01 化学反应速率和化学平衡考情解读-《中学生数理化》高考理化2023年10月刊

■广东省佛山市高明区教师发展中心 雷范军 目前我国高考命题理念已经由“知识 立意、能力立意”转向“价 值 引 领、素 养 导 向、能力为重、知识为基”,因此化学反应方 向、限度与速率的复习需要我们制定精准 的复习策略,系统建构化学反应速率、可逆 反应与化学平衡状态、化学平衡常数、化学 平衡移动、化学反应自发进行的方向、工业 生产中反应条件的控制等必备知识,通过 模型构建、模型解释、模型预测、模型推理 等活动培养我们的学科思维能力,能够用 微观本质解释宏观现象,落实科学态度、社 会责任等素养的发展。 一、知识点重现 (一)化学反应速率。 1.概念理解。 2.注意事项。 (1)反应 mA(g)+nB(g)􀜩􀜨􀜑 pY(g)+ qZ(g)中各物质化学反应速率之比等于化学 计量数之比,即v(A)∶v(B)∶v(Y)∶v(Z) =m∶n∶p∶q。 (2)固体或纯液体(不是溶液),其浓度可 视为常数,因此对于有纯液体或固体参加的 反应一般不用其表示反应速率。 (3)随着反应的进行,反应物浓度将逐渐 减小,v 会逐渐减慢。因此化学反应速率通 常是指某一段时间内的平均反应速率,而不 是瞬时反应速率,没有负值,均取正值。 (4)比较化学反应速率大小的前提是同 一反应、同一物质、同一单位,步骤是:①变换 单位(将各化学反应速率的单位统一);②转 换物质(将各化学反应速率转换成用同一物 质表示的化学反应速率);③比较大小(各物 质的速率除以相应的化学计量数,数大的速 率快)。 (5)计算平均反应速率时,方法是:①利 用定义式v= Δc Δt 或 Δn V·Δt ;②利用速率之比 =化学计量数之比=各物质变化的浓度(Δc) 之比=各物质变化的物质的量(Δn)之比; ③利用“三段式”(准确写出化学反应方程式 中各物质的起始浓度、变化浓度、t时刻浓度 三行数据并计算)。 (6)实验测定化学反应速率时,常用物理 量:①气体的体积、体系的压强、颜色的深浅、 光的吸收、导电能力等(用精密仪器);②测反 应时间(用秒表或计时器)。 3.利用活化能与碰撞理论解释外界条件 对化学反应速率的影响。 (1)概念理解。 (2)注意事项。 ①决速反应:活化能最大的反应或速率 最慢的反应。决速浓度:最慢反应中反应物 的浓度决定总反应的反应速率。 ②活化分子的百分数越大,单位时间内 有效碰撞的次数越多,化学反应速率越快。 ③其他条件相同时,仅改变一个变量对 化学反应速率的影响规律: 3 知识篇 知识结构与拓展 高考理化 2023年10月 {#{QQABBYKQogCIAAAAAQhCUwVQCEIQkBAAAAoGgBAMoAAAQBFABAA=}#} (二)化学平衡。 1.概念理解。 2.注意事项。 (1)化学平衡状态是在一定条件下可逆 反应所能达到的最大程度,即该反应进行的 限度,化学反应的限度决定了反应物在该条 件下的最大转化率。 (2)判断达到化学平衡的标志:①用速率 判断,先找出正、逆反应速率,再看物质,若同 一物质,则正逆速率相等,若不同物质,则速 率之比=系数之比;②用宏观标志,变量(反 应前后发生改变的物理量等)不变能够说明 已达化学平衡,不变量不变不能说明平衡; ③限度标志,图像中的极限点(即平衡点,此 时生成物的产率最大,百分含量最大,或反应 物的转化率最大,百分含量最小),极限点前 (非平衡点,受反应速率控制,加催化剂,反应 物的转化率变大),极限点后(新平衡点,受平 衡控制,加催化剂,反应物的转化率不变)。 (3)化学平衡的计算模式及解题思路。 ①计算模式———三行数据法。 aA(g)+bB(g)􀜩􀜨􀜑 cC(g)+dD(g) c(始)/(mol·L-1) n1 n2 0 0 Δc/(mol·L-1) x b ax c ax d ax c(平)/(mol·L-1) n1-x n2- b ax c ax d ax ②解题思路:先巧设未知数(具体题目要 具体分析,灵活设立,一般设某物质的转化量 为x),再确定三个量(根据反应物、生成物及 变化量的三者关系代入未知数确定平衡体系 中各物质的起始量、变化量、平衡量,并按① 中“模式”计算),然后解决题设问题(明确 “始”“变”“平”三行数据,根据相应关系求平 衡时某成分的浓度、反应物转化率等,得出题 目答案)。 (4)化学平衡常数。 (5)速率方程、速率常数和平衡常数的 关系。 ①基元反应aA(g)+bB(g)􀜩􀜨􀜑 cC(g)+ dD(g)的v正 =k正 ·ca(A)·cb(B),v逆 = k逆·cc(C)·cd(D)。 ②速率常数和平衡常数的关系:平衡条 件是v正=v逆, k正 k逆= cc(C)×cd(D) ca(A)×cb(B) =K。 ③升