第11讲 化学反应速率、化学平衡

2011年高考化学一轮讲练析精品学案第11讲化学反应速率、化学平衡考点解读1、了解化学反应速率的定义及其定量表示方法。

2、了解温度对反应速率的影响与活化能有关。

3、知道焓变和熵变是与反应方向有关的两种因素。

4、了解化学反应的可逆性和化学平衡。

5、了解浓度，压强、温度和催化剂等对化学反应速率和平衡的影响规律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。

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。

从考题难度分析，历年高考题中，本单元的考题中基础题、中档题、难题都有出现。

因为高考中有几年出现了这方面的难题，所以各种复习资料中高难度的练习题较多。

从新课标的要求来看，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。

知识体系一、化学反应速率及其影响因素1．化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的，通常用单位时间反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示，是一段时间内的平均速率。

固体或纯液体(不是溶液)的浓度可视为不变的常数，故一般不用固体或纯液体表示化学反应速率。

用不同物质表示同一反应的化学反应速率时，其数值可能不同(因此，必须指明具体物质)。

但各种物质表示的速率比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。

2．参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要因素，外界条件对化学反应速率也有影响。

(1)浓度对化学反应速率的影响只适用于气体反应或溶液中的反应；(2)压强对化学反应速率的影响只适用于气体参加的反应；(3)温度对化学反应速率的影响：实验测得，其他条件不变时，温度每升高10℃，化学反应速率通常增加原来的2－4倍，经验公式：；(4)使用催化剂，使原来难以进行的化学反应，分步进行(本身参与了反应，但反应前后化学性质不变)，从而大幅度改变了化学反应速率。

(5)此外，光、电磁波、超声波、反应物颗粒的大小、溶剂的性质等也会对化学反应速率产生影响。

3．浓度和压强的改变仅仅改变了单位体积内活化分子的数目，温度的改变和催化剂的存在却能改变单位体积内反应物分子中活化分子所占的百分数。

二、化学平衡建立及外界条件化学平衡的影响。

1．化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。

化学平衡状态的特征：(1)“逆”：化学平衡研究的对象是可逆反应，可逆反应不能进行到底，即反应过程中反应物、生成物，不能全部转化为生成物(反应物)。

(2)“动”：化学平衡是动态平衡，化学反应达平衡时正反应和逆反应仍在继续进行。

(3)“等”：指反应体系中的用同一种物质来表示的正反应速率和逆反应速率相等。

对于不同种物质而言，速率不一定相等。

(4)“定”：平衡混合物中各组分的物质的量、质量、物质的量浓度，各组分的百分含量(体积分数、质量分数)、转化率等不随时间变化而改变。

(5)“变”：改变影响化学平衡的条件，平衡发生移动。

(6)化学平衡的建立与反应的途径无关。

化学平衡状态的标志是化学平衡状态特征的具体体现。

2．平衡移动原理：如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等)，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。

它是浓度、压强和温度等外界条件对平衡移动影响的概括和总结，只适用于已经达到平衡状态的可逆反应，未处于平衡状态的体系不能用此原理分析，但它也适用于其他动态平衡体系，如溶解平衡、电离平衡和水解平衡等。

催化剂能够同等程度地增加正反应速率和逆反应速率，因此它对化学平衡的移动没有影响。

三、反应的焓变和熵变1、反应焓变是与反应能否自发进行有关的一个因素，但不是惟一因素2、熵：描述体系滋乱度的物理理 单位：J.mol -1.k -1符号S影响熵的因素：①同一条件下，不同物质熵不同②同一物质，聚集状态不同熵不同S(g)>S(l)>S(s) 反应的熵变（△S ）：△S=S 反应产物-S 反应物T 、P 一定，反应焓变和熵变共同影响反应方向，反应方向判据：△H-T △S<0 反应能自发进行；△H-T △S=0 反应达到平衡状态；△H-T △S>0 反应不能自发进行第1课时 化学反应速率1.化学反应速率的表示方法：通常用单位时间内反应物浓度的减少或者生成物浓度的增加来表示化学反应速率。

单位：mol/L ·s ；mol/L ·min ；mol/L ·h 等。

对于任一化学反应：aA +bB==cC +dD 可用υ（A ）、υ（B ）、υ（C ）、υ（D ）表示其速率，则有υ（A ）:υ（B ）:υ（C ）:υ（D ）== a :b :c :d ，即化学反应速率之比等于化学方程式中各物质的系数之比（还可等于其学其浓度变化之比或物质的量变化之比）。

2.影响反应速率的因素基础过关内因：反应物的性质是反应速率大小的决定因素。

外因：主要因素有浓度、温度、压强、催化剂等。

（1）浓度：其它条件不变时，增大反应物浓度，化学反应速率加快。

（2）温度：其它条件不变时，升高温度，化学反应速率加快。

一般来说，温度每升高10℃，反应速率增大为原来的2～4倍。

（3）压强：其它条件不变时，增大压强，对于有气体物质参加的化学反应，反应速率加快。

（4）催化剂：使用正催化剂，能加快反应速率。

未特别指明时，均指正催化剂。

4.活化能：对基元反应而言，活化分子的平均能量与普通反应物分子的平均能量之差叫该反应的活化能（用Ea 表示，其单位为kJ/mol ）。

活化能越大，反应越难进行。

催化剂能降低化学反应的活化能，增大活化分子的百分数，进而增大化学反应速率。

催化剂具有选择性。

解释化学反应速率快慢的链条思维：活化能→活化分子→有效碰撞→化学反应速率。

影响 外因 单位体积内 有效碰撞次数化学反应速率分子总数 活化分子数活化分子百分数增大反应物浓度 增加增加不变增加加快增大压强 增加 增加 不变 增加 加快 升高温度 不变 增加 增大 增加 加快 使用催化剂 不变增加增大增加加快【例1】（2010福建卷，12）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右图所示，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 2.511min mol L μ-- 和2.01m ol L μ- B 2.511min mol L μ-- 和2.51m ol L μ- C 3.011min mol L μ-- 和3.01m ol L μ- D 3.011minmol L μ-- 和3.01m ol L μ-典型例题解析：本题考察化学反应速率的计算第8秒与第4秒时反应物浓度差△C 为1011min mol L μ-- ，t ∆为4秒，所以在4~8m in 间的平均反应速率为2.511minmol L μ-- ，可以排除CD 两个答案；图中从0m in 开始到8m in 反应物浓度减低了4倍，根据这一幅度，可以推测从第8m in 到第16分也降低4倍，即由1011min mol L μ-- 降低到2.511min mol L μ-- ，因此推测第16m in 反应物的浓度为2.511min mol L μ-- ，所以可以排除A 而选B 答案：B【例2】（2010全国卷1，27） （15分）在溶液中，反应A+2BC 分别在三种不同实验条件下进行，它们的起始浓度均为()0.100/c A mol L =、()0.200/c B mol L =及()0/c C mol L =。

反应物A 的浓度随时间的变化如下图所示。

请回答下列问题：（1）与①比较，②和③分别仅改变一种反应条件。

所改变的条件和判断的理由是： ②_______________； ③_______________；（2）实验②平衡时B 的转化率为_________；实验③平衡时C 的浓度为____________； （3）该反应的H ∆_________0，判断其理由是__________________________________； （4）该反应进行到4.0min 时的平均反应速度率： 实验②：B v =__________________________________； 实验③：C v =__________________________________。

【解析】（1）②使用了（正）催化剂；理由：因为从图像可看出，两者最终的平衡浓度相同，即最终的平衡状态相同，而②比①所需要的时间短，显然反应速率加快了，故由影响反应速率和影响平衡的因素可知是加入（正）催化剂；③升高温度；理由：因为该反应是在溶液中进行的反应，所以不可能是改变压强引起速率的改变，又由于各物质起始浓度相同，故不可能是改变浓度影响反应速率，再由于③和①相比达平衡所需时间短，平衡时浓度更小，故不可能是改用催化剂，而只能是升高温度来影响反应速率的（2）不妨令溶液为1L ，则②中达平衡时A 转化了0.04mol ，由反应计量数可知B 转化了0.08mol ，所以B 转化率为%0.40%100200.008.0=⨯；同样在③中A 转化了0.06mol ，则生成C 为0.06mol,体积不变，即平衡时C(c)=0.06mol/L(3) H ∆﹥0；理由：由③和①进行对比可知升高温度后A 的平衡浓度减小，即A 的转化率升高，平衡向正方向移动，而升温是向吸热的方向移动，所以正反应是吸热反应，H ∆﹥0（4）从图上读数，进行到4.0min 时，实验②的A 的浓度为：0.072mol/L,则△C(A)=0.10-0.072=0.028mol/L ，1min)(007.0min0.4/028.0/)()(-∙==∆∆=L mol L mol t A C A υ,∴B v =2A υ=0.014mol(L·min)-1；进行到4.0mi 实验③的A 的浓度为：0.064mol/L：△C(A ,)=0.10-0.064=0.036mol/L，1min)(009.0min0.4/036.0/)'()'(-∙==∆∆=L mol L mol t A C A υ,∴C v =A υ=0.0089mol(L·min)-1【答案】（1）②加催化剂；达到平衡的时间缩短，平衡时A 的浓度未变 ③温度升高；达到平衡的时间缩短，平衡时A 的浓度减小（2）40%（或0.4）；0.06mol/L ；（3）﹥；升高温度向正方向移动，故该反应是吸热反应 （4）0.014mol(L·min)-1；0.008mol(L·min)-1【命题意图】考查基本理论中的化学反应速率化学平衡部分，一些具体考点是：易通过图像分析比较得出影响化学反应速率和化学平衡的具体因素（如：浓度，压强，温度，催化剂等）、反应速率的计算、平衡转化率的计算，平衡浓度的计算，H ∆的判断；以及计算能力，分析能力，观察能力和文字表述能力等的全方位考查。