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6.2　化學(xué)反應(yīng)的速率與限度
[課標(biāo)要求]
1.知道化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法。2.通過實驗探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。3.知道可逆反應(yīng)在一定條件下能達(dá)到化學(xué)平衡。4.了解控制反應(yīng)條件在生產(chǎn)和科學(xué)研究中的作用。
化學(xué)反應(yīng)的速率
1.定義:用來衡量　　　　進(jìn)行快慢的物理量。
2.表示方式:通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物　　　　的減少或生成物　　　　的增加(均取正值)來表示。
3.公式:　　　　　　　　,單位為mol/(L·s)或mol/(L·min)。
如:某反應(yīng)的反應(yīng)物濃度在5 min內(nèi)由6 mol/L變?yōu)? mol/L,則這段時間內(nèi)該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為　　　　　　。
4.對化學(xué)反應(yīng)速率的正確理解
(1)在同一化學(xué)反應(yīng)里,用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率可能不同,但意義相同,故描述反應(yīng)速率時必須指明具體的物質(zhì)。
(2)固體或純液體的濃度視為常數(shù),Δc=0,因此通常不用固體或純液體表示化學(xué)反應(yīng)速率。
(3)由v= 計算得到的是一段時間內(nèi)的平均反應(yīng)速率,而不是某一時刻的瞬時速率。
5.化學(xué)反應(yīng)速率的計算和比較
(1)化學(xué)反應(yīng)速率的計算方法。
①定義式法:利用公式v=計算化學(xué)反應(yīng)速率,也可以利用該公式計算濃度變化量或反應(yīng)時間。
②關(guān)系式法: 　。
(2)反應(yīng)速率大小的比較方法。
①同一化學(xué)反應(yīng)速率用不同物質(zhì)表示時,數(shù)值可能不同,比較反應(yīng)速率的大小不能只看數(shù)值大小,還要進(jìn)行一定的轉(zhuǎn)化,換算成同一種物質(zhì)、同一單位表示,再比較數(shù)值大小。
②比值法:比較化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計量數(shù)的比值,如aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),比較與,若>,則說明用A表示的化學(xué)反應(yīng)速率大于用B表示的化學(xué)反應(yīng)速率。
[典例1] 某溫度和有催化劑條件下,恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)N2+3H22NH3,下列說法正確的是(　　)
t/min 0 5 10 15 20
c(NH3)/ (mol/L) 0 1.00 1.60 1.80 1.80
A.0～10 min內(nèi),v(NH3)=0.16 mol/(L·min)
B.0～10 min內(nèi),v(N2)=0.18 mol/(L·min)
C.0～10 min內(nèi),v(N2)=0.16 mol/(L·min)
D.0～10 min內(nèi),v(H2)=0.16 mol/(L·min)
6.影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
(1)內(nèi)因。
影響化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素是　　　　　　　　　　　　。
(2)外因。
①增大反應(yīng)物濃度,化學(xué)反應(yīng)速率　　　　。
②升高溫度,化學(xué)反應(yīng)速率　　　　。
③對于有氣體參加的反應(yīng),增大壓強,相當(dāng)于氣體反應(yīng)物濃度　　　　,化學(xué)反應(yīng)速率　　　　。
④使用催化劑可以　　　　化學(xué)反應(yīng)速率。
⑤增加固體的表面積可使化學(xué)反應(yīng)速率　　　　。
想一想1: 利用同樣大小的鋅片和鎂片、不同濃度的鹽酸,如何設(shè)計實驗驗證濃度對反應(yīng)速率的影響規(guī)律
[典例2] 下列措施中,不能增大化學(xué)反應(yīng)速率的是(　　)
A.Zn與稀硫酸的反應(yīng)中,用Zn片代替Zn粉
B.KClO3的分解反應(yīng)中,適當(dāng)提高反應(yīng)溫度
C.H2O2的分解反應(yīng)中,添加適量MnO2
D.合成氨的反應(yīng)中,增大體系的總壓強
化學(xué)反應(yīng)的限度
1.可逆反應(yīng)
(1)概念:在同一條件下,既能向　　　　方向進(jìn)行,同時又能向　　　　方向進(jìn)行的反應(yīng)。
(2)特點。
①反應(yīng)不能進(jìn)行　　　　。
②在一定條件下　　　　與　　　　同時存在。
③正、逆反應(yīng)　　　　進(jìn)行。
想一想2:氫氣與氧氣在點燃條件下生成水的反應(yīng)與水在通電的情況下生成氧氣和氫氣的反應(yīng),兩者是否互為可逆反應(yīng)
2.化學(xué)平衡
(1)化學(xué)平衡的建立。
在一定條件下,向反應(yīng)容器中加入N2和H2,發(fā)生反應(yīng)N2+3H22NH3。
即化學(xué)平衡建立過程的v-t圖為
(2)化學(xué)平衡狀態(tài)的概念。
在一定條件下,當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到一定程度時,　　　　　　與　　　　　　相等,反應(yīng)物的　　　　和生成物的　　　　都不再改變,達(dá)到一種表面靜止的狀態(tài),稱之為　　　　狀態(tài)。
(3)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征。
3.化學(xué)反應(yīng)的限度:化學(xué)平衡狀態(tài)是可逆反應(yīng)在一定條件下所能達(dá)到或完成的　　　　程度,即該反應(yīng)進(jìn)行的限度。
想一想3: 化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時,反應(yīng)是否停止 如何判斷一個反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)
[典例3] (2020·7月合格考)汽車尾氣污染已成為突出的環(huán)境問題。反應(yīng)2NO+2CO2CO2+N2可用于凈化汽車尾氣。一定條件下,該反應(yīng)進(jìn)行一段時間后,各物質(zhì)的濃度均不再變化,此時(　　)
A.反應(yīng)完全停止
B.反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)
C.反應(yīng)物消耗完全
D.正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率
[課堂知識網(wǎng)絡(luò)圖]
知識分點突破
知識點1
1.化學(xué)反應(yīng)
2.濃度　濃度
3.v(Β)=　0.8 mol/(L·min)
5.(1)②化學(xué)反應(yīng)速率之比=物質(zhì)的量濃度的變化量之比=物質(zhì)的量的變化量之比=化學(xué)計量數(shù)之比
[典例1] A　0～10 min內(nèi),v(NH3)=0.16 mol/(L·min),v(N2)=0.08 mol/(L·min),v(H2)=0.24 mol/(L·min),故A項正確。
6.(1)反應(yīng)物本身的性質(zhì)　(2)①增大　②增大　③增大　增大　④改變　⑤增大
想一想1
當(dāng)有多個因素同時存在影響反應(yīng)速率時,為了研究某一因素對反應(yīng)速率的影響規(guī)律,要控制其他因素相同,只改變要研究的影響因素,觀察該因素與反應(yīng)速率的關(guān)系,即用控制變量法研究影響反應(yīng)速率的因素。據(jù)此可以通過相同大小的鎂片(鋅片)與不同濃度的鹽酸反應(yīng),看產(chǎn)生氣泡的快慢來研究濃度對反應(yīng)速率的影響。
[典例2] A　其他條件相同時,接觸面積越大反應(yīng)速率越大,將鋅片換成鋅粒,接觸面積減小,所以速率減小。
知識點2
1.(1)正反應(yīng)　逆反應(yīng)　(2)①到底　②反應(yīng)物　生成物
③同時
想一想2
兩者反應(yīng)條件不同,不是同時發(fā)生,所以不互為可逆反應(yīng)。
2.(1)最大　0　減小　減小　增大　增大　不變　=　(2)正反應(yīng)速率　逆反應(yīng)速率　濃度　濃度　化學(xué)平衡
3.最大
想一想3
反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時,正、逆反應(yīng)速率相等但不為零,反應(yīng)并沒有停止;可以從兩個方面判斷反應(yīng)是否平衡,一個是從反應(yīng)的速率角度,同種物質(zhì)表示的正、逆反應(yīng)速率相等說明反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),也可以從各組分的濃度或物質(zhì)的量是否變化的角度判斷,當(dāng)各組分的濃度或物質(zhì)的量不再變化也可以說明反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。
[典例3] B　一定條件下,該反應(yīng)進(jìn)行一段時間后,各物質(zhì)的濃度均不再變化,此時反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),達(dá)到平衡狀態(tài)后正、逆反應(yīng)速率相等但不等于0,所以反應(yīng)沒有停止,A、D錯誤,B正確;該反應(yīng)為可逆反應(yīng),反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化為生成物,C錯誤。

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