化學(xué)反應(yīng)的速率與限度 【知識(shí)精講架構(gòu)+備課精研精梳】 高一下學(xué)期化學(xué)人教版（2019）必修第二冊

化學(xué)反應(yīng)速率和限度復(fù)習(xí)課第3課時(shí)第二節(jié)

化學(xué)反應(yīng)的速率與限度1.理解化學(xué)平衡狀態(tài)的主要特征，會(huì)判斷化學(xué)反應(yīng)是否達(dá)到平衡。2.學(xué)會(huì)列“三段式”進(jìn)行某物質(zhì)“轉(zhuǎn)化量”“平衡量”“化學(xué)反應(yīng)速率”的

計(jì)算。判斷化學(xué)反應(yīng)的平衡狀態(tài)、化學(xué)反應(yīng)速率及化學(xué)平衡的簡單計(jì)算。[學(xué)習(xí)目標(biāo)][重點(diǎn)難點(diǎn)]化學(xué)反應(yīng)速率及平衡的相關(guān)計(jì)算1.列出一個(gè)模型——“三段式”思維模型“三段式”指的是在方程式下方三行分別寫上該物質(zhì)的起始濃度、變化濃度和反應(yīng)后該物質(zhì)的濃度。其中起始濃度＝變化濃度＋反應(yīng)后濃度。(1)計(jì)算原理：化學(xué)反應(yīng)速率之比＝濃度變化之比＝物質(zhì)的量變化之比＝化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。(2)計(jì)算模式：設(shè)A、B兩物質(zhì)的起始濃度分別為amol·L－1、bmol·L－1，反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化濃度為mxmol·L－1，B的轉(zhuǎn)化濃度為nxmol·L－1，則：

mA(g)＋

nB(g)

pC(g)＋qD(g)起始濃度/(mol·L－1)

a

b

0

0變化濃度/(mol·L－1)

mx

nx

px

qx終態(tài)濃度/(mol·L－1)

a－mx

b－nx

px

qx(3)注意事項(xiàng)：a.起始量、變化量、一段時(shí)間后的量三者單位要統(tǒng)一。b.只有不同物質(zhì)的變化量之比等于對應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。2.掌握四個(gè)公式——“三段式”應(yīng)用練習(xí)1(2022·泰安高一檢測)在4L密閉容器中充入6molA氣體和5molB氣體，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)3A(g)＋B(g)

2C(g)＋xD(g)，達(dá)到平衡時(shí)，生成了2molC，經(jīng)測定，D的濃度為0.5mol·L－1，下列判斷正確的是A.x＝2B.達(dá)到平衡時(shí)，在相同溫度下容器內(nèi)混合氣體的壓強(qiáng)是反應(yīng)前的85%C.平衡時(shí)A的濃度為1.50mol·L－1D.B的轉(zhuǎn)化率為10%√0.5mol·L－1×4L＝2mol，則平衡時(shí)生成C與D的物質(zhì)的量相同，結(jié)合反應(yīng)可知x＝2，則根據(jù)三段式法分析：

3A(g)＋B(g)

2C(g)＋2D(g)開始/mol

6

5

0

0轉(zhuǎn)化/mol

3

1

2

2平衡/mol

3

4

2

2由上述分析可知，x＝2，A項(xiàng)正確；題給反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)，即壓強(qiáng)始終不變，B項(xiàng)錯(cuò)誤；(2022·山西運(yùn)城高一檢測)一定溫度下，物質(zhì)的量為0.1mol的X(g)與0.3mol的Y(g)在容積為2L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：X(g)＋3Y(g)

2Z(g)，5min達(dá)到平衡狀態(tài)，測得密閉容器中Z的物質(zhì)的量為0.12mol，下列說法正確的是A.5min內(nèi)，用X表示的平均反應(yīng)速率為0.003mol·L－1·min－1B.達(dá)到平衡時(shí)，容器內(nèi)的壓強(qiáng)是反應(yīng)前的0.7倍C.達(dá)到平衡時(shí)，2n(Y)＝3n(Z)D.達(dá)到平衡時(shí)，增加少量氦氣(不參與反應(yīng))，反應(yīng)速率增大√練習(xí)2根據(jù)選項(xiàng)B分析可知達(dá)到平衡時(shí)n(Y)＝n(Z)＝0.12mol，C錯(cuò)誤；反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，增加少量氦氣，在恒容下各物質(zhì)濃度不變，反應(yīng)速率不變，D錯(cuò)誤?；瘜W(xué)平衡狀態(tài)的判斷方法1.化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)(1)直接特征，直接判斷①同一物質(zhì)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，即v正＝v逆。②由反應(yīng)混合物中各組分的質(zhì)量、物質(zhì)的量、濃度、百分含量和體系的溫度、顏色等特征不變可直接判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。(2)間接特征，變量不變?nèi)粲蒻、n、p、ρ、

等物理量來判斷可逆反應(yīng)是否達(dá)到平衡，可以歸納為一句話：反應(yīng)過程中始終保持不變的量，不能作為判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡的依據(jù)；當(dāng)變化的量不再變化時(shí)，表明反應(yīng)已達(dá)到平衡?？捎洃洖椤白兞坎蛔?，平衡建立”。2.綜合分析項(xiàng)目aA(g)＋bB(g)

cC(g)＋dD(g)狀態(tài)混合物中各組分的含量各物質(zhì)的“量”[物質(zhì)的量或質(zhì)量(g)]或各物質(zhì)的“量”分?jǐn)?shù)(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)或質(zhì)量分?jǐn)?shù))一定平衡各氣體的體積或體積分?jǐn)?shù)一定平衡總壓強(qiáng)、總體積、總物質(zhì)的量一定不一定平衡壓強(qiáng)a＋b＝c＋d時(shí)，總壓強(qiáng)一定(其他條件一定)不一定平衡a＋b≠c＋d時(shí)，總壓強(qiáng)一定(其他條件一定)平衡混合氣體的平均相對分子質(zhì)量()a＋b＝c＋d時(shí)，

一定不一定平衡a＋b≠c＋d時(shí)，

一定平衡密度密度不變不一定平衡練習(xí)1下列描述的化學(xué)反應(yīng)狀態(tài)，不一定是平衡狀態(tài)的是A.H2(g)＋Br2(g)

2HBr(g)，恒溫恒容時(shí)，反應(yīng)體系中氣體的顏色保持不變B.2NO2(g)

N2O4(g)，恒溫恒容時(shí)，反應(yīng)體系中氣體的壓強(qiáng)保持不變C.CaCO3(s)CO2(g)＋CaO(s)，恒溫恒容時(shí)，反應(yīng)體系中氣體的密度保持

不變D.N2(g)＋3H2(g)

2NH3(g)，反應(yīng)體系中H2與N2的物質(zhì)的量之比保持3∶1√H2(g)＋Br2(g)

2HBr(g)，恒溫恒容時(shí)，反應(yīng)體系中氣體的顏色保持不變，說明溴單質(zhì)的濃度不再變化，達(dá)到了平衡狀態(tài)，A不符合；2NO2(g)

N2O4(g)是反應(yīng)前后氣體分子數(shù)變化的反應(yīng)，當(dāng)恒溫恒容時(shí)，反應(yīng)體系中氣體的壓強(qiáng)保持不變，達(dá)到了平衡狀態(tài)，B不符合；CaCO3(s)CO2(g)＋CaO(s)，恒溫恒容時(shí)，反應(yīng)過程中氣體質(zhì)量變化，容積不變，所以密度變化，當(dāng)氣體密度保持不變，說明達(dá)到平衡狀態(tài)，C不符合；3H2(g)＋N2(g)

2NH3(g)，反應(yīng)體系中H2與N2的物質(zhì)的量之比保持3∶1，不能證明正、逆反應(yīng)速率相等，不一定是平衡狀態(tài)，D符合。(2022·天津紅橋區(qū)高一檢測)甲烷消除NO2污染的原理為CH4(g)＋2NO2(g)N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)。在一定溫度下，向恒容密閉容器中充入一定量的CH4和NO2進(jìn)行上述反應(yīng)。下列表述能用來判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是A.v正(CH4)＝2v逆(NO2)B.容器中混合氣體的平均密度不再變化C.容器中混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再發(fā)生變化D.單位時(shí)間內(nèi)，消耗1molCH4同時(shí)生成1molCO2√練習(xí)2v正(CH4)＝2v逆(NO2)不滿足化學(xué)計(jì)量數(shù)關(guān)系，說明沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，故A不符合題意；該反應(yīng)前后都是氣體，氣體總質(zhì)量、容器容積為定值，則混合氣體密度始終不變，因此不能根據(jù)混合氣體密度判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故B不符合題意；該反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)，氣體的平均摩爾質(zhì)量為變量，當(dāng)容器中混合氣體平均摩爾質(zhì)量不再發(fā)生變化時(shí)，表明正、逆反應(yīng)速率相等，達(dá)到平衡狀態(tài)，故C符合題意；單位時(shí)間內(nèi)，消耗1molCH4同時(shí)生成1molCO2，表示的都是正反應(yīng)速率，無法判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，故D不符合題意。123自我測試1.(2022·贛州高一檢測)t

℃時(shí)，在一個(gè)體積為2L的密閉容器中加入反應(yīng)物A、B，發(fā)生如下反應(yīng)：A(s)＋2B(g)

3C(g)。反應(yīng)過程中的部分?jǐn)?shù)據(jù)如表所示，下列說法正確的是4物質(zhì)起始2min4min6minA2mol1.4mol

B6mol

4.2mol

C0mol

2.7molA.前2min內(nèi)，A的反應(yīng)速率為

0.15mol·L－1·min－1B.4min時(shí)，反應(yīng)已達(dá)到平衡

狀態(tài)C.升高溫度，正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率減小D.該反應(yīng)達(dá)到平衡后其限度無法改變√123自我測試4物質(zhì)A的狀態(tài)是固體，其濃度不變，因此不能用A物質(zhì)的濃度變化表示該化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率，A錯(cuò)誤；反應(yīng)進(jìn)行4min時(shí)B物質(zhì)的物質(zhì)的量減少1.8mol，根據(jù)物質(zhì)反應(yīng)轉(zhuǎn)化關(guān)系可知同時(shí)產(chǎn)生C的物質(zhì)的量為1.8mol×＝2.7mol，反應(yīng)進(jìn)行到6min時(shí)C的物質(zhì)的量仍然是2.7mol，說明在4min時(shí)該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)，B正確；升高溫度，無論是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)速率都會(huì)增大，因此升高溫度，正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率也增大，C錯(cuò)誤；化學(xué)反應(yīng)限度是在一定條件下保持不變，當(dāng)外界條件發(fā)生改變時(shí)，化學(xué)反應(yīng)限度被破壞，就會(huì)建立新條件下新的化學(xué)反應(yīng)限度，D錯(cuò)誤。自我測試1234C.混合氣體的密度不隨時(shí)間變化D.單位時(shí)間內(nèi)有nmolH—H斷裂，同時(shí)有nmolO—H生成2.在一定溫度下，向2L固定容積的密閉容器中通入1molCO2、3molH2，發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)＋3H2(g)

CH3OH(g)＋H2O(g)。能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是A.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變√自我測試1234因反應(yīng)前后的氣體體積不同，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變，說明反應(yīng)已達(dá)到平衡，A正確；二者均表示v正，不能說明反應(yīng)是否達(dá)到平衡，D錯(cuò)誤。3.(2022·濟(jì)南高一檢測)將4molA氣體和2molB氣體置于1L的密閉容器中，混合后發(fā)生如下反應(yīng)：2A(g)＋B(g)

2C(g)，若經(jīng)2s后測得C的濃度為1.2mol·L－1，下列說法正確的是A.用物質(zhì)A表示2s末的反應(yīng)速率為0.6mol·L－1·s－1B.反應(yīng)后的壓強(qiáng)是開始時(shí)的0.9倍C.2s時(shí)物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率為70%D.2s時(shí)物質(zhì)C的產(chǎn)率為20%自我測試1234√自我測試1234相同條件下，氣體的壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，反應(yīng)后氣體的總物質(zhì)的量為2.8mol＋1.4mol＋1.2mol＝5.4mol，反應(yīng)前氣體的總物質(zhì)的量為4mol＋2mol＝6mol，反應(yīng)后的壓強(qiáng)是開始時(shí)的0.9倍，故B正確；自我測試1234假設(shè)4molA氣體和2molB氣體完全反應(yīng)，生成C的物質(zhì)的量應(yīng)為4mol,2s時(shí)物質(zhì)C的物質(zhì)的量為1.2mol，則2s時(shí)物質(zhì)C的產(chǎn)率為30%，故D錯(cuò)誤。自我測試1234.在容積為2L的密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng)：A(g)＋2B(g)

3C(g)＋xD(g)，開始時(shí)A為4mol，B為6mol，C為1mol；5min末時(shí)測得C的物質(zhì)的量為4mol，用D表示的化學(xué)反應(yīng)速率v(D)＝0.2mol·L－1·min－1。計(jì)算：(1)5min末A的物質(zhì)的量濃度為____________。41.5mol·L－1自我測試1234

A(g)＋2B(g)

3C(g)＋xD(g)起始/mol

4mol

6mol

1mol

0轉(zhuǎn)化/mol

1mol

2mol

3mol

2mol5min末/mol

3mol

4mol

4mol

2mol自我測試123(2)前5min內(nèi)用B表示的化學(xué)反應(yīng)速率v(B)＝__________________。40.2mol·L－1·min－1(3)化學(xué)方程式中x值為____。2根據(jù)同一反應(yīng)中、同一時(shí)間段內(nèi)，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，所以v(B)∶v(D)＝0.2mo