用不同物質(zhì)表示同一化學(xué)反應(yīng)的速率時,其數(shù)據(jù)可能不同,所以,要通過化學(xué)計量數(shù)換算成同一物質(zhì)表示的速率(化學(xué)反應(yīng)速率之比,等于化學(xué)計量數(shù)之比),單位相同時(單位要換算成相同單位),再比較大??;另一種方法是,將不同的速率除以對應(yīng)的化學(xué)計量數(shù),單位化成相同后,直接比較大小.
例如
典型例題
【例1】已知合成氨反應(yīng)為:N2+3H2 2NH3,在一定溫度下,向1 L密閉容器中,加入2 mol N2和5 mol H2,一定條件下使之反應(yīng),經(jīng)過2 min后測得NH3為0.4 mol,求以N2、H2、NH3表示的反應(yīng)速率以及三者之比.
【解析】化學(xué)反應(yīng)速率是用來衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢的,通常用單位時間內(nèi)某一種反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量濃度得變化值來表示.其單位為mol/(L·min)或mol/(L·s)等.
①公式:
△C是物質(zhì)的量濃度的變化而非物質(zhì)的量的變化,更非質(zhì)量的變化.這種變化對于反應(yīng)物而言是濃度的減少,對于生成物而言是濃度的增加.這里濃度的變化實際是取絕對值,是正數(shù).
②化學(xué)反應(yīng)速率的單位是由濃度單位和時間單位組成的,為mol/(L·min)或mol/(L·s),兩單位間可以換算:60mol/(L·min)=1mol/(L·s)
③化學(xué)反應(yīng)速率是指平均反應(yīng)速率,而不是瞬時反應(yīng)速率.即為一段時間內(nèi)的平均值,而非某個時刻的反應(yīng)速率.而且在不同的時間段,化學(xué)反應(yīng)速率的數(shù)值不同.
④同一反應(yīng),可以選用不同物質(zhì)的濃度變化表示化學(xué)反應(yīng)速率,所以必須標(biāo)明是何種物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率.用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率雖然數(shù)值不同,但表示的都是同一反應(yīng)在同一時間段內(nèi)的速率,它們的意義相同,并且數(shù)值之比等于這些物質(zhì)在化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)之比.
⑤并非所有的物質(zhì)都可以用這種方法表示化學(xué)反應(yīng)速率,固體或純液體因無濃度變化,所以無法用這種方式表示化學(xué)反應(yīng)速率.化學(xué)平衡計算的基本模式——平衡“三步曲”:
例:mA + nB pC + qD
起始:a b 0 0
轉(zhuǎn)化:mx nx px qx
平衡:a-mx b-nx px qx
其中:①轉(zhuǎn)化量與方程式中各物質(zhì)的系數(shù)成比例;②這里a、b可指物質(zhì)的量、濃度、體積等.③對反應(yīng)物:平衡濃度=起始濃度-轉(zhuǎn)化濃度;對生成物:平衡濃度=起始濃度+轉(zhuǎn)化濃度
由定義式法求反應(yīng)速率,需先求濃度的變化量和時間,據(jù)濃度的變化量可得出物質(zhì)的量的變化量與體積的比.
N2+3H2 2NH3
起始c(mol·L-1):0
變化c(mol·L-1):0.2 0.6
所以,v(N2)==0.1 mol·L-1·min-1
v(H2)==0.3 mol·L-1·min-1
v(NH3)==0.2 mol·L-1·min-1
v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)=0.1∶0.3∶0.2=1∶3∶2
【答案】1∶3∶2
一定條件下,一個反映的化學(xué)反應(yīng)速率一定,但用不同物質(zhì)表示,值不同但化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢是一致的
一定條件下,一個反映的化學(xué)反應(yīng)速率一定,但用不同物質(zhì)表示,值不同但化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢是一致的
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