第六章 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡考試要求教學(xué)建議1.知道化學(xué)反應(yīng)是有方向的，知道化學(xué)反應(yīng)的方向與反應(yīng)的焓變和熵變有關(guān)。2.知道化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法，了解化學(xué)反應(yīng)速率測定的簡單方法。3.通過實驗探究，了解溫度、濃度、壓強(qiáng)和催化劑對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。4.知道化學(xué)反應(yīng)是有歷程的，認(rèn)識基元反應(yīng)活化能對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。5.認(rèn)識化學(xué)平衡常數(shù)是表征化學(xué)反應(yīng)限度的物理量，知道化學(xué)平衡常數(shù)的涵義。6.了解化學(xué)平衡常數(shù)與反應(yīng)平衡移動方向間的聯(lián)系。7.通過實驗探究，了解濃度、壓強(qiáng)、溫度對化學(xué)平衡狀態(tài)的影響。8.認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的綜合調(diào)控在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用。9.知道催化劑可以改變化學(xué)反應(yīng)歷程，對調(diào)控化學(xué)反應(yīng)速率具有重要意義。本章知識是教學(xué)重點(diǎn)，更是高考難點(diǎn)、學(xué)生的薄弱點(diǎn)。在教學(xué)中要做到學(xué)考對接、知能對接。本章設(shè)計4課時，前2課時落實考試要求撐握的基本知識和能力，后2課時針對在高考大題中遇到的重難點(diǎn)進(jìn)行全方位無盲區(qū)的精講細(xì)研。從基礎(chǔ)到重難遞進(jìn)式課時化編寫設(shè)計，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，省時省力高效。第1課時點(diǎn)點(diǎn)突破反應(yīng)速率及影響因素 考點(diǎn)一化學(xué)反應(yīng)速率的概念及計算 1化學(xué)反應(yīng)速率2化學(xué)反應(yīng)速率計算的萬能方法三段式法對于反應(yīng)mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，起始時A的濃度為a molL1，B的濃度為b molL1，反應(yīng)進(jìn)行至t1s時，A消耗了x molL1，則化學(xué)反應(yīng)速率可計算如下：mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)起始/(molL1) a b 0 0轉(zhuǎn)化/(molL1) x t1/(molL1) ax b 則：v(A) molL1s1，v(B) molL1s1，v(C) molL1s1，v(D) molL1s1。3化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計量數(shù)的關(guān)系對于已知反應(yīng)mA(g)nB(g)=pC(g)qD(g)，其化學(xué)反應(yīng)速率可用不同的反應(yīng)物或生成物來表示，當(dāng)單位相同時，化學(xué)反應(yīng)速率的數(shù)值之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，即v(A)v(B)v(C)v(D)mnpq。如一定溫度下，在密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：3A(g)B(g)2C(g)。已知v(A)0.6 molL1s1，則v(B)0.2 molL1s1，v(C)0.4 molL1s1。4化學(xué)反應(yīng)速率的大小比較(1)歸一法將同一反應(yīng)中的不同物質(zhì)的反應(yīng)速率轉(zhuǎn)化成同一單位、同一種物質(zhì)的反應(yīng)速率，再進(jìn)行速率的大小比較。(2)比值法將各物質(zhì)表示的反應(yīng)速率轉(zhuǎn)化成同一單位后，再除以對應(yīng)各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)，然后對求出的數(shù)值進(jìn)行大小排序，數(shù)值大的反應(yīng)速率快。如反應(yīng)mA(g)nB(g)=pC(g)qD(g)，若，則反應(yīng)速率AB。對點(diǎn)訓(xùn)練1判斷正誤(正確的打“”，錯誤的打“”)。(1)對于任何化學(xué)反應(yīng)來說，反應(yīng)速率越大，反應(yīng)現(xiàn)象越明顯()(2)化學(xué)反應(yīng)速率為0.8 molL1s1是指1 s時某物質(zhì)的濃度為0.8 molL1()(3)由v計算平均速率，用反應(yīng)物表示為正值，用生成物表示為負(fù)值()(4)同一化學(xué)反應(yīng)，相同條件下用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率，其數(shù)值可能不同，但表示的意義相同()(5)同一化學(xué)反應(yīng)，相同條件下用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率，數(shù)值越大，表示化學(xué)反應(yīng)速率越快()(6)在2SO2(g)O2(g)2SO3(g)反應(yīng)中，t1、t2時刻，SO3(g)濃度分別是c1、c2，則t1t2時間內(nèi)，SO3(g)生成的平均速率為v()2(2015浙江10月選考)某溫度時，2NO(g)O2(g)=2NO2(g)反應(yīng)2 s后，NO的濃度減少了0.06 molL1，則以O(shè)2表示該時段的化學(xué)反應(yīng)速率是()A0.03 molL1s1B0.015 molL1s1C0.12 molL1s1 D0.06 molL1s1解析：選Bv(NO)0.03 molL1s1；v(O2)v(NO)0.03 molL1s10.015 molL1s1。3對于可逆反應(yīng)A(g)3B(s)2C(g)2D(g)，在不同條件下的化學(xué)反應(yīng)速率如下，其中表示的反應(yīng)速率最快的是()Av(A)0.5 molL1min1Bv(B)1.2 molL1s1Cv(D)0.4 molL1min1Dv(C)0.1 molL1s1解析：選D采用歸一法求解，通過化學(xué)方程式的化學(xué)計量數(shù)將不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率折算成同一物質(zhì)表示的反應(yīng)速率進(jìn)行比較，B物質(zhì)是固體，不能表示反應(yīng)速率；C項中對應(yīng)的v(A)0.2 molL1min1；D項中對應(yīng)的v(A)3 molL1min1。4NH3和純凈的O2在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：4NH3(g)3O2(g)2N2(g)6H2O(g)，現(xiàn)向一容積不變的2 L密閉容器中充入4 mol NH3和3 mol O2,4 min后，測得生成的H2O占混合氣體體積的40%，則下列表示此段時間內(nèi)該反應(yīng)的平均速率不正確的是()Av(N2)0.125 molL1min1Bv(H2O)0.375 molL1min1Cv(O2)0.225 molL1min1Dv(NH3)0.250 molL1min1解析：選C設(shè)4 min時，生成6x mol H2O(g)4NH3(g)3O2(g)2N2(g)6H2O(g) n(總)起始/mol43 00 7變化/mol 4x 3x 2x 6x 44x33x2x 6x 7x據(jù)題意，則有：0.4，解得：x0.5則4 min內(nèi)H2O的變化濃度為c(H2O)1.5 molL1，v(H2O)0.375 molL1min1，再由各物質(zhì)表示的速率之比等于各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比，可得各物質(zhì)表示的反應(yīng)速率分別為v(N2)0.125 molL1min1，v(NH3)0.250 molL1min1，v(O2)0.187 5 molL1min1?？键c(diǎn)二影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素1影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素(1)內(nèi)因反應(yīng)物本身的性質(zhì)是主要因素。如相同條件下Mg、Al與稀鹽酸反應(yīng)的速率大小關(guān)系為Mg>Al。(2)外因(只改變一個條件，其他條件不變)提醒改變固體或純液體的量對化學(xué)反應(yīng)速率無影響。濃度、溫度、壓強(qiáng)發(fā)生變化或加入催化劑時，正、逆反應(yīng)速率均增大或減小，如升高溫度，不論是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)速率均加快。(3)反應(yīng)體系條件改變對反應(yīng)速率的影響恒溫時：體積縮小壓強(qiáng)增大濃度增大反應(yīng)速率增大。恒溫恒容時：a充入氣體反應(yīng)物總壓強(qiáng)增大濃度增大反應(yīng)速率增大。b充入“惰性氣體”總壓強(qiáng)增大，但各氣體分壓不變各物質(zhì)的濃度不變反應(yīng)速率不變。恒溫恒壓時：充入“惰性氣體”體積增大各反應(yīng)物濃度減小反應(yīng)速率減小?？傊?，壓強(qiáng)改變而對反應(yīng)速率產(chǎn)生的影響是因為壓強(qiáng)改變會引起濃度變化，從而對反應(yīng)速率產(chǎn)生影響。2理論解釋有效碰撞理論(1)活化分子、活化能、有效碰撞活化分子：能夠發(fā)生有效碰撞的分子。活化能：如圖圖中：E1為正反應(yīng)的活化能，E2為逆反應(yīng)的活化能，使用催化劑時的活化能為_E3_，反應(yīng)熱為E1E2。有效碰撞：活化分子之間能夠引發(fā)化學(xué)反應(yīng)的碰撞。(2)活化分子、有效碰撞與反應(yīng)速率的關(guān)系對點(diǎn)訓(xùn)練1下列說法中正確的是()A增大反應(yīng)物濃度，能增大活化分子百分?jǐn)?shù)，所以反應(yīng)速率增大B使用合適的催化劑，能增大活化分子百分?jǐn)?shù)，所以反應(yīng)速率增大C對于任何反應(yīng)，增大壓強(qiáng)都可加快反應(yīng)速率D升高溫度，只能增大吸熱反應(yīng)的反應(yīng)速率解析：選B增大反應(yīng)物濃度和增大氣體反應(yīng)的壓強(qiáng)(縮小體積)，不能增大活化分子百分?jǐn)?shù)，只能增大活化分子數(shù)；升溫和使用催化劑才能增大活化分子百分?jǐn)?shù)；增大壓強(qiáng)只能增大有氣體參加的反應(yīng)的反應(yīng)速率。2反應(yīng)C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)在一可變?nèi)莘e的密閉容器中進(jìn)行，下列條件的改變對其反應(yīng)速率幾乎無影響的是()增加C的量將容器的體積縮小一半保持體積不變，充入N2使體系壓強(qiáng)增大保持壓強(qiáng)不變，充入N2使容器體積變大ABC D解析：選C增大固體的量、恒容時充入惰性氣體對反應(yīng)速率無影響。3一定溫度下，反應(yīng)N2(g)O2(g)2NO(g)在密閉容器中進(jìn)行，下列措施不改變化學(xué)反應(yīng)速率的是()A縮小體積使壓強(qiáng)增大 B恒容，充入N2C恒容，充入He D恒壓，充入He解析：選CA項，氣體的物質(zhì)的量不變，縮小體積，氣體的濃度增大，反應(yīng)速率增大；B項，容積不變，充入N2，使反應(yīng)物N2的濃度增大，反應(yīng)速率增大；C項，容積不變，充入He，雖然反應(yīng)容器內(nèi)壓強(qiáng)增大，但反應(yīng)物N2、O2、NO的濃度并沒有變化，因此不影響反應(yīng)速率；D項，壓強(qiáng)不變，充入He，反應(yīng)容器的體積必然增大，總壓強(qiáng)雖然沒變，但N2、O2、NO的濃度減小，反應(yīng)速率減小?？键c(diǎn)三“變量控制”實驗探究題該類題目主要探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界因素，由于外界影響因素較多，若搞清某個因素的影響，均需控制其他因素相同或不變，才能進(jìn)行實驗。因此，控制變量思想在這部分體現(xiàn)較為充分，在近幾年高考題中也多有考查，且大多以探究型實驗題的形式出現(xiàn)。這類題目以實驗為研究手段，盡管涉及因素較多，有其復(fù)雜性，但仍然重在考查考生的基礎(chǔ)知識、基本技能、分析能力和實驗?zāi)芰Α?重難點(diǎn)撥1考查形式(1)以表格的形式給出多組實驗數(shù)據(jù)，讓學(xué)生找出每組數(shù)據(jù)的變化對反應(yīng)的影響。(2)給出影響化學(xué)反應(yīng)的幾種因素，設(shè)計實驗分析各因素對反應(yīng)的影響。2解題策略3注意事項(1)要選擇合適的化學(xué)反應(yīng)，所選擇的反應(yīng)不能太靈敏，也不能太遲鈍。(2)反應(yīng)物的濃度要適當(dāng)，不能太大，而探索濃度變量時，濃度間的差別也不能太大。(3)要有規(guī)律地設(shè)計不同的反應(yīng)體系的溫度，也要注意物質(zhì)的相應(yīng)性質(zhì) ，不能選擇會引起反應(yīng)發(fā)生變化的體系溫度。(4)對變量要進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M合，組合的一般原則是“變一定多”，即保持其他變量不變，改變其中一個變量的值進(jìn)行實驗，測定數(shù)據(jù)，通過系列實驗，找出變量對反應(yīng)的影響?？挤ň隹挤ㄒ粚嶒灧桨傅脑u價典例1(2018北京高考)(1)I可以作為水溶液中SO2歧化反應(yīng)的催化劑，可能的催化過程如下。將補(bǔ)充完整。.SO24I4H=S2I22H2O.I22H2O_=_2I(2)探究、反應(yīng)速率與SO2歧化反應(yīng)速率的關(guān)系，實驗如下：分別將18 mL SO2飽和溶液加入2 mL下列試劑中，密閉放置觀察現(xiàn)象。(已知：I2易溶解在KI溶液中)序號試劑組成實驗現(xiàn)象A0.4 molL1 KI溶液變黃，一段時間后出現(xiàn)渾濁Ba molL1 KI0.2 molL1 H2SO4溶液變黃，出現(xiàn)渾濁較A快C0.2 molL1 H2SO4無明顯現(xiàn)象D0.2 molL1 KI0.000 2 mol I2溶液由棕褐色很快褪色，變?yōu)辄S色，出現(xiàn)渾濁較A快B是A的對比實驗，則a_。比較A、B、C，可得出的結(jié)論是_。實驗表明，SO2的歧化反應(yīng)速率D>A。結(jié)合、反應(yīng)速率解釋原因：_。解析(1)根據(jù)歧化反應(yīng)的特點(diǎn)，反應(yīng)生成S，則反應(yīng)需生成H2SO4，即I2將SO2氧化為H2SO4，反應(yīng)的離子方程式為I22H2OSO2=SO4H2I。(2)對比實驗只能存在一個變量，因?qū)嶒濨比實驗A多了H2SO4，則B中KI溶液的濃度應(yīng)不變，故a0.4。由表中實驗現(xiàn)象可知，I是SO2歧化反應(yīng)的催化劑，H單獨(dú)存在時不具有催化作用，但H可以加快歧化反應(yīng)速率。加入少量I2時，反應(yīng)明顯加快，說明反應(yīng)比反應(yīng)快；D中由反應(yīng)產(chǎn)生的H使反應(yīng)加快。答案(1)SO2SO4H(2)0.4I是SO2歧化反應(yīng)的催化劑，H單獨(dú)存在時不具有催化作用，但H可以加快歧化反應(yīng)速率反應(yīng)比快；D中由反應(yīng)產(chǎn)生的H使反應(yīng)加快考法二實驗方案的設(shè)計典例2H2O2是一種綠色氧化還原試劑，在化學(xué)研究中應(yīng)用廣泛。某小組擬在同濃度Fe3的催化下，探究H2O2濃度對H2O2分解反應(yīng)速率的影響。限選試劑與儀器：30% H2O2溶液、0.1 molL1Fe2(SO4)3溶液、蒸餾水、錐形瓶、雙孔塞、水槽、膠管、玻璃導(dǎo)管、量筒、秒表、恒溫水浴槽、注射器。(1)寫出本實驗H2O2分解反應(yīng)方程式并標(biāo)明電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目：_。(2)設(shè)計實驗方案：在不同H2O2濃度下，測定_(要求所測得的數(shù)據(jù)能直接體現(xiàn)反應(yīng)速率大小)。(3)設(shè)計實驗裝置，完成如圖所示的裝置示意圖。(4)參照下表格式，擬定實驗表格，完整體現(xiàn)實驗方案(列出所選試劑體積、需記錄的待測物理量和所擬定的數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)用字母表示)。物理量實驗序號V0.1 molL1 Fe2(SO4)3/mL1a2a解析(1)雙氧水中氧元素的化合價為1，發(fā)生分解反應(yīng)生成氧氣，O2中氧元素的化合價為0，水中氧元素的化合價為2，所以是自身的氧化還原反應(yīng)，用單線橋法表示其電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目：=2H2OO2。(2)該實驗是探究雙氧水的分解速率，所以應(yīng)測定不同濃度雙氧水分解時產(chǎn)生氧氣的速率，即可以測定相同時間內(nèi)生成氧氣的體積。(3)根據(jù)題目給出的限選儀器可以選用導(dǎo)管、水槽、量筒組成氣體收集裝置。(4)探究時一定要注意變量的控制，即只改變一個變量，才能說明該變量對反應(yīng)的影響。表格中給出了硫酸鐵的量，且體積均相等。而探究的是不同濃度的雙氧水分解的速率，所以必須要有不同濃度的雙氧水，但題給試劑中只有30%的雙氧水，因此還需要蒸餾水，要保證硫酸鐵的濃度相同，必須保證兩組實驗中雙氧水和蒸餾水的總體積相同，且兩組實驗中雙氧水和蒸餾水的體積不同兩個條件。同時還要記錄兩組實驗中收集相同體積氧氣所需時間或相同時間內(nèi)收集氧氣的體積大小。答案(1)=2H2OO2(2)生成相同體積的氧氣所需要的時間(或相同時間內(nèi)，生成氧氣的體積)(3)(4)V(H2O2)/mLV(H2O)/mLV(O2)/mLt/s1bced2cbef或V(H2O2)/mLV(H2O)/mLt/sV(O2)/mL1bced2cbef綜合訓(xùn)練1某興趣小組研究含一定濃度Fe2的溶液在不同條件下被氧氣氧化的氧化率，實驗結(jié)果如圖所示，判斷下列說法正確的是()ApH越小氧化率越大B溫度越高氧化率越小CFe2的氧化率僅與溶液的pH和溫度有關(guān)D實驗說明降低pH、升高溫度有利于提高Fe2的氧化率解析：選D由可知，溫度相同時pH越小，氧化率越大，由可知，pH相同時，溫度越高，氧化率越大；Fe2的氧化率除受pH、溫度影響外，還受其他因素影響，如氧氣的濃度等。2某酸性工業(yè)廢水中含有K2Cr2O7。光照下，草酸(H2C2O4)能將其中的Cr2O轉(zhuǎn)化為Cr3。某課題組研究發(fā)現(xiàn)，少量鐵明礬Al2Fe(SO4)424H2O即可對該反應(yīng)起催化作用。為進(jìn)一步研究有關(guān)因素對該反應(yīng)速率的影響，探究如下：(1)在25 下，控制光照強(qiáng)度、廢水樣品初始濃度和催化劑用量相同，調(diào)節(jié)不同的初始pH和一定濃度草酸溶液用量，作對比實驗，完成以下實驗設(shè)計表(表中不要留空格)。實驗編號初始pH廢水樣品體積/mL草酸溶液體積/mL蒸餾水體積/mL46010305601030560測得實驗和溶液中的Cr2O濃度隨時間變化關(guān)系如圖所示。(2)上述反應(yīng)后草酸被氧化為_(填化學(xué)式)。(3)實驗和的結(jié)果表明_；實驗中Ot1時間段反應(yīng)速率v(Cr3)_ molL1min1(用代數(shù)式表示)。(4)該課題組對鐵明礬Al2Fe(SO4)424H2O中起催化作用的成分提出如下假設(shè)，請你完成假設(shè)二和假設(shè)三：假設(shè)一：Fe2起催化作用；假設(shè)二：_；假設(shè)三：_；(5)請你設(shè)計實驗驗證上述假設(shè)一，完成下表中內(nèi)容。除了上述實驗提供的試劑外，可供選擇的試劑有K2SO4、FeSO4、K2SO4Al2(SO4)324H2O、Al2(SO4)3等。溶液中Cr2O的濃度可用儀器測定實驗方案(不要求寫具體操作過程)預(yù)期實驗結(jié)果和結(jié)論解析：(1)實驗、中初始pH不同，為探究pH對反應(yīng)速率的影響，則實驗、為探究一定濃度草酸溶液用量對反應(yīng)速率的影響，則實驗、中試劑總用量應(yīng)相同。(2)草酸中C為3價，則其被氧化為CO2。(3)實驗和表明pH越小，則Cr2O轉(zhuǎn)化為Cr3的反應(yīng)速率越快；v(Cr3)2v(Cr2O) molL1min1。(4)根據(jù)鐵明礬的組成可知，起催化作用的還可能為Al3、SO。(5)進(jìn)行對比實驗，加入等物質(zhì)的量的K2SO4Al2(SO4)324H2O代替中的鐵明礬，驗證起催化作用的是否為Fe2。答案：(1)2020(2)CO2(3)溶液的pH對該反應(yīng)的速率有影響(4)Al3起催化作用SO起催化作用(5)實驗方案(不要求寫具體操作過程)預(yù)期實驗結(jié)果和結(jié)論用等物質(zhì)的量的K2SO4Al2(SO4)324H2O代替實驗中的鐵明礬，控制其他反應(yīng)條件與實驗相同，進(jìn)行對比實驗反應(yīng)進(jìn)行相同時間后，若溶液中c(Cr2O)大于實驗中的c(Cr2O)，則假設(shè)一成立；若兩溶液中的c(Cr2O)相同，則假設(shè)一不成立