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1、专题6化学反应速率和化学平衡【2010考纲解读】任何化学反应都涉及到快慢的问题，特别是化工生产中和实验室制备物质时，都要认真考虑反应进行的快慢及改变的方法如何，所以每年的高考都会出现本部分的题目。在命题中出现的题型主要是选择题，同一个问题可能从不同角度来考查；另外，除直接考查基本知识外，还增加了考查学生分析问题能力和应用知识能力的题目。考查的主要知识点有：利用化学反应速率的数学表达式进行的有关计算；反应中各物质反应速率之间的关系；根据浓度、温度、压强、催化剂、颗粒大小、光等外界条件的改变，定性判断化学反应速率的变化。近几年的命题出现了通过化学反应速率测定的方法考查数学处理能力等趋势。考查考生对
2、化学反应速率的理解，对化学反应速率表示方法的认识，以及运用化学方程式中各物质的化学计量比的关系进行有关的简单计算。 【考点回顾】考点一、化学反应速率1定义：单位时间内反应物或生成物的物质的量的变化（以单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示），用来衡量化学反应进行快慢的物理量。2表达方式 ，式中c(A)表示物质A的物质的量浓度的变化，单位为mol/L，t表示时间，单位为s（秒）、min（分）、h（时）。v(A)表示物质A的化学反应速率。单位是mol/(Ls)或mol/(Lmin)或mol/(Lh)。3化学反应速率的规律 同一化学反应，用不同物质的量浓度变化变化表示的化学反应速率之比等
3、于化学方程式中相应物质的计量数之比。这是有关化学反应速率的计算或换算的依据。如：对于化学反应：a A(g) + b B(b) = c C(g) + d D(g)，则存在v(A)：v(B)：v(C)：v(D) = a：b：c：d。注意：化学反应速率均为正值；化学反应速率通常是指某种物质在某一段时间内化学反应的平均速率，而不是指某一时刻的瞬时速率；由于在反应中纯固体和纯液体的浓度是恒定不变的，因此对于有纯固体和纯液体参加的反应，一般不用纯固体或纯液体来表示化学反应速率对于同一化学反应，在相同的反应时间内，用不同的物质来表示其反应速率，其速率的值可能不同，但这些不同的数值表示的是同一个化学反应在同一
4、段时间内的反应，所以为相同的速率。所以比较速率时不能只看速率的数值，还要说明是用那种物质表示的速率。考点二、影响化学反应速率的因素 主要因素为内因：参加化学反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要原因。反应的类型不同，物质的结构不同，都会导致反应速率的不同。外因的影响：1浓度对化学反应速率的影响结论：当其他条件不变时，增加物质的浓度可以加快化学反应速率。减小物质的浓度可以使化学反应速率减慢。理论解释：在其他条件不变时，对某一反应来说，活化分子在反应物分子中所占的百分数是一定的，当增大反应物的浓度时，活化分子数增多，因此有效碰撞次数增多，所以化学反应速率加快。因此，增加反应物浓度可以加快化学反应
5、速率。注意事项：对于纯液体和固体物质，可认为其浓度是一个常数，它们的量的改变不会影响化学反应速率。固体反应物颗粒的大小，能够影响物质的接触面积，进而影响化学反应速率。在固体质量相等的情况下，固体的颗粒越小，与物质的接触面积越大，有效碰撞次数越多，化学反应速率越快。2压强对化学反应速率的影响结论：对于有气体参加的化学反应，当其他条件不变时，增大气体的压强，可以加快化学反应速率，减小气体的压强，则减慢化学反应速率。理论解释：在其他条件不变时，增大压强，则使气体体积减小，气体的浓度增大，单位体积内的活化分子数增多，从而增加了有效碰撞的次数，使化学反应速率加快。因此增大压强，化学反应速率加快。当减小压
6、强时，气体体积增大，单位体积内的活化分子数减少，有效碰撞次数减少，反应速率减慢。注意事项：在讨论压强对化学反应速率的影响时，应区分引起压强改变的原因，对于气体参加的反应体系来说，有以下几种情况a恒温时，增加压强体积减小浓度增大化学反应速率加快b恒容时，充入气体反应物总压强增大浓度增大化学反应速率加快 恒容时，充入稀有气体总压强增大，但各物质的浓度不发生变化，所以化学反应速率不变c恒压时，充入稀有气体体系体积增大各反应物浓度减小反应速率减慢由于压强改变时，固体、液体或溶液的体积影响很小，因而它们对浓度改变的影响也很小，可以认为改变压强时对它们的反应速率无影响。3温度对化学反应速率的影响结论：当其
7、他条件不变时，升高温度，可以加快化学反应速率，降低温度，化学反应速率减慢。理论解释：当其他条件不变时，升高温度，可以增加物质分子的能量，使活化分子的百分含量增加，有效碰撞次数增多，化学反应速率加快；若降低温度，则减少了活化分子的的百分含量，有效碰撞次数减少，化学反应速率减慢。注意事项：a由于升高温度直接改变了活化分子的百分含量，所以温度的改变对于化学反应速率的改变比浓度和压强的改变大，一般温度每升高10，化学反应速率加快24倍。b升高温度，可以增加所有分子的能量，所以温度对于所有的反应的有影响。4催化剂对化学反应速率的影响结论：当其他条件不变时，加入催化剂（一般指正催化剂）可以加快化学反应速率
8、。理论解释：当其他条件不变时，加入催化剂，可以改变化学反应的途径，降低化学反应的活化能，使活化分子的百分含量增加，有效碰撞次数增加，化学反应速率加快。注意事项：a催化剂：能改变化学反应速率，而本身的组成、质量以及化学性质不发生改变的物质。b催化剂的活性往往因接触少量杂质而明显下降，甚至遭到破坏，这种现象叫做催化剂中毒，工业上为了防止催化剂中毒，要把原料进行净化处理以除去杂质。c由于加入催化剂可以在很大程度上增加活化分子的百分含量，所以加入催化剂可以成千上万倍的加快化学反应速率。5其他因素的影响光、超声波、激光、放射线、电磁波、反应物颗粒大小、扩散速率、溶剂等因素也都能对某些化学反应的反应速率产
9、生一定的影响，另外形成原电池也是加快化学反应速率的一种方法。6浓度、压强、温度、催化剂的变化与活化分子的分数、有效碰撞次数及反应速率的关系。条件变化反应体系内变化注意点浓度增大单位体积内分子总数增加，反应速率增大。活化分子百分数不变，由于单位体积内分子总数增多， 引起单位体积内活化分子总数增多。压强增大单位体积内气体分子总数增加，反应速率增大。无气体物质参加或生成的反应，压强变化不影响反应速率。可逆反应中，增大压强正、逆反应速率都加快，减小压强逆反应速率都减慢。 温度升高分子的平均能量升高，使反应速率增大。 温度每升高10，反应速率通常增大到原来的24倍。可逆反应中，升高温度正、逆反应速率都增
10、大，降低温度正、逆反应速率都减小。 使用正催化剂改变了反应历程，反应易于发生，使反应速率增大。催化剂降低了活化能，使一部分原先的非活化分子变为活化分子，提高了活化分子的百分数。催化剂对反应速率的影响很大，是工业生产中改变反应速率的主要手段。正逆反应速率都增大，且正逆反应速率以相同的幅度增大。考点三、化学平衡1化学平衡的标志（1）定义在一定条件下的可逆反应，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，叫做化学平衡状态，简称化学平衡（2）可逆反应：在相同条件下，既能向正反应方向进行又能向逆反应方向进行的反应，化学方程式中向右进行的反应叫正反应，向左进行的反应叫逆反应。可逆反应
11、的特点：整个体系中无论反应物还是生成物在反应结束后都不会消失。(3)化学平衡的标志是：；各组分的物质的量、质量、含量保持不变。2.速度与平衡的关系（1），平衡向正反应方向移动。（2），平衡不移动。（3），平衡向逆反应方向移动。3化学平衡的特点“动”：化学平衡属于动态平衡，达到平衡时正反应和逆反应仍在进行。“等”：v(正) = v(逆) 0。平衡的重要原因是正反应速率等于逆反应速率。 “定”：平衡时组分的百分含量不变。反应物和生成物在整个体系中都含有，但是它们的百分含量一定，不再改变。“变”：若条件改变，则化学平衡破坏，并在新条件下继续建立新的平衡。当改变条件，使v(正) v(逆)时，平衡不再存
12、在，反应继续向平衡方向进行。旖旎可逆反应总是向建立平衡的方向进行的。4.化学平衡状态的判断 可逆反应达到平衡时，V正=V逆，即单位时间内任一物质生成多少，就消耗多少。表现在外部的特点是：各物质的物质的量不变，总物质的量也不变，每一种物质的物质的量的百分含量也不变，混合气体的平均相对分子质量也不变，每种物质的浓度也不变，如温度、体积固定，反应容器内的总压，也不随时间的变化而变化。（但对反应前后气体物质分子数相等的可逆反应，就不能用总压、平均分子质量是否随时间变化来判断是否达到了平衡。）（1）直接（特征）标志：V正=V逆：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，但对不同物质而
13、言，速率不一定相等。现以N2（g）3H2（g）2NH3（g）为例，在单位时间、单位体积内：a.若有1molN2消耗（代表V正），同时有1molN2生成（代表V逆）。同种物质只需考虑量是否相同，所以有1molN2消耗必然同时有1molN2生成，即V正（N2）=V逆（N2）。b.若有1molN2消耗（代表V正），同时有3molH2生成（代表V逆）。不同种物质要考虑化学计量数，由化学方程式知N2和H2化学计量数之比为1：3，所以有1molN2消耗必然同时有3mol H2生成，即V逆（H2）3V正（N2），由此可见两者数值不相等。c.同理可得以下关系：若有1molN2消耗（代表V正），同时有2mol
14、NH3消耗（代表V逆）；若有nmolN2消耗（代表V正），同时有2nmol NH3消耗（代表V逆）d.同时还可以推出：若有1molNN键断裂，则有6molNH键断裂。各物质的百分含量保持不变。（2）间接（等价）标志：混合气体的总压强、总体积、总物质的量不随时间的改变而改变。（注：m+np）对于反应前后的气体物质的分子总数不相等的可逆反应（如2SO2+O2 2SO3）来说，可利用混合气体的总压、总体积、总物质的量是否随着时间的改变而改变来判断是否达到平衡。对于反应前后气体物质的分子数相等的可逆反应：（如H2+I2（g） 2HI），不能用此标志判断平衡是否到达，因为在此反应过程中，气体的总压、总体
15、积、总物质的量都不随时间的改变而改变。各物质的浓度不随时间的改变而改变。各物质的物质的量不随时间的改变而改变。各气体的体积、各气体的分压不随时间的改变而改变。小结：判断可逆反应达到平衡状态的方法和依据例举反应mA（g）+nB（g）pC（g）+qD（g）混合物体系中各成分的浓度来 （1）各物质的物质的量或各物质的物质的量的分数一定 平衡 （2）各物质的质量或各物质的质量分数一定平衡（3）各气体的体积或体积分数一定平衡（4）总体积、总压力、总物质的量一定。（如反应前后气体体积不变的反应）不一定平衡正逆反应速率的关系（1）单位时间内消耗了mmolA同时生成mmolA，则v正=v逆（对于同一物质而言）平衡（2）在单位时间内消耗了nmolB同时消耗了pmolC，则v正=v逆平衡（3）v（A）：v（B）：v（C）：v（D）=m：n：p：q（v正不一定等于v逆）不一定平衡（4）在单位时间内生成了n molB，同时消耗了q molD（因均指v逆）不一定平衡压强（1）若m+np+q时，总压力一定（其它条件一定）平衡（2）若m+n=p+q时，
