化學(xué)大師

化學(xué)是一門需要記憶的學(xué)科，我們需要背記一些知識。

考點(diǎn)突破

1化學(xué)反應(yīng)速率

1化學(xué)反應(yīng)速率基本概念

用單位時間內(nèi)反應(yīng)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

說明：

(1)固體、純液體在反應(yīng)中可視為濃度不變，故一般不用固體或純液體表示反應(yīng)速率。

(2)反應(yīng)速率一般是指某段時間內(nèi)的平均速率，非即時速率，不能為負(fù)數(shù)。

2化學(xué)反應(yīng)速率的規(guī)律

同一反應(yīng)，用不同物質(zhì)表示的速率之比，等于化學(xué)方程式中化學(xué)計量數(shù)之比。

【方法點(diǎn)擊】

近幾年的高考題，在涉及化學(xué)反應(yīng)速率的知識點(diǎn)時，主要是利用化學(xué)反應(yīng)速率的規(guī)律，完成下述要求：

1.在一個反應(yīng)中，由一種物質(zhì)的反應(yīng)速率，換算為其他物質(zhì)的反應(yīng)速率。

2.比較同一反應(yīng)在不同的條件下，用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率的相對大小。

3.由速率之比寫出有關(guān)方程式

現(xiàn)舉例說明如下：

例：

反應(yīng)A+3B==2C+2D在四種不同情況下的反應(yīng)速率分別為：v(A)＝0.15?mol·L-1·s-1?、v(B)=0.6?mol·L-1·s-1?、v(C)=0.4?mol·L-1·s-1?、v(D)=60?mol·L-1·min-1?其中表示反應(yīng)最快的是?? ? ? ? ? ???。

解析：首先統(tǒng)一單位v(D)=60?mol·L-1·min-1?=1?mol·L-1·s-1?

根據(jù)v(A)︰v(B)︰v(C)︰v(D)=1∶3∶2∶2，將四種物質(zhì)的反應(yīng)速率，均除以化學(xué)方程式中各自前邊的化學(xué)計量數(shù)：

=0.15?mol·L-1·s-1?、

=0.2?mol·L-1·s-1?、

=0.2?mol·L-1·s-1?、

=0.5?mol·L-1·s-1??？梢娺xD。

判斷反應(yīng)速率的大小，必須考慮各物質(zhì)的反應(yīng)計量數(shù)，再進(jìn)行比較，同時還要注意保持單位的統(tǒng)一。

2影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素

1、內(nèi)在因素(主要因素)

反應(yīng)物的性質(zhì)

2、外在因素

(1)濃度：在其他條件不變時，增大反應(yīng)物的濃度，化學(xué)反應(yīng)速率增大。由于固體、純液體在反應(yīng)中可視為濃度不變，故增加其量并不能改變反應(yīng)速率。

(2)溫度：在其他條件不變時，升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率增大。

(3)壓強(qiáng)：在其他條件不變時，對于有氣體參加的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，化學(xué)反應(yīng)速率增大。

(4)催化劑：在其他條件不變時，加入催化劑，化學(xué)反應(yīng)速率增大。

(5)其他：光、電磁波、反應(yīng)物顆粒的大小等也會影響反應(yīng)速率。

【方法點(diǎn)擊】

1.壓強(qiáng)對速率的影響，是通過改變氣體的濃度來實(shí)現(xiàn)的，故一般意義上的增大壓強(qiáng)是指壓縮氣體的體積。對于氣體反應(yīng)體系要注意以下幾個問題。

(1)恒溫時：

增大壓強(qiáng)

容器容積縮小

氣體濃度增大

反應(yīng)速率增大。

(2)恒容時：

①充入氣體反應(yīng)物

氣體濃度增大(氣體總壓增大)

反應(yīng)速率增大。

②充入無關(guān)氣體

容器內(nèi)氣體總壓增大，但反應(yīng)物濃度不變，反應(yīng)速率不變。

(3)恒壓時：

充入無關(guān)氣體

容器容積增大

氣體反應(yīng)物濃度減小

反應(yīng)速率減小。

3.化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的關(guān)系

(1)改變溫度，對吸熱反應(yīng)速率的影響，總是超過對放熱反應(yīng)速率的影響：當(dāng)升高溫度時，吸熱反應(yīng)速率增大的倍數(shù)＞放熱反應(yīng)速率增大的倍數(shù)，故升溫化學(xué)平衡向吸熱方向移動；當(dāng)降低溫度時，吸熱反應(yīng)速率減小的倍數(shù)＞放熱反應(yīng)速率減小的倍數(shù)，故降溫化學(xué)平衡向放熱方向移動。

(2)對有氣體參加的化學(xué)反應(yīng)，改變壓強(qiáng)，對氣體體積之和大的一側(cè)的反應(yīng)速率的影響，總是超過對氣體體積之和小的一側(cè)的反應(yīng)速率的影響：當(dāng)增大壓強(qiáng)時，氣體體積之和大的一側(cè)的反應(yīng)速率增大的倍數(shù)＞氣體體積之和小的一側(cè)的反應(yīng)速率增大的倍數(shù)，故加壓化學(xué)平衡向氣體體積之和小的一側(cè)移動；當(dāng)減小壓強(qiáng)時，氣體體積之和大的一側(cè)的反應(yīng)速率減小的倍數(shù)＞氣體體積之和小的一側(cè)的反應(yīng)速率減少的倍數(shù)，故減壓化學(xué)平衡向氣體體積之和大的一側(cè)移動。

(3)使用催化劑，正、逆反應(yīng)速率增加或減小的倍數(shù)相同，故化學(xué)平衡不移動。

3.化學(xué)知識點(diǎn)多，而理綜試卷化學(xué)高考題的題量較少，所以化學(xué)高考題每一道題涉及的知識點(diǎn)都比較多。綜合考慮各種因素對反應(yīng)速率的影響進(jìn)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(yīng)速率與時間的關(guān)系如圖所示：

試完成下列問題：

①t0→t1時間段內(nèi)速率變化的原因_______________。

②t1→t2時間段內(nèi)速率變化的原因_______________。

解析：鎂與鹽酸反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是Mg與H+之間的氧化還原反應(yīng)，在t0→t1時間段內(nèi)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，H+的濃度逐漸降低，按說反應(yīng)速率應(yīng)逐漸降低，但鎂與鹽酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，使溶液溫度升高，又使反應(yīng)速率加快，且后者對反應(yīng)速率的影響超過了前者對反應(yīng)速率的影響，所以隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)速率逐漸增大。

而在t1→t2時間段內(nèi)，H+的濃度減少很多，所以隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)速率逐漸減小。

3化學(xué)平衡

1、概念：

在一定條件下的可逆反應(yīng)里，正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率相等，反應(yīng)混合物中各組成成分的含量保持不變的狀態(tài)叫化學(xué)平衡狀態(tài)。

2、特點(diǎn)：

“等”——處于密閉體系的可逆反應(yīng)，化學(xué)平衡狀態(tài)建立的條件是正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等。即v(正)=v(逆)≠O。這是可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的重要標(biāo)志。

“定”——當(dāng)一定條件下可逆反應(yīng)一旦達(dá)平衡(可逆反應(yīng)進(jìn)行到最大的程度)狀態(tài)時，在平衡體系的混合物中，各組成成分的含量(即反應(yīng)物與生成物的物質(zhì)的量，物質(zhì)的量濃度，質(zhì)量分?jǐn)?shù)，體積分?jǐn)?shù)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(xué)平衡狀態(tài)的重要依據(jù)。

“動”——指定化學(xué)反應(yīng)已達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)時，反應(yīng)并沒有停止，實(shí)際上正反應(yīng)與逆反應(yīng)始終在進(jìn)行，且正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，所以化學(xué)平衡狀態(tài)是動態(tài)平衡狀態(tài)。

“變”——任何化學(xué)平衡狀態(tài)均是暫時的、相對的、有條件的(與濃度、壓強(qiáng)、溫度等有關(guān))。而與達(dá)平衡的過程無關(guān)(化學(xué)平衡狀態(tài)既可從正反應(yīng)方向開始達(dá)平衡，也可以從逆反應(yīng)方向開始達(dá)平衡)。

當(dāng)外界條件變化時，原來的化學(xué)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(xué)平衡。新平衡時正、逆反應(yīng)速率，各組成成分的含量均與原平衡不同。

3、化學(xué)平衡常數(shù)

（1）化學(xué)平衡常數(shù)的數(shù)學(xué)表達(dá)式：

在一定條件下，可逆反應(yīng)：aA+bB=cC+dD達(dá)到化學(xué)平衡時，

（2）化學(xué)平衡常數(shù)表示的意義：

平衡常數(shù)數(shù)值的大小可以反映可逆反應(yīng)進(jìn)行的程度大小，K?值越大，反應(yīng)進(jìn)行越完全，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率越高，反之則越低。

（3）影響因素：

K?只是溫度的函數(shù)，如果正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，溫度升高，K?值增大；如果正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，K值減小。

4平衡移動原理

如果改變影響平衡的一個條件(如濃度、壓強(qiáng)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(qiáng)和溫度等外界條件對平衡移動影響的概括和總結(jié)，只適用于已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的可逆反應(yīng)，未處于平衡狀態(tài)的體系不能用此原理分析，但它也適用于其他動態(tài)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(yīng)速率和逆反應(yīng)速率，因此它對化學(xué)平衡的移動沒有影響。

5有關(guān)化學(xué)平衡的基本計算

(1)物質(zhì)濃度的變化關(guān)系

反應(yīng)物：平衡濃度＝起始濃度－轉(zhuǎn)化濃度

生成物：平衡濃度＝起始濃度+轉(zhuǎn)化濃度

其中，各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化濃度之比等于它們在化學(xué)方程式中物質(zhì)的計量數(shù)之比。

(2)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率(α)：α＝×100％

(3)在密閉容器中有氣體參加的可逆反應(yīng)，在計算時經(jīng)常用到阿伏加德羅定律的兩個推論：

恒溫、恒容時：

；

恒溫、恒壓時：

(4)計算模式?

濃度(或物質(zhì)的量)?? aA(g)+bB(g)??cC(g)+dD(g)

????起始???? ?m????? n????????0???? 0

????轉(zhuǎn)化??????ax???? bx?????? cx??? dx

????平衡??????m-ax?? n-bx???? cx??? dx

α(A)=（ax/m）×100％

??? ω(C)＝×100％

(5)化學(xué)平衡計算的關(guān)鍵是準(zhǔn)確掌握相關(guān)的基本概念及它們相互之間的關(guān)系。

化學(xué)平衡的計算步驟，通常是先寫出有關(guān)的化學(xué)方程式，列出反應(yīng)起始時或平衡時有關(guān)物質(zhì)的濃度或物質(zhì)的量，然后再通過相關(guān)的轉(zhuǎn)換，分別求出其他物質(zhì)的濃度或物質(zhì)的量和轉(zhuǎn)化率。概括為：建立解題模式、確立平衡狀態(tài)方程。

說明：

①反應(yīng)起始時，反應(yīng)物和生成物可能同時存在；

②由于起始濃度是人為控制的，故不同的物質(zhì)起始濃度不一定是化學(xué)計量數(shù)比，若反應(yīng)物起始濃度呈現(xiàn)計量數(shù)比，則隱含反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率相等，且平衡時反應(yīng)物的濃度成計量數(shù)比的條件。

③起始濃度，平衡濃度不一定呈現(xiàn)計量數(shù)比，但物質(zhì)之間是按計量數(shù)反應(yīng)和生成的，故各物質(zhì)的濃度變化一定成計量數(shù)比，這是計算的關(guān)鍵。

6化學(xué)反應(yīng)速率-化學(xué)平衡圖像分析

首先要看清楚橫軸和縱軸意義(特別是縱軸。表示轉(zhuǎn)化率和表示反應(yīng)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(dāng)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(diǎn)，并理解其含義(如“先拐先平”)；再根據(jù)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(xiàng)。具體情況如下：

（1）對于化學(xué)反應(yīng)速率的有關(guān)圖像問題，可按以下的方法進(jìn)行分析：

①認(rèn)清坐標(biāo)系，搞清縱、橫坐標(biāo)所代表的意義，并與有關(guān)的原理掛鉤。

②看清起點(diǎn)，分清反應(yīng)物、生成物，濃度減小的是反應(yīng)物，濃度增大的是生成物一般生成物多數(shù)以原點(diǎn)為起點(diǎn)。

③抓住變化趨勢，分清正、逆反應(yīng)，吸、放熱反應(yīng)。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(xù)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(yīng)物濃度，v(正)突變，v(逆)漸變。

④注意終點(diǎn)。例如在濃度-時間圖上，一定要看清終點(diǎn)時反應(yīng)物的消耗量、生成物的增加量，并結(jié)合有關(guān)原理進(jìn)行推理判斷。

（2）對于化學(xué)平衡的有關(guān)圖像問題，可按以下的方法進(jìn)行分析：

①認(rèn)清坐標(biāo)系，搞清縱、橫坐標(biāo)所代表的意義，并與勒夏特列原理掛鉤。

②緊扣可逆反應(yīng)的特征，搞清正反應(yīng)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(zhì)參加或生成等。

③看清速率的變化及變化量的大小，在條件與變化之間搭橋。

④看清起點(diǎn)、拐點(diǎn)、終點(diǎn)，看清曲線的變化趨勢。

⑤先拐先平。例如，在轉(zhuǎn)化率-時間圖上，先出現(xiàn)拐點(diǎn)的曲線先達(dá)到平衡，此時逆向推理可得該變化的溫度高、濃度大、壓強(qiáng)高。

⑥定一議二。當(dāng)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(guān)系。

特 別 提 醒

1．等效平衡：在兩種不同的初始狀態(tài)下，同一個可逆反應(yīng)在一定條件(定溫、定容或定溫、定壓)下分別達(dá)到平衡時，各組成成分的物質(zhì)的量(或體積)分?jǐn)?shù)相等的狀態(tài)。

在恒溫恒容條件下，建立等效平衡的一般條件是：反應(yīng)物投料量相當(dāng)；

在恒溫恒壓條件下，建立等效平衡的條件是：相同反應(yīng)物的投料比相等。

2．平衡移動的思維基點(diǎn)

(1)“先同后變”，進(jìn)行判斷時，可設(shè)置相同的平衡狀態(tài)(參照標(biāo)準(zhǔn))，再根據(jù)題設(shè)條件觀察變化的趨勢；

(2)“不為零原則”，對于可逆反應(yīng)而言，無論改變?nèi)魏瓮獠織l件，都不可能使其平衡體系中的任何物質(zhì)濃度變化到零。

精 題 精 講

例1. 對于可逆反應(yīng)A(g)+3B(g)2C(g)，在不同條件下的化學(xué)反應(yīng)速率如下，其中表示反應(yīng)速率最快的是(??? )

A.v(A)=0.5?mol·L-1·min-1?? ? ? ? ??

B.v(B)=1.2?mol·L-1·min-1? ? ? ??

C.v(C)=0.4?mol·L-1·min-1? ? ? ??? ? ??

D.v(C)=1.1?mol·L-1·min-1? ? ? ??

解析：比較速率時，用反應(yīng)中的任何物質(zhì)都可以，可把不同物質(zhì)表示的同一個反應(yīng)轉(zhuǎn)化為同一物質(zhì)表示。例如本題可以用A物質(zhì)表示。B項(xiàng)v(B)=1.2?mol·L-1·min-1? ??即v(A)=0.4?mol·L-1·min-1??；v(C)=0.4?mol·L-1·min-1?，即v(A)=0.2?mol·L-1·min-1??；v(C)=1.1?mol·L-1·min-1?，即v(A)= 0.55?mol·L-1·min-1?。所以D最快。

答案：D

例2.?在恒溫恒容條件下，能使A(g)+B(g)C(g)+D(g)正反應(yīng)速率增大的措施是(??? )

A.減小C或D的濃度 ? ? ? ? ?B.增大D的濃度

C.減小B的濃度 ? ? ? ? ? ? ? D.增大A或B的濃度

解析：濃度增大，速率增大。A、C導(dǎo)致正、逆反應(yīng)速率均減小，B導(dǎo)致逆反應(yīng)速率增大，所以D正確。

答案：D

例3.?已知反應(yīng)A2(g)+2B2(g)2AB2(g)??? ΔH＜0，下列說法正確的是(??? )

A.升高溫度，正向反應(yīng)速率增加，逆向反應(yīng)速率減小

B.升高溫度有利于反應(yīng)速率增加，從而縮短達(dá)到平衡的時間

C.達(dá)到平衡后，升高溫度或增大壓強(qiáng)都有利于該反應(yīng)平衡正向移動

D.達(dá)到平衡后，降低溫度或減小壓強(qiáng)都有利于該反應(yīng)平衡正向移動

解析：A2(g)+2B2(g)2AB2(g)?是放熱反應(yīng)，且是氣體體積減小的反應(yīng)。所以升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動；增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動，C、D均錯誤。升高溫度，正、逆反應(yīng)速率均加快，達(dá)到平衡需要的時間減少，A錯誤，正確答案為B。

答案：B

例4.??在密閉容器中，一定條件下，進(jìn)行如下反應(yīng)：

NO(g)+CO(g)?N2(g)+CO2(g)? ΔH=-373.2 kJ·mol-1?，達(dá)到平衡后，為提高該反應(yīng)的速率和NO的轉(zhuǎn)化率，采取的正確措施是(??? )

A.加催化劑同時升高溫度? ? ? ? ?

B.加催化劑同時增大壓強(qiáng)

C.升高溫度同時充入N2? ? ? ? ? ?

D.降低溫度同時增大壓強(qiáng)

解析：提高反應(yīng)速率的一般做法有：

①升高溫度，

②增大反應(yīng)物濃度，

③對有氣體參加的反應(yīng)增大壓強(qiáng)，

④加入催化劑。

要提高NO的轉(zhuǎn)化率，即讓平衡向正反應(yīng)方向移動，可采用的做法有：

①降低溫度，

②增大壓強(qiáng)，

③增大CO的濃度等。

綜合以上的分析，正確答案為B。

答案：B

例5.?已知20 ℃時，氣體X與氣體Y反應(yīng)可生成氣體Z。反應(yīng)過程中,X、Y、Z三種氣體的濃度(c)隨時間(t)的變化關(guān)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?jǐn)?shù)(Y%)與時間(t)的關(guān)系如圖Ⅱ

則下列結(jié)論正確的是( ? ?)

A.在t0時，其他條件不變，增大壓強(qiáng)，平衡向逆反應(yīng)方向移動

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(yīng)方向移動

C.正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)

D.該反應(yīng)的化學(xué)方程式為

X+3Y

2Z

解析：轉(zhuǎn)化的濃度之比等于化學(xué)方程式中的計量數(shù)之比。由圖可知該反應(yīng)為可逆反應(yīng)，Y消耗0.6?mol·L-1,X消耗0.2?mol·L-1,Z增加0.4mol·L-1，所以反應(yīng)的化學(xué)方程式為X+3Y

2Z；增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動；升高溫度，反應(yīng)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(yīng)方向移動，所以逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。

答案：D