2019高考化学考点必练专题19化学反应速率和化学平衡知识点讲解.docx

考点十九 化学反应速率和化学平衡知识点讲解一、化学反应速率1. 化学反应速率 化学反应速率是平均速率，而不是瞬时速率。 无论浓度的变化是增加还是减少，一般都取正值，所以化学反应速率一般为正值。 由于在反应中纯固体和纯液体的浓度是恒定不变的，因此对于有纯液体或纯固体参加的反应一般不用纯液体或纯固体来表示化学反应速率。其化学反应速率与其表面积大小有关，而与其物质的量的多少无关。通常是通过增大该物质的表面积来加快反应速率。 对于同一个反应来说，用不同的物质来表示该反应的速率时，其数值不同，但每种物质都可以用来表示该反应的快慢。因此，表示化学反应速率时，必须指明是用反应体系中的哪种物质做标准。 对于在一个容器中的一般反应 aA + bB = cC + dD来说有： VA ：VB ：VC ：VD = CA ：CB ：CC ：CD = nA ：nB ：nC ：nD= a ：b ：c ：d2. 化学反应速率大小的比较方法 看单位是否统一，若不统一，换算成相同的单位。 比较反应速率大小时，不仅需看反应速率数值的大小，且要结合化学方程式中物质的化学计量数及单位,化归到同一物质，再进行比较。 对于一般反应aAbB=cCdD，比较与，若，则A表示的反应速率比B的大。3. 化学反应速率的计算方法（1）概念法：（2）化学计量数法：一般是先用概念法计算出一种物质的反应速率，再用化学计量数法算出其他物质的化学反应速率。4. 影响化学反应的因素 浓度对化学反应速率的影响： 一个反应的速率主要取决于反应物的浓度，与产物的浓度关系不大 。 物质为固体或纯液体时，浓度为常数，改变固体或纯液体的量，不改变浓度，不影响化学反应速。若参加反应的物质为固体、液体或溶液，由于 压强对化学反应速率的影响 压强的变化对它们的浓度几乎无影响，可以认为反应速率不变。 改变压强的涵义，一般是指：气体物质的量不变，改变容器的容积。比如像a. N2 + 3H2 2NH3，反应物为气体的反应，缩小体积，压强增大，反应物气体的浓度增大，反应速率加快。如果增大体积，压强减小，反应物气体的浓度减小，反应速率减小。b. 气体的容器容积不变，充入不相关的气体。比如像 N2 + 3H2 2NH3的反应，充入Ne，压强增大，但各反应物的浓度没有变化，反应速率不变。如果充入Ne，压强不变，必然是容器的容积增大，而气体容积的增大，一定引起反应物浓度的减小，所以化学反应速率减小。 像化学反应：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2生成物中有气体，反应物中没有气体，增大压强，速率不增大；减小压强，速率也不减小。 温度对化学反应速率的影响不管是吸热反应还是放热反应，只要是升高温度一定加快反应速率，降低温度一定减慢反应速率。 催化剂对化学反应速率的影对可逆反应来说使用催化剂，可同时加快正逆反应速率 典例1（2019届浙江省“超级全能生”高考选考科目9月联考）某实验小组研究温度对化学反应的影响，在其他条件相同时，将和充入体积为2L的恒容密闭容器中，测得的物质的量分数随时间变化的实验数据如下： 时间020406080100的物质的量分数00 下列说法正确的是 A 温度下，之间，的平均反应速率为B 在温度下，该反应有可能在70min时已达到平衡状态C 由表中数据推测，D 由表中数据可知，温度越高，与的反应限度越大【答案】A【解析】A.温度下，之间，HI的物质的量分数为，反应前后气体的物质的量不变，则说明生成1mol，说明氢气消耗了，的平均反应速率为，选项A正确；B.在温度下，该反应70min时没有达到平衡状态，选项B错误；C.表中数据没有已知该反应是放热还是吸热，故无法判断大小，选项C错误；D.由于无法判断大小，故由温度无法得知与的反应限度，选项D错误；答案选A。二、化学平衡化学平衡状态的判断方法1直接判断法(1) v正v逆0(即同一物质的消耗速率与生成速率相等)。(2 )各物质的浓度保持不变。2间接判断法(1) 各物质的百分含量保持不变。(2) 各物质的物质的量不随时间的改变而改变。(3) 各气体的体积不随时间的改变而改变。例如：我们以密闭容器中的反应mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)为例来说明： 化学反应mA(g) + nB(g) pC(g)+ qD(g)是否平衡混合物体系中各成分的含量各物质的物质的量或物质的质量分数一定平衡各物质的质量或质量分数一定平衡各气体的体积或体积分数一定平衡总体积、总压强、总物质的量一定不一定平衡正、逆反应速率之间的关系在单位时间内消耗了m mol A，同时也生成了m mol A，即v(正) v(逆)平衡在单位时间内消耗了n mol B，同时也消耗了p mol C，即v(正) v(逆)平衡v() : v(B) : v(C) : v(D) m : n : p : q ，v(正) 不一定等于v(逆)不一定平衡在单位时间内生成了n mol B，同时也消耗了q mol D，即叙述的都是v(逆)不一定平衡压强其它条件一定、总压强一定，且m + n p + q平衡其它条件一定、总压强一定，且m + n p + q不一定平衡混合气体的平均相对分子质量平均相对分子质量一定，且m + n p + q平衡平均相对分子质量一定，且m + n p + q不一定平衡温度任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时平衡气体的密度密度一定不一定平衡颜色反应体系内有色物质的颜色稳定不变平衡 典例2（2019届辽宁省阜新市海州高级中学高三第一次月考）一定温度恒容密闭容器，可逆反应: A(g)+3B(g)2C(g)， 下列叙述不是达到平衡的标志的是( )C 的生成速率与C的分解速率相等单位时间内a mol A 生成，同时生成3a mol BA、B、C 的浓度不再变化混合气体的总压强不再变化混合气体的物质的量不再变化单位时间消耗a mol A，同时生成2a mol CA、B、C 的分子数目比为1:3:2A、B、C 的反应速率之比为1:3:2A B C D 【答案】B 三、化学平衡图像图像题解题方法（1）分析反应速度图像：看起点：分清反应物和生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物，生成物多数以原点为起点。看变化趋势：分清正反应和逆反应，分清放热反应和吸热反应。升高温度时，V吸热V放热。看终点：分清消耗浓度和增生浓度。反应物的消耗浓度与生成物的增生浓度之比等于反应方程式中各物质的计量数之比。对于时间速度图像，看清曲线是连续的，还是跳跃的。分清“渐变”和“突变”、“大变”和“小变”。增大反应物浓度V正 突变，V逆 渐变。升高温度，V吸热 大增，V放热 小增。（2）化学平衡图像问题的解答方法：三步分析法：一看反应速率是增大还是减小；二看V正 、 V逆的相对大小；三看化学平衡移动的方向。四要素分析法：看曲线的起点；看曲线的变化趋势；看曲线的转折点；看曲线的终点。先拐先平：对于可逆反应mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) ，在转化率时间曲线中，先出现拐点的曲线先达到平衡。它所代表的温度高、压强大。这时如果转化率也较高，则反应中m+np+q。若转化率降低，则表示m+na点b点：v逆v正恒温，t1时再充入O3 【答案】C B、根据图示可知，在02 s内，NO2浓度减小了0.4mol/L，则根据反应方程式中物质的关系可知，O3变化的浓度是0.2mol/L，所以该时间内的化学反应速率是v(O3)=0.2mol/L2s=0.1mol/(L.s)，故B错误；C、升高温度，化学反应速率加快，由于温度：b点a点，所以化学反应速率：b点a点，根据图像可知，b点在平衡曲线以下，说明相同温度下b点的NO2体积分数小于平衡状态时体积分数，所以b点：v逆v正，故C正确；D、恒温时，向容器中再充入O3，由于增大了反应物的浓度，同时也增大了体系的压强，v正突然增大，v逆在这一瞬间不变，由于v逆v正，所以化学平衡向正反应方向移动，故D错误。典例4（江苏省盐城市阜宁中学2019届高三上学期第一次月考）在2L的恒容密闭容器中充入A(g)和B(g)，发生反应：A(g)B(g)2C(g)D(s) Ha kJ/mol实验内容和结果分别如下表和右图所示。下列说法正确的是实验序号温度起始物质的量热量变化AB6001mol3mol96kJ8001.5mol0.5mol A 实验中，10min内平均速率v(B)0.06mol/(Lmin)；B 上述方程式中a160C 600时，该反应的平衡常数是1.5D 向实验的平衡体系中再充入0.5molA和1.5molB，A的转化率减小【答案】BC A(g)B(g)2C(g)D(s) Ha kJ/mol，起始量（mol） 1 3 0 0 变化量（mol） 0.6 0.6 1.2 0.6 96kJ平衡量（mol） 0.4 2.4 1.2 0.6反应焓变是指1molA全部反应的热量变化，则a=96kJ/0.6mol=160kJmol1，图象分析，先拐先平温度高，温度越高C物质的量越小，温度升高，平衡逆向进行，说明反应是放热反应，所以a=-160kJmol1。故B正确；C、由B中可知平衡浓度：c（A）=0.2molL1，c（B）=1.2molL1，c（C）=0.6molL1，平衡常数K=0.62/0.21.2=1.5，故C正确；、反应前后气体体积不变，等比等效，开始投入量 A与B的物质的量之比为3：1，向实验的平衡体系中再充0.5 mol A和1.5 mol B，可以看作先投入0.5 mol A和0.5/3 mol B，两个平衡为等效平衡，再把剩余的B加入。增大B的浓度使平衡向正反应方向移动，则A的转化率增大，故D错误；故选BC。典例5（2018年成都七中高考模拟考试）近几年我国大面积发生雾霾天气，2.5微米以下的细颗粒物(PM2.5)是导致雾霾天气的“罪魁祸首”。空气中的CO、SO2、氮氧化物等污染气体会通过大气化学反应生成PM2.5颗粒物。（1） 用CaSO4代替O2与燃料CO反应，是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术，既可提高燃烧效率，又能得到较纯的CO2，以便于被处理。反应为主反应，反应和为副反应。CaSO4(s)4CO(g)=CaS(s)4CO2(g) H1189.2 kJmol-1CaSO4(s)CO(g)=CaO(s)CO2(g)SO2(g) H2210.5 kJmol-1CO(g)= C(s)CO2(g) H386.2 kJmol-1反应2CaSO4(s)7CO(g)=CaS(s)CaO(s)6CO2(g)C(s)SO2(g)的H_。（2）已知由CO生成CO2的化学方程式为COO2CO2O。其正反应速率为v正=K正c(CO) c(O2)，逆反应速率为v逆=K逆c(CO2) c (O)，K正、K逆为速率常数。在2500 K下，K正=1.21105 Ls-1mol-1，K逆=3.02105 Ls-1mol-1。则该温度下上述反应的平衡常数K值为_(保留小数点后一位小数)。（3）用活性炭还原法可以处理氮氧化物。某研究小组向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，发生反应：C(s)2NO(g)N2(g)CO2(g) H=Q kJmol-1。在T1时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下： 时间(min)浓度(molL-1)01020304050NO1.000.580.400.400.480.48N200.210.300.300.360.36CO200.210.300.300.360.36 010 min内，NO的平均反应速率v(NO)=_；30 min后只改变某一条件，反应达新平衡，根据上表数据判断改变的条件可能是_(选填字母)；a加入一定量的活性炭 b通入一定量的NO c适当缩小容器的体积 d加入合适的催化剂若30min后升高温度至T2，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比为533，则Q_0 (填“”、“”或“”)。（4）利用如图所示电解装置(电极均为惰性电极)也可吸收SO2，并用阴极室排出的溶液吸收NO2。与电源b极连接的电极的电极反应式为_。（5）NO2在一定条件下可转化为NH4NO3和NH4NO2。相同温度下，等浓度NH4NO3和NH4NO2两份溶液，测得NH4NO2溶液中c(NH4+)较小，分析可能的原因_。【答案】151.1 kJmol-10.40.042 molL-1min-1bc2HSO32e2H+ =S2O422H2ONO2水解呈碱性，对NH4+的水解起促进作用 或答出NO2与NH4+氧化还原产生氮气新达到平衡，图表数据分析可知一氧化氮，氮气，二氧化碳浓度都增大；a加入一定量的活性炭是固体，对平衡无影响，故a不符合；b通入一定量的NO，反应正向进行，达到平衡后一氧化氮、氮气、二氧化碳浓度增大，故b符合；c适当缩小容器的体积，反应前后是气体体积不变的反应，平衡不动，但个物质浓度增大，符合要求，故c符合；d加入合适的催化剂，只能改变化学反应速率，不能改变平衡，浓度不变，故d不符合；故答案为：bc；若30min后，达到平衡时容