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文档简介
1、第一单元化学反应速率与反应限度第一课时化学反应速率课标要求1通过实验认识化学反应速率及其影响因素。2能进行化学反应速率的计算、转化与比较,学会控制化学反应速率的常用方法。1.化学反应速率的表示方法:用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。2计算公式:v。3化学反应速率之比物质的量浓度变化量之比物质的量变化量之比化学计量数之比。4加快化学反应速率的“五个因素”:(1)增大反应物的浓度;(2)升高温度;(3)缩小体积增大压强(对于气体参加的反应);(4)加入催化剂;(5)增大固体物质表面积。化学反应速率1化学反应速率 2实例在一个体积为2 L的密闭容器中发生反应2SO2O22SO3,
2、经过5 s后,测得SO3的物质的量为0.8 mol。填写下表:有关反应物质SO2O2SO3物质的量浓度变化(mol·L1)0.40.20.4化学反应速率(mol·L1·s1)0.080.040.08化学反应速率之比212特别提醒c表示浓度的改变量,由于固体和纯液体物质的浓度是一个常量,因此表示化学反应速率时,不适用于固体和纯液体物质。固态、液态、气态物质通常用s、l、g表示。1在容积为2 L的密闭容器中发生反应:N23H22NH3,在5 min内,测知NH3的质量增加1.7 g,则这5 min内,用NH3表示的反应速率是多少?提示:v(NH3)001 mol
3、83;L1·min1。2一定条件下进行的反应:4NH35O24NO6H2O(g),已知NH3的反应速率为0.2 mol·L1·min1,你能计算出O2的反应速率吗?提示:依据化学反应速率之比等于化学计量数之比可知:v(O2)v(NH3)×0.2 mol·L1·min10.25 mol·L1·min1。3对于反应:CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2, 能否用CaCO3表示该反应的反应速率?提示:不能;因为CaCO3为固体,其物质的量浓度视为常数,故不能用其表示化学反应速率。(1)t表示某一时间段,故由v计算所
4、得的化学反应速率是平均速率,而非瞬时速率。(2)表示化学反应速率时,必须指明具体的物质,因为同一化学反应,用不同的物质表示反应速率,其数值可能不同。例如,化学反应N23H22NH3,用H2表示该反应的反应速率时写成v(H2)。(3)对于一个具体的化学反应,反应物和生成物的物质的量的变化是按化学方程式中化学计量数之比进行的,所以化学反应中各物质的反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。对于反应aAbB=cCdD(A、B、C、D均不是固体或纯液体),v(A)v(B)v(C)v(D)n(A)n(B)n(C)n(D)c(A)c(B)c(C)c(D)abcd。(4)在同一时间内的同一个化学反
5、应里,虽然用不同物质表示的化学反应速率不一定相同,但它们表示的意义相同,即一种物质的化学反应速率就代表了整个化学反应的反应速率。1.反应4A(s)3B(g)=2C(g)D(g),经2 min,B的浓度减少0.6 mol·L1。对此化学反应速率的正确说法是()A用A表示的化学反应速率是0.4 mol·L1·min1B分别用B、C、D表示反应的速率,其比值是321C在2 min末的反应速率,用B表示是0.3 mol·L1·min1D在这2 min内B和C两物质的浓度都逐渐减小解析:选BA物质是固体,其浓度被视为常数,故一般不用其表示化学反应速率,A
6、项错误;同一反应中不同物质表示的化学反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比,故B项正确;v(B)0.3 mol·L1·min1为2 min内的平均速率而非2 min末的瞬时速率,故C项错误;B物质为反应物,其浓度逐渐减小,C物质为生成物,其浓度逐渐增大,故D项错误。2将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L容器中混合并在一定条件下发生如下反应2A(g)B(g)2C(g),若2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L1,现有下列几种说法,其中正确的是()用物质A表示反应的平均速率为0.3 mol·L1·s1用物质B表示反应的平均
7、速率为0.6 mol·L1·s12 s时物质A的转化率为70%2 s末物质B的浓度为0.7 mol·L1ABC D解析:选B解题时先利用所给条件列出浓度:2A(g)B(g)2C(g)起始浓度/mol·L1 21 0变化浓度/mol·L1 0.6 0.3 0.62 s后的浓度/mol·L1 20.6 10.3 0.6依据化学反应速率的计算公式,可得v(A)0.3 mol·L1·s1,v(B)0.15 mol·L1·s1。A的转化率×100%×100%30%;2 s末B的浓度为0
8、.7 mol·L1。方法技巧应用“三段式”进行化学反应速率的计算(1)基本步骤:确定反应物或生成物的起始加入量;确定反应过程中各物质的变化量;确定反应进行至某时刻时各物质的量;依据题干中的条件建立等式关系进行解答;应用化学反应速率之比浓度变化之比物质的量变化之比化学计量数之比。(2)计算模式:设a mol·L1、b mol·L1分别为A、B两物质的起始浓度,mx mol·L1为反应物A的转化浓度,nx mol·L1为B的转化浓度,则:mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)起始浓度(mol·L1)ab00转化浓度(mol·L
9、1) mx nx px qx终态浓度(mol·L1) amx bnx px qx影响化学反应速率的因素)1温度对化学反应速率影响的探究实验操作试管中均为23 mL相同浓度的滴有FeCl3溶液的H2O2溶液实验现象产生气泡速率最慢产生气泡速率较快产生气泡速率最快实验结论对于反应来说,温度越高,H2O2的分解速率越快,反应越快2催化剂对化学反应速率影响的探究实验操作实验现象有少量气泡出现产生大量气泡产生大量气泡实验结论MnO2、FeCl3可以使H2O2分解的速率加快3影响化学反应速率的其他因素除温度和催化剂外,还有反应物浓度、反应物的状态、固体表面积、压强、溶剂、光照等许多因素。人们可以
10、通过这些因素来调控化学反应速率。特别提醒(1)固体或纯液体的浓度可视为常数,其反应速率只与接触表面积有关,而与用量的多少无关。(2)体系压强的改变只有引起参加反应物质浓度的改变,才能改变化学反应速率。(3)影响化学反应速率的最重要因素是反应物本身的性质,而不是外界因素。1把形状、大小相同的锌粒分别投入到10 mL 1 mol·L1的盐酸和10 mL 4 mol·L1的盐酸中,哪个化学反应速率较快?提示:盐酸浓度越大,化学反应速率越快。2实验室用锌和稀硫酸反应制取氢气时,通常用锌粉代替锌粒,其原因是什么?提示:锌粉与稀硫酸的接触面积比锌粒与稀硫酸的接触面积大,故能加快化学反应
11、速率。3双氧水中加入二氧化锰,为什么能迅速产生气体?提示:MnO2在H2O2的分解反应中起催化剂作用,故加入H2O2能加快H2O2的分解速率。1内因决定因素决定化学反应速率的主要原因是反应物本身的性质。例如:Mg、Zn分别与等浓度的盐酸反应时,Mg发生的反应更剧烈,反应更快。2外因(其他条件不变时)1在密闭容器中发生反应:C(s)CO2(g)=2CO(g),下列说法不正确的是()A将炭块磨成粉末可以加快反应速率B升高温度可以加快反应速率C容器体积不变时, 向其中充入N2,反应速率不变D增加炭的质量可以加快反应速率解析:选DA项,将炭块磨成粉末可以增大接触面积,从而可以加快反应速率,正确;B项,
12、升高温度可以加快反应速率,正确;C项,容器体积不变时,向其中充入N2,CO2和CO的浓度不变,反应速率不变,正确;D项,炭是固体,增加炭的质量,CO2和CO的浓度不变,化学反应速率不变,错误。2在下列事实中,各是什么因素影响了化学反应速率。(1)集气瓶中H2和Cl2的混合气体,在瓶外点燃镁条时发生爆炸:_。(2)黄铁矿煅烧时要粉碎成矿粒:_。(3)熔化的KClO3放出气泡很慢,撒入少量MnO2则很快产生气体:_。(4)同浓度、同体积的盐酸放入同样大小的锌粒和镁条,产生气体有快有慢:_。(5)同样大小的石灰石分别与0.1 mol·L1盐酸和1 mol·L1盐酸反应,速率不同:
13、_。(6)夏天食品容易变质,而冬天不易发生该现象:_。解析:影响化学反应速率的主要外界因素有浓度、温度、压强、催化剂等。答案:(1)光(2)反应物的接触面积(3)催化剂(4)反应物本身的性质(5)反应物的浓度(6)反应温度三级训练·节节过关1下列措施对增大反应速率明显有效的是()ANa与水反应时增大水的用量BCaCO3与盐酸反应制取CO2时,改用浓硫酸CC(s)H2O(g)CO(g)H2(g),将炭块改成炭粉进行实验D锌与盐酸反应制H2,将稀盐酸换成浓硝酸解析:选CA项,增大水的用量并不能增加反应物的浓度,错误;B项,把稀盐酸换成浓硫酸,CaCO3与硫酸反应生成的硫酸钙微溶,附着在C
14、aCO3表面,阻止反应的继续进行,错误;C项,将炭块改成炭粉,增大了反应物的接触面积,化学反应速率加快,正确;D项,如果把稀盐酸换成浓硝酸,反应将不能制得H2,错误。2化合物A在一定条件下发生分解反应,反应物浓度随反应时间的变化如图所示。则化合物A在48 min间的平均反应速率为()A0.20 mol·L1·min1B0.25 mol·L1·min1C0.30 mol·L1·min1D0.50 mol·L1·min1解析:选Bvc/t(2 mol·L11 mol·L1)/4 min0.25 mo
15、l·L1·min1。3在恒容密闭容器中发生反应2SO2O22SO3,当其他条件不变时,只改变一个条件,不能加快化学反应速率的是()A增加SO2的浓度B充入一定量稀有气体C升高温度 D使用合适的催化剂解析:选BA项,增加SO2的浓度反应速率加快,正确;B项,充入一定量稀有气体,物质的浓度不变,则反应速率不变,错误;C项,升高温度一定加快反应速率,正确;D项,使用合适的催化剂一定加快反应速率,正确。4用6 g CaCO3与100 mL稀盐酸反应制取少量的CO2,反应过程中生成的CO2的体积(已折算为标准状况)随反应时间变化的情况如图所示。下列说法正确的是()AOE段表示的平均反
16、应速率最快,可能的原因是该反应放热,反应的温度升高BEF段用HCl浓度的减小表示的该反应的平均反应速率为0.2 mol·L1·min1C在F点收集到的CO2的体积最大D在G点以后收集的CO2的量不再增多,原因是稀盐酸已反应完全解析:选DA项,由图可知1 min时间内,EF段生成的二氧化碳的体积最多,故EF段反应速率最快,错误;B项,由图可知,EF段生成的二氧化碳体积为672 mL224 mL448 mL,二氧化碳的物质的量为0.02 mol,根据化学方程式CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O,n(HCl)2n(CO2)2×0.02 mol0.04 mol,故
17、用盐酸表示该反应的平均反应速率为0.4 mol·L1·min1,错误;C项,由图可知,G点收集的二氧化碳最多,错误;D项,根据化学方程式CaCO32HCl=CaCl2CO2H2O,6 g CaCO3完全反应生成二氧化碳应该是1.344 L,而G点是784 mL,说明CaCO3未反应完,则盐酸完全反应,正确。5对于反应4FeS211O22Fe2O38SO2,试回答下列有关问题:(1)常选用哪些物质浓度的变化来表示该反应的反应速率?_。(2)4 s内,生成SO2的速率为0.4 mol·(L·s)1时,O2减少的速率是_。(3)测得4 s后O2的浓度为2.8
18、mol·L1,则开始时O2的浓度为_。解析:(1)因为FeS2、Fe2O3为固体,O2、SO2为气体,故可用O2、SO2来表示该反应的反应速率。(2)v(O2)v(SO2)×0.4 mol·(L·s)10.55 mol·(L·s)1。(3)4 s内O2的浓度减少了0.55 mol·L1·s1×4 s2.2 mol·L1,故开始时O2的浓度为2.8 mol·L12.2 mol·L15.0 mol·L1。答案:(1)O2、SO2(2)0.55 mol·(L
19、183;s)1(3)5.0 mol·L11下列关于化学反应速率的说法正确的是()A化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物物质的量的减少或任何一种生成物物质的量的增加B化学反应速率为0.8 mol·L1·s1是指1 s 时某物质的浓度为0.8 mol·L1C根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢D对于任何化学反应来说,化学反应速率越快,反应现象就越明显解析:选C化学反应速率一般以某物质单位时间内的浓度(mol·L1)的变化量来表示,A错误;反应速率为0.8 mol·(L·s)1表示1 s内某物质的浓度变化了0.8
20、mol·L1,而不是1 s时的实际浓度,B错误;化学反应进行快慢有时不一定能观察到,如酸碱中和反应瞬间即能完成,但几乎没有明显现象发生,D错误。2决定化学反应速率的主要因素是()A反应物的浓度B反应温度C使用催化剂 D反应物的性质解析:选D反应物的性质是决定化学反应速率的主要因素;反应物的浓度、反应的温度、催化剂等是影响化学反应速率的外界因素。3下列做法利用了浓度对化学反应速率的影响的是()A将食物保存在电冰箱里B做粉尘爆炸实验时选用很细的面粉C向过氧化氢溶液中加入MnO2D铁与稀盐酸反应太慢时加入较浓的盐酸解析:选DA项,将食物保存在电冰箱里是温度对反应速率的影响,错误;B项,做粉
21、尘爆炸实验时选用很细的面粉是接触面积对反应速率的影响,错误;C项,向过氧化氢溶液中加入MnO2是催化剂对反应速率的影响,错误;D项,铁与稀盐酸反应太慢时加入较浓的盐酸改变了盐酸的浓度,反应速率发生了改变,正确。4某反应物A的浓度是2.0 mol·L1,5 min后,A的浓度变为0.5 mol·L1,在这5 min内A的化学反应速率是()A0.4 mol·L1·min1B0.3 mol·L1·min1C0.1 mol·L1·min1 D0.3 mol·L1解析:选Bc(A)2.0 mol·L10.
22、5 mol·L11.5 mol·L1,t5 min,v(A)c(A)/t0.3 mol·L1·min1。5已知4NH35O2=4NO6H2O(g),若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示,则正确的关系是()A.v(NH3)v(O2)B.v(O2)v(H2O)C.v(NH3)v(H2O) D.v(O2)v(NO)解析:选D化学反应速率之比等于化学计量数之比,故有v(O2)v(NH3),A错误;v(H2O)v(O2),B错误;v(H2O)v(NH3),C错误;v(NO)v(O2),D正确。6下列实验中,反应速率加快是由催化剂引
23、起的是()A在炭粉中加入KClO3,点燃时燃烧更为剧烈B锌与稀硫酸反应中加入少量浓硫酸而使反应放出H2的速率加快C双氧水中加入少量MnO2,可迅速放出气体D固态FeCl3和固体NaOH混合后,加入水能迅速产生沉淀解析:选CA中,速率加快的原因是KClO3分解产生的O2助燃;B中,增大了硫酸的浓度;C中,MnO2是双氧水分解的催化剂;D中,水的加入,使固体溶解,增大了物质的接触面积。7已知反应:2H2O2=2H2OO2,下列条件下,反应速率最大的是()A10 ,5 mL 3%H2O2溶液B10 ,5 mL 5%H2O2溶液C30 ,5 mL 5%H2O2溶液D30 ,5 mL 5%H2O2溶液且
24、加入少量MnO2解析:选D温度越高,反应速率越快,浓度越大反应速率越快,加入合适的催化剂,反应速率加快。8在2 L密闭容器中,发生3AB=2C (均为气体)的反应,若最初加入A和B都是4 mol,A的平均反应速率是0.12 mol·L1·s1,则10 s后容器中B的物质的量是()A1.6 mol B3.2 molC3.6 mol D2.8 mol解析:选B依据反应速率之比等于化学计量数之比,v(B)v(A)/30.12/3 mol·L1·s10.04 mol·L1·s1,消耗的B的物质的量n(B)2×v(B)×10
25、2×0.04×10 mol0.8 mol,容器B的物质的量为4 mol0.8 mol3.2 mol。9(1)对于反应N23H22NH3,当其他条件不变时,只改变一个反应条件,将生成NH3的化学反应速率的变化情况填入空格里(填“增大”“减小”或“不变”):编号改变的条件生成NH3的速率升高温度增大N2的浓度使用催化剂压缩体积(2)对于反应ABC,下列条件的改变一定使化学反应加快的是_。A增加A的物质的量B升高体系的温度C减少C的物质的量D增加体系的压强(3)在用纯净的块状碳酸钙与稀盐酸反应制取CO2的实验中,为了加快该反应的化学反应速率,可以采取的措施有_(至少答2条措施)。
26、解析:(1)升高温度、增大反应物(N2)的浓度、使用催化剂、压缩体积均能增大生成NH3的化学反应速率。(2)若A、C是固体,则增加或减少它们的物质的量,对化学反应速率无影响;若A、B、C都不是气体,则增大压强对化学反应速率无影响。(3)根据外界因素对化学反应速率的影响可知,升高温度、增大盐酸的浓度或将块状碳酸钙改为粉末状均会加快化学反应速率。答案:(1)增大增大增大增大(2)B(3)升高温度;将块状碳酸钙改为粉末状;增大盐酸的浓度10将等物质的量的A、B混合于2 L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)B(g)xC(g)2D(g),经5 min时,测得D的浓度为0.5 mol·L1,
27、c(A)c(B)35,C的平均反应速率是0.1 mol·L1·min1。回答下列问题:(1)5 min内A的平均反应速率为_mol·L1·min1。(2)x_。(3)此时B的浓度为_mol·L1。解析:5 min时D的浓度为0.5 mol·L1,则D的平均反应速率v(D)0.1 mol·L1·min1,即v(C)v(D),由反应速率之比等于化学计量数之比可知x2。同理可知,v(A)v(D)0.15 mol·L1·min1,v(B)v(D)0.05 mol·L1·min1。由此
28、可知,在5 min内A的浓度减少量为0.75 mol·L1, B的浓度减少量为0.25 mol·L1,假设A、B的起始浓度为x,可得,解得x1.5 mol·L1,故5 min后B的浓度为1.5 mol·L10.25 mol·L11.25 mol·L1。答案:(1)0.15(2)2(3)1.251高温高压下,1 L密闭容器中,发生如下反应:2H2COCH3OH。反应开始时H2的物质的量为5 mol,5 min时变为0.5 mol,则5 min内该反应的平均反应速率v(H2)(单位:mol·L1·min1)为()A9.
29、0 B0.9C0.45 D4.5解析:选B5 min内氢气减少5 mol0.5 mol4.5 mol,则5 min内该反应的平均反应速率v(H2)0.9 mol·L1·min1。2对于反应:N2(g)O2(g)2NO(g),在密闭容器中进行,下列条件中能加快化学反应速率的是(假设温度不变)()缩小体积使压强增大体积不变,充入N2使气体压强增大体积不变,充入Ne使气体压强增大减小压强使体积增大A BC D解析:选A缩小体积,气体的浓度增大,化学反应速率加快,正确;体积不变,充入N2,反应物N2的浓度增大,化学反应速率加快,正确;体积不变,充入Ne,N2、O2和NO的浓度都没有
30、改变,化学反应速率不变,不正确;减小压强使体积增大,N2、O2和NO的浓度都减小,化学反应速率减小,不正确。3NO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解析:选D升高温度,加入催化剂,能加快化学反应速率,降低压强,对有气体参加的反应其反应速率降低,而增大压强,可增大有气体参加的反应的反应速率。4为了探究温度对化学反应速率的影响,下列实验方案可行的是()解析:选D探究温度对化学反应速率的影响,要求在催化剂相同,H2
31、O2浓度相同,而温度不同的条件下做对比实验,通过产生气泡的快慢来体现温度对化学反应速率的影响。5在密闭系统中有反应C(s)CO2(g)2CO(g),能使反应速率加快的措施是()通过减小容器体积增大压强升高温度将炭粉碎通入CO2增加炭的量恒容条件下通入N2A BC D解析:选C、中,增大压强和通入CO2都是增大了反应物的浓度,使反应速率加快;中升高温度,反应速率一定加快;中将炭粉碎,增大了炭与CO2的接触面积,反应速率加快;中增加炭的量,由于炭是固体,浓度不会改变,故不能使反应速率加快;中恒容条件下通入N2,反应混合物的浓度不变,反应速率不变。6在密闭容器里,A与B反应生成C,其反应速率分别用v
32、A、vB、vC表示,已知2vB3vA、3vC2vB,则此反应可表示为()A2A3B=2C BA3B=2CC3AB=2C DAB=C解析:选A由于A、B是反应物,C是生成物,而且物质反应时的速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数的比。2vB3vA、3vC2vB,因此反应的化学方程式是2A3B=2C。7下列条件中,锌和硫酸开始反应时放出氢气的速率最大的是()选项金属酸溶液的浓度和体积温度/A2.4 g锌片3 mol·L1硫酸50 mL40B2.4 g锌粉1 mol·L1硫酸200 mL30C2.4 g锌粉3 mol·L1硫酸50 mL40D5.6 g锌片3 mo
33、l·L1硫酸100 mL30解析:选CZn与硫酸反应的离子方程式是Zn2H=Zn2H2,影响化学反应速率的因素有温度、浓度及固体表面积的大小。对表中的反应条件分析,锌和硫酸开始反应时放出氢气的速率最大的是C。8把下列四种X溶液分别加入四个盛有10 mL 2 mol·L1盐酸的烧杯中,均加水稀释到50 mL,此时,X和盐酸缓慢地进行反应。其中反应最快的是()A10 20 mL 3 mol·L1的X溶液B20 30 mL 2 mol·L1的X溶液C20 10 mL 4 mol·L1的X溶液D10 10 mL 2 mol·L1的X溶液解析:
34、选B在本题中要考虑浓度和温度对化学反应速率的影响,先比较浓度的大小,这里的浓度应该是混合以后的浓度,由于混合后各烧杯中盐酸的浓度相等,因此只需要比较X的浓度,X浓度越大,反应速率越快;因为反应后溶液的体积均为50 mL,所以X的物质的量越大,浓度就越大;通过观察可知,混合后A、B选项中X的浓度相等,且最大,但B中温度更高,因此B的反应速率最大。9某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,在100 mL 稀盐酸中加入足量的锌粉,标准状况下测得数据累计值如下:时间(min)12345氢气体积(mL)50120232290310(1)在01、12、23、34、45 min各时间段中:反应速率最大的
35、时间段是_,主要的原因可能是_;反应速率最小的时间段是_,原因是_。(2)在23 min时间段内,用盐酸的浓度变化表示的反应速率为_。(3)为了减缓反应速率但不减少产生氢气的量,在盐酸中分别加入等体积的下列液体:A蒸馏水 BNa2SO4溶液CNaOH溶液DH2SO4溶液 ENa2CO3溶液你认为可行的是(填编号)_。解析:(1)在01、12、23、34、45 min各时间段中生成氢气的体积(mL)分别是50、70、112、58、20,所以反应速率最大的时间段是23 min,这是由于该反应是放热反应,此时温度高,反应速率快。反应速率最小的时间段是45 min,这是由于此时H浓度小,反应速率小。(
36、2)在23 min时间段内,生成氢气的物质的量0.112 L÷22.4 L·mol10.005 mol,则消耗HCl是0.01 mol,浓度是0.01 mol÷0.1 L0.1 mol·L1,所以用盐酸的浓度变化表示的反应速率v(HCl)0.1 mol·L1÷1 min0.1 mol·L1·min1。(3)A项,蒸馏水稀释盐酸,氢离子浓度降低,反应速率减小,但氢离子的物质的量不变,生成氢气的量不变,正确;B项,Na2SO4溶液稀释盐酸,氢离子浓度降低,反应速率减小,但氢离子的物质的量不变,生成氢气的量不变,正确;C
37、项,NaOH溶液消耗氢离子,浓度降低,生成氢气的量减少,错误;D项,H2SO4溶液增大氢离子浓度,反应速率增大,错误;E项,Na2CO3溶液消耗氢离子生成CO2,反应速率减小,生成氢气的量减少,错误。答案:(1)23 min该反应是放热反应,此时温度高45 min此时H浓度小(2)v(HCl)0.1 mol·L1·min1(3)A、B10某实验小组以H2O2分解为例,研究浓度、催化剂、温度对反应速率的影响。按照如下方案完成实验。反应物催化剂温度10 mL 10%H2O2溶液无25 10 mL 20%H2O2溶液无25 10 mL 20%H2O2溶液无40 10 mL 20%
38、H2O2溶液12滴0.1 mol·L1 FeCl3溶液40 通过实验得到氧气的体积与时间的关系如图所示。回答下列问题:(1)代表实验的图示是_。(2)对比实验和的目的是_。(3)通过上面对比实验,所得出的实验结论是_。解析:(1)反应温度越高,使用合适的催化剂,反应物浓度越大,反应速率越快,实验中双氧水浓度最小,没有使用催化剂,温度为25 ,则在实验中反应速率最小,图中斜率越大,反应速率越快,并且中产生O2是、的一半,则代表实验的为。(2)实验、中,反应物浓度、反应温度相同,而实验使用了催化剂,所以对比实验和的目的是研究催化剂对反应速率的影响。(3)根据实验、可知,增大反应物浓度,反
39、应速率加快;根据实验、可知,升高反应温度,反应速率加快;根据实验、可知,使用合适的催化剂,反应速率加快;通过对比实验,得出的实验结论是其他条件不变,增大反应物浓度或升高温度或加入合适的催化剂,化学反应速率加快。答案:(1)(2)研究催化剂对反应速率的影响(3)其他条件不变,增大反应物浓度或升高温度或加入合适的催化剂,化学反应速率加快第二课时化学反应的限度课标要求1认识可逆反应的特征。2认识化学反应的限度。3知道化学平衡的含义及特征,会判断可逆反应的平衡状态。1.可逆反应的“二同一不完全”:可逆反应中,正、逆两个反应是在同一条件下同时进行的,反应物不能完全转化为生成物。2化学平衡状态的含义及“五
40、字特征”:(1)含义:在一定条件下的可逆反应中,当正、逆反应速率相等时,体系中各组分的浓度保持不变的状态。(2)“五字特征”逆、等、动、定、变。3判断化学平衡状态的“两大直接依据”:(1)v(正)v(逆);(2)各组分的浓度不再变化。可逆反应1FeCl3溶液和KI溶液反应程度的探究(1)实验现象及结论实验步骤现象结论向KI溶液中滴加FeCl3溶液溶液由无色变成黄褐色有碘单质生成向的溶液中滴加苯,振荡、静置液体分层,下层呈浅绿色,上层呈紫红色Fe3被还原成Fe2,I被氧化成I2取的下层溶液,滴加KSCN溶液溶液呈血红色下层溶液中含有Fe3(2)反应实质由实验可知,反应物Fe3(I过量条件下)不能
41、完全转化为生成物(Fe2),即Fe3与I发生的反应是有一定限度的;Fe3与I发生反应的离子方程式为2Fe32I2Fe2I2。2可逆反应在相同条件下,既能向正反应方向进行,同时又可以向逆反应方向进行的化学反应称为可逆反应。其特征为反应不能进行到底,只能进行到一定程度,反应有一定限度。12H2O2点燃,2H2O和2H2O通电,2H2O2是可逆反应吗?提示:不是,因为可逆反应必须是在同一条件下正、逆反应同时进行。2新制氯水中存在哪些分子和离子?由此判断氯气与水的反应能不能进行到底?提示:新制氯水中存在Cl2、H2O、HClO分子,存在H、Cl、ClO和OH离子。氯气与水的反应不能进行到底。3把1 m
42、ol N2和3 mol H2充入密闭容器中充分反应,最终可以生成2 mol NH3吗?提示:不能;因为该反应为可逆反应,反应不能进行到底,故不能生成2 mol NH3。1可逆反应的特点2表示方法书写可逆反应的化学方程式时不用“=”而用“”。1判断正误(正确的打“”,错误的打“×”)。(1)CO2H2OH2CO3与H2CO3CO2H2O互为可逆反应()(2)可逆反应中一种反应物过量时,另一反应物可完全转化()(3)可逆反应应用“”表示()(4)可逆反应中先进行正反应再进行逆反应()答案:(1)(2)×(3)(4)×2今有下列四组反应,其中属于可逆反应的是()解析:选
43、D可逆反应是指在同一条件下,同时向正、逆反应方向进行的反应,所以可逆反应必须是指在同一条件下,反应方向相反的两个反应同时进行,A、B、C中两反应的条件不同,不是可逆反应。化学平衡状态1化学平衡的建立(1)反应开始时(2)反应进行中(3)反应平衡时,c(反应物)、c(生成物)均不变,v(正反应)v(逆反应)。2化学平衡的概念可逆反应在一定条件下进行到一定程度时,正反应速率和逆反应速率相等,反应物和生成物的浓度不再变化的状态。3化学平衡的特征特别提醒(1)在化学反应达到化学平衡状态时,各组分的浓度及质量分数、体积分数均保持不变,但不一定相等,也不一定符合化学计量数之比。(2)化学平衡状态是建立在一
44、定条件(浓度、温度、压强等)之上的。当外界条件改变时,化学平衡可能被破坏,也可能不被破坏。1在一定条件下,一个可逆反应进行到最大限度就是达到化学平衡状态,这时正、逆反应都停止了吗?提示:可逆反应达到化学平衡状态,反应并没有停止,正、逆反应仍在进行,只是正、逆反应速率相等。2对于反应2HI(g)H2(g)I2(g),温度和体积一定时,混合气体的颜色不再变化,能否判断该反应达到化学平衡状态?提示:混合气体的颜色不变,说明各成分气体的浓度不发生变化,该反应达到化学平衡状态。3工业合成氨反应N23H22NH3,反应容器的体积和温度不发生改变时,压强不发生变化能否表明该反应达到化学平衡状态?提示:能;因
45、为容器的体积和温度不变时,若反应未达到平衡状态,则混合气体的物质的量是变化的,其压强是变化的,故压强不变能表明该反应达到化学平衡状态。判断可逆反应达平衡状态的依据(1)直接依据v(正)v(逆)0。a同一种物质的生成速率等于消耗速率;b在化学方程式同一边的不同物质生成速率与消耗速率之比等于化学计量数之比;c在化学方程式两边的不同物质生成(或消耗)速率之比等于化学计量数之比。各组分的浓度保持一定。a各组分的浓度不随时间的改变而改变;b各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数不随时间的改变而改变。(2)间接依据反应体系中总压强不随时间变化(适用于反应前后气体体积不等的反应)。混合气体的密度不随时间变
46、化(适用于等压条件下反应前后气体体积不等的反应和等容条件下有固、液体参与或生成的反应)。对于反应混合物中存在有颜色的物质的可逆反应,若体系颜色不再变化,则反应达到平衡状态。1一定温度下的恒容容器中,能标志某可逆反应A(s)2B(g)C(g)D(g)已达平衡状态的是()A混合气体的压强不随时间变化而变化B气体总物质的量不随时间变化而变化C2v(B)正v(D)逆D混合气体的密度保持不变解析:选D因为反应前后气体的体积不变,所以气体总物质的量、压强始终不随时间变化而变化,不能作为依据,A、B错误;当反应达到平衡时,v(B)正2v(D)逆,C错误;因为容器的体积恒定,但是气体的质量不守恒,所以只要反应
47、未达到平衡,密度就变化,反应达到平衡时,气体的密度不再变化,D正确。2一定温度下,在恒容密闭容器中进行的可逆反应:2NO22NOO2。判断下列描述中反应处于平衡状态的是_。单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为221的状态混合气体的颜色不再改变的状态密闭容器中压强不再改变的状态混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态解析:中单位时间内生成n mol O2的同时,必消耗2n mol的NO2,能说明反应达到平衡状态;中描述的都是正反应方向的速率,不能说明反应是否
48、处于平衡状态;中无论反应是否达平衡状态,同向的速率之比一定为方程式的相应物质的化学计量数比;中混合气体的颜色不变,即c(NO2)保持不变,说明反应处于平衡状态;、因该反应是一个反应前后气体物质的量不等的反应,容器的体积固定,故气体的压强不变,气体的平均相对分子质量不变,均能说明反应处于平衡状态。答案:方法技巧利用“变量”与“不变量”来判断化学平衡状态(1)选变量选定反应中“变量”,即随反应进行而变化的量,当变量不再变化时,反应已达平衡。(2)常见的变量气体的颜色;对于气体体积有变化的反应来说,恒压反应时的体积、恒容反应时的压强;对于反应体系中全部为气体,且气体物质的量有变化的反应来说,混合气体
49、的平均相对分子质量;对于反应体系中不全部为气体的反应来说,恒容时混合气体的密度等。(3)说明。在利用、n(总)、p(总)判断时要注意反应特点和容器的体积变化问题。三级训练·节节过关1下列反应不属于可逆反应的是()A工业上利用氮气和氢气合成氨气B水电解生成氢氧混合气体和氢氧混合气体爆炸生成水C密闭容器中的二氧化氮和四氧化二氮在一定压力下可以相互转化D密闭容器中的二氧化硫和氧气在一定的条件下可以生成三氧化硫,同时三氧化硫又可以分解为二氧化硫和氧气解析:选BA项,工业上利用氮气和氢气合成氨气是可逆反应,错误;B项,水电解生成氢氧混合气体和氢氧混合气体爆炸生成水的反应条件不同,不是可逆反应,
50、正确;C项,密闭容器中的二氧化氮和四氧化二氮在一定压力下可以相互转化是可逆反应,错误;D项,密闭容器中的二氧化硫和氧气在一定的条件下可以生成三氧化硫,同时三氧化硫又可以分解为二氧化硫和氧气属于可逆反应,D错误。2相同温度和压强下,在容积为2 L的密闭容器中发生反应:2HIH2I2(g),达到平衡状态的标志是()Ac(H2)保持不变Bc(H2)c(I2)C2v正(HI)v逆(I2)D拆开2 mol HI共价键,同时生成1 mol HH共价键解析:选A在一定条件下的可逆反应中,如果正、逆反应速率相等,各组分的百分含量保持不变,则达到化学平衡状态。A项,c(H2)保持不变,符合要求,正确;B项,c(
51、H2)c(I2),不一定是保持不变,不符合要求,错误;C项,应为v正(HI)2v逆(I2),错误;D项,拆开2 mol HI共价键是正反应,同时生成1 mol HH共价键,也是正反应,错误。3设v(正)和v(逆)分别表示可逆反应的正反应速率和逆反应速率。在一定温度下可逆反应N23H22NH3达到平衡时()Av(逆)>v(正)Bv(逆)<v(正)Cv(逆)>v(正),正逆反应停止Dv(逆)v(正),正逆反应仍进行解析:选D一定条件下,可逆反应达到平衡时,建立的平衡是动态平衡,v(正)v(逆)0。4一定温度下,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
52、成3n mol X,同时消耗n mol YBX的生成速率与Z的生成速率相等CX、Y、Z的浓度相等DX、Y、Z的分子个数比为312解析:选AA项,单位时间内生成3n mol X,同时消耗n mol Y,正、逆反应速率相等,达到反应限度;B项,X与Z的生成速率之比为32时达限度;C项,各物质的浓度相等,反应不一定达限度;D项,各物质的分子个数比与反应限度无关。5.一定温度下,某容积为2 L的密闭容器内,某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示:(1)该反应的化学方程式是_。(2)在图上所示的三个时刻中,(填“t1”“t2”或“t3”)时刻处于平衡状态,此时v正v逆(填“”“”或“=”
53、);0t2时间段内v(N)=。(3)已知M、N均为气体,若反应容器的容积不变,则“压强不再改变”(填“能”或“不能”)作为该反应已达到平衡状态的判断依据。(4)已知M、N均为气体,则下列措施能增大反应速率的是(填字母)。A升高温度B降低压强C减小N的浓度 D将反应容器体积缩小解析:(1)由图知,N不断减少,M不断增加,N是反应物,M是生成物,当反应进行到t3时,各种物质都存在,物质的量不变,反应达到平衡状态。在相同的时间内,N减少6 mol,M增加3 mol,二者的物质的量的比是6321,故反应的化学方程式是2NM。(2)t3时刻处于平衡状态,此时v正v逆。0t2时间段内,v(N)(84)mol÷2 L÷t22/t2 mol·L1·min1。(3)已知M、N均为气体,若反应容器的容积不变,由于该反应是反应前后气体体积改变的反应,则“压强不再改变”能作为该反应已达到平
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