第05天化学反应的速率与限度（原卷版）

寒假打卡第05天第六章第二节化学反应的速率与限度一、化学反应的速率1．概念化学反应速率是表示化学反应过程进行快慢的物理量。2．表示方法(1)表示：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)表示。(2)表达式：v＝eq\f(Δc,Δt)或v＝eq\f(Δn,V·Δt)(3)单位：mol·L－1·min－1或mol·L－1·s－1。【名师点拨】(1)在同一化学反应中，用不同物质表示的化学反应速率可能不同，但意义相同，故描述反应速率时必须指明具体物质。(2)固体或纯液体的浓度为常数，Δc=0，因此不用固体或纯液体的浓度表示化学反应速率。(3)化学反应速率是一段时间内的平均反应速率，不是某一时刻的速率。(4)用不同物质表示化学反应速率时：化学反应速率之比=化学计量数之比。【典例示范】【例1】下列关于化学反应速率的说法正确的是()A．化学反应速率是指单位时间内任何一种反应物或生成物的浓度变化量B．化学反应速率是指某一时刻，某种反应物的瞬时速率C．在反应过程中，反应物的浓度逐渐减少，所以用反应物表示的化学反应速率为负值D．同一反应，用不同物质表示的化学反应速率之比等于其化学计量数之比二、影响化学反应速率的因素(1)内因(研究对象为不同的反应)：由参加反应的物质的结构和性质决定的(主要因素)。如相同条件下Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为Mg＞Al。(2)外因(研究对象为同一反应)：①温度：升高温度，增大速率②催化剂：一般加快反应速率(正催化剂)③浓度：增加反应物的浓度，增大速率(溶液或气体才有浓度可言)④压强：增大压强，增大速率(适用于有气体参加的反应)⑤其它因素：如光(射线)、固体的表面积(颗粒大小)、反应物的状态(溶剂)、原电池等也会改变化学反应速率。【名师点拨】影响化学反应速率的因素规律内因反应物的性质在其他条件相同时，反应物的性质越活泼，化学反应速率越快；反应物的化学性质越不活泼，化学反应速率越慢外因反应物的浓度在其他条件相同时，增加反应物的浓度，可使反应速率加快反应温度在其他条件相同时，升高温度，可加快化学反应速率反应时的压强对有气体参加的反应，在其他条件相同时，增大压强，可加快化学反应速率催化剂在其他条件相同时，使用正催化剂，可极大的加快化学反应速率固体反应物的表面积在其他条件相同时，增大固体反应物的表面积，即固体反应物的颗粒越小，化学反应速率越快其他光波、超声波、磁场、溶剂等也能改变某些反应的速率【典例示范】【例2】NO和CO都是汽车尾气中的物质，它们能很缓慢地反应生成N2和CO2，对此反应有关的叙述中不正确的是()A．升高温度能加快化学反应速率B．使用适当催化剂可以加快化学反应速率C．降低压强能降低化学反应速率D．增大压强对化学反应速率没有影响三、化学反应的限度——化学平衡1．可逆反应(1)定义：在同一条件下，既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。(2)特点：①二同：a.相同条件下；b.正、逆反应同时进行。②一小：反应物与生成物同时存在；任一组分的转化率都小于(填“大于”或“小于”)100%。(3)表示：在方程式中用“”表示。2．化学平衡的定义：在一定条件下，当一个可逆反应进行到正向反应速率与逆向反应速率相等时，反应物和生成物的浓度不再改变，达到表面上静止的一种“平衡状态”，这就是这个反应所能达到的限度，即化学平衡状态。化学平衡的移动受到温度、反应物浓度、压强等因素的影响。催化剂只改变化学反应速率，对化学平衡无影响。在相同的条件下同时向正、逆两个反应方向进行的反应叫做可逆反应。通常把由反应物向生成物进行的反应叫做正反应。而由生成物向反应物进行的反应叫做逆反应。在任何可逆反应中，正反应进行的同时，逆反应也在进行。可逆反应不能进行到底，即是说可逆反应无论进行到何种程度，任何物质(反应物和生成物)的物质的量都不可能为0。3．化学平衡状态的特征：逆、动、等、定、变。①逆：化学平衡研究的对象是可逆反应。②动：动态平衡，达到平衡状态时，正逆反应仍在不断进行。③等：达到平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等，但不等于0。即v正＝v逆≠0。④定：达到平衡状态时，各组分的浓度保持不变，各组成成分的含量保持一定。⑤变：当条件变化时，原平衡被破坏，在新的条件下会重新建立新的平衡。【名师点拨】判断平衡状态的方法——“逆向相等，变量不变”(1)“逆向相等”：反应速率必须一个是正反应的速率，一个是逆反应的速率，且经过换算后同一种物质的正反应速率和逆反应速率相等。特别注意：同一反应方向的反应速率不能判断反应是否达到平衡状态。(2)“变量不变”：如果一个量是随反应进行而改变的，当不变时为平衡状态；一个随反应的进行保持不变的量，不能作为是否是平衡状态的判断依据。【典例示范】【例3】一定温度下，可逆反应3X(g)＋Y(g)2Z(g)达到限度的标志是()A．单位时间内生成3nmolX，同时消耗nmolYB．X的生成速率与Z的生成速率相等C．X、Y、Z的浓度相等D．X、Y、Z的分子数之比为3∶1∶2四、化学反应条件的控制1．化学反应条件的控制(1)目的：促进有利的化学反应，抑制有害的化学反应。(2)基本措施①改变化学反应速率：改变反应体系的温度、物质的浓度、气体的压强、固体的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、物质的浓度、气体的压强等。(3)考虑因素：控制反应条件的成本和实际可能性。2．提高煤的燃烧效率(1)煤燃烧时，将煤块粉碎成煤粉目的是增大与空气中O2的接触面积，煤粉燃烧更充分，反应速率快；通入适当过量的空气可以使煤粉充分燃烧，生成CO2，放出更多的热量；若空气不足，会造成煤燃烧不完全，生成CO，产生热量减少，且会造成污染。(2)选择保温隔热且耐热的炉(灶)膛材料的主要目的是防止热量散失。(3)充分利用煤燃烧后的废气中的热量可采取的措施是将燃烧后的废气通过热交换装置，供其他方面使用。【名师点拨】(1)考虑反应进行的快慢，对有利的反应，要控制条件让反应加快；对不利的反应，要控制条件让反应减缓；(2)考虑反应进行的程度，对有利的反应，要控制条件让反应进行的更彻底；对不利的反应，要控制条件让反应尽量不要进行；(3)考虑生产成本，在考虑反应的快慢和进行程度时，还要考虑控制反应条件的成本，选择最适宜的反应条件。【典例示范】【例4】化学反应限度的调控在工业生产和环保技术等方面得到了广泛的应用，如果设法提高化学反应的限度，下面说法错误的是()A．能够节约原料和能源B．能够提高产品的产量C．能够提高经济效益D．能够提高化学反应速率判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)在同一反应中，用反应物或生成物表示的化学反应速率的值是相等的。()(2)化学反应速率是指反应进行的时间内，反应物浓度的减少或生成物浓度的增加。()(3)对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显。()(4)根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢。()(5)对于反应CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，不能用CaCO3的浓度的变化量来表示化学反应速率，但可以用H2O来表示。()(6)Na与水反应时增大水的用量可加快反应速率。()(7)Fe与硫酸反应制取H2时，选用浓硫酸可加快反应速率。()(8)Al在氧气中燃烧生成Al2O3，将铝片改成铝粉燃烧更剧烈。()(9)用铁片和稀硫酸反应制取氢气时，改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率。()(10)10.0mL2mol﹒L1的盐酸跟锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率不变。()(11)SO2的催化氧化是一个放热的反应，所以升高温度，反应速率减慢。()(12)汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2，减小压强，反应速率减慢。()(13)既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应叫可逆反应。()(14)任何可逆反应都有一定的限度。()(15)化学反应的限度不可改变。()(16)化学反应限度可指导怎样使用有限原料多出产品。()(17)化学反应速率理论可指导怎样在一定时间内快出产品。()(18)正确利用化学反应速率和化学反应限度理论都可提高化工生产的综合经济效益。()(限时30分钟)一、选择题1．在铝与稀硫酸的反应中，已知10s末硫酸的浓度减少了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•min)B．1.8mol/(L•min)C．1.2mol/(L•min)D．0.18mol/(L•min)2．甲、乙两容器都在进行AB的反应，甲容器内每分钟减少4molA，乙容器内每分钟减少2molA，则甲容器内的反应速率比乙容器内的反应速率要()A．快B．慢C．相等D．无法判断3．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),所经过的时间()A．2sB．1sC．1.33sD．0.44s4．可逆反应A(g)＋3B(g)2C(g)＋2D(g)在4种不同情况下反应速率分别如下，其中反应速率v最大的是()A．v(A)＝0.15mol/(L·min)B．v(B)＝0.6mol/(L·min)C．v(C)＝0.3mol/(L·min)D．v(D)＝0.1mol/(L·min)5．对于可逆反应2SO2＋O2⇌2SO3(正反应为放热反应)，决定反应速率的主要因素是()A．温度B．压强C．SO2和O2的性质D．催化剂6．下列人们在生活、生产、实验中的相关措施中，不是用来调控化学反应速率的是()A．将食物存放在温度低的地方B．火力发电厂将烟囱建得很高C．用煤粉代替煤块D．在合成氨生产中使用催化剂7．下列措施中，一定能加快化学反应速率的是()A．对于可逆反应，减小生成物浓度B．对于铁和稀硫酸反应，改用浓硫酸实验C．对于可逆反应，增大压强 D．对于可逆反应，升高体系的温度8．金属Zn与酸反应产生H2的反应速率最大的是()选项温度金属酸A25℃Zn粒0.1mol·L－1盐酸B25℃Zn粒0.1mol·L－1硫酸C50℃Zn粉0.1mol·L－1硫酸D50℃Zn粉0.1mol·L－1盐酸9．把下列四种X溶液分别加入四个盛有10mL2mol/L盐酸的烧杯中，均加水稀释到50mL，此时，X和盐酸缓慢地进行反应，其中反应最快的是()A．10℃20mL3mol/L的X溶液B．20℃30mL2mol/L的X溶液C．20℃10mL4mol/L的X溶液D．10℃10mL2mol/L的X溶液10．高温下，炽热的铁与水蒸气在一个体积可变的密闭容器中进行反应：3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是()A．增加铁的量B．将容器的体积缩小一半C．压强不变，充入氮气使容器体积增大D．加入催化剂11．对化学反应限度的叙述，错误的是()A．化学反应的限度不可改变B．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．任何可逆反应都有一定的限度12．一定温度下，体积不变的密闭容器中，可逆反应X(g)＋3Y(g)2Z(g)达到平衡的标志是()A．气体总质量保持不变B．X、Y、Z的浓度都相等C．X、Y、Z的浓度不再发生变化D．X、Y、Z的分子数之比为1∶3∶213．在一定温度下，反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)达到化学平衡状态的标志是()A．单位时间内生成nmolH2，同时就有nmolHI生成B．单位时间内有nmolH2生成，同时就有nmolI2生成C．容器内气体的总压强不随时间的变化而变化D．1个H—H键断裂的同时，有2个H—I键断裂14．化学反应条件的控制具有重要的现实意义。下列选项中，反应条件的控制不恰当的是()A．为防止铁生锈，在其表面涂一层防锈油漆B．为防止火灾，在面粉厂加油站等场所要严禁烟火C．为加快KClO3的分解速率而加入MnO2D．降温加快H2O2的分解速率二、非选择题15．某温度下，在2L密闭容器中投入一定量的A、B发生反应3A(g)＋B(g)2C(g)，A、B的物质的量浓度随时间变化曲线如图所示。(1)从反应开始到12s时，用A表示的反应速率为___________。(2)5s时B的消耗速率___________B的生成速率(填“＞”“＜”或“=”)。(3)该反应平衡时的压强与起始