化学反应速率的表达和计算

化学反应速率的表达和计算

教学过程

一、复习预习

1. 必修2关于化学反应速率的概念

2. 必修2关于化学反应速率的表达

3. 必修2影响化学反应速率的因素

二、知识讲解

考点1：化学反应速率的概念和注意问题

1.化学反应速率的概念：对于反应体系体积不变的化学反应，通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增大来表示化学反应速率。 意义：描述化学反应快慢的物理量。 计算公式：v(A)=△c(A)

△t

单位：mol·L -1·min -1 mol·L -1·s -1

2.理解化学反应速率的表示方法时应注意的几个问题：

（1）一般说在反应过程中都不是等速进行的，因此某一时间内的反应速率实际上是这一段时间内的平均速率。

（2）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。 （3）不能用固体或纯液体表示化学反应速率，因为固体或纯液体的浓度在化学反应中视为定值。

（4）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，但每种物质都可以用来表示该反应的快慢。 3.对化学反应速率要注意以下几个问题：

（1）物质浓度是物质的量浓度以mol/L 为单位，时间单位通常可用s 、min 、h 表示，因此反应速率的与常见单位一般为mol/(l·s)、mol/(l·mon)或mol/(l·h)。

（2）化学反应速率可用反应体系中一种反应物或生成物浓度的变化来表示，一般是以最容易测定的一种物质表示之，且应标明是什么物质的反应速率。

（3）用不同的物质表示同一时间的反应速率时其数值可能不同，但表达的意义是相同的，各物质表示的反应速率的数值有相互关系，彼此可以根据化学方程式中的各化学计量数进行换算：

对于反应来说，则有。

)()()()(g qD g pc g nB g mA +=+q

V p V n V m V D

C B A ===

考点2：化学反应速率的计算---三段式

解化学反应速率和化学平衡计算题的模板——“三段式” (1)写出有关反应的化学方程式；

(2)找出各物质的起始量、转化量、某时刻量； (3)根据已知条件列方程式计算。 例如：反应 m A ＋ n B

p C

起始浓度(mol·L －

1) a b c

转化浓度(mol·L －

1) x nx m px m

某时刻浓度(mol·L －

1) a －x b －nx m c ＋px m

考点3：化学反应速率的大小比较方法

1.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，应选择同一物质来比较。

2.由于同一化学反应的反应速率用不同物质表示时数值可能不同，所以比较反应的快慢不能只看数值的大小，而要进行一定的转化。

(1)看单位是否统一，若不统一，换算成相同的单位。

(2)换算成同一物质表示的速率，再比较数值的大小。

(3)比较化学反应速率与化学计量数的比值，即对于一般反应a A＋b B===c C＋d D，比较

v A

a与v B

b，若

v A

a＞

v B

b，则A表示的反应速率比B大。

三、例题精析

【例题1】在2L的密闭容器中，加入1mol和3mol的H2和N2，发生N2 + 3H22NH3，在2s末时，测得容器中含有0.4mol的NH3，求该反应的化学反应速率。

【答案】见解析

【解析】

N2+ 3H2 2NH3

起始量（mol）： 1 3 0

2s末量（mol）：1-0.2 3-0.6 0.4

变化量（mol）：0.2 0.6 0.4

则：V(N2)===0.2

2×2=== 0.05mol/（L·s）

V(H2)===0.6

2×2=== 0.15 mol/（L·s）

V(NH3)===0.4

2×2=== 0.1mol/（L·s）

有：V(N2) ：V(H2) ：V(NH3)= 1：3：2催化剂高温高压

催化剂高温高压

【例题2】(1)将4 mol A 气体和2 mol B 气体在2 L 的容器中混合，并在一定条件下发生如下反应：2A(g)＋B(g)2C(g)，若经2 s 后测得C 的浓度为0.6 mol·L －

1，现有下列

几种说法：

①用物质A 表示的反应速率为0.3 mol·L －

1·s －

1 ②用物质B 表示的反应速率为0.6 mol·L －

1·s －1 ③2 s 时物质A 的转化率为70% ④2 s 时物质B 的浓度为0.7 mol·L －

1 其中正确的是

( )

A ．①③

B ．①④

C ．②③

D ．③④

(2)若①②中用A 、B 表示的反应速率分别为0.3 mol·L －

1·s －

1、0.6 mol·L －

1·s －

1，哪种物质表示的反应速率更快？

(3)若物质A 的转化率经过计算为30%，那么，物质B 的转化率为多少？你能迅速得出答案吗？

【答案】 (1)B (2)B 物质表示的反应速率更快

(3)30%，能迅速得出答案，因为通入和消耗的A 、B 的物质的量之比均为2∶1，则A 、B 转化率相等。

【解析】 (1)本题是考查用不同反应物或生成物表示反应速率的方法和反应中转化率、物质浓度的计算等知识点，所以考查内容的知识量较大。

v (C)＝0.6 mol·L －

12 s ＝0.3 mol·L －1·s －

1

①v (A)＝v (C)＝0.3 mol·L －

1·s －

1

②v (B)＝12v (C)＝0.3 mol·L －1·s －

1×12

＝0.15 mol·L －

1·s －

1

③参加反应的A 的物质的量为 0．3 mol·L －

1·s －1×2 s×2 L ＝1.2 mol

A 的转化率为1.2 mol

4 mol

×100%＝30%

④2s 时B 的浓度为1 mol·L －

1－0.15 mol·L －

1·s －

1×2 s ＝0.7 mol·L －

1

(2)把v (B)转化为v (A)可得，v (A)＝2v (B)＝2×0.6 mol·L －

1·s －

1＝1.2 mol·L －

1·s －

1，所以，用物质B 表示的该反应的速率更快。

(3)通入A 、B 两气体的物质的量之比等于化学计量数之比2∶1，消耗物质的量之比也为2∶1，则A 、B 的转化率相等，都为30%。