第2节　化学反应的速率与限度第1课时

1、化 学第二节化学反应的速率与限度目 标 素 养1.了解化学反应速率的概念,知道外界条件对化学反应速率的影响,了解如何调控化学反应的快慢。2.了解化学平衡的建立和特征,知道可逆反应的进行是有一定限度的,化学平衡是相对的。3.本节的重点和难点是影响化学反应速率的因素和化学平衡状态的判断。知 识 概 览 第1课时化学反应的速率一、化学反应的速率1.表示。化学反应速率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(均取正值)来表示。(2)常用单位:molL-1s-1或molL-1min-1。2.意义。化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量,同一化学反应用不同的物质来表示化学反应速率

2、时,其数值可能不同,但这些数值所表示的意义相同。3.规律。对于同一反应,用不同的物质来表示反应速率,其比值一定等于化学方程式中相应的化学计量数之比。如对于反应:mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g),v(A)v(B)v(C)v(D)=mnpq。甲、乙两容器都进行AB的反应,甲每分钟减少4 mol,乙每分钟减少2 mol,甲中的反应比乙中快吗?提示:不一定。因为容器的容积不确定。二、外界条件对化学反应速率的影响1.实验探究温度、催化剂对化学反应速率的影响。(1)温度对化学反应速率影响的探究。(2)催化剂对化学反应速率影响的探究。2.外界条件对化学反应速率的影响。温度其他条件不变时,升高温

3、度,化学反应速率增大;降低温度,化学反应速率减小催化剂其他条件不变时,使用催化剂能改变化学反应速率其他固体的表面积、反应物的状态、溶液的浓度等都可以影响化学反应的速率实验室进行化学反应时,通常把一些固体物质溶于水配成溶液再进行反应。原因是什么?提示:固体物质溶于水后,增大了接触面积,从而增大了化学反应速率。一 化学反应的速率重难归纳1.化学反应速率的正确理解。2.化学反应速率的计算方法。 (2)根据同一化学反应中不同物质的速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比计算。3.反应速率大小比较的两种方法。同一化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同,比较化学反应速率的大小不能只看数值大小,还要进行一

4、定的转化:一个化学反应的速率可以用任何一种反应物或生成物来表示吗?提示:不可以。由于c表示的是物质的物质的量浓度的变化,而固态物质和纯液态物质的浓度在一定温度下是常量,所以这种表示化学反应速率的方法不适合固态物质和纯液态物质。典例剖析在2 L密闭容器中,发生以下反应:2A(g)+B(g)=2C(g)+D(g)。若最初加入的A和B都是4 mol,在前10 s A的平均反应速率为0.12 molL-1s-1,则10 s时,容器中B的物质的量是()。A.1.6 molB.2.8 molC.2.4 molD.1.2 mol答案:B解析:根据化学反应速率之比等于对应物质的化学计量数之比,可得v(B)=0

5、.5v(A)=0.50.12 molL-1s-1=0.06 molL-1s-1,则c(B)=0.06 molL-1s-110 s=0.6 molL-1,n(B)=0.6 molL-1 2 L=1.2 mol,故10 s时容器中B的物质的量为4 mol-1.2 mol=2.8 mol。学以致用对反应A(s)+3B(g)=2C(g)+D(g)来说,下列反应速率最大的是()。A.v(A)=0.02 molL-1s-1B.v(D)=0.01 molL-1s-1C.v(C)=0.5 molL-1min-1D.v(B)=0.6 molL-1min-1答案:B解析:以D为基准,根据化学反应速率之比等于化学计

6、量数之比进行计算与判断,因为A的状态是固态,浓度视为常数,故无法计算化学反应速率。选项BD中转换为用D表示的反应速率分别是6 molL-1min-1、0.25 molL-1min-1、0.2 molL-1min-1,所以反应速率最大的是选项B,答案选B。二 影响化学反应速率的因素重难归纳1.主要因素(内因)。不同的化学反应,具有不同的反应速率,因此,参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要因素。2.外界因素(外因)。(1)温度:当其他条件不变时,升高温度,可以增大化学反应速率;降低温度,可以减小化学反应速率。(2)催化剂:当其他条件不变时,使用适当的催化剂通常能极大地增大化学反应速率。(3

7、)浓度:当其他条件不变时,增大反应物的浓度,可以增大化学反应速率;减小反应物的浓度,可以减小化学反应速率。(4)压强:对于有气体参加的反应,当其他条件不变时,增大气体的压强(减小容器容积),可以增大化学反应速率;减小气体的压强(增大容器容积),可以减小化学反应速率。(5)固体表面积:固体颗粒越小,其单位质量的表面积越大,与其他反应物的接触面积越大,化学反应速率越大。(6)反应物状态:一般来说,配成溶液或反应物是气体,都能增大反应物之间的接触面积,有利于增大反应速率。(7)形成原电池,可以增大氧化还原反应的反应速率。(1)请从化学反应快慢的角度解释人们为什么使用电冰箱保存食物。提示:食物腐败是因

8、为发生了化学反应,在其他条件相同时,温度越低,化学反应越慢,人们用电冰箱把食物放置在低温下保存,以减缓食物的腐败。(2)铁粉与一定浓度的稀盐酸反应时,增加铁粉的用量能否增大化学反应速率?提示:不能。对于固态或纯液态物质,浓度可视为常数,改变其用量,浓度不发生改变,不影响化学反应速率。典例剖析下列关于影响化学反应速率的条件的说法正确的是()。增大压强一定能增大化学反应速率使用催化剂,可以使反应速率增大反应物浓度是决定化学反应速率的主要因素升高温度,一般能增大化学反应速率A.B.C.D.答案:B解析:压强对反应速率的影响只适用于有气体参与的反应,即改变压强,反应速率不一定改变,不正确。催化剂能增大

9、反应速率,正确。参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要因素,不正确。升高温度,一般能增大化学反应速率,正确。学以致用下列各组反应(表中金属粉末均为0.1 mol),在反应刚开始时,放出H2的速率最大的是()。答案:D 解析:影响反应速率的内因是反应物本身的性质,外因是反应条件,C项速率最小。Mg与HNO3反应不会产生氢气,B、D项只比较c(H+)即可,而盐酸为一元强酸,硫酸为二元强酸,因此相同浓度的盐酸与硫酸中,硫酸的c(H+)大于盐酸,D项符合题意。1.(双选)下列有关化学反应速率的说法正确的是()。A.用铁片与稀硫酸反应制氢气时,改用98%的浓硫酸可以增大反应速率B.100 mL 2

10、 molL-1的盐酸与锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速率减小C.SO2的催化氧化反应是一个放热反应,所以升高温度,反应速率增大D.汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2,减小压强时反应速率减小答案:BD 解析:铁在浓硫酸中会发生钝化,A项错误;加入氯化钠溶液,盐酸的浓度减小,反应速率减小,B项正确;升高温度,反应速率增大,与反应是吸热还是放热无关,C项错误。2.在某一化学反应中,反应物A的浓度在10 s内从0.8 molL-1变为0.2 molL-1,则在这10 s内A的化学反应速率为()。A.0.02 molL-1B.0.02 molL-1s-1C.0.06 molL-1s

11、-1D.0.06 molL-1min-1答案:C3.在一定条件下,反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)在2 L恒容密闭容器中进行,5 min内氨气的质量增加了1.7 g,则反应速率为()。A.v(NH3)=0.1 molL-1min-1B.v(N2)=0.02 molL-1min-1C.v(H2)=0.015 molL-1min-1D.v(NH3)=0.17 molL-1min-1答案:C 4.把镁条投入盛有盐酸的敞口容器中,产生氢气的速率变化曲线如图所示。下列因素中,影响该反应速率的是()。盐酸的浓度镁条的表面积溶液的温度 Cl-的浓度A.B.C.D.答案:C解析:镁与盐酸反应的离子

12、方程式为Mg+2H+=Mg2+H2,与H+有关,与Cl-无关。在镁与盐酸的反应中,刚开始时H+的浓度最大,反应速率应最大,但由于此反应为放热反应,温度升高,化学反应速率还会增大,随着化学反应的进行,H+浓度逐渐减小,化学反应速率又逐渐减小。5.某温度下,浓度都是1 molL-1的两种气体X2和Y2,在密闭容器中反应生成气体Z。反应2 min后,测得参加反应的X2为0.6 molL-1,用Y2的变化表示的反应速率v(Y2)=0.1 molL-1min-1,生成的c(Z)为0.4 molL-1,则该反应的化学方程式可能是()。答案:C解析:由v(X2)v(Y2)v(Z)=c(X2)c(Y2)c(Z)=0.6 molL-10.2 molL-10.4 molL-1=312。6.(1)某温度下,在2 L恒容密闭容器中,X、Y、Z三种气态物质发生化学反应时,物质的量随时间变化的关系曲线如图所示:由图中的数据分析,