学生用必修2专题2第一单元化学反应速率与反应限度.docx
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学生用必修2专题2第一单元化学反应速率与反应限度
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2L的密闭容器中发生反应2SO2＋O22SO3，经过5s后，测得SO3的物质的量为0.8mol。
填写下表：
有关反应物质
SO2
O2
SO3
物质的量浓度变化（mol·L－1）
0.4
0.2
0.4
化学反应速率（mol·L－1·s－1）
0.08
0.04
0.08
化学反应速率之比
2∶1∶2
[特别提醒] Δc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2L的密闭容器中发生反应：
N2＋3H22NH3，在5min内，测知NH3的质量增加1.7g，则这5min内，用NH3表示的反应速率是多少？
2．一定条件下进行的反应：
4NH3＋5O24NO＋6H2O（g），已知NH3的反应速率为0.2mol·L－1·min－1，你能计算出O2的反应速率吗？
3．对于反应：
CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，能否用CaCO3表示该反应的反应速率？
（1）Δt表示某一时间段，故由v＝
计算所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N2＋3H22NH3，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aA＋bB===cC＋dD（A、B、C、D均不是固体或纯液体），v（A）∶v（B）∶v（C）∶v（D）＝Δn（A）∶Δn（B）∶Δn（C）∶Δn（D）＝Δc（A）∶Δc（B）∶Δc（C）∶Δc（D）＝a∶b∶c∶d。
（4）在同一时间内的同一个化学反应里，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2min，B的浓度减少0.6mol·L－1。
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0.4mol·L－1·min－1
B．分别用B、C、D表示反应的速率，其比值是3∶2∶1
C．在2min末的反应速率，用B表示是0.3mol·L－1·min－1
D．在这2min内B和C两物质的浓度都逐渐减小
2．将4molA气体和2molB气体在2L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2s后测得C的浓度为0.6mol·L－1，现有下列几种说法，其中正确的是
（ ）
①用物质A表示反应的平均速率为0.3mol·L－1·s－1
②用物质B表示反应的平均速率为0.6mol·L－1·s－1
③2s时物质A的转化率为70%
④2s末物质B的浓度为0.7mol·L－1
A．①③ B．①④
C．②③D．③④
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2～3mL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10mL1mol·L－1的盐酸和10mL4mol·L－1的盐酸中，哪个化学反应速率较快？
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？
3．双氧水中加入二氧化锰，为什么能迅速产生气体？
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
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0.1mol·L－1盐酸和1mol·L－1盐酸反应，速率不同：
________________________________________________________________________。
（6）夏天食品容易变质，而冬天不易发生该现象：
______________________________。
[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（ ）
A．Na与水反应时增大水的用量
B．CaCO3与盐酸反应制取CO2时，改用浓硫酸
C．C（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
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4～8min间的平均反应速率为（ ）
A．0.20mol·L－1·min－1
B．0.25mol·L－1·min－1
C．0.30mol·L－1·min－1
D．0.50mol·L－1·min－1
3．在恒容密闭容器中发生反应2SO2＋O22SO3，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
4．用6gCaCO3与100mL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（ ）
A．OE段表示的平均反应速率最快，可能的原因是该反应放热，反应的温度升高
B．EF段用HCl浓度的减小表示的该反应的平均反应速率为0.2mol·L－1·min－1
C．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
5．对于反应4FeS2＋11O2
2Fe2O3＋8SO2，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）4s内，生成SO2的速率为0.4mol·（L·s）－1时，O2减少的速率是________。
（3）测得4s后O2的浓度为2.8mol·L－1，则开始时O2的浓度为________。
1．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0.8mol·L－1·s－1是指1s时某物质的浓度为0.8mol·L－1
C．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
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
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MnO2
D．铁与稀盐酸反应太慢时加入较浓的盐酸
4．某反应物A的浓度是2.0mol·L－1,5min后，A的浓度变为0.5mol·L－1，在这5min内A的化学反应速率是（ ）
A．0.4mol·L－1·min－1 B．0.3mol·L－1·min－1
C．0.1mol·L－1·min－1D．0.3mol·L－1
5．已知4NH3＋5O2===4NO＋6H2O（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）
6．下列实验中，反应速率加快是由催化剂引起的是（ ）
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
7．已知反应：
2H2O2===2H2O＋O2↑，下列条件下，反应速率最大的是（ ）
A．10℃，5mL3%H2O2溶液
B．10℃，5mL5%H2O2溶液
C．30℃，5mL5%H2O2溶液
D．30℃，5mL5%H2O2溶液且加入少量MnO2
8．在2L密闭容器中，发生3A＋B===2C（均为气体）的反应，若最初加入A和B都是4mol，A的平均反应速率是0.12mol·L－1·s－1，则10s后容器中B的物质的量是（ ）
A．1.6molB．3.2mol
C．3.6molD．2.8mol
9．
（1）对于反应N2＋3H22NH3，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
①
升高温度
②
增大N2的浓度
③
使用催化剂
④
压缩体积
（2）对于反应A＋BC，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）。
10．将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中，发生如下反应：
3A（g）＋B（g）xC（g）＋2D（g），经5min时，测得D的浓度为0.5mol·L－1，c（A）∶c（B）＝3∶5，C的平均反应速率是0.1mol·L－1·min－1。
回答下列问题：
（1）5min内A的平均反应速率为________________mol·L－1·min－1。
（2）x＝________。
（3）此时B的浓度为________mol·L－1。
1．高温高压下，1L密闭容器中，发生如下反应：
2H2＋COCH3OH。
反应开始时H2的物质的量为5mol，5min时变为0.5mol，则5min内该反应的平均反应速率v（H2）（单位：
mol·L－1·min－1）为（ ）
A．9.0B．0.9
C．0.45D．4.5
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）（ ）
①缩小体积使压强增大 ②体积不变，充入N2使气体压强增大 ③体积不变，充入Ne使气体压强增大 ④减小压强使体积增大
A．①②B．②③
C．③④D．①④
3．NO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
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（ ）
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（ ）
①通过减小容器体积增大压强 ②升高温度 ③将炭粉碎 ④通入CO2 ⑤增加炭的量 ⑥恒容条件下通入N2
A．①②③⑥ B．①②④⑥
C．①②③④D．①②③④⑤
6．在密闭容器里，A与B反应生成C，其反应速率分别用vA、vB、vC表示，已知2vB＝3vA、3vC＝2vB，则此反应可表示为（ ）
A．2A＋3B===2CB．A＋3B===2C
C．3A＋B===2CD．A＋B===C
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/℃
A
2.4g锌片
3mol·L－1硫酸50mL
40
B
2.4g锌粉
1mol·L－1硫酸200mL
30
C
2.4g锌粉
3mol·L－1硫酸50mL
40
D
5.6g锌片
3mol·L－1硫酸100mL
30
8．把下列四种X溶液分别加入四个盛有10mL2mol·L－1盐酸的烧杯中，均加水稀释到50mL，此时，X和盐酸缓慢地进行反应。
其中反应最快的是（ ）
A．10℃20mL3mol·L－1的X溶液
B．20℃30mL2mol·L－1的X溶液
C．20℃10mL4mol·L－1的X溶液
D．10℃10mL2mol·L－1的X溶液
9．某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，在100mL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）
1
2
3
4
5
氢气体积（mL）
50
120
232
290
310
（1）在0～1、1～2、2～3、3～4、4～5min各时间段中：
反应速率最大的时间段是____________，主要的原因可能是____________；反应速率最小的时间段是____________，原因是________________________________________________________________________。
（2）在2～3min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 B．Na2SO4溶液 C．NaOH溶液
D．H2SO4溶液E．Na2CO3溶液
你认为可行的是（填编号）________。
10．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
①
10mL10%H2O2溶液
无
25℃
②
10mL20%H2O2溶液
无
25℃
③
10mL20%H2O2溶液
无
40℃
④
10mL20%H2O2溶液
1～2滴0.1mol·L－1FeCl3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①的图示是__________________________________________________。
（2）对比实验③和④的目的是________________。
（3）通过上面对比实验，所得出的实验结论是___________________________________
________________。
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
1．FeCl3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
①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
②向①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
③取②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2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2。
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。
1．2H2＋O2点燃,2H2O和2H2O通电,2H2↑＋O2↑是可逆反应吗？
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？
3．把1molN2和3molH2充入密闭容器中充分反应，最终可以生成2molNH3吗？
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）CO2＋H2OH2CO3与H2CO3CO2＋H2O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（ ）
2．今有下列四组反应，其中属于可逆反应的是（ ）
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？
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？
3．工业合成氨反应N2＋3H2
2NH3，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？
判断可逆反应达平衡状态的依据
（1）直接依据
①v（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。
②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
①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）。
②混合气体的密度不随时间变化（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）。
③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
C．2v（B）正＝v（D）逆
D．混合气体的密度保持不变
2．一定温度下，在恒容密闭容器中进行的可逆反应：
2NO22NO＋O2。
判断下列描述中反应处于平衡状态的是_______________________________________。
①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2
②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO
③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤密闭容器中压强不再改变的状态
⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
[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
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