6.2 化学反应的速率与限度 知识清单-2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

初高中化学聂老师 电话：13384730903 必修二 第六章 第二节 化学反应的速率与限度 知识点总结 必修2第六章第二节 化学反应的速率和限度 ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 知识点一：化学反应的速率 1、化学反应速率 （1） 概念 化学反应速率是衡量化学反应进行快慢的物理量。 （2）表示方法 在容积不变的反应器中，通常是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，用计算式可表示为： 式中：Δc：浓度变化，一般以mol/L为单位 Δt：时间变化，单位可用s、min、h等 v：反应速率，单位一般为mol/(L·s)、mol/(L·min)、mol/(L·h) 例如：某反应物X的浓度在20s内从5mol/L变为了2mol/L，则在该时间段内的平均反应速率为： 注意：①一个确定的化学反应涉及反应物、生成物等多种物质，因为定量表示一个化学反应的反应速率时，必须指明是哪一种物质表示的。 ②Δc无论是反应物的值还是生成物的值，化学反应速率都取正值，在中学化学的现阶段，“化学反应速率”通常指的是平均反应速率。 ③对于同一化学反应，在相同的反应时间内，用不同的物质来表示其反应速率，其数值可能相同，也可能不同，但这些不同的数值表示的都是同一反应的速率，所表示的实际意义完全相同。 ④对于有固体或纯液体参加的化学反应，不用纯液体或固体来表示化学反应速率。 （3） 反应速率的计算 ①“三行式”计算法 “三行式”，即把某一化学反应的三种浓度（起始浓度、转化浓度、最终浓度）都推导出来。其实，只要推导出三种浓度，各种计算常可迎刃而解，这是速率计算中的根本。如： N2 + 3H2 ⇋ 2NH3 起始浓度 mol/L： a b 0 ts时转化浓度 mol/L：x 3x 2x ts时浓度 mol/L： (a-x) (b-3x) 2x 从而求出各物质的反应速率： 、、； N2的转化率： 由上可得：v(N2):v(H2):v(NH3)=x:3x:2x=1:3:2 注意：各物质的化学反应速率之比等于它们的计量数之比，也等于各物质的浓度变化之比。 说明：在上述三种浓度（起始、转化、最终）中，只有转化浓度与计量数一定成比例；因为起始浓度是人为的，与反应比（计量数比）不一定相同；最终浓度与起始浓度和转化浓度两个因素有关，它与计量数也不一定成比例。 利用“转化浓度与计量数成比例”这一关系，有以下两个应用： 第一，当知道一种物质的转化浓度时，利用计量数可推导出其他物质的转化浓度。利用此点，常可把“三行数据”全部推导出来。 第二，当知道各物质的转化浓度时，可以推导出计量数比，也就是可确定反应方程式。 ②同一反应中各物质的速率关系 由①中各物质的反应速率数据得如下关系式： N2 + 3H2 ⇋ 2NH3 反应速率 mol/(L·s)： 即： 由此可知：同一反应，用不同的物质来表示化学反应速率，其数值可能不同，但各自的反应速率除以自身的系数后，都是相等的。 此关系有以下两个应用： 第一，只要知道反应中一种物质的反应速率，其他物质的反应速率也就可推导出来； 第二，可以比较同一反应中一化学反应在不同情况下的反应快慢。 注意：比较同一化学反应的速率时，也可将反应速率转化为同一种物质，且单位统一后，进行比较。 2、影响化学反应速率的因素 影响化学反应速率的因素有两方面，一是内因——反应物的结构和反应历程，这是主要因素；二是外因——主要有浓度、压强、温度、催化剂等。以下主要介绍外界条件对化学反应速率的影响。 （1） 浓度（正比） 其他条件不变时，增大反应物的浓度，反应速率增大；减小反应物浓度，反应速率减慢。例如：S+O2SO2,硫磺在空气中燃烧为浅蓝色，在纯氧中燃烧为蓝紫色。 注意： 浓度适用于溶液或气体，对于固体或纯液体，其浓度可视为常数。所以： ①反应速率与固体用量无关，只与表面积的大小有关。固体颗粒变小，表面积增大，反应速率增大。例如，大木块劈成多个小片后燃烧加快。再如，实验时，若是固体之间的反应，常将固体研细、混匀，，再进行反应，这是为了增大接触面积。正是为了增大反应物之间的接触面，化学实验时，常把固体溶于水，使反应尽量在溶液中进行。在溶液中，溶质以分子离子形式存在，且分布均匀，这使反应物分子或离子间直接接触的机会极大地增加，可以大大提高反应速率。 ②通常不用来表示固体或纯液体的反应速率。 （2） 压强（正比） 通常，在其他条件不变时，增大压强，反应速率增大；减小压强，反应速率减慢。 压强对反应速率的影响，可理解为浓度的变化：增大压强，相当于增大反应物的浓度，所以反应速率增大。 注意： ①由于固体和液态物质的体积，受压强的影响小，可以忽略不计，因此，压强只影响有气体参加的化学反应速率。 ②惰性气体（即不参加反应的气体）通入后，是否改变反应速率，要看是否使反应物的浓度发生了变化。 （3） 温度（正比） 无论是吸热反应还是放热反应，在其他条件不变时，升高温度，反应速率都增大；降低温度，反应速率都减小。例如： ①将食物存放在温度低的电冰箱中，就是为了降温，使食物的腐败速率减慢。 ②Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S↓(黄)+H2O，相同浓度的Na2S2O3和H2SO4溶液，温度较高的首先出现浑浊。 ③对于反应，在不同的温度下实验现象如下： 操作 现象 结论 a、常温下，量取2—3ml 5%的H2O2溶液与试管中，加2滴FeCl3溶液 有无色、无味气泡产生 升温，产生气体的速率加快；降温，产生气体的速率减慢 b、把a中试管放在冷水中 产生气泡速率变慢 c、把a中试管放在热水中 产生气泡速率变快 d、把上述产生 气体用带火星的木条检验 木条复燃 产生的气体是O2 （4） 催化剂 催化剂能大大改变反应速率：正催化剂时增大反应速率，负催化剂时减小反应速率。通常不指明时，都是指正催化剂。 催化剂有选择性。一个反应的催化剂，对另一个反应不一定有催化作用。 实例1：反应2H2O2=2H2O+O2↑，观察H2O2溶液，很难看到有气泡产生；若在H2O2溶液中加入MnO2（FeCl3）很快产生大量能使木条复燃的气体。 实例2：一些橡胶或塑料制品中，常添加抑制剂，抑制剂就是负催化剂，它能降低塑料老化的速率。 实例3：在用盐酸除去水壶中的水垢时，盐酸也会与壶（主要含单质Al）反应。当你加入一中西药乌洛托品（药店有售）时，盐酸就只啃水垢不啃壶。此处，乌洛托品就是酸与金属反应的负催化剂。 注意：在影响反应速率的四个要素中，以催化剂的作用最大，温度次之，浓度与压强作用最小。 （5） 其他因素 影响化学反应速率的外因还有光照、原电池等。 实例1：AgNO3、Cl2水都要放在棕色瓶中保存，就是因防它们在光照下分解。 实例2：Zn与H2SO4溶液反应时，加入少量CuSO4溶液能加快反应速率，时因置换出的单质Cu沉积在Zn表面上，Zn—Cu—H2SO4形成的原电池，加快反应速率。 实例3：在金属表面上常人为形成一层保护层（如电镀、油漆、钢铁的发蓝处理——即增厚F3O4膜），就是为了防止其形成原电池。 知识点二：化学反应的限度 1、可逆反应 同一条件下，正反应方向（向右）和逆反应方向（向左）同时进行的反应，叫可逆反应。对其理解，需注意以下三点： ①必须是同条件。 如H2+O2H2O与H2O H2+O2，二者反应条件不同，所以不是可逆反应。再如，，这两个过程也不是同条件进行，所以也不是可逆反应。 ②可逆反应不能进行到底——反应物不可能全部转化为产物。 表现在化学反应方程式中，就是写“⇋”，不写“↓”、“↑”；表现在数值上，就是无论反应物还是生成物的物质的量都不为0。 例如：氯水呈黄绿色，就是因为Cl2与水反应不完全，还有Cl2分子的存在，此反应就是可逆反应，在方程式中写可逆号“⇋”：Cl2+H2O⇋HCl+HClO。 ( 高温 ⇋ ) ( 高温 = )③有气体参加的反应，在密闭容器中才能可逆，若在敞开容器中就不可逆。如： CaCO3 CaO+CO2↑（密闭容器中，可逆） CaCO3CaO+CO2↑（敞开容器中，不可逆） ④绝大多数反应都有一定的可逆性，只不过有的逆反应倾向小，从整体看，时朝着一个方向（正方向）进行的。如Ba2++SO42-=BaSO4↓，H++OH-=H2O，虽有逆反应，但极微弱，通常称之为“不可逆反应”。 2、化学反应的限度——化学平衡 （1）化学平衡的建立 右图是反应过程中反应速率的变化情况。从图可知：反应开始时，反应物的浓度最大→正反应速率[v(正)]最大；而生成物的浓度最小（为0）→逆反应速率[v(逆)]最小（为0）。所以开始时v(正)>v(逆)。 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。 达平衡时，v(正)=v(逆)，其中t1为从反应开始到达平衡所需的时间。 注意：上图中的v(正)、v(逆)，与用公式求得的速率不同，这是两种表达速率的方式。在图中的v(正)表达的是综合所有反应物后的总的正反应速率，v(逆)表达的是综合所有生成物后的总的逆反应速率，v(正)、v(逆)都是瞬时速率。而求得的速率是在某一时间段内的平均速率，且是用一种物质的变化来表达的。 （2） 化学平衡概念 当反应进行到一定程度时，正反应速率与逆反应速率相等，反应物的浓度或生成物的浓度不再变化，宏观上看达到了“静止”状态，此时，反应进展到了最大程度（即最大转化率），即可逆反应达到了“限度”，这时的状态，我们称之为“化学平衡状态”，简称“化学平衡”。 （3）化学平衡的特征 ①逆：化学平衡对可逆反应而言。（前提） ②等：正反应速率和逆反应速率相等，即同一物质的消耗速率与生成速率相等，v(正)=v(逆)≠0。（实质） ③动：是动态平衡，反应仍在进行。 ④定：平衡时，反应混合物中各组分的浓度，百分含量保持一定，不再随时间而改变。（标志） ⑤变：外界条件改变，v(正)≠v(逆)，原平衡被打破，在新条件下建立新的平衡状态。 注意：化学平衡的特征适用于一切可逆过程，如溶解平衡、电离平衡、水解平衡等。 知识点三：化学反应条件的控制 1、 控制反应条件的意义 ( （ 1 ）促进有利的化学反应 ) 提高反应物的转化率 加快反应速率 减缓反应速率 抑制有害的化学反应 减小、消除有害物质的产生 控制副反应的发生 2、 提高煤的燃烧效率 （1） 燃料燃烧的条件 ①燃料与空气或氧气充分接触； ②温度达到燃料的燃点。 （2）转化率与充入量的关系 ①量少者的转化率高，过量者的转化率低； ②反应物按反应比例充入时，转化率都相同。 （3）影响煤燃烧的条件及措施 影响煤燃烧效率的条件 措施 作用 ①煤的状态 固体粉碎或制成浆状或雾化，以增大接触面 能量转化率 ②空气的用量 适当过量 ③炉（灶）膛材料及形状 耐热、绝热、有利于充分燃烧 提高热量利用率 ④烟道废气中热量的利用 用余热加热水，可水浴、发电 拓展应用 拓展一：化学平衡状态的判断 化学平衡状态的判断是高考热点之一，常是一个选项，但它又是难点。它的判断依据是化学平衡的概念。判断方法有： 1、 从动力学的角度“v(正)=v(逆)”；二、从“量变”的角度——“浓度不变”。两者有其一，必是平衡状态。 方法一：v(正)=v(逆) 有关利用速率判断平衡的题型，用两步来突破。 步骤一：先判断是否正、逆反应并存； 步骤二：物质的速率除以各自的系数后，相等，即为平衡状态。 方法二：浓度不变 此处的“浓度”是个泛指，可以是物质的量浓度、质量分数（ω），也可以是物质的量、质量，以及能反映浓度的压强、体积、颜色等。关键是体现各组分的“量”不变。 （1） 若某量在反应前后没变化，用该量就不能判断是否平衡。 （2） 若某量在反应前后有变化，当该量不变时，就必是平衡状态。 总结：逆向相等，变量不变。 拓展二：有关化学平衡的计算 化学平衡计算的基本模式——平衡“三部曲”，根据如下“三部曲”，有关化学平衡计算的许多问题就迎刃而解了。 mA(g)+nB(g)⇋pC(g)+qD(g) “一步”：起始 a b 0 0 “二步”：转化 mx nx px qx “三步”：平衡 a-mx b-nx px qx （1） 转化率的计算 量——指物质的量、物质的量浓度、体积、质量等。 （2）产率计算 （3） 各组分的体积分数（Φ） （4） 平均相对分子质量的变化规律 气体平均摩尔质量：，对于上述反应，平衡前后气体总质量不发生变化，则有下列规律： ①若m+n=p+q，化学平衡移动，但不变； ②若m+n>p+q，平衡正向移动，n总减小，增大； ③若m+n<p+q，平衡正向移动，n总增大，减小。 注意： ①当混合气体在平衡移动前后总质量发生变化，而总物质的量不变时，随m的变化而变化，m增大，则增大，m减小，则减小。 ②当混合气体在平衡移动前后m总、n总都发生变化，可能增大，可能减小，也可能不变。 必修2第八章第三节 ( 1 )环境保护与绿色化学 学科网（北京）股份有限公司 $