在实际应用一个化学反应时,人们除了要考虑物质变化、能量转化外,还要关注化学反应进行的快慢问题和进行的程度问题,以提高生产效率。如,工业合成氨的反应:
人们不仅要生产出氨,还希望氮气和氢气更快、更多地转化成氨气,这样就可提高氮气和氢气的转化率和氨的产率。因此,工业生产上使用了催化剂、高温、高压的反应条件。
一、化学反应速率及其表示方法我们已经学习了许多化学反应,有些化学反应进行的很快,有些化学反应进行的很慢。
如火药的爆炸瞬间就可完成;酸碱中和反应、燃烧反应就很快;铁生锈、食物的变质就比较缓慢;而石灰溶洞的形成则需要几百万年,甚至上千万年才能形成。
不同的化学反应进行的快慢差别很大,快慢只是相对而言。这种定性的描述并不能准确地表现化学反应的快慢程度。在科学研究和工业生产上,人们需要对化学反应的快慢程度作出准确的定量的描述。
1、化学反应速率物理学中描述物体运动的快慢,是用单位时间内物体运动的距离来表示的,即物体运动的平均速率:
可借鉴上面的表示方法定量地描述化学反应的快慢,一般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,即化学反应速率。
比如合成氨的反应,在2min内,N2的物质的量浓度由0.1mol/L降低到0.06mol/L,则2min内用N2表示的化学反应速率为: