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2019-2020年高中化學(xué) 第8講：化學(xué)反應(yīng)速度和化學(xué)平衡應(yīng)試輔導(dǎo) ———————————————————————————————————————— 一、知識補充： 1．質(zhì)量作用定律 在基元反應(yīng)中，或在非基元反應(yīng)的基元步驟中，反應(yīng)速率和反應(yīng)物濃度之間，有嚴(yán)格的數(shù)量關(guān)系，即遵循質(zhì)量作用定律?；磻?yīng)aA+bB=gG+hH，則：Vi=ki[A]a[B]b 2．阿累尼烏斯公式 溫度對反應(yīng)速率的影響，主要體現(xiàn)在對速率常數(shù)k的影響上。Arrhenius總結(jié)了k與T的經(jīng)驗公式：指數(shù)式。取自然對數(shù)，得：對數(shù)式。常用對數(shù)：。 式中：k速率常數(shù)，Ea活化能，R氣體常數(shù)，T絕對溫度。e自然對數(shù)底，e=2.71828……，lge=0.4343=1/2.303，A指前因子，單位同k。應(yīng)用阿侖尼烏斯公式討論問題，可以認(rèn)為Ea，A不隨溫度變化。由于T在指數(shù)上，故對k的影響較大。 根據(jù)Arrhenius公式，知道了反應(yīng)的Ea，A和某溫度T1時的k1，即可求出任意溫度T2時的k2。由對數(shù)式， ① ② ②-①得:，或用指數(shù)形式：。 3．化學(xué)平衡常數(shù) 對于氣相反應(yīng)，平衡時各物質(zhì)的分壓不變，仍有類似的關(guān)系式：平衡時，，Kp也是一種經(jīng)驗平衡常數(shù)，稱為分壓平衡常數(shù)。而用濃度表示的經(jīng)驗平衡常數(shù)，則稱為濃度平衡常數(shù)Kc。 對于氣相反應(yīng)，既有Kc，也有Kp，表達(dá)的是同一平衡態(tài)，但數(shù)值可以不同。Kc和Kp之間可以相互換算，相關(guān)的式子有：pV=nRT，p=(n/V)RT，p=CRT，C為濃度（換算時，要注意各物理量的單位。） 在書寫Kc或Kp表達(dá)式時，只寫濃度或分壓可變的溶液相和氣壓，固態(tài)和純液態(tài)物質(zhì)，不寫入。 對于同一可逆反應(yīng)而言，K只與溫度有關(guān)。 二、考試真題： （xx廈大）人體中某種酶的催化反應(yīng)活化能是50.0kJmol-1，正常人的體溫是37.00C，問發(fā)燒至400C的病人體中，該反應(yīng)的速率增加了百分之幾？ （xx年武大）某抗菌素在人體血液中呈現(xiàn)一級反應(yīng)。已知一級反應(yīng)公式為。式中c0為起始濃度，c為t時刻時的濃度，k為速率常數(shù)。如果在上午8時給病人注射一針抗菌素，然后在不同時刻后測定抗菌素在血壓中的質(zhì)量濃度，得到如下數(shù)據(jù)： T / h 4 8 12 16 c/mg?dm-3 4.80 3.26 2.22 1.51 （xx武大）對于一氣體可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，在一定溫度下達(dá)到化學(xué)平衡后，體系中各物質(zhì)的平衡濃度有如下關(guān)系：Kc=，Kc為濃度平衡常數(shù)；達(dá)平衡時，平衡常數(shù)也可用各氣體的分壓表示：Kp=。Kp稱為壓力平衡常數(shù)。Kc和Kp均只是溫度的函數(shù)。 （1）根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程和分壓定律可求出Kc和Kp的關(guān)系為Kp=Kc(RT)Δn，其中R為氣體常數(shù)，T為絕對溫度。則Δn=___________________。 （2）在250C時將固體NH4HS放在真空容器中，由于部分分解成NH3和H2S，產(chǎn)生的壓力為500mmHg柱，分解率為x；若將NH4HS放入一已含有H2S氣體，且其壓力為300mmHg柱，分解率為y，則壓力應(yīng)該增加多少？x與y的關(guān)系：x__________y（填“大于、等于、小于”） 三、仿真訓(xùn)練： 1．制備HI(aq)的一種簡便方法是：通H2S入I2的懸浮液中，產(chǎn)物HI(aq)的濃度可高達(dá)50%。 （1）寫出反應(yīng)方程式。 （2）H2S、I2的溶解度都不大。為什么HI(aq)濃度可高達(dá)50%？ 2．丙酮與碘在酸性介質(zhì)中發(fā)生如下的反應(yīng)：CH3COCH3+I2CH3COCH2I+H++I- 實驗證明，在250C時，該反應(yīng)的速度與物質(zhì)量的濃度之間存在著如下關(guān)系：v=k[CH3COCH3][H+]。該式中k為速度常數(shù)，在該溫度下，k=2.2310-3dm3/mols，試推測開始時反應(yīng)速度和反應(yīng)后期反應(yīng)速度的變化情況？ 3．亞硫酸鈉和碘酸鉀在酸性溶液中發(fā)生以下反應(yīng)： ___Na2SO3＋___KIO3＋___H2SO4___Na2SO4＋___K2SO4＋___I2＋___H2O （1）配平上面的氧化還原反應(yīng)方程式，將系數(shù)填入方框中。 （2）其中氧化劑是___，若反應(yīng)中有5mol電子轉(zhuǎn)移，則生成的碘是___mol。 （3）該反應(yīng)的過程和機理較復(fù)雜，一般認(rèn)為發(fā)生以下①~④反應(yīng)： ①IO3-＋SO32-IO2-＋SO42- （反應(yīng)速率慢） ②IO2-＋2SO32-I-＋2SO42- （反應(yīng)速率快） ③5I-＋6H+＋I(xiàn)O3-3I2＋3H2O （反應(yīng)速率快） ④I2＋SO32-＋H2O2I-＋SO42-＋2H+ （反應(yīng)速率快） 根據(jù)上述步驟推測該反應(yīng)總的反應(yīng)速率由___應(yīng)應(yīng)決定（填寫上述四步反應(yīng)的序號）。 （4）若預(yù)先加入淀粉溶液，由上述四步反應(yīng)可以看出必須在___離子消耗完全時，才會有使淀粉變藍(lán)的現(xiàn)象產(chǎn)生。 4．氯酸鉀和亞硫酸氫鈉發(fā)生氧化一還原反應(yīng)生成Cl（-1價）和S（+6價）的反應(yīng)速率如右圖所示，已知這個反應(yīng)的速率隨著溶液的[H＋]增大而加快，則： （1）反應(yīng)開始時，速度加快的原因為_______________。 （2）后期反應(yīng)速度下降的原因為__________________。 5．在敞開容器中，高錳酸鉀溶液跟草酸反應(yīng)時，當(dāng)把兩稀溶液混合后，一小段時間內(nèi)溶液顏色變化不大，但不久突然褪色。反應(yīng)的化學(xué)方程式： 2KMnO4+3H2SO4+5H2C2O4K2SO4+2MnSO4+10CO2↑＋8H2O。 據(jù)你分析，高錳酸鉀溶液紫色突然褪色的原因是什么？ 6．某城市的管道煤氣是水煤氣和焦?fàn)t煤氣混合而成的，但煤氣泄露能致人中毒。煤氣中毒就是CO中毒，其原因是CO與血紅蛋白（Hb）結(jié)合成HbCO，使血紅蛋白失去輸送O2功能的緣故。CO進(jìn)入血液后有如下平衡：CO＋HbO2O2＋HbCO，已知該反應(yīng)平衡時，的比值是一個不受濃度影響的常數(shù)，在人體體溫370C下，該常數(shù)為220。試回答： （1）生產(chǎn)水煤氣的化學(xué)反應(yīng)方程式是______________________。 （2）燃?xì)庠罹咭蛉細(xì)獬煞?、供氣壓力不同而結(jié)構(gòu)不同。如果該城市管道氣改通液化石油氣（C4H10），則居民廚房中的爐灶改裝時在燃?xì)膺M(jìn)口直徑不變的情況下，通風(fēng)口直徑應(yīng)怎樣改變？________（增大or減?。?，原因是________________________。 （3）門窗緊閉的廚房內(nèi)一旦發(fā)生煤氣大量泄漏，極容易發(fā)生爆炸。當(dāng)你從室外進(jìn)入廚房嗅到極濃的煤氣異味時，在下列操作中，你認(rèn)為合適的是________（可以多選） A、立即開啟抽油煙機排出煤氣，關(guān)閉煤氣源 B、立即打開門和窗，關(guān)閉煤氣源 C、立即打開電燈，尋找泄漏處 （4）煤氣中毒病人，可以通過進(jìn)入高壓氧艙的方法來救治，請用化學(xué)平衡的原理加以說明。 （5）已知當(dāng)血液中的比值大于0.02時，人的智力會受到損傷，此時c(CO)與c(O2)的比值應(yīng)________（＜、＞or＝）________。 （6）抽煙時，進(jìn)入肺部的空氣中c(CO)＝10-6mol/L，c(O2)＝10-2mol/L，則c(HbCO)為c(HbO2)的________倍，因此長期抽煙對人智力________（有or無）影響。 7．如圖所示裝置，車廂質(zhì)量M，長為L。質(zhì)量為m的活塞開始時處于車廂中間，活塞與車廂壁間不漏氣，不計一切摩擦。B內(nèi)充滿體積比1:2的A2與B2CD3氣體（溫度為T0），對B內(nèi)氣體加熱，發(fā)生可逆反應(yīng)A2+B2CD3ACD+B2+D2(未配平)，反應(yīng)物及生成物均為氣體。反應(yīng)平衡后B內(nèi)溫度為T，已知小車向右平移了距離d，求A2的轉(zhuǎn)化率。（設(shè)活塞未滑出） 8．甲乙兩同學(xué)分別作了按中學(xué)化學(xué)教科書描述的用注射器說明壓強對化學(xué)平衡影響的實驗，但稍作改進(jìn)：他們不約而同地按如圖所示的裝置，同時用兩個注射器做實驗。一個裝溴蒸氣，另一個裝NO2（和N2O4的混合），并且體積相等、顏色相同，把NO2裝在I部位，然后壓縮到II部位，溴管不壓縮。 甲的實驗結(jié)果：平衡時混合氣體顏色比溴管深； 乙的實驗結(jié)果：平衡時混合氣體顏色比溴管淺； 兩人爭論不休。分別作了重復(fù)實驗。實驗結(jié)果：兩人原來的記錄都沒有錯。 試解釋上述情況。