高中化學關於化學反應的速率和限度難點回答

2021-02-15 高考化學

1.如何正確理解化學反應速率?

【答案】化學反應速率是用來衡量化學反應進行快慢程度的物理量, 對於同一反應,用不同的物質來表示反應速率,其比值一定等於化學方程式中相應的化學計量數之比。一個確定的化學反應涉及反應物、生成物等多種物質,因而定量表示一個化學反應的反應速率時,必須指明是用哪一種反應物或哪一種生成物來表示。無論是用某一反應物表示還是用某一生成物表示,其化學反應速率都取正值,而且是某一段時間內的平均速率,不是某一時刻的瞬時速率。在一定溫度下,對於固體和純液體物質來說,其單位體積裡的物質的量不會改變,即它們的物質的量濃度為常數,故一般不用固體或純液體物質來表示反應速率。計算反應速率時,若給出的是物質的量的變化值,不要忘記轉化為物質的量濃度的變化值。

2.某一化學反應在第5 s時的反應速率是0.2 mol·L-1·s-1的說法正確嗎?

【答案】不正確。通常所說的化學反應速率是指一定時間段內的平均反應速率,而不是某一時刻的瞬時速率。

3.一個化學反應的速率可以用任何一種反應物或生成物來表示嗎?

【答案】由於Δc表示的是物質的物質的量濃度的變化,而固態物質和純液態物質的濃度在一定溫度下是常數,所以這種表示化學反應速率的方法不適合固態物質和純液態物質。

4.一定溫度下,向2 L的密閉容器中加入2 mol N2,6 mol H2,反應2 min後,測得容器中NH3的物質的量為0.8 mol。用N2、H2和NH3表示的化學反應速率的數值是否相等?其數值大小有何關係?

【答案】依據三段式計算得

由計算結果可知三者速率不相等,速率之比為v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)=0.1∶0.3∶0.2=1∶3∶2,符合速率之比等於化學方程式中相應物質的化學計量數之比。

5.如何比較反應速率的大小?

【答案】同一化學反應速率用不同物質表示時數值可能不同,比較化學反應速率的快慢不能只看數值大小,還要進行一定的換算,換算成同一物質、同一單位表示,再比較數值大小。或比較化學反應速率與化學計量數的比值,如反應aA+bBcC,要比較v(A)與v(B)的相對大小,即比較的相對大小,若,則用v(A)表示的反應速率比用v(B)表示的反應速率大。

6. 影響化學反應速率的因素有哪些?

【答案】物質之間能否發生化學反應以及可能發生的化學反應的快慢是由物質本身的性質決定的,反應物的化學性質越活潑,化學反應速率越快;反之,化學反應速率越慢。升高溫度,無論對於吸熱反應還是放熱反應,都能加快化學反應速率。催化劑分為正催化劑和負催化劑,正催化劑可以加快化學反應速率,負催化劑可以減慢化學反應速率。除溫度和催化劑外,還有反應物濃度、反應物的狀態、固體表面積、壓強、溶劑、光照等許多因素。

7.增加任何一種反應物的用量,化學反應速率一定加快嗎?

【答案】不一定。對於純液體或固體反應物,改變它們的用量不影響化學反應速率。

8.對氣體參與的反應壓強變化對化學反應速率產生影響的原因是什麼?

【答案】壓強變化通常是改變容器的體積,使氣體物質的濃度發生改變,從而影響化學反應速率。

9.催化劑對化學反應速率產生影響的特點有哪些?

【答案】催化劑對化學反應速率產生影響的特點:一般能加快化學反應速率;催化性能受溫度影響較大;催化性能具有專一性。

11.若是氣體之間的反應,增大壓強(如縮小容器的體積),化學反應速率會加快的原因是什麼?結合濃度對反應速率的影響分析。

【答案】增大氣體的壓強,相當於增大氣體反應物的濃度,故反應速率增大。

12. 鋅片與稀硫酸反應時:

①增大稀硫酸的體積;

②增加鋅的質量;

③將鋅片換成鋅粉,反應速率分別如何變化?

【答案】①不變;②不變;③增大。

13.合成氨的反應為N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g),保持其他條件不變,恆容條件下,充入惰性氣體,反應速率如何變化?若在恆壓條件下充入惰性氣體,反應速率又如何變化?

【答案】恆容時,充入非反應惰性氣體→壓強增大,但各物質濃度不變→反應速率不變。恆壓時,充入非反應惰性氣體→壓強不變→體積增大→各物質濃度減小→反應速率減慢。

14.如何分析影響反應速率的因素?

【答案】在內因不相同的情況下(即反應物不相同),只能根據反應事實及實驗現象定性分析反應的快慢。在內因相同的情況下(即反應物相同),可根據外界條件對反應速率的影響來定量判斷反應速率的大小。在分析外界條件對反應速率的影響時,一定要「定幾議一」,外界條件對反應速率影響最大的一般是催化劑,其次是溫度,然後是濃度和壓強。一般是開始時反應速率一般較快,原因是反應物濃度最大。隨後反應速率明顯加快,可能的原因有反應放熱溫度升高、生成物中某些物質有催化作用等。最後反應速率逐漸減慢,原因是反應物的濃度明顯減小。

15.是可逆反應嗎?

【答案】不是,因為可逆反應必須是在同一條件下同時進行。

16.在一定條件下,將1 mol N2和3 mol H2置於密閉容器中充分反應,能否得到2 mol NH3?

【答案】不能,原因是N2與H2合成氨的反應屬於可逆反應,反應物轉化率達不到100%。

17.化學平衡狀態的建立過程

【答案】可逆反應開始時v正最大,v逆為0,隨著時間延長,v正減小,v逆增大,進行到一定程度,v正=v逆≠0,對任何一種物質,其消耗的速率等於其生成的速率,此時各種物質濃度不再發生變化從而達到化學平衡狀態。如圖所示。

18.可逆反應達到平衡後,反應是否停止了?

【答案】在一定條件下可逆反應進行到一定程度時,反應物和生成物的濃度不再隨時間的延長而發生變化,正反應速率和逆反應速率相等,這種狀態稱為化學平衡狀態,簡稱化學平衡。當可逆反應達到化學平衡時,正、逆反應仍在繼續進行,反應並沒有停止,只是正反應速率等於逆反應速率,單位時間內平衡混合體系中的各物質消耗了多少,同時又會生成多少,各物質的物質的量不變,從外觀上看反應好像是停止了,實際上反應處於動態平衡狀態,沒有停止。

19.化學平衡狀態具有哪些特徵?

【答案】化學平衡狀態是可逆反應達到的一種特殊狀態,是在給定條件下所能達到的最大程度,任何可逆反應在給定條件下的進行程度都有一定的限度。化學平衡狀態具有一下特徵:「逆」:化學平衡研究的對象是可逆反應;「動」:達平衡狀態時,可逆反應並未停止,因此化學平衡是動態平衡;「等」:平衡狀態時,正、逆反應的速率相等;「定」:平衡時,反應體系中各成分的含量(濃度或物質的量分數或氣體的體積分數)保持恆定;「變」:外界條件(溫度、濃度、壓強等)一旦改變,化學平衡狀態就會被破壞,並在新的條件下建立新的化學平衡。

20.化學平衡狀態的直接標誌是什麼?

【答案】反應達到平衡狀態的標誌有兩個:一是正、逆反應速率相等,反應速率必須是一正,一逆,不能都是v(正)或都是v(逆),「相等」是指用物質表示的速率之比等於它們在方程式中對應的係數之比;二是各物質的質量、濃度、物質的量分數等均恆定不變,「濃度保持不變」不是「濃度相等」,不是「等於化學計量數之比。

21.化學平衡狀態的間接標誌是什麼?使用時應注意什麼?

【答案】對化學平衡狀態的判斷,從不同的角度出發可以得到多種判斷依據,如物質的量、濃度、壓強、體積分數、溫度、密度、、顏色等,但最終都體現v(正)=v(逆),各組分濃度保持不變。某一物理量在從開始到平衡的過程是「變化」的,而達平衡後則「不變」,則此物理量是判斷平衡狀態的標誌。化學平衡狀態的間接標誌是反應體系中總壓強、平均相對分子質量、溫度、密度、顏色等不隨時間發生改變,判斷時要注意反應特點和容器的體積變化問題。反應體系中的總壓強不隨時間的改變而變化適用於反應前後氣體體積不等的反應;對於反應混合物中存在有顏色變化的物質的可逆反應,若體系中顏色不再改變,則反應達到平衡狀態;全是氣體參加的反應前後化學計量數改變的可逆反應,平均相對分子質量保持不變;對同一物質而言,斷裂化學鍵的物質的量與形成化學鍵的物質的量相等。

22.如何解答有關化學平衡計算題?

【答案】解答有關化學平衡的計算題時,一般需要寫出化學方程式,列出起始量、變化量及平衡量,再根據題設其他條件和定律列方程求解。如:

(計算式中A的量可以指反應物的物質的量、質量、濃度、體積等) ;

計算時注意轉化量與化學方程式中各物質的化學計量數成比例;a、b可指物質的量、濃度、體積等;對反應物:平衡時的量=起始的量-轉化的量,對生成物:平衡時的量=起始的量+轉化的量。

23.化學反應條件的控制目的是什麼?

【答案】促進有利的化學反應,抑制有害的化學反應。反應條件的控制的基本措施是改變反應體系的溫度、物質的濃度、氣體的壓強、固體的表面積以及催化劑的合理使用等改變化學反應速率;改變可逆反應體系的溫度、物質的濃度、氣體的壓強等改變可逆反應進行的限度。

24.如何提高煤的燃燒效率?

【答案】煤燃燒時,將煤塊粉碎成煤粉目的是增大與空氣中O2的接觸面積,煤粉燃燒更充分,反應速率快;通入適當過量的空氣可以使煤粉充分燃燒,生成CO2,放出更多的熱量;若空氣不足,會造成煤燃燒不完全,生成CO,產生熱量減少,且會造成汙染。選擇保溫隔熱且耐熱的爐(灶)膛材料防止熱量散失。將燃燒後的廢氣通過熱交換裝置,供其他方面使用充分利用煤燃燒後的廢氣中的熱量。

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