化学课程-七化学反应速率和化学平衡 -高考化学.pdf
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1、文档嫩板资 源 共 享F专题七化学反应速率和化学平衡专题导语:考点分布1.化学反应速率2.化学平衡3.化学平衡常数和转化率分值分布 1.选择题:6 分2.填空题:4 分题型特点本专题考查的知识点和题目形式都比较明确,在选择题和化学反应原理综合题都可能考查,主要考查定性和定量两个方面。定性方面包括:(1)化学反应速率、化学平衡概念状态的分析;(2)确定某种情况是否达到化学平衡状态;(3)外界条件引起的化学反应速率改变和化学平衡移动方向和结果的判断;(4)平衡常数(浓度平衡常数)的含义及其表达式。定量方面包括:(1)有关反应速率的计算和比较;(2)平衡常数的计算以及利用化学平衡常数计算反应物转化率
2、等。题目多以图像、图表等形式呈现。通过对高考试题的分析,本专题题目每年必考,难度一般中档偏上,多侧重于知识点的综合考查,在填空题中的情境多侧重于与生产实际的联系。复习策略本专题理论性强,与生产、生活、科研联系密切,考题综合性强,具有较好的区分度,很受命题者青睐。复习时既要注重对基础知识的理解和归纳,还要掌握相关知识的内在联系;通过对经典题的训练来掌握解题的基本方法和技巧,提高利用相关原理分析、解决具体问题的能力。复习时应注意以下几点:(1)掌握化学反应速率的计算方法、化学平衡状态的特征和判断方法。(2)理解外界因素影响反应速率的原理、反应速率变化与化学平衡移动之间的关系,加强对化学反应速率与化
3、学平衡有关图像的分析,养成“标、点、线、面”的分析习惯和方法。(3)加强对两种不同类型等效平衡的理解,形成解决等效平衡问题的基本思路,并在解题过程中得到深化。(4)掌 握“三部分析法”、“化归法”在解决化学反应速率与化学平衡问题中的应用。教学流程(策略)1.教师重点阅读专题导语和学习目标、方法突破三个模块,课前根据学生实际情况精选试题,明确授课流程。2.指导学生填写必备知识模块,可以是学生填写老师纠错,也可以是学生和老师一起回顾知识,一定要做到先复习再练习。3.基础过关后,根据题型分类来指导学生做题,做题的过程中发现问题要及时指导学生修正并标识,总结易错点、重难点等记录在我的记录空间,以备课后
4、复习。4.选取相关练习题来强化训练,也可以根据学生的具体情况进行限时训文档嫩板资源共享练。特别是简单题,一定要提高正确率。5.回顾总结,可以是没有掌握好的概念、原理、解题方法,也可以是做错的题目。最后留出课后作业,作业根据学生实际情况,选留3 0 分钟到6 0分钟的题目.学习目标:1 .了解化学反应速率的概念和表示方法。2 .结合具体实例,理解外界条件对化学反应速率的影响。3 .了解化学反应的可逆性和化学平衡建立的过程。4.理解化学平衡和化学平衡常数的含义,并进行简单计算。5 .结合具体实例,理解外界条件对化学平衡的影响。6 .认识化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要
5、作用。7 .通过催化剂实际应用的实例,了解催化剂在生活、生产和科学领域中的重大作用。方法突破:解题方法一、化学反应速率的概念及计算考生在复习备考本考法时,主要是熟练掌握化学反应速率的计算方法:1 .根据数学表达式计算 cV=Kt注意(1)不能忽略体积,而用物质的量的变化量除以时间。(2)浓度不能用固体或纯液体的浓度。2 .根据化学方程式计算根据不同物质的反应速率之比等于化学计量数之比进行计算,如:化学方程式为w A(g)+cB(g)=/(g)的 反 应 中,其 中 各 种 物 质 的 化 学 反 应 速 率 满 足 关 系:r(A):0(B):r(C)m::,。3 .根据图像求速率文档嫩板资
6、源 共 享(1)找出横纵坐标对应的物理量。(2)再将图中的变化量转化成相应的浓度变化量。A c(3)最后根据公式“片 阳”进行计算。4.运 用“三段式”进行化学反应速率的计算(1)写出有关反应的化学方程式。(2)找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。(3)根据已知条件列方程式计算。注意例如:反应z/z A +/?Bp C起始浓度/(m o l L-1)a bc转化浓度/(m o l L-1)nxx-mpxm某时刻浓度/(m o l L-1)nxa x b mc+包m以上浓度也可用物质的量替代,且第一段是加料的量,其数值与方程式的化学计量数没有关系。二、化学反应速率的影响因素为顺利解答这类题目,
7、考生必须熟练掌握外界条件对化学反应速率的影响因素及其注意事项:1 .内因反应物本身的性质是影响化学反应速率的主要因素。如相同条件下M g、A l 与稀盐酸反应的速率大小关系为:F(M g)7(A l)。2 .外因(其他条件不变,只改变一个条件)增大反应物的浓度,化学反应速率加快,反之减小对于有气体参加的反应,增大压强,化学反应速率加快,反之减小升高温度,化学反应速率加快,反之减小使用催化剂,能改变化学反应速率,且正、逆反应速率的改变程度相同固体反应物的表面积、光波、电磁波、溶剂等(1)改变固体和纯液体的量对化学反应速率无影响。(2)浓度、温度、压强发生变化或加入催化剂时,正、逆反应速率均增大或
8、减小。注意文格嫩板 I 资 源 共 享3.对于气体反应体系有以下几种情况:(1)恒温时:增大压强一体积缩小一浓度增大一反应速率增大。(2)恒容时:充入气体反应物f浓度增大一速率增大。充 入“稀有气体”一总压增大,但各气体分压不变即各物质的浓度不变一反应速率不变。(3)恒压时:充 入“稀有气体”一体积增大一各反应物浓度减小-反应速率减小。总之压强的改变对反应速率产生影响是因为压强改变会引起浓度的变化,从而对反应速率产生影响。4.活化分子、有效碰撞与反应速率的关系I增 大 反 应 物 的 浓 度IAM立 体 积 内 分 子总 数 增 加1.活 化 分于 百 分 数 不 变,活化 分 子 数 增 力
9、n 高 反 应 体 系 的 温 度I 吸 收 能 量:单 位 体 不 只 内 分 子 总数 不 变.活 化 分 子 百分 数 增 n.活 化 分 子数 增 力n_降 低 活 化 能:I使”1催 化 剂I单 位 时 间、单位体 积 内 有效 碰 撞 次 数增 多I增 大 气 体 压 强I增 大 化 学反 应 速 率三、化学反应速率影响因素的实验探究应对高考题中有关“化学反应速率影响因素的实验探究”的题目,最核心的方法就是在平时的备考复习时,熟练掌握控制变量法的应用和解表格题目的方法。1.单一变量控制法(1)控制其他因素不变,只改变其中一个因素(要研究的因素),观察其对实验结果的影响。遵循单一变量
10、原则,即“变一定多”。(2)与单一变量控制法类似的还有对照实验法,通常可分为:空白对照、自身对照、相互对照和条件对照。2.解表格多数据题目的方法表格中通常设置横标目和纵标目,围绕研究主题,给出实验编号、实验目的、实验条件以及实验数据。因此解题时首先要看清纵、横标目所表示的含义,以变量和不变量为两条线索分析各数据之间的关系,找出变化规律。四、化学平衡状态的判定平衡状态的判据型考题属于高频考点,题目难度一般不大,但需要考生有丰富的知识储备。为熟练解答有关平衡状态判据的题目,考生在复习备考时必须熟练掌握常见的平衡判据,以不变应万变,具体问题具体分析。文格嫩板 I 资 源 共 享对于密闭容器中的可逆反
11、应:加(g)+龙(g)=p C(g)+如(g)是否达到平衡可以归纳如下表:化学反应mA(g)+nB(g)-p C (g)+q D(g)是否平衡混合物体系中各成分的含量各物质的物质的量或物质的质量分数一定平衡各物质的质量或质量分数一定平衡各气体的体积或体积分数一定平衡总体积、总压强、总物质的量一定不一定平衡正、逆反应速率之间的关系在单位时间内消耗了/z z mo l A,同时也生成了 mmolA,艮 口 /正=-逆平衡在单位时间内消耗了ino lB,同时也消耗了 mo lC,即P正=/逆平衡 r(A):v(B):P(C):r(D)=m:n:p:q。正 不一定等 于P逆不一定平衡在单位时间内生成了
12、/?mo l B,同时也消耗了 7mo lD,即叙述的都是。逆不一定平衡压 强其他条件一定、总压强一定,且加平衡其他条件一定、总压强一定,且不一定平衡混合气体的平均相对分子质量平均相对分子质量一定,且 勿 夕+q平衡平均相对分子质量一定,且而+=p+g不一定平衡温 度任何化学反应都伴随着能量变化,当体系温度一定时平衡气 体 的 密 度密度一定不一定平衡颜 色反应体系内有色物质的颜色稳定不变平衡上述表格内容可概括为“两审”“两标志1 .“两审”一审题干条件,是恒温恒容还是恒温恒压;二审反应特点:全部是气体参与的等体积反应还是非等体积反应;有固体或液体参与的等体积反应还是非等体积反应。2 .“两标
13、志”(1)本质标志人=叱 0。对于某一可逆反应来说,正反应消耗掉某反应物的速率等于逆反应生成该文档嫩板资 源 共 享反应物的速率。(2)等价标志全部是气体参加的非等体积反应,体系的压强、平均相对分子质量不再随时间而变化。体系中各组分的物质的量浓度、体积分数、物质的量(或质量)分数保持不变。对同一物质而言,断裂的化学键的物质的量与形成的化学键的物质的量相等。对于有色物质参加或生成的可逆反应,体系的颜色不再随时间而变化。体系中某反应物的转化率或某生成物的产率达到最大值且不再随时间而变化。总之,反应过程中反应从开始到平衡状态,某个量若随时间的改变是个变量,可以通过该量不变来判断反应达到平衡状态,否则
14、,不能通过该量不变来判断反应达到平衡状态。五、化学平衡的移动化学平衡移动是高考题的全频考点,考生务必熟练掌握。考生在备考复习时,必须熟练掌握判断化学平衡移动的两个根据:1.定性判断化学平衡移动:勒夏特列原理。2.定量判断化学平衡移动:利用平衡常数与浓度商的关系。限Q:=K反应处于化学平衡状态,取:=腺K反应向逆反应方向进行,吃 暖六、化学平衡常数表达式的书写化学平衡常数表达式的书写是高考题的高频考点,只要考生清楚化学平衡常数表达式基本形式及书写时的注意事项,准确解答这类题目难度相对较小。因此,考生在复习备考时应熟练掌握如下几点:1.在应用平衡常数表达式时,稀溶液中的水分子浓度可不写。在化学变化
15、过程中,水量的改变对水的浓度变化影响极小,所以水的浓度是一个常数,此常数可归并到平衡常数中去。但是,在非水溶液中进行的可逆反应,有水参加或生成,水的浓度必须写在平衡常数表达式中。2.当反应中有固体物质参加时,分子间的碰撞只能在固体表面进行,固体的物质的量浓度对反应速率和平衡没有影响,因此,固体的“浓度”作为常数,在平衡常数表达式中,不写固体的浓度。3.化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关。同一个化学反应,由于书写的方式不同,各反应物、生成物的化学计量数不同,平衡常数就不同。但是这些平衡常数可以相互文档嫩板资 源 共 享换算。4.不同的化学平衡体系,其平衡常数不一样。平衡常数大,说明生成
16、物的平衡浓度相对较大,反应物的平衡浓度相对较小,即表明反应进行得较完全。因此,平衡常数的大小可以表示反应进行的程度。5.若反应为气体参与的反应,根据可知所以,相同温度下,气体的物质的量浓度之比等于气体的分压之比,因此平衡常数中气体的浓度可用分压表示。七、平衡常数大小的比较化学平衡常数大小比较的一般思路:1.首先,看题给温度是否改变,若温度不变,则平衡常数一定不变;2.其次,若温度改变,再看反应的焰变,若熠变为正,即反应吸热,升高温度,平衡常数增大;若焙变为负,即反应放热,升高温度,平衡常数减小。八、应用平衡常数解决问题应用化学平衡常数解决问题是高考题中重要的题型,有时题目难度较大,因此需要考生
17、在平时的复习备考时,熟练掌握化学平衡常数有什么应用,如何应用等相关问题。1.化学平衡常数值的大小是可逆反应进行程度的标志。它能够表示出可逆反应进行的程度。一个可逆反应的人值越大,说明平衡时生成物的浓度越大,反应物转化率也越大。可以说,化学平衡常数是一定温度下一个可逆反应本身固有的内在性质的定量体现。2.可以利用平衡常数的值作标准,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。3.利用人值可判断反应的热效应:若温度升高,/值增大,则正反应为吸热反应;若温度升高,(值减小,则正反应为放热反应。九、平衡常数及转化率的相关计算化学平衡常数及转化率的计算是高考考题的全频考点,考生务必熟练掌
18、握。考生在备考复习时,可从如下几个方面复习落实:1.化学平衡计算的一般方法(1)分析三个量:即起始量、变化量、平衡量。(2)明确三个关系:对于同一反应物,起始量一变化量=平衡量。对于同一生成物,起始量+变化量=平衡量。各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。文格耀板(3)掌握一种方法一一“三段式法”资源共享化学平衡计算模式:对于反应:M(g)+n B(g)(g)+d)(g).令 A、B起始物质的量(m ol)分别为a、b,达到平衡后,A的消耗量为侬,容器容积为L。3 (g)+龙(g)M(g)+如(g)建立等式求解:起始(m ol)ab00变化(m ol)mxnxP Xqx平衡(m ol)a-
19、mxb nxP Xqx/八 a-mx、,-ic(A*=-p-m ol-L人,、mx/、z.mx nx mb a(A)X 100%(A):(B)=::=三、,、a mx 0(A).f,-X 100%a十。十(p+qmn)xZ(平)a+6+(p+q-m n)x垣。(始)=7+bP(混)=a -M(A)+6 材(B)Vg ,2.化学平衡常数的常见求算方法(1)利用三段式,根据化学平衡常数表达式直接计算。(2)利用已知反应的平衡常数计算待求反应的平衡常数。比如,对于反应:期(g)+B(g)-M(g)+d)(g),其平衡常数为4,其逆反应的平衡常数为“,则友=3。若两个化学方程式加和,则平衡常数相乘,若
20、两个化学方程式相减,Z 1 1则平衡常数相除,若方程式两边同时扩大倍,则平衡常数为原来的次方,若方程式两边同时除以,则新平衡常数为原来平衡常数开次方。(3)弱酸根水解的平衡常数瓜=与,弱碱的阳离子水解的平衡常数4=年。/U A b必备知识一、化学反应速率文格嫩板 I 资 源 共 享1.表示方法通常用单位时间内 增加来表示。2.数学表达式及单位A cv=/逆,平衡向正反应方向移动。=叱,反应达到平衡状态,不发生平衡移动。V 正逆,平衡向逆反应方向移动。(4)影响化学平衡移动的因素影响化学平衡移动的外界因素若其他条件不变,改变下列条件对化学平衡的影响如下:条件的改变(其他条件不变)化学平衡的移动浓
21、 度增大反应物浓度或减小生成物浓度减小反应物浓度或增大生成物浓度压强(对有气体参加的反应)反应前后气体分子数改变增大压强减小压强反应前后气体分改变压强支移嫩板 I 资 源 共 享勒夏特列原理子数不变温 度升高温度降低温度催化剂使用催化剂如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强,以及参加反应的化学物质的浓度),平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。三、化学平衡常数及转化率1.化学平衡常数(1)概念在一定温度下,当一个可逆反应达到化学平衡时,生成物浓度幕之积与反应物浓度幕之积的比值是一个常数,用符号人表示。(2)表达式,(C)c1(D)例如:加(g)+/7B(g)pC(g)+qD(g),A-=
22、-(式中各浓度均为平衡浓度)。C(A)C kDJ化学平衡常数是一个常数,只要温度不变,一个具体的可逆反应就对应一个具体的常数值。2.平衡转化率反应物转化的物质的量(或质量、浓度)一反应物起始的物质的量(或质量、浓 度)1 00 题型分类:题型1:化学反应速率的概念及计算例 1.(2014 北京,12,6 分)在一定温度下,1 0 例 0.40 mol/L H B 溶液发生催化分解。不同时刻测得生成”的体积(已折算为标准状况)如下表。t/min0246810K02)/mL0.09.917.222.426.529.9下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)()A.06 min的平均反应速率:/田
23、曲)3.3X 10 2 mol/(L,min)文档嫩板资 源 共 享B.6 1 0 m i n的平均反应速率:r(H202)3.3X 1 0-2 m o l/(L m i n)C.反应至 6 m i n 时,。(上。2)=0.30 m o l/LD.反应至6 m i n时,HQ分解了 5 0%覆 解题策略本题以过氧化氢的催化分解实验为情境,考查了化学反应速率的相关计算。练 习1.一定条件下存在反应:C(s)+ll20(g)C 0(g)+H2(g)向甲、乙、丙三个恒容容器中加入一定量C和乩0,各容器中温度、反应物的起始量如下表,反应过程中C 0的物质的量浓度随时间变化如图所示。容器甲乙丙容积0.
24、5 L0.5 LV温度T x T z T 起始量2 m o l C lm o l H201 m o l C O1 m o l H24 m o l C2 m o l H2O5 15/min下列说法正确的是()A.甲容器中,反应在前15 m i n的平均速率r(H2)=0.1 m o l I71 m i n-1B.丙容器的容积K 0.5 LC.当温度为T T C时;反应的平衡常数-2.25D.乙容器中,若平衡时(庆0)=0.4 m o l,则北 为题型2:化学反应速率的影响因素例2.一定条件下,溶液的酸碱性对Ti O,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()文档嫩板资 源 共
25、 享A.在 0 5 0 m i n N间,p H=2 和 p H=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 2025 m i n 之间,p H=10时 R的平均降解速率为0.04 m o l ,L-1 m i n-1再 解题策略 本题以图像的形式,考查了考生分析解决有关“外界条件对化学反应速率影响”问题的能力,同时考查了考生的图像解读能力,以及提取信息、利用信息的能力。本题属于图像题,解决图像题要做到“三看”:看面:弄清纵、横坐标的含义;看线:弄清线的走向、变化趋势及线的斜率;看点:弄清曲线上点的含义,特别是一些特殊点,如与坐标轴的交
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