第三节 化学反应的速率和限度
日常生活和生产中我们会遇到很多化学反应，有的反应进行地轰轰烈烈瞬间完成(如图1烟花的燃放)，而有些反应却是在潜移默化中完成的(如图2铁的生锈)，有的则需要上亿年的时间(如煤、石油的形成)。所以有的化学反应进行得快，有的化学反应进行得慢，那么我们在日常生活中怎样判断一个化学反应的快慢呢？我们如何能改变化学反应的快慢呢？
一、化学反应的速率
1．化学反应速率的含义及表示方法
定义—表示化学反应进行__快慢__的物理量
表示方法—单位时间内反应物浓度的__减少量__或生成物浓度的__增加量__ Δc表达式—__v＝__
Δt单位—__mol·L1·s1__或__mol1·L1·min1__ 实例—
某反应中H2在2 min内由2 mol·L1变成1 mol·L1，则v?H2?＝__0.5 mol·L1·min1__
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点拨：在一定温度下，固体和纯液体的浓度是恒定常数，故不能用固体和纯液体物质表示化学反应速率。
2．外界因素对化学反应速率的影响 (1)温度。
实验操作 实验现象 实验结论 (2)催化剂。 产生气泡由快到慢的顺序：__C＞B＞A__ 升高温度，反应速率__增大__；降低温度，反应速率__减小__ 实验操作 实验现象 实验结论 产生气泡速率的相对大小：__b＞a__，__c＞a__ 催化剂能__加快__H2O2分解的反应速率 (3)其他影响因素：除温度、催化剂外，固体的__表面积__、反应物的状态、溶液的__浓度__、气体的__压强__、溶剂和光照等都可以影响化学反应速率。
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点拨：反应物本身的性质是影响化学反应速率的主要因素。 二、化学反应的限度 1．可逆反应
(1)定义：在同一条件下正反应方向和逆反应方向均能进行的化学反应。 (2)特点。 双向性—反应物
正向反应逆向反应
生成物
双同性—正、逆反应是在同一条件下同时进行的 共存性—反应物和生成物同时存在 2．化学反应的限度： (1)化学平衡状态的建立。 图示：
(2)化学平衡状态的概念：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，反应物的浓度和生成物的浓度__不再改变__，达到一种表面静止的状态。
(3)化学反应的限度：化学平衡状态是可逆反应达到的一种特殊状态，是在给定条件下所能达到的__最大程度__，任何可逆反应在给定条件下的进行程度都有一定的限度。
点拨：可逆反应达到化学平衡状态时，反应并没有停止，化学反应速率不等于零。 三、化学反应条件的控制 1．目的
??提高原料利用率
促进有利反应?
?加快反应速率?
减慢有害反应速率??
控制有害反应?减少甚至消除有害物质的产生
??控制副反应的发生2．措施
(1)改变化学反应速率：改变反应体系的温度、物质的浓度、气体的压强、固体的表面积以及催化剂的合理使用等。
(2)改变可逆反应进行的限度：改变可逆反应体系的温度、物质的浓度、气体的压强等。 3．实例——燃料的燃烧 (1)燃料燃烧的条件。
①燃料与__空气或氧气__接触，且空气要适当过量。 ②温度达到燃料的__着火点__。 (2)提高燃烧效率的措施。
①尽可能使燃料__充分燃烧__，提高能量的转化率。
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②尽可能地充分利用燃料燃烧所释放出的热能，提高热能的利用率。
1．对于反应：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，下列判断正确的是( A ) A．用HCl和CaCl2表示的化学反应速率数值不同，但所表示的意义相同 B．不能用CaCO3的浓度的变化来表示化学反应速率，但可以用水来表示 C．用H2O和CO2表示的化学反应速率相同 D．用CaCl2浓度的减少来表示其化学反应速率
解析：CaCO3是固体，H2O为液体，不能用它们表示化学反应速率；CaCl2是生成物，其浓度在反应过程中会增加。在同一反应中，选用不同的物质表示化学反应速率数值可能不同，也可能相同，但意义相同，故正确答案为A项。
2．对于化学反应3W(g)＋2X(g)===4Y(g)＋3Z(g)，下列反应速率关系中正确的是( C ) A．v(W)＝3v(Z) C．2v(X)＝v(Y)
B．2v(X)＝3v(Z) D．3v(W)＝2v(X)
解析：速率之比等于化学方程式中化学计量数之比，A项，v(W)＝v(Z)；B项，3v(X)＝2v(Z)；D项，2v(W)＝3v(X)。
3．(2019·上海华东师大附中检测)下列说法正确的是( B )
A．化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的质量变化来表示
B．用不同物质的浓度变化表示同一时间内、同一反应的速率时，其数值之比等于化学反应方程式中对应物质的化学计量数之比
C．化学反应速率的单位由时间单位和物质的量的单位决定
D．反应过程中，反应物浓度逐渐变小，所以用反应物表示的化学反应速率为负值 解析：A项，化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的物质的量浓度的变化来表示，故错误；B项，用不同物质的浓度变化表示同一时间内、同一反应的速率时，其数值之比等于化学反应方程式中对应物质的化学计量数之比，故正确；C项，化学反应速率单位由时间单位和物质的量浓度的单位决定，故错误；D项，反应过程中，反应物浓度逐渐变小，用反应物或生成物浓度的变化量表示的化学反应速率均为正值，故错误。
4．(2019·山东潍坊高一期末)10 mL 1 mol·L
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盐酸与一小块大理石发生反应：CaCO3＋
2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O，下列措施对该反应的反应速率无影响的是( B )
A．将盐酸的温度升高10℃ B．加入一定量的CaCO3 C．加入5 mL 5 mol·LD．加入5 mL H2O
解析：A项升高温度，反应速率加快；B项加入一定量的CaCO3，CaCO3是固体，对反应速率无影响；C项加入硝酸，增大了H浓度，反应速率加快；D项加入H2O，稀释了盐酸，H浓度减小，反应速率减慢。
＋
＋
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硝酸
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5．用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率加快的是( C ) ①加热 ②不用稀硫酸，改用98%的浓硫酸 ③增大稀硫酸的用量 ④不用铁片，改用铁粉
A．①② C．②③
B．①③ D．③④
解析：用98%的浓硫酸代替稀硫酸，不能增大Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑的反应速率，其原因是Fe在浓硫酸中钝化，Fe与浓硫酸反应不生成H2等。
6．(2019·广东肇庆实验中学期中)下列四支试管中，在不同条件下反应：Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，判断产生H2的反应速率最快的是( D )
试管 A B C D 盐酸浓度 0.5 mol/L 0.5 mol/L 1 mol/L 2 mol/L 温度 20℃ 20℃ 35℃ 35℃ 铁的状态 块状 粉末状 块状 粉末状 解析：盐酸浓度越大、温度越高、反应物接触面积越大，反应速率越快，故D正确。 7．下列不属于可逆反应的是( C ) A．氯气与水反应生成盐酸与次氯酸
B．N2与H2在一定条件下可以生成NH3，同时NH3又可分解为N2和H2 C．电解水生成H2和O2，氢气和氧气转化为H2O D．SO2溶于水和H2SO3分解
解析：可逆反应指在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应，电解水生成氢气和氧气，氢气和氧气点燃生成水，反应条件不同，不是可逆反应。
8．(2019·黑龙江伊春二中期中)在密闭容器中充入PCl5，发生化学反应：PCl5(g)
PCl3(g)＋Cl2(g)，反应一段时间后又向其中加入37Cl2，在重新达到化学平衡状态
后，37Cl原子存在于( D )
A．PCl5 C．Cl2
B．PCl3
D．三种物质中都有
解析：该反应是可逆反应，在生成产物的同时，生成物又反应产生反应物，因此反应一段时间后向其中加入
37Cl，在重新达到化学平衡状态后，37Cl2
原子存在于五氯化磷、三氯
化磷以及氯气中，故D正确。
知识点一 化学反应速率的表示方法及注意事项
问题探究：1.某一化学反应在第5 s时的反应速率是0.2 mol·L1·s
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的说法正确吗？
2．单位时间内，反应物消耗的物质的量越多，是不是反应速率越大？ 探究提示：1.不正确。化学反应速率是平均速率，不是某时刻的瞬时速率。
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2．不一定。反应物物质的量消耗得多，浓度变化不一定大。 知识归纳总结：
1．化学反应速率的表示方法 Δc
(1)计算公式：v＝。
Δt
v表示反应速率，Δc表示反应物(或生成物)浓度的变化，Δt表示反应时间的变化。 (2)单位：mol·L1·s
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或mol·L1·min1。
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－－
用不同的单位(mol·L1·s
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或mol·L1·min1)表示，化学反应速率可能不同，但意义相
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同，故表示化学反应速率必须在数值后面指明单位。
换算关系：1 mol·L1·s1＝60 mol·L1·min1 2．正确理解化学反应速率
(1)化学反应速率不论是用单位时间内反应物浓度的减小，还是用生成物浓度的增加来表示，化学反应速率均为正值。
(2)一个确定的化学反应涉及反应物、生成物等多种物质，因而定量表示一个化学反应的速率时，必须指明具体物质，如v(B)。
(3)固体或纯液体的浓度为常数，即反应过程中Δc＝0，所以不用固体或纯液体的浓度变化表示化学反应速率。
(4)由于一个化学反应里各物质的化学计量数不一定相同，物质的反应速率之比等于该反应方程式中各物质的化学计量数之比。
如反应：N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g)，v(N2)v(H2)v(NH3)＝132。
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(5)某段时间内的反应速率实际上是这段时间内的平均速率，而非瞬时速率。
点拨：(1)各物质表示的化学反应速率之比等于该化学方程式中各物质的化学计量数之比，也等于各物质的浓度变化量之比，这是有关化学反应速率计算或换算的依据。
(2)比较同一个化学反应的反应速率的快慢时，应将反应速率转化为同一种物质，然后进行比较，且要注意单位统一。
典例1 下列关于化学反应速率的说法中正确的是( D )
A．对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显
B．化学反应速率通常表示一定时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加
C．化学反应速率为0.8 mol·L1·s
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是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L1
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D．根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢
解析：A项，化学反应速率越大，反应现象不一定越明显，如盐酸与氢氧化钠溶液的反应；B项，固体或纯液体的浓度可视为常数，不用来表示化学反应速率；C项，0.8 mol·L1·s
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；表示1 s的时间内，某物质的浓度变化了0.8 mol·L1；D项，化学反应速率就是表示
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第三节化学反应的速率和限度
