xx高考化学二轮化学反应速率 化学平衡复习资料

1 / 48 XX 高考化学二轮化学反应速率 化学平衡复习资料 本资料为 WoRD文档，请点击下载地址下载全文下载地址 考纲要求 1.了解化学反应速率的概念及其定量表示方法。 2.了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。 3.了解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。 5.了解化学平衡建立的过程；理解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行简单的计算。 6.理解浓度、温度、压强、催化剂等对反应速率和化学平衡的影响，认识其一般规律。 7.了解化学反应速率和化学平衡的调控在生产 、生活和科学研究领域中的重要作用。 考点一 化学反应速率及其影响因素的实验探究问题 1对 v(B) c(B)t n(B)Vt 的剖析 用上式进行某物质反应速率计算时需注意以下几点： (1)浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质，不适用于固体和纯液体。 (2)化学反应速率是某段时间内的平均反应速率，而不是即时速率，且计算时取正值。 (3)同一反应用不同的物质表示反应速率时，数值可能不同，2 / 48 但意义相同。不同物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比。 (4)计算反应速率时，若给出的是物质的量的 变化值，要转化为物质的量浓度的变化值 (计算时一定要除以体积 )，再进行计算。 (5)对于可逆反应，通常计算的是正、逆反应抵消后的总反应速率，当达到平衡时，总反应速率为零。 (注：总反应速率也可理解为净速率 )。 2 “ 四大影响因素 ” 的深度剖析 浓度、温度、压强、催化剂是影响化学反应速率的四大外界因素，此外反应物颗粒大小对化学反应速率也有一定的影响。 (1)浓度：对有气体参加的反应或在溶液中发生的反应产生影响，在其他条件不变时都符合 “ 浓快稀慢 ” 的原理。 (2)压强： 压强增大 气体体积缩小 气体反应物的 浓度增大 反应速率增大 注意 压强对反应速率的影响是通过改变反应物的浓度来实现的。 压强只对有气体参加的反应产生影响。 向气体反应体系中充入不参与反应的气体时，对反应速率的影响。恒容：充入稀有气体 (或非反应气体 ) 总压增大 物质的浓度不变 (活化分子的浓度不变 ) 反应速率不变；恒压：3 / 48 充入稀有气体 (或非反应气体 ) 体积增大 物质的浓度减小 (活化分子的浓度减小 ) 反应速率减小。 (3)温度：温度升高，化学反应速率增大。升高温度，无论是吸热反应还是放热反应，反应速率都增大。 (4)催化剂： 催化剂能改变 (增 大或减小 )化学反应速率，但不能使本来不会发生的反应变成可以发生的。 对可逆反应来说，正反应的催化剂同时也是逆反应的催化剂，催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，对化学平衡状态无影响，生产过程中使用催化剂主要是为了提高生产效率。 对于反应物颗粒大小：固体物质颗粒越小，总表面积越大，反应速率越快；反之越慢。 题组一 对化学反应速率的综合考查 1 (XX北京理综， 12)一定温度下， L 1H2o2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成 o2的体积 (已折算为标准状况 )如下表。 t/min0246810 V(o2)/ 下列叙述不正确的是 (溶液体积变化忽略不计 )( ) A 0 6min的平均反应速率： v(H2o2)10 2molL 1min 1 B 6 10min的平均反应速率： 4 / 48 v(H2o2)10 2molL 1min 1 c反应到 6min时， c(H2o2) L 1 D反应到 6min时， H2o2分解了 50% 答案 c 解析 2H2o2=催化剂 2H2o o2 A 项， 6min 时，生成 o2 的物质的量 n(o2) 10 3LmL mol 1 110 3mol，依据反应方程式，消耗 n(H2o2) 210 3mol，所以 0 6min时， v(H2o2) 210 6min10 2molL 1min1，正确； B 项， 6 10min 时，生成 o2 的物质的量 n(o2)( )10 mol 110 3mol，依据反应方程式，消耗 n(H2o2) 10 3mol2 10 3mol,6 10min 时，v(H2o2) 10 4min10 2molL 1min 1v 逆，此时正反应占优势，则化学平衡向正反应方向 (或向右 )移动； b若外界条件改变，引起 v 正 k 平衡逆向移动； b若 Q k 平衡不移动； c若 Qk 平衡正向移动。 (3)外界条件 对平衡移动影响的规律 勒夏特列原理 温度的影响：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。 浓度的影响：增大反应物浓度或减小生成物浓度，化学平衡向正反应方向移动；减小反应物浓度或增大生成物浓度，化学平衡向逆反应方向移动。 压强的影响：增大压强会使平衡向着气体体积减小的方向移动；减小压强会使平衡向着气体体积增大的方向移动。 (4)不能用勒夏特列原理解释的问题 16 / 48 若外界条件改变后，无论平衡向正反应方向移动或向逆反应方向移动都无法减弱外界条件的变化，则平衡不移动 。如对于 H2(g) Br2(g) 2HBr(g)，由于反应前后气体的分子总数不变，外界压强增大或减小时，平衡无论正向或逆向移动都不能减弱压强的改变。所以对于该反应，压强改变，平衡不发生移动。 催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，所以催化剂不会影响化学平衡。 当外界条件的改变对平衡移动的影响与生产要求不一致时，不能用勒夏特列原理解释，如工业合成氨条件的选择。 题组一 多角度、全方位突破化学平衡状态标志的判定 1在一定温度下的定容容器中，当下列物理量不再发生变化时： 混合气体的压强， 混合 气体的密度， 混合气体的总物质的量， 混合气体的平均相对分子质量， 混合气体的颜色， 各反应物或生成物的浓度之比等于系数之比 (1)能说明 2So2(g) o2(g) 2So3(g)达到平衡状态的是_。 (2)能说明 I2(g) H2(g) 2HI(g)达到平衡状态的是 _。 (3)能说明 2No2(g) N2o4(g)达到平衡状态的是17 / 48 _ _。 (4)能说明 c(s) co2(g) 2co(g)达到平衡状态的是 _。 (5)能说明 A(s) 2B(g) c(g) D(g)达到平衡状态的是_。 答案 (1) (2) (3) (4) (5) 2若上述题目改成一定温度下的恒压密闭容器，结果又如何？ 答案 (1) (2) (3) (4) (5) 3将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中 (固体试样体积忽略不计 )，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2cooNH4(s) 2NH3(g) co2(g)。判断该分解反应已经达到化学平衡的是 ( ) A 2v(NH3) v(co2) B密闭容器中 c(NH3)c(co2) 21 c密闭容器中混合气体的密度不变 D密闭容器中氨气的体积分数不变 18 / 48 答案 c 解析 该反应为有固体参与的非等体反应，且容器容积不变，所以压强、密度均可作标志，该题应特别注意 D 项，因为该反应为固体的分解反应，所以 NH3、 co2 的体积分数始终为定值 (NH3为 23， co2为 13)。 化学平衡标志判断 “ 三关注 ” 关注反应条件，是恒容容器，还是恒压容器；关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应；关注特殊情况，是否有固体参加或生成。 题组二 化学平衡状态移动方向及结果的判定 4在一定条件下，可逆反应 2No2(g) N2o4(g) H 0达到平衡，当分别改变下列条件时，请填空： (1)保持容器容积不变，通入一定量 No2，则达到平衡时 No2的百分含量 _(填 “ 增大 ” 、 “ 减小 ” 或 “ 不变 ” ，下同 )；保持容器容积不变，通入一定量 N2o4，则达到平衡时 No2的百分含量 _。 (2)保持压强不变，通入一定量 No2，则达到平衡时 No2 的百分含量 _；保持压强不变，通入一定量 N2o4，则 达到平衡时 No2的百分含量 _。 (3)保持容器容积不变，通入一定量氖气，则达到平衡时 No2的转化率 _；保持压强不变，通入氖气使体系的容19 / 48 积增大一倍，则达到平衡时 No2的转化率 _。 答案 (1)减小 减小 (2)不变 不变 (3)不变 减小 解析 (1)保持容器容积不变，通入一定量 No2，则增加了No2 的浓度，所以平衡正向移动，且 No2 转化率比原来大，No2的含量减小；保持容器容积不变，通入一定量 N2o4，则增加了 N2o4 的浓度，所以平衡逆向移动，但其进行的程 度比原来的 N2o4的转化率要小，所以 No2的含量减小。 (2)保持压强不变，通入一定量 No2 或 N2o4，不影响平衡，所以No2的含量不变。 (3)保持容器容积不变，通入一定量氖气，此过程中各物质的物质的量浓度都没有发生改变，所以平衡不移动， No2 的转化率不变；保持压强不变，通入氖气使体系的容积增大一倍，则相当于减小压强，所以平衡向生成 No2的方向移动，所以 No2的转化率会减小。 5 (XX重庆理综， 7)将 E 和 F 加入密闭容器中，在一定条件下发生反应： E(g) F(s) 2G(g)。忽略固体体积， 平衡时 G 的体积分数 (%)随温度和压强的变化如下表所示。 压强 /mPa 体积分数 /% 温度 / 20 / 48 b f 915 ，时 E 的转化率为 60% 该反应的 S 0 k(1000) k(810) 上述 中正确的有 ( ) A 4 个 B 3 个 c 2 个 D 1 个 答案 A 解析 由表中数据分析得出该反应正向是吸热反应，然后逐项分析。反应 E(g) F(s) 2G(g)是气体分子数增大的反应，压强增大平衡逆向移动，故 b，故 b0 ， 正确。因为该反应正向吸热，升高温度平衡正向移动，平衡常数增大，故 正确。 6 (XX江苏， 15 改编 )一定温度下，在三个体积均为的恒容密闭容器中发生反应： 2cH3oH(g) cH3ocH3(g) H2o(g) 容器 编号温度 () 起始物质的量 (mol)平衡物质的量 (mol) 21 / 48 cH3oH(g)cH3ocH3(g)H2o(g) 下列说法正确的是 ( ) A该反应的正方应为吸热反应 B达到平衡时，容器 中的 cH3oH 体积分数比容器 中的小 c容器 中反应到达平衡所需时间比容器 中的长 D若起始时向容器 中充入、和，则反应将向正反应方向进行 答案 D 解析 A 项，根据表格中数据，容器 和容器 中起始物质的量都是，温度 在 387 时，达到平衡时 cH3ocH3 的物质的量为，而温度在 207 时，达到平衡时 cH3ocH3 的物质的量为，说明该反应的正反应为放热反应，错误； B 项，由于该反应是一个反应前后气体体积相等的反应，因此容器 和容器 的平衡为等效平衡，故 cH3oH 的体积分数一样大，错误；c 项，容器 的温度高，反应速率快，达到平衡所需时间短，错误； D 项，容器 中的 k 4，而此时的 Q ，因此Qk，则反应将向正反应方向进行，正确。 22 / 48 对于反应物或生成物只有一种的可逆反应而言，在改变物质浓度而引起化学平衡移动时应遵循 或应用下列方法进行分析： (1)在温度、容积不变的容器中加入某种气体反应物 (或生成物 )的平衡移动问题： 对于 aA(g) bB(g) cc(g)或 bB(g) cc(g) aA(g)，当 T、 V 不变时，加入 A、 B、 c 气体，相当于给体系增大压强，但平衡移动的最终结果是由浓度决定。 (2)在温度、压强不变的体系中加入某种气体反应物 (或生成物 )的平衡移动问题： 对于 aA(g) bB(g) cc(g)或 bB(g) cc(g) aA(g)，当 T、 p 不变时，加入 A 气体，平衡移动的最终结果与原平衡等效，相当于平 衡不移动；而加入 B 或 c，则平衡的移动由浓度决定。 考点三 全面突破化学平衡常数及转化率 1化学平衡常数的全面突破 (1)数学表达式：对于反应 mA(g) nB(g) pc(g) qD(g)来说， k cp(c)cq(D)cm(A)cn(B)。 注意 不要把反应体系中纯固体、纯液体以及稀水溶液中水的浓度写进平衡常数表达式。如： caco3(s) cao(s) co2(g) 23 / 48 k c(co2) cr2o2 7(aq) H2o(l) 2cro2 4(aq) 2H (aq) k c2(cro2 4)c2(H )c(cr2o2 7) 但在非水溶液中，若有水参加或生成，则此时水的浓度不可视为常数，应写进平衡常数表达式中。如： c2H5oH cH3cooH cH3cooc2H5 H2o k c(cH3cooc2H5)c(H2o)c(c2H5oH)c(cH3cooH) c(s) H2o(g) co(g) H2(g) k c(co)c(H2)c(H2o) 同一化学反应，化学反应方程式写法不同，其平衡常数 表达式及数值亦不同。如： N2o4(g) 2No2(g) k c2(No2)c(N2o4) 12N2o4(g) No2(g) k c(No2)c12(N2o4) k 2No2(g) N2o4(g) k c(N2o4)c2(No2) 1k 因此书写平衡常数表达式及数值时，要与化学反应方程式相对应，否则意义就不明确。 (2)平衡常数的意义 平衡常数可表示反应进行的程度。 k 越大，反应进行的程24 / 48 度越大， k 105 时，可以认为该反应已经进行完全。转化率也能表示反应进行的程度，转化率不仅与温 度有关，而且与起始条件有关。 k 的大小只与温度有关，与反应物或生成物起始浓度的大小无关。 (3)浓度商：可逆反应进行到某时刻 (包括化学平衡 )时，生成物浓度的化学计量数次幂之积与反应物浓度的化学计量数次幂之积的比值称为浓度商 (Q)。当 Q k 时，该反应达到平衡状态； Q k 时，该反应向正反应方向进行； Q k 时，该反应向逆反应方向进行。 2转化率的全面突破 (1)转化率的计算公式 (A) n(A)n(A) 100% c(A)c(A) 100%。 (2)转化率的变化分析： 在一恒容密闭容器中通入 amolA、 bmolB 发生反应 aA(g)bB(g) cc(g)，达到平衡后，改变下列条件，分析转化率的变化情况 (用“增大”、“减小”或“不变”表示 ) 再通入 bmolB， (A)增大， (B)减小。 再通入 amolA、 bmolB， 若 a b c， (A)增大、 (B)增大； 若 a b c， (A)不变、 (B)不变； 若 a b c， (A)减小、 (B)减小。 25 / 48 1 (XX四川理综， 7)在 10L恒容密闭容器中充入 X(g)和 y(g)，发生反应 X(g) y(g) m(g) N(g)，所得实验数据如下表： 实验编号温度 /起始时物质的量 /mol平衡时物质的量/mol n(X)n(y)n(m) 下列说法正确的是 ( ) A实验中，若 5min时测得 n(m)，则 0 至 5min时间内，用 N 表示的平均反应速率 v(N) 10 2molL1min 1 B实验中，该反应的平衡常数 k c实验中，达到平衡时， X 的转化率为 60% D实验中，达到平衡时， b 答案 c 解析 A 项，根 据方程式可知在 5min 内反应生成的 n(N)等于生成的 n(m)，则 v(N) 5min 1 10 3molL1min 1，该项错误； B 项，根据表格中数据可知平26 / 48 衡时 c(X) L 1、 c(y) L 1、 c(N) c(m) L 1 ， 则 平 衡 常 数 k c(m)c(N)c(X)c(y)，该项错误； c项，因该反应在 800时平衡常数为，设反应中转化的 X 的物质的量为 x，则有 ( x) ( x) xx，故 x， X的转化率为 100% 60%，该项正确；假设在 900时，该反应的平衡常数也为，根据实验中的数据可知 b，由中数据可知在 700时平衡常数约为，结合 800时平衡常数为可知，温度越高，该平衡常数越小，平衡逆向移动，故b，该项错误。 2 (XX山东理综， 29)研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应： 2No2(g) Nacl(s) NaNo3(s) clNo(g) k1 H10( ) 2No(g) cl2(g) 2clNo(g) k2 H2”“ 不变 升高温度 (3)c(No 3)c(No 2)c(cH3coo ) bc 28 / 48 解析 (1)观察题给的三个方程式可知，题目所求的方程式可由 ( ) 2 ( )得到，故该反应的平衡常数 k k21k2。 (2)由题给数据可知， n(clNo) 10 3molL1min 1 10min 2L。 2No(g) cl2(g) 2clNo(g) 起始物质的量 / 平衡物质的量 / 故 n(cl2)； No的转化率 1 100% 75%。 其他条件保持不变，由恒容条件 (2L)改为恒压条件，因该反应是气体分子数减小的反应，平衡正向移动， No 的转化率增大，即 2 1；平衡常数只是温度的函数，故由恒容条件改为恒压条件时平衡常数不变；要使平衡常数减小，平衡应逆向移动，因为反应 ( )是放热反应，故应升高温度。 (3)由反应方程式计算可知： c(NaNo3) c(NaNo2)L 1， c(cH3cooNa) L 1；由电离平衡常数可知酸性： HNo3HNo2cH3cooH，酸越弱其对应盐溶液中的离子水解程度越大，则 c(No 3)c(No2)c(cH3coo )。 由越弱越水解可知， A 溶液的碱性比 B 溶液的碱性弱，pHAT2，再根据不同温度下达到平衡时 c(X)的大小可推出此反应为放热反应。 m 点 X 的转 化率小于 W 点X 的转化率，因此反应进行到 m 点放出的热量小于进行到 W点放出的热量，选项 A 不正确； T2下，在 0 t1时间内， v(X) a bt1molL 1min 1， v(y) 12v(X) a b2t1m