2023年高考考前20天备战化学冲刺系列专题6化学反应速率和化学平衡doc高中化学.docx

专题6·化学反响速率和化学平衡 【2023考纲解读】任何化学反响都涉及到快慢的问题，特别是化工生产中和实验室制备物质时，都要认真考虑反响进行的快慢及改变的方法如何，所以每年的高考都会出现本局部的题目。在命题中出现的题型主要是选择题，同一个问题可能从不同角度来考查；另外，除直接考查根本知识外，还增加了考查学生分析问题能力和应用知识能力的题目。考查的主要知识点有：①利用化学反响速率的数学表达式进行的有关计算；②反响中各物质反响速率之间的关系；③根据浓度、温度、压强、催化剂、颗粒大小、光等外界条件的改变，定性判断化学反响速率的变化。近几年的命题出现了通过化学反响速率测定的方法考查数学处理能力等趋势。考查考生对化学反响速率的理解，对化学反响速率表示方法的认识，以及运用化学方程式中各物质的化学计量比的关系进行有关的简单计算。 【考点回忆】 考点一、化学反响速率 1．定义：单位时间内反响物或生成物的物质的量的变化（以单位时间内反响物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示），用来衡量化学反响进行快慢的物理量。 2．表达方式 ，式中Δc(A)表示物质A的物质的量浓度的变化，单位为mol/L，Δt表示时间，单位为s（秒）、min（分）、h（时）。v(A)表示物质A的化学反响速率。单位是mol/(L·s)或mol/(L·min)或mol/(L·h)。 3．化学反响速率的规律 同一化学反响，用不同物质的量浓度变化变化表示的化学反响速率之比等于化学方程式中相应物质的计量数之比。这是有关化学反响速率的计算或换算的依据。 如：对于化学反响：a A(g) + b B(b) = c C(g) + d D(g)，那么存在v(A)：v(B)：v(C)：v(D) = a：b：c：d。 注意：⑴化学反响速率均为正值； ⑵化学反响速率通常是指某种物质在某一段时间内化学反响的平均速率，而不是指某一时刻的瞬时速率； ⑶由于在反响中纯固体和纯液体的浓度是恒定不变的，因此对于有纯固体和纯液体参加的反响，一般不用纯固体或纯液体来表示化学反响速率 ⑷对于同一化学反响，在相同的反响时间内，用不同的物质来表示其反响速率，其速率的值可能不同，但这些不同的数值表示的是同一个化学反响在同一段时间内的反响，所以为相同的速率。所以比较速率时不能只看速率的数值，还要说明是用那种物质表示的速率。 考点二、影响化学反响速率的因素 主要因素为内因： 参加化学反响的物质的性质是决定化学反响速率的主要原因。反响的类型不同，物质的结构不同，都会导致反响速率的不同。 外因的影响： 1．浓度对化学反响速率的影响 ⑴结论：当其他条件不变时，增加物质的浓度可以加快化学反响速率。减小物质的浓度可以使化学反响速率减慢。 ⑵理论解释：在其他条件不变时，对某一反响来说，活化分子在反响物分子中所占的百分数是一定的，当增大反响物的浓度时，活化分子数增多，因此有效碰撞次数增多，，所以化学反响速率加快。因此，增加反响物浓度可以加快化学反响速率。 ⑶本卷须知： ①对于纯液体和固体物质，可认为其浓度是一个常数，它们的量的改变不会影响化学反响速率。 ②固体反响物颗粒的大小，能够影响物质的接触面积，进而影响化学反响速率。在固体质量相等的情况下，固体的颗粒越小，与物质的接触面积越大，有效碰撞次数越多，化学反响速率越快。 2．压强对化学反响速率的影响 ⑴结论：对于有气体参加的化学反响，当其他条件不变时，增大气体的压强，可以加快化学反响速率，减小气体的压强，那么减慢化学反响速率。 ⑵理论解释：在其他条件不变时，增大压强，那么使气体体积减小，气体的浓度增大，单位体积内的活化分子数增多，从而增加了有效碰撞的次数，使化学反响速率加快。因此增大压强，化学反响速率加快。当减小压强时，气体体积增大，单位体积内的活化分子数减少，有效碰撞次数减少，反响速率减慢。 ⑶本卷须知： ①在讨论压强对化学反响速率的影响时，应区分引起压强改变的原因，对于气体参加的反响体系来说，有以下几种情况 a．恒温时，增加压强体积减小浓度增大化学反响速率加快 b．恒容时，充入气体反响物总压强增大浓度增大化学反响速率加快 恒容时，充入稀有气体总压强增大，但各物质的浓度不发生变化，所以化学反响速率不变 c．恒压时，充入稀有气体体系体积增大各反响物浓度减小反响速率减慢 ②由于压强改变时，固体、液体或溶液的体积影响很小，因而它们对浓度改变的影响也很小，可以认为改变压强时对它们的反响速率无影响。 3．温度对化学反响速率的影响 ⑴结论：当其他条件不变时，升高温度，可以加快化学反响速率，降低温度，化学反响速率减慢。 ⑵理论解释：当其他条件不变时，升高温度，可以增加物质分子的能量，使活化分子的百分含量增加，有效碰撞次数增多，化学反响速率加快；假设降低温度，那么减少了活化分子的的百分含量，有效碰撞次数减少，化学反响速率减慢。 ⑶本卷须知： a．由于升高温度直接改变了活化分子的百分含量，所以温度的改变对于化学反响速率的改变比浓度和压强的改变大，一般温度每升高10℃，化学反响速率加快2~4倍。 b．升高温度，可以增加所有分子的能量，所以温度对于所有的反响的有影响。 4．催化剂对化学反响速率的影响 ⑴结论：当其他条件不变时，参加催化剂（一般指正催化剂）可以加快化学反响速率。 ⑵理论解释：当其他条件不变时，参加催化剂，可以改变化学反响的途径，降低化学反响的活化能，使活化分子的百分含量增加，有效碰撞次数增加，化学反响速率加快。 ⑶本卷须知： a．催化剂：能改变化学反响速率，而本身的组成、质量以及化学性质不发生改变的物质。 b．催化剂的活性往往因接触少量杂质而明显下降，甚至遭到破坏，这种现象叫做催化剂中毒，工业上为了防止催化剂中毒，要把原料进行净化处理以除去杂质。 c．由于参加催化剂可以在很大程度上增加活化分子的百分含量，所以参加催化剂可以成千上万倍的加快化学反响速率。 5．其他因素的影响 光、超声波、激光、放射线、电磁波、反响物颗粒大小、扩散速率、溶剂等因素也都能对某些化学反响的反响速率产生一定的影响，另外形成原电池也是加快化学反响速率的一种方法。 6．浓度、压强、温度、催化剂的变化与活化分子的分数、有效碰撞次数及反响速率的关系。 条件变化 反响体系内变化 注意点 浓度增大 单位体积内分子总数增加，反响速率增大。 活化分子百分数不变，由于单位体积内分子总数增多， 引起 单位体积内活化分子总数增多。 压强增大 单位体积内气体分子总数增加，反响速率增大。 无气体物质参加或生成的反响，压强变化不影响反响速率。可逆反响中，增大压强正、逆反响速率都加快，减小压强逆 反响速率都减慢。 温度升高 分子的平均能量升高，使反响速率增大。 温度每升高10℃，反响速率通常增大到原来的2～4倍。可逆反响中，升高温度正、逆反响速率都增大，降低温度正、逆反响速率都减小。 使用正催化剂 改变了反响历程，反响易于发生，使反响速率增大。 催化剂降低了活化能，使一局部原先的非活化分子变为活化分子，提高了活化分子的百分数。催化剂对反响速率的影响很大， 是工业生产中改变反响速率的主要手段。正逆反响速率都增大，且正逆反响速率以相同的幅度增大。 考点三、化学平衡 1．化学平衡的标志 （1）定义 在一定条件下的可逆反响，正反响和逆反响的速率相等，反响混合物中各组分的浓度保持不变的状态，叫做化学平衡状态，简称化学平衡 （2）可逆反响： 在相同条件下，既能向正反响方向进行又能向逆反响方向进行的反响，化学方程式中向右进行的反响叫正反响，向左进行的反响叫逆反响。可逆反响的特点：整个体系中无论反响物还是生成物在反响结束后都不会消失。 (3)化学平衡的标志是：①；②各组分的物质的量、质量、含量保持不变。 2.速度与平衡的关系 （1），平衡向正反响方向移动。 （2），平衡不移动。 （3），平衡向逆反响方向移动。 3．化学平衡的特点 ⑴“动〞：化学平衡属于动态平衡，到达平衡时正反响和逆反响仍在进行。 ⑵“等〞：v(正) = v(逆) > 0。平衡的重要原因是正反响速率等于逆反响速率。 ⑶“定〞：平衡时组分的百分含量不变。反响物和生成物在整个体系中都含有，但是它们的百分含量一定，不再改变。 ⑷“变〞：假设条件改变，那么化学平衡破坏，并在新条件下继续建立新的平衡。当改变条件，使v(正) ≠ v(逆)时，平衡不再存在，反响继续向平衡方向进行。旖旎可逆反响总是向建立平衡的方向进行的。 4.化学平衡状态的判断 可逆反响到达平衡时，V正=V逆，即单位时间内任一物质生成多少，就消耗多少。表现在外部的特点是：各物质的物质的量不变，总物质的量也不变，每一种物质的物质的量的百分含量也不变，混合气体的平均相对分子质量也不变，每种物质的浓度也不变，如温度、体积固定，反响容器内的总压，也不随时间的变化而变化。（但对反响前后气体物质分子数相等的可逆反响，就不能用总压、平均分子质量是否随时间变化来判断是否到达了平衡。） （1）直接（特征）标志： ①V正=V逆：指反响体系中的用同一种物质来表示的正反响速率和逆反响速率相等，但对不同物质而言，速率不一定相等。 现以N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）为例，在单位时间、单位体积内： a.假设有1molN2消耗（代表V正），同时有1molN2生成（代表V逆）。同种物质只需考虑量是否相同，所以有1molN2消耗必然同时有1molN2生成，即V正（N2）=V逆（N2）。 b.假设有1molN2消耗（代表V正），同时有3molH2生成（代表V逆）。不同种物质要考虑化学计量数，由化学方程式知N2和H2化学计量数之比为1：3，所以有1molN2消耗必然同时有3mol H2生成，即V逆（H2）＝3V正（N2），由此可见两者数值不相等。 c.同理可得以下关系：假设有1molN2消耗（代表V正），同时有2mol NH3消耗（代表V逆）；假设有nmolN2消耗（代表V正），同时有2nmol NH3消耗（代表V逆）…… d.同时还可以推出：假设有1molN≡N键断裂，那么有6molN－H键断裂。 ②各物质的百分含量保持不变。 （2）间接（等价）标志： ①混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时间的改变而改变。（注：m+n≠p）对于反响前后的气体物质的分子总数不相等的可逆反响（如2SO2+O2 2SO3）来说，可利用混合气体的总压、总体积、总物质的量是否随着时间的改变而改变来判断是否到达平衡。对于反响前后气体物质的分子数相等的可逆反响：（如H2+I2（g） 2HI），不能用此标志判断平衡是否到达，因为在此反响过程中，气体的总压、总体积、总物质的量都不随时间的改变而改变。 ②各物质的浓度不随时间的改变而改变。 ③各物质的物质的量不随时间的改变而改变。 ④各气体的体积、各气体的分压不随时间的改变而改变。 小结：判断可逆反响到达平衡状态的方法和依据 例举反响 mA（g）+nB（g）pC（g）+qD（g） 混合物体系中各成分的浓度[来 （1）各物质的物质的量或各物质的物质的量的分数一定 平衡 （2）各物质的质量或各物质的质量分数一定 平衡 （3）各气体的体积或体积分数一定 平衡 （4）总体积、总压力、总物质的量一定。（如反响前后气体体积不变的反响） 不一定平衡 正逆反响速率的关系 （1）单位时间内消耗了mmolA同时生成mmolA，那么v正=v逆（对于同一物质而言） 平衡 （2）在单位时间内消耗了nmolB同时消耗了pmolC，那么v正=v逆 平衡 （3）v（A）：v（B）：v（C）：v（D）=m：n：p：q（v正不一定等于v逆） 不一定平衡 （4）在单位时间内生成了n molB，同时消耗了q molD（因均指v逆） 不一定平衡 压强 （1）假设m+np+q时，总压力一定（其它条件一定） 平