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

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【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＝eq \f(Δc,Δt)，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： ml/L 。
Δt——反应时间，单位： min（分） 、 s（秒） 、 h（小时） 。
速率单位（常用）： ml·L－1·min－1 、 ml·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＝eq \f(Δc,Δt)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/(ml·L－1) a b 0 0
转化浓度/(ml·L－1) mx nx px qx
终态浓度/(ml·L－1) a－mx b－nx px qx
①v(A)＝eq \f(mx,Δt)，v(C)＝eq \f(px,Δt) ②α(A)＝eq \f(mx,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2ml·L－1、1ml·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。实验操作
实验现象
产生气泡由快到慢的顺序：C＞B＞A
实验结论
升高温度，反应速率增大；
降低温度，反应速率减小。
实验操作
实验现象
产生气泡速率的相对大小为：②、③＞①
实验结论
催化剂能加快H2O2分解的反应速率
一看
题干条件
恒温恒容或恒温恒压或绝热容器
二看
化学反应特点（物质状态、
气体计量系数）
全部是气体参与，是等体积反应还是非等体积反应
有固体或液体参与，是等体积反应还是非等体积反应
正、逆反应
速率相等
同一物质表示的正、逆反应速率相等v正＝v逆，或者不同物质表示的正、逆速率(或变化的物质的量、浓度)之比等于化学计量数之比
变量
不变
题目中的变量，指的是随着反应的进行而改变的量，（如某物质的质量、浓度、百分含量，n总(气体)、压强、气体密度、气体平均分子质量、颜色等），当“变量”不再变化（保持恒定）时，证明可逆反应达到平衡，但“定量”无法证明。