内容正文:
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第二节 化学反应的速率和限度
6.2.1 化学反应的速率
1
【引入】
在化学反应的研究和实际应用中,人们除了选择合适的化学反应以实现所期待的物质转化或能量转化,还要关注化学反应进行的快慢和程度,以提高生产效率。
在化学实验和日常生活中,我们经常观察到这样的现象:有的反应进行的快,有的进行的慢。
怎样直观的比较和判断反应的快慢?
①冒气泡快慢
②浑浊程度
③固体量改变
④颜色变化
定性的表示
化学反应速率
1、概念:
2、表示方法:
3、定义式:
4、常用单位:
用来衡量化学反应过程进行快慢程度的物理量
通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量(均取正值)来表示
mol/(L·min) 或 mol/(L·s)
【课堂练习】
例 已知合成氨反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),其浓度数据如下:
N2 H2 NH3
起始浓度/(mol·L-1) 1.0 3.0 0
2 s末浓度/(mol·L-1) 0.6 1.8 0.8
2 s内,N2、H2、NH3的物质的量浓度变化各为多少?则2 s内用N2、H2、NH3表示的化学反应速率v(N2)、v(H2)、v(NH3)分别为多少?
提示 2 s内,Δc(N2)=(1.0-0.6) mol·L-1=0.4 mol·L-1,
Δc(H2)=(3.0-1.8) mol·L-1=1.2 mol·L-1,
Δc(NH3)=(0.8-0) mol·L-1=0.8 mol·L-1,
2 s内v(N2)===0.2 mol·L-1·s-1,
v(H2)===0.6 mol·L-1·s-1,
v(NH3)===0.4 mol·L-1·s-1。
根据上述计算,同一反应在相同时间内,用不同物质表示的反应速率,其数值是否相同?表示的反应快慢是否相同?用不同物质表示同一反应的反应速率其数值有什么规律?
提示 同一反应在相同时间内,用不同物质表示的反应速率,其数值可能不同,但都表示该反应的反应速率,意义相同;用不同物质表示同一反应的化学反应速率时,化学反应速率之比等于其化学计量数之比。
注意:
(1)化学反应速率是指一段时间内平均速率,而不是瞬时速率,且取正值
(2)要指明具体物质的反应速率,用不同物质表示同一反应的速率时,虽然数值不同,但表示的意义相同。
(3) 不能用固体和纯液体来表示化学反应速率。如C、H2O
(4)在同一个反应里,各物质表示的速率之比等于该反应方程式的化学计量数之比=各物质的物质的量浓度的变化量之比=各物质的物质的物质的量变化量之比。
即对于反应:aA+bB=cC+dD (各物质都不是固体和纯液体) A:B:C:D = a : b : c : d
反应 A(g) + 3B(g) = 2C(g) + 2D (g) 在四种不同情况下的反应速率为:
①v(A)=0.45mol·L-1·min-1 ②v(B)=0.6mol·L-1·s-1
③v(C)=0.4mol·L-1·s-1 ④v(D)=0.45mol·L-1·s-1
则该反应速率的快慢顺序为( )
A.④>③=②>① B.④<③=②<① C.①>②=③>④ D.④>③>②>①
A
比较同一个化学反应的反应速率的相对大小两种方法:
1.先转化为同一物质同一单位,比较其数值大小,越大表明反应越快。
2.的相对大小,若,则A表示的速率快
某温度下,浓度都是1 mol/L的两种气体X2和Y2,在密闭容器中反应生成气体Z,经过t min后,测得物质的量浓度分为:
c(X2) = 0.4mol/L, c(Y2) = 0.8mol/L , c(Z) = 0.4mol/L
则该反应的反应方程式可表示为:
3X2 + Y2 = 2Z
根据下图填空:
(1)反应物是 ;
生成物是 ;
(2)2min内A、B、C三者的反应速率是多少?
该反应的化学方程式是 。
A、B
C
3A+2B⇋3C
$$