内容正文:
重难点11 化学反应速率与化学平衡
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化学反应速率与化学平衡
考向一 化学反应速率及影响因素
考向二 化学平衡及影响因素
考向三 “图像型”化学反应速率与平衡综合分析
考向四 “表格型”化学反应速率与平衡综合分析
化学反应速率与化学平衡是高考的必考内容,一直是高考命题的重点和热点,题型大多以生产、生活、环境或科技素材为载体进行设置,还可能将电化学、电解质溶液知识等融于其中。主要考查点有:
①结合图像(或速率方程式)计算化学反应速率或分析反应速率变化的原因;
②结合化学平衡图像,考查化学平衡常数(或压强平衡常数)和平衡转化率的计算、化学平衡移动的原因分析等。
预计2024年高考对本专题的考查仍会以选择题和综合题为主,其中外界因素对平衡状态的影响、化学平衡常数、与化学平衡和化学反应速率相关的计算是考查的重点。侧重考查考生分析问题能力,信息整合应用能力等,试题难度有逐渐加大的趋势。
【策略1】掌握化学反应速率的计算公式及影响因素
1.常用表示方法及计算
(1)表达式:v(A)==,单位时间内反应物浓度的减小量或生成物浓度的增加量(均取正值);
(2)单位:mol·L-1·s-1、mol·L-1·min-1、mol·L-1·h-1
(3)注意事项:
①浓度变化只适用于气体和液体中的溶质,不适用于固体和纯液体;
②v指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;
③化学反应速率在一定条件下,也可以用其他物理量表示。如单位时间内气体体积变化、压强变化、颜色变化、固体质量变化等。
(4)用不同物质的浓度变化表示同一化学反应的反应速率时,反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。例如,对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q。
2.化学反应速率大小的比较方法
由于同一化学反应的反应速率用不同物质表示时数值可能不同,所以比较反应的快慢不能只看数值的大小,而要进行一定的转化。
(1)看单位是否统一,若不统一,换算成相同的单位。
(2)单位统一后,换算成同一物质表示的速率,再比较数值的大小。
(3)也可以直接比较化学反应速率与化学计量数的比值。
即对于一般反应aA+bB===cC+dD,比较与,若>,则A表示的反应速率比B的大。
3.影响化学反应速率的因素
(1)内因(主要因素):反应物本身的性质是影响化学反应速率的决定因素。如卤素单质与H2反应的速率大小关系为F2>Cl2>Br2>I2,镁、铝、锌、铁与稀硫酸反应的速率大小关系为Mg>Al>Zn>Fe。
(2)外因(只改变一个条件,其他条件不变)
浓度
增大反应物浓度,反应速率加快,反之减慢。浓度对化学反应速率的影响的注意事项:
(1)固体和纯液体的浓度可视为常数,改变其物质的量,对反应速率无影响,但要注意水对溶液的稀释作用。
(2)若某物质的浓度变化改变了其性质,反应实质可能发生改变,要具体分析反应速率的变化(如铁与稀硫酸反应,在一定浓度范围内反应速率与浓度有关,但常温下铁遇浓硫酸钝化)。
(3)对于离子反应,只有实际参加反应的各离子浓度发生变化,才会引起化学反应速率的改变。
压强
对于有气体参加的反应,增大压强,反应速率加快,反之减慢。压强对化学反应速率的影响注意事项:
压强影响反应速率适用于有气体参加的化学反应,压强改变反应速率的实质是通过改变物质浓度引起的,若压强的改变没有导致浓度发生变化,则反应速率不变。
对于有气体参与的反应,有如下三种类型:
(1)恒温时
①体积减小→压强增大→气体反应物浓度增大→反应速率增大。
②体积增大→压强减小→气体反应物浓度减小→反应速率减小。
(2)恒温恒容时
①充入气体反应物→总压强增大→气体反应物浓度增大→反应速率增大。
②充入“惰性气体”→总压强增大→反应物浓度不变→反应速率不变。
(3)恒温恒压时
充入“惰性气体”→体积增大→反应物浓度减小→反应速率减小。
温度
升高温度,反应速率加快,反之减慢。无论是吸热反应还是放热反应,升高温度,反应速率均加快,但增大的倍数可能不同。
催化剂
使用催化剂,能改变化学反应速率,且正、逆反应速率的改变程度相同。催化剂对反应速率的影响注意事项:
其他因素
反应物间的接触面积、光照、放射性辐射、超声波等。
4.基元反应和有效碰撞理论
(1)基元反应:大多数化学反应往往经历多个反应步骤才能实现,其中每一步反应都称为基元反应。
反应历程:基元反应反映了化学反应的历程,反应历程又称反应机理。
如:2HI===H2+I2实际上经过下列两步反应完成:
①2HI→H2+2I·
②2I·→I2
(2)有效碰撞
①基元反应发生的先决条件是反应物的分子