2022年高考化学一轮复习化学反应速率化学平衡讲练析新人教版

这是一份2022年高考化学一轮复习化学反应速率化学平衡讲练析新人教版，共33页。试卷主要包含了了解化学反应的可逆性和化学平衡，了解浓度，压强等内容，欢迎下载使用。
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
-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△S0 反应不能自发进行
基础过关
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：ml/L·s ；ml/L·min ；ml/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
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/ml）。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。
典型例题
【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 和
B 和
C 和
D 和
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10，为4秒，所以在4~8，可以排除CD两个答案；图中从0开始到8反应物浓度减低了4倍，根据这一幅度，可以推测从第8到第16分也降低4倍，即由10降低到，因此推测第16反应物的浓度为，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、及。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_________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：=__________________________________；
实验③：=__________________________________。
【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0.04ml，由反应计量数可知B转化了0.08ml，所以B转化率为
(3) ﹥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，﹥0
（4）从图上读数，进行到4.0min时，实验②的A的浓度为：0.072ml/L,则△C(A)=0.10-0.072=0.028ml/L，,∴=2=0.014ml(L·min)-1；进行到实验③的A的浓度为：0.064ml/L：△C(A,) =0.10-0.064=0.036ml/L，,∴==0.0089ml(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）；0.06ml/L；（3）﹥；升高温度向正方向移动，故该反应是吸热反应
（4）0.014ml(L·min)-1；0.008ml(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，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。
【点评】本题所涉及的化学知识非常基础，但是能力要求非常高，观察和分析不到位，就不能准确的表述和计算，要想此题得满分必须非常优秀才行！此题与2009年全国卷II理综第27题，及安微卷理综第28题都极为相似，有异曲同工之妙，所以对考生不陌生！
基础过关
第2课时 化学反应的方向及判据
1.反应焓变与反应方向
（1）多数能自发进行的化学反应是放热反应。如氢氧化亚铁的水溶液在空气中被氧化为氢氧化铁的反应是自发的，其△·ml—1
（2）部分吸热反应也能自发进行。
如NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)==CH3COONH4(aq)+CO2(g)+H2O(l)，其△·ml—1。
（3）有一些吸热反应在常温下不能自发进行，在较高温度下则能自发进行。如碳酸钙的分解。
因此，反应焓变不是决定反应能否自发进行的唯一依据。
2.反应熵变与反应方向
（1）熵：描述大量粒子混乱度的物理量，符号为S，单位J·ml—1·K—1，熵值越大，体系的混乱度越大。
（2）化学反应的熵变（△S）：反应产物的总熵与反应物总熵之差。
（3）反应熵变与反应方向的关系
①多数熵增加的反应在常温常压下均可自发进行。产生气体的反应、气体物质的量增加的反应，熵变都是正值，为熵增加反应。
②有些熵增加的反应在常温下不能自发进行，但在较高温度下则可自发进行。如碳酸钙的分解。
③个别熵减少的反应，在一定条件下也可自发进行。如铝热反应的△S== —133.8 J·ml—1·K—1，在点燃的条件下即可自发进行。
——“四象限法”判断化学反应的方向。
在二维平面内建立坐标系，第Ⅰ象限的符号为“＋、＋”，第Ⅱ象限的符号为“＋、—”，第Ⅲ象限的符号为“—、—”，第Ⅳ象限的符号为“—、＋”。借肋于数学坐标系四个象限的符号，联系焓变与熵变对反应方向的共同影响，可以从热力学的角度快速判断化学反应的方向。
在温度、压强一定的条件下，化学反应的方向的判据为：
△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
△S＜0
△H＞0
所有温度下反应均不能自发进行
△S＞0
△H＜0
所有温度下均可自发进行
△S＞0
△H＞0
高温下反应自发进行
△S＜0
△H＜0
低温下反应自发进行
反应放热和熵增加都有利于反应自发进行。该判据指出的是化学反应自发进行的趋势。
y
x
—、＋
—、—
＋、＋
＋、—
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
典型例题
Ⅰ象限符号为“＋、＋”（△S＞0、△H＞0）时化学反应的方向——高温下反应自发进行
【例１】石灰石的分解反应为：CaCO3(s)==CaO(s) +CO2(g)
其△·ml—１，△·ml—1·K—1
试根据以上数据判断该反应在常温下是否自发进行？其分解温度是多少？
【解析】
∵△H—Ｔ△·ml—１—２９８Ｋ×10×—3×·ml—1·K—1
==128kJ·ml—1＞0
∴298K时，反应不能自发进行。即常温下该反应不能自发进行。
由于该反应是吸热的熵增加反应，升高温度可使△H—Ｔ△S＜0，假设反应焓变和熵变不随温度变化而变化，据△H—Ｔ△S＜0可知，Ｔ＞△H/△·ml—１/10×—3×·ml—1·K—1==1051K，即温度高于７７８℃时反应可自发进行。
Ⅱ象限符号为“＋、—”（△S＞0、△H＜0）时化学反应的方向——所有温度下反应均能自发进行
【例２】已知双氧水、水在２９８Ｋ、１００kPa时的标准摩尔生成焓的数据如下：
（１）试由以上数据计算双氧水发生分解反应的热效应。
（２）若双氧水发生分解反应生成液态水和氧气时，其△·ml—1·K—1
试判断该反应在常温下能否自发进行。若温度达到２０００Ｋ时，反应能否自发进行。
【解析】
（１）根据△H ==H（产物）—H（反应物）得，△H ==２×（—·ml—１）+0—2×（—·ml—１）=== —·ml—１。
（2）在２９８Ｋ时，△H—Ｔ△S＝—·ml—１－(298K×10—3×·ml—1·K—1) == —152.23 kJ·ml—１＜0
∴该反应在常温下可自发进行。
温度达到２０００Ｋ，且假定焓变和熵变不随温度变化而变化，△H—Ｔ△S＝—·ml—１－(２０００K×10—3×·ml—1·K—1)== —·ml—１＜0
故△S＞0、△H＜0时，仅从符号上进行分析，无论温度如何变化，恒有△H—Ｔ△S＜0，故化学反应的方向——所有温度下反应均能自发进行。
Ⅲ象限符号为“—、—”（△S＜0、△H＜0）时化学反应的方向——低温下反应可以自发进行
【例３】常温下氢氧化亚铁与空气中的氧气及水有可能发生反应，即：
４Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)==4Fe(OH)3(s)，已知该反应在２９８Ｋ时的△H== —444.3 kJ·ml—１，△S== —２８０.1 J·ml—1·K—1
试问该反应在常温下是否自发进行？
【解析】
根据△H—Ｔ△S＝—444.3 kJ·ml—１—２９８Ｋ×10－3×（—２８０.1 kJ·ml—1·K—1）== —360.83 kJ·ml—１＜0，故２９８Ｋ时反应可自发进行。
由于焓变和熵变的作用相反，且二者相差悬殊，焓变对反应的方向起决定性作用，故反应可自发进行。
假定温度达到２０００Ｋ，则△H—Ｔ△S＝—444.3 kJ·ml—１—２０００Ｋ×10－3×（—２８０.1 kJ·ml—1·K—1）＝１１５.9 kJ·ml—１＞0，反应不能自发行。即高温下反应不能自发进行。
Ⅳ象限符号为“—、＋”（△S＜0、△H＞0）时化学反应的方向——所有温度下反应均不能自发进行
【例４】ＣＯ(g)＝Ｃ（s，石墨）＋１/２Ｏ２（g），其△H＝１１０.5 kJ·ml—１△S== —８·ml—1·K—1，试判断该反应在２９８Ｋ和２０００Ｋ时反应是否自发进行？
【解析】
２９８Ｋ时，△H—Ｔ△S＝１１０.5 kJ·ml—１—２９８Ｋ×10—3×（—·ml—1·K—1) ==137.13 kJ·ml—１＞0，故２９８Ｋ时反应不能自发进行。
２０００Ｋ时，△H—Ｔ△S＝１１０.5 kJ·ml—１—２０００Ｋ×10—3×（—·ml—1·K—1) ==２８９.２２ kJ·ml—１＞0，故２０００Ｋ时，反应也不能自发进行。
事实上，△S＜0、△H＞0时，仅从符号上进行分析，无论温度如何变化，恒有△H—Ｔ△S＞０，故化学反应的方向——所有温度下反应均不能自发进行。
从以上四个象限的情况来看，交叉象限的情况相反相成，第Ⅰ象限（高温下反应自发进行）和第Ⅲ象限（低温下反应自发进行）相反相成，第Ⅱ象限（所有温度下均可自发进行）和第Ⅳ象限（所有温度下反应均不能自发进行）相反相成。分析化学反应的方向的热力学判据是△H—T△S＜0，而这个判据是温度、压强一定的条件下反应自发进行的趋势，并不能说明反应能否实际发生，因为反应能否实际发生还涉及动力学问题。
基础过关
第3课时 化学反应的限度
1.可逆反应：在相同条件下同时向正、反两个方向进行的反应称为可逆反应。在可逆反应中使用“ ”。
2.化学平衡（状态）：
（1）概念：在一定条件下可逆反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化，这种状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。
（2）特征：
①逆：化学平衡研究的对象是可逆反应。
②等：V（正）==V（逆）≠0
③动：化学平衡是动态平衡。虽然V（正）==V（逆），但正、逆反应仍在进行。
④定：反应物和生成物的浓度保持一定。
⑤变：外界条件改变，平衡也随之改变。
3.化学平衡常数：
（1）概念：对于一定条件下的可逆反应（aA+bB cC+dD），达到化学平衡时，生成物浓度的乘幂的乘积与反应物浓度的乘幂的乘积之比为一常数，记作Kc，称为化学平衡常数(浓度平衡常数)。
[A]a[B]b
[C]c[D]d
Kc==
（2）数学表达式：
pa(A)pb(B)
pc(C)pd(D)
Kp==
如果反应物和生成物均为气体，当达到化学平衡时，将由各物质平衡分压算得的平衡常数称为压强平衡常数。即
浓度平衡常数和压强平衡常数均称为化学平衡常数。
（3）意义：平衡常数的大小化学反应可能进行的程度（即反应限度）；平衡常数的数值越大，说明反应进行得越完全。
（4）影响因素：只与温度有关，而与浓度无关。
4.平衡转化率：对于可逆反应aA+bB cC+dD，反应物A的平衡转化率可以表示为：
α（A）==（c0(A)－ [A]）/c0(A)×100%
5. 反应条件对化学平衡的影响
(1)化学平衡移动：一定条件下的可逆反应达到平衡状态以后，反应条件改变，平衡混合物中各组分的浓度也随之发生改变而达到新的平衡状态，这种由一个平衡达到新的平衡的过程称为化学平衡移动。
（2）反应条件对化学平衡的影响
①改变温度：
升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动。
降低温度，化学平衡向放热反应方向移动。
②改变浓度：
若Qc＜Kc，化学平衡正向（向右）移动。
若Qc＞Kc，化学平衡逆向（向左）移动。
③改变压强：
若Qp＜Kp，化学平衡正向（向右）移动。
若Qp＞Kp，化学平衡逆向（向左）移动。
（3）勒夏特列原理：在封闭体系中，如果只改变平衡体系中的一个条件时，平衡将向减弱这个条件改变的方向移动。
典型例题
【例1】（2010天津卷，10）
（14分）二甲醚是一种重要的清洁燃料，也可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物（水煤气）合成二甲醚。
请回答下列问题：
⑴ 煤的气化的主要化学反应方程式为：___________________________。
⑵ 煤的气化过程中产生的有害气体H2S用Na2CO3溶液吸收，生成两种酸式盐，该反应的化学方程式为：________________________________________。
⑶ 利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：
① 2H2(g) + CO(g) CH3OH(g)；ΔH ＝ －90.8 kJ·ml－1
② 2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g)；ΔH＝ －23.5 kJ·ml－1
③ CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)；ΔH＝ －41.3 kJ·ml－1
总反应：3H2(g) + 3CO(g) CH3OCH3(g) + CO2 (g)的ΔH＝ ___________；
一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，要提高CO的转化率，可以采取的措施是__________（填字母代号）。
a．高温高压 b．加入催化剂 c．减少CO2的浓度
d．增加CO的浓度 e．分离出二甲醚
⑷ 已知反应②2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g)某温度下的平衡常数为400 。此温度下，在密闭容器中加入CH3OH ，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：
① 比较此时正、逆反应速率的大小：v正 ______ v逆 （填“>”、“