高二化学教案：《化学反应速率学案》教学设计。
俗话说，磨刀不误砍柴工。作为高中教师就要在上课前做好适合自己的教案。教案可以让学生们充分体会到学习的快乐，帮助高中教师提前熟悉所教学的内容。那么一篇好的高中教案要怎么才能写好呢？下面是小编精心收集整理，为您带来的《高二化学教案：《化学反应速率学案》教学设计》，欢迎阅读，希望您能够喜欢并分享！
本文题目：高二化学教案：化学反应速率学案
第一节 化学反应速率学案
学习目标：
①掌握化学反应速率的概念;
②学会有关化学反应速率的计算;
③了解有关化学反应速率的测量方法;
④了解研究化学反应速率的意义。
学习重点、难点
化学反应速率的表示方法及计算
学习过程：
思考与归纳：
问题：化学反应速率的快慢如何表示?有什么特点?思考后请完成下列空白：
(1) 化学反应速率的概念：
(2) 化学反应速率的数学表达式： ，单位： 。
(3) 同一反应选取不同反应物表示反应速率时，其数值 但表示的意义
(填“相同”或“不同：)。
(4) 各物质的速率之比等于该反应方程式中的 。在合成氨的过程中，如果在某一时间内氮气消耗的速率为a，则氢气的消耗的速率为 。
例1、向一个容积为1L的密闭容器中放入2molSO2和1molO2，在一定条件下，2s末，测得容器内有0.8mol SO2，求2s内SO2、O2、SO3的反应速率和反应速率之比。
解： 2SO2 + O2 2SO3
起始浓度(mol/L) 2 1 0
变化了的浓度(mol/L) 2—0.8 (2—0.8)/2 2—0.8
所以：v(SO2)= (2 mol/L—0.8 mol/L)/2s==0.6 mol.L—1.S—1
V(O2) = (2 mol/L—0.8 mol/L)/(2×2s)==0.3 mol.L—1.S—1
V(SO3) = (2 mol/L—0.8 mol/L)/2s==0.6 mol.L—1.S—1
反应速率比v(SO2)：V(O2)：V(SO3)=0.6：0.3：0.6=2：1：2
答：
例2、某物质A在一个2L的密闭容器中与其他物质反应，5min后发现A的物质的量由10mol变为4mol，再过5min还剩余1mol，计算前5min，后5min、10min内的反应速率。
解：前5min：v(A)= (10 mol/L—4mol/L)/(2L×5min)=0.6 mol.L—1.min—1
后5min：v(A)= (4 mol/L—1mol/L)/(2L×5min)=0.3 mol.L—1.min—1
10min内：v(A)= (10 mol/L—1mol/L)/(2L×5min)=0.9 mol.L—1.min—1
思考：通过以上两个例题，可以发现什么规律?
关于化学反应速率应注意的几个问题：
(1)求得的反应速率均为正数，没有负数(只有大小无方向)
(2)求得的反应速率是一段时间内的平均反应速率，而不是某一时刻的瞬时速率。
(3)对于不同化学反应，用不同的物质表示其化学反应速率其数值不一定相等，但其数值之比等于化学方程式的计量数之比(表示一个反应的反应速率时必须指明所对应的物质)。
练习：1、反应4NH3+O2 4NO+6H2O，在5L的密闭容器中进行，半分钟后，NO的物质的量浓度增加了0.3mol/L则此时的反应速率v(x)为( )
A、 v(O2)=0.01mol/(L.s)
B、 v(NO)=0.08mol/(L.s)
C、 v(H2O)=0.003mol/(L.s)
D、 v(NH3)=0.002mol/(L.s)
2、某温度时，在2L容器中X、Y、Z 三种物质的物质的量随时间的变化曲线如右图所示，由图中数据分析，该反应的化学方程式为
反应开始至2min，Z的平均反应速率为
例3、反应A+3B=2C+2D在四种不同情况下的反应速率分别为：
①v(A)=0.15mol/(L.s) ② v(B)=0.6mol/(L.s)
③ v(C)=0.4mol/(L.s) ④ v(D)=0.45mol/(L.s)
该反应进行的快慢顺序为： 。
当堂达标测试：
1、反应2SO2+O2 2SO3经一段时间后，SO3的浓度增加了0.4mol?L-1，在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04mol?L-1?s-1，则这段时间为
A.0.1s B.2.5s C.5s D.10s
2、已知反应A+3B=2C+D在某段时间内以A的浓度变化表示的化学反应速度为1mol?L-1?min-1，则此段时间内以C的浓度变化表示的化学反应速率为
A.0.5mol?L-1?min-1 B.1 mol?L-1?min-1
C.2 mol?L-1?min-1 D.3 mol?L-1?min-1
3、反应：4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)在10L密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45mol，则此反应的平均速率 (X)(反应物的消耗速率或产物的生成速率)可表示为
A. (NH3)=0.010mol?L-1?s-1B。 (O2)=0.0010mol?L-1?s-1
C. (NO)=0.0010mol?L-1?s-1D。 (H2O)=0.045mol?L-1?s-1
4、将 4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应：2A(g)+B(g)=2C(g)若经 2 s(秒)后测得 C 的浓度为 0.6 mol?L-1 ，现有下列几种说法：
① 用物质 A 表示的反应的平均速率为 0.3 mol?L-1?s-1
② 用物质 B 表示的反应的平均速率为 0.6 mol?L-1?s-1
③ 2 s 时物质 A 的转化率为70%
④ 2 s 时物质 B 的浓度为 0.7 mol?L-1
其中正确的是( )
A.①③ B.①④ C.②③ D.③④
参考答案：
1、C 2、C 3、C D、B
相关推荐
高二化学教案：《化学反应速率教学设计》教学设计
一、 教材依据
本节课选自《普通高中课程标准试验教科书》（鲁科版）必修2第二章化学键 化学反应与能量的第二节化学反应的快慢和限度（第一课时）。
二、设计思想
本节课的主要内容是化学反应速率的概念及其影响因素，理论性较强。在讲解概念时，我采用让学生根据定义推导出表达式和单位的方法，减少做题时出现不必要错误（例如单位换算的问题呢）。对于学生来说，理解反应速率的概念并不难，难的是对影响反应速率的因素的掌握。
新课程倡导以“主动参与，乐于探究，交流与合作”为主要特征的学习方式，因此在突破这个难点的过程中，我采用引导启发的形式，让学生完成整个探究过程，并让他们根据结果找出实例来证明结论的正确性。最后并通过知识的拓展，理清思路，使学生的知识体系更加完整。促进学生科学探究的方法的习得，而不仅仅是知识本身。
通过本节课的学习，引导学生构建认知框架，提高知识的应用、迁移能力。本节课从日常生活中学生熟悉的化学现象入手，贴近现实生活。真正地体现“化学，来源于生活”的理念
三、教学目标
知识与技能：掌握化学反应速率的概念及影响因素，并运用这些因素解决实际问题。学会对实验中出现的现象进行分析并得出结论的方法。
过程与方法：通过探究性实验，进一步加强观察、分析、总结能力。培养他们思的严谨性。
情感与价值观：通过一步步的引导提问，使学生建立自信，从实验中体验成功的喜悦。激发学生运用化学知识解决实际问题的兴趣和激情
四、教学重难点
重点：化学反应速率的概念及影响反应速率的因素。
难点：对影响化学反应速率因素的假设，验证及运用。
五、实验器材及技术媒体
多媒体
试管、烧杯、滴管、药匙、双氧水、３mol/L盐酸溶液、二氧化锰、镁条、
０.５mol/L盐酸溶液 酒精灯
六、教学方法
讲解法、启发式教学、实验探究法
七、教学设计
教学程序
教师活动
学生活动
设计意图
创设情景
引出新知
【导入】用多媒体展示
溶洞形成，原子弹爆炸的资料
引发学生思考：这些化学变化有何差异？
思考回答：化学反应有的快，有得慢
激发学生兴趣
明确目标
自主预习
经验小结
学习目标：
1理解基本的化学反应速率的概念和影响化学反应速率的外界条件。
2学习实验研究的方法，能设计完成一些化学实验。
【讲解】衡量化学反应进行得
快慢的程度——化学反应速率
（引出新知识）。
【板书】化学反应速率的概念：
用单位时间内反应物的减少量或生成物的增加量来表示。
【讲解】化学反应速率的简单计算：
【学生小结】得出表示化学反应速率时的注意事项。
1听学生根据老师提出的学习目标明确自己的学习任务
2自主研学，发现问题
3听讲记录
4经验总结
1确定学主题学习计划。
2引导学生自学
3引导学生总结
互动交流
实验探究
提
出
假
设
【讲解】既然化学反应存在快
慢之分，那么，我希望钢铁的
锈蚀慢一点，金属的冶炼快一
点；我希望食品的腐败慢一点
。那么怎样使这些美好
的愿望实现呢？
思考
回答：学会控制反应速率
引导学生思考
【提出问题】影响化学反应速
率的因素是什么呢？
思考
【讲解】用以下四个现象引发学生思考：
1冬天烧蜂窝煤效果比煤块好
2通常我们把食物存储在冰箱中
3易分解的化学物质通常保存在冷暗处
4生活中和化学实验中还有哪些例子能说明化学反应快慢的影响因素
【实验设计】学生小组讨论设计实验
交流讨论
提出假设：影响化学反应速率的因素可能有：浓度、温度、催化剂、表面积等
展示设计方案并且评价
充分体现学生是课堂的主体。
教师之为教，不在于全盘授予，而在于相机诱导。
实验验证
让学生进行实验探究（实验内
容见附录）。
引导，并对学生的操作规范做
补充。
分组就浓度，温度，表面积，催化剂进行实验，观察现象，讨论
实验出真知。变演示实验为验证实验。
得出结论
【提出问题】通过实验，可以
得出什么结论？
回答：反应物浓度越大，反应速率越大；温度越高，反应速率越大;催化剂能加大反应速率；
培养学生总结，分析的能力，体现探究性学习的新课程理念。
【学以致用】设计问题当堂解决
以互动选题答题的方式增进学生参与
让学生体验成功
归纳拓展
课堂小结
归纳
【归纳】影响化学反应速率的主要因素：
（1）浓度：是主要因素，浓度
越高，反应速率越大。
（2）温度：升高温度，反应速
率增大：减低温度，速率减小。
（3）催化剂：加快/减缓反应
速率。
其他因素：反应物的状态，电磁波，溶剂的性质等。
理解并记录
梳理思路
小结
【小结】本节课主要学习了化学反应速率的概念及影响因素。
回顾
练习反馈
课后探讨
【练习】1、在N2+3H2=2NH3的反应中,经一段时间后,NH3的物质的量浓度增加了0.6mol·L-1,在此时间内用H2表示的平均速率为0.45mol·L-1·s-1,则反应所经过的时间为()
A．0.2s B．1.0s
C．1.5s D．2.0s
2、在某反应中，某一反应物B的初始浓度是2.0mol/L，经过2min后，B的浓度为1.6mol/L,则在这2min中，B的反应速率是多少mol/(L·s)？
3、消防队员救火时，开门都很小心，因为门一打开就有可能发生爆炸。这是为什么？
回答
在练习中巩固，使知识内化。
【课后探讨】据不完全统计，全世界每年钢材产量的约1/3因腐蚀而损失。已知钢铁的腐蚀是一种缓慢氧化。请你调查研究：人们为了减慢钢铁的腐蚀，采取了哪些措施？
网上寻宝
查找资料
拓宽学生的知识面，使学生真正做到学以致用。
以培养学生自主获取新知识的能力为目的来设计教学，采用多媒体数字化引导科学探究式的教学模式，是由浅入深，从学生日常生活中的化学现象和实验中抽象出有关的概念和原理。形成一个由宏观到微观、由感性到理性、由简单到复杂的科学探究过程。
其主要过程设计为：创设情景、引导发现、探索问题→提出新的概念→提出研究题目→组织探究学习活动、收集信息→内化、概括、完善体系→实际应用。
本节课主要以情景导入、明确目标→教师引导自主预习→学生讨论、提出方案→实验验证→总结结论→，构建知识框架→当堂训练为主要环节
（一）情景导入，明确目标 情景导入：
（二）【导入】用多媒体展示溶洞形成，原子弹爆炸的资料引发学生思考：表示化学反应快慢的方法
【明确学习目标】展示目标
【自主预习】 填写学案
【讲解】化学反应速率的简单计算：
【学生小结】得出表示化学反应速率时的注意事项。
：化学反应速率，从而明确课堂目标
（二）问题引导，构建知识 【设疑】物理课中所学的速率的共同特点 都有一个确定的起点（速率=0） ；都有一个和速率大小相匹配的时间单位； 都有说明体系某种变化的可计量的性质。 【引入】提出问题 （1）怎样判断一个化学反应的快慢？ （2）通过对实验现象的观察能否判断出一个反应具体比另一个反应快多少吗？ 【提出解决方案】 针对以上提出的问题，将学生分组讨论交流，学生可借助相关书籍和资料， 各个小组给出一套解决化学反应速率量化的方案。 【完善方案，搭建框架】 学生在上一环节的讨论交流基本学会了如何量化化学反应速率， 不同小组可 能会采取不同的量进行量化， 因此本环节中首先对学生的方案做出中肯评价， 评 价其可行性，然后引导学生评出最佳方案即用物质量浓度变化进行量化的方案， 最后引导学生完成本堂课的知识框架。 【教师板书知识框架】 一、化学反应速率 1、化学反应速率的表示方法：用单位时间内反应物浓度的减少或生成物的浓度 增加来表示。 2、数学表达式：V == △C/ △t 3、反应速率的单位：是：mol/（L·s） 或 mol/（L·min） 或 mol/（L·h）
高三化学教案：《化学反应速率》教学设计
本文题目：高三化学教案：化学反应速率
1、了解化学反应速率的定义及其定量表示方法。
2、了解温度对反应速率的影响与活化能有关。
3、知道焓变和熵变是与反应方向有关的两种因素。
4、了解化学反应的可逆性和化学平衡。
5、了解浓度，压强、温度和催化剂等对化学反应速率和平衡的影响规律
化学反应速率和化学平衡理论的初步知识是中学化学的重要基本理论。考查的知识点应主要是：①有关反应速率的计算和比较;②条件对反应速率影响的判断;③确定某种情况是否是化学平衡状态的特征;④平衡移动原理的应用;⑤平衡常数(浓度平衡常数)的含义及其表达式⑥利用化学平衡常数计算反应物转化率或比较。
从题型看主要是选择题和填空题，其主要形式有：⑴根据化学方程式确定各物质的反应速率;⑵根据给定条件，确定反应中各物质的 平均速率;⑶理解化学平衡特征的含义，确定某种情况下化学反应是否达到平衡状态;⑷应用有关原理解决模拟的实际生产问题;(5)平衡移动原理在各类平衡中的应用;⑹根据条件确定可逆反应中某一物质的转化率、平衡常数、消耗量、气体体积变化等。
从考题难度分析，历年高考题中，本单元的考题中基础题、中档题、难题都有出现。因为高考中有几年出现了这方面的难题，所以各种复习资料中高难度的练习题较多。从新课标的要求来看，这部分内容试题应较基础，复习时应多关注生产实际，注重基础知识的掌握。
一、化学反应速率及其影响因素
1.化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的，通常用单位时间反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示，是一段时间内的平均速率。固体或纯液体(不是溶液)的浓度可视为不变的常数，故一般不用固体或纯液体表示化学反应速率。用不同物质表示同一反应的化学反应速率时，其数值可能不同(因此，必须指明具体物质)。但各种物质表示的速率比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。
2.参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要因素，外界条件对化学反应速率也有影响。
(1)浓度对化学反应速率的影响只适用于气体反应或溶液中的反应;
(2)压强对化学反应速率的影响只适用于气体参加的反应;
(3)温度对化学反应速率的影响：实验测得，其他条件不变时，温度每升高10℃，化学反应速率通常增加原来的2-4倍，经验公式： ;
(4)使用催化剂，使原来难以进行的化学反应，分步进行(本身参与了反应，但反应前后化学性质不变)，从而大幅度改变了化学反应速率。
(5)此外，光、电磁波、超声波、反应物颗粒的大小、溶剂的性质等也会对化学反应速率产生影响。
3.浓度和压强的改变仅仅改变了单位体积内活化分子的数目，温度的改变和催化剂的存在却能改变单位体积内反应物分子中活化分子所占的百分数。
二、化学平衡建立及外界条件化学平衡的影响。
1.化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。
化学平衡状态的特征：
(1)“逆”：化学平衡研究的对象是可逆反应，可逆反应不能进行到底，即反应过程中反应物、生成物，不能全部转化为生成物(反应物)。
(2)“动”：化学平衡是动态平衡，化学反应达平衡时正反应和逆反应仍在继续进行。
(3)“等”：指反应体系中的用同一种物质来表示的正反应速率和逆反应速率相等。对于不同种物质而言，速率不一定相等。
(4)“定”：平衡混合物中各组分的物质的量、质量、物质的量浓度，各组分的百分含量(体积分数、质量分数)、转化率等不随时间变化而改变。
(5)“变”：改变影响化学平衡的条件，平衡发生移动。
(6)化学平衡的建立与反应的途径无关。
化学平衡状态的标志是化学平衡状态特征的具体体现。
2.平衡移动原理：如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等)，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。它是浓度、压强和温度等外界条件对平衡移动影响的概括和总结，只适用于已经达到平衡状态的可逆反应，未处于平衡状态的体系不能用此原理分析，但它也适用于其他动态平衡体系，如溶解平衡、电离平衡和水解平衡等。催化剂能够同等程度地增加正反应速率和逆反应速率，因此它对化学平衡的移动没有影响。
三、反应的焓变和熵变
1、反应焓变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是惟一因素
2、熵：描述体系滋乱度的物理理 单位：J.mol-1 .k-1 符号S
影响熵的因素：①同一条件下，不同物质熵不同②同一物质，聚集状态不同熵不同S(g)>S(l)>S(s)
反应的熵变(△S)：△S=S反应产物-S反应物
T、P一定，反应焓变和熵变共同影响反应方向，反应方向判据：△H-T△S0 反应不能自发进行
第1课时 化学反应速率
1.化学反应速率的表示方法：通常用单位时间内反应物浓度的减少或者生成物浓度的增加来表示化学反应速率。单位：mol/L?s ;mol/L?min ;mol/L?h等。
对于任一化学反应：aA +bB==cC +dD可用υ(A)、υ(B)、υ(C)、υ(D)表示其速率，则有υ(A):υ(B):υ(C):υ(D)== a:b:c:d，即化学反应速率之比等于化学方程式中各物质的系数之比(还可等于其学其浓度变化之比或物质的量变化之比)。
2.影响反应速率的因素
内因：反应物的性质是反应速率大小的决定因素。
外因：主要因素有浓度、温度、压强、催化剂等。
(1)浓度：其它条件不变时，增大反应物浓度，化学反应速率加快。
(2)温度：其它条件不变时，升高温度，化学反应速率加快。一般来说，温度每升高10℃，反应速率增大为原来的2～4倍。
(3)压强：其它条件不变时，增大压强，对于有气体物质参加的化学反应，反应速率加快。
(4)催化剂：使用正催化剂，能加快反应速率。未特别指明时，均指正催化剂。
4.活化能：对基元反应而言，活化分子的平均能量与普通反应物分子的平均能量之差叫该反应的活化能(用Ea表示，其单位为kJ/mol)。活化能越大，反应越难进行。
催化剂能降低化学反应的活化能，增大活化分子的百分数，进而增大化学反应速率。催化剂具有选择性。
解释化学反应速率快慢的链条思维：活化能→活化分子→有效碰撞→化学反应速率。
影响
外因 单位体积内 有效碰撞次数 化学反应速率
分子总数 活化分子数 活化分子百分数
增大反应物浓度 增加 增加 不变 增加 加快
增大压强 增加 增加 不变 增加 加快
升高温度 不变 增加 增大 增加 加快
使用催化剂 不变 增加 增大 增加 加快
【例1】(2010福建卷，12) 化合物Bilirubin在一定波长的光照射下发生分解反应，反应物尝试随反应时间变化如右图所示，计算反应4~8 min间的平均反应速率和推测反应16 min 反应物的浓度，结果应是
A 2.5 和2.0
B 2.5 和2.5
C 3.0 和3.0
D 3.0 和3.0
解析：本题考察化学反应速率的计算
第8秒与第4秒时反应物浓度差△C为10 ， 为4秒，所以在4~8 间的平均反应速率为2.5 ，可以排除CD两个答案;图中从0 开始到8 反应物浓度减低了4倍，根据这一幅度，可以推测从第8 到第16分也降低4倍，即由10 降低到2.5 ，因此推测第16 反应物的浓度为2.5 ，所以可以排除A而选B
答案：B
【例2】(2010全国卷1，27)
(15分)在溶液中，反应A+2B C分别在三种不同实验条件下进行，它们的起始浓度均为 、 及 。反应物A的浓度随时间的变化如下图所示。
请回答下列问题：
(1)与①比较，②和③分别仅改变一种反应条件。所改变的条件和判断的理由是：
②_______________;
③_______________;
(2)实验②平衡时B的转化率为_________;实验③平衡时C的浓度为____________;
(3)该反应的 __ _______0，判断其理由是__________________________________;
(4)该反应进行到4.0min时的平均反应速度率：
实验②： =__________________________________;
实验③： =__________________________________。
【解析】(1)②使用了(正)催化剂;理由：因为从图像可看出，两者最终的平衡浓度相同，即最终的平衡状态相同，而②比①所需要的时间短，显然反应速率加快了，故由影响反应速率和影响平衡的因素可知是加入(正)催化剂;③升高温度;理由：因为该反应是在溶液中进行的反应，所以不可能是改变压强引起速率的改变，又由于各物质起始浓度相同，故不可能是改变浓度影响反应速率，再由于③和①相比达平衡所需时间短，平衡时浓度更小，故不可能是改用催化剂，而只能是升高温度来影响反应速率的
(2)不妨令溶液为1L，则②中达平衡时A转化了0.04mol，由反应计量数可知B转化了0.08mol，所以B转化率为 ;同样在③中A转化了0.06mol，则生成C为0.06mol,体积不变，即平衡时C(c)=0.06mol/L
(3) ﹥0;理由：由③和①进行对比可知升高温度后A的平衡浓度减小，即A的转化率升高，平衡向正方向移动，而升温是向吸热的方向移动，所以正反应是吸热反应， ﹥0
(4)从图上读数，进行到4.0min时，实验②的A的浓度为：0.072mol/L,则△C(A)=0.10-0.072=0.028mol/L， ,∴ =2 =0.014mol(L?min)-1;进行到4.0mi实验③的A的浓度为：0.064mol/L：△C(A,) =0.10-0.064=0.036mol/L， ,∴ = =0.0089mol(L?min)-1
【答案】(1)②加催化剂;达到平衡的时间缩短，平衡时A的浓度未变
③温度升高;达到平衡的时间缩短，平衡时A的浓度减小
(2)40%(或0.4);0.06mol/L;(3)﹥;升高温度向正方向移动，故该反应是吸热反应
(4)0.014mol(L?min)-1;0.008mol(L?min)-1
【命题意图】考查基本理论中的化学反应速率化学平衡部分，一些具体考点是：易通过图像分析比较得出影响化学反应速率和化学平衡的具体因素(如：浓度，压强，温度，催化剂等)、反应速率的计算、平衡转化率的计算，平衡浓度的计算， 的判断;以及计算能力，分析能力，观察能力和文字表述能力等的全方位考查。
【点评】本题所涉及的化学知识非常基础，但是能力要求非常高，观察和分析不到位，就不能准确的表述和计算，要想此题得满分必须非常优秀才行!此题与2009年全国卷II理综第27题，及安微卷理 综第28题都极为相似，有异曲同工之妙，所以对考生不陌生!
第2课时 化学反应的方向及判据
1.反应焓变与反应方向
(1)多数能自发进行的化学反应是放热反应。如氢氧化亚铁的水溶液在空气中被氧化为氢氧化铁的反应是自发的，其△H(298K)==-444.3kJ?mol—1
(2)部分吸热反应也能自发进行。
如NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)==CH3COONH4(aq)+CO2(g)+H2O(l)，其△H(298K)== +37.30kJ?mol—1。
(3)有一些吸热反应在常温下不能自发进行，在较高温度下则能自发进行。如碳酸钙的分解。
因此，反应焓变不是决定反应能否自发进行的唯一依据。
2.反应熵变与反应方向
(1)熵：描述大量粒子混乱度的物理量，符号为S，单位J?mol—1?K—1，熵值越大，体系的混乱度越大。
(2)化学反应的熵变(△S)：反应产物的总熵与反应物总熵之差。
(3)反应熵变与反应方向的关系
①多数熵增加的反应在常温常压下均可自发进行。产生气体的反应、气体物质的量增加的反应，熵变都是正值，为熵增加反应。
②有些熵增加的反应在常温下不能自发进行，但在较高温度下则可自发进行。如碳酸钙的分解。
③个别熵减少的反应，在一定条件下也可自发进行。如铝热反应的△S== —133.8 J?mol—1?K—1，在点燃的条件下即可自发进行。
4.焓变和熵变对反应方向的共同影响——“四象限法”判断化学反应的方向。
在二维平面内建立坐标系，第Ⅰ象限的符号为“+、+”，第Ⅱ象限的符号为“+、—”，第Ⅲ象限的符号为“—、—”，第Ⅳ象限的符号为“—、+”。借肋于数学坐标系四个象限的符号，联系焓变与熵变对反应方向的共同影响，可以从热力学的角度快速判断化学反应的方向。
在温度、压强一定的条件下，化学反应的方向的判据为：
△H—T△S
△H—T△S==0反应达到平衡状态
△H—T△S>0反应不能自发进行
反应放热和熵增加都有利于反应自发进行。该判据指出的是化学反应自发进行的趋势。
1.第Ⅰ象限符号为“+、+”(△S>0、△H>0)时化学反应的方向——高温下反应自发进行
【例1】石灰石的分解反应为：CaCO3(s)==CaO(s) +CO2(g)
其△H(298K)==178.2kJ?mol—1，△S(298K)== 169.6J?mol—1?K—1
试根据以上数据判断该反应在常温下是否自发进行?其分解温度是多少?
【解析】
∵△H—T△S=178.2kJ?mol—1—298K×10×—3×169.6kJ?mol—1?K—1
==128kJ?mol—1>0
∴298K时，反应不能自发进行。即常温下该反应不能自发进行。
由于该反应是吸热的熵增加反应，升高温度可使△H—T△S△H/△S ==178.2kJ?mol—1/10×—3×169.6kJ?mol—1?K—1==1051K，即温度高于778℃时反应可自发进行。
2.第Ⅱ象限符号为“+、—”(△S>0、△H
【例2】已知双氧水、水在298K、100kPa时的标准摩尔生成焓的数据如下：
物 质 △fH /kJ?mol—1
H2O(l) —258.8
H2O2(l) —191.2
O2(g) 0
(1)试由以上数据计算双氧水发生分解反应的热效应。
(2)若双氧水发生分解反应生成液态水和氧气时，其△S==57.16J?mol—1?K—1
试判断该反应在常温下能否自发进行。若温度达到2000K时，反应能否自发进行。
【解析】
(1)根据△H ==H(产物)—H(反应物)得，△H ==2×(—258.8kJ?mol—1)+0—2×(—191.2kJ?mol—1)=== —135.2kJ?mol—1。
(2)在298K时，△H—T△S=—135.2kJ?mol—1-(298K×10—3×57.16kJ?mol—1?K—1) == —152.23 kJ?mol—1
∴该反应在常温下可自发进行。
温度达到2000K，且假定焓变和熵变不随温度变化而变化，△H—T△S=—135.2kJ?mol—1-(2000K×10—3×57.16kJ?mol—1?K—1)== —249.52kJ?mol—1
故△S>0、△H
3.第Ⅲ象限符号为“—、—”(△S
【例3】常温下氢氧化亚铁与空气中的氧气及水有可能发生反应，即：
4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)==4Fe(OH)3(s)，已知该反应在298K时的△H== —444.3 kJ?mol—1，△S== —280.1 J?mol—1?K—1
试问该反应在常温下是否自发进行?
【解析】
根据△H—T△S=—444.3 kJ?mol—1—298K×10-3×(—280.1 kJ?mol—1?K—1)== —360.83 kJ?mol—1
由于焓变和熵变的作用相反，且二者相差悬殊，焓变对反应的方向起决定性作用，故反应可自发进行。
假定温度达到2000K，则△H—T△S=—444.3 kJ?mol—1—2000K×10-3×(—280.1 kJ?mol—1?K—1)=115.9 kJ?mol—1>0，反应不能自发行。即高温下反应不能自发进行。
4.第Ⅳ象限符号为“—、+”(△S0)时化学反应的方向——所有温度下反应均不能自发进行
【例4】CO(g)=C(s，石墨)+1/2O2(g)，其△H=110.5 kJ?mol—1△S== —89.36J?mol—1?K—1，试判断该反应在298K和2000K时反应是否自发进行?
【解析】
298K时，△H—T△S=110.5 kJ?mol—1—298K×10—3×(—89.36kJ?mol—1?K—1) ==137.13 kJ?mol—1>0，故298K时反应不能自发进行。
2000K时，△H—T△S=110.5 kJ?mol—1—2000K×10—3×(—89.36kJ?mol—1?K—1) ==289.22 kJ?mol—1>0，故2000K时，反应也不能自发进行。
事实上，△S0时，仅从符号上进行分析，无论温度如何变化，恒有△H—T△S>0，故化学反应的方向——所有温度下反应均不能自发进行。
从以上四个象限的情况来看，交叉象限的情况相反相成，第Ⅰ象限(高温下反应自发进行)和第Ⅲ象限(低温下反应自发进行)相反相成，第Ⅱ象限(所有温度下均可自发进行)和第Ⅳ象限(所有温度下反应均不能自发进行)相反相成。分析化学反应的方向的热力学判据是△H—T△S
第3课时 化学反应的限度
1.可逆反应：在相同条件下同时向正、反两个方向进行的反应称为可逆反应。在可逆反应中使用“ ”。
2.化学平衡(状态)：
(1)概念：在一定条件下可逆反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化，这种状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。
(2)特征：
①逆：化学平衡研究的对象是可逆反应。
②等：V(正)==V(逆)≠0
③动：化学平衡是动态平衡。虽然V(正)==V(逆)，但正、逆反应仍在进行。
④定：反应物和生成物的浓度保持一定。
⑤变：外界条件改变，平衡也随之改变。
3.化学平衡常数：
(1)概念：对于一定条件下的可逆反应(aA+bB cC+dD)，达到化学平衡时，生成物浓度的乘幂的乘积与反应物浓度的乘幂的乘积之比为一常数，记作Kc，称为化学平衡常数(浓度平衡常数)。
(2)数学表达式：
如果反应物和生成物均为气体，当达到化学平衡时，将由各物质平衡分压算得的平衡常数称为压强平衡常数。即
浓度平衡常数和压强平衡常数均称为化学平衡常数。
(3)意义：平衡常数的大小化学反应可能进行的程度(即反应限度);平衡常数的数值越大，说明反应进行得越完全。
(4)影响因素：只与温度有关，而与浓度无关。
4.平衡转化率：对于可逆反应aA+bB cC+dD，反应物A的平衡转化率可以表示为：
α(A)==(c0(A)- [A])/c0(A)×100%
5. 反应条件对化学平衡的影响
(1)化学平衡移动：一定条件下的可逆反应达到平衡状态以后，反应条件改变，平衡混合物中各组分的浓度也随之发生改变而达到新的平衡状态，这种由一个平衡达到新的平衡的过程称为化学平衡移动。
(2)反应条件对化学平衡的影响
①改变温度：
升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动。
降低温度，化学平衡向放热反应方向移动。
②改变浓度：
若Qc
若Qc>Kc，化学平衡逆向(向左)移动。
③改变压强：
若Qp
若Qp>Kp，化学平衡逆向(向左)移动。
(3)勒夏特列原理：在封闭体系中，如果只改变平衡体系中的一个条件时，平衡将向减弱这个条件改变的方向移动。
【例1】(2010天津卷，10)
(14分)二甲醚是一 种重要的清洁燃料，也可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚。
请回答下列问题：
⑴ 煤的气化的主要化学反应方程式为：___________________________。
⑵ 煤的气化过程中产生的有害气体H2S用Na2CO3溶液吸收，生成两种酸式盐，该反应的化学方程式为：________________________________________。
⑶ 利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：
① 2H2(g) + CO(g) CH3OH(g);ΔH = -90.8 kJ?mol-1
② 2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g);ΔH= -23.5 kJ?mol-1
③ CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g);ΔH= -41.3 kJ?mol-1
总反应：3H2(g) + 3CO(g) CH3OCH3(g ) + CO2 (g)的ΔH= ___________;
一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，要提高CO的转化率，可以采取的措施是__________(填字母代号)。
a.高温高压 b.加入催化剂 c.减少CO2的浓度
d.增加CO的浓度 e.分离出二甲醚
⑷ 已知反应②2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g)某温度下的平衡常数为400 。此温度下，在密闭容器中加 入CH3OH ，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：
物质 CH3OH CH3OCH3 H2O
浓度/(mol?L-1) 0.44 0.6 0.6
① 比较此时正、逆反应速率的大小：v正 ______ v逆 (填“>”、“
② 若加入CH3OH后，经10 min反应达到平衡，此时c(CH3OH) = _________;该时间内反应速率v(CH3OH) = __________。
解析：(1)煤生成水煤气的反应为C+H2O CO+H2。
(2)既然生成两种酸式盐，应是NaHCO3和NaHS，故方程式为：
Na2CO3+H2S==NaHCO3+NaHS。
(3)观察目标方程式，应是①×2+②+③，故△H=2△H1+△H2+△H3=-246.4kJ? mol -1。
正反应是放热反应，升高温度平衡左移，CO转化率减小;加入催化剂，平衡不移动，转化率不变;减少CO2的浓度、分离出二甲醚，平衡右移，CO转化率增大;增大CO浓度，平衡右移，但CO转化率降低;故选c、e。
(4)此时的浓度商Q= =1.86 逆;设平衡时生成物的浓度为0.6+x，则甲醇的浓度为(0.44-2x)有：400= ，解得x=0.2 mol?L-1，故0.44 mol?L-1-2x=0.04 mol?L-1。
由表可知，甲醇的起始浓度度为(0.44+1.2) mol?L-1=1.64 mol?L-1，其平衡浓度为0.04 mol?L-1，
10min变化的浓度为1.6 mol?L-1，故 (CH3OH)=0.16 mol?L-1?min-1。
答案：(1) C+H2O CO+H2。
(2) Na2CO3+H2S==NaHCO3+NaHS
(3) -2 46.4kJ? mol -1 c、e
(4) ①> ②0.04 mol?L-1 0.16 mol?L-1?min-1
命题立意：本题是化学反应原理的综合性试题，考查了化学方程式的书写、盖斯定律的应用、化学平衡移动原理，和利用浓度商和平衡常数的关系判断平衡移动的方向、平衡常数和速率的计算等。
【例2】(2010四川理综卷，13)
反应aM(g)+bN(g) cP(g)+dQ(g)达到平衡时。M的体积分数y(M)与反应条件的关系如图所示。其中：Z表示反应开始时N的物质的量与M的物质的量之比。下列说法正确的是
A.同温同压Z时，加入催化剂，平衡时Q的体积分数增加
B.同压同Z时，升高温度，平衡时Q的体积分数增加
C.同温同Z时，增加压强，平衡时Q的体积分数增加
D.同温同压时，增加Z，平衡时Q的体积分数增加。
答案：B
解析：本题考查了平衡移动原理的应用。A项加入催化剂只能改变反应速率，不会使平衡移动。B项由图像(1)知随着温度的升高M的体积分数降低，说明正反应吸热，所以温度升高平衡正向移动，Q的体积分数增加。C项对比(1)(2)可以看出相同温度条件，压强增大M的体积分数增大，所以正反应是体积缩小的反应，增大压强Q的体积分数减小。D项由C项可以判断D也不对。
【巩固练习1】(福建省泉州一中2010届高三上学期期中考试)在1 L密闭容器中，把1 mol A和1 mol B混合发生如下反应：
3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g)，当反应达到平衡时，生成0.4 mol D，并测得C的平衡浓度为0.4 mol?Lˉ1，下列叙述中不正确的是
A.x的值为2 B.A的转化率为40%
C.B的平衡浓度为0.8 mol?Lˉ1 D.D的体积分数为20%
答案 B
【巩固练习2】(贵州省巴结中学2010届高三10月月考)某体积可变的密闭容器，盛有适量的A和B的混合气体，在一定条件下发生反应： ，若维持温度和压强不变，当达到平衡时，容器的体积为VL，其中C气体的体积占10%，下列推断正确 ( )
①原混合气体体积为1.2VL; ②原混合气体的体积为1.1VL;
③反应达平衡时气体A消耗0.05VL; ④反应达平衡时气体B消耗掉0.05VL。
A.②③ B.②④ C.①③ D.②①
答案 A
【巩固练习3】(重庆西南师大附中2010年上学期期末考试)T℃时，A气体与B气体反应生成C气体。反应过程中A、B、C物质的量变化如图(Ⅰ)所示;若保持其他条件不变，温度分别为T1和T2时，B的体积分数与时间的关系如图(Ⅱ)所示，则下列结论正确的是( )
A.在(t1+1)min时，保持其他条件不变，增大压强，平衡向逆反应方向移动
B.在(t1+1)min时，保持容器总压强不变，通入稀有气体，平衡向正反应方向移动
C.不再增减物质，只改变压强或温度时，A的体积分数V(A)%变化范围为25%
D.其他条件不变，升高温度，正、逆反应速率均增大，且A的转化率增大
答案 C
第4课时 反应速率与限度理论在化工生产上的应用
1.合成氨的反应原理：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)298K时，△H==92.2kJ?mol—1
特点：合成氨是一个气体体积缩小的放热的可逆反应。
2.合成氨适宜条件的选择
(1)选择依据：从提高反应速率的角度分析，提高反应温度、使用催化剂、适当提高氮氢比;从平衡移动的角度分析，降低温度、提高压强和适时分离反应产物氨;从实际生产的角度分析，温度和压强要与生产实际相适应。
(2)选择原则：能加快反应速率;提高原料的利用率;提高单位时间内的产量;对设备条件要求不能太高。
(3)合成氨的适宜条件：使用催化剂;适宜的压强：2×107～5×107Pa;适宜的温度：500℃左右;及时分离出氨和及时补充氮气和氢气。
(4)合成氨的简要流程：
【例1】(2010安徽卷)低脱硝技术可用于处理废气中的氮氧化物，发生的化学反应为：
2NH2(g)+NO(g)+NH2(g) 2H3(g)+3H2O(g) H
在恒容的密闭容器中，下列有关说法正确的是
A.平衡时，其他条件不变，升高温度可使该反应的平衡常数增大
B.平衡时，其他条件不变，增加NH3的浓度，废气中氮氧化物的转化率减小
C.单位时间内消耗NO和N2的物质的量比为1∶2时，反应达到平衡
D.其他条件不变，使用高效催化剂，废气中氮氧化物的转化率增大
答案：C
解析：A选项，放热反应升温平衡常数减小，错误;增大一个反应物浓度另一反应物转化率增大，B错;使用催化剂平衡不移动，D错。
【例2】(2010重庆卷)(15分)某兴趣小组用题27图装置探究氨的催化氧化.
(1)氨催化氧化的化学方程式为___________________.
(2)加热玻璃管2一段时间后，挤压1中打气球鼓入空气，观察到2中物质呈红热状态;停止加热后仍能保持红热，该反应是_________反应(填“吸热”或“放热”).
(3)为保证在装置4中观察到红棕色气体，装置3应装入_________;若取消3，在4中仅观察到大量白烟，原因是___________________.
(4)为实现氨催化氧化，也可用装置5替换装置_________(填装置代号);化合物X为_________(只写一种)，Na2O2的作用是___________________.
答案(15分)
(1)4NH3+ 5O2 4NO+6H2O
(2)放热
(3)浓H2SO4;生成的NO与O2反应生成NO2,NO2与水反应生成HNO3，NH3与HNO3反应生成了
(4)I; 与HCL反应生成氧气(合理答案均给分)
【解析】本题考查氨的催化氧化。(1) 和 氧化生成 。(2)该反应为放热，故不加热后仍能保持红热状态。(3)产物中有 和 ， 会被 氧化生成 ，在于空气中的水蒸气反应生成 ,而 与 会产生白烟。(4)装置5与1均产生科产生 。 加热分解可得 和HCL,而HCL与 可生成 。
【例3】(2008广东24)科学家一直致力于研究常温、常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道：在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应，生成的主要产物为NH3。进一步研究NH3生成量与温度的关系，部分实验数据见下表(光照、N2压力1.0×105 Pa、反应时间3 h):
T/K 303 313 323 353
NH3生成量/(10-6 mol) 4.8 5.9 6.0 2.0
相应的热化学方程式如下：
N2(g)+3H2O(l) 2NH3(g)+ O2(g)
ΔH=+765.2 kJ?mol-1
回答下列问题：
(1)请画出上述反应在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意图，并进行必要标注。
(2)与目前广泛使用的工业合成氨方法相比，该方法中固氮反应速率慢。请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议： 。
(3)工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。设在容积为2.0 L的密闭容器中充入
0.60 mol N2(g)和1.60 mol H2(g),反应在一定条件下达到平衡时，NH3的物质的量分数(NH3的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为 。计算：
①该条件下N2的平衡转化率;
②该条件下反应2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的平衡常数。
答案 (1)
(2)升温、增大N2浓度、不断移出生成物
(3)①66.7% ②5.0×10-3mol2?L-2
解析 (1)催化剂能降低反应的活化能，改变反应的历程，使一个高能变过程变为几个能量相对低的过程，使反应易发生。要点是有催化剂时能量低而过程阶段多了。图见答案。
(2)加快反应速率且增大NH3生成量的方法是升温、增大N2浓度、不断移出生成物。
(3)解：①设反应过程消耗xmolN2(g)。
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
起始物质的量/mol 0.60 1.60 0
平衡物质的量/mol 0.60-x 1.60-3x 2x
平衡时反应体系总物质的量=[(0.60-x)+(1.60-3x)+2x]mol=(2.20-2x) mol
NH3(g)的物质的量分数=2x÷(2.20-2x)=
x=0.40
N2的平衡转化率= ×100%=66.7%
②设反应2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的平衡常数为K。平衡时，c(NH3)=2×0.40 mol÷2.0 L=
0.40 mol?L-1c(N2)=(0.60-0.40) mol÷2.0 L=0.10 mol?L-1
c(H2)=(1.60-3×0.40) mol÷2.0 L=0.20 mol?L-1
K= =[(0.10 mol?L-1?)×(0.20 mol?L-1)3]÷(0.40 mol?L-1)2
=5.0×10-3mol2?L-2
化学反应速率、化学平衡单元测试
一、选择题
1.反应A(气)+3B(气) 2C(气)+2D(气)在四种不同情况下的反应速率分别如下，其中反应速率最大的是()
A.vA=0.15mol?L-1?min-1 B.vB=0.6mol?L-1?min-1
C.vC=0.4mol?L-1?min-1 D.vD=0.01mol?L-1?s-1
2.将A与B的混合物15mol放人容积为2L的密闭容器里，在一定条件下发生反应：2A(气)+3B(气) C(气)+2D(气)，经过15min达到平衡，达平衡时容器内的压强是反应前的 。则以B气体的浓度变化表示的反应速率是()
A.0.15mol?L-1?min-1 B.0.3mol?L-1?min-1
C.0.45mol?L-1?min-1 D.0.6mol?L-1?min-1
3.反应4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)在2L的密闭容器中进行，1min后，NH3减少了0.12mol，则平均每秒钟浓度变化正确的是()
A.NO：0.001mol?L-1 B.H2O：0.002mol?L-1
C.NH3：0.002mol?L-1 D.O2：0.00125mol?L-1
4.在恒温恒容下，某容器中进行如下反应：H2 2H。若反应物的浓度由0.1mol?L-1降到0.06mol?L-1需20s，那么由0.06mol?L-1降到0.024mol?L-1需反应的时间为()
A.等于18s B.等于12s C.大于18s D.小于18s
5.用Al粉和碘甲烷制(CH3)3Al时，于100℃搅拌65h，产率为0，若用超声波，则室温下用2.5h，产率可达96%。有关叙述中正确的是()
A.超声波加快反应速率的作用大于搅拌 B.且超声波使铝粉于CH3中乳化成为胶体
C.超声波使化学反应物局部急骤升温 D.超声波加快CH3I分解为碘和甲烷
6.在一定温度下的定容密闭容器中，当下列物理量不再发生变化时，表示反应A(s)+2B(g) C(g)+D(g)已达到平衡状态的是()
A.混合气体密度 B.混合气体的压强
C.混合气体的总物质的量 D.B的物质的量浓度
7.下图I、Ⅱ、Ⅲ分别代表反应①③、②、④则Y轴是指()
①N2+3H2 2NH3;△H
③CO+2H2=CH3OH;△H0
A.平衡混合气中一种生成物的百分含量 B.平衡混合气中一种反应物的百分含量
C.平衡混合气中一种生成物的转化率 D.平衡混合气中一种反应物的转化率
8.在一定温度下，向aL密闭容器中加入1mol X气体和2mol Y气体，发生如下反应：X(g)+2Y(g) 2Z(g)，此反应达到平衡的标志是()
A.容器内压强随时间变化而变化 B.容器内各物质的浓度不随时间变化
C.容器内X、Y、Z的浓度之比1:2:3
D.单位时间消耗0.1mol X的同时生成0.2mol Z
9.体积相同的甲、乙两个容器中，分别都充有等物质的量的NH3，在相同温度下，发生反应：2NH3 N2+3H2，并达到平衡。在这个过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，若甲容器中NH3的转化率为P%，则乙容器中NH3的转化率为()
A.等于P% B.小于P% C.大于P% D.无法判断
10.下列事实不能平衡移动原理来解释的是()
A.往硫化氢水溶液中加碱有利于S2-增多 B.加入催化剂有利于氨氧化反应
C.500℃左右比室温更有利于合成氨的反应 D.高压有利于合成氨的反应
11.一定条件下将含1molNH3的体积不变的密闭容器加热，发生反应：2NH3 N2+3H2，一定时间后达到平衡，此时NH3的体积分数为x%。若在该容器中再加入1molNH3后密封，加热到相同温度，使反应达到平衡，设此时NH3的体积分数为y%，则x和y的关系正确的是()
A.xy C.x=y D.x≥y
12.某容积可变的密闭容器中 放人一定量的A和B的混合气体，在一定条件下发生反应：A(气)+2B(气) 2C(气)。若维持温度和压强不变，当达到平衡时，容器的体积为V，此时C气体的体积占50%，则下列推断正确的是()
A.原混合气体的体积为1.25V B.原混合气体的体积为1.5V
C.反应达到平衡时，气体A消耗了0.5V D.反应达到平衡后，气体B消耗了0.5V
13.一定条件下，在一密闭容器中通人一定量SO2和O2的混合气，发生如下反应：2SO2(气)+O2(气)=2SO3(气)(正反应为放热反应)。反应达平衡后SO2、O2和SO3的物质的量之比为3:4:6，保持其他条件不变，降低温度后达到新的平 衡时，O2和SO3的物质的量分别是1.1mol和2.0mol，此时容器内SO2的物质的量应是()
A.0.7mol B.0.9mol C.1.1mol D.1.3mol
14.某温度下，在一容积可变的容器中，反应2A(g)+B(s) 2C(g)达到平衡时，A、B和C的物质的量分别为4mol、2mol和4mol。保持温度和压强不变，对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平衡右移的是()
A.均减少1mol B.均增加1mol C.均减半 D.均加倍
15.一混合气体，在密闭容器中发生如下反应：xA(g)+yB(g) zC(g)，达到平衡后，测得A的浓度为0.5mol/L，当在恒温下将密闭容器的容积扩大1倍再达平衡时，测得A的浓度为0.3mol/L。则下列叙述正确的是()
A.x+y>zB.平衡向右移动
C.B的转化率升高D.A的物质的量减少
16.下图曲线a表示放热反应X(g)+Y(g) Z(g)+M(g)+N(s)进行过程中X的转化率随时间变化的关系。若要改变起始条件，使反应过程按b曲线进行，可采取的措施是
A.升高温度 B.加大X的投入量C.加催化剂 D.增大体积
17、一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如下图所示：
下列描述正确的是
A、反应开始到10s，用Z表示的反应速率为0.158mol/(L?s)
B、反应开始到10s，X的物质的量浓度减少了0.79mol/L
C、反应开始到10s时，Y的转化率为79.0%
D、反应的化学方程式为：X(g)+ Y(g) Z(g)
18. 反应 2A(g) + B(g) 2C(g);△H > 0 。下列反应有利于生成C的是：
A. 低温、低压 B. 低温、高压 C. 高温、高压 D. 高温、低压
19. 某温度下，体积一定的密闭容器中进行如下可逆反应：
X(g)+Y(g) Z(g)+W(s);ΔH>0下列叙述正确的是
A.加入少量W，逆反应速率增大 B.当容器中气体压强不变时，反应达到平衡
C.升高温度，平衡逆向移动 D.平衡后加入X，上述反应的ΔH增大
20. 已知反应mX(g)+nY(g) qZ(g)的△Hq,在恒容密闭容器中反应达到平衡时，下列说法正确的是
A.通入稀有气体使压强增大，平衡将正向移动
B.X的正反应速率是Y的逆反应速率的m/n倍
C.降低温度，混合气体的平均相对分子质量变小
D.增加X的物质的量，Y的转化率降低
21.合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。对于密闭容器中的反应： N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，673K，30MPa下n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如下图所示。下列叙述正确的是
A.点a的正反应速率比点b的大 B.点 c处反应达到平衡
C.点d (t1时刻) 和点 e (t2时刻) 处n(N2)不一样
D.其他条件不变，773K下反应至t1时刻，n(H2)比上图中d点的值大
二、填空题
22.在密闭容器中加入2molA和1molB发生反应2A(g)+B(g) 3C(g)+D(g)，达到平衡时C的体积分数为ω。若保持容器体积和温度不变，以下配比作为起始物质：
① 4mol A+2mol B ② 2mol A+1mol B+3mol C+1mol D
③ 3mol C+1mol D ④ 1mol A+0.5mol B+1.5mol C+0.5mol D
⑤ 3mol A+1mol B
(1)达平衡后，C的体积分数仍为ω的是________________。
(2)达平衡时C的体积分数大于ω的是________________。
(3)若发生的反应为2A(s)+B(g)=3C(g)+D(g)，即A的状态，由气态改为固态，其他条件不变，则C的体积分数为ω的是________________。
(4)若起始时加入amol A、bmol B、cmol C、dmol D，要使平衡时C的体积分数仍为ω，则a、b、c、d应满足的关系为________________。
(5)若将题中“保持体积和温度不变”改为“保持压强和温度不变”，则C的体积分数为ω的是___________。
23.在一定条件卞，二氧化硫和氧气发生如下反应：
(1)写出该反应的化学平衡常数表达式K=_____________________________________。
(2)降低温度，该反应K值____________，二氧化硫转化率_____________，化学反应速度____________(以上均填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)600℃时，在一密闭容器中，将二氧化硫和氧气混合，反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图，反应处于平衡状态的时间是________。
(4)据图判断，反应进行至20 min时，曲线发生变化的原因是__________(用文字表达)。
10 min到15 min的曲线变化的原因可能是_________(填写编号)。
a.加了催化剂b.缩小容器体积c.降低温度d.增加SO3的物质的量
24.在某一容积为2 L的密闭容器内，加入0.8 mol的H2和0.6 mol的I2，在一定的条件下发生如下反应：
H2(g)+I2(g) 2HI(g);△H
反应中各物质的浓度随时间变化情况如图1：
(1)该反应的化学平衡常数表达式为 ;
(2)根据图1数据，反应开始至达到平衡时，平均速率 (HI)为 ;
(3)反应达到平衡后，第8分钟时：① 若升高温度，化学平衡常数K(填写增大、减小或不变)HI浓度的变化正确 ;(用图2中a～c的编号回答)② 若加入I2，H2浓度的变化正确的是 。(用图2中d～f的编号回答)
(4)反应达到平衡后，第8分钟时，若反容器的容积扩大一倍，请在图3中画出8分钟后HI浓度的变化情况。
25.将等物质的量的A、B、C、D四种物质混合，发生如下反应：aA+bB cC(s)+dD。当反应进行一定时间后，测得A减少了nmol，B减少了 mol，C增加了 nmol，D增加了nmol，此时达到化学平衡。
(1)该化学方程式中各物质的化学计量数为：a=_____________，b=_____________，c=_____________，d=_____________。
(2)若只改变压强，反应速率发生变化，但平衡不发生移动，该反应中各物质的聚集状态为：A____________，B____________，D____________。
(3)若只升高温度，反应一段时间后，测知四种物质的物质的量又达到相等，则该反应为________________(填“放热”或“吸热”)反应。
26、热力学是专门研究能量相互转变过程中所遵循的法则的一门科学。在热力学研究中，为了明确研究的对象，人为地将所注意的一部分物质或空间与其余的物质或空间分开。被划分出来作为研究对象的这一部分称之为体系;而体系以外的其他部分则称之为环境。热化学方程式中的H实际上是热力学中的一个物理量，叫做焓，在化学上表示一个封闭体系中化学反应的能量和对环境所作的功的和。一个体系的焓(H)的绝对值到目前为止还没有办法测得，但当体系发生变化时，我们可以测得体系的焓的变化，即焓变，用“ΔH”表示，ΔH=H(终态)-H(始态)。
(1)化学反应中的ΔH是以 的形式体现的。对于化学反应A+B=C+D，若H(A)+H(B)>H(C)+H(D)，则该反应的ΔH 0。(填“大于”、“小于”)，该反应是 (填“放热”、“吸热”)反应;
(2)进一步研究表明，化学反应的焓变与反应物和生成物的键能有关。所谓键能就是：在101.3kPa、298K时，断开1mol气态AB为气态A、气态B时过程的焓变，用ΔH298(AB)表示;断开化学键时ΔH>0[如H2(g)=2H(g); ΔH=436 kJ?mol-1],形成化学键时：ΔH
已知： H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g); ΔH=-185kJ?mol-1
ΔH298(H2)=436 kJ?mol-1 ,ΔH298(Cl2)=247 kJ?mol-1
则ΔH298(HCl)= 。
(3)Hess G.H在总结大量实验事实之后认为，只要化学反应的始态和终态确定，则化学反应
的ΔH便是定值，与反应的途径无关。这就是有名的“Hess定律”。
已知：Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g); ΔH=-25kJ?mol-1
3 Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g); ΔH=-47kJ?mol-1
Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g); ΔH=19kJ?mol-1
请写出CO还原FeO的热化学方程式： ;
27.Fe3+和I-在水溶液中的反应如下：2I-+2Fe3+ 2Fe2++I2(水溶液)。
(1)在一定温度下，测得2min内生成I2的浓度为0.02mol/L，则用Fe3+表示该反应在这2min内平均反应速率为________________。
(2)上述反应的正向反应速率和I-、Fe3+的浓度关系为：v=K{c(I-)}m{c(Fe3+)}n(K为常数)
通过所给的数据计算得：在v=K{c(I-)}m{c(Fe3+)}n中。m、n的值为________________[选填(A)、(B)、(C)、(D)。
A.m=1，n=1 B.m=1，n=2 C.m=2，n=1 D.m=2，n=2
I-浓度对反应速率的影响________________Fe3+浓度对反应速率的影响。(选填：小于、大于、等于)
28、某化学反应2A B+D在四种不同条件下进行，B、D起始浓度为见反应物A的浓度(mol/L)随反应时间(min)的变化情况如下表：
根据上述数据，完成下列填空：
(1)在实验1，反应在10至20分钟时间内平均速率为 mol/(L?min)。
(2)在实验2，A的初始浓度C2= mol/L，反应经20分钟就达到平衡，可推测实验2中还隐含的条件是 。
(3)设实验3的反应速率为V3，实验1的反应速率为V1，则V3 V1(填>、=、、=、
(4)比较实验4和实验1，可推测该反应是 反应(选填吸热、放热)。理由是
参考答案：
1、C 2、A 3、AD 4、C 5、A 6、AD 7、AD 8、B 9、C 10、BC 11、A 12、A 13、A 14、B 15、A 16、C 17、C18、C19、D20、B21、AD
22、(1)③④ (2)⑤ (3)③④⑤ (4) ， ，c:d=3:1 (5)①②③④
23.(1) (2) 增大 增大 减小(3) 15～20 min和25～30min。 (4) 增加
了O2的量;a、b
24、(1)K= (2)0.167 mol / ?L?min?(3)① 减小c ② f
25、(1)2，1，3，2 (2)气，固或液，气 (3)放热
26、(1)热能(或热量、反应热) 小于 放热(2)434 kJ?mol-1 (3)FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g); ΔH=-11 kJ?mol-1
27、(1)0.02mol?L-1?min-1 (2)C;大于
28、(1)0.013 (2)1.0 催化剂 (3)> > (4)放热 由吸热温度升高时，平衡向右移动
化学反应速率教学案
专题2 化学反应速率与化学平衡
第一单元化学反应速率
第1课时 化学反应速率的表示方法
[目标要求] 1.了解化学反应速率的概念。2.了解化学反应速率的定量表示方法。3.掌握化学反应速率的简单计算。4.了解化学反应速率的测定方法。
一、化学反应速率的表示方法
1．化学反应速率：衡量化学反应进行快慢的物理量。
2．表示方法：化学反应速率用单位时间内反应物浓度(常用物质的量浓度)的减少或者生成物浓度的增加来表示。
3．数学表达式：v(A)＝ΔcAΔt。
其中Δc表示反应过程中反应物或生成物物质的量浓度的变化(取其绝对值)，Δt表示时间变化。
其单位主要有：molL－1s－1或molL－1min－1或molL－1h－1。
4．对同一反应，用不同物质的浓度变化所表示的反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。
二、化学反应速率的测定及计算
1．化学反应速率测定的基本思路及方法
化学反应速率是通过实验测定的。要测定不同反应时刻反应物或生成物的浓度，可通过观察和测量体系中的某一物质(反应物或生成物)的相关性质，再进行适当的转换和计算。例如，过氧化氢的分解反应中有气体生成，可以测量在一定温度和压强下释放出来的气体的体积；有些反应物(或生成物)有颜色，随着反应的进行，溶液的颜色不断变化，可以用比色的方法测定溶液颜色的深浅，再根据溶液颜色与反应物浓度(或生成物浓度)的关系，换算成反应物(或生成物)在不同反应时刻的浓度。
2．化学反应速率的计算
由于Δc是浓度变化的绝对值，故化学反应速率都取正值，其一般计算依据是：
(1)根据某一物质起始浓度(c0)和一段时间后浓度(ct)的关系计算：Δc(反应物)＝c0－ct，Δc(生成物)＝ct－c0；
(2)根据反应物的转化率(α)计算：Δc(反应物)＝c0α；
(3)根据化学方程式的化学计量数进行换算
求出一种物质的反应速率后可根据化学计量数之间的比值去计算其他物质的反应速率。
知识点一 化学反应速率的概念
1．下列关于化学反应速率的说法正确的是()
A．化学反应速率是指在一段时间内任何一种反应物物质的量的减少或任何一种生成物物质的量的增加
B．化学反应速率为0.8molL－1s－1，是指在1s时某物质的浓度是0.8molL－1
C．化学反应速率可以衡量化学反应进行的快慢
D．对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象越明显
答案 C
解析 化学反应速率用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示；化学反应速率是表示某一时间段内的平均速率而不是瞬时速率。
2．已知某条件下，合成氨反应的数据如下：
N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)
起始浓度/molL－11.03.0 0.2
2s末浓度/molL－10.61.8 1.0
4s末浓度/molL－10.41.2 1.4
当用氨气浓度的增加来表示该反应的速率时，下列说法中错误的是()
A．2s末氨气的反应速率为0.4molL－1s－1
B．前2s时间内氨气的平均反应速率为0.4molL－1s－1
C．前4s时间内氨气的平均反应速率为0.3molL－1s－1
D．2～4s时间内氨气的平均反应速率为0.2molL－1s－1
答案 A
解析 反应速率不是瞬时速率，要计算反应速率，关键要抓住Δt时间段对应的Δc的量。
知识点二 化学反应速率与化学计量数的关系
3．在四个不同的容器中，在不同的条件下进行合成氨反应，根据下列在相同时间内测得的结果判断，生成氨的反应速率最快的是()
A．v(NH3)＝0.1molL－1min－1
B．v(N2)＝0.1molL－1min－1
C．v(N2)＝0.2molL－1min－1
D．v(H2)＝0.3molL－1min－1
答案 C
解析 合成氨反应：N2＋3H22NH3，在同一反应用不同物质表示其反应速率时，反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比，要在四种不同情况下比较反应速率快慢需用同一物质的变化表示。又因为v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)＝1∶3∶2，将B、C、D中的反应速率转化成v(NH3)，即为：0.2molL－1min－1、0.4molL－1min－1、0.2molL－1min－1，故选C。
4．反应4A(s)＋3B(g)===2C(g)＋D(g)，经2min，B的浓度减少0.6molL－1。对此反应速率的表示正确的是()
A．用A表示的反应速率是0.4molL－1min－1
B．分别用B、C、D表示的反应速率之比是3∶2∶1
C．在2min末的反应速率，用B表示是0.3molL－1min－1
D．在2min内的反应速率，用C表示是0.3molL－1min－1
答案 B
解析 固体A不具有浓度概念，该物质的反应不能用molL－1min－1的单位来表示。
知识点三 化学反应速率的测定
5．下表所列数据是某高温下金属镁和镍分别在氧气中进行氧化反应时，在金属表面生成氧化薄膜的实验记录，a和b均为与温度有关的常数。
反应时间t/h1491625
MgO层厚y/nm0.05a0.20a0.45a0.80a1.25a
NiO层厚y′/nmb2b3b4b5b
(1)金属在高温下氧化腐蚀速率可以用金属氧化膜的生成速率来表示，其理由是________________________________________________________________________。
(2)金属氧化膜的膜厚y跟时间t所呈现的关系是：MgO氧化膜的膜厚y属于______型，NiO氧化膜的膜厚y′则属于_____型。(填“直线”、“抛物线”、“双曲线”或“对数”)
(3)Mg与Ni相比较，金属________具有更好的耐氧化腐蚀性，其理由是
________________________________________________________________________。
答案 (1)因化学反应的快慢既可以用反应物的消耗速率表示，又可以用生成物的生成速率表示，所以金属的腐蚀速率可以用其氧化物的生成速率来表示
(2)直线 抛物线
(3)Ni 据(2)可知，y′随时间t增长比y随时间t增长得慢，故Ni的耐氧化腐蚀性比Mg好
解析 由表中数据可知MgO膜厚与时间t的关系式为y＝0.05at；NiO膜厚y′与时间t的关系式为y′＝bt，即可知MgO膜厚y属直线型，而NiO膜厚y′属抛物线型。此题创新之处在于利用了数学函数知识去分析化学问题，有一定的新颖性。
练基础落实
1．在不同条件下分别测得反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的化学反应速率，其中表示该反应进行的最快的是()
A．v(SO2)＝4molL－1min－1B．v(O2)＝3molL－1min－1
C．v(SO2)＝0.1molL－1s－1D．v(O2)＝0.1molL－1s－1
答案 D
解析 比较：必须统一标准。换算成同一物质进行比较是关键，本题首先需要统一单位。
2．反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)经一段时间后，SO3的浓度增加了0.4molL－1，在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04molL－1s－1，则这段时间为()
A．0.1sB．2.5sC．10sD．5s
答案 D
解析 根据题意知，SO3的浓度增加0.4molL－1，则O2的浓度减小0.2molL－1，v(O2)＝ΔcO2Δt，则Δt＝ΔcO2vO2＝0.2molL－10.04molL－1s－1＝5s。
3．2molA与2molB混合于2L的密闭容器中，发生如下反应：2A(g)＋3B(g)2C(g)＋zD(g)
若2s后，A的转化率为50%，测得v(D)＝0.25molL－1s－1，下列推断正确的是()
A．v(C)＝v(D)＝0.2molL－1s－1
B．z＝3
C．B的转化率为75%
D．反应前与2s后容器的压强比为4∶3
答案 C
解析 A的起始量为2mol，转化50%即转化1mol，根据反应关系知B转化1.5mol，C生成1mol，又因为v(D)＝0.25molL－1s－1，可计算出2s时D的生成量为0.25molL－1s－1×2L×2s＝1mol，故知z＝2，B错；v(C)＝v(D)＝v(A)＝0.25molL－1s－1，故A错；B的转化率为1.52×100%＝75%，C正确；反应达2s时，容器内总物质的量为nA＋nB＋nC＋nD＝1mol＋0.5mol＋1mol＋1mol＝3.5mol。故反应前后的容器中气体总物质的量之比为4∶3.5，压强比为4∶3.5，D错。
4．化合物Bilirubin在一定波长的光照射下发生分解反应，反应物浓度随反应时间变化如下图所示，计算反应4～8min间的平均反应速率和推测反应16min时反应物的浓度，结果应是()
A．2.5μmolL－1min－1和2.0μmolL－1
B．2.5μmolL－1min－1和2.5μmolL－1
C．3.0μmolL－1min－1和3.0μmolL－1
D．5μmolL－1min－1和3.0μmolL－1
答案 B
解析 据图可知，4min时化合物Bilirubin的浓度为20μmolL－1，8min时其浓度为10μmolL－1，因此4～8min间的平均反应速率为20μmolL－1－10μmolL－14min＝2.5μmolL－1min－1。进一步分析图像可知0～4min间的平均分解速率为40μmolL－1－20μmolL－14min＝5.0μmolL－1min－1，由以上分析数据大致可确定平均分解速率基本呈等比递减变化，因此可估算8～12min间平均分解速率为1.25μmolL－1min－1,12～16min间平均分解速率为0.625μmolL－1min－1，因此16min时反应物的浓度大致应为10μmolL－1－1.25μmolL－1min－1×4min－0.625μmolL－1min－1×4min＝2.5μmolL－1，故B项正确。
练方法技巧
5.一定温度下，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列叙述正确的是()
A．反应开始到10s末时，用Z表示的反应速率为0.158molL－1s－1
B．反应开始到10s末时，X的物质的量浓度减少了0.79molL－1
C．反应开始到10s时，Y的转化率为79.0%
D．反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)Z(g)
答案 C
解析 分析图象，关键是看变化量和走势，从走势分析X、Y是反应物，Z是生成物，初步分析它们的变化量分别为Δn(X)＝1.20mol－0.41mol＝0.79mol，Δn(Y)＝1.0mol－0.21mol＝0.79mol，Δn(Z)＝1.58mol，首先确定该反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)===2Z(g)。据选项要求分别计算出v(Z)＝1.58mol2L×10s＝0.079molL－1s－1；Δc(X)＝0.79mol2L＝0.395molL－1；α(Y)＝0.79mol1.00mol×100%＝79%，只有C选项正确。
6．在2L密闭容器中进行如下反应：mX(g)＋nY(g)===pZ(g)＋qQ(g)，2s时间内X表示的平均反应速率为0.3m/pmolL－1s－1，则2s时间内，Q物质增加的物质的量为()
A．1.2q/pmolB．1.2m/pmolC．1.6q/pmolD．0.6q/pmol
答案 A
解析 不同物质表示的反应速率之比等于它们的化学计量数之比，X表示的平均反应速率为0.3m/pmolL－1s－1，Q物质表示的反应速率为0.3m/pmolL－1s－1×qm＝0.3q/pmolL－1s－1。则Δn(Q)＝0.3q/pmolL－1s－1×2L×2s＝1.2q/pmol。
练综合拓展
7．请你协助化学兴趣小组的同学完成如下实验，并回答相关问题。
实验目的：比较等体积0.5molL－1硫酸、1molL－1盐酸、1molL－1醋酸分别与金属反应生成氢气的速率和体积。
实验原理：(用离子方程式表示)___________________________________。
实验用品：仪器(略)、药品(除给定的三种酸溶液外，在Na、Mg、Fe三种金属中选择最合适的一种，并说明理由)。选择的金属是________，不选其他两种金属的理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
实验步骤：
(1)甲同学设计的实验装置：
(1)乙同学认为该装置不能控制三个反应在同一时间发生，并作了相应的改进。你认为乙同学改进的措施是_________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)按改进后的装置进行实验，观察现象并得出相关结论。
实验现象及结论：________________________________________________________。
(4)实验开始时的速率：v(H2SO4)______v(HCl)______v(CH3COOH)(用“＝”、“”或“”填空，下同)，反应进行一段时间后的速率：v(H2SO4)v(HCl)____v(CH3COOH)。
(5)最终得到的氢气体积：V(H2/H2SO4)______V(H2/HCl)______V(H2/CH3COOH)。
问题讨论：
(6)量筒的规格由__________________决定。
(7)对结论(4)、(5)中盐酸和醋酸的异同，你的解释是
________________________________________________________________________。
(8)根据现有知识，上述实验中硫酸和盐酸分别与金属反应的速率应始终相等，但反应一段时间后有v(H2SO4)v(HCl)。对此现象，你猜想可能的原因是
________________________________________________________________________。
大学无机化学对此问题将有科学的解释。
答案 2H＋＋Mg===H2↑＋Mg2＋，
2CH3COOH＋Mg===H2↑＋Mg2＋＋2CH3COO－
Mg Na太活泼，能和水反应产生氢气，影响实验结论；Fe与酸反应的速率较慢，实验时间较长
(2)同时用分液漏斗分别向烧瓶中加入酸液
(3)实验现象：反应开始时醋酸的反应速率小于盐酸和硫酸的反应速率。当反应进行到一定程度后，醋酸的反应速率大于盐酸和硫酸。
结论：最终得到的氢气体积相等
(4)＝(5)＝ ＝(6)酸液的体积
(7)醋酸中存在电离平衡，反应开始时c(H＋)小于盐酸，故反应速率也小于盐酸。当反应进行到一定程度后，醋酸的电离平衡不断向右移动，使得c(H＋)大于盐酸，故反应速率大于盐酸。由于醋酸、盐酸最终提供的H＋的物质的量相等，故最后得到H2的体积相等
(8)H＋的存在抑制HSO－4的电离(或：SO2－4抑制H＋与Mg的反应或Cl－促进H＋与Mg的反应)
第2课时 影响化学反应速率的因素
[目标要求] 1.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学反应速率的影响，认识其一般规律。2.了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。3.知道活化能的含义及其对化学反应速率的影响。4.了解通过改变外界条件改变化学反应速率的方法和意义。
一、有效碰撞理论
1．化学反应的过程
化学反应的过程就是反应物分子中的原子重新组合成生成物分子的过程，也就是反应物分子中化学键的断裂和生成物分子中化学键的形成过程。
2．活化分子
在相同温度下，分子的能量并不完全相同，有些分子的能量高于分子的平均能量，这些分子就叫做活化分子。
3．活化能
活化分子高出的那部分能量叫做活化能。
4．活化分子百分数
活化分子在反应物分子中所占的百分数叫做活化分子百分数。
5．有效碰撞
能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞。有效碰撞发生的条件：一是发生碰撞的分子必须具备一定的能量，即为活化分子；二是碰撞时必须有合适的取向。
6．活化能与化学反应速率
在一定条件下，活化分子所占的百分数是固定不变的。活化分子的百分数越大，单位体积内的活化分子数越多，单位时间内有效碰撞的次数越多，化学反应速率就越快。
二、影响化学反应速率的因素
1．浓度对化学反应速率的影响
(1)影响
其他条件不变时，增大反应物的浓度，反应速率增大；减小反应物的浓度，反应速率减小。
(2)原因
其他条件不变时，增大反应物的浓度，单位体积内活化分子数增多，有效碰撞几率增多，化学反应速率增大。反之，减小反应物的浓度，化学反应速率减小。
2．压强对化学反应速率的影响
(1)影响
对于有气体参与的反应，增大压强(减小容器容积)，反应速率增大；减小压强(增大容器容积)，反应速率减小。
(2)原因
对于有气体参与的反应，增大压强，相当于增大反应物浓度，反应速率增大；反之，减小压强，反应速率减小。
3．温度对化学反应速率的影响
(1)影响
其他条件相同时，升高温度，反应速率增大；降低温度，反应速率减小。
(2)原因
其他条件相同时，升高温度，提高了活化分子的百分数和较高能量的分子间的碰撞几率，使分子间有效碰撞的几率提高，反应速率增大；反之，降低温度，反应速率减小。
4．催化剂对化学反应速率的影响
(1)影响
使用催化剂可增大反应速率。
(2)原因
催化剂改变了反应的途径，降低了反应所需的能量，提高了反应体系中活化分子的百分数，使有效碰撞的几率提高，反应速率增大。
5．影响化学反应速率的其他因素
除了改变反应物的浓度、温度、压强和使用催化剂能改变化学反应速率外，增大反应物之间的接触面积，也可增大反应速率。此外，光、电磁波、超声波、磁场等因素也会对反应速率产生影响。
知识点一 有效碰撞的有关概念
1．下列说法正确的是()
A．活化分子间的碰撞一定是有效碰撞
B．活化分子具有的能量是活化能
C．活化分子的总数越多，反应速率越快
D．单位时间内有效碰撞次数越多，反应速率越快
答案 D
解析 活化分子间的碰撞并不都是有效碰撞，只有发生化学反应的碰撞才是有效碰撞，活化分子具有的平均能量与普通分子具有的平均能量之差才叫活化能；单位体积内活化分子总数越多，有效碰撞机会越多，反应速率才越快，A、B、C三项均错。
2．能够增加反应物分子中活化分子百分数的是()
A．升高温度B．减小压强C．增大压强D．增大浓度
答案 A
解析 升高温度可以增加单位体积内活化分子百分数；增大压强和增大浓度均不能增加活化分子百分数。
知识点二 浓度对化学反应速率的影响
3．将质量相同的锌粉分别投入下列4个烧杯的溶液中，反应速率最快的是()
答案 D
解析 当反应中一种反应物相同时，反应速率的快慢取决于另一种反应物的浓度而不是用量，四个装置中所用的酸虽不同，但都是由c(H＋)的大小决定反应的快慢。
4．对于溶液中的反应：MnO－4＋5Fe2＋＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O
下列措施能使化学反应速率提高的是()
A．加水
B．增加同浓度FeSO4的用量
C．向溶液中滴加稀硫酸
D．加入少量KMnO4晶体
答案 D
解析 增大浓度加快反应速率，而增加反应物用量不等于增大反应物浓度。D项加入KMnO4晶体后，KMnO4晶体被溶解，溶液的浓度一定比原KMnO4溶液浓度大。
知识点三 压强对化学反应速率的影响
5．在C(s)＋CO2(g)===2CO(g)的反应中，现采取下列措施：
①缩小体积，增大压强②增加碳的量③通入CO2④恒容下充入N2⑤恒压下充入N2
能够使反应速率增大的措施是()
A．①④B．②③⑤C．①③D．①②④
答案 C
解析 对于气体反应，增大压强，反应速率加快，增加固体物质的用量，对反应速率无影响，充入与反应无关的气体，不会增加反应物浓度，故不会加快反应速率。
6．设C(s)＋CO2(g)2CO(g) ΔH10，反应速率为v1；N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH20，反应速率为v2。对于上述反应，当压强减小时，v1和v2的变化情况为()
A．同时增大B．同时减小
C．v1增大，v2减小D．v1减小，v2增大
答案 B
知识点4 温度对化学反应速率的影响
7．对于反应mA＋nB===pC，下列说法正确的是()
A．某温度时，化学反应速度无论用A、B、C何种物质表示，其数值是相同的
B．其他条件不变，增大压强，反应速率加快
C．若增加或减小B的物质的量，则反应速率一定会发生明显的变化
D．其他条件不变，升高温度，反应速率加快
答案 D
8．经验表明，如果温度每升高10℃，反应速率就增大到原来的2倍；反应2A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，20℃时某一时刻A的速率为0.2molL－1s－1，若使反应温度升高到60℃，则此时A的反应速率为________。
答案 3.2molL－1s－1
解析 根据速率与温度之间的经验规律公式v2＝v1at2℃－t1℃10℃，将各数据代入即可计算：
v2＝0.2molL－1s－1260℃－20℃10℃＝3.2molL－1s－1。
知识点5 催化剂对化学反应速率的影响
9．下列关于催化剂的说法，正确的是()
A．催化剂能使不起反应的物质发生反应
B．催化剂在化学反应前后，化学性质和质量都不变
C．催化剂不能改变化学反应速率
D．任何化学反应，都需要催化剂
答案 B
解析 催化剂能改变化学反应速率的原因是它能改变反应机理，在化学反应过程中，催化剂参与反应，经过一系列变化之后，催化剂又恢复到原来的状态，尽管催化剂能改变化学反应速率，但对于不能起反应的物质，是不能使其反应的，另外，有些反应是不需要催化剂的，如燃烧、中和反应等。
10．亚氯酸盐(如NaClO2)可用作漂白剂，在常温下不见光时可保存一年，但在酸性溶液中因生成亚氯酸而发生分解：5HClO2===4ClO2↑＋H＋＋Cl－＋2H2O。分解时，刚加入硫酸，反应缓慢，随后突然反应释放出大量ClO2，这是因为()
A．酸使亚氯酸的氧化性增强
B．溶液中的H＋起催化作用
C．溶液中的Cl－起催化作用
D．逸出的ClO2使反应生成物的浓度降低
答案 C
解析 由题目信息可知，NaClO2在酸性溶液中生成亚氯酸，生成的亚氯酸在刚加入硫酸时反应缓慢，随后突然反应加快，这说明分解生成的产物中的某种物质起了催化剂的作用，故正确答案为C。
练基础落实
1．下列条件一定能使反应速率加快的是()
①增加反应物的物质的量 ②升高温度 ③缩小反应容器的体积 ④加入生成物 ⑤加入MnO2
A．全部B．①②⑤C．②D．②③
答案 C
2．下列说法正确的是()
①活化分子间的碰撞一定能发生化学反应 ②普通分子有时也能发生有效碰撞 ③升高温度会加快反应速率，原因是增加了活化分子的有效碰撞次数 ④增大反应物浓度会加快反应速率的原因是单位体积内有效碰撞的次数增多 ⑤使用催化剂能提高反应效率，原因是提高了分子的能量，使有效碰撞频率增大 ⑥化学反应实质是活化分子有合适取向时的有效碰撞
A．①②⑤B．③④⑥C．③④⑤⑥D．②③④
答案 B
3．NO和CO都是汽车尾气中的有害物质，它们能缓慢地起反应，生成N2和CO2。对此反应的下列叙述中正确的是()
A．使用催化剂能加快反应的速率
B．使一种反应物过量能提高反应的速率
C．改变压强对反应速率没有影响
D．降低温度能加快反应速率
答案 A
解析 本题中B不正确，因为一种反应物过量并不一定是反应物浓度增加，一种反应物过量只能使另一种反应物转化率提高，不涉及反应的速率问题；C也不正确，对气体来说，改变压强必然影响速率；D也不正确，降低温度只能降低反应速率。
4．已知反应：N2＋O22NO在密闭容器中进行，下列条件能加快反应速率的是()
A．增大体积
B．体积不变，充入N2，使压强增大
C．体积不变，充入He，使气体压强增大
D．保持总压强不变，充入气体Ne
答案 B
解析 增大体积，浓度减小，反应速率减慢，A不符合；体积不变，充入N2时，可使c(N2)增大，反应速率增大，B符合；充入He后，由于体积不变，各物质的浓度不变，故对反应速率没有影响，C不符合题意；而在压强不变时，充入Ne，若要使总压强不变，则气体体积将变大，各物质的浓度将变小，故反应速率减小。
练方法技巧
5．2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)是制备硫酸的重要反应。下列叙述正确的是()
A．催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率
B．增大反应体系的压强，反应速率一定增大
C．该反应是放热反应，降低温度将缩短反应达到平衡的时间
D．在t1、t2时刻，SO3(g)的浓度分别是c1、c2，则时间间隔t1～t2内，SO3(g)生成的平均速率为v＝c2－c1t2－t1
答案 D
解析 A项，催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，A项错误；B项，在恒容的条件下，通入惰性气体，压强增大，但各物质的浓度不变，反应速率不变，故B项错误；C项，降低温度，反应速率也降低，反应达到平衡的时间会延长，故C项错误；根据反应速率的计算公式可知D项正确。
6．某探究小组利用丙酮的溴代反应(CH3COCH3＋Br2――→HClCH3COCH2Br＋HBr)来研究反应物浓度与反应速率的关系。反应速率v(Br2)通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定。在一定温度下，获得如下实验数据：
实验
序号初始浓度c/molL－1溴颜色消失所需时间t/s
CH3COCH3HClBr2
①0.800.200.0010290
②1.600.200.0010145
③0.800.400.0010145
④0.800.200.0020580
分析实验数据所得出的结论不正确的是()
A．增大c(CH3COCH3)，v(Br2)增大
B．实验②和③的v(Br2)相等
C．增大c(HCl)，v(Br2)增大
D．增大c(Br2)，v(Br2)增大
答案 D
解析 A项，由实验①和②对比可知增大c(CH3COCH3)，反应时间变短，v(Br2)增大；B项，实验②和③反应时间相同，起始Br2浓度相同，则v(Br2)相等；C项，比较实验①和③可知，增大c(HCl)时，反应时间缩短，v(Br2)增大；D项，比较实验①和④可知，增大c(Br2)时，v(Br2)减小，故选D。
7．氯酸钾和亚硫酸氢钠发生氧化还原反应生成Cl(－1价)和S(＋6价)的速率v(纵坐标)与反应时间t(横坐标)的关系如图所示，已知该反应速率随着溶液中c(H＋)的增大而加快。
(1)反应开始时反应速率加快的原因是________________________________________；
(2)反应后期反应速率减慢的原因是__________________________________________。
答案 (1)2KClO3＋6NaHSO3===3Na2SO4＋2KCl＋3H2SO4，溶液中c(H＋)增大
(2)ClO－3和HSO－3浓度减小
解析 该反应的实质为：ClO－3＋3HSO－3===Cl－＋3SO2－4＋3H＋
由题意知，反应随溶液中c(H＋)的增大而加快，一开始c(H＋)很小，速率很小，但随反应进行，c(H＋)增大，反应速率增大，但到一定程度后，c(ClO－3)、c(HSO－3)减小，此时反应物的浓度起主要作用，反应速率减小。
练综合拓展
8．用如图所示装置进行如下实验：
(1)在检查装置的气密性后，向试管a中加入10mL6molL－1的稀HNO3和1g铜片，立即用带有导管的橡皮塞塞紧试管口。请写出在试管a中有可能发生的所有反应的化学方程式：________________________________________________________________________
__________________________________。
(2)在实验过程中常常反应开始时速率缓慢，随后逐渐加快，这是由于________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，当反应进行一段时间后速率又逐渐减慢，原因是___________________________________
________________________________________________________________________。
(3)欲较快地制得NO，可采取的措施是________(填写字母序号)。
A．加热B．使用铜粉
C．稀释HNO3D．增大硝酸的浓度
答案 (1)3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O,2NO＋O2===2NO2
(2)开始时速率缓慢，后随反应进行，反应放热，溶液温度升高是影响化学反应速率的主要因素，故反应速率加快 反应一段时间后HNO3的浓度降低是影响化学反应速率的主要因素，故反应速率又逐渐减小
(3)AB
解析 反应开始时溶液温度较低，故反应速率较慢，该反应为放热反应，随着反应的进行，溶液的温度逐渐升高，反应速率加快；反应一段时间后，HNO3因消耗而浓度减小，HNO3的浓度成为影响反应速率的主要因素，故反应速率又逐渐减慢。加热和增加固体的接触面积都能加快反应速率；稀释HNO3，速率减小；Cu与浓HNO3反应得到的气体是NO2。
高二化学教案：《探究外界条件对化学反应速率的影响》教学设计
尊敬的各位专家、各位评委老师：
大家好！我说课的题目是《探究外界条件对化学反应速率的影响》，下面我从实验教学目标、实验教学内容、实验设计思路、实验创新要点、实验教学过程设计、实验效果评价等几个方面进行说课。
一、教材分析
选自人教版高中《化学必修2》第二章第三节《化学反应的速率和限度》第1课时，是学习化学反应的限度和选修4进一步学习化学反应速率的基础。化学反应速率的因素是课程标准中要求的学生必做实验。
二、学情分析
（一）知识基础：对化学反应进行快慢具有感性认识
（二）能力基础：具备一定的观察、分析能力，具备简单实验方案的设计能力，能够合作完成实验探究
（三）情感基础：对化学实验有兴趣，对化学实验现象充满好奇
三、实验教学目标
（一）知识与技能
1.通过情景激疑，知道影响化学反应速率的因素
2.通过观察与描述实验现象，了解判断化学反应进行快慢的方法
（二）过程与方法
1.通过实验探究，提高学生观察、记录实验现象的能力及实验操作的技能
2.通过实验方案设计，学会利用“控制变量法”设计对照实验，探究外界条件对化学反应速率的影响
（三）情感态度价值观
1.通过氧气传感器测定化学反应速率，培养学生的定量实验意识
2.通过小组合作探究，提高学生合作学习能力，培养团结协作的精神
四、教学难、重点
（一）教学重点：探究外界条件对化学反应速率的影响
（二）教学难点：能利用“控制变量法”设计对照实验，进行实验探究
五、教法与学法分析
探究式教学模式，以实验方案设计为主轴，以探究学习为主要形式，以鼓励创新为目的，引导学生小组合作、实验探究。
六、实验教学内容
化学反应速率的因素是课程标准中要求的学生必做实验。以双氧水分解为反应原理，引导学生设计实验方案，教师与学生改进实验装置，优化实验方案，学生小组合作完成“外界条件对化学反应速率影响”的实验探究。
七、实验教学思路
通过比较常见化学现象的反应快慢，归纳影响化学反应速率的因素；引导学生分别设计 “催化剂、浓度、温度对化学反应速率的影响” 实验方案，学会利用“控制变量法”设计对照实验；汇报交流，优化实验方案，展示实验创新装置，确定实验方案，学生小组合作完成实验探究，得出实验结论；教师演示利用氧气传感器定量测定酵母粉、MnO2 对双氧水分解速率的影响，进一步探究不同固体催化剂对化学反应速率的影响，并培养学生定量实验的意识。
八、实验创新要点
（一）教材实验的局限性
1.实验使用5%的H2O2溶液，现象不显著，不利于学生观察
2.试管实验，缺乏趣味性，对学生实验兴趣的激发不足
3.教材给出具体实验操作方案，学生只是简单动手做实验，不利于学生形成并发展变量控制的实验思想
（二）实验仪器与药品
实验仪器：安全漏斗、锥形瓶、双孔塞、胶头滴管
实验药品：5% H2O2溶液、10% H2O2溶液、MnO2、FeCl3溶液、热水、冷水
（三）实验改进与创新
1.实验装置的改进与创新（如图1）
图1
（1）实验现象显著、生动，增添实验趣味性
装置由固定了安全漏斗、胶头滴管的双孔塞和锥形瓶组成。双氧水分解产生氧气，锥形瓶中压强增大，向安全漏斗中加入染色的肥皂水，就会“吹出”美丽的泡泡。将无形无色的氧气转化为学生能快速捕捉到的“有形有色”的泡泡，放大实验现象，充分激发学生的学习兴趣，调动学生实验探究的积极性。
（2）装置安全、简易
装置中胶头滴管的胶帽可以表征反应体系压强，若锥形内产生气体过多，压强过大，胶头滴管的胶帽就会鼓起作为预警。装置安全性高，操作简单，适合学生自主实验。
2.测量技术的创新
利用手持技术氧气传感器能科学、准确、快速测定双氧水分解产生的氧气含量，进而表征化学反应速率。手持技术的运用，在定性实验的基础进一步定量化，将微观不可见的抽象物质以具体的数字图像直观呈现，让学生体验由感性到理性，由简单到复杂的科学探究过程，进而培养学生定量实验的意识。
3.设计型实验
改变学生简单动手做实验的现状，学生在教师指导下合作设计实验方案，选择实验仪器，进行装置改进与优化，完成实验探究。在整个实验过程中，学生始终处于主动的学习状态。
九、实验教学过程设计
（一）情景激疑：利用日常生活中的化学现象引导学生比较化学反应速率，归纳影响化学反应速率的因素。
（二）方案设计：学生小组合作，结合所提供实验用品，以表格（如表1）为载体，分别设计催化剂、浓度、温度对化学反应速率影响的实验方案。
表1 探究外界条件对化学反应速率影响的实验方案
MicrosoftInternetExplorer402DocumentNotSpecified7.8 磅Normal0
实验仪器
试管、烧杯、锥形瓶、安全漏斗、气球、U形管、V形管、双孔塞、胶管
实验药品
5%H2O2溶液、10%H2O2溶液、MnO2、FeCl3溶液、热水，冷水
实验原理
实验装置
预测实验现象
探究一：催化剂对化学反应速率的影响
药品种类及用量
探究二：浓度对化学反应速率的影响
药品种类及用量
探究三：温度对化学反应速率的影响
药品种类及用量
（三）优化方案：学生汇报交流实验方案，教师介绍改进装置，循序善诱，引导学生对实验装置进行改进。学生展示创新装置（如图2）：U型管作为双氧水分解的实验装置，一端添加药品后用塞子塞住，另一端连接气球，同时气球膨胀大小比较速率；利用分液漏斗、具支试管，V型管组装实验装置，通过V型管中页面变化表征反应速率。
（四）合作探究：学生小组合作，实验探究，交流互评，得出实验结论。其他条件不变的情况下，催化剂可以改变化学反应速率；浓度越大，化学反应速率越快；温度越高，化学反应速率越快。
（五）拓展迁移：教师演示手持技术利用氧气传感器定量测定不同固体催化剂（MnO2、酵母粉）对双氧水分解速率的影响，得出实验数据（如图3），学生利用数据图表分析不同催化剂对化学反应速率的影响。
十、实验效果评价
（一）实验技能的提升
本节课以学生为主体，教师为主导，学生小组合作、自主设计实验方案，学会运用控制变量法研究化学反应；汇报交流，确定实验方案，完成“外界条件对化学反应速率的影响”的实验探究，提高学生的化学实验技能，让学生体验科学探究过程。
（二）创新思维的提升
巧妙利用“安全漏斗吹泡泡”装置放大实验现象，增加实验的可视性和趣味性。发掘实验魅力，调动学生实验探究的积极性，激活学生思维，引发学生实验装置的改进与创新。
（三）定量实验意识的培养
在定性实验的基础上，应用手持技术氧气传感器即时捕捉氧气含量变化，培养学生的定量实验意识，让学生体会化学与科技紧密相连。
从本质上落实了本节课的教学目标，课堂气氛活跃，切实培养与提升学生“实验探究与创新意识”化学学科素养。
我的说课到此结束，谢谢各位专家、各位评委老师！
