柴勇
化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡是中學(xué)化學(xué)中的重要內(nèi)容,也是歷年高考命題的必考內(nèi)容,為更好的學(xué)習(xí)這一部分知識(shí),下面將其常見考點(diǎn)總結(jié)如下。
考點(diǎn)1、化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算及影響因素
1. 化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算。
(1)靈活應(yīng)用“反應(yīng)速率之比=化學(xué)計(jì)量數(shù)之比=濃度變化量之比=物質(zhì)的量變化量之比”這一公式求算化學(xué)反應(yīng)速率,確定物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)、書寫化學(xué)方程式。
(2)表示化學(xué)反應(yīng)速率時(shí)要指明具體物質(zhì),比較同一反應(yīng)不同條件下的反應(yīng)速率時(shí),一般采用“歸一”法:①換算成同一種物質(zhì),一般換算成化學(xué)計(jì)量數(shù)小的物質(zhì);②把各物質(zhì)的單位進(jìn)行統(tǒng)一。
2. 外界條件對(duì)可逆反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率的影響方向是一致的,但影響程度不一定相同
(1)濃度:增大反應(yīng)物濃度,v(正)立即增大,v(逆)逐漸增大,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。特別提醒:固體、純液體的濃度視為定值,不因其量的增減而影響反應(yīng)速率,但因表面積(接觸面積)的變化改變反應(yīng)速率。
(2)溫度:①升高溫度,不論正反應(yīng)還是逆反應(yīng),不論放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng),反應(yīng)速率都加快,且對(duì)吸熱反應(yīng)方向影響較大,平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)。②降低溫度,v(正)、v(逆)均減小,平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)。
(3)壓強(qiáng):改變壓強(qiáng),對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率產(chǎn)生影響的根本原因是引起濃度的改變。且對(duì)液體反應(yīng)方向影響較大。
(4)催化劑:加入催化劑,降低反應(yīng)的活化能,使v(正)、v(逆)同倍增大,平衡不移動(dòng),ΔH不變。
【例1】一定條件下,溶液的酸堿性對(duì)TiO2光催化染料R降解反應(yīng)的影響如下圖所示。下列判斷正確的是( )
A. 在0~50 min之間,pH=2和pH=7時(shí)R的降解百分率相等
B. 溶液酸性越強(qiáng),R的降解速率越小
C. R的起始濃度越小,降解速率越大
D. 在20~25 min之間,pH=10時(shí)R的平均降解速率為0.04 mol·L-1·min-1
解析:在0~50 min之間,pH=2和pH=7時(shí)反應(yīng)物R都能完全反應(yīng),降解率都是100%,故A正確;pH為2、7、10時(shí),通過(guò)曲線的傾斜程度可看出溶液的酸性越強(qiáng),R的降解速率越大,故B錯(cuò)誤;圖中無(wú)法比較同一pH條件下,R的起始濃度與降解速率的關(guān)系,故C錯(cuò)誤;20~25 min之間,pH=10時(shí)R的平均降解速率為0.2×10-4mol·L-1/5 min=4×10-6mol·L-1·min-1,故D錯(cuò)誤。
答案:A
【例2】在酸性溶液中,碘酸鉀(KIO3)和亞硫酸鈉可發(fā)生如下反應(yīng):2IO3-+5SO32-+2H+=I2+5SO42-+H2O。生成的碘可以用淀粉溶液檢驗(yàn),根據(jù)反應(yīng)溶液出現(xiàn)藍(lán)色所需的時(shí)間來(lái)衡量該反應(yīng)的速率。某同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如表所示。該實(shí)驗(yàn)的目的是________;表中V2=________mL。
解析:通過(guò)分析表中的數(shù)據(jù)可知,該實(shí)驗(yàn)研究的是溫度、濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響;由于實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)2的溫度相同,故實(shí)驗(yàn)2與實(shí)驗(yàn)3的溶液的濃度一定相同,即水的體積一定相同,因此V2=40 mL。
答案:探究該反應(yīng)的速率與溫度、亞硫酸鈉溶液濃度的關(guān)系(或其它合理答案) 40
考點(diǎn)2、化學(xué)平衡狀態(tài)的建立和平衡移動(dòng)方向的判斷
分析化學(xué)平衡移動(dòng)的一般思路
【例3】將一定量純凈的氨基甲酸銨固體置于特制的密閉真空容器中(假設(shè)容器體積不變,固體試樣體積忽略不計(jì)),在恒定溫度下使其達(dá)到分解平衡:NH2COONH4(s)?2NH3(g)+CO2(g)。實(shí)驗(yàn)測(cè)得不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)列于下表:
(1)可以判斷該分解反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡的是 。
A. 2v(NH3)=v(CO2)
B. 密閉容器中總壓強(qiáng)不變
C. 密閉容器中混合氣體的密度不變
D. 密閉容器中氨氣的體積分?jǐn)?shù)不變
(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù),列式計(jì)算25.0 ℃時(shí)的分解平衡常數(shù):
。
(3)取一定量的氨基甲酸銨固體放在一個(gè)帶活塞的密閉真空容器中,在25.0 ℃下達(dá)到分解平衡。若在恒溫下壓縮容器體積,氨基甲酸銨固體的質(zhì)量將 (填“增加”、“減少”或“不變”)。
解析:(1)根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)判斷標(biāo)志是v正=v逆,各組分濃度不再發(fā)生變化,由NH2COONH4(s)?2NH3(g)+CO2(g)可見該反應(yīng)為不等體積變化(即反應(yīng)物和生成物氣體分子數(shù)不相同),可以得恒容狀態(tài)下壓強(qiáng)不變或混合氣體密度不變時(shí),反應(yīng)即達(dá)到平衡狀態(tài),但上述反應(yīng)中反應(yīng)物無(wú)氣體參加,因此生成物中各組分氣體體積分?jǐn)?shù)恒定不變。
答案:D
(作者單位:山東省滕州市第一中學(xué)西校)
責(zé)任編校 李平安endprint