第06講-反應(yīng)速率與限度-化學(xué)必修第二冊發(fā)芽講義(高一下基礎(chǔ))(教師版)

第06講反應(yīng)速率與限度【考點01】化學(xué)反應(yīng)速率1、化學(xué)反應(yīng)速率的概念：化學(xué)反應(yīng)速率是用來衡量化學(xué)反應(yīng)快慢的物理量。2、化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法：化學(xué)反應(yīng)速率通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。符號為v，單位為mol/(L·min)、mol/(L·s)或mol/(L·h)。3、化學(xué)反應(yīng)速率的表達(dá)式：例1.下列有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的說法中正確的是（D）A．對任何化學(xué)反應(yīng)來說，反應(yīng)速率越大，反應(yīng)現(xiàn)象就越明顯B．化學(xué)反應(yīng)速率通常用單位時間內(nèi)任何一種反應(yīng)物濃度的減少或任何一種生成物濃度的增加來表示C．若某化學(xué)反應(yīng)在一定時間段內(nèi)的反應(yīng)速率為0.5mol/(L·s)，則在該時間段內(nèi)反應(yīng)物和生成物的濃度變化都為0.5mol/LD．化學(xué)反應(yīng)速率是用來衡量化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行快慢的尺度4、化學(xué)反應(yīng)速率的計算規(guī)律：同一化學(xué)反應(yīng)中，用不同物質(zhì)的濃度變化表示的化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)反應(yīng)方程式中相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比。這是有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的計算或換算的依據(jù)。如對于化學(xué)反應(yīng)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、有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的注意事項：①化學(xué)反應(yīng)速率均為正值。②化學(xué)反應(yīng)速率通常指的是某物質(zhì)在某一時間內(nèi)化學(xué)反應(yīng)的平均速率，而不是在某一時刻的瞬時速率。③由于在反應(yīng)中純固體和純液體的濃度是恒定不變的，因此對于有純液體或純固體參加的反應(yīng)一般不用純液體或純固體來表示化學(xué)反應(yīng)速率?；瘜W(xué)反應(yīng)速率與表面積大小有關(guān)，而與物質(zhì)的量的多少無關(guān)。通常是通過增大物質(zhì)的表面積（如粉碎成細(xì)小顆粒、充分?jǐn)嚢?、振蕩等）來加快化學(xué)反應(yīng)速率。④對于同一個化學(xué)反應(yīng)，在相同的反應(yīng)時間內(nèi)，用不同的物質(zhì)來表示其反應(yīng)速率，其數(shù)值可能不同，但這些不同的數(shù)值表示的都是同一個反應(yīng)的反應(yīng)速率。因此，表示化學(xué)反應(yīng)速率時，必須指明是用反應(yīng)體系中的哪種物質(zhì)作為標(biāo)準(zhǔn)?！究键c02】化學(xué)反應(yīng)速率的計算及比較1、化學(xué)反應(yīng)速率的計算——三段式法：①求解化學(xué)反應(yīng)速率計算題的一般步驟：a．寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。b．找出各物質(zhì)的起始量、轉(zhuǎn)化量、某時刻量。c．根據(jù)已知條件列方程式計算。②計算中應(yīng)注意以下量的關(guān)系：a．對反應(yīng)物：c(起始)－c(轉(zhuǎn)化)＝c(某時刻)b．對生成物：c(起始)+c(轉(zhuǎn)化)＝c(某時刻)c．2、化學(xué)反應(yīng)速率的比較換算成用同一物質(zhì)、同一單位表示的化學(xué)反應(yīng)速率，再比較其數(shù)值大小。例2.(雙選)一定條件下，向2L密閉容器中加入2molN2和10molH2，發(fā)生反應(yīng)N2+3H22NH3，2min時測得剩余N2為1mol，此時化學(xué)反應(yīng)速率表示不正確的是（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.反應(yīng)2A(g)+B(g)3C(g)+4D(g)在四種不同情況下的反應(yīng)速率分別為：①v(A)＝0.5mol/(L·s)；②v(B)＝0.3mol/(L·s)；③v(C)＝0.8mol/(L·s)；④v(D)＝1mol/(L·s)。該反應(yīng)進(jìn)行的快慢順序為②＞③＞④＝①__。例4.將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)，經(jīng)5min后，測得D的濃度為0.5mol/L，C的平均反應(yīng)速率0.1mol/(L·min)，且c(A)∶c(B)＝3∶5。求：（1）此時A的濃度及反應(yīng)開始前放入容器中A、B物質(zhì)的量；（2）B的平均反應(yīng)速率；（3）x值是多少？例5.“碘鐘”實驗中，3I-+S2O82-＝＝I3-+2SO42-的反應(yīng)速率可以用I3-與加入的淀粉溶液顯藍(lán)色的時間t來度量，t越小，反應(yīng)速率越大。某探究性學(xué)習(xí)小組在20℃下進(jìn)行實驗，測得的數(shù)據(jù)如下表所示：實驗編號①②③④⑤c(I-)/mol·L-10.0400.0800.0800.1600.120c(S2O82-)/mol·L-10.0400.0400.0800.0200.040t/s88.044.022.044.0t1回答下列問題：（1）該實驗的目的是___研究反應(yīng)物I-與S2O82-的濃度對反應(yīng)速率的影響____。（2）顯色時間t1＝_29.3s__。（3）溫度對該反應(yīng)的反應(yīng)速率的影響符合一般規(guī)律，若在40℃下進(jìn)行編號③對應(yīng)濃度的實驗，顯色時間t2的范圍為___A（填序號）。A．＜22.0sB．22.0s～44.0sC．＞44.0sD．?dāng)?shù)據(jù)不足，無法判斷（4）通過分析比較上表數(shù)據(jù)，得到的結(jié)論是反應(yīng)速率與反應(yīng)物起始濃度乘積成正比__?！究键c03】化學(xué)反應(yīng)限度1、可逆反應(yīng)：（1）定義：在同一條件下，既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行同時又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)叫做可逆反應(yīng)，用“”表示。要點詮釋：①在可逆反應(yīng)中，把由反應(yīng)物到生成物的反應(yīng)叫正反應(yīng)：把由生成物到反應(yīng)物的反應(yīng)叫逆反應(yīng)。②在同一條件下，不能同時向兩個方向進(jìn)行的反應(yīng)叫不可逆反應(yīng)。不可逆反應(yīng)是相對的，可逆反應(yīng)是絕對的。在一定條件下，幾乎所有的反應(yīng)均可以看做是可逆反應(yīng)（所有反應(yīng)都有限度）。③必須是“同一條件”。在不同條件下能向兩個方向進(jìn)行的反應(yīng)，不能稱作可逆反應(yīng)。（2）重要的可逆反應(yīng)：如鹽的水解、酯的水解、2SO2+O22SO3、N2+3H22NH3等。2、化學(xué)平衡的建立：對于可逆反應(yīng)aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)，若開始加入反應(yīng)物，此時A和B的濃度最大，因而反應(yīng)速率最大，由于C、D濃度為零，故此時逆反應(yīng)速率為零，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物濃度不斷減少，生成物濃度不斷增加，v正不斷減小，v逆不斷增大。當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到某一時刻時v正＝v逆，這時反應(yīng)就達(dá)到了平衡，這個過程可用圖甲來表示。若反應(yīng)是從逆反應(yīng)方向開始的（開始時只有生成物而沒有反應(yīng)物），則v逆在開始時最大，v正為零，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，生成物濃度不斷減少，反應(yīng)物濃度不斷增加，v逆不斷減小，v正不斷增大，當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到某一時刻時v正＝v逆最后反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡，如圖乙所示。3、化學(xué)平衡狀態(tài)：在一定條件下，可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)混合物中各組分的含量保持不變的狀態(tài)叫化學(xué)平衡狀態(tài)。⑴逆：化學(xué)平衡研究的對象是可逆反應(yīng)⑵等：化學(xué)反應(yīng)處于化學(xué)平衡狀態(tài)時，正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，但都不等于零，即：V(正)＝V(逆)＞0⑶動：化學(xué)平衡是動態(tài)平衡，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)時，化學(xué)反應(yīng)仍在進(jìn)行，反應(yīng)并沒有停⑷定：化學(xué)反應(yīng)處于化學(xué)平衡狀態(tài)時，反應(yīng)化合物中各組分的濃度保持一定，體積分?jǐn)?shù)保持一定⑸變：化學(xué)平衡是有條件的平衡狀態(tài)，當(dāng)外界條件變化，原有化學(xué)平衡被破壞，直到建立新的化學(xué)平衡。4、化學(xué)平衡的標(biāo)志：⑴微觀標(biāo)志：V(A正)＝V(A逆)＞0——實質(zhì)⑵宏觀標(biāo)志：反應(yīng)混合物中個組分的濃度和體積分?jǐn)?shù)保持不變【考點04】化學(xué)平衡計算的一般思路和方法1、解化學(xué)平衡計算題的一般思路為：建立模式、確定關(guān)系、依據(jù)題意列出方程。最常用、最重要的模式是“列三段式”，即列出起始量、變化量和平衡量。簡記為：始、變、平、列方程。如：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)起始ab00變化mxnxpxqx平衡a-mxb-nxpxqx其中：a、b表示起始狀態(tài)下反應(yīng)物的物質(zhì)的量或反應(yīng)物的濃度計算中注意存在以下量的關(guān)系：①對反應(yīng)物：起始濃度－轉(zhuǎn)化濃度＝平衡濃度；對生成物：起始濃度+轉(zhuǎn)化濃度＝平衡濃度。②各物質(zhì)轉(zhuǎn)化濃度之比等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)前面的化學(xué)計量數(shù)之比。2．在平衡計算中常涉及以下幾個方面：（1）轉(zhuǎn)化率的計算。。若a∶b＝m∶n，則任何時刻A、B的物質(zhì)的量（濃度）之比均為a∶b，且A、B的轉(zhuǎn)化率相同。（2）產(chǎn)率的計算。。（3）各組分的體積分?jǐn)?shù)（）。。（4）平均相對分子質(zhì)量。。的變化取決于氣體總質(zhì)量和總物質(zhì)的量的變化。（5）密度。。的變化取決于氣體總質(zhì)量和體積的變化。例6.在一定量的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。已知反應(yīng)過程中某一時刻N(yùn)2、H2、NH3的濃度分別為0.1mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時，可能存在的數(shù)據(jù)是（B）。A．N2為0.2mol/L，H2為0.6mol/LB．N2為0.15mol/LC．N2、H2均為0.18mol/LD．NH3為0.4mol/L例7.對于可逆反應(yīng)2SO2+O22SO3，在混合氣體中充入一定量的18O2，足夠長的時間后，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.對可逆反應(yīng)4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)，下列敘述正確的是（A）。A．達(dá)到化學(xué)平衡時，4v正(O2)＝5v逆(NO)B．若單位時間內(nèi)生成xmolNO的同時，消耗xmolNH3，則反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)C．達(dá)到化學(xué)平衡時，若增大容器容積，則正反應(yīng)速率減小，逆反應(yīng)速率增大D．化學(xué)反應(yīng)速率關(guān)系是：2v正(NH3)＝3v正(H2O)例9.哈伯因發(fā)明了由氮氣和氫氣合成氨氣的方法而獲得1918年諾貝爾化學(xué)獎?，F(xiàn)向一密閉容器中充入1molN2和3molH2，在一定條件下使該反應(yīng)發(fā)生N2+3H22NH3，有關(guān)說法正確的是（C）。A．達(dá)到化學(xué)平衡時，N2將完全轉(zhuǎn)化為NH3B．達(dá)到化學(xué)平衡時，N2、H2和NH3的物質(zhì)的量濃度一定相等C．達(dá)到化學(xué)平衡時，N2、H2和NH3的物質(zhì)的量濃度不再變化D．達(dá)到化學(xué)平衡時，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率都為零例10.（雙選）在一定溫度下的定容密閉容器中，當(dāng)容器中的下列物理量不再變化時，表明反應(yīng)：A(s)+2B(g)C(g)+D(g)已達(dá)平衡的是（BC）。A．混合氣體的壓強(qiáng)B．混合氣體的密度C．B的物質(zhì)的量濃度D．氣體的總物質(zhì)的量例11.一定條件下，在恒容密閉容器中，能表示反應(yīng)X(g)+2Y(g)2Z(g)一定達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是（C）①X、Y、Z的物質(zhì)的量之比為1∶2∶2②X、Y、Z的濃度不再發(fā)生變化③容器中的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化④單位時間內(nèi)生成nmolZ，同時生成2nmolYA．①②B．①④C．②③D．③④例12.（雙選）在一定溫度下，可逆反應(yīng)A(g)+3B(g)2C(g)達(dá)到平衡的標(biāo)志是（AB）A．C的生成速率與C的分解速率相等B．A、B、C的濃度不再發(fā)生變化C．單位時間內(nèi)生成nmolA同時生成3nmolBD．A、B、C的分子數(shù)之比為1:3:2例1