1、化 學第二節化學反應的速率與限度目 標 素 養1.了解化學反應速率的概念,知道外界條件對化學反應速率的影響,了解如何調控化學反應的快慢。2.了解化學平衡的建立和特征,知道可逆反應的進行是有一定限度的,化學平衡是相對的。3.本節的重點和難點是影響化學反應速率的因素和化學平衡狀態的判斷。知 識 概 覽 第1課時化學反應的速率一、化學反應的速率1.表示。化學反應速率通常用單位時間內反應物濃度的減少量或生成物濃度的增加量(均取正值)來表示。(2)常用單位:molL-1s-1或molL-1min-1。2.意義。化學反應速率是用來衡量化學反應進行快慢程度的物理量,同一化學反應用不同的物質來表示化學反應速率

2、時,其數值可能不同,但這些數值所表示的意義相同。3.規律。對于同一反應,用不同的物質來表示反應速率,其比值一定等于化學方程式中相應的化學計量數之比。如對于反應:mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g),v(A)v(B)v(C)v(D)=mnpq。甲、乙兩容器都進行AB的反應,甲每分鐘減少4 mol,乙每分鐘減少2 mol,甲中的反應比乙中快嗎?提示:不一定。因為容器的容積不確定。二、外界條件對化學反應速率的影響1.實驗探究溫度、催化劑對化學反應速率的影響。(1)溫度對化學反應速率影響的探究。(2)催化劑對化學反應速率影響的探究。2.外界條件對化學反應速率的影響。溫度其他條件不變時,升高溫

3、度,化學反應速率增大;降低溫度,化學反應速率減小催化劑其他條件不變時,使用催化劑能改變化學反應速率其他固體的表面積、反應物的狀態、溶液的濃度等都可以影響化學反應的速率實驗室進行化學反應時,通常把一些固體物質溶于水配成溶液再進行反應。原因是什么?提示:固體物質溶于水后,增大了接觸面積,從而增大了化學反應速率。一 化學反應的速率重難歸納1.化學反應速率的正確理解。2.化學反應速率的計算方法。 (2)根據同一化學反應中不同物質的速率之比等于化學方程式中的化學計量數之比計算。3.反應速率大小比較的兩種方法。同一化學反應速率用不同物質表示時數值可能不同,比較化學反應速率的大小不能只看數值大小,還要進行一

4、定的轉化:一個化學反應的速率可以用任何一種反應物或生成物來表示嗎?提示:不可以。由于c表示的是物質的物質的量濃度的變化,而固態物質和純液態物質的濃度在一定溫度下是常量,所以這種表示化學反應速率的方法不適合固態物質和純液態物質。典例剖析在2 L密閉容器中,發生以下反應:2A(g)+B(g)=2C(g)+D(g)。若最初加入的A和B都是4 mol,在前10 s A的平均反應速率為0.12 molL-1s-1,則10 s時,容器中B的物質的量是()。A.1.6 molB.2.8 molC.2.4 molD.1.2 mol答案:B解析:根據化學反應速率之比等于對應物質的化學計量數之比,可得v(B)=0

5、.5v(A)=0.50.12 molL-1s-1=0.06 molL-1s-1,則c(B)=0.06 molL-1s-110 s=0.6 molL-1,n(B)=0.6 molL-1 2 L=1.2 mol,故10 s時容器中B的物質的量為4 mol-1.2 mol=2.8 mol。學以致用對反應A(s)+3B(g)=2C(g)+D(g)來說,下列反應速率最大的是()。A.v(A)=0.02 molL-1s-1B.v(D)=0.01 molL-1s-1C.v(C)=0.5 molL-1min-1D.v(B)=0.6 molL-1min-1答案:B解析:以D為基準,根據化學反應速率之比等于化學計

6、量數之比進行計算與判斷,因為A的狀態是固態,濃度視為常數,故無法計算化學反應速率。選項BD中轉換為用D表示的反應速率分別是6 molL-1min-1、0.25 molL-1min-1、0.2 molL-1min-1,所以反應速率最大的是選項B,答案選B。二 影響化學反應速率的因素重難歸納1.主要因素(內因)。不同的化學反應,具有不同的反應速率,因此,參加反應的物質的性質是決定化學反應速率的主要因素。2.外界因素(外因)。(1)溫度:當其他條件不變時,升高溫度,可以增大化學反應速率;降低溫度,可以減小化學反應速率。(2)催化劑:當其他條件不變時,使用適當的催化劑通常能極大地增大化學反應速率。(3

7、)濃度:當其他條件不變時,增大反應物的濃度,可以增大化學反應速率;減小反應物的濃度,可以減小化學反應速率。(4)壓強:對于有氣體參加的反應,當其他條件不變時,增大氣體的壓強(減小容器容積),可以增大化學反應速率;減小氣體的壓強(增大容器容積),可以減小化學反應速率。(5)固體表面積:固體顆粒越小,其單位質量的表面積越大,與其他反應物的接觸面積越大,化學反應速率越大。(6)反應物狀態:一般來說,配成溶液或反應物是氣體,都能增大反應物之間的接觸面積,有利于增大反應速率。(7)形成原電池,可以增大氧化還原反應的反應速率。(1)請從化學反應快慢的角度解釋人們為什么使用電冰箱保存食物。提示:食物腐敗是因

8、為發生了化學反應,在其他條件相同時,溫度越低,化學反應越慢,人們用電冰箱把食物放置在低溫下保存,以減緩食物的腐敗。(2)鐵粉與一定濃度的稀鹽酸反應時,增加鐵粉的用量能否增大化學反應速率?提示:不能。對于固態或純液態物質,濃度可視為常數,改變其用量,濃度不發生改變,不影響化學反應速率。典例剖析下列關于影響化學反應速率的條件的說法正確的是()。增大壓強一定能增大化學反應速率使用催化劑,可以使反應速率增大反應物濃度是決定化學反應速率的主要因素升高溫度,一般能增大化學反應速率A.B.C.D.答案:B解析:壓強對反應速率的影響只適用于有氣體參與的反應,即改變壓強,反應速率不一定改變,不正確。催化劑能增大

9、反應速率,正確。參加反應的物質的性質是決定化學反應速率的主要因素,不正確。升高溫度,一般能增大化學反應速率,正確。學以致用下列各組反應(表中金屬粉末均為0.1 mol),在反應剛開始時,放出H2的速率最大的是()。答案:D 解析:影響反應速率的內因是反應物本身的性質,外因是反應條件,C項速率最小。Mg與HNO3反應不會產生氫氣,B、D項只比較c(H+)即可,而鹽酸為一元強酸,硫酸為二元強酸,因此相同濃度的鹽酸與硫酸中,硫酸的c(H+)大于鹽酸,D項符合題意。1.(雙選)下列有關化學反應速率的說法正確的是()。A.用鐵片與稀硫酸反應制氫氣時,改用98%的濃硫酸可以增大反應速率B.100 mL 2

10、 molL-1的鹽酸與鋅片反應,加入適量的氯化鈉溶液,反應速率減小C.SO2的催化氧化反應是一個放熱反應,所以升高溫度,反應速率增大D.汽車尾氣中的NO和CO可以緩慢反應生成N2和CO2,減小壓強時反應速率減小答案:BD 解析:鐵在濃硫酸中會發生鈍化,A項錯誤;加入氯化鈉溶液,鹽酸的濃度減小,反應速率減小,B項正確;升高溫度,反應速率增大,與反應是吸熱還是放熱無關,C項錯誤。2.在某一化學反應中,反應物A的濃度在10 s內從0.8 molL-1變為0.2 molL-1,則在這10 s內A的化學反應速率為()。A.0.02 molL-1B.0.02 molL-1s-1C.0.06 molL-1s

11、-1D.0.06 molL-1min-1答案:C3.在一定條件下,反應N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)在2 L恒容密閉容器中進行,5 min內氨氣的質量增加了1.7 g,則反應速率為()。A.v(NH3)=0.1 molL-1min-1B.v(N2)=0.02 molL-1min-1C.v(H2)=0.015 molL-1min-1D.v(NH3)=0.17 molL-1min-1答案:C 4.把鎂條投入盛有鹽酸的敞口容器中,產生氫氣的速率變化曲線如圖所示。下列因素中,影響該反應速率的是()。鹽酸的濃度鎂條的表面積溶液的溫度 Cl-的濃度A.B.C.D.答案:C解析:鎂與鹽酸反應的離子

12、方程式為Mg+2H+=Mg2+H2,與H+有關,與Cl-無關。在鎂與鹽酸的反應中,剛開始時H+的濃度最大,反應速率應最大,但由于此反應為放熱反應,溫度升高,化學反應速率還會增大,隨著化學反應的進行,H+濃度逐漸減小,化學反應速率又逐漸減小。5.某溫度下,濃度都是1 molL-1的兩種氣體X2和Y2,在密閉容器中反應生成氣體Z。反應2 min后,測得參加反應的X2為0.6 molL-1,用Y2的變化表示的反應速率v(Y2)=0.1 molL-1min-1,生成的c(Z)為0.4 molL-1,則該反應的化學方程式可能是()。答案:C解析:由v(X2)v(Y2)v(Z)=c(X2)c(Y2)c(Z)=0.6 molL-10.2 molL-10.4 molL-1=312。6.(1)某溫度下,在2 L恒容密閉容器中,X、Y、Z三種氣態物質發生化學反應時,物質的量隨時間變化的關系曲線如圖所示:由圖中的數據分析,