1、-1-第十三讲第十三讲 化学反应的速率与限度化学反应的速率与限度-2-第十三讲 化学反应的速率与限度课标导引知识整合课标导引课标要点学考要求1.化学反应速率及其简单计算水平12.影响化学反应速率的因素水平13.化学反应的限度水平14.化学平衡状态的概念、特征水平15.化学反应条件的控制水平1-3-第十三讲 化学反应的速率与限度课标导引知识整合知识整合一、化学反应的速率1.基本概念(1)定义:用来衡量化学反应进行快慢的物理量。(2)表示方法:通常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)来表示。-4-第十三讲 化学反应的速率与限度课标导引知识整合知识整合(3)单位:molL-
2、1min-1或molL-1s-1。(4)计算规律:对于同一化学反应aA(g)+bB(g)=cC(g)+dD(g),v(A)v(B)v(C)v(D)=abcd。(5)比较反应速率的方法:首先看单位是否统一,若不统一,换算成相同的单位;再将不同物质表示的速率换算成同一物质表示的速率,再比较数值的大小。-5-第十三讲 化学反应的速率与限度课标导引知识整合知识整合2.影响化学反应速率的因素 影响反应速率的因素规律内因 反应物的性质反应物性质越活泼,反应速率越快外因反应物的浓度增大反应物浓度,反应速率增大;降低反应物浓度,反应速率减小反应温度升高温度,反应速率增大;降低温度,反应速率减小反应时的压强(有
3、气体参与的反应)增大压强,反应速率增大;减小压强,反应速率减小催化剂催化剂可以显著改变反应速率其他固体表面积增大,反应速率增大-6-第十三讲 化学反应的速率与限度课标导引知识整合知识整合(1)对于有固体或纯液体参加的化学反应,改变它们的量不会引起浓度的变化,对反应速率基本无影响。例如:C(s)+CO2(g)=2CO(g),增加C的量,对此反应的反应速率无影响(当然,这里不考虑固体表面积、颗粒大小等的变化)。(2)对于有气体参加的反应,增大压强(减小容器容积)相当于增大反应物的浓度,反应速率增大;减小压强(增大容器容积)相当于减小反应物的浓度,反应速率减小。-7-第十三讲 化学反应的速率与限度课
4、标导引知识整合知识整合典例典例1某温度时,2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)反应2 s后,NO的浓度减少了0.06 molL-1,则以O2表示该时段的化学反应速率是()A.0.03 molL-1s-1B.0.015 molL-1s-1C.0.12 molL-1s-1D.0.06 molL-1s-1答案 B解析 通常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)来表示化学反应速率。根据反应2 s内NO的浓度-8-第十三讲 化学反应的速率与限度课标导引知识整合知识整合典例典例2化学反应速率的大小主要取决于()A.反应的温度B.是否使用催化剂C.反应物的性质D.反应物的浓度答案
5、 C解析 影响化学反应速率的主要因素是反应物本身的性质,浓度、温度、压强和催化剂是影响化学反应速率的重要因素,但不是决定性因素。故选C。-9-第十三讲 化学反应的速率与限度课标导引知识整合知识整合典例典例3(2019年浙江6月学考)在不同条件下进行过氧化氢分解实验,有关数据如下。四组实验中,收集相同体积(折算成标准状况)的氧气,所需时间最短的一组是()实验条件组别ABCD过氧化氢溶液体积/mL10101010过氧化氢溶液质量分数6%6%3%6%温度/20404040MnO2质量/g0.050.050.050-10-第十三讲 化学反应的速率与限度课标导引知识整合知识整合答案 B解析 对比四组实验
6、,B实验中温度及反应物浓度最高,并且加入了催化剂,所以B选项正确。-11-第十三讲 化学反应的速率与限度课标导引知识整合知识整合二、化学反应的限度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。(2)特点-12-第十三讲 化学反应的速率与限度课标导引知识整合知识整合2.化学反应的限度与转化率(1)化学反应的限度:化学平衡状态是可逆反应在一定条件下所能达到或完成的最大程度,即该反应进行的限度。-13-第十三讲 化学反应的速率与限度课标导引知识整合知识整合3.化学平衡状态(1)化学平衡的建立过程类别反应开始时反应进行时达到平衡时c(反应物)最大减小不再变
7、化c(生成物)0增大不再变化v(正)最大减小v(正)=v(逆)v(逆)0增大-14-第十三讲 化学反应的速率与限度课标导引知识整合知识整合(2)定义:可逆反应在一定条件下进行到一定程度时,正反应速率与逆反应速率相等,反应物的浓度和生成物的浓度都不再改变,达到一种动态平衡,称为化学平衡状态。-15-第十三讲 化学反应的速率与限度课标导引知识整合知识整合(3)特征:逆:讨论对象为可逆反应;等:达到平衡状态时,同一物质的消耗速率与生成速率相等,即v(正)=v(逆);动:达到平衡状态时,化学反应并没有停止,即v(正)=v(逆)0;定:达到平衡状态时,反应物的浓度和生成物的浓度都不再改变;变:当外界条件
8、(如浓度、温度、压强等)发生改变时,原化学平衡会被破坏,一段时间后达到新的化学平衡。-16-第十三讲 化学反应的速率与限度课标导引知识整合知识整合典例典例4(2021年浙江1月学考)取50 mL过氧化氢水溶液,在少量I-存在下分解:2H2O2=2H2O+O2。在一定温度下,测得O2的放出量,转换成H2O2浓度(c),如下表:下列说法不正确的是()A.反应20 min时,测得O2体积为224 mL(标准状况),则a=0.40B.4060 min时,消耗H2O2的平均速率为0.005 0 molL-1min-1 C.第30 min时的瞬时速率小于第70 min时的瞬时速率D.过氧化氢酶对H2O2分
9、解也有催化作用t/min020406080c/(molL-1)0.80a0.200.100.050-17-第十三讲 化学反应的速率与限度课标导引知识整合知识整合答案 C-18-第十三讲 化学反应的速率与限度课标导引知识整合知识整合典例典例5(2021年浙江7月学考)一定温度下,在2 L容积不变的密闭容器中发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。反应过程中部分数据如下:下列说法不正确的是()A.使用催化剂是为了增大反应速率B.05 min内,用SO2表示的平均反应速率为0.036 molL-1min-1C.容器内气体压强保持不变,说明反应已达到平衡状态D.5 min时,SO2的转化率
10、已达到该条件下的最大值t/minn/moln(SO2)n(O2)n(SO3)00.20.205 0.18100.02 -19-第十三讲 化学反应的速率与限度课标导引知识整合知识整合答案 B解析 使用催化剂是为了增大反应速率,缩短到达平衡的时间,A正确;05 min内生成0.18 mol三氧化硫,根据化学方程式可知消耗0.18 mol二氧化硫,用SO2表示的平均反应速率为 =0.018 molL-1min-1,B错误;正反应是体积减小的反应,容器内气体压强保持不变,说明反应已达到平衡状态,C正确;5 min时剩余二氧化硫是0.2 mol-0.018 mol=0.02 mol,与10 min时剩余
11、二氧化硫的物质的量相等,这说明5 min时反应已经达到平衡状态,SO2的转化率已达到该条件下的最大值,D正确;答案选B。-20-第十三讲 化学反应的速率与限度课标导引知识整合知识整合典例典例6(2018年浙江4月学考,改编)已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)正反应放热,若该反应在恒压绝热容器中发生,下列选项表明反应一定已达平衡状态的是()A.容器内的温度不再变化B.容器内的压强不再变化C.相同时间内,断开HH的数目和生成NH的数目相等D.容器内气体的浓度c(N2)c(H2)c(NH3)=1 3 2-21-第十三讲 化学反应的速率与限度课标导引知识整合知识整合答案 A解析 正反应为放热反
12、应,在绝热容器中发生该反应,容器内温度会随着反应的进行而不断升高,当温度不再变化时表示已达平衡,A正确;在恒压容器中的反应,无论是否达到平衡,容器内压强均恒定不变,B不正确;断开HH和生成NH均表示该反应正向进行,C不正确;各物质的浓度之比并不能表示物质的浓度已不再变化,D不正确。故选A。-22-第十三讲 化学反应的速率与限度课标导引知识整合知识整合三、化学反应条件的控制1.控制反应条件的目的(1)促进有利的化学反应(提高反应速率、提高原料利用率)。(2)抑制有害的化学反应(降低反应速率、控制副反应的发生、减小甚至消除有害物质的产生)。2.控制反应条件的原则在化工生产中,为了提高反应进行的程度
13、而调控反应条件时,需要考虑控制反应条件的成本和实际可能性。3.控制反应条件的方法(1)通过改变温度、浓度、气体压强、催化剂等条件,改变化学反应的速率。(2)通过改变温度、浓度、气体压强等条件,改变可逆反应进行的限度。-23-第十三讲 化学反应的速率与限度课标导引知识整合知识整合典例典例7(2020年浙江7月学考)恒温恒压下,在起始容积为10 L的密闭容器中发生反应:A(g)+2B(g)3C(g)。反应过程中的部分数据如上表。下列说法正确的是()A.容器内气体密度不变,标志着反应已达到平衡状态B.510 min内,用C表示的平均反应速率为0.012 molL-1min-1C.5 min时,A的物
14、质的量浓度为1.6 molL-1D.反应达到平衡后充入少量氦气(不参与反应),正反应速率减小,逆反应速率增大t/minn/moln(A)n(B)n(C)02.03.2052.4101.8-24-第十三讲 化学反应的速率与限度课标导引知识整合知识整合答案 B 解析 A(g)+2B(g)3C(g)起始/mol2.03.2 05 min/mol1.62.4 1.210 min/mol1.42.0 1.8气体密度=,在恒压密闭容器中,对于反应前后气体分子数不变的反应,容器体积始终不变,容器内气体密度也始终不变,A不正确;510 min内C的浓度变化量为0.06 molL-1,则用C表示的化学反应速率为
15、 =0.012 molL-1min-1,B正确;5 min时A的物质的量为1.6 mol,则A的浓度为0.16 molL-1,C不正确;恒压条件下通入惰性气体,则容器体积增大,因此正、逆反应速率均减小,D不正确。故选B。-25-第十三讲 化学反应的速率与限度课标导引知识整合知识整合典例典例8工业制硫酸中的一步重要反应是SO2在400500 下的催化氧化:2SO2+O2 2SO3,这是一个正反应放热的可逆反应。如果反应在密闭容器中进行,下列有关说法不正确的是()A.使用催化剂是为了增大反应速率,提高生产效率B.在上述条件下,SO2不可能100%转化为SO3C.提高反应时的温度,可以实现SO2的完全转化D.通过调控反应条件,可以提高该反应进行的限度答案 C解析 根据题意,这是一个可逆反应,可逆反应的特点是反应不能完全进行到底,化学平衡状态是可逆反应在一定条件下所能达到(或完成)的最大限度。因此B正确,C不正确。故选C。
