19 化学反应速度与反应限度.docx
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19化学反应速度与反应限度
第十九讲化学反应速率与反应限度
【考点要求】
考点1
通过实验认识
化学反应的速率
考点2通过实验认识化学反应的限度
考点3了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用
【考点梳理】
考点1
通过实验认识
化学反应的速率
1、化学反应的快慢用化学反应速率来表示。
由于反应过程中反应物的不断减少，生成物不断增多，所以反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示。
表达式：
或
单位为：
mol/（L·min）或mol/（L·s）。
【例题1】反应4NH3（气）＋5O2（气）
4NO（气）＋6H2O（气）在10L密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45mol,则此反应的平均速率V（H2O）=。
解题方法：
根据公式进行计算，注意题目给的是物质的量还是物质的量浓度的变化。
2、化学反应速率的特点
①化学反应速率均为正值。
②同一反应选用不同物质的浓度的改变量表示速率，数值可能不同，但表示的意义相同。
（填“相同”或“不同”）
③各物质表示的速率比等于该反应方程式中相应的计量数比。
aA+bB===cC+dD
VA：
VB：
VC：
VD=a：
b：
c：
d
【例题2】反应4NH3（气）＋5O2（气）
4NO（气）＋6H2O（气）在10L密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45mol,则此反应的平均速率V（X）（反应物的消耗速率或产物的生成速率）可表示为（）
A．V（NH3）=0.0101mol.L-1.s-1 B．V（O2）=0.0010mol.L-1.s-1
C．V（NO）=0.0010mol.L-1.s-1 D．V（H2O）=0.045mol.L-1.s-1
解题步骤：
先计算已知物质的反应速率。
再根据化学反应速率之比等于计量数之比计算未知物质反应速率。
3、同一反应中不同物质表示化学反应速率，判断反应快慢的方法是：
转化法。
【例题3】例题：
在2A＋B
3C＋4D反应中，表示该反应速率最快的是（）
A．v（A）＝0.5mol·Ｌ－1·ｓ－1B．v（B）＝0.3mol·Ｌ－1·ｓ－1
C．v（C）＝0.8mol·Ｌ－1·ｓ－1D．v（D）＝1mol·Ｌ－1·ｓ－1
解题步骤：
先将化学反应速率转化为同一物质表示的化学反应速率。
再比较化学反应速率的大小。
考点2
通过实验认识
化学反应的速率
1、影响化学反应速率的因素
①决定化学反应速率的主要因素：
反应物和生成物的化学性质。
②影响化学反应速率的外界条件：
a．浓度越大反应速率越快；
b．升高温度（任何反应，无论吸热还是放热），反应速率大；
c．正催化剂一般加快反应速率；通常讲的催化剂是正催化剂。
d．有气体参加的反应，增大压强，反应速率大；
e．固体表面积越大，接触面积越大，反应速率快；
f．光、反应物的状态、溶剂等也会影响化学反应速率。
g、组成原电池，加快反应
【例题4】★★★（2011常州中学模拟）对于反应Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，下列措施不能增大氢气生成速度的是（）
A、只使用18.4mol/L的硫酸B、升高温度
C、向溶液中加入少量铜粉D、把锌块换成锌粉
【题型】知识迁移+判断化学反应速度改变因素判断
【解题方法】一般规律法
【解题过程】1、对题目所给内因和外因进行归类
2、根据归类和一般规律判断
A、内因，浓硫酸具有强氧化性和Zn、生成二氧化硫，不生成氢气
B、外因，温度升高，反应速度变快
C、组成原电池，反应速度变快
D、增大接触面积，反应速度变快
2、可逆反应的概念：
在同一条件下，既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的反应。
对于aA+bB
cC+dD（下面填“正”或“逆”）
反应掉A的方向称为正反应方向，生成A的方向称为逆反应方向；
生成C的方向称为正反应方向，反应掉C的方向称为逆反应方向。
3、化学平衡状态
（1）概念：
在一定条件下，当一个可逆反应进行到正反应和逆反应的速率相等，反应物和生成物的浓度不变，这种状态称为化学平衡状态，简称化学平衡，这就是可逆反应所能达到的限度。
可逆反应有一定的限度，反应物不可能（填“可能”或“不可能”）完全转化为生成物。
如果只有正反应速率或只有逆反应速率或未知反应方向，那么无法判断可逆反应是否达到平衡状态
如果既有正反应又有逆反应，且是同种物质，那么反应速率相等时，可逆反应达到平衡状态
如果既有正反应又有逆反应，且是不同物质，那么反应速率之比等于计量数之比时，可逆反应达到平衡状态。
如果判断所用物理量随反应进行能改变，那么当它不变时，可逆反应达到平衡状态。
如果判断所用物理量随反应进行不会改变，那么不能利用该物理量判断可逆反应是否达到平衡状态。
可逆反应的特征：
逆、等、动、定、变。
逆：
化学平衡研究的是可逆反应。
等：
v（正）=v（逆）≠0。
动：
动态平衡。
定：
平衡时，反应混合物中各成分的浓度保持不变。
百分含量保持不变。
但浓度不一定相等（填“一定”或“不一定”）。
各物质的浓度之比及物质的量之比也不一定与计量数之比相等（填“一定”或“不一定”）。
变：
改变条件，平衡发生移动。
（2）化学平衡状态的判断
正反应速率与逆反应速率相等。
达到平衡状态
反应物与生成物浓度不变。
达到平衡状态
（3）化学平衡时可得到的情况
化学平衡正反应速率与逆反应速率相等。
（不等于0）
化学平衡反应物与生成物浓度不变。
化学平衡混合体系中各组分不再发生变化。
化学平衡对于有颜色物质参加或生成的可逆反应，颜色不变；（填“不变”或“改变”）
（4）辨析
可逆反应平衡时候，反应物浓度不一定等于生成物浓度（填“一定”或“不一定”）
【例题5】（2011届南师大附中模拟）在体积不变的密闭容器中，反应2NO2
2NO+O2，达到平衡状态标志的是（）
①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmol的NO2
②单位时间里生成nmolO2的同时生成2nmol的NO
③用NO2、NO、O2表示的反应速率数值之比是2:
2:
1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥单位时间内生成nmolO2的同时生成nmol的NO2
A、①④B、②③⑤C、①③④D、①②③④⑤
【题型】知识迁移+判断是否达到平衡状态
【解题方法一】V（正）=V（逆）法
【解题步骤】
（1）、判断是否有正反应和逆反应
有正反应和逆反应全为正反应或全为逆反应
（2）、判断是否为同种物质不能判断是否达到平衡状态同不同
V（A，正）=V（A，逆）V（A，正）：
V（B，逆）=a：
b
达到平衡状态达到平衡状态
否则，不能判断否则不能判断
举例：
①∵生成氧气为正反应，生成NO2是逆反应
又∵题干得V（O2，正）：
V（NO2，逆）=1:
2与计量数之比1:
2相等
∴判断此时达到平衡状态
②∵生成O2为正反应，生成NO为正反应，
∴不能判断此时是否达到平衡状态
③题干信息没有给出正反应和逆反应，所以无法判断此时是否达到平衡状态
【解题方法二】恒定法——变化值不再变化
【解题步骤】判断题干信息给出的值随反应进行是否能变化
随反应进行会改变随反应进行不会改变
能作为判断依据不能作为判断依据
举例：
④∵NO2为红棕色，NO和O2为无色
∴随反应进行，气体颜色变浅
∴当颜色不再改变是，该反应达到平衡状态
⑤∵密闭容器体积不变
又∵反应物和生成物都是气体，根据质量守恒定理得气体总质量不变
∴气体密度随反应进行不变
∴气体密度不变不能确定反应达到平衡状态
对于aA+bB
cC+dD（左边面填“正”或“逆”）
v（A正）：
v（A逆）=1：
1，即v（A反应）：
v（A生成）=1：
1，
达到平衡状态
混合体系中各组分的百分含量不再发生变化。
达到平衡状态
对于有颜色物质参加或生成的可逆反应，颜色随时间不变；
化学平衡，（填“不变”或“改变”）
考点3了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用
1、提高燃料燃烧效率的方法：
使燃料与空气或氧气充分接触（如将燃料适当粉碎），空气或氧气要适当过量，使燃料充分燃烧，提高燃料的利用率。
要有充足的氧气
2、知道浓度、温度、压强、催化剂对化学反应速率和化学反应限度的影响。
催化剂只能改变化学反应速率，不能改变化学反应限度，也就是说不能增大原料的转化率。
浓度、温度、压强能改变化学反应速率，能改变化学反应限度，也就是说能改变原料的转化率。
考点1
通过实验认识
化学反应的速率
1、化学反应的快慢用化学反应速率来表示。
由于反应过程中反应物的不断减少，生成物不断增多，所以反应速率通常用单位时间内反应物或生成物来表示。
表达式：
或
单位为：
或。
2、化学反应速率的特点
①化学反应速率均为正值。
②同一反应选用不同物质的浓度的改变量表示速率，数值可能，但表示的意义。
（填“相同”或“不同”）
③各物质表示的速率比等于该反应方程式中相应的比。
aA+bB===cC+dD
VA：
VB：
VC：
VD=：
：
：
【例题2】反应4NH3（气）＋5O2（气）
4NO（气）＋6H2O（气）在10L密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45mol,则此反应的平均速率V（X）（反应物的消耗速率或产物的生成速率）可表示为（）
A．V（NH3）=0.0101mol.L-1.s-1 B．V（O2）=0.0010mol.L-1.s-1
C．V（NO）=0.0010mol.L-1.s-1 D．V（H2O）=0.045mol.L-1.s-1
解题步骤：
先反应速率。
再根据化学反应速率之比等于计算未知物质反应速率。
3、同一反应中不同物质表示化学反应速率，判断反应快慢的方法是：
转化法。
【例题3】例题：
在2A＋B
3C＋4D反应中，表示该反应速率最快的是（）
A．v（A）＝0.5mol·Ｌ－1·ｓ－1B．v（B）＝0.3mol·Ｌ－1·ｓ－1
C．v（C）＝0.8mol·Ｌ－1·ｓ－1D．v（D）＝1mol·Ｌ－1·ｓ－1
解题步骤：
先将化学反应速率转化为表示的化学反应速率。
再比较化学反应速率的大小。
考点2
通过实验认识
化学反应的速率
1、影响化学反应速率的因素
①决定化学反应速率的主要因素：
。
②影响化学反应速率的外界条件：
a．浓度反应速率越快；
b．升高温度（任何反应，无论吸热还是放热），反应速率；
c．正催化剂一般反应速率；通常讲的催化剂是。
d．有气体参加的反应，增大压强，反应速率；
e．固体表面积越大，接触面积越，反应速率；
f．光、反应物的状态、溶剂等也会影响化学反应速率。
g、组成原电池，加快反应
2、可逆反应的概念：
，既可以向反应方向进行，同时又可以向反应方向进行的反应。
对于aA+bB
cC+dD（下面填“正”或“逆”）
反应掉A的方向称为反应方向，生成A的方向称为反应方向；
生成C的方向称为反应方向，反应掉C的方向称为反应方向。
3、化学平衡状态
（1）概念：
在一定条件下，当一个反应进行到正反应和逆反应的速率，反应物和生成物的浓度，这种状态称为化学平衡状态，简称化学平衡，这就是可逆反应所能达到的限度。
可逆反应有一定的限度，反应物（填“可能”或“不可能”）完全转化为生成物。
可逆反应的特征：
逆、等、动、定、变。
逆：
化学平衡研究的是。
等：
v（正）v（逆）0。
定：
平衡时，反应混合物中各成分的浓度保持。
百分含量保持。
但浓度相等（填“一定”或“不一定”）。
各物质的浓度之比及物质的量之比也与计量数之比相等（填“一定”或“不一定”）。
变：
改变条件，平衡。
（2）化学平衡状态的判断
正反应速率与逆反应速率。
达到平衡状态
反应物与生成物浓度。
达到平衡状态
混合体系中各组分的不再发生变化。
达到平衡状态
对于有颜色物质参加或生成的可逆反应，颜色随时间；
化学平衡，（填“不变”或“改变”）
（3）化学平衡时可得到的情况
化学平衡正反应速率与逆反应速率。
（不等于0）
化学平衡反应物与生成物浓度。
化学平衡混合体系中各组分。
化学平衡对于有颜色物质参加或生成的可逆反应，颜色；（填“不变”或“改变”）
（4）辨析
可逆反应平衡时候，反应物浓度等于生成物浓度（填“一定”或“不一定”）
【例题5】（2011届南师大附中模拟）在体积不变的密闭容器中，反应2NO2
2NO+O2，达到平衡状态标志的是（）
①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmol的NO2
②单位时间里生成nmolO2的同时生成2nmol的NO
③用NO2、NO、O2表示的反应速率数值之比是2:
2:
1的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
A、①④B、②③⑤C、①③④D、①②③④⑤
【题型】知识迁移+判断是否达到平衡状态
【解题方法一】V（正）=V（逆）法
【解题步骤】
（1）、判断是否有正反应和逆反应
有正反应和逆反应全为正反应或全为逆反应
（2）、判断是否为同种物质判断是否达到平衡状态
V（A，正）=V（A，逆）V（A，正）：
V（B，逆）=a：
b
达到平衡状态达到平衡状态
否则，不能判断否则不能判断
举例：
①∵生成氧气为正反应，生成NO2是逆反应
又∵题干得V（O2，正）：
V（NO2，逆）=1:
2与计量数之比1:
2相等
∴判断此时达到平衡状态
②∵生成O2为正反应，生成NO为正反应，
∴不能判断此时是否达到平衡状态
③题干信息没有给出正反应和逆反应，所以无法判断此时是否达到平衡状态
【解题方法二】恒定法——变化值不再变化
【解题步骤】判断题干信息给出的值随反应进行是否能变化
随反应进行会改变随反应进行不会改变
作为判断依据作为判断依据
考点3了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用
1、提高燃料燃烧效率的方法：
使燃料与空气或氧气充分（如将燃料适当粉碎），空气或氧气要适当过量，使燃料充分，提高燃料的利用率。
要有充足的
2、知道浓度、温度、压强、催化剂对化学反应速率和化学反应限度的影响。
催化剂只能改变化学反应，不能改变化学反应，也就是说增大原料的转化率。
【课堂反馈】
1.★★（2012年江苏省学业水平测试）N2＋3H2
2NH3，是工业上制造氮肥的重要反应。
下列关于该反应的说法正确的是
A．增加N2的浓度能加快反应速率
B．降低体系温度能加快反应速率
C．使用催化剂不影响反应速率
D．若反应在密闭容器中进行，N2和H2能100％转化为NH3
2.★★反应4A（s）+3B（g）
2C（g）+D（g），经2min，B的浓度减少0.6mol/L。
对此反应速率的表示正确的是（）
A．用A表示的反应速率是0.4mol·（L·min）-1
B．分别用B、C、D表示的反应速率其比值是3：
2：
1
C．此2min内的反应速率，用B表示是0.6mol·（L·min）-1
D．在这2min内用B和C表示的反应速率的值是相等的
3.★★可逆反应A（g）+2B（g）
C（g）+D（g）在四种不同情况下的反应速率如下，其中反应进行得最快的是（）
A．vA=0.15mol／（L·min）B．vB=0.6mol／（L·min）
C、vC=0.4mol／（L·min）D．vD=0.02mol／（L·s）
4.★★使反应4NH3（g）+3O2（g）
2N2（g）+6H2O（g）在2L的密闭容器中进行，半分钟后N2的物质的量增加了0.6mol。
此反应的平均速率v（X）为（）
A.v（NH3）=0.02mol·L-1·s-1B.v（O2）=0.003mol·L-1·s-1
C.v（N2）=0.02mol·L-1·s-1D.v（H2O）=0.02mol·L-1·s-1
5.★★★某温度下，在一固定容积的密闭容器中，进行如下化学反应：
H2（g）+I2（g）
2HI（g）。
下列情况能说明该反应一定达到平衡的是（）
A．压强不再随着时间改变B．混合气体中各组成成分的含量不再改变
C．气体的总质量不再改变D．单位时问内每消耗1molI2就有2molHI生成
6.★★在一定条件下，反应N2+3H2
2NH3在2L密闭容器中进行，5min内氨的质量增加了1.7g，则反应速率为（）
A．v（H2）=0．03mol／（L·min）B．v（N2）=0．02mol／（L·min）
C．v（NH3）=0．17mol／（L·min）D．v（NH3）=0．01mol／（L·min）
7.★★★★某温度下，浓度都是1mol·L—1的两种气体X2和Y2，在密闭容器中反应生成气体Z，经过tmin后，测得各物质的浓度分别为c（X2）=0.4mol·L—1，c（Y2）=0.6mol·L—1，c（Z2）=0.4mol·L—1，则该反应的化学方程式可表示为（）
A．2X2+3Y2
2X2Y3B．3X2+2Y2
2X3Y2
C．X2+2Y2
2XY2D．2X2+Y2
2X2Y
8.★★对化学反应限度的叙述，错误的是（）
A．任何可逆反应都有一定的限度
B．化学反应达到限度时，正逆反应速率相等
C．化学反应的限度与时间的长短无关
D．化学反应的限度是不可改变的
9.★★★在一定条件下，对于密闭容器中进行的反应：
N2（g）+3H2（g）
2NH3（g），下列说法能充分说明该反应已经达到化学平衡状态的是（）
A．正、逆反应速率都等于零
B．N2、H2、NH3的浓度均不再变化
C．N2、H2、NH3在容器中共存
D．N2、H2、NH3的浓度相等
10.★★★某温度下，在一固定容积的容器中进行如下反应：
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1mol12，同时有2molHI生成时
11.★★★★可逆反应：
2N
O2
2NO＋O2在体积固定的密闭容器中，达到平衡状态的标志是（ ）
①单位时间内生成nm
olO2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混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的压强不再改变的状态
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A．①④⑥⑦B．②③⑤⑦C．①③④⑤D．全部
【双基达标】
1.★反应A（s）+B（g）
C（g）在密闭容器中进行，下列情况中，不能使化学反应速率加快
的是（）
A．升高温度B．增加A的物质的量
C．使用高效催化剂D．将A由块状变成粉末状
2.不同的化学反应有不同的反应速率，决定化学反应速率的主要因素是：
（）
A．温度B．浓度C．催化剂D．反应物的性质
3.将下列金属分别投入0.1mol·L－1盐酸中，能发生反应且反应最剧烈的是：
（）
A．FeB．AlC．MgD．Cu
4.甲、乙两容器都在进行A→B的反应，甲容器内每分钟减少4molA，乙容器内每分钟减少2molA，则甲容器内的反应速率与乙容器内的反应速率相比：
（）
A．甲快B．甲慢C．相等D．无法判断快慢
5.反应4NH3（g）＋5O2（g）＝4NO（g）＋6H2O（g）在10L的密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45mol，则此反应的平均速率v（x）（反应物的消耗速率或产物的生成速率）可表示为：
（）
A．v（NH3）＝0.010mol/（L·s）B．v（O2）＝0.0010mol/（L·s）
C．v（NO）＝0.0010mol/（L·s）D．v（H2O）＝0.045mol/（L·s）
6.汽车尾气里含有有毒的NO和CO，NO和CO能缓慢地反应生成N2和CO2．对此反应的下列叙述不正确的是：
（）
A．使用催化剂能加快反应速率B．升高温度能加快反应速率
C．改变压强对反应速率无影响D．此反应能减轻尾气对环境的污染
7.下列措施一定能使反应速率加快的是：
（）
A．增加反应物的物质的量B．升高温度C．缩小容器体积D．加入生成物
8.把4种不同体积或不同浓度的X溶液，分别加入4个盛有10mL2mol·L－1盐酸的烧杯中，并加水稀释到50mL，此时X和盐酸进行反应，其中反应速率最大的是：
（）
A．20mL，3mol·L－1B．20mL，2mol·L－1
C．10mL，4mol·L－1D．10mL，2mol·L－1
9.
某学生用优质大理石与稀盐酸反应制取CO2，实验结果如下图所示，对于图中曲线的叙述正确的是：
（）
A．AB段表示反应速率最快
B．BC段表示反应速率最快，在该时间内收集到的气体最多
C．OC段表示随时间增加，反应速率逐渐增大
D．OC段表示反应产物中气体体积随时间的变化关系
10.可逆反应N2＋3H2
2NH3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正（NH3）
C．v正（H2）＝3v逆（NH3）D．3v正（N2）＝v逆（H2）
11.对于在密闭容器中、一定条件下进行的可逆反应N2（g）＋3H2（g）
2NH3（g），能说明反应已达到平衡状态的是：
（）
A．各物质体积分数相等B．c（NH3）保持不变
C．各物质浓度相等D．c（NH3）∶c（N2）∶c（H2）=2∶1∶3
1
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