第06讲-反应速率与限度-化学必修第二册发芽讲义(高一下基础)(教师版)

第06讲反应速率与限度【考点01】化学反应速率1、化学反应速率的概念：化学反应速率是用来衡量化学反应快慢的物理量。2、化学反应速率的表示方法：化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。符号为v，单位为mol/(L·min)、mol/(L·s)或mol/(L·h)。3、化学反应速率的表达式：例1.下列有关化学反应速率的说法中正确的是（D）A．对任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显B．化学反应速率通常用单位时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加来表示C．若某化学反应在一定时间段内的反应速率为0.5mol/(L·s)，则在该时间段内反应物和生成物的浓度变化都为0.5mol/LD．化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的尺度4、化学反应速率的计算规律：同一化学反应中，用不同物质的浓度变化表示的化学反应速率之比等于化学反应方程式中相应物质的化学计量数之比。这是有关化学反应速率的计算或换算的依据。如对于化学反应aA(g)+bB(g)＝＝cC(g)+dD(g)，有下列恒等式：v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d5、有关化学反应速率的注意事项：①化学反应速率均为正值。②化学反应速率通常指的是某物质在某一时间内化学反应的平均速率，而不是在某一时刻的瞬时速率。③由于在反应中纯固体和纯液体的浓度是恒定不变的，因此对于有纯液体或纯固体参加的反应一般不用纯液体或纯固体来表示化学反应速率。化学反应速率与表面积大小有关，而与物质的量的多少无关。通常是通过增大物质的表面积（如粉碎成细小颗粒、充分搅拌、振荡等）来加快化学反应速率。④对于同一个化学反应，在相同的反应时间内，用不同的物质来表示其反应速率，其数值可能不同，但这些不同的数值表示的都是同一个反应的反应速率。因此，表示化学反应速率时，必须指明是用反应体系中的哪种物质作为标准。【考点02】化学反应速率的计算及比较1、化学反应速率的计算——三段式法：①求解化学反应速率计算题的一般步骤：a．写出有关反应的化学方程式。b．找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。c．根据已知条件列方程式计算。②计算中应注意以下量的关系：a．对反应物：c(起始)－c(转化)＝c(某时刻)b．对生成物：c(起始)+c(转化)＝c(某时刻)c．2、化学反应速率的比较换算成用同一物质、同一单位表示的化学反应速率，再比较其数值大小。例2.(双选)一定条件下，向2L密闭容器中加入2molN2和10molH2，发生反应N2+3H22NH3，2min时测得剩余N2为1mol，此时化学反应速率表示不正确的是（CD）A．v(N2)＝0.25mol·L-1·min-1B．v(H2)＝0.75mol·L-1·min-1C．v(NH3)＝1mol·L-1·min-1D．v(NH3)＝0.25mol·L-1·min-1例3.反应2A(g)+B(g)3C(g)+4D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为：①v(A)＝0.5mol/(L·s)；②v(B)＝0.3mol/(L·s)；③v(C)＝0.8mol/(L·s)；④v(D)＝1mol/(L·s)。该反应进行的快慢顺序为②＞③＞④＝①__。例4.将等物质的量的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的平均反应速率0.1mol/(L·min)，且c(A)∶c(B)＝3∶5。求：（1）此时A的浓度及反应开始前放入容器中A、B物质的量；（2）B的平均反应速率；（3）x值是多少？例5.“碘钟”实验中，3I-+S2O82-＝＝I3-+2SO42-的反应速率可以用I3-与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量，t越小，反应速率越大。某探究性学习小组在20℃下进行实验，测得的数据如下表所示：实验编号①②③④⑤c(I-)/mol·L-10.0400.0800.0800.1600.120c(S2O82-)/mol·L-10.0400.0400.0800.0200.040t/s88.044.022.044.0t1回答下列问题：（1）该实验的目的是___研究反应物I-与S2O82-的浓度对反应速率的影响____。（2）显色时间t1＝_29.3s__。（3）温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律，若在40℃下进行编号③对应浓度的实验，显色时间t2的范围为___A（填序号）。A．＜22.0sB．22.0s～44.0sC．＞44.0sD．数据不足，无法判断（4）通过分析比较上表数据，得到的结论是反应速率与反应物起始浓度乘积成正比__。【考点03】化学反应限度1、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叫做可逆反应，用“”表示。要点诠释：①在可逆反应中，把由反应物到生成物的反应叫正反应：把由生成物到反应物的反应叫逆反应。②在同一条件下，不能同时向两个方向进行的反应叫不可逆反应。不可逆反应是相对的，可逆反应是绝对的。在一定条件下，几乎所有的反应均可以看做是可逆反应（所有反应都有限度）。③必须是“同一条件”。在不同条件下能向两个方向进行的反应，不能称作可逆反应。（2）重要的可逆反应：如盐的水解、酯的水解、2SO2+O22SO3、N2+3H22NH3等。2、化学平衡的建立：对于可逆反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)，若开始加入反应物，此时A和B的浓度最大，因而反应速率最大，由于C、D浓度为零，故此时逆反应速率为零，随着反应的进行，反应物浓度不断减少，生成物浓度不断增加，v正不断减小，v逆不断增大。当反应进行到某一时刻时v正＝v逆，这时反应就达到了平衡，这个过程可用图甲来表示。若反应是从逆反应方向开始的（开始时只有生成物而没有反应物），则v逆在开始时最大，v正为零，随着反应的进行，生成物浓度不断减少，反应物浓度不断增加，v逆不断减小，v正不断增大，当反应进行到某一时刻时v正＝v逆最后反应达到化学平衡，如图乙所示。3、化学平衡状态：在一定条件下，可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的含量保持不变的状态叫化学平衡状态。⑴逆：化学平衡研究的对象是可逆反应⑵等：化学反应处于化学平衡状态时，正反应速率等于逆反应速率，但都不等于零，即：V(正)＝V(逆)＞0⑶动：化学平衡是动态平衡，反应处于平衡状态时，化学反应仍在进行，反应并没有停⑷定：化学反应处于化学平衡状态时，反应化合物中各组分的浓度保持一定，体积分数保持一定⑸变：化学平衡是有条件的平衡状态，当外界条件变化，原有化学平衡被破坏，直到建立新的化学平衡。4、化学平衡的标志：⑴微观标志：V(A正)＝V(A逆)＞0——实质⑵宏观标志：反应混合物中个组分的浓度和体积分数保持不变【考点04】化学平衡计算的一般思路和方法1、解化学平衡计算题的一般思路为：建立模式、确定关系、依据题意列出方程。最常用、最重要的模式是“列三段式”，即列出起始量、变化量和平衡量。简记为：始、变、平、列方程。如：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)起始ab00变化mxnxpxqx平衡a-mxb-nxpxqx其中：a、b表示起始状态下反应物的物质的量或反应物的浓度计算中注意存在以下量的关系：①对反应物：起始浓度－转化浓度＝平衡浓度；对生成物：起始浓度+转化浓度＝平衡浓度。②各物质转化浓度之比等于化学方程式中各物质前面的化学计量数之比。2．在平衡计算中常涉及以下几个方面：（1）转化率的计算。。若a∶b＝m∶n，则任何时刻A、B的物质的量（浓度）之比均为a∶b，且A、B的转化率相同。（2）产率的计算。。（3）各组分的体积分数（）。。（4）平均相对分子质量。。的变化取决于气体总质量和总物质的量的变化。（5）密度。。的变化取决于气体总质量和体积的变化。例6.在一定量的密闭容器中进行反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。已知反应过程中某一时刻N2、H2、NH3的浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L。当反应达到平衡时，可能存在的数据是（B）。A．N2为0.2mol/L，H2为0.6mol/LB．N2为0.15mol/LC．N2、H2均为0.18mol/LD．NH3为0.4mol/L例7.对于可逆反应2SO2+O22SO3，在混合气体中充入一定量的18O2，足够长的时间后，18O（D）。A．只存在于O2中B．只存在于O2和SO3中C．只存在于O2和SO2中D．存在于SO2、O2和SO3中例8.对可逆反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)，下列叙述正确的是（A）。A．达到化学平衡时，4v正(O2)＝5v逆(NO)B．若单位时间内生成xmolNO的同时，消耗xmolNH3，则反应达到平衡状态C．达到化学平衡时，若增大容器容积，则正反应速率减小，逆反应速率增大D．化学反应速率关系是：2v正(NH3)＝3v正(H2O)例9.哈伯因发明了由氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖。现向一密闭容器中充入1molN2和3molH2，在一定条件下使该反应发生N2+3H22NH3，有关说法正确的是（C）。A．达到化学平衡时，N2将完全转化为NH3B．达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度一定相等C．达到化学平衡时，N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化D．达到化学平衡时，正反应和逆反应的速率都为零例10.（双选）在一定温度下的定容密闭容器中，当容器中的下列物理量不再变化时，表明反应：A(s)+2B(g)C(g)+D(g)已达平衡的是（BC）。A．混合气体的压强B．混合气体的密度C．B的物质的量浓度D．气体的总物质的量例11.一定条件下，在恒容密闭容器中，能表示反应X(g)+2Y(g)2Z(g)一定达到化学平衡状态的是（C）①X、Y、Z的物质的量之比为1∶2∶2②X、Y、Z的浓度不再发生变化③容器中的压强不再发生变化④单位时间内生成nmolZ，同时生成2nmolYA．①②B．①④C．②③D．③④例12.（双选）在一定温度下，可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)达到平衡的标志是（AB）A．C的生成速率与C的分解速率相等B．A、B、C的浓度不再发生变化C．单位时间内生成nmolA同时生成3nmolBD．A、B、C的分子数之比为1:3:2例1