内容正文:
第二章 化学反应速率与平衡
第一节 化学反应速率
第1课时 化学反应速率
1
如何定量描述反应的快慢呢?
一、化学反应速率
1.定义:单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加
2.表达式:
Δn
VΔt
=
Δc
Δt
υ =
3.单位:
mol·L-1·s-1 mol·L-1·min-1
或 mol/(L·s ) mol/(L·min )
特别提醒
1.对固体或纯液体不适用;
2.同一反应,相同时间内,用不同物质表示反应速率,数值可能不同,意义相同。
3.表示一段时间内的平均速率。
3
4.对于一个化学反应: mA + nB = pC + qD,
用不同物质表示的 化学反应速率之比 等于 化学计量数之比。
v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D) = m∶n∶p∶q。
v (A)
m
=
v (B)
n
v (C)
p
=
v (D)
q
=
化学计量数之比= v之比
=Δc之比
= Δn之比
N2 + 3H2 2NH3
高温高压
催化剂
在密闭容器发生如下反应,
v (N2)
=
Δc (N2)
Δt
=
0.1mol/L
5min
=
0.02 mol/(L∙min)
v (H2)
=
0.06 mol/(L∙min)
v (NH3)
=
0.04 mol/(L∙min)
v (N2) : v (H2) : v (NH3) =
1 :3 :2
开始时N2的浓度为0.8mol/L,5min后 N2的浓度为0.7mol/L 。求这5min内N2、H2、NH3的平均速率是多少?
5.应用:化学反应速率的计算
同一化学反应用不同物质表示,其数值可能不同,并且也可用不同单位表示,在比较反应速率时不能只看其数值,需要先进行转化。
方法一:归一法
①化单位;②转化为同一物质表示v。
化学计量数之比= v之比
方法二:标准值法(常用)
①化单位;②比较反应速率与化学计量数的比值。
如:mA(g) + nB(g) === pC(g) + qD(g),则比较
5.应用:化学反应速率的比较
练习
对化学反应2A(g)+B(g)=3C(g)+4D(g),下列选项中表示该反应速率最快的是( )
A.v(A)=0.06 mol/(L·s) B.v(B)=1.2 mol/(L·min)
C.v(C)=4.8 mol/(L·min) D.v(D)=0.1 mol/(L·s)
A
2、某温度时,在2 L密闭容器中X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如下图所示。根据图中数据,试回答:
(1)容器内的反应物是________。
(2)写出该反应的化学方程式:__________________。
X、Y
X+3Y 2Z
在 2 L 的密闭容器中,加入 1 mol N2和 3 mol H2,发生
N2+3H2 2NH3 ,在 2s 末时,测得容器中含有 0.4 mol 的NH3,求该反应的化学反应速率。
三段式法
起始浓度(mol/L)
变化浓度(mol/L)
2s末浓度(mol/L)
1.5
0.5
0
0.2
0.2
0.1
0.3
0.4
1.2
(1)写出有关反应的化学方程式。
(2)标出各物质的起始量、变化量、某时刻量(可用n,也可用c,但要求统一)。
(3)根据已知条件列方程式计算。
mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)
起始量(mol/L)
变化量(mol/L)
某时刻量(mol/L)
相关计算:
变化量
起始量
转化率=
×100 %
a b 0 0
变化量之比=化学计量数之比
5.应用:三段式的运用
变化量(mol):
2s末量(mol):
例:在2L的密闭容器中,加入1mol N2和3mol H2,发生N2 + 3H2 2NH3,在2s末时,测得生成0.4mol NH3,求①用NH3表示该反应的化学反应速率;②H2 的转化率;③ 反应后N2的浓度。
解: N2 + 3H2 2NH3
起始量(mol): 1 3 0
则①υ(NH3)= =0.1 mol/(L·s)
0.4mol
2L×2s
② H2的转化率= ×100%=20%
0.6mol
3mol
③ 反应后N2浓度= =0.4 mol/L
0.8mol
2L
0.2 0.6 0.4
0.8 2.4
0.4
2、一定温度下,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列描述正确的是( )
A.反应开始到10 s时,用Z表示的反应速率为0.158 mol·L-1·s-1
B.反应开始到10 s时,X的物质的量浓度减少了0.79 mol·L-1
C.反应开始到10 s时,Y的转化率为79.0%
D.反应的化学方程式为:X(g)+Y(g) Z(g)
C
课堂练习
$