高中化学专题复习化学反应速率化学平衡.docx

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高中化学专题复习化学反应速率化学平衡

化学反应速率化学平衡

[考纲要求]　1.了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。

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.了解化学反应的可逆性。

4.了解化学平衡建立的过程；了解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行相关计算。

5.理解外界条件（浓度、温度、压强、催化剂等）对反应速率和化学平衡的影响，认识并能用相关理论解释其一般规律。

6.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

1．深度剖析v（B）＝＝

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，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．正确理解速率影响因素

（1）“惰性气体”对反应速率的影响

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）反应速率减小。

（2）纯液体、固体对化学反应速率的影响

在化学反应中，纯液体和固态物质的浓度为常数，故不能用固态物质的浓度变化来表示反应速率，但是固态反应物颗粒的大小是影响反应速率的条件之一，如煤粉由于表面积大，燃烧就比煤块快得多。

（3）外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响方向是一致的，但影响程度不一定相同。

①当增大反应物浓度时，v正增大，v逆瞬间不变，随后也增大；

②增大压强，气体分子数减小方向的反应速率变化程度大；

③对于反应前后气体分子数不变的反应，改变压强可以同等程度地改变正、逆反应速率；

④升高温度，v正和v逆都增大，但吸热反应方向的反应速率增大的程度大；

⑤使用催化剂，能同等程度地改变正、逆反应速率。

3．“明辨是非”准确判断

正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”。

（1）随着反应的进行，化学反应速率一定逐渐减小（×）

（2）增大压强，化学反应速率一定加快（×）

（3）反应现象不明显，证明化学反应速率很慢（×）

（4）反应H2＋Cl2===2HCl（ΔH<0）的机理包含①Cl2―→2Cl（慢），②H2＋Cl―→HCl＋H（快），③Cl2＋H―→HCl＋Cl（快），则反应①的活化能大于反应②的活化能（√）

（5）在含有少量I－的溶液中，H2O2分解的机理为H2O2＋I－―→H2O＋IO－（慢），H2O2＋IO－―→H2O＋O2＋I－（快），则I－、IO－均为H2O2分解反应的催化剂（×）

题组一　化学反应速率的全方位考查

1．Ⅰ.一定温度下，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示：

（1）从反应开始到10s时，用Z表示的反应速率为__________________________________。

（2）该反应的化学方程式为______________________________________________________。

Ⅱ.已知：

反应aA（g）＋bB（g）cC（g），某温度下，在2L的密闭容器中投入一定量的A、B，两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。

（1）经测定前4s内v（C）＝0.05mol·L－1·s－1，则该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。

（2）请在图中将生成物C的物质的量浓度随时间的变化曲线绘制出来。

（3）若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行，经同一段时间后，测得三个容器中的反应速率分别为

甲：

v（A）＝0.3mol·L－1·s－1；

乙：

v（B）＝0.12mol·L－1·s－1

丙：

v（C）＝9.6mol·L－1·min－1；

则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为__________________。

Ⅲ.密闭容器中发生如下反应：

A（g）＋3B（g）2C（g）　ΔH<0。

根据下面速率—时间图像，回答下列问题。

（1）下列时刻所改变的外界条件：

t1____________；t3____________；t4____________。

（2）反应速率最快的时间段是________。

答案　Ⅰ.

（1）0.079mol·L－1·s－1　

（2）X（g）＋Y（g）2Z（g）

Ⅱ.

（1）3A（g）＋B（g）2C（g）

（2）

（3）乙>甲>丙

Ⅲ.

（1）升高温度　加入催化剂　减小压强

（2）t3～t4段

解析　Ⅰ.

（1）分析图像知Δc（Z）＝＝0.79mol·L－1，v（Z）＝＝0.079mol·L－1·s－1。

（2）由各物质转化的量：

X为0.79mol，Y为0.79mol，Z为1.58mol，可知方程式中各物质的化学计量数之比为1∶1∶2，则化学方程式为X（g）＋Y（g）2Z（g）。

Ⅱ.

（1）前4s内，Δc（A）＝0.8mol·L－1－0.5mol·L－1＝0.3mol·L－1，v（A）＝0.3mol·L－1÷4s＝0.075mol·L－1·s－1；v（A）∶v（C）＝a∶c＝（0.075mol·L－1·s－1）∶（0.05mol·L－1·s－1）＝3∶2，由图像知，在12s时Δc（A）∶Δc（B）＝（0.6mol·L－1）∶（0.2mol·L－1）＝3∶1＝a∶b，则a、b、c三者的比例为3∶1∶2，所以该反应的化学方程式为3A（g）＋B（g）2C（g）。

（2）生成物C的浓度从0开始增加，到12s时达到最大，Δc（A）∶Δc（C）＝a∶c＝3∶2，所以Δc（C）＝2×0.6mol·L－1÷3＝0.4mol·L－1。

（3）丙容器中v（C）＝9.6mol·L－1·min－1＝0.16mol·L－1·s－1，则甲容器中＝＝＝0.1mol·L－1·s－1，乙容器中＝＝＝0.12mol·L－1·s－1，丙容器中＝＝＝0.08mol·L－1·s－1，故甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为乙>甲>丙。

Ⅲ.审题视角注意图像特点，以及外界条件对速率影响的图像规律和浓度图像无跳跃性等。

（1）t1时，v逆增大程度比v正增大程度大，说明改变的条件是升高温度。

t3时，v正、v逆同等程度地增大，说明加入了催化剂。

t4时，v正、v逆都减小且v正减小的程度大，平衡向逆反应方向移动。

（2）由于在t3时刻加入的是催化剂，所以t3～t4段反应速率最快。

易误警示

1．化学反应速率计算的常见错误

（1）不注意容器的容积。

（2）漏写单位或单位写错。

（3）忽略有效数字。

2．比较化学反应速率大小的注意事项

（1）看单位是否统一，若不统一，换算成相同单位。

（2）比较不同时间段内的化学反应速率大小时，可先换算成同一物质表示的反应速率，再比较数值大小。

（3）比较化学反应速率与化学计量数的比值。

例如，对于一般反应aA（g）＋bB（g）cC（g）＋dD（g），比较不同时间段内与的大小，若>，则用A表示的反应速率比用B表示的大。

题组二　“控制变量”思想在探究影响化学反应速率因素中的应用

2．某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。

请回答下列问题：

（1）上述实验中发生反应的化学方程式有________________________________________

________________________________________________________________________。

（2）硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是__________________________________

________________________________________________________________________。

（3）实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4种溶液，可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是______________________。

（4）要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有________________________

________________________________________________________________________（答两种）。

（5）为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列实验。

将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积气体所需的时间。

　实验

混合溶液

A

B

C

D

E

F

4mol·L－1H2SO4/mL

30

V1

V2

V3

V4

V5

饱和CuSO4溶液/mL

0

0.5

2.5

5

V6

20

H2O/mL

V7

V8

V9

V10

10

0

①请完成此实验设计，其中：

V1＝________，V6＝________，V9＝________。

②反应一段时间后，实验A中的金属呈________色，实验E中的金属呈________色。

③该同学最后得出的结论为当加入少量CuSO4溶液，生成氢气的速率会大大提高。

但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。

请分析氢气生成速率下降的主要原因：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu，Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑

（2）CuSO4与Zn反应产生的Cu与Zn形成铜锌原电池，加快了H2产生的速率

（3）Ag2SO4

（4）升高反应温度，适当增加硫酸的浓度，增大锌粒的表面积等（答两种即可）

（5）①30　10　17.5　②灰黑　暗红　③当加入一定量的CuSO4后，生成的单质Cu会沉积在Zn的表面，减少了Zn与溶液的接触面积

解析　

（1）分析实验中涉及的物质：

Zn、CuSO4、H2SO4，其中能发生的化学反应有2个：

Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu，Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。

（2）由于Zn与CuSO4反应生成的Cu附着在Zn片表面，构成铜锌原电池，从而加快了H2产生的速率。

（3）4种溶液中能与Zn发生置换反应的只有Ag2SO4：

Zn＋Ag2SO4===ZnSO4＋2Ag。

（4）根据影响化学反应速率的外界因素，则加快反应速率的方法还有：

增大反应物浓度、升高温度、使用催化剂、增大锌粒的表面积等。

注意：

H2SO4浓度不能过大，浓硫酸与Zn反应不生成H2。

（5）若研究CuSO4的量对H2生成速率的影响，则实验中除CuSO4的量不同之外，其他物质的量均相同，则V1＝V2＝V3＝V4＝V5＝30mL，最终溶液总体积相同。

由实验F可知，溶液的总体积均为50