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-1-第十一讲化学反应速率与反应限度XUEKAOBIAOZHUN学考标准TIAOMUJIEXI条目解析知识条目学考要求1.化学反应速率及其简单计算a2.影响化学反应速率的因素,控制反应条件在生产和科学研究中的作用a3.化学反应的限度a4.化学平衡的概念a5.化学平衡状态的特征aXUEKAOBIAOZHUN学考标准TIAOMUJIEXI条目解析一二三一、化学反应速率1.基本概念(1)定义:用来衡量化学反应进行的快慢的物理量。(2)公式:单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加,v(B)=Δ𝑐(B)Δ𝑡。(3)单位:mol·L-1·min-1或mol·L-1·s-1。(4)计算规律:对于同一化学反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=a∶b∶c∶d。(5)比较反应速率的方法:首先看单位是否统一,若不统一,换算成相同的单位;再将不同物质表示的速率换算成同一物质表示的速率,再比较数值的大小。四XUEKAOBIAOZHUN学考标准TIAOMUJIEXI条目解析一二三典例1汽车尾气处理时发生反应:4CO(g)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g)。在不同条件下的化学反应速率不同,下列表示反应速率最快的是()A.v(CO)=0.03mol·L-1·s-1B.v(NO2)=0.7mol·L-1·min-1C.v(N2)=0.4mol·L-1·min-1D.v(CO2)=1.1mol·L-1·min-1四答案解析解析关闭v(CO)=0.03mol·L-1·s-1=1.8mol·L-1·min-1。根据用不同物质表示的化学反应速率与化学方程式中物质对应的化学计量数成正比,可以计算出B、C、D三个选项都用CO表示的化学反应速率分别为1.4mol·L-1·min-1、1.6mol·L-1·min-1、1.1mol·L-1·min-1。故选A。答案解析关闭AXUEKAOBIAOZHUN学考标准TIAOMUJIEXI条目解析一二三2.影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素规律内因反应物的性质反应物本身的性质是影响反应速率的主要因素外因反应物的浓度浓度增大,反应速率增大反应温度温度升高,反应速率增大;温度降低,反应速率减小反应时的压强(对于有气体参加的反应)压强增大,反应速率增大;压强减小,反应速率减小催化剂加入催化剂能显著地改变反应速率其他表面积增大,反应速率增大,固体颗粒越小,反应速率越大四XUEKAOBIAOZHUN学考标准TIAOMUJIEXI条目解析一二三注意(1)对于有固体或纯液体参加的化学反应,改变它们的量不会引起浓度的变化,对反应速率基本无影响。例如:C(s)+CO2(g)2CO(g),增加C的量,对此反应的反应速率无影响(当然,这里不考虑固体表面积、颗粒大小等的变化)。(2)压强只对有气体参加或生成的化学反应速率有影响,压强对反应速率的影响关键是看改变压强是否改变相关物质的浓度。四XUEKAOBIAOZHUN学考标准TIAOMUJIEXI条目解析一二三典例2化学反应速率的大小主要取决于()A.反应的温度B.是否使用催化剂C.反应物的性质D.反应物的浓度四答案解析解析关闭影响化学反应速率的主要因素是反应物本身的性质,浓度、温度、压强和催化剂是影响化学反应速率的重要因素,但不是决定性因素。故选C。答案解析关闭CXUEKAOBIAOZHUN学考标准TIAOMUJIEXI条目解析一二三二、化学反应的限度1.可逆反应:在相同条件下既可以向正反应方向进行,又可以向逆反应方向进行的反应,称为可逆反应。(1)表示方法:用“”表示可逆反应。(2)特征:正反应和逆反应发生的条件相同;反应物和生成物同时存在;可逆反应具有普遍性,大多数化学反应都是可逆反应。2.化学反应的限度:同一条件下的可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,即可逆反应有一定的限度。四XUEKAOBIAOZHUN学考标准TIAOMUJIEXI条目解析一二三典例3当可逆反应CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O达到一定限度后,向其中加入少量。经过一段时间后,18O存在于()H218OA.CH3CH218OH、H218OB.CH3CO18OH、H218OC.CH3C18OOH、H218OD.CH3CO18OCH2CH3、H218O四答案解析解析关闭根据酯化反应的原理:酸脱羟基醇脱羟基上的氢原子,加入少量H218O后,上会引入—18OH,即存在CH3CO18OH。故选B。答案解析关闭BXUEKAOBIAOZHUN学考标准TIAOMUJIEXI条目解析一二三三、化学平衡1.定义可逆反应在一定条件下进行到一定程度时,正反应速率和逆反应速率相等,反应物和生成物的浓度保持不变,反应达到化学平衡状态。2.建立平衡过程的图像(从正反应开始)四XUEKAOBIAOZHUN学考标准TIAOMUJIEXI条目解析一二三3.化学平衡状态的特征(1)动:达到平衡状态的可逆反应,化学反应并没有停止,只不过是正反应速率等于逆反应速率,各种物质的浓度不再发生变化而已,因此化学平衡是一种动态平衡。(2)等:可逆反应达到化学平衡状态时,正、逆反应速率相等,即同一物质的消耗速率与生成速率相等,即v(正)=v(逆)0。(3)定:可逆反应达到平衡状态时,反应物的浓度和生成物的浓度不再改变,即反应物和生成物中各物质的百分含量保持一定。(4)变:当影响化学平衡的外界条件发生改变时,原化学平衡状态被破坏,一段时间后会达到新的平衡状态。四XUEKAOBIAOZHUN学考标准TIAOMUJIEXI条目解析一二三四四、控制反应条件在生产和科学研究中的作用在生产和科学研究中不仅要从快慢(化学反应速率角度)、产率(化学平衡角度)研究化学反应,还要综合考虑原料成本、设备成本、环境影响等因素,确定合理的反应条件,使工业生产效益最大化。XUEKAOBIAOZHUN学考标准TIAOMUJIEXI条目解析一二三四典例4在一定温度下的某容积可变的密闭容器中,发生反应:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)。不能说明该反应一定达到化学平衡状态的是()A.体系的体积不再发生变化B.v正(CO)=v逆(H2)C.生成nmolCO的同时生成nmolH2D.1molH—H键断裂的同时断裂2molH—O键答案解析解析关闭该反应是一个反应前后气体分子数不相等反应,体系的体积不再发生变化说明已经达到化学平衡状态。因为v逆(CO)=v逆(H2),则v正(CO)=v逆(H2)=v逆(CO),说明该反应已经达到平衡状态。CO和H2同为生成物,其物质的量的变化应该始终相等,因此“生成nmolCO的同时生成nmolH2”不能说明该反应一定达到化学平衡状态。“1molH—H键断裂”即为1molH2反应同时生成1molH2O,“断裂2molH—O键”说明1molH2O反应掉,宏观上水的百分含量不变,应为已达平衡状态。故选C。答案解析关闭C-14-第十二讲化学反应中的热量XUEKAOBIAOZHUN学考标准TIAOMUJIEXI条目解析知识条目学考要求1.化学反应中能量转化的主要形式a2.吸热反应和放热反应a3.从化学反应中的反应物的总能量与生成物的总能量变化理解反应中的热效应b4.化学键的断裂和形成与反应中能量变化的关系b5.热化学方程式的书写a6.利用热化学方程式进行的简单计算b7.合理利用化石燃料,提高燃料燃烧效率的方法aXUEKAOBIAOZHUN学考标准TIAOMUJIEXI条目解析一二三四五一、化学反应中能量转化的主要形式1.化学能热能、光能、电能等。化学反应中的能量变化主要表现为放热和吸热。相应的反应分别叫做放热反应和吸热反应。2.其他形式的能量化学能。如电解水生成氢气和氧气,次氯酸的光照分解等。XUEKAOBIAOZHUN学考标准TIAOMUJIEXI条目解析一二三四五二、吸热反应与放热反应1.比较放热反应吸热反应定义放出热量的化学反应吸收热量的化学反应反应举例①燃烧;②中和反应;③活泼金属与H2O或酸的反应;④大多数化合反应①CO、H2还原金属氧化物的反应;②Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应;③大多数分解反应化学键角度断键吸收的总能量小于成键放出的总能量断键吸收的总能量大于成键放出的总能量XUEKAOBIAOZHUN学考标准TIAOMUJIEXI条目解析一二三四五放热反应吸热反应能量角度反应物的总能量大于生成物的总能量反应物的总能量小于生成物的总能量2.规律(1)可逆反应:若正反应为放热反应,那么逆反应必为吸热反应。(2)注意吸热反应与需要加热引发化学反应的区别:需要加热或高温条件下发生的反应不一定就是吸热反应。一般吸热反应需要不断加热才能反应,放热反应加热引发后可继续反应。XUEKAOBIAOZHUN学考标准TIAOMUJIEXI条目解析一二三四五典例1下列关于化学反应中的能量转化描述正确的是()A.化学反应总伴随着能量变化B.吸热反应一定需要加热条件下才能实现C.弱酸与强碱的中和反应是吸热反应D.放热反应的反应物化学键断裂时也会放出热量答案解析解析关闭吸热反应不一定需要加热才能发生,如Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应常温下就可进行,B项错误。中和反应都为放热反应,C项错误。无论吸热反应还是放热反应,反应物化学键断裂时都需要吸收热量,D项错误。答案解析关闭AXUEKAOBIAOZHUN学考标准TIAOMUJIEXI条目解析一二三四五三、热化学方程式的书写1.书写热化学方程式的“三步骤”(1)正确书写化学方程式(根据需要,化学计量数可以是分数或小数);(2)标明物质的状态;(3)计算并写出对应的反应热ΔH。XUEKAOBIAOZHUN学考标准TIAOMUJIEXI条目解析一二三四五2.热化学方程式与一般的化学方程式的区别(1)状态——热化学方程式中要注明各物质的状态,用g、l、s分别代表气态、液态、固态。(2)ΔH——表示反应放出或吸收的热量,“-”表示放热,“+”表示吸热。单位:kJ·mol-1。特别注意:若热化学方程式的化学计量数改变时,其ΔH也应同等倍数地改变。(3)化学计量数——各物质前面的化学计量数可为整数、分数或小数,只表示该物质的物质的量,不表示个数。(4)反应条件——书写热化学方程式时,已经标明了状态,因此一般不写反应条件。XUEKAOBIAOZHUN学考标准TIAOMUJIEXI条目解析一二三四五3.“三看”法判断热化学方程式的正误(1)“一看”ΔH的符号是否正确(根据反应是放热还是吸热判断)。(2)“二看”物质的聚集状态是否正确。(3)“三看”ΔH的数值是否正确(根据能量与化学计量数的对应关系)。XUEKAOBIAOZHUN学考标准TIAOMUJIEXI条目解析一二三四五典例21gCH4完全燃烧生成CO2和液态水时放出55.625kJ的热量,该反应的热化学方程式为。答案解析解析关闭先写出化学方程式并标明物质的状态。CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)。接着计算ΔH,1gCH4完全燃烧放出55.625kJ的热量,则1mol甲烷完全燃烧放热55.625×16kJ=890kJ。答案解析关闭CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-890kJ·mol-1XUEKAOBIAOZHUN学考标准TIAOMUJIEXI条目解析一二三四五四、利用热化学方程式进行的简单计算——计算ΔH的两种方法1.根据热化学方程式进行计算:|ΔH|和热化学方程式中物质的化学计量数成正比。2.根据反应物和生成物的键能计算:ΔH=反应物的总键能-生成物的总键能。XUEKAOBIAOZHUN学考标准TIAOMUJIEXI条目解析一二三四五典例3已知断开1molH2中的H—H键需要吸收436.4kJ能量,断开1molCl2中的Cl—Cl键需要吸收242.7kJ能量,生成1molHCl中的H—Cl键放出431.8kJ能量。氢气在氯气中燃烧的热化学方程式为。答案解析解析关闭因为:所以:ΔH=436.4kJ·mol-1+242.7kJ