高考化学 备考艺体生百日突围系列 专题 34 速率与平衡类试题的解题方法与技巧.docx

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高考化学备考艺体生百日突围系列专题34速率与平衡类试题的解题方法与技巧

3.4速率与平衡

考试方向

化学反应速率是化学平衡移动的基础变量。

化学反应速率的计算和外界条件对化学反应速率的影响，常结合化学平衡的应用进行综合考查，有时在选择题和填空题中单独考查，应注意理论联系实际，灵活分析。

高考对化学平衡状态的考查，往往通过化学平衡的特征及化学平衡常数的计算和理解进行。

化学平衡常数是新出现的高考热点，必须理解透彻。

另外还要重点关注化学平衡的现象和实质。

高考围绕勒夏特列原理的理解，通过实验、判断、图像、计算等形成对化学平衡移动进行综合考查，是化学反应速率和化学（平衡）状态的综合应用体现，平时加强针对性强化训练，注重规律和方法技能的总结，提高解题能力。

内容要点

一、化学反应速率及其影响因素

1、定义：

用来衡量化学反应进行快慢的物理量，符号用υ。

2、表示方法：

通常用单位时间内反应浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。

3、表达式：

υ＝（υ：

平均速率，Δc：

浓度变化量，Δt：

时间变化量）。

4、单位：

mol/（L·s）或mol/（L·min）或mol·L－1·min－1或mol·L－1·s－1

5、规律：

同一反应在同一时间内，用不同物质来表示的反应速率可能不同，但反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的化学计量数之比。

方法技巧：

（1）化学反应速率是一段时间内的平均速率，且无论用反应物还是用生成物表示均取正值。

（2）在一定温度下，固体和纯液体物质，改变其用量，不影响化学反应速率。

（3）同一化学反应在相同条件下，用不同物质表示的化学反应速率，其数值不同，但意义相同。

（4）计算反应速率时，若给出的是物质的量的变化值，不要忘记转化为物质的量浓度的变化值。

（5）对某一具体的化学反应来说，用不同物质的浓度变化来表示化学反应速率时，数值往往不同，其数值之比等于化学方程式中化学计量数之比，如：

aA＋bB＝dD＋eE，v（A）∶v（B）∶v（D）∶v（E）＝a∶b∶d∶e，或。

（6）对于比较复杂的化学反应速率的计算题一般按以下步骤（即三段式）：

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　　　　　mA　＋　nBpC

起始浓度/（mol·L－1）abc

转化浓度/（mol·L－1）x

某时刻浓度/（mol·L－1）a－xb－　　c＋

（7）化学反应速率大小的比较方法

①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，但比较反应速率的快慢不能只看数值的大小，而要通过转化换算成同一物质表示，再比较数值的大小。

②比较化学反应速率与化学方程式中化学计量数的比值，即比较与，若＞，则A表示的反应速率比B大。

③注意反应速率单位的一致性。

6、外界条件对反应速率的影响

（1）内因（决定因素）：

反应物本身的性质，如Na、Mg、Al与水反应的速率由大到小的顺序为：

Na＞Mg＞Al

（2）外因（条件因素）：

其他条件不变，只改变一个条件，则

项目

条件

改变

活化能

单位体积内

有效碰撞次数

化学反应速率

分子总数

活化分子数

活化分子百分数

增大浓度

不变

增加

增加

不变

增加

增大

增大压强

不变

增加

增加

不变

增加

增大

升高温度

不变

不变

增加

增加

增加

增大

加催化剂

减小

不变

增加

增加

增加

增大

注意：

（1）参加反应的物质为固体和液体，由于压强的变化对浓度几乎无影响，可以认为反应速率不变。

（2）对有气体参加的反应，压强改变⇒气体物质浓度改变⇒化学反应速率改变，即压强改变的实质是通过改变浓度引起的，如2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）增大压强，SO2、O2、SO3的浓度均增大，正、逆反应速率均增大。

（3）有气体参加的反应体系中充入“惰性气体”（不参与反应）时，对化学反应速率的影响：

①恒容：

充入“惰性气体”→总压增大→物质浓度不变（活化分子浓度不变）→反应速率不变。

②恒压：

充入“惰性气体”→体积增大→物质浓度减小（活化分子浓度减小）→反应速率减慢。

方法技巧：

影响化学反应速率的因素有多种，在探究相关规律时，需要控制其他条件不变，只改变某一个条件，探究这一条件对反应速率的影响。

变量探究实验因为能够考查学生对于图表的观察、分析以及处理实验数据归纳得出合理结论的能力，因而在这几年高考试题中有所考查。

解答此类题时，要认真审题，清楚实验目的，弄清要探究的外界条件有哪些。

然后分析题给图表，确定一个变化的量，弄清在其他几个量不变的情况下，这个变化量对实验结果的影响，进而总结出规律。

然后再确定另一个变量，重新进行相关分析。

但在分析相关数据时，要注意题给数据的有效性。

1、常见考查形式

（1）以表格的形式给出多组实验数据，让学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，让学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:

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。

内容要点

二、化学平衡

1、化学平衡状态

（1）定义：

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，反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度均保持不变的状态。

（2）特征

①逆——化学平衡研究的对象是可逆反应

②等——V（正）＝V≠0

③动——化学平衡是一种动态平衡

④定——反应物和生成物的质量或浓度保持不变

⑤变——外界条件改变，平衡也随之改变

2、化学平衡状态的标志

（1）本质标志：

v（正）＝v（逆）——反应体系中同一物质的消耗速率和生成速率相等。

（2）等价标志：

平衡混合物中各组成成分的含量保持不变——各组分的物质的量浓度、质量分数、物质的量分数、体积分数（有气体参加的可逆反应）、反应物的转化率等保持不变。

方法技巧

可逆反应达到平衡状态有两个核心的判断依据：

①正反应速率和逆反应速率相等。

②反应混合物中各组成成分的百分含量保持不变。

只要抓住这两个特征就可确定反应是否达到平衡状态，对于随反应的发生而发生变化的物理量如果不变了，即说明可逆反应达到了平衡状态。

判断化学反应是否达到平衡状态，关键是看给定的条件能否推出参与反应的任一物质的物质的量不再发生变化。

3、化学平衡移动

（1）概念：

可逆反应达到平衡状态以后，若反应条件（如温度、浓度、压强等）发生了变化，平衡混合物中各组分的浓度也会随之改变，从而在一段时间后达到新的平衡状态。

这种由原平衡状态向新平衡状态的变化过程，叫做化学平衡的移动。

（2）过程：

（3）平衡移动方向与化学反应速率的关系：

v正＞v逆，平衡向正反应方向移动；v正＝v逆，平衡不移动；v正＜v逆，平衡向逆反应方向移动。

4、外界条件对化学平衡的影响：

可以用一句话概括，即勒夏特列原理（平衡移动原理）：

如果改变影响平衡的条件之一（如温度，压强，浓度），平衡向着能够减弱这种改变的方向移动。

注意

（1）由于压强的变化对非气态物质的浓度基本无影响，因此，当反应混合物中不存在气态物质时，压强的变化不能使无气态物质存在的化学平衡发生移动。

（2）气体减压或增压与溶液稀释或浓缩的化学平衡移动规律相似

（3）对于反应前后气体分子数无变化的反应，如H2（g）＋I2（g）2HI（g），压强的变化对其平衡无影响。

这是因为，在这种情况下，压强的变化对正、逆反应速率的影响程度是等同的，故平衡不移动。

（4）同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度，应视为压强对平衡的影响，如某合成氨平衡体系中，c（N2）＝0.1mol·L－1、c（H2）＝0.3mol·L－1、c（NH3）＝0.2mol·L－1，当浓度同时增大一倍时，即让c（N2）＝0.2mol·L－1、c（H2）＝0.6mol·L－1、c（NH3）＝0.4mol·L－1，此时相当于压强增大一倍，平衡向生成NH3的方向移动。

（5）“惰性气体”对化学平衡的影响

①恒温、恒容条件：

原平衡体系体系总压强增大→体系中各组分的浓度不变→平衡不移动。

②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），平衡向气体体积增大的方向移动。

（6）催化剂对化学平衡的影响：

由于使用催化剂对正反应速率和逆反应速率影响的程度是等同的，所以平衡不移动。

但是使用催化剂可以影响可逆反应达到平衡所需的时间。

方法技巧

（1）不要把v正增大与化学平衡向正反应方向移动等同，只有v正＞v逆时，才使化学平衡向正反应方向移动。

（2）不要把化学平衡向正反应方向移动与反应物转化率的提高等同，当反应物总量不变时，化学平衡向正反应方向移动，反应物的转化率提高；当增大一种反应物的浓度，使化学平衡向正反应方向移动时，会使另一种反应物的转化率提高，而本身的转化率降低。

（3）对原理中“减弱这种改变”的正确理解是升高温度时，化学平衡向吸热反应的方向移动；增加反应物，化学平衡向反应物减少的方向移动；增大压强时，化学平衡向气体体积缩小的方向移动。

（4）结果只是减弱了外界条件的变化，而不能完全抵消外界条件的变化。

达到新化学平衡时，此物理量更靠近改变的方向。

如增大反应物A的浓度，化学平衡右移，但达到新化学平衡时，A的浓度比原化学平衡时大；同理，若改变的条件是温度或压强等，其变化也相似。

（5）平衡移动原理不仅能用于判断化学平衡的移动方向，也能用于判断溶解平衡等其他平衡移动的方向，可以说，平衡移动原理对所有的动态平衡都适用，如电离平衡、水解平衡等。

（6）平衡移动原理能用来判断平衡移动的方向，但不能用来判断建立新平衡所需要的时间。

5、化学平衡常数

（1）概念：

在一定温度下，一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数比值，用符号K表示。

（2）表达式：

对于一般的可逆反应：

mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（g），在一定温度下达到平衡时：

K＝。

注意

（1）表达式中各物质的浓度是平衡时的浓度，不是起始浓度也不是物质的量。

（2）对于一个具体的可逆反应，平衡常数K只与温度（T）有关，与反应物或生成物的浓度无关。

（3）正逆反应的化学平衡常数不一样，互为倒数关系。

（4）反应物或生成物中有固体或纯液体存在时，由于其浓度看视为常数，是固定不变的，不能代入平衡常数表达式中。

（5）化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。

若化学方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变。

（6）稀溶液中进行的反应，如有水参加，水的浓度不必写在平衡常数表达式中。

方法技巧

（1）化学平衡常数值的大小是可逆反应进行程度的标志。

K值越大，说明平衡时生成物的浓度越大，反应物的浓度越小，它的正向反应进行的程度越大，即该反应进行得越完全，反应物转化率越高。

反之，则相反。

一般地，K＞105时，该反应就进行得基本完全了。

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）可以利用K值做标准，判断正在进行的可逆反应是否平衡及不平衡时向何方进行建立平衡。

（Q：

浓度积）对于可逆反应aA（g）＋bB（g）cC（g）＋dD（g），在一定温度下的任意时刻，反应物与生成物浓度有如下关系＝Qc，则Qc＜K反应向正反应方向进行，v正＞v逆；Qc＝K反应处于化学平衡状态，v正＝v逆；Qc＞K反应向逆反应方