高中化学必修二第二章第三节化学反应的速率和限度.docx

第三节 化学反应的速率和限度
一、 化学反应速率
1. 概念：单位时间内反应物浓度的减少量或生产物浓度的增加量,即v=∆C∆t。
2. 常用单位：mol/L·min。
3. 影响化学反应速度的因素
① 温度越高，化学反应速率越快。
② 压强增加，化学反应速率加快。
③ 固体反应物接触面积越大，反应速率越快。
④ 增加反应物浓度，化学反应速率加快。
⑤ 催化剂加快反应速率。
⑥ 其他因素：光（射线）、反应物状态、原电池等。
【习题一】
下列关于化学反应速率的说法正确的是（　　）
A．化学反应速率为0.8mol•L-1•s-1，是指在1s时某物质的浓度是0.8mol•L-1
B．化学反应速率是指在一段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质
的量的增加
C．化学反应速率可以衡量化学反应进行的快慢
D．对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象越明显
【分析】A、化学反应速率为平均速率；
B、化学反应速率为单位时间内浓度的变化量；
C、化学反应速率即为描述化学反应快慢的物理量；
D、反应速率与现象无关．
【解答】解：A、因化学反应速率为平均速率，则化学反应速率为0.8mol/（L•s）是指1s内该物质的浓度变化量为0.8mol/L，故A错误；
B、化学反应速率为单位时间内浓度的变化量，则化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增大来表示，固体或纯液体的浓度变化视为0，故B错误；
C、化学反应速率是描述化学反应快慢的物理量，根据化学反应速率可以知道化学反应进行的快慢，故C正确；
D、反应速率与现象无关，反应速率快的，现象可能明显，也可能不明显，故D错误；
故选：C。
【习题二】
下列关于影响化学反应速率的条件说法正确是（　　）
A．增大压强一定能加快化学反应速率。
B．使用催化剂，使反应的活化能降低，反应速率加快，但不改变反应的历程。
C．减小反应物浓度可以减小化学反应速率常数，从而减小化学反应速率。
D．升高温度，一定能加快化学反应速率。
【分析】A．压强只影响有气体参加的化学反应；
B．使用催化剂，改变反应的历程，使反应的活化能降低；
C．化学反应速率常数与浓度无关；
D．升高温度，单位体积内活化分子百分数增大．
【解答】解：A．压强只影响有气体参加的化学反应，如酸碱中和反应增大压强对反应速率无影响，故A错误；
B．使用催化剂，改变反应的历程，使反应的活化能降低，则反应速率加快，反应的始终态不变，故B错误；
C．化学反应速率常数与浓度无关，减小反应物浓度可以减小单位体积内活化分子数目，从而减小化学反应速率，故C错误；
D．升高温度，单位体积内活化分子百分数增大，则加快化学反应速率，故D正确；
故选：D。

二、 化学反应限度
1. 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化学反应称为“可逆反应”。
2. 化学平衡：在一定条件下，一个可逆反应进行到正逆反应速率相等，反应物浓度与生成物浓度不再改变，达到一种表面静止的状态，我们称为“化学平衡状态”。
3. 化学平衡的移动受到温度、反应物浓度、压强等因素的影响，催化剂只会影响反应速度不会影响化学平衡。
4. 化学平衡的特征（逆、动、等、定、变）
① 逆：化学平衡是研究可逆反应。
② 动：动态平衡，达到平衡后，正逆反应仍在不断进行。
③ 等：达到平衡后，v正=v逆≠0。
④ 定：达到平衡后，各组分浓度保持不变。
⑤ 变：当条件发生改变，平衡被打破，在新的条件下会重新建立新的平衡。
5. 化学平衡的判断：
① 正逆反应速率相等v正=v逆≠0
② 各组分浓度保持不变或百分含量保持不变。
③ 由颜色的物质参与的反应，颜色保持不变。
④ 绝热恒容的体系中，温度保持不变。
⑤ 总物质的量或总压强、总体积或平均相对分子质量保持不变。
【习题三】
可逆反应2SO2+O2⇌2SO3 在密闭容器中进行，下列有关说法中错误的是（　　）
A．使用催化剂是为了加快反应速率，提高生产效率。
B．在上述条件下，SO2不可能100%地转化为SO3
C．为了提高SO2的转化率，应适当提高O2的浓度。
D．达到平衡时，SO2的浓度与SO3的浓度相等。
【分析】根据该反应是前后气体体积减小的放热反应，利用外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响因素分析。
【解答】解：A、使用催化剂加快了反应速率，缩短反应时间，提高反应效率，故A正确；
B、因该反应是可逆反应，存在反应限度，反应物不可能100%的转化，故B正确；
C、增大氧气的浓度，平衡正向移动，二氧化硫的转化率增大，故C正确；
D、达到平衡时，SO2的浓度与SO3的浓度可能相等，也可能不相等，要依据反应物的初始浓度及转化率判断，故D错误；
故选：D。
【习题四】
在恒温下的密闭容器中，有可逆反应2NO2⇌N2O4+热量，下列能说明反应达到了平衡状态的是（　　）
①NO2结合生成N2O4的速率与N2O4分解生成NO2速率相等时
②C（NO2）=C（N2O4）时      
③N2O4 处于不再分解时
④NO2的分子数与N2O4 分子数比为2：1时    
⑤体系颜色深浅不再发生改变时
⑥反应器中压强不再随时间变化时   
⑦混合气体的平均分子量保持不变时
⑧混合气体的密度保持不变时。
A．①③⑤⑧
B．②④⑥⑧
C．③⑤⑦
D．⑤⑥⑦

【分析】可逆反应2NO2⇌N2O4为气体体积缩小的反应，该反应达到化学平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不再发生变化，由此衍生的一些物理量不发生变化，以此进行判断。
【解答】解：①NO2生成N2O4的速率与N2O4分解生成NO2速率相等，反应速率之比与化学计量数之比不等，则正逆反应速率不等，说明此时没有达到平衡状态，故①错误；
②平衡时各物质的浓度关系取决于物质的起始物质的量和转化率，故c（NO2）=c（N2O4）时无法判断各组分的浓度是否继续变化，则不能说明反应达到平衡状态，故②错误；
③该反应为可逆反应，N2O4分解的同时也有N2O4的生成，不存在N2O4不再分解的情况，故③错误；
④平衡时各物质的分子数之比取决于物质的起始物质的量和转化率，故NO2的分子数与N2O4分子数比为2：1时不能说明反应达到平衡状态，故④错误；
⑤NO2为红棕色气体，N2O4为无色气体，则体系颜色深浅不再发生改变时，说明各组分的浓度不再变化，该反应已经达到平衡状态，故⑤正确；
⑥反应前后气体的体积不等，若反应器中压强不再随时间变化时能说明反应达到平衡状态，故⑥正确；

⑦平均分子量= m总n总反应前后气体总质量不变，而总物质的量发生变化，若混合气体的平均分子量保持不变时，能说明反应达到平衡状态，故⑦正确；
⑧ρ=mv气体的总质量不变，容器容积不变，则混合气体的密度始终不变，不能根据密度判断平衡状态，故⑧错误；
根据分析可知，能说明反应达到平衡状态的是⑤⑥⑦，
故选：D。
【习题五】
化学反应速率和化学平衡是化学反应原理的重要组成部分。
（1）对在一密闭容器已达到化学平衡的下列反应：N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g），其他条件不变，增大压强（缩小容器体积）时，其正反应和逆反应速率都将增大
（填“增大”、“减小”或“不变”），平衡将向 ______ 正（填“正”或“逆”）反应方向移动．
（2）催化剂不影响 ______ （填“影响”或“不影响”）化学平衡移动；升高温度，化学平衡向_____吸热
（填“吸热”或“放热”）方向移动；降低压强，化学平衡向气态物质体积______增大（填“减小”或“增大”）方向移动。
（3）一定温度下，在10L容器中加入5molSO2（g）和3molO2（g），当反应达到化学平衡时，有3molSO2发生反应生成了SO3（g）．则该反应的化学方程式为__________________2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）；达到化学平衡时SO2的转化率为_____60%；容器内气体的总物质的量为_______6.5mol。
【分析】（1）N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g），为气体体积缩小的反应，增大压强，正逆反应速率均增大，平衡正向移动；
（2）催化剂不影响平衡移动；升高温度平衡向吸热方向移动，减小压强平衡向气体体积增大的方向移动；
（3）SO2（g）、O2（g）反应生成SO3（g），为可逆反应，结合反应中3molSO2发生反应计算．
【解答】解：（1）N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）为气体体积缩小的反应，增大压强，正逆反应速率均增大，且化学平衡正向移动，故答案为：增大；正；
（2）催化剂不影响平衡移动；升高温度平衡向吸热方向移动，减小压强平衡向气体体积增大的方向移动，故答案为：不影响；吸热；增大；
（3）SO2（g）、O2（g）反应生成SO3（g），为可逆反应，该反应为2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g），反应中3molSO2发生反应，其转化率为3mol5mol×100%=60%，由反应可知，2molSO2反应减少1mol气体，则减少气体为3mol2 =1.5mol，反应后气体总物质的量为5+3-1.5=6.5mol，
故答案为：2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）；60%；6.5mol．