高考化学复习 专题03 化学反应速率与化学平衡考点剖析.doc

化学反应速率与化学平衡主标题：化学反应速率与化学平衡副标题：剖析考点规律，明确高考考查重点，为学生备考提供简洁有效的备考策略。关键词：化学反应速率，化学平衡难度：4重要程度：4内容：此知识点为高考的重要考查内容，考纲要求了解化学反应速率的概念，反应速率的定量表示方法。了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响，认识其一般规律。了解化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域中的作用。理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响，认识其一般规律。知识点一、化学反应速率1、化学反应速率大小的比较方法 由于同一化学反应的反应速率用不同物质表示时数值可能不同，所以比较反应的快慢不能只看数值的大小，而要进行一定的转化。(1)看单位是否统一，若不统一，换算成相同的单位。(2)换算成同一物质表示的速率，再比较数值的大小。(3)比较化学反应速率与化学计量数的比值，即对于一般反应aabb=ccdd，比较与，若，则a表示的反应速率比b大。2、化学反应速率的计算(1)写出有关反应的化学方程式；(2)找出各物质的起始量、转化量、某时刻量；(3)根据已知条件列方程式计算。例如：反应manbpc起始浓度(moll1) a b c转化浓度(moll1) x 某时刻浓度(moll1) ax b c3、影响化学反应速率的因素（1）内因(主要因素) ：反应物本身的性质（2）外因： 浓度：增大反应物浓度，反应速率增大，反之减小；压强：对于有气体参加的反应，增大压强，反应速率增大，反之减小；温度：升高温度，反应速率增大，反之减小；催化剂：使用催化剂，能改变化学反应速率，且正逆反应速率的改变程度相同；其他因素：如光、放射线、超声波等；（3）理论解释有效碰撞理论 活化分子：能够发生有效碰撞的分子。活化能：如图有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。(2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系。【典型题例】1、对于反应2a(g)b(g) 3c(g)4d(g)，表示该反应的速率最快的是()ava0.5 moll1s1 bvb0.3 moll1s1 cvc0.8 moll1s1 dvd1.0 moll1s1 答案b 解析用选项所给反应速率除以该物质在化学方程式中的化学计量数，最大者表示该反应的速率最快，故选b项。2、在一定条件下，n2o分解的部分实验数据如下：反应时间/min 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 c(n2o)/(moll1) 0.100 0.090 0.080 0.070 0.060 0.050 0.040 0.030 0.020 0.010 0.000 下图能正确表示该反应有关物理量变化规律的是()(注：图中半衰期指任一浓度n2o消耗一半时所需的相应时间，c1、c2均表示n2o初始浓度且c1c2) 答案a 解析由表中数据可知，n2o的反应速率为一定值，与其浓度大小无关，半衰期与浓度呈正比，转化率与浓度大小无关，故a项正确，b、c、d项错误。3、对于反应2c6h5ch2ch3(g)o2(g)=2c6h5chch2(g)2h2o(g)h0，下列说法正确的是()a升温，正反应速率减小，逆反应速率增大b升温，正、逆反应速率均增大c加压，正反应速率减小，逆反应速率增大d加压，正、逆反应速率均减小 答案b 解析升温，正、逆反应速率均增大，a项错误，b项正确；加压，正、逆反应速率均增大，c、d项错误。4、对于反应4a2b3c，下列说法中正确的是()a某温度时，化学反应速率无论用a、b、c中任何物质表示，其数值都相同b其他条件不变时，降低温度，化学反应速率减小c其他条件不变时，增大压强，化学反应速率一定加快d若增大或减小a的物质的量，化学反应速率一定会发生明显的变化答案b 解析a项，对于该反应，用不同的反应物或生成物表示的反应速率，其数值不相同，a项错；c项，如果反应物、生成物都不是气体，则增大压强对化学反应速率无影响，c项错；d项，若a是固体或液体，增大或减小a的物质的量，对化学反应速率没有明显影响，d项错。知识点二、化学平衡1、判断平衡状态的方法“逆向相等，变量不变” (1)“逆向相等”：反应速率必须一个是正反应的速率，一个是逆反应的速率，且经过换算后同一种物质的减少速率和生成速率相等。(2)“变量不变”：如果一个量是随反应进行而改变的，当不变时为平衡状态；一个随反应的进行保持不变的量，不能作为是否是平衡状态的判断依据。2化学平衡状态判断“两标志” (1)本质标志：v(正)v(逆)0。对于某一可逆反应来说，正反应消耗掉某反应物的速率等于逆反应生成该反应物的速率。(2)等价标志：以ma(g)nb(g) pc(g)qd(g)为例：类型 判断依据 平衡状态 混合物体系中各成分的含量 各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定 平衡 各物质的质量或各物质的质量分数一定 平衡 各气体的体积或体积分数一定 平衡 判断依据 平衡状态 在单位时间内消耗了m mol a，同时生成m mol a，即v(正)v(逆) 平衡 在单位时间消耗了n mol b，同时生成p mol c，则v(正)不一定等于v(逆) 不一定 v(a)v(b)v(c)v(d)mnpq，v(正)不一定等于v(逆) 不一定 在单位时间内生成n mol b，同时消耗q mol d，二者变化均表示v(逆) 不一定 mnpq时，总压强一定(其他条件一定) 平衡 mnpq时，总压强一定(其他条件一定) 不一定 判断依据 平衡状态 mnpq时， 一定 平衡 mnpq时， 一定 不一定 mnpq，恒温恒压时，密度保持不变 平衡 mnpq时，恒温恒压时密度保持不变 不一定 3、平衡移动的一般思路：压强对化学平衡移动的影响分析(1)“惰性气体”对化学平衡的影响：恒温、恒容条件：原平衡体系体系总压强增大体系中各反应成分的浓度不变平衡不移动恒温、恒压条件：原平衡体系容器容积增大，各反应气体的分压减小体系中各组分的浓度同倍数减小(等效于减压)体积不变反应平衡不移动体积可变反应平衡向气体体积增大的方向移动(2)同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响。（3）反应物或生成物只有一种的可逆反应，改变浓度对化学平衡的影响 温度、体积不变的容器中加入某种气体反应物(或生成物)。对于：aa(g)bb(g)cc(g)或bb(g)cc(g)aa(g)，当t、v不变时，加入a气体平衡移动的结果相当于增大压强，而单独加入b或c，则平衡移动按增大浓度判断。温度、压强不变的容器中加入某种气体反应物(或)生成物。4、平衡图像的解题步骤：解题技巧 (1)先拐先平。在含量(转化率)时间曲线中，先出现拐点的则先达到平衡，说明该曲线反应速率快，表示温度较高、有催化剂、压强较大等。(2)定一议二。当图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时还需要作辅助线。(3)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。【典型题例】：1、反应x(g)y(g) 2z(g)h0)达到平衡。缩小容器体积，重新达到平衡时，c(g)的浓度与缩小体积前的平衡浓度相等。以下分析正确的是()a产物b的状态只能为固态或液态b平衡时，单位时间内n(a)消耗n(c)消耗11c保持体积不变，向平衡体系中加入b，平衡可能向逆反应方向移动d若开始时向容器中加入1 mol b和1 mol c，达到平衡时放出热量q kj答案ab 解析若b是气体，平衡常数kc(b)c(c)，若b是非气体，平衡常数kc(c)，由于c(g)的浓度不变，因此b是非气体，a项正确，c项错误。由于平衡时正、逆速率相等得b项正确。q是生成1 mol b和1 mol c吸收的热量，此反应是可逆反应，不能进行到底，所以d选项错误。3(双选)将bao2放入密闭的真空容器中，反应2bao2(s) 2bao(s)o2(g)达到平衡。保持温度不变，缩小容器容积，体系重新达到平衡，下列说法正确的是()a平衡常数减小 bbao量不变c氧气压强不变 dbao2量增加 答案cd 解析缩小容器的体积，相当于增大压强，平衡逆向移动。因为温度不变，所以平衡常数不变，a项错误；平衡逆向移动，bao的量减少，bao2的量增加，b项错误，d项正确；平衡常数不变，氧气浓度不变，压强不变，c项正确。4、下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是()a、b、t/ 25 50 100 kw/1014 1.01 5.47 55.0 c、d、c(氨水)/(moll1) 0.1 0.01 ph 11.1 10.6 答案c 解析选项a可以用温度变化来解释化学平衡的移动，a项正确；选项b说明离子积随着温度的升高而增大，即温度升高，水的电离平衡正向移动，b项正确；选项c是催化剂对化学反应速率的影响，与化学平衡无关，c项错误；选项d中浓度与溶液ph的关系说明浓度对nh3h2o的电离平衡的影响，d项正确。知识点三、化学平衡常数1、化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若反应方向改变，则平衡常数改变。正、逆反应的平衡常数互为倒数。若方程式中各物质的系数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变。如：n2o4(g) 2no2(g)k(373 k)0.36n2o4(g) no2(g)k(373 k)0.602no2(g)n2o4(g)k(373 k)2.8因此书写平衡常数表达式及数值，要与化学反应方程式相对应，否则意义就不明确。注意：化学平衡常数k值的大小是可逆反应进行程度的标志，它能够表示可逆反应进行的完全程度。一个反应的k值越大，表明平衡时生成物的浓度越大，反应物的浓度越小，反应物的转化率也越大。可以说，化学平衡常数是在一定温度下一个反应本身固有的内在性质的定量体现。2、有关平衡的计算：（1）分析三个量 起始量、变化量、平衡量。 明确三个关系 对于同一反应物，起始量变化量平衡量。对于同一生成物，起始量变化量平衡量。各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。计算方法：三段式法化学平衡计算模式：对以下反应：ma(g)nb(g) pc(g)qd(g)，令a、b起始物质的量(mol)分别为a、b，达到平衡后，a的消耗量为mx，容器容积为v l。 ma(g)nb(g) pc(g)qd(g)起始(mol) a b 0 0变化(mol) mx nx px qx平衡(mol) amx bnx px qx则有：(1)k(2)c平(a)(moll1)。(3)(a)平100%，(a)(b)。(4)(a)100%。5)。(6)(混)(gl1)。(7)(gmol1)。3、化学反应进行的方向焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响h s hts 反应情况 永远是负值 在任何温度下均自发进行 永远是正值 在任何温度下均非自发进行 低温为正高温为负 低温时非自发，高温时自发 低温为负高温为正 低温时自发，高温时非自发 【典型题例】：1、 已知：c2h4(g)h2o(g)=c2h5oh(g)h45.5 kjmol1。乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系(其中nh2onc2h411)。(1)列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中a点的平衡常数kp_(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压物质的量分数)。(2)图中压强(p1、p2、p3、p4)的大小顺序为_，理由是_。(3)气相直接水合法常用的工艺条件为：磷酸/硅藻土为催化剂，反应温度290 、压强6.9 mpa，nh2onc2h40.61，乙烯的转化率为5%，若要进一步提高乙烯转化率，除了可以适当改变反应温度和压强外，还可以采取的措施有_、_。答案0.07(mpa)1(2)p1p2p3p4反应分子数减少，相同温度下，压强升高乙烯转化率提高(3)将产物乙醇液化移去增加nh2onc2h4比解析(1)a点时，乙烯的平衡转化率为20%，设开始时乙烯、水的物质的量均为n，平衡时总压为p(由图像知p7.85 mpa)，平衡时乙醇的物质的量为20%n，乙烯、水的物质的量均为80%n，混合气体的物质的量共为2n20%n，则平衡时乙醇的分压为，乙烯、水的分压均为，kp，代入有关数据后可求得kp0.07 (mpa)1。(2)该反应是一个气体分子数减小的反应，相同温度下，增大压强平衡向右移动，乙烯的转化率增大，对照题图可以得出p1p2p30，s0，温度(t)很高时，g可能小于0，反应自发进行，若h0，s0，温度很低时，g可能小于0，反应自发进行，此时温度起决定性作用。4、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)k1h10()2no(g)cl2(g) 2clno(g)k2h2”“不变升高温度解析(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。(2)由题给数据可知，n