4.化学反应速率的简单计算:

例1、在4种不同的条件下测得反应2SO2 + O2 2SO3的反应速率如下表所示

 
(1)
(2)
(3)
(4)
反应速率(mol·L-1·min-1)
V(SO2)
V(O2)
V(SO3)
V(O2)
0.4
0.25
0.5
0.3

则在4种不同条件下的反应速率从大到小的排列顺序为       (填序号)

解析:

方法1: 将用不同物质表示的反应速率转化为用同一种物质表示的反应速率再进行比较。

第⑴种情况下V(O2)= 1/2V(SO2)=1/2 ×0.4mol·L-1·min-1 = 0.2 mol·L-1·min-1

第⑶种情况下V(O2)= 1/2V(SO3)=1/2 ×0.5mol·L-1·min-1 = 0.25 mol·L-1·min-1

所以4种情况的反应速率大小为(4)>(3)=(2)>(1)

方法2:通过比较各物质的反应速率和方程式中该物质的计量系数之比值的大小来比较。

第⑴种情况下:V(SO2)/ 2 = 0.2    第⑵种情况下: V(O2)/ 1 = 0.25

  第⑶种情况下:V(SO3)/ 2 = 0.25    第⑷种情况下: V(O2)/ 1 = 0.3

所以4种情况的反应速率大小为(4)>(3)=(2)>(1)

例2、一定条件下在2L的密闭容器中发生反应:2SO2 + O2 2SO3 ,起始时SO2 和O2的物质的量分别为2mol和3mol。反应进行到2分钟的时候,测得SO3的物质的量为1.6 mol,请分别用SO2 、O2和SO3的浓度变化来表示该反应的速率。

解:设反应过程中的SO3的浓度变化为2X  则

 2SO2  +  O2  2SO3

起始浓度(mol·L-1)     1   1.5       0

变化浓度(mol·L-1)     2X    X       2X

2分钟后浓度(mol·L-1)   1-2X  1.5-X       2X

∴  2X = C(SO3)= 1.6 mol /2L=0.8 mol·L-1  X =0.4 mol·L-1

V(SO3)=△C(SO3)/△t = 0.8 mol·L-1 /2 min = 0.4 mol·L-1·min-1

    V(SO2)= V(SO3)= 0.4 mol·L-1·min-1

V(O2)= 1/2V(SO2)= 0.2 mol·L-1·min-1

3.影响化学反应速率的因素:

(1)内因:参加反应的物质的本身性质是影响化学反应速率的决定因素。不同的反应,由于反应物质的结构不同和反应机理不同,因此反应速率不同。

(2)外因:同一反应在不同条件下,反应的速率不同,浓度、温度、催化剂等外界条件对化学反应的速率有影响。

①浓度的影响:当其它条件不变时,增大反应物的浓度,使单位体积内分子数增多,因此可加快反应的速率。例:硫粉在氧气中燃烧比在空气中燃烧激烈。

②压强的影响:当其它条件不变时,加压(缩小体积)对有气体参加的反应,正逆反应速率均加快,气体体积缩小方向的反应速率增加的倍数大于气体体积增大方向增加的倍数;降压(增大体积),正逆反应速率均减小,气体体积缩小方向的反应速率减小的倍数大于气体体积增大方向减小的倍数。注意:改变压强对反应速率产生影响的根本原因是引起反应体系中各物质浓度的改变,若容器恒温、恒容充入稀有气体或其它不反应气体,虽然改变了容器内气体压强,但由于没有改变反应物质的浓度,所以不影响化学反应速率。

③温度的影响:其它条件不变时,升高温度,反应物的能量增加,使原来一部分能量较低的分子变成活化分子,所以可以加快反应的速率。通常情况下,温度每升高10度,化学反应的速率增大到原来的2至4倍。升高温度,对可逆反应,正逆反应速率均加快,但吸热反应增加的倍数大于放热反应增加的倍数;降低温度,正逆反应速率均减小,吸热反应减小的倍数大于放热反应减小的倍数。例:相同大小的铁片和不同温度相同浓度的盐酸反应,温度高者反应速率快。

④反应物间的接触面积的影响:其他条件不变,增大反应物间的接触面积,由于增大了反应物间的接触机会,因此能增大反应的速率。例:相同质量块状碳酸钙和粉末状碳酸钙分别和同体积同浓度的盐酸反应,粉末状碳酸钙反应激烈,放出气体的速率快。

⑤催化剂的影响:其他条件不变的时,使用催化剂能降低反应的活化能,使更多的反应物分子成为活化分子,因此使用催化剂能同时同倍改变正逆反应的速率。

例:H2O2分别在MnO2 、FeCl3、过氧化氢酶等催化作用下的分解,要比没有加催化剂时快得多。

⑥其他因素:除了上述因素外,压强、光波、电磁波、超声波、溶剂等因素对化学反的速率也有影响。

 0  364159  364167  364173  364177  364183  364185  364189  364195  364197  364203  364209  364213  364215  364219  364225  364227  364233  364237  364239  364243  364245  364249  364251  364253  364254  364255  364257  364258  364259  364261  364263  364267  364269  364273  364275  364279  364285  364287  364293  364297  364299  364303  364309  364315  364317  364323  364327  364329  364335  364339  364345  364353  447090 

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