2021年高考化学考点精讲精练08 化学反应速率与化学平衡(含解析).docx
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- 2021年高考化学考点精讲精练08 化学反应速率与化学平衡含解析 2021 年高 化学 考点 精练 08 化学反应 速率 化学平衡 解析
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1、化学反应速率与化学平衡知识点一、化学反应速率1化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。即。理解的关键:(1)表示浓度变化;(2)均为正值;(3)不用纯固体或纯液体表示;(4)是平均速率,不是瞬时速率;(5)单位为mol/(L.s)、molL1s1。同一反应中不同物质间反应速率的规律同一反应用不同物质来表示反应速率时,其数值不一定相等;它们的比值等于化学方程式的计量数之比。对于在一个容器中的一般反应aA+bB=cC+dD来说有,v(A)v(B)v(C)v(D)=c(A)c(B)c(C)c(D)=n(A)n(B)n(C)n(D)=abcd。【方法技巧】反应速率大小(或
2、快慢)比较方法同一反应的化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同,比较化学反应速率的快慢不能只看数值大小,而要进行一定的转化。(1)归一法:将同一反应中的不同物质的反应速率转化成同一单位、同一种物质的反应速率,再进行比较。(2)比值法:用各物质的量表示的反应速率除以对应各物质的化学计量数,然后再对求出的数值进行大小排序,数值大的反应速率快。如反应mAnBpCqD,若v(A)/mv(B)/n,则反应速率AB。(3) 注意单位是否统一。2影响化学反应速率的因素1决定因素(内因):反应物的性质(决定因素)2条件因素(外因):(1)浓度对反应速率的影响(固体和纯液体除外),浓度越大,反应速率越快,浓度
3、越小,反应速率越慢。变化情况:对于可逆反应来说,增大反应物的浓度,正反应速率瞬间增大,逆反应速率不变,随后,由于反应物浓度减小,生成物浓度增大,正反应速率减慢,逆反应速率增大。(2)压强对反应速率的影响(方程式中必须要有气体),压强越大,反应速率越快,压强越小,反应速率越慢。说明A若参加反应的物质为固体或液体,由于压强对它们的浓度影响几乎为零,可以认为速率不变。B压强对反应速率影响的前提是有气体参加的反应。其实质是加压(体积减小)使物质的浓度增大。若加压后物质的体积不变,则浓度不变,反应速率也不变(如向恒容的容器中充入惰性气体)。C惰性气体对反应速率的影响恒容:充入惰性气体,总压增大物质浓度不
4、变,反应速率不变。充入反应气体,总压增大物质浓度增大,反应速率加快。恒压:充入惰性气体,体积增大物质浓度减小,反应速率较小。充入反应气体,体积增大物质浓度不变,反应速率不变。(3)温度对反应速率的影响(提高了反应物分子的能量),升高温度,反应速率变快,降低温度,反应速率变慢。(4) 催化剂对反应速率的影响(降低了活化能),加入催化剂可以改变(加快或减慢)化学反应速率。加入催化剂可以降低反应的活化能,但不能改变反应热。(5) 其他因素接触面积(乳化剂)、构成原电池等也能影响化学反应速率(6)随着反应的进行,反应速率先加快后减慢的原因加快的原因:反应放热,温度升高;生成物做催化剂;构成原电池。例1
5、在不同条件下进行化学反应2A(g)B(g)+D(g),B、D起始浓度均为0,反应物A的浓度(mol/L)随反应时间的变化情况如下表:下列说法不正确的是() 序号时间(min)温度()02040508001.00.670.500.50800x0.500.500.50800y0.750.600.608201.00.250.200.20A中B在020 min平均反应速率为8.25103 molLlminlB中K0.25,可能使用了催化剂C中y1.4 molLlD比较、可知,该反应为吸热反应【答案】C【解析】A中A在020 min浓度变化为1.00.670.33mol/L,化学反应2A(g)B(g)+
6、D(g),B在020 min浓度变化为0.33mol/L,B在020 min平均反应速率为VmolLlminl8.25103 molLlminl,故A正确;B、起始量相同,平衡浓度相同,但达到平衡所需要的时间短,反应速率快,说明加入了催化剂,加快反应速率,平衡不变,故B正确;C的起始浓度为1.0mol/L,由平衡时浓度可知在的起始浓度大于1.0mol/L,和是等效平衡,起始A的浓度为1.0mol/L时平衡浓度为0.5mol/L,而A的平衡浓度为0.6mol/L时,初起y1.2 molL1,故C错误;D比较和可知平衡时反应物A的浓度小,由到升高温度,平衡右移,加热平衡向吸热反应方向移动,而且升高
7、温度正逆反应速率都加快,故D正确;故选:C。练习1在一密闭容器中充入一定量的N2和H2,经测定反应开始后的2s内氢气的平均速率:(H2)0.45mol/(Ls),则2s末NH3的浓度为()A0.45mol/LB0.50mol/LC0.55mol/LD0.60mol/L【答案】C【解析】发生反应N2+3H22NH3,2s内氢气的平均速率:(H2)0.45mol/(Ls),利用速率之比等于化学计量数之比计算v(NH3),则v(NH3)(H2)0.45mol/(Ls)0.3mol/(Ls),故2s末NH3的浓度为0.3mol/(Ls)2s0.6mol/L,故选:D。练习2下列关于化学反应速率的说法正
8、确的是恒温时,增大压强,化学反应速率一定加快其他条件不变,温度越高,化学反应速率越快使用催化剂可改变反应速率,从而改变该反应过程中吸收或放出的热量3molL1s1的反应速率一定比1molL1s1的反应速率大升高温度能使化学反应速率增大,主要原因是增大了反应物分子中活化分子的百分数有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的体积),可增加活化分子的百分数,从而使反应速率增大增大反应物浓度,可增大活化分子的百分数,从而使单位时间有效碰撞次数增多催化剂反应前后的质量不变,但能降低活化能,增大活化分子的百分数,从而增大反应速率()ABCD【答案】B【解析】恒温时,增大压强,如没有气体参加反应,化
9、学反应速率不加快,故错误;其他条件不变,温度越高,增大活化分子百分数,化学反应速率越快,故正确;使用催化剂不能改变反应热,故错误;温度未知,则3molL1s1的反应速率不一定比1molL1s1的反应速率大,故错误;升高温度能增大了反应物分子中活化分子的百分数,使化学反应速率增大,故正确有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的体积),活化分子百分数不变,故错误;增大反应物浓度,活化分子的百分数不变,故错误;催化剂通过参与反应,降低活化能降低活化分子的百分数,从而增大反应速率,但反应前后催化剂质量和化学性质不改变,故正确。故选:B。练习3在不同浓度(c)、温度(T)条件下,蔗糖水解的瞬时
10、速率(v)如下表。下列判断不正确的是()0.6000.5000.4000.300318.23.603.002.401.80328.29.007.50a4.50b2.161.801.441.08A4.50a7.50B当反应温度和蔗糖的浓度都不相同时,反应速率可能相同Cb318.2D不同温度时,蔗糖浓度减少一半所需的时间相同【答案】D【解析】A温度相同时,浓度越大反应速率越大,则4.50a7.50,故A正确;B温度和浓度都影响反应速率,则一定温度和浓度下,反应速率可能相同,故B正确;C温度越高反应速率越快,由表可知温度由318.2b,在浓度相同的情况下,水解速率变小,所以温度降低,即b318.2,
11、故C正确;D温度越高反应速率越快,所以蔗糖浓度减少一半所需的时间不同,温度高的所需时间短,故D错误;故选:D。练习4NaHSO3溶液在不同温度下均可被过量KIO3氧化,当NaHSO3完全消耗即有I2析出,依据I2析出所需时间可以求得NaHSO3的反应速率。将浓度均为0.020 molL1NaHSO3溶液(含少量淀粉)10.0 mL、KIO3(过量)酸性溶液40.0 mL混合,记录1055间溶液变蓝时间,55时未观察到溶液变蓝,实验结果如图。据图分析,下列判断不正确的是()A40之前,温度升高反应速率加快,变蓝时间变短B40之后溶液变蓝的时间随温度的升高变长C图中b、c两点对应的NaHSO3的反
12、应速率相等D图中a点对应的NaHSO3的反应速率为5.0105molL1s1【答案】C【解析】A从图象中可以看出,40以前,温度越高,反应速度越快,变蓝时间变短,故A正确;B40后温度越高,变色时间越长,反应越慢,所以40之后溶液变蓝的时间随温度的升高变长,故B正确;Cb点的反应原理为:当碘酸钾过量时,生成碘单质,其离子反应式为5SO32+2IO35SO42+I2+H2O+3H+,而图中c点的反应原理为2IO3+5SO2+4H2O5SO42+I2+8H+,则图中b、c点对应的反应原理不一样,且温度不同,故反应速率不同,故C错误;Da点时间为80s,浓度变化量为0.004mol/L,a点对应的N
13、aHSO3反应速率为5.0105molL1s1,故D正确。故选:C。练习5汽车尾气无害化处理反应为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)H0下列说法正确的是()A升高温度可使该反应的正反应速率增大,逆反应速率减小B增大压强,可以使NO和CO完全转为为无污染的N2和CO2,而消除污染C该反应反应物总能量小于生成物总能量D使用高效催化剂可降低反应的活化能,增大活化分子百分数,反应速率增大【答案】D【解析】A、升高温度,正逆反应速率都加快,而不是使该反应的逆反应速率降低,故A错误;B、增大压强可以使平衡正向移动,但不能使NO和CO完全转为为无污染的N2和CO2,故B错误;C、H0说明该
14、反应为放热反应,所以该反应反应物总能量大于生成物总能量,故C错误;D、催化剂加快化学反应的速率,原因为降低反应的活化能,增大活化分子百分数,反应速率增大,故D正确;故选:D。练习6(NH4)2SO3氧化是氨法脱硫的重要过程。某小组在其他条件不变时,分别研究了一段时间内温度和(NH4)2SO3初始浓度对空气氧化(NH4)2SO3速率的影响,结果如下图。下列说法不正确的是()A60之前,氧化速率增大与温度升高化学反应速率加快有关B60之后,氧化速率降低可能与O2的溶解度下降及(NH4)2SO3受热易分解有关C(NH4)2SO3初始浓度增大到一定程度,氧化速率变化不大,与SO32水解程度增大有关D(
15、NH4)2SO3初始浓度增大到一定程度,氧化速率变化不大,可能与O2的溶解速率有关【答案】C【解析】A60之前,随着温度升高,化学反应速率加快,氧化速率增大,故A正确;B60之后,随着温度升高,氧气的溶解度降低,氧化速率降低,(NH4)2SO3受热易分解,反应物减少,氧化速率降低,故B正确;C(NH4)2SO3初始浓度增大到一定程度,氧化速率变化不大,可能与氧化剂O2的溶解速率有关,盐类水解程度微弱,且盐浓度越大,水解程度越小,与与SO32水解程度无关,故C错误;D(NH4)2SO3氧化是亚硫酸铵被氧气氧化,当(NH4)2SO3初始浓度增大到一定程度,氧化速率变化不大,可能与O2的溶解速率有关
16、,故D正确;故选:C。练习7探究Al与CuCl2溶液反应,实验如下:下列说法不正确的是()实验现象aAl片表面附着蓬松的红色固体b产生无色气体,起始速率较慢,之后加快c反应放热d烧杯底部产生少量不溶于稀盐酸的白色沉淀e溶液PH降低A无色气体是H2B实验中影响化学反应速率的因素只有两个,分别是浓度和温度C白色沉淀的出现与氧化还原反应有关D温度变化会影响溶液的pH【答案】B【解析】A、CuCl2溶液水解显酸性,Al能置换出Cu,Al、Cu在酸性溶液中形成原电池,Cu为正极,氢离子在正极得电子生成氢气,故A正确;B、根据现象,浓度和温度能影响化学反应速率,AlCu原电池的形成能加快反应速率,故B错误
17、;C、白色沉淀不溶于稀盐酸,则可能为CuCl,铜元素化合价降低,发生氧化还原反应,故C正确;D、铝离子、铜离子的水解使溶液显酸性,Al与CuCl2溶液的置换反应放热,温度升高,水解能力增强,酸性增强,pH降低,故D正确,故选:B。知识点二、化学平衡1、化学平衡的建立、特征和标志1可逆反应概念在统一条件下,既可以正反应方向进行,又可以向逆反应方向进行的反应称为可逆反应。用“”代替原来的“”,从左向右进行的反应称为正反应,从右向左进行的反应称为逆反应。2定义化学平衡状态:一定条件下,当一个可逆反应进行到正、逆反应速率相等时,各组成成分浓度不再改变的状态。化学平衡状态的建立:在一定条件下进行的可逆反
18、应,若开始只有反应物,没有生成物,则V正最大,V逆为0。随着反应的进行,反应物不断减小,生成物不断增多,V正越来越小,V逆越来越大,反应进行到某一时刻时,V正=V逆,此时,化学反应达到了最大限度,反应物和生成物的浓度不再发生变化,该反应处于化学平衡状态,简称化学平衡。3判断平衡的依据可逆反应大道平衡状态时有两个主要特征作为判断的核心依据:1、 正逆相等;2、 变量不变。判断可逆反应达到平衡状态的方法和依据例举反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)混合物体系中各成分的含量各物质的物质的量或物质的量的分数一定各物质的质量或质量分数一定各气体的体积或体积分数一定即:各组分的量保持不变时一定
19、能判断平衡。正、逆反应速率的关系在单位时间内消耗了mmolA同时生成mmolA,V(正)=V(逆)在单位时间内消耗了nmolB同时消耗了pmolC,V(正)=V(逆)V(A):V(B):V(C):V(D)=m:n:p:q,V(正)不一定等于V(逆)在单位时间内生成了nmolB同时消耗了qmolD,均V(逆)单位时间内同一物质断裂的化学键和结合的化学键物质的量相等总的压强、总的物质的量一定m+np+q时(其他条件一定)m+n=p+q时(其他条件一定)混合气体平均相对分子质量MM一定,m+np+qM一定,m+n=p+q温度不与外界进行热交换的容器中,体系温度一定时密度混合气体密度一定颜色含有有色物
20、质的体系颜色不再变化2、化学平衡移动可逆反应中旧的化学平衡被破坏,新的化学平衡建立的过程叫化学平衡的移动。1平衡移动的原因化学平衡的根本特征为V(正)=V(逆),因此化学平衡移动的根本原因为V(正)V(逆),平衡移动的方向根据V(正)、V(逆)的相对大小来决定。当V(正)V(逆)时则向正方向移动V(正)V(逆)时则向逆方向移动V(正)=V(逆)时则平衡不移动平衡移动的结果是V(正)=V(逆),达到新的化学平衡。a浓度对化学平衡的影响若其他条件不变,一次性改变浓度对化学平衡的影响如下表所示:化学平衡aAbBcCdD(A、B、C、D为非固体)体系浓度改变增大反应物浓度增大生成物浓度减小反应物浓度减
21、小生成物浓度平衡移动方向正向移动逆向移动逆向移动正向移动速率变化v正先增大,v逆随后增大,且v正v逆v逆先增大,v正随后增大,且v逆v正v正先减小,v逆随后减小,且v逆v正v逆先减小,v正随后减小,且v正v逆图像b压强对化学平衡的影响若其他条件不变,压强对化学平衡的影响如下表所示:化学平衡aAbBcCdDabcdaAbBcCdDabcdaAbBcCdDabcdaAbBcCdDabcd浓度改变加压加压减压减压移动方向正向移动逆向移动正向移动逆向移动速率变化v正、v逆同时增大,且v正v逆v正、v逆同时增大,且v逆v正v正、v逆同时减小,且v正v逆v正、v逆同时减小,且v逆v正图像c温度对化学平衡移
22、动的影响规律升高温度,平衡向吸热反应方向移动;降低温度,平衡向放热反应方向移动。化学平衡aAbBcCdDH0aAbBcCdDH0aAbBcCdDH0aAbBcCdDH0浓度改变升温升温降温降温移动方向正向移动逆向移动正向移动逆向移动速率变化v正、v逆同时增大,且v正v逆v正、v逆同时增大,且v逆v正v正、v逆同时减小,且v正v逆v正、v逆同时减小,且v逆v正图像d催化剂对化学平衡的影响加入催化剂可以大大地加快化学反应速率,是因为它可以降低反应的活化能,从而提高活化分子百分数,从而增大反应速率,但是由于催化剂能够同等程度地改变正、逆反应速率,因此它对化学平衡移动无影响。催化剂不能改变达到化学平衡
23、状态时的反应混合物中的组成含量,但是使用催化剂能改变反应达到平衡所需的时间。3勒夏特列原理(平衡移动原理):如果改变影响平衡的条件之一(如温度,压强,浓度),平衡向着能够减弱这种改变的方向移动。(1)平衡的移动只能减弱条件改变时平衡的影响,不能完全消除,更不能逆转这种改变。(2)不能用勒夏特列定律解释的问题:催化剂的使用;V(g)=0的可逆反应;外界条件的改变对平衡的影响与生产要求不一致(如合成氨温度选用)。3、转换率对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)平衡转化率可以表示为:4、化学平衡常数1定义:在一定温度下,当一个反应达到化学平衡时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值
24、是一个常数比值。mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)符号:K2使用化学平衡常数K应注意的问题:表达式中各物质的浓度是平衡时的浓度。K只与温度(T)有关,与反应物或生成物的浓度无关。反应物或生产物中有固体或纯液体存在时,由于其浓度是固定不变的,可以看做是“1”而不代入公式。3化学平衡常数K的应用:化学平衡常数值的大小是可逆反应进行程度的标志。K值越大,说明平衡时生成物的浓度越大,它的正向反应进行的程度越大,即该反应进行得越完全,反应物转化率越高。反之,则相反。一般地,K105时,该反应就进行得基本完全了。可以利用K值做标准,判断正在进行的可逆反应是否平衡及不平衡时向何方进行建立平衡。(Q
25、:浓度积,浓度为某一时刻的浓度)QK:反应向正反应方向进行;Q=K:反应处于平衡状态;QK:反应向逆反应方向进行利用K值可判断反应的热效应若温度升高,K值增大,则正反应为吸热反应。若温度升高,K值减小,则正反应为放热反应。例1已知反应式:mX(g)+nY?pQ(s)+2mZ(g),已知反应已达平衡,此时c(X)0.3mol/L,其他条件不变,若容器缩小到原来的,c(X)0.5mol/L,下列说法正确的是()A平衡向逆反应方向移动BY可能是固体或液体C系数nmDZ的体积分数减小【答案】C【解析】A、根据c(X)0.3mol/L,其他条件不变,若容器缩小到原来的,若平衡不移动,则c(X)0.6mo
26、l/L0.5mol/L,说明在消耗X,即在平衡正向移动,故A错误;B、说明缩小体积,即增大压强,平衡正向移动,说明正反应方向气体体积减小,故Y必为气体,故B错误;C、平衡正向移动,说明正反应方向气体体积减小,m+n2m,即m,故C正确;D、平衡正向移动,生成了Z,故Z的体积分数增大,故D错误;故选:C。练习1反应C2H6(g)C2H4(g)+H2(g),H0在一定条件下于密闭容器中达到平衡。下列各项措施中,不能提高乙烷平衡转化率的是()A增大容器容积B升高反应温度C分离出部分氢气D等容下通入惰性气体【答案】D【解析】A该反应正向是体积增大的反应,增大容器容积相当减压,平衡正向移动,乙烷平衡转化
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