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1、第二章 化学反应速率和化学平衡第一节 化学反应速率1.化学反应速率定义：化学反应速率是以单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示的。表达式：v =c/t。v表示反应速率，c表示各反应物或生成物的浓度，c表示其浓度变化（取其绝对值）；t表示时间，t表示时间变化。c的单位一般用molL1表示，取其浓度变化的绝对值，故反应速率都为正值。而t的单位一般用s（秒）、min（分钟）、h（小时）等表示；所以v的单位可以是molL1s1或molL1min1或molL1h1等。通常说的化学反应速率一般是指平均速率。用不同物质表示同一个化学反应在同一段时间内的反应速率时，数值可能不同，但表达的意义却相同
2、。且速率之比等于反应方程式中各物质的计量数之比。在一定温度下，固体和纯液体物质，单位体积里的物质的量保持不变，化学反应速率视为常数。在一定时间内的化学反应，有关物质的物质的量浓度是连续地变化的，所以化学反应速率有平均速率和即时（或瞬时）速率之分。在速率时间图象中经常出现瞬时速率。例1在密闭容器中，合成氨反应N2+3H2=2NH3，开始时c（N2）=8 molL1，c（H2）=20 molL1，5 min后c(N2)=6 molL1。求v（N2）、v（NH3）、v（H2）。解析：本题考查化学反应速率的计算。5 min内N2的浓度变化：c（N2）=8 molL16 molL1=2 molL1，故v
3、（N2）=0.4 molL1min1。由化学方程式知5 min内c（NH3）=2c（N2）=4 molL1,c（H2）=3c（N2）=6 molL1，故v（NH3）=0.8 molL1min1，v（H2）=1.2 molL1min1。答案：v（N2）=0.4 molL1min1；v（NH3）=0.8 molL1min1；v（H2）= 1.2 molL1min1点拨：求算反应速率方法一般有：（1）根据公式计算，如例题中的解法；（2）根据化学反应方程式中用各物质表示的同一时间内的速率之比等于其计量数之比求算如例题求出v（N2）后，即可由比例关系求出v（NH3）、v（H2）。2.化学反应速率的计算对
4、于反应：（mA+nB=pC+qD开始时，A的浓度为amolL1，B的浓度为bmolL1，反应进行至t1s时，A消耗了x molL1，）则反应速率可计算如下mA + nB = pC + qDt0 s amolL1 b molL1 0 0t1s（ax）molL1 bmolL1 molL1 molL1则：v（A）= molL1s1v（B）= molL1s1v（C）= molL1s1v（D）= molL1s1对上述反应来说，在同一段时间内，v（A）、v（B）、v（C）、v（D）的数值不一定相同，但其表达的意义完全相同：都表示同一个反应在同一段时间内，向同一个方向进行的快慢。 v（A）v（B）v（C）v
5、（D）= m:n:p:q即同一反应速率之比等于化学计量数之比。可以利用化学反应速率数值的大小比较化学反应进行的快慢。例2反应A+3B=2C+2D在四种不同情况下的反应速率分别为：v（A）=0.15 molL1min1，v（B）=0.01 molL1s1，v（C）=0.40molL1min1，v（D）=0.45 molL1min1，该反应进行的快慢顺序为_（填序号）。解析：本题考查反应速率快慢的比较。在四种不同情况下的反应速率快慢需用同一物质的变化表示。v(A)v(B)v(C)v（D）=1322，转化为用A的浓度变化表示的反应速率为：v（A）=0.15 molL1min1，v（B）=0.01 m
6、olL1s1=0.6 molL1min1，则v（A）=v（B）=0.20 molL1min1，v（C）=0.40 molL1min1，则v（A）=v（C）=0.20 molL1min1，v（D）=0.45 molL1min1，则v（A）=v（D）=0.225 molL1min1，故反应进行的快慢顺序为：。答案：。3.化学反应速率的测量化学反应速率是通过实验测定的。因为化学反应中发生变化的是体系中的化学物质（包括反应物和生成物），所以与其中任何一种化学物质的浓度（或质量）相关的性质在测量反应速率时都可以加以利用。用于化学反应速率测量的基本性质一般有：直接可观察的性质。依靠科学仪器才能测量的性质，
7、如颜色的深浅、光的吸收、光的发射、导电能力等。在溶液中，当反应物或产物本身有比较明显的颜色时，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应的过程和测量反应速率。例3将25 g A、5 g B和10 g C一并充入容积为1 L的密闭容器中，加热发生反应。2 min后分析混合物的组成，结果含10 g A、21 g C，还有若干克D。若A、B、C、D的相对分子质量为30、20、44、18，且A、B、C、D均为气态物质。(1)用A、B、C、D表示分子式，写出该反应的化学方程式。(2)求该反应在2 min内的平均速率v（A）、v（B）、v（C）。解析：本题考查反应速率的测量及由反应速率书写化学反
8、应方程式，先找反应物和生成物，再求各物质的反应速率，由化学反应速率之比等于化学计量数之比，写出该反应的化学方程式。本题关键是找出A、B、C、D之间谁是反应物、生成物，找出它们之间物质的量的变化量的比值。设在化学反应中A、B、C、D的化学计量数分别为m、n、p、q。 mA nB pC qD反应前 25 g 5 g 10 g 0反应后 10 g 0 21 g 9 gn mol mol mol mol观察其质量变化，可见A、B为反应物，C、D为生成物。mnpq=2112。故该反应的方程式：2A+B=C+2Dv（A）=025 molL1min1，v（B）=v（C）=v（A）=0125 molL1min
9、1。答案：(1)2A+B=C+2D(2)v（A）=025 molL1min1,v（B）=v（C）=0125 molL1min1。例1把0.6mol气体X和0.4mol气体Y混合于2.0L的密闭容器中，发生如下反应： 3X(g) + Y(g)= nZ(g) + 2W(g),测得5min末已生成0.2molW，又知以Z表示的平均反应速率为0.01 mol/（Lmin），则n值是( )A. 1 B. 2 C. 3 D. 4解析：用Z表示的化学反应速率为：0.2mol/5min2.0L=0.02 mol/（Lmin）。v（W）/ v（Z）=0.02 mol/（Lmin）/0.01 mol/（Lmin）
10、=2:1=2: n 。所以n =1。答案：A。例2将4 mol A气体和2 mol B气体在2L 的容器中混合并在一定条件下发生如下反应2A + B = 2C(三种物质均为气体)，若经2s后测得C的浓度为0.6mol/L，现有下列几种说法： 用物质A 表示的反应的平均速率为0.3mol/Ls 用物质B 表示的反应的平均速率为0.6mol/Ls 2s 时物质A的转化率为70% 2s时物质B的浓度为0.7mol/L其中正确的是( )A B C D解析：V（A）=V（C）0.6mol2S0.3mol/（L.S），V（B ）=0.15mol/（L.S），A转化了0.6mol/L2L=1.2mol, A
11、的转化率为30%,B剩余2 mol-0.3mol/L2L=1.4mol,即2s时物质B的浓度为0.7mol/L。答案：B。例3已知反应A3B=2CD在某段时间内以A的浓度变化表示的化学反应速率为1 molL1min1，则此段时间内以C的浓度变化表示的化学反应速率为（） A0.5 mol.L1.min1B1 mol.L1.min1C2 mol.L1.min1D3 mol.L1.min1解析：根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，以C的浓度变化表示的化学反应速率是以A的浓度变化表示的化学反应速率的二倍。答案：C。例4对于反应A + 3B = 2C(各物质均为气体)，下列各数据表示不同条件下的反应
12、速率，其中反应进行最快的是 ( )A. (A)=0.01 mol/L.s B. (B)=0.02 mol/L.sC. (B)=0.60 mol/L.min D. (C)=1.0 mol/L.min思路分析：答案中用不同物质表示的速率单位不统一，首先把单位统一为用mol/L.min来表示。然后根据速率之比等于化学计量数之比换算成用一种物质表示的反应速率后比较大小。解答：统一单位：A选项(A)= 0.60 mol/L.min,B选项(B)= 1.2 mol/L.min,均换算成用A的速率表示： A选项(A)= 0.60 mol/L.min，B选项(A)=0.40 mol/L.min,C选项(A)=
13、0.20 mol/L.min，D选项(A)=0.50 mol/L.min。A为正确答案。例5化学反应速率是通过实验测定的，其依据是与反应体系中的任意一种化学物质相关的性质在测量反应速率时都可以加以利用：下表数据是某高温下，金属镁和镍分别与氧气进行氧化反应时，在金属表面生成氧化膜的实验记录。a、b均为与温度有关的常数。反应时间t/h1491625MgO层厚y/nm0.05a0.2a0.45a0.80a1.25aNiO层厚y/nmb2b3b4b5b在实际生活中，金属因高温氧化反应等被破坏是常见的一种腐蚀现象，氧化腐蚀速率可用金属氧化膜的生长速率来表示。原因是什么呢？实验证明金属氧化膜的膜厚跟时间t
14、呈现出一定的函数关系,由表中数据分析MgO氧化膜的膜厚y和 NiO氧化膜的膜厚y分别属于哪种函数类型？。由建立的函数图像分析：Mg和Ni比较，哪一种金属具有更良好的耐腐蚀性？其理由是？思路分析：依靠科学仪器并综合运用化学和数学知识，由实验测的实际数据出发，建立数学模型，对问题作出解释和结论，是研究化学问题的常用方法。化学反应的快慢，即可由反应物的消耗速率来表示，也可由产物的生产速率来表示，由实验记录可导出MgO层厚y跟时间t，NiO层厚y跟时间t的关系。解答：MgO层厚y跟时间t关系为y=0.05at, NiO层厚y跟时间t关系为 Y(NiO)=bt0.5前者为直线型，后者为抛物线型。表明y随时间增长要比y随时间增长的快，因而Ni具有更良好的耐腐蚀性。1、下列说法正确的是
