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6.2　化学反应的速率与限度
[课标要求]
1.知道化学反应速率的表示方法。2.通过实验探究影响化学反应速率的因素。3.知道可逆反应在一定条件下能达到化学平衡。4.了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用。
化学反应的速率
1.定义:用来衡量　　　　进行快慢的物理量。
2.表示方式:通常用单位时间内反应物　　　　的减少或生成物　　　　的增加(均取正值)来表示。
3.公式:　　　　　　　　,单位为mol/(L·s)或mol/(L·min)。
如:某反应的反应物浓度在5 min内由6 mol/L变为2 mol/L,则这段时间内该反应的平均反应速率为　　　　　　。
4.对化学反应速率的正确理解
(1)在同一化学反应里,用不同物质表示的反应速率可能不同,但意义相同,故描述反应速率时必须指明具体的物质。
(2)固体或纯液体的浓度视为常数,Δc=0,因此通常不用固体或纯液体表示化学反应速率。
(3)由v= 计算得到的是一段时间内的平均反应速率,而不是某一时刻的瞬时速率。
5.化学反应速率的计算和比较
(1)化学反应速率的计算方法。
①定义式法:利用公式v=计算化学反应速率,也可以利用该公式计算浓度变化量或反应时间。
②关系式法: 　。
(2)反应速率大小的比较方法。
①同一化学反应速率用不同物质表示时,数值可能不同,比较反应速率的大小不能只看数值大小,还要进行一定的转化,换算成同一种物质、同一单位表示,再比较数值大小。
②比值法:比较化学反应速率与化学计量数的比值,如aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),比较与,若>,则说明用A表示的化学反应速率大于用B表示的化学反应速率。
[典例1] 某温度和有催化剂条件下,恒容密闭容器中发生反应N2+3H22NH3,下列说法正确的是(　　)
t/min 0 5 10 15 20
c(NH3)/ (mol/L) 0 1.00 1.60 1.80 1.80
A.0～10 min内,v(NH3)=0.16 mol/(L·min)
B.0～10 min内,v(N2)=0.18 mol/(L·min)
C.0～10 min内,v(N2)=0.16 mol/(L·min)
D.0～10 min内,v(H2)=0.16 mol/(L·min)
6.影响化学反应速率的因素
(1)内因。
影响化学反应速率的主要因素是　　　　　　　　　　　　。
(2)外因。
①增大反应物浓度,化学反应速率　　　　。
②升高温度,化学反应速率　　　　。
③对于有气体参加的反应,增大压强,相当于气体反应物浓度　　　　,化学反应速率　　　　。
④使用催化剂可以　　　　化学反应速率。
⑤增加固体的表面积可使化学反应速率　　　　。
想一想1: 利用同样大小的锌片和镁片、不同浓度的盐酸,如何设计实验验证浓度对反应速率的影响规律
[典例2] 下列措施中,不能增大化学反应速率的是(　　)
A.Zn与稀硫酸的反应中,用Zn片代替Zn粉
B.KClO3的分解反应中,适当提高反应温度
C.H2O2的分解反应中,添加适量MnO2
D.合成氨的反应中,增大体系的总压强
化学反应的限度
1.可逆反应
(1)概念:在同一条件下,既能向　　　　方向进行,同时又能向　　　　方向进行的反应。
(2)特点。
①反应不能进行　　　　。
②在一定条件下　　　　与　　　　同时存在。
③正、逆反应　　　　进行。
想一想2:氢气与氧气在点燃条件下生成水的反应与水在通电的情况下生成氧气和氢气的反应,两者是否互为可逆反应
2.化学平衡
(1)化学平衡的建立。
在一定条件下,向反应容器中加入N2和H2,发生反应N2+3H22NH3。
即化学平衡建立过程的v-t图为
(2)化学平衡状态的概念。
在一定条件下,当反应进行到一定程度时,　　　　　　与　　　　　　相等,反应物的　　　　和生成物的　　　　都不再改变,达到一种表面静止的状态,称之为　　　　状态。
(3)化学平衡状态的特征。
3.化学反应的限度:化学平衡状态是可逆反应在一定条件下所能达到或完成的　　　　程度,即该反应进行的限度。
想一想3: 化学反应达到平衡状态时,反应是否停止 如何判断一个反应是否达到化学平衡状态
[典例3] (2020·7月合格考)汽车尾气污染已成为突出的环境问题。反应2NO+2CO2CO2+N2可用于净化汽车尾气。一定条件下,该反应进行一段时间后,各物质的浓度均不再变化,此时(　　)
A.反应完全停止
B.反应达到了平衡状态
C.反应物消耗完全
D.正反应速率大于逆反应速率
[课堂知识网络图]
知识分点突破
知识点1
1.化学反应
2.浓度　浓度
3.v(Β)=　0.8 mol/(L·min)
5.(1)②化学反应速率之比=物质的量浓度的变化量之比=物质的量的变化量之比=化学计量数之比
[典例1] A　0～10 min内,v(NH3)=0.16 mol/(L·min),v(N2)=0.08 mol/(L·min),v(H2)=0.24 mol/(L·min),故A项正确。
6.(1)反应物本身的性质　(2)①增大　②增大　③增大　增大　④改变　⑤增大
想一想1
当有多个因素同时存在影响反应速率时,为了研究某一因素对反应速率的影响规律,要控制其他因素相同,只改变要研究的影响因素,观察该因素与反应速率的关系,即用控制变量法研究影响反应速率的因素。据此可以通过相同大小的镁片(锌片)与不同浓度的盐酸反应,看产生气泡的快慢来研究浓度对反应速率的影响。
[典例2] A　其他条件相同时,接触面积越大反应速率越大,将锌片换成锌粒,接触面积减小,所以速率减小。
知识点2
1.(1)正反应　逆反应　(2)①到底　②反应物　生成物
③同时
想一想2
两者反应条件不同,不是同时发生,所以不互为可逆反应。
2.(1)最大　0　减小　减小　增大　增大　不变　=　(2)正反应速率　逆反应速率　浓度　浓度　化学平衡
3.最大
想一想3
反应达到化学平衡状态时,正、逆反应速率相等但不为零,反应并没有停止;可以从两个方面判断反应是否平衡,一个是从反应的速率角度,同种物质表示的正、逆反应速率相等说明反应达到化学平衡状态,也可以从各组分的浓度或物质的量是否变化的角度判断,当各组分的浓度或物质的量不再变化也可以说明反应达到化学平衡状态。
[典例3] B　一定条件下,该反应进行一段时间后,各物质的浓度均不再变化,此时反应达到平衡状态,达到平衡状态后正、逆反应速率相等但不等于0,所以反应没有停止,A、D错误,B正确;该反应为可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,C错误。

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