化学反应速率和化学平衡考点解析

江西 刘智勇

化学反应速率和化学平衡考点解析

江西 刘智勇

化学反应速率和化学平衡是高考必考内容，难度较大，区分度好，选拔功能强，备受青睐。通过对近几年的高考试题的分析，影响化学反应速率和平衡的因素、化学图象、化学平衡常数的计算等是考试的热点，预计在未来的高考中，化学平衡常数、化学平衡移动原理在生产和生活中的应用仍然是命题的主要方向。

命题角度一：有关化学反应速率的考查

【高考真题】（2 0 1 5福建）在不同浓度（c）、温度（T）条件下，蔗糖水解的瞬时速率（v）如下表。下列判断不正确的是（）

c（m o l／L）v［m m o l／（L·m i n）］T／K 0.6 0 0 0.5 0 0 0.4 0 0 0.3 0 0 ___________3 1 8.2 3.6 0 3.0 0 2.4 0 1.8 0 ___________3 2 8.2 9.0 0 7.5 0a2.1 6 1.8 0 1.4 4 1.0 8 4.5 0b

A.a＝6.0 0

B.同时改变反应温度和蔗糖的浓度，v可能不变

C.b＜3 1 8.2

D.不同温度时，蔗糖浓度减少一半所需的时间相同

【名师解析】A项，由表格数据可知：在温度不变的条件下，蔗糖蔗糖水解的瞬时速率随浓度的等差递减而呈等差递减，即9.0 0－7.5 0＝7.5 0－a＝a－4.5 0，可得a＝6.0 0，正确；B项，温度和浓度均能改变化学反应速率，若升高温度同时减小浓度或降低温度同时增大浓度，使反应速率可能不发生改变，正确；C项，在浓度不变时，温度与水解速率呈正比。在浓度为0.6 0 0m o l／L时，温度是3 1 8.2K时水解速率是3.6 0mm o l／（L·m i n）＞2.1 6mm o l／（L·m i n），说明反应温度低于3 1 8.2K。即b＜3 1 8.2，正确。D项，不同温度，蔗糖水解的瞬时速率不同，故蔗糖浓度减少一半所需的时间不相同，错误。

【名师解读】本题以蔗糖的水解反应为载体，通过图表的形式呈现，考查学生的观察、分析、判断和应用的能力。解题的关键是观察数据的变化特点和掌握影响化学反应速率的因素。

【知识链接】

1.化学反应速率

（1）表示方法：通常用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。

（3）单位：一般是m o l·L－1·m i n－1或m o l·L－1·s－1。

（4）特点：①化学反应速率一般是平均速率，取正值。②固体或纯液体，其浓度视为常数，因此不用固体或纯液体表示化学反应速率。

（5）规律：同一反应中，用不同物质来表示反应速率，其反应速率之比等于化学计量数之比。

（6）化学反应速率大小的比较方法：①看单位是否统一；②换算成同一物质表示的速率，再比较数值的大小。

2.影响化学反应速率因素

（1）内因：参加化学反应的物质的性质。

（2）外因：①浓度：当其他条件不变时，增加反应物的浓度可以加快反应速率；②压强：当其他条件不变时，对于有气体参加的化学反应，增大压强，可以加快反应速率；③温度：当其他条件不变时，升高温度，可以加快反应速率；④催化剂：当其他条件不变时，加入催化剂可以加快反应速率；⑤其他因素：固体表面积、原电池原理等，也能影响化学反应的反应速率。

（3）注意事项：气体反应体系中充入“惰性气体”时，对反应速率的影响

①恒容：充入“惰性气体”→总压增大→浓度不变→反应速率不变。

②恒压：充入“惰性气体”→体积增大→浓度减小→反应速率减小。

命题角度二：有关化学平衡的考查

【高考真题】（2 0 1 5四川）一定量的C O2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C（s）＋C O2（g）幑幐2 C O（g）。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示，下列说法正确的是（ ）

已知：气体分压（p分）＝气体总压（p总）×体积分数。

A.5 5 0℃时，若充入惰性气体，v正，v逆均减小，平衡不移动

B.6 5 0℃时，反应达平衡后C O2的转化率为2 5.0%

C.T℃时，若充入等体积的C O2和C O，平衡向逆反应方向移动

【名师解析】A项，反应容器是体积可变的，充入惰性气体，体积增大，相当于反应体系压强减小，平衡向正向移动，A错误；B项，设起始C O2的物质的量为1m o l，达到平衡后转化xm o l，利用三段式：

【名师解读】化学反应速率主要考查根据具体的化学反应计算各物质的平均速率，判断外界条件对反应速率的影响，根据浓度与时间的变化曲线图确定化学方程式，有关化学反应速率影响的实验探究。化学平衡主要考查判断可逆反应是否达到平衡状态，以图象为载体考查学生读图识图解决问题的能力，特别是近几年的全国课标Ⅰ新增了对化学平衡常数的考查，具体表现为表达式的书写、计算及影响其因素。

【知识链接】

1.影响化学平衡的因素

（1）浓度：在其他条件不变，增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动；减小反应物浓度或增大生成物浓度，平衡向逆反应方向移动。

（2）压强：在其他条件不变，增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动；减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动。

（3）温度：在其他条件不变，升高温度，平衡向吸热方向移动；降低温度，平衡向放热方向移动。

注意事项：①改变固体或纯液体的量，对化学平衡没影响。

②对于反应前后气体体积不变的反应，改变压强，平衡不移动。

2.化学平衡图象题的解题技巧

①弄清可逆反应的特点（即反应热、气体体积变化及体系物质状态等情况）。

②先拐先平，在含量（转化率）－时间曲线中，先出现拐点的则先达到平衡，说明该曲线反应速率快，表示温度较高、有催化剂、压强较大等。

③定一议二，当图象中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，同时需要作辅助线。

④三步分析法，一看反应速率是增大还是减小；二看v正、v逆的相对大小；三看化学平衡移动的方向。

命题角度三：有关化学平衡的计算考查

【高考真题】（2 0 1 5天津）某温度下，在2L的密闭容器中，加入1 m o l X（g）和2 m o l Y（g）发生反应：X（g）＋mY（g）幑幐3 Z（g），平衡时，X、Y、Z的体积分数分别为3 0%、6 0%、1 0%。在此平衡体系中加入1m o l Z（g），再次达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是（ ）

A.m＝2

B.两次平衡的平衡常数相同

C.X与Y的平衡转化率之比为1∶1

D.第二次平衡时，Z的浓度为0.4m o l·L－1

【名师解析】反应达到平衡时，各组分的体积分数之比等于各组分的物质的量之比，即平衡时n（X）∶n（Y）∶n（Z）＝3 0%∶6 0%∶1 0%＝3∶6∶1，利用三段式计算，设第一次达到平衡时消耗X的物质的量为xm o l，

则（1－x）∶（2－m x）∶3x＝3∶6∶1，得到x＝0.1m o l，m＝2，A项正确；因为平衡常数只与温度有关，温度不变，故平衡常数相同，B项正确；m＝2，则起始量X与Y之比为1∶2，X与Y的化学计量数之比为1∶2，故X与Y的平衡转化率相同，C项正确；m＝2，则该反应是反应前后气体体积不变的反应，故第二次平衡时Z的物质的量为（1＋2＋1）× 1 0%＝0.4m o l，故Z的浓度为0.4m o l÷2L＝0.2m o l／L，D项错误。

【名师解读】主要考查化学平衡移动原理及计算。涉及化学计量数的计算、转化率的计算、物质浓度的计算，平衡移动的判断等。

【知识链接】化学平衡的“三段式”计算：

对于反应：mA（g）＋nB（g）幑幐pC（g）＋qD（g），设A、B起始物质的量分别为a、b，达到平衡后，A的消耗量为m x，容器体积为VL。

（2）p（始）∶p（平）＝（a＋b）∶［a＋b＋（p＋q－m－n）x］。

（3）……

命题角度四：有关化学平衡常数的考查

【高考真题】（2 0 1 5新课标Ⅰ）B o d e n s t e i n s研究了下列反应：2 H I（g）幑幐H2（g）＋I2（g）在7 1 6K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x（H I）与反应时间t的关系如下表：

m i n 0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 2 0 __x（H I）t／1 0.9 1 0.8 5 0.8 1 5 0.7 9 5 0.7 8 4 __x（H I）0 0.6 0 0.7 3 0.7 7 3 0.7 8 0 0.7 8 4

根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式：________。

【名师解析】由表中数据可知，该可逆反应在1 2 0m i n时达到平衡状态，设起始加入1m o l H I气体，利用三段式进行计算如下：

【名师解读】化学平衡常数的考查是近几年高考的热点之一，化学平衡常数是可逆反应限度的最根本体现，平衡常数的引入，很好地从定量角度判断化学平衡移动的方向。

【知识链接】

1.概念：在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数，用符号K表示。

注意：固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中。

3.特点：（1）K值越大，反应物的转化率越大，正反应进行的程度越大。

（2）K只与温度有关，与反应物或生成物的浓度变化无关。

（3）化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数，对于一个可逆反应，化学计量数不一样，化学平衡常数表达式也就不一样。

4.应用：（1）判断一个化学反应是否达到化学平衡状态

（2）判断可逆反应的反应热

若温度升高，K值越大，则正反应是吸热反应。

若温度升高，K值越小，则正反应是放热反应。

（3）计算反应物或生成物的平衡浓度及反应物的转化率。

（作者单位：江西省赣县中学）