面积有关，颗粒越小，表面积越大，反应速率就越快，故块状固体可通过研磨来增大表面积，从而加快反应速率。
（3）特例：若某物质的浓度变化改变了其性质，反应实质可能发生改变，要具体分析反应速率的变化（如铁与稀硫酸反应，在一定浓度范围内反应速率与浓度有关，但常温下铁遇浓硫酸钝化）。
（4）对于离子反应，只有实际参加反应的各离子浓度发生变化，才会引起化学反应速率的改变。
（5）随着化学反应的进行，反应物的浓度会逐渐减小，因此一般反应速率也会逐渐减小。
【练习1】
一定条件下，在CaCO3(块状)+2HCl=CaCl2+H2O+CO2
反应中，为了加快反应的速率，下列那些方法可行（ ）
A、增加HCl的浓度 B、加水
C、增加同浓度盐酸的量 D、改加CaCO3粉末
AD
学以致用
【练习2】在恒温、恒容的密闭容器中进行反应
A(g)=B(g)+C(g)。若反应物的浓度从3mol/L降至1.8mol/L需30s,那么反应物浓度由0.8mol/L降至0.2mol/L所需反应的时间为（ ）
A.15s B.大于15s
C.小于15s D.无法确定
B
表达式
单位
原理 Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2 ↑+ S↓ + H2O
实验操作
实验现象 热水中出现浑浊的时间较短，冷水中出现浑浊时间较长
结论 当其他条件相同时，升高温度反应速率_____，降低温度反应速率_____
增大
减小
---温度
实验探究1
二、 影响化学反应速率的因素
2.温度对化学反应速率影响的注意事项
（1）温度对反应速率的影响适用于任何反应，无论是放热反应还是吸热反应，升高温度，反应速率都增大，降低温度，反应速率都减小。
（2）对于可逆反应，升高温度，正、逆反应速率都增大，但吸热反应方向的反应速率增大的程度更大；降低温度，正、逆反应速率都减小，但吸热反应方向的反应速率减小的程度更大。
（3）大量实验证明，温度每升高10℃，化学反应速率通常增大为原来的2~4倍，利用这一规律可以对一些化学反应速率进行粗略估算。
【练习3】把除去氧化膜的 Mg 条，投入到盛有稀盐酸的试管中，发现 H2 的产生速率（v）与时间（t）的变化情况如右图所示，
OA段速率变化的主要原因是: ;
AB段速率变化的主要原因是: 。
反应放热，温度升高，反应速率加快
随反应进行，氢离子浓度减小，反应速率减小
学以致用
0.5mol/L FeCl3溶液
5%H2O2溶液
---催化剂
实验探究1
实验目的 试剂种类及用量 实验现象 结论
探究催化剂对反应速率的影响 5%H2O2溶液 产生气泡不明显 可加快反应速率
5%H2O2溶液+0.5mol/L FeCl3溶液 产生大量气泡 催化剂
二、 影响化学反应速率的因素
3.催化剂对化学反应速率影响的注意事项
（1）催化剂只能改变化学反应速率，不能改变反应方向，也不能改变反应热的大小。
（2）同一催化剂能同等程度地改变化学反应的正、逆反应速率。
（3）同一反应，用不同催化剂，反应速率不相同。正催化剂加快化学反应速率，负催化剂减慢化学反应速率(不说明指正催化剂）
（4）规律：①选用合适的催化剂，能使反应速率增大。
②反应物之间同时发生多个反应时，催化剂有选择性，可以提高目标产物的比率。
·
·
曲线P比Q的拐点出现得早(先达到平衡)，说明P的反应速率快
最终P、Q在同一直线上，说明催化剂不能提高SO3的质量分数。
练习4.①反应2SO2＋O2??2SO3进行的时间t和反应混合气中SO3的质量分数的关系如图所示。 曲线P表示使用了催化剂，曲线Q表示未使用催化剂。从图中可知，催化剂可以_____________，但不能____________。
提高SO3的质量分数
加快反应速率
②漂白剂亚氯酸钠(NaClO2)在常温且黑暗处可保存一年，亚氯酸不稳定可分解，反应的离子方程式为5HClO2===4ClO2↑＋H＋＋Cl－＋2H2O(HClO2为弱酸)。向NaClO2溶液中滴加H2SO4，开始时HClO2分解反应缓慢，随后反应迅速加快，其原因是(　　)
A．溶液中的Cl－起催化作用 C．ClO2逸出，使反应的生成物浓度降低B．溶液中的H＋起催化作用 D．在酸性条件下，亚氯酸钠的氧化性增强
由题目信息可知，NaClO2在酸性溶液中生成亚氯酸，生成的亚氯酸在刚加入硫酸时反应缓慢，随后反应突然加快，这说明分解生成的产物中的某种物质起了催化剂的作用。
A
学以致用
4、压强对反应速率的影响
结合示意图分析压强对有气体参加的化学反应的反应速率的影响。
压强增大
→ 体积减小
其他条件不变
→速率增大
→浓度增大
结论：对于有气体参加的反应，若其他条件不变，增大压强，反应速率加快；减小压强，反应速率减慢。
压强只对于有气体参加的反应的速率有影响
压强对于反应速率的影响是通过对浓度的影响实现的
P增大→C成比例增大；P减小→C成比例减小
注意“真”变和“假”变。压强对化学反应速率的影响实质是浓度的影响，压强变化若能引起浓度变化，即“真”变，否则是“假”变。
4、压强对反应速率的影响
在N2+3H2 2NH3中，当其他外界条件不变时
1、恒温时，增大体系压强，该反应的速率怎么变？
2、在反应中保持体系容积不变，充入N2 ，反应的速率怎么变？
1、恒温时：增大压强→体积减少→C增大→反应速率增大
2、恒容时：A、充入气体反应物→反应物浓度增大（总压增大）→反应速率增大；
思考与交流
在N2+3H2 2NH3中，当其他外界条件不变时
3、在反应中保持体系容积不变，充入He，反应的速率怎么变？
4、在反应中保持体系压强不变，充入He，反应的速率怎么变？
3、恒容时： B、充入惰气→总压增大，但各反应物分压不变，各物质的浓度不变→反应速率不变
4、恒压时：充入惰气→引起体积增大→各反应物浓度减少→反应速率减慢
思考与交流
练习5、对于反应N2+O2=2NO在密闭容器中进行，下列条件哪些不能加快该反应的化学反应速率（ 　） 　　　　　　　　　
A、缩小体积使压强增大
B、体积不变充入 N2 使压强增大
C、体积不变充入 O2使压强增大
D、使体积增大到原来的2倍
E、体积不变充入氦气使压强增大
DE
学以致用
2g锌粒 + 40mL 1mol/L硫酸
2g锌粒 + 40mL 4mol/L硫酸
实验探究2：定量测量
测量收集10mLH2所用的时间
确定变量：
固定体积，测时间
温度、压强、锌粒的质量、锌粒的表面积、溶液的体积
硫酸的浓度
控制不变的因素：
测定数据：
实验原理：
Zn + H2SO4= ZnSO4 ＋ H2 ↑
用上述装置测定化学反应速率时，操作、药品无误，结果测定速率偏大，请从装置的缺陷的角度分析可能的原因，并帮助设计改进措施。
除用注射器收集气体，你还可用哪些定量仪器测量收集氢气的体积？
除了测定氢气的体积外，你还能设计哪些方案测定锌与稀硫酸反应的速率？
思考与交流
1、把0.6molX气体和0.4molY气体混合于2L容器中，发生反应：3X(g) + Y(g) = n Z ( g) + 2W(g) .5min末已生成0.2molW，若测知以Z浓度的变化来表示平均速率为0.01mol/(L·min),则
(1) 上述反应Z气体的计量系数n的值______.
(2) 上述反应在5min末时，已用去的Y占原来物质的质量分数是__________
1
25%
小试牛刀
2、对于化学反应3W(g)＋2X(g) ＝ 4Y(g)＋3Z(g)，下列反应速率关系中，正确的是(　　)
A．v(W)＝3v(Z)
B．2v(X)＝3v(Z)
C．2v(X)＝v(Y)
D．3v(W)＝2v(X)
C
3.反应C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是( )
A.增加C的量
B.将容器的体积缩小一半
C.保持体积不变，充入N2使体系压强增大
D.保持压强不变，充入N2使容器体积变大
AC
4、从下列实验事实所引出的相应结论正确的是( )
选项 实验事实 结论
A 其他条件相同，Na2S2O3溶液浓度越大，析出硫沉淀所需要的时间越短 当其他条件不变时，增大反应物的浓度化学反应速率加快
B 在化学反应前后，催化剂的质量和化学性质都没有发生变化 催化剂一定不参加化学反应
C H+浓度相同的盐酸和醋酸分别与等质量的形态相同的锌粒反应 反应开始时速率相同
D 在容积可变的密闭容器中发生反应I2(g)+H2(g) 2HI(g)，把容积缩小一倍 正反应速率加快，逆反应速率不变
AC
5、用大理石(杂质不与稀盐酸反应)与稀盐酸反应制CO2，实验过程记录如图所示，下列有关说法正确的是(　　)
A．OE段表示的反应速率最快
B．EF段表示的反应速率最快，收集的CO2最多
C．FG段表示的收集的CO2最多
D．OG段表示随着时间的推移，反应速率逐渐增大
B
6、设NO+CO2 CO+NO2(正反应吸热)反应速率为v1；N2+3H2 2NH3(正反应放热)反应速率为v2。对于前述反应，当温度升高时，v1和v2变化情况为（ ）
A、同时增大 B、 同时减小
C、v1减少，v2增大 D、v1增大，v2减小
A

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