高考化学复习指导化学反应速率和化学平衡.docx

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高考化学复习指导化学反应速率和化学平衡

第九章化学反应速率和化学平衡

高考说明

①了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。

②理解外界条件（温度、浓度、压强和催化剂）对化学反应速率的影响。

③了解化学反应的可逆性。

理解化学平衡的含义及其与化学反应速率之间的内在联系。

④理解勒夏特列原理的含义。

理解浓度、温度、压强等条件对化学平衡移动的影响。

⑤以合成氨工业生产为例，用化学反应速率和化学平衡的观点理解工业生产的条件。

考纲解读

围绕考纲我们应掌握如下要点：

①反应速率的概念、表示方法和简单计算②影响化学反应速率的因素③可逆反应的特点④化学平衡的建立、特征、及标志⑤化学平衡与化学反应速率之间的内在联系⑥等效平衡⑦外界条件对化学平衡的影响

命题预测

预计今后的高考有下列趋势：

一是保持对传统知识点的考查，如化学反应速率的大小比较，化学平衡的判断，平衡移动方向的判断，有关平衡的计算题，要求考生对基本概念和基本理论有较系统的掌握；二是依然会注重对考生解题方法和技巧的考查，如运用图像、等效平衡等方法解决实际问题；三是更会注重化学反应速率理论和平衡移动理论在社会生产、日常生活和科学研究等实际工作中的应用。

1.化学反应速率知识结构

2.化学反应速率的表示方法：

通常用单位时间内反应物浓度的减少或者生成物浓度的增加来表示化学反应速率。

单位：

mol/L·s；mol/L·min；mol/L·h等。

对于任一化学反应：

aA+bB==cC+dD可用υ（A）、υ（B）、υ（C）、υ（D）表示其速率，则有υ（A）:

υ（B）:

υ（C）:

υ（D）==a:

b:

c:

d，即化学反应速率之比等于化学方程式中各物质的系数之比（还可等于其学其浓度变化之比或物质的量变化之比）。

3.影响反应速率的因素

内因：

反应物的性质是反应速率大小的决定因素。

外因：

主要因素有浓度、温度、压强、催化剂等。

（1）浓度：

其它条件不变时，增大反应物浓度，化学反应速率加快。

（2）温度：

其它条件不变时，升高温度，化学反应速率加快。

一般来说，温度每升高10℃，反应速率增大为原来的2～4倍。

（3）压强：

其它条件不变时，增大压强，对于有气体物质参加的化学反应，反应速率加快。

（4）催化剂：

使用正催化剂，能加快反应速率。

未特别指明时，均指正催化剂。

4.活化能：

对基元反应而言，活化分子的平均能量与普通反应物分子的平均能量之差叫该反应的活化能（用Ea表示，其单位为kJ/mol）。

活化能越大，反应越难进行。

催化剂能降低化学反应的活化能，增大活化分子的百分数，进而增大化学反应速率。

催化剂具有选择性

解释化学反应速率快慢的链条思维：

活化能→活化分子→有效碰撞→化学反应速率。

影响

外因

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

增大反应物浓度

增加

增加

不变

增加

加快

增大压强

增加

增加

不变

增加

加快

升高温度

不变

增加

增大

增加

加快

使用催化剂

不变

增加

增大

增加

加快

5.化学平衡知识结构

6.可逆反应：

在相同条件下同时向正、反两个方向进行的反应称为可逆反应。

在可逆反应中使用“”。

7.化学平衡（状态）：

（1）概念：

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，反应物和生成物的浓度不再发生变化，这种状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。

（2）特征：

1．“等”——处于密闭体系的可逆反应，化学平衡状态建立的条件是正反应速率和逆反应速率相等。

即v（正）=v（逆）≠0。

这是可逆反应达到平衡状态的重要标志。

2．“定”——当一定条件下可逆反应一旦达平衡（可逆反应进行到最大的程度）状态时，在平衡体系的混合物中，各组成成分的含量（即反应物与生成物的物质的量，物质的量浓度，质量分数，体积分数等）保持一定而不变（即不随时间的改变而改变）。

这是判断体系是否处于化学平衡状态的重要依据。

3．“动”——指定化学反应已达化学平衡状态时，反应并没有停止，实际上正反应与逆反应始终在进行，且正反应速率等于逆反应速率，所以化学平衡状态是动态平衡状态。

4．“变”——任何化学平衡状态均是暂时的、相对的、有条件的（与浓度、压强、温度等有关）。

而与达平衡的过程无关（化学平衡状态既可从正反应方向开始达平衡，也可以从逆反应方向开始达平衡）。

5.平衡转化率：

对于可逆反应aA+bBcC+dD，反应物A的平衡转化率可以表示为：

α（A）==（c0（A）－[A]）/c0（A）×100%

6.反应条件对化学平衡的影响

如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强或温度），平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动

改变影响平衡的一个条件

化学平衡移动方向

化学平衡移动结果

增大反应物浓度

向正反应方向移动

反应物浓度减小，但比原来大

减小反应物浓度

向逆反应方向移动

反应物浓度增大，但比原来小

增大生成物浓度

向逆反应方向移动

生成物浓度减小，但比原来大

减小生成物浓度

向正反应方向移动

生成物浓度增大，但比原来小

增大体系压强

向气体体积减小的反应方向移动

体系压强减小，但比原来大

减小体系压强

向气体体积增大的反应方向移动

体系压强增大，但比原来小

升高温度

向吸热反应方向移动

体系温度降低，但比原来高

降低温度

向放热反应方向移动

体系温度升高，但比原来低

影响化学平衡的条件

1．浓度对化学平衡的影响

在其它条件不变的情况下，增大反应物的浓度，或减小生成物的浓度，都可以使平衡向着正反应方向移动；增大生成物的浓度，或减小反应物的浓度，都可以使平衡向着逆反应方向移动

2．压强对化学平衡的影响

在其它条件不变的情况下，增大压强，会使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动；减小压强，会使化学平衡向着气体体积增大的方向移动。

应特别注意，在有些可逆反应里，反应前后气态物质的总体积没有变化，如

H2（气）+I2（气）

2HI（气）

1体积1体积2体积

在这种情况下，增大或减小压强都不能使化学平衡移动。

还应注意，改变压强对固态物质或液态物质的体积几乎不影响。

因此平衡混合物都是固体或液体时，改变压强不能使化学平衡移动。

3．温度对于化学平衡的影响

在其它条件不变的情况下，温度升高，会使化学平衡向着吸热反应的方向移动；温度降低，会使化学平衡向着放热反应的方向移动。

4．催化剂对化学平衡的影响

使用催化剂不影响化学平衡的移动。

由于使用催化剂对正反应速率与逆反应速率影响的幅度是等同的，所以平衡不移动。

但应注意，虽然催化剂不使化学平衡移动，但使用催化剂可影响可逆反应达平衡的时间

思维技巧点拨

解题一般方法：

1．牢固掌握有关的概念与原理，尤其要注意外界条件的改变对一个可逆反应来讲，正逆反应速率如何变化，化学平衡如何移动，在速度-时间图、转化率-时间图、反应物的含量-浓度图等上如何体现。

要能够画出有关的变化图象。

2．对于化学反应速率的有关图象问题，可按以下的方法进行分析：

（1）认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与有关的原理挂钩。

（2）看清起点，分清反应物、生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物一般生成物多数以原点为起点。

（3）抓住变化趋势，分清正、逆反应，吸、放热反应。

升高温度时，v（吸）>v（放），在速率-时间图上，要注意看清曲线是连续的还是跳跃的，分清渐变和突变，大变和小变。

例如，升高温度，v（吸）大增，v（放）小增，增大反应物浓度，v（正）突变，v（逆）渐变。

（4）注意终点。

例如在浓度-时间图上，一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的增加量，并结合有关原理进行推理判断。

3．对于化学平衡的有关图象问题，可按以下的方法进行分析：

（1）认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与勒沙特列原理挂钩。

（2）紧扣可逆反应的特征，搞清正反应方向是吸热还是放热，体积增大还是减小、不变，有无固体、纯液体物质参加或生成等。

（3）看清速率的变化及变化量的大小，在条件与变化之间搭桥。

（4）看清起点、拐点、终点，看清曲线的变化趋势。

（5）先拐先平。

例如，在转化率-时间图上，先出现拐点的曲线先达到平衡，此时逆向推理可得该变化的温度高、浓度大、压强高

（6）定一议二。

当图象中有三个量时，先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系。

化学平衡图像的常见类型：

　　对于反应mA（g）+nB（g）

pC（g）+qD（g）△H

1.转化率－时间关系图：

P一定时，△H0T一定时，m+np+qT一定时，m+np+qT一定时，m+np+q

2.含量－时间关系图：

P一定时，△H0P一定时，△H0T一定时，m+np+qT一定时，m+np+q

3.转化率－温度－压强关系图：

m+n＞p+q时，△H0m+n＜p+q时，△H0

4.含量－温度－压强关系图：

m+n＞p+q时,△H0m+n＜p+q时,△H0m+n＞p+q时,△H0m+n＞p+q时,△H0

击破考点一：

有关化学反应速率概念的考查

例1：

已知：

4NH3+5O2

4NO+6H2O，若反应速率分别用v（NH3）、v（O2）、v（NO）、v（H2O）[mol·L-1·min-1]表示，则关系正确的是

A．4v（NH3）=5v（O2）B.5v（O2）=6v（H2O）

C.3v（NH2）=2v（H2O）D.4v（O2=5v（NO）

解析：

化学反应方程式的系数与分别用各物质表达的化学反应速率成正比。

答案：

C、D

【变式训练1】（石家庄一中2008—2009学年度高三第三次模拟）将4molA气体和2molB气体在2L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应：

2A（g）＋B（g）

2C（g）若经2s（秒）后测得C的浓度为0.6mol•L－1，现有下列几种说法：

①用物质A表示的反应的平均速率为0.3mol•L－1•s－1

②用物质B表示的反应的平均速率为0.6mol•L－1•s－1

③2s时物质A的转化率为70％

④2s时物质B的浓度为0.7mol•L－1

其中正确的是（）

A.①③B.①④C.②③D.③④

答案：

B

解析：

本题考查物质的量浓度的表示法，用不同反应物或生成物表示反应速率的方法和反应中转换率的计算等知识，考查内容的知识容量较大。

V（C）=0.6mol/2L×2s=0.3mol·L－1·s－1所以，V（A）=0.3mol·L－1·s－1V（B）=0.15mol·L－1·s－1

A的转换率为0.6mol/L×2L/4mol×100％=30％。

2s时B的浓度为2mol/2-V（B）×2s=0.7mol/L。

只有①、④所以B正确。

【变式训练2】在2L密闭容器中，发生3A（气）+B（气）＝2C（气）的反应，若最初加入A和B都是4mol，A的平均反应速率为0.12mol/L·s，则10秒钟后容器中B的物质的量为

A.2.8mol　　　　B.1.6mol　　　　C.3.2mol　　　　　D.3.6mol

答案：

C

击破考点二：

化学反应速率快慢比较

例2：

反应A＋3B==2C＋2D在四种不同情况下的反应速率分别为①v（A）＝0．15mol·L－1·s－1；

②v（B）＝0．6mol·L－1·s－1；③v（C）＝0．4mol·L－1·s－1；④v（D）＝0．45mol·L－1·s－1。

该反应进行的快慢顺序为。

答案:

④＞③＝②＞①

【变式训练3】（赣州市十县（市）重点中学09学年度上学期期中联考试题）对A+3B=2C+2D来说，下列四种不同情况下的反应速率最快的是（）

A.υ（A）=0.3mol/（L·min）B.υ（B）=0.6mol/（L·min）

C.υ（C）=0.5mol/（L·min）D.υ（D）=0.45mol/（L·min）

答案：

A

击破考点三：

有关化学反应速率的简单计算

例3：

在一定条件下，反应N2+3H2

2NH3，在2L密闭容器中进行，5min内氨的质量增加了1.7g，则反应速率为

　　A.υ（H2）=0.03mol/（L·min）　　　B.υ（VN2）=0.02mol/（L·min）

　　C.υ（NH3）=0.17g/（L·min）　　　D.υ（NH3）=0.01mol/（L·min）

答案：

D

解析：

根据题目可知V（NH3）=0.01mol/（L·min），根据反应系数与化学反应速率的关系可求出V（H2）=0.015mol/（L·min）

【变式训练4】A和B反应生成C，假定反应由A、B开始，它们的起始浓度均为1mol/L。

反应进行2min后A的浓度为0.8mol/L，B的浓度为0.6mol/L，C的浓度为0.6mol/L。

则2min内反应的平均速率VA=__________，VB=_____________，VC=___________。

该反应的化学反应方程式为___________________________

答案：

VA=0.1mol·L-1·min-1，　　VB=0.2mol·L-1·min-1，　VC=0.3mol·L-1·min-1；

　　化学反应方程式为A+2B=3C。

【变式训练5】4NH3+5O2

4NO+6H2O反应在5L的密闭容器中进行，半分钟后，NO物质的量增加了0.3mol，则此反应的反应速率为

　　A.υ（O2）=0.01mol/L·s　　　B.υ（NO）=0.008mol/L·s

　　C.υ（H2O）=0.003mol/L·s　　D.υ（NH3）=0.002mol/L·s

答案：

CD

击破考点四：

影响化学反应速率的因素

例4：

把镁带投入盛有盐酸的敞口容器里，在下列因素中：

①盐酸的浓度，②镁带的表面积，③溶液的温度，④氯离子的浓度。

对反应速率有影响的是

　　A.①②　　　　B.③④　　　　C.①②③④　　　　D.①②③

答案：

D解析：

根据影响反应速率的因素有：

浓度、温度、压强和催化剂可知，①③肯定对反应速率有影响，而镁带的表面积越大则与盐酸的接触越充分，显然反应速率越快。

此反应的实质是Mg+2H+＝Mg2++H2↑，与氯离子浓度无关，所以④对此反应速率无影响。

故本题的正确答案为D。

【变式训练6】下列体系加压后，对化学反应速率没有影响的是

A.2SO2+O2

2SO3　　　B.CO+H2O（气）

CO2+H2

C.CO2+H2

H2CO3　　　D.

+

＝H2O

答案：

D

解析：

压强对没有气体参加的反应无影响。

【变式训练7】（北京市东城区2008—2009学年度高三年级部分学校月考）2007年10月10日，德国科学家格哈德·埃尔特生日的当天获得了诺贝尔化学奖，以奖励他在表面化学领域做出开拓性的贡献。

合成氨反应在铁催化剂表面进行时效率显著提高，就是埃尔特的研究成果，下列关于合成氨反应的叙述中正确的是（）

A．铁做催化剂可加快反应速率，且有利于平衡向合成氨的方向移动

B．将氨从混合气中分离，可加快反应速率，且有利于平衡向合成氨的方向移动

C．升高温度可以加快反应速率，且有利于平衡向合成氨的方向移动

D．增大压强可加快反应速率，且有利于平衡向合成氨的方向移动

答案：

D

击破考点五：

有关化学反应速率图像问题的分析

例5：

（2006四川）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下图所示：

下列描述正确的是（）

A.反应开始到10s，用Z表示的平均反应速率为0.158mol/（L•s）

B.反应开始到10s，X的物质的量浓度减少了0.79mol/L

C.反应开始到10s时，Y的转化率为79.0%

D.反应的化学方程式为：

X（g）＋Y（g）

Z（g）

答案：

C

解析：

由图可知，反应至10s时达到平衡，Z由0mol增加到1.58mol，X由1.2mol减少到0.41mol，Y由1.00mol减少到0.21mol，所以Y的转换率为1.00-0.21/1.00×100％=79％；X的物质的量浓度减少了1.20-0.41/2=0.79/2mol/L到10S用Z表示的反应速率为1.58-0/2×10=0.079mol/L.S；X、Y、Z物质的量变化之比为0.79：

0.79：

1.58=1：

1：

2，所以化学方程式应为X（g）＋Y（g）

2Z（g）

【变式训练8】T℃时，A气体与B气体反应生成C气体。

反应过程中A、B、C浓度变化如图（Ⅰ）所示，若保持其他条件不变，温度分别为T1和T2时，B的体积分数与时间的关系如图（Ⅱ）所示，则下列结论正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（　　　）　　　　　　　

A.在（t1＋10）min时，保持其他条件不变，增大压强，平衡向逆反应方向移动

B.（t1＋10）min时，保持容器总压强不变，通入稀有气体，平衡向逆反应方向移动

C.T℃时，在相同容器中，若由0.3mol·L—1A，0.1mol·L—1B和0.4mol·L—1C反应，达到平衡后，C的浓度仍为0.4mol·L—1

D.其他条件不变，升高温度，正、逆反应速率均增大，且A的转化率增大

答案：

C

【变式训练9】在一定条件下，二氧化硫和氧气发生如下反应：

2SO2（g）+O2（g）

2SO3（g）；△H＜0。

600℃时，在某密闭容器中，将二氧化硫和氧气混合，反应过程中SO2、O2、SO3物质的量有如图所示的变化。

其中10min到15min时，与图像不相符的变化是（）

A.加了催化剂B.增加SO3的物质的量

C.升高温度D.缩小容器体积

答案：

B

击破考点六：

达到化学平衡的判断

例6：

能够充分说明在恒温恒容下的密闭容器中，反应2SO2+O2

2SO3已达平衡状态的标志是

A.容器中SO2、O2、SO3的物质的量之比为2：

1：

2

B.SO2和SO3的物质的量浓度相等

C.反应容器内压强不随时间变化而变化

D.单位时间内生成2molSO3时，即生成1molO2

答案：

C、D

解析：

由于题目中没有给出各物质的起始量，也没有给出反应的具体条件，所以无法知道容器中SO2、O2、SO3的物质的量之比为2：

1：

2时，及SO2和SO3的物质的量浓度相等时反应是否达到平衡，也就是说无法知道达到平衡后，SO2和SO3的物质的量浓度上否相等。

所以A、B选项不能选为答案。

由于此反应是气体非等体积反应，在恒温恒容下，压强不变，说明各物质的浓度不变，故C选项正确。

由于单位时间内生成2molSO3时，即消耗了1molO2，此时又生成1molO2，即意味着正反应速率等于逆反应速率，所以D选项也正确

【变式训练10】下列哪种说法可以证明反应N2+3H2

2NH3已达到平衡状态（）

A.1个N≡N键断裂的同时，有3个H-N键形成。

B.1个N≡N断裂的同时，有3个H-N键断裂。

C.1个N≡N断裂的同时，有6个H-N键断裂。

D.1个N≡N键断裂的同时，有6个H-N键形成。

答案：

A、C

击破考点七：

考查平衡移动知识

例7：

可逆反应：

3A（g）

3B（?

）+C（?

）（正反应为吸热反应），随着温度升高，气体平均相对分子质量有变小趋势，则下列判断正确的是（）

　　A．B和C可能都是固体

　　B．B和C一定都是气体

　　C．若C为固体，则B一定是气体

　　D．B和C可能都是气体

答案：

C、D。

解析：

本题考查平衡移动知识，重在考查分析问题、解决问题的能力．根据题干条件可对各选项逐一分析。

选项A中，如果B和C都是固体，则无论平衡怎样移动，反应混合物中的气体只有A一种，A的相对分子质量不随温度升高而改变，所以气体的平均相对分子质量不随温度升高而改变，因此选项A不符合题意．选项C中，当C为固体，B为气体时，该反应为反应前后气体分子数不变的反应．由于温度升高平衡向吸热反应方向移动。

有更多的固体C生成，使反应混合物中气体的总质量相应减小，而气体分子数保持不变，所以气体平均相对分子质量也相应变小

，若C为固体，而B为非气体时，则反应混合物中的气体只有A，这与选项A情况相同，不符合题意要求，所以只有当C为固体时，B必为气体，才符合回意要求，选项C符合题意．既然选项C符合题意要求，则选项B一定不符合或意要求。

选项D中，如果B和C都是气体，则正反应方向是气体分子数增大的方向，由于升温平衡向正反应方向移动，反应混合物中气体分子数相应增大，而反应混合物的总质量保持不变（反应物和生成物全部为气体）。

所以气体平均相对分子质量变小．选项D符合题意

【变式训练11】密闭容器中一定量的混合气体发生反应：

，平衡时，测得A的浓度为0.50mol·L－1，在温度不变时，把容器容积扩大到原来的2倍，使其重新达到平衡，A的浓度为0.30mol·L-1，有关叙述不正确的是（）。

　　A．平衡一定向右移动

　　B．B的转化率降低

　　C．

　　D．C的体积分数降低

　答案：

A

　解析：

本题可采用虚拟的方法来解答。

假设把容器扩大到原来的2倍时．平衡不移动（虚拟），则这时A的浓度由 0.50mol·L－l变为0.25mol·L－l，而事实上A的浓度为0.30mol·L－1，然后再由虚拟状态回到事实．A的浓度由0.25mol·L－1变为0.30mol·L－1，平衡向生成A的方向即本反应逆反应方向移动。

与备选选项对照，只有A项不正确。

击破考点八：

平衡移动原理

例8：

．在密闭容器中发生如下反应：

aX（g）＋bY（g）

cＺ（g）＋ｄW（g），反应达平衡后保持温度不变，将气体体积压缩到原来的

，当再次达平衡时，W的浓度为原平衡时的1.8倍．下列叙述中不正确的是

A．平衡向逆反应方向移动B．a＋b＜c＋d

C．z的体积分数增加D．X的转化率下降

　答案：

C

【变式训练12】气态可逆反应mA（g）＋nB（g）

pC（g）＋qD（g），符合下图，试用“＞”或“＜”填

（1）～（3）题．

（1）温度T1▲T2．

（2）压强p1▲p2．

（3）m＋n▲p＋q．

（4）正反应为▲反应（填“放热”或“吸热”）．

答案

（1）＞

（2）＜　　（3）＞（4）吸热

击破考点九：

等效平衡的考查

例9：

在一个固定容积的密闭容器中，加入2molA和1molB，发生反应2A（g）+B（g）≒3C（g）+D（g），达到平衡时C的浓度为cmol/L，若维持容器的容积和温度不变，按下列4种配比作为起始物质，达到平衡时C的浓度仍为cmol/L的是（）

A.4molA+2molBB.1molA+0.5molB+1.5molC+1molD

C.2molC+1molD+1molBD.3molC+1molD

答案：

D

解析：

由“达到平衡时，C的浓度仍为cmol/L”应想到等效平衡问题，然后再根据题中“容器的容积和温度不变”及反应方程式可知应从等温、等容条件下的等效平衡（即第1类等效）角度进行判断，因此A项不符题意，而对于