内容正文:
第一讲 化学反应速率和限度
【知识导航】
化学反应速率
1. 定义:用单位时间内 反应物 物浓度的 减少量 或 生成物 物浓度的 增加量 来表示。
2. 浓度的变化— 时间的变化—
表达式: 单位:mol/(L•s)或mol/(L•min)
注意:
(1)现表示的化学反应速率是平均速率,同一反应用不同物质表示的化学反应速率数值可能不同,必须注明物质。
(2)起始浓度与化学计量数比无关,但是变化浓度一定与化学计量数成比例。
(3) 同一反应各物质的反应速率之比等于化学计量数之比。
例如:
2A(g)+3B(g)C(g)+ 4D(g) ν(A):ν(B):ν(C):ν(D) = 2:3:1:4
(4) 对于同一反应,比较用不同反应物或生成物表示的反应速率大小时,要换算成同一物质表示的速率,才能比较。
【规律方法】
(1)“三段式”计算模式
设a mol·L-1、b mol·L-1分别为A、B两物质的起始浓度,mx mol·L-1为反应物A的转化浓度,nx mol·L-1为B的转化浓度,则
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
起始浓度(mol·L-1) a b 0 0
转化浓度(mol·L-1) mx nx px qx
终态浓度(mol·L-1) a-mx b-nx px qx
(2) 化学反应速率大小的比较方法:用不同的物质表示化学反应速率并比较大小时,化学反应速率与对应物质的化学计量数之比越大,则表明反应速率越大。
(3) 对于反应aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g)只要比较、、、的大小即可,注意化学反应速率的单位要统一。
4.化学反应速率的正确理解
5.化学反应速率计算的“三个公式”
(1)定义式:v(A)=。
(2)推导式:v(A)=。
(3)关系式:
化学反应速率之比=物质的量浓度变化量之比=物质的量变化量之比=化学计量数之比。
[思考探究]
在2 L的密闭容器中,加入1 mol H2和3 mol I2,发生反应H2(g)+I2(g)2HI(g)。在2 s末时,测得容器中含有0.4 mol的HI。
问题思考:
1.根据提示,完成填空。求出该反应的化学反应速率v(H2)、v(I2)、v(HI)三者的值。
2.以上三者数值不相等,是否矛盾?有何规律?是否化学反应速率的数值越大,反应越快?
3.若在标准状况下(此时碘为固体),在原容器中加入1 mol H2和3 mol的I2,反应结束后恢复到标况下,此时测得容器中含有0.4 mol的HI。该过程中能用碘的浓度的变化来描述该反应的反应速率吗?
【课堂演练】
类型:化学反应速率的含义与计算
1.下列关于化学反应速率的说法正确的是 ( )
A.化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加
B.化学反应速率0.8 mol·(L·s)-1是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L-1
C.根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢
D.对于任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象就越明显
2.反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)在10 L密闭容器中进行,半分钟后,水蒸气的物质的量增加了0.54 mol,则此反应的平均速率(反应物的消耗速率或产物的生成速率)可表示为 ( )
A.(NH3)=0.001 2 mol·L-1·s-1 B.(O2)=0.0125 mol·L-1·s-1
C.(NO)=0.001 0 mol·L-1·s-1 D.(H2O)=0.054 mol·L-1·s-1
3.把0.6 mol X气体和0.4 mol Y气体混合于2 L容器中使它们发生如下反应,3X(g)+Y(g)nZ(g)+2W(g),5 min末已生成0.2 mol W,若测知以Z浓度变化来表示的反应平均速率为0.01 mol·L-1·min-1,则上述反应中Z气体的反应方程式化学计量数n的值是 ( )
A.1 B.2