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化学反应速率 化学平衡知识归纳

陈亨淦

一、化学反应速率

1．化学反应速率（以v表示）的表示方法

常用单位时间（以△t表示）内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加（以△c表示）来表示。

单位：mol·L－1·min－1或mol ·L－1·S－1

说明：

①反应速率为正值，是反应某一段时间间隔内的平均反应速率。

②要防止错误地用单位时间内物质（反应物，生成物）的物质的量或质量的变化来计算化学反应速率。

③在一个化学反应中，各物质的起始浓度、反应一定时间后的浓度和浓度的变化三个量中，只有浓度的变化一定符合它们在化学方程式中的计量系数关系。

④同一个化学反应的速率，可选用其中任何一种物质来表示，其数值可能相同，也可能不相同，但都是该反应的速率，且各物质表示的速率比等于它们在化学方程式中的计量系数比。例如反应

aA + bB → gG + hH，

= a∶b∶g∶h或
因此，只要已知一种物质表示的反应速率，就可以求出其它物体表示的反应速率。

2．影响化学反应速率的因素

①在相同的条件下，不同化学反应的反应速率，取决于反应物的结构和性质。例如将表面积大小相同的镁片和铁片分别投入等体积等浓度的盐酸里，可以观察到镁跟盐酸反应的速率比铁跟盐酸反应的速率快，这是由于镁的还原性比铁的还原性强缘故。

②同一个化学反应在不同条件下，反应速率不同。影响反应速率的外界因素主要有以下几点：

Ⅰ浓度：当其它条件不变时，增加反应物的浓度，可以增大反应的速率；减少反应物的浓度，可以减小反应的速率。

对于固体和纯液体物质，它们的“浓度”可视为常数。因此上述“反应物”系指气体物质或溶液。

Ⅱ压强：当其它条件不变时，对有气体参加的反应，增大压强（气体体积缩小，使反应物的浓度增大），可以增大反应的速率；减小压强（气体体积增大，使反应物的浓度减小），可以减小反应的速率。

对于无气体（只有固体、液体或溶液）物质的化学反应，压强与其反应速率无关。

Ⅲ 温度：当其它条件不变时，升高温度，可以增大反应的速率；降低温度，可以减小反应的速率。温度每升高10℃，反应速度可以增大到原来的2——4倍。

参考：为什么改变反应物的浓度或改变反应物的温度时，就会改变反应的速率呢？

化学反应的过程，是反应物分子中化学键断裂，生成物分子中化学键的形成的过程。因此反应物的分子必须互相碰撞，才有可能使化学键断裂而发生化学反应。在一定温度下，反应物的分子具有一定的平均能量，有的分子的能量比平均能量高，有的比平均能量低，对某一反应而言，必须具有比平均能量高的分子发生碰撞时才能使化学键断裂而发生化学反应，这种能发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞，这种分子叫做活化分子。

在其它条件下不变时，对某一反应而言，反应物分子中活化分子的百分数是一定的。因此，活化分子的浓度与反应物的浓度成正比。

当反应物浓度增大时，活化分子的浓度也增大，即单位体积内活化分子为数增多，因此单位时间内的有效碰撞次数相应增多，反应速率增大。

在浓度一定时，升高温度，反应物的分子的能量增加，必然有一部分原来能量较低的分子变成了活化分子，从而增加了反应物分子中活化分子的百分数，有效碰撞次数增多了，因而增大了反应的速率。

Ⅳ 催化剂：当其它条件不变时，使用催化剂能够增大反应的速率。

为什么使用催化剂能大大增大反应的速率呢？现以接触法制造H2SO4中使用的接触剂V2O5为例来初步说明。

在400℃——500℃时，SO2跟O2的反应速率极慢，原因是反应物的分子需要具有很高的能量才能成为活化分子，活化分子的百分数很小，有效碰撞次数很少。若在此温度下加入适量的催化（例如V2O5），使SO2跟O2一步反应转化为SO3变成了两步反应：

这样，反应物的分子的能量只需要不使用催化剂时的 左右就可以成为活化分子，从而大大提高了活化分子的百分数，大大地增多了有效碰撞次数，使反应速率大大加快。