智能考点十六   化学反应速率
     
    Ⅰ.课标要求
    1.知道化学反应速率的定量表示方法，通过实验测定某些化学反应的速率。
    2.知道活化能的涵义及其对化学反应速率的影响。
    3.通过实验探究温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响，认识其一般规律。
    4.通过催化剂实际应用的事例，认识其在生产生活和科学研究领域中的重大作用。
    Ⅱ.考纲要求
    1. 了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。
    2.了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。
    3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响，认识其一般规律。
    4.了解化学反应速率在调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
    Ⅲ.教材精讲
    1.本考点知识结构（略）
    2.化学反应速率的表示方法：通常用单位时间内反应物浓度的减少或者生成物浓度的增加来表示化学反应速率。单位：mol/L·s ；mol/L·min ；mol/L·h等。
    对于任一化学反应：aA bB==cC dD可用υ（A）、υ（B）、υ（C）、υ（D）表示其速率，则有υ（A）:υ（B）:υ（C）:υ（D）== a:b:c:d，即化学反应速率之比等于化学方程式中各物质的系数之比（还可等于其学其浓度变化之比或物质的量变化之比）。
    3.影响反应速率的因素
    内因：反应物的性质是反应速率大小的决定因素。
    外因：主要因素有浓度、温度、压强、催化剂等。
    （1）浓度：其它条件不变时，增大反应物浓度，化学反应速率加快。
    （2）温度：其它条件不变时，升高温度，化学反应速率加快。一般来说，温度每升高10℃，反应速率增大为原来的2～4倍。
    （3）压强：其它条件不变时，增大压强，对于有气体物质参加的化学反应，反应速率加快。
    （4）催化剂：使用正催化剂，能加快反应速率。未特别指明时，均指正催化剂。
    4.活化能：对基元反应而言，活化分子的平均能量与普通反应物分子的平均能量之差叫该反应的活化能（用Ea表示，其单位为kJ/mol）。活化能越大，反应越难进行。
    催化剂能降低化学反应的活化能，增大活化分子的百分数，进而增大化学反应速率。催化剂具有选择性。
    解释化学反应速率快慢的链条思维：活化能→活化分子→有效碰撞→化学反应速率。
    
    

 
    Ⅳ.典型例题
    例1.某反应A（g） 3B（g）==2C（g） 2D（g），在四种不同情况下的反应速率分别为：①υ（A）==0.15mol/L·s；②υ（B）==0.6mol/L·s ；③υ（C）==0.4mol/L·s ；④υ（D）==0.45mol/L·s。该反应进行得最快的是
    A.①    B.②③    C.①④    D.④
    解析：根据化学反应的速率之比等于化学方程式中各物质的系数之比，将四种情况下的反应速率统一到用同一种物质表示的反应速率上来[如υ（D）]，即可求解。
    ①∵υ（A）:υ（D）==1:2，即0.15mol/L·s: υ（D）==1:2，
    ∴υ（D）==0.3mol/L·s
    ②∵υ（B）:υ（D）==3:2，即0.6mol/L·s: υ（D）==3:2，
    ∴υ（D）==0.4mol/L·s
    ③∵υ（C）:υ（D）==2:2，即0.4mol/L·s: υ（D）==2:2，
    ∴υ（D）==0.4mol/L·s
    ④υ（D）==0.45mol/L·s
    比较①②③④的数据知，答案为D。
    【点评】在同一化学反应中，化学反应的速率用不同的物质进行表示时，其数值不同，但用同一种物质进行表示时，应具有相同的数值。统一标度的办法就是将不同物质表示的反应速率统一到用一种物质来进行表示。
    例2.反应速率υ和反应物浓度的关系是用实验方法测定的。化学反应H₂ Cl₂==2HCl的反应速率υ可表示为υ==k[c(H₂)]^m[c(Cl₂)]ⁿ，式中k为常数，m、n值可用下表中数据确定之。由此可推得，m、n值正确的是
    
    

A.m==1，n==1  B.m==1/2 ， n==1/2   C.m==1/2 ， n==1   D.m==1， n==1/2
    解析：∵υ==k[c(H₂)]^m[c(Cl₂)]ⁿ，由题给三组数据有：
    1.0k== k·1.0^m1.0ⁿ……①
    2.0k== k·2.0^m1.0ⁿ……②
    4.0k== k·2.0^m4.0ⁿ……③
    ①÷②得：1/2==（1/2）^m     ∴m==1
    ②÷③得：1/2==（1/4）ⁿ     ∴n==1/2
    答D。
    【点评】化学反应速率与参与反应的物质的浓度的关系式是实验测定的结果，不能根据化学反应方程式直接写出。对于很多反应关系式中浓度的方次与化学方程式中的系数并无确定的关系。
    例3.丙酮和碘在酸性溶液中发生如下反应：
    CH₃COCH₃ I₂ → CH₃COCH₂I H I^—
    25℃时，该反应的速率由下列经验式决定：υ== k·c(CH₃COCH₃)·c(H )，
    式中k==2.73×10^—5L/（mol·s）。
    又知开始时c(I₂)==0.01mol/L ，c(CH₃COCH₃)==0.1mol/L，c(H )==0.01mol/L。
    问25℃时，当溶液中的I₂反应掉一半时，反应速率比开始时是快还是慢？
    解析：
    由反应速率的经验式直接计算两个条件下的反应速率即可作答。反应开始时，
    υ（始）==2.73×10^—5L/（mol·s）·0.1mol/L·0.01mol/L==2.73×10^—8mol/L·s
    当溶液中的碘消耗一半时，根据反应方程式可知，c(CH₃COCH₃)==0.1mol/L—0.01mol/L×1/2==0.095mol/L
    c(H )==0.01mol/L 0.01mol/L×1/2==0.015mol/L
    υ（终）==2.73×10^—5L/（mol·s）·0.095mol/L·0.015mol/L==3.89×10^—8 mol/L·s
    υ（终）＞υ（始），故反应速率加快了。
    【点评】随着反应的进行，反应物的浓度降低，其反应速率应减慢。这是原有知识引发的习惯思维。事实上，与化学反应速率有关的物质及方次（幂指数）是实验测定的结果，突破惯性思维、依据实验事实、探寻客观规律是创造性思维产生和发展的基础。