■2011化学高考必备课件+练习全套■7-1第七章 化学反应速率和化学平衡

化学反应速率和化学平衡是中学化学主干知识，是每年高考的必考内容，对反应速率概念，化学平衡状态的判断及外界条件对化学反应速率和化学平衡状态的影响等知识的考查一般出现在第一卷的选择题中，如2009山东理综14、2009宁夏理综10、2009福建理综12、2009广东化学15；化学平衡中关于转化率、平衡常数的变化和计算，则经常设计成思维难度较高的题目出现在第二卷的综合题中，如2009浙江理综27、2009江苏化学20，以考查学生的综合思维判断能力。2009年高考从影响化学反应速率的因素到化学平衡的移动以及K值的计算进行了全方位的考查。第七章化学反应速率和化学平衡预计今后的高考在本章的出题原则可能会遵循以下两点：1．稳定高考命题的指导思想是稳中有变。今后对化学平衡的考查也会在题型、题量、赋分、取材、命题风格上保持相对稳定。2．创新创新是试题的灵魂和魅力所在。化学平衡包括很广阔的创新空间，如化学反应速率和化学平衡的实验分析和设计，灵活多样的平衡图象等。另外，化学平衡的思想和勒夏特列原理在其他平衡体系中的应用。化学平衡常数的计算和应用也需要特别关注。第一节化学反应速率及影响因素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大作用。3．理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响，认识其一般规律。4．了解化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域中的作用。5．依据反应方程式计算化学反应速率，比较化学反应速率的大小。1．表示方法通常用单位时间内反应物浓度的或生成物浓度的来表示。2．计算式，表达式中Δc表示，单位为。对于Δc(反应物)＝，对于Δc(生成物)＝。Δt表示，单位为等。浓度的改变量减少增加mol/Lc(初)—c(末)c(末)－c(初)反应所需时间s，min，h3．单位一般为或或。4．意义衡量化学反应进行的。5．特点(1)同一化学反应用不同物质单位时间内浓度的改变量表示速率，数值可能不同，但表示意义(相同、不相同)。因此，在表示化学反应速率时，必须注明是以哪种物质做标准的。mol/(L·s)mol/(L·min)mol/(L·h)快慢相同(2)同一化学反应中以不同物质(各物质均为气体)表示的反应速率之比一定等于它们的化学计量数之比。如对任一反应aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝。思考：能用纯固体、纯液体表示反应速率吗？提示：对于纯固体或纯液体参加的化学反应，因其在反应中浓度不改变，故不用纯固体、纯液体表示反应速率。a∶b∶c∶d1．有效碰撞、活化分子和活化能(1)有效碰撞：本身具有的分子之间发生化学反应的碰撞。(2)活化分子：能够发生的分子。(3)活化能：活化分子的平均能量与所有分子的平均能量之差如图：反应的活化能是，反应热。较高能量有效碰撞ΔH＝(E1－E2)kJ·mol－1E12．影响因素(1)内因(主要因素)：反应物本身的，如金属与水反应的速率：NaMg。(2)外因(其他条件不变，改变一个条件)性质对于一个可逆反应，若改变浓度导致正反应速率增大，那么逆反应速率会发生怎样的变化？提示：逆反应速率也会增大。因为正反应速率增大，使生成物浓度增大，导致逆反应速率也增大。但应注意问的是改变条件瞬间，还是以后的过程。1．从“有效撞碰”理论理解外因对反应速率的影响规律总结：浓度、压强、温度、催化剂影响反应速率的实质是——改变了单位体积内活化分子的数目。单位体积内活化分子的数目增加，反应速率加快；反之减小。2．注意问题(1)因为固体和纯液体的浓度可视为常数，所以改变其用量对反应速率几乎无影响。但改变固体表面积对反应速率有影响。(2)改变压强对化学反应速率产生影响的根本原因是引起浓度的改变。所以在讨论压强对反应速率的影响时，应分析引起压强改变的原因及这种改变对反应体系的浓度产生何种影响。对于气体反应体系，有以下几种情况：【例1】(2009·山东理综，14)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)是制备硫酸的重要反应。下列叙述正确的是()A．催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率B．增大反应体系的压强，反应速率一定增大C．该反应是放热反应，降低温度将缩短反应达到平衡的时间D．在t1、t2时刻，SO3(g)的浓度分别是c1、c2，则时间间隔t1～t2内，SO3(g)生成的平均速率为解析：本题重点考查化学反应速率的影响因素，还有反应速率的简单计算。V2O5作为催化剂，能同等程度改变正、逆化学反应速率，A不正确；压强并不是影响反应速率的唯一因素，只有当其他条件不变时，增大压强，反应混合物的浓度增大时，反应速率才增大，B不正确；不管反应吸热、放热，降低温度均减小反应速率，达到平衡时间增多，C不正确，据v＝，可知D正确。答案：D1．利用化学反应速率的定义计算时，必须注意分子为反应前后同一种物质的物质的量的变化，而且不能取负值(只能取绝对值)，分母是反应所需时间与容器容积的乘积，注意在计算过程中不能漏掉容器的容积。2．化学反应速率与化学平衡往往交织在一起进行考查，结合具体的化学反应，通过外界条件对化学反应速率的影响因素的分析，就可以“读懂”关键词句的含义。3．当有多个选项需要考查其正误时最好把考查过的正确的或错误的选项当作已知条件使用来考查后边的选项的正误，这样可以节约时间、提高效率和正确率，而不必每个选项都从头考查起。1．(2010·模拟精选，山东临沂一模)下列有关化学反应速率的说法中，正确的是()A．100mL2mol/L的盐酸与锌反应时，加入适量的氯化钠溶液，生成氢气的速率不变B．用铁片和稀硫酸反应制取氢气时，改用铁片和浓硫酸可以加快产生氢气的速率C．二氧化硫的催化氧化是一个放热反应，所以升高温度，反应速率减慢D．汽车尾气中的CO和NO可以缓慢反应生成N2和CO2，减小压强，反应速率减慢解析：选项A中，加入氯化钠溶液，因氯化钠溶液中有溶剂水，则它的加入相当于对盐酸稀释，浓度降低，反应速率减慢；选项B中，改用铁片与浓硫酸反应时，如常温则发生钝化，如加热，则反应生成二氧化硫气体，得不到氢气；选项C中，不论该化学反应是放热反应还是吸热反应，升温，化学反应速率必然加快；对有气体参与的反应，减小压强，气体的浓度降低，反应速率减慢。答案：D对于可逆反应，外界条件对正、逆反应速率的影响可用以下词语概括：突变、渐变；强变、弱变；等变、不变。1．增大反应物浓度：v(正)突变，v(逆)渐变。2.增大压强：(1)若Δvg0，则v(正)强变，v(逆)弱变；(2)若Δvg0，则v(正)弱变，v(逆)强变。3．升高温度：(1)若ΔH0，则v(正)弱变，v(逆)强变；(2)若ΔH0，则v(正)强变，v(逆)弱变。4．使用催化剂或对Δvg＝0的反应加压：v(正)与v(逆)等变。5．若加入固体反应物(或产物)，或向恒容反应器内充入惰性气体：则v(正)与v(逆)不变。【例2】在容积不变的密闭容器中存在如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH0，某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是()A．图Ⅰ研究的是t0时刻增大O2的物质的量浓度对反应速率的影响B．图Ⅱ研究的是t0时刻通入氦气增大体系压强对反应速率的影响C．图Ⅲ研究的是催化剂对化学平衡的影响，且甲的催化效率比乙高D．图Ⅲ研究的是温度对化学平衡的影响，且乙的温度较高解析：这是一道把图象、反应速率的影响因素等结合在一起的逆向考查综合题。图Ⅰ中t0时刻的v(正)、v(逆)都高于原平衡化学反应速率且v(正)v(逆)，应是增大体系的压强所致，A项错；图Ⅱ中图象显示v(正)＝v(逆)都高于原平衡体系，而体系中通入氦气只能增大体系的总压，并未改变各组分的分压，故不影响v(正)、v(逆)，B项错；催化剂只能改变化学反应速率，对化学平衡无影响，因而加入催化剂后，甲、乙能达到同一平衡状态，C项错；图Ⅲ中乙比甲到达平衡所需时间短，其他条件不变时，T(乙)T(甲)，且此反应是ΔH0，温度由T(乙)―→T(甲)降低，α(SO2)升高，符合曲线变化，D项正确。答案：D反应速率图象(1)速率－时间图：此类图象定性揭示了v正、v逆随时间(含条件改变对速率的影响)变化的规律，体现了平衡的“动、等、定、变”的基本特征，以及平衡移动的方向等。如N2＋3H22NH3；ΔH0。建立平衡后加热对速率的影响如图。(2)速率—温度(压强)图：这类图有两种情况：一是不隐含时间变化的速率—时间图，二是隐含时间变化的速率—时间图。以2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH0为例，v－T(p)图如下图：2．对于达到平衡的可逆反应：X＋YW＋Z，其他条件不变时，增大压强，正、逆反应速率(v)变化的情况如图所示。下列对X、Y、W、Z四种物质状态的描述正确的是()A．W、Z均为气体，X、Y中只有一种为气体B．X、Y均为气体，W、Z中只有一种为气体C．X、Y或W、Z中均只有一种为气体D．X、Y均为气体，W、Z均为液体或固体解析：从图象中可知，增大压强，v(正)、v(逆)都增大，但v(正)v(逆)平衡向正反应方向移动，即平衡向气体体积减小的方向移动，对照选项，只有选项B符合要求。D项，增大压强时，v′(逆)不增大，故不符合题意。答案：B【例1】反应A＋3B2C＋2D在四种不同情况下的反应速率分别为①v(A)＝0.15mol/(L·s)；②v(B)＝0.6mol/(L·s)；③v(C)＝0.4mol/(L·s)；④v(D)＝0.45mol/(L·s)。该反应进行的快慢顺序为________。解析：若以物质A为标准，将用其他物质表示的反应速率换算为用物质A表示的速率，则有：v(A)∶v(B)＝1∶3，则②表示的v2(A)＝0.2mol/(L·s)；v(A)∶v(C)＝1∶2，则③表示的v3(A)＝0.2mol/(L·s)；v(A)∶v(D)＝1∶2，则④表示的v4(A)＝0.225mol/(L·s)。故反应进行的快慢顺序为：④③＝②①。答案：④③＝②①高分策略比较反应速率大小时，不仅要看反应速率数值的大小，还要结合化学方程式中的化学计量数的大小进行比较。比较时要将不同物质表示的速率统一单位后换算为用一物质表示的速率。【例2】(8分)“碘钟”实验中，的反应速率可以用I与加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量，t越小，反应速率越大。某探究性学习小组在20℃进行实验，得到的数据如下表：实验编号①②③④⑤c(I－)/mol·L－10.0400.0800.0800.1600.120c(S2O)/mol·L－10.0400.0400.0800.0200.040t/s88.044.022.044.0t2请回答下列问题：(1)该实验的目的是________________________________________________________________________。(2)显色时间t2＝________。(3)温度对该反应的反应速率的影响符合一般规律，若在40℃下进行编号③对应浓度的实验，显色时间t2的范围为()A．22.0sB．22.0s～44.0sC．44.0sD．数据不足，无法判断(4)通过分析比较上表数据，得到的结论是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。点评(1)易失2分，回答过于笼统，没有点明是“I－和S2O浓度”对反应速率的影响(4)易失2分，回答不具体，仅停留在了浓度越大，反应速率越大，而没有挖掘出反应物起始浓度乘积与反应速率的相互关系。点拨反应物浓度是影响化学反应速率大小的一个重要因素。由题目中表格数据可分析出c(I－)与c(S2O)的积越大，反应速率越快，显蓝色所需时间越少，故实验目的应是研究反应物I－与S2O的浓