题型二 反应速率及速率常数的计算-备战2024年高考化学答题技巧与模板构建

题型二 反应速率及速率常数的计算 化学反应速率为高考的重点考查内容，分定性和定量两个方面。定性方面为化学反应速率概念的分析及外界条件改变对化学反应速率结果的判断；定量方面为有关反应速率的计算和比较；近年高考中，化学常涉及化学反应速率常数相关试题。速率常数虽然在高中教材中未曾提及，但近几年高考中，对速率常数和速率方程的考查成为新宠，此类试题主要考查考生知识获取能力、“变化观念与平衡思想”和“证据推理与模型认知”的化学学科核心素养，要求考生有较强的信息整理能力，认识到化学反应速率是可以调控的，能够多角度、动态地分析化学变化，通过数据分析推理，建立认知模型，并运用认知模型解释变化的规律。 最基本的方法模式是“平衡三段式法”。具体步骤是在化学方程式下写出有关物质起始时的物质的量、发生转化的物质的量、平衡时的物质的量(也可以是物质的量浓度或同温同压下气体的体积)，再根据题意列式求解。 　　　　　 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) n(起始)/mol a b 0 0 n(转化)/mol mx nx px qx n(平衡)/mol a－mx b－nx px qx 起始、转化、平衡是化学平衡计算的“三步曲”。 一、有关化学反应速率计算公式的理解 对于反应mA(g)＋nB(g)===cC(g)＋dD(g) (1)计算公式：v(A)＝ (2)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，存在如下关系：v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶c∶d (3)注意事项 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，而不是瞬时速率，且计算时取正值 二、转化率及其计算 1．明确三个量——起始量、变化量、平衡量 　 　 　N2　＋　3H22NH3 起始量 1 3 0 变化量 a b c 平衡量 1－a 3－b c ①反应物的平衡量＝起始量－转化量。 ②生成物的平衡量＝起始量＋转化量。 ③各物质变化浓度之比等于它们在化学方程式中化学计量数之比。变化浓度是联系化学方程式、平衡浓度、起始浓度、转化率、化学反应速率的桥梁。因此抓住变化浓度是解题的关键。 2．掌握四个公式 (1)反应物的转化率＝×100%＝×100%。 (2)生成物的产率：实际产量(指生成物)占理论产量的百分数。一般来讲，转化率越大，原料利用率越高，产率越大。产率＝×100%。 (3)平衡时混合物组分的百分含量＝×100%。 (4)某组分的体积分数＝×100%。 3．答题模板 反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量分别为a mol、b mol，达到平衡后，A的转化量为mx mol，容器容积为V L，则有以下关系： 　　　　 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 起始/mol a b 0 0 转化/mol mx nx px qx 平衡/mol a－mx b－nx px qx 对于反应物：n(平)＝n(始)－n(转) 对于生成物：n(平)＝n(始)＋n(转) 则有：①K＝ ②c平(A)＝ mol·L－1 ③α(A)平＝×100%，α(A)∶α(B)＝∶＝ ④φ(A)＝×100% ⑤＝ ⑥混＝ g·L－1[其中M(A)、M(B)分别为A、B的摩尔质量] ⑦平衡时体系的平均摩尔质量： ＝ g·mol－1 三、化学反应速率常数及应用 1．速率常数含义：反应速率常数(k)是指在给定温度下，反应物浓度皆为1 mol·L－1时的反应速率。在相同的浓度条件下，可用反应速率常数大小来比较化学反应的反应速率 2．速率常数的影响因素：与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响，但温度对化学反应速率的影响是显著的，速率常数是温度的函数，同一反应，温度不同，速率常数将有不同的值，一般温度越高，反应速率常数越大。通常反应速率常数越大，反应进行得越快。不同反应有不同的速率常数 3．速率方程 (1)定义：一定温度下，化学反应速率与反应物浓度以其计量数为指数的幂的乘积成正比 (2)表达式：对于反应：aA(g)＋bB(g)gG(g)＋hH(g)，则v正＝k正·ca(A)·cb(B)(其中k正为正反应的反应速率常数)，v逆＝k逆·cg(G)·ch(H)(其中k逆为逆反应的反应速率常数) 如：反应：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)，v正＝k正·c2(NO2)，v逆＝k逆·c2(NO