第六章 化学反应与能量 第二节 化学反应的速率和限度 知识清单

第二节 化学反应的速率与限度 知识点01 化学反应速率 一、化学反应速率 1. 定义 化学反应速率用单位时间内反应物浓度的_____或生成物浓度的_____表示，单位为或。 【答案】减小 增大 2.计算公式： 示例：某反应物浓度在内由变为，则平均速率为： 【 注意】 ①计算化学反应速率时，一定要注意是“单位时间内浓度的变化量”，不能用物质的量的变化量来计算。例如，某反应容器体积为，某反应物初始物质的量为，后变为，不能直接用来计算速率，而应先算出浓度变化量，初始浓度为，后浓度为，则反应速率为 。 ②化学反应速率是一段时间内的平均速率，不是瞬时速率。 ③对于同一个反应，用不同物质表示的化学反应速率数值可能不同，但意义相同，其速率之比等于化学计量数之比。例如对于反应， 。 二、影响化学反应速率的因素 1. 实验探究 影响因素 实验设计 现象 结论 温度 两支试管均加和溶液，分别放入冷水和热水中 冷水：气泡较慢热水：气泡较快 升高温度，反应速率_____；降低温度，反应速率_____。 浓度 两支试管加等质量大理石碎块，分别加盐酸和盐酸 低浓度：气泡较慢高浓度：气泡较快 增大浓度，反应速率_____；减小浓度，反应速率_____。 催化剂 向溶液中加入 加入催化剂后气泡迅速产生 催化剂可_____反应速率。 接触面积 块状碳酸钙与粉末状碳酸钙分别与盐酸反应 粉末反应更快 增大接触面积，反应速率_____。 【答案】加快 减慢 加快 减慢 改变 加快 【 注意】 ①浓度变化对固体或纯液体反应物速率无影响； ②压强对速率的影响本质是改变气体浓度。若反应物为固体或液体，改变压强不影响速率。 2. 规律总结 因素 变化 速率变化 浓度 增大反应物浓度 速率增大 温度 升高温度 速率增大 催化剂 加入正催化剂 速率增大 压强（气体） 增大压强 速率增大 接触面积 增大接触面积 速率增大 三、催化剂与酶 1. 催化剂的特点： （1）改变化学反应速率，自身_____和_____不变。 （2）具有选择性（如催化分解，但不催化其他反应）。 2. 应用：80%以上化工生产使用催化剂（如合成氨、硫酸）。 【答案】质量 化学性质 【 注意】 催化剂可能加快或减慢反应速率，并非一定是“加快”。 3. 酶 生物催化剂，催化效率高，条件温和（如体温下反应）。 应用：淀粉水解、DNA复制等。 四、调控反应速率的实例 实例 影响因素 煤粉代替煤块燃烧更旺 增大接触面积 食物放冰箱保存 降低温度 铁在纯氧中燃烧更剧烈 增大氧气浓度 橡胶中添加防老剂 减小反应速率（减缓老化） 知识点02 化学反应的限度 一、可逆反应 1. 定义 在_____下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的化学反应。 示例：（亚硫酸不稳定，易分解） （工业合成氨反应） 2. 特点 ① 正反应和逆反应同时进行 ② 反应物和生成物_____存在 ③ 反应物不能完全转化为生成物（不能进行到底） 【答案】同一条件 共同 二、化学平衡状态 1. 建立过程 阶段 反应物浓度 生成物浓度 正反应速率（） 逆反应速率（） 起始阶段 最大 0 最大 0 进行阶段 逐渐减小 逐渐增大 逐渐减小 逐渐增大 平衡阶段 不再变化 不再变化 2. 特征 ① 动态平衡：（反应未停止） ② 各组分浓度保持_____ ③ 条件改变时，平衡可能被打破 3. 口诀 “逆等动定变” 逆：可逆反应 等： 动：动态平衡 定：浓度恒定 变：条件改变时平衡移动 【答案】恒定 【 注意】 ①化学平衡是一种动态平衡，达到平衡时反应并没有停止，正、逆反应仍在进行，只是速率相等。 ②化学平衡状态强调的是“正反应速率和逆反应速率相等”，这里的速率必须是同一物质的正、逆反应速率。例如，对于反应，不能说时就达到平衡，而应该是 时才达到平衡。 ③判断一个可逆反应是否达到平衡状态，要抓住“变量不变”这一关键。例如，对于反应前后气体体积变化的反应，体系的压强、气体的物质的量等是变量，当这些量不再变化时，反应达到平衡；而对于反应前后气体体积不变的反应，如，压强、气体物质的量始终不变，不能以此判断反应是否达到平衡。 三、化学反应限度 1. 定义 可逆反应在给定条件下能达到的_____，决定了反应物的最大转化率。 2. 影响因素 因素 对反应限度的影响 反应物性质 不同反应的限度不同（由物质本身决定） 反应条件 改变条件（如温度、浓度、压强）可_____化学平衡状态 应用实例 工业生产中通过调节温度、压强等条件提高合成氨的产率（如哈伯法采用高温高压条件） 【答案】最大程度 改变 四、核心概念对比 概念 可逆反应 化学平衡 本质 双向反应特性 动态平衡状态 标志 正逆反应共存 且浓度恒定 关系 可逆反应是建立化学平衡的前提 化学平衡是可逆反应的最终状态 知识点03 化学反应条件的控制 1. 化学反应条件控制的意义 （1）调控目的 ① 促进有利反应：提高_____和_____； ② 抑制有害反应：降低反应速率，减少_____和_____。 （2）工业生产的考量 需平衡反应效果与_____、_____的可行性。 【答案】反应速率 反应物转化率 副反应 有害物质 控制成本 实际条件 2. 合成氨的条件选择 （1）理论分析 反应方程式：（放热） ①温度：低温有利于提高_____，但会降低_____； ② 压强：高压有利于提高_____，但会增加_____和_____要求。 （2）实际工业条件 条件 理论最佳 实际选择 原因 温度 低温 400~500℃ 催化剂活性高，反应速率快 压强 高压 10~30 MPa 设备承受能力与成本平衡 【答案】氨产率 反应速率 氨产率 设备成本 动力 3. 燃烧效率的调控 （1）调控措施 方向 具体方法 燃料状态 将固体燃料粉碎（如煤粉），增大_____； 空气用量 通入足量空气，但避免过量导致_____； 炉膛材料 使用隔热材料减少_____； 热能利用 回收烟道废气中的热能（如预热空气） （2）实例说明 燃气灶调节进风口：控制空气量使燃料_____燃烧。 【答案】接触面积 热量散失 热量损失 充分 2 学科网（北京）股份有限公司 $$