专题6 化学反应速率和化学平衡
【2018年高考考纲解读】
1.了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。
2.了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。
3.了解化学反应的可逆性。
4.了解化学平衡建立的过程;了解化学平衡常数的含义,能够利用化学平衡常数进行简单的计算。
5.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率和化学平衡的影响,认识其一般规律。
6.了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
【重点、难点剖析】
一、化学反应速率与计算
1.外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响趋势和程度
(1)当增大反应物(或生成物)浓度时,v(正)[或v(逆)]增大,v(逆)[或v(正)]瞬间不变,随后也增大;
(2)增大压强,气体分子数减小方向的反应速率变化程度大;
(3)对于反应前后气体分子数不变的反应,改变压强可以同等程度地改变正、逆反应速率;
(4)升高温度,不论放热反应还是吸热反应,v(正)和v(逆)都增大,但吸热反应方向的反应速率增大的程度大;
(5)使用催化剂,能同等程度地改变正、逆反应速率。
2.惰性气体对反应速率的影响
我们把与化学反应体系中各反应成分均不起反应的气体统称为“惰性气体”。
(1)恒温恒容时
充入“惰性气体”――→引起体系总压强增大,但各反应成分分压不变,即各反应成分的浓度不变,化学反应速率不变。
(2)恒温恒压时
充入“惰性气体”――→引起容器容积增大――→引起各反应成分浓度降低――→引起反应速率减小。
二、化学平衡
1.可逆反应达到平衡状态的标志
(1)直接标志①v(正)=v(逆)②各组分的物质的量或质量不变③各组分的含量(w、φ)不变
(2)间接标志①总量:n(总)[或恒温恒压下的V(总)、恒 温恒容下的p(总)]不变(需具体分析)②复合量:混合气体的平均相对分子质量 M-r不变,或混合气体的密度ρ不变 (需具体分析)③其他:如平衡体系的颜色不变(实际上是 有色物质的浓度不变)
2.平衡移动方向的判定
(1)应用平衡移动原理
如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度等),平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。
①原 理中“减弱这种改变”的正确理解应当是升高温度时,平衡向吸热反应方向移动;增加反应物浓度,平衡向反应物浓度减少的方向移动;增大压强时,平衡向气体体积缩小的方向移动。
②化学平衡移动的根本原因是外界条件(如温度、压强、浓度等)的改变破坏了原平衡体系,使得正、逆反应速率不再相等。当v正>v逆时,平衡向正反应方向移动,当v正<v逆时,平衡向逆反应方向移动,移动的结果是v正=v逆。若条件的改变不能引起正、逆反应速率的变化,或者正、逆反应速率的变化相同,则平衡不发生移动。
(2)应用浓度商Qc与平衡常数K的关系
Qc<K,反应向正反应方向进行Qc=K,反应处于平衡状态Qc>K,反应向逆反应方向进行
3.化学平衡分析中两种重要思想的应用
(1)等价转化思想。化学平衡状态的建立与反应途径无关,即无论可逆反应是从正反应方向开始,还是从逆反应方向开始,或从中间状态开始,只要起始投入物质的物质的量相等,则可达到一样的平衡状态。
(2)放大缩小思想。该方法适用于起始投入物质的物质的量存在一定的倍数关系。它指的是将反应容器的体积扩大或缩小一定的倍数,让起始物质的浓度相同,则在一定的条件下,可建立相同的平衡状态。然后在此基础上进行压缩或扩大,使其还原为原来的浓度。分析在压缩或扩大过程中,平衡如何移动,再依据勒夏特列原理,分析相关量的变化情况。
三、化学平衡常数及转化率
1.化学平衡计算的基本模式——平衡“三步曲”
根据反应进行(或平衡移动)的方向,设某反应物消耗的量,然后列式求解。
例: mA + nB pC + qD
起始量: a b 0 0
变化量: mx nx px qx
平衡量: a-mx b-nx px qx
注意:①变化量与化学方程式中各物质的化学计量数成比例。
②这里a、b可指:物质的量、浓度、体积等。