1、第二章 化学反应速率 和化学平衡 20202020年年3 3 月月2828日星 期六日星 期六 第一节 化学反应速率 回忆钠和钾分别与水反应的现象。回忆钠和钾分别与水反应的现象。 比较等物质的量浓度的盐酸和醋酸与大比较等物质的量浓度的盐酸和醋酸与大 理石反应的快慢。理石反应的快慢。 不同的化学反应快慢是不一样的。怎不同的化学反应快慢是不一样的。怎 么样来比较和描述不同反应的快慢呢？么样来比较和描述不同反应的快慢呢？ 化学反应速率是化学反应速率是用来衡量化学反应进用来衡量化学反应进 行快慢程度行快慢程度的一个物理量。的一个物理量。 2 以反应以反应Zn+2HCl=ZnClZn+2HCl=ZnCl
2、2 2+H+H2 2为例：为例： 可以通过测定哪些数据来确定可以通过测定哪些数据来确定 该反应的快慢？该反应的快慢？ 1 1、测定单位时间内消耗锌的质量，测定单位时间内消耗锌的质量， 2 2、测定同质量的锌完全消失所需的时间测定同质量的锌完全消失所需的时间 3 3、测定反应停止所需的时间测定反应停止所需的时间 4 4、测定相同时间内溶液的测定相同时间内溶液的PHPH的变化的变化 5 5、测定溶液中的氢离子浓度的变化测定溶液中的氢离子浓度的变化 6 6、测定相同时间内溶液中的锌离子浓度的增加值测定相同时间内溶液中的锌离子浓度的增加值 7 7、测定相同时间所收集的氢气的体积或质量测定相同时间所收集
3、的氢气的体积或质量 8 8、测定相同时间内溶液的质量的变化量测定相同时间内溶液的质量的变化量 9 9、加指示剂测定颜色的变化所需的时间加指示剂测定颜色的变化所需的时间 总之：凡是在反应中变化的一切数据都能作总之：凡是在反应中变化的一切数据都能作 为反应快慢的依据。而不变的数据则不能比为反应快慢的依据。而不变的数据则不能比 较。较。 化学反应速率通常用化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减单位时间内反应物浓度的减 少或生成物浓度的增加少或生成物浓度的增加来表示。来表示。 浓度常用单位：浓度常用单位：mol/Lmol/L 时间常用单位：时间常用单位：s s 、 minmin、h h 化学反应速
4、率常用单位化学反应速率常用单位:mol/(L:mol/(L s) s) 或或 mol/(Lmol/(L min)min) 表达式：表达式：v v = = c/c/t t 一、化学反应速率的表示一、化学反应速率的表示 v v = = n/(Vn/(V t)t) 1 1、通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的、通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的 增加来表示，所以反应速率是正值。增加来表示，所以反应速率是正值。 2 2、中学阶段的化学反应速率是平均速率。、中学阶段的化学反应速率是平均速率。 3 3、浓度仅指溶液或气体的，、浓度仅指溶液或气体的， 固体、纯液体的浓度是常数不随条件的
5、变化而变化。 固体、纯液体的浓度是常数不随条件的变化而变化。 4 【例题】在【例题】在2L2L的密闭容器中，加入的密闭容器中，加入1molN1molN2 2和和3molH3molH2 2，发，发 生生 N N2 2+3H+3H2 2 = = 2NH 2NH3 3 ，在，在2s2s末时，测得容器中含有末时，测得容器中含有0.4mol0.4mol 的的NHNH3 3，求该反应的化学反应速率。，求该反应的化学反应速率。 起始浓度起始浓度(mol/L)(mol/L) 2s2s末浓度末浓度(mol/L)(mol/L) 观察并回答，分别用三种物质表示的反应速率观察并回答，分别用三种物质表示的反应速率 之间
6、有什么关系？之间有什么关系？ 问题问题1 1 22332NHNH (2) 0.1mol/ 0.05mol/?s t2s N CL VL （） (2) 0.3mol/ 0.15mol/?s t2s H CL VL （） 变化浓度变化浓度(mol/L)(mol/L) 三段式三段式 0.5 1.5 0 0.2 0.2 0.3 0.1 0.4 1.2 (3) 0.2mol/ 0.10mol/?s t2s NH CL VL （） 5 同一个反应，用不同的物质来表示反应速率，数同一个反应，用不同的物质来表示反应速率，数 值是不一样的，所以应注明是由哪种物质表示的。值是不一样的，所以应注明是由哪种物质表示的
7、。 同一反应中，各物质的速率之比等于他们在化学同一反应中，各物质的速率之比等于他们在化学 方程式中的化学计量数之比。方程式中的化学计量数之比。 如在如在N2 + 3H2 = 2NH3 中，中， v(N2):v(H2):v(NH3)=1:3:2 结论结论1 1 abcdABCD对于具体反应： (A)(B)(C)(D)VVVV 有 abcd (A)(B)(C)(D)CCCC abcd (A)(B)(C)(D)nnnn abcd 6 常见题型例举常见题型例举 1、用不同的物质来表示反应速率。、用不同的物质来表示反应速率。 例例1、反应、反应4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O 在在5L的密
8、闭容器的密闭容器 中进行，中进行，30s后，后，NO的物质的量增加了的物质的量增加了0.3mol，则此反，则此反 应的平均速率可表示为：应的平均速率可表示为： A、v (O2)=0.01 mol/L s B、 v (NO)=0.008 mol/L s C、 v (H2O)=0.003 mol/L s D、 v (NH3)=0.002 mol/L s v (NO)=0.3/（530） =0.002 mol/L s 7 2、比较反应速率的大小、比较反应速率的大小 例例2、反应、反应A + 3B = 2C + 2D在四种不同情况下的反应速在四种不同情况下的反应速 率分别为率分别为V A = 0.15
9、mol L-1 s-1 VB = 0.6mol L-1 s-1 Vc = 0.4mol L-1 s-1 VD = 0.45mol L-1 s-1 则该反应在不同条件下速率快慢顺序是则该反应在不同条件下速率快慢顺序是 = 结论结论2：在同一反应中，反应速率的大小不能单纯地看在同一反应中，反应速率的大小不能单纯地看 数值大小。应化为同一种物质的反应速率再进行比较。数值大小。应化为同一种物质的反应速率再进行比较。 8 3、根据各物质的反应速率之比写出化学方程式。、根据各物质的反应速率之比写出化学方程式。 例例3、某温度下，浓度都是、某温度下，浓度都是1mol/L的两种气体的两种气体X2和和Y2， 在
10、密闭容器中反应生成气体在密闭容器中反应生成气体Z，经过，经过t min后，测得物后，测得物 质的量浓度分别为：质的量浓度分别为：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：，则该反应的反应方程式可表示为： 3X2 + Y2 = 2Z 3X2 + Y2 = 2X3Y 9 习题：已知反应习题：已知反应N2 +3H2 2NH3 ，根据下图判断，根据下图判断 1、A是是_物质的量浓度物质的量浓度 变化情况变化情况 2、C是是_物质的量浓度物质的量浓度 变化情况变化情况 3、2分钟内分钟内N2的平均速率是多的平均速率是多 少？
11、少？ H2 NH3 0.5mol/(L min ) 10 化学反应速率的测量化学反应速率的测量 2、化学反应进行的时候，反应物和生成物的浓 度都在不断地变化，由于反应体系中一种反应物 浓度的变化，必然引起其他物质浓度发生相应的 变化。因此，化学反应速率只要用反应体系中任 何一种物质（反应物或生成物）的浓度变化来表 示，一般以最容易测定的物质表示。 3 3、在物质的诸多性质中、在物质的诸多性质中, ,特别是在溶液中特别是在溶液中, ,当反应当反应 物或生成本身有比较明显的颜色时物或生成本身有比较明显的颜色时, ,人们常常利用人们常常利用 颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反颜色深浅和显色物
12、质浓度间的正比关系来跟踪反 应的过程和测量反应的速率应的过程和测量反应的速率. . 1、化学反应速率是通过实验测定的。 11 1、 下列反应中下列反应中 2 SO2 + O2 2 SO3 起始浓度（起始浓度（mol/L） 0.4 0.2 0 2 s后浓度（后浓度（mol/L） 0.2 求：求：V（SO2）、）、V（O2）、）、V（SO3） 2、在、在500 mL的密闭容器中装入的密闭容器中装入1.5 mol H2，0.5 mol N2和和0.05 mol NH3。若该反应的反应速率。若该反应的反应速率 V（H2）= 0.3 mol/（L min）时，求）时，求3分钟末时分钟末时 NH3的浓度？
13、的浓度？ 12 3、把、把0.6molX气体的气体的0.4molY气体混合于气体混合于2L容容 器中，使它们发生如下反应：器中，使它们发生如下反应：3X+Y= nZ+2W。 2min末已生成末已生成0.2molW，若测知，若测知 V(z)=0.1mol/(L min)，则，则 上述反应中上述反应中Z气体的计量数气体的计量数n的值是的值是( ) A.1 B.2 C.3 D.4 上述反应在上述反应在2min末时，已消耗的末时，已消耗的Y占原来的占原来的 百分比是百分比是( ) A.20% B.25% C.33% D.50% D B 反应物的消耗量反应物的消耗量 转化率转化率= 反应物的起始量反应物
14、的起始量 100% 13 4、在、在4个不同的容器中，在不同的条件下进行合个不同的容器中，在不同的条件下进行合 成氨反应，根据在相同时间内测定的结果判断，成氨反应，根据在相同时间内测定的结果判断， 生成氨的速率最快的是（生成氨的速率最快的是（ ） AV（H2）= 0.1 mol/L min BV（N2）= 0.2 mol/L min CV（NH3）= 0.15 mol/L min DV（H2）= 0.3 mol/L min 注：此类题均换算为同一物质的速率为标准比较注：此类题均换算为同一物质的速率为标准比较 B 14 5、一定温度下，向一个容积为、一定温度下，向一个容积为2L的事先装入催的事先
15、装入催 化剂的真空密闭容器中通入化剂的真空密闭容器中通入1molN2和和3mol H2， 3min末测此容器内压强是起始时压强的末测此容器内压强是起始时压强的0.9倍。倍。 在此时间内用在此时间内用 H2的量的变化来表示该反应的平的量的变化来表示该反应的平 均反应速率均反应速率 是（是（ ） A、0.2 mol/L min B、0.6 mol/L min C 、0.1 mol/L min D、0.1 mol/L min C 15 6、将固体、将固体NH4Br置于密闭容器中，在某温度置于密闭容器中，在某温度 下，发生下列反应：下，发生下列反应： NH4Br(s) NH3(g)+HBr(g), 2
16、HBr(g) Br2(g)+H2(g) 2min后，测知后，测知H2的浓度为的浓度为0.5mol/L，HBr的的 浓度为浓度为4mol/L，若上述反应速率用，若上述反应速率用V(NH3)表表 示，求示，求V(NH3) 16 7、某温度时，在、某温度时，在2 L容器中，容器中，X、Y、Z三种气体三种气体 物质的物质的量随时间变化的曲线图，由图中物质的物质的量随时间变化的曲线图，由图中 数据分析，该反应的化学方程式为？反应开始数据分析，该反应的化学方程式为？反应开始 至至2 min，Z的平均反应速率？的平均反应速率？ 由图知，由图知，2 min内内X、Y、 Z物质的量的变化为物质的量的变化为0.3 mol、0.1 mol、0.2 mol 比值为比值为312，可知，可知 3 X + Y = 2 Z， V（Z）= = 0.05 mol/（Lmin） min2 2 2.0 L mol 17
