高三化学复习研讨会交流材料：化学反应速率和化学平衡中的常见错误及剖析.doc

高三化学复习研讨会交流材料化学反应速率和化学平衡中的常见错误及剖析不少学生在学习化学反应速率和化学平衡这一部分内容时常感到困难，本文展现了学生的一些常见的“错误”，并加以剖析，希望对学生的学习有所帮助。一、化学反应速率1不同的化学反应快慢主要由什么决定?错误 不同的化学反应快慢主要由浓度、温度、压强、催化剂决定。剖析 决定化学反应快慢的因素有内因和外因两个方面。内因是反应物的性质，外因是人为可以改变的外部条件，如温度、浓度等。不同的化学反应的快慢主要是由内因即反应物的本性决定的，同一化学反应的快慢则受外界条件的影响。如A、B两组反应物如下：A组为0、l×105Pa、体积比l：l的H2和F2混合，B组为30、2×105Pa、体积比l：l的H2和Cl2混合，反应速率较快的是哪一组?往往得出“B组较快”的错误结论，忽视了内因是主要矛盾，H2和F2混合在冷暗处就会爆炸。 2反应A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g)，达到平衡后，再加入A，反应速率如何变化? 错误 再加A，增大了A的浓度，可以加快反应速率。 剖析 A是固体，增加A的量并不能增大A的“浓度”，固体、纯液体的浓度是个定值，如常温水的浓度c(H2O)= =556 molL，所以增加固体或纯液体的量，不能加快反应速率。化学方程式中四种物质其中三种都是气体，容易把另一种固体误看成气体。 3相同条件下铁与稀硫酸、浓硫酸反应制氢气，哪个反应快? 错误 浓度越大，速率越大，所以铁与浓硫酸反应制氢气反应快。 剖析 铁与硫酸反应生成氢气的实质是铁与H+反应，在一定范围内，硫酸浓度越大，H+越大，反应越快，但是浓硫酸则不同了，浓硫酸中c(H+)很小，+6价硫表现出强氧化性，把铁表面氧化成一层致密的氧化膜发生钝化，不会产生氢气，所以不能用铁与浓硫酸反应制氢气。 4反应2Fe3+2I一2Fe2+I2(水溶液中)，平衡后，加入CCl4萃取I2，温度不变，化学反应速率如何变化? 错误 由于I2易溶于CCl4中，萃取后I2在CCl4中的浓度比在水中大，速率变大。 剖析 上述反应是在水溶液中进行的，加CCl4萃取后，水中I2的浓度变小，逆反应速率显著减小，正反应速率随反应的进行逐渐减小。 5反应（1）N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)；H<0，反应(2)C(s)+CO2(g) 2CO(g)；H>0。达到平衡后，升高温度，上述反应的正逆反应速率如何变化? 错误 由于反应(1)是放热反应，升温后，该反应的逆反应速率增大，正反应速率减小；反应(2)是吸热反应，升温后，该反应的正反应速率增大，逆反应速率减小。 剖析 升高温度，能够使能量低的分子成为活化分子，有效碰撞次数会增加，不管反应是吸热反应还是放热反应，也不管是正反应还是逆反应，速率都加快，但正逆反应速率加快的程度往往不同。对于放热反应，正反应速率增大的倍数小于逆反应速率增大的倍数，平衡向逆向移动，对于吸热反应，则反之。升高温度，正逆反应速率共同提升，并非“你死我活”式的一个升高，另一个必须降低。 6对于反应M+N=P，温度每升高10。反应速率增加到原来的3倍，现在把反应温度从10提高到40，反应速率变为10的多少倍? 错误 温度提高了30，反应速率提高到10的9倍(3+3+3)。 剖析 从10升至20，反应速率变成10时的3倍；从20升至30，反应速率变成20时的3倍，10时的9倍；从30升至40，反应速率变成30时的3倍，10时的27倍(3×3×3)。 7在体积不变的密闭容器中，反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)平衡后，充入氦气，反应速率如何变化? 错误 充入氦后，由于容器的体积不变，容器内的压强必增大，所以反应速率增大。 剖析 影响反应速率的因素之一是压强，增大压强，反应速率增大是教材中的一个结论，由于学习者对书本比较“迷信”，从而形成一个观念，不管青红皂白只要压强大，速率就大。不去思考为什么压强大，能加快速率；容器内的压强大，是否都能加快反应速率?通常说的增大压强指的是缩小容器的体积，增大了浓度，从而加快反应速率。充人氦气，容器内的压强大了，但各种反应物、生成物浓度都不变，所以正逆反应速率都不变。充入不参与反应的气体引起的压强增大与缩小体积引起的压强增大不同。如果恒定压强充入氦气，容器体积会变大，各种反应物、生成物浓度会减小，对应的正逆反应速率会变小，从表面上看，压强不变，但速率会减小。不能笼统地说，压强大速率就大。 8增大压强(缩小体积)能否提高活化分子百分数？ 错误 增大压强，反应速率能加快，活化分子百分数肯定增加了。 剖析 增大压强，相当于增大了反应物浓度，单位体积内活化分子数多了，但活化分子百分数没有提高，增大压强并不能使非活化分子成为活化分子，升温和使用催化剂可以使非活化分子转化为活化分子，提高活化分子百分数。 9把镁条投入盛有盐酸的敞口容器中，反应速率如何变化? 错误 随着反应的进行，盐酸的浓度越来越小，反应越来越慢。 剖析 反应中速率不仅受浓度的影响，还受温度的影响，该反应是显著的放热反应，反应过程中由于放热溶液温度会升高，要综合考虑盐酸的浓度和溶液的温度对速率的影响。反应开始一段时间内，由于温度的升高超过盐酸浓度降低造成的影响，反应速率加快；然后，盐酸浓度的降低超过温度升高造成的影响，速率减慢(如图l所示)。分析影响反应速率的因素时不能只顾其一，不管其他。 10反应3A(g) B(g)+2C(g)，分别用A、B、C表示的反应速率为v(A)=3 mol/(L·min)，v(B)=2 mol(L·min)，v(C)=01 mol(L·s)，反应速率的大小关系是什么? 错误 因为3>2>01，所以v(A)表示的速率最快，v(c)表示的速率最慢。 剖析 比较时应转化成用同一种物质表示的速率，也要保持单位的统一。反应速率之比等于对应的化学计量数之比，可以都用物质A来表示。v(B)=2 mol(L·min)，用物质A表示时相当于6 mol(L·min)，v(C)=01 mol(L·s)=6 mol(L·min)，用物质A表示时相当于9 mol(L·min)。v(A)看着最快，实际最慢，v(c)看着最慢，实际最快。 11Fe与盐酸反应制氢气时，往盐酸中加入少量CuO粉末，对反应速率有无影响? 错误 CuO与盐酸反应消耗H+，反应速率减慢。 剖析 CuO+2HCl=CuCl2+H2O。Fe+CuCl2=FeCl2+Cu，生成的铜附在铁表面，构成许多微小的原电池，可以加快反应速率。影响反应速率的因素除温度、浓度、压强、催化剂、颗粒表面积以外，最好再加一条，构成原电池，这样头脑中的知识体系更完备，这是电化学与反应速率的一个结合点。 二、化学平衡 1反应2A(g) B(g)平衡时正反应速率等于逆反应速率是什么意思? 错误 正反应速率等于逆反应速率是指用A表示的反应速率等于用B表示的反应速率。 剖析 既可以用A或B表示正反应速率，也可以用A或B表示逆反应速率，平衡时正反应速率等于逆反应速率是指用同一物质表示的消耗速率等于生成速率，如v(A)正=v(A)逆，v(B)正=v(B)逆。 2反应2 HI(g) H2(g)+I2(g)，平衡时c(HI)：c(H2)：c(I2)=2：1：l是否正确? 错误 平衡时反应物浓度之比等于对应的化学计量数之比，所以正确。 剖析 可以用不同物质表示同一个反应速率，速率之比等于对应的化学计量数之比，化学平衡状态指各物质的浓度不再变化，浓度比保持不变，上述反应平衡时浓度比可以是2：1：l，也可以是其他比例，与对应的化学计量数之比无关。不同的温度会有不同的转化率，对应不同的平衡浓度。 3反应aA(g) bB(g)达到平衡时，A的浓度为1 molL，扩大容器的体积至原来的2倍，再次平衡时，A的浓度变为06 molL，平衡向哪个方向移动? 错误 A的浓度减小了，说明消耗了A，平衡向正反应方向移动。 剖析 扩大体积时假设平衡不移动，A的浓度变为原来的一半，即05 molL，实际是06molL，平衡应向逆反应方向移动。如果容器体积恒定，A浓度减小平衡则向正反应方向移动。从物质的量的角度看，浓度为原来的06倍，体积为原来的2倍，A的物质的量为原来的06×2=12倍，A看着少了，实际多了。如是只看表面上的数字，1 mol/L变成06 molL，正好跳进命题人设置的陷阱中。 4反应FeCl3+3KSCN Fe(SCN)3+3KCl平衡后，加入少量KCl固体，平衡如何移动? 错误 KCl是生成物，加入KCl增大了生成物浓度，平衡向逆向移动。 剖析 该反应的实质是Fe3+3SCNFe(SCN)3，K+和Cl一不参与反应，从表面上看KCl是生成物，实际上反应前后K+和Cl一没有变化，KCl不是真正的“生成物”，所以平衡不移动。 5常温向01 molL的CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa固体，CH3COOH的电离程度如何变化? 错误 CH3COONa水解呈碱性，相当于加入碱，中和H+，促进CH3COOH电离，电离程度变大。 剖析 CH3COO水解程度很小，CH3COONa电离出的CH3COO只有很少部分水解，水解生成的OH一很少，对CH3COOH电离的促进程度甚微；但溶液中c(CH3COO)增大较显著，对CH3COOH电离的抑制程度较大，CH3COOH的电离程度减小。两个影响因素都有必要考虑，但要分清主次。 6有气体参加的可逆反应达到平衡后。设法增大容器内的压强，平衡如何移动? 错误 平衡向气体体积小的一方移动。 剖析 如果是通过缩小体积增大了压强，则平衡向气体体积小的一方移动。在体积不变的密闭容器中充入不参与反应的气体(如氦气)，也能使容器内压强增大，但各种反应物、生成物浓度都不变，正逆反应速率也不变，平衡不移动。升高温度也能使容器内压强增大，应按温度升高分析平衡移动方向，不能按压强增大。反应物是多种，充入某一种也能使容器内压强增大，应按浓度增大分析平衡移动方向，不能按压强增大。 7常温常压体积可变的密闭容器中，反应A(g)+B(g) C(g)+nD(g)平衡时，C的浓度为l mol/L，增大压强至原来的5倍，c的浓度变为6 molL，n的取值范围是什么?错误 如果平衡不移动，c的浓度应为5 molL<6 molL，平衡应向正反应方向移动，化学方程式右边气体体积小，1+1>l+n，n<1。剖析 化学方程式中的化学计量数应是正整数，所以n1。平衡能向右移动可能是c或D在强大的压强下转化为液体或固体，使化学方程式右边气体体积小于左边。 8反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)平衡后增大容器的体积，再次平衡，两次平衡时c(N2)、c(H2)如何变化?待添加的隐藏文字内容3 错误 扩大容器的体积，相当于减小压强，平衡向逆向移动，n(N2)、n(H2)增加，所以c(N2)、c(H2)增大。 剖析 气体的浓度()变化要考虑气体物质的量(n)和气体的体积(V)两个因素，第二次平衡时虽然n(N2)、n(H2)增加，但气体体积(即容器的体积)增大的倍数更多，所以c(N2)、c(H2)减小。也有学习者会陷入两难境地，体积变大使c(N2)、c(H2)减小，平衡向逆向移动使c(N2)、c(H2)增加，到底是减小还是增加?可以按平衡移动原理去理解，如果平衡不移动，c(N2)、c(H2)减少得很多，平衡移动后，c(N2)、c(H2)减少得少一些，还是减少，平衡移动只能“减弱”，不能“抵消”。 9反应NH4Br(s) NH3(g)+HBr(g)，平衡后。缩小容器的体积，正逆反应速率如何变化?反应两次平衡相比较，c(NH3)、c(HBr)大小关系如何? 错误 缩小体积，浓度变大，正逆反应速率都增大，平衡向逆向移动，第二次平衡时c(NH3)、c(HBr)仍大于第一次，因为平衡移动只能“减弱”，不能“抵消”。 剖析 缩小体积后，c(NH3)、c(HBr)增大，逆反应速率增大，NH4Br是固体，浓度不会变化，正反应速率一直不变，第二次平衡时，逆反应速率又回到与正反应速率相等的水平上，两次平衡时逆反应速率相等(如图2所示)，可推出两次平衡时c(NH3)、c(HBr)不变。在这里平衡移动不是“减弱”，而是“抵消”，是一种特殊情况。 10在体积不变的密闭容器中，反应aA(g) bB(g)充入1 mol A达到平衡时，A的转化率为m，再充入1 mol A，第二次平衡时A的转化率为n，m与n的大小关系如何? 错误 (1)增加A的量，A的转化率降低，所以m>n；(2)增加A的量，平衡向正向移动，A的转化率提高，所以m<n。剖析 可以采用“建模法”来比较转化率问题，分两步走。先按恒温恒压达到平衡，这时转化率不变，再压缩体积至原体积那么大，平衡向气体体积小的一方移动(如图3所示)。如果a>b压缩体积，平衡向右移动，转化率提高，m<n；如果a<b压缩体积，平衡向逆向移动，转化率降低，m>n；如果a=b，压缩体积，平衡不移动，转化率不变，m=n。转化率如何变化，要看化学方程式两边的系数和，按压强的变化来处理。 11合成氨反应使用铁触媒作催化剂，能否提高氨的产率? 错误 使用催化剂，可提高反应速率，单位时间内产生氨的量增加，可以提高氨的产率。 剖析 转化率、产率都是反应达到平衡时才能计算的，与反应快慢无关。催化剂只能提高反应速率，不影响平衡状态，不能提高反应物的转化率，也不能提高生成物的产率。 12反应A(g)+B(s) C(g)+D(g)；H>0。平衡后再加入物质A，H是否变大? 错误 再加入A后，反应向正向进行，会有更多的A参加反应，吸收的热量增加，H变大。 剖析 H是1 mol A和l mo1B完全反应生成l mol C和l mol D时对应的反应热，是“定值”，与可逆反应进行的程度无关。如果起始时只有l mol A和1 mol B，由于不可能完全转化，对应的热效应肯定小于H。再加入A后，反应吸收的热量会增加，H不变。 13对于反应A(g) B(g)+C(g)；H>0。在体积为2 L的密闭容器中达到平衡后，升高温度。混合气体的密度如何变化?错误 正反应是吸热反应，升高温度，平衡向右移动，混合气体物质的量增加，体积变大(气体的质量不变)，所以混合气体的密度变小。 剖析 容器的体积就是混合气体的体积，容器体积不变，混合气体的体积就不会变，质量不变，密度也不变。气体物质的量之比等于体积之比是恒温恒压条件下才成立的。气体的平均摩尔质量会减小。混合气体的密度和平均摩尔质量不能混为一谈。对于反应2A(g)+B(s) B(g)+C(g)；H>0，在上述容器中平衡后升高温度，平衡右移混合气体的质量增加(固体质量减小)，物质的量不变，混合气体的密度变大，混合气体的平均摩尔质量也变大。 14反应A(g)+B(g) C(g)+D(g)+Q(Q>0)，正反应是吸热反应还是放热反应?错误 正反应“+Q，Q>0”，可知H>0，为吸热反应。剖析 表示反应是吸热反应还是放热反应有两种方法，一种是用“+Q”、“一Q”的方式，“+Q(Q>0)”表示放热反应，“一Q(Q>0)”表示吸热反应。另一种用“H”的方式，“H>0”表示吸热反应，“H<0”表示放热反应。上述反应为放热反应。