⑴ 什麼是化學反應速率,化學反應速率的數學表達式是怎樣的它的單位是什麼
化學反應速率就是化學反應進行的快慢程度(平均反應速率),用單位時間內反應物或生成物的物質的量來表示。在容積不變的反應容器中,通常用單位時間內反應物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。
定義: v=△c/△t
單位:mol/(L·s)或mol/(L·min)或mol/(L·h)
影響化學反應速率的因素:
主要因素:反應物本身的性質,
外界因素:溫度,濃度,壓強,催化劑,光,激光,反應物顆粒大小,反應物之間的接觸面積和反應物狀態。
⑵ 化學反應速率知識點
(1)概念:化學反應速率通常用單位時間內反應物濃度的減少量或生成物濃度的增加量(均取正值)來表示。
①單位:l/(Ls)或l/(Lin)
②B為溶液或氣體,若B為固體或純液體不計算速率。
③重要規律:速率比=方程式系數比
(2)影響化學反應速率的因素:
內因:由參加反應的物質的結構和性質決定的(主要因素)。
外因:①溫度:升高溫度,增大速率
②催化劑:一般加快反應速率(正催化劑)
③濃度:增加C反應物的濃度,增大速率(溶液或氣體才有濃度可言)
④壓強:增大壓強,增大速率(適用於有氣體參加的反應)
⑤其它因素:如光(射線)、固體的表面積(顆粒大小)、反應物的狀態(溶劑)、原電池等也會改變化學反應速率。
1、了解化學反應速率的定義及其定量表示方法。
2、了解溫度對反應速率的影響與活化能有關。
3、知道焓變和熵變是與反應方向有關的兩種因素。
4、了解化學反應的可逆性和化學平衡。
5、了解濃度,壓強、溫度和催化劑等對化學反應速率和平衡的影響規律化學反應速率和化學平衡理論的初步知識是中學化學的重要基本理論。
考查的知識點應主要是:
①有關反應速率的計算和比較;
②條件對反應速率影響的判斷;
③確定某種情況是否是化學平衡狀態的特徵;
④平衡移動原理的應用;
⑤平衡常數(濃度平衡常數)的含義及其表達式;
⑥利用化學平衡常數計算反應物轉化率或比較。
從題型看主要是選擇題和填空題,其主要形式有:
⑴根據化學方程式確定各物質的反應速率;
⑵根據給定條件,確定反應中各物質的平均速率;
⑶理解化學平衡特徵的含義,確定某種情況下化學反應是否達到平衡狀態;
⑷應用有關原理解決模擬的實際生產問題;
(5)平衡移動原理在各類平衡中的應用;
⑹根據條件確定可逆反應中某一物質的轉化率、平衡常數、消耗量、氣體體積變化等。
從考題難度分析,歷年高考題中,本單元的考題中基礎題、中檔題、難題都有出現。因為高考中有幾年出現了這方面的難題,所以各種復習資料中高難度的練習題較多。從新課標的要求來看,這部分內容試題應較基礎,復習時應多關注生產實際,注重基礎知識的掌握。
一、化學反應速率及其影響因素
1、化學反應速率是用來衡量化學反應進行快慢程度的,通常用單位時間反應物濃度的減少或生成物濃度的.增加來表示,是一段時間內的平均速率。固體或純液體(不是溶液)的濃度可視為不變的常數,故一般不用固體或純液體表示化學反應速率。用不同物質表示同一反應的化學反應速率時,其數值可能不同(因此,必須指明具體物質)。但各種物質表示的速率比等於化學方程式中相應物質的化學計量數之比。
2、參加反應的物質的性質是決定化學反應速率的主要因素,外界條件對化學反應速率也有影響。
(1)濃度對化學反應速率的影響只適用於氣體反應或溶液中的反應;
(2)壓強對化學反應速率的影響只適用於氣體參加的反應;
(3)溫度對化學反應速率的影響:實驗測得,其他條件不變時,溫度每升高10℃,化學反應速率通常增加原來的2—4倍,經驗公式 ;
(4)使用催化劑,使原來難以進行的化學反應,分步進行(本身參與了反應,但反應前後化學性質不變),從而大幅度改變了化學反應速率。
(5)此外,光、電磁波、超聲波、反應物顆粒的大小、溶劑的性質等也會對化學反應速率產生影響。
3、濃度和壓強的改變僅僅改變了單位體積內活化分子的數目,溫度的改變和催化劑的存在卻能改變單位體積內反應物分子中活化分子所佔的百分數。
⑶ 化學反應速率三段式具體方法
一、化學反應速率
1、定義:化學反應速率通常用單位時間內反應物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。
表達式:v = △c/△t
濃度常用單位:mol/L
時間常用單位:s 、 min、h
化學反應速率常用單位:mol/(L·s) mol·L-1·s-1或者mol/(L·min) mol·L-1·min-1
2、理解化學反應速率需要注意以下幾點:
(1)、通常用單位時間內反應物濃度的減小或生成物濃度的增加來表示,所以反應速率是正值。
(2)、濃度指溶液或氣體的,固體、純液體無濃度可言。(因為純固體和液體的濃度是恆定不變的
(3)、中學階段的化學反應速率是平均速率。
那怎麼求化學反應速率呢?---三段
例題:在2L的密閉容器中,加入1molN2和3molH2,發生 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。
三段式法求化學反應速率
三段式解決速率和平衡問題解題模式
①從上到下依次:起始量、變化量、某時刻量;②物理量可以是物質的量也可以是物質的量濃度,但必須一致,不可混用;③(物質的量或者物質的量濃度)變化量之比 = 計量系數比;④某時刻反應物量 = 起始量 - 變化量某時刻產物的量 = 起始量 + 變化量。
3、求算化學反應速率時應注意:
①一個化學反應涉及反應物生成物多種物質時,表示化學反應速率時必須指明用哪種物質做標准。
②用不同的物質表示同一反應的反應速率時,反應速率的數值之比等於化學方程式中各物質的計量數之比。
即對於反應: aA + bB = cC + dD
vA : vB : vC : vD = a : b : c : d
③ 同一反應的反應速率用不同的物質表示時,其數值可能不同,但所表示的意義是相同的。
④一般來說,化學反應速率隨反應的進行而逐漸減慢.
⑤某一段時間內的反應速率,是平均速率,而不是指瞬時速率.
⑥化學反應速率一般不能用固體或純液體表示。
⑷ 化學反應速率表示方法
化學反應速率是指表示化學反應進行的快慢。通常以單位時間內反應物或生成物濃度的變化值(減少值或增加值)來表示,反應速度與反應物的性質和濃度、溫度、壓力、催化劑等都有關,如果反應在溶液中進行,也與溶劑的性質和用量有關。其中壓力關系較小(氣體反應除外),催化劑影響較大。可通過控制反應條件來控制反應速率以達到某些目的。
平均反應速率
化學反應速率定義為單位時間內反應物或生成物濃度的變化量的正值。稱為平均反應速率,用 表示。對於生成物,隨著反應的進行,生成物的濃度增加, ;對於反應物,隨著反應的進行,反應物的濃度減少, 。
例如,對於反應
平均反應速率 可以描述為單位時間內反應物A或B濃度的減少量的負值,或者生成物C或D的增加值,即。濃度常用mol/L為單位,時間單位有s、min、h等,視反應快慢不同,反應速率的單位可用mol·L-1·s-1、mol·L-1·min-1、mol·L-1·h-1。
上述反應體系中,雖然反應數值不同,但有確定的數值關系: 等。這樣一個反應體系內用不同物質濃度表示的反應速率有不同的數值,易造成混亂,使用不方便。
為了反應只有一個反應速率v,現行國際單位制建議 值除以反應式中的計量系
這樣就得到一個反應體系的速率v都有一致的確定值。
在容積不變的反應容器里,反應速率v等於單位體積內反應進度(ε=Δn/ν(B))對時間的變化率。
瞬時反應速率
平均反應速率,其大小也與指定時間以及時間間隔有關。隨著反應的進行,開始時反應物的濃度較大,單位時間內反應的進行,開始時反應物的濃度較大,單位時間反應濃度減小得較快,反應產物濃度增加也較快,也就是反應較快;在反應後期,反應物的濃度變小,單位時間內反應物減小得較慢,反應產物濃度增加也較慢,也就是反應速率較慢。
在實際工作中,通常測量反應的瞬時反應速率,是c(t)-t曲線某時刻t時該曲線的斜率即為該反應在時刻t時的反應速率。
⑸ 化學反應速率定義
化學反應速率是指表示化學反應進行的快慢。通常以單位時間內反應物或生成物濃度的變化值(減少值或增加值)來表示,反應速度與反應物的性質和濃度、溫度、壓力、催化劑等都有關,如果反應在溶液中進行,也與溶劑的性質和用量有關。其中壓力關系較小(氣體反應除外),催化劑影響較大。可通過控制反應條件來控制反應速率以達到某些目的。
影響因素
影響化學反應速率的因素分為內外因:
1、內因:反應物本身的性質。
2、外界因素:溫度,濃度,壓強,催化劑,光,激光,反應物顆粒大小,反應物之間的接觸面積和反應物狀態。另外,x射線,γ射線,固體物質的表面積與反應物的接觸面積,反應物的濃度也會影響化學反應速率。
一、內因
化學鍵的強弱與化學反應速率的關系。例如:在相同條件下,氟氣與氫氣在暗處就能發生爆炸(反應速率非常大);氯氣與氫氣在光照條件下會發生爆炸(反應速率大);溴氣與氫氣在加熱條件下才能反應(反應速率較大);碘蒸氣與氫氣在較高溫度時才能發生反應,同時生成的碘化氫又分解(反應速率較小)。這與反應物X—X鍵及生成物H—X鍵的相對強度大小密切相關。
二、外因
1.壓強條件
對於有氣體參與的化學反應,其他條件不變時(除體積),增大壓強,即體積減小,反應物濃度增大,單位體積內活化分子數增多,單位時間內有效碰撞次數增多,反應速率加快;反之則減小。若體積不變,加壓(加入不參加此化學反應的氣體)反應速率就不變。因為濃度不變,單位體積內活化分子數就不變。但在體積不變的情況下,加入反應物,同樣是加壓,增加反應物濃度,速率也會增加。若體積可變,恆壓(加入不參加此化學反應的氣體)反應速率就減小。因為體積增大,反應物的物質的量不變,反應物的濃度減小,單位體積內活化分子數就減小。
2.溫度條件
只要升高溫度,反應物分子獲得能量,使一部分原來能量較低分子變成活化分子,增加了活化分子的百分數,使得有效碰撞次數增多,故反應速率加大(主要原因)。當然,由於溫度升高,使分子運動速率加快,單位時間內反應物分子碰撞次數增多反應也會相應加快(次要原因)。
3.催化劑
使用正催化劑能夠降低反應所需的能量,使更多的反應物分子成為活化分子,大大提高了單位體積內反應物分子的百分數,從而成千上萬倍地增大了反應物速率.負催化劑則反之。催化劑只能改變化學反應速率,卻改不了化學反應平衡。
4.條件濃度
當其它條件一致下,增加反應物濃度就增加了單位體積的活化分子的數目,從而增加有效碰撞,反應速率增加,但活化分子百分數是不變的。化學反應的過程,就是反應物分子中的原子,重新組合成生成物分子的過程。反應物分子中的原子,要想重新組合成生成物的分子,必須先獲得自由,即:反應物分子中的化學鍵必須斷裂。化學鍵的斷裂是通過分子(或離子)間的相互碰撞來實現的,並非每次碰撞都能是化學鍵斷裂,即並非每次碰撞都能發生化學反應,能夠發生化學反應的碰撞是很少的。
活化分子比普通分子具有更高的能量,才有可能撞斷化學鍵,發生化學反應。當然,活化分子的碰撞,只是有可能發生化學反應。而並不是一定發生化學反應,還必須有合適的取向。在其它條件不變時,對某一反應來說,活化分子在反應物中所佔的百分數是一定的,即單位體積內活化分子的數目和單位體積內反應物分子的總數成正比,即活化分子的數目和反應物的濃度成正比。
⑹ 化學反應動力學
5.2.1.1 化學反應速率與化學反應動力學方程
化學反應動力學方程主要以速率方程的形式表達。
化學反應一般的化學計量表達式可表示為:
地球化學原理與應用
式中:vi為化學計量系數;Yi為參加反應的物質。vi對產物為正值,對反應物為負值,其反應速度定義為:
地球化學原理與應用
式中:ξ為反應進程度,定義為:
ξ(t)={[Yi]-[Yi]0}/vi
當離開平衡狀態時,總反應速度為:
地球化學原理與應用
顯然化學反應速度方程是非線性的。其中Rf和Rr分別正、逆反應速度,[Yi]的指數叫做該反應對物質i的反應級數,vi=1稱為一級反應,vi=2稱為二級反應,其餘類推。
對於一級反應速度方程為:
地球化學原理與應用
對於簡單可逆一級反應A=B,速度方程為:
地球化學原理與應用
對於不可逆二級反應,速度方程為:
地球化學原理與應用
對於簡單可逆二級反應,速度方程可有下列5種形式:
地球化學原理與應用
5.2.1.2 化學反應速度理論與化學反應速率常數
地球化學反應速率的獲得一般有3個方面的途徑:一是實驗測定,其指導思想是唯象方法,即力圖將一個體系的反應速率與體系的可觀測的宏觀物理量(如成分、溫度、壓力、體積和時間等)聯系起來,用宏觀參數表達其速度常數,根據體系的不同,可分別採取初始速率法、唯象速率的積分-弧立法、弛豫法、多級反應方法等;二是通過分子結構理論,由單相的性質推導出多相反應的速率及其機制,即在原子和分子的級別上,了解反應進行的本質;三是精細礦物學工作,獲得礦物的精細結構、缺陷、內部分帶及有序無序的分配等方面的性質,以推導出礦物晶體生長及物質擴散的速率及機制。第一個和第三個途徑分別屬於實驗地球化學和實驗礦物學的范疇,不在此討論。這里主要涉及與速率理論有關的第二方面的內容。
反應速度理論主要有「碰撞理論」和「過渡態理論」。
(1)碰撞理論
碰撞理論是在分子運動論基礎上,接受了阿累尼烏斯關於「活化分子組」和「活化能」的概念而發展起來的。以簡單反應A+B→C為例,認為A和B分子的碰撞接觸是發生化學反應的前提,而且只有那些能量較高的活化分子組的碰撞即所謂「有效碰撞」,並能滿足一定空間配置幾何條件時反應才能發生。
反應物分子的碰撞以ZAB代表A和B兩種分子在單位時間、單位體積內的碰撞數,並稱為碰撞頻率;nA和nB分別代表每毫升中A和B的分子數;dAB代表A和B分子半徑之和;V代表分子平均相對速度;M代表分子量,MA與MB分別代表分子A與分子B的分子量,則據分子運動論求得:
地球化學原理與應用
式中:ZAB為當CA=CB=1mol/L時,每升每秒內A和B發生碰撞的摩爾組數。
有效碰撞頻率是指活化能指數
地球化學原理與應用
因此有:
地球化學原理與應用
從而反應速率為:
地球化學原理與應用
它與質量作用定律應用於簡單反應A+B→C所得速率方程V=kCACB相比較得:
地球化學原理與應用
(2)過渡態理論
過渡態理論,又稱為活化絡合物理論。它認為在一個反應中,先形成一種過渡態物質不穩定的活化絡合物,這種活化絡合物一方面能迅速地與反應物達到熱力學平衡,另一方面可分解為產物,化學反應的速度就是單位時間、單位體積內活化絡合物分解的量。
反應式可寫成:
A+BC=A…B…C→AB+C (5.25)
式中:A,B,C各代表一個原子,…代表不穩定結合。由A與BC反應生成AB+C的反應速率主要由A+BC反應形成活化絡合物A…B…C的速率決定,其反應速度為:
地球化學原理與應用
式中:NA和NB為A和B的分子數;qA和qB分別為A和B絡合物的配分函數;
地球化學原理與應用
若以平均穿透系數
地球化學原理與應用
這就是艾林方程,它表明利用反應物及活化絡合物的結構數據就可計算出反應的速度常數K(T)。
過渡態理論可以運用於氣相、液相和復相反應,目前地球化學中的反應動力學理論主要建立在過渡態理論上。
⑺ 化學反應的速率
化學反應的速率
一. 化學反應速率
1. 定義: 化學反應速率是用來衡量化學反應進行快慢程度的,通常用單位時間內反應物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。單位:mol/(L·min)或mol/(L·s)
2.計算公式v =Δc /Δt
注意:①一般來說,隨著化學反應的進行,濃度等外界條件在不斷改變,因此在某一段時間內,化學反應的速率也在不斷變化。我們通過上述方法計算得到的速率值是指某一段時間內的平均速率。在中學階段只研究平均速率。
②一般不用固體物質或純液體表示反應速率,因為固體物質或純液體的濃度為定值。
3.特點
(1) .同一反應同一段時間內用不同物質表示化學反應速率時,數值可能不同,但意義一樣.
(2)同一段時間內用不同物質表示的反應速率比值等於各物質化學方程式中的化學計量數之比。如反應mA+nB=pC+qD的v (A) ∶v (B) ∶v (C) ∶v (D) =m∶n∶p∶q
(3)比較反應速率快慢一般要以同一物質的速率值作為標准來比較
二. 化學反應速率的測定
化學反應的速率是通過實驗來測定的。包括能夠直接觀察的某些性質,如釋放出氣體的體積和體系的壓強;也包括必須依靠儀器來測量的性質,如顏色的深淺、光的吸收、光的發射、導電能力等。在溶液中常常利用顏色深淺和顯色物質濃度間的正比關系來跟蹤反應的過程和測量反應的速率。