2019屆高考化學復習專題：化學反應速率與化學平衡——固本培元，洞察變化化學反應速率與化學平衡是高考化學的核心內容之一，它不僅承載著對基本概念的理解，更強調對變化過程的分析與調控能力。這部分知識體系嚴謹，對邏輯思維要求較高，且與工業(yè)生產實際聯(lián)系緊密。在復習過程中，我們不僅要扎實掌握基礎概念，更要深入理解內在規(guī)律，學會運用“變與不變”的哲學思想去分析復雜問題。一、化學反應速率：把握“快慢”的尺度化學反應速率是描述化學反應進行快慢的物理量。在復習這一板塊時，首先要厘清概念的內涵與外延，避免機械記憶。（一）概念辨析與計算基石速率的定義式（v=Δc/Δt）是核心，務必理解其物理意義——單位時間內反應物濃度的減少或生成物濃度的增加。這里的“濃度變化”是指“物質的量濃度”，而非“物質的量”。在具體計算時，要注意：1.平均速率與瞬時速率：通常我們計算的是某段時間內的平均速率，而圖像中曲線上某一點的切線斜率則代表瞬時速率。高考中常通過圖像考查對瞬時速率的理解。2.不同物質表示的速率關系：同一反應中，用不同物質表示的速率之比等于其化學計量數(shù)之比。這一關系是進行速率換算和方程式系數(shù)推斷的關鍵。在比較反應速率大小時，需先將不同物質表示的速率換算為同一物質表示的速率，再進行比較。例題1（基礎計算）：在某一化學反應中，反應物B的濃度在5s內從2.0mol/L變成0.5mol/L，在這5s內B的化學反應速率為多少？若該反應的方程式為2A+B?3C，則用A表示的速率和用C表示的速率又分別是多少？*解析：直接運用速率定義式計算B的速率。再根據化學計量數(shù)之比，推算A和C的速率。注意單位的統(tǒng)一（mol·L?1·s?1或mol·L?1·min?1）。（二）影響化學反應速率的因素：內外因的辯證統(tǒng)一化學反應速率的大小，首先由反應物的本性（內因）決定。對于同一反應，外界條件（外因）的改變則是我們調控反應速率的手段。1.濃度：其他條件不變時，增大反應物濃度，單位體積內活化分子數(shù)增多，有效碰撞幾率增大，速率加快。注意：固體和純液體的濃度視為常數(shù)，改變其用量一般不影響反應速率（除非表面積發(fā)生顯著變化，導致接觸面積改變）。2.溫度：升高溫度，不僅增加了活化分子的百分數(shù)（分子能量升高，更多分子成為活化分子），也加快了分子運動速率，從而顯著加快反應速率。一般規(guī)律：溫度每升高10℃，速率大約增大2～4倍（經驗規(guī)則，非絕對）。3.壓強：僅對有氣體參加的反應有影響。增大壓強（通常通過縮小容器體積實現(xiàn)），氣體濃度增大，速率加快。若壓強改變源于加入惰性氣體：*恒溫恒容時，總壓增大，但各反應物濃度不變，速率不變。*恒溫恒壓時，體積增大，各反應物濃度減小，速率減慢。因此，分析壓強對速率的影響，本質是看是否引起了反應物濃度的改變。4.催化劑：通過降低反應的活化能，使更多普通分子成為活化分子，從而顯著增大反應速率。催化劑能同等程度地改變正、逆反應速率，不影響化學平衡狀態(tài)。思考與辨析：“增大壓強，反應速率一定加快嗎？”“使用催化劑，能提高反應物的轉化率嗎？”通過這類問題，深化對概念的理解。二、化學平衡狀態(tài)：動態(tài)中的“定”與“變”化學平衡是研究可逆反應進行程度的核心概念，其本質是正、逆反應速率相等，各組分濃度保持不變的動態(tài)平衡。（一）化學平衡狀態(tài)的特征與判斷“逆、等、動、定、變”是化學平衡的五大特征，核心在于“等”（v正=v逆≠0）和“定”（各組分濃度、百分含量保持不變）。判斷一個可逆反應是否達到平衡狀態(tài)，關鍵在于找到能體現(xiàn)“等”或“定”的宏觀或微觀標志。*直接標志：*v正=v逆（用同一種物質表示時，生成速率等于消耗速率；用不同物質表示時，速率之比等于化學計量數(shù)之比，但方向相反）。*各物質的濃度（或物質的量、百分含量）不再隨時間變化。*間接標志（需結合具體反應分析其是否“唯一”對應平衡狀態(tài)）：*體系的顏色不再變化（若反應中存在有色物質）。*體系的壓強不再變化（針對反應前后氣體分子數(shù)不等的反應，且在恒溫恒容條件下）。*混合氣體的平均摩爾質量不再變化（需結合反應前后氣體質量和物質的量是否變化綜合判斷）。例題2（平衡判斷）：在一定溫度下的密閉容器中，可逆反應2NO?(g)?N?O?(g)（正反應放熱）達到平衡狀態(tài)的標志是（）A.單位時間內生成nmolN?O?的同時生成2nmolNO?B.容器內NO?和N?O?的物質的量之比為2:1C.混合氣體的顏色不再改變D.混合氣體的平均相對分子質量不再改變*解析：A選項直接體現(xiàn)v正=v逆；C選項顏色不變意味著NO?濃度不變；D選項，反應前后氣體物質的量變化，質量不變，平均相對分子質量不變時，說明物質的量不變，達到平衡。B選項，物質的量之比為2:1未必是平衡狀態(tài)，這與起始投料和轉化率有關。（二）化學平衡移動：勒夏特列原理的靈活運用當外界條件改變時，原有的平衡狀態(tài)被破壞，反應體系會在新的條件下建立新的平衡。勒夏特列原理指出：如果改變影響平衡的一個條件（如濃度、溫度、壓強），平衡就向能夠減弱這種改變的方向移動。1.濃度：增大反應物濃度或減小生成物濃度，平衡向正反應方向移動；反之亦然。2.溫度：升高溫度，平衡向吸熱反應方向移動；降低溫度，平衡向放熱反應方向移動。3.壓強：增大壓強，平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動；減小壓強，平衡向氣體分子數(shù)增大的方向移動。（注意：無氣體參與或反應前后氣體分子數(shù)相等的反應，壓強改變不影響平衡）。*關鍵點：理解“減弱”的含義——平衡移動的結果只能是“削弱”外界條件的改變，而不能完全“抵消”。例如，增大反應物濃度，平衡右移，會使反應物濃度有所減小，但最終濃度仍比原平衡時大。例題3（平衡移動分析）：對于可逆反應CO(g)+H?O(g)?CO?(g)+H?(g)（正反應放熱），下列說法正確的是（）A.增大CO的濃度，平衡右移，CO的轉化率一定增大B.升高溫度，正、逆反應速率均增大，平衡逆向移動C.增大壓強，正、逆反應速率不變，平衡不移動D.加入催化劑，平衡不移動，但CO的轉化率提高*解析：A選項，增大CO濃度，平衡右移，但CO的轉化率反而可能降低（因H?O濃度相對降低）；B選項正確，升溫速率加快，平衡向吸熱方向（逆反應）移動；C選項，增大壓強，各氣體濃度增大，速率均加快，該反應前后氣體分子數(shù)相等，平衡不移動；D選項，催化劑不影響平衡，轉化率不變。三、速率與平衡圖像：數(shù)形結合的直觀呈現(xiàn)速率與平衡圖像是高考的熱點題型，能綜合考查學生對速率變化、平衡建立、平衡移動等知識的理解和應用能力。1.常見圖像類型：v-t圖（速率-時間圖）、c-t圖（濃度-時間圖）、轉化率（或百分含量）-溫度（或壓強）圖等。2.分析方法：“一看軸（橫縱坐標的含義），二看點（起點、拐點、終點、交點），三看線（曲線的變化趨勢、斜率），四看是否需要作輔助線（如等溫線、等壓線）”。*對于v-t圖像，要能識別出改變的條件（濃度、溫度、壓強、催化劑），以及平衡移動的方向。*對于轉化率-T/P圖像，要能根據曲線變化趨勢判斷反應的熱效應或反應前后氣體分子數(shù)的變化。例題4（圖像分析）：某密閉容器中發(fā)生如下反應：A(g)+B(g)?2C(g)ΔH。下圖表示該反應的速率（v）隨時間（t）變化的關系，t?、t?、t?時刻外界條件有所改變，但都沒有改變各物質的初始加入量。下列說法中正確的是（）（此處應有v-t圖像：t?-t?速率不變；t?-t?正逆速率均增大，且v正>v逆；t?-t?速率不變；t?-t?正逆速率均減小，且v正<v逆；t?-t?速率不變；t?-t?正逆速率均增大，且v正=v逆）A.t?時加入了催化劑B.t?時降低了溫度C.t?時增大了壓強D.該反應的正反應為放熱反應*解析：逐一分析各時間段速率變化特點。t?時正逆速率同等倍數(shù)增大，平衡不移動，應為加入催化劑或反應前后氣體分子數(shù)相等時增大壓強，結合后續(xù)t?的變化判斷。t?時正逆速率均減小，且平衡逆向移動，若為降壓，需看反應氣體分子數(shù)；若為降溫，則逆反應放熱。t?時正逆速率同等倍數(shù)增大，平衡不移動，再次指向催化劑或等體反應加壓。綜合判斷各選項。四、等效平衡：構建“虛擬”平衡，巧解比較問題等效平衡是化學平衡中的難點，其核心思想是：在一定條件下（恒溫恒容或恒溫恒壓），對于同一可逆反應，起始投料方式不同，但達到平衡后，各組分的百分含量（或濃度、物質的量）對應相等（或成比例）。1.恒溫恒容條件：*對于反應前后氣體分子數(shù)不等的反應：“一邊倒”后，起始投料完全相同（物質的量相等），則為等效平衡，平衡時各組分濃度、百分含量、物質的量均相等。*對于反應前后氣體分子數(shù)相等的反應：“一邊倒”后，起始投料成比例（物質的量之比相等），則為等效平衡，平衡時各組分百分含量相等，濃度、物質的量成比例。2.恒溫恒壓條件：無論反應前后氣體分子數(shù)是否相等，“一邊倒”后，起始投料成比例，則為等效平衡，平衡時各組分百分含量相等，濃度相等（若氣體分子數(shù)相等，則物質的量也成比例）。解題策略：遇到涉及不同投料方式比較平衡狀態(tài)的問題時，可采用“一邊倒”法，將各種投料方式轉化為同一起始狀態(tài)（通常是反應物或生成物的一邊），再結合等效平衡條件進行判斷。五、復習建議與應試技巧1.回歸教材，夯實基礎：教材是根本，所有概念、原理都源于教材。要仔細研讀教材中的定義、圖表、例題和課后習題，確保對基礎知識的準確理解。2.勤于思考，構建網絡：速率與平衡知識點多且聯(lián)系緊密，要主動思考它們之間的內在邏輯，形成知識網絡。例如，速率是平衡建立的前提，平衡是速率相等的結果；外界條件對速率和平衡的影響既有聯(lián)系又有區(qū)別。3.重視錯題，反思總結：錯題是暴露薄弱環(huán)節(jié)的最佳途徑。建立錯題本，分析錯誤原因（概念不清、審題失誤、方法不當?shù)龋ㄆ诨仡?，避免重復犯錯。4.規(guī)范表達，精準作答：在描述速率變化、平衡移動方向及原因時，要用準確、規(guī)范的化學語言。例如，“增大反應物濃度，正反應速率加快”，不能簡單說“反應速率加快”。5.專項突破，提升能力：針對圖像