杰哥 | 2-1 化學(xué)反應(yīng)速率基本概念與計算

1??化學(xué)反應(yīng)速率的概念及其數(shù)學(xué)表達式

1. 概念：化學(xué)反應(yīng)速率是定量描述化學(xué)反應(yīng)進行快慢的物理量。

通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減小或生成物濃度的增加來表示。

2. 數(shù)學(xué)表達式為v=△c / △v（濃度變化量用正值）

3. 單位：mol/(L·s) / mol/(L·min)

4. 注意：

（1）化學(xué)反應(yīng)速率是一段時間內(nèi)的平均速率，而不是瞬時速率。

（2）無論用反應(yīng)物還是用生成物表示均取正值。

（3）不用純液體或固體來表示化學(xué)反應(yīng)速率，因為固體和純液體的濃度可以看作是一個常數(shù)。

2??化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計量數(shù)的關(guān)系

1. 同一反應(yīng)用不同物質(zhì)表示化學(xué)反應(yīng)速率時，其數(shù)值大小可能不同，但表示的意義相同。
2. 對于反應(yīng)mA(g) + nB(g) == pC(g) + qD(g)，當(dāng)單位相同時，化學(xué)反應(yīng)速率的數(shù)值之比等于方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比，即v(A)：v(B)：v(C)：v(D) =m:n:p:q或vA/m = vB/n =vC/p =vD/q

3??化學(xué)反應(yīng)速率基本概念

（1）化學(xué)反應(yīng)速率表示的是化學(xué)反應(yīng)進行的程度（x）【快慢】

（2）化學(xué)反應(yīng)速率可以是正值，也可以是負值（x）【一律取正值】

（3）對任何化學(xué)反應(yīng)來說，反應(yīng)速率越大，反應(yīng)現(xiàn)象就越明顯（x）【酸堿中和，兩碼事】

（4）化學(xué)反應(yīng)速率是指某一時刻，某種反應(yīng)物的瞬時反應(yīng)速率（x）【平均速率】

（5）化學(xué)反應(yīng)速率為0.8mol·L?1·s?1是指反應(yīng)1s時某物質(zhì)的濃度為0.8mol·L?1·s?1（x）【單位時間的變化量】

（6）化學(xué)反應(yīng)速率可用反應(yīng)體系中任何一種反應(yīng)物或生成物來表示（x）【固體和純液體不行】

（7）對于任何化學(xué)反應(yīng)來說，都必須用單位時間內(nèi)反應(yīng)物或生成物濃度的變化量來表示化學(xué)反應(yīng)速率（x）【可以用單位時間內(nèi)壓強變化速率和物質(zhì)的量變化速率】

（8）同一化學(xué)反應(yīng)，相同條件下用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率，數(shù)值越大，表示化學(xué)反應(yīng)速率越快（x）【需要換成同一個物質(zhì)進行比較】

4??化學(xué)反應(yīng)速率練一下

例題1

在2L密閉容器內(nèi)，某氣體反應(yīng)物在2s內(nèi)由8mol變?yōu)?.2mol，則該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為

A. 0.4mol·L?1·s?1

B. 0.3mol·L?1·s?1

C. 0.2mol·L?1·s?1?

D. 0.1mol·L?1·s?1

例題2

5.6g鐵粉投入到盛有100mL 2mol·L?1稀硫酸的燒杯中，2min時鐵粉剛好溶解（溶解前后溶液體積變化忽略不計），下列表示這個反應(yīng)的速率正確的是

A. v（H?SO?）=0.5mol·L?1·min?1?

B. v（H?SO?）=1mol·L?1·min?1

C. v（Fe）=0.5mol·L?1·min?1【固體】

D. v（FeSO?）=1mol·L?1·min?1【0.5mol·L?1·min?1】

5??反應(yīng)速率大小比較

已知反應(yīng)4CO + 2NO? =催化劑= N? + 4CO?在不同條件下的化學(xué)反應(yīng)速率如下：

①v（CO）=1.5mol·L?1·min?1

②v（NO?）=0.7mol·L?1·min?1【v（CO）=1.4mol·L?1·min?1】

③v（N?）=0.4mol·L?1·min?1【v（CO）=1.6mol·L?1·min?1】

④v（CO?）=1.1mol·L?1·min?1【v（CO）=1.1mol·L?1·min?1】

⑤v（NO?）=0.01mol·L?1·s?1【v（NO?）=0.6mol·L?1·min?1；v（CO）=1.2mol·L?1·min?1】

請比較上述5種情況反應(yīng)的快慢：③>①>②>⑤>④

6??反應(yīng)速率計算："三段式法”

對于比較復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)速率計算，常采用“三段式法”進行計算：

計算中注意以下量的關(guān)系：

①對反應(yīng)物：c(起始) -c(轉(zhuǎn)化) =c(某時刻)；

②對生成物：c(起始) +c(轉(zhuǎn)化) =c(某時刻)。

例題3

在 的密閉容器中，發(fā)生以下反應(yīng)：2A(g) +B(g) = 2C(g) +D(g)

若最初加入的A和B都是4mol，在前10s內(nèi)A的平均反應(yīng)速率為0.12mol/(L·s)，則10s時，容器中B的物質(zhì)的量是

• 10s內(nèi)，A消耗了1.2mol·L?1
• A消耗了2.4L

A. 1.6 mol

B. 2.8 mol?

C. 2.4 mol

D. 1.2 mol

例題4

一定溫度下，向2L恒容密閉容器中充入0.4molNH?和0.5molO?發(fā)生反應(yīng)

4NH?(g) +5O?(g) ==4NO(g) +6H?O(g)。

4min后，NO的濃度為0.06mol·L?1。下列有關(guān)說法錯誤的是

A. 4min末，用NO表示的反應(yīng)速率為0.03mol·L?1·min?1【0.015mol·L?1·min?1】

B. 4min末，NH?的濃度為0.14mol·L?1

C. 0~4min內(nèi)，生成的水的質(zhì)量為3.24g【0.18*18g/mol =3.24g】

D. 0~4min內(nèi)，O?的物質(zhì)的量減少了0.15mol

例題5

向2L的恒容密閉容器中通入4molA和5molB，發(fā)生反應(yīng)：4A(g) +5B(g) ==3C(g) +3D(s)

5min后，容器內(nèi)壓強變?yōu)樵瓉淼?0%（溫度不變），則該反應(yīng)在0~5min內(nèi)的平均反應(yīng)速率可表示為

• pV=nRT
• p∝n
• 設(shè)A轉(zhuǎn)化了-4x，B轉(zhuǎn)化了-5x

A. v(A) =0.24mol·L?1·min?1【0.12mol·L?1·min?1】

B. v(B) =0.15mol·L?1·min?1?

C. v(C) =0.18mol·L?1·min?1【0.09mol·L?1·min?1】

D. v(D) =0.36mol·L?1·min?1【D是固體】