化学反应的限度
化学反应的限度
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化学反应的限度一
【学习目标】
1、理解化学平衡常数的含义，并掌握判断化学平衡状态的标志。
2、小组积极讨论，合作探究有关化学平衡常数进行简单计算以及影响平衡的因素。
【课前导学】
一、化学平衡状态 1、定义 2、特点
3、判断方法 :
（1）直接判定: V 正=V 逆
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①同一物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率。
②不同的物质：速率之比等于方程式中的系数比，但必须是不同方向的速率。即必须是一个V 正一个是V 逆之比等于系数比才能判断是平衡状态。 例1、可逆反应：2NO 2(g) 2NO(g) + O 2(g)，
在体积固定的密闭容器中，达到平衡状态的
标志是 （ ）
A 单位时间内生成n mol O 2的同时生成2n mol NO 2
B 单位时间内生成n mol O 2的同时生成2n mol NO
C 用NO 2、NO 、O 2表示的反应速率的比为2 : 2 : 1的状态 例2、判断正误
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在反应2HI(g) H 2(g)+I 2(g)中能判断达平
衡状态的有2molH-I 键断裂就有1molH-H 生
成（ ） 2、间接判定：
①各组成成分的质量、物质的量、分子数、体积（气体）、物质的量浓度保持不变。 ②各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数保持不变。
③若反应前后的物质都是气体，且系数不等，总物质的量、总压强（恒温、恒容）、保持不变。
④反应物的转化率、产物的产率保持不变。 总之：能变的量保持不变说明已达平衡。 （3）具体方法
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注意事项：在研究化学平衡时注意各物质的状态，和左右两边气体系数和是否相等。 做题时注意用公式推出结论，在进行讨论，在此要注意哪些是可变量，哪些是不变量。 1、密度（填能、否） ρ密度=质量/体积
①可逆反应：2NO 2(g)
2NO(g) + O 2(g)，
在体积固定的密闭容器中，密度保持不变能否判断是平衡状态（ ） ②可逆反应：2NO 2(g)
2NO(g) + O 2(g)，
在压强固定的密闭容器中，密度保持不变能否判断是平衡状态（ ） ③可逆反应2HI(g) H 2(g)+I 2(g)中，恒
定压强下密度保持不变能否判断是平衡状态
（ ）
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④可逆反应C （s ）+H 2O （g ） CO （g ）+H 2
（g ），在恒定体积下发生反应，某时刻发现密度保持不变能否判断达到平衡状态。（ ） 2、物质的量（分子数）
可逆反应中，任何物质的物质的量（分子数）保持不变，都能判断已经达到平衡状态。 n 总保持不变能否判断是否为平衡状态，就要具体问题具体分析了。如左右两边气体系数和不等的反应，n 总不变就能判断已达平衡状态
3、体积（在恒压下讨论）
V 总保持不变能否判断是否为平衡状态，就要具体问题具体分析了。如左右两边气体系数和不等的反应，V 总 就能判断已
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达平衡状态，左右两边气体系数相等的反应 。 4、体积分数
任何物质的体积分数不变都能判断平衡状态。
5、平均相对分子质量（填能、否） M=质量m/物质的量n
①在恒温恒压下发生2HI(g)
H 2(g)+I 2(g)，某时刻发现平均相对分子质量保持不变能否判断达到平衡状态。（ ） ②在恒温恒压下发生A （s ）+3B （g ）
2C
（g ）+D （g ）反应，某时刻发现平均相对分子质量保持不变能否判断达到平衡状态。（ ）
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③在恒温恒容下发生N 2（g ）+3H 2（g ） 2NH 3
（g ）反应，某时刻发现平均相对分子质量保持不变能否判断达到平衡状态。（ ） ④在恒温恒容下发生CO （g ）+H 2（g ）
CO 2
（g ）+H 2O(g)反应，某时刻发现平均相对分子质量保持不变能否判断达到平衡状态。（ ）
⑤在恒温恒容下发生A （s ）
3C （g ）+2D(s)
反应，某时刻发现平均相对分子质量保持不变能否判断达到平衡状态。（ ） 6、压强
在恒温恒容条件下，左右两边气体系数相等，就不能用压强来判断；左右两边气体系数不等就能用压强判断。 7、质量
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任何物质的质量不变都能判断该反应已经达到平衡。 8、温度
任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时肯定是平衡状态。 9、颜色
颜色的深浅代表着有色物质的浓度大小 在体积固定的密闭容器中发生可逆反应：2NO 2(g)
2NO(g) + O 2(g)，某时刻颜色不
变能否判断是否为平衡状态（ ） 注意：颜色改变平衡并不一定发生移动，比如2HI(g)
H 2(g)+I 2(g)反应中，改变体
积颜色肯定改变，但平衡不会发生移动，这种颜色改变是由体积变化导致的。 10、转化率
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任何物质的转化率不再改变都能判断已达平衡状态。
【练习1】（1）下列方法可以证明 2HI(g)
H 2(g)+I 2(g)已达平衡状态的是
______________
①单位时间内生成n mol H 2的同时生成n molHI ；
②一个H —H 键断裂的同时有两个H —I 键断裂；
③百分组成w （HI ）=w （I 2）时； ④反应速率v （H 2）=v （I 2）=1/2v （HI ）； ⑤c（HI ）︰c （H 2）︰c （I 2）=2︰1︰1；
⑥温度和体积一定时，容器内压强不再变化；
⑦温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化；
⑧条件一定，混合气体的平均相对分
子质量不再变化；
⑨温度和体积一定时，混合气体的密
度不再变化；
⑩温度和体积一定时，混合气体的颜色不再变化
（2）在上述⑥—⑩的说法中能说明2NO2(g)N2O4(g)达到平衡状态的是_______________
（3）在上述⑥—⑨的说法中能说明C(s)+ H2O(g)H2(g) +CO(g)达到平衡状态的是_____
二、化学平衡常数
1、化学平衡常数及其应用
（1）对于反应aA(g)+bB(g)
cC(g)+dD(g) △H<0平衡常数
K=____________________ 浓度商Q=_________________
注意：对于参加反应的__________、
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__________不列入平衡常数表达式。
（2）平衡常数的大小反映了_________________________________
_________,
平衡常数的数值越大，说明_________________________________
________.
（3）利用浓度商Q和平衡常数K的关系判断反应进行方向的依据：
(4)可逆反应的平衡常数并不随反应物或生成物浓度的改变而改变，但随温度的改变而改变。
思考：于一个给定的可逆反应，其正反应和逆反应的平衡常数之间有什么关系？化学平衡常数有统一的固定单位吗？举例说明
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方程式书写与平衡常数表达式的书写的关系？
问题：不同的反应能通过平衡常数表达的值比较反应进行的程度吗？
【合作探究】 平衡常数的有关计算：已知平衡常数求转化率、已知转化率求平衡常数 ★1、硫酸生产中，SO 2催化氧化生成SO 3：
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2SO 2(g)＋O 2(g)2SO 3(g)
某温度下，SO 2的平衡转化率(a)与体系总压强(p)的关系如右图所示。 根据图示回答下列问题：
①将2.0mol SO 2和1.0mol O 2置于10L 密闭容器中，反应达平衡后，
体系总压强为0.10MPa 。该反应的平衡常数等于_____。
②平衡状态由A 变到B 时．平衡常数K(A)_______K(B)（填“＞”、“＜”或“＝”）。
【练习】200℃时测得 H 2(g)+CO 2(g)
H 2O(g)+CO(g)的平衡常数K=2.25。
某时刻时各物质的浓度如下表
某时刻时的浓度
（mol/L ）
通过计算回答：第1组、第2组反应是否达到平衡状态？若没有达到平衡状态，反应向哪个方向进行？
化学反应的限度二
【学习目标】
1、理解化学平衡常数的含义，并掌握判断化学平衡状态的标志。
2、小组积极讨论，合作探究有关化学平衡常数进行简单计算以及影响平衡的因素。
三、化学平衡移动——勒夏特列原理
（1）将充有二氧化氮的烧瓶放入热水中，发现烧瓶内气体的颜色
[思考] ①上述反应的平衡常数的表达式
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是什么？
②分析：升高温度 ，会使NO 2 的
浓度 ，平衡常数K 的值 。 降低温度 ，会使NO 2 的浓度 ，平
衡常数K 的值 。 ③ 温度对平衡移动的影响是能过改变
来实现的。
注意：温度改变平衡一定会发生移动。
其他条件不变时，升高温度，平衡向 方向移动； 降低温度，平衡向 方向移动；
（2）将盛有NO 2气体的针筒活塞向里推动一
段距离，现象是
请从平衡常数角度分析颜色变化的原因 对于可逆反应：aA(g) +bB(g)cC(g)+dD(g
（1）若a+b>c+d ，增大压强平衡向____方向移动，减小压强平衡向_____方向移动。
（2）若a+b=c+d，增大压强和减小压强平衡_______移动。
（3）若a+b [针对练习]有一处于平衡状态的反应：X(s)＋3Y(g) 2Z(g)，ΔH＜0。为了使平衡向生成Z的方向移动，应选择的条件是（） ①高温②低温③高压④低压⑤加催 化剂⑥分离出Z A.①③⑤ B.②③⑤ C.②③ ⑥ D.②④⑥ [练习对于任何一个化学平衡体系，采取以下措施，一定会使平衡发生移动的是 A、加入一种反应物 B、增大体 17 第页 第页 18 系的压强 C 、升高温度 D 、使用催化剂 （3）将0.01mol/LFeCl 3溶液与0.03mol/L KSCN 溶液等体积混合后，再加入少量1mol/L KSCN 溶液，现象是 ，若加入少量 KCl 固体，现象 是 ， 其他条件不变时，增大 物的浓度或减小 的浓度，会使Q ﹤K 平衡正移；减小 物的浓度或增大 物的浓度会使Q ﹥K ，平衡左移。 结论：在_________体系中，如果只改变平衡系统的一个条件时，平衡将_________________ 【练习】下列说法不正确的是（ ） A. 在其他条件不变时，改变浓度使Q>K ，则平衡向左移动 B. 在其他条件不变时，使用催化剂只能改变反应速率，而不能使平衡发生移动 第页 19 C. 在其他条件不变时，升高温度可以使化学平衡向吸热反应的方向移动 D. 在其他条件不变时，增大压强一定会 破坏气体的平衡状态 四、平衡转化率 1、概念：用平衡常数来表示反应的限度有时 不够直观，在实际应用中,常用 来表示反应限度。对于反 应:aA+bB cC+dD,反应物A 的平示为： α(A)= 或α(A)= 2、规律：(1)平衡转化率越大，反应越完全！ (2)在温度一定时，一个已标明化 学方程式的化学反应,虽然只有一个平衡常数,但同一反应的不同反应物的平衡转化率可以相同也可以不同. （3）相同条件下,增大某一反应物的 浓度,可 另一反应物的转化率,而增大浓度的反应物的转化率一般会减小. 【例1】在密闭容器中，将NO 2加热到某温度时，可进行如下反应：2NO 2(g)2NO (g)+O 2(g)，在平衡时各物质 第页 20 的浓度分别是：[NO 2]=0.06mol/L,[NO]=0.24mol/L,[O 2]=0.12mol/L.试求：（1）该温度下反应的平衡常数。 （2）开始时NO 2的浓度。 （3）NO 2的转化率。 【例2】反应SO 2(g)+ NO 2(g)SO 3(g)+NO(g) ,若在一定温度下，2mol/L 的SO 2(g)和NO 2(g)注入一密闭容器中，当达到平衡状态时，测得容器中SO 2(g)的转化率为60%，试求：在该温度下此反应的平衡常数。 【例3】现有一定温度下的密闭容器中存在 如 下 反 应 ： CO(g)+H 2O(g) CO 2(g)+H 2(g)，知 CO(g)和H 2O(g)的起始浓度均为 《化学反应的速率和限度》教学设计 第一课时 三维目标： 知识与技能： 1．通过实例和实验初步认识化学反应的速率及其影响因素。 2. 会比较化学反应速率的快慢。 过程与方法： 1. 通过实验探究总结化学反应速率的影响因素。 2．增进学生对化学科学的兴趣与情感，体会化学学习的价值。 情感态度与价值观： 1．从学生日常生活中的化学现象和实验中抽象出有关的概念和原理。形成一个由宏观到微观、由感性到理性、由简单到复杂的科学探究过程。 2．培养学生良好的实验习惯，认真的观察能力。 教学重点：化学反应速率概念；了解影响化学反应速率的因素。 教学难点：影响化学反应速率的因素。 教学用具：实验用品 教学方法：图片展示——实验探究——小组讨论——归纳总结——习题巩固 教学过程： 新课引入： [投影]：图2-17 快慢差别很大的化学反应 [思考与交流]：通过投影观察到在我们的生活中，有的反应很快，有的反应很慢，但许多反应我们希望快，有些反应希望慢，人们希望能控制反应速率的快慢为人类造福。 根据投影同学们交流一下在炸药爆炸、金属腐蚀、食物腐败、塑料老化、溶洞形成、石油及煤生成等方面，那一些人们希望快？那一些人们希望慢？ [学生活动]： [讲述]：咱们这一节就要讨论人们最关心的化学反应速率的快慢问题。 [板书]：第三节化学反应的速率和极限 一、化学反应的速率 [讲述]：不同的化学反应速率快慢千差万别，快与慢是相对而言，在科学研究中需要一个统一的定量标准来衡量或比较。与物理学中物体的运动快慢用“速度”表示想类似，化学反应的过程进行的快慢用“反应速率”来表示。 ［学生活动］：学生认真阅读教材，结合运动速率的理解，自学化学反应速率的知识内容。 ［提问］：请一位同学回答一下化学反应速率的定义是什么？ ［回答］：通常用单位时间里反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示，用来衡量化学反应进行快慢程度的。 ［板书］：1. 化学反应速率的概念：用单位时间里反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。 《第二章第三节化学反应的速率和限度》 1．化学反应速率的含义：通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加（均取正值）来表示。 浓度的变化——△C 时间的变化——△t 表达式：v=△C/△t 单位：mol/(L?s)或mol/(L?min) 例1、下列关于化学反应速率的说法中，正确的是（） A．化学反应速率是化学反应进行快慢程度的物理量 B．化学反应速率通常用单位时间内生成或消耗某物质的质量的多少来表示 C．在反应过程中，反应物浓度逐渐变小，所以用反应物表示的化学反应的速率为负值 D．化学反应速率越大，则单位时间内生成物的产量就越大 例2、在2L密闭容器中，某气体反应物在2s内由8mol变为7.2mol，用此反应物表示该反应的平均反应速率为（） A.0.4 mol（L·s）－1 B.0.3 mol（L·s）－1 C.0.2 mol（L·s）－1 D.0.1 mol（L·s）－1 注意：(1)在同一反应中用不同物质来表示时，其反应速率的数值可以不同，但都表同一反应的速率。(必须标明用哪种物质来做标准) （2）起始浓度与化学计量数比无关，但是变化浓度一定与化学计量数成比例。 （3）同一反应各物质的反应速率之比等于化学计量数之比。 例如：2A(g)+3B (g)C(g)+4D(g) ν(A):ν(B):ν(C):ν(D) = 2：3：1：4 (3)化学反应速率均用正值来表示，且表示的是平均速率而不是瞬时速率 (4)一般不用纯液体或固体来表示化学反应速率 (5)改变压强对无气体参与的反应的化学反应速率无影响。 例4．已知反应4CO＋2NO2N2＋4CO2在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示反应速率最快的是() A．v(CO)＝1.5 mol·L－1·min－1 B．v(NO2)＝0.7 mol·L－1·min－1 C．v(N2)＝0.4 mol·L－1·min－1 D．v(CO2)＝1.1 mol·L－1·min－1 例5．对于可逆反应A(g)＋3B(s)2C(g)＋2D(g)，在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示的反应速率最快的是() A．v(A)＝0.5 mol·L－1·min－1 B．v(B)＝1.2 mol·L－1·s－1 C．v(D)＝0.4 mol·L－1·min－1 D．v(C)＝0.1 mol·L－1·s－1 【总结】对于同一反应，比较用不同反应物或生成物表示的反应速率大小时，要换算成同一物质表示的速率，才能比较。 3．影响化学反应速率的因素 内因：由参加反应的物质的性质决定。 影响反应速率的因素有 外因：浓度、温度、压强、催化剂、其它因素。 （1）浓度：其它条件不变时，增大反应物浓度，可以增大反应速率。 注意：“浓度”是指“溶液中溶质的浓度”或“气体的浓度”；固体和纯液体的浓度可看成是一常数。对固体，反应速率与其表面积大小有关，固体的颗粒度越小（表面积越大，则反应速率越快。 （2）温度：其它条件不变时，升高温度可以增大反应速率；降低温度可以减小反 第2章化学反应的方向、限度和速率 一、在温度、压强一定的条件下，化学反应方向的判据为： ，反应能自发进行；，反应达到平衡状态；，反应不能自发进行。 二、化学平衡 1．化学平衡常数 （1）对于化学反应：aA＋bB cC＋dD，化学平衡常数K＝，浓度商Q＝。 （2）Q＞K，；Q＝K，；Q＜K，。 2．对于化学反应：aA＋bB cC＋dD，反应物A的平衡转化率α（A）＝。 3．反应条件对化学平衡的影响（温度、浓度、压强） 三、化学反应速率 1．化学反应速率v＝。 对于反应aA＋bB === dD＋eE：v＝＝＝＝ 2．影响因素（浓度、温度、催化剂） 考点一：化学反应的方向 1．已知反应3O2（g）===2O3（g）的ΔH<0,ΔS>0，下列对此反应的叙述正确的是（）A．该反应在任何情况下均能自发进行B．该反应在任何情况下均不能自发进行 C．该反应在一定条件下能自发进行D．条件不足，无法判断 考点二：化学平衡的移动 1．对某一可逆反应来说，使用催化剂的作用是（） A．提高反应物的平衡转化率B．以同等程度改变正逆反应的速率 C．改变平衡混合物的组成D．增大正反应速率，减小逆反应速率 2．增大压强，对已达到平衡的反应3P（g）+ Q（g）2R（g）+ 2G（s）产生的影响是（） A．正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动 B．正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡向逆反应方向移动 C．正、逆反应速率都不变，平衡不发生移动 D．正逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动 3．下列各反应达到平衡后，加压或降温都能使化学平衡向逆反应方向移动的是（）A．2NO N2O4（正反应为放热反应）B．C（s）+ CO22CO（正反应为吸热反应） + 3H22NH3（正反应为放热反应）D．H2S H2 + S（s）（正反应为吸热反应） C．N 4．在一定条件下，在体积可变的容器中建立以下平衡：2NO 2（g）N2O4（g）（正反应为放热反应）保持其它条件不变，只改变下列中的一个条件时，混合气体的颜色肯定加深的是（） A．降低温度B．使用适当催化剂C．容器体积扩大至原来的2倍D．容器体积缩小至原来的1/2 5．可逆反应a X（g）+ b Y（g） c Z（g）在一定条件下达到化学平衡，c（Z）＝2 mol/L。保持其它条件不变，将容器体积扩大至原来的2倍，重新平衡后，测得c（Z）＝1.2 mol/L。下列关于a、b、c的关系式中，正确的是（） A．a + b ＜c B．a + b ＝c C．a + b ＞c D．无法判断 6．已知：4NH3（g）+5O2（g）=== 4NO（g）+6H2O（g）. △H=－1 025 kJ·mol－1该反应是一个可逆反应。若反应物起始物质的量相同，下列关于该反应的示意图不正确的是（） A B C D 化学反应的速率和限度 1、化学反应的速率 （1）概念：化学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（均取正值）来表示。计算公式：v(B)＝＝ ①单位：mol/(L·s)或mol/(L·min) ②B为溶液或气体，若B为固体或纯液体不计算速率。 ③以上所表示的是平均速率，而不是瞬时速率。 ④重要规律：（i）速率比＝方程式系数比（ii）变化量比＝方程式系数比 （2）影响化学反应速率的因素： 内因：由参加反应的物质的结构和性质决定的（主要因素）。 外因：①温度：升高温度，增大速率 ②催化剂：一般加快反应速率（正催化剂） ③浓度：增加C反应物的浓度，增大速率（溶液或气体才有浓度可言） ④压强：增大压强，增大速率（适用于有气体参加的反应） ⑤其它因素：如光（射线）、固体的表面积（颗粒大小）、反应物的状态（溶 剂）、原电池等也会改变化学反应速率。 【例题讲解】 例1、下列关于化学反应速率的说法中，不正确的是（） A．化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量 B．化学反应速率通常用单位时间内生成或消耗某物质的质量的多少来表示 C．在同一个反应中，各物质的反应速率之比等于化学方程式中的系数比 D．化学反应速率的常用单位有mol?L-1?S-1和mol/（L?min） 例2、反应4A（s）+3B（g）═2C（g）+D（g），经2min，B的浓度减少了 0.6mol/L． 对此化学反应速率的正确表示是（） A．用A表示的反应速率是0.4mol/（L?min） 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?min） D．B的浓度减小，C的浓度增大，v（B）＜0，v（C）＞0 例3、硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程为： 下列各组实验中最先出现浑浊是（） 专题化学反应的方向和限度 一、可逆反应与化学平衡状态 1．在密闭容器中进行反应：X2(g)＋Y2(g)?2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L －1、0.2 mol·L－1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是() A．Z为0.3 mol·L－1B．Y2为0.4 mol·L－1 C．X2为0.2 mol·L－1D．Z为0.4 mol·L－1 2．在一定温度下的定容容器中，当下列物理量不再发生变化时：①混合气体的压强，②混合气体的密度，③混合气体的总物质的量，④混合气体的平均相对分子质量，⑤混合气体的颜色，⑥各反应物或生成物的浓度之比等于系数之比，⑦某种气体的百分含量 (1)能说明2SO2(g)＋O2(g)?2SO3(g)达到平衡状态的是________。 (2)能说明I2(g)＋H2(g)?2HI(g)达到平衡状态的是________。 (3)能说明2NO2(g)?N2O4(g)达到平衡状态的是________。 (4)能说明C(s)＋CO2(g)?2CO(g)达到平衡状态的是________。 (5)能说明A(s)＋2B(g)?C(g)＋D(g)达到平衡状态的是________。 (6)能说明NH2COONH4(s)?2NH3(g)＋CO2(g)达到平衡状态的是________。 (7)能说明5CO(g)＋I2O5(s)?5CO2(g)＋I2(s)达到平衡状态的是________。 3．若上述题目改成一定温度下的恒压密闭容器，结果又如何？ 二、化学平衡常数 5．书写下列化学平衡的平衡常数表达式。 (1)Cl2＋H2O?HCl＋HClO (2)C(s)＋H2O(g)?CO(g)＋H2(g) (3)CH3COOH＋C2H5OH?CH3COOC2H5＋H2O (4)CO2－3＋H2O?HCO－3＋OH－ (5)CaCO3(s)?CaO(s)＋CO2(g) 题组一多个反应中平衡常数关系判断 1．研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应： 2NO2(g)＋NaCl(s)?NaNO3(s)＋ClNO(g)K1 2NO(g)＋Cl2(g)?2ClNO(g)K2 则4NO2(g)＋2NaCl(s)?2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的平衡常数K＝________(用K1、K2表示)。 2．已知：①CO(g)＋2H2(g)?CH3OH(g) ②2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)＋H2O(g) ③CO(g)＋H2O(g)?CO2(g)＋H2(g) 某温度下三个反应的平衡常数的值依次为K1、K2、K3，则该温度下反应3CO(g)＋3H2(g)?CH3OCH3(g)＋CO2(g)的化学平衡常数K为________________(用K1、K2、K3表示)。 题组二平衡常数的影响因素及其应用 3．甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知制 化学反的限度 [学习目标] 1、认识可逆反应的进行有一定的限度，知道可逆反应在一定条件下能达到平衡状态； 2、通过日常事例和具体实验理解可逆反应的限度问题； 3、在分析交流中善于发现问题，敢于质疑，培养学生独立思考能力及与人合作的团队精神； 4、发展学生学习化学的兴趣，从化学的视觉认识自然、环境、能源和社会的关系。 [课前准备] 图片展示：高炉炼铁，尾气之谜 说明有些反应只能_____________________。 [学海导航] 二、化学反应的限度 FeCl3溶液与KI溶液反应程度实验 （一）可逆反应 1、定义：在___________下，__________________既__________________的反应。可逆反应中，反应物___________完全转化为生成物，即可逆反应有一定限度。 下列不属于可逆反应的是（ ） A ．氯气与水反应生成盐酸与次氯酸 B ．N 2与H 2在一定条件下可以生成NH 3，同时 NH 3又可分解为N 2和H 2 C ．电解水生成H 2和O 2，氢气和氧气转化成H 2O D ．SO 2溶于水和H 2SO 3分解 在一定条件下把3mol H 2与1mol N 2置于密闭容器中反应能得到2mol NH 3吗？把2mol H 2和1mol O 2 混合气体引燃能得到２molH 2O 吗？为什么？ 分析合成氨反应中正逆反应的速率，反应物和生成物的浓度随时间变化的情况： （二）化学平衡状态 1、定义：__________反应在一定条件下进行到一定程度时，_________________________相等，______________________________不在变化，反应达到平衡状态。 2、化学平衡状态的特点？ 化学平衡状态的特点可用五个字概括 （1）逆:必须是_________反应。 （2）等：达到平衡状态时__________________相等。 （3）动：化学平衡是一种_______平衡，在平衡状态下反应_________。 （4）定：化学反应达到平衡时反应化合物的组成_______ （5）变：当反应条件改变时，原化学平衡状态被_____，一段时间后，会达到___________。 反 应 速率 时间 化学反应速率和限度讲 义 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988） 化学反应的速率和限度 一、化学反应速率 考点一 化学反应速率的简单计算及应用 例1：将4 mol A 气体和2 mol B 气体在2 L 的容器中混合，并在一定条件下发生如下反应：2A(g)＋B(g) 2C(g)，若经2 s 后测得C 的浓度 为0.6 mol·L －1，现有下列几种说法： ① 用物质A 表示反应的平均速率为0.3 mol·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 ③2 s 时物质A 的转化率为70% ④2 s 时物质B 的浓度为0.7 mol·L －1 其中正确的是( ) A ．①③ B．①④ C．②③ D．③④ (2)若①②中用A 、B 表示反应的平均速率分别为0.3 mol·L －1·s －1、0.6 mol·L －1·s －1，哪种物质表示的化学反应速率更快？ (3)若物质A 的转化率经过计算为30%，那么，物质B 的转化率为多少你能迅速得出答案吗 例2．对于A 2＋3B 22C 的反应来说，以下化学反应速率的表示中，反应 速率最快的是( ) A ．v ( B 2)＝0.8 mol·L －1·s －1 B ．v (A 2)＝0.4 mol·L －1·s －1 C ．v (C)＝0.6 mol·L －1·s －1 D ．v (B 2)＝4.2 mol·L －1·min －1 考点二 影响化学反应速率的因素 例3、把铝条放入盛有过量稀盐酸的试管中，不影响产生氢气速率的因素是( ) A ．盐酸的浓度 B ．铝条的表面积 C ．溶液的温度 D ．加少量Na 2SO 4固体 例4、．下列事实中，什么因素影响了化学反应速率。 化学反应的快慢和限度 一、 教材分析 （一）知识脉络 在学生认识了化学反应中的物质变化和能量变化的实质后，引入化学反应进行的快慢和限度，使学生从化学反应快慢和限度这一全新的视角，继续认识化学反应。化学反应的快慢主要由物质本身的性质决定，但外界条件的改变如：反应物的浓度、反应的温度、反应物间的接触面积、光、波、以及气体反应体系的压强等因素的变化都可影响反应的快慢。催化剂的使用同样会改变化学反应的快慢。在可逆反应中，一定条件下反应只能进行到一定的程度，外界条件的改变会影响到化学平衡的移动，这是反应的限度问题。从分析化学反应的快慢和限度优化工业生产的条件的选择。 （二）知识框架 （三）新教材的主要特点： 新教材中将此部分知识分解为必修部分和选修部分。必修部分与旧教材相比，降低了知识要求和难度。更简洁、易懂，更注重理论联系实际，注重培养学生的分析能力、知识迁移能力、科学实验方法和科学素养。 二．教学目标 （一）知识与技能目标 1、使学生了解化学反应速率的概念，知道浓度、温度和催化剂等条件对化学反应速率的表示化学反应速率的方法 优化化工生产条件的重要依据 化学反应 化学反应的限度 （化学反应平衡） 化学反应的的快慢 （化学反应速率） 影响化学反应速率的因素 化学平衡的建立 化学平衡的移动 影响，初步了解如何调控化学反应的快慢。 2、使学生了解化学平衡的特征，建立化学平衡的观点，认识化学反应的进行是有一定限度的，化学平衡是相对的。了解化学平衡的标志及平衡移动 3、通过“认识化学反应的快慢”“催化剂对化学反应速率的影响”等探究活动，培养学生设计半定量实验方案的能力，以及分析和处理实验数据的能力。 4、通过“硫酸制造工业的发展”“催化剂和化学工业”等资料介绍，使学生了解控制反应条件在生产和科学研究中的重要作用。 （二）过程与方法目标 1、通过引导学生对自己熟悉的化学反应、工业生产的分析，让他们学会怎样提炼总结出解决问题的科学方法，半定量实验的研究方法。 2、通过“联想·质疑”、“活动·探究”、“交流·研讨”、“观察·思考”等活动，提高学生分析、联想、类比、迁移以及概括的能力。 （三）情感态度与价值观目的 1、通过“联想·质疑”、“活动·探究”、“交流·研讨”、“观察·思考”等活动，激发学生探索未知知识的兴趣，让他们享受到探究未知世界的乐趣。 2、通过“认识化学反应的快慢”，“催化剂对化学反应速率的影响”，“温度对化学平衡的影响”等实践活动，培养学生严谨认真的科学态度和精神。通过对化工生产资料的学习，培养学生理论联系实际、勤奋好学的学习热情。 三、教学重点、难点 （一）知识上重点、难点 化学反应速率及影响因素；化学平衡的建立。 （二）方法上重点、难点 学会对照实验和半定量实验的实验方法，实践－理论－指导实践的认识问题及解决问题的方法。从特殊到一般的认识事物的思维方法。 四、教学准备 （一）学生准备 1、预习第二节化学反应的快慢和限度。如何描述化学反应的快慢？哪些条件可以影响化学反应的快慢？如何从实验的角度去分析和探讨？是不是所有的化学反应都进行得很 2.2 化学反应的方向和限度 第 2 课时 每课一练（苏教版选修 4） 基础达标 1.改变反应条件使化学平衡向正反应方向移动时，下列变化中正确的是（ ） A.生成物浓度一定增大 B.生成物的物质的量分数一定增大 C.反应物的转化率一定提高 D.某生成物的产率可能提高 解析：如增大体积平衡向正方向移动，则生成物浓度减小，选项 A 错；如加入反应物平衡 向正方向移动，生成物的质量分数不一定增大，转化率有增大、有减小，故选项 B 、C 错； 不论取什么措施，生成物产率有可能提高，故选项 D 正确。 答案：D 2.如图所示，φ(X)为气态反应物在平衡混合物中的体积分数，T 为温度。符合该曲线的反应 是（ ） A.2NH 3(g) N 2(g)+3H 2(g)(正反应为吸热反应) B.H 2(g)+I 2(g) 2HI(g)(正反应为放热反应) C.4NH 3(g)+5O 2(g) 4NO(g)+6H 2O(g)(正反应为放热反应) D .2SO 2（g ）+O 2(g) 2SO 3(正反应为放热反应) 解析：随温度升高 φ（X ）含量减小，则正反应一定是吸热反应，随压强增大 φ（X ）含量 升高，则正方向一定是体积增大的方向即 ΔV （g ）＞0，故选项 A 正确。 答案：A 3.在密闭容器中，进行反应 X （g ）+3Y(g) 2Z(g)，达到平衡后，其他条件不变，只增 加 X 的量，下列叙述中不正确的是（ ） A.正反应速率增大，逆反应速率减小 B.X 的转化率变大 C.Y 的转化率变大 D.正、逆反应速率都增大 解析：对于反应 X （g ）+3Y （g ） 2Z （g ）达到平衡只增加 X ，则平衡向右移动，正 反应速率增大，逆反应速率也随之逐渐增大，Y 转化率增大，X 的转化率却减小，故选 C 。 答案：C 4.可逆反应 3H 2（g ）+N 2(g) 2NH 3(g) ΔH ＜0,达到平衡后，为了使 H 2 的转化率增大， 下列选项中采用的三种方法都正确的是（ ） A.升高温度，降低压强，增加氮气 B.降低温度，增大压强，加入催化剂 C.升高温度，增大压强，增加氮气 D.降低温度，增大压强，分离出部分氨 解析：由于 ΔH ＜0，降低温度平衡向正方向移动，故 A 、C 错误；催化剂对化学平衡无影响， 故 B 错误；增大压强和分离出部分氨，都能增大 H 2 的转化率，故选 D 。 化学化学反应的速率与限度的专项培优练习题及答案解析 一、化学反应的速率与限度练习题（含详细答案解析） 1．某温度下在2L密闭容器中，3种气态物质A、B、C的物质的量随时间变化曲线如图。 （1）该反应的化学方程式是________________________ （2）若A、B、C均为气体，10min后反应达到平衡， ①此时体系的压强是开始时的________倍。 ②在该条件达到平衡时反应物的转化率为________%（计算结果保留1位小数） （3）关于该反应的说法正确的是_________。 a.到达10min时停止反应 b.在到达10min之前C气体的消耗速率大于它的生成速率 c.在10min时B气体的正反应速率等于逆反应速率 【答案】2C A+3B 9 7 或1.29或1.3 66.7% b、c 【解析】 【分析】 （1）由图可知，C是反应物，物质的量分别减少2mol，A、B生成物，物质的量增加 1mol、3mol，物质的量变化比等于系数比； （2）①体系的压强比等于物质的量比； ②转化率=变化量÷初始量×100%； （3）根据化学平衡的定义判断； 【详解】 （1）由图可知，C是反应物，物质的量减少2mol，A、B生成物，物质的量分别增加 1mol 、3mol，物质的量变化比等于系数比，所以该反应的化学方程式为：2C A+3B；（2）①体系的压强比等于物质的量比，反应前气体总物质的量是7mol、反应后气体总物 质的量是9mol，所以此时体系的压强是开始时的9 7 倍； ②转化率=变化量÷初始量×100%=2÷3×100%=66.7%； （3）a.根据图象，到达10min时反应达到平衡状态，正逆反应速率相等但不为0，反应没有停止，故a错误； b.在到达10min之前，C的物质的量减少，所以 C气体的消耗速率大于它的生成速率，故b 正确； c.在10min时反应达到平衡状态，所以B气体的正反应速率等于逆反应速率，故c正确；选bc。 3-1 判断题 （1）化学反应速率方程式是质量作用定律的数学表达式。 答：错误，对基元反应来说的确如此，但是对于复杂反应来说化学反应速率方程式并不是质量作用定律的数学表达式。 （2）反应级数等于反应方程式中各反应物的计量数之和。 答：错误，反应级数等于反应速率方程式中各反应物的计量数之和，对复杂反应来说，反应速率方程式中各反应物的计量数并不等于反应方程式中各反应物的计量数。 （3）降低CO2的分压，可使反应Ca CO3(s)Ca O(s)+ CO2(g)的正反应速率增加。 答：错误，降低CO2的分压只能导致正反应转化率的增加，而无法改变反应的速率。 （4）升高温度对吸热反应的速率增加较快，对放热反应的速率增加较慢。 答：错误，升高温度对反应速率的影响取决于反应的活化能和初始温度，与吸热还是放热无关。 （5）催化剂能使正、逆反应速率同时增加，且增加的倍数相同。 答：正确。 （6）催化剂既可以加快反应速率，又可以提高反应物的转化率。 答：错误：催化剂只能加快反应速率，不能提高反应物的转化率。 （7）浓度、压力的改变使化学平衡发生移动的原因是改变了反应商Q值；温度的改变使化学平衡发生移动的原因是引起Kθ值发生了变化。 答：正确。 （8）活化能高的反应其反应速率很低，且达到平衡时其Kθ值也一定很小。 答：错误，平衡常数与活化能无关。 （9）由于△r G =-RTInKθ，所以一个反应各物质都处于标准状态时，也是平衡状态。 答：错误，平衡状态取决于反应自身，而不是反应物的状态。 （10）对反应aA(g)+bB(g)====dD(g)+eE(g)，反应总级数为a+b ，则此反应一定是简单反应。 答：错误，比如：由于多步反应的反应级数等于各部反应级数的乘积，对于包含一个一级基元反应和一个反应级数为a+b 的反应而言，总反应级数仍然是a+b 。 3-2 选择题 （1）对反应2SO 2(g)+ O 2(g) 2SO 3(g)，下列几种速率表达式之间关系正确 的是（ ④ ）。 ① dt )O (dc dt )SO (dc 22= ② dt 2) SO (dc dt )SO (dc 32= ③ dt )O (dc dt 2)SO (dc 23= ④ dt ) O (dc dt 2)SO (dc 22-= （2）由实验测定，反应H 2(g)+Cl 2(g)====2H Cl(g)的速率方程为： v = k c ( H 2) c ( Cl 2)，在其它条件不变的情况下，将每一反应物浓度加倍，此时反应速率为（ ③）。 ①2 v ②4 v ③2.8 v ④2. 5 v （3）测得某反应的正反应活化能E a =70 kJ ·mol -1，逆反应活化能E a =20 kJ ·mol -1 ，此反应的反应热为（①）。 ① 50 kJ ·mol -1 ② -50 kJ ·mol -1 ③ 90 kJ ·mol -1 ④ -45 kJ ·mol -1 （4）在298K 时，反应2H 2O 2 ==== 2H 2O+ O 2，未加催化剂前活化能E a =71 kJ ·mol -1 ，加入Fe 3+作催化剂后，活化能降至42 kJ ·mol -1，加入催化剂后反应速率为原来的（③）倍。 ①29 ②1×103 ③1.2×105 ④5×102 （5）某反应的速率常数为2.15 L 2·mol -2·min -1，该反应为（ ④）。 ①零级反应 ②一级反应 ③三级反应 ④二级反应 （6）已知反应2NO(g)+Cl 2(g)====2NOCl(g)，其速率方程为V=k c 2 (NO) c (Cl 2)故此反应（③）。 ①一定是复杂反应 ②一定是基元反应 ③无法判断 7-25化学反应速率与限度 知识点： 一、化学反应速率 1、定义： 化学反应速率是用来衡量化学反应进行的快慢程度的物理量。 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。 2、计算公式： 3 例1mol/L ，那么，用SO 2浓度变化来表示的化学反应速率为 ， 例2：以下是工业合成氨的反应原理，已知反应的浓度数据如下： N 2 ＋ 3H 2 2NH 3 起始浓度（mol/L ） 1 3 0 2 min 后浓度（mol/L ） 0.6 2 min 内浓度变化量（ml/L ） 分别用N 2、H 2、NH 3的浓度变化量表示反应速率。 注意：同一反应可以选用不同的物质来表示速率，其数值可能不同，但意义相同。 且用不同物质表示的速率之比等于方程式中计量数之比： aA ＋bB ＝cC ＋dD ，速率关系式： v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D) ＝ 。 比较反应速率快慢的方法：根据速率关系式，转化成同一种物质的速率，再比较大小 例3 在四个不同的容器中，在不同的条件下进行合成氨反应：N2+3H2=2NH3，根据在 相同时间内测定的结果判断，生成氨气的速率最大的是（ ） A 、v （H2）=0.3mol*（L*min ）^-1 B 、v （N2）=0.2mol*（L*min ）^-1 C 、v （NH3）=0.25mol*（L*min ）^-1 D 、v （H2）=0.4mol*（L*min ）^-1 二、影响化学反应速率的因素 ⑴内因(决定性因素)：反应物本身的性质。反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越 。 化学反应的本质：有效碰撞使化学键断裂和形成 ⑵外因(外界条件)： ①催化剂：在其他条件相同时，使用(正)催化剂，通常可以 化学反应速率，不同的催化剂对同一反应的催化效果 。 例：实验2-6 MnO2与FeCl3催化H2O2分解 ②温度：在其他条件相同时，温度越高，化学反应速率 。 例：冷水、常温、热水情况下H2O2分解 例4：已知反应的温度每升高10℃，反应速率增大为原来的2倍，若反应的温度由20℃升高到90℃，则反应速率变为原来的_________倍。 ③反应物的浓度：在其他条件相同时，反应物浓度越大，化学反应速率 。 注意,固体的量不影响反应的速率 例：2mol/L 与6mol/L 的HCl 与Fe 反应 ④固体的表面积：在其他条件相同时，反应物之间接触的表面积越大，化学反应速率____ 例：块状的大理石与粉状的大理石与盐酸反应 ⑤压强：对于气体，其他条件相同时，反应体系的压强越大，化学反应速率_______ 总结：1、等温等积，充入气体反应物 2、等温等积，充入惰性气体或其他无关气体 3、等压等温，充入无关气体 4、其他条件不变，缩小或扩大容器体积 ⑥其它条件：反应物状态、光、溶剂等，也能影响化学反应速率。 例5：下列反应开始时放出氢气的速率最大的是（金属均为粉末状）： A 、Mg 0.1mol 与6mol/L 硝酸10ml 60℃ B 、Mg 0.1mol 与3mol/L 盐酸10ml 60℃ C 、Fe 0.1mol 与3mol/L 盐酸10ml 60℃ D 、Mg0.1mol 与3mol/L 硫酸10ml 60℃ 例6：用铁片与稀硫酸反应制备H2时，下列措施不能够使得H2生成的速率加大的是 A 、加热 高温、高压 催化剂 高考化学一轮复习测试卷及解析（36）： 化学反应的方向和限度 题组一 化学平衡状态的判断及平衡特征 1．(2011·山东理综，28)研究NO 2、SO 2、CO 等大气污染气体的处理具有重要意义。 (1)NO 2可用水吸收，相应的化学反应方程式为________________________________。 利用反应6NO 2＋8NH 37N 2＋12H 2O 也可处理NO 2。当转移1.2 mol 电子时，消耗的NO 2在标准状况下是________L 。 (2)已知：2SO 2(g)＋O 2(g)2SO 3(g)；ΔH ＝－196.6 kJ·mol －1 2NO(g)＋O 2(g)2NO 2(g)；ΔH ＝－113.0 kJ·mol －1 则反应NO 2(g)＋SO 2(g) SO 3(g)＋NO(g)的ΔH ＝________kJ·mol －1。 一定条件下，将NO 2与SO 2以体积比1∶2置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是________。 a ．体系压强保持不变 b ．混合气体颜色保持不变 c ．SO 3和NO 的体积比保持不变 d ．每消耗1 mol SO 3的同时生成1 mol NO 2 测得上述反应平衡时NO 2与SO 2体积比为1∶6，则平衡常数K ＝________。 (3)CO 可用于合成甲醇，反应方程式为CO(g)＋2H 2(g)CH 3OH(g)。CO 在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如右图所示。 该反应ΔH ________0(填“>”或“<”)。实际生产条件控制在250 ℃、1.3×104 kPa 左右， 选择此压强的理由是__________________________________________________________。 2．(2011·浙江理综，27)某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵(NH 2COONH 4)分解反应平衡常数和水解反应速率的测定。 (1)将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡： NH 2COONH 4(s)2NH 3(g)＋CO 2(g) 实验测得不同温度下的平衡数据列于下表： 温度/℃ 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 平衡总压强/kPa 5.7 8.3 12.0 17.1 24.0 平衡气体总浓度/mol·L －1 2.4×10－3 3.4×10－3 4.8×10－3 6.8×10－3 9.4×10－3 ①可以判断该分解反应已经达到平衡的是________。 A ．2v (NH 3)＝v (CO 2) B ．密闭容器中总压强不变 C ．密闭容器中混合气体的密度不变 D ．密闭容器中氨气的体积分数不变 催化剂 △ 化学反应的速率和限度 一、化学反应速率的概念与计算 1、化学反应速率的概念概念 化学反应速率就是化学反应进行的快慢程度（平均反应速度），用单位时间内反应物或生成物的物质的量来表示。在容积不变的反应容器中，通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加（均取正值）来表示。 单位：mol/(L﹒min)或mol/(L﹒s) 2、正确理解化学反应速率 ①化学反应速率是平均速率，均取正值。 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。 ③各物质表示的速率之比等于该反应方程式中相应化学计量数之比。 ④在一定温度下，固体和纯液体物质，单位体积里的物质的量保持不变，即物质的量浓度为常数，因此，它们的化学反应速率也被视为常数。 【例1】在一定条件下，向体积为2L的密闭容器中加入2mol N2和10mol H2，发生反应：N 2 + 3H22NH3，2min 时，测得剩余的N2为1mol 则化学反应速率的表示正确的是 （） A、v（N2）=1 mol/(L﹒min) B、v（H2）=0.75 mol/(L﹒min) C、v（NH3）=0.25 mol/(L﹒min) C、v（N2）=0.5 mol/(L﹒min) 【例2】对于反应N2+O22NO在密闭容器中进行，下列哪些条件能加快反应的速率 A. 缩小体积使压强增大 B. 体积不变充入N2使压强增大 C. 体积不变充入H2使压强增大 D. 压强不变充入N2使体积增大 【例3】在一密闭容器里装有氮气和氢气。反应开始时，氮气的浓度为2mol/L，氢气的浓度为5mol/L, 反应开始2min时，测得容器中氮气的浓度为1.8mol/L。2min后氢气的浓度为多少mol/L?这2min内氮气的平均反应速率是多少？氢气和氨气的平均反应速率各是多少？2min内氮气、氢气和氨气的速率之比为多少? 化学反应速率和限度习题基础巩固 1．在2升的密闭容器中,发生以下反应:2A(g)+ B(g) 2C(g)+D(g) 。若最初加入的A和B都是4 mol，在前10秒钟A的平均反应速度为0.12 mol/（L·ｓ），则10秒钟时，容器中B的物质的量是 ( )。 A. 1.6 mol B. 2.8 mol C. 2.4 mol D. 1.2 mol 2．在一定条件下，向1L密闭容器中加入2 mol N 2和10molH2，发生反应N2+3H22NH3，2分钟末时，测得剩余氮气为1mol，下列有关该反应的反应速率的描述中不正确的是（）。 A．υ(N2)＝ 0.5 mol／(L·min) B．υ(H2)＝ 1.5 mol／(L·min) C．υ(NH3)＝ 2 mol／(L·min) D．υ(N2)＝1mol／(L·min) 3．在2A＋B 3C＋5D反应中，表示该反应速率最快的是（）。A．υ(A)＝ 0.5 mol／(L·ｓ) B．υ(B)＝ 0.3 mol／(L·ｓ) C．υ(C)＝ 0.8 mol／(L·ｓ) D．υ(D)＝ 1 mol／(L·ｓ) 4．在一密闭容器中充入一定量的N2和H2，经测定反应开始后的2s内氢气的平均速率：ν(H2)=0.45mol／(L·s），则2s末NH3的浓度为（）。 A．0.50mol／L B．0.60mol／L C．0.45mol／L D．0.55mol／L 5．将0.5molPCl 5充入体积为1L的密闭容器中，发生反应PCl5 PCl3+Cl2，一段时间后测得PCl5的浓度为0.3mol／L，且这段时间内的平均反应速率υ(PCl5)＝ 0.4 mol／(L·min)，则这段时间为（）。 A．B．C．D． 6．下列情况下，反应速率相同的是（）。 A．等体积0.1 mol/L HCl和0.1 mol/L H2SO4分别与0.2 mol/L NaOH溶液反应 B．等质量锌粒和锌粉分别与等量1 mol/L HCl反应 C．等体积等浓度HCl和HNO3分别与等质量的Na2CO3粉末反应 D．等体积0.2 mol/L HCl和0.1 mol/L H2SO4与等量等表面积等品质石灰石反应 7.硫代硫酸钠（Na2S2O3）与稀H2SO4溶液时发生如下反应：Na2S2O3+ H2SO4=Na2SO4+SO2+S↓+H2O 下列反应速率最大的是（）。 A 0.1mol/L Na2S2O3和0.1mol/L H2SO4溶液各5mL，加水5mL，反应温度10℃ 化学反应的方向和限度 主讲：程为民 一周强化 一、一周内容概述 本周学习了化学反应的方向和限度，重点介绍了：化学反应的方向、判断化学反应方向的依据、化学平衡的建立、化学平衡常数、平衡转化率等。 二、重难点知识剖析 （一）化学反应的方向 自发反应：在一定条件下无需要外界帮助就能自动进行的反应。 化学反应具有方向性。许多化学反应能自发进行，而其逆反应无法进行。如： Zn＋CuSO 4＝ZnSO 4 ＋Cu （二）判断化学反应方向的依据 1、判断反应能否自发进行的因素之一：焓变（△H） （1）若△H＜0 ，一般正反应能自发进行。 （2）若△H＞0 ，一般正反应不能自发进行；而逆反应能自发进行。 绝大多数放热反应都能自发进行，而且反应放出的热量越多，体系能量降低得也越多，反应越完全。因此，反应体系有趋向最低能量状态的倾向。 2、判断反应能否自发进行的因素之二：熵变（△S） 决定化学反应能否自发进行的另一个因素是体系的混乱度。衡量一个体系混乱度的物理量叫做熵，用符号S表示。体系中微粒之间无规则排列的程度越大，体系的熵越大。 熵变（△S）：反应前后体系熵的变化叫做熵变，可用△S表示。如果发生变化后体系的混乱度增大，该过程的△S＞0 ；反之△S＜0 。 自发反应趋向于最大混乱度方向进行，即熵变△S＞0的方向。 （1）若△S＞0 ，一般正反应能自发进行。 （2）若△S＜0 ，一般正反应不能自发进行；而逆反应能自发进行。 3、判断反应能否自发进行的综合因素：吉布斯自由能（△G） 在恒温压条件下，封闭系统的吉布斯自由能变：△G＝△H－T△S。这一公式称为吉布斯等温方程式，是化学上最重要和最有用的公式之一。△G可作为反应或过程自发性的衡量标准：△G＜0时，过程为自发过程；△G＞0时，过程为非自发过程；△G＝0时，处于平衡状态。 △G的符号和大小不但取决于△H和△S的符号和大小，也与温度密切相关，可能出现表所示的四种情况。 表△H、△S及T对反应自发性的影响 类型 △H △S △G(△H－T△S) 正反应的自发性 实例 I － ＋ 永远是负 △H △S △G(△H－T△S) 正反应的自发性 实例 I － ＋ 永远是负 任何温 (g)＝3O2(g) Ⅱ ＋ － 永远是正 任何温度均不自发 CO(g)＝C(s)＋度均自发 2O 3 O2(g) Ⅲ ＋ ＋ 低温为正， △S △G(△H－T△S) 正反应的自发性 实例 I － ＋ 永远是负 任何温度均自 (g)＝3O2(g) Ⅱ ＋ － 永远是正 任何温度均不自发 CO(g)＝C(s)＋ 发 2O 3 O2(g) Ⅲ ＋ ＋ 低温为正， △G(△H－T△S) 正反应的自发性 实例 I － ＋ 永远是负 任何温度均自发 2O3(g)＝3O2(g) Ⅱ ＋ － 永远是正 任何温度均不自发 CO(g)＝C(s)＋ O2(g) Ⅲ ＋ ＋ 低温为正， 正反应的自发性 实例 I － ＋ 永远是负 任何温度均自发 2O (g)＝3O2(g) 3 (g)＝3O2(g) Ⅱ ＋ － 永远是实例 I － ＋ 永远是负 任何温度均自发 2O 3 (g) Ⅲ ＋ ＋ 低温为正， 正 任何温度均不自发 CO(g)＝C(s)＋O 2 I － ＋ 永远是负 任何温度均自发 2O3(g)＝3O2(g) Ⅱ ＋ － 永远是正 任何 温度均不自发 CO(g)＝C(s)＋O (g) Ⅲ ＋ ＋ 低温为正， 2 I － ＋ 永远是负 任何温度均自发 2O3(g)＝3O2(g) Ⅱ ＋ － 永远是正 任何温 (g) Ⅲ ＋ ＋ 低温为正， 度均不自发 CO(g)＝C(s)＋O 2 (g)＝3O2(g) Ⅱ ＋ － 永远是正 任何温度－ ＋ 永远是负 任何温度均自发 2O 3 化学反应的快慢教学设计 【教学目标】 1.使学生了解化学反应速率的概念， 2.知道浓度、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响，初步了解如何调控化学反应的快慢。 【教学重点、难点】 化学反应速率及影响因素 【教学准备】 学生按学习小组为单位，设计活动探究”的实验方案。 【教学方法】 问题推进、分析类比、实验探究 【教学过程】 【锚式问题】 为什么食品冬季保存的时间要比夏季的长？ 【板书】 第二节化学反应的快慢和限度 【链式问题】 阅读教材40页联想质疑”如何认识化学反应的快慢？如何表示化学反应 的快慢？催化剂在化学反应中有什么作用？ 【学生】 ① 气泡快慢② 颜色变化③ 固体量减少④ 浑浊程度⑤ 温度变化等 在硫酸的工业生产中，二氧化硫氧化生产成三氧化硫要选择一定的温度、催化剂是为了有利于三氧化硫的生成。说明条件的不同对化学反应有影响，它们是如何影响的呢？ 【板书】 一、化学反应的快慢 【媒体显示】 “认识化学反应的快慢”的实验设计： 【链式问题】 1.根据已有的知识，对课本P41所给的试剂分类，判断它们间哪些物质会 发生反应？ 2.我们应如何判断反应的快慢？ 3.根据方法导引和工具栏的提示设计实验： 【学生设计】 学生讨论、分析所给物质的浓度、状态，设计实验方案 （1）铜片分别与同浓度的盐酸在常温和加热条件下的实验 （2）镁条、铁片分别与同浓度的盐酸的实验 （3）铁片分别与不同浓度的盐酸反应的实验 （4）铁片分别与同浓度的盐酸在常温和加热条件下的实验 （5）块状碳酸钙分别与不同浓度的盐酸的实验 （6）块状碳酸钙、碳酸钙粉末分别与同浓度的盐酸的实验 通过什么现象了解化学反应的快慢？如何表示化学反应的快慢？ 【阐述】 化学反应进行时可以通过观察气泡逸出的快慢、固体物质的消失或产生的快慢、颜色改变的快慢来判断化学反应的快慢。通常用化学反应速率来描述化学反应的快慢。 【板书】 1.化学反应速率 用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示。 时间：(如每秒、每分、每小时) 计算公式为=△ C /△ t 反应速率的单位mol/(L?s )mol/(L?min)mol/(L?h) 【链式问题】 如何认识反应速率？练习：向一个容积为1L 的密闭容器中，放入2molSO 2和1molO2,在一定条件下，2s末测得容器内有0.8molSO 2,求2s内SO 2、SO 3、O 2 的反应速率和反应速率比 2.有关化学反应速率的计算 例：反应N 2＋3H《化学反应的速率和限度》教学设计
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