【化学】2.3《化学反应的速率和限度》学案(新人教版必修2).doc

第二章 化学反应与能量第三节 化学反应的速率和限度学习重点：化学反应速率和反应限度概念；了解影响化学反应速率和反应限度的因素。学习难点：化学反应限度的本质原因及外部特征。知识梳理一、化学反应过程进行的快慢化学反应速率。1、化学反应速率的表示方法化学反应速率通常用来表示。表达式：，其常用的单位是 或 。例如：1、某反应的反应物浓度在5min内由6mol/L变成了2mol/L，则以该反应物浓度的变化表示的该反应在这段时间内的平均反应速率为：。2、在2 L容积不变的容器中，发生 N23H2 2NH3的反应。现通入0.8 mol H2 和 0.4 mol N2 ,2 min后生成了0.12 mol NH3 ，求V (H2)、 V (N2) 、V (NH3)。3、反应A(g) + 3B(g)=2C(g)在2L密闭容器中反应，0.5min内C的物质的量增加了0.6mol，有关反应速率正确的是（ ）A、V(A)=0.005mol/(Ls) B、V(C)=0.002mol/(Ls)C、V(B)=V(A)/3 D、V(A)=0.001mol/(Ls)2、影响化学反应速率的因素：影响化学反应速率的因素规律内因反应物的性质外因催化剂反应物的温度反应物的浓度气态反应物的压强固体反应物的表面积其他3、应用化学反应速率需注意以下问题：(1)化学反应速率是标量，只有而没有；(2)一般计算出来的化学反应速率是一段时间内的速率，不同时刻的化学反应速率是不相同的；(3)固体或气体反应中的液体物质，反应在其表面进行，它们的“浓度”是变的，因此一般用固体、纯液体表示化学反应速率；(4)对于同一化学反应，用不同的物质表示其化学反应速率可能相同，但其化学反应速率之比等于之比。如：1、在反应：C+CO22CO中，可使反应速率增大的措施是：( )。 增大压强 升高温度 通入CO2 增加碳的量 降低压强A、 B、 C、 D、2、下列措施对增大反应速率明显有效的是：( )。 A、Na与水反应时增大水的用量 B、Fe与稀硫酸反应制取H2时，改用浓硫酸 C、在K2S04与BaCl2两溶液反应时，增大压强D、Al在氧气中燃烧生成A1203，将Al片改成Al粉3、100 mL 6mol/L硫酸溶液与过量锌粉反应，在一定温度下，为了减缓反应速率但又不影响生成氢气的总量，可向反应物中加入适量的：（ ）A、碳酸钠 B、水 C、硫酸钾溶液 D、烧碱溶液4、下列各组反应都产生氢气，其中反应速率最快的是： （ ）A、5g铁片和1mol/L盐酸的反应 B、5g铁粉和1mol/L盐酸的反应C、5g铁片和1mol/L醋酸的反应 D、5g铁粉和1mol/L醋酸的反应5、对于反应N2+O2 2NO在密闭容器中进行，下列哪些条件能加快反应的速率：（ ）A、 缩小体积使压强增大 B、体积不变充入N2使压强增大C、 体积不变充入H2使压强增大 D、压强不变充入N2使体积增大6、请利用所学的知识回答下列问题： (1)消防队员救火时，开门都很小心，因为门一打开就有可能发生爆炸。请解释其中的原因。 (2)在实验室里，硝酸、硝酸银等药品均必须用棕色试剂瓶保存，并应该存放在阴凉干燥处。为什么? (3)实验室中用碳酸钙与盐酸反应制备二氧化碳时，选择的试剂为块状碳酸钙固体而不是碳酸钙粉末，为什么?趣味化学：人与人的联系和化学上的各种相互作用（化学与人生II） 在一个外星人眼里，地球上的人每个都是一个和其他人毫不相干的个体。而在一个地球人的眼里他会看到这个人有自己的父母，有自己的子女，有自己的爱人，同事每个人都会和各种各样的人有着各种各样的联系。而在我的眼里，地球上的人就是一个各种各样的复合物的组合。家庭，家族，学校 如果爱情是一次化学反应，那么它的终产物多应该是婚姻。维系这个产物的相互作用应该是什么性质的呢？由于它有方向性和饱和性，它应该是共价键。那么每个家庭就应该是一个双原子分子。那为什么会有多原子分子呢？呵呵，其实这在现实生活中也并不少见啊，看你的爱情信仰是什么样子的了，如果你笃信你可以同时爱上两个人，没关系，你可以去实践，不过记得负起责任哦。 亲戚关系是什么呢？我觉得它很像离子键，经常会听到一句话，五百年前是一家。在中国这个大家庭里，同姓氏的家族总是会有联系的。我感觉一个大家族的人就像是一个离子晶体，作为一个质点的你和这个晶体中的每个质点都会有相互作用。只是这种作用随距离的增加减小的很快，所以只有离你很近的质点对你才是有意义的。 还有友情呢？我觉得它就像范德华力，任何互不相识的人都可以成为朋友。棋友，牌友，网友在任何时间任何地点你都可以和其他人建立这种关系。不过和范德华力一样，虽然很容易建立，失去也很容易。当友情的作用变得强烈时。人们会用各种方式来升级它。如果是同性，男生就会桃园结义，女生义结金兰。如果是异性同年多数要发展成为幸福的一对了。如果年龄相差很多就会认义父义母之类的了。也就相当于一次化学反应了，建立了各种化学键。或者换句话说，也就是用一种虚拟的亲情或爱情来概括这种已经升级的了，用友情难以概括的感情。事情也有它相反的一面。如果一份高级的感情破裂了，降级了，通常也是会变成友情的。是不是经常听到一句话，是分手的时候说的，“咱们还是做朋友吧。”呵呵，友情就像一个巨大反应器，它每时每刻都在产生着一些高级感情。同时，它也是一个巨大的熔炉，回收这那些人们认为无用的感情。 化学上的相互作用远远不止这些，而现实生活中的人与人之间的关系就更数不胜数。虽然它们之间不能建立那么严整的对应关系，但是它们的一些规律上是一致的。 同化学上的相互作用一样，人与人之间的感情也有强弱之分。化学上我们用键能来比较键的强弱，感情的强弱怎样比较呢？也是有办法的。举个例子说，在一条由爱情，亲情，友情连接的链条上，施加一个不断增大的力，断裂的顺序就可以很清楚地分辩它们的强弱。这个断裂的顺序是随每个人的不同而不同的。这个方法在化学上分析化合物的热稳定性时也很常用，就是通常说的热重法（稍稍解释一下。热重法就是对化合物不断加热并连续记录它失重时温度和失重的百分数，可以绘出一条热重曲线，从而了解化合物的热稳定性。）实际上就是用实验的方法来检测你和你身边的人的关系。听起来好像有点残酷。但这也是检测感情的最有效的方式。记得有一次我心情非常郁闷，就和一个高中时非常要好的朋友发短信，聊了很久，她婉言说不聊了，我说我非常郁闷，非要她陪我。她很生气（她正在准备考研），说，我们已聊了 40 分钟了，有这段时间我可以自己去打饭，那样我得男友就不会因为为我打饭总是被实验室里的博士骂来骂去，有这段时间我可以美美的睡上一觉可以让我的眼睛不那样红肿。我突然后悔打扰她了，知道自己很不懂事，但我也隐隐的感觉到一种感情的梯度。所以，为了维持你和身边的人的感情，请把它放在一个适宜生存的空间里吧。 在化学上每一种作用力或者一些作用力的集合都会对应一个集合体。分子是共价键连接的原子的集合体，水是由氢键和范德华相互作用相关联的水分子的集合体也可以反过来说每一个集合体之所以会成为一个整体，就是由于有各种相互作用。在人类社会中，人们通过各种关系联系在一起，形成家庭，公司，学校，社团。同化学意义上的集合体一样，可以预见，当人类越文明，生存条件越好的时候，这种联系就越多，当人类越野蛮，生存条件越恶劣时，；这种联系就会越来越少。道理很简单，就像在常压 100 以上水都会变成蒸汽一样，人在饭都吃不饱的情况下，谁会去参加什么俱乐部。 第二章 化学反应与能量 第三节 化学反应的速率和限度学习目标： 掌握化学反应平衡状态的特征学习重难点：掌握化学反应平衡状态的判定二、化学反应的限度化学平衡1、可逆反应：能同时向 进行的化学反应叫做可逆反应。理解可逆反应需注意三同：同 、同 、同 。2、 当一个可逆反应的 相等时， 不再改变，达到一种“平衡状态”，这就是这个反应所能达到的限度。任何化学反应都有一定的限度，有的反应限度较大，反应进行的比较彻底，反应物转化为生成物的转化率较大；有的反应限度较小，反应物转化为生成物的转化率较小。3、化学平衡的特点：“ 、 、 、_ ”a.反应物与生成物处于动态平衡，在化学平衡状态，可逆反应的正反应和逆反应都还在不断的进行着，只是此时V正=V逆（且都大于0）。而不是停止了化学反应。b.在化学平衡状态，任何反应物与生成物浓度保持一定，百分组成保持一定；（或说反应物与生成物的含量保持一定）c.影响平衡的外界条件改变，平衡状态即被破坏，发生平衡移动。4、影响化学平衡的条件：化学平衡状态是与外界条件有关的。外界某种条件改变时，使正、逆反应速率不等，平衡混合物中各组成物质的百分含量（或浓度）也随之改变，原来的平衡被破坏直到建立新条件下的另一种平衡状态。这种改变的过程，叫化学平衡的移动。影响化学平衡的主要条件有_ _、_ _、_ _。练习1、对于可逆反应MN Q达到平衡时，下列说法正确的是（）AM、N、Q三种物质的量浓度一定相等BM、N全部变成了QC反应混合物各成分的百分组成不再变化D反应已经停止2、可逆反应N23H22NH3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是： （ ）A、3v正（N2）v正（H2） B、v正（N2）v逆（NH3）C、2v正（H2）3v逆（NH3） D、v正（N2）3v逆（H2）3、下列说法正确的是( )。A、无论怎样控制反应条件，2molSO2与1molO2反应都不会生成2molSO3 B、任何化学反应中的反应物都能全部转化成生成物 C、化学反应的限度决定于反应物的性质，与外界的条件无关D、可逆反应中，使用催化剂只能增大正反应的化学反应速率4、可逆反应达到平衡的重要特征是：( )。 A、反应停止了 B、正、逆反应的速率均为零 C、正、逆反应都还在继续进行 D、正、逆反应的速率相等5、可逆反应H2(g) I2(g) 2HI(g)达到平衡的标志是： （ ）A、H2、I2、HI的浓度相等 B、H2、I2、HI的浓度保持不变C、混合气体的密度保持不变 D、混合气体的颜色不再改变6、一定条件下，在密闭容器中，能表示反应X(g)2Y(g) 2Z(g) 一定达到化学平衡状态的是： X、Y、Z的物质的量之比为122 X、Y、Z的浓度不再发生变化 容器中的压强不再发生变化 单位时间内生成n mol Z，同时生成2n mol Y： （ ）A、 B、 C、 D、三、探究影响反应速率的另类因素1、增大表面积可提高反应速率一定量的固体，其颗粒越小，表面积越大，反应中碰撞的机会越多，反应越快。如燃煤时将大块的煤粉碎后再燃烧可以使煤燃烧得更快、更充分；将硫铁矿粉末高温燃烧；铜丝与硫粉加热反应；与盐酸反应时，大理石粉比大理石块的反应更剧烈；面粉厂车间遇火种易发生爆炸等。2、加大光照强度提高反应速率氯水、AgBr、HClO、浓HNO3等见光分解加快，强光照射H2与Cl2混合气体、甲烷与Cl2混合气体易发生爆炸等。光照还是光化学烟雾形成的主要原因，光化学烟雾是氮氧化物和碳氢化合物（CXHY）在大气环境中受强烈的太阳紫外线照射后产生一种新的二次污染物。3、电化学原理增大反应速率在相同条件下，电化学反应比化学反应的反应速率快得多。如粗锌跟盐酸反应速率比纯锌快，这是由于粗锌中杂质与Zn构成原电池加快反应速率，不纯金属易被腐蚀原因也由于杂质（C）与金属（Fe）构成原电池。利用电化学原理也可使几乎不发生反应能进行反应，如铜与盐酸反应，可设计成原电池，也可设计成电解池。另如在水中加入强酸或强碱都可使电解水的速率加快。人们可利用电化学原理增大有利的化学反应速率，也可利用电化学原理减弱有害的化学反应速率，如牺牲阳极保护金属法。4、采用不同的溶剂可改变反应速率研究溶液中反应要考虑溶剂分子所起的物理的或化学的影响。溶剂的极性对反应速率存在影响。如果生成物的极性比反应物大，则在极性溶剂中反应速率比较大；反之，如反应物的极性比生成物大，则在极性溶剂中的反应速率必变小。如甲醇羰基化反应，在非极性溶剂中、介电常数较小的溶剂能增加反应速率；另如CH3COCl与苯酚反应当以硝基苯为溶剂时主要产品为对位，当以CS2为溶剂时主要产品为邻位。CH3CH2Cl在NaOH水溶液中发生水解反应，在NaOH醇溶液中发生消去反应。5、超声波射线、激光、电磁波等对反应速率均有影响。超声波作为一种高频机械波,具有波长较短,能量集中 的特点. 可利用超声波增大物质分子运动频率和速度。超声波具有强烈的乳化作用,并能起到均匀搅拌、研磨粉碎和加速化学反应的作用。激光具有单色性、高强度和短脉宽等优越性能，是诱发光化学反应最理想的光源。例如，激光光解可以产生自由基或原子，所产生的自由基又可以诱发链锁反应。典例剖析【例1】 对于反应N2+O2 2NO在密闭容器中进行，下列哪些条件能加快反应的速率A. 缩小体积使压强增大 B. 体积不变充入N2使压强增大C. 体积不变充入H2使压强增大 D. 压强不变充入N2使体积增大解析：对有气体参加的化学反应，增大压强如果能增大反应物的浓度，则可以加快反应速率，AB均如此。C选项充入氢气，虽然压强增大，但反应物浓度不变，D选项体积增大，减小了氧气的浓度，也不加快反应。答案：AB。【例2】温度为500时，反应4NH3+5O2 4NO+6H2O在5L的密闭容器中进行，半分钟后NO的物质的量浓度增加了0.3mol，则此反应的平均速率 (x)为A、v（O2）=0.01mol/（Ls） B、v（NO）=0.08mol/（Ls）C、v（H2O）=0.003mol/（Ls） D、v（NH3）=0.002mol/（Ls）解析：根据化学方程式4NH3+5O2 4NO+6H2O，NO的物质的量增加了0.3mol，则H2O增加了0.45mol，NH3和O2分别减少了0.3mol和0.375mol。所以，用反应中各气态的反应物和生成物表示的该反应的化学反应速率分别为：v（NH3）= =0.002mol/（Ls） v（O2）= =0.0025mol/（Ls）v（NO）= =0.002mol/（Ls） v（H2O）= =0.003mol/（Ls）可见，本题的正确答案是CD。【例3】一定条件下，在密闭容器中，能表示反应X(g)+2Y(g) 2Z(g)一定达到化学平衡状态的是A. X、Y、Z的物质的量之比为1:2:2 B. X、Y、Z的浓度不再发生变化C. 容器中的压强不再发生变化 D. 单位时间内生成n molZ，同时生成2n molY解析：达到化学平衡状态是指各组分浓度不变的状态，此时本题中压强也不再变化，而D选项表示反应向逆反应方向进行，没有达到平衡。答案：BC。【例4】一密闭容器内装有N2和H2 ，反应开始时，N2浓度为2 mol/L，H2浓度为5mol/L ，两分钟后，测得N2浓度为18mol/L ，则两分钟内N2的平均反应速率是多少？H2和NH3的平均反应速率又分别是多少？通过计算，比较三者速率有何联系？解析： N2 + 3 H2 2NH3起始浓度（mol/L） 2 5 0浓度变化（mol/L） 02 06 042 min后浓度（mol/L） 18 44 04 所以：v（N2）=01 mol/（Lmin）v（H2）=03 mol/（Lmin） v（NH3）=02 mol/（Lmin）化学反应的速率和限度自测题一、选择题1、NO和CO都是汽车尾气中的有害物质，它们能缓慢地反应生成氮气和二氧化碳，对此反应，下列叙述正确的是A、 使用适当的催化剂不改变反应速率 B、降低压强能提高反应速率C、高温度能提高反应速率 D、改变压强对反应速率无影响2、下列说法不正确的是 A.物质发生化学反应都伴随着能量变化。B.化学反应的速率和限度均可通过改变化学反应条件而改变。 C.可逆反应只是代表少数反应。D.化学反应达到平衡状态时，正反应速率与逆反应速率相等。3在下列平衡体系中，保持温度一定时，改变某物质的浓度，混合气体的颜色会改变；改变压强时，颜色也会改变，但平衡并不移动，这个反应是A2NOO2 2NO2 BN2O4 2NO2CBr2(g)H2 2HBr D6NO4NH3 5N23H2O4、铝与稀硫酸的反应中，已知10s末硫酸的浓度减少了0.6 mol/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、0.02 mol/(Lmin) B、1.8mol/(Lmin) C、1.2 mol/(Lmin) D、0.18 mol/(Lmin)5、100 mL 6mol/L硫酸溶液与过量锌粉反应，在一定温度下，为了减缓反应速率但又不影响生成氢气的总量，可向反应物中加入适量的A、碳酸钠 B、水 C、硫酸钾溶液 D、烧碱溶液6、在下列影响化学反应速率的外界因素中，肯定能使化学反应速率加快的方法是升高温度加入正催化剂增大反应物浓度将固体块状反应物磨成末增大压强A、 B C D7、在反应2SO2+18O2 2SO3中，其中氧气用18O标记上，其中含有18O的物质有A、SO2 B、SO2O2SO3 C、O2SO3 D、SO2SO3 8通常A、B是五色溶液，产物AB是白色沉淀，则下列各条件下发生的反应：A+BAB，最先看到有白色沉淀生成的是A、常温下，20mL中含有A、B各0003molL-1的溶液B在标准状况下，100mL中含A、B各005molL-1的溶液C常温下，01molL-l的A、B溶液各10mL相混合D在标准状况下，01molL-1的A、B溶液各lOmL相混合9一定条件下，在密闭容器中，能表示反应X(g)2Y(g) 2Z(g) 一定达到化学平衡状态的是 X、Y、Z的物质的量之比为122 X、Y、Z的浓度不再发生变化 容器中的压强不再发生变化 单位时间内生成n mol Z，同时生成2n mol YA. B. C. D. 10在10时某化学反应速率为0.1 mol/(Ls)，若温度每升高10反应速率增加到原来的2倍。为了把该反应速率提高到1.6 mol/(Ls)，该反应需在什么温度下进行？ A、30 B、40 C、50 D、6011、在m A + n B p C的反应中，m、n、p为各物质的计量数。现测得C每分钟增加a mol/L，B每分钟减少1.5a mol/L，A每分钟减少0.5a mol/L，则m：n：p为A、2：3：2B、2：3：3 C、1：3：2 D、3：1：212可逆反应N23H22NH3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示，下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是A、 v正（N2）v正（H2） B、v正（N2）v逆（NH3）C、2v正（H2）3v逆（NH3） D、v正（N2）3v逆（H2）13、空气中煅烧硫铁矿可以产生SO2和氧化铁。为了提高生产SO2的速度，下列措施可行的是A、 把块状矿石碾成粉末 B、增大O2压强，向炉内喷吹空气C、添加氧化铁作催化剂 D、降低温度并降低SO2浓度14、温度为500时，反应4NH3+5O24NO+6H2O在5L的密闭容器中进行，半分钟后NO的物质的量浓度增加了0.3mol，则此反应的平均速率(x)为A、（O2）=0.01mol/（Ls）B、（NO）=0.08mol/（Ls）C、（H2O）=0.003mol/（Ls）D、（NH3）=0.002mol/（Ls）二、填空题15、分析下列实例，根据已有的知识和经验，填写下表。实例影响速率的因素如何影响夏天食物易变质硫在氧气中比在空气中燃烧快粉状的碳酸钙与盐酸反应比块状的碳酸钙反应快氯酸钾与二氧化锰混合共热可快速产生氧气工业合成氨通常要在高压下进行16可逆反应aA(g)bB(g) cC(g)dD(g)，取a mol A和b mol B置于V L容器内1 min后，测得容器内A的浓度为x molL1，这时B的浓度为 ，C的浓度为 ，这段时间内反应的平均速率若以物质A的浓度变化来表示，应为 。543210123/分钟CAB物质的量/mol17某可逆反应进行过程中，在不同反应时间各物质的量的变化情况如图所示。则该反应的化学方程式为 ；反应开始至2分钟，能用C表示反应速率吗？ （填“能”或“不能”），原因 。三、实验题18实验室里常见到右图所示仪器，该仪器为两头密封的玻璃管，中间带有一根玻璃短柄。该仪器可进行多项实验。当玻璃管内装有碘晶体时，用此仪器可进行碘升华实验，具有装置简单、操作方便、现象明显、没有污染，可反复使用等优点。(1)用此仪器不能反复进行的实验是 （填序号） ANH4Cl固体受热分解BKMnO4晶体受热分解C白磷和红磷一定温度下互相转变D无水CuSO4和胆矾的互变实验(2)当玻璃管内装有NO2和N2O4的混合气体时，亦可反复进行反应条件对化学平衡影响的实验，该实验的操作过程和实验现象是 。(3)如果玻璃管内装有大量红色溶液，加热时溶液颜色变浅，冷却时恢复红色，该溶液可能是 ，如果玻璃管内封有少量无色溶液，加热溶液时，溶液变红，冷却后恢复无色。此溶液可能是 。19、某研究性学习小组研究过氧化钠跟水等物质的反应，进行如下实验：向盛有少量过氧化钠固体的试管中滴加水，直至气体不再放出，加入稀释，将所得溶液平均盛放在七支试管中，一支试管中滴加酚酞试液，溶液变红，半分钟内红色褪去；另六支试管中分别加入少量二氧化锰、氧化铜、土豆泥、生锈的铁钉、新鲜动物肝脏或用波长为320380 nm的光照射