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鲁科版 (2019)必修 第二册第3节 化学反应的快慢和限度精品学案及答案
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这是一份鲁科版 (2019)必修 第二册第3节 化学反应的快慢和限度精品学案及答案，共6页。学案主要包含了表征性抽象，原理性抽象，对结论的再理解，结论的再理解，对结论的再认识等内容，欢迎下载使用。
1、化学反应速率
（1）概念：是描述化学反应的快慢的物理量，通常用单位时间里反应物浓度或生成物浓度的变化量来表示
（2）公式：表达式 V=ΔC/ΔT
（3）单位：ml·L-1·S-1 ml·L-1·min-1
理解化学反应速率的表示方法时应注意的几个问题：
（1）.上述化学反应速率是平均速率，而不是瞬时速率。
（2）.无论浓度的变化是增加还是减少，一般都取正值，所以化学反应速率一般为正值。
（3）.对于同一个反应来说，用不同的物质来表示该反应的速率时，其数值不同，但每种物质都可以用来表示该反应的快慢，表达的意义是相同的，应标明是什么物质的反应速率。
（4）.对于在一个容器中的一般反应 aA + bB == cC + dD来说有：
VA ：VB ：VC ：VD === △CA ：△CB ：△CC ：△CD === △nA ：△nB ：△nC ：△nD= a ：b ：c ：d
2、影响化学反应速率的因素
⑴、内因（反应物本身的性质）是决定化学反应速率的重要因素。
（解释Cu、Fe、Mg分别与盐酸反应的现象）
外因
（一）在其它条件不变的情况下，浓度对化学反应速率的影响
【表征性抽象】当其它条件不变时，增加反应物的浓度，可以增大反应的速率。
【原理性抽象】为什么增大反应物的浓度会影响反应速率呢？
当增加反应物的浓度时，活化分子的数量增加，有效碰撞的频率增大，导致反应速率增大。
【对结论的再理解】1.一个反应的速率主要取决于反应物的浓度，与产物的浓度关系不大
例如：对于可逆反应aA +bB cC + dD来说，正反应的速率只取决于A、B两种物质的浓度，与C、D两种物质的浓度关系不大。而逆反应的速率只取决于C、D两种物质的浓度，与A、B两种物质的浓度关系不大。增加A或B的浓度只可以使正反应的速率增大，不会影响逆反应的速率。3.固体和纯液体的浓度是一个常数，所以增加这些物质的量，不会影响反应的速率。
【应用】1.用饱和食盐水代替水制乙炔，以减缓太快的反应速率。
2. 制Fe（OH）2时，通过降低NaOH溶液的含氧量（给溶液加热）来降低Fe（OH）2被氧化的速率。
（二）在其它条件不变的情况下，压强对化学反应速率的影响
【表征性抽象】对于有气体参加的反应来说，当温度一定时，增大体系的压力，反应速率会加大。
【原理性抽象】为什么增大压强会影响有气体参加的化学反应的速率？
1.一定量气体的体积与其所受的压强成正比。这就是说，如果气体的压强增大到原来的2倍，气体的体积就缩小到原来的一半，单位体积内的分子数就增多到原来的2倍，即体系中各个物质的浓度都增加，所以化学反应速率增大。相反，减小压强，气体的体积就扩大，浓度减小，因而反应速率减小。
2.如果参加反应的物质是固体、液体或溶液时，由于改变压强对它们的体积改变很小，因而它们的浓度改变也很小，可以认为压强与它们的反应速率无关。
【结论的再理解】1.压强对反应速率的影响是通过改变浓度而影响反应速率的。我们在分析压强对反应速率的影响时，应最终落实到浓度上，将压强问题转化为浓度问题。
2. 对于那些反应物和生成物都有气体参加的可逆反应来说，增大体系的压强，反应物和生成物的浓度都增加，所以，正反应的速率和逆反应的速率都增大。
（三）在其它条件不变的情况下，温度对化学反应速率的影响
【表征性抽象】在其它条件不变的情况下，升高温度，化学反应要加快。经过实验测定，温度每升高10℃，反应速率通常要增大到原来的2~4倍。
【原理性抽象】为什么升高温度会使反应速率加快？
当反应物浓度一定时，分子总数一定，升高温度，反应物分子的能量增高，是活化分子的百分比增大，因而活化分子数量增多，有效碰撞频率增大，所以，反应速率加大。
【对结论的再理解】对于可逆反应来说，升高体系的温度，反应物和生成物中的活化分子数都增加，所以，正反应的速率和逆反应的速率都增大。
【应用】1.在实验室进行化学反应时，常常通过给反应物加热来增大反应的速率。
2. 合成氨工业中，是在500℃的条件下进行反应，以加快反应进行的速度。
3. 为防止食品变质，我们将食品放入冰箱中保存，以降低食品变质的速率。
（四）催化剂对化学反应速率的影响
【表征性抽象】催化剂能加快化学反应速率。
【原理性抽象】为什么催化剂能加快化学反应速率？
当温度和反应物浓度一定时，使用催化剂可使反应途径发生改变，从而降低了反应的活化能，使得活化分子的百分比增大，因此活化分子的数目增多，有效碰撞频率增大，故化学反应速率加大。
【对结论的再认识】1.催化剂改变化学反应速率的原因仅仅是改变始态到终态的途径，不改变反应的结果。例：
（1）在加热条件下： 2Cu + O2 == 2CuO
2CuO +2 CH3CH2OH == 2Cu +2 CH3CHO + 2H2O
（2）氮的氧化物破坏臭氧： NO + O3 == NO2 + O2 NO2 + O ==NO + O2
2. 能加快反应速率的催化剂叫正催化剂；能减慢化学反应速率的催化剂叫负催化剂。
3. 对可逆反应而言，正催化剂使正、逆反应速率都加快，且加快的程度相同。相反，负催化剂使正、逆反应速率都减小，且减小的程度相同。
【应用】催化剂在现代化学和化工生产中占有极为重要的地位。大约85%的反应需要催化剂。尤其是现代大型化工业、石油工业中，很多反应还必须使用性能良好的催化剂。例；接触法制硫酸工业。
影响化学反应速率的外界条件还有光波、电磁波、超声波、溶剂等。
考点2 化学反应限度
概念：
可逆反应:可逆反应：在同一条件下，正反应方向和逆反应方向均能进行的反应
化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。
2、在密闭容器中加入1ml SO2 和1ml O2 发生反应：
2SO2+ O2 2 SO3
对以上反应，请分析：
（1）当反应刚开始时，反应物和生成物的浓度哪个大？
（2）当反应刚开始时，正反应和逆反应哪个反应速率大？
（3）随着反应的进行，反应物和生成物浓度如何变化？
（4）随着反应的进行，正反应速率和逆反应速率怎样变化？
（5）反应会进行到什么时间“停止”？
（6）此时反应物和生成物浓度如何变化？
3、化学反应限度
定义：在给定条件下，化学反应所能达到或完成的最大限度
意义：决定了反应物在给定条件下的最大转化率
4、影响化学反应限度因素
内因：反应物的性质
外因：温度，浓度，压强
考点3 化学平衡
1.平衡状态特征：
逆——可逆反应
动——动态平衡
等——正反应速率等于逆反应速率（本质）
定——各组分浓度保持一定（外部特征）
2.化学平衡的根本标志：
1：速率 V正= V逆≠0
（1）对于同一种物质来说：该物质的生成速率等于它的消耗速率，如：V(生成)= V(消耗）。
（2）对于不同的物质：速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率，如：V(生成)∶V(消耗）＝m∶n。
（3）化学键断裂情况＝化学键生成情况。对同一物质而言，断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等。对不同物质而言，与各物质的化学计量数和分子内的化学键多少有关。如：反应N2+3H2 2NH3，当有3mlH-H键断裂，同时有6mlN-H键断裂，则该反应达到了化学平衡。
2：浓度
反应物的浓度与生成物的浓度不在改变（固体的浓度不变不能作为标志）。以下情形可体现浓度不再改变：各物质的物质的量、质量、转化率（或产率）、物质的量分数、质量分数、体积百分数不再改变或有色物质（如Br2、I2、NO2等）颜色不再改变。
反应2NO2(g) 2NO(g)＋O2(g) 、 H2(g)＋I2(g) 2HI（g）
NO2、I2等体系的颜色不再改变，即NO2、I2的浓度不再改变时可作为平衡的标志。
3.化学平衡的间接标志：
所谓“间接标志”是指在特定环境、特定反应中能间接衡量有气体参与的某一可逆反应是否达到化学平衡的标志，通常指总物质的量、总压强、平均摩尔质量、混合气体的密度等，能间接体现。
这些物理量都应该具备这样的特征：在普通状态一直变化，而一旦不变了说明已达到平衡。
总之：会变的量保持不变说明已达平衡。
例题精析
【例题1】化学反应的快慢
向一个体积为1L的容器里放入2mlSO2和1mlO2，在一定条件下发生反应2SO2+O2 2SO3，2S末时，测得容器内有0.8ml SO2，请用浓度的变化来表示该反应的速率。
2ml/L-0.8ml/L
υ SO2＝ 2 S
＝ 0.6 ml.L-1.S-1
【答案】
【例题2】化学反应的快慢
温度为500℃时，反应4NH3+5O24NO+6H2O在5L的密闭容器中进行，半分钟后NO的物质的量浓度增加了0.3ml，则此反应的平均速率(x)为
A、（O2）=0.01ml/（L•s）B、（NO）=0.08ml/（L•s）
C、（H2O）=0.003ml/（L•s）D、（NH3）=0.002ml/（L•s）
【答案】C D
【例题3】化学反应限度
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，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
【答案】B
【例题4】化学反应限度
下列对可逆反应的认识正确的是（ ）
A．SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr与2HBr+H2SO4(浓)=Br2+SO2 +2HO互为可逆反应
B．既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应叫可逆反应
C．在同一条件下，同时向正、逆两个方向进行的反应叫可逆反应
D．在一定条件下SO2被氧化成SO3的反应是可逆反应
【答案】C
【例题5】化学平衡
能说明反应 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) 已达到平衡状态的是（ ）
A、3V正(H2)＝V正(N2)
B、单位时间内消耗H2的速率与生成H2的速率相同
C、单位时间内有n ml N2生成的同时有n ml NH3生成
D、NH3的分解速率和N2的消耗速率速率相同
【答案】B
【例题6】化学平衡
一定温度下，反应N2（g）+3H2(g) 2NH3(g)达到化学平衡状态的标志是（ ）
A、c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2
B、N2，H2和NH3的物质的量分数不再改变
C、N2与H2的物质的量之和是NH3的物质的量2倍
D、断开1ml N≡N的同时断开3ml H-H
【答案】B
【例题7】化学平衡
反应2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)在恒容密闭容器中反应，可以作为达到平衡状态的标志是（ ）
①单位时间内生成n m1 O2的同时生成2nml NO2
②混合气体的颜色不再改变
③容器内压强不随时间变化
④混合气体的密度不再改变的状态
⑤混合气体的平均摩尔质量不再改变的状态
A、①②③⑤ B、②④⑤ C、①④⑤ D、③④⑤
【答案】A
1、化学反应速率
（1）概念：是描述化学反应的快慢的物理量，通常用单位时间里反应物浓度或生成物浓度的变化量来表示
（2）公式：表达式 V=ΔC/ΔT
（3）单位：ml·L-1·S-1 ml·L-1·min-1
理解化学反应速率的表示方法时应注意的几个问题：
（1）.上述化学反应速率是平均速率，而不是瞬时速率。
（2）.无论浓度的变化是增加还是减少，一般都取正值，所以化学反应速率一般为正值。
（3）.对于同一个反应来说，用不同的物质来表示该反应的速率时，其数值不同，但每种物质都可以用来表示该反应的快慢，表达的意义是相同的，应标明是什么物质的反应速率。
（4）.对于在一个容器中的一般反应 aA + bB == cC + dD来说有：
VA ：VB ：VC ：VD === △CA ：△CB ：△CC ：△CD === △nA ：△nB ：△nC ：△nD= a ：b ：c ：d
2、影响化学反应速率的因素
⑴、内因（反应物本身的性质）是决定化学反应速率的重要因素。
（解释Cu、Fe、Mg分别与盐酸反应的现象）
外因
（一）在其它条件不变的情况下，浓度对化学反应速率的影响
【表征性抽象】当其它条件不变时，增加反应物的浓度，可以增大反应的速率。
【原理性抽象】为什么增大反应物的浓度会影响反应速率呢？
当增加反应物的浓度时，活化分子的数量增加，有效碰撞的频率增大，导致反应速率增大。
【对结论的再理解】1.一个反应的速率主要取决于反应物的浓度，与产物的浓度关系不大
例如：对于可逆反应aA +bB cC + dD来说，正反应的速率只取决于A、B两种物质的浓度，与C、D两种物质的浓度关系不大。而逆反应的速率只取决于C、D两种物质的浓度，与A、B两种物质的浓度关系不大。增加A或B的浓度只可以使正反应的速率增大，不会影响逆反应的速率。3.固体和纯液体的浓度是一个常数，所以增加这些物质的量，不会影响反应的速率。
【应用】1.用饱和食盐水代替水制乙炔，以减缓太快的反应速率。
2. 制Fe（OH）2时，通过降低NaOH溶液的含氧量（给溶液加热）来降低Fe（OH）2被氧化的速率。
（二）在其它条件不变的情况下，压强对化学反应速率的影响
【表征性抽象】对于有气体参加的反应来说，当温度一定时，增大体系的压力，反应速率会加大。
【原理性抽象】为什么增大压强会影响有气体参加的化学反应的速率？
1.一定量气体的体积与其所受的压强成正比。这就是说，如果气体的压强增大到原来的2倍，气体的体积就缩小到原来的一半，单位体积内的分子数就增多到原来的2倍，即体系中各个物质的浓度都增加，所以化学反应速率增大。相反，减小压强，气体的体积就扩大，浓度减小，因而反应速率减小。
2.如果参加反应的物质是固体、液体或溶液时，由于改变压强对它们的体积改变很小，因而它们的浓度改变也很小，可以认为压强与它们的反应速率无关。
【结论的再理解】1.压强对反应速率的影响是通过改变浓度而影响反应速率的。我们在分析压强对反应速率的影响时，应最终落实到浓度上，将压强问题转化为浓度问题。
2. 对于那些反应物和生成物都有气体参加的可逆反应来说，增大体系的压强，反应物和生成物的浓度都增加，所以，正反应的速率和逆反应的速率都增大。
（三）在其它条件不变的情况下，温度对化学反应速率的影响
【表征性抽象】在其它条件不变的情况下，升高温度，化学反应要加快。经过实验测定，温度每升高10℃，反应速率通常要增大到原来的2~4倍。
【原理性抽象】为什么升高温度会使反应速率加快？
当反应物浓度一定时，分子总数一定，升高温度，反应物分子的能量增高，是活化分子的百分比增大，因而活化分子数量增多，有效碰撞频率增大，所以，反应速率加大。
【对结论的再理解】对于可逆反应来说，升高体系的温度，反应物和生成物中的活化分子数都增加，所以，正反应的速率和逆反应的速率都增大。
【应用】1.在实验室进行化学反应时，常常通过给反应物加热来增大反应的速率。
2. 合成氨工业中，是在500℃的条件下进行反应，以加快反应进行的速度。
3. 为防止食品变质，我们将食品放入冰箱中保存，以降低食品变质的速率。
（四）催化剂对化学反应速率的影响
【表征性抽象】催化剂能加快化学反应速率。
【原理性抽象】为什么催化剂能加快化学反应速率？
当温度和反应物浓度一定时，使用催化剂可使反应途径发生改变，从而降低了反应的活化能，使得活化分子的百分比增大，因此活化分子的数目增多，有效碰撞频率增大，故化学反应速率加大。
【对结论的再认识】1.催化剂改变化学反应速率的原因仅仅是改变始态到终态的途径，不改变反应的结果。例：
（1）在加热条件下： 2Cu + O2 == 2CuO
2CuO +2 CH3CH2OH == 2Cu +2 CH3CHO + 2H2O
（2）氮的氧化物破坏臭氧： NO + O3 == NO2 + O2 NO2 + O ==NO + O2
2. 能加快反应速率的催化剂叫正催化剂；能减慢化学反应速率的催化剂叫负催化剂。
3. 对可逆反应而言，正催化剂使正、逆反应速率都加快，且加快的程度相同。相反，负催化剂使正、逆反应速率都减小，且减小的程度相同。
【应用】催化剂在现代化学和化工生产中占有极为重要的地位。大约85%的反应需要催化剂。尤其是现代大型化工业、石油工业中，很多反应还必须使用性能良好的催化剂。例；接触法制硫酸工业。
影响化学反应速率的外界条件还有光波、电磁波、超声波、溶剂等。
考点2 化学反应限度
概念：
可逆反应:可逆反应：在同一条件下，正反应方向和逆反应方向均能进行的反应
化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。
2、在密闭容器中加入1ml SO2 和1ml O2 发生反应：
2SO2+ O2 2 SO3
对以上反应，请分析：
（1）当反应刚开始时，反应物和生成物的浓度哪个大？
（2）当反应刚开始时，正反应和逆反应哪个反应速率大？
（3）随着反应的进行，反应物和生成物浓度如何变化？
（4）随着反应的进行，正反应速率和逆反应速率怎样变化？
（5）反应会进行到什么时间“停止”？
（6）此时反应物和生成物浓度如何变化？
3、化学反应限度
定义：在给定条件下，化学反应所能达到或完成的最大限度
意义：决定了反应物在给定条件下的最大转化率
4、影响化学反应限度因素
内因：反应物的性质
外因：温度，浓度，压强
考点3 化学平衡
1.平衡状态特征：
逆——可逆反应
动——动态平衡
等——正反应速率等于逆反应速率（本质）
定——各组分浓度保持一定（外部特征）
2.化学平衡的根本标志：
1：速率 V正= V逆≠0
（1）对于同一种物质来说：该物质的生成速率等于它的消耗速率，如：V(生成)= V(消耗）。
（2）对于不同的物质：速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率，如：V(生成)∶V(消耗）＝m∶n。
（3）化学键断裂情况＝化学键生成情况。对同一物质而言，断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等。对不同物质而言，与各物质的化学计量数和分子内的化学键多少有关。如：反应N2+3H2 2NH3，当有3mlH-H键断裂，同时有6mlN-H键断裂，则该反应达到了化学平衡。
2：浓度
反应物的浓度与生成物的浓度不在改变（固体的浓度不变不能作为标志）。以下情形可体现浓度不再改变：各物质的物质的量、质量、转化率（或产率）、物质的量分数、质量分数、体积百分数不再改变或有色物质（如Br2、I2、NO2等）颜色不再改变。
反应2NO2(g) 2NO(g)＋O2(g) 、 H2(g)＋I2(g) 2HI（g）
NO2、I2等体系的颜色不再改变，即NO2、I2的浓度不再改变时可作为平衡的标志。
3.化学平衡的间接标志：
所谓“间接标志”是指在特定环境、特定反应中能间接衡量有气体参与的某一可逆反应是否达到化学平衡的标志，通常指总物质的量、总压强、平均摩尔质量、混合气体的密度等，能间接体现。
这些物理量都应该具备这样的特征：在普通状态一直变化，而一旦不变了说明已达到平衡。
总之：会变的量保持不变说明已达平衡。
例题精析
【例题1】化学反应的快慢
向一个体积为1L的容器里放入2mlSO2和1mlO2，在一定条件下发生反应2SO2+O2 2SO3，2S末时，测得容器内有0.8ml SO2，请用浓度的变化来表示该反应的速率。
2ml/L-0.8ml/L
υ SO2＝ 2 S
＝ 0.6 ml.L-1.S-1
【答案】
【例题2】化学反应的快慢
温度为500℃时，反应4NH3+5O24NO+6H2O在5L的密闭容器中进行，半分钟后NO的物质的量浓度增加了0.3ml，则此反应的平均速率(x)为
A、（O2）=0.01ml/（L•s）B、（NO）=0.08ml/（L•s）
C、（H2O）=0.003ml/（L•s）D、（NH3）=0.002ml/（L•s）
【答案】C D
【例题3】化学反应限度
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，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
【答案】B
【例题4】化学反应限度
下列对可逆反应的认识正确的是（ ）
A．SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr与2HBr+H2SO4(浓)=Br2+SO2 +2HO互为可逆反应
B．既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应叫可逆反应
C．在同一条件下，同时向正、逆两个方向进行的反应叫可逆反应
D．在一定条件下SO2被氧化成SO3的反应是可逆反应
【答案】C
【例题5】化学平衡
能说明反应 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) 已达到平衡状态的是（ ）
A、3V正(H2)＝V正(N2)
B、单位时间内消耗H2的速率与生成H2的速率相同
C、单位时间内有n ml N2生成的同时有n ml NH3生成
D、NH3的分解速率和N2的消耗速率速率相同
【答案】B
【例题6】化学平衡
一定温度下，反应N2（g）+3H2(g) 2NH3(g)达到化学平衡状态的标志是（ ）
A、c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2
B、N2，H2和NH3的物质的量分数不再改变
C、N2与H2的物质的量之和是NH3的物质的量2倍
D、断开1ml N≡N的同时断开3ml H-H
【答案】B
【例题7】化学平衡
反应2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)在恒容密闭容器中反应，可以作为达到平衡状态的标志是（ ）
①单位时间内生成n m1 O2的同时生成2nml NO2
②混合气体的颜色不再改变
③容器内压强不随时间变化
④混合气体的密度不再改变的状态
⑤混合气体的平均摩尔质量不再改变的状态
A、①②③⑤ B、②④⑤ C、①④⑤ D、③④⑤
【答案】A
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