高中化学高三素材高考化学专题(3)化学反应速度和化学平衡的梳理和综合高中化学.doc

高中化学高三素材高考化学专题（3）化学反应速度和化学平衡的梳理和综合高中化学
专题三：化学反应速度和化学平稳的梳理和综合
[命题趋向]
«考试大纲»对这部分内容的具体要求是：
〔1〕了解化学反应速率的概念，反应速率的表示方法，明白得外界条件〔浓度、温度、压强、催化剂等〕对反应速率的阻碍。
〔2〕了解化学反应的可逆性。明白得化学平稳的涵义及其与反应速率之间的内在联系。
〔3〕明白得勒沙特列原理的涵义。把握浓度、温度、压强等条件对化学平稳移动的阻碍。
高考试题经常会从以下几个角度进行考查：
第一，考查化学反应速率、化学平稳的概念，要求考生用这些差不多概念对有关的表达的正确与否作出判不。
第二，依照化学方程式运算化学反应速率。
第三，判定化学反应是否处于平稳状态。判定外界条件变化对化学速率、化学平稳的阻碍情形。也会用转化率、原用利用率等概念来考查化学平稳移动情形。
第四，用〝等效咨询题〞咨询题来考查有关化学平稳的运算能力。
高考中经常显现的题型是选择题，有的年份也会显现大题。
[知识体系和复习重点]
1．化学反应速率的分类

分类角度
从测定时刻分
从反应方向分

类型
瞬时速率：某一时刻的反应速率
平均速率：某段时刻内的反应速率的平均值
正反应速率：可逆反应中正反应方向的反应速率
逆反应速率：可逆反应中逆反应方向的反应速率
注意点
通常所运算的是平均速率
通常所运算的是正逆反应抵消后的总反应速率

2．阻碍化学反应速率的条件
〔1〕不同的化学反应具有不同的反应速率，阻碍反应速率的要紧因素是内因，即参加反应物质的性质。
〔2〕在同一反应中，阻碍反应速率的因素是外因，即外界条件，要紧有温度、浓度、压强、催化剂等。〔还有像反应颗粒〔固体〕的大小、光、波等对化学反应速率也有阻碍〕
3．化学平稳状态
〔1〕化学平稳状态的建立

〔2〕化学平稳状态的本质特点是正反应速率和逆反应速率相等，这是判定化学平稳状态的全然标志。由于υ正=υ逆，可使平稳体系中各组分的百分含量保持不变，因此一样情形下平稳体系的压强、气体密度、浓度等多种宏观性质也保持不变，这些宏观的特点有时也可作为判定化学平稳状态的标志。
化学平稳状态的特点
五大特点
化学平稳
逆
可逆反应
等
υ〔正〕=υ〔逆〕≠0
动
动态平稳
定
各组分含量一定，体积一定时，浓度就一定；有平稳转化率
变
浓度、温度、压强改变化学平稳即发生移动
定量特点
一定温度下，化学平稳常数保持不变
〔3〕化学平稳状态的判定
举例反应
mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
混合物体系中各成分的含量
①各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定
平稳
②各物质的质量或各物质的质量分数一定
平稳
③各气体的体积或体积分数一定
平稳
④总压强、总体积、总物质的量一定
不一定平稳
正、逆反应速率的关系
①在单位时刻内消耗了m molA同时生成m molA，即v正=v逆
平稳
②在单位时刻内消耗了n molB同时生成p molC，均指v正
不一定平稳
③vA:vB:vC:vD=m:n:p:q，v正不一定等于v逆
不一定平稳
④在单位时刻内生成了n molB，同时消耗q molD，因均指v逆
不一定平稳
压强
①m+n≠p+q时，总压力一定〔其他条件一定〕
平稳
②m+n=p+q时，总压力一定〔其他条件一定〕
不一定平稳
混合气体的平均分子量〔〕
①一定时，只有当m+n≠p+q时，
平稳
②一定，但m+n=p+q时
不一定平稳
温度
任何化学反应都相伴着能量变化，在其他条件不变的条件下，体系温度一定时
平稳
体系的密度
密度一定
不一定平稳

4．化学平稳的移动
〔1〕勒沙持列原理：假如改变阻碍平稳的一个条件〔如浓度、压强和温度等〕，平稳就向着能够减弱这种改变的方向移动。其中包含：①阻碍平稳的因素只有浓度、压强、温度三种；②原理的适用范畴是只有一项条件变化的情形〔温度或压强或一种物质的浓度〕，当多项条件同时发生变化时，情形比较复杂；③平稳移动的结果只能减弱〔不可能抵消〕外界条件的变化。
〔2〕平稳移动确实是一个〝平稳状态→不平稳状态→新的平稳状态〞的过程。一定条件下的平稳体系，条件改变后，可能发生平稳移动。可总结如下：

〔3〕平稳移动与转化率的变化：不要把平稳向正反应方向移动与反应物转化率的增大等同起来。具体分析可参考下表：
反应实例
条件变化与平稳移动方向
达新平稳后转化率变化
2SO2 +O2
2SO3〔气〕+热
增大O2浓度，平稳正移
SO2 的转化率增大，O2的转化率减小
增大SO3浓度，平稳逆移
从逆反应角度看，SO3的转化率减小
升高温度，平稳逆移
SO2 、O2的转化率都减小
增大压强，平稳正移
SO2 、O2的转化率都增大
2NO2〔气〕 N2O4
体积不变时，不管是加入NO2或者加入 N2O4
NO2的转化率都增大〔即新平稳中N2O4的含量都会增大〕
2HI H2+I2〔气〕
增大H2的浓度，平稳逆移
H2的转化率减小，I2的转化率增大
增大HI的浓度，平稳正移
HI的转化率不变
增大压强，平稳不移动
转化率不变

[典型题析]
[例1]某温度下，在一容积可变的容器中，反应2A(g)+B(g) 2C(g)达到平稳时，A、B和C的物质的量分不为4mol、2mol和4mol。保持温度和压强不变，对平稳混合物中三者的物质的量做如下调整，可使平稳右移的是〔 〕
〔A〕均减半 〔B〕均加倍 〔C〕均增加1mol 〔D〕均减小1mol
[解析]由因此在容积可变的容器中，因此在〝均减半〞或〝均加培〞时，相当于A、B、C三物质的浓度都没有改变，平稳可不能移动。同样由于容积可变，〝均增加1mol〞时相当于A、C物质的浓度减小，B物质的浓度增大，平稳向右移动；〝均减小1mol〞时相当于A、C物质的浓度增大，B物质的浓度减小，平稳向左移动。答案选C。
要注意的是，差不多概念、基础理论是高考中不变的一个重点。这道题的设咨询独树一帜，解答时既要定性判定、又要定量分析，多次灵活转换，都值得大伙儿研究。
[例2] 可逆反应N2＋3H22NH3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。以下各关系中能讲明反应已达到平稳状态的是〔 〕
A．3v正〔N2〕＝v正〔H2〕 B．v正〔N2〕＝v逆〔NH3〕
C．2v正〔H2〕＝3v逆〔NH3〕 D．v正〔N2〕＝3v逆〔H2〕
[解析]答案选B。
考查判定化学平稳状态的能力。化学反应速率的表示方法、化学平稳状态、阻碍化学反应速率的因素和阻碍化学平稳的因素等差不多上这块知识中的基础内容，属于高考的必考内容。将化学反应速率、化学平稳联系起来，让考生判定可逆反应是否处于化学平稳状态，能够较好地测试解题者对有关内容的明白得水平。
关于可逆反应〝N2＋3H22NH3”，正反应速率能够用H2、N2、NH3三种物质的浓度变化来表示，逆反应速率也可用H2、N2、NH3三种物质的浓度变化来表示。关于同一反应、同一时刻的正反应速率〔或逆反应速率〕，用不同物质的浓度变化来表示时，其大小关系跟化学计量数有关，即有：v正(N2):v正(H2):v正(NH3)=1:3:2或v逆(N2):v逆(H2):v逆(NH3)=1:3:2。因此，当2v正(H2)＝3v逆(NH3)时，处于化学平稳状态。
解答这道题时，有的考生由于对正反应速率和逆反应速率、不同物质表示的反应速率等概念明白得不深，造成判定失误。
[例3]在容积固定的密闭容器中存在如下反应：
A(g)+3B(g) 2C(g)；△H<0
某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的阻碍，并依照实验数据作出以下关系图：

以下判定一定错误的选项是〔 〕
A．图I研究的是不同催化剂对反应的阻碍，且乙使用的催化剂效率较高
B．图Ⅱ研究的是压强对反应的阻碍，且甲的压强较高
C．图Ⅱ研究的是温度对反应的阻碍，且甲的温度较高
D．图Ⅲ研究的是不同催化剂对反应的阻碍，且甲使用的催化剂效率较高
[解析]答案选AB。
考查观看图像、图像信息的挖掘和转化能力。分析图表、研究实验数据是一种差不多能力，化学反应速率、化学平稳等内容是化学学科中培养学生观看图像和处理图像信息能力的较好载体，因此化学平稳内容常跟图、表等综合起来命题。
催化剂不能使化学平稳发生移动，因此平稳时浓度、转化率等都可不能因加入催化剂而改变。图I中甲、乙两条件下达到平稳时C的浓度不同，讲明不是同一平稳状态，因此这种情形确信不是催化剂造成的。
催化剂能够改变反应速率，能改变达到化学平稳的时刻，因此图Ⅲ所表示的可能是不同催化剂造成的，而且甲情形下达到平稳的时刻短，催化效率高。
关于题给反应，增大压强或降低温度平稳都要向正反应方向移动，因此图Ⅱ中两条曲线假设表示不同压强条件下所发生的反应，甲条件下压强较低。图Ⅱ中两条曲线假设表示不同温度下所发生的反应，甲条件下温度较高。
[例4]在一定条件下，二氧化硫和氧气发生如下反应：
2SO2〔g〕+ O2 (g) 2SO3(g) ；△H<0
〔1〕写出该反应的化学平稳常数表达式K＝
〔2〕降低温度，该反应K值 ，二氧化硫转化率 ，化学反应速度 〔以上均填增大、减小或不变〕
〔3〕600℃时，在一密闭容器中，将二氧化硫和氧气混合，反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图，反应处于平稳状态的时刻是 。
〔4〕据图判定，反应进行至20min时，曲线发生变化的缘故是 〔用文字表达〕；10min到15min的曲线变化的缘故可能是 〔填写编号〕。
A．加了催化剂 B．缩小容器体积
C．降低温度 D．增加SO3的物质的量
[解析] 答案为：
〔1〕；〔2〕增大；增大；减小。〔3〕15~20min和25~30min。〔4〕增加了O2的量。A；B。
要紧综合考查化学平稳理论，测试观看能力、分析和综合能力等。
题给图像中曲线看起来比较杂乱，不要被表面现象所困惑，只要认真分析可发觉图中所包含的化学含义。15min-20min、25min-30min两个时刻段时三条曲线都跟横坐标平行，即三种物质的物质的量不发生变化，处于平稳状态。在20min这一瞬时，O2的物质的量突然增大，讲明现在向反应容器中加入了O2。
10min前后反应都处于不平稳状态，而且O2、SO2的物质的量差不多上逐步减小，SO3的物质的量差不多上逐步增大；只是10min前变化较缓，10min后变化较快。这是改变了某条件使反应速率加快所造成的。因此，可能是加了催化剂或缩小容器体积。

[考题推测与专题训练]
1．反应： A〔气〕+3B〔气〕2C〔气〕+Q达平稳后，将气体混和物的温度降低，以下表达中正确的选项是〔 〕
〔A〕正反应速率加大，逆反应速率变小，平稳向正反应方向移动
〔B〕正反应速率变小，逆反应速率加大，平稳向逆反应方向移动
〔C〕正反应速率和逆反应速率变小，平稳向正反应方向移动
〔D〕正反应速率和逆反应速率变小，平稳向逆反应方向移动
2．将8mol H2和2molN2充入2L密闭容器中，在一定条件下进行合成氨反应，4min后反应达到平稳，测得容器中还有5.6molH2。以下运算结果错误的选项是〔 〕
〔A〕v〔H2〕=0.3 mol·L-1·min-1 〔B〕H2的转化率为25%
〔C〕NH3的物质的量浓度为0.8mol·L-1 〔D〕NH3的体积分数为19.05%
3．一定条件下，在密闭容器里进行如下可逆反应：
S2Cl2(橙黄色液体)+Cl2(气) 2SCl2(鲜红色液体)+61.16kJ。
以下讲法正确的选项是〔 〕
〔A〕单位时刻里生成n mol S2Cl2的同时也生成n molCl2
〔B〕达到平稳时，假设升高温度，压强不变，反应混合溶液颜色变浅
〔C〕达到平稳时，单位时刻里消耗 n mol S2Cl2的同时也生成n molCl2
〔D〕加入氯气，平稳向正反应方向移动，氯气的转化率一定升高
4．在一个密闭、恒容的容器中进行以下反应：
4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)
在一定的条件下达到平稳，现向反应容器中通入少量的氯化氢气体，产生的结果是〔 〕
〔A〕容器内压强增大 〔B〕原平稳不受阻碍
〔C〕正反应速率增大 〔D〕NO浓度降低
5．在一条件下，可逆反应2A〔气〕+B〔气〕 nC〔固〕+D〔气〕达平稳。假设坚持温度不变，增大强压，测得混合气体的平均相对分子质量不变，那么以下判定正确的选项是〔 〕
〔A〕其它条件不变，增大压强，平稳不发生移动
〔B〕其它条件不变，增大压强，混合气体的总质量不变
〔C〕该反应式中n值一定为2
〔D〕原混合气中A与B的物质的量之比为2:1，且〔其中M表示物质的摩尔质量〕
6．某化学反应2A B＋D在四种不同条件下进行，B、D起始浓度的起始浓度都为零，反应物A的浓度〔mol·L-1〕随反应时刻〔min〕的变化情形如下表：

依照上述数据，完成以下填空：
〔1〕在实验1，反应在10至20分钟时刻内平均速率为 mol·L-1·min-1
〔2〕在实验2，A的初始浓度c2＝ mol·L-1，反应经20分钟就达到平稳，可估量实验2中还隐含的条件是 。
〔3〕设实验3的反应速率为V3，实验1的反应速率为V1，那么V3 V1〔填＞、＝、＜＝〕,且c3 1.0 mol·L-1〔填＞、＝、＜＝〕。
〔4〕比较实验4和实验1，可估量该反应是__________反应〔选填吸热、放热〕。理由是________________。
7．537℃、1.01×105Pa 时，往容积可变的密闭容器中充入2mol SO2、 1mol O2，现在容器的体积为200L。向容器中加入催化剂〔固体〕并保持恒温恒压，发生反应：
2SO2〔气〕+O2〔气〕 2SO3〔气〕
达到平稳时，平稳气体中SO3的体积分数为0.91。
试回答以下咨询题：
〔1〕工业上二氧化硫的催化氧化采纳常压而不采纳高压的缘故是： _______。
〔2〕保持上述温度和压强不变，假设向容器中只充入2mol SO3并加入固体催化剂。那么平稳时，SO2的体积分数是 ，容器的体积为 L。
〔3〕温度仍保持537℃，容器体积保持200L不变〔恒容〕。充入a molSO2、b molO2，并加入固体催化剂，反应达平稳时，SO3的体积分数仍为0.91，体系压强为1.01×105Pa。假设a:b=2:1，那么a= 。
[参考答案]
1C〔升高温度时，正、逆反应的速率都增大，降低温度时，正、逆反应的速率都减小〕。
2B〔氢气转化率为30%〕。
3A〔依照题给的反应方程式可知，单位时刻内每生成1molS2Cl2的同时必生成1molCl2。要注意的是，虽体系中只有氯气一种气体物质，便加入氯气平稳不一定向正反应方向移动〕。
4D〔加入氯化氢气体，可跟氨化合生成氯化铵，结果使平稳向逆方向移动〕。
5D[分析化学方程式可得出，每有2molA、1molB转化为产物，体系中气体的物质的量就要减小2mol，气体的总质量就要减小nM(C)g或〝2M(A)+M(B)〞，相当于少了一种相对分子质量为或的气体物质]。
6．〔1〕0.013。
〔2〕1.0 催化剂。
〔3〕＞ ＞。
〔4〕吸热；因温度升高时，平稳向右移动。
〔比较实验1、2、3，差不多上相同的温度下进行，实验2中前10s内浓度变化最大，可能隐含着加入催化剂等阻碍反应速率专门明显的条件变化。比较实验1、4可得，反应温度越高，平稳时A的浓度越小，因此题给反应的正反应方向是吸热反应〕。
7．〔1〕常压下，三氧化硫的含量已达到91%，从降低成本考虑，没有必要再加压。
〔2 〕6%，137.5L。
〔3〕2.9。
〔加入2molSO3跟加入2molSO2、1molO2相当，在其它条件相同时能够达到相同的平稳状态。因此平稳时二氧化硫的体积分数是6%、氧气的体积分数为3%。设平稳时SO3的物质的量为xmol，那么有=0.91，可求得x=1.88，平稳时气体的总的物质的量为2.062mol，因此平稳时气体的总体积为V==137.5L。第3咨询中，体积始终保持200L，达到平稳时的体积也是200L，那么加入二氧化硫的物质的量为=2.9mol〕。