04 化学反应速率

化学反应速率的含义与表示方法

1. 定义：化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量。
2. 表示方法：通常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。
3. 计算公式与单位：

$v=\frac{\mathrm{\Delta }c}{\mathrm{\Delta }t}=\frac{\mathrm{浓}\mathrm{度}\mathrm{变}\mathrm{化}\mathrm{量}}{\mathrm{时}\mathrm{间}\mathrm{变}\mathrm{化}\mathrm{量}}$

浓度一般是 $mol/L$，时间一般是 $s,min$

4. 固体、纯液体的浓度视为定值（在一定温度下），不因其质量或物质的量的增减而变化，所以不能用固体和纯液体的浓度变化来表示反应速率。

化学反应速率的换算与比较

1. 对于同一个反应来说，用不同的物质来表示该反应的速率时，其数值可能不同，但表达的意义是相同的。因此，表示化学反应的速率时，必须指名是用反应体系中的哪种物质作标准。

2. 在同一反应中用不同的物质来表示反应速率时，其数值之比等于各物质的化学计量数之比。 如化学反应 $m\mathrm{A}(\mathrm{g})+n\mathrm{B}(\mathrm{g})\stackrel{⟶}{⟵}\mathrm{pC}(\mathrm{g})+q\mathrm{D}(\mathrm{g})$ 的速率关系为：

   $v_A:v_B:v_C:v_D=m:n:p:q$ 或 $\frac{v_A}{m}=\frac{v_B}{n}=\frac{v_C}{p}=\frac{v_D}{g}=R$

反应：$3\mathrm{A}(\mathrm{g})+\mathrm{B}(\mathrm{g})\stackrel{}{=}2\mathrm{C}(\mathrm{g})+2\mathrm{D}(\mathrm{g})$，在不同条件下，用不同物质表示其反应速率，分别为：

• ① $v(A)=0.6mol\cdot L^{-1}\cdot mi{n}^{-1}$
• ② $v(B)=0.45mol\cdot L^{-1}\cdot mi{n}^{-1}$
• ③ $v(C)=0.24mol\cdot L^{-1}\cdot mi{n}^{-1}$
• ④ $v(D)=0.008mol\cdot L^{-1}\cdot s^{-1}$

解

1. $\frac{0.6}{3}=0.2$
2. $\frac{0.45}{1}=0.45$
3. $\frac{0.24}{2}=0.12$
4. $\frac{0.048\times 60}{2}=0.24$

所以 $2>4>1>3$

则此反应在不同条件下进行的速率由大到小为：$2>4>1>3$

探究温度对反应速率的影响

$FeC{l}_3$ 作催化剂

探究反应物浓度对反应速率的影响

探究催化剂对反应速率的影响

探究固体反应物的表面积对反应速率的影响

在其他条件相同时，增大固体反应物的表面积（如固体反应物从块状变为粉末状），化学反应速率增大；减小固体反应物的表面积，化学反应速率减小。如图所示，产生气泡的快慢：甲<乙。

影响反应速率的因素

TIP

1. BC
2. CE
3. DE
4. E
5. $\mathrm{Zn}+\mathrm{Cu}{\phantom{A}}^{2+}\stackrel{}{=}\mathrm{Zn}{\phantom{A}}^{2+}+\mathrm{Cu}$，可以构成 $Zn-Cu$ 原电池，加快反应速率。

压强对反应速率的影响

有气体参加的反应： 改变压强对反应速率的影响实质是改变体积，使反应物的浓度改变。

1. 压缩体积或充入气态反应物，使压强增大，都能加快化学反应速率。
2. 充入非反应气体（无关气体）对化学反应速率的影响

(1) 恒温恒容时：充入无关气体→压强增大，但各物质浓度不变→反应速率不变。

(2) 恒温恒压时：充入无关气体→压强不变→体积增大→各物质浓度减小→反应速率减慢。