高考化学冲刺的核心知识和解题策略

第三讲高考冲刺：速率平衡的核心知识和解题策略

本章主线：

1、反应方向（能量）；

2、可逆反应，条件变   速率变、平衡常数    平衡移动      

  结论：减弱非消除（瞬间态）

3、等效平衡（等效模型）

4、题型：条件和速率及平衡的综合、  图像、计算

一、化学反应速率

1．定义表达式：

   υ = ∆c/∆t。

同一反应中，用不同物质表示的化学反应速率比=化学计量数之比。

    2.影响化学反应速率的因素

    内因（决定因素）：反应物的结构和性质。

    外因：浓度、压强、温度、催化剂、其它、原电池

高考热点：

1、控制单一变量的实验设计：

2、反应速率的四性：

      一致性、差异性、多样性、综合性

例1．为比较Fe³⁺和Cu²⁺对H₂O₂分解的催化效果，某化学研究小组

      的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。请回答相关问题：

（1）定性分析：如图甲可通过观察                    ，定性比较

得出结论。 有同学提出将FeCl₃改为Fe₂(SO₄)₃ 更为合理，其理由是　　　。

（2）加入0.10 mol MnO₂粉末于50 mL H₂O₂溶液中，在标准状况下放出

气体的体积和时间的关系如图所示。

①写出H₂O₂在二氧化锰作用下发生反应的化学方程式               。

 ②A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序

             为_____＞____＞____＞____。

 ③解释反应速率变化的原因                    。

答案：

（1）气泡产生的快慢，避免Cl^－的干扰。

（2）①2H₂O₂     2H₂O+ O₂↑

     ② D＞C＞B＞A  

        ③H₂O₂溶液的浓度逐渐降低

二．化学平衡状态的特征：

（1）“逆”：可逆反应。

（2）“等”：υ_正＝υ_逆。

（3）“定”：平衡混合物中各组分含量（百分含量、物质的量、 质量、

浓度、反应物转化率等）不随时间变化。

（4）“动”：正逆反应都在进行，υ_正＝υ_逆≠0，体系处于动态平衡。

（5）“变”：反应条件改变，正逆反应速率可能不再相等，平衡会发生移动，

直至建立新的平衡。判断化学平衡状态的标志：

（1）等速标志

          ①υ_正＝υ_逆(同一种物质)；

          ②某反应物的消耗(或生成)速率：

              某生成物的消耗(或生成)速率＝化学计量数之比；

（2）断键、成键角度

（3）恒浓标志

          体系中各组成的物质的量浓度或体积分数、物质的量分数保持不变。

（4）特殊标志：

          压强、气体平均摩尔质量、气体密度、体系中气体的颜色等。

三、化学平衡常数

1．表达式：

      对于可逆反应mA(g) + nB(g)  pC(g) + qD(g)，

      在一定温度下达到平衡，其平衡常数的表达式：

2．K值的意义：

       表示可逆反应的限度，K值越大，说明平衡体系中生成物所占的

比例越大，它的正向反应进行的程度越大，即该反应进行得越完全，反应

物转化率越大；反之，就越不完全，

 转化率就越小。一般认为K＞10⁵时，该反应进行得基本完全。

3．影响因素

影响K值的外界因素只有温度，与反应物或生成物的浓度变化无关。

吸热反应：温度升高，K增大；

放热反应：温度升高，K减小。

四．分析化学平衡移动问题的一般思路：

五．等效平衡：

在相同条件下，对同一可逆反应，不论从正反应方向开始，还是从逆反应

方向开始，或从正、逆两个方向同时开始，均能达到同一平衡状态，即平

衡时相应组分的含量(体积分数、物质的量分数、质量分数)相同，这样的

化学平衡称为等效平衡。即在满足质量（原子）守恒定律的前提下，一定

条件下的同一个平衡状态可以对应无数个起始状态。

四要素

容器—恒温恒容、恒温恒压

方程—m+n≠p+q、 m+n=p+q

                （关注非气态）

要求—各种平衡状态间什么相同？

               （ ﹪ 、c、n）

结论—一边倒后各物质起始投入量完全相同或成比例！

例2．  α₁和α₂分别表示两个恒容容器中的平衡体系：

        A(g)  2B(g)和2A(g)    B(g)的A的转化率。

        在温度不变的情况下，起始时均增加A的物质的量，

       下列判断正确的是

A．α₁降低，α₂增大                 B．α₁、α₂均降低

C．α₁增大，α₂降低                 D．α₁、α₂均增大

例3．在一体积可变的密闭容器中，加入一定量的X、Y，发生反应

        mX(g)     nY(g)     △H = Q kJ·mol^-1。反应达到平衡时，

        Y的物质的量浓度与温度、气体体积的关系如下表所示：

下列说法正确的是

A．m＞n              B．Q＜0

C．温度不变，压强增大，Y的质量分数减少

D．体积不变，温度升高，平衡向逆反应方向移动

例4．已知：可逆反应N₂(g) + 3H₂(g)     2NH₃(g)   △H<0。

        现有甲、乙两个容积相同且不变的真空密闭容器，向甲

        容器中加入1mol N₂(g) 和3mol H₂(g)，在一定条件下发生

        反应，达到平衡时放出热量为Q₁ kJ。在相同条件下，向

        乙容器中加入2mol NH₃(g)并发生反应，达到平衡时吸收

        热量为Q₂ kJ，若Q₁＝3Q₂。下列叙述中正确的是

        A．达平衡时甲中N₂的转化率为75％

        B．达平衡时甲、乙中NH₃的体积分数乙＞甲 

        C．达到平衡后，再向乙中加入0.25molN₂(g)、0.75molH₂(g)

               和1.5molNH₃(g)，平衡向生成N₂的方向移动

        D．乙中反应的热化学方程式为2NH₃(g)    N₂(g)+3H₂(g)  

           △H＝＋Q₂kJ/mol

例5. 在温度、容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，

保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下（填＞、＜、＝）

（已知N₂(g) + 3H₂(g)     2NH₃(g)  ⊿H=-92.4kJ·mol^-1）

(1) c_{1________} c₂     P₁______P₂     (2) a+b_____92.4  

(3) c₃ ______2c₂    P₃ _______2P₂      α_{2_________}α₃ 

  例6.已知：2NO₂(g)              N₂O₄(g)；△H＜0。在恒温恒容条件

下，将一定量NO₂和N₂O₄的混合气体通入容积为2L的密闭容器中，

反应过程中各物质的物质的量浓度c随时间t的变化关系如下图所示。

① a、b、c、d四个点中，化学反应处于平衡状态的是              点。

② 25 min时，改变了什么条件会发生如图所示的变化？             。

③ a、b、c、d四个点中所表示的反应体系中，气体颜色由深到浅的顺序

是                  （填字母）。

例7.已知：2NO+2CO               2CO₂+N₂

研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂比表面积可提高化学反应速

率。为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律，

某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面实验设计表中。

①在空格中填入剩余的实验条件数据。

②请在给出的坐标图中，画出上表中的II、III两个实验条件下混合气体中

NO浓度随时间变化的趋势曲线图，并标明各条曲线的实验编号。