第二章化学反应速率和化学平衡

第二章 化学反应速率和化学平衡

第一节 化学反应速率 一、化学反应速率

1. 概念：用单位时间里反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。 2. 数学表达式：v(B)=?c(B)

?t 3、单位：mol/(L·s)或mol/(L·min)

4.理解：①反应速率是一段时间内的平均速率，而不是瞬时速率；

②反应速率都取正值；

③不能用固体和纯液体来表示反应速率(固体或纯液体的浓度可视为常数，所以v一般不能用固体或纯液体表示)

④同一反应的反应速率可以用不同的物质表示，其数值可能不同，但所表示的意义是相同的。

⑤用不同的物质表示同一反应的反应速率时，反应速率的数值之比等于化学方程式中各物质的计量数之比。

即对于反应： aA + bB = cC + dD

vA : vB : vC : vD = a : b : c : d ⑥对于在一个容器内的反应：aA + bB = cC + dD

vA : vB : vC : vD=△C(A): △C(B): △C(C): △C(D) =△n(A): △n(B): △n(C): △n(D) = a : b : c : d

⑦比较一个反应的反应速率的快慢,必须找同一参照物。即将速率转化成用同一物质表示的速率，并且单位一致，再进行比较。

5.计算-----三段法

[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，测得容器中含有0.4mol的NH3，用N2、H2和NH3表示该反应的速率分别是多少？

N2 + 3H2 = 2 NH3

n起 1 3 0 n变化(⊿n) 0.2 0.6 0.4 n末 0.8 2.4 0.4

v(N2) =0.1/2=0.05mol/(L·s) v(H2)= 0.3/2=0.15mol/(L·s) v(NH3)=0.2/2=0.1 mol/(L·s)

随堂练习：

1. 在某一化学反应中，反应物B的浓度在5s内从2 .0mol/L变成0.5mol/L，在这5s内B的化学

反应速率为 。

2. 有一反应A (g)+2B(g)＝2C(g)，若起始浓度C（A）=1 mol/L、C（B）= 1 mol/L、C（C）= 0 mol/L，

1 min后的浓度C（A）= 0.8 mol/L、C（B）= 0.6 mol/L，试求1 min后C的物质的量浓度？并求v（A）、v（B）、v（C）？

4. 有一反应A (g)+2B(g)＝2C(g)，在1L的密闭容器中装入1.5 mol A，2molB和0.2 molC。若该反应的反应速率v（A）= 0.3 mol/（L·min）时，求3 min末时C的物质的量浓度？

5. 在 2A+B=3C+4D反应中，下面表示的反应速率最快的是（ ）

A、v (A)=0.5mol/(L?s) B、v (B)=18 mol/(L?min) C、v (C)=1.2mol/(L?s) D、v (D)=1.0 mol/(L?s) 6. 在其它条件不变时，10℃时以某物质表示的反应速率为3 mol/L· s ，已知温度

每升高10℃反应速率是原来的2倍，则温度为40℃时，该反应的速率为（ ）

A．48 mol/(L ·s) C．24 mol/(L ·s)

B．36mol/(L· s) D．12 mol/(L· s)

7. 把0.6molX气体和0.2molY气体混合于容积为2L的容器中，使其发生如下反应：3X（g）+Y（g） nZ（g）+2W（g）。5min末生成0.2molW，若测知以Z浓度变化表示的平均反应速率为0.01mol/ (L· min)，则ｎ的值为（ ）

Ａ．4 B．3

C．2

D．1

同一时间内，以X的浓度变化表示的平均反应速率为（ ） Ａ．0.01mol/ (L· min) B．0.03mol/ (L· min) C．0.05mol/ (L· min)

D．0.02mol/ (L· min)

8. 将等物质的量的X2和Y2置于一密闭容器中，在一定条件下发生反应

mX2(g)+nY2(g) pZ(g)，在某一时刻，测得容器中C（X2）=0.9mol·L-1 ，C（Y2）=0.1mol·L-1 ，C（Z）=0.8mol·L-1 ，则Z的化学式可能是（ ）

A．X2Y3

B．XY3

C．X2Y2

D．X3Y2

9. 在2A+B = 3C+4D反应中，表示该反应速率最快的是（ ） A．v（A）=0.3mol/L· s

C．v（C）=0.3mol/L· s

B．v（B）=0.3mol/L· s D．v（D）=1mol/L· s

10. 对于反应A + 3B = 2C + 2D，下列数据表示不同条件的反应速率，其中反应进行得最快的是( ),反应进行快慢程度相等的是( )

A.v (A) =0.7mol/(L·S) B. v (B) =1.8mol/(L · S) C. v (C) =1mol/(L · S) D. v (D) =1.2mol/(L · min) 11. 对反应A（g）+3B(g)

2C(g)来说，下列反应速率中最快的是（ ）

A.υ(A)=0.3mol/(L·min) B.υ(B)=0.6mol/(L·min) C.υ(C)=0.5mol/(L·min) D.υ(A)=0.01mol/(L·s) 12. 在m A + n B

p C的反应中，m、n、p为各物质的计量数。现测得C每分

钟增加a mol/L，B每分钟减少1.5a mol/L，A每分钟减少0.5a mol/L，则m：n：p为（ ） A、2：3：2

B、2：3：3

C、1：3：2

D、3：1：2

13. 将10molA和5molB放入10L真空容器内，某温度下发生反应：

3A(g)?B(g)2C(g)，在最初的0.2s内，消耗A的平均速率为0.06mol/(L?s)，

则在0.2s末，容器中C的物质的量是（ ）

A. 012B. 008C. 004D. 08.mol .mol .mol .mol 14. 在2 L密闭容器中发生3A（g）+ B（g）2C（g）的反应。若最初加入的A

。

和B的物质的量都是4 mol ，A的平均反应速率是0.12 mol / (Ls)，则10 s后，容器中B的物质的量是_________mol。 15. 在N2+3H2

2NH3的反应中，经过一段时间后，NH3的浓度增加了0.6mol/L,

在些段时间内用H2表示的平均反应速率为0.45mol/(L·s),则此段时间是（ ）

A.1s B.2s C.4 4s D. 1 .33s

16. 在一密闭的2 L容器中装有4 mol SO2和2 mol O2，在一定条件下开始反应。2 min

末测得容器中有1.6 mol SO2， 请计算：（1）2 min末SO3的浓度；

（2）2 min内SO2的平均反应速率。

17. 将等物质的量的A和B，混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应 3A（g）＋B（g）ｘC（g）＋2D（g），经过4min时，测得D的浓度为0.5 mol/L c（A）∶c

－1－1

（B）＝3∶5，C的反应速率是0.1 mol·Ｌ·min，A在4 min末的浓度是 _______ ，B的平均反应速率是 ________ ，x的值是 。

二、影响化学反应速率的因素

1.主要因素：反应物本身性质 2.外界条件对反应速率的影响 （1）浓度对反应速率的影响

①其他条件不变，增加反应物浓度，反应速率加快，减小反应物浓度，反应速率减慢（固体纯液体浓度视为常数，无法改变，可将固体研成粉末提高速率） ②有效碰撞理论：ⅰ.分子必须经碰撞才可能发生反应

ⅱ.能量高于某一数值的分子称为活化分子，活化分子间的

碰撞才可能发生反应

ⅲ。活化分子间方向合适的碰撞才能发生反应，能发生反应

的碰撞称为有效碰撞

③其他条件不变，活化分子在反应物分子中占有一定的百分比，当反应物浓度增大时，单位体积内反应物分子增多，单位体积内活化分子数目也相应增多，单位时间内有效碰撞次数增多，化学反应速率就增大。（活化分子数增大） （2）压强对反应速率的影响

对于有气体参加的反应来说，当其他条件不变时，增加压强（气体体积减小，浓度增大）化学反应速率加快，减小压强（气体体积增大，浓度减小）化学反应速率减慢（活化分子数增大）

（3）温度对化学反应速率的影响

①其他条件不变，升高温度，反应速率加快，降低温度，反应速率减慢

②实质：升高温度→活化分子的百分比增大→有效碰撞次数增多→反应速率加快；经实验测定，温度每升高10℃，反应速率通常要增大到原来的2～4倍。

（4）催化剂对化学反应速率的影响

① 使用催化剂，加快化学反应速率 ②实质：使用催化剂→降低反应所需要的能量→活化分子的百分比增大→有效碰

撞次数增多→化学反应速率加快。

（5）其他：光辐射、强磁场、超声波等

随堂练习：

1. 其他条件不变，增大反应物的浓度能增大反应速率的原因是( )

A．单位体积内分子数增多 B．单位体积内活化分子数增多 C．活化分子百分数增大 D．单位体积内有效碰撞的次数增多 2. 对下列化学反应，其他条件一定而增大压强，化学反应速率增大的是( )

A．Zn(s)＋H2SO4(aq)===ZnSO4(aq)＋H2(g)

高温

B．CaCO3(s)=====CaO(s)＋CO2(g)

C．FeCl3(aq)＋3KSCN(aq)=Fe(SCN)3(aq)＋3KCl(aq)

点燃

D．2P(s)＋3Cl2(g)=====2PCl3(g)

3. 反应A(s)＋2B(g)2C(g)在一密闭容器中进行，当改变下列条件之一时，一定能增

大反应速率的是( )

A．增加A物质的量 B．降低温度

C．压缩反应容器体积 D．消耗掉部分B物质

4. 100mL6mol·l-1的硫酸和过量的锌粉反应，在一定温度下，为了减缓反应进行的速

率，但又不影响生成氢气的总量，可向溶液中加入适量的 〔 〕

A 碳酸钠固体 B 水 C 硝酸钾溶液 D 硫酸铵固体 5. 把下列四种X溶液，分别加进四个盛有10mL、2mol/L的盐酸的烧杯中，并且均加水稀释至50mL,此时，X和盐酸缓缓地进行反应，其中反应速率最快的是〔 〕 A 10mL 2mol/L B 20mL 2mol/L C 10mL 4mol/L D 20mL 3mol/L 6. 在恒温恒容的密闭容器中进行反应：A(g) B(g) + 2C(g).若反应物的浓度由2mol/L降到0.8mol/L需要20s，那么反应物浓度由2mol/L降到1.4mol/L,所需要的时间〔 〕

A 等于10s B 大于10s C 小于10s D 无法判断 7. 设C + O2 = CO2 △H>0 反应速率为v1，N2 + 3H2

2NH3 △

H<0 反应速率为v2。

对于上述反应，当温度升高时，v1和v2的变化情况是 〔 〕 A 同时增大 B 同时减小 C v1增大v2减小 D v1减小v2增大 8. 对于在同一容器中进行的反应C＋O2===CO2，下列说法不正确的是 ( ) A．将碳块磨成粉末可以加快反应速率 B．升高温度一般可以加快反应速率

C．容器体积不变时，向其中充入N2，反应速率不变 D．增加碳的量可以加快反应速率