“化學反應速率與反應限度”考點點擊

張新中

(江蘇省邗江中學 225100)

考點一、化學反應速率的定義

例1下列關(guān)于化學反應速率的說法正確的是( ).

A. 化學反應速率是指一定時間內(nèi)任何一種反應物濃度的減少或任何一種生成物濃度的增加

B. 化學反應速率為0.8 mol·L-1·s-1是指1 s時某物質(zhì)的濃度為0.8 mol·L-1

C. 根據(jù)化學反應速率的大小可以知道化學反應進行的快慢

D. 對于任何化學反應來說，反應速率越大，反應現(xiàn)象就越明顯

解析固體或純液體的濃度不變，不能用于表示化學反應速率，A項錯誤；化學反應速率為“0.8 mol·L-1·s-1”表示1 s內(nèi)某物質(zhì)的濃度增加或減少0.8 mol·L-1，B項錯誤；化學反應有的快，有的慢，則使用化學反應速率來定量表示化學反應進行的快慢，C項正確；反應速率快的現(xiàn)象不一定明顯，如NaOH與HCl的反應，D項錯誤.

答案：C

點撥(1)化學反應速率指的是一段時間內(nèi)的平均速率，而不是瞬時速率.

(2)同一反應可用不同物質(zhì)來表示化學反應速率，數(shù)值可能不同，但意義相同，在表示化學反應速率時，應指明哪一種物質(zhì).

(3)一般不用固體或純液體來表示化學反應速率.

考點二、化學反應速率的簡單計算

A.v(O2)=0.01 mol·L-1·s-1

B.v(NO)=0.008 mol·L-1·s-1

C.v(H2O)=0.003 mol·L-1·s-1

D.v(NH3)=0.004 mol·L-1·s-1

答案：C

(2)同一化學反應用不同的物質(zhì)表示化學反應速率，其化學反應速率之比等于化學方程式中化學計量數(shù)之比.

考點三、化學反應速率的比較

①v(A)=0.01 mol·L-1·s-1

②v(B)=1.20 mol·L-1·min-1

③v(C)=2.40 mol·L-1·min-1

④v(D)=0.02 mol·L-1·s-1

A. ②>③>④>① B. ③>①=④>②

C. ③>④>①=② D. ①>④>②>③

解析將題給反應速率都轉(zhuǎn)化為用A表示的反應速率.

①v(A)=0.01 mol·L-1·s-1=0.6 mol·L-1·min-1；

則反應速率的大小順序為③>①=④>②.

答案：B

點撥同一化學反應用不同物質(zhì)表示的反應速率，在比較反應速率的大小時，不能只看數(shù)值的多少，而要進行一定的轉(zhuǎn)化，具體比較方法如下：

(1)一統(tǒng)一：將化學反應速率的單位進行統(tǒng)一；

(2)二轉(zhuǎn)化：將不同物質(zhì)表示的化學反應速率轉(zhuǎn)化成同一物質(zhì)表示的化學反應速率，或分別除以相應物質(zhì)的化學計量數(shù)；

(3)三比較：比較同一物質(zhì)表示的化學反應速率或除以化學計量數(shù)之后的數(shù)值，數(shù)值越大，反應進行得越快.

考點四、“三行式”的應用

例4 把0.3 molX氣體和0.4 molY氣體混合于2 L密閉容器中，使它們發(fā)生如下反應：4X(g)+5Y(g)=nZ(g)+6W(g)，2 min末生成0.3 molW.測得0～2 min內(nèi)，Z的濃度變化表示的反應速率為0.05 mol·L-1·min-1，下列選項錯誤的是( ).

A. 前2 min，Z的物質(zhì)的量增加了0.2 mol

B. 化學方程式中n的值是5

C.X的轉(zhuǎn)化率約為66.7%

D. 前2 min內(nèi)用Y的濃度變化表示的反應速率為0.0625 mol·L-1·min-1

解析前2 minZ的物質(zhì)的量增加了0.05 mol·L-1·min-1×2 min×2 L=0.2 mol，A項正確；列“三行式”如下：

4X(g)+5Y(g)=nZ(g)+6W(g)

起始(mol) 0.3 0.4 0 0

變化(mol) 0.2 0.25 0.2 0.3

2 min末(mol) 0.1 0.15 0.2 0.3

答案：B

點撥“三行式法”的解題步驟如下：

(1)寫出有關(guān)反應的化學方程式；

(2)找出各物質(zhì)的起始量、轉(zhuǎn)化量、終了量，對反應物：起始量-轉(zhuǎn)化量=終了量；對生成物：起始量+轉(zhuǎn)化量=終了量；

(3)根據(jù)已知條件列方程計算：各組分的物質(zhì)的量或濃度變化量之比等于化學方程式的化學計量數(shù)之比，也等于它們的反應速率之比.

考點五、影響化學反應速率的因素

①將容器的體積縮小一半

②增加CO的量

③增加C的量

④保持體積不變，充入N2

⑤升高反應體系的溫度

⑥保持壓強不變，充入N2

A. ②③ B. ③④ C. ①⑥ D. ④⑥

解析①將容器的體積縮小一半，容器中氣體壓強增大，反應速率增大；②增加一氧化碳的量，物質(zhì)的濃度增大，反應速率增大；③增加C的量，固體的濃度為定值，不影響反應速率；④保持體積不變，充入不參加反應的氮氣，實際參加反應氣體的濃度不變，反應速率不變；⑤升高反應體系的溫度，反應速率增大；⑥保持壓強不變，充入不參加反應的氮氣，容器的體積增大，實際參加反應氣體的濃度減小，反應速率減小.

答案：B

點撥(1)固體和純液體的濃度是定值，改變它們的物質(zhì)的量不影響反應速率.

比如，在學習《國際關(guān)系的決定性因素：國家利益》這節(jié)課時，教師可以分層次進行微課內(nèi)容的編排。對于基礎(chǔ)知識掌握較好和學習能力較強的學生，教師可以選擇直接讓學生認識到國與國之間的關(guān)系是由國家間的集體利益決定的，可以選擇讓學生依據(jù)教材中學到的基礎(chǔ)知識進行整理分析，同時得出分析的結(jié)論；對于那些學習能力不足的學生，教師可以選擇讓學生經(jīng)過國際時事認清國際關(guān)系和形式等，掌握教材中的基本知識，隨后再研究決定因素是什么，進一步引導學生做到舉一反三。

(2)壓強對反應速率的影響只適用于有氣體參加的反應.①恒容時，充入“惰氣”→總壓強增大，但各氣態(tài)物質(zhì)的濃度不變→反應速率不變；②恒壓時，充入“惰氣”→體積增大→各氣態(tài)物質(zhì)的濃度減小→反應速率減小.

(3)催化劑具有專一性，只能針對特定的反應.通常不指明的情況下，催化劑都是指正催化劑.

考點六、控制變量法

例6 某小組同學用相同質(zhì)量的大理石(主要成分為CaCO3)與相同體積的鹽酸反應，設(shè)計了表1所列4個實驗，探究反應條件對化學反應速率的影響.下列說法不正確的是( ).

表1

A. 實驗ⅰ、ⅱ研究濃度對反應速率的影響，x的值為25

B. 實驗ⅱ、ⅳ研究溫度對反應速率的影響，y的值為3

D. 僅通過以上四個實驗，無法研究催化劑對反應速率的影響

解析若實驗ⅰ、ⅱ研究濃度對反應速率的影響，根據(jù)控制變量法可知，鹽酸的濃度不同，其他條件必須相同，則實驗溫度相同，即x=25，A項正確；若實驗ⅱ、ⅳ研究溫度對反應速率的影響，則實驗溫度不同，鹽酸的濃度必須相同，即x≠40，y=3，B項正確；對比實驗ⅰ、?？芍?，只有鹽酸的濃度相同，有兩個變量不同，實驗溫度、實驗ⅲ加入了催化劑，根據(jù)控制變量法可知，實驗ⅰ、ⅲ不能研究溫度對反應速率的影響，C項錯誤；對比實驗ⅰ與實驗?？芍?，二者有兩個變量不同(溫度、催化劑)；對比實驗ⅲ與實驗ⅱ可知，二者有3個變量不同(溫度、濃度、催化劑)；對比實驗ⅲ與實驗ⅳ可知，二者有2個變量不同(濃度、催化劑)，根據(jù)控制變量法可知，僅通過以上四個實驗無法研究催化劑對反應速率的影響，D項正確.

答案：C

點撥(1)控制變量時，只能改變一個條件，其它條件不能變化.

(2)保持溶液濃度不變時，應使混合后溶液的體積不變.

考點七、可逆反應

A. SO2為0.4 mol·L-1，O2為0.2 mol·L-1

B. SO3為0.4 mol·L-1

C. SO2、SO3均為0.15 mol·L-1

D. SO2為0.25 mol·L-1

解析可逆反應有限度，不能向左或向右完全轉(zhuǎn)化.若SO2變?yōu)?.4 mol·L-1，O2變?yōu)?.2 mol·L-1，則SO3完全轉(zhuǎn)化，A項不可能；若SO3變?yōu)?.4 mol·L-1，則SO2和O2完全轉(zhuǎn)化，B項不可能；SO2、SO3的起始濃度相同，無論任何方法，均不可能使SO2、SO3濃度均減小為0.15 mol·L-1，C項不可能；若SO2變?yōu)?.25 mol·L-1，則反應逆向進行，消耗0.05 mol·L-1SO3，0.05 mol·L-1<0.2 mol·L-1，D項可能.

答案：D

點撥(1)可逆反應中，正、逆反應必須在同一條件下進行.

(2)可逆反應達到平衡狀態(tài)時，各物質(zhì)一定共存，即任何物質(zhì)的濃度不可能為0.

考點八、化學反應限度

例8 下列關(guān)于化學反應限度的敘述中，正確的是( ).

A. 任何化學反應的限度都相同

B. 通過控制條件可以改變化學反應限度

C. 一定條件下，延長反應時間可以改變化學反應限度

D. 當一個化學反應在一定條件下達到最大限度時，反應速率也最大

解析化學反應不同，反應限度不相同，A項錯誤；化學平衡狀態(tài)是在一定條件下達到的，當改變外界條件時，化學平衡狀態(tài)可能改變，因此化學反應限度也會改變，B項正確；化學反應的限度與反應時間無關(guān)，C項錯誤；當化學反應在一定條件下達到限度時，正、逆反應速率相等，反應未停止，速率不一定是最大，D項錯誤.

答案：B

點撥(1)化學反應限度是在給定的條件下，可逆反應所能達到的最大程度.

(2)不同的可逆反應在給定條件下的反應限度不同；同一可逆反應在不同條件下(如溫度、濃度、壓強等)的反應限度不同.

考點九、化學平衡狀態(tài)的判斷

①單位時間內(nèi)生成nmol H2的同時生成nmol HI

②一個H—H鍵斷裂的同時有兩個H—I鍵斷裂

③c(HI)=c(I2)

④v(H2)=v(I2)=0.5v(HI)

⑤c(HI)∶c(H2)∶c(I2)=2∶1∶1

⑥溫度和體積一定時，某一生成物濃度不再變化

⑦溫度和體積一定時，容器內(nèi)壓強不再變化

⑧條件一定，混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化

⑨溫度和體積一定時，混合氣體的顏色不再發(fā)生變化

⑩溫度和壓強一定時，混合氣體的密度不再發(fā)生變化

A. ①②⑤⑨⑩ B. ②⑥⑨

C. ②⑥⑨⑩ D. 全部

解析①物質(zhì)的變化量之比不等于化學計量數(shù)之比，正、逆反應速率不等，反應未達到平衡狀態(tài)，錯誤；②一個H-H鍵斷裂的同時應有兩個H-I鍵形成，故兩個H-I鍵形成的同時有兩個H-H鍵斷裂，正、逆反應速率相等，反應達到平衡狀態(tài)，正確；③未知起始投入量，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，錯誤；④未體現(xiàn)正與逆的關(guān)系，錯誤；⑤濃度比與化學計量數(shù)比相等不能說明濃度不變，故不能證明反應達到平衡，錯誤；⑥溫度和體積一定時，生成物濃度不再變化，說明正逆反應速率相等，達到平衡狀態(tài)，正確；⑦反應前后氣體化學計量數(shù)和相同，容器壓強始終不變，錯誤；⑧反應前后氣體總質(zhì)量不變，總物質(zhì)的量也不變，相對分子質(zhì)量一直不變，不能證明反應達到平衡，錯誤；⑨溫度和體積一定時，混合氣體顏色不再變化，說明c(I2)不再發(fā)生變化，反應達到平衡狀態(tài)，正確；⑩溫度和壓強一定時，由于反應前后體積和氣體的質(zhì)量始終不變，則混合氣體的密度始終不變，即密度不再變化不能說明反應達到平衡狀態(tài)，錯誤.

答案：B

點撥利用壓強、密度、相對分子質(zhì)量等判斷化學平衡時要“三看”：

(1)一看容器的體積是固定的還是可變的；

(2)二看反應中是否全為氣體物質(zhì)，即氣體的質(zhì)量是否守恒；

(3)三看反應前后氣體的體積是否變化.總體原則是由“變”到“不變”即可判斷.

考點十、化學反應速率和化學平衡圖像分析

例10 500℃時，A、B、C三種氣體在恒容密閉容器中發(fā)生反應，濃度隨時間發(fā)生變化如圖1所示.下列說法正確的是( ).

圖1

B. 1 min時反應達到了該條件下的最大限度

C. 前2 min內(nèi)A的平均反應速率為0.05 mol·L-1·min-1

D. 2 min時，容器內(nèi)的壓強不再變化

答案：D

點撥分析圖像時：

(1)看清橫坐標和縱坐標表示的意義；

(2)弄清曲線的變化趨勢；

(3)根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計算化學反應速率，分析條件對反應速率的影響，確定化學平衡狀態(tài).