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2019高考化學(xué) 考點(diǎn)必練 專題19 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡知識(shí)點(diǎn)講解.doc

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2019高考化學(xué) 考點(diǎn)必練 專題19 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡知識(shí)點(diǎn)講解.doc

考點(diǎn)十九 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡知識(shí)點(diǎn)講解一、化學(xué)反應(yīng)速率1. 化學(xué)反應(yīng)速率 化學(xué)反應(yīng)速率是平均速率,而不是瞬時(shí)速率。 無(wú)論濃度的變化是增加還是減少,一般都取正值,所以化學(xué)反應(yīng)速率一般為正值。 由于在反應(yīng)中純固體和純液體的濃度是恒定不變的,因此對(duì)于有純液體或純固體參加的反應(yīng)一般不用純液體或純固體來(lái)表示化學(xué)反應(yīng)速率。其化學(xué)反應(yīng)速率與其表面積大小有關(guān),而與其物質(zhì)的量的多少無(wú)關(guān)。通常是通過(guò)增大該物質(zhì)的表面積來(lái)加快反應(yīng)速率。 對(duì)于同一個(gè)反應(yīng)來(lái)說(shuō),用不同的物質(zhì)來(lái)表示該反應(yīng)的速率時(shí),其數(shù)值不同,但每種物質(zhì)都可以用來(lái)表示該反應(yīng)的快慢。因此,表示化學(xué)反應(yīng)速率時(shí),必須指明是用反應(yīng)體系中的哪種物質(zhì)做標(biāo)準(zhǔn)。 對(duì)于在一個(gè)容器中的一般反應(yīng) aA + bB = cC + dD來(lái)說(shuō)有: VA :VB :VC :VD = CA :CB :CC :CD = nA :nB :nC :nD= a :b :c :d2. 化學(xué)反應(yīng)速率大小的比較方法 看單位是否統(tǒng)一,若不統(tǒng)一,換算成相同的單位。 比較反應(yīng)速率大小時(shí),不僅需看反應(yīng)速率數(shù)值的大小,且要結(jié)合化學(xué)方程式中物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)及單位,化歸到同一物質(zhì),再進(jìn)行比較。 對(duì)于一般反應(yīng)aAbB=cCdD,比較與,若,則A表示的反應(yīng)速率比B的大。3. 化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算方法(1)概念法:(2)化學(xué)計(jì)量數(shù)法:一般是先用概念法計(jì)算出一種物質(zhì)的反應(yīng)速率,再用化學(xué)計(jì)量數(shù)法算出其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率。4. 影響化學(xué)反應(yīng)的因素 濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響: 一個(gè)反應(yīng)的速率主要取決于反應(yīng)物的濃度,與產(chǎn)物的濃度關(guān)系不大 。 物質(zhì)為固體或純液體時(shí),濃度為常數(shù),改變固體或純液體的量,不改變濃度,不影響化學(xué)反應(yīng)速。若參加反應(yīng)的物質(zhì)為固體、液體或溶液,由于 壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響 壓強(qiáng)的變化對(duì)它們的濃度幾乎無(wú)影響,可以認(rèn)為反應(yīng)速率不變。 改變壓強(qiáng)的涵義,一般是指:氣體物質(zhì)的量不變,改變?nèi)萜鞯娜莘e。比如像a. N2 + 3H2 2NH3,反應(yīng)物為氣體的反應(yīng),縮小體積,壓強(qiáng)增大,反應(yīng)物氣體的濃度增大,反應(yīng)速率加快。如果增大體積,壓強(qiáng)減小,反應(yīng)物氣體的濃度減小,反應(yīng)速率減小。b. 氣體的容器容積不變,充入不相關(guān)的氣體。比如像 N2 + 3H2 2NH3的反應(yīng),充入Ne,壓強(qiáng)增大,但各反應(yīng)物的濃度沒(méi)有變化,反應(yīng)速率不變。如果充入Ne,壓強(qiáng)不變,必然是容器的容積增大,而氣體容積的增大,一定引起反應(yīng)物濃度的減小,所以化學(xué)反應(yīng)速率減小。 像化學(xué)反應(yīng):Zn+H2SO4=ZnSO4+H2生成物中有氣體,反應(yīng)物中沒(méi)有氣體,增大壓強(qiáng),速率不增大;減小壓強(qiáng),速率也不減小。 溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響不管是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng),只要是升高溫度一定加快反應(yīng)速率,降低溫度一定減慢反應(yīng)速率。 催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影對(duì)可逆反應(yīng)來(lái)說(shuō)使用催化劑,可同時(shí)加快正逆反應(yīng)速率 典例1(2019屆浙江省“超級(jí)全能生”高考選考科目9月聯(lián)考)某實(shí)驗(yàn)小組研究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響,在其他條件相同時(shí),將和充入體積為2L的恒容密閉容器中,測(cè)得的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下: 時(shí)間020406080100的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)00 下列說(shuō)法正確的是 A 溫度下,之間,的平均反應(yīng)速率為B 在溫度下,該反應(yīng)有可能在70min時(shí)已達(dá)到平衡狀態(tài)C 由表中數(shù)據(jù)推測(cè),D 由表中數(shù)據(jù)可知,溫度越高,與的反應(yīng)限度越大【答案】A【解析】A.溫度下,之間,HI的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為,反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變,則說(shuō)明生成1mol,說(shuō)明氫氣消耗了,的平均反應(yīng)速率為,選項(xiàng)A正確;B.在溫度下,該反應(yīng)70min時(shí)沒(méi)有達(dá)到平衡狀態(tài),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;C.表中數(shù)據(jù)沒(méi)有已知該反應(yīng)是放熱還是吸熱,故無(wú)法判斷大小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;D.由于無(wú)法判斷大小,故由溫度無(wú)法得知與的反應(yīng)限度,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;答案選A。二、化學(xué)平衡化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷方法1直接判斷法(1) v正v逆>0(即同一物質(zhì)的消耗速率與生成速率相等)。(2 )各物質(zhì)的濃度保持不變。2間接判斷法(1) 各物質(zhì)的百分含量保持不變。(2) 各物質(zhì)的物質(zhì)的量不隨時(shí)間的改變而改變。(3) 各氣體的體積不隨時(shí)間的改變而改變。例如:我們以密閉容器中的反應(yīng)mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)為例來(lái)說(shuō)明: 化學(xué)反應(yīng)mA(g) + nB(g) pC(g)+ qD(g)是否平衡混合物體系中各成分的含量各物質(zhì)的物質(zhì)的量或物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定平衡各物質(zhì)的質(zhì)量或質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定平衡各氣體的體積或體積分?jǐn)?shù)一定平衡總體積、總壓強(qiáng)、總物質(zhì)的量一定不一定平衡正、逆反應(yīng)速率之間的關(guān)系在單位時(shí)間內(nèi)消耗了m mol A,同時(shí)也生成了m mol A,即v(正) v(逆)平衡在單位時(shí)間內(nèi)消耗了n mol B,同時(shí)也消耗了p mol C,即v(正) v(逆)平衡v() : v(B) : v(C) : v(D) m : n : p : q ,v(正) 不一定等于v(逆)不一定平衡在單位時(shí)間內(nèi)生成了n mol B,同時(shí)也消耗了q mol D,即敘述的都是v(逆)不一定平衡壓強(qiáng)其它條件一定、總壓強(qiáng)一定,且m + n p + q平衡其它條件一定、總壓強(qiáng)一定,且m + n p + q不一定平衡混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量平均相對(duì)分子質(zhì)量一定,且m + n p + q平衡平均相對(duì)分子質(zhì)量一定,且m + n p + q不一定平衡溫度任何化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量變化,當(dāng)體系溫度一定時(shí)平衡氣體的密度密度一定不一定平衡顏色反應(yīng)體系內(nèi)有色物質(zhì)的顏色穩(wěn)定不變平衡 典例2(2019屆遼寧省阜新市海州高級(jí)中學(xué)高三第一次月考)一定溫度恒容密閉容器,可逆反應(yīng): A(g)+3B(g)2C(g), 下列敘述不是達(dá)到平衡的標(biāo)志的是( )C 的生成速率與C的分解速率相等單位時(shí)間內(nèi)a mol A 生成,同時(shí)生成3a mol BA、B、C 的濃度不再變化混合氣體的總壓強(qiáng)不再變化混合氣體的物質(zhì)的量不再變化單位時(shí)間消耗a mol A,同時(shí)生成2a mol CA、B、C 的分子數(shù)目比為1:3:2A、B、C 的反應(yīng)速率之比為1:3:2A B C D 【答案】B 三、化學(xué)平衡圖像圖像題解題方法(1)分析反應(yīng)速度圖像:看起點(diǎn):分清反應(yīng)物和生成物,濃度減小的是反應(yīng)物,濃度增大的是生成物,生成物多數(shù)以原點(diǎn)為起點(diǎn)??醋兓厔?shì):分清正反應(yīng)和逆反應(yīng),分清放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)。升高溫度時(shí),V吸熱V放熱??唇K點(diǎn):分清消耗濃度和增生濃度。反應(yīng)物的消耗濃度與生成物的增生濃度之比等于反應(yīng)方程式中各物質(zhì)的計(jì)量數(shù)之比。對(duì)于時(shí)間速度圖像,看清曲線是連續(xù)的,還是跳躍的。分清“漸變”和“突變”、“大變”和“小變”。增大反應(yīng)物濃度V正 突變,V逆 漸變。升高溫度,V吸熱 大增,V放熱 小增。(2)化學(xué)平衡圖像問(wèn)題的解答方法:三步分析法:一看反應(yīng)速率是增大還是減??;二看V正 、 V逆的相對(duì)大??;三看化學(xué)平衡移動(dòng)的方向。四要素分析法:看曲線的起點(diǎn);看曲線的變化趨勢(shì);看曲線的轉(zhuǎn)折點(diǎn);看曲線的終點(diǎn)。先拐先平:對(duì)于可逆反應(yīng)mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) ,在轉(zhuǎn)化率時(shí)間曲線中,先出現(xiàn)拐點(diǎn)的曲線先達(dá)到平衡。它所代表的溫度高、壓強(qiáng)大。這時(shí)如果轉(zhuǎn)化率也較高,則反應(yīng)中m+n>p+q。若轉(zhuǎn)化率降低,則表示m+n<p+q。定一議二:圖像中有三個(gè)量時(shí),先確定一個(gè)量不變,再討論另外兩個(gè)量的關(guān)系。強(qiáng)調(diào):不管是速率圖像還是平衡圖像,都要搞清縱、橫坐標(biāo)的含義,都要與化學(xué)原理相聯(lián)系,特別是與平衡移動(dòng)原理相聯(lián)系。典例3(2019屆湖南師大附中高三上學(xué)期月考)臭氧在煙氣脫硝中的反應(yīng)為2NO2(g)O3(g) N2O5(g)O2(g)。若此反應(yīng)在恒容密閉容器中進(jìn)行,下列選項(xiàng)中有關(guān)圖象對(duì)應(yīng)的分析正確的是( )ABCD平衡后升溫,NO2含量降低02 s內(nèi),v(O3)0.2 molL1s1v正:b點(diǎn)>a點(diǎn)b點(diǎn):v逆>v正恒溫,t1時(shí)再充入O3 【答案】C B、根據(jù)圖示可知,在02 s內(nèi),NO2濃度減小了0.4mol/L,則根據(jù)反應(yīng)方程式中物質(zhì)的關(guān)系可知,O3變化的濃度是0.2mol/L,所以該時(shí)間內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)速率是v(O3)=0.2mol/L2s=0.1mol/(L.s),故B錯(cuò)誤;C、升高溫度,化學(xué)反應(yīng)速率加快,由于溫度:b點(diǎn)>a點(diǎn),所以化學(xué)反應(yīng)速率:b點(diǎn)>a點(diǎn),根據(jù)圖像可知,b點(diǎn)在平衡曲線以下,說(shuō)明相同溫度下b點(diǎn)的NO2體積分?jǐn)?shù)小于平衡狀態(tài)時(shí)體積分?jǐn)?shù),所以b點(diǎn):v逆>v正,故C正確;D、恒溫時(shí),向容器中再充入O3,由于增大了反應(yīng)物的濃度,同時(shí)也增大了體系的壓強(qiáng),v正突然增大,v逆在這一瞬間不變,由于v逆v正,所以化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),故D錯(cuò)誤。典例4(江蘇省鹽城市阜寧中學(xué)2019屆高三上學(xué)期第一次月考)在2L的恒容密閉容器中充入A(g)和B(g),發(fā)生反應(yīng):A(g)B(g)2C(g)D(s) Ha kJ/mol實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和結(jié)果分別如下表和右圖所示。下列說(shuō)法正確的是實(shí)驗(yàn)序號(hào)溫度起始物質(zhì)的量熱量變化AB6001mol3mol96kJ8001.5mol0.5mol A 實(shí)驗(yàn)中,10min內(nèi)平均速率v(B)0.06mol/(Lmin);B 上述方程式中a160C 600時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)是1.5D 向?qū)嶒?yàn)的平衡體系中再充入0.5molA和1.5molB,A的轉(zhuǎn)化率減小【答案】BC A(g)B(g)2C(g)D(s) Ha kJ/mol,起始量(mol) 1 3 0 0 變化量(mol) 0.6 0.6 1.2 0.6 96kJ平衡量(mol) 0.4 2.4 1.2 0.6反應(yīng)焓變是指1molA全部反應(yīng)的熱量變化,則a=96kJ/0.6mol=160kJmol1,圖象分析,先拐先平溫度高,溫度越高C物質(zhì)的量越小,溫度升高,平衡逆向進(jìn)行,說(shuō)明反應(yīng)是放熱反應(yīng),所以a=-160kJmol1。故B正確;C、由B中可知平衡濃度:c(A)=0.2molL1,c(B)=1.2molL1,c(C)=0.6molL1,平衡常數(shù)K=0.62/0.21.2=1.5,故C正確;、反應(yīng)前后氣體體積不變,等比等效,開(kāi)始投入量 A與B的物質(zhì)的量之比為3:1,向?qū)嶒?yàn)的平衡體系中再充0.5 mol A和1.5 mol B,可以看作先投入0.5 mol A和0.5/3 mol B,兩個(gè)平衡為等效平衡,再把剩余的B加入。增大B的濃度使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),則A的轉(zhuǎn)化率增大,故D錯(cuò)誤;故選BC。典例5(2018年成都七中高考模擬考試)近幾年我國(guó)大面積發(fā)生霧霾天氣,2.5微米以下的細(xì)顆粒物(PM2.5)是導(dǎo)致霧霾天氣的“罪魁禍?zhǔn)住?。空氣中的CO、SO2、氮氧化物等污染氣體會(huì)通過(guò)大氣化學(xué)反應(yīng)生成PM2.5顆粒物。(1) 用CaSO4代替O2與燃料CO反應(yīng),是一種高效、清潔、經(jīng)濟(jì)的新型燃燒技術(shù),既可提高燃燒效率,又能得到較純的CO2,以便于被處理。反應(yīng)為主反應(yīng),反應(yīng)和為副反應(yīng)。CaSO4(s)4CO(g)=CaS(s)4CO2(g) H1189.2 kJmol-1CaSO4(s)CO(g)=CaO(s)CO2(g)SO2(g) H2210.5 kJmol-1CO(g)= C(s)CO2(g) H386.2 kJmol-1反應(yīng)2CaSO4(s)7CO(g)=CaS(s)CaO(s)6CO2(g)C(s)SO2(g)的H_。(2)已知由CO生成CO2的化學(xué)方程式為COO2CO2O。其正反應(yīng)速率為v正=K正c(CO) c(O2),逆反應(yīng)速率為v逆=K逆c(CO2) c (O),K正、K逆為速率常數(shù)。在2500 K下,K正=1.21105 Ls-1mol-1,K逆=3.02105 Ls-1mol-1。則該溫度下上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K值為_(kāi)(保留小數(shù)點(diǎn)后一位小數(shù))。(3)用活性炭還原法可以處理氮氧化物。某研究小組向某密閉容器中加入一定量的活性炭和NO,發(fā)生反應(yīng):C(s)2NO(g)N2(g)CO2(g) H=Q kJmol-1。在T1時(shí),反應(yīng)進(jìn)行到不同時(shí)間測(cè)得各物質(zhì)的濃度如下: 時(shí)間(min)濃度(molL-1)01020304050NO1.000.580.400.400.480.48N200.210.300.300.360.36CO200.210.300.300.360.36 010 min內(nèi),NO的平均反應(yīng)速率v(NO)=_;30 min后只改變某一條件,反應(yīng)達(dá)新平衡,根據(jù)上表數(shù)據(jù)判斷改變的條件可能是_(選填字母);a加入一定量的活性炭 b通入一定量的NO c適當(dāng)縮小容器的體積 d加入合適的催化劑若30min后升高溫度至T2,達(dá)到平衡時(shí),容器中NO、N2、CO2的濃度之比為533,則Q_0 (填“”、“”或“”)。(4)利用如圖所示電解裝置(電極均為惰性電極)也可吸收SO2,并用陰極室排出的溶液吸收NO2。與電源b極連接的電極的電極反應(yīng)式為_(kāi)。(5)NO2在一定條件下可轉(zhuǎn)化為NH4NO3和NH4NO2。相同溫度下,等濃度NH4NO3和NH4NO2兩份溶液,測(cè)得NH4NO2溶液中c(NH4+)較小,分析可能的原因_。【答案】151.1 kJmol-10.40.042 molL-1min-1bc2HSO32e2H+ =S2O422H2ONO2水解呈堿性,對(duì)NH4+的水解起促進(jìn)作用 或答出NO2與NH4+氧化還原產(chǎn)生氮?dú)庑逻_(dá)到平衡,圖表數(shù)據(jù)分析可知一氧化氮,氮?dú)?,二氧化碳濃度都增大;a加入一定量的活性炭是固體,對(duì)平衡無(wú)影響,故a不符合;b通入一定量的NO,反應(yīng)正向進(jìn)行,達(dá)到平衡后一氧化氮、氮?dú)?、二氧化碳濃度增大,故b符合;c適當(dāng)縮小容器的體積,反應(yīng)前后是氣體體積不變的反應(yīng),平衡不動(dòng),但個(gè)物質(zhì)濃度增大,符合要求,故c符合;d加入合適的催化劑,只能改變化學(xué)反應(yīng)速率,不能改變平衡,濃度不變,故d不符合;故答案為:bc;若30min后,達(dá)到平衡時(shí)容器中NO、N2、CO2的濃度之比2:1:1,升高溫度至T2,達(dá)到平衡時(shí),容器中NO、N2、CO2的濃度之比為3:1:1,所以平衡逆向進(jìn)行,逆向是吸熱反應(yīng),正反應(yīng)方向是放熱反應(yīng)Q0; (4)根據(jù)圖中信息可知,與電源b極連接的電極上HSO3得電子轉(zhuǎn)化為S2O42,發(fā)生的電極反應(yīng)式為2HSO32e2H+ =S2O422H2O;(5)NO2在一定條件下可轉(zhuǎn)化為NH4NO3和NH4NO2。相同溫度下,等濃度NH4NO3和NH4NO2兩份溶液,NO2水解呈堿性,對(duì)NH4+的水解起促進(jìn)作用 或答出NO2與NH4+氧化還原產(chǎn)生氮?dú)?,故測(cè)得NH4NO2溶液中c(NH4+)較小。

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