Question

求化学帝解释

如果一个可逆反应要花45秒到达一个平衡，那么怎么计算前60秒的反应速率，我们老师讲就是用浓度的变化除以45秒的时间，但是为什么前面的反应速率就是后面到达平衡时间的速率，我认为前面的反应速率是一个逐渐变化的过程，那个前面的反应速率就不可能是到达平衡时候的反应速率，那么就不可以这样算了。求解释！！！我知道到达平衡时候也会有反应速率，搞不清楚的就是为什么到达平衡是的反应速率是等于平衡后的反应速率！！！
那么举个例子，将0.1MOL的N2O4放入1L的密闭容器中，40秒后N2O4到达平衡时候的浓度是0.04mol/L ，求前60秒的N2O4的化学反应速率。解决这个题目帮忙把为什么这样做的原因讲一下，一定要解释内因。不要说什么就是这样做的来搪塞，谢谢

Answer 1

浓度的变化除以时间指的是总反应速率，不是正反应速率或逆反应速率，数值上等于正逆反应速率之差。当其中的时间很小的时候就是瞬时速率。“我知道到达平衡时候也会有反应速率”这里的速率是指正反应和逆反应各自的速率。所谓平衡，就是各物种浓度不再变化，如果正反应速率和逆反应速率不等，那么就不可能达到平衡状态（浓度一定会变）。理解了这点，就可以知道平衡时，总反应速率为零。

两个反应物刚接触的时候，总反应速率最大（此时只有正反应速率，没有生成物的时候，逆反应还没开始）。随着反应的进行，反应物浓度减小，正反应速率减小（碰撞机会变少），同时生成物浓度增大，逆反应速率增大。总有一个时候两个速率相同，此时“正反应生成多少，逆反应又会将其变为原形多少”。这样各物种的浓度就不会进一步变化，我们就说达到了平衡。由上可知，反应过程中，总的反应速率不断减小，到达平衡时恰好为零。微观的反应仍在继续，但宏观上浓度不变，看起来好像没有反应在发生。

“搞不清楚的就是为什么到达平衡时的反应速率等于平衡后的反应速率”
这里的速率如理解为总速率，那二者都是零，自然相等。如理解为正逆反应的速率，那么刚平衡和平衡后一段时间也是没有区别的。因为反应物和生成物的浓度不变，它们的分子碰撞的机会不变，正逆反应速率就都不会变化。

将0.1MOL的N2O4放入1L的密闭容器中，40秒后N2O4到达平衡时候的浓度是0.04mol/L ，求前60秒的N2O4的化学反应速率。

这个问题要求的速率是总速率，而且是平均速率。如理解为正逆反应的速率，条件不足无法求，理解为瞬时速率也无法求。反应从宏观上看只发生了40秒（其后的速率都是零），当然算平均速率只能用40秒除去浓度变化量，其后的速率都是零（去论多久都是零），把它们也平均进去显然是不合理的。就像你说的，反应40秒就完成了，但后来又放了一年，用一年去除浓度变化量明显是没有意义的（不能代表真正的反应快慢）。

你的理解出问题的地方就是混淆了反应的总速率和正逆反应速率这两个不同概念。混淆了“微观反应永不结束”和“平衡是就反应宏观终止”的关系。

追问

那么根据你这样说就是到达平衡后总速率就是看作为0对吗？
那么为什么将60除进去就没有了意义了呢？毕竟题目的定义就是在60秒内啊，你说就将它看成速率为0那么我可不可以理解为就是在60秒内它发生了0.06mol的变化 根据V=变化的C/变化的t 来做为什么不是除以60呢，这个式子的定义不就是用变化的浓度去除以时间的变化吗？ 求解释?

追答

那么根据你这样说就是到达平衡后总速率就是看作为0对吗？
不是看做零，而是就是零。总反应速率等于浓度变化量除以时间。平衡后浓度永远不变，当然速率就是零。

毕竟题目的定义就是在60秒内啊？你一定要用60秒来除浓度变化量作为60秒内的平均速率也未尚不可。但反应完了一年呢？你又如何计算？我们关心的是在反应过程中（40秒内）的平均速率，这个速率才真正代表了反应的快慢。不能认为停下后时间越长，反应本身就越慢。不过话说回来，出这种题的人在我看来纯属有意误导人，本来没问题弄出点问题来，属于文字游戏。严格来说，这个问题本身就是不对的，60秒与反应没有任何关联，题中出现这样的时间根本没有意义。这种题不需要太当真。这个问题就像在问刘翔在某时某刻开始跑110米，花了14秒，问刘翔在十分钟内的平均速度。你认为后一问题提问的人是不是脑子有病？

追问

很好，我也觉得这道题目本来就是误导人的，完全可以有着两张算法，但是偏偏就是要用40除，其实就是用60来除在定义上也没有什么不对嘛。这个让我十分纠结。
多谢的你的解答，我再放个两天，看看别人的解答，看看是否是这道题目真的有问题还是我对这个反应的内因没有搞清楚。
不好意思啊。

追答

我们既然识破了出题者无聊的骗局，那也犯不着跟出题者较劲。姑且当做这个题出的算对，那么还是应该用40秒算。因为这样才能反映本质，用60秒不能反映本质。

正如“刘翔在某时某刻开始跑110米，跑完花了14秒后停下，问刘翔在十分钟内的平均速度”。对这个脑子有病的提问者，你该怎么回答？你应该这么说：“你的问题本身有问题，十分钟与刘翔跑110m没有任何关联，如果你想知道刘翔跑110m的时候的平均速度，那么就是110/14 m/s。他跑到终点停下再长时间，他跑110米的速度还是110/14 m/s。不因为停下了，他跑110米的速度就变慢了。如果你非要知道在整个10分钟中刘翔的平均速度这样的无聊问题的结果，那么就用110除以10分钟好了”。

追问

不好意思这两天有点忙，我们化学老师后来解释过了，是因为那个定义的原因，V=浓度的变化/时间的变化，那个时间的变化的时间是有浓度变化的时间，而没有时间变化的时间就不需要除进去，这是因为定义就是这样，而不是出题者的问题。
我们老师解释得有错吗？这个定义是不是这样解释的，我们的教科书和辅导书并没有做过详细的定义解释。

追答

我说的很清楚了，出题者有意设置一个无聊的陷阱，60秒与反应无关，尽管可以用60秒算出一个速率，但用它算出来的结果不能代表反应的速率，自然是错误的。定义人为下的，合理的定义会被人们所采用，不合理的就不会被采用（用60秒算就不合理）。正确的命题中不应该出现60秒这种与反应无关的时间，因此命题是有问题的（虽然不能说他有多大的错误）。

Answer 2

瞬时速率和平均速率的关系问题。如果平均速率间隔时间越短，就越接近瞬时速率。一般化学反应速率求算均为求平均速率。到达平衡后反应各物质浓度不再改变，反应速率保持不变。但是前面的反应速率就是后面到达平衡时间的速率，这个说法不准确，你的质疑很有道理。
以你举例为例：
N2O4 = 2 NO2
开始时浓度（mol/L) 0.1 0
转化浓度 （mol/L) （ 0.06 ） （ 0.12 ） （括号内为求得数值）
40s后浓度（mol/L) 0.04 （ 0.12 ）
平衡浓度 （mol/L) 0.04 （ 0.12 ）
所以前40S反应速率：
N2O4 ： （ 0.06 mol/L ）/ 40s = 0.0015 mol/(L•s )
NO2 ： （ 0.12 mol/L ）/ 40s = 0.003 mol/(L•s )
所求前40S反应速率，为前40S的平均反应速率，并不等于平衡时的反应速率。
根据反应速率定义可知：
前60S反应速率应为：
N2O4 ： （ 0.06 mol/L ）/ 60s = 0.001 mol/(L•s )
NO2 ： （ 0.12 mol/L ）/ 60s = 0.002 mol/(L•s )
平衡时反应速率为瞬时速率，不可以用较长一段时间内平均速率来代替。

Answer 3

对于同样一个过程A-B，如果只看开始和结束，能够得到一个平均速率，即由反应前后的物质的量浓度差来求得，那么达到平衡之后浓度没有变化，速率自然也没变化；如果关注的是反应过程中每一个时刻的速率，即瞬时速率，那个基本上此数值是不断变化的而且难以求得。

Answer 4

此题不用化学帝

Answer 5

..

Answer 6

换