6.2化学反应的速率与限度学案-《考点逐击》高一下学期化学人教版

6.2化学反应的速率与限度（学案）一、化学反应速率1、概念：化学反应速率是用来衡量过程进行快慢程度的物理量2、表示方法：通常用单位时间内的减少量或生成物浓度的增加量(均取正值)来表示3、表达式：式中：Δc为浓度的变化量，一般以mol·L－1为单位；Δt为时间，一般以s或min为单位4、单位：mol/(L·s)、mol/(L·min)、mol/(L·h)5、适用范围：所有的化学反应(主要是气体和溶液)6、三段式求反应速率【答案】化学反应反应物浓度v＝eq\f(Δc,Δt)或v＝eq\f(Δn,V·Δt)二、影响化学反应速率的因素：实验探究——外界条件对化学反应速率的影响控制变量法1.温度对化学反应速率影响的探究实验操作实验现象①产生气泡速率最慢②产生气泡速率较快③产生气泡速率最快实验结论【答案】对于反应2H2O2eq\o(=,\s\up7(催化剂))2H2O＋O2↑来说，温度升高，H2O2的分解速率加快2.浓度对化学反应速率影响的探究实验操作实验现象装有12%H2O2溶液的试管产生气泡速率更快实验结论【答案】增大反应物浓度能使H2O2分解速率加快3.催化剂对化学反应速率影响的探究实验操作实验现象①无明显现象②能产生大量气泡③能产生大量气泡实验结论【答案】MnO2、FeCl3可以使H2O2分解的速率加快4.固体反应物表面积对化学反应速率影响的探究实验操作实验现象加粉末状碳酸钙的试管内产生气泡较快，加块状碳酸钙的试管内产生气泡较慢实验结论【答案】其他条件相同时，固体反应物表面积越大，反应速率越快三、化学反应的限度（一）化学平衡的研究对象——可逆反应1、可逆反应的定义：在同一条件下，正反应方向和逆反应方向均能同时进行的化学反应称为可逆反应2、可逆反应的特点(1)反应不能进行到底(2)在一定条件下反应物与生成物同时存在(3)正、逆反应方向同时进行3、可逆反应的表示方法：可逆反应的化学方程式中，用“”号代替“=”号（二）、化学反应的限度1、化学平衡的建立(1)浓度对速率的影响的角度对可逆反应2SO2＋O22SO3，在一定温度下，将2molSO2(g)和1molO2(g)通入一定体积的密闭容器中浓度速率变化v正、v逆关系反应开始反应物浓度最大v正最大v正＞v逆生成物浓度为0v逆为0反应进行中反应物浓度逐渐减小v正逐渐减小v正＞v逆生成物浓度逐渐增大v逆增大反应一段时间(t1)后反应物浓度不再改变v正不变v正＝v逆≠0生成物浓度不再改变v逆不变(2)利用速率—时间(v­t)图像分析2．化学反应的限度(1)化学平衡状态是可逆反应在一定条件下所能达到的或完成的最大程度，即该反应进行的限度。(2)对化学反应限度的理解①化学反应的限度决定了反应物在一定条件下的最大转化率。②同一可逆反应，不同条件下，化学反应的限度不同，即改变反应条件可以在一定程度上改变一个化学反应的限度。3、化学平衡状态的概念：在一定条件下，当反应进行到一定程度时，相等，反应物的浓度和生成物的浓度都不再改变，达到一种表面静止的状态，称之为化学平衡状态，简称化学平衡【答案】正反应速率与逆反应速率4、化学平衡状态的特征(1)逆：化学平衡状态研究的对象是可逆反应(2)等：平衡时，同一物质的正、逆反应速率相等，即：v正＝v逆≠0(实质)(3)动：平衡时，反应仍在不断进行，是一种动态平衡(4)定：平衡时，各物质的转化率(α)、百分含量(w%)、物质的量(n)、物质的质量(m)、物质的量浓度(c)、混合气体的平均摩尔质量()、混合气体的密度(ρ)、压强(P)等所有物理量全部恒定(5)变：外界条件改变时，平衡可能被破坏，并在新的条件下建立新的化学平衡，即发生化学平衡移动四、化学反应条件的控制1、化学反应条件的控制(1)目的①②【答案】①促进有利的化学反应，提高原料的利用率，加快反应速率②控制有害的化学反应，减小甚至消除有害物质的产生，控制副反应的发生(2)基本措施①改变化学反应速率：改变反应物的温度、溶液中溶质的浓度、气体压强(或浓度)、固体表面积以及催化剂的合理使用等②改变可逆反应进行的限度：改变可逆反应体系的温度、溶液中溶质的浓度、气体压强(或浓度)等(3)考虑因素：【答案】控制反应条件的成本和实际可能性1．（2022吉林）下列说法不正确的是A．化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的物质的量浓度变化来表示B．化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量C．用不同物质的浓度变化表示同一时间内、同一反应的速率时，其数值之比等于反应方程式中对应物质的化学计量数之比D．若某化学反应的反应速率为0.5mol/(L•s)，就是指在1s内反应物和生成物的浓度变化都为0.5mol/L【答案】D【解析】A．化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的物质的量浓度变化（均取正值）来表示，A正确；B．化学反应有快有慢化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的一个物理量，B正确；C．用不同物质的浓度变化表示同一时间内、同一反应的速率时，其数值之比等于反应方程式中对应物质的化学计量数之比，C正确；D．若某化学反应的反应速率为0.5mol/(L•s)，是指用某一物质表示的平均反应速率，与其它物质的速率不一定相等，D错误；故选D。2．（2023·吉林）一定温度条件中，在密闭容器中，投入一定量发生2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，5min达到平衡，的浓度为1mol/L，则用表示的速率为A． B．0.2mol•L1•min1C． D．【答案】B【解析】用表示的速率为：0.2mol•L1•min1，故答案为：B。3．（2023河北）反应4A(s)＋5B(g)4C(g)＋6D(g)在10L密闭容器中进行，半分钟后，D的物质的量增加了0.45mol，则下列说法正确的是A．半分钟时v(B)=0.0015mol·L1·s1 B．半分钟内v(A)=0.0010mol·L1·s1C．半分钟内v(C)=0.0010mol·L1·s1 D．半分钟内v(D)=0.045mol·L1·s1【答案】C【解析】A．化学反应速率代表一段时间的平均速率，不是瞬时速率，即半分钟时v(B)是指瞬时速率，不能计算，A错误；B．A物质是固体，浓度视为常数，不能用反应速率表示，B错误；C．半分钟后，D的物质的量增加了0.45mol，则半分钟内，由速率之比等于系数比，v(C)=v(D)=0.0010mol·L1·s1，C正确；D．半分钟后，D的物质的量增加了0.45mol，则半分钟内，D错误；故选：C。4．（2023浙江）在A(g)+2B(g)3C(g)+4D(g)反应中，下列表示该反应速率最慢的是A．υ(A)=0.5mol∙L−1∙s−1 B．υ(B)=0.5mol∙L−1∙s−1C．υ(C)=0.5mol∙L−1∙s−1 D．υ(D)=0.5mol∙L−1∙s−1【答案】D【解析】根据速率与计量系数之比分析，比值越大，则速率越快，比值越小，则速率越慢，由于，则υ(D)=0.5mol∙L−1∙s−1的反应速率最慢，故D符合题意。综上所述，答案为D。5．（2023·黑龙江）工业制硫酸中的一步重要反应是：，当该反应达到化学平衡时，下列叙述错误的是A．SO2的质量保持不变 B．正、逆反应速率均为零C．SO3的浓度不再发生变化 D．正反应速率和逆反应速率相等【答案】B【解析】A．随着化学反应的不断进行，反应为的质量不断减少，当反应达平衡时，SO2的质量会保持不变，A正确；B．可逆反应为动态平衡，正逆反应速率相等但不为零，B错误；C．随着化学反应的不断进行，生成物的浓度不断增加，当反应达平衡时，SO3的浓度不会再发生变化，C正确；D．可逆反应为动态平衡，正逆反应速率相等，D正确；故答案选B。6．（2023·广东佛山）化学与社会生产息息相关。下列生产活动与化学反应速率调控无关的是A．向门窗合页里注油B．合成氨时，使用铁触媒作催化剂C．煅烧矿石时，向炉膛“鼓风”增强火势D．在空运水果中放入冰袋【答案】A【解析】A．向门窗合页里注油是为了增加润滑性，没有调控反应速率，与化学反应速率调控无关，A符合题意；B．铁触媒作催化剂能加快反应速率，与化学反应速率调控有关，B不符合题意；C．向炉膛“鼓风”，增大的浓度，能加快燃烧的速率，与化学反应速率调控有关，C不符合题意；D．在空运水果中放入冰袋，可以降低温度，减慢反应速率，与化学反应速率调控有关，D不符合题意；故选A。7．（2023·四川南充）一定条件下，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体发生可逆反应。反应过程中测得各气体的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法正确的是A．该反应的化学方程式为X+3Y2ZB．用Y表示0～2min内该反应的平均速率为0.05mol·L1·min1C．第2min末，X的转化率为70%D．2min后该反应达到平衡状态【答案】D【解析】A．由题干图像信息可知，0~2min内X减少了0.3mol、Y减少了0.1mol，Z增加了0.2mol，且2min后各物质均不再改变，根据物质的变化量之比等于化学计量系数比可知，该反应的化学方程式为3X+Y2Z，A错误；B．用Y表示0～2min内该反应的平均速率为==0.025mol·L1·min1，B错误；C．由题干图像信息可知，0~2min内X减少了0.3mol，第2min末，X的转化率为=30%，C错误；D．由题干图像信息可知，2min后各物质均不再改变，故2min后该反应达到平衡状态，D正确；故答案为：D。8．（2023下·高一课时练习）下列各组反应(表中物质均为反应物)，反应刚开始时，放出H2的速率最大的是选项金属(粉末状)酸的浓度体积反应温度A0.1molMg6mol·L1硝酸10mL60℃B0.1molMg3mol·L1盐酸10mL60℃C0.1molFe3mol·L1盐酸10mL60℃D0.1molMg3mol·L1硫酸10mL60℃【答案】D【解析】金属与硝酸反应不产生H2，排除A项；Fe不如Mg活泼，排除C项；其他两项中只比较c(H＋)即可，显然3mol·L1盐酸中c(H＋)小于3mol·L1硫酸中c(H＋)，因此D项放出H2的速率最大。故选D。9．（2023·陕西）某温度下，反应

在带有活塞的密闭容器中达到平衡。下列说法中正确的是A．体积不变，升温，平衡向逆向移动，逆反应速率增大，正反应速率减小B．温度、压强均不变，充入HI气体，开始时正反应速率增大C．温度不变，压缩气体的体积，平衡不移动，颜色加深D．体积、温度不变，充入氮气后，正反应速率将增大【答案】C【解析】A．升高温度，正逆反应速率均增大，A错误；B．温度、压强均不变，充入HI气体，生成物浓度增大，而反应物浓度瞬间不变，故开始时逆反应速率增大，B错误；C．该反应气体分子数不变，温度不变，压缩气体的体积，平衡不移动，但由于浓度增大，颜色加深，C正确；D．体积、温度不变，充入氮气后，各物质浓度均不变，正反应速率不变，D错误；故选C。10．（2023黑龙江）某温度下的恒容密闭容器中，发生反应：A(s)+2B(g)C(g)+D(g)。下列哪些物理量不再发生变化时，表明该反应已达到平衡状态①混合气体的密度②混合气体的压强③A的质量④气体的总物质的量⑤混合气体的平均相对分子质量A．①②③ B．②③⑤ C．①③⑤ D．①③④⑤【答案】C【解析】①反应物中A的状态是固体，若混合气体的密度不变，则说明反应已经达到平衡状态，①符合题意；②该反应的反应前后气体的物质的量不变，反应在恒温、恒容密闭容器中进行，若混合气体的压强不变，则不能说明反应已经达到了平衡状态，②不符合题意；③反应物A是固体，若其质量发生改变，说明反应未达到平衡状态，若A的质量不变，则反应达到平衡状态，③符合题意；④该反应是反应前后气体的物质的量不变的反应，因此不能根据气体的总物质的量不变判断反应是否已经达到平衡状态，④不符合题意；⑤该反应的反应前后气体的物质的量不变。由于反应物A是固体，若反应未达到平衡状态，则气体的质量会发生改变，气体的平均相对分子质量也会发生改变，因此若混合气体的平均相对分子质量不变，说明反应已经达到平衡状态，⑤符合题意；故表明该反应已达到平衡状态的叙述是①③⑤，故合理选项是C。11．（2023下·云南大理·高一统考期末）工业上常用碳和水蒸气反应制水煤气。在密闭容器中加入一定量的C(s)和H2O(g)，发生反应：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)，下列说法错误的是A．用碳粉代替碳块，CO(g)的生成速率增加B．保持容器体积不变，充入氦气，反应速率增加C．保持容器体积不变，将CO(g)抽离出来，反应速率减慢D．升高温度，反应的正、逆速率均增加【答案】B【解析】A．C是固体物质，其浓度不变，但用用碳粉代替碳块时，与水蒸气接触面积增大，因而导致CO(g)的生成速率增加，A正确；B．保持容器体积不变，充入氦气，不能改变物质的浓度，因而化学反应速率不变，B错误；C．若保持容器体积不变，将CO(g)抽离出来，物质的浓度降低，因而导致反应速率减慢，C正确；D．升高温度，物质的内能增加，分子之间有效碰撞次数增加，因而会使反应的正、逆速率均增加，D正确；故合理选项是B。12．（2023·江西南昌）对于反应：2SO2＋O22SO3(g)，当其他条件不变时，只改变一个反应条件，将生成SO3的反应速率的变化填入下表空格内(填“增大”“减小”或“不变”)。编号改变的条件生成SO3速率①升高温度②降低温度③增大氧气浓度④使用催化剂⑤压缩体积【答案】增大减小增大增大增大【解析】①升高温度，活化分子的百分数增大，反应速率增大，故答案为：增大；②降低温度，活化分子百分数减小，反应速率减小，故答案为：减小；③增大氧气的浓度，反应物活化分子浓度增大，反应速率增大，故答案为：增大；④使用催化剂，降低反应的活化能，化学反应速率增大，故答案为：增大；⑤压缩体积，压强增大，反应物的浓度增大，活化分子浓度增大，反应速率增大，故答案为：增大。13．（2023·广西中）一定温度下，某容积为2L的密闭容器内，某一反应中M、N

的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示：(1)该反应的化学方程式是。(2)在图上所示的三个时刻中，(填“t1”“t2”或“t3”)时刻处于平衡状态，此时υ(正)υ(逆)(填“>”"<"或"=”)；0～t2时间段内υ(N)=。(3)已知M、N

均为气体，则下列措施能增大反应速率的是___________(选填字母)。A．升高温度 B．降低压强C．减小N的浓度 D．将反应容器体积缩小(4)可以判断该反应已经达到平衡的是______。A．c(M)=c(N) B．c(M)保持不变C．v(M)=v(N) D．N的质量保持不变【答案】(1)2N⇌M(2)t3=mol∙L−1∙min−1(3)AD(4)BD【解析】（1）由图知，N不断减少，M不断增加，N是反应物，M是生成物，当反应进行到t3时，各种物质都存在，物质的量不变，反应达到平衡状态。在相同的时间内，N减少6mol，M增加3mol，二者的物质的量的比是6mol:3mol=2:1，故反应的化学方程式是2N⇌M。（2）t3时刻处于平衡状态，此时v(正)=v(逆)；0～t2时间段内，v(N)==mol·L1·min1。（3）A．升高温度，化学反应速率加快，A符合题意；B．降低压强，物质的浓度减小，反应速率减慢，B不符合题意；C．减小N的浓度，反应速率减慢，C不符合题意；D．将反应容器体积缩小，物质的浓度增大，反应速率加快，D符合题意；故选AD。（4）A．c(M)=c(N)，反应不一定达到平衡，不能作为反应达平衡的依据，A不符合题意；B．c(M)保持不变，则其它组分浓度也保持不变，反应达到平衡状态，B符合题意；C．当2v逆(M)=v正(N)时，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，C不符合题意；D．N的质量保持不变，则其它组分质量也保持不变，反应达到平衡状态，D符合题意；故选BD。14．（2023·广东汕头·）回答下列问题：(1)对于反应3X(g)+Y(g)Z(g)，在其他条件不变时，改变其中一个条件，则生成Z的速率(填“增大”“减小”或“不变”)：①升高温度_____；②加入催化剂_____；③保持容器的体积不变，增加气体Ar____；④保持压强不变，充入惰性气体____。(2)某温度时，在一个2L的恒容容器中，X、Y、Z均为气体，三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据填空：①该反应的化学方程式为_____。②反应开始至2min，以气体Z表示的平均反应速率为____。(3)反应3A(g)+B(g)2C(g)在三种不同的条件下进行反应，在同一时间内，测得的反应速率用不同的物质表示为①vA=1mol/(L•min)、②vC=0.5mol/(L•min)、③vB=0.5mol/(L•min)，三种情况下该反应速率由大到小的关系是____。(用序号表示)【答案】(1)

增大

增大

不变

减小(2)

3X+Y2Z

(3)③>①>②【解析】（1）①升高温度，活化分子比率增加，反应速率加快②加入催化剂，降低了反应活化能，反应速率增加；③保持容器的体积不变，增加气体Ar，不改变反应物、生成物浓度，反应速率不变；④保持压强不变，充入惰性气体，体积变大，物质浓度减小，反应速率减小；（2）①由图可知，参加反应XYZ的物质的量分别为0.3mol、0.1mol、0.2mol，且XY物质的量减小为反应物，Z物质的量增加为生成物，反应后各物质同时存在，为可逆反应，则该反应的化学方程式为3X+Y2Z。②反应开始至2min，以气体Z表示的平均反应速率为；（3）比较反应速率要转化为同一物质且单位要相同进行比较，由化学方程式体现的关系可知，①vA=1mol/(L•min)、②vA=vC=0.75mol/(L•min)、③vA=3vB=1.5mol/(L•min)，故三种情况下该反应速率由大到小的关系是③>①>②。15．（2023·浙江嘉兴·高一校联考期中）回答下列问题。(1)请根据下列信息判断氢气燃烧生成水蒸气时热量变化。生成1mol水释放的能量kJ。(2)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，是工业制硫酸的主要反应之一、某条件下，在2L恒容容器中投入2molSO2和1molO2，如图是反应体系中部分物质的物质的量随时间的变化曲线。①0到10min内，v(O2)=。②下列情况能说明该反应达到化学平衡状态的是(填字母)。A．n(SO2)=n(SO3)B．v正(SO2)=v逆(SO2)C．O2的含量保持不变

D．SO2、O2、SO3的浓度之比为2：1：2③在密闭容器里，通入amolSO2(g)、bmolO2(g)、cmolSO3(g)，发生上述反应，当改变某种条件时，反应速率会减小的是(填字母)。A．降低温度

B．加入催化剂

C．增大容器体积