内容正文:
第八章
化学反应速率与化学平衡
第20讲 化学反应速率
[课标速览] 1.知道化学反应速率的表示方法,了解测定化学反应速率的简单方法。2.通过实验探究,了解温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响。3.知道化学反应是有历程的,认识基元反应活化能对化学反应速率的影响。4.能进行化学反应速率的简单计算,能用一定的理论模型说明外界条件改变对化学反应速率的影响。
微考点1 化学反应速率及相关计算
1.定义
化学反应速率:在容积不变的反应器中,常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示。它的常用单位是mol/(L·s)(或mol·L-1·s-1)。
2.注意事项
(1)同一反应里用不同物质的浓度变化来表示反应速率时,其数值可能是不同的,故应标明是用哪种物质表示的化学反应速率,但这些数值表示的意义是相同的,均表示该化学反应的快慢。
(2)同一反应里,各物质表示的反应速率之比等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比,也等于同一时间内有关物质浓度变化量之比。
(3)化学反应速率在不同的时间间隔内不相等。
微提醒
有关化学反应速率的注意事项
1.化学反应速率是一段时间内的平均速率,且无论用反应物还是用生成物表示均取正值。
2.在一定温度下,固体和纯液体物质,改变其用量,不影响化学反应速率。
3.同一化学反应在相同条件下,用不同物质表示的化学反应速率,其数值可能不同,但意义相同。
4.计算反应速率时,若给出的是物质的量的变化值,不要忘记转化为物质的量浓度的变化值。
微诊断
判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
1.由v=计算平均速率,用反应物表示为正值,用生成物表示为负值。 (×)
2.单位时间内反应物浓度的变化量表示正反应速率,生成物浓度的变化量表示逆反应速率。 (×)
3.对于任何化学反应来说,都必须用单位时间内反应物或生成物浓度的变化量来表示化学反应速率。 (×)
4.化学反应速率为0.8 mol·L-1·s-1是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L-1。 (×)
5.同一化学反应,相同条件下用不同物质表示的反应速率,数值越大,表示化学反应速率越快。 (×)
微练一 “v=”的应用
1.在容积为1.00 L的容器中,通入一定量的N2O4,发生反应N2O4(g)2NO2(g),体系中各物质浓度随时间变化如图所示。
在0~60 s时段,反应速率 v(N2O4)为 mol·L-1·s-1。
解析 由题图可知,0~60 s时段,N2O4的物质的量浓度变化为0.060 mol·L-1,v(N2O4)==0.001 0 mol·L-1·s-1。
答案 0.001 0
2.一定温度下,在N2O5的四氯化碳溶液(100 mL)中发生分解反应:2N2O54NO2+O2。在不同时刻测量放出的O2体积,换算成N2O5浓度如下表:
t/s
0
600
1 200
1 710
2 220
2 820
x
c(N2O5)/
(mol·L-1)
1.40
0.96
0.66
0.48
0.35
0.24
0.12
(1)计算600~1 200 s,生成NO2的平均速率。
(2)计算反应2 220 s时,放出标准状况下的O2体积。
(3)分析上表的变化规律,推测表中x值。
解析 (3)分析表中数据可知,该反应经过1 110 s(600~1 710,1 710~2 820)后N2O5的浓度会变为原来的,因此,N2O5的浓度由0.24 mol·L-1变为0.12 mol·L-1时,可以推测题表中的x为2 820+
1 110=3 930。
答案 (1)600~1 200 s内平均速率v(N2O5)==5.0×10-4 mol·L-1·s-1,则生成NO2的平均速率v(NO2)=2v(N2O5)=2×5.0×10-4 mol·L-1·s-1=1.0×10-3 mol·L-1·s-1。
(2)0~2 220 s内N2O5的浓度变化为1.40 mol·L-1-0.35 mol·L-1=1.05 mol·L-1,
Δn(N2O5)=1.05 mol·L-1×0.1 L=0.105 mol,
由反应方程式化学计量数关系得:
Δn(O2)=Δn(N2O5)=0.052 5 mol,
则标准状况下的V(O2)=0.052 5 mol×22.4 L·mol-1=1.176 L。
(3)3 930
微练二 化学反应速率大小的比较
3.在四个不同的容器中进行合成氨的反应。根据下列在相同时间内测定的结果,判断生成氨的速率最快的是 ( )
A.v(H2)=0.3 mol·L-1·min-1
B.v(N2)=0.05 mol·L-1·s-1
C.v(N2)=0.2 mol·L-1·min-1
D.v(NH3)=0.3 mol·