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化工
题目

用反应进度定义的反应速率的数值大小,与表示该速率的物质无关,但与配平系数有关。A. 正确B. 错误

用反应进度定义的反应速率的数值大小,与表示该速率的物质无关,但与配平系数有关。

A. 正确

B. 错误

题目解答

答案

A. 正确

解析

本题考查反应进度定义的反应速率的相关知识。解题思路是先明确反应进度定义的反应速率的表达式,再分析其与表示该速率的物质以及配平系数的关系。

1. 明确反应进度定义的反应速率表达式

对于化学反应$aA + bB \longrightarrow gG + hH$,反应进度$\xi$的定义为$d\xi=\frac{d\nu_{B}}{\nu_{B}}$,其中$\nu_{B}$是物质$B$的化学计量数(反应物的化学计量数为负,生成物的化学计量数为正),$d\nu_{B}$是物质$B$的物质的量的变化。
反应速率$\dot{\xi}$定义为$\dot{\xi}=\frac{d\xi}{dt}$,将$d\xi=\frac{d\nu_{B}}{\nu_{B}}$代入可得$\dot{\xi}=\frac{1}{\nu_{B}}\frac{d\nu_{B}}{dt}$。

2. 分析反应速率与表示该速率的物质的关系

以反应$aA + bB \longrightarrow gG + hH$为例,对于反应物$A$,反应速率$\dot{\xi}_{A}=\frac{1}{-a}\frac{d\nu_{A}}{dt}$;对于反应物$B$,反应速率$\dot{\xi}_{B}=\frac{1}{-b}\frac{d\nu_{B}}{dt}$;对于生成物$G$,反应速率$\dot{\xi}_{G}=\frac{1}{g}\frac{d\nu_{G}}{dt}$;对于生成物$H$,反应速率$\dot{\xi}_{H}=\frac{1}{h}\frac{d\nu_{H}}{dt}$。
在同一反应中,在相同的时间间隔$dt$内,各物质的物质的量的变化$d\nu_{A}$、$d\nu_{B}$、$d\nu_{G}$、$d\nu_{H}$之间存在着化学计量数的关系,即$\frac{d\nu_{A}}{-a}=\frac{d\nu_{B}}{-b}=\frac{d\nu_{G}}{g}=\frac{d\nu_{H}}{h}$。
所以$\dot{\xi}_{A}=\dot{\xi}_{B}=\dot{\xi}_{G}=\dot{\xi}_{H}$,这表明用反应进度定义的反应速率的数值大小与表示该速率的物质无关。

3. 分析反应速率与配平系数的关系

从反应速率$\dot{\xi}=\frac{1}{\nu_{B}}\frac{d\nu_{B}}{dt}$的表达式可以看出,配平系数$\nu_{B}$在分母位置,不同的配平系数会导致反应速率的表达式不同,从而影响反应速率的数值大小。例如,对于反应$2H_{2}+O_{2}\longrightarrow 2H_{2}O$和$H_{2}+\frac{1}{2}O_{2}\longrightarrow H_{2}O$,它们的配平系数不同,用反应进度定义的反应速率也不同。

综上,用反应进度定义的反应速率的数值大小,与表示该速率的物质无关,但与配平系数有关,该说法是正确的。

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