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考点37 化学反应速率一、化学反应速1．定义化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的物理量。
2．表示方法通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示。
数学表达式为v＝ct∆∆，单位为mol/(L·min)、mol/(L·s)或mol/(L·h)。
3．化学反应速率与化学计量数的关系：对于已知反应m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)，其化学反应速率可用不同的物质来表示，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。
例如：在一个2 L的容器中发生反应：3A(g)＋B(g)2C(g)，加入2 mol A，1 s后剩余1.4 mol，则v(A)＝0.3 mol·L−1·s−1，v(B)＝0.1 mol·L−1·s−1，v(C)＝0.2 mol·L−1·s−1。
过关秘籍（1）在同一化学反应中，无论选用反应物还是生成物表示化学反应速率，其值均为正值。
（2）化学反应速率通常是指在某一段时间内的平均反应速率，而不是某一时刻的瞬时反应速率。
（3）同一化学反应中，在相同的反应时间内，不同的物质表示的反应速率的数值可能不同。
但表示的意义相同。
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作依据。
（4）固体或纯液体的浓度恒为常数，不能用固体或纯液体的浓度表示化学反应速率。
但是化学反应速率与固体和纯液体参与反应的表面积有关，因此，通常增大固体或纯液体参与反应的表面积（如将固体粉碎，将液体变成雾状，加速搅拌等）可加快化学反应速率。
（5）同一化学反应中，各物质表示的化学反应速率之比=化学方程式中各物质的化学计量数之比=各物质的浓度变化量之比。
4．化学反应速率的测定（1）测定原理测定不同反应时刻反应物或生成物的浓度，可通过观察和测量体系中的某一物质的相关性质，再进行适当的转换和计算达到测定目的。
化学反应速率的概念及计算1.表示方法通常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。
2.数学表达式及单位v ＝Δc Δt ，单位为mol·L －1·min －1或mol·L －1·s －1。
3.化学反应速率与化学计量数的关系同一反应在同一时间内，用不同物质来表示的反应速率可能不同，但反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的化学计量数之比。
如在反应a A(g)＋b B(g)c C(g)＋d D(g)中，存在v (A)∶v (B)∶v (C)∶v (D)＝a ∶b ∶c ∶d(1)对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象越明显(×)(2)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(×)解析 对于一些化学反应也可以用单位时间内某物质的质量、物质的量、体积、压强的变化量来表示化学反应速率。
(3)单位时间内反应物浓度的变化量表示正反应速率，生成物浓度的变化量表示逆反应速率(×) (4)化学反应速率为0.8 mol·L －1·s －1是指1 s 时某物质的浓度为0.8 mol·L －1(×)(5)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同(√)(6)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(×)题组一 化学反应速率的大小比较1.(2018·郑州质检)对于可逆反应A(g)＋3B(s)2C(g)＋2D(g)，在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示的反应速率最快的是( ) A.v (A)＝0.5 mol·L －1·min －1 B.v (B)＝1.2 mol·L －1·s －1 C.v (D)＝0.4 mol·L －1·min －1 D.v (C)＝0.1 mol·L －1·s －1 答案 D解析 本题可以采用归一法进行求解，通过方程式的化学计量数将不同物质表示的反应速率折算成同一物质表示的反应速率进行比较，B 物质是固体，不能表示反应速率；C 项中对应的v (A)＝0.2 mol·L －1·min －1；D 项中对应的v (A)＝3 mol·L －1·min －1。
第一章 应用化学反应动力学及反应器设计基础 一、思考题1、间歇系统与连续系统中，反应速率的定义式有何异同？2、反应系统中反应速率与化学计量系数有何关系？3、反应速率可以用浓度c i 、分压p i 或摩尔分率y i 来表述，相应的速率常数k c 、k p 、k y 之间有何关系？4、温度增加，反应速率常数肯定增加，对否？5、空速的定义是什么？它的大小反映了反应器的什么能力？6、转化率的定义是什么？在复杂反应系统中,它是否能起到在简单反应系统中所起到的作用？7、化学反应中哪种吸附起主要作用？8、惰性物质不参加反应，所以对吸附、脱附无任何影响，对否？9、吸附或脱附为控制步骤时，关键组分A 的分压有何特点，非关键组分的分压有何特点？ 10、表面反应为控制步骤时，反应物、生成物的分压有何特点？ 11、表达反应系统体积变化的参数是什么？12、方程式中反应前后摩尔数的变化是否表示反应体积的变化？第二章 气－固相催化反应本证及宏观动力学 一、思考题1、对于球形催化剂，西勒模数（Thiele ）越大，则催化剂的内扩散有效因子如何变化？2、如果在某催化剂上测得的反应速率为r ，而内扩散有效因子为0.8，则此反应速率是否为本征反应速率？3、对于气—固相反应，什么情况下，可以不考虑分子扩散的影响？4、对于球型催化剂粒子，西勒模数的定义式是什么？5、本征化学反应速度在内外扩散阻力完全消除的情况下与宏观化学反应速度有何关系？6、孔结构对内扩散有无影响？7、在气体的扩散过程中，如果催化剂的孔径远远小于分子的平均自由程时，可以不考虑哪种扩散？ 8、对于气－固相反应，如果本征动力学方程式为r ，催化剂的内扩散有效因子为ζ，则宏观动力学方程式应如何表示？ 二、计算题1、某可逆反应：A B C D k k +⇔+21，其均匀表面吸附机理的动力学方程式为：()()()r k P P P P K b P b P bP b P A A B C D A A C CBB D D=-++++1122试写出反应机理及控制步骤，并证明之。
化学计量与化学反应的量关系化学计量是研究化学反应中物质的定量关系的一个重要分支，它研究的是化学反应发生的量关系，即反应物与生成物的质量之间的定量关系。
通过化学计量的研究，可以帮助我们了解反应物和生成物之间的转化关系，从而制定合理的实验方案，预测产物的生成量，评估反应的效率等。
一、化学计量的基本概念化学计量涉及一系列的基本概念，包括化学方程式、摩尔质量、摩尔比等。
1. 化学方程式化学方程式是表示化学反应的一种符号表示法，用化学符号和化学式表达出反应物与生成物的物质组成和质量之间的关系。
化学方程式中的反应物在箭头的左侧，生成物在箭头的右侧，中间用箭头表示反应过程。
化学方程式还可以表示反应物与生成物的摩尔比关系。
2. 摩尔质量摩尔质量是指物质的相对分子质量或相对分子量的单位，用摩尔/克表示。
摩尔质量可以用来表示物质的质量，并且可以与物质的摩尔数之间建立关系。
3. 摩尔比摩尔比是指根据化学方程式中化学物质的系数比来表达物质的数量关系。
化学方程式中的系数表示物质的摩尔比，可以告诉我们在反应中物质的摩尔比关系。
二、质量守恒定律质量守恒定律是化学计量中最基本的定律之一，它表明在化学反应中，反应物的质量总和等于生成物的质量总和。
这意味着化学反应过程中，物质不会凭空消失或产生，只是发生了原子、离子或分子之间的重新组合。
质量守恒定律的实验基础是封闭反应系统中，反应前后总质量保持不变。
三、化学计量的计算方法化学计量的计算方法主要包括化学方程式的配平、反应物与生成物的摩尔质量的计算以及根据摩尔比关系确定物质的数量等。
1. 化学方程式的配平化学方程式配平是指在方程式中为化学物质的系数选择适当的数值，使得方程式满足质量守恒定律和电荷守恒定律。
通常采用试错法或代数方法进行配平。
2. 反应物与生成物的摩尔质量的计算根据相对原子质量和分子式，可以计算出化合物的摩尔质量，即单位质量所含有的物质的摩尔数。
通过摩尔质量的计算，可以将物质的质量转化为摩尔数，从而与其他物质建立起摩尔比关系。
化学反应速率的计算方法(1)定义式法:利用公式v==计算化学反应速率,也可以利用公式计算物质的量或物质的量浓度变化或时间等。
(2)关系式法:同一反应中,化学反应速率之比=物质的量浓度变化量之比=物质的量变化量之比=化学计量数之比。
另外,也可以利用该等量关系书写未知的化学方程式或找各物质的速率关系。
2.化学反应速率大小比较的两种方法(1)归一法:换算成同一物质、同一单位表示,再比较数值大小。
(2)比值法:比较化学反应速率与化学计量数的比值。
如反应a A+b Bc C,要比较v(A)与v(B)的相对大小,即比较与的相对大小,若>,则用v(A)表示的反应速率比用v(B)表示的反应速率大。
(1)在一体积为10 L的容器中,通入一定量的CO和H2O,在850 ℃时发生如下反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2 (g),CO和H2O浓度变化如图,则0~4 min的平均反应速率v(CO)=mol·L-1·min-1。
(2)对于某反应X(g)+3Y(g)2E(g)+2F(g),在甲、乙、丙、丁四种不同条件下,分别测得反应速率为甲,v(X)=0.3 mol·L-1·min-1;乙,v(Y)=1.2 mol·L-1·min-1;丙,v(E)=0.6 mol·L-1·min-1;丁,v(F)=0.9 mol·L-1·min-1。
则反应由快到慢的顺序是。
(1)改变物质状态:若第(2)问中F为固态,则E、F的化学反应速率相同吗?(2)改变速率单位:若E的化学反应速率由0.6 mol·L-1·min-1改为0.6 mol·L-1·s-1,则化学反应速率最快的还是丁吗?1.反应A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为①v(A)=0.45 mol·L-1·min-1②v(B)=0.6 mol·L-1·s-1③v(C)=0.4 mol·L-1·s-1④v(D)=0.45 mol·L-1·s-1下列有关反应速率的比较正确的是()A.④<③=②<①B.④>③>②>①C.④>③=②>①D.①>②>③>④2.在容积不变的密闭容器中,A与B反应生成C,其化学反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)表示。
化学反应速率与化学计量数的关系化学反应速率与化学计量数之间的关系是化学反应动力学研究的核心问题之一。
在深入探讨这个主题之前，我们需要了解一些基本的背景知识。
化学计量数是化学反应方程式中，每一组分的系数，它们代表了各组分在反应中的相对数量。
首先，让我们从化学反应速率的概念入手。
化学反应速率描述了反应的快慢，通常用单位时间内反应物或产物的浓度变化来表示。
这个速率受到许多因素的影响，其中最重要的是反应物的浓度、温度和催化剂的存在。
现在，让我们来看看化学计量数如何影响化学反应速率。
在化学反应中，反应速率与各组分的浓度有一定的关系。
具体来说，反应速率与反应物的浓度和化学计量数的乘积成正比。
这意味着，如果某一反应物的化学计量数较大，那么该反应物浓度的变化将对反应速率产生更大的影响。
为了更深入地理解这一点，我们可以考虑一个具体的化学反应方程式。
假设我们有以下反应：2A + B → C在这个反应中，A的化学计量数为2，B的化学计量数为1。
如果我们增加A的浓度，由于其化学计量数为2，反应速率将更快地增加。
而B的化学计量数为1，所以增加B的浓度对反应速率的影响较小。
此外，温度也是影响化学反应速率的重要因素之一。
一般来说，温度越高，分子间的碰撞频率越高，从而加快了化学反应的速率。
值得注意的是，温度对不同化学反应的影响程度是不同的，这取决于反应的活化能大小。
催化剂对化学反应速率的影响则更为复杂。
催化剂可以降低反应的活化能，使反应更容易进行。
然而，催化剂的选择和作用机制非常多样，需要针对具体的化学反应进行深入研究。
综上所述，化学反应速率与化学计量数之间存在着密切的关系。
了解这种关系有助于我们更好地理解化学反应的动力学行为，从而在实际生产和科学研究中更好地控制和优化化学反应过程。
第22讲化学反应速率考点一化学反应速率的概念及计算[知识梳理]1．化学反应速率2．化学反应速率与化学计量数的关系同一反应在同一时间内，用不同物质表示的反应速率可能不同，但反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的化学计量数之比＝物质的量变化量之比＝物质的量浓度变化量之比。
[自主检测]1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显。
()(2)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。
()(3)单位时间内反应物浓度的变化量表示正反应速率，生成物浓度的变化量表示逆反应速率。
()(4)化学反应速率为0.8 mol·L－1·s－1指1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L－1。
()(5)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同。
()(6)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。
()(7)化学反应速率指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加。
()答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√(6)×(7)×2．(教材改编题)在2 L的密闭容器中发生某反应后，各物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。
回答下列问题：(1)该反应的反应物是________，生成物是________，反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
(2)0～10 s的平均反应速率v(H2)＝_____________________________________。
(3)能否用I2(s)的物质的量浓度变化量来表示该反应的速率？________(填“能”或“否”)。
化学计量和反应的计算一、化学计量学基本概念1.1 物质的量（amount of substance）：表示含有一定数目粒子集合体的物理量，符号为n，单位为摩尔（mol）。
1.2 摩尔质量（molar mass）：指1摩尔物质所具有的质量，单位为g/mol。
1.3 化学方程式（chemical equation）：表示化学反应中反应物与生成物之间的量的关系的式子。
1.4 化学计量数（stoichiometric coefficient）：化学方程式中各物质前的系数，表示反应物和生成物之间的物质的量的比例关系。
二、化学反应的计算2.1 反应物过量与不足的计算根据化学方程式，计算反应物和生成物的物质的量，判断反应物是否过量或不足，从而确定反应的进行程度。
2.2 反应物质量分数的计算根据反应物和生成物的物质的量，计算各组分在混合物中的质量分数。
2.3 实际反应产物的计算根据反应物的实际消耗量，计算实际生成的产物的物质的量。
2.4 化学反应的平衡常数（Kc）平衡常数是描述化学反应平衡状态的一个物理量，表示在一定温度下，反应物和生成物浓度比的稳定值。
三、化学方程式的平衡3.1 平衡状态：在平衡状态下，化学反应的正反两个方向进行的速度相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化。
3.2 平衡常数的表达式：Kc = [ products ] / [ reactants ]3.3 平衡常数与反应条件的关系：平衡常数随着温度的变化而变化，与压强和浓度无关。
四、化学计量在实际应用中的举例4.1 合成氨的制备：根据氮气和氢气的化学计量关系，计算反应物的物质的量比，从而确定合成氨的反应条件。
4.2 烧碱的制备：通过氯气和氢氧化钠的反应，计算反应物的物质的量比，确定反应条件，制得烧碱。
4.3 食品加工中的化学计量：如烘焙蛋糕时，根据面粉、糖、鸡蛋等原料的化学计量关系，计算各原料的比例，确保蛋糕的质量。
化学计量和反应计算是化学实验和工业生产中非常重要的知识点，掌握这一部分内容，有助于我们深入了解化学反应的实质，提高化学实验和生产的效率。
1．同一化学反应，用不同物质的浓度变化表示的化学反应速率之比等于反应方程式中相应的物质的化学计量数之比，这是有关化学反应速率的计算或换算的依据。
如：对于化学反应a A(g)＋b B(g)===c C(g)＋d D(g)，有下列恒等式：v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d＝△n(A)∶△n(B)∶△n(C)∶△n(D) ＝△c(A)∶△c(B)∶△c(C)∶△c(D) 【重难点点睛】1．反应速率的计算步骤：①准确找出有关化学平衡的化学方程式；②找出各物质的初始量、转化量、平衡量(物质的量浓度或物质的量)；③根据已知条件建立等式关系进行解答。
2．计算方法--“三段式”例：m A+n B⇌p C+q D起始：a b 0 0转化：mx nx px qx平衡：a-mx b-nx px qx【重难点指数】★★★【重难点考向一】判断化学方程式前的系数【例1】把0.6molX气体和0.4molY气体混合于2L的密闭容器中，使它们发生如下反应3X(g)+Y(g)⇌nZ(g)+2W(g)，5min末已生成0.2molW，若测知以Z 表示的平均反应速率为0.01mol•L-1•min-1，则n是()A．2 B．4 C．1 D．3【答案】C【解析】5min内W的平均化学反应速率v(W)==0.02 mol•L-1•min-1，利用各物质的反应速率之比等于其化学计量数之比，Z浓度变化表示的平均反应速率为0.01 mol•L-1•min-1，则：v(Z)：v(W)=0.01 mol•L-1•min-1：0.02 mol•L-1•min-1=n：2，所以n=1，故选C。
【重难点点睛】考查化学反应速率的定量表示方法，明确同一化学反应各物质的反应速率之比等于化学计量数之比是解题的关键，根据公式v=计算5min内W的平均化学反应速率v(W)，利用各物质的反应速率之比等于化学计量数之比计算n的值。
【重难点考向二】根据反应速率判断反应原理【例2】在密闭容器中进行可逆反应，A与B反应生成C，其反应速率可分别用v(A)、v(B)、v(C)表示，且有如下关系：v(B)=3v(A)，v(C)=2v(A)，3v(C)=2v(B)，则该反应的化学方程式为____________________________。
