【化学反应速率】化学反应速率基本概念与计算|0基础学新
杰哥 | 2-1 化学反应速率基本概念与计算
1️⃣化学反应速率的概念及其数学表达式
- 概念：化学反应速率是定量描述化学反应进行快慢的物理量。
通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示。
2. 数学表达式为v=△c / △v（浓度变化量用正值）
3. 单位：mol/(L·s) / mol/(L·min)
4. 注意：
（1）化学反应速率是一段时间内的平均速率，而不是瞬时速率。
（2）无论用反应物还是用生成物表示均取正值。
（3）不用纯液体或固体来表示化学反应速率，因为固体和纯液体的浓度可以看作是一个常数。
2️⃣化学反应速率与化学计量数的关系
- 同一反应用不同物质表示化学反应速率时，其数值大小可能不同，但表示的意义相同。
- 对于反应mA(g) + nB(g) == pC(g) + qD(g)，当单位相同时，化学反应速率的数值之比等于方程式中各物质的化学计量数之比，即v(A)：v(B)：v(C)：v(D) =m:n:p:q或vA/m = vB/n =vC/p =vD/q
3️⃣化学反应速率基本概念
（1）化学反应速率表示的是化学反应进行的程度（x）【快慢】
（2）化学反应速率可以是正值，也可以是负值（x）【一律取正值】
（3）对任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显（x）【酸碱中和，两码事】
（4）化学反应速率是指某一时刻，某种反应物的瞬时反应速率（x）【平均速率】
（5）化学反应速率为0.8mol·L⁻¹·s⁻¹是指反应1s时某物质的浓度为0.8mol·L⁻¹·s⁻¹（x）【单位时间的变化量】
（6）化学反应速率可用反应体系中任何一种反应物或生成物来表示（x）【固体和纯液体不行】
（7）对于任何化学反应来说，都必须用单位时间内反应物或生成物浓度的变化量来表示化学反应速率（x）【可以用单位时间内压强变化速率和物质的量变化速率】
（8）同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，数值越大，表示化学反应速率越快（x）【需要换成同一个物质进行比较】
4️⃣化学反应速率练一下
例题1
在2L密闭容器内，某气体反应物在2s内由8mol变为7.2mol，则该反应的平均反应速率为
A. 0.4mol·L⁻¹·s⁻¹
B. 0.3mol·L⁻¹·s⁻¹
C. 0.2mol·L⁻¹·s⁻¹✓
D. 0.1mol·L⁻¹·s⁻¹
例题2
5.6g铁粉投入到盛有100mL 2mol·L⁻¹稀硫酸的烧杯中，2min时铁粉刚好溶解（溶解前后溶液体积变化忽略不计），下列表示这个反应的速率正确的是
A. v（H₂SO₄）=0.5mol·L⁻¹·min⁻¹✓
B. v（H₂SO₄）=1mol·L⁻¹·min⁻¹
C. v（Fe）=0.5mol·L⁻¹·min⁻¹【固体】
D. v（FeSO₄）=1mol·L⁻¹·min⁻¹【0.5mol·L⁻¹·min⁻¹】
5️⃣反应速率大小比较
已知反应4CO + 2NO₂ =催化剂= N₂ + 4CO₂在不同条件下的化学反应速率如下：
①v（CO）=1.5mol·L⁻¹·min⁻¹
②v（NO₂）=0.7mol·L⁻¹·min⁻¹【v（CO）=1.4mol·L⁻¹·min⁻¹】
③v（N₂）=0.4mol·L⁻¹·min⁻¹【v（CO）=1.6mol·L⁻¹·min⁻¹】
④v（CO₂）=1.1mol·L⁻¹·min⁻¹【v（CO）=1.1mol·L⁻¹·min⁻¹】
⑤v（NO₂）=0.01mol·L⁻¹·s⁻¹【v（NO₂）=0.6mol·L⁻¹·min⁻¹；v（CO）=1.2mol·L⁻¹·min⁻¹】
请比较上述5种情况反应的快慢：③>①>②>⑤>④
6️⃣反应速率计算："三段式法”
对于比较复杂的化学反应速率计算，常采用“三段式法”进行计算：
计算中注意以下量的关系：
①对反应物：c(起始) -c(转化) =c(某时刻)；
②对生成物：c(起始) +c(转化) =c(某时刻)。
例题3
在 的密闭容器中，发生以下反应：2A(g) +B(g) = 2C(g) +D(g)
若最初加入的A和B都是4mol，在前10s内A的平均反应速率为0.12mol/(L·s)，则10s时，容器中B的物质的量是
- 10s内，A消耗了1.2mol·L⁻¹
- A消耗了2.4L
A. 1.6 mol
B. 2.8 mol✓
C. 2.4 mol
D. 1.2 mol
例题4
一定温度下，向2L恒容密闭容器中充入0.4molNH₃和0.5molO₂发生反应
4NH₃(g) +5O₂(g) ==4NO(g) +6H₂O(g)。
4min后，NO的浓度为0.06mol·L⁻¹。下列有关说法错误的是
A. 4min末，用NO表示的反应速率为0.03mol·L⁻¹·min⁻¹【0.015mol·L⁻¹·min⁻¹】
B. 4min末，NH₃的浓度为0.14mol·L⁻¹
C. 0~4min内，生成的水的质量为3.24g【0.18*18g/mol =3.24g】
D. 0~4min内，O₂的物质的量减少了0.15mol
例题5
向2L的恒容密闭容器中通入4molA和5molB，发生反应：4A(g) +5B(g) ==3C(g) +3D(s)
5min后，容器内压强变为原来的80%（温度不变），则该反应在0~5min内的平均反应速率可表示为
- pV=nRT
- p∝n
- 设A转化了-4x，B转化了-5x
A. v(A) =0.24mol·L⁻¹·min⁻¹【0.12mol·L⁻¹·min⁻¹】
B. v(B) =0.15mol·L⁻¹·min⁻¹✓
C. v(C) =0.18mol·L⁻¹·min⁻¹【0.09mol·L⁻¹·min⁻¹】
D. v(D) =0.36mol·L⁻¹·min⁻¹【D是固体】
