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考点二化学平衡化学平衡常数及转化率(一)化学反应速率的计算及速率常数1.化学反应速率的计算2.速率常数(1)假设基元反应(能够一步完成的反应)为aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g),其速率可表示为v=kca(A)cb(B),式中的k称为反应速率常数或速率常数,它表示单位浓度下的化学反应速率,与浓度无关,但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响,通常反应速率常数越大,反应进行得越快。不同反应有不同的速率常数。(2)正、逆反应的速率常数与平衡常数的关系对于基元反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),v正=k正·ca(A)·cb(B),v逆=k逆·cc(C)·cd(D),(二)正确理解化学反应速率的影响因素1.内因——活化能活化能是指为了能发生化学反应,普通分子(具有平均能量的分子)变成活化分子所需要吸收的最小能量,即活化分子比普通分子所多出的那部分能量。相同条件下,不同化学反应的速率不同,主要是内因——活化能大小不同所致,活化能小的化学反应速率快,活化能大的反应速率慢。注意反应热为正、逆反应活化能的差值。2.外因相同的化学反应,在不同条件下,化学反应速率不同,主要原因是外因——浓度、压强、温度、催化剂、光照、接触面积等因素不同所致。(1)浓度(c):增大(减小)反应物浓度→单位体积内活化分子数目增加(减少),活化分子百分数不变→有效碰撞频率提高(降低)→化学反应速率加快(减慢)。(2)压强(p):对于气相反应来说,增大(减小)压强→相当于减小(增大)容器容积→相当于增大(减小)反应物的浓度→化学反应速率加快(减慢)。注意“惰性气体”对反应速率的影响(3)温度(T):升高(降低)温度→活化分子百分数增大(减小)→有效碰撞频率提高(降低)→化学反应速率加快(减慢)。(4)催化剂①添加催化剂→降低反应的活化能→活化分子百分数增大→有效碰撞频率提高→化学反应速率加快。②添加催化剂→降低反应的活化能→降低反应所需的温度→减少能耗。③添加催化剂能改变反应的路径,如乙醇的氧化实验,该实验的总反应为2CH3CH2OH+O2―→2CH3CHO+2H2O,活化能为E总;使用铜丝作催化剂将一步反应改变为两步反应,第一步反应为2Cu+O22CuO,活化能为E1;第二步反应为CH3CH2OH+CuOCH3CHO+Cu+H2O,活化能为E2;由于E1<E总、E2<E总,所以化学反应速率加快。④催化剂的选择性:对于在给定条件下反应物之间能够同时发生多个反应的情况,理想的催化剂还具有大幅度提高目标产物在最终产物中比率的作用。⑤酶作催化剂的特点:高效性、专一性(高选择性,一种酶只能催化一种或一类化学反应,如蛋白酶只能催化蛋白质水解成多肽)、温和性(反应条件温和,温度升高,酶发生变性失去催化活性)。1.(2017·江苏,10)H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得70℃时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是解析A项,浓度对反应速率的影响是浓度越大,反应速率越快,错误;B项,NaOH浓度越大,即pH越大,H2O2分解速率越快,错误;C项,由图可知,Mn2+存在时,0.1mol·L-1NaOH溶液中H2O2的分解速率比1.0mol·L-1的NaOH中的快,错误;D项,由图可知,碱性条件下,Mn2+存在时,对H2O2分解速率影响大,正确。2.(2017·浙江4月选考,21)对水样中溶质M的分解速率影响因素进行研究。在相同温度下,M的物质的量浓度(mol·L-1)随时间(min)变化的有关实验数据见下表。11.CaCO3与稀盐酸反应(放热反应)生成CO2的量与反应时间的关系如图所示。下列结论不正确的是碳酸钙与盐酸的反应是放热反应,在反应4min后由于物质的浓度降低,所以平均反应速率也逐渐减小,由于在相同时间段内反应产生二氧化碳物质的量最小,故该时间段内的反应速率最小,B正确;碳酸钙与盐酸的反应是放热反应,在开始的不长时间段内,随着反应的进行,溶液的温度逐渐升高,反应速率逐渐加快,根据图示可知在反应开始4min内温度对反应速率的影响比浓度大,C正确;反应4min后盐酸浓度降低,反应速率减小,反应速率下降的原因是盐酸浓度逐渐减小,D正确。2.二氧化钛在一定波长光的照射下,可有效降解甲醛、苯等有机物,效果持久,且自身对人体无害。某课题组研究了溶液的酸碱性对TiO2光催化染料R降解反应的影响,结果如图所示。下列判断正确的是A.在0~50min之间,R的降解百分率pH=2大于pH=7B.溶液酸性越强,R的降解速率越大C.R的起始浓度不同,无法判断溶液的酸碱性对R的降解速率的影响D.在20~25min之间,pH=10时R的降解速率为0.04mol·L-1·min-1解析在0~50min之间,pH=2和pH=7时反应物R都能完全反应,降