第二章第二章化学反应速率和化学平衡化学反应速率和化学平衡第一节第一节化学反应化学反应速率速率一、化学反应速率一、化学反应速率1.定义:用来表示一个化学反应快慢的定义:用来表示一个化学反应快慢的物理量物理量,常用单位时间内反应物浓度的常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物的浓度增加来表示减少或生成物的浓度增加来表示若浓度用物质的量(若浓度用物质的量(C)来表示,)来表示,单位为:单位为:mol/L,时间用,时间用t来表示,单位来表示,单位为:秒(为:秒(s)或分()或分(min)或小时()或小时(h)来表示,来表示,则化学反应速率的数学表达式则化学反应速率的数学表达式为:为:V=C/t 单位单位/(Lh)是:是:mol/mol/(L Ls s)或或 mol/mol/(L Lminmin)或或 molmol例题例题:在在2L的密闭容器中,加入的密闭容器中,加入1mol和和3mol的的N2和和 H2,发生,发生 N2+3H2 2NH3 在在2s末时,测得容器中含有末时,测得容器中含有0.4mol的的NH3,求该反应的化学反应速率求该反应的化学反应速率解:解:N2 +3H2 2NH3 起始量起始量/mol 1 3 0 2s末量末量/mol 1-0.2 3-0.6 0.4 变化量变化量/mol 0.2 0.6 0.4 则则:V(N2)=0.2/(22)=0.05 mol/(Ls)V(H2)=0.6/(22)=0.15 mol/(Ls)V(NH3)=0.4/(22)=0.1 mol/(Ls)二二.应注意的几个问题:应注意的几个问题:1.上述化学反应速率是平均速率,而不是瞬上述化学反应速率是平均速率,而不是瞬时速率。
时速率2.无论浓度的变化是增加还是减少,一般都无论浓度的变化是增加还是减少,一般都取正值,所以化学反应速率一般为正值取正值,所以化学反应速率一般为正值3.对于同一个反应来说,用不同的物质来表对于同一个反应来说,用不同的物质来表示该反应的速率时,其数值不同,但每种示该反应的速率时,其数值不同,但每种物质都可以用来表示该反应的快慢物质都可以用来表示该反应的快慢4.在同一个反应中,各物质的反应速率之比在同一个反应中,各物质的反应速率之比等于方程式中的系数比即:等于方程式中的系数比即:V(N2):V(H2 ):V(NH3)=1:3:2 5.对于在一个容器中的一般反应对于在一个容器中的一般反应 aA+bB=cC+dD来说有来说有 VA:VB:VC:VD=CA:CB:CC:CD=nA:nB:nC:nD=a:b:c:d6.用化学反应速率来比较不同反应进行得快慢用化学反应速率来比较不同反应进行得快慢或同一反应在不同条件下反应的快慢时,或同一反应在不同条件下反应的快慢时,应选择同一物质来比较例如:可逆反应应选择同一物质来比较例如:可逆反应 A(g)+B(g)C(g)+D(g),在,在四种不同情况下的反应速率如下,其中反四种不同情况下的反应速率如下,其中反应进行得最快的是(应进行得最快的是()A.VA=0.15mol/Lmin B.VB=0.6 mol/Lmin C.VC=0.4 mol/Lmin D.VD=0.01 mol/LsD实验测定实验测定2-1随堂练习随堂练习1把下列四种把下列四种X溶液,分别加进四个溶液,分别加进四个盛有盛有10mL浓度为浓度为2 molL-1 的盐酸的的盐酸的烧杯中,并都加水稀释至烧杯中,并都加水稀释至50mL,此,此时,时,X和盐酸缓慢地进行反应,其中和盐酸缓慢地进行反应,其中反应速率最大的是(反应速率最大的是()。
A)10 mL、2 molL-1 (B)20 mL、2 molL-1(C)10 mL、4 molL-1 (D)20 mL、3 molL-1D随堂练习随堂练习2在四个不同的容器中,在不同的条在四个不同的容器中,在不同的条件下进行合成氨反应根据在相同时件下进行合成氨反应根据在相同时间内测定的结果判断,生成氨的速率间内测定的结果判断,生成氨的速率最快的是(最快的是()(A)(H2)=0.1 molL-1min-1 (B)(N2)=0.2 molL-1min-1(C)(NH3)=0.15 molL-1min-1 (D)(H2)=0.3 molL-1min-1B随堂练习随堂练习3反应反应4NH3+5O2 =4NO+6H2O,在,在5L的的密闭容器中进行半分钟后,密闭容器中进行半分钟后,NO的物质的的物质的量增加了量增加了0.3mol,则此反应的平均速率,则此反应的平均速率(x)(表示反应物的消耗速率或生成物)(表示反应物的消耗速率或生成物的生成速率)为(的生成速率)为()A)(O2)=0.01 molL-1s-1 (B)(NO)=0.008 molL-1s-1 (C)(H2O)=0.003 molL-1s-1 (D)(NH3)=0.002 molL-1s-1C D随堂练习随堂练习4反应反应4A(气)(气)+5B(气)(气)=4C(气气)+6D(气)(气)在在5L的密闭容器中进行,半分钟后,的密闭容器中进行,半分钟后,C的物的物质的量增加了质的量增加了0.3mol。
下列论述正确的是下列论述正确的是()A)A的平均反应速率是的平均反应速率是0.010 molL-1s-1 (B)容器中含)容器中含D的物质的量至少为的物质的量至少为0.45mol (C)容器中)容器中A、B、C、D的物质的量比一定的物质的量比一定是是4:5:4:6 (D)容器中)容器中A的物质的量一定增加了的物质的量一定增加了0.3molB随堂练习随堂练习5在密闭容器中进行可逆反应,在密闭容器中进行可逆反应,A与与B反反应生成应生成C,其反应速率分别用,其反应速率分别用(A)、(B)、(C)(molL-1s-1)表示,且)表示,且(A)、(B)、(C)之 间 有 如 下 所 示 的 关 系:之 间 有 如 下 所 示 的 关 系:(B)=3(A);3(C)=2(B)则此反应可则此反应可表示为(表示为()(A)2A+3B2C (B)A3B2C(C)3A+B2C (D)ABB随堂练习随堂练习6在一个容积为在一个容积为2L的密闭容器中,发的密闭容器中,发生如下反应:生如下反应:3X(气)(气)+Y(气)(气)=2Z(气)(气)若最初加入的若最初加入的X、Y和和Z都是都是1mol,反应中反应中X的平均反应速率为的平均反应速率为0.12 molL-1s-1。
若要产物若要产物Z为为1.8mol,反应所需,反应所需的时间为(的时间为()(A)5s (B)10s (C)15s (D)20sB随堂练习随堂练习7取取2g干燥铝粉和干燥铝粉和3g碘粉小心混匀,分为四碘粉小心混匀,分为四堆往各堆上分别加堆往各堆上分别加0.5g水,水,1g明矾,明矾,1g胆矾,胆矾,1g无水硫酸铜加水那堆混合物首无水硫酸铜加水那堆混合物首先冒火花,发生剧烈反应,其次发生反应先冒火花,发生剧烈反应,其次发生反应的是加明矾的那一堆混合物,再次发生反的是加明矾的那一堆混合物,再次发生反应的是加胆矾的那一堆混合物,而加无水应的是加胆矾的那一堆混合物,而加无水硫酸铜的那堆最难发生反应硫酸铜的那堆最难发生反应1)铝和碘反应的方程式为铝和碘反应的方程式为_铝和碘反应还可以看到铝和碘反应还可以看到_2)四堆混合物发生反应的先后顺序说明四堆混合物发生反应的先后顺序说明_2Al+3I2=2AlI3 紫色碘蒸气紫色碘蒸气 水是催化剂,明矾比胆矾更易失水水是催化剂,明矾比胆矾更易失水随堂练习随堂练习8在一个容积为在一个容积为3L的密闭容器内进行如的密闭容器内进行如下反应:下反应:N2(气)(气)+3H2(气)(气)2NH3(气)(气)反应开始时,反应开始时,n(N2)=1.5mol,n(H2)=4.4mol,2min后,后,n(H2)=0.8mol 试用试用H2、N2和和NH3的浓度变化来表的浓度变化来表示该反应的反应速率,并求出示该反应的反应速率,并求出2min末末的的N2的浓度。
的浓度H2)=0.6 molL-1min-1,(N2)=0.2 molL-1min-1,(NH3)=0.4 molL-1min-1c(N2)=0.1 mol。