化学平均反应速率是描述化学反应在单位时刻内浓度变化的物理量,用于量化反应进行的快慢。下面内容是其核心要点及计算技巧:
1. 定义与公式
[
v = fracDelta c}Delta t}
]
> 示例:若HO在20秒内浓度从0.10 mol/L降至0.08 mol/L,则其平均速率为:
> [
> v(
extH}_2
extO}_2) = frac|0.08
extmol·L}^-1}
ext·s}^-1}
> ]
2. 计算步骤与关键点
(1)浓度变化量(Δc)的确定
ext初始}}
ext末态}}
(2)时刻单位一致性
(3)不同物质速率的换算
公式:(fracv(A)}m} = fracv(B)}n} = fracv(C)}p})
(以反应 (mA + nB rightarrow pC) 为例)。
extmol·L}^-1}
ext·min}^-1}),则:
[
v(ceH2}) = 3
imes v(ceN2}) = 0.3
extmol·L}^-1}
ext·min}^-1}, quad v(ceNH3}) = 2
imes v(ceN2}) = 0.2
extmol·L}^-1}
ext·min}^-1}
]
(4)“三段式”法(复杂计算)
适用于已知起始浓度和转化量的平衡反应:
① 列化学方程式;
② 设未知数表示转化浓度(比例=计量数比);
③ 代入速率公式计算。
例:反应 (ce2A + B -> 3C}),起始[A]=2 mol/L,10分钟后[A]=1.4 mol/L:
[
Delta c(ceA}) = 2
extmol/L}, quad v(ceA}) = frac0.6}10} = 0.06
extmol·L}^-1}
ext·min}^-1}
]
则 (v(ceB}) = frac1}2} v(ceA}) = 0.03
extmol·L}^-1}
ext·min}^-1}).
3. 注意事项
1. 正值规则:速率恒为正值,(Delta c)取完全值。
2. 物质选择:需指明是针对哪种物质(如(v(ceA})))。
3. 固体与纯液体:无浓度变化,不能用此公式计算速率(如(ceCaCO3(s)}))。
4. 平均速率 vs. 瞬时速率:
4. 实例演示
题目:反应 (ce2HI -> H2 + I2}),起始[HI]=1.5 mol/L,30秒后降至1.2 mol/L。求(v(ceHI}))、(v(ceH2}))。
解:
1. (Delta c(ceHI}) = |1.2
2. (v(ceHI}) = frac0.3}30} = 0.01
extmol·L}^-1}
ext·s}^-1})
3. 由计量数比:(fracv(ceHI})}2} = v(ceH2})) → (v(ceH2}) = frac0.01}2} = 0.005
extmol·L}^-1}
ext·s}^-1})
5. 影响影响扩展
平均速率受浓度、温度、催化剂等影响,但计算时这些影响已隐含在(Delta c)中:
掌握这些要点,即可准确计算并领会化学反应的平均速率!