江西 劉智勇

化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡考點(diǎn)解析

江西 劉智勇

化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡是高考必考內(nèi)容，難度較大，區(qū)分度好，選拔功能強(qiáng)，備受青睞。通過對(duì)近幾年的高考試題的分析，影響化學(xué)反應(yīng)速率和平衡的因素、化學(xué)圖象、化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算等是考試的熱點(diǎn)，預(yù)計(jì)在未來的高考中，化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)平衡移動(dòng)原理在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用仍然是命題的主要方向。

命題角度一：有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的考查

【高考真題】（2 0 1 5福建）在不同濃度（c）、溫度（T）條件下，蔗糖水解的瞬時(shí)速率（v）如下表。下列判斷不正確的是（）

c（m o l／L）v［m m o l／（L·m i n）］T／K 0.6 0 0 0.5 0 0 0.4 0 0 0.3 0 0 ___________3 1 8.2 3.6 0 3.0 0 2.4 0 1.8 0 ___________3 2 8.2 9.0 0 7.5 0a2.1 6 1.8 0 1.4 4 1.0 8 4.5 0b

A.a＝6.0 0

B.同時(shí)改變反應(yīng)溫度和蔗糖的濃度，v可能不變

C.b＜3 1 8.2

D.不同溫度時(shí)，蔗糖濃度減少一半所需的時(shí)間相同

【名師解析】A項(xiàng)，由表格數(shù)據(jù)可知：在溫度不變的條件下，蔗糖蔗糖水解的瞬時(shí)速率隨濃度的等差遞減而呈等差遞減，即9.0 0－7.5 0＝7.5 0－a＝a－4.5 0，可得a＝6.0 0，正確；B項(xiàng)，溫度和濃度均能改變化學(xué)反應(yīng)速率，若升高溫度同時(shí)減小濃度或降低溫度同時(shí)增大濃度，使反應(yīng)速率可能不發(fā)生改變，正確；C項(xiàng)，在濃度不變時(shí)，溫度與水解速率呈正比。在濃度為0.6 0 0m o l／L時(shí)，溫度是3 1 8.2K時(shí)水解速率是3.6 0mm o l／（L·m i n）＞2.1 6mm o l／（L·m i n），說明反應(yīng)溫度低于3 1 8.2K。即b＜3 1 8.2，正確。D項(xiàng)，不同溫度，蔗糖水解的瞬時(shí)速率不同，故蔗糖濃度減少一半所需的時(shí)間不相同，錯(cuò)誤。

【名師解讀】本題以蔗糖的水解反應(yīng)為載體，通過圖表的形式呈現(xiàn)，考查學(xué)生的觀察、分析、判斷和應(yīng)用的能力。解題的關(guān)鍵是觀察數(shù)據(jù)的變化特點(diǎn)和掌握影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素。

【知識(shí)鏈接】

1.化學(xué)反應(yīng)速率

（1）表示方法：通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。

（3）單位：一般是m o l·L－1·m i n－1或m o l·L－1·s－1。

（4）特點(diǎn)：①化學(xué)反應(yīng)速率一般是平均速率，取正值。②固體或純液體，其濃度視為常數(shù)，因此不用固體或純液體表示化學(xué)反應(yīng)速率。

（5）規(guī)律：同一反應(yīng)中，用不同物質(zhì)來表示反應(yīng)速率，其反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。

（6）化學(xué)反應(yīng)速率大小的比較方法：①看單位是否統(tǒng)一；②換算成同一物質(zhì)表示的速率，再比較數(shù)值的大小。

2.影響化學(xué)反應(yīng)速率因素

（1）內(nèi)因：參加化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)的性質(zhì)。

（2）外因：①濃度：當(dāng)其他條件不變時(shí)，增加反應(yīng)物的濃度可以加快反應(yīng)速率；②壓強(qiáng)：當(dāng)其他條件不變時(shí)，對(duì)于有氣體參加的化學(xué)反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，可以加快反應(yīng)速率；③溫度：當(dāng)其他條件不變時(shí)，升高溫度，可以加快反應(yīng)速率；④催化劑：當(dāng)其他條件不變時(shí)，加入催化劑可以加快反應(yīng)速率；⑤其他因素：固體表面積、原電池原理等，也能影響化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速率。

（3）注意事項(xiàng)：氣體反應(yīng)體系中充入“惰性氣體”時(shí)，對(duì)反應(yīng)速率的影響

①恒容：充入“惰性氣體”→總壓增大→濃度不變→反應(yīng)速率不變。

②恒壓：充入“惰性氣體”→體積增大→濃度減小→反應(yīng)速率減小。

命題角度二：有關(guān)化學(xué)平衡的考查

【高考真題】（2 0 1 5四川）一定量的C O2與足量的碳在體積可變的恒壓密閉容器中反應(yīng)：C（s）＋C O2（g）幑幐2 C O（g）。平衡時(shí)，體系中氣體體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如下圖所示，下列說法正確的是（ ）

已知：氣體分壓（p分）＝氣體總壓（p總）×體積分?jǐn)?shù)。

A.5 5 0℃時(shí)，若充入惰性氣體，v正，v逆均減小，平衡不移動(dòng)

B.6 5 0℃時(shí)，反應(yīng)達(dá)平衡后C O2的轉(zhuǎn)化率為2 5.0%

C.T℃時(shí)，若充入等體積的C O2和C O，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)

【名師解析】A項(xiàng)，反應(yīng)容器是體積可變的，充入惰性氣體，體積增大，相當(dāng)于反應(yīng)體系壓強(qiáng)減小，平衡向正向移動(dòng)，A錯(cuò)誤；B項(xiàng)，設(shè)起始C O2的物質(zhì)的量為1m o l，達(dá)到平衡后轉(zhuǎn)化xm o l，利用三段式：

【名師解讀】化學(xué)反應(yīng)速率主要考查根據(jù)具體的化學(xué)反應(yīng)計(jì)算各物質(zhì)的平均速率，判斷外界條件對(duì)反應(yīng)速率的影響，根據(jù)濃度與時(shí)間的變化曲線圖確定化學(xué)方程式，有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率影響的實(shí)驗(yàn)探究?；瘜W(xué)平衡主要考查判斷可逆反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)，以圖象為載體考查學(xué)生讀圖識(shí)圖解決問題的能力，特別是近幾年的全國(guó)課標(biāo)Ⅰ新增了對(duì)化學(xué)平衡常數(shù)的考查，具體表現(xiàn)為表達(dá)式的書寫、計(jì)算及影響其因素。

【知識(shí)鏈接】

1.影響化學(xué)平衡的因素

（1）濃度：在其他條件不變，增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。

（2）壓強(qiáng)：在其他條件不變，增大壓強(qiáng)，平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)；減小壓強(qiáng)，平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng)。

（3）溫度：在其他條件不變，升高溫度，平衡向吸熱方向移動(dòng)；降低溫度，平衡向放熱方向移動(dòng)。

注意事項(xiàng)：①改變固體或純液體的量，對(duì)化學(xué)平衡沒影響。

②對(duì)于反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)，改變壓強(qiáng)，平衡不移動(dòng)。

2.化學(xué)平衡圖象題的解題技巧

①弄清可逆反應(yīng)的特點(diǎn)（即反應(yīng)熱、氣體體積變化及體系物質(zhì)狀態(tài)等情況）。

②先拐先平，在含量（轉(zhuǎn)化率）－時(shí)間曲線中，先出現(xiàn)拐點(diǎn)的則先達(dá)到平衡，說明該曲線反應(yīng)速率快，表示溫度較高、有催化劑、壓強(qiáng)較大等。

③定一議二，當(dāng)圖象中有三個(gè)量時(shí)，先確定一個(gè)量不變，再討論另外兩個(gè)量的關(guān)系，同時(shí)需要作輔助線。

④三步分析法，一看反應(yīng)速率是增大還是減小；二看v正、v逆的相對(duì)大小；三看化學(xué)平衡移動(dòng)的方向。

命題角度三：有關(guān)化學(xué)平衡的計(jì)算考查

【高考真題】（2 0 1 5天津）某溫度下，在2L的密閉容器中，加入1 m o l X（g）和2 m o l Y（g）發(fā)生反應(yīng)：X（g）＋mY（g）幑幐3 Z（g），平衡時(shí)，X、Y、Z的體積分?jǐn)?shù)分別為3 0%、6 0%、1 0%。在此平衡體系中加入1m o l Z（g），再次達(dá)到平衡后，X、Y、Z的體積分?jǐn)?shù)不變。下列敘述不正確的是（ ）

A.m＝2

B.兩次平衡的平衡常數(shù)相同

C.X與Y的平衡轉(zhuǎn)化率之比為1∶1

D.第二次平衡時(shí)，Z的濃度為0.4m o l·L－1

【名師解析】反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，各組分的體積分?jǐn)?shù)之比等于各組分的物質(zhì)的量之比，即平衡時(shí)n（X）∶n（Y）∶n（Z）＝3 0%∶6 0%∶1 0%＝3∶6∶1，利用三段式計(jì)算，設(shè)第一次達(dá)到平衡時(shí)消耗X的物質(zhì)的量為xm o l，

則（1－x）∶（2－m x）∶3x＝3∶6∶1，得到x＝0.1m o l，m＝2，A項(xiàng)正確；因?yàn)槠胶獬?shù)只與溫度有關(guān)，溫度不變，故平衡常數(shù)相同，B項(xiàng)正確；m＝2，則起始量X與Y之比為1∶2，X與Y的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為1∶2，故X與Y的平衡轉(zhuǎn)化率相同，C項(xiàng)正確；m＝2，則該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)，故第二次平衡時(shí)Z的物質(zhì)的量為（1＋2＋1）× 1 0%＝0.4m o l，故Z的濃度為0.4m o l÷2L＝0.2m o l／L，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

【名師解讀】主要考查化學(xué)平衡移動(dòng)原理及計(jì)算。涉及化學(xué)計(jì)量數(shù)的計(jì)算、轉(zhuǎn)化率的計(jì)算、物質(zhì)濃度的計(jì)算，平衡移動(dòng)的判斷等。

【知識(shí)鏈接】化學(xué)平衡的“三段式”計(jì)算：

對(duì)于反應(yīng)：mA（g）＋nB（g）幑幐pC（g）＋qD（g），設(shè)A、B起始物質(zhì)的量分別為a、b，達(dá)到平衡后，A的消耗量為m x，容器體積為VL。

（2）p（始）∶p（平）＝（a＋b）∶［a＋b＋（p＋q－m－n）x］。

（3）……

命題角度四：有關(guān)化學(xué)平衡常數(shù)的考查

【高考真題】（2 0 1 5新課標(biāo)Ⅰ）B o d e n s t e i n s研究了下列反應(yīng)：2 H I（g）幑幐H2（g）＋I(xiàn)2（g）在7 1 6K時(shí)，氣體混合物中碘化氫的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x（H I）與反應(yīng)時(shí)間t的關(guān)系如下表：

m i n 0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 2 0 __x（H I）t／1 0.9 1 0.8 5 0.8 1 5 0.7 9 5 0.7 8 4 __x（H I）0 0.6 0 0.7 3 0.7 7 3 0.7 8 0 0.7 8 4

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K的計(jì)算式：________。

【名師解析】由表中數(shù)據(jù)可知，該可逆反應(yīng)在1 2 0m i n時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)，設(shè)起始加入1m o l H I氣體，利用三段式進(jìn)行計(jì)算如下：

【名師解讀】化學(xué)平衡常數(shù)的考查是近幾年高考的熱點(diǎn)之一，化學(xué)平衡常數(shù)是可逆反應(yīng)限度的最根本體現(xiàn)，平衡常數(shù)的引入，很好地從定量角度判斷化學(xué)平衡移動(dòng)的方向。

【知識(shí)鏈接】

1.概念：在一定溫度下，當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比值是一個(gè)常數(shù)，用符號(hào)K表示。

注意：固體和純液體的濃度視為常數(shù)，通常不計(jì)入平衡常數(shù)表達(dá)式中。

3.特點(diǎn)：（1）K值越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大，正反應(yīng)進(jìn)行的程度越大。

（2）K只與溫度有關(guān)，與反應(yīng)物或生成物的濃度變化無關(guān)。

（3）化學(xué)平衡常數(shù)是指某一具體反應(yīng)的平衡常數(shù)，對(duì)于一個(gè)可逆反應(yīng)，化學(xué)計(jì)量數(shù)不一樣，化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式也就不一樣。

4.應(yīng)用：（1）判斷一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是否達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)

（2）判斷可逆反應(yīng)的反應(yīng)熱

若溫度升高，K值越大，則正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。

若溫度升高，K值越小，則正反應(yīng)是放熱反應(yīng)。

（3）計(jì)算反應(yīng)物或生成物的平衡濃度及反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。

（作者單位：江西省贛縣中學(xué)）