高中化学 第二章 化学反应与能量 第三节 化学反应的速率和限度学案(新人教版)必修

1、第二章 化学反应与能量 第三节 化学反应的速率和限度典题精讲例1某温度下，反应2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)开始时，c(N2O5)=0.040 8 molL-1。经1 min后，c(N2O5)=0.030 0 molL-1。则该反应的反应速率为( )A.v(N2O5)=1.8010-4mol(Lmin)-1 B.v(N2O5)=1.0810-2 mol(Lmin)-1C.v(O2)=1.8010-4 mol(Lmin)-1 D.v(O2)=1.0810-4 mol(Lmin)-1思路解析：c(N2O5)=0.040 8 molL-1-0.030 0 molL-1=0.010 8 m

2、olL-1。根据各物质的化学计量数之比可求得：c(NO2)=0.021 6 molL-1，c(O2)=0.005 4 molL-1,根据化学反应速率的定义可求得：v(N2O5)=1.0810-2 mol(Lmin)-1v(NO2)=2.1610-2 mol(Lmin)-1v(O2)=5.410-3 mol(Lmin)-1答案：B绿色通道：对同一个化学反应的反应速率若用不同物质来表示，数值会因化学反应方程式中的化学计量数不同而不同。用不同的物质表示同一化学反应的反应速率时，化学反应速率的数值之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。变式训练 在铝与稀硫酸的反应中，已知10 s末硫酸的浓度减少了

3、0.6 molL-1，若不考虑反应过程中溶液体积的变化，则10 s内生成硫酸铝的平均反应速率是( )A.0.02 mol(Lmin)-1 B.1.8 mol(Lmin)-1C.1.2 mol(Lmin)-1 D.0.18 mol(Lmin)-1思路解析：v(H2SO4)=0.6 molL-1/10 s=0.06 molL-1，根据各物质的化学计量数之比可求得酸铝的平均反应速率为0.02 mol(Lmin)-1。答案：A例2用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率加快的是( )A.对该反应体系加热 B.不用稀硫酸，改用98%的浓硫酸C.滴加少量CuSO4溶液 D.不用铁片，改用铁

4、粉思路解析：发生原电池反应、增大固体反应物的有效表面积，都能增大反应速率，故选项A、C、D均能增大反应速率。浓硫酸能使铁发生钝化，阻止了进一步反应。答案：B绿色通道：此类题可从影响化学反应速率的外部条件，结合具体问题去分析。影响化学反应速率的外部条件主要指浓度、温度、压强和催化剂。增大反应物浓度，可以加快反应速率；升高温度，可以加快反应速率；对于气体反应，增大压强可以加快反应速率；正催化剂能加快反应速率。变式训练 下列过程中，需要增大化学反应速率的是（ ）A.钢铁的腐蚀 B.食物腐败C.塑料老化 D.工业合成氨思路解析：由生活常识可知，钢铁的腐蚀、食物腐败 、塑料老化都应减慢速率。答案：D例3

5、某温度下，在一固定容积的容器中进行反应H2(g)+I2(g)2HI(g)，下列情况一定能说明反应已达到限度的是( )A.压强不再随时间而改变时B.气体的总质量不再改变时C.混合气体中各组成成分的含量不再改变时D.单位时间内每消耗1 mol I2，同时有2 mol HI生成时思路解析：判断一反应是否达到限度，从宏观上看各种成分的量是否再发生改变，从微观上看正、逆反应速率是否相等。因为此反应中各成分均为气体且反应前后气体的物质的量相等，所以无论是否达到限度，压强和质量都不发生改变，故A、B两项不正确。消耗I2与生成HI的方向均为正反应方向，D项不能证明正向速率与逆向速率相等，故不正确。答案：C绿色

6、通道：此类题考查对化学反应达到限度(平衡)的判断。回答这类问题要从平衡的特征出发(化学平衡是一种动态平衡；正反应速率与逆反应速率相等；反应混合物中各组成成分的质量分数保持一定；结合具体的化学反应去分析，学习中要不断总结，指导自己去解题。变式训练 在一定温度下，反应A2(g)+B2(g)2AB(g)，达到平衡的标志的是（ ）A.容器内气体的总压强不随时间的变化而变化B.单位时间内有n mol A2生成，同时就有n mol B2生成C.单位时间内有n mol A2消耗，同时就有2n mol AB生成D.单位时间内有n mol B2发生反应，同时就有n mol AB分解思路解析：因这是一个反应前后气

7、体分子数不变的反应，压强不随时间变化，B、C选项与是否达到平衡无关。答案：D例4下列措施可以提高燃料燃烧效率的是( )提高燃料的着火点 降低燃料的着火点 将固体燃料粉碎 将液体燃料雾化 将煤气化处理 通入适量的空气A. B. C. D.思路解析：理论上，提高燃料燃烧效率的方法是：增大燃料与空气的接触面积，并通入充足的空气。本题就此设问，具体解题方法有以下两种。 方法1(逐项分析)：可燃物的着火点是无法提高和降低的，不能提高燃料燃烧效率。将固体粉碎、将液体雾化、将煤气化都能增大燃料与空气的接触面积，可提高燃料的燃烧效率。通入适量的空气，也是提高燃料燃烧效率的一种方法。方法2(排除法)：由上分析可

8、知：备选项中有者不可选，选项A、D被排除；备选项中有者不可选，选项B被排除。答案：C绿色通道：当今世界各国能源研究的前沿课题之一，就是如何提高燃烧效率。本题的解答依据是提高燃料燃烧效率的方法，即增大燃料与空气的接触面积，并通入充足的空气。解决组合式选择题，应该首选排除法，这也是在考试中倡导的一种解题方法。变式训练 我国锅炉燃煤采用沸腾炉逐渐增多，采用沸腾炉的好处在于（ ）A.增大煤燃烧时的燃烧热 B.减少炉中杂质气体(如SO2)的形成C.使化学反应更容易进行 D.使得燃料燃烧充分，从而提高燃料的利用率思路解析：由于矿石被粉碎，增大了接触面积，使得燃料燃烧充分，从而提高燃料的利用率。答案：D例5

9、将10 mol A和5 mol B放入容积为10 L的密闭容器中，某温度下发生反应3A(g)+B(g) 2C(g)，在最初0.2 s内，消耗A的平均速率为0.06 molL-1s-1，则在0.2 s时，容器中有_ mol A。思路解析：考查起始量、转化量、某时刻量的关系。已知反应物起始的物质的量，反应时间内消耗的物质的量由反应时间与消耗该反应物的平均速率求出；两者的差，即为剩余该反应物的物质的量。 3A(g) + B(g)2C(g)初始量/mol 10 5 0转化量/mol 0.120.2 s时/mol 9.88答案：9.88绿色通道：根据求算反应速率方法和公式，已知其中的任意两个量，可以求第

10、三个量。变式训练 某温度下，浓度都为1 molL-1的两种气体X2和Y2，在密闭容器中反应生成气体Z，4 s后X2、Y2、Z的浓度分别是0.4 molL-1，0.8 molL-1，0.4 molL-1，如果Z用X、Y表示，则该反应的化学方程式（ ）A.X2+2Y22XY2 B.2X2+Y22X2YC.3X2+Y22X3Y D.X2+3Y22XY3思路解析：据浓度变化之比等于化学反应方程式中化学计量数之比，即可求出。答案：C例6把在空气中久置的铝片5.0 g投入盛有 500 mL 0.5 molL-1硫酸溶液的烧杯中，该铝片与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间可用右图所示的坐标曲线来表示，完成下列

11、问题:(1)曲线由Oa段不产生氢气的原因_,有关的化学方程式为_。(2)曲线由ac段，产生氢气的速率增加较快的主要原因:_。(3)曲线在c点以后，产生氢气的速率逐渐下降的主要原因_。思路解析：(1)在空气中久置的铝片表面有氧化铝薄膜，因此，硫酸首先和氧化铝反应，不产生氢气。(2)ac段，虽然硫酸的浓度渐小，但是该反应是放热反应，使温度升高，化学反应速率加快。(3)曲线在c点以后，硫酸的浓度逐渐减小，成为影响化学反应速率的主要因素，因此，化学反应速率逐渐下降。答案：(1)在空气中久置的铝片表面有氧化铝薄膜，因此，硫酸首先和氧化铝反应，不产生氢气 Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H

12、2O (2)该反应是放热反应，使温度升高，化学反应速率加快 (3)硫酸的浓度逐渐减小，化学反应速率逐渐下降绿色通道：此类题需从影响化学反应速率的因素入手分析。当两因素作用相反时抓住主要因素。变式训练1 下列四种X溶液,分别放入盛有10 mL 2 molL-1 HCl烧杯中,加水稀释至50 mL,X和HCl进行反应,其中反应速率最大的是( )A.20 mL 3 molL-1 X的溶液 B.20 mL 2 molL-1 X的溶液 C.10 mL 4 molL-1 X的溶液 D.10 mL 2 molL-1 X的溶液 思路解析：因稀释到同样体积，因此，反应最快的应是物质的量最大的那种，即A选项。答案

13、：A变式训练2 100 mL 6 molL-1 H2SO4与过量锌粉反应，一定温度下，为了减缓反应进行的速率，但又不影响生成氢气的总量，可向反应物中加入适量的( )A.Na2SO4(s) B.H2O C.锌粉 D.CH3COONa思路解析：加H2O可降低浓度，所以减缓反应进行的速率，加入CH3COONa相当于暂时储存氢离子，速率也减慢。答案：BD例7可逆反应N2+3H22NH3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(H2) =v逆(NH3)C.2v正(H2)=3v逆(NH3) D.v正(N

14、2) =3v逆(H2)思路解析：考查的知识点是达到化学平衡状态的判断方法和同一反应不同物质表示的速率关系。（1）先用不同物质分别表示出正逆反应的速率。（2）根据不同物质的化学反应速率之比等于方程式化学计量数之比，转化为同一物质表示的正逆反应速率。（3）当同一物质的正逆反应速率相等时即达到平衡状态。可判断2v正(H2)3v正(NH3)，代入C项，3v正(NH3)3v逆(NH3)，所以C项正确。答案：C绿色通道：考查达到平衡状态的标志，可转化为同一物质表示的正逆反应速率。化学平衡标志的本质：v（正）=v（逆），其外部特点：各物质的物质的量不变；各物质的浓度不变；各物质的百分含量不变；气体的总物质的

15、量不变；混合气体的平均相对分子质量不变；定温、定容时反应容器内总压不变；混合气密度不变。变式训练 对可逆反应4NH3（g）+5O2（g）4NO（g）+6H2O（g），下列叙述正确的是（ ）A.达到化学平衡时，4v正（O2）= 5v逆（NO）B.若单位时间内生成x mol NO的同时，消耗x mol NH3，则反应达到平衡状态C.达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减少，逆反应速率增大D.化学反应速率关系是2v正（NH3）=3v正（H2O）思路解析：考查达到平衡状态的标志，可转化为同一物质表示的正逆反应速率，然后根据达到平衡状态的标志去判断。答案：A问题探究问题1根据已有的知识和经验，哪

16、些例子能说明影响化学反应速率的因素？导思：本题主要考查影响化学反应速率的条件，故只有在充分掌握理解影响化学反应速率的各种因素及原因的基础上才能举出恰当的实例并进行分析。影响化学反应速率的条件是：(1)内因：由参加化学反应物质的结构(化学性质、化学键强弱等)和反应历程决定。(2)外因：主要指浓度、温度、压强和催化剂。浓度：在其他条件不变时，增大反应物浓度，反应速率加快。温度：升高温度，可以加快反应速率。压强：对于气体反应，增大压强可以加快反应速率。催化剂：正催化剂能加快反应速率。其他外因：增大一定量固体的表面积，可增大反应速率；光照、超声波、溶剂等对反应速率也有影响。探究：联系日常生活事例实例影

17、响速率的因素如何影响夏天食物易变质温度温度越高越易变质硫在氧气中比在空气中燃烧快浓度浓度越大，反应速率越快粉状的碳酸钙与盐酸反应比块状的碳酸钙反应快固体表面积固体药品研得越细，反应物之间接触面积越大，反应越迅速氯酸钾与二氧化锰混合共热可快速产生氧气催化剂正催化剂能加快反应速率工业合成氨通常要在高压下进行压强对于气体反应，压强增大，单位体积内反应物的浓度增大问题2在一次制取H2并验证H2的可燃性的实验中，有位同学突发奇想：用镁条代替锌粒，用浓盐酸代替稀硫酸。结果在导气管(尖嘴玻璃管)口点燃时，连用七根火柴也没形成稳定的淡蓝色火焰，而是火柴燃烧H2就燃烧，火柴撤去H2的火焰就熄灭。对此该生甚为不解

18、。请你分析一下，造成上述实验现象的原因可能是什么？导思：此题来源于实际案例，情境性很强，具有一定的开放性，有利于思维发散性的培养，也有利于实验规范性的培养。此题主要考查了以下知识：金属活泼性的比较、化学反应中能量的变化、浓盐酸的物理性质、可燃物质的燃烧条件、化学反应速率等，对综合分析能力要求较高。 解答时，可从镁与锌活泼性的对比与浓盐酸和稀硫酸反应的不同，判断反应的剧烈程度，从气体流速时导管口温度的影响、盐酸的挥发性等方面的影响分析。探究：首先，镁较锌活泼，与盐酸反应时较剧烈，与浓盐酸反应会更剧烈，这样会造成导管口处H2的流出速率非常快，生成的气体会迅速把热量带走，使导管口处温度降低。其次，盐酸具有挥发性，浓盐酸的挥发性更强，加上镁与盐酸的反应是放热反应，温度升高，反应速率加快，HCl的挥发性也会更强。H2中混有大量的HCl气体，在用排水法收集检验H2的纯度时难以发现(HCl极易被H2O吸