高中化學反應速率、化學平衡考點匯總
昨天有同學問有關化學反應速率和化學平衡的知識,今天化學姐就給大家總結一下這些方面的考點
用單位時間內反應物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。常用單位為mol·(L·s)-1或mol·(L·min)-1
(1)固體、純液體在反應中可視為濃度不變,故一般不用固體或純液體表示反應速率。
近幾年的高考題,在涉及化學反應速率的知識點時,主要是利用化學反應速率的規律,完成下述要求:
判斷反應速率的大小,必須考慮各物質的反應計量數,再進行比較,同時還要注意保持單位的統一。
(1)濃度:在其他條件不變時,增大反應物的濃度,化學反應速率增大。由于固體、純液體在反應中可視為濃度不變,故增加其量并不能改變反應速率。
(3)壓強:在其他條件不變時,對于有氣體參加的反應,增大壓強,化學反應速率增大。
1.壓強對速率的影響,是通過改變氣體的濃度來實現的,故一般意義上的增大壓強是指壓縮氣體的體積。對于氣體反應體系要注意以下幾個問題。
(1)改變溫度,對吸熱反應速率的影響,總是超過對放熱反應速率的影響:當升高溫度時,吸熱反應速率增大的倍數>放熱反應速率增大的倍數,故升溫化學平衡向吸熱方向移動;當降低溫度時,吸熱反應速率減小的倍數>放熱反應速率減小的倍數,故降溫化學平衡向放熱方向移動。
(2)對有氣體參加的化學反應,改變壓強,對氣體體積之和大的一側的反應速率的影響,總是超過對氣體體積之和小的一側的反應速率的影響:當增大壓強時,氣體體積之和大的一側的反應速率增大的倍數>氣體體積之和小的一側的反應速率增大的倍數,故加壓化學平衡向氣體體積之和小的一側移動;當減小壓強時,氣體體積之和大的一側的反應速率減小的倍數>氣體體積之和小的一側的反應速率減少的倍數,故減壓化學平衡向氣體體積之和大的一側移動。
(3)使用催化劑,正、逆反應速率增加或減小的倍數相同,故化學平衡不移動。
3.化學知識點多,而理綜試卷化學高考題的題量較少,所以化學高考題每一道題涉及的知識點都比較多。綜合考慮各種因素對反應速率的影響進行命題,符合這一命題趨勢。
例題: 已知Mg+2HCl====MgCl2+H2↑,將鎂條投入到稀鹽酸中,反應速率與時間的關系如圖所示:
解析:鎂與鹽酸反應的實質是Mg與H+之間的氧化還原反應,在t0→t1時間段內,隨著反應的進行,H+的濃度逐漸降低,按說反應速率應逐漸降低,但鎂與鹽酸的反應是放熱反應,使溶液溫度升高,又使反應速率加快,且后者對反應速率的影響超過了前者對反應速率的影響,所以隨著反應的進行,反應速率逐漸增大。而在t1→t2時間段內,H+的濃度減少很多,所以隨著反應的進行,反應速率逐漸減小。
在一定條件下的可逆反應里,正反應和逆反應的速率相等,反應混合物中各組成成分的含量保持不變的狀態叫化學平衡狀態。
“等”——處于密閉體系的可逆反應,化學平衡狀態建立的條件是正反應速率和逆反應速率相等。即v(正)=v(逆)≠O。這是可逆反應達到平衡狀態的重要標志。
“定”——當一定條件下可逆反應一旦達平衡(可逆反應進行到最大的程度)狀態時,在平衡體系的混合物中,各組成成分的含量(即反應物與生成物的物質的量,物質的量濃度,質量分數,體積分數等)保持一定而不變(即不隨時間的改變而改變)。這是判斷體系是否處于化學平衡狀態的重要依據。
“動”——指定化學反應已達化學平衡狀態時,反應并沒有停止,實際上正反應與逆反應始終在進行,且正反應速率等于逆反應速率,所以化學平衡狀態是動態平衡狀態。
“變”——任何化學平衡狀態均是暫時的、相對的、有條件的(與濃度、壓強、溫度等有關)。而與達平衡的過程無關(化學平衡狀態既可從正反應方向開始達平衡,也可以從逆反應方向開始達平衡)。當條件變化時,原來的化學平衡即被打破,在新的條件不再改變時,在新的條件下建立起新的化學平衡。新平衡時正、逆反應速率,各組成成分的含量均與原平衡不同。
平衡數值的大小可以反映可逆反應進行的程度大小,K 值越大,反應進行越完全,反應物率越高,反之則越低。
K 只是溫度的函數,如果正反應為吸熱反應,溫度升高,K 值增大;如果正反應為放熱反應,溫度升高,K值減小。
如果改變影響平衡的一個條件(如濃度、壓強或溫度等),平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。它是濃度、壓強和溫度等條件對平衡移動影響的概括和總結,只適用于已經達到平衡狀態的可逆反應,未處于平衡狀態的體系不能用此原理分析,但它也適用于其他動態平衡體系,如溶解平衡、電離平衡和水解平衡等。催化劑能夠同等程度地增加正反應速率和逆反應速率,因此它對化學平衡的移動沒有影響。
(3)在密閉容器中有氣體參加的可逆反應,在計算時經常用到阿伏加德羅定律的兩個推論:
化學平衡的計算步驟,通常是先寫出有關的化學方程式,列出反應起始時或平衡時有關物質的濃度或物質的量,然后再通過相關的轉換,分別求出其他物質的濃度或物質的量和率。概括為:建立解題模式、確立平衡狀態方程。
②由于起始濃度是人為控制的,故不同的物質起始濃度不一定是化學計量數比,若反應物起始濃度呈現計量數比,則隱含反應物率相等,且平衡時反應物的濃度成計量數比的條件。
③起始濃度,平衡濃度不一定呈現計量數比,但物質之間是按計量數反應和生成的,故各物質的濃度變化一定成計量數比,這是計算的關鍵。
首先要看清楚橫軸和縱軸意義(特別是縱軸。表示率和表示反應物的百分含量情況就完全相反)以及曲線本身屬等溫線還是等壓線(當有多余曲線及兩個以上條件時,要注意“定一議二”);然后找出曲線上的特殊點,并理解其含義(如“先拐先平”);再根據縱軸隨橫軸的變化情況,判定曲線正確走勢,以淘汰錯誤的選項。具體情況如下:
②看清起點,分清反應物、生成物,濃度減小的是反應物,濃度增大的是生成物一般生成物多數以原點為起點。
③抓住變化趨勢,分清正、逆反應,吸、放熱反應。升高溫度時,v(吸)v(放),在速率-時間圖上,要注意看清曲線是連續的還是跳躍的,分清漸變和突變,大變和小變。例如,升高溫度,v(吸)大增,v(放)小增,增大反應物濃度,v(正)突變,v(逆)漸變。
④注意終點。例如在濃度-時間圖上,一定要看清終點時反應物的消耗量、生成物的增加量,并結合有關原理進行推理判斷。
②緊扣可逆反應的特征,搞清正反應方向是吸熱還是放熱,體積增大還是減小、不變,有無固體、純液體物質參加或生成等。
⑤先拐先平。例如,在率-時間圖上,先出現拐點的曲線先達到平衡,此時逆向推理可得該變化的溫度高、濃度大、壓強高。
⑥定一議二。當圖像中有三個量時,先確定一個量不變再討論另外兩個量的關系。
1.等效平衡:在兩種不同的初始狀態下,同一個可逆反應在一定條件(定溫、定容或定溫、定壓)下分別達到平衡時,各組成成分的物質的量(或體積)分數相等的狀態。
(1)“先同后變”,進行判斷時,可設置相同的平衡狀態(參照標準),再根據題設條件觀察變化的趨勢;
(2)“不為零原則”,對于可逆反應而言,無論改變任何外部條件,都不可能使其平衡體系中的任何物質濃度變化到零。
例1. 對于可逆反應A(g)+3B(g)2C(g),在不同條件下的化學反應速率如下,其中表示反應速率最快的是( )
解析:濃度增大,速率增大。A、C導致正、逆反應速率均減小,B導致逆反應速率增大,所以D正確。
解析:A2(g)+2B2(g)2AB2(g) 是放熱反應,且是氣體體積減小的反應。所以升高溫度,平衡向逆反應方向移動;增大壓強,平衡向正反應方向移動,C、D均錯誤。升高溫度,正、逆反應速率均加快,達到平衡需要的時間減少,A錯誤,正確答案為B。
解析:提高反應速率的一般做法有:①升高溫度,②增大反應物濃度,③對有氣體參加的反應增大壓強,④加入催化劑。要提高NO的率,即讓平衡向正反應方向移動,可采用的做法有:①降低溫度,②增大壓強,③增大CO的濃度等。綜合以上的分析,正確答案為B。
例5. 已知20 ℃時,氣體X與氣體Y反應可生成氣體Z。反應過程中,X、Y、Z三種氣體的濃度(c)隨時間(t)的變化關系如圖Ⅰ所示;若保持其他條件不變,溫度分別為100 ℃、200 ℃時,Y氣體的體積分數(Y%)與時間(t)的關系如圖Ⅱ
B.其他條件不變,升高溫度,v(正)減小,v(逆)增大,平衡向逆反應方向移動
解析:的濃度之比等于化學方程式中的計量數之比。由圖可知該反應為可逆反應,Y消耗0.6mol·L-1,X消耗0.2mol·L-1,Z增加0.4mol·L-1,所以反應的化學方程式為X+3Y2Z;增大壓強,平衡向正反應方向移動;升高溫度,反應速率無論正、逆都增大。由圖Ⅱ可知,溫度升高,Y%含量升高,說明平衡向逆反應方向移動,所以逆反應為吸熱反應,正反應為放熱反應。
- 標簽:高中化學常見可逆反應
- 編輯:馬可
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