内容正文:
第02章 化学反应速率与化学平衡(1)
【一、化学反应速率】
】
思考与交流:已知反应:2SO2 + O2 2SO3,4 mol SO2和2 mol O2 在2 L的密闭容器中反应2 min 后,SO2的物质的量浓度为1.5 mol/L,求SO2、O2、SO3的反应速率。比较用SO2、O2、SO3表示的反应速率,从中你能得出什么结论?
【答案】
2SO2 + O2 2SO3
起始量(mol/L) 2 1 0
变化量(mol/L) 0.5 0.25 0.5
最终量(mol/L) 1.5 0.75 0.5
各物质的反应速率为:v(SO2) = = 0.25 mol·L-1·min-1
v(O2) = = 0.125 mol·L-1·min-1
v(SO3) = = 0.25 mol·L-1·min-1
结论:
1.同一反应用不同物质表示化学反应速率时,其数值大小可能不同,但表示的意义相同。
2.化学反应速率的数值之比=化学方程式中的化学计量数之比=物质的量变化量之比=物质的量浓度变化量之比。
考点过关
一、化学反应速率的概念及其表示方法
1.定义:衡量化学反应进行_______的物理量。
2.表示方法:单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示。
3.表达式:______________________ 单位: ________________________
【答案】快慢 v = mol·L-1·s-1或mol/(L·s),mol·L-1·min-1或mol/(L·min)。
注意
(1) 化学反应速率一般指平均速率而不是某一时刻的瞬时速率
(2) 无论用反应物还是用生成物表示均取正值。
(3) 同一化学反应,相同条件下用不同物质表示的反应速率,其数值可能不同,但表示的意义相同。
(4) 不能用固体或纯液体表示化学反应速率,因为固体或纯液体的浓度视为常数。
(5) 比较化学反应速率要注意2点:
“化物质”:将不同物质的化学反应速率转化成同一物质的化学反应速率比较
“化单位”:若化学反应速率的单位不一致,需转化为同一单位。
例题点拨
例1.反应A2+3B2 =2AB3在2L的密闭容器中进行,5s后,A2的物质的量增加了0.3mol,则此反应的平均速率可表示为:( )
A.v (A2)=0.01 mol/(L·s) B.v (B2)=0.08 mol/(L·s)
C.v (AB3)=0.03 mol/(L·s ) D.v (AB3)=0.06 mol/(L·s )
【答案】D
【解析】由题意可知A2的反应速率v (A2)==0.03 mol/(L·s),由反应速率之比等于化学计量数之比可得B2的反应速率v (B2)=3 v (A2)=3×0.03 mol/(L·s)= 0.09 mol/(L·s),AB3的反应速率v (AB3)=2 v (A2)=2×0.03 mol/(L·s)= 0.06 mol/(L·s),D正确,故选D。
拔高训练
1.四个体积相同密闭容器中分别充入一定量SO2和O2,开始反应时,按反应速率由大到小的顺序正确是( )
甲:500℃,10molSO2和5molO2反应 乙:500℃,V2O5作催化剂,10molSO2和5molO2反应
丙:450℃,8molSO2和5molO2反应 丁:500℃,8molSO2和5molO2反应
A.甲、乙、丙、丁
B.乙、甲、丙、丁
C.乙、甲、丁、丙
D.丁、丙、乙、甲
【答案】C
【解析】甲与乙相比,SO2浓度相等,O2浓度相等,乙中使用催化剂,其它条件相同,由于二氧化硫的浓度一定,氧气浓度一定,故使用催化剂反应速率更快,所以反应速率:乙>甲;
甲与丁相比,甲中SO2的物质的量比丁中大,即SO2的浓度比丁中大,其它条件相同,浓度越大,反应速率越快,所以反应速率:甲>丁;
丙与丁相比,其它条件相同,丁中温度高,温度越高,反应速率越快,所以反应速率:丁>丙;
所以由大到小的顺序排列乙、甲、丁、丙,
2.对于反应4NH3+5O24NO+6H2O,若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)(单位皆为mol∙L-1∙min-1)表示,则下列式子中,正确的是( )
A.4v(O2)=5v(NO) B.5v(O2)=6v(H2O)
C.2v(NH3)=3v(H2O) D.4v(NH3)=5v(O2)
【答案】A
【解析】相同条件下,同一化学反应中,不同物质表示的化学反应速率的比值等于化学计量数之比,。
A.NO、O2的化学计量数之比为4:5,则4v(O2)=5v(NO),故A正确;
B.H2O、O2