第二章 化学反应速率和化学平衡

化学反应原理的三

个重要方面

化学反应进行的方向 --- 推动力22

11 化学反应快慢 --- 速率

化学反应进行的限度 -- 化学平衡33

第一节 化学反应速率

一、化学反应速率

1 、含 义：

2 、表示方法：

3 、数学表达式：

4 、单 位：

化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的物理量。

化学反应速率用单位时间（如每秒，每分，每小时）内反应物或生成物的物质的量的浓度变化来表示。在容积不变的反应器中，通常是用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 。 V = C/ t△ △

mol/ （ L·s ） 或 mol/ （ L·min ）或 mol/ （ L·h ）

理解化学反应速率的表示方法时应注意的几个问题：

1. 上述化学反应速率是平均速率，而不是瞬时速率。

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. 由于在反应中固体和纯液体的浓度是恒定不变的， 因此对于有纯液体或固体参加的反应一般不用 纯液体或固体来表示化学反应速率。

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。因此，表示化学反应速率时，必须指明是用反应体系中的哪种物质做标准。

5 、在同一个反应中，各物质的反应速率之比等于方程式中的系数比。

理解化学反应速率的表示方法时应注意的几个问题：

常见题型例举

1 、用不同的物质来表示反应速率。

例 1 、反应 4NH3 + 5O2 === 4NO + 6H2O 在 5L 的密闭容器中进行， 30s 后， NO 的物质的量增加了 0.3mol ，则此反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/ （ 5×30 ） =0.002 mol/L·s

2 、比较反应速率的大小

例 2 、反应 A + 3B == 2C + 2D 在四种不同情况下的反应速率分别为① VA = 0.15mol·L-1·s-1 V② B = 0.6mol·L-1·s-1

③Vc = 0.4mol·L-1·s-1 V④ D = 0.45mol·L-1·s-1

则该反应在不同条件下速率快慢顺序是 ④﹥②= ③﹥①

结论 2 ：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

3 、根据各物质的反应速率之比写出化学方程式。

例 3 、某温度下，浓度都是 1mol/L 的两种气体 X2 和Y2 ，在密闭容器中反应生成气体 Z ，经过 t min 后，测得物质的量浓度分别为： 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：

3X2 + Y2 === 2Z

3X2 + Y2 === 2X3Y

习题：已知反应 N2 +3H2 2NH3 ，根据下图判断1 、 A 是 ______ 物质的量浓度变化情况2 、 C 是 ______ 物质的量浓度变化情况

3 、 2 分钟内 N2 的平均速率是多少？

H2

NH3

0.5mol/(L· min )

在 2L 的密闭容器中，加入 1mol N2 和 3mol 的

H2 ，发生 N2 + 3H2 2NH3 ，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。 解： N2 + 3H2 2NH3

起始量（ mol ）： 1 3 0 变化量（ mol ）： 0.2 0.6 0.4 2s末量（mol ）： 1-0.2 3-0.6 0.4

则 V （ N2 ） =0.2/2×2=0.05 mol/ （ L·s ）

V （ H2 ） =0.6/2×2=0.15 mol/ （ L·s ）

V(NH3)=0.4/2×2=0.1 mol/ （ L·s ）

三步法

问题一、 V （ N2 ）、 V （ H2 ）与 V （ NH3 ）的数值是否相同？

问题二、是否表示此反应的同一种速率？数值上有何规律？

问题三、由上述计算题的结果，你会得出什么结论？ 结论： 对于在一个容器中的一般反应 aA + bB = cC + dD 来说

V(A ) ： V(B) ： V(C) ： V(D)

= C(A) △ ：△ C(B) ：△ C(C )：△ C(D )

= n(A) △ ：△ n(B) ：△ n(C) ：△ n(D)

= a ： b ： c ： d

不同浓度的稀硫酸与锌反应的实验，你准备如何比较反应速率的快慢？

①观察产生气泡的快、慢；② 观察试管中剩余锌粒的质量的多、少；③ 用手触摸试管，感受试管外壁温度的高、低

定性描述实验现象实验现象 判断反应的快慢判断反应的快慢

实验测量判断反应的快慢实验测量判断反应的快慢 定量描述实验测量判断反应的快慢实验测量判断反应的快慢 定量描述①测定气体的体积或体系的压强

② 测定物质的物质的量的变化

③ 测定物质或离子的浓度变化

④ 测定体系的温度或测定反应的热量变化

实验测量判断反应的快慢实验测量判断反应的快慢 定量描述

按图安装两套装置，在锥形瓶内各盛有 2g 锌粒（颗粒大小基本相同），然后通过分液漏斗分别加入 40mL 1mol/L 和40mL 4mL/L 的硫酸，比较二者收集 10mLH2

所用的时间。

二、化学反应速率的实验测定

实验步骤：1 、连接实验装置2 、检查装置的气密 性3 、先向锥形瓶中加入锌粒，然后再向分液漏斗中 加入稀硫酸4 、使稀硫酸滴入锥形瓶与锌粒反应5 、观察收集 10mLH2 所用的时间

二、化学反应速率的实验测定

加入试剂 反应时间(min)

反应速率 (mL/min)

1mol/LH2SO4

4mol/LH2SO4

结论：

锌跟硫酸反应产生气泡，收集 10 mL 气体。浓硫酸所用的时间比稀硫酸所用的时间 短

实验数据：

实验现象：

4mol/L 的硫酸与锌反应比 1mol/L 的硫酸与锌反应快。

测量化学反应速率的常见方法

1 、量气法

2 、比色法

3 、电导法

4 、激光技术法

1 、化学反应速率的含义 及数学表达式

2 、常见实验室测定化学反应速率

(1) 向 2L 的密闭容器 ( 内有催化剂 )充入

2mol 的 SO2 和 1molO2 ，经 2S ，测得容器内有

1mol 的 SO3 ，则该反应的速率可 怎样表示？ (2) 在一定条件下，密闭容器中合成

氨， 3H2+N2 2NH3 ，开始时测得

C(H2 ） =4mol/L ， C （ N2 ） =1mol/L ， 2S 末，

测得 C （ N2 ） = 0.9mol/L 。求 V （ H2 ）为多大？

(1) 解： 2SO2 + O2 2SO3

起始量（ mol ）： 2 1 0

2s 末量（ mol ）： 1

变化量（ mol ）： 1 0.5 1

则 V （ SO2 ） = V （ SO3 ） = 0.25 mol/ （ L·s ）

V （ O2 ） = 0.125 mol/ （ L·s ） (2) 解： V （ N2 ） = C(△ N2)/ t △ = 0.05 mol/ （ L·s ）

V （ H2 ） = 3 V （ N2 ） = 0.15 mol/ （ L·s ）

1 、在密闭容器中 A 与 B 反应生成 C ，其反应速率分别用 V(A) 、 V(B) 、 V(C) 表示。已知 V(A) 、V(B) 、 V(C) 之间有以下关系 2V(B)==3V(A) ，3V(C)==2V(B) 。则此反应可表示为 ( )

A 、 2A+3B==2C B 、 A+3B==2C

C 、 3A+B==2C D 、 A+B==C

A

2 、可逆反应 A （ g ） + B （ g ） == C （ g ）+ D （ g ） ，在四种不同情况下的反应速率如下，其中反应进行得 最快的是（ ） A. V （ A ） = 0.15mol/ （ L·min ） B. V （ B ） = 0.5 mol/ （ L·min ） C. V （ C ） = 0.4 mol/ （ L·min ） D. V （ D ） = 0.01 mol/ （ L·s ）

D

3 、在 2L 的密闭容器中，发生下 列反应： 3A(g)+ B(g)=2C(g)+D(g) 。 若最初加入的 A 和 B 都是 4mol ，在前 10s A 的平均反应速率为 0.12mol/ （ L·s ），则 10s 时，容器中 B 的物质的量为 。 3.2mol

1 、预习下节内容

2 、课本 :P18 1-5 题