《化学反应的速率和限度》同步练习
1.下列关于化学反应速率的叙述不正确的是( )
A.化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量
B.单位时间内某物质的浓度变化大,则该物质反应速率就快
C.化学反应速率可以用单位时间内生成某物质的质量多少来表示
D.化学反应速率的单位有mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1
2.下列有关化学反应速率的说法正确的是( )
A.用铁片和稀硫酸反应制氢气时,可改用98%的浓硫酸加快生成氢气的速率
B.100
mL
2
mol·L-1的盐酸跟锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速率不变
C.SO2的催化氧化是一个放热反应,所以升高温度,反应速率减慢
D.汽车尾气中NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2,减小压强,反应速率减慢
3.已知某条件下,合成氨反应的数据如下:
当用氨气浓度的增加来表示该反应的速率时,下列说法中错误的是( )
A.2
s末氨气的反应速率=0.4
mol·(L·s)-1
B.前2
s时间内氨气的平均反应速率=0.4
mol·(L·s)-1
C.前4
s时间内氨气的平均反应速率=0.3
mol·(L·s)-1
D.2~4
s时间内氨气的平均反应速率=0.2
mol·(L·s)-1
4.把下列四种X溶液分别加入到四个盛有10
mL
2
mol·L-1盐酸的烧杯中,均加入水稀释到100
mL。此时,X与盐酸缓缓地进行反应,其中反应速率最大的是( )
A.10
℃
20
mL
3
mol·L-1的X溶液
B.20
℃
30
mL
2
mol·L-1的X溶液
C.20
℃
10
mL
4
mol·L-1的X溶液
D.10
℃
20
mL
2
mol·L-1的X溶液
5.把镁条投入盛有盐酸的敞口容器中,产生氢气的速率变化曲线如图所示。最能影响该反应速率的两种因素是( )
①盐酸的浓度 ②镁条的表面积 ③溶液的温度 ④Cl-的浓度
A.①④
B.③④
C.①③
D.②③
6.下列对可逆反应的认识正确的是( )
A.SO2+Br2+2H2O===H2SO4+2HBr与2HBr+H2SO4(浓)Br2+SO2↑+2H2O互为可逆反应
B.既能向正反应方向进行,又能向逆反应方向进行的反应叫做可逆反应
C.在同一条件下,同时向正、逆两个方向进行的反应叫做可逆反应
D.电解水生成氢气和氧气与氢气和氧气点燃生成水的反应是可逆反应
7.下列关于可逆反应的说法中正确的是( )
A.可逆反应就是既能向正反应方向进行,又能向逆反应方向进行的化学反应
B.在催化剂的作用下,二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫的同时,三氧化硫又分解成二氧化硫和氧气,因此该反应是可逆反应
C.对于合成氨的反应,如果调控好反应条件,可使一种反应物的转化率达到100%
D.碳酸钙在高温下分解生成氧化钙和二氧化碳,氧化钙和二氧化碳在常温下生成碳酸钙,因此这两个反应是可逆反应
8.硫酸是一种重要的化工产品,硫酸的产量常被视为一个国家工业发达水平的一种标志。目前的重要生产方法是“接触法”,“接触法”生产硫酸的主要反应原理之一是SO2的接触氧化,有关接触氧化反应2SO2+O2
2SO3的说法不正确的是( )
A.该反应为可逆反应,故在一定条件下二氧化硫和氧气不可能全部转化为三氧化硫
B.达到平衡后,反应就停止了,故正、逆反应速率相等且均为零
C.一定条件下,向某密闭容器中加入2
mol
SO2和1
mol
O2,则从反应开始到达到平衡的过程中,正反应速率不断减小,逆反应速率不断增大,某一时刻,正、逆反应速率相等
D.在利用上述反应生产三氧化硫时,要同时考虑反应所能达到的限度和化学反应速率两方面的问题
9.对化学反应限度的叙述不正确的是( )
①任何可逆反应都有一定的限度;
②化学反应的限度是不可改变的;
③化学反应的限度与时间的长短无关;
④化学反应达到限度时,正逆反应的速率相等;
⑤达到平衡时,反应停止了,正、逆反应速率都为零
①④
B.②⑤
C.②③
D.⑤
10.对于可逆反应M+NQ达到平衡时,下列说法正确的是( )
A.M、N、Q三种物质的浓度一定相等
B.M、N全部变成了Q
C.反应物和生成物的浓度都保持不变
D.反应已经停止
11.某温度下,反应2N2O5(g)===4NO2(g)+O2(g)开始时,c(N2O5)=0.040
8
mol/L,经1
min后,c(N2O5)=0.030
0
mol/L。则该反应的反应速率为( )
A.v(N2O5)=5.4×10-3
mol/(L·min)
B.v(N2O5)=1.08×10-2
mol/(L·min)
C.v(NO2)=1.08×10-2
mol/(L·min)
D.v(O2)=1.08×10-2
mol/(L·min)
12.下列措施一定能使化学反应速率增大的是( )
A.增大反应物的量
B.增大压强
C.升高温度
D.使用催化剂
13.已知CaCO3和盐酸反应的化学方程式为CaCO3(s)+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑,下列措施中可使生成CO2的速率加快的是(不考虑CaCO3与盐酸接触面积改变的影响)( )
A.加大CaCO3的量
B.加大盐酸的浓度
C.加大盐酸的量
D.减小CaCl2的浓度
14.一定温度下,在2
L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列描述正确的是( )
A.反应开始到10
s,用Z表示的反应速率为0.158
mol·L-1·s-1
B.反应开始到10
s,X的物质的量浓度减少了0.79
mol·L-1
C.反应开始到10
s时,Y的物质的量浓度减少了0.395
mol·L-1
D.反应的化学方程式为X(g)+Y(g)===Z(g)
15.在下列事实中,各是什么因素影响了化学反应速率。
(1)集气瓶中H2和Cl2的混合气体,在瓶外点燃镁条时发生爆炸:________。
(2)黄铁矿煅烧时要粉碎成矿粒:________。
(3)熔化的KClO3放出气泡很慢,撒入少量MnO2则很快产生气体
:________。
(4)同浓度、同体积的盐酸放入同样大小的锌粒和镁条,产生气体有快有慢:________。
(5)同样大小的石灰石分别与0.1
mol·L-1盐酸和1
mol·L-1盐酸反应,速率不同:________。
(6)夏天食品容易变质,而冬天不易发生该现象:________________
16.下列各关系式中能说明反应N2+3H22NH3已达平衡状态的是( )
A.3v正(N2)=v正(H2)
B.v正(N2)=v逆(NH3)
C.2v正(H2)=3v逆(NH3)
D.v正(N2)=3v逆(H2)
17.在一定温度下,反应H2(g)+I2(g)2HI(g)达到化学平衡状态的标志是( )
A.单位时间内生成n
mol
H2,同时就有n
mol
HI生成
B.单位时间内有n
mol
H2生成,同时就有n
mol
I2生成
C.容器内气体的总压强不随时间的变化而变化
D.1个H—H键断裂的同时,有2个H—I键断裂
18.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)在体积不变的密闭容器中反应,下列叙述表示处于化学平衡状态的是( )
A.N2、H2、NH3的浓度比为1∶3∶2的状态
B.混合气体的密度不随时间而变化
C.当有1
mol
N≡N断裂时,有6
mol
N—H断裂
19.可逆反应2NO22NO+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
A.①④
B.②③
C.①③④
D.①②③④
20.200
℃时,将a
mol
H2(g)和b
mol
I2(g)充入到体积为V
L
的密闭容器中,发生反应:I2(g)+H2(g)2HI(g)。
(1)反应刚开始时,由于c(H2)=________,c(I2)=________,而c(HI)=________,所以化学反应速率________最大,而________最小(为0
mol·L-1·min-1);
(2)随着反应的进行,反应混合物中各组分浓度的变化趋势为c(H2)________,c(I2)________,而c(HI)________,从而化学反应速率v正________,而v逆________。
(3)当反应进行到v正与v逆________时,此可逆反应达到了最大限度,若保持外界条件不变时,混合物中各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物的转化率和生成物的产率都将________。
21.某温度时,在2
L容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。由图中数据分析:该反应的化学方程式为________________________。反应开始至2
min,用Z表示的平均反应速率为__________________________________________________________。
22.将气体A、B置于固定容积为2
L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g),反应进行到10
s末,测得A的物质的量为1.8
mol,B的物质的量为0.6
mol,C的物质的量为0.8
mol,则:
(1)用C表示10
s内反应的平均反应速率为
_______________________________________________________________;
(2)反应前A的物质的量浓度是________________;
(3)10
s末,生成物D的浓度为________________;
(4)若改变下列条件,生成D的速率如何变化(用“增大”“减小”或“不变”填空)。
编号
改变的条件
生成D的速率
①
降低温度
②
增大A的浓度
③
使用正催化剂
④
恒容下充入Ne(不参与体系反应)
[能力提升]
23.反应4A(s)+3B(g)===2C(g)+D(g),经2
min,B的浓度减少0.6
mol·L-1。对此化学反应速率表示正确的是( )
A.用A表示的反应速率是0.4
mol·L-1·min-1
B.分别用B、C、D表示反应的速率,其比值是3∶2∶1
C.在2
min末的反应速率,用B表示0.3
mol·L-1·min-1
D.在这2
min内B和C两物质浓度都是逐渐减小的
24.在25
℃时,向100
mL含HCl
14.6
g的盐酸中,放入5.6
g铁粉,反应进行到2
s时收集到氢气1.12
L(标况),之后反应又进行4
s,铁粉全溶解。若不考虑体积变化,则:
(1)前2
s内用FeCl2表示的平均反应速率为________;
(2)后4
s内用HCl表示的平均反应速率为________;
(3)前2
s与后4
s比较,反应速率________较快,其可能的原因是
_______________________________________________________________。
25.一定温度下,在容积为V
L的密闭容器中进行反应:aN(g)bM(g),M、N的物质的量随时间的变化曲线如下图所示:
(1)此反应的化学方程式中=________。
(2)t1到t2时刻,以M的浓度变化表示的平均反应速率为________________。
(3)下列叙述能说明上述反应达到平衡状态的是________(填字母)。
A.反应中M与N的物质的量之比为1∶1
B.混合气体的总质量不随时间的变化而变化
C.混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化
D.单位时间内每消耗a
mol
N,同时生成b
mol
M
E.混合气体的压强不随时间的变化而变化
26.反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)在一定容积的密闭容器中进行,则下列说法或结论中,能够成立的是( )
A.其他条件不变仅将容器的体积缩小一半,反应速率减小
B.反应达平衡状态时:v(CO)正=v(H2O)逆
C.保持体积不变,充入少量He气体使体系压强增大,反应速率一定增大
D.其他条件不变,适当增加C(s)的质量会使反应速率增大
27.一定条件下,对于反应X(g)+3Y(g)2Z(g),若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)。达平衡时,X、Y、Z浓度分别为0.1
mol·L-1、0.3
mol·L-1和0.08
mol·L-1,则下列判断不合理的是( )
①c1∶c2=1∶3 ②平衡时,Y和Z的生成速率之比2∶3 ③X和Y的转化率不相等 ④c1的取值范围为0mol·L-1
A.①②
B.③④
C.①④
D.②③
28.在2
L密闭容器内,800
℃时反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如表:
时间/s
0
1
2
3
4
5
n(NO)/mol
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
(1)上述反应________(填“是”或“不是”)可逆反应。
(2)如图所示,表示NO2变化曲线的是________。用O2表示从0~2s内该反应的平均速率v=________。
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是________(填序号)。
a.v(NO2)=2v(O2)
b.容器内压强保持不变
c.v逆(NO)=2v正(O2)
d.容器内密度保持不变
参考答案
基础达标:
1.【解析】 化学反应速率通常表示单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量。
【答案】 C
2.【解析】 Fe在98%的浓硫酸中发生钝化,不能生成H2,A项错误;盐酸中加入NaCl溶液相当于把盐酸稀释,c(H+)减小,反应速率变慢,B项错误;升高温度,反应速率增大,C项错误。
【答案】 D
3.【解析】 化学反应速率是平均反应速率,而不是瞬时速率,A是错误的。
【答案】 A
4.【解析】 温度越高,反应速率越大;浓度越大,反应速率越大。由于溶液体积均为100
mL,则X物质的量越大,浓度越大。
【答案】 B
5.【解析】 镁与盐酸反应的离子方程式为Mg+2H+===Mg2++H2↑,与H+有关,与Cl-无关。在镁与盐酸的反应中,刚开始时H+的浓度最大,反应速率应最大,但由于此反应为放热反应,温度升高,化学反应速率还会增大,随着化学反应的进行,H+浓度逐渐减小,化学反应速率又逐渐减慢。
【答案】 C
6.【解析】 A、D项两反应的条件不相同,错误;B项,未强调同条件。
【答案】 C
7.【解析】 可逆反应是指在相同条件下,能同时向正、逆反应方向进行的反应。可逆反应强调两点:相同条件和同时双向进行,B正确;A项中没有说明相同条件和同时进行;C项,由于是可逆反应,所以其反应物的转化率不可能达到100%;D项中的两组反应,由于反应条件不同,不能称为可逆反应,错误。
【答案】 B
8.【解析】 对于可逆反应来说,在一定条件下反应物不可能全部转化为产物,反应只能进行到一定程度。在达到平衡的过程中,正反应速率不断减小,逆反应速率不断增大,最终正、逆反应速率相等,即达到平衡,此时,反应物和生成物的浓度都不再随时间的变化而变化,但反应并没有停止,正、逆反应都依然进行着。
【答案】 B
9.【解析】 任何可逆反应都有一定的限度,所以①对;条件改变,可使原平衡发生移动,所以②错;化学反应的限度与反应的时间的长短无关,所以③对;化学平衡后,正逆反应速率相等,但都大于0,是动态平衡,所以④对、⑤错。
【答案】 B
10.【解析】 平衡时反应物、生成物的浓度之比应从两个方面考虑:一是反应物的起始浓度,二是化学方程式中的化学计量数。如2
mol
M与1
mol
N反应,无论怎样反应,M与N的浓度永远不相等,所以“M、N、Q三种物质的浓度一定相等”这种说法是错误的,A错误;此反应是可逆反应,B错误;反应物和生成物的浓度都保持不变,可以说明反应达到平衡状态,但未停止,C正确,D错误。
知识巩固:
11.【解析】 Δc(N2O5)=0.040
8
mol/L-0.030
0
mol/L=0.010
8
mol/L。根据反应中各物质的化学计量数之比,可求得Δc(NO2)=0.021
6
mol/L,Δc(O2)=0.005
4
mol/L。根据化学反应速率的表达式可求得:
v(N2O5)==1.08×10-2
mol/(L·min),
v(NO2)==2.16×10-2
mol/(L·min),
v(O2)==5.4×10-3
mol/(L·min)。
【答案】 B
12.【解析】 反应物为固态或纯液态时,增加反应物的量,不影响反应速率的改变;若反应物为固态或纯液态,增大压强也不能增大反应速率。温度和催化剂影响化学反应速率,与反应物状态无关,其中升高温度反应速率一定增大,但有少数催化剂能减慢化学反应速率。
【答案】 C
13.【解析】 增大反应物的量不一定影响化学反应速率,改变反应物的浓度才影响化学反应速率,由于给定的反应是不可逆反应,因此,此化学反应的速率和生成物的浓度无关。
【答案】 B
14.【解析】 从题图中可看出,X、Y的物质的量减小,Z的物质的量增大,说明X、Y为反应物,Z为生成物,反应进行到10
s时X、Y均减少了0.79
mol,Z增加了1.58
mol,其化学方程式为X(g)+Y(g)===2Z(g),所以Z的反应速率为=0.079
mol·L-1·s-1,X的物质的量浓度减少了=0.395
mol·L-1,Y的物质的量浓度减少了0.395
mol·L-1。
【答案】 C
____________。
15.【解析】 影响化学反应速率的因素除了浓度、温度、压强、催化剂以外,光、电磁波、超声波、反应物颗粒的大小、溶剂的性质等,也会对化学反应速率产生影响。
【答案】 (1)光 (2)反应物的接触面积 (3)催化剂 (4)反应物本身的性质 (5)反应物的浓度 (6)反应温度
16.【解析】 A项中都是正反应速率,不能确定是否达到平衡;B项说明v正(N2)≠
v逆(N2),不是平衡状态;C项中v正(H2)=v逆(H2),处于平衡状态;D项v正(N2)≠v逆(N2),不是平衡状态。
【答案】 C
17.【解析】 选项A,生成H2是逆反应,生成HI是正反应,根据化学方程式中的化学计量数关系,如果正、逆反应速率相等,则生成n
mol
H2的同时应有2n
mol
HI生成,因此A选项并没有达到化学平衡;选项B,生成H2和生成I2均是逆反应,没有说明正反应速率,且不管平衡是否建立,只要反应进行,生成H2和I2的物质的量之比始终为1∶1,因此B选项并不一定达到化学平衡;选项C,该反应前后气体总的物质的量保持不变,在其他条件一定时,反应从开始到反应达到平衡状态时,压强就一直保持不变,故气体总的压强不变不能说明反应已经达到平衡状态;选项D,断裂H—H键是正反应,断裂H—I键是逆反应,根据化学方程式的化学计量数关系,断裂1个H—H键的同时,有2个H—I键断裂,其正反应速率等于逆反应速率,因此D选项一定达到了化学平衡状态。
【答案】 D
18.【解析】 A中,N2、H2、NH3的浓度比等于化学计量数之比时,不能确定是否处于平衡状态,因为无法以v正=v逆和浓度是否不变进行判断;B中,因容器的体积不变,而混合气体的总质量不改变,则无论平衡与否,混合气体的密度均不变化;C中,当有1
mol
N≡N断裂时,相当于生成2
mol
NH3(1
mol
NH3中含有3
mol
N—H),即生成6
mol
N—H,与有6
mol
N—H断裂符合v正(NH3)=v逆(NH3),故处于化学平衡状态;D中,消耗a
mol
N2的同时消耗3a
mol
H2是同向的,不管平衡与否,只要N2和H2反应就一定符合该比例。
【答案】 C
19.【解析】 ①表示v正=v逆,正确。②不能表示v正=v逆,不正确。③只要发生反应,v(NO2)∶v(NO)∶v(O2)=2∶2∶1,不正确。④混合气体颜色不变,说明各物质浓度不变,正确。
【答案】 A
20.【解析】 开始时,c(H2)和c(I2)为最大值,正反应速率最大,由于此时没有HI,逆反应速率最小,为0,随着反应的进行,c(H2)和c(I2)越来越小,正反应速率越来越小,逆反应速率逐渐变大,直到平衡,v正=v逆。
【答案】 (1)
mol·L-1
mol·L-1
0
mol·L-1 v正 v逆
(2)减小 减小 增大 减小 增大
(3)相等 保持不变
能力提升:
21.【解析】 由图可知,X、Y的物质的量随反应的进行而减小,Z的物质的量随反应的进行而增大,则X和Y为反应物,Z为生成物。
Δn(X)=1.0
mol-0.7
mol=0.3
mol
Δn(Y)=1.0
mol-0.9
mol=0.1
mol
Δn(Z)=0.2
mol-0
mol=0.2
mol
v(X)∶v(Y)∶v(Z)=3∶1∶2
v(Z)=0.2
mol÷2
L÷2
min=0.05
mol·(L·min)-1。
【答案】 3X+Y===2Z 0.05
mol·(L·min)-1
22.【解析】 3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g)
(1)v(C)==0.04
mol/(L·s);
(2)c(A)==1.5
mol/L;
(3)c(D)==0.4
mol/L;
(4)降低温度,反应速率减小;增大反应物浓度、使用正催化剂,反应速率增大;恒容条件下充入稀有气体,反应物的浓度不变,反应速率不变。
【答案】 (1)0.04
mol/(L·s)
(2)1.5
mol/L (3)0.4
mol/L (4)①减小 ②增大
③增大 ④不变
23.【解析】 A为固体,一般不用固体表示反应速率,因为固体的浓度一般视为常数,A项错误;同一反应用不同物质表示的反应速率,其比值与方程式中化学计量数成正比,B项正确;v(B)=0.3
mol·L-1·min-1,为平均值并非2
min末的速率,C项错误;B为反应物,C为生成物,两者不可能同时减小,D项错误。
【答案】 B
24.【解析】 由题意可知,n(HCl)==0.4
mol,n(Fe)==0.1
mol,盐酸过量。反应Fe+2HCl===FeCl2+H2↑,则:
(1)前2
s内用FeCl2表示的平均反应速率为v(FeCl2)==0.25
mol/(L·s)。
(2)后4
s内用HCl表示的平均反应速率为v(HCl)==0.25
mol/(L·s)。
【答案】 (1)0.25
mol/(L·s) (2)0.25
mol/(L·s)
(3)前2
s 前2
s时段内盐酸浓度比后4
s时段内大
25.【解析】 (1)化学计量数之比等于物质的量的变化量之比,所以a∶b=(8
mol-2
mol)∶(5
mol-2
mol)=2∶1,该反应的化学方程式为2N(g)M(g)。
(2)v(M)==
mol·L-1·min-1。
(3)达到平衡状态时,各组分的浓度不再发生变化,物质的量之比不变,不能说明物质的量相等,A选项错误;该反应的反应物和生成物都是气体,根据质量守恒定律,反应前后,混合气体的质量始终不变,B选项错误;该反应为气体体积减小的反应,若反应没有达到平衡状态,反应过程中气体的总物质的量和压强始终在减小,当该量不再发生变化时,则说明反应达到了平衡状态,C和E选项正确;消耗a
mol
N和生成b
mol
M都表示的是正反应速率,没有体现逆反应速率的大小,不能说明反应达到了平衡状态,D选项错误。
【答案】 (1)2 (2)
mol·L-1·min-1 (3)CE
26.【解析】 A项,体积减小,容器内气体的压强增大,反应速率增大,故错误。C项,保持体积不变,充入少量氦气使体系压强增大,但反应气体的浓度不变,所以反应速率不变,故错误。D项,改变固体的量不能改变化学反应速率,故错误。
【答案】 B
27.【解析】 分析浓度变化关系:X(g)+3Y(g)2Z(g)
c起始/mol·L-1
c1
c2
c3
c平衡/mol·L-1
0.1
0.3
0.08
反应的化学方程式中反应物化学计量数之比为1∶3,所以反应中X和Y必然以1∶3消耗,因为达平衡时X和Y浓度之比为1∶3,故c1∶c2=1∶3,①正确;平衡时Y和Z的生成速率之比应该和化学方程式对应化学计量数之比相等,故Y和Z的生成速率之比为3∶2,②错误;由于起始时反应物是按化学方程式化学计量数之比配料,故X和Y转化率相等,③错误;运用极限法,假设Z完全转化为反应物,c1的极限值为0.14
mol·L-1,而题设c1>0,反应又是可逆的,故④也正确。
【答案】 D
28.【解析】 (2)由平衡体系2NO(g)+O2(g)2NO2(g)知,NO2为生成物,n(NO2)=Δn(NO)=0.020
mol-0.007
mol=0.013
mol
c(NO2)==0.006
5
mol·L-1
故表示NO2变化曲线的为b。
v(NO)====0.003
mol·L-1·s-1,则v(O2)=v(NO)=0.001
5
mol·L-1·s-1。
(3)a项中未指明正、逆反应速率,故无法说明该反应是否达到平衡状态;由于该反应是反应前后气体体积不相等的反应,当容器内压强保持不变时,说明该反应已达到平衡状态,故b项正确;c项中已说明正、逆反应速率相等,故说明该反应已达到平衡状态;由于气体总质量不变,气体总体积也不变,因此,无论该反应是否达到平衡,容器内密度总保持不变,故d项无法说明该反应是否达到平衡状态。
【答案】 (1)是 (2)b 1.5×10-3
mol·L-1·s-1 (3)bc
基础达标
知识巩固
能力提升(共46张PPT)
第二章
·
化学反应与能量
化学反应的速率和限度
化学反应速率的有关概念
课堂练习
课堂练习
影响化学反应速率的因素
C
A
增大
减小
催化剂
化学反应的限度
反应物
生成物
生成物
反应物
正反应
逆反应
条件
不再改变
最大程度
化学反应条件的控制
副反应
空气或氧气
着火点
充分燃烧
转化率
利用率
条件
能源
资源
污染
爆
炸
很快
牛奶腐坏较快
牛奶质
较慢
很慢
溶洞形成
铁生锈
学习目标导航
知识点
温馨提醒
知识点(②
BOOM
厅
正向反
双向性
反应物
生成物
逆向反应
双同
正逆反应是在同
下同时进行的
存性
反应物和生成物同时存在
化学平衡状态研究的对象是可逆反应
衡时,(正)=(逆)≠0(本质)
司平衡时,反应仍在不断进行是-种动态平衡
定平衡时,反应混合物各组分的百分含
不变
②一外界条件改变时,平衡可能被破坏,并在
新的条件下建立新的化学平衡,即发生平
衡移动
小
H《化学反应速率和限度》
前面的学习,主要讨论了化学反应的两大特征,物质变化及伴随发生能量的变化。本节教材则是从另一个角度研究化学反应。探讨人类面对具体的化学反应要考虑的两个基本问题:外界条件对化学反应速速率和化学反应限度的影响。人类要利用和控制利用和控制化学反应,如提高燃料的利用率。本节内容是对前面两节内容的拓展和延伸,通过学习使学生对化学反应特征的认识更深入,更全面,在头脑中建立起一个有关化学反应与能量的完整而又合理的知识体系,本节教材是高中化学学习的重点,也是难点。
本节教学内容分为两部分:第一部分,从日常生活中学生熟悉的大量化学现象和化学实验入手,引出反应速率的概念。在此基础上又通过实验探究,总结影响化学反应速率的因素。这部分内容是后面学习化学反应限度概念的基础。第二部分:在对影响化学反应速率的因素进行实验探究和总结后,教材又设置新的实验探究,让学生发现化学反应限度问题,经过对该问题的再认识,逐步形成了化学反应限度的概念,并以上述观点为指导去分析和解决实际问题。
【知识与能力目标】
1、使学生了解化学反应速率的概念,知道浓度、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响,初步了解如何调控化学反应的快慢;
2、使学生了解化学平衡的特征,建立化学平衡的观点,认识化学反应的进行是有一定限度的,化学平衡是相对的。了解化学平衡的标志及平衡移动;
3、通过“认识化学反应的快慢”“催化剂对化学反应速率的影响”等探究活动,培养学生设计半定量实验方案的能力,以及分析和处理实验数据的能力。
【过程与方法目标】
1、通过实验形成化学反应速率的概念,以及形成影响化学反应速率的因素;
2、通过联想质疑、活动探究、交流研讨、观察思考等活动,提高学生分析、联想、类比、迁移以及概括的能力。
【情感态度价值观目标】
1、通过
活动探究、交流研讨等活动,激发学生探索未知知识的兴趣,让他们享受到探究未知世界的乐趣;
2、通过“认识化学反应的快慢”,“催化剂对化学反应速率的影响”,“温度对化学平衡的影响”等实践活动,培养学生严谨认真的科学态度和精神。通过对化工生产资料的学习,培养学生理论联系实际、勤奋好学的学习热情。
【教学重点】
1、通过实验探究认识不同的化学反应其速率不同,了解化学反应速率的概念及其表达方式;
2、了解控制化学反应速率对人类生产、生活的意义;
3、认识可逆反应、化学反应限度的含义;
4、了解化学反应条件的控制。
【教学难点】
1、知道反应的快慢受浓度、温度、压强、催化剂等条件的影响;
2.初步学会根据反应速率判断化学反应所能达到的限度及化学反应限度的建立。
试管架、试管、烧杯、木条、火柴、H2O2溶液5%、FeCl3溶液1
mol/L、冷水、热水(40
℃)、MnO2粉末
2课时
第一课时
【导入】从同学们以前所学的化学反应知道,不同的反应有快慢之分,而有些反应需要加热或使用催化剂,这是为什么呢?这就是我们这节要学习的从一个全新的角度去认识化学反应-化学反应的快慢和限度。【教师讲解】化学反应速率的表示方法
【特别提醒】 对于有固体或纯液体参加的反应,由于固体或纯液体的浓度为一常数,即Δc=0 无意义 ,所以不用固体或纯液体表示反应速率。
【思考探究】探究 化学反应速率的相关计算方法
已知某条件下,合成氨反应的一些数据如下:
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)
起始浓度(mol·L-1)
1.0
3.0
0.2
2
s末浓度(mol·L-1)
0.6
1.8
1.0
请计算
(1)v(N2)=________,
v(H2)=________,
v(NH3)=________。
(2)v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)=________。
(3)N2的转化率α(N2)=________。
【提示】 (1)0.2
mol/(L·s) 0.6
mol/(L·s) 0.4
mol/(L·s)
(2)1∶3∶2
(3)40%
【知识升华】化学反应速率的计算规律与方法
(1)对于反应aA+bB===cC+dD(A、B、C、D均不是固体或纯液体),v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)=Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)∶Δc(D)=a∶b∶c∶d。
【提示】在同一时间内的同一个化学反应里,虽然用不同物质表示的化学反应速率不一定相同,但它们表示的意义相同,故表示化学反应速率时,必须指明具体的物质。
【课堂总结】“三段式”计算化学反应速率和转化率
设a
mol·L-1、b
mol·L-1分别为A、B两物质的起始浓度,t时刻后,mx
mol·L-1为反应物A的转化浓度,nx
mol·L-1为反应物B的转化浓度,则:
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
起始浓度/(mol·L-1)
a
b
0
0
转化浓度/(mol·L-1)
mx
nx
px
qx
终态浓度/(mol·L-1)
a-mx
b-nx
px
qx
(1)v(A)=
v(C)=
(2)α(A)=×100%
【课堂练习】
1、下列说法正确的是( )
A、化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的质量变化来表示
B、用不同物质的物质的量浓度变化表示同一时间内同一反应的速率时,其数值之比等于反应方程式中对应物质的化学计量数之比
C、化学反应速率的单位通常由时间单位和物质的量单位决定
D、在化学反应过程中,反应物的浓度逐渐变小,所以用反应物表示的化学反应速率为负值
【解析】 A、C不正确,常用单位时间内物质的量浓度的变化表示;D不正确,反应速率均为正值;B正确。
【答案】 B
2、在一定条件下,将3
mol
A和1
mol
B
两种气体在容积固定的2
L密闭容器中混合,发生如下反应:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)。2
min
末时生成0.8
mol
D,并测得C的浓度为0.2
mol·L-1。下列判断不正确的是( )
A、x=1
B、2
min内A的反应速率为0.3
mol·L-1·min-1
C、B的转化率为40%
D、x无法求解
【解析】 3A(g)+B(g)xC(g) + 2D(g)
n始
3
mol
1
mol
0
0
Δn
1.2
mol
0.4
mol
0.2×2
mol
0.8
mol
故x∶2=0.4∶0.8,所以x=1;
v(A)==0.3
mol·L-1·min-1;
α(B)=×100%=40%。
【答案】 D
3、在反应A(g)+2B(g)===3C(g)+4D(g)中,表示该反应速率最快的是( )
A、v(A)=0.5
mol/(L·s)
B、v(B)=0.5
mol/(L·s)
C、v(C)=0.8
mol/(L·s)
D、v(D)=1
mol/(L·s)
【解析】 将各物质的化学反应速率均转化为A的反应速率。A项中,v(A)=0.5
mol/(L·s),B项中,v(A)=v(B)=0.25
mol/(L·s),C项中,v(A)=v(C)=
mol/(L·s),D项中,v(A)=v(D)=0.25
mol/(L·s),数值大者反应速率快。
【答案】 A
【题后归纳】 反应快慢的比较方法
(1)换算成同一物质、同一单位表示,再比较数值大小。
(2)比较化学反应速率与化学计量数的比值。如反应aA+bBcC,要比较v(A)与v(B)的相对大小,即比较与的相对大小,若>,则用v(A)表示的反应速率比用v(B)表示的反应速率大。
第二课时
【导入】复习导入
【教师讲解】1、可逆反应
(1)正向反应:由反应物得到生成物的化学反应。
(2)逆向反应:由生成物得到反应物的化学反应。
(3)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。
(4)可逆反应的特点
2、化学反应的限度
(1)化学平衡状态的建立。
图示:
(2)化学平衡状态的概念:在一定条件下,可逆反应进行到一定程度时,正反应速率和逆反应速率相等,反应物的浓度与生成物的浓度不再改变,达到一种表面静止的状态。
(3)化学反应的限度:化学平衡状态是可逆反应达到的一种特殊状态,是在给定条件下化学反应所能达到的或完成的最大程度,任何可逆反应在给定条件下的进程都有一定的限度。
【学生探究】探究 化学平衡建立的过程及特征
在一定温度下,将0.1
mol
N2和0.4
mol
H2充入1
L含有催化剂的密闭容器中,发生反应N2+3H22NH3一段时间后达到平衡。请探究下列问题并归纳总结化学平衡的特征。
(1)反应过程中c(N2)、c(H2)、c(NH3)有什么变化?
【提示】 c(N2)与c(H2)逐渐减小,c(NH3)逐渐增大。
(2)反应过程中,v(正)、v(逆)如何变化?
【提示】 v(正)减小、v(逆)增大。
(3)反应达到平衡时,v(正)、v(逆)如何?c(N2)、c(H2)、c(NH3)如何?
【提示】 v(正)=v(逆)≠0,c(N2)、c(H2)、c(NH3)不再变化。
(4)如果改变条件,平衡状态会变吗?
【提示】 改变条件,平衡状态可能会变化。
【教师总结】 化学平衡状态的特征
【提示】利用v(正)=v(逆)和组分百分含量不变作为平衡的标志。
【课堂练习】题组1 可逆反应与化学平衡的特征
1、对于可逆反应2SO2+O2
2SO3,在混合气体中充入一定量的18O2,足够长时间后,18O原子( )
A、存在于SO2、O2、SO3中
B、只存在于SO2、O2中
C、只存在于O2、SO3中
D、只存在于SO3中
【解析】 由于该反应是可逆的,加入18O2后生成的SO3中含有18O,SO3分解生成SO2和O2,所以SO2和O2中也含有18O。
【答案】 A
2、在一密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)。反应从正反应开始。下列说法错误的是( )
A、开始正反应速率最大
B、v正(SO2)∶v正(O2)=2∶1时,反应达到平衡状态
C、达到平衡v逆(SO3)最大
D、开始时v逆(SO3)=0
【解析】 不管是否平衡,v正(SO2)∶v正(O2)=2∶1。
【答案】 B
题组2 化学平衡的判定
3、一定温度下的恒容容器中,能标志某可逆反应A(s)+2B(g)C(g)+D(g)已达平衡状态的是( )
A、混合气体的压强不随时间变化而变化
B、气体总物质的量不随时间变化而变化
C、2v正(B)=v逆(D)
D、混合气体的密度保持不变
【解析】 因为反应前后气体的体积不变,所以气体总物质的量、压强始终不随时间变化而变化,不能作为依据,A、B错误;当反应达到平衡时,v正(B)=2v逆(D),C错误;因为容器的体积恒定,但是气体的质量不守恒,所以只要反应未达到平衡,密度就变化,反应达到平衡时,密度不再变化,D正确。
【答案】 D
【题后归纳】 化学平衡状态的判定
(1)速率标志
(2)组成标志
(3)对于压强、密度、平均相对分子质量的判断要视条件或反应特点而定,总之要抓住“变量不变”即可——如果所给的物理量随着反应的进行是一个变量,在某时间段内不变,就可以说明反应达到平衡状态;如果该物理量始终是一个定值,就不能作为判断的依据。
【教师讲解】1、化学反应条件的控制
(1)促进有利反应
(2)抑制有害反应
2、燃料燃烧的条件
(1)燃料与空气或氧气接触,且空气要适当过量。
(2)温度达到燃料的着火点。
3、提高燃料燃烧效率的措施
(1)尽可能使燃料充分燃烧,提高能量的转化率。关键是燃料与空气或氧气要尽可能充分接触,且空气要适当过量。
(2)尽可能充分地利用燃料燃烧所释放出的热能,提高热能的利用率。
4、提高燃料燃烧效率的实质和意义
(1)实质:从多方面控制燃烧反应的条件(包括环境)。
(2)意义:节约能源、节省资源、减少污染等。
【课堂练习】题组 化学反应条件的控制
1.下列关于提高燃料燃烧效率的说法,不正确的是( )
A.空气量越多越好
B.应通入适当过量的空气
C.固体燃料燃烧前最好粉碎
D.液体燃料燃烧时可以以雾状喷出
【解析】 燃料充分燃烧,把固体粉碎或液体雾化都是为了增大与空气的接触面积以利于充分燃烧,而空气的量要适当过量,因空气量过多,会带走一部分热量。
【答案】 A
2.化学反应限度的调控在工业生产和环保技术等方面得到了广泛的应用,如果设法提高化学反应的限度,下面说法中错误的是( )
A.能够节约原料和能源
B.能够提高产品的产量
C.能够提高经济效益
D.能够提高化学反应速率
【解析】 提高化学反应的限度,可使更多的反应物转化为生成物,提高产品的产量,提高原料的利用率,但不一定提高化学反应速率。
【答案】 D
【作业布置】
略。
教材分析
教学目标
教学重难点
课前准备
课时安排
教学过程
教学反思