内容正文:
第6讲 化学反应的速率与限度
考点1: 化学反应速率
1.生活中化学反应的快慢
①烟花的爆炸——极快
②食物的腐败、铁的生锈——慢
③水滴石穿——非常缓慢
2.化学反应速率
(1)概念:
化学反应速率是用来衡量化学反应进行的快慢的物理量,通常用单位时间内反应物浓度的减少量或者生成物的增加量(取正值)来表示。
(2)公式:
其中,v表示B物质的反应速率;表示B物质的浓度变化量(反应物取减少量,生成物取增加量)
(3)单位:
mol·L-1·min-1或mol·L-1·s-1
(1)由于化学反应中反应物浓度的减少量和生成物浓度的增加量均为正值,反应速率也均为正值。
(2)在同一化学反应里,用不同的物质表示的反应速率可能不同,但意义相同,故描述反应速率时必须指明具体的物质。
(3)固体或纯液体的浓度视为常数,Δc=0因此不用固体或纯液体表示化学反应速率。
(4)化学反应速率是一段时间内的平均反应速率,而不是某一时刻的瞬时速率
3.用不同物质表示化学反应速率时的关系
由于一个化学反应中各物质的化学计量数不一定相同,所以相同时间内各物质浓度的变化量不一定相同,则化学反应速率的数值不一定相同,但各物质间反应速率表示的意义相同,都表示该化学反应进行的快慢。在同一化学反应中,若用不同物质的浓度变化来表示化学反应速率,其数值之比等于该反应化学方程式中相应物质的化学计量数之比,如对于化学反应aA(g)+bB(g)=cC(g)+dD(g),有下列恒等式:v(A):v(B):v(C):v(D)=a:b:c:d。
化学反应速率大小的比较方法
(1)归一法:若单位不统一,则要换算成相同的单位;若为不同物质表示的反应速率,则要换算成同一物质来表示反应速率;再比较数值的大小。
(2)比值法:比较化学反应速率与化学计量数的比值,如aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g),比较与,若>,则说明用A表示的化学反应速率大于用B表示的化学反应速率。
4.计算方法
三段式法:
(1)写出有关反应的化学方程式。
(2)找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。
(3)根据已知条件计算。
例:在一定条件下,向2 L密闭容器中充入2 mol N2和4 mol H2发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),10 min时测定生成NH3 1 mol,则用N2、H2、NH3表示的平均反应速率分别为多少?
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)
起始 2 mol 4 mol 0
转化 0.5 mol 1.5 mol 1 mol
平衡 1.5 mol 2.5 mol 1 mol
在“三段式”中,转化的部分是按照化学计量系数进行反应的
v(N2)==0.025 mol/(L·min)
v(H2)==0.075 mol/(L·min)
v(NH3)==0.05 mol/(L·min)
①反应的转化率(α):指已被转化的反应物的物质的量与其初始的物质的物质的量之比
N2的转化率=,H2的转化率=
②生成物的产率:指生成物的实际值与理论值(按照方程式计算的出来的)的比值
NH3的产率=
③反应结束时各物质的浓度
c(N2)=,c(H2)=,
c(NH3)=
④反应结束时各物质的百分含量(气体的体积分数、物质的量分数、质量分数)
N2的体积分数=
H2的体积分数=
NH3的体积分数=
⑤恒温时,两种容器
恒温恒容
恒温恒压
恒温、恒容时:
恒温、恒压时:
【典例1】把下列种的溶液,分别加入盛有的盐酸的烧杯中,并均加水稀释至,此时和盐酸缓慢地进行反应,其中反应速率最大的是
A. , B. ,
C. , D. ,
【典例2】在反应中,表示该反应速率最快的是
A. B.
C. D.
【典例3】在一密闭容器中充入一定量的和,经测定反应开始后内,则末的浓度为
A. B. C. D.
【典例4】将气体和气体置于的密闭容器中,混合后发生如下反应:。若经后测得的物质的量浓度为,下列说法正确的是
A. 用物质表示的反应速率为
B. 用物质表示的反应速率为
C. 时物质的转化率为
D. 时物质的物质的量浓度为
【典例5】某温度下,浓度都是的两种气体和在密闭容器中反应,经过后,测得物质的物质的量浓度分别为,,则该反应的化学方程式可表示为
A. B.
C. D.
【典例6】判断正误正确的打“”,错误的打“”
(1)对于任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象就越明显。
化学反应速率为,是指时某物质的浓度为。
由计算平均速率,用反应物表示时为正值,用生成物表示时为负值。
同一化学反应,相同条件下用不