化学反应速率的概念、表示方法及计算规律

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化学反应速率

1、化学反应速率

(1)化学反应速率的概念

化学反应速率是用于衡量化学反应进行速度的物理量。

(2)化学反应速率的表示方法

对于反应体系体积不变的化学反应，通常用单位时间内反应物或生成物的量和浓度的变化来表示。

某种物质A的化学反应速率表达式为：

式中某种物质A的浓度变化，常用单位为mol·L-1。某一段时间，常用单位有s、min、h。 ν为物质A的反应速率，常用单位有mol·L-1·s-1、mol·L-1·s-1等。

(3)化学反应速率的计算规则

①同一反应中不同物质的化学反应速率之间的关系

同时，不同物质表示的同一反应的反应速率值之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。

② 化学反应速率的计算规则

对于同一化学反应，用不同物质的浓度变化表示的化学反应速率之比等于反应方程中相应物质的化学计量数之比。这是化学反应速率计算或换算的基础。

(4)化学反应速率特征

①反应速率不取负值，以任何物质的变化表示的反应速率不取负值。

②同一化学反应用不同物质表示反应速率时，可能有不同的速率值，但速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。

③化学反应速率是指一段时间内的“平均”反应速率。

尖端：

①化学反应速率通常是指物质在一定时间内发生化学反应的平均速率，而不是某一时刻的瞬时速率。

② 由于反应中纯固体和纯液体的浓度恒定，因此对于涉及纯液体或纯固体的反应，一般不使用纯液体或纯固体来表示化学反应速率。化学反应的速率与其表面积的大小有关，与其物质的量无关。通常通过增加物质的表面积（如将其粉碎成细颗粒、充分搅拌、摇动等）来加速反应速率。

③对于同一个化学反应，在相同的反应时间内，用不同的物质来表示反应速率，其数值可能不同，但这些不同的数值代表的是同一反应的速率。因此，在表达化学反应的速率时，需要明确以反应体系中的哪种物质为标准。

2. 化学反应速率的测量

(一)基本思想

化学反应的速率是通过实验确定的。由于化学反应中变化的是系统中的化学物质（包括反应物和产物），因此在测量反应速率时可以使用与任何一种化学物质的浓度（或质量）相关的属性。

(2)测量方法

① 可直接观察的性质，如释放气体的体积和系统的压力。

② 只能用科学仪器测量的性能，如颜色深度、吸光率、发光率、电导率等。

③溶液中，当反应物或产物本身具有比较明显的颜色时，常利用颜色深浅与有色物质浓度的比例关系来跟踪反应过程，衡量反应速率。

本节知识树：

要准确地表达化学反应的速度，必须建立一套方法：确定起点、确定反应时间的单位、找到易于测量的某种量或性质的变化。

影响化学反应速率的因素

1、化学反应发生的前提——有效碰撞理论

(1)有效碰撞：能产生化学反应的碰撞。

化学反应发生的先决条件是反应物分子之间的碰撞。

反应物分子之间只有少量的碰撞才能导致化学反应。大多数碰撞不会导致反应，属于无效碰撞。碰撞频率越高，化学反应速率越大。

(2)活化能和活化分子

①活化分子：化学反应中，能量高、有可能发生有效碰撞的分子。

活化分子之间之所以能够发生有效碰撞，是因为它们的能量很高。当发生碰撞时，它们可以克服碰撞分子之间的排斥力，破坏分子内原子之间的“结合力”，从而使反应物分子破坏并重新结合成产物分子，引起化学反应。

②活化能：活化分子的额外能量（或将普通分子转化为活化分子所需的最小能量）。

③活化能和化学反应速率：活化分子的数量决定了有效碰撞的数量。当分子数量确定后，活化分子的百分比增加，有效碰撞次数增加，反应速率加快。

2.决定化学反应速率的内部因素

不同的化学反应有不同的反应速率。影响反应速率的主要因素是内部因素，即参与反应的物质本身的性质。

内部因素：参与反应的物质的性质和反应过程是决定化学反应速率的主要因素。

3、影响化学反应速率的外部因素

当物质确定后（即内部因素固定），在同一个反应中，影响反应速率的因素就是外部因素，即外部条件，主要包括温度、浓度、压力、催化剂等。

(1)浓度对化学反应速率的影响

①规律：在其他条件不变的情况下，增加反应物浓度可以加快反应速率；降低反应物的浓度可以减慢化学反应的速率。

②理论解释：在其他条件不变的情况下，对于某种反应，活化分子的百分比是一定的，即单位体积的活化分子数与反应物的浓度成正比。

(2)压力对反应速率的影响

①影响对象：压力只影响涉及气体的反应的反应速率。对于没有气体参与的反应，压力对反应速率没有影响。

注：压力的影响仅适用于涉及气体的反应的讨论。当然，并非所有参与反应的物质都是气体。只要涉及气体，压力就会影响反应的反应速率。

②规则：对于涉及气体的反应，在其他条件不变的情况下，增加压力会加快反应速率；降低压力，反应速度会减慢。

③理论解释：对于气体来说，在其他条件不变的情况下，增加压力会增加浓度，单位体积的活化分子数增加，有效碰撞次数增加，化学反应速率增加。因此，增加压力可以提高化学反应的速率。

(3)温度对反应速率的影响

①规律：在其他条件不变的情况下，提高温度可以提高反应速率，降低温度可以减慢反应速率。

②理论解释：温度是分子平均动能的反映。随着温度的升高，整个系统中分子的能量增加，分子运动的速率加快。

(4)催化剂对反应速率的影响

①规则：催化剂可以改变化学反应的速率。除非另有说明，催化剂一般是指加速反应速率的正催化剂。

②催化剂影响化学反应速率的原因：在其他条件不变的情况下，使用催化剂可以大大减少反应所需的能量，使更多的反应物分子成为活化分子，大大提高活化分子的百分比，从而加快反应速度。提高反应速度。 。相同的催化剂可以在相同程度上改变正向和逆向反应的速率。

知识树：

反应物的性质是影响反应速率的内在因素。用有效碰撞理论解释了外界因素对反应速率的影响。