高一化學學案：知識梳理第一單元化學反應(yīng)速率與反應(yīng)限度

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精第一單元化學反應(yīng)速率與反應(yīng)限度知識梳理一、化學反應(yīng)速率1。化學反應(yīng)速率的概念(1)化學反應(yīng)速率的意義化學反應(yīng)速率是衡量化學反應(yīng)進行的快慢程度。(2)化學反應(yīng)速率的表示方法化學反應(yīng)速率通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減小或生成物濃度的增加來表示。（3)化學反應(yīng)速率的計算式v(B)=。其中Δc（B)為B物質(zhì)的量濃度的改變量，Δt為時間的改變量，v（B)為B物質(zhì)的化學反應(yīng)速率。①單位：常用單位是mol·(L·s)-1，mol·（L·min）-1。換算關(guān)系：1mol·(L·s）-1=60mol·(L·min)—1②含義：表示平均速率,因為同一反應(yīng)在完全相同的外界條件下（如溫度、壓強、催化劑、表面積等),從反應(yīng)開始到開始后的不同時刻,濃度的變化是不同的，故Δt時間內(nèi)濃度的變化應(yīng)視為一段時間內(nèi)的平均速率，而非即時速率。③化學反應(yīng)速率與化學反應(yīng)方程式中物質(zhì)化學計量數(shù)之間的關(guān)系：同一化學反應(yīng)的同一時刻的反應(yīng)速率，若用不同物質(zhì)來表示時，其數(shù)值可能相同，也可能不同,但表示的意義是相同的(即表示的化學反應(yīng)快慢是一樣的)。當反應(yīng)物或生成物的化學計量數(shù)相同時，速率值就相同;否則，速率值就不相同，并且化學計量數(shù)越大,其速率就越大。④使用范圍:適用于有氣體和溶液參加的反應(yīng)，對于固體或純液體，一般不表示化學反應(yīng)速率。2.影響化學反應(yīng)速率的因素(1）內(nèi)因（主要因素)：決定化學反應(yīng)速率的內(nèi)在因素是反應(yīng)物的性質(zhì)。（2）外因(次要因素）：影響化學反應(yīng)速率的外界條件有催化劑、濃度、溫度、壓強，還有固體反應(yīng)物的顆粒大小、反應(yīng)物接觸面積的大小。有些物質(zhì)還與光、電磁波、超聲波等因素有關(guān)。外界因素的影響規(guī)律見下表：(請?zhí)顚懀┓磻?yīng)條件的變化化學反應(yīng)速率變化反應(yīng)物濃度增大增大減小減小氣體反應(yīng)物的壓強增大增大減小減小反應(yīng)物的溫度升高增大降低減小反應(yīng)物的催化劑使用劇增撤去劇減其他(光、電磁波、超聲波、固體反應(yīng)物的顆粒大小及反應(yīng)物接觸面積大小)有影響二、化學反應(yīng)的限度不同的化學反應(yīng)在相同的外界條件下，可能進行的程度是不同的，這是由反應(yīng)物本身的性質(zhì)所決定的；同一個化學反應(yīng)，在不同的外界條件下，反應(yīng)進行的程度也會是不同的.這就是化學反應(yīng)的限度問題。1.可逆反應(yīng)（1）定義：在相同條件下既可以向正反應(yīng)方向進行，又可以向逆反應(yīng)方向進行的反應(yīng).把從反應(yīng)物到生成物之間的反應(yīng)叫正反應(yīng);而把從生成物到反應(yīng)物之間的反應(yīng)叫逆反應(yīng)。(2）特點：可逆反應(yīng)在一定條件下不能完全轉(zhuǎn)化，化學反應(yīng)有一定的限度.(3）實例：氯水中的微粒有Cl2、H2O、HClO、Cl—、H+、ClO—、OH—。氯水放置時間長了，顏色變淺,最終變成無色.說明氯氣和水反應(yīng)是可逆的。2.化學反應(yīng)限度-—實驗探究實驗現(xiàn)象結(jié)論銅和AgNO3溶液反應(yīng)銅表面有銀析出,溶液變藍銅和銀離子反應(yīng)Cu+2Ag+====Cu2++2Ag銅和AgNO3溶液反應(yīng)后的上層清液中加KBr溶液溶液中產(chǎn)生淺黃色沉淀銅和銀離子沒有徹底反應(yīng),銀離子有剩余3。可逆反應(yīng)的限度—-化學平衡狀態(tài)化學平衡狀態(tài)的含義可逆反應(yīng)在一定的條件下進行到正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時，反應(yīng)物不再減少，生成物不再增加。反應(yīng)物和生成物的濃度不再改變,達到表面上靜止的一種“平衡狀態(tài)"，這就是這個反應(yīng)在該條件下所能達到的限度,又叫化學平衡狀態(tài)。建立過程如下圖所示：知識導學一、回顧初中物理學中的物體的運動速率、含義、表達式及單位（物體運動的速率通常用單位時間內(nèi)通過的路程來表示)；流體流速（流體在單位時間內(nèi)通過的體積)等,可以很容易地理解化學反應(yīng)速率的含義，但它有它自己實際的表達式和單位。二、化學反應(yīng)速率研究的對象和問題是一個反應(yīng)進行的快慢(反應(yīng)物消耗的快慢或產(chǎn)物生成的快慢等),可具體到某反應(yīng)物或生成物;研究的方法是對某反應(yīng)物或某生成物在單位時間內(nèi)其物質(zhì)的量濃度的改變進行測定或計算。研究的意義是指導科學研究、減慢或加快化學反應(yīng)速率，減少不利物質(zhì)的生成，提高某有用產(chǎn)品的產(chǎn)量,為人類社會謀利益。其實,同一個反應(yīng)在一定條件下一旦開始，則在開始后的每個不同時刻的濃度是不同的，那么即時速率也是不同的?；瘜W反應(yīng)速率不論是用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減小，還是用生成物濃度的增加來表示，化學反應(yīng)速率均為正值.對于反應(yīng)aA+bB====cC+dD，下式成立：v（A)∶v(B)∶v(C）∶v(D)=a∶b∶c∶d。即在同一個化學反應(yīng)中,用不同物質(zhì)表示速率，各物質(zhì)表示的速率之比等于該化學方程式中的化學計量數(shù)之比。注意：對于純固體或純液體參加的化學反應(yīng)，因其在反應(yīng)中濃度不改變，故一般不用純固體、純液體表示反應(yīng)速率.三、注意理解并掌握關(guān)于催化劑的有關(guān)知識點催化劑是指在化學反應(yīng)中能改變化學反應(yīng)速率，但在化學反應(yīng)前后自身的質(zhì)量和化學性質(zhì)都不發(fā)生改變的物質(zhì)。要點：一是改變化學反應(yīng)速率。二是催化劑在化學反應(yīng)前后質(zhì)量和化學性質(zhì)不發(fā)生改變。反應(yīng)前后催化劑的化學性質(zhì)和質(zhì)量均未發(fā)生改變,而某些物理性質(zhì)可以發(fā)生改變。三是催化劑的催化作用具有一定的選擇性.某一物質(zhì)對一個化學反應(yīng)具有一定的催化作用，但對另一個化學反應(yīng)不一定具有催化作用。四、在幾個外界影響因素中，其中催化劑是影響程度最大的因素，其次是溫度，然后是濃度因素.五、可逆反應(yīng)正反應(yīng)的反應(yīng)物，就是逆反應(yīng)的生成物,正反應(yīng)的生成物就是逆反應(yīng)的反應(yīng)物?？赡娣磻?yīng)的具體特征有三個：一是正反應(yīng)和逆反應(yīng)在同一個條件下進行；否則,是非可逆反應(yīng)。二是正、逆反應(yīng)同時進行，即進行的時間、地點是相同的，反應(yīng)物和生成物共存。三是無論一種物質(zhì)的投入量有多大,另外與它反應(yīng)的物質(zhì)總也不能完全反應(yīng),總有剩余.（任何反應(yīng)都有一定程度的可逆性,但我們這里指的是進行程度比較小的可逆反應(yīng))六、化學平衡狀態(tài)的研究對象是可逆反應(yīng)；建立的外在條件是條件要一定；平衡狀態(tài)建立的本質(zhì)條件是“v(正)=v（逆)",包含兩個方面的含義：一是方向,二是大小，即指同一種物質(zhì)的生成速率與消耗速率相等；而表現(xiàn)的特征是各組分的百分含量不再發(fā)生變化.這是學習化學平衡狀態(tài)概念的最基本的關(guān)鍵點，應(yīng)好好地理解和掌握,對于以后進一步學習化學平衡的移動,起到前提作用?；瘜W平衡狀態(tài)的特點：（1）逆：建立化學平衡的反應(yīng)是一定條件下的可逆反應(yīng)。(2)等：v(正)=v(逆）平衡狀態(tài)的本質(zhì)原因.(3）動：動態(tài)平衡，沒有靜止，即平衡時v（正)=v(逆)≠0。（4）定:條件一定時,反應(yīng)物、生成物的物質(zhì)的量或百分含量均不再改變.(5)變：當條件改變，平衡一般要發(fā)生改變。疑難突破1。對有氣體參加的反應(yīng)，當充入稀有氣體時，對反應(yīng)速率有何影響?剖析：壓強對反應(yīng)速率的影響是通過濃度的改變實現(xiàn)的。氣體壓強的改變?nèi)粢饸怏w濃度的改變,反應(yīng)速率就隨之改變；否則，反應(yīng)速率不變.稀有氣體或其他非反應(yīng)氣體,充入反應(yīng)容器中，分以下兩種情況討論：（1）若容器恒溫、恒容，充入的稀有氣體或其他不反應(yīng)氣體雖改變了容器內(nèi)氣體壓強，但卻沒有改變反應(yīng)氣體的濃度,不影響化學反應(yīng)速率.（2)若容器恒溫、恒壓,充入的稀有氣體或其他不反應(yīng)氣體，就會使容器容積擴大，雖未減小容器內(nèi)氣體壓強，但卻減小了反應(yīng)氣體產(chǎn)生的分壓，即降低了反應(yīng)物的濃度，故能使反應(yīng)速率降低。若是可逆反應(yīng)，當改變?nèi)萜鞯捏w積時,由于同時改變了正、逆兩個反應(yīng)的反應(yīng)物的濃度，所以，正、逆反應(yīng)的反應(yīng)速率都要改變。只是改變的幅度大小可能相同，也可能不同，這取決于參加正、逆兩個反應(yīng)的氣體分子總數(shù)的多少。2。外界因素如何影響可逆反應(yīng)的反應(yīng)速率？剖析：由于可逆反應(yīng)其實是包含兩個反應(yīng)，兩個在同一個條件下，同時存在，同時發(fā)生的兩個反應(yīng)，而且一個反應(yīng)的生成物,是另一個反應(yīng)的反應(yīng)物，而反應(yīng)物是另一個反應(yīng)的生成物而已.（1）可逆反應(yīng)的反應(yīng)速率——可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率用反應(yīng)物濃度的減少或者生成物濃度的增加來表示〔v（正）表示〕；逆反應(yīng)速率則用反應(yīng)物濃度的增加或者用生成物濃度的減少來表示〔v(逆)表示〕.（2）外界條件對可逆反應(yīng)速率的影響①濃度：增大反應(yīng)物濃度,正反應(yīng)速率加快,逆反應(yīng)速率瞬時沒有變，但隨反應(yīng)的進行逆反應(yīng)速率也加快;同理，增大生成物濃度,也是如此。減小反應(yīng)物濃度正反應(yīng)速率減慢，隨反應(yīng)進行逆反應(yīng)速率也減慢；同理，減小生成物濃度，也是如此。②壓強：壓強的改變和濃度是一致的。若壓強增大引起濃度的增大，反應(yīng)速率就加快;若壓強的減小引起濃度的減小，反應(yīng)速率就減慢。③溫度：溫度升高，正、逆反應(yīng)速率同時加快;溫度降低，正、逆反應(yīng)速率同時減慢.④催化劑:加催化劑正逆反應(yīng)速率同時改變.3?；瘜W平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)和方法有哪些?剖析：化學平衡狀態(tài)的判定，其實是看對化學平衡狀態(tài)的建立的實質(zhì)和特征的一種考查，甚至是實質(zhì)和特征關(guān)系的一種考查。（1)化學平衡的判斷依據(jù)，即化學平衡的兩個主要特征：①本質(zhì)特征：v(正)=v（逆）.②現(xiàn)象特征：反應(yīng)混合物中各組分含量保持不變。(2）判斷方法:Ⅰ。直接判斷法①正反應(yīng)速率=逆反應(yīng)速率＞0。②同一物質(zhì)的消耗速率與生成速率相等.③各組分的濃度保持不變。Ⅱ。間接判斷法①各組分的百分含量保持不變(各物質(zhì)的物質(zhì)的量分數(shù)一定、各物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)一定、各氣體的體積分數(shù)一定).②各組分的物質(zhì)的量不隨時間的改變而改變。③各氣體的體積不隨時間的改變而改變.④當A(反應(yīng)物）的消耗速率與C（生成物）的消耗速率之比為m∶p時;或A的消耗速率與B的生成速率之比為m∶n時。Ⅲ。特例判斷法①對反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的分子總數(shù)不相等的可逆反應(yīng)來說，混合氣體的總壓強、總體積、總物質(zhì)的量、平均摩爾質(zhì)量不隨時間的改變而改變時，反應(yīng)即達化學平衡狀態(tài)。②對反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的分子總數(shù)相等的可逆反應(yīng)來說,混合氣體的總壓強、總體積、總物質(zhì)的量、平均摩爾質(zhì)量不隨時間的改變而改變時,不能判斷該反應(yīng)是否已達化學平衡狀態(tài)。③反應(yīng)體系內(nèi)有色物質(zhì)的顏色不再改變.無論用什么方法判斷可逆反應(yīng)是否達到平衡狀態(tài)，都要以本質(zhì)特征或現(xiàn)象特