第六章 化学反应与能量 同步讲义 高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第06讲化学反应与热能第06讲化学反应与热能知识导航知识导航模块一模块一化学反应中的热量变化知识精讲知识精讲一、化学反应的本质和特征1．本质：（1）化学反应的本质是旧化学键的___断裂____和新化学键的____形成___。（2）断开化学键要__吸收_能量，形成化学键要__放出_能量，吸收的能量与释放的能量不相等。2．特征：（1）生成新物质（符合质量守恒定律）；（2）释放能量或吸收能量（符合能量守恒定律）。明辨是非（（1）有化学键断裂的，肯定发生了化学反应（）（2）既有化学键断裂，又有化学键形成的，肯定发生了化学反应（）（3）在化学键的形成过程中，肯定放出能量（）（4）化学反应中原子一定发生重新组合（）（5）化学变化中一定会发生电子转移（）（6）所有化学反应必然伴随着能量的变化（）二、吸热反应和放热反应1．吸热反应：吸收热量的化学反应。2．放热反应：放出热量的化学反应。三、常见的放热反应与吸热反应放热反应吸热反应大多数化合反应所有燃烧反应酸碱中和反应金属与酸或水的置换反应铝热反应大多数分解反应Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应以C、CO、H2为还原剂的氧化还原反应明辨是非（1）需要加热的反应一定是吸热反应（）（1）需要加热的反应一定是吸热反应（）（2）吸热反应一定需要加热才可以进行（）（3）放热反应不需要加热即可发生（）（4）放出热量的变化过程一定是放热反应（）【总结1】吸热反应和放热反应的对象都是化学变化，物理变化除外。【总结2】一个化学反应是吸热还是放热，与反应条件（是否需要加热）没有必然联系。经典例题经典例题化学反应的本质与能量变化【例1】下列说法正确的是（）A．物质发生化学变化都伴随着能量变化B．任何反应中的能量变化都表现为热量变化C．物质变化时若伴有能量变化，则一定是化学变化D．没有物质的化学变化，也就没有能量的变化吸热反应与放热反应的判断【例2】下列是吸热反应的是__________①水蒸气冷凝②煅烧石灰石③浓硫酸稀释 ④酸碱发生中和反应⑤生石灰跟水反应生成熟石灰 ⑥干冰升华 ⑦液氨汽化⑧碳和二氧化碳在高温下反应 ⑨氢原子两两结合为氢分子【变2-1】下列变化中属于吸热反应的是（）①冰融化成水②胆矾受热分解③浓硫酸加水稀释④高锰酸钾分解制取氧气⑤生石灰与水反应生成熟石灰⑥石灰石高温分解⑦CO2+Ceq\o(=,\s\up7(高温))2CO⑧Ba(OH)2·8H2O与固体NH4Cl混合⑨C+H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高温))CO+H2A．②④⑥⑦⑨ B．①②④⑥⑦⑧⑨C．②③④⑤⑥⑧ D．②④⑥⑦⑧⑨模块二模块二化学反应中的能量变化分析知识精讲知识精讲一、从化学键的角度分析化学反应的能量变化1．键能：断开（形成）1mol某化学键所吸收（放出）的能量叫键能。单位：kJ/mol。例如，断开（形成）1molH-H键吸收（放出）的能量为436.0kJ，那么H-H键的键能是436.0kJ/mol。2．化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因：（1）若吸收能量E1＞释放能量E2，该反应为吸热反应；（2）若吸收能量E1＜释放能量E2，该反应为放热反应。3．实例化学键H﹣HCl﹣ClH﹣Cl键能kJ/mol436243431从键能角度分析H2+Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2HCl反应体系中能量变化情况。1molH2与1molCl2反应生成2molHCl分子的过程中，了kJ的能量。二、从总能量的角度分析化学反应的能量变化1．一个确定的化学反应完成后的结果是吸收能量还是放出能量，决定于反应物的总能量与生成物的总能量的相对大小。（1）若反应物总能量E反＞生成物总能量E生，该反应为放热反应；（2）若反应物总能量E反＜生成物总能量E生，该反应为吸热反应。E反___E生，______反应E反___E生，______反应2．吸热反应与放热反应的真实能量变化图：E吸＜E放，放热反应E吸＞E放，吸热反应资料卡片——能量与稳定性一般来说，物质具有的能量越低，物质越稳定。即“能量越低越稳定”。一般来说，物质具有的能量越低，物质越稳定。即“能量越低越稳定”。经典例题经典例题能量变化图【例4】已知反应A+B=C+D的能量变化如图所示，下列关于此反应的说法不正确的是（）A．是吸热反应B．该反应不符合能量守恒定律C．生成物的总能量高于反应物的总能量D．反应中断开化学键吸收的总能量高于形成化学键放出的总能量【变4】反应A+B→C（放热）分两步进行：①A+B→X（吸热），②X→C（放热）。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是（）ABCD键能的计算【例5】已知部分键能如下表所示，计算下列三个反应中的能量变化情况。化学键H—HH—NN≡NO＝OC—HC＝OH—OP—PP—O键能（kJ/mol）436391x498414750465198360（1）CH4+2O2eq\o(=,\s\up7(点燃))CO2+2H2O，1molCH4完全反应时，_________（填吸收/放出）________kJ能量。（2）已知N2+3H22NH3，消耗1molN2时放出92kJ的热量，则上表中x的数值为________。（3）如下图为白磷（P4）和P4O6的结构，1mol白磷完全燃烧，________（填吸收/放出）________kJ能量。【变5】NF3是一种温室气体，其存储能量的能力是CO2的12000～20000倍，在大气中的寿命可长达740年，如表所示是几种化学键的键能：化学键N≡NF—FN—F键能/kJ·mol-1946154.8283.0下列说法中正确的是（）A．过程N2(g)→2N(g)放出能量B．过程N(g)+3F(g)→NF3(g)放出能量C．反应N2(g)＋3F2(g)=2NF3(g)是吸热反应D．NF3吸收能量后如果没有化学键的断裂与生成，仍可能发生化学反应能量越低越稳定【例6】金刚石和石墨是由C元素组成的两种结构不同的单质。在100kPa时，1mol石墨转化为金刚石，要吸收1.895kJ的能量。据此判断，在100kPa时，下列结论正确的是（）A．1mol石墨比1mol金刚石的总能量高B．金刚石比石墨稳定C．石墨比金刚石稳定D．1mol石墨与1mol金刚石的总能量相等【变6-1】如图表示有关反应的反应过程与能量变化的关系，据此判断下列说法中不正确的是（）A．红磷和白磷互为同素异形体B．白磷比红磷稳定C．白磷转化为红磷是放热反应D．白磷比红磷更容易与氧气反应生成P4O10提分作业提分作业【练1】下列说法错误的是（）A．化学反应放热还是吸热，取决于生成物具有的总能量和反应物具有的总能量的相对大小B．化学键的断裂和形成是化学反应中能量变化的主要原因C．需要加热才能发生的化学反应一定是吸热反应D．反应物的总能量高于生成物的总能量时，发生放热反应【练2】如图所示，有关化学反应和能量变化的说法正确的是（）A．图a表示的是吸热反应的能量变化B．图b中生成物比反应物稳定C．图b可以表示氯化铵固体与氢氧化钡晶体反应的能量变化D．图a不需要加热就一定能发生，图b一定需要加热才能发生【练3】“能源分类相关图”如下图所示，四组能源选项中全部符合图中阴影部分的能源是（）A．煤炭、石油、潮汐能B．水能、生物质能、天然气C．太阳能、风能、沼气D．地热能、海洋能、核能【练4】科学家已获得了极具理论研究意义的N4分子，其结构为正四面体（如图所示），与白磷分子相似。已知断裂1molN—N键吸收193kJ热量，断裂1molN≡N键吸收941kJ热量，则下列说法不正确的是（）A．N4与N2互为同素异形体B．1molN4气体转化为N2时要放出724kJ能量C．N4变成N2是化学变化D．2molN2的能量比1molN4的能量高【练5】A．电解水制取H2和O2 B．甲烷燃烧C．铝粉与氧化铁粉末反应 D．铁与稀盐酸反应【练6】最新报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程示意图如下：下列说法正确的是（）A．CO和O生成CO2是吸热反应B．在该过程中，CO断键形成C和OC．CO和O形成了具有极性共价键的CO2D．状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO与O2反应的过程【练7】化学反应A2+B2=2AB的能量变化如图所示，则下列说法正确的是（）A．该反应是吸热反应B．断裂1molA—A键和1molB—B键能放出xkJ能量C．断裂2molA—B键需要吸收ykJ的能量D．2molAB的总能量高于1molA2和1molB2的总能量第第07讲化学反应与电能知识导航知识导航模块一模块一原电池的基本原理与应用知识精讲知识精讲一、原电池的基本概念1．概念：原电池是将化学能转化为电能的装置。2．本质：氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行。3．电极：（1）负极：________电子，发生________反应； （2）正极：________电子，发生________反应。4．构成原电池的条件：（1）自发进行的氧化还原反应；（2）两个活动性不同的电极；（3）电解质溶液（或熔融电解质）；（4）形成闭合回路。二、锌铜原电池的工作原理工作原理（反应方程式）负极（Zn）正极（Cu）总反应离子方程式：。电子移动方向由极经导线流向极（电流方向相反）。离子移动方向阳离子向极移动，阴离子向极移动。思考与交流（1）判断下列原电池的负极材料是什么？（1）判断下列原电池的负极材料是什么？a极b极电解质溶液负极AlFe稀盐酸AlMg稀H2SO4AlMg浓HNO3AlCu浓HNO3AlMgNaOH溶液FeCCuSO4（2）如何判断原电池的负极？经典例题经典例题原电池的工作原理【例1】理论上不能设计为原电池的化学反应是（）A．CH4+2O2eq\o(=,\s\up7(点燃))CO2+2H2OB．2FeCl3+Fe3FeCl2C．2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑D．HNO3+NaOHNaNO3+H2O【变1】下列关于原电池的叙述，正确的是（）A．构成原电池的正极和负极材料必须是两种活动性不同的金属B．原电池是将化学能转变为电能的装置C．在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原D．原电池放电时，电流的方向是从负极到正极原电池的构成条件及电极反应式的书写【例2】下列装置能构成原电池的是________，能构成原电池的，写出其电极反应式。ABCDEFG原电池的具体工作原理【例3】下图是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，记录如下：①Zn为正极，Cu为负极；②H+向负极移动；③电子流动方向，从Zn经外电路流向Cu；④Cu极上有H2产生；⑤若有1mol电子流过导线，则产生0.5molH2；⑥正极的电极反应式为Zn-2e-Zn2+。描述合理的是（）A．①②③ B．③④⑤ C．④⑤⑥ D．②③④【变3-1】在如图所示的装置中，a的金属性比氢要强，b为碳棒，关于此装置的各种叙述不正确的是（）A．碳棒上有气体放出，溶液酸性变弱B．a极上发生了氧化反应C．导线中有电子流动，电子从a极到b极D．a是正极，b是负极带离子交换膜的原电池【例4】锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是（）A．铜电极上发生氧化反应B．电池工作一段时间后，甲池的c(SO42C．电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D．阴离子、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡知识精讲知识精讲三、原电池的应用1．比较金属活动性两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比正极的金属活泼。2．加快氧化还原反应的速率一个自发进行的氧化还原反应，设计成原电池时反应速率增大。3．设计原电池利用原电池原理设计和制造原电池，将化学能直接转化为电能。经典例题经典例题利用原电池比较金属活动性【例5】有a、b、c、d四种金属，将a与b用导线连结起来浸入电解质溶液中，b不易腐蚀。将a、d分别投入等浓度的盐酸中，d比a反应剧烈。将Cu浸入b的盐溶液里，无明显变化。如果把Cu浸入c的盐溶液里，有c的单质析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是（）A．d、c、a、b B．d、a、b、c C．d、b、a、c D．b、a、d、c【变5-1】X、Y、Z、W四种金属片浸在稀盐酸中，用导线连接，可以组成原电池，实验结果如图所示：则四种金属的活动性由强到弱的顺序为（）A．Z＞Y＞X＞W B．Z＞X＞Y＞WC．Z＞Y＞W＞X D．Y＞Z＞X＞W利用原电池加快反应速率【例6】实验室中制取氢气，化学反应速率最快的方法是（）A．纯铁与稀硫酸反应 B．纯锌与稀硫酸反应C．纯锌与稀盐酸反应 D．粗锌（含铜、银）与稀硫酸反应【变6-1】铁在下列情况下腐蚀最快的是（）A．铁放入海水中 B．将铁和锌连接后放入到海水中C．将铁和锌连接后放入到淡水中 D．将铁和锡连接后放入到海水中设计原电池【例7】如图所示的装置中，铁棒上析出铜，而铁的质量不变，符合要求的原电池是（）A．铁棒作负极，铜棒作正极，电解质溶液是CuSO4溶液B．镁棒作负极，铁棒作正极，电解质溶液是CuSO4溶液C．镁棒作负极，铁棒作正极，电解质溶液是FeCl3溶液D．铁棒作负极，铜棒作正极，电解质溶液是H2SO4溶液【例8】铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用于催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。（1）写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式：_________________________________。（2）若将（1）中的反应设计成原电池，请画出你所设计的原电池简易装置图，并写出电极反应式：正极___________________________；负极___________________________。（3）该电池向外提供0.2mol电子，负极材料的质量变化为________________________。（4）利用反应2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O可制备CuSO4，若将该反应设计为原电池，其正极的反应式为____________________________________________。模块二模块二常见的化学电池知识精讲知识精讲锌锰干电池（一次电池）总反应 Zn+2MnO2+2===Zn2++2MnO(OH)+2NH3↑负极 Zn﹣2e-===Zn2+正极 2MnO2+NH4++2e-===2MnO(OH)+2NH二、铅酸蓄电池（二次电池）总反应 Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O负极 Pb+﹣2e-===PbSO4正极 PbO2+4H+++2e-===PbSO4+2H2O三、燃料电池燃料电池是一种将燃料（如氢气、甲烷、乙醇）和氧化剂（如氧气）的化学能直接转化为电能的电化学反应装置，具有清洁、安全、高效等特点。燃料电池的能量转化率可以达到80%以上。当以氢气为燃料时，产物为水；以甲烷为燃料时，产物为水和二氧化碳。1．氢氧燃料电池电解质H2SO4溶液KOH溶液总反应2H2+O2=2H2O负极反应式正极反应式2．甲烷燃料电池甲烷电池H2SO4作电解质KOH作电解质负极反应式正极反应式总反应式经典例题经典例题一次电池【例9】碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。碱性锌锰电池以氢氧化钾溶液为电解质溶液，电池总反应式为：Zn+2MnO2+H2OZn(OH)2+Mn2O3。下列说法错误的是（）A．电池工作时，锌失去电子B．电池正极的电极反应式为2MnO2+H2O+2e-Mn2O3+2OH-C．外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减少6.5gD．电池工作时，电流由Zn电极流出二次电池【例10】铅蓄电池的两极分别是Pb、PbO2，电解质溶液为30%硫酸，工作时反应为：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。当其放电时，下列结论正确的是（）A．PbO2为正极，被氧化 B．电池电解质溶液的密度不断减小C．c(H+)逐渐增大 D．H+向负极移动燃料电池【例11】某固体酸燃料电池以Ca(HSO4)2固体为电解质传递H+，其基本结构见下图，电池总反应可表示为2H2+O22H2O。下列有关说法正确的是（）A．电子通过外电路从b极流向a极B．b极上的电极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-C．每转移0.1mol电子，消耗1.12L的H2D．H+由a极通过固体酸电解质传递到b极【变11】燃料电池是燃料（例如CO、H2、CH4等）跟氧气或空气起反应，将此反应的化学能转变为电能的装置，电解质溶液通常是KOH溶液。下列关于甲烷燃料电池的说法不正确的是（）A．负极反应式为CH4+10OH-﹣8e-=CO32-B．正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-C．随着不断放电，电解质溶液碱性不变D．甲烷燃料电池的能量利用率比甲烷燃烧的能量利用率大提分作业提分作业【练1】下列关于原电池的叙述中，正确的是（）A．原电池的电极一定要由两种不同的金属组成B．原电池的负极得电子，发生还原反应C．原电池工作时，其正极不断产生电子并经外电路流向负极D．原电池能将化学能转变为电能【练2】根据Zn+Cu2+=Zn2++Cu的反应原理设计一个原电池，当Zn为负极时，正极可以选用的金属材料是（）A．镁 B．石墨 C．铝 D．铅【练3】某科学探究小组为探究电化学原理，设计了如图所示的装置进行探究实验。下列对实验中观察到的现象或相关结论的叙述错误的是（）A．a和b不连接时，该装置不能形成原电池，铁片上有红色的铜析出B．a和b用导线连接时，铜片为负极，发生的反应为Cu2＋＋2e－=CuC．无论a和b是否连接，铁片均会被氧化，溶液中均有Fe2＋生成D．a和b用导线连接时，溶液中的Cu2＋向铜电极移动【练4】下列几种化学电池中，不属于可充电电池的是（）A.碱性锌锰电池 B.手机用锂电池C.汽车用铅蓄电池 D.玩具用镍氢电池【练5】LED产品的使用为城市增添色彩。下图是氢氧燃料电池驱动LED发光的一种装置示意图。下列有关叙述正确的是（）A.a处通入氧气，b处通入氢气B.通入H2的电极发生反应：H2－2e-==2H+C.通入O2的电极为电池的正极D.该装置将化学能最终转化为电能【练6】有A、B、C、D四块金属片，进行如下实验：①A、B用导线相连后，同时浸入稀硫酸中，A极为负极；②C、D用导线相连后，同时浸入稀硫酸中，电流由D→导线→C；③B、C相连后，同时浸入稀硫酸中，C极产生大量气泡；④B、D相连后，同时浸入硫酸铜溶液中，片刻取出电极称量，D极质量增加据此，判断四种金属活动性顺序（）A．C＞A＞B＞D B．A＞C＞D＞B C．B＞D＞C＞A D．A＞B＞C＞D【练7】已知空气—锌电池的电极反应为锌片：Zn+2OH-﹣2e-=ZnO+H2O；石墨：O2+2H2O+4e-=4OH-。根据此判断，锌片是（）A．负极，并被氧化 B．负极，并被还原C．正极，并被氧化 D．正极，并被还原【练8】有甲、乙两位同学均想利用原电池反应检测金属的活动性强弱，两人均使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入6mol·L-1的H2SO4溶液中，乙同学将电极放入6mol·L-1的NaOH溶液中，如下图所示：（1）写出甲池中负极的电极反应式：____________________________。

（2）写出乙池中负极的电极反应式和总反应的离子方程式：负极____________________________；总反应的离子方程式______________________________。

（3）如果甲与乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出_______活动性更强，而乙会判断出_______活动性更强。(填写元素符号)

（4）由此实验，可得到如下哪些正确结论____________。

A．利用原电池反应判断金属活动性顺序时应注意选择合适的介质B．镁的金属性不一定比铝的金属性强C．该实验说明金属活动性顺序已过时，已没有实用价值D．该实验说明化学研究对象复杂，反应受条件的影响较大，因此应具体问题具体分析（5）丙同学依据甲、乙同学的思路，设计如下实验：将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入稀NaOH溶液中，分别形成了原电池。①在这两个原电池中，负极分别为__________。

A．铝片、铜片B．铜片、铝片C．铝片、铝片D．铜片、铜片【练9】原电池原理的发现是储能和供能技术的巨大进步，是化学对人类的一项重大贡献。（1）现有如下两个反应：A．NaOH+HCl=NaCl+H2O；B．Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。上述反应中能设计成原电池的是______（选填字母代号），负极发生了________（选填“氧化”或“还原”）反应。（2）将纯锌片和纯铜片按如图所示方式插入100mL相同浓度的稀硫酸中一段时间，回答下列问题：①下列说法正确的是________（选填字母代号）。A．甲、乙均为化学能转变为电能的装置B．乙中铜片上没有明显变化C．甲中铜片质量减少、乙中锌片质量减少D．两烧杯中溶液的pH均增大②在相同时间内，两烧杯中产生气泡的速度：甲_________乙（选填“＞”、“＜“或“＝”）。③请写出上图中构成原电池的装置中负极的电极反应式__________________________。④当乙中产生1.12L（标准状况）气体时，将锌、铜片取出，再将烧杯中的溶液稀释至1L，测得溶液中c(H+)=0.1mol·L-1（设反应前后溶液体积不变）。试确定原稀硫酸的物质的量浓度为____________。（3）技术上使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便、无污染的优点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的总反应都可以表示为2H2+O2=2H2O。酸式电池中电解质是酸，其负极反应可表示为2H2-4e-=4H+，则其正极反应式为___________________。碱式电池的电解质是碱，其正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，则其负极反应可表示为___________________。（4）氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使用方便，却受到价格和来源的限制。常用的燃料往往是某些碳氢化合物，如：甲烷、汽油等。请写出将氢气换成甲烷时所构成的甲烷燃料电池中负极的电极反应式：_________________________，此时电池内总的反应式：_____________________________。第第08讲化学反应速率知识导航知识导航模块一模块一化学反应速率基础知识精讲一、化学反应速率知识精讲1．定义：衡量化学反应进行快慢的物理量。2．表示方法：单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示。3．表达式：______________________单位：________________________4．注意事项：（1）化学反应速率表示的是一段时间内的平均速率，无论是用反应物还是生成物表示，其化学反应速率都为正值。（2）固体或纯液体的浓度视为常数，Δc=0，因此不用固体或纯液体表示化学反应速率。及时小练（1）（1）某反应的反应物A浓度在5min内由6mol·L-1变成了2mol·L-1，则v(A)＝。（2）一个2L的容器中，盛入4.0moL某气体反应物，2min后，测得这种气体反应物还剩余2moL，该物质的化学反应速率为_________________。二、“三段式”计算（1）写出有关反应的化学方程式；（2）标出各物质的起始量、变化量、最终量（可用物质的量，也可用浓度）；（3）根据已知条件列方程式计算。三、化学反应速率与化学计量数的关系1．同一反应用不同物质表示化学反应速率时，其数值大小可能不同，但表示的意义相同。2．对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，当单位相同时，化学反应速率的数值之比等于方程式中各物质的化学计量数之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=___________________。明辨是非（1）化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的尺度（（1）化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的尺度（）（2）化学反应速率通常用单位时间内生成或消耗某物质的质量的多少来表示（）（3）对任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显（）（4）在同一个反应中，各物质的反应速率之比等于其化学方程式中的化学计量数之比（）经典例题经典例题化学反应速率与化学计量数的关系【例1】合成氨的反应为：3H2+N22NH3，其反应的速率可分别表示为v(H2)、v(N2)、v(NH3)（单位为），则下列关系正确的是（）A．v(H2)=v(N2)=v(NH3) B．v(H2)=3v(N2) C．v(N2)=2v(NH3) D．v(NH3)=３２v(H2【变1】已知：4NH3(g)+5O2(g)eq\o(=,\s\up11(催化剂),\s\do4(△))4NO(g)+6H2O(g)，若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示，则正确的关系是（）A．4/5v(NH3)=v(O2) B．5/6v(O2)=v(H2O)C．2/3v(NH3)=v(H2O) D．4/5v(O2)=v(NO)化学反应速率大小比较【例2】在2A(g)+B(g)=3C(g)+4D(g)中，下列表示该反应的速率最快的是（）A．v(A)=0.5mol/（L·s） B．v(B)=0.3mol/（L·s）C．v(C)=0.8mol/（L·s） D．v(D)=1.0mol/（L·s）【变2-1】反应A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g)在四种不同条件下的反应速率为：（1）v(A)=0.03mol/(L·s)（2）v(B)=3.6mol/(L·min)（3）v(C)=0.04mol/(L·s)（4）v(D)=2.7mol/(L·min)，则该反应速率的快慢顺序为（）A．（2）＞（4）＞（3）＞（1） B．（1）＞（4）＞（2）=（3）C．（4）＞（3）=（2）＞（1） D．（2）＞（3）=（4）＞（1）化学反应速率的计算【例3】将4molA气体和2molB气体在2L的容器中混合，并在一定条件下发生如下反应：2A(g)+B(g)2C(g)，若90s后测得A的浓度为1mol/L，物质A表示的反应速率正确的是（）A．2mol/（L·min） B．0.67mol/（L·min）C．1mol/（L·min） D．0.5mol/（L·min）【变3-1】在一定条件下，反应N2+3H22NH3，在2L密闭容器中进行，5min内氨的质量增加了1.7g，则反应速率为（）A．v（NH3）=0.1mol/（L·min） B．v（N2）=0.02mol/（L·min）C．v（H2）=0.015mol/（L·min） D．v（NH3）=0.17mol/（L·min）【变3-2】在N2+3H22NH3的反应中，经过一段时间后，NH3的浓度增加了0.6mol/L。在此时间内，用H2表示的平均反应速率为0.45mol/（L·s），反应所经过的时间是（）A．0.44s B．1s C．1.33s D．2s“三段式”的应用【例4】将6molA气体和5molB气体混合放入4L密闭容器中，发生下列反应：3A(g)+B(g)2C(g)+xD(g)，经过5min达到化学平衡，此时生成C为2mol，测得D的反应速率为0.1mol/（L·min），计算：①x的值；②平衡时B的转化率；③A的平衡浓度。【变4-1】把0.4molX气体和0.6molY气体混合于2L密闭容器中，使它们发生如下反应：4X(g)+5Y(g)=nZ(g)+6W(g)。2min末已生成0.3molW，若测知以Z的浓度变化表示的反应速率为0.05mol·（L·min）-1，计算：（1）前2min内用X的浓度变化表示的平均反应速率。（2）2min末时Y的浓度。（3）化学反应方程式中n的值是多少。反应速率与图像结合【例5】在某一容积为4L的密闭容器中，A、B、C、D四种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示，完成下列问题：（1）该反应的化学方程式为_______________________________________。（2）前用A的浓度变化表示的化学反应速率为_________________。模块二模块二化学反应速率的影响因素知识精讲知识精讲一、温度对反应速率的影响二、浓度对反应速率的影响三、催化剂对反应速率的影响四、压强对反应速率的影响其他条件不变时，对于有气体参与的反应，增大压强（减小容器容积）相当于增大反应物的浓度，化学反应速率增大；减小压强（增大容器容积）相当于减小反应物的浓度，化学反应速率减小。归纳总结——影响化学反应速率的因素内因反应物的性质反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快外因温度温度越高，化学反应速率越快浓度增大反应物的浓度，可以加快化学反应速率催化剂催化剂可以改变化学反应速率压强有气体参加的反应，增大压强（减小容器容积），反应速率加快其他①增大固体反应物的表面积（即粉碎成小颗粒），反应速率加快②形成原电池，通常能加快反应速率③超声波、电磁波、光照等也能影响反应速率思考与交流：判断下列措施对反应速率有何影响？①Fe与稀硫酸反应制取H2时，改用浓硫酸：_____________②Mg与冷水反应，改用沸水：_____________③Na与水反应，增大压强：_____________④Na与水反应，增大水的用量：_____________⑤Al在氧气中燃烧生成A12O3，将Al片改成Al粉：_____________⑥恒容条件下，化学反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，充入氮气：_____________⑦恒压条件下，发生化学反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，充入氮气：_____________经典例题经典例题化学反应速率的影响因素【例6】一定条件下，分别对反应C(s)＋CO2(g)eq\o(=,\s\up7(高温))2CO(g)进行如下操作（只改变该条件）：①升高反应体系的温度；②增加反应物C的用量；③缩小反应体系的体积；④减少体系中CO的量。上述措施中一定能使反应速率显著变大的是（）A．①②③④ B．①③④C．①② D．①③【例7】100mL6mol·L-1H2SO4与过量的铁粉反应，在一定温度下，为了减缓反应进行的速率，但又不影响生成H2的总量，可向反应物中加入适量的（）A．Na2SO4溶液 B．Na2CO3溶液 C．盐酸 D．K2SO4固体【变7】等质量的两份锌粉a、b中分别加入过量的稀硫酸，同时向a中加入少量的CuSO4溶液，下列各图表示的是产生H2的体积V与时间t的关系，其中正确的是（

）ABCD【例8】将镁带投入盛放在敞口容器的盐酸里，产生H2的速率与时间的关系可由右图表示。（1）写出离子反应方程式。（2）在下列因素中：①H+的浓度，②镁带的表面积，③溶液的温度，④Cl-的浓度，能影响该反应速率的因素有__________（填序号）；（3）解释图中AB段形成的原因 。（4）解释图中ｔ1时刻后速率变小的原因 。提分作业提分作业【练1】在铝与稀硫酸的反应中，已知10s内硫酸的浓度减少了0.6mol/L，若不考虑反应过程中溶液体积的变化，则10s内生成硫酸铝的平均反应速率是（）A．0.02mol·L-1·min-1 B．1.8mol·L-1·min-1C．1.2mol·L-1·min-1 D．0.18mol·L-1·min-1【练2】下列关于化学反应速率的说法，不正确的是（）A．化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量B．化学反应速率的大小主要取决于反应物的性质C．化学反应速率可以用单位时间内生成某物质的质量的多少来表示D．化学反应速率常用单位有mol·L-1·s-1和mol·L-1·min-1【练3】反应A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为：①v(A)=0.15mol·L-1·s-1 ②v(B)=0.6mol·L-1·s-1③v(C)=0.4mol·L-1·s-1 ④v(D)=0.45mol·L-1·s-1该反应进行的快慢顺序为（）A．②＞④＞③＞① B．④＞③＞②＞①C．④＞③＝②＞① D．②＞③＝④＞①【练4】实验室用锌粒与2mol·L-1硫酸溶液制取氢气，下列措施不能增大化学反应速率的是()A．用锌粉代替锌粒B．改用3mol·L-1硫酸溶液C．改用热的2mol·L-1硫酸溶液D．向该硫酸溶液中加入等体积的水【练5】一定条件下在一容积恒为2L的容器内发生反应：2A(g)+B(g)2C(g)，已知起始投入4molA(g)和2molB(g)，经2s后测得C的浓度为0.6mol/L。下列说法不正确的是（）A．2s内用物质A表示的平均反应速率为0.3mol/（L·s）B．2s时物质B的浓度为0.7mol/LC．2s时物质A的物质的量为2.8molD．2s内用物质B表示的平均反应速率为0.6mol/（L·s）【练6】下列条件一定能使反应速率加快的是（）①增加反应物的物质的量②升高温度③缩小反应容器的体积④加入生成物⑤加入MnO2A．全部 B．①②⑤ C．② D．②③【练7】将等物质的量A、B混合于2L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)，经5min后，测得D的浓度为0.5mol/L，c(A)∶c(B)=3∶5，C的平均反应速率是0.1mol/(L•min)。（1）此时，A的浓度为______________________________；（2）反应开始前放入容器中B的物质的量为____________；（3）B的化学反应速率为____________________________；（4）x值为__________。【练8】为了探究外界条件对过氧化氢分解速率的影响，某化学兴趣小组的同学做了以下实验。编号实验操作实验现象①分别在试管A、B中加入5mL5%H2O2溶液，各滴入3滴1mol/LFeCl3溶液。待试管中均有适量气泡出现时，将试管A放入盛有5℃左右冷水的烧杯中浸泡；将试管B放入盛有40℃左右热水的烧杯中浸泡。试管A中不再产生气泡；试管B中产生的气泡量增多。②另取两支试管分别加入5mL5%H2O2溶液和5mL10%H2O2溶液。两支试管中均未明显见到有气泡产生。请回答下列问题：（1）过氧化氢分解的化学方程式为_________________________________________________________。（2）实验①的目的是_____________________________________________________________________。（3）实验②未观察到预期的实验现象，为了帮助该组同学达到实验目的，你提出的对上述操作的改进意见是_______________________________________________________________（用实验中所提供的几种试剂）。（4）某同学在50mL一定浓度的H2O2溶液中加入适量的二氧化锰，放出气体的体积（标准状况下）与反应时间的关系如图所示，则A、B、C三点所表示的瞬时反应速率最慢的是_____（填字母代号）。第第09讲化学反应的限度知识导航知识导航模块一模块一可逆反应与化学平衡知识精讲知识精讲一、可逆反应1．定义：在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应。2．表示：书写可逆反应的方程式不用“”，而用“”连接。3．特点：（1）双向性：正反应和逆反应； （2）双同性：同一条件，同时进行； （3）共存性：反应物与生成物共存。思考与交流：新制氯水中含有哪些微粒？氯气的转化率有没有可能达到100%？二、化学反应的限度1．化学平衡状态的建立过程加入反应物，从正反应方向开始加入生成物，从逆反应方向开始2．化学平衡状态的概念一定条件下的可逆反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再改变，达到一种表面静止的状态，称为“化学平衡状态”，简称化学平衡。3．化学平衡的基本特征明辨是非（（1）平衡状态是一种静止的状态，反应物和生成物的浓度已经不再改变（）（2）化学平衡状态时，所有物质的速率都相等（）（3）化学平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等且等于零（）（4）化学平衡状态时，反应物与生成物的浓度/含量保持不变（）（5）化学平衡状态时，各物质的浓度之比等于化学计量数之比（）（6）当一个可逆反应达到平衡状态时，体系中只存在生成物（）（7）化学反应的限度不可以通过改变条件而改变（）（8）一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度（）经典例题经典例题可逆反应【例1】下列不属于可逆反应的是（）A．氯气与水反应生成盐酸与次氯酸B．N2与H2在一定条件下可以生成NH3，同时NH3又可分解为N2和H2C．电解水生成H2和O2，氢气和氧气转化为H2OD．SO2溶于水和H2SO3分解【例2】对于可逆反应2SO2+O22SO3，在混合气体中充入一定量的18O2，经足够长的时间后，下列有关说法中正确的是（）A．18O只存在于O2中B．18O只存在于O2和SO3中C．某个二氧化硫分子的相对分子质量可能为66D．三氧化硫的相对分子质量均为82【例3】在密闭容器中进行如下反应：X2(g)+Y2(g)2Z(g)，已知X2、Y2、Z起始浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L，在一定条件下当反应达到平衡时，各物质的浓度可能是（）A．Z为0.4mol/L B．Y2为0.4mol/LC．X2为0.4mol/L D．Z为0.3mol/L化学平衡状态的建立【例4】向一密闭容器中放入1molX，进行可逆反应2X(g)3Y(g)，反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线如图所示，下列叙述正确的是（）A．t1时，只有正反应B．t2～t3时，反应不再发生C．t2时，容器内有1.5molYD．t2～t3时，X、Y的物质的量均没有发生变化化学反应限度的含义【例5】对于化学反应的限度的叙述，错误的是（）A．任何可逆反应都有一定的限度B．化学反应达到限度时，正、逆反应速率相等C．化学反应的限度与时间的长短无关D．化学反应的限度是不可改变的知识精讲知识精讲三、化学平衡状态的判断1．速率相等：①同种物质——v正(A)=v逆(A)②不同物质——v正(A):v逆(B)=a:b（化学计量数之比）2．变量不变：①各组分的物质的量、质量、浓度、百分含量等保持不变。②总压强、总物质的量、混合气体的Mr、体系的密度、颜色等，根据具体情况分析。思考与交流：判断下列条件能否说明该反应已达化学平衡？1．在体积固定的密闭容器中发生可逆反应2NO2(g)2NO(g)+O2(g)（1）单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2（）（2）单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO（）（3）用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态（）（4）单位时间内消耗2nmolNO2的同时，生成2nmolNO2（）（5）单位时间内断开nmolNO中的N—O键的同时生成2nmolO＝O键（）（6）NO2减少的化学反应速率和NO减少的化学反应速率相等（）【答案】（1）√；（2）×；（3）×；（4）√；（5）×；（6）√2．在两个恒容容器中各发生如下反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H2(g)+I2(g)2HI(g)①气体的总物质的量不变②气体的总质量不变③气体的总压强不变④气体的密度不变⑤气体的平均相对分子质量不变⑥混合气体的颜色不变⑦体系的温度不变经典例题经典例题化学平衡状态的判断【例6】对于以下反应：A(s)＋3B(g)2C(g)＋D(g)，在一定温度、压强下，在一体积可变的容器中，当下列物理量不再发生变化时就可确定反应一定达到平衡状态的是A．容器的体积不再发生变化B．B的生成速率和D的反应速率之比为3∶1C．混合气体的密度不随时间变化D．B、C、D的分子个数之比为3∶2∶1【变