第2章第3节化学反应的快慢和限度高一化学鲁科版（2019）必修第二册

第2章化学键化学反应规律第3节化学反应的快慢和限度如何描述一个化学反应的快慢呢？怎样直观的比较和判断反应的快慢？①冒气泡快慢②浑浊程度③固体量改变④颜色变化⑤温度变化等在化学反应的过程中，该用什么来定量描述一个化学反应的快慢呢？物理学中用速度来定量描述物体运动的快慢。化学用化学反应速率来衡量化学反应进行的快慢程度。一、化学反应速率（chemicalreactionrate）通常用单位时间内反应物浓度的减少量（绝对值）或生成物浓度的增加量来表示。特点mol/(L·min)或mol/(L·s)、mol·L-1·min-1或mol·L-1·s-1①反应速率要指明具体物质并取正值，不取负值。②速率适用范围是气体或溶液，对固体不适用。③反应速率是某一段时间内的平均速率，而不是瞬时速率。④同一化学反应，用不同的反应物或生成物的浓度变化来表示时，反应速率的数值可能不同，但表示的意义相同。表示方法01数学表达式02单位03△n（A）v（A）＝＝|△c（A）|△tV·△t6练习在2L容器中发生反应：N2+3H22NH3，0.5min后生成1.7gNH3，求v(NH3)，v(N2)，v(H2)。v(NH3)=0.05mol/L0.5min=0.1mol/(L•min)解：v(N2)=0.05mol/(L•min)v(H2)=0.15mol/(L•min)各物质表示的速率有什么关系？问题问题v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)=1∶3∶2同一反应中，各物质的反应速率之比等于各物质的化学计量数之比。

即：△c(NH3)==0.05mol/L1.7g/17g•mol-12L△c(N2)==0.025mol/L0.1mol2×2L△c(H2)==0.075mol/L0.1mol×32×2L7练习如何比较化学反应速率的大小？问题问题比较同一反应的反应速率大小：①转化为同一物质表示的速率比较大小，同时注意统一单位。②在同一单位的前提下，将不同物质表示的反应速率除以它们对应的化学计量数（即系数），再比较数值大小。

在2A+B3C+4D反应中，下列各表示该反应的速度最快的是()A．v(A)=0.1mol/(L·s)B．v(B)=0.4mol/(L·min)C．v(C)=0.9mol/(L·min)D．v(D)=1.2mol/(L·min)A比较不同化学反应的反应速率大小时，注意统一单位。v(A)=6mol/(L·min)正误判断(1)对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象越明显()(2)化学反应速率为0.8mol·L－1·s－1是指1s时某物质的浓度为0.8mol·L－1()(4)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同()(5)有时也可以用单位时间内某物质质量的变化量来表示化学反应速率()(3)由v＝

计算平均速率，用反应物表示为正值，用生成物表示为负值

（）(6)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，数值越大，表示化学反应速率越快()(7)化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加()×√××√××二、影响化学反应速率的因素内因（决定因素）影响因素反应物本身的性质外因（重要因素）温度、浓度、催化剂、接触面积、压强（有气体参与的反应）外因（其它因素）光波、电磁波、超声波、溶剂等变量控制方法“探究化学反应速率的影响因素”属于探究反应规律类型的任务。设计此类任务实验方案的关键是变量控制，可按以下步骤进行思考。1.确定研究对象，如选定符合实验要求的化学反应。2.确定自变量和因变量。在本实验中，自变量为浓度、温度、接触面积、催化剂等外界条件，因变量为化学反应速率。3.设计实验操作，改变单一自变量。在此过程中，要明确通过实验操作应控制哪个自变量改变、哪些自变量不变。4.确定因变量的观测指标。在本实验中，应确定通过观察哪些现象来判断化学反应的快慢。方法引导三、调控化学反应速率的意义和方法加快人类生产和生活有益的反应，抑制对人类无益或有害的反应。意义方法加快减慢加快减慢加快减慢相同接触面积寻找合适的催化剂。应当说，没有催化剂，就没有现代化学工业。对于Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，改变下列条件对生成氢气的速率有何影响？(填“增大”“减小”或“不变”)(1)升高温度：

；

(2)增大盐酸浓度：

；(3)增大铁的质量：

；

(4)增加盐酸体积：

；(5)把铁片改成铁粉：

；

(6)加入NaCl固体：

；(7)加入CH3COONa固体：

；(8)加入一定体积的Na2SO4溶液：

。深度思考·

提升思维能力增大增大不变不变增大不变减小减小深度思考·

提升思维能力在2L的密闭容器中发生反应后各物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。回答下列问题：(1)该反应的反应物和生成物分别是____________，反应方程式为__________________________。(2)0～10s的平均反应速率v(H2)＝__________________。(3)能否用I2(s)的物质的量变化量来表示该反应的速率？____(填“能”或“否”)。H2和I2、HI0.0395mol·L－1·s－1否炼制1吨生铁所需焦炭的实际用量远高于按照化学方程式计算所需的量，且从高炉中出来的气体中含有没有利用的CO气体，开始，炼铁工程师们认为是CO与铁矿石接触不充分之故，于是设法增加高炉的高度，然而高炉增高后，高炉尾气中的CO比例竟没有改变，这是什么原因呢？C+O2CO2高温C+CO22CO高温Fe2O3+3CO

2Fe+3CO2高温启示：化学反应是有限度的，有些能进行地较彻底，有些反应是不彻底的，甚至是可逆的。向2mL0.01mol·L-1KI溶液中加入1mL0.01mol·L-1FeCl3

溶液，观察现象。现象：溶液变黄色2Fe3+

+2I-=I2+2Fe2+

再加入几滴0.1mol·L-1KSCN溶液，观察到什么现象？现象：溶液变红色说明：溶液中存在Fe3+。实验证实，即使KI过量，FeCl3也不可能全部转化成FeCl2。信息1：一定条件下向一密闭容器中充入SO2与18O2，反应一段时间后，检测核素18O2的位置。实验发现，核素18O2存在于SO3、O2、SO2中。结论：在SO2与O2发生化合反应生成SO3的同时，SO3也在发生分解反应生成SO2和O2。信息2：密闭容器中SO2与O2在一定条件下发生反应，反应过程中SO3的物质的量的变化趋势如图所示：结论：一定时间后SO3的量不再发生改变。正反应：从左往右为正反应逆反应：从右往左为逆反应（reversiblereaction）定义:在相同条件下同时向正、反两个方向进行的反应。特点:①正反应和逆反应是两个方向完全相反的不同的化学反应，但同时存在；正反应和逆反应发生的条件相同。②不能进行到底，任意时刻，反应物和生成物同时存在;任何一种物质的存在量都大于0。

③可逆反应有一定限度。书写时,用“”代替“”。2H2O===2H2+O22H2+O2===2H2O电解点燃是否为可逆反应？常见的可逆反应:H2+I22HI2NO2N2O4

2SO2+O22SO3催化剂△N2+3H22NH3

催化剂高温高压2Fe3+

+2I-I2+2Fe2+

根据数据思考：某温度和压强下，密闭容器中进行的反应：2SO2+O22SO3催化剂△(单位：mol/L)

010203040506070SO210.70.50.350.20.10.10.1O20.50.350.250.180.10.050.050.05SO300.30.50.650.80.90.90.9物质的量浓度物质时间（min）探究1：请绘制密闭容器内浓度随时间变化图像探究2：某一物质正逆反应速率随时间变化图像探究3：该反应进行过程中浓度、速率随时间变化的特点

探究1O时间速率速率随时间变化图像浓度随时间变化图像时间浓度O探究2：某一物质正逆反应速率随时间变化图像正反应逆反应2SO2+O2

2SO32SO2+O22SO3ひ正=ひ逆≠0··探究3：该反应进行过程中浓度、速率随时间变化的特点

反应混合物中各组分的浓度保持不变ひ正=ひ逆≠0···化学平衡状态（chemicalequilibrium）定义在一定条件下可逆反应进行到一定程度时，反应物和生成物的浓度不再随时间的延长而发生变化，正反应速率和逆反应速率相等，这种状态称为化学平衡状态。ひ正=ひ逆≠0实质反应混合物中各组分的浓度保持不变标志概念理解前提一定条件下可逆反应特点逆、等、定、动、变2、对于可逆反应M＋NQ达到平衡时，下列说法正确的是（）A.M、N、Q三种物质的浓度一定相等B.M、N全部变成了QC.反应物和混合物的浓度保持不变D.反应已经停止

随堂练习1、在一定条件下，某容器中充入N2和H2合成NH3,以下叙述错误的是（）A.开始反应时，正反应速率最大，逆反应速率为零B.随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后减小为零C.随着反应的进行逆反应速率逐渐增大，最后保持恒定D.随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，最后与逆反应速率相等且都保持恒定BC如何判断一个反应是否达到平衡状态？

例题1、一定温度下A2(g)+B2(g)2AB(g)达到平衡的标志是()A.单位时间内生成nmolA2同时生成nmolABB.容器内的气体质量不随时间的变化而变化C.单位时间内生成2nmolAB同时生成nmolB2D.单位时间内生成nmolA2同时生成nmolB2C1速率等2浓度定直接判断法1①同种物质：同一物质的生成速率等于消耗速率。ひ正=ひ逆

②不同物质：其一必须表明是“异向”速率，其二速率比等于其相应的化学计量数之比。①各物质的质量、物质的量或浓度不变。②各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数等)不变。如何判断一个反应是否达到平衡状态？

例题2、温度和体积一定时，可以证明2HI(g)H2(g)+I2(g)达到平衡的标志是

.间接判断法2①单位时间内生成nmolH2的同时生成nmolHI②一个H－H键断裂的同时有两个H－I键断裂③反应速率ひ(H2)∶ひ(I2)∶ひ(HI)=1∶1∶2时④H2和I2浓度相等⑤容器内压强不再变化⑥混合气体颜色不再变化⑦混合气体的平均摩尔质量不变⑧混合气体的密度不变②⑥1压强因为在恒温、恒容条件下，气体的物质的量越大则压强p就越大，所以只需考虑气体物质的量的变化量△n(g)。

aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)△n(g)=0（a+b=c+d），则p为恒值，不能作平衡标志。△n(g)≠0（a+b≠c+d），则当p一定时，可作平衡标志。2颜色反应体系中有颜色的物质，若体系颜色不变，则达到平衡。

aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)3混气平均摩尔质量4密度从反应混合气体的平均相对分子质量M考虑①若各物质均为气体

若非等化学计量数的反应（a+b≠c+d），M一定时可作为平衡标志。

若等化学计量数的反应（a+b=c+d），M一定时不能作为平衡标志。①当反应前后各成分均为气体时

恒容：ρ不变时，不能作为平衡的标志。

恒压：等计量数的反应，ρ不变时，不能作为平衡标志。

非等计量数的反应，ρ不变时，可作为平衡标志。②当有非气体物质参与时，无论恒容或恒压，

ρ不变时，都可作为平衡标志。从反应混和气体密度考虑V②若有非气体参与，无论等计量数或非等计量数反应，M一定时

都可作为平衡标志。温度对化学平衡的影响观察·思考

2NO2N2O4

（放热反应）（红棕色）（无色）冷水热水冷水中温度降低，平衡被破坏，新的条件下达到新的平衡状态，导致NO2浓度减小，N2O4浓度增大，颜色变浅。

当外界条件（浓度、温度、压强）改变时，原来的化学平衡将被破坏，并在新的条件下建立起新的化学平衡，即发生了化学平衡的移动。热水中温度升高，平衡被破坏，在新的平衡条件下NO2浓度增大，N2O4浓度减小，颜色加深。注意：1、压强只对气体系数两边不等的反应产生影响。2、催化剂可使正、逆反应速率同倍增大,因此使用催化剂，化学平衡不移动。化学平衡的特征：“逆”、“等”、“定”、“动”、“变”化学平衡移动本质标志ひ正=ひ逆c不变原平衡状态条件改变（c、P、T）ひ正≠ひ逆不平衡状态一段时间后ひ正’=ひ逆’c（新）不变新平衡状态引起化学平衡移动的根本原因是ひ正≠ひ逆概念本质研究对象研究范围特点影响因素化学反应速率单位时间内反应物或生成物浓度的变化量物理量所有化学反应反应的快慢单位不同，速率数值不同，用不同物质表示其值可能不同浓度、温度、压强、催化剂等化学平衡①一定条件②可逆反应③ひ正=ひ逆≠0④各物质的

浓度一定反应状态可逆反应反应的限度逆、等、定、动、变浓度、温度、压强(1)从3min到9min，v(H2)＝_____mol·L－1·min－1。(2)能说明上述反应达到平衡状态的是_____(填标号)。A．反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1