2015高考化学二轮复习考点突破第二部分基本理论专题八化学反应速率与化学平衡
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高考化学化学反应速率与平衡考点在高考化学中,化学反应速率与平衡是一个极其重要的考点。
理解和掌握这部分知识,对于在高考中取得优异成绩至关重要。
首先,咱们来聊聊化学反应速率。
化学反应速率,简单来说,就是化学反应进行的快慢程度。
它可以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。
影响化学反应速率的因素有不少。
比如说浓度,反应物浓度越大,反应速率通常就越快。
这就好比一群人干活,人越多,干活的速度可能就越快。
再比如温度,一般温度越高,反应速率也会加快。
就像加热能让水更快地沸腾一样,温度升高能给化学反应提供更多的能量,让分子们更活跃,反应也就进行得更快。
还有压强,对于有气体参与的反应,如果增大压强,相当于把气体分子们挤得更紧了,它们之间碰撞的机会增多,反应速率也就提高了。
催化剂也是个关键因素,它能改变反应的路径,降低反应所需的活化能,从而极大地加快反应速率。
但要注意,催化剂在反应前后自身的质量和化学性质是不变的。
接下来,咱们再谈谈化学平衡。
当一个可逆反应进行到一定程度时,正反应速率和逆反应速率相等,反应物和生成物的浓度不再发生变化,这时就达到了化学平衡状态。
化学平衡具有一些特点。
比如动态平衡,虽然看起来各物质的浓度不再改变,但实际上正逆反应仍在进行,只是速率相等罢了。
还有条件不变性,如果外界条件不变,平衡状态就不会改变。
但如果条件改变了,平衡就会被打破,然后在新的条件下重新建立平衡。
影响化学平衡移动的因素也不少。
浓度的变化会影响平衡,如果增大反应物浓度或者减小生成物浓度,平衡会向正反应方向移动;反之,则向逆反应方向移动。
温度的改变同样重要,升高温度,平衡会向着吸热反应的方向移动;降低温度,平衡会向着放热反应的方向移动。
压强的变化对于有气体参与且反应前后气体分子数发生改变的反应有影响。
增大压强,平衡会向气体分子数减少的方向移动;减小压强,则向气体分子数增加的方向移动。
在解题时,我们常常会遇到有关化学反应速率和平衡的图像问题。
•一、化学反应速率• 1. 化学反应速率(v)•⑴定义:用来衡量化学反应的快慢,单位时间内反应物或生成物的物质的量的变化•⑵表示方法:单位时间内反应浓度的减少或生成物浓度的增加来表示•⑶计算公式:v=Δc/Δt(υ:平均速率,Δc:浓度变化,Δt:时间)单位:mol/(L·s)•⑷影响因素:•①决定因素(内因):反应物的性质(决定因素)•②条件因素(外因):反应所处的条件• 2.※注意:(1)、参加反应的物质为固体和液体,由于压强的变化对浓度几乎无影响,可以认为反应速率不变(2)、惰性气体对于速率的影响①恒温恒容时:充入惰性气体→总压增大,但是各分压不变,各物质浓度不变→反应速率不变②恒温恒体时:充入惰性气体→体积增大→各反应物浓度减小→反应速率减慢二、化学平衡(一)1.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,更组成成分浓度不再改变,达到表面上静止的一种“平衡”,这就是这个反应所能达到的限度即化学平衡状态。
2、化学平衡的特征逆(研究前提是可逆反应)等(同一物质的正逆反应速率相等)动(动态平衡)定(各物质的浓度与质量分数恒定)变(条件改变,平衡发生变化)3、判断平衡的依据(二)影响化学平衡移动的因素1、浓度对化学平衡移动的影响(1)影响规律:在其他条件不变的情况下,增大反应物的浓度或减少生成物的浓度,都可以使平衡向正方向移动;增大生成物的浓度或减小反应物的浓度,都可以使平衡向逆方向移动(2)增加固体或纯液体的量,由于浓度不变,所以平衡_不移动_(3)在溶液中进行的反应,如果稀释溶液,反应物浓度__减小__,生成物浓度也_减小_, V正_减小__,V逆也_减小__,但是减小的程度不同,总的结果是化学平衡向反应方程式中化学计量数之和_大_的方向移动。
2、温度对化学平衡移动的影响影响规律:在其他条件不变的情况下,温度升高会使化学平衡向着___吸热反应______方向移动,温度降低会使化学平衡向着_放热反应__方向移动。
考点二全面突破化学平衡1.化学平衡状态的判断标志(1)速率标志①同一物质在同一时间内生成速率与消耗速率相等。
②不同物质在相同时间内代表反应方向相反时的化学反应速率比等于化学计量数之比。
(2)物质的数量标志①平衡体系中各物质的质量、浓度、百分含量等保持不变。
②反应物消耗量达到最大值或生成物的量值达到最大值(常用于图像分析中)。
③不同物质在相同时间内代表反应方向相反的量(如物质的量、物质的量浓度、气体体积)的变化值之比等于化学计量数之比。
(3)特殊的标志①对反应前后气体分子数目不同的可逆反应来说,当体系的总物质的量、总压强(恒温恒容时)、平均相对分子质量不变。
②有色体系的颜色保持不变。
(4)依Q与K关系判断:若Q=K,反应处于平衡状态。
特别提醒(1)若所有物质均为气体,则质量不变不能作为化学平衡的标志。
(2)若是在恒容容器中进行,则气体体积、密度保持不变不能作为化学平衡的标志。
2.化学平衡移动的判断方法(1)依据勒夏特列原理判断通过比较平衡破坏瞬时的正、逆反应速率的相对大小来判断平衡移动的方向。
①若外界条件改变,引起v正>v逆,此时正反应占优势,则化学平衡向正反应方向(或向右)移动;②若外界条件改变,引起v正<v逆,此时逆反应占优势,则化学平衡向逆反应方向(或向左)移动;③若外界条件改变,虽能引起v正和v逆变化,但变化后新的v正′和v逆′仍保持相等,则化学平衡没有发生移动。
(2)依据浓度商(Q)规则判断通过比较浓度商(Q)与平衡常数(K)的大小来判断平衡移动的方向。
①若Q>K,平衡逆向移动;②若Q=K,平衡不移动;③若Q<K,平衡正向移动。
3.不能用勒夏特列原理解释的问题(1)若外界条件改变后,无论平衡向正反应方向移动或向逆反应方向移动都无法减弱外界条件的变化,则平衡不移动。
如对于H2(g)+Br2,由于反应前后气体的分子总数不变,外界压强增大或减小时,平衡无论正向或逆向移动都不能减弱压强的改变。
高考化学反应速率与平衡知识点解析在高考化学中,化学反应速率与平衡是一个非常重要的知识点,理解和掌握这部分内容对于解决化学问题、提高化学成绩至关重要。
一、化学反应速率化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的物理量。
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。
影响化学反应速率的因素主要有以下几个方面:1、浓度在其他条件不变时,增大反应物的浓度,化学反应速率加快;减小反应物的浓度,化学反应速率减慢。
这是因为浓度增大,单位体积内活化分子数增多,有效碰撞的几率增加,从而导致反应速率加快。
2、压强对于有气体参加的反应,在其他条件不变时,增大压强(缩小容器体积),化学反应速率加快;减小压强(增大容器体积),化学反应速率减慢。
需要注意的是,压强对反应速率的影响是通过改变气体的浓度来实现的,如果压强的改变没有引起浓度的变化,则反应速率不变。
3、温度在其他条件不变时,升高温度,化学反应速率加快;降低温度,化学反应速率减慢。
一般来说,温度每升高 10℃,反应速率增大到原来的 2 4 倍。
这是因为升高温度,反应物分子的能量增加,活化分子百分数增大,有效碰撞的几率增大,从而使反应速率加快。
4、催化剂使用催化剂能显著改变化学反应速率。
正催化剂能加快反应速率,负催化剂能减慢反应速率。
催化剂能改变反应的路径,降低反应的活化能,从而增加活化分子百分数,提高反应速率。
5、其他因素如固体反应物的表面积、光照、超声波、电磁波等也会对化学反应速率产生影响。
固体反应物的表面积越大,反应速率越快;光照、超声波、电磁波等可能会改变化学反应的进程,从而影响反应速率。
二、化学平衡化学平衡是指在一定条件下的可逆反应中,正反应速率和逆反应速率相等,反应物和生成物的浓度不再发生变化的状态。
化学平衡具有以下特征:1、逆:化学平衡研究的对象是可逆反应。
2、等:正反应速率和逆反应速率相等。
3、动:化学平衡是一种动态平衡,反应仍在进行,只是正、逆反应速率相等。
目录专题一物质的组成、分类及变化专题二化学用语及常用计量专题三溶液组成的化学计量及其应用专题四氧化还原反应专题五离子反应专题六物质结构和元素周期律专题八电化学专题七化学反应与能量专题九化学反应速率化学平衡专题十电解质溶液专题十一常见金属元素专题十二常见非金属元素专题十三无机化学综合应用专题十四有机化合物及其应用专题十五综合实验探究[考纲要求] 1.了解分子、原子、离子等概念的含义;了解原子团的定义。
2.理解物理变化与化学变化的区别与联系。
3.理解混合物和纯净物、单质和化合物、金属和非金属的概念。
4.理解酸、碱、盐、氧化物的概念及其相互联系。
5.了解胶体是一种常见的分散系。
考点一把握分类标准,理清物质类别1.物质常见的分类情况2.氧化物的常见分类方法氧化物⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧按组成元素⎩⎪⎨⎪⎧金属氧化物:如K 2O 、CaO 、Fe 2O 3非金属氧化物:如SO 2、CO 2、SO 3、P 2O 5按性质⎩⎪⎨⎪⎧ 成盐氧化物⎩⎪⎨⎪⎧酸性氧化物:如CO 2、SO 3碱性氧化物:如Na 2O 、CuO 两性氧化物:如Al 2O 3不成盐氧化物:如CO 、NO特殊氧化物:如Fe 3O 4、Na 2O 2、H 2O 23.正误判断,辨析“一定”与“不一定” (1)同种元素组成的物质一定是纯净物(×)(2)强碱一定是离子化合物,盐也一定是离子化合物(×)(3)碱性氧化物一定是金属氧化物,金属氧化物不一定是碱性氧化物(√) (4)酸性氧化物不一定是非金属氧化物,非金属氧化物也不一定是酸性氧化物(√) (5)能电离出H +的一定是酸,溶液呈碱性的一定是碱(×) (6)在酸中有几个H 原子就一定是几元酸(×)(7)含有离子键的化合物一定是离子化合物,共价化合物一定不含离子键(√) (8)盐中一定含金属元素(×)(9)能导电的一定是电解质,不导电的一定是非电解质(×) (10)强电解质的导电性一定大于弱电解质的导电性(×) 4.识记常见混合物的成分与俗名 (1)水煤气:CO 、H 2(2)天然气(沼气):主要成分是CH 4 (3)液化石油气:以C 3H 8、C 4H 10为主 (4)裂解气:以C 2H 4为主 (5)水玻璃:Na 2SiO 3的水溶液(6)王水:浓盐酸与浓硝酸的混合物(体积比3∶1)(7)波尔多液:CuSO4和Ca(OH)2(8)肥皂:主要成分是C17H35COONa(9)碱石灰:NaOH、CaO(10)铝热剂:铝粉和金属氧化物的混合物(11)漂白粉:Ca(ClO)2和CaCl2的混合物题组一概念的判断与理解1.正误判断,正确的划“√”,错误的划“×”(1)BaSO4的水溶液不易导电,故BaSO4是弱电解质(×)(2013·天津理综,1D)(2)SO2、SiO2、CO均为酸性氧化物(×)(2013·四川理综,2A)(3)烧碱、冰醋酸、四氯化碳均为电解质(×)(2013·四川理综,2C)(4)福尔马林、水玻璃、氨水均为混合物(√)(2013·四川理综,2D)(5)黑火药由硫黄、硝石、木炭三种物质按一定比例混合而成(√)(2013·新课标全国卷Ⅰ,7D)(6)KClO3和SO3溶于水后能导电,故KClO3和SO3为电解质(×)(2013·重庆理综,2A)题组二理清标准,辨析类别2.(2014·四川理综,2)下列关于物质分类的说法正确的是()A.金刚石、白磷都属于单质B.漂白粉、石英都属于纯净物C.氯化铵、次氯酸都属于强电解质D.葡萄糖、蛋白质都属于高分子化合物答案 A解析金刚石是碳元素形成的单质,白磷是磷元素形成的单质,A项正确;漂白粉是CaCl2和Ca(ClO)2的混合物,石英的主要成分是二氧化硅,常含有Al2O3、CaO、MgO等杂质,为混合物,B项错误;氯化铵为强电解质,次氯酸为弱酸,是弱电解质,C项错误;葡萄糖是小分子化合物,蛋白质是高分子化合物,D项错误。
专题八化学反应速率与化学平衡化学反应速率及其影响因素1.(2013年福建理综,12,6分)NaHSO3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 mol·L-1的NaHSO3溶液(含少量淀粉)10.0 mL、KIO3(过量)酸性溶液40.0 mL混合,记录10~55 ℃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( )A.40 ℃之前与40 ℃之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反B.图中b、c两点对应的NaHSO3反应速率相等C.图中a点对应的NaHSO3反应速率为5.0×10-5 mol·L-1·s-1D.温度高于40 ℃时,淀粉不宜用作该实验的指示剂解析:由图像可知,温度低于40 ℃时,随温度升高,溶液变蓝所需的时间缩短,但温度高于40 ℃时情况相反,所以A项正确;因为b、c两点的温度不同,反应速率不可能相同,B项错误;当溶液变蓝时发生反应I错误!未找到引用源。
+5I-+6H+3I2+3H2O,此时反应6HS错误!未找到引用源。
+2I错误!未找到引用源。
6S错误!未找到引用源。
+2I-+6H+恰好结束,即溶液变蓝时NaHSO3恰好完全反应,v(NaHSO3)=错误!未找到引用源。
=5.0×10-5 mol·L-1·s-1,C 项正确;温度高于40 ℃,随着温度升高,淀粉溶液与碘显色的灵敏度降低,因此有温度高于40 ℃时,淀粉不宜作该实验的指示剂,D项正确。
答案:B2.(2012年福建理综,12,6分)一定条件下,溶液的酸碱性对TiO2光催化染料R降解反应的影响如图所示。
下列判断正确的是( )A.在0~50 min 之间,pH=2和pH=7时R 的降解百分率相等B.溶液酸性越强,R 的降解速率越小C.R 的起始浓度越小,降解速率越大D.在20~25 min 之间,pH=10时R 的平均降解速率为0.04 mol ·L -1·min -1解析:由图像可看出,50 min 时,pH=2和pH=7时R 均完全降解,A 正确;斜率越大,降解速率越大,则pH=2时R 的降解速率明显大于pH=7和pH=10时的降解速率,B 错误;图像中出现了两个影响速率的条件:反应物起始浓度和pH,因pH 不同,不能由图像判断反应物浓度对反应速率的影响,C 错误;20~25 min 之间,pH=10时R 的平均降解速率为:错误!未找到引用源。
=4×10-6mol ·L -1·min -1,D 错误。
答案:A3.(双选题)(2012年上海化学,18,4分)为探究锌与稀硫酸的反应速率[以v(H 2)表示],向反应混合液中加入某些物质,下列判断正确的是( ) A.加入NH 4HSO 4固体,v(H 2)不变 B.加入少量水,v(H 2)减小C.加入CH 3COONa 固体,v(H 2)减小D.滴加少量CuSO 4溶液,v(H 2)减小解析:反应实质为:Zn+2H +Zn 2++H2↑。
A 项导致溶液中c(H +)增大,v(H 2)加快,A 项错误;B 项导致溶液中c(H +)减小,v(H 2)减小,B 项正确;C 项因发生CH 3COO -+H +CH 3COOH,导致溶液中c(H +)减小,v(H 2)减小,C 项正确;D 项形成铜锌原电池,v(H 2)加快,D 项错误。
答案:BC4.(双选题)(2011年海南化学,8,4分)对于可逆反应H 2(g)+I 2(g)2HI(g),在温度一定下由H 2(g)和I 2(g)开始反应,下列说法正确的是( ) A.H 2(g)的消耗速率与HI(g)的生成速率之比为2∶1 B.反应进行的净速率是正、逆反应速率之差 C.正、逆反应速率的比值是恒定的 D.达到平衡时,正、逆反应速率相等解析:各物质的反应速率之比等于各物质化学计量数之比,H 2的消耗速率与HI 的生成速率之比为1∶2,A 错;该反应进行的净速率是指某一物质的正反应速率与逆反应速率之差,B 正确;随反应进行正反应速率在减小,逆反应速率在增大,两者之比逐渐减小,C 错;正、逆反应速率相等是平衡建立的特征,D 正确。
答案:BD5.(2010年福建理综,12,6分)化合物Bilirubin 在一定波长的光照射下发生分解反应,反应物浓度随反应时间变化如图所示,计算反应4~8 min 间的平均反应速率和推测反应16 min 时反应物的浓度,结果应是( )A.2.5 μmol ·L -1·min -1和2.0 μmol ·L -1B.2.5 μmol ·L -1·min -1和2.5 μmol ·L -1C.3.0 μmol ·L -1·min -1和3.0 μmol ·L -1D.5.0 μmol ·L -1·min -1和3.0 μmol ·L -1解析:由图可知,4 min 时化合物Bilirubin 的浓度为20 μmol ·L -1,8 min 时其浓度为10 μmol ·L -1,因此4~8 min 间的平均反应速率为错误!未找到引用源。
=2.5 μmol ·L -1·min -1。
随着反应的进行,反应速率逐渐减慢,大致的变化规律是反应每进行4 min,反应速率降低一半,所以当反应进行到16 min 时,反应物的浓度降到大约2.5 μmol ·L -1。
答案:B6.(2012年广东理综,31,16分)碘在科研与生活中有重要应用。
某兴趣小组用0.50 mol ·L -1KI 、0.2%淀粉溶液、0.20 mol ·L -1 K 2S 2O 8、0.10 mol ·L -1Na 2S 2O 3等试剂,探究反应条件对化学反应速率的影响。
已知:S2错误!未找到引用源。
+2I -2S 错误!未找到引用源。
+I 2 (慢)I 2+2S 2错误!未找到引用源。
2I -+S 4错误!未找到引用源。
(快)(1)向KI 、Na 2S 2O 3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K 2S 2O 8溶液,当溶液中的 耗尽后,溶液颜色将由无色变为蓝色。
为确保能观察到蓝色,S 2错误!未找到引用源。
与S 2错误!未找到引用源。
初始的物质的量需满足的关系为:n(S 2错误!未找到引用源。
)∶n(S 228O) 。
(2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表: 实验 序号 体积V/mLK 2S 2O 8溶液 水 KI 溶液 Na 2S 2O 3溶液淀粉溶液 ① 10.0 0.0 4.0 4.0 2.0 ② 9.0 1.0 4.0 4.0 2.0 ③8.0V x4.04.02.0表中V x = ,理由是 。
(3)已知某条件下,浓度c(S 2错误!未找到引用源。
)~反应时间t 的变化曲线如图所示,若保持其他条件不变,请在坐标图中,分别画出降低反应温度和加入催化剂时c(S 2错误!未找到引用源。
)~t 的变化曲线示意图(进行相应的标注)。
(4)碘也可用作心脏起搏器电源—锂碘电池的材料。
该电池反应为:2Li(s)+I 2(s)2LiI(s) ΔH已知:4Li(s)+O 2(g)2Li 2O(s) ΔH 1 4LiI(s)+O 2(g)2I 2(s)+2Li 2O(s) ΔH 2则电池反应的ΔH= ;碘电极作为该电池的 极。
解析:(1)根据提供的2个反应可知,当S 2错误!未找到引用源。
耗尽后,生成的I 2不再被转化为I -,溶液变为蓝色,若要保证能看到蓝色需有I 2剩余。
所以n(S 2错误!未找到引用源。
)∶n(S 2错误!未找到引用源。
)<2∶1。
(2)为确保只有S 2错误!未找到引用源。
浓度一个因素变化,故溶液的总体积V 是定值,三次实验的总体积应该是20.0 mL,所以V x 应为2.0。
(3)降温会使反应速率减慢,反应所需时间长,加入催化剂会加快反应,反应所需时间短。
(4)4Li(s)+O 2(g)2Li2O(s) ΔH1①4LiI(s)+O 2(g)2I2(s)+2Li2O(s) ΔH2②由错误!未找到引用源。
得:2Li(s)+I 2(s)2LiI(s)ΔH=错误!未找到引用源。
I2→I-发生还原反应,作正极。
答案:(1)Na2S2O3<2∶1(2)2.0 保持溶液总体积相等,仅改变S2错误!未找到引用源。
的浓度而保持其他物质浓度不变(3)如图(4)错误!未找到引用源。
正7.(2011年重庆理综,29,14分)臭氧是一种强氧化剂,常用于消毒、灭菌等。
(1)O3与KI溶液反应生成的两种单质是和(填分子式)。
(2)O3在水中易分解,一定条件下,O3的浓度减少一半所需的时间(t)如表所示。
已知:O3的起始浓度为0.021 6 mol/L。
pH3.04.05.06.0t /minTT/℃20 301 231 169 5830 158 108 48 1550 31 26 15 7①pH增大能加速O3分解,表明对O3分解起催化作用的是。
②在30 ℃、pH=4.0条件下,O3的分解速率为mol/(L·min)。
③据表中的递变规律,推测O3在下列条件下分解速率依次增大的顺序为(填字母代号)。
a.40 ℃、pH=3.0b.10 ℃、pH=4.0c.30 ℃、pH=7.0(3)O3可由臭氧发生器(原理如图)电解稀硫酸制得。
①图中阴极为(填“A”或“B”),其电极反应式为。
②若C 处通入O 2,则A 极的电极反应式为 。
③若C 处不通入O 2,D 、E 处分别收集到x L 和y L 气体(标准状况),则E 处收集的气体中O 3所占的体积分数为 。
(忽略O 3的分解)解析:(1)O 3具有氧化性可把I -氧化为I 2同时生成O 2。
(2)①pH 增大,OH -浓度增大,加速了O 3分解,表明OH -对O 3分解具有催化作用。
②30 ℃、pH=4.0时,O 3分解的Δc=错误!未找到引用源。
=0.010 8 mol/L,用时108 min,则O 3分解速率v=错误!未找到引用源。
=1.00×10-4mol/(L ·min)。
③据表中递变规律,40 ℃、pH=3.0时,所用时间介于31 min ~158 min;10 ℃、pH=4.0时所用时间>231 min;30 ℃、pH=7.0时所用时间<15 min,而浓度变化同为0.010 8 mol/L,则分解速率依次增大顺序为:b<a<c 。