归纳与整理教学实录与评析

第二章 化学反应与能量

归纳与整理

第3课时

化学反应的速率和限度

【教学目标】

1、了解化学反应速率的概念和表示方法；

2、学会化学反应速率的计算方法。

3、掌握化学反应速率的影响因素；

4、掌握化学平衡状态的特点和化学反应是否达到平衡状态的判断方法

【教学重点、难点】

1、重点：化学反应速率的计算、影响因素、化学平衡状态的判断

2、难点：化学平衡状态的判断

【教学过程】

要点一、化学反应速率

1、定义

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。

2、表示方法

若浓度用物质的量浓度(c)来表示，单位为mol/L；时间用t来表示，单位为秒(s)或分(min)或小时(h)，则化学反应速率的数学表达式为：

v = △c/ t 单位：mol/(L·s) 或 mol/(L·min) 或 mol/(L·h)

要点诠释：

(1)化学反应速率是指某时间段内的平均反应速率，而不是某时刻的瞬时速率。

(2)化学反应速率可用来衡量化学反应进行的快慢，均为正值。

(3)因为纯固体、纯液体的浓度视为定值，所以该表达式只适用于有气态物质参加或溶液中的反应。

(4)同一反应选用不同物质浓度的改变量表示速率，数值可能不同，但表示的意义相同。因此，表示化学反应的速率时，必须说明是用反应物或生成物中的哪种物质做标准。

(5)对于同一反应，各物质化学反应速率之比=化学计量数之比=各物质转化浓度之比。

如：化学反应mA(g)+nB(g)v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q。

要点二、影响化学反应速率的因素

1、内因(主要因素) 化学反应的速率是由反应物的性质决定的，即由反应物的分子结构或原子结构决定的。

2、外因(次要因素)

(1)浓度：其他条件不变时，增大反应物浓度，可以增大化学反应速率；减小反应物浓度，可以减小化学反应速率。

要点诠释：此规律只适用于气体反应或溶液中的反应，对于固体或纯液体反应物，一般情况下其浓度是常数，因此改变它们的量不会pC(g)+qD(g)，v(A)∶v(B)∶

改变化学反应速率。

(2)压强：对于有气体参加的化学反应，若其他条件不变，增大压强，反应速率加快；减小压强，反应速率减慢。若参加反应的物质为固体或液体(溶液)，由于压强的变化对它们的浓度几乎无影响，可以认为反应速率不变。对于有气体参加的可逆反应，增大压强，正反应速率、逆反应速率都增大；减小压强，正反应速率、逆反应速率都减小。

要点诠释：对于气体反应体系，有以下几种情况： ①恒温时：增加压强加快

②恒容时：充入气体反应物应速率加快

充入稀有气体物质的浓度不变，反应速率不变

③恒压时：充入稀有气体反应速率减慢

总之，压强改变，若引起浓度改变，则速率改变。

(3)温度：其他条件不变时，升高温度，可以增大反应速率，降低温度可以减慢反应速率。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。温度对吸热反应、放热反应都适用。

(4)催化剂：催化剂能改变化学反应速率，但不能使本不发生的反应成为可能。可以提高反应速率的催化剂称为正催化剂，可以减缓体积增大各反应物浓度减小总压增大，但各分压不变，即各总压增大浓度增大反体积减小浓度增大反应速率

反应速率的催化剂称为负催化剂。大多数的化工生产中，都有使用催化剂，而催化剂具有高度的选择性(专一性)。

要点诠释：

①没有特别说明，催化剂均指正催化剂。

②注意催化剂中毒的问题。

③催化剂要参与反应，但在整个反应结束后化学性质和质量没有发生变化。

(5)其他因素：光、超声波、反应物颗粒、扩散速度、溶剂等。

要点三、化学反应的限度

1、可逆反应

在同一条件下既能向正反应方向进行又能逆反应方向进行的化学反应

特点：不能进行到底，组分共存；正逆反应同时进行。

2、化学平衡状态：

在一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率相等，反应体系中各组分的浓度（体积分数）保持不变的状态。

3、化学平衡状态的特点：

逆：研究对象是可逆反应

动：动态平衡，v （正）=v（逆）≠0 等：v （正）=v（逆）

定：各组分的浓度、百分含量保持不变

变：条件改变，平衡有可能移动

4、化学反应是否达到平衡状态的判断

（1）、气体的总压强，总物质的量不再发生变化了，看化学反应方程

式前后气体的计量数是否相等

a、 A（g）+ B（g）

⇌ 2C（g） b、 A（g）+ B（s）

⇌ C（g） c、 A（g）+ B（g）

⇌ C（g） d、 A（g）+ B（s）

⇌ 2C（g） （2）、气体的总质量不再发生变化了，看化学反应方程式前后气体的

质量是否一样（是否有固体参加）

a、A（g）+ B（g）

⇌ 2C（g） b、A（g）+ B（s）

⇌ 2C（g） （3）、单个物质的质量分数，浓度，体积分数等等不再发生变化了，能说明反应达到平衡状态

（4）、满足这两种条件反应达到平衡状态

①

正，逆

②

物质的反应速率之比等于化学计量数之比

N2（g）+ 3H2（g）

⇌ 2NH3（g） a、一定时间内，消耗了1 mol N2

，同时也生成了1 mol N2 b、

一定时间内，消耗了1 mol N2

，同时也生成了3 mol H2 c、一定时间内，消耗1 mol N2的同时，也消耗了2 mol NH3 d、2 v正(H2)=3 v逆(NH3) （5）、混合气体的平均相对分子质量不再发生变化了，化学反应不一

定达到平衡状态 M=m/n a、m变，n不变时 A（g）+ B（s）

⇌ C（g） b、n变，m不变时 A（g）+ B（g）

⇌ C（g） c、m、n都不变时 A（g）+ B（g）

⇌ 2C（g） （6）、混合气体的密度不再发生变化了，化学反应不一定达到平衡状态 ρ=m/v a、恒温恒容 A（g）+ B（s）

⇌ C（g） A（g）+ B（g）

⇌ C（g） b、恒温恒压 A（g）+ B（g）

⇌ C（g） （7）、能量不再发生变化了，反应达到平衡状态，因为任何反应都有能量变化

（8）、颜色不再发生变化了，反应达到平衡状态，前提是有颜色的物质参加反应

（9）、只要看见比例，一般不能说明反应达到平衡状态

【典型例题】

1、用不同物质来表示反应速率

例1、反应4NH3(g)＋5O2(g)＝4NO(g)＋6H2O(g)在10L的密闭

容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45mol，

则此反应的平均速率可表示为（ ）

A．v(NH3)＝0.010mol/(L·s) B．v(O2)＝0.0010mol/(L·s) C．v(NO)＝0.0010mol/(L·s)

D．v(H2O)＝0.045mol/(L·s) 2、比较反应速率大小

例2、反应2A+B ＝

3C+D在不同情况下的反应速率分别为：

A．v(A)=0.5mol/(L·s)

B．v(B)=0.3mol/(L·s) C．v(C)=0.8mol/(L·s)

D．v(D)=0.1mol(L·s) 其中反应进行最快的是(

) 3、根据各物质的反应速率之比写出化学反应方程式

例3、某温度时,在2L容器中X、Y、Z三种物质的物质的量随

时间的变化曲线如下图所示。由图像中数据分析，该反应的

化学方程式和反应开始至2min末Z的平均速率分别为(

) A．X+Y2

⇌Z；0.05 mol/(L·min) B．X+Y2

⇌Z；0.1 mol/(L·min) C．X+2Y ⇌Z；0.1 mol/(L·min) D．X+3Y ⇌2Z；0.05 mol/(L·min)

4、影响化学反应速率的因素

例4、高温下，炽热的铁与水蒸气在一个体积可变的密闭容器

中进行反应：3Fe（s）+4H2O（g）= Fe3O4（s）+4H2（g），

下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是（

） A. 把铁块变成铁粉

B. 将容器的体积缩小一半

C. 压强不变，充入氮气使容器体积增大

D. 体积不变，充入氮气使容器压强增大

5、化学反应平衡状态的判断

例5．可逆反应2NO2⇌2NO+O2在密闭容器中反应，达到平衡

状态的标志是( ) ①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2

②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO ③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2:2:1的状态

④混合气体的颜色不再改变的状态

⑤混合气体的密度不再改变的状态

⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态

A．①④⑥ B．②③⑤ C．①③④ D．①②③④⑤