2018-2019学度高中化学人版4专项2化学反应速率与化学平衡专项优化总结资料

专题2化学反应速率与化学平衡“定多变一”突破变量探究实验变量控制思想是中学化学实验中常用的思想方法，对影响实验结果的因素进行控制，以达到明确各因素在实验中意义的目的。实验法优于观察法和描述法的地方就在于它可以人为地干预控制所研究的对象，这实际上就是控制变量思想的重要体现。在研究影响化学反应速率和化学平衡的因素时，由于外界影响因素较多，故为搞清某个因素的影响均需控制其他因素相同或不变时，再进行实验。因此，变量控制思想在这部分体现较为充分，在高考题中近几年也考查较多，且多以探究型实验题的形式出现。这类题目以实验为研究手段，模拟科学探究过程对小课题展开研究。尽管涉及因素较多，有其复杂性，但仍然重在考查学生基础知识和基本技能、学生分析能力和实验能力。实际上这类题目并不可怕。1．常见考查形式(1)以表格的形式给出多组实验数据，让考生找出每组数据的变化对反应的影响。(2)给出影响化学反应的几种因素，让考生设计实验分析各因素对反应的影响。2．解题策略(1)确定变量解答这类题目时首先要认真审题，理清影响实验探究结果的因素有哪些。(2)定多变一在探究时，应该先确定其他的因素不变，只变化一种因素，看这种因素与探究的问题存在怎样的关系；这样确定一种以后，再确定另一种，通过分析每种因素与所探究问题之间的关系，得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。(3)数据有效解答时注意选择数据(或设置实验)要有效，且变量统一，否则无法做出正确判断。某探究小组用HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法，研究影响反应速率的因素。所用HNO3浓度为1.00mol·L－1、2.00mol·L－1，大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格,实验温度为298K、308K,每次实验HNO3的用量为25.0mL、大理石用量为10.00g。(1)请完成以下实验设计表，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号：实验编号T/K大理石规格HNO3浓度/mol·L－1实验目的①298粗颗粒2.00(Ⅰ)实验①和②探究HNO3浓度对该反应速率的影响;(Ⅱ)实验①和______探究温度对该反应速率的影响；(Ⅲ)实验①和______探究大理石规格(粗、细)对该反应速率的影响②③④298粗颗粒1.00308粗颗粒2.00298细颗粒2.00③④(2)实验①中CO2质量随时间变化的关系见下图。(3)请在(2)的坐标系中，画出实验②、③和④中CO2质量随时间变化关系的预期结果示意图。[解析]

(1)实验①和实验②探究HNO3的浓度对该反应速率的影响，其他条件应相同而HNO3的浓度不同，故实验②中HNO3的浓度应为1.00mol·L－1。实验①和③探究温度对反应速率的影响，除了温度不同，其余条件要保持一样。实验①和④探究大理石规格(粗、细)对反应速率的影响，因此要求二者大理石的规格不同，一个用粗颗粒，另一个用细颗粒。(2)反应时间70～90s范围内：Δm(CO2)＝0.95g－0.84g＝0.11g，Δn(CO2)＝0.11g÷44g·mol－1＝0.0025mol，HNO3的减少量：化学反应速率和化学平衡图像类试题是化学试题中的一种特殊题型,其特点是图像是题目的主要组成部分,把所要考查的化学知识寓于图中曲线上,具有简明、直观、形象的特点。随着高考的不断改革以及对学科内能力要求不断提高，这种数形结合的试题将频频出现。化学反应速率、化学平衡图像图①表示：该平衡向正反应方向移动，引起平衡移动的原因是增加反应物浓度。图②表示：该平衡向正反应方向移动，引起平衡移动的原因可能是升高温度；也可能是增大压强引起的平衡移动。图⑬两曲线交叉点即为平衡点，平衡后，温度升高，v正＜v逆，平衡逆移，所以正反应为放热反应。图⑭两曲线交叉点即为平衡点，平衡后，压强增大，v正＞v逆，平衡正移，所以正反应为气体体积减小的方向，即m＋n>p＋q。图⑮曲线最高点即为平衡点，平衡后，温度升高，平衡逆移，所以正反应为放热反应。图⑯曲线最低点即为平衡点，平衡后，压强增大，平衡逆移，所以正反应为气体体积增大的方向，即m＋n＜p＋q。2．解题思路(1)看图像：一看轴，即纵、横坐标的意义；二看点，即起点、拐点、交点、终点；三看线，即线的走向和变化趋势；四看辅助线,即等温线、等压线、平衡线等；五看量的变化,如浓度变化、温度变化、转化率变化、物质的量的变化等。(2)依据图像信息，利用平衡移动原理，分析可逆反应的特征：吸热还是放热，气体计量数增大、减小还是不变，有无固体或纯液体参加或生成等。(3)先拐先平：在化学平衡图像中，先出现拐点的反应先达到平衡，可能是该反应的温度高、浓度大、压强大或使用了催化剂。(4)定一议二：勒夏特列原理只适用于一个条件的改变，所以图像中有三个变量时，先固定一个量，再讨论另外两个量的关系。1．等效平衡原理一定条件下(恒温、恒容或恒温、恒压)，对同一可逆反应，只要起始时加入的物质的物质的量不同，而达到化学平衡时,各物质的百分含量(体积分数或物质的量分数)均相同，这样的平衡互称为等效平衡。等效平衡2．等效平衡的规律等效类型ⅠⅡⅢ条件起始投料对反应的要求换算为方程式同一边物质,其“量”相同换算为方程式同一边物质，其“量”符合同一比例换算为方程式同一边物质,其“量”符合同一比例任何可逆反应反应前、后气体体积相等任何可逆反应恒温、恒容恒温、恒容恒温、恒压等效类型ⅠⅡⅢ平衡特点质量分数(w%)相同相同相同浓度(c)相同成比例相同(气体)物质的量(n)相同成比例成比例质量(m)相同成比例成比例分子数(N)相同成比例成比例等效情况完全等效不完全等效不完全等效3.等效平衡原理的应用(1)判断同一可逆反应在相同的反应条件下是否为相同的平衡状态。(2)求要达到等效平衡,两种不同状态下起始量之间的关系式。(3)求属于等效平衡状态下的反应方程式的化学计量数。特别提醒两种情况下所达到的等效平衡及其等效程度的区别：(1)Ⅰ中所达到的等效平衡状态,反应混合物中各组分的浓度、物质的量、质量分数(或气体的体积分数)均相同，类似于几何学上的全等图形。(2)Ⅱ中所达到的等效平衡状态，反应混合物中各组分的百分含量相同，各组分的物质的量与原平衡成比例，类似于几何学上的相似图形。4．解决等效平衡的常用方法分析等效平衡的关键是分清全等平衡和等比平衡。分析化学平衡有关问题时常用以下两种方法：(1)“极限思维法”任何可逆反应均可以看成完全不反应和完全反应的中间状态。我们在求某一物质在平衡状态的浓度取值范围时，常采用极限思维法，让正反应(或逆反应)完全进行，可以求得其取值范围或取值。(2)“虚拟法”任何一个可逆反应体系，在相同条件下从不同的状态开始，只要达到平衡时的条件(温度、压强、浓度)完全相同，则可以形成等效平衡。我们在解题中若遇到将两个状态进行比较这类问题，可以“虚拟”一个中间过程，如一个容器、一个隔板等，然后再进行比较。化学平衡移动与转化率的关系1．温度和压强的影响温度或压强改变后，若能引起平衡向正反应方向移动，则反应物的转化率一定增大。解析：选A。注意该反应的特点为放热、反应前后气体的化学计量数之和不变。其他条件不变，加压平衡不移动,各物质的含量不变，正、逆反应速率同等程度增大仍相等，故B、D错；升高温度,平衡左移，A的物质的量分数增加，故C错。上述四种情况达到平衡后，n(CO)的大小顺序是(

)A．乙＝丁＞丙＝甲

B．乙＞丁＞甲＞丙C．丁＞乙＞丙＝甲

D．丁＞丙＞乙＞甲解析：选A。本题主要考查外界条件对化学平衡的影响及等效平衡问题。解题时应注意该反应及反应的特点，即反应前后气体体积不变，同时要明确等效平衡的条件。把丙中amolCO和amolH2O按化学计量数转成CO2和H2，也分别为amol,则甲与丙是等量等效，则达到平衡时，n(CO)应相等；把丁中amolCO和amolH2O按化学计量数转成CO2和H2，则起始时丁中CO2为2amol，H2为amol，则与乙等量等效，达到平衡时n(CO)相等。乙与甲相比相当于在甲的平衡中又加入了amol的CO2，导致平衡正向移动，则平衡时n(CO)乙>n(CO)甲,故选A。回答下列问题：(1)该反应的平衡常数表达式K＝__________，ΔH______0(填“<”、“>”或“＝”)；

(2)830℃时，向一个5L的密闭容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B，如反应初始6s内A的平均反应速率v(A)＝0.003mol·L－1·s－1，则6s时c(A)＝________mol·L－1，C的物质的量为________mol；若反应经一段时间后，达到平衡时A的转化率为________，如果这时向该密闭容器中再充入1mol氩气，平衡时A的转化率为________；<0.02