专题06 化学反应的速率和限度【知识梳理】-2020-2021学年高一化学下学期期中专项复习（人教版2019必修第二册）

专题06  化学反应的速率和限度

知识梳理

【化学反应的速率】

一.化学反应速率

1.通常用化学反应速率来衡量化学反应进行的   快慢   ，化学反应速率可用单位时间内 反应物浓度的

减少量   或  生成物浓度的增加量  来表示。

表达式 v＝，式中各符号的表示意义： 

v——反应速率。

Δc——某一时间段浓度的变化量，单位：  mol/L    。

Δt——反应时间，单位：  min（分）  、   s（秒）  、    h（小时）   。

速率单位（常用）：    mol·L－1·min－1     、    mol·L－1·s－1   。

【注意】应用化学反应速率需注意以下问题：

(1) 化学反应速率是标量，只有    数值    而没有    方向   ；

(2) 一般计算出来的化学反应速率是一段时间内的 平均  速率，不同时刻的化学反应速率是不相同的；

(3) 对于纯液体或固体物质，反应在其表面进行，它们的“浓度”  是 不  变的，因此一般 不能 用固体、纯液体表示化学反应速率；

(4) 对于同一化学反应，用不同的物质表示其化学反应速率在数值上可能   不   同，但其意义相同，化学反应速率之比等于   化学计量系数   之比。

2．化学反应速率的计算

(1)定义式法：利用公式v＝计算化学反应速率，也可利用该公式计算浓度变化量或时间。

(2)关系式法：化学反应速率之比＝物质的量浓度变化之比＝物质的量变化之比＝化学计量数之比。

3．反应速率大小比较的两种方法

同一化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同，比较化学反应速率的快慢不能只看数值大小，还要进行一定的换算。

(1)方法一：换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值大小。

(2)方法二：比较化学反应速率与化学计量数的比值。

【模型认知】“三段式”计算化学反应速率和转化率

　　　　　　　　　　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

①v(A)＝，v(C)＝       ②α(A)＝×100%

二..影响化学反应速率的因素

1.内因（主要因素） 

化学反应速率的大小主要是由  物质本身的性质  决定的，即反应物的分子结构或原子结构决定的。

2.外界条件的影响（次要因素）

（1）温度影响

（2）催化剂影响

（3）催化剂    催化剂能   极大的改变  反应速率。

（4）压强：对于有 气体  参加的反应，当其他条件不变时，增大气体的压强（  缩小容器体积  ），可以 加快 化学反应速率；减小气体压强（  增大容器体积   ），可以 减慢 化学反应速率 。

3.其他影响因素：

（1）如固体参加反应，增大  固体表面积   ，反应速率增大。

（2） 反应物状态：一般来说，配制成溶液或反应物是气体，都能增大反应物之间的接触面积，有利于增大反应速率。

（3）形成原电池，可以增大氧化还原反应的反应速率。

【化学反应的限度】

一.可逆反应：

1.概念：在相同条件下，既能向   正反应方向进行   ，同时又能   向逆反应方向进行   的反应。

2.特征：三同：  相同条件  ，  正、逆反应同时进行  ，  反应物、生成物同时存在  ；

反应不能进行完全，即任一反应物的转化率均  小于  100%。

3.表示：化学方程式中用  “⇌”  表示。

4.很多化学反应在进行时都有一定的可逆性，不同反应的可逆性不同，有些化学反应在同一条件下可逆程度很小，如 2 Na + 2 H2O === 2 NaOH + H2↑，视为“不可逆”反应。

典型的可逆反应有：

         H2+I2⇌2HI          ，       2SO2+O2⇌2SO3        ，

     SO2+H2O⇌H2SO3         ，   NH3+H2O⇌NH3﹒H2O     等。

二.化学反应的限度

1.化学反应平衡状态

（1）化学平衡的建立：

如在可逆反应2SO2+O22SO3中，反应进行之初SO2和O2的起始浓度分别为2mol·L－1、1mol·L－1，此时正反应速率v正　　最大　　，逆反应速率v逆　 为零  　。

反应过程中，反应物浓度　逐渐减小　，正反应速率　　逐渐减小　；生成物浓度　逐渐增大　，逆反应速率　　逐渐增大　　。最终在时刻t时反应物浓度不再　改变　，生成物浓度不再　改变　。正反应速率和逆反应速率　相等　。反应是否停止？　 反应并没有停止，动态平衡　。

（2）含义：可逆反应在一定条件下进行到一定程度时，正反应速率与逆反应速率   相等   ，反应物和生产物的浓度   不在改变   ，此反应达到一种    表面静止   状态，我们称为   化学平衡状态    。

 2.化学平衡的特征：

（1）逆：即化学平衡的研究对象是　　可逆反应　　。

（2）动：即化学平衡是一种　动态平衡　，即　v正＝v逆≠0　，反应并未　停止　。

（3）等：即v正　＝　v逆，同一物质的消耗速率与生成速率　相等　。

（4）定：在达化学平衡的混合体系中，各组成成分的浓度　保持不变　，各组分的百分含量保持不变 。

（5）变：化学平衡是在　一定条件　下的平衡，当外界条件改变时，化学平衡可能会发生　变化　

【总结】

化学平衡状态时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或完成的最大程度，即该反应进行的限度。

3.化学平衡状态的判断方法——“两看”“两标志”

(1)“两看”

(2)“两标志”

三.化学反应条件的控制

1.在生产和生活中，人们希望促进　有利 的化学反应（提高反应物的转化率即原料的利用率，加快反应速率等），抑制　有害 的化学反应（减缓反应速率，减少甚至消除有害物质的产生，控制副反应的发生等），即通过控制化学反应的条件，使反应向着我们有利的方向进行。

案例分析：如何提高煤的燃烧效率？

（1）煤的状态与煤燃烧的速率有何关系？与煤的充分燃烧有何关系？

固体表面积增大，反应速率加快，能使煤燃烧更充分。

（2）空气用量对煤的充分燃烧及热能利用有什么影响？原因是什么？

空气过少，煤不能充分燃烧；空气过多，会带走热量，热量散失增多。

（3）应选择什么样的炉（灶）膛材料？理由是什么？

选择隔热保温耐热效果好的，减少热量散失。

（4）如何充分利用煤燃烧后烟道废气中的热量？

回收热量，产生蒸汽，转化为动能；循环冷却水，居民供暖。

2.基本措施

（1）改变化学反应速率:改变反应体系的温度、物质的浓度、气体的压强、固体的表面积以及催化剂的合理使用等。

（2）改变可逆反应进行的限度：改变可逆反应体系的温度、物质的浓度、气体的压强等。