高三化学第一轮复习化学反应速率和化学平衡(一).pdf

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1、高三化学第一轮复习：化学反应速率和化学平衡（一）全国通用 【本讲主要内容 】 化学反应速率和化学平衡（一） 化学反应速率 【知识掌握】 【知识点精析】 一. 化学反应速率 1. 概念：用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增大来表示化学反应的快慢。 公式： v?c / t 单位： mol/（LS） 或 mol/（Lmin） 2. 注意事项 （1）化学反应速率与两个因素有关：一个是时间，另一个是反应物或生成物的浓度变 化。反应物的浓度随反应的进行而减少，生成物的浓度则不断增加。 （2）化学反应速率是某段时间内的平均速率，而不是即时速率，不可为负值。 （3）固体、液体在反应中可视为浓度不变，故

2、一般不用固体或液体来表示反应速率。 （4）在同一反应中用不同物质来表示反应速率时，其数值可能是不同的，但意义相同。 因此，表示反应速率时要注明具体物质。对可逆反应还要指明反应的方向。 （5）化学反应速率与化学方程式计量数的关系 对于反应： mA nBpCqD（各物质都不是固态或液态） v（A）:v（B）:v（C）:v（D） m:n:p:q c （A）: c （B） :c （C） :c （D） 利用上式： 同条件下的同反应，不同物质之间表示的速率可以相互换算。不同条件 下的同反应， 可比较速率值的大小，比值越大， 表明用该物质表示的反应速率越快要特别 注意，比较速率大小时，先换算成同一单位。 二

3、. 影响化学反应速率的因素 1. 内因（决定性因素） 反应物本身的性质。 化学反应的实质是旧键的断裂、新建的生成。反应物分子中键能越大，断裂就越难，其 反应速率就越小。 2. 外因 对同一个反应，外界条件不同，反应速率也不同。外界条件主要指以下几个方面。 （1）浓度的影响 在其他条件不变时，增加反应物的浓度可以增大化学反应速率；减小反应物的浓度可以 降低化学反应速率。 注意： 改变固体或纯液体的量对化学反应速率无影响。固体或纯液体的浓度可视为常数， 改变固体表面积会影响化学反应速率，因为当固体或液体参加反应时，反应速率只和接触面 积、扩散速率大小有关，所以增大接触面积（将固体粉碎）或增大扩散速

4、率（对反应物进行 搅拌）均可提高反应速率。 （2）压强的影响 对于有气体参加的反应，当其他条件不变时，增大压强，气体体积会减小，浓度增大， 会加快反应速率，减小压强则会降低反应速率。 注意：由于压强对固体液体的体积几乎无影响，因此，对无气体参加的反应，压强对 化学反应速率的影响可忽略不计。压强对反应速度的影响是通过改变物质浓度实现的。不 改变浓度的压强变化对化学反应速率无影响。 对气体反应体系有以下几种情况： 恒温时：增加压强体积缩小浓度增大反应速率加快。 恒容时： a 充入气体反应物浓度增大（总压也增大）反应速率加快。 b 充入“惰气”总压增大但反应体系中各物质浓度不变，反应速率不变。 恒压

5、时： 充入“惰气”气体体积增大反应体系中各物质浓度减少反应速率减小。 （3）温度的影响 在其他条件不变时，升高温度会加快反应速率，降低温度会减慢反应速率。 一般说来，温度每升高10，化学反应速率通常增大到原来的24 倍。 （4）催化剂的影响 催化剂能成千上万倍的提高化学反应速率。 注意： 催化剂能同等倍数的改变正、逆反应速率， 但不能使本来不会发生的反应变为可 能。正催化剂在可逆反应中能同等程度地加快正、逆反应速率， 负催化剂在可逆反应中能同 等程度地减慢正、逆反应速率。没有特别说明即指的是正催化剂。在化学反应过程中，催化 剂参与反应过程，只不过在反应开始时与反应结束时其质量和性质不发生变化而

6、已。 （5）其他因素： 增大一定量固体的表面积（将固体粉碎）可增大反应速率，另外光、电磁波、超声波、 溶剂的性质等，对反应速率也有影响。 三. 化学反应速率与活化分子 反应物的分子 （或离子） 间的碰撞是反应发生的先决条件，但每次碰撞不一定都能发生 化学反应，能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞，能够发生有效碰撞的分子叫活化分子。 反应物中活化分子所占百分数越大，有效碰撞的次数就越多，反应进行的就越快。 增加反应物的温度、浓度、压强（对有气体参加的反应）和使用性能良好的催化剂，都 能增加反应物分子间的有效碰撞次数，因而都能增加化学反应速率。但增加反应物的浓度、 压强（对有气体参加的反应），只能增

7、大单位体积内活化分子个数，不会改变活化分子百分 数。而升温和使用催化剂可增大活化分子所占百分数。 【解题方法指导】 例 1. 反应 A3B2C2D 在四种不同情况下的反应速率，分别为： v（A） 0.015mol/ （LS）v（B） 0.06mol/（LS） v（C） 0.04mol/（ LS）v（D） 2. 7mol/（Lmin） 该反应的快慢顺序是 解析： 在比较速率大小时，首先要注意单位是否统一，若不一致必须先换算成一致。 v（D） 2.7mol/ （Lmin） 0.045 mol/ （LS） 。其次，根据所学知识，比较后作出 判断。 解法一： 不同条件下的同反应，反应速率与对应物质的化

8、学计量数之比，值越大速率越 快。 v（A）/1 0.015 v（ B）/30.02 v（C）/20.02 v（ D）/2 0.0225 故该反应的快慢顺序是 解法二： 将不同物质表示的速率换算为同一物质表示的速率，再比较值的大小。若以物 质 A 为标准，将其他物质表示的速率换算为用A 物质表示的速率，则有： v（A） 0.015 mol/（LS） v（A）/1 v（B）/3 0.02 mol/ （LS） v（A）/1 v（C）/20.02 mol/ （LS） v（A）/1 v（C）/20.0225 mol/（LS） 同样可作出以上结论。 例 2. （ 2006 广东）合成氨工业对国民经济和社会

9、发展具有重要的意义，对于密闭容器 中的反应： N2（g） 3H2（g）2NH3（ g） ，637K，30 MPa 下 n（NH3）和 n（H2）随时 间变化的关系如下图所示。下列叙述正确的是（） A. 点 a 的正反应速率比点b 的大 B. 点 c 处反应达到平衡 C. 点 d（t1时刻）和点 e（t2时刻）处n（N2）不一样 D. 其他条件不变，773K 下反应至t1时刻， n（H2）比上图中 d 点的值大 解析： 本题主要考查化学反应速率和化学反应平衡等知识。由题图n（H2）随时间的变 化曲线的斜率知在a 点 n（H2）变化量大于b 点 n（H2）的变化量，即a 的正反应速率大于 b 点。

10、虽然c 点时 n（H2） n（NH3） ，但二者的物质的量仍在随时间发生变化，故 C 点并 没有达到平衡，B 不正确。由于在t1 t2时反应已达平衡，故二点时n（N2）一样多， C 不正 确。由于合成氨的反应是一个放热反应，温度升高时，化学平衡向逆反应方向移动，则在其 他条件不变时773K 下反应至t1时 n（H2）比图中d 的值大。故本题答案为A、D。 【考点突破】 【考点指要】 有关化学反应速率的高考题近几年经常出现，主要考察学生对反应速率的理解，对反应 速率表示方法的认识，以及运用化学方程式中各物质的计量数关系进行简单的计算。在以后 的命题中将会继续出现，可能是一道选择题，也可能是选择题

11、中的考点之一，还有可能出现 在第二卷的综合题中。一般说来， 题目的难度不会太大，分值也不会太高， 大约占 5 分左右。 但是，如果在这部分丢分的话，就意味着化学得分会和别人拉开距离。 【典型例题分析】 例 1. （2003 年上海高考）可逆反应N23H2 2NH3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。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是（） A. 3v 正（N2）3v正（H2）B. v正（N2） v逆（NH 3） C. 2v 正（H2） 3v逆（NH3）D. v正（N2） 3v逆（H2） 解析： 解此题需要综合以下方面的知识：用不同物质表示反应速率时，其速率值之比等 于化学

12、计量数之比；正反应和逆反应；化学平衡的特征。平衡状态，正逆反应速率相等是指 用同一物质来表示反应速率。例如v正（H2） v逆（ H2） ，故 C 正确 答案： C 例 2. （2006 四川）一定温度下，在2L 的密闭容器中，X、Y、Z 三种气体的物质的量随 时间变化的曲线如下图所示： 下列描述正确的是（） A. 反应开始到10s，用 Z 表示的反应速率为0.158 mol L 1 s1 B. 反应开始到10s，X 的物质的量浓度减少了0.79 molL 1 C. 反应开始到10s 时， Y 的转化率为79.0% D. 反应的化学方程式为：X（g） Y（g）Z（g） 解析： 各物质相关物理量的

13、变化如下表： X Y Z 物质的量变化/mol 1.200.410.79 1.000.210.79 1.580 1.58 浓度变化 / molL 1 0.79/20.395 0.79/20.395 1.58/20.79 反应速率 / molL 1s1 0.0395 0.0395 0.079 反应速率之比1：1：2 化学方程式为：X（g） Y（g）2 Z（g） 。 答案： C 【达标测试】时间： 40 分钟 一. 选择题（每小题只有一个答案符合题意） 1. 甲乙两容器中都进行AB 的反应，甲中每分钟减少4mol，乙中每分钟减少2mol，则 两容器中的反应速率（） A. 甲快B. 乙快C. 相等D

14、. 无法判断 2. （2000 年 全国）已知反应A3B 2CD 在某段时间内以A 来表示化学反应速率为 1mol/ （Lmin） ，则此段时间内用C 来表示的化学反应速率为（） A. 0.5mol/（L min）B. 1mol/（L min）C. 2mol/（L min）D. 3mol/（L min） 3. 反应 4A（s） 3B（g） 2C（g） D（g）经 2min 后 B 的浓度减少0.6mol/L ，对此， 下列说法正确的是（） A. 用 A 来表示的化学反应速率为.4mol/ （L min） B. 分别用 B、C、D 表示化学反应的速率其比值是1：2：3 C. 在 2min 末的反

15、应速率，用B 表示为 0.3 mol/（L min） D. 在 2min 内用 B、C 表示化学反应的速率的值都是逐渐减小的 4. 下列条件的变化，是因为改变了反应途径使得反应物分子中活化分子的百分数提高而 使反应速率加快的是（） A. 增加浓度B. 增大压强C. 升高温度D. 使用催化剂 5. 在四个不同的容器中，在不同条件下合成氨的反应。根据下列在相同时间内测定的结 果判断，生成氨的速率最大的是（） A. v （H2） 0.1mol/（L min） B. v （N2） 0.1mol/（L min） C. v（N2） 0.2mol/（L min） D. v （NH3） 0.3mol/（L m

16、in） 6. 在恒温恒容的密闭容器中进行着某反应。若反应物浓度由2mol/L 降到0.8mol/L 需要 20s，那么反应物浓度由0.8mol/L 降到 0.2mol/L 所需要的反应时间为（） A. 等于 10s B. 大于 10s C. 小于 10s D. 无法确定 7. 10将等浓度、等体积的Na2S2O3和 H2SO4混合 9min 时溶液明显出现浑浊。若温度每 升高 10，化学反应速率增大到原来的3 倍，那么40时，同样要看到混浊，需要的时间 是（） A. 3min B. 1min C. 20s D. 30s 8. 在 CO（g） H2O（g） CO2（g） H2（g）反应中，改变下

17、列条件，不能使 v正增大 的是（） A. 升高温度B. 使用催化剂C. 降低温度D. 减小容器体积 9. 把下列四种X 溶液分别加入四个盛有10mL2mol/L 盐酸的烧杯中， 均加水稀释到50mL， 此时 X 与盐酸缓慢地进行反应。其中反应速率最大的是（） A. 20mL3mol/L的 X 溶液B. 20mL2mol/L的 X 溶液 C. 10mL4mol/L 的 X 溶液D. 10mL2mol/L的 X 溶液 10. 把镁带投入盛有稀盐酸的容器里，产生氢气的速率与下列因素：盐酸浓度温度 镁带表面积容器的密闭状况溶液的Cl - 浓度有关的是（） A. B. C. D. 二. 填空题 1. 某

18、温度时，在2L 容器中 X、Y、Z 三种物质物质的量随时间的变化曲线如图所示。由图 中数据分析，该反应的化学方程式为。反应开始至2min，Z 的平均 反应速率为mol/（L min） 2. 在 400时，将一定量的SO2和 14molO2压入一个盛有催化剂的 10L 密闭容器中进行 反应： 2SO2O2 2SO3，已知 2min 后，容器中剩余 2molSO2和 12molO2，则 （1）生成了molSO3，SO2的起始物质的量浓度是mol/L （2）2min 内平均反应速率： （SO2）是mol/ （L min）v（SO3）是mol/ （L min） 。 3. 某温度时，把1mol N2O4

19、气体通入体积为 10L 的真空密闭容器中，立即出现红棕色， 反应进行4s 时 NO2浓度为 0.04mol/L ，再经过一段时间后，反应达到平衡， 这时容器内压强 为开始的1.8 倍，则 （1）前 4s 以 N2O4浓度变化表示的平均反应速率为。 （2）在 4s 末时容器内的压强为开始的倍。 （3）在平衡时容器内含NO2 mol。 【综合测试】时间： 40 分钟 一. 选择题 1. （2001 年 全国） 将 4molA 气体和 2molB 气体在 2L 的容器中混合并在一定条件下发生 如下反应2A（g） B（ g）2C（g） 。若经 2s 后测得 C 的浓度为0.6mol/L 。现有下列 几

20、种说法以A 浓度变化表示的平均反应速率为0.3 mol/（L s）以 B 浓度变化表示的平 均反应速率为0.6 mol/（L s）2s 时 A 的转化率为70% 2s 时 B 的浓度为0.7mol/L 。其中 正确的是（） A. B. C. D. 2. 100mL6mol/LH2SO4与过量锌粉反应，在一定条件下为了减缓反应速率，但又不影响生 成氢气的总量，可向反应物中加入适量的（） A. 碳酸钠固体B. 水C. 硫酸钾溶液D. 硫酸铵固体 3. 下列实验中，反应速率的加快是由催化剂引起的是（） A. 在炭粉中加入KClO3，点燃时燃烧更为剧烈 B. H2O2中加入少量 MnO2，即可迅速放出

21、气体 C. 将炭粉粉碎成粉末状，可使燃烧更加充分 D. 电解水时，加入少量硫酸可使电解速率加快 4. 在一定条件下NO 能跟 H2发生如下反应： 2NO 2H2N22H2O。经研究，上述反应 是按以下三步反应依次进行的（括号中是该条件下反应的相对速率） 2NO23H2N2O3H2O（慢） 2N2O2N2O2（快） 2H2 O22H2O（更快） 以上总反应的速率主要取决于三步反应中的（） A. B. C. D. 和 5. 现有反应A（g） B（g）C（ g） 。从正反应开始，在其他条件不变时，某一反 应物的浓度、 反应持续时间、 反应温度跟反应速率之间的关系曲线如下图所示，其中有明显 错误的是（

22、） A B C D 6. 经过长期实践，人们总结出反应速率和反应物浓度间的定量关系。在恒温下，对简单 反应来说反应速率同反应物浓度方次的乘积呈正比（反应物浓度的方次，等于方程式中各分 子式前的计量数） 。对于反应式mA nBC 的反应来说vkc(A) mc(B)n，其中 k 为 常数。今有一反应aAbBC，在 25时，将 A、B 溶液按不同浓度混合，得到下列数 据： c（A） （mol/L ）c（B） （ mol/L ）反应速率 mol/ （L s） 1.0 1.0 1.210 2 1.0 4.0 1.9210 1 4.0 1.0 4.8 10 2 由此可推出a、b 正确的是（） A. a 1

23、、b1 B. a1/2、b1/2 C. a2、b1 D. a1、 b2 二. 填空题 7. 在 25时，向 100mL 含氯化氢14.6g 的盐酸溶液里，放入5.6g 纯铁粉（不考虑反应前 后溶液体积变化） ，反应开始至2min 末收集到氢气1.12L（标况），在此之后，又经过4min， 铁粉完全溶解。 则（ 1）在 2min 内用 FeCl2表示的平均反应速率是mol/（L min） 。 （2）在后 4min 内用 HCl 表示的平均反应速率是mol/ （L min） 。 （3）前 2min 与后 4min 相比，反应速率是前者大，因为。 8. 将等物质的量的A、 B 混合于 2L 的密闭容

24、器中， 发生如下反应3A （g） B （g）xC （g） 2D（g） ，经过 5min 时，测得 D 的浓度为0.5mol/L ，c（A） ：c（B） 3 ：5，C 的 反应速率是0.1mol/ （L min） 。A 在 5min 末的浓度是， B 的反应速率是 ，x 值是。 达标测试答案 一. 选择题 1. D 解析： 由于不知道两容器体积的大小，故无法计算单位时间内浓度的变化，速率也就不 能求算，不能比较。 2. C 3. D 解析： A 是固体，不能用来表示速率；v（B） 0.3mol/（ L min）是 2min 内的平均速 率， 2min 末的反应速率应小于0.3 mol/（L mi

25、n） ；在反应过程中B 的浓度逐渐减小，故A、 B 生成 C、D 的速率逐渐减小。 4. D 5. C 解析： 将 v（H2） 、v（NH 3）都换算成 v（ N2）后再比较。 6. B 解析： 随着反应的进行，反应物的浓度越来越小，反应速率减小，时间延长。 7. C 解析： 速率不同，时间不同，而变化量相同，即v933 vt t1/3 min 即 20s。 8. C 9. A 解析：稀释后溶液中X 的浓度（盐酸浓度相同）分别为： 1.2mol/L ，0.8mol/L ，0.8mol/L ， 0.4mol/L 。反应物浓度越大，反应速率越快。 10. C 解析： Mg 2H Mg 2H 2 反

26、应速率大小与 Cl -浓度无关。 二. 填空题 1. 3XY2Z 0.05 2. （1）4 0.6 （2）0.2 0.2 3. （1）0.005 mol/（L s） （2）1.2 （3）1.6 解析：N2O4 NO2 其始量1 0 变化量0.2 0.4 4s 末量0.8 0.4 平衡量1x 2x （1） （0.2/10） 40.005 （2） （0.8 0.4）/11.2 （3） （1x 2x）/11.8 x0.8 平衡时容器内含NO2： 0.8 21.6 【综合测试答案】 一. 选择题 1. B 2. BC 解析： 本题中A、B、C 选项均能降低硫酸浓度，但A 中的碳酸钠与硫酸作用使产生 H

27、2的总量减少。 B、 C 只能起到稀释硫酸的作用，所以答案为 BC。但注意不能用硝酸盐溶 液，因为硝酸盐加到硫酸中，溶液中就有了硝酸，硝酸与锌粉作用，生成的主要不是氢气。 此外，加入醋酸钠固体等，也可实现题目要求。 3. B 解析： A KClO 3分解产生氧气，增大氧气浓度； C 增大固体表面积：D 增加水的导电 性 4. A 解析： 总的反应速率取决于三步反应中的最慢的反应。 5. B 解析： 反应物的浓度增大，反应速率增大，当反应物浓度为0 时，反应速率也为0，A 对， B 错。随着反应的持续进行，反应物的浓度必然减小，故反应速率减小，C 对。当温度 为 0 时，化学反应速率可能大于0，

28、但升温，反应速率必然增大，C 对。 6. D 解析： 根据公式v kc(A) mc(B) n 得： 1 a 1bk1.2102 k1.210 2 又由 1 a4b1.2 10 21.92101 b2 4 a 1b1.2102 4.8 10 2 a1 二. 填空题 7. （1）0. 25 （2）0.25 （3）前者大前 2min 时盐酸浓度大 8. 0.75mol/L 0.05mol/ （L min）2 解析：3A（g） B（ g）xC（g）2D（g） c 起始（ mol/L ）a a 0 0 c 变化（ mol/L ）0.75 0.25 0.5 0.5 5min 末 c（mol/L ）a0.75 a0.25 0.5 0.5 25.0 75.0 a a 3/5 a1.5 mol/L x/2 0.5/0.5 x2 c（A）（ 1.50.75）mol/L 0.75mol/L v（B） 0.25mol/L 5min 0.05mol/（L min）