催化劑對化學反應速率的影響

第四章化學反應速率和化學平衡第一節(jié)化學反應速率反應進行的快慢——反應速率問題例如:

化學反應速率快慢(定性描述)爆炸反應和燃燒反應反應速率極快酸堿溶液的中和反應反應速率快多數(shù)有機反應反應速率慢石油的形成反應速率極慢化學反應速率通常用單位時間內(nèi)反應物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。濃度常用單位mol/L時間常用單位s或min化學反應速率常用單位mol/L·s或mol/L·min表達式：v=△c/△t一、化學反應速率的表示【例題】在2L的密閉容器中，加入1molN2和3molH2，發(fā)生

N2+3H2=

2NH3

，在2s末時，測得容器中含有0.4mol的NH3，求該反應的化學反應速率。

N2+3H2=

2NH3起始濃度（mol/L）

0.51.502s末濃度（mol/L）

0.21.20.4v(N2)=(0.5-0.4)/2=0.05mol/L·sv(H2)=(1.5-1.2)/2=0.15mol/L·sv(NH3)=(0.2-0)/2=0.1mol/L·s觀察并回答，分別用三種物質(zhì)表示的反應速率之間有什么關系？問題1同一個反應，用不同的物質(zhì)來表示反應速率，數(shù)值是不一樣的，所以應注明是由哪種物質(zhì)表示的。同一反應中，各物質(zhì)的速率之比等于他們在化學方程式中的化學計量數(shù)之比。如在N2+3H2=

2NH3

中，v(N2):v(H2):v(NH3)=1:3:2我們得到的速率是指什么時候的速率？結(jié)論2、我們所說的速率是指在整個過程中的平均速率。且均為正值結(jié)論1問題2常見題型例舉1、用不同的物質(zhì)來表示反應速率。例1、反應4NH3+5O2===4NO+6H2O在5L的密閉容器中進行，30s后，NO的物質(zhì)的量增加了0.3mol，則此反應的平均速率可表示為：A、v(O2)=0.01mol/L·sB、v(NO)=0.008mol/L·sC、v(H2O)=0.003mol/L·sD、v(NH3)=0.002mol/L·sv(NO)=0.3/（5×30）

=0.002mol/L·s

2、比較反應速率的大小例、反應A+3B==2C+2D在四種不同情況下的反應速率分別為①VA=0.15mol·L-1·s-1②VB=0.6mol·L-1·s-1

③Vc=0.4mol·L-1·s-1④VD=0.45mol·L-1·s-1

則該反應在不同條件下速率快慢順序是④﹥②=③﹥①結(jié)論3、在同一反應中，反應速率的大小不能單純地看數(shù)值大小，所以反應速率的大小不能單純地看數(shù)值大小3、根據(jù)各物質(zhì)的反應速率之比寫出化學方程式。例、某溫度下，濃度都是1mol/L的兩種氣體X2和Y2，在密閉容器中反應生成氣體Z，經(jīng)過tmin后，測得物質(zhì)的量濃度分別為:c(X2)=0.4mol/L,c(Y2)=0.8mol/L,c(Z)=0.4mol/L,則該反應的反應方程式可表示為：3X2+Y2===2Z3X2+Y2===2X3Y習題、把0.6molX氣體和0.4molY氣體混合于2L容器中，發(fā)生反應：3X(g)+Y(g)=nZ(g)+2W(g).5min末已生成0.2molW，若測知以Z濃度的變化來表示平均速率為0.01mol/(L·min),則

(1)上述反應Z氣體的計量系數(shù)n的值是______(2)上述反應在5min末時，已用去的Y占原來物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)是__________125%習題：一定溫度下，向一個容積為2L的事先裝入催化劑的真空密閉容器中通入1mol氮氣和3mol氫氣，3min后測得容器內(nèi)的壓強是起始時壓強的0.9倍，在此時間內(nèi)，用氫氣的量的變化來表示的該反應的平均反應速率v(H2)是：A、0.2mol/(L·min)B、0.6mol/(L·min)C、0.1mol/(L·min)D、0.3mol/(L·min)C習題：已知反應N2+3H22NH3

，根據(jù)下圖判斷1、A是______物質(zhì)的量濃度變化情況2、C是______物質(zhì)的量濃度變化情況3、2分鐘內(nèi)N2的平均速率是多少？H2NH30.5mol/(L·min)根據(jù)下圖回答：1、反應物是__________.2、2min內(nèi)A的平均速率是________3、寫出化學方程式A、B2.5mol/(L·s)5A+4B4C練習：

1、在2L的密閉容器中，發(fā)生下列反應：3A(g)+B(g)=2C(g)+D(g)。若最初加入的A和B都是4mol，在前10sA的平均反應速率為0.12mol/L·s，則10s時，容器中B的物質(zhì)的量為

。

2、在一定條件下，在體積為VL的密閉容器中發(fā)生反應：mA+nB

pC。t秒末，A減少了1mol，B減少了1.25mol，C增加了0.5mol。則m∶n∶p應為() A．4∶5∶2 B．2∶5∶4 C．1∶3∶2 D．3∶2∶13.2mol

小結(jié)一、化學反應速率1、定義：化學反應速率是用表示化學反應快慢的物理量。通常是用單位時間內(nèi)反應物濃度的減小或生成物濃度的增加來表示。3、單位：mol／（L·s）或mol·L－１·s－１，

mol／（L·min）或mol·L－1

·min－1

2、表示方法：4、注意：一、化學反應速率（1）反應物轉(zhuǎn)化濃度=起始濃度－終了濃度生成物轉(zhuǎn)化濃度=終了濃度－起始濃度（2）化學反應速率不取負值（3）我們經(jīng)常計算的反應速率通常是一段時間的平均速率。（4）對于反應mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g)，有：υ(A):υ(B):υ(C):υ(D)

=m:n:p:q作業(yè)：

(1)在一定條件下，密閉容器中合成氨，3H2+N2==2NH3，開始時測得[H2]=4mol/L，[N2]=1mol/L，2S末，測得[N2]=0.9mol/L。求VH2為多大？(2)實驗室利用氯酸鉀制氧氣。某學生測得生成氧氣的平均速率為0.01mol/L·min，氧氣的密度z約為1.28g/L，欲制取500mL的氧氣，需要時間為：A、2minB、4minC、6minD、8min(3)向2L的密閉容器(內(nèi)有催化劑)充入2mol的SO2和1molO2，經(jīng)2S，測得容器內(nèi)有1mol的SO3，則該反應的速率可怎樣表示。(4)在下列過程，需要加快化學反應速率的是A、鋼鐵腐蝕B、塑料老化C、食物腐爛D、工業(yè)煉鋼(5)某溫度時，圖中曲線X，Y，Z是在2L容器中X，Y，Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線。由圖中數(shù)據(jù)分析，該反應的化學方程式為＿＿＿＿；反應從開始計時，2分鐘內(nèi)Z的平均反應速率為____?；瘜W反應速率的影響因素影響化學反應速率的因素有哪些呢？1、鈉與水的反應速率要比鎂與水的反應速率快得多。2、H2與F2的反應速率要比H2

與I2

的反應速率快得多。內(nèi)因——物質(zhì)本身的性質(zhì)（決定性因素）濃度對化學反應速率的影響。

規(guī)律：其他條件不變時，增大反應物的濃度，可以增大反應速率；減小反應物的濃度，可以減小化學反應的速率。注意：a、此規(guī)律只適用于氣體或溶液的反應，對于純固體或液體的反應物，一般情況下其濃度是常數(shù)，因此改變它們的量不會改變化學反應速率。

b、化學反應若是可逆反應，逆反應物或生成物的濃度改變，其正反應速率和逆反應速率的改變也符合上述規(guī)律。濃度對反應速率的影響當其他條件不變時

反應速率增大增大反應物濃度減小反應物濃度反應速率減小結(jié)論：三質(zhì)量作用定律

與速率方程式內(nèi)容：T一定，基元反應的反應速率與各反應物濃度冪的乘積成正比。表達式：基元反應：mA+nB→pD+qE

v=kcm(A)cn(B)說明：k

－速率常數(shù)元反應：mA+nB→pD+qE

v=kcm(A)cn(B)說明：

k與反應物的濃度c無關，與反應物的本性、溫度及(有無)催化劑有關;k的意義：[反應物]=1mol

L-1時的反應速率;在相同條件下，

k↑，v↑;溫度高k值愈大對元反應，根據(jù)質(zhì)量作用定律可直接寫出速率方程式；但對復合反應，需由實驗測出。例如：H2+I2=2HI（復合反應）

I2(g)2I(g)快反應

H2(g)+2I(g)=2HI(g)慢反應v

=K2

c(H2)c(I)2=K2c(H2)K

c(I2)=k

c(H2)c(I2)四.反應級數(shù)(reactionorder)某反應：aA+bB→dD+eE

v=kcx(A)cy(B)說明：x—反應物A的級數(shù)

y—反應物B的級數(shù)總的反應級數(shù)：n=x+y2、壓強對反應速率的影響。原因：對氣體來說，若其他條件不變，增大壓強，就是增加單位體積的反應物的物質(zhì)的量，即增加反應物的濃度，因而可以增大化學反應的速率。規(guī)律：對于有氣體參加的反應，若其他條件不變，增大壓強，反應速率加快；減小壓強，反應速率減慢。壓強變化引起濃度變化的示意圖注意：a、壓強影響，只適用于討論有氣體參加的反應，當然并不一定全部是氣體參加的反應。

b、壓強影響反應速率，必須伴隨有壓強改變時體積的改變現(xiàn)象。否則，壓強的變化并沒有作用到反應的體系上。即壓強變則體積變，實際是濃度的變化。若容器的體積不變，因為各氣體的濃度沒有變，則速率不變。如在密閉容器中通入惰性氣體。想一想新鮮的水果和食物保存在冰箱里能存放得較久；溫度對反應速率的影響當其他條件不變時

升高溫度降低溫度反應速率減小結(jié)論：反應速率增大溫度對反應速率的影響①溫度每升高10℃，反應速率通常增大到原來的2~4倍。注意：②爆炸反應、催化反應，①中的規(guī)律不適用。

溫度對化學反應速率的影響。原因：(1)濃度一定時，升高溫度，分子的能量增加，從而增加了K速度常數(shù)，反應速率增大。(2)溫度升高，使分子運動的速度加快，單位時間內(nèi)反應物分子間的碰撞次數(shù)增加，反應速率也會相應的加快。前者是主要原因。

規(guī)律：其他條件不變時，升高溫度，可以增大反應速率，降低溫度，可以減慢反應速率。注意：a、溫度對化學反應速率的影響對放熱反應和吸熱反應都適用。

b、反應若是可逆反應，升高溫度時，正反應速率、逆反應速率都加快，但吸熱反應比放熱反應增加的程度要大；降低溫度時，正反應速率、逆反應速率都減小，但吸熱反應速率減小的程度比放熱反應減小的程度要大。4、催化劑對化學反應速率的影響。原因：在其他條件不變時，使用催化劑可以大大降低反應所需要的能量，會使K速度常數(shù)增大。

規(guī)律：催化劑可以改變化學反應的速率。正催化劑：能夠加快反應速率的催化劑。負催化劑：能夠減慢反應速率的催化劑。如不特意說明，指正催化劑。注意：a、凡是能改變反應速率而自身在化學變化前后化學性質(zhì)和質(zhì)量沒有發(fā)生變化的物質(zhì)叫催化劑。

b、同一催化劑能同等程度的改變化學反應的速率。

c、催化劑中毒：催化劑的活性因接觸少量的雜質(zhì)而明顯下降甚至遭到破壞，這種現(xiàn)象叫催化劑中毒。5、其他如光照、反應物固體的顆粒大小、電磁波、超聲波、溶劑的性質(zhì)等，也會對化學反應的速率產(chǎn)生影響。練習：對于在溶液間進行的反應，對反應速率影響最小的因素是（）A、溫度B、濃度C、壓強D、催化劑練習：下列條件的變化，是因為降低反應所需的能量\致使反應速率加快的是（）A、增大濃度B、增大壓強C、升高溫度D、使用催化劑影響化學反應速率的因素濃度溫度

催化劑

壓強

我知道啦！顆粒大小、光輻射、超聲波、電弧、強磁場、高速研磨

應用：一定條件下，在CaCO3（塊狀）+2HCl=CaCl2+H2O+CO2

反應中，為了加快反應的速率，下列那些方法可行：A、增大HCl的濃度B、加水C、增加同濃度鹽酸的量D、加塊狀CaCO3

A某化學反應2AB+D在三種不同條件下進行；反應物A的濃度(mol·L-1)隨反應時間(min)的變化情況如下表：實驗序號溫度(oC)時間(min.)0102030405018001.00.800.670.570.500.502800

C0.920.750.630.600.603

T1.00.400.250.200.200.201、分別計算實驗1中反應在0min至10min和10min至20min

時間內(nèi)的化學反應速率；2、分析表中1、2兩組數(shù)據(jù)，比較C與1.0的大小關系；3、分析表中1、3兩組數(shù)據(jù)，比較T與800的大小關系；8201.2數(shù)據(jù)分析0.02mol·L-1·min-1；0.013mol·L-1·min-1

練習：設NO+CO2