第一节 化学反应速率

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 引言：

N 2 + 3 H 2 2 NH 3、2 SO

2 + O 2 2 SO 3这二个反应都具有一个共同

点：需要一定的条件，这里涉及二个问题①．控制反应的快慢即化学反应速率；②．控制反应的程度即让原料更多地转化为产品也即平衡问题。 1．化学反应速率的观念

化学反应速率是指化学反应进行的快慢程度。

例：H 2、Cl 2爆炸 油的形成

酸、碱中和 钢铁的锈蚀 2．化学反应速率的表示方法

定义：用单位时间内反应物物质的量浓度的减少或生成物物质的量浓度的增加来表示。

化学反应速率＝

t

L c ∆∆）

（＝

时间（时、分、秒）度的变化反应物（或生成物）浓/m ol 单位：mol/(L ·时间) 时间……h 、min 、s

3．化学反应速率的有关计算

注意：①．浓度仅指溶液或气体的。 ②．固体、纯液体无浓度可言。

例1：在18 L 容积的容器中，5 h 内产生180 mol 物质；在另一容器为12 L 的容器中，10 h 内产生60 mol 物质，问哪个反应速率快？

①V （生成物）= t

c

∆∆ = h L mol

518180 = 2 mol/（L •h ）

②V （生成物）= 0.5 mol/（L •h ） ∴前者快

例2：SO 2氧化制SO 3反应中，SO 2的起始浓度为2 mol/L,2 min 后，SO 2的浓度变为1.8mol/L ，

用SO 2的浓度变化来表示反应速率。

2 SO 2 + O 2 2 SO 3

起始浓度（mol/L ） 2 变化浓度（mol/L ） 2－1.8 终时浓度（mol/L ） 1.8 ∴V （SO 2）=

m in

2/8.1/2L

mol L mol - = 0.1mol/（L •min ）

例3：设有以下的气态反应：A + 2 B 2 C ，起始浓度c （A ）=1 mol/L 、c （B ） = 1 mol/L 、c （C ）= 0，1 min 后的浓度c （A ）= 0.8 mol/L 、c （B ）= 0.6 mol/L 、c （C ）= 0.4 mol/L ，试分别用A 、B 、C 物质浓度的变化来表示这个反应的速率。

A + 2

B 2

C 起始浓度（mol/L ） 1 1 0 变化浓度（mol/L ） 1－0.8 1－0.6 0.4－0 终时浓度（mol/L ） 0.8 0.6 0.4

催化剂 高温、高压

450℃

V 2O 5

快

慢

∴V （A ）= 0.2 mol/（L •min ） V （B ）= 0.4 mol/（L •min ） V （C ）= 0.4 mol/（L •min ） 小结：

①．反应速率是物质单位时间内浓度的变化量（mol/L ·s ），不是物质的量的变化（mol/s ）。②．求得的反应速率是某一段时间内的平均反应速率，而不是某时刻的瞬时反应速率。

③．同一反应中，选用不同物质的浓度变化来表示反应速率时，所得的反应速率值不一 定相等，但这些数值所表示的意义是相同的，并且这些速率数值之比等于化学方程式 中的相应各物质系数比。（重要：速率应指同一方向下的）

④.表示某一反应的速率时，必须说明以反应中哪一个物质作标准。 练习：

1．下列反应中 2 SO 2 + O 2 2 SO 3

起始浓度（mol/L ） 0.4 0.2 0 2 s 后浓度（mol/L ） 0.2 求：V （SO 2）、V （O 2）、V （SO 3）

解： 2 SO 2 + O 2 2 SO 3

起始浓度（mol/L ） 0.4 0.2 0

变化浓度（mol/L ）（0.4－0.2）

2

1

（0.4－0.2） （0.4－0.2） 终时浓度（mol/L ） 0.2 0.1 0.2 由概念

t

c

∆∆代入数据得：V （SO 2）= 0.1 mol/L ， 由小结3：V （O 2）=

2

1

V （SO 2）= 0.05 mol/L V （SO 3）= V （SO 2）= 0.1 mol/L

2．在500 mL 的密闭容器中装入1.5 mol H 2，0.5 mol N 2和0.05 mol NH 3。若该反应的反应速率V （H 2）= 0.3 mol/（L ·min ）时，求3分钟末时NH 3的浓度？

分析：反应前各物质的浓度V （H 2）= 3 mol/L 、 V （N 2）= 1 mol/L 、 V （NH 3）= 0.1 mol/L 3 H 2 + N 2 2 NH 3 起始浓度（mol/L ） 3 1 0.1 变化浓度（mol/L ） 0.3×3

3

1×0.3×3 32

×0.3×3

终时浓度（mol/L ） 2.1 0.7 0.7

∴3分钟末C （NH 3）= 0.7 mol/L

3．在4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，生成氨的速率最快的是（ B ）

A ．V （H 2）= 0.1 mol/（L ·min ）

B ．V （N 2）= 0.2 mol/（L ·min ）

C ．V （NH 3）= 0.15 mol/（L ·min ）

D ．V （H 2）= 0.3 mol/（L ·min ） 分析：均换算为同一物质作标准比较。

4．依照反应方程式2 A （气）+ B （气） C （气）进行的反应，开始10 s 后，物质A 的浓度等于0.2 mol/L ，此时物质B 的浓度减少了0.02 mol/L ，求物质A 的起始浓度？