内容正文:
第八讲 化学反应的速率
知识梳理
· 考点一、化学反应速率
1、化学反应速率的意义和表示方法
意义:表示某一化学反应进行快慢程度的一种物理量。
表示方法:用单位时间内某一反应物浓度的减少或某生成物浓度的增加来表示。
2、化学反应速率的计量特征
表达式:(△c表示某一反应物或某一生成物物质的量浓度的绝对变化值,△t表示时间变化量)
单位:mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1或mol·L-1·h-1
说明:
①化学反应速率无正负之分;
②化学反应速率不是瞬时速率而是平均速率;
③用不同物质来表示某一化学反应速率时,其数值一般不一定相等,所以必须标明物质;
④用不同物质来表达化学反应速率时,其数值不一定相等,但它们的速率比等于方程式中的系数比。
即:对于反应aA+bB cC+dD来说,υ(A):υ(B):υ(C):υ(D)=a:b:c:d
【注意】这里的速率均是指同一方向的,要么是正反应方向,要么是逆反应方向。
1.在起始温度均为T℃.容积均为的密闭容器A(恒温)、B(绝热)中均加入和,发生反应 。已知:、分别是正、逆反应速率常数,,,A、B容器中的转化率随时间的变化关系如图所示。下列说法中错误的是
A.曲线M、N的平衡常数大小为:
B.与浓度比为且保持不变,不能说明反应达到平衡状态
C.T℃时,
D.用CO的浓度变化表示曲线N在内的平均速率为
【答案】C
【解析】A.反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,K值减小,N温度低于M,故,故A正确;
B.N2与CO2浓度比为1:1时,无法判断正逆反应速率是否相等,故无法判断反应达到平衡状态,故B正确;
C.PN曲线表示A容器中N2O的转化率随时间的变化关系,T℃时,反应达到平衡状态时N2O的转化率为25%,N2O的反应量为1mol×25%=0.25mol,平衡时N2O的物质的量为0.75mol,CO的物质的量为4mol-0.25mol=3.75mol,氮气和的CO2物质的量均为0.25mol,此时平衡常数K=,达到平衡状态时v正=v逆,故k正⋅c(N2O)⋅c(CO)=k逆⋅c(N2)⋅c(CO2),故,k逆=45k正,故C错误;
D.用CO的浓度变化表示曲线N在0~100s内的平均速率v(CO)=v(N2O)= =1×10-4mol/(L⋅s),故D正确;
故选C。
2.研究NOx之间的转化对大气污染控制具有重要意义,已知:N2O4(g)2NO2(g) ΔH>0,如图所示,在恒容密闭容器中,反应温度为T1时,c(N2O4)和c(NO2)随t变化为曲线Ⅰ、Ⅱ,改变温度到T2,c(NO2)随t变化为曲线Ⅲ。下列判断正确的是
A.温度T1>T2
B.反应速率v(a)<v(b)
C.K(T1)>K(T2)
D.在T2温度下,反应在0-t1内的平均速率为v(N2O4)=mol/(L·s)
【答案】D
【解析】A.该反应为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,NO2的浓度增大,所以温度T1<T2,A错误;
B.,a点b点生成相同,a点对应的小于b点, 所以反应速率v(a)>v(b),B错误;
C.该反应为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,平衡常数K增大,T1<T2,所以K(T1)<K(T2) ,C错误;
D.在T2温度下,反应在0-t1内的,,所以反应在0-t1内的平均速率为,D正确;
故答案为:D。
3.某温度时,在1L容器中发生A、B两种物质间的转化反应,A、B物质的量随时间变化曲线如图所示。下列叙述正确的是
A.该反应的化学方程式为
B.达到平衡时,A和B浓度保持不变
C.4min时,该反应已处于化学平衡状态
D.0~4min,B的平均反应速率为0.1mol/(L•min)
【答案】B
【解析】A.由图可知A是反应物,B是生成物,达到平衡时,消耗的时间是一样的,A的变化量为0.6mol,B的变化量为0.3mol,变化量之比等于化学计量数之比,该反应的化学方程式为2A⇌ B,故A错误;
B.反应达到平衡时,A与B的浓度应该保持不变,故B正确;
C.4min 后A和B的浓度仍在变化,说明未达到平衡状态,8min时图像中的两条曲线都变直了,说明浓度不再发生改变,说明此时反应达到平衡,故C错误;
D.0~4min,B的平均反应速率为,故D错误;
故本题选B。
· 考点二、化学反应速率的影响因素
内因:反应物本身的性质→起最主要作用(如:F2非常活泼,与H2在阴冷的环境下相遇会发生爆炸,而I2与H2在500℃的条件下才能反应,而且是可逆反应)
外因:外界因素(包括浓度、压强、温度、催化剂、固体表面积等)
(1)浓度对化学反应速率的影响
规律:在其他条件不变的情况下,增大反应物的浓度,可以加快化学反应速率;减小