2016届高考化学(江苏专用)二轮复习与增分策略：专题八化学反应速率、化学平衡

专题八化学反应速率化学平衡1.了解化学反应速率的概念和平均反应速率的定量表示方法。2.理解温度、浓度、压强和催化剂等对化学反应速率影响的一般规律。3.认识催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。4.认识化学反应的可逆性。能用焓变和熵变说明常见简单化学反应的方向。考纲要求5.理解化学平衡和化学平衡常数的含义，能用化学平衡常数进行简单计算。6.理解浓度、温度、催化剂等对化学平衡影响的一般规律。7.认识化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产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、化学反应进行的方向栏目索引考点二全面突破化学平衡考点三全面突破化学平衡常数及转化率考点四看图识图借图破解知识精讲考点一化学反应速率及其影响因素、化学反应进行的方向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。1.深度剖析v(B)＝ΔcBΔt＝ΔnBVΔt(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”―――→引起总压增大―→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”―――→引起体积增大―――→引起物质浓度减小(活化分子浓度减小)―――→引起反应速率减小。(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(ΔH0)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()√×4.正确理解化学反应进行的方向(1)化学反应有三大问题：①什么条件下反应可以发生(方向问题)。②反应的快慢问题(化学反应速率)。③反应能否进行的程度问题(转化率与Ka)。(2)自发、非自发反应与温度条件有关：ΔG＝ΔH－T·ΔSΔH0，ΔS0⇒ΔG小于0⇒任何温度下反应均自发进行ΔH0，ΔS0⇒ΔG在低温下小于0⇒低温自发ΔH0，ΔS0⇒ΔG在高温下小于0⇒高温自发ΔH0，ΔS0⇒ΔG一定大于0⇒任何温度下非自发注意①自发反应指反应在当前可以发生，但速率可能很快，也可能很慢；转化率可能很高，也可能很低。②非自发反应指反应当前不可自发进行，但是可以通过调整温度转变成自发反应(例如，ΔH0，ΔS0的反应低温可自发)；也可以通过电解等手段强迫发生。判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH0()(2)一定温度下，反应MgCl2(s)===Mg(s)＋Cl2(g)的ΔH0，ΔS0()(3)常温下，反应4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(s)能自发进行，则ΔH0()×√√(4)常温下，反应2A(s)＋B(g)===2C(g)＋D(g)不能自发进行，则该反应ΔH一定大于0()(5)反应Hg(l)＋H2SO4(aq)===HgSO4(aq)＋H2(g)在常温下不能自发进行，则ΔH0()(6)常温下，2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)能够自发进行，则该反应的ΔH0()(7)一定温度下，反应2NaCl(s)===2Na(s)＋Cl2(g)的ΔH0，ΔS0()(8)8NH3(g)＋6NO(g)===7N2(g)＋12H2O(g)ΔH0，则该反应一定能自发进行()√√√×√题组集训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__________________。解析分析图像知Δc(Z)＝1.58mol2L＝0.79mol·L－1，v(Z)＝0.79mol·L－110s＝0.079mol·L－1·s－1。0.079mol·L－1·s－1(2)该反应的化学方程式为___________________。解析由各物质转化的量：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)。X(g)＋Y(g)2Z(g)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_____________________。解析前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)。3A(g)＋B(g)2C(g)(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。解析生成物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。答案(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__________________。解析丙容器中v(C)＝9.6mol·L－1·min－1＝0.16mol·L－1·s－1，则甲容器中vAa＝vA3＝0.3mol·L－1·s－13＝0.1mol·L－1·s－1，乙容器中vBb＝vB1＝0.12mol·L－1·s－11＝0.12mol·L－1·s－1，丙容器中vCc＝vC2＝0.16mol·L－1·s－12＝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。答案乙甲丙Ⅲ.密闭容器中发生如下反应：A(g)＋3B(g)2C(g)ΔH0。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____________。解析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。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。答案升高温度加入催化剂减小压强(2)反应速率最快的时间段是________。解析由于在t3时刻加入的是催化剂，所以t3～t4段反应速率最快。t3～t4段易误警示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vAa与vBb的大小，若vAavBb，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______________________________________________________。解析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↑。Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu，Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑(2)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是___________________________________________________________。解析由于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。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)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_________。解析4种溶液中能与Zn发生置换反应的只有Ag2SO4：Zn＋Ag2SO4===ZnSO4＋2Ag。Ag2SO4(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)。解析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。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)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ABCDEF4mol·L－1H2SO4/mL30V1V2V3V4V5饱和CuSO4溶液/mL00.52.55V620H2O/mLV7V8V9V10100①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_______