高考化学解题方法——反应速率篇
2021.06.15
本篇内容是反应平衡的基础,基本的考察方式是以反应能量变化和反应平衡为题干,利用其中与速率相关的部分问题来进行考察,常用到三量法进行计算,整体难度不大,高考题中考察的次数不多(文中某些公式可能无法正常显示)。
一、基础知识
1. 反应速率的概念、单位,固体和纯液体浓度为常数,无速率。
2. 平均速率与瞬时速率。
3. 速率与系数的关系,速率与平衡的关系。
4. 影响反应速率的因素,特别注意体系中加入惰性气体的影响。
5. 速率方程:
①v = kca(A)cb(B),其中k为速率常数,物质的浓度不一定全是反应物的浓度,浓度的方次跟相应化学方程式中物质的系数也毫无关系,不能根据配平的化学方程式的系数写出速率方程。但是高中阶段为了降低难度,只考察能力,一般情况下,浓度都是各反应物的浓度,方次也是相应的系数。
②
,由此公式可以看出,速率常数k是温度的函数,浓度对其没有影响。
③K与k正、k逆的一般定量关系:在降低难度的基础上,已知反应aA(g)+bB(g) = cC(g),反应速率v正=k正ca(A)·cb(B),v逆=k逆cc(C),当v正=v逆时,反应达到平衡,即k正ca(A)·cb(B)=k逆cc(C),故==K。
6. 化学热力学讨论的是反应的可能性、趋势与程度,而化学动力学讨论的是速率、机理。
二、解题思路
2.1 常用解题思路
1. 耐心读题,搞清楚实验目的,确定相关化学反应,读图像,读表格,利用三量法确定各物质的量并进行计算。
2. 读图像:1.确定坐标;2.曲线的趋势;3.特殊点(端点,交点,折点,指定点)。然后利用相关知识对图像进行分析,解题。
2.2 反应速率解题思路
1. 单纯考察反应速率概念,严格按照概念计算。
2. 用不同物质表示反应速率之间的关系,列式A、B的速率比等于A、B的系数比,然后进行转化。
3. 速率大小的比较:先统一单位,然后将各物质的速率数值除以其系数,用得出的数值进行大小比较。
4. 反应速率人为规定为单位时间内浓度的变化量,但也可以用其他的物理量来表示,比如,单位时间内物质的量或压强等的变化量等。
5. 浓度(c),压强(p),温度(T),催化剂,比表面积,惰性气体,形成原电池等对速率的影响,其中压强和惰性气体是通过浓度来影响速率的。
6. 将铝片投入稀硫酸溶液中,产生氢气的速率(v)和反应时间(t)可用如图坐标曲线来表示
像这种抛物线类型的图像,可能是因为存在2种影响因素。如此题,a-c段是升温对速率的影响比稀硫酸浓度降低对速率的影响大;c以后是稀硫酸浓度降低对速率的影响比升温对速率的影响大。
7. v正,v逆的相对大小:
①未达到平衡,很容易。
②已达到平衡,改变条件,平衡移动:新平衡的v’正,v’逆与旧平衡的v正,v逆相比,条件对速率的影响;未达到新平衡的v’’正,v’’逆之间相比,与平衡的移动方向有关。
③由能垒图像可知,正逆反应速率与正逆反应的活化能相对大小有关。
8. 速率方程:
①利用单一变量的方法来确定速率方程中的方次,带入数值,计算正确
②平衡常数与速率常数之间的关系
9. 催化剂的催化反应机理:
有催化剂参与的反应的机理一般都呈环形,环内的物质只有催化剂和中间产物,加入环的物质为反应物,离开环的物质为产物。
10. 有机反应机理:
近几年的高考题开始涉足有机化学最核心的内容——有机反应机理。让人无奈的是,高中课本中只是浅尝辄止,没有合适的深度,这在无形中提高了有机机理题目的难度。这部分内容我会在有机篇中补充。本篇中没有确定的思路,主要是依据题目信息来解题。
三、高考真题:
(2021山东卷) 14.18O标记的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中发生水解,部分反应历程可表示为: