化学反应速率与化学平衡-高考化学一轮复习知识清单

这是一份化学反应速率与化学平衡-高考化学一轮复习知识清单，共36页。学案主要包含了典例01，典例02，典例03，典例04，典例05，典例06，典例07，典例08等内容，欢迎下载使用。

1．概念：用来衡量化学反应进行快慢的物理量
2．表示：单位时间内某种量的变化量
3．化学反应速率的计算
（1）常规公式：v＝＝
①常用单位：ml·L－1·s－1或ml·L－1·min－1或ml·L－1·h－1
②适用范围：表示气体物质或溶液中可溶性物质的速率，不表示固体或纯液体物质的速率
（2）非常规公式：v＝（X代表n、P、m、V等量）
①常用单位：ml·min－1、Pa·min－1、g·min－1、L·min－1
②适用范围：任何物质的反应速率
（3）利用关系式计算
①应用前提：同一化学反应
②常用关系：速率比＝化学计量数比＝物质的量浓度变化比＝物质的量变化比
4．大小比较
（1）比较前提：同一反应，同一物质，同一单位
（2）换算方法：各物质的速率除以相应的化学计量数，数大的速率快
5．说明
（1）化学反应速率表示某段时间内的平均反应速率，不表示即时速率
（2）化学反应速率只有正值，没有负值
（3）随着反应的进行，反应物的浓度等量逐渐减小，反应速率越来越慢
1.速率大小比较“三步骤”
（1）“一看”单位是否一致，不一致转化为同一单位。
（2）“二化”将不同物质表示的反应速率转化为同一物质表示的化学反应速率。
（3）“三比较”比较数值大小。
2.比较反应速率快慢的常用方法：
（1）定性描述——通过在相同时间点，不同的实验现象来判断反应的快慢。
①观察产生气泡的快慢；
②观察试管中剩余锌粒的多少；
③用手接触试管，感受试管外壁温度的高低。
（2）定量描述——通过实验测量来判断反应的快慢。
①测定气体的体积或体系的压强；
②测定物质的物质的量的变化；
③测定物质或离子的浓度变化；
④测定体系的温度或反应的热量变化。
若有多种测量方案时，一般采取易操作，现象明显的实验方案。
【典例01】（2023春·四川内江·高三四川省资中县第二中学校考开学考试）对于可逆反应，在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示的反应速率最快的是
A．B．
C．D．
【答案】B
【分析】速率比等于化学计量数比，都转化为用A物质表示的反应速率，速率的单位都用ml/(L·min)，然后进行比较。
【解析】A．；B．v(A)=v(B)= ×1.5 ml⋅L−1⋅min−1=1.0 ml⋅L−1⋅min−1；C．v(A)= v(D)=0.8 ml⋅L−1⋅min−1；D．v(A)=v(C)=×0.1 ml⋅L−1⋅min−1=0.05ml⋅L−1⋅min−1；可见反应速率最大的是1ml⋅L−1⋅min−1；故选B。
【典例02】（2023·辽宁丹东·统考一模）恒温恒容条件下，向密闭容器中加入一定量X，反应X=2Z经历两步：①X→Y；②Y→2Z。图为该体系中X、Y、Z浓度随时间变化的曲线。下列说法正确的是
A．a为随t的变化曲线
B．时，Y的消耗速率大于生成速率
C．随着的减小，反应①、②速率均降低
D．体系中
【答案】B
【解析】A．反应X=2Z经历两步：①X→Y；②Y→2Z，可知c(Y)先增大，后减小，A错误；B．t1时Y的浓度在下降，消耗速率大于生成速率，B正确；C．由图甲中的信息可知，随c(X)的减小，c(Y)先增大后减小，c(Z)增大，因此，反应①的速率随c(X)的减小而减小，而反应②的速率先增大后减小，C错误；D．根据体系中发生的反应可知，在Y的浓度达到最大值之前，单位时间内X的减少量等于Y和Z的增加量，因此，v(X)=v(Y)+v(Z)，但是，在Y的浓度达到最大值之后，单位时间内Z的增加量等于Y和X的减少量，故2v(X)+2v(Y)=v(Z)，D错误；故选B。
知识点02 影响化学反应速率的因素
1．主要原因：反应物本身的性质
2．基本规律：外界条件越高，速率越快
（1）温度：温度越高，化学反应速率越快
（2）压强：气体反应的压强越大，化学反应速率越快
（3）浓度：浓度越大，化学反应速率越快
（4）催化剂：显著的改变（加快或减慢）正逆反应速率，一般有催化剂，化学反应速率越快
（5）接触面积：反应物的颗粒越小，接触面积越大，化学反应速率越快
（6）原电池：形成原电池，可以加快氧化还原反应的速率
3．特殊情况
（1）温度
①催化反应，升高温度，催化剂可能失活，反应速率减慢
②有机反应，升高温度，有可能发生副反应，主反应速率减慢
（2）压强
①改变非气体反应的压强，反应速率不变
②改变等体反应的压强，v正和v逆变化幅度相同
（3）浓度
①固体和纯液体的浓度为定值，改变固体或纯液体的用量，反应速率不变
②加入固体物质，有可能改变接触面积，反应速率可能加快
（4）无关气体
①恒容容器通无关气体，压强增大，浓度不变，速率不变
②恒压容器通无关气体，体积变大，浓度减小，速率减慢

4．活化分子、有效碰撞与反应速率的关系实质
5．速率-时间图像
（1）温度：升高温度，瞬间v正和v逆均增大
或
（2）压强：增大压强，气体物质的浓度均增大，瞬间v正和v逆均增大
或
（3）浓度
①增大反应物浓度，瞬间v正增大，v逆不变
②增大生成物浓度，瞬间v正不变，v逆增大
或
③恒压：增大反应物浓度，瞬间v正增大，v逆减慢
④恒压：增大生成物浓度，瞬间v正减慢，v逆增大

（4）催化剂：能够同等程度改变正逆反应速率
6．全程速率-时间图像
（1）OB段反应速率变化的可能原因为：
①反应放热，使温度升高，反应速率加快
②反应生成催化剂，反应速率加快
（2）BC段反应速率变化的可能原因为：反应物浓度降低，反应速率减慢
7．探究外界条件对化学反应速率的影响
（1）方法：控制变量法
（2）溶液反应：加水调节溶液的总体积不变，以保证某种成分的浓度不变
（3）实例：探究Y溶液浓度对反应速率的影响
8．速率方程
（1）意义：表示反应物浓度与反应速率的定量关系
（2）举例：A2（g）+B2（g）2AB（g），v＝kcα（A2）·cβ（B2）
（3）测定方法：α、β必须通过实验测定，无法直接写出。
①H2+Cl22HCl，v＝k［c(H2)］［c(Cl2)］1/2
②N2（g）+3H2（g）2NH3（g），v＝kc（N2）·c1.5（H2）·c－1（NH3）
（4）反应速率常数
①符号：反应速率方程中的比例系数k
②意义：通常k越大，反应进行得越快，反应的活化能越小
③影响因素：温度、催化剂、固体表面性质
不同的外界条件对化学反应速率影响的注意点：
1．浓度：增大浓度、速率增大；减少浓度、速率减小；改变纯固体或纯液体的量对化学反应速率没有影响。
2．压强：①必须有气体参加；②压强的改变实质是改变浓度。
3．温度：无论是吸热反应还是放热反应，升高温度，速率增大，降低温度，速率减小。
4．催化剂：催化剂只改变反应速率，不改变反应的方向，也不改变反应热的大小，若是可逆反应，则同等程度改变正、逆反应速率。
【典例03】（2023·浙江宁波·镇海中学校考模拟预测）一定温度下，利用测压法在刚性反应器中研究固体催化剂作用下的A的分解反应：。体系的总压强p随时间t的变化如表所示：
下列说法不正确的是
A．100~150min，消耗A的平均速率为
B．其他条件不变，420min时向刚性容器中再充入少量A，反应速率比原420min时大
C．推测x为18.1
D．升高体系温度，不一定能加快反应速率
【答案】B
【解析】A．反应，反应前后气体压强变化和生成C的量成正比，同时A的变化为变化量的，用压强代表浓度，则100～150min体系压强变化=13.9kPa-13.3kPa=0.06kPa，消耗A的平均速率==0.006kPa⋅min-1，故A正确；B．其他条件不变，420min时向刚性容器中再充入少量A，相当于增大压强，反应在固体催化剂表面进行，固体表面积一定，反应速率不变，故B错误；C．0～100min，压强变化为1.2kPa，150min～250min，压强变化1.2kPa，则100kPa～500kPa，体系压强变化1.2×4kPa=4.8kPa，则500min时，体系压强=13.3kPa+4.8kPa=18.1kPa，故C正确；D．反应在催化剂表面反应，升高体系温度，催化剂活性减小时，反应速率减小，不一定能加快反应速率，故D正确；故选：B。
【典例04】（2023·北京西城·统考一模）探究影响H2O2分解速率的影响因素，实验方案如图。
下列说法不正确的是
A．对比①②，可探究FeCl3溶液对H2O2分解速率的影响
B．对比②③④，可探究温度对H2O2分解速率的影响
C．H2O2是直线形的非极性分子
D．H2O2易溶于水，主要是由于H2O2与H2O分子之间能形成氢键
【答案】C
【解析】A．实验②是在实验①的溶液中加入催化剂FeCl3，与实验①做对比实验，可探究FeCl3溶液对H2O2分解速率的影响，A正确；B．实验②是参照，③、④相当于在②的基础上升高和降低温度，可探究温度对H2O2分解速率的影响，B正确；C．H2O2的分子结构为，分子结构不对称，为极性分子，C不正确；D．H2O2为极性分子，水也为极性分子，H2O2易溶于水，满足相似相溶原理，更主要是H2O2与H2O分子之间能形成氢键，D正确；故选C。
知识点03 可逆反应
1．可逆反应的判断：反应形式相反，反应条件相同
2．可逆反应的特点
（1）同步性：正逆反应同时进行
（2）等同性：反应条件完全相同
（3）共存性
①反应不可能进行到底，即反应体系中反应物与生成物共存
②各组分的浓度都大于零
3．证明某反应为可逆反应
（1）检验出某种生成物
（2）检验量少的反应物是否有剩余
4．化学平衡状态的特征
【典例05】已知：溶液是检验的试剂，若溶液中存在，将产生蓝色沉淀。将的KI溶液和的溶液等体积混合后，取混合液分别完成下列实验，其中能说明溶液中存在化学平衡“”的是
A．①B．②和④C．③和④D．①和②
【答案】A
【详解】的溶液c(Fe3+)为0.1，与0.2 的KI等体积混合反应，I-过量。
①检验出Fe3+，说明过量的KI仍不能使Fe3+完全转化，该反应为可逆反应；②由于KI过量，不管反应是否可逆，一定能检验到I-；③检验到Fe2+，只能证明反应已发生，与可逆反应无关；④同③，证明反应已发生；因此，实验①可证明反应为可逆反应；
答案选A。
【典例06】在一密闭容器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g)，已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.1 ml/L、0.05 ml/L、0.3 ml/L。当反应达到平衡时，可能存在的数据是
A．SO2为0.4 ml/L，O2为0.2 ml/L
B．SO2、SO3均为0.8 ml/L
C．SO3为0.4 ml/L
D．SO2为0.35 ml/L
【答案】D
【分析】，该反应为可逆反应，物质浓度范围：0＜c(SO2)＜0.4 ml/L，0＜c(O2)＜0.2 ml/L，0＜c(SO3)＜0.4 ml/L。
【详解】A．SO2和O2的浓度增大，说明反应向逆反应方向进行建立平衡，若SO3完全反应，则SO2和O2的浓度浓度分别为0.4ml/L、0.2ml/L，三氧化硫不可能完全转化，故A错误；
B．根据分析和硫原子守恒可知c(SO2)+ c(SO3)=0.4ml/L，当SO2、SO3均为0.8 ml/L时，0.8 ml/L+0.8 ml/L