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化学反应速率和化学平衡

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化学反应速率和化学平衡
陈利平
（郴州市二中，湖南郴州 423000 ）
(Tel:[phone] E-mail:buye9842@ QQ：44118077）

（1）复习思维导图：

（2）命题热点解读（含解读和备战攻略）：
一、试题解读
分析近三年的化学平衡试题，总体上稳中求新，呈现以下特点：
1、题量和赋分稳定
化学平衡是高考中的必考知识，且题量和赋分及题号基本保持稳定。在理综卷中基本上是1道题，或选择或填空，分值为6分或者8分左右。山东卷2009～2011年都是在28题中考查。
2、紧扣考纲，突出主干知识
试题源于教材而又高于和活于教材，但在考试大纲要求范围之内。化学反应速率的概念和计算、化学平衡的特征和标志、外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响、勒夏特列原理、合成氨适宜条件的选择等主干知识得到了突出的考查。
3、依托图象分析题型，考查学生分析问题的能力
图象分析题型成为热点题型，它将化学平衡的基础知识全方位、多角度地出现图象分析题或对表格中的多组数据进行处理中，考查学生运用知识综合分析问题的能力。
二、命题趋向
1.从知识点上看：突出主干知识的考查
化学反应速率和化学平衡理论的初步知识是中学化学的重要基本理论。考查的知识点应主要是：①有关反应速率的计算和比较；②条件对反应速率影响的判断；③确定某种情况是否是化学平衡状态的特征；④平衡移动原理的应用；⑤平衡常数（浓度平衡常数）的含义及其表达式⑥利用化学平衡常数计算反应物转化率或比较。
2.从题型看：主要是选择题和填空题，其主要形式有：⑴根据化学方程式确定各物质的反应速率；⑵根据给定条件，确定反应中各物质的平均速率；⑶理解化学平衡特征的含义，确定某种情况下化学反应是否达到平衡状态；⑷应用有关原理解决模拟的实际生产问题；(5)平衡移动原理在各类平衡中的应用；⑹根据条件确定可逆反应中某一物质的转化率、平衡常数、消耗量、气体体积变化等。
3.从考题难度上看：根据新课标的要求，这部分内容试题应较基础，复习时应多关注生产实际，注重基础知识的掌握。
三、备战攻略
1.构建网络，使知识系统化、网络化。如复习思维导图。
2.分析考点，强化基础知识，消除知识盲点。
强化基础知识的主要做法有：理出知识清单。如“化学反应速率”的知识清单有：化学反应速率的概念、定性比较与定量描述，反应速率之比与化学计量数之比和化学方程式之间的关系，浓度、压强、温度、催化剂、接触面积、光照、原电池等条件对反应速率的影响及速率随时间变化的曲线等。
3．强化训练热点题型，注重解题方法。本章的热点题型是图像分析和图表数据处理题。化学平衡图象问题的解法要点：（1）．三步分析法： 一看反应速率是增大还是减小；二看v正、v逆的相对大小；三看化学平衡移动的方向。（2）．四要点分析法： 看曲线的起点，看曲线的变化趋势。看曲线的转折点、看曲线的终点。（3）．先拐先平，数值大：在转化率——时间曲线中，先出现拐点的曲线先达到平衡（代表温度高、压强大）。（4）．定一议二：图象有三个量时先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系。

（3）考向分析：
考点1：有关化学反应速率的简单计算
要点提示：紧扣概念，找出某时间段内浓度的改变量用==求。
例1．（2010福建）化合物Bilirubin在一定波长的光照射下发生分解反应，反应物尝试随反应时间变化如下图所示，计算反应4～8 min间的平均反应速率和推测反应16 min 反应物的浓度，结果应是（ ）

A 2.5和2.0 B 2.5和2.5
C 3.0和3.0 D 3.0和3.0
解析：本题考察化学反应速率的计算第8min与第4min时反应物浓度差△C为10，为4秒，所以在4~8min间的平均反应速率为2.5；图中从0min开始到8min反应物浓度减低了4倍，根据这一幅度，可以推测从第8min到第16min也降低4倍，即由10降低到2.5，因此推测第16min反应物的浓度为2.5，所以选B
答案：B
考点2：条件对化学反应速率影响的判断
要点提示：化学反应速率影响因素有内因和外因，外因有浓度、温度、压强、催化剂等。其中内因起决定性作用，在内因确定的情况下，外因催化剂影响最大，其次是温度，再次是浓度和压强。
例2．（09宁夏）硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为：Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S↓+H2O,下列各组实验中最先出现浑浊的是（ ）
实验
反应温度/℃
Na2S2O3溶液
稀H2SO4
H2O
V/
mL
c/
mol·L—1
V/
mL
c/
mol·L—1
V/
mL
A
25
5
0．1
10
0．1
5
B
25
5
0．2
5
0．2
10
C
35
5
0．1
10
0．1
5
D
35
5
0．2
5
0．2
10
解析：影响化学反应速率的因素众多，本题从浓度和和温度两个因素考查，只要抓住温度越高，浓度越大，反应速率越大，便可以选出正确答案D。
答案：D
例3．（2010新课标）某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题：
（1）上述实验中发生反应的化学方程式有 ；
（2）硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是 ；
（3）实验室中现有、、、等4中溶液，可与实验中溶液起相似作用的是 ；
（4）要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措旌有 （答两种）；
（5）为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。

①请完成此实验设计，其中：V1= ，V6= ，V9= ；
②反应一段时间后，实验A中的金属呈 色，实验E中的金属呈 色；
③该同学最后得出的结论为：当加入少量溶液时，生成氢气的速率会大大提高。但当加入的溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因 。
解析：本题考查电化学（形成原电池）对速率的影响，以及探讨影响速率因素的方法控制变量法。
答案：（1）
（2）与反应产生的Cu与Zn形成Cu/Zn微电池，加快了氢气产生的速率
（3）
（4）升高反应温度、适当增加硫酸的浓度、增加锌粒的比表面积等
（5）①30 10 17.5
②灰黑 暗红
③当加入一定量的后，生成的单质Cu会沉积在Zn的表面，降低了Zn与溶液的接触面积
技巧点拨：注意考虑影响因素的相互影响以及主导位置。
考点3 化学平衡状态的判断
要点提示：达到化学平衡状态的标志为，①正反应速率等于逆反应速率②反应混合物中各组成成分的含量保持不变。满足以上任何一个条件即可表示一个可逆反应在一定条件下已经达到平衡状态。化学平衡状态和特征：逆、动、等、定、同。
例4.（2011天津）向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，一定条件下使反应SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如右所示。由图可得出的正确结论是（ ）
A.反应在c点达到平衡状态
B.反应物浓度：a点小于b点
C.反应物的总能量低于生成物的总能量
D.△t1=△t2时，SO2的转化率：a~b段小于b~c段
解析：化学平衡状态的标志是各物质的浓度不再改变，其实质是正反应速率等于逆反应速率，c点对应的正反应速率显然还在改变，故一定未达平衡，A错；a到b时正反应速率增加，反应物浓度随时间不断减小，B错；从a到c正反应速率增大，之后正反应速率减小，说明反应刚开始时温度升高对正反应速率的影响大于浓度减小对正反应速率的影响，说明该反应为放热反应，即反应物的总能量高于生成物的总能量，C错；随着反应的进行，SO2的转化率将逐渐增大，D正确；选D。
答案：D
例5．（2010江苏）在温度、容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下（已知 kJ·mol）
容器
甲
乙
丙
反应物投入量
1mol N2、3mol H2
2mol NH3
4mol NH3
NH3的浓度（mol·L）
c1
c2
c3
反应的能量变化
放出akJ
吸收bkJ
吸收ckJ
体系压强（Pa）
p1
p2
p3
反应物转化率

下列说法正确的是（双选）（ ）
A． B． C． D．
解析：本题主要考查的是化学平衡的特征：同即等效平衡的知识。A项，起始浓度不同，转化率也不同，不成倍数关系，B项，实际上为等同平衡，不同的是反应的起始方向不同，在此过程中乙吸收的热热量相当于甲完全转化需再放出的热量，故a+b=92.4;C项，通过模拟中间状态分析，丙的转化率小于乙，故2p2> p3;D项，a1+b1=1.，而a2> a3,所以a1+ a3<1.综上分析可知，本题选BD项。
答案：BD
技巧点拨：用过程假设法去理解等效平衡的几种情况以及用等效原理去分析不等效问题。
考点4 平衡移动原理的应用
要点提示：平衡移动原理，当改变影响平衡的条件之一（如温度、压强、浓度）时，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。
例6．（2010重庆） 当反应达到平衡时，下列措施：①升温 ②恒容通入惰性气体 ③增加CO的浓度 ④减压 ⑤加催化剂 ⑥恒压通入惰性气体，能提高COCl2转化率的是（ ）
A．①②④ B．①④⑥ C．②③⑥ D．③⑤⑥
解析：本题考查化学平衡的移动。该反应为体积增大的吸热反应，所以升温和减压均可以促使反应正向移动。恒压通入惰性气体，相当于减压。恒容通入惰性气体与加催化剂均对平衡无影响。增加CO的浓度，将导致平衡逆向移动。
答案：B
技巧点拨：对于恒容容器，通入稀有气体，由于容器的体积不变，各组分的浓度保持不变，故反应速率保持不变，平衡也即不移动。若为恒压容器，通入稀有气体，容器的体积膨胀，对于反应则相当于减压。
考点5 平衡常数含义及其运用
要点提示：平衡常数K只受温度影响，与反应物或生成物浓度无关。K值越大，其正向反应进行的程度越大，即该反应进行得越完全，反应物转化率越大。
例7．（2010天津改编）已知反应2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g)某温度下的平衡常数为400 。此温度下，在密闭容器中加入CH3OH，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：
物质
CH3OH
CH3OCH3
H2O
浓度/（mol·L－1）
0.44
0.6
0.6
① 比较此时正、逆反应速率的大小：v正 ______ v逆 （填“>”、“<”或“＝”)。
② 若加入CH3OH后，经10 min反应达到平衡，此时c(CH3OH) ＝ _________；该时间内反应速率v(CH3OH) ＝ __________。
解析：此时的浓度商Q==1.86＜400，反应未达到平衡状态，向正反应方向移动，故正＞逆；设平衡时生成物的浓度为0.6+x，则甲醇的浓度为（0.44-2x）有：400=，解得x=0.2 mol·L-1，故0.44 mol·L-1-2x=0.04 mol·L-1。
由表可知，甲醇的起始浓度度为(0.44+1.2) mol·L-1=1.64 mol·L-1，其平衡浓度为0.04 mol·L-1，
10min变化的浓度为1.6 mol·L-1，故(CH3OH)=0.16 mol·L-1·min-1。
答案： ①＞ ②0.04 mol·L-1 0.16 mol·L-1·min-1
技巧点拨：本题利用浓度商和平衡常数的关系判断平衡移动的方向、平衡常数和速率的计算等。

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