2018-2019学年人教版化学必修2-第二章第3节化学反应的速率和限度-(导学案)

人教版高一化学必修2第2章第3节《化学反应的速率和限度》导学案罗定市泷水中学梁志强疏导引导一、化学反应速率的计算(1)反应速率计算式：v=tc。(2)对于同一个化学反应，用不同物质的浓度变化表示的反应速率之比等于相应物质在反应方程式中的化学计量数之比，例如：aA+bB====cC+dD；v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=a∶b∶c∶d。二、外界条件对化学反应速率的影响1.浓度对化学反应速率的影响当其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以增大化学反应速率；减小反应物的浓度，可以减小化学反应速率。注意：a.对于纯液体或固体物质，可认为其浓度为“常数”，它们的量的改变不会影响化学反应速率。b.固体反应物颗粒的大小能影响化学反应速率。固体颗粒越小，其表面积越大，与其他反应物的接触面积越大，所以能加快化学反应速率。2.压强对化学反应速率的影响对于有气体参加的化学反应来说，当其他条件不变时，增大气体的压强，可以增大化学反应速率；减小气体的压强，可以减小化学反应速率。注意：由于压强的变化对固体、液体或溶液的体积影响很小，因而对它们浓度改变的影响也很小，可以认为改变压强对它们的反应的反应速率无影响。3.温度对化学反应速率的影响当其他条件不变时，升高温度，可以增大化学反应速率；降低温度，可以减小化学反应速率。实验测得：温度每升高10℃，化学反应速率通常增大到原来的2—4倍，即10/)(1222)4—2(rTvv注意：上述结论，对吸热反应和放热反应均适用。4.催化剂对化学反应速率的影响催化剂能够改变化学反应速率。能加快化学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。在实际应用中，如不特别说明，凡是说催化剂都是指正催化剂。注意：a.使用催化剂能同等程度地改变(加快或减慢)化学反应速率。b.约85%的化学反应需要使用催化剂，在使用催化剂时应防止催化剂中毒。5.其他因素对化学反应速率的影响除了浓度、压强、温度、催化剂等能改变化学反应速率外，反应物颗粒的大小、溶剂的性质、光、超声波、磁场等也会对化学反应速率产生影响。三、可逆反应达到平衡状态的判断1.直接判断法(1）体系中各组分的物质的量浓度或体积分数、物质的量分数保持不变。(2)依据v(正)=v(逆)判断反应达到平衡状态。(3)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。以可逆反应aA+bBcC+dD为例，其反应速率v(正)、v(逆）分别有4种表示方法：消耗消耗生成生成生成生成消耗消耗逆正)()()()()()()()()()(DvCvBvAvvDvCvBvAvv2.间接判断法(1)全部是气体参加的体积可变反应，体系的压强不随时间而变化，例如：N2+3H22NH3。(2)全部是气体参加的体积可变反应，体系的平均相对分子质量不随时间变化。例如：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。(3)对于有颜色的物质参加或生成的可逆反应，体系的颜色不再随时间而变化，如2NO2(g)N2O4(g)。(4)体系中某反应物的转化率或某生成物的产率达到最大值且不再随时间而变化。四、外界条件对化学平衡的影响。1.浓度对化学平衡的影响①当其他条件不变时，改变其中任何一种反应物或生成物的浓度，就会改变正反应或逆反应的速率，从而使平衡发生移动。②当其他条件不变时，增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动；增大生成物浓度或减小反应物浓度，平衡向逆反应方向移动。③平衡移动的方向取决于浓度改变时速率较大的一方。④只要是增大浓度(反应物或生成物)，无论移动方向如何，新平衡状态的速率一定大于原平衡状态的速率，反之亦然。2.压强对化学平衡的影响①对于有气体参加的可逆反应来说，气体的压强改变，可改变气体物质的浓度。气体物质的浓度改变后如果能导致v(正)、v(逆)不相等，也可引起化学平衡移动。这一移动规律是针对有气体参加且气体体积在反应前后有变化的平衡体系而言的。②当其他条件不变时，在有气体参加反应的平衡体系中，增大压强使平衡向气体体积减少的方向移动，减小压强使平衡向气体体积增大的方向移动。③平衡移动的方向取决于压强改变时速率较大的一方。增大压强，无论平衡移动的方向如何，新平衡状态的速率一定大于原平衡状态的速率。反之亦然。3.温度对化学平衡的影响①当其他条件不变时，改变反应体系的温度，对吸热反应或放热反应的速率影响不相同，导致v(正)和v(逆)不相等，也可引起化学平衡的移动。②当其他条件不变时，升高反应体系的温度，不论是吸热反应还是放热反应，反应速率都提高，但吸热反应的速率比放热反应的速率提高的幅度大。反之亦然。③当其他条件不变时，升高反应体系的温度，平衡向吸热反应方向移动；降低反应体系温度，平衡向放热反应方向移动。④平衡移动的方向取决于温度改变时速率较大的一方。只要是升高温度，新平衡状态的速率一定大于原平衡状态的速率。反之亦然。4.勒夏特列原理勒夏特列原理：如果改变影响化学平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等)，平衡就会向着能够减弱这种改变的方向移动。对勒夏特列原理中“减弱这种改变”的正确理解应当是：升高温度时，平衡向吸热反应方向移动；增加反应物时，平衡向减少反应物的方向移动；增大压强时，平衡向体积缩小的方向移动。勒夏特列原理又称平衡移动原理，它不仅适用于化学平衡的体系，也适用于溶解平衡等动态平衡体系。五、判断化学平衡移动方向应该注意的几点问题化学平衡建立的实质是v(正)=v(逆)，故凡能不同程度地影响v(正)、v(逆)的因素都使平衡发生移动。实际生产中常采用改变温度、浓度、压强(指气体)的方法，使平衡朝着所需的方向移动，其判断依据是勒夏特列原理。易错注意：(1)催化剂对化学平衡没有影响。因为催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，且在速率改变的过程中，始终保持着v(正)=v(逆)，只不过催化剂的使用能使平衡及早建立。(2)对于反应前后气态物质的总体积不变的反应，如H2(g)+I2(g)2HI(g)，增大压强或减小压强都不能使化学平衡移动，此时，压强改变能同等程度地改变正、逆反应速率，并始终保持着v(正)=v(逆)。(3)惰性气体的加入对化学平衡的影响，要具体分析平衡物质的浓度是否变化。如果恒温恒容时充入惰性气体，虽然体系的总压强增大，但没有改变原平衡混合物各组分的浓度，平衡不移动；如果恒温恒压时充入惰性气体，恒压下体积必定增大，则平衡混合物各组分浓度减小，平衡向体积增大的方向移动。(4)不要将平衡的移动和速率的变化混同起来，例如别以为平衡正向移动一定是v(正)加快，v(逆)减慢等。(5)不要将平衡的移动和浓度的变化混同起来，例如别以为平衡正向移动反应物浓度一定减小等。(6)不要将平衡的移动和反应物的转化率高低混同起来，例如别以为平衡正向移动反应物转化率一定提高。六、燃料的燃烧1.燃烧的一般条件(1)燃料与空气接触；(2)温度达到着火点。2.燃料的充分燃烧(1)条件与措施a.燃烧时要有适当过量的空气(利用O2的助燃性)。采取措施为：鼓风、扇风等增大氧气进入量的途径。b.燃料与空气要有足够大的接触面积。采取措施为：把固体燃料粉碎，使液体燃料以雾状喷出或气化等。(2)目的a.节约能源；b.减少燃烧产生的污染。3.灭火的一般条件(1)使燃烧物与空气隔绝；(2)使温度降低到着火点以下。活学巧用1.将4molA气体和2molB气体在2L的容器中混合并在一定条件下发生反应：2A(g)+B(g)2C(g)，若经2s后测得C的浓度为0.6mol/L，现有下列几种说法，其中正确的是(）①用物质A表示的反应的平均速率为0.3mol/(L·s)②用物质B表示的反应平均速率为0.6mol/(L·s)③2s时物质A的转化率为70%④2s时物质B的浓度为0.7mol/LA.①③B.①④C.②③D.③④思路解析：v(C)=sLmol26.01=0.3mol·L-1·s-1;v(A)=v(C)=0.3mol·L-1·s-1;v(B)=21v(C)=0.15mol·L-1·s-1。2s时消耗A的物质的量为：0.3mol·L-1·s-1×2L×2s=1.2mol，所以A的转化率为molmol42.1×100%=30%;2s时，c(B)=1mol·L-1-0.15mol·L-1·s-1×2s=0.7mol·L-1答案：B2.盐酸与块状CaCO3反应时，不能使反应最初的速率明显加快的是(）A.将盐酸的用量增加一倍B.盐酸的浓度增加一倍，用量减半C.温度升高30℃D.改用更小块的CaCO3思路解析：影响化学反应速率的是反应物的浓度，不是反应物的量，故增加盐酸的用量不能使反应速率明显加快；升高温度可以加快化学反应速率；改用更小块的CaCO3可以增大固体表面积，从而加快化学反应速率。答案：A3.(2005全国名校联考试题)反应A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g)，在四种不同情况下用不同物质表示的反应速率分别如下，其中反应速率最大的是（）A.v(A)=0.15mol·L-1·min-1B.v(B)=0.6mol·L-1·min-1C.v(C)=0.04mol·L-1·s-1D.v(D)=0.01mol·L-1·s-1思路解析：比较反应速率大小时，应注意单位一致，然后根据反应速率间的关系，换算为同一物质来进行比较。也可以将各反应速率除以各自的化学计量数后，再进行大小的比较。答案：C4.在一定条件下，反应2A(g)+2B(g)3C(g)+D(g)达到平衡状态的标志是(）A.单位时间内生成2nmolA,同时生成nmolDB.容器内压强不随时间而变化C.单位时间内生成nmolB，同时消耗1.5nmolCD.容器内混合气体密度不随时间而变化思路解析：本题考查判断可逆反应达平衡状态的特征。化学平衡的根本原因是正、逆反应速率相等，反应混合物中各组分的百分含量保持不变。但必须明确：正逆反应同时在进行，单位时间内生成2nmolA，同时生成nmolD，A项是正确的。C项中单位时间内生成nmolB，同时消耗1.5nmolC，说明反应在逆向进行，不是平衡状态，C项是错误的。对于B项，因为反应前后气体总体积不变，不论反应开始进行，还是达到平衡，体系的压强始终不变，B项不能作为判定依据。对于D项，本反应是一个气态反应，在恒容条件下，无论起始还是达到平衡，混合气体的密度始终不变，D项不能作为判定依据。答案：A5.取1molA和amolB按如下反应进行：A(g)+aB(g)bC(g),当A的转化率为50%时，同温同压下，测得混合气体的密度是原来的4/3，则a、b可能是()A.a=1,b=1B.a=3,b=3C.a=3,b=2D.a=2,b=3思路解析：从题意可知，反应向正反应方向移动。同温同压下，密度之比等于相对分子质量之比，且反应前与平衡后气体密度比为43，故依相对分子质量大，化学计量数小的规律，b＜1+a，即b-a＜1，从选项中可选出答案为A、C答案：AC6.在一固定容积的密闭容器中，放入3L气体X和2L气体Y，在一定条件下发生下列反应：4X(g)+3Y(g)2Q(g)+nR(g)达平衡后，容器内温度不变，混合气体的压强比原来增大了5%，X的浓度减小31。则此反应中n值是()A.3B.4C.5D.6思路解析：反应在一容积不变的密闭容器中进行，平衡时温度不变，但混合气体的压强增大，即混合气体的物质的量增大。由给出的方程式知有下列关系：2+n＞4+3，即n＞5，故只有D符合题意。答案：D7.在一定温度下，密闭容器中A+B2C类型的反应达到了平衡。（1）当增加或减少A物质时，平衡不移动，则A物质的状态为____________。（2）升高温度时，平衡向右移动，此正反应为____________反应，升高温度时，正反应速率____________，逆反应速率____________（填“增大”或“减小”）。(3)若B物质为气态，增大压强时平衡不移动，则A物质为____________态物质，C物质为____________态物质。思路解析：（1）由于增加或减少A对平衡无影响，所以A为固体或纯液体。（2）升高温