猜想05 化学反应的速率和限度（考题猜想）-2023-2024学年高一化学下学期期末考点大串讲（人教版2019必修第二册）

猜想05 化学反应的速率和限度 考点一 化学反应的速率 【题型1】化学反应速率的计算和比较 【题型2】化学反应速率的影响因素 【题型3】实验化学反应速率的影响因素 考点二 化学反应的限度 【题型1】化学平衡状态的建立和特征 【题型2】化学平衡状态的判断 【题型3】化学反应速率、平衡图像问题 【题型4】化学反应速率和平衡的计算 【题型5】化学反应条件的控制 考点一 化学反应的速率 01 化学反应速率的计算和比较 【例1】可逆反应在不同条件下的反应速率如下，其中反应速率最大的是 A． B． C． D． 【例2】一定温度下，向2L恒容密闭容器中充入0.4molNH3和0.5molO2发生反应4NH3(g)+5O2(g)⇌4NO(g)+6H2O(g)。2min后，NO的浓度为0.06mol·L-1。下列有关说法不正确的是 A．2min末，用NO表示的反应速率为0.06mol·L-1·min-1 B．2min末，NH3的浓度为0.14mol·L-1 C．0～2min内，生成的水的质量为3.24g D．0～2min内，O2的物质的量减少了0.15mol 【变式1-1】在四个不同的容器中，在不同的条件下进行合成氨反应，根据下列在相同时间内测得的结果判断，生成氨的化学反应速率最快的是 A． B． C． D． 【变式1-2】在容积为2L的密闭容器中进行如下反应： A(g)+2B(g)⇌3C(g)+xD(g)，开始时通入4molA和6molB，5min末时测得C的物质的量为3mol，v(D)为0.2mol•L-1•min-1，计算： （1）5min末A的物质的量浓度为 mol•L-1。 （2）前5min内v(B)为 mol•L-1•min-1。 （3）化学方程式中x的值为 。 （4）此反应在四种不同情况下的反应速率分别如下所示，其中反应速率最快的是(填序号) 。 A．v(A)=0.4mol•L-1•min-1 B．v(B)=0.005mol•L-1•s-1 C．v(C)=0.3mol•L-1•min-1 D．v(D)=0.002mol•L-1•s-1 02 化学反应速率的影响因素 【例1】在C(s)+CO2(g)=2CO(g)的反应中，现采取下列措施：①缩小体积，增大压强②增加碳的量③通入CO2④恒容下充入N2⑤恒压下充入N2，上述能够使反应速率增大的措施是 A．①④ B．②③⑤ C．①③ D．①②④ 【例2】下列有关化学反应速率的说法正确的是 A．用铁片和稀硫酸反应制取氢气时，改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率 B．NH3的催化氧化是一个放热的反应，所以，升高温度，反应的速率减慢 C．一定温度下，某固定容积的容器中发生SO2的催化氧化反应，若增大容器内压强，则反应速率不一定改变。 D．100mL2mol/L的盐酸跟锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率不变 【例3】还原钼矿(主要成分为)制备单质钼，能防止污染，该反应原理为。向盛有一定比例、混合物的恒容密闭容器中通入使其起始浓度为，在一定条件下发生上述反应，测得容器中反应达到平衡状态时的浓度为。下列说法正确的是 A．若达到平衡所需时间为t s，则0~t s内用CO表示的平均反应速率 B．达到平衡状态时， C．升高温度、使用催化剂均能加快该反应的反应速率 D．平衡后，再充入，反应速率不会改变 【变式2-1】用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气的生成速率加大的是 A．不用铁片，改用铁粉 B．加热 C．滴加几滴CuSO4溶液 D．不用稀硫酸，改用98%浓硫酸 【变式2-2】下列关于化学反应速率的说法错误的是 A．恒容时，，向密闭容器内充入He，化学反应速率不变 B．锌与稀硫酸反应时，加入氯化钠溶液，化学反应速率减小 C．制氯气时，增加二氧化锰的用量，能加快反应速率，浓盐酸被完全消耗 D．恒容时，，升高温度，正逆反应速率都增大 【变式2-3】下列措施对增大反应速率明显有效的是 ①Al在氧气中燃烧生成，将Al片改成Al粉 ②Fe与稀硫酸反应制取时，改用98%浓硫酸 ③Zn与稀硫酸反应制取时，滴加几滴溶液 ④与溶液反应时，增大压强 ⑤，升高温度 ⑥钠与水反应时，增大水的用量 A．①③⑤ B．②④⑥ C．①②③⑤ D．①⑤ 03 实验化学反应速率的影响因素 【例1】以反应为例，通过测定溶液紫红色褪去所需时间，探究外界条件对化学反应速率的影响。设计实验如下。 实验序号 实验温度/℃ 酸性溶液 溶液 溶液褪至无色所需时间/s ① 20 2 0.02 4 0.1 0 ② 20 2 0.02 2 0.1 2 ③ 45 2 0.02 2 0.1 2 下列说法错误的是 A．溶液褪至无色所需时间： B．实验①③的目的是探究温度对化学反应速率的影响 C．实验①②③均应先将酸性溶液置于相应温度的水浴中 D．将更换为溶液，对实验结果无影响 【例2】同一个化学反应，因为外界条件的不同，化学反应速率不同，通过控制变量可以测定不同条件对化学反应速率的影响。利用酸性与的反应原理，某化学兴趣小组对反应速率的影响因素进行了探究。回答下列问题： （1）溶液用稀硫酸酸化，能将氧化为，写出该反应的化学方程式： 。 （2）利用图1装置测定生成的体积，以此测定该反应的化学反应速率。向锥形瓶中加入120mL的溶液，通过分液漏斗滴加一定浓度的酸性溶液。    ①图2是的体积随反应时间的变化曲线。100s后，曲线斜率明显减小，解释其原因： 。 ②分别计算0~80s、80~200s内生成的平均反应速率： 、 (保留3位小数)。 （3）某同学通过测定酸性溶液褪色所需的时间来探究化学反应速率快慢的影响因素。该同学在室温下完成了下表中的实验： 实验组号 溶液/mL 酸性溶液/mL 蒸馏水/mL 褪色时间/s 1 2.5 2.5 5 38 2 5 2.5 2.5 19 3 7.5 2.5 V 9 ①实验3的V= 。 ②比较三组实验，得出的结论是 。 ③反应过程中，观察到开始阶段反应较慢，溶液褪色无明显变化，但之后反应速率明显加快。导致该现象的原因可能是 (填一种)。 【变式3-1】某研究性学习小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液的反应探究“外界条件的改变对化学反应速率的影响”，进行了如下实验。下列说法错误的是 实验序号 实验温度/K 有关物质 溶液颜色褪至无色所用时间/s 酸性KMnO4溶液 H2C2O4溶液 H2O V/mL C/mol·L－1 V/mL C/mol·L－1 V/mL ① 293 2 0.02 4 0.1 0 t1 ② 293 2 0.02 3 0.1 1 8 ③ 313 2 0.02 3 0.1 1 t2 A．实验①②探究的是浓度对反应速率的影响 B．实验①③探究的是温度对反应速率的影响 C．t2<8 D．计算可得实验②中v(KMnO4)≈8.3×10-4mol•L-1•s-1(忽略溶液体积变化) 考点二 化学反应的限度 01 化学平衡状态的建立和特征 【例1】一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应：。当、、、的浓度不再变化时，下列说法正确的是 A．和全部转化为和 B．该反应已达到化学平衡 C．正、逆反应速率相等且等于零 D．、、、的浓度一定相等 【例2】一定条件下，向1 L恒容密闭容器中充入0.1 mol A和0.3 mol B发生反应：A(g)＋2B(g)2C(g)，当反应达平衡时，不可能存在的数据是 A．c(A)＝0.05 mol·L－1 B．c(B)＝0.24 mol·L－1 C．c(B)＝0.1 mol·L－1 D．c(C)＝0.18 mol·L－1 【变式1-1】下列有关化学反应速率或限度的说法中正确的是 A．常温下，Al片分别与浓硝酸和稀硝酸接触2min，与浓硝酸接触收集的气体更多 B．铝片与过量的稀硫酸反应，加入溶液可减缓速率且不影响的产量 C．用双氧水制氧气时，加入少量粉末可显著加快反应速率 D．工业合成氨时，使用过量的氮气、有可能使的转化率达到100% 【变式1-2】一定温度下，将3 mol SO2和l mol O2充入一定容积的密闭容器中，在催化剂存在下进行下列反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，放热197 kJ，当达到平衡状态时，下列说法中正确的是 A．生成SO3的物质的量等于2 mol B．反应放出的热量等于197 kJ C．SO2、O2、SO3的分子数之比为2：1：2 D．2v正(O2)=v逆(SO3) 02 化学平衡状态的判断 【例1】一定温度下，将足量的固体置于恒容密闭容器中，发生反应(不考虑转化为)，下列不能判断该反应达到平衡状态的是 A．气体的颜色不再改变 B．有消耗，同时有生成 C．气体的平均相对分子质量不再变化 D．固体混合物中铜元素的质量分数不再变化 【例2】在一定温度下，加入和发生反应，下列叙述不能说明反应达到平衡的标志的是 ①A与的浓度之比保持不变 ②单位时间内生成，同时生成 ③A、B、C的体积分数不再变化 ④恒容容器，混合气体的密度不再变化 ⑤恒容容器，混合气体的总压强不再变化 ⑥恒压容器，混合气体的平均摩尔质量不再变化 ⑦固体D的质量不再变化 ⑧A、B、C、D的分子数之比为 A．②⑤⑧ B．②④⑧ C．①③④⑦ D．②⑤⑥⑧ 【变式2-1】一定温度下，将一定量的N2和H2充入固定体积的密闭容器中进行反应：。下列描述能说明该可逆反应达到化学平衡状态的是 A．容器内的压强不变 B．容器内气体的密度不变 C．相同时间内有键断裂，有键形成 D． 【变式2-2】已知反应aA(g)+bB(g)cC(g)，某温度下，在2L密闭容器中投入一定量的A、B，两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。    （1）从反应开始到12s时，用A的浓度变化表示的反应速率为 。 （2）经测定，前4s内v(C)=0.05mol•L-1•s-1，则该反应的化学方程式为 。 （3）在密闭容器里，通入amolA(g)、bmolB(g)、cmolC(g)，发生上述反应，当改变下列条件时，反应速率会减小的是 (填字母)。 A．降低温度 B．加入催化剂 C．增大容器容积 D．减小容器容积 （4）反应达到平衡时，B的转化率是 。 （5）能说明此反应在恒温恒容的密闭容器中达到平衡状态的是 。 ①单位时间内生成amolA的同时生成bmolB ②单位时间内生成amolA的同时生成cmolC ③用A、B、C表示的反应速率之比为a：b：c ④混合气体的密度不再改变 ⑤气体B的体积分数不变 ⑥混合气体的质量不再改变 03 化学反应速率、平衡图像问题 【例1】臭氧是理想的烟气脱硝试剂，可逆反应2NO2(g)＋O3(g)＝N2O5(g)＋O2(g)在体积固定的密闭容器中进行，反应过程中测得O2(g)的浓度随时间1的变化曲线如图所示 下列叙述错误的是 A．a～c段反应速率加快的原因可能是反应放热 B．若向容器内充入一定体积的NO2，化学反应速率加快 C．向反应体系中通入氢气，反应速率降低 D．2～8 min的化学反应速率v(NO2)＝0.4 mol·L－1·min－1 【例2】某研究小组为探究影响化学反应速率的因素，以反应为研究对象设计如下实验：在恒容密闭容器中，改变实验条件，得到反应物的浓度随反应时间的变化情况如图所示，已知初始时的起始浓度为0.下列说法错误的是    A．比较实验①②得出：增大反应物浓度，化学反应速率加快 B．若实验②③只有一个条件不同，则实验③使用了催化剂 C．比较实验②④得出：升高温度，化学反应速率加快 D．内，实验②的平均反应速率 【例3】某温度下，在恒容密闭容器中仅充入一定量A(g)，发生反应。反应达到平衡时，测得c(B)=0.2mol·L-1，A、C的物质的量浓度随时间的变化如图所示，下列说法错误的是    A．m=2，n=3 B．N点时，c(B)=0.14mol/L C．反应达到平衡时，容器内B、C的物质的量之比为1∶3 D．容器内气体的密度不再发生改变说明该反应达到了平衡 【变式3-1】在一定条件下，容器内某一反应中参加反应的气体M和气体N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，下列表述中正确的是    A．反应的化学方程式为 B．时，正、逆反应速率相等，达到平衡 C．时，N的浓度是M的浓度的2倍 D．时，正反应速率小于逆反应速率 【变式3-2】一定条件下的密闭容器中，发生反应，和的物质的量浓度变化如图，下列说法正确的是    A．0~时间段的平均速率 B．平衡时： C．时间段内，生成HI的物质的量为0.8mol D．时刻时，的正反应速率大于逆反应速率 【变式3-3】请按要求完成下列问题。 （1）某温度下在容积为1L密闭容器中，X、Y、Z三种气态物后的物质的量随时间变化曲线如图。    ①该反应的化学方程式是 。 ②时，正反应速率 逆反应速率(填“>”“<”或“=")。 （2）一定条件下，在5L密闭容器内，反应的物质的量随时间变化如表： 时间/s ①用表示内该反应的平均速率为 ，在第5s时，NO2转化率为 。在第2s时的体积分数为 。 ②为加快反应速率，可以采取的措施是 。 a．升高温度b．恒容时充入He(g) （3）反应，在一定温度下密闭容器内，在该反应已经达到平衡状态的是 。 a．b．容器内压强保持不变c． d．容器内的密度保持不变e．容器内混合气体平均相对分子质量不变 f．g.容器内气体颜色不变 04 化学反应速率和平衡的计算 【例1】在一定条件下，将3molA和一定量的B投入容积为2L的恒容密闭容器中，发生如下反应：3A(g)+B(g)⇌xC(s)+2D(g)。2min末测得容器中B、C、D的物质的量均为0.8mol。下列叙述错误的是 A．x=2 B．0～2min，C的平均反应速率为0.2mol/(L·min) C．反应开始加入B的物质的量为1.2mol D．2min时，A的物质的量浓度为0.9mol/L 【例2】一定温度下，在容积为2L的密闭容器里加入A与B，其中，发生如下反应：，经2s反应达平衡，在此2s内C的平均反应速率为，同时生成1.6molD．下列叙述中错误的是 A． B．反应达到平衡状态时A与B的转化率相等 C．反应过程中一直不变 D．反应的总压强不变，表示该可逆反应达到化学平衡状态 【例3】一定条件下，A气体与B气体反应生成C气体。反应过程中，反应物与生成物的浓度随时间变化的曲线如图所示。回答以下问题：    （1）0～10s内，A气体的反应速率 ，B气体的反应速率 。 （2）该反应的化学方程式 。 （3）反应后和反应前的压强之比 。 （4）20s时，C气体的体积分数为 ，此时v(A)正 v(C)逆(填“＞”“＜”或“=”) （5）关于该反应的说法正确的是 。(不定项选择) a.到达10s时刻时该反应已停止 b.20s时刻时B气体的正反应速率等于逆反应速率 c.10s时刻时之前C气体的消耗速率小于它的生成速率 【变式4-1】CO和H2在一定条件下可以合成乙醇(CH3CH2OH)：2CO(g) +4H2 (g)CH3CH2OH(g)+H2O(g)。在2 L密闭容器中充入反应物，其中n(CO)随时间的变化如下表所示： 时间/s 0 1 2 3 4 5 n(CO)/mol 3 2 1.5 1.25 1.125 1.125 下列说法中正确的是 A．4s时，该反应恰好达到平衡状态 B．前2 s，CO的平均反应速率为0.375 mol·L-1·s-1 C．当v(CO)= 2v(CH3CH2OH)，反应达到平衡状态 D．达到平衡时，CO的转化率为37.5% 【变式4-2】以制备甲醇是实现“双碳”目标的重要途径。在体积为的密闭容器中，充入和，180℃下反应得甲醇(沸点64．7℃)和物质X，测得各物质物质的量随时间的部分变化图如图：    （1）和化学反应方程式为 。 （2）内，氢气的平均反应速率为 。 （3）时，正反应速率 逆反应速率(填“>”“<”或“=”)。 （4）能说明上述反应达到平衡状态的是___________(填字母)。 A．的生成速率是生成速率的3倍 B．混合气体的密度不随时间的变化而变化 C．反应中与的物质的量浓度之比为 D．混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化 （5）上述体系达到平衡时，混合气体中甲醇的体积分数为 。(保留三位有效数字) （6）其他条件不变，将该恒容容器改为体积可变的恒压容器，初始体积为。某时刻，测得的转化率为60％，此时容器体积为，则等于 。 05 化学反应条件的控制 【例1】在工业生产或实验中，下列做法与调控化学反应速率无关的是 A．煅烧矿石时，向炉膛中鼓入空气增强火势 B．将Fe与稀反应中的稀换成稀 C．食品抽真空包装 D．实验室制氢气时，用锌粉代替锌块 【例2】合成氨是一个放热反应，通过调控反应条件可使反应结果更好地符合人们的预期。下列说法正确的是 A．生产中，反应温度越高越好 B．根据如图原理改变条件，反应速率增大 C．反应达到平衡时，正、逆反应速率均为零 D．若NH3的百分含量保持不变，说明反应达到平衡状态 【变式5-1】硫酸是一种重要的化工产品，目前的重要生产方法是“接触法”，反应原理为：2SO2+O22SO3，已知该反应为放热反应。则下列说法正确的是 A．只要选择适宜的条件，SO2和O2就能全部转化为SO3 B．达到平衡后，反应就停止了，故此时正、逆反应速率相等且均为零 C．由反应可知，2mol SO2的能量大于2mol SO3的能量 D．工业在利用上述反应生产三氧化硫时，要同时考虑反应所能达到的限度和化学反应速率两方面的问题 【变式5-2】回答下列问题： （1）用20% H2SO4浸取软锰矿(主要成分为MnO2、SiO2等)制备高纯MnO2，酸浸时，通常加入FeSO4作催化剂加快反应速率。为提高酸浸速率，还可以采取的措施有________________(写一种)。 （2）工业上用稀硫酸浸取碳酸锰矿(主要成分为MnCO3，另含FeO、Fe2O3、CaO等杂质)生产锰酸锂(LiMn2O4)，为了提高碳酸锰矿浸出的速率，在“酸浸”时可采取的措施有：①适当升高温度；②搅拌；③_____________________________________________等。 （3）用NaOH熔盐高钛渣(主要成分为Ti3O5，含少量SiO2、FeO、Fe2O3)制备白色颜料TiO2，为加快反应速率，在维持反应物颗粒大小、反应温度一定的条件下，可采取的措施是________________。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 猜想05 化学反应的速率和限度 考点一 化学反应的速率 【题型1】化学反应速率的计算和比较 【题型2】化学反应速率的影响因素 【题型3】实验化学反应速率的影响因素 考点二 化学反应的限度 【题型1】化学平衡状态的建立和特征 【题型2】化学平衡状态的判断 【题型3】化学反应速率、平衡图像问题 【题型4】化学反应速率和平衡的计算 【题型5】化学反应条件的控制 考点一 化学反应的速率 01 化学反应速率的计算和比较 【例1】可逆反应在不同条件下的反应速率如下，其中反应速率最大的是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】反应速率与化学计量数的比值越大、反应速率越快， A．X为固体，不能用浓度的变化量表示速率； B．； C．； D．； 显然C中比值最大，反应速率最快，选项C正确，故选：C。 【例2】一定温度下，向2L恒容密闭容器中充入0.4molNH3和0.5molO2发生反应4NH3(g)+5O2(g)⇌4NO(g)+6H2O(g)。2min后，NO的浓度为0.06mol·L-1。下列有关说法不正确的是 A．2min末，用NO表示的反应速率为0.06mol·L-1·min-1 B．2min末，NH3的浓度为0.14mol·L-1 C．0～2min内，生成的水的质量为3.24g D．0～2min内，O2的物质的量减少了0.15mol 【答案】A 【解析】A． 化学反应速率指的是平均反应速率，不是瞬时速率，因此无法计算2min末的瞬时速率，A错误； B． 2min末，NO的浓度为0.06mol·L-1，则参加反应的NH3的浓度为0.06mol·L-1，则2min末，NH3的浓度为0.2mol·L-1-0.06mol·L-1=0.14mol·L-1，B正确； C． 0～2min内，生成的水的物质的量为，质量为0.18mol×18g/mol=3.24g，C正确； D． 0～2min内，O2的物质的量减少了，D正确； 故选A。 【变式1-1】在四个不同的容器中，在不同的条件下进行合成氨反应，根据下列在相同时间内测得的结果判断，生成氨的化学反应速率最快的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】化学反应速率之比是相应的化学计量数之比，根据合成氨的化学方程式可知如果A、B、C、D四个选项都用氨气来表示化学反应速率，分别为、、、，则反应速率最快的是，故A符合题意。 综上所述，答案为A。 【变式1-2】在容积为2L的密闭容器中进行如下反应： A(g)+2B(g)⇌3C(g)+xD(g)，开始时通入4molA和6molB，5min末时测得C的物质的量为3mol，v(D)为0.2mol•L-1•min-1，计算： （1）5min末A的物质的量浓度为 mol•L-1。 （2）前5min内v(B)为 mol•L-1•min-1。 （3）化学方程式中x的值为 。 （4）此反应在四种不同情况下的反应速率分别如下所示，其中反应速率最快的是(填序号) 。 A．v(A)=0.4mol•L-1•min-1 B．v(B)=0.005mol•L-1•s-1 C．v(C)=0.3mol•L-1•min-1 D．v(D)=0.002mol•L-1•s-1 【答案】 1.5 0.2 2 A 【分析】根据化学平衡的“三段式”计算，求出5min末A的物质的量浓度和前5min内v(B)的值；根据反应速率之比等于系数之比求出x值；比较反应速率快慢，化为同一种物质的速率进行比较；据此解答。 【解析】（1）在容积为2L的密闭容器中，发生，则c(A)= =1.5mol/L；答案为1.5。 （2）v(B)====0.2mol·L-1·min-1；答案为0.2。 （3）根据同一反应中、同一时间段内，各物质的反应速率之比等于计量数之比；所以v(B):v(D)= 0.2mol·L-1·min-1：0.2mol·L-1·min-1=2：x，x=2；答案为2。 （4）把所有速率都换算成A的反应速率；A．v(A )=0.4 mol•L-1•min-1， B．由v( B )=0.005 mol•L-1•s-1知，v(A )=0.005××60 mol•L-1•min-1=0.15 mol•L-1•min-1，C．由v(C)=0.3 mol•L-1•min-1知，v(A )=0.1 mol•L-1•min-1，D．由v(D )=0.002 mol•L-1•s-1知，v(A )=0.002××60 mol•L-1•min-1=0.06 mol•L-1•min-1，则A最快；答案为A。 02 化学反应速率的影响因素 【例1】在C(s)+CO2(g)=2CO(g)的反应中，现采取下列措施：①缩小体积，增大压强②增加碳的量③通入CO2④恒容下充入N2⑤恒压下充入N2，上述能够使反应速率增大的措施是 A．①④ B．②③⑤ C．①③ D．①②④ 【答案】C 【解析】①缩小体积，增大压强，浓度增大，反应速率加快； ②碳是固体，增加碳的量，反应速率不变； ③通入CO2，反应物浓度增大，反应速率加快； ④恒容下充入N2，反应物浓度不变，反应速率不变； ⑤恒压下充入N2，容器容积增大，浓度减小，反应速率减小； 答案选C。 【例2】下列有关化学反应速率的说法正确的是 A．用铁片和稀硫酸反应制取氢气时，改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率 B．NH3的催化氧化是一个放热的反应，所以，升高温度，反应的速率减慢 C．一定温度下，某固定容积的容器中发生SO2的催化氧化反应，若增大容器内压强，则反应速率不一定改变。 D．100mL2mol/L的盐酸跟锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率不变 【答案】C 【解析】A．浓硫酸具有强氧化性，常温下与铁发生钝化，不生成氢气，所以改用98%的浓硫酸无法获得氢气，A项错误； B．温度升高，分子获得能量，活化分子百分数增大，有效碰撞几率增大，反应速率加快，B项错误； C．在一定温度下固体容积的容器中，发生二氧化硫的催化氧化反应，若通入三氧化硫，容器内压强增大，反应速率会加快，若通入稀有气体，各组分的浓度不变，反应速率不变，所以增大容器内压强，反应速率不一定改变，C项正确； D．加入氯化钠溶液，氯化钠不参与反应，但溶液体积增大，氢离子浓度减小，导致反应速率减小，D项错误； 答案选C。 【例3】还原钼矿(主要成分为)制备单质钼，能防止污染，该反应原理为。向盛有一定比例、混合物的恒容密闭容器中通入使其起始浓度为，在一定条件下发生上述反应，测得容器中反应达到平衡状态时的浓度为。下列说法正确的是 A．若达到平衡所需时间为t s，则0~t s内用CO表示的平均反应速率 B．达到平衡状态时， C．升高温度、使用催化剂均能加快该反应的反应速率 D．平衡后，再充入，反应速率不会改变 【答案】C 【解析】A．若达到平衡所需时间为t s，氢气浓度改变量为2 mol∙L−1，CO浓度改变量为1 mol∙L−1，则0~t s内用CO表示的平均反应速率，故A错误； B．达到平衡状态时，，故B错误； C．升高温度、使用催化剂均能加快该反应的反应速率，故C正确； D．平衡后，再充入，氢气浓度增大，则反应速率增大，故D错误。 综上所述，答案为C。 【变式2-1】用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气的生成速率加大的是 A．不用铁片，改用铁粉 B．加热 C．滴加几滴CuSO4溶液 D．不用稀硫酸，改用98%浓硫酸 【答案】D 【解析】A．改用铁粉后，Fe与硫酸反应接触面积增大，反应速率加快，A不符合题意； B．加热后物质的内能增大，有效碰撞次数增加，化学反应速率加快，B不符合题意； C．滴加几滴CuSO4溶液后Fe与CuSO4溶液发生置换反应产生Cu单质，Fe、Cu、稀硫酸构成原电池反应，使反应速率大大加快，C不符合题意； D．浓硫酸具有强氧化性，在室温下遇Fe后，在金属Fe表面产生一层致密的氧化物保护膜，阻止金属的进一步氧化，即发生钝化现象，因此反应不再进行，故反应速率大大降低，D符合题意； 故合理选项是D。 【变式2-2】下列关于化学反应速率的说法错误的是 A．恒容时，，向密闭容器内充入He，化学反应速率不变 B．锌与稀硫酸反应时，加入氯化钠溶液，化学反应速率减小 C．制氯气时，增加二氧化锰的用量，能加快反应速率，浓盐酸被完全消耗 D．恒容时，，升高温度，正逆反应速率都增大 【答案】C 【解析】A．恒容时，向密闭容器内充入He，反应物气体浓度不变，反应速率不变，故A正确； B．锌与稀硫酸反应时，加入氯化钠溶液，溶液体积增大，氢离子浓度减小，反应速率减小，故B正确； C．制氯气时，增加二氧化锰的用量，二氧化锰是固体，反应物浓度不变，反应速率不变，故C错误； D．升高温度，正逆反应速率都增大，故D正确； 答案选C。 【变式2-3】下列措施对增大反应速率明显有效的是 ①Al在氧气中燃烧生成，将Al片改成Al粉 ②Fe与稀硫酸反应制取时，改用98%浓硫酸 ③Zn与稀硫酸反应制取时，滴加几滴溶液 ④与溶液反应时，增大压强 ⑤，升高温度 ⑥钠与水反应时，增大水的用量 A．①③⑤ B．②④⑥ C．①②③⑤ D．①⑤ 【答案】A 【解析】①Al在氧气中燃烧生成，将Al片改成Al粉即增大反应物的接触面积，能加快反应速率，①正确； ②Fe与稀硫酸反应制取时，改用98%浓硫酸，浓硫酸和铁在常温下发生钝化反应，不产生氢气，②错误； ③Zn与稀硫酸反应制取时，滴加几滴溶液，Zn能够从硫酸铜溶液中置换出单质Cu，形成铜锌原电池，加快反应速率，③正确； ④与溶液反应时，增大压强几乎对溶液的浓度无影响，不改变反应速率，④错误； ⑤，升高温度，活化分子百分数增加，反应速率加快，⑤正确； ⑥水的浓度是一个常数，增大水的用量不改变反应物的浓度，不改变钠与水反应的反应速率，⑥错误； 综上分析，①③⑤正确，答案选A。 03 实验化学反应速率的影响因素 【例1】以反应为例，通过测定溶液紫红色褪去所需时间，探究外界条件对化学反应速率的影响。设计实验如下。 实验序号 实验温度/℃ 酸性溶液 溶液 溶液褪至无色所需时间/s ① 20 2 0.02 4 0.1 0 ② 20 2 0.02 2 0.1 2 ③ 45 2 0.02 2 0.1 2 下列说法错误的是 A．溶液褪至无色所需时间： B．实验①③的目的是探究温度对化学反应速率的影响 C．实验①②③均应先将酸性溶液置于相应温度的水浴中 D．将更换为溶液，对实验结果无影响 【答案】B 【解析】A．由实验①②可知，实验①加入4mLH2C2O4溶液，水的体积为0，实验②加入2mL H2C2O4溶液和2mL的水，则实验①的反应速率比实验②的大，所用时间减少，故溶液褪至无色所需时间t1< t2，A正确； B．实验①③中温度和草酸的浓度均是变量，不能利用实验①③探究温度对化学反应速率的影响，B错误； C．为了减小实验误差，确保实验数据的可靠性，实验①②③均应先将酸性KMnO4溶液置于相应温度的水浴中，C正确； D．K2SO4溶液不与酸性KMnO4溶液和H2C2O4溶液反应，加入K2SO4溶液相当于加水稀释，D正确； 故选B。 【例2】同一个化学反应，因为外界条件的不同，化学反应速率不同，通过控制变量可以测定不同条件对化学反应速率的影响。利用酸性与的反应原理，某化学兴趣小组对反应速率的影响因素进行了探究。回答下列问题： （1）溶液用稀硫酸酸化，能将氧化为，写出该反应的化学方程式： 。 （2）利用图1装置测定生成的体积，以此测定该反应的化学反应速率。向锥形瓶中加入120mL的溶液，通过分液漏斗滴加一定浓度的酸性溶液。    ①图2是的体积随反应时间的变化曲线。100s后，曲线斜率明显减小，解释其原因： 。 ②分别计算0~80s、80~200s内生成的平均反应速率： 、 (保留3位小数)。 （3）某同学通过测定酸性溶液褪色所需的时间来探究化学反应速率快慢的影响因素。该同学在室温下完成了下表中的实验： 实验组号 溶液/mL 酸性溶液/mL 蒸馏水/mL 褪色时间/s 1 2.5 2.5 5 38 2 5 2.5 2.5 19 3 7.5 2.5 V 9 ①实验3的V= 。 ②比较三组实验，得出的结论是 。 ③反应过程中，观察到开始阶段反应较慢，溶液褪色无明显变化，但之后反应速率明显加快。导致该现象的原因可能是 (填一种)。 【答案】（1） （2）草酸浓度降低，反应速率减小 3.38 1.58 （3）0 其他条件相同，草酸浓度越大，反应速率越快 反应生成的锰离子对反应速率起催化作用 【分析】草酸和高锰酸钾在稀硫酸条件下反应生成硫酸锰、硫酸钾、二氧化碳和水，开始生成二氧化碳较缓慢，一段时间反应速率加快，可能是生成的锰离子对反应其催化作用，再过一段，反应速率明显下降，主要是草酸浓度降低，反应速率减慢，探究浓度对应速率的影响时，其他条件相同，溶液体积要相同，而草酸浓度不同对反应速率的影响。 【解析】（1）溶液用稀硫酸酸化，能将氧化为，则该反应的化学方程式：；故答案为：。 （2）①图2是的体积随反应时间的变化曲线。100s后，曲线斜率明显减小，解释其原因：草酸浓度降低，反应速率减小；故答案为：草酸浓度降低，反应速率减小。 ②分别计算0~80s、80~200s内生成的平均反应速率：、；故答案为：3.38；1.58。 （3）①为探究浓度对反应速率的影响，混合溶液的体积要相同，因此实验3的V=0；故答案为：0。 ②比较三组实验，得出的结论是其他条件相同，草酸浓度越大，反应速率越快；故答案为：其他条件相同，草酸浓度越大，反应速率越快。 ③反应过程中，观察到开始阶段反应较慢，溶液褪色无明显变化，但之后反应速率明显加快，导致该现象的原因可能是反应生成的锰离子对反应速率起催化作用；故答案为：反应生成的锰离子对反应速率起催化作用。 【变式3-1】某研究性学习小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液的反应探究“外界条件的改变对化学反应速率的影响”，进行了如下实验。下列说法错误的是 实验序号 实验温度/K 有关物质 溶液颜色褪至无色所用时间/s 酸性KMnO4溶液 H2C2O4溶液 H2O V/mL C/mol·L－1 V/mL C/mol·L－1 V/mL ① 293 2 0.02 4 0.1 0 t1 ② 293 2 0.02 3 0.1 1 8 ③ 313 2 0.02 3 0.1 1 t2 A．实验①②探究的是浓度对反应速率的影响 B．实验①③探究的是温度对反应速率的影响 C．t2<8 D．计算可得实验②中v(KMnO4)≈8.3×10-4mol•L-1•s-1(忽略溶液体积变化) 【答案】B 【解析】A．实验①②对比，变量为H2C2O4溶液的浓度，所以探究的是浓度对反应速率的影响，A正确； B．实验①③对比，变量不唯一，无法判断探究的是哪种因素对反应速率的影响，B错误； C．实验②③对比，单一变量为温度，温度越高，反应速率越快，实验③的温度更高，所以反应速率比实验②的要快，t2<8，C正确； D．实验②中，高锰酸钾完全反应需要的时间为8s，高锰酸钾的物质的量为0.02mol•L-1×0.002L=0.00004mol，混合后溶液中高锰酸钾的浓度为=mol/L，v(KMnO4)≈，D正确； 答案选B。 考点二 化学反应的限度 01 化学平衡状态的建立和特征 【例1】一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应：。当、、、的浓度不再变化时，下列说法正确的是 A．和全部转化为和 B．该反应已达到化学平衡 C．正、逆反应速率相等且等于零 D．、、、的浓度一定相等 【答案】B 【解析】A．可逆反应有限度，转化率不可能为100%，故A错误； B．该反应是可逆反应，、、、的浓度不再变化时，说明达到平衡状态，故B正确； C．根据B分析可知该反应达到平衡，正、逆反应速率相等但不等于零，故C错误； D．、、、的浓度不再变化时，但浓度不一定相等，故D错误； 综上所述，答案为B。 【例2】一定条件下，向1 L恒容密闭容器中充入0.1 mol A和0.3 mol B发生反应：A(g)＋2B(g)2C(g)，当反应达平衡时，不可能存在的数据是 A．c(A)＝0.05 mol·L－1 B．c(B)＝0.24 mol·L－1 C．c(B)＝0.1 mol·L－1 D．c(C)＝0.18 mol·L－1 【答案】C 【解析】可逆反应，反应物不可能完全转化为生成物，达到平衡时反应物、生成物一定共存。A项，若平衡时c(A)＝0.05 mol·L－1，A反应的物质的量为0.1 mol－0.05 mol·L－1×1 L＝0.05 mol，则反应消耗B的物质的量为0.05 mol×2＝0.1 mol，B剩余0.3 mol－0.1 mol＝0.2 mol，数据合理，不符合题意；B项，若平衡时c(B)＝0.24 mol·L－1，则反应消耗B的物质的量为0.3 mol－0.24 mol·L－1×1 L＝0.06 mol，同时消耗0.03 mol的A，A剩余0.1 mol－0.03 mol＝0.07 mol，数据合理，不符合题意；C项，若平衡时c(B)＝0.1 mol·L－1，则反应消耗B的物质的量为为0.3 mol－0.1 mol·L－1×1 L＝0.2 mol，同时需消耗0.1 mol的A，则A的浓度为0，数据不合理，符合题意；D项，若平衡时c(C)＝0.18 mol·L－1，则反应消耗B的物质的量为0.18 mol·L－1×1 L＝0.18 mol，同时消耗0.09 mol的A，A剩余0.1 mol－0.09 mol＝0.01 mol，数据合理，不符合题意。 【变式1-1】下列有关化学反应速率或限度的说法中正确的是 A．常温下，Al片分别与浓硝酸和稀硝酸接触2min，与浓硝酸接触收集的气体更多 B．铝片与过量的稀硫酸反应，加入溶液可减缓速率且不影响的产量 C．用双氧水制氧气时，加入少量粉末可显著加快反应速率 D．工业合成氨时，使用过量的氮气、有可能使的转化率达到100% 【答案】C 【解析】A．常温下，铝片在浓硝酸中钝化，故A错误； B．加入，Al在酸性条件下与发生反应，会产生NO气体，影响氢气的产量，故B错误； C．做催化剂，加快分解，故C正确； D．合成氨的反应为可逆反应，不能完全转化，故的转化率不能达到100%，故D错误。 综上所述，答案为C。 【变式1-2】一定温度下，将3 mol SO2和l mol O2充入一定容积的密闭容器中，在催化剂存在下进行下列反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，放热197 kJ，当达到平衡状态时，下列说法中正确的是 A．生成SO3的物质的量等于2 mol B．反应放出的热量等于197 kJ C．SO2、O2、SO3的分子数之比为2：1：2 D．2v正(O2)=v逆(SO3) 【答案】D 【解析】A．该反应是可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，所以反应达到限度时，二氧化硫转化率小于100%，则生成的SO3小于2 mol，故A错误； B．反应达到一定限度时，反应达到平衡状态，消耗的SO2物质的量小于2mol，则放出的热量小于197kJ，故B错误； C．反应达到限度时，反应物和生成物分子数之比不一定等于2：1：2，与反应物的转化率有关，故C错误； D．达到平衡时正逆反应速率相等，2v正(O2)=v正(SO3)=v逆(SO3)，故D正确； 故选D。 02 化学平衡状态的判断 【例1】一定温度下，将足量的固体置于恒容密闭容器中，发生反应(不考虑转化为)，下列不能判断该反应达到平衡状态的是 A．气体的颜色不再改变 B．有消耗，同时有生成 C．气体的平均相对分子质量不再变化 D．固体混合物中铜元素的质量分数不再变化 【答案】C 【分析】判断反应是否达到平衡的标志为正反应速率=逆反应速率，或者变量不变。例如当各组分的物质的量、质量、浓度等不再改变的时候，或者特定情况下的体积、压强等保持不变，则能判断已经达到平衡。 【解析】A．反应体系中的NO2为红棕色，当气体颜色不再改变时，说明NO2的浓度不再发生改变，可作为判断依据，A正确； B．有消耗，同时有生成时，说明正反应速率等于逆反应，B正确； C．由于生成物中的NO2和O2始终满足物质的量为4:1的比例，故该体系中的平均相对分子质量本身不是变量，不能作为判断依据，C错误； D．根据元素守恒，Cu元素的质量恒定不变，反应体系中有气体生成，固体的总质量在发生变化，当Cu元素的质量分数不再改变时，说明固体的总质量不再发生改变，反应达到平衡状态，D正确； 答案选C。 【例2】在一定温度下，加入和发生反应，下列叙述不能说明反应达到平衡的标志的是 ①A与的浓度之比保持不变 ②单位时间内生成，同时生成 ③A、B、C的体积分数不再变化 ④恒容容器，混合气体的密度不再变化 ⑤恒容容器，混合气体的总压强不再变化 ⑥恒压容器，混合气体的平均摩尔质量不再变化 ⑦固体D的质量不再变化 ⑧A、B、C、D的分子数之比为 A．②⑤⑧ B．②④⑧ C．①③④⑦ D．②⑤⑥⑧ 【答案】A 【解析】①A为反应物，为生成物，A与的浓度之比保持不变，反应达到平衡，①不符合题意； ②单位时间内生成a mol A，同时生成3a mol B，该叙述中A和B的物质的量的变化均表示逆反应方向，则不能说明该反应达到了平衡状态，②符合题意； ③A、B、C的体积分数不再变化，说明正逆反应速率相等，该反应达到了平衡状态，③不符合题意； ④该反应是气体质量减小的反应，恒容容器内的气体体积不变，则该反应是气体密度减小的反应，混合气体密度不再变化，说明该反应达到了平衡状态，④不符合题意； ⑤该反应是气体总物质的量不变的反应，恒容容器内，反应前后气体的总压强不变，故混合气体的总压强不在变化，不能说明该反应达到了平衡状态，⑤符合题意； ⑥该反应是气体质量减小、气体总物质的量不变的反应，反应前后气体的平均摩尔质量减小，故混合气体的平均摩尔质量不再变化，说明该反应达到了平衡状态，⑥不符合题意； ⑦固体D的质量不再变化，说明该反应达到了平衡状态，⑦不符合题意； ⑧A、B、C、D的分子数之比为，不能说明该反应达到了平衡状态，⑧符合题意； 综上所述，符合题意的有②⑤⑧，故选A。 【变式2-1】一定温度下，将一定量的N2和H2充入固定体积的密闭容器中进行反应：。下列描述能说明该可逆反应达到化学平衡状态的是 A．容器内的压强不变 B．容器内气体的密度不变 C．相同时间内有键断裂，有键形成 D． 【答案】A 【解析】A．合成氨反应前后气体的分子数不等，体积一定时，合成氨反应达平衡前混合气的压强不断发生改变，当容器内的压强不变时，反应达平衡状态，A符合题意； B．在恒容密闭容器内，混合气的质量、体积都不变，则密度始终不变，当容器内气体的密度不变时，反应不一定达平衡状态，B不符合题意； C．相同时间内有键断裂，有键形成，则反应进行的方向相同，不一定达平衡状态，C不符合题意； D．时，可能是反应进行的某一阶段，不一定是平衡状态，D不符合题意； 故选A。 【变式2-2】已知反应aA(g)+bB(g)cC(g)，某温度下，在2L密闭容器中投入一定量的A、B，两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。    （1）从反应开始到12s时，用A的浓度变化表示的反应速率为 。 （2）经测定，前4s内v(C)=0.05mol•L-1•s-1，则该反应的化学方程式为 。 （3）在密闭容器里，通入amolA(g)、bmolB(g)、cmolC(g)，发生上述反应，当改变下列条件时，反应速率会减小的是 (填字母)。 A．降低温度 B．加入催化剂 C．增大容器容积 D．减小容器容积 （4）反应达到平衡时，B的转化率是 。 （5）能说明此反应在恒温恒容的密闭容器中达到平衡状态的是 。 ①单位时间内生成amolA的同时生成bmolB ②单位时间内生成amolA的同时生成cmolC ③用A、B、C表示的反应速率之比为a：b：c ④混合气体的密度不再改变 ⑤气体B的体积分数不变 ⑥混合气体的质量不再改变 【答案】（1）0.05mol•L-1•s-1 （2）3A+B2C （3）AC （4）40% （5）②⑤ 【解析】（1）从反应开始到12s，反应达到平衡，0-12s内，A物质的浓度变化量为0.6mol/L，则用A表示的反应速率为v(A)=。 （2）平衡时B的浓度变化量为0.2mol/L，则A与B的系数之比为3:1；物质的化学计量数之比等于反应速率之比，前4s内v(A)=0.075mol·L-1·s-1，同时根据前4s内A、C的速率之比可知，A与C的系数之比为3:2，则该反应的化学方程式为3A+B2C。 （3）A．降低温度，反应速率减小，A正确； B．加入合适的催化剂，反应速率增大，B错误； C．增大容器容积，反应物和生成物的浓度均减小，反应速率减小，C正确； D．减小容器容积，反应物和生成物的浓度均增大，反应速率增大，D错误； 故答案选AC。 （4）从图中可知，12s时反应达到平衡，此时消耗B的浓度为0.2mol/L，则达到平衡时B的转化率为=40%。 （5）①单位时间内生成a mol A的同时生成b mol B，两者均表示逆反应速率，无论是否达到平衡，该情况始终成立，①错误； ②单位时间内生成a mol A的同时生成c mol C，生成a mol A的同时消耗c mol C，则C的生成速率和消耗速率相同，反应达到平衡，②正确； ③物质的反应速率之比等于化学计量数之比，无论是否达到平衡，A、B、C的反应速率之比始终为a:b:c，③错误； ④该反应在恒容密闭容器中进行，且反应物和产物均为气体，无论是否达到平衡，混合气体的密度始终不变，④错误； ⑤随着反应进行气体B的体积分数不断变化，当气体B的体积分数不变，说明反应达到平衡，⑤正确； ⑥反应在恒容密闭容器中进行，且反应物和产物均为气体，无论是否达到平衡，混合气体的质量不变，⑥错误； 故答案选②⑤。 03 化学反应速率、平衡图像问题 【例1】臭氧是理想的烟气脱硝试剂，可逆反应2NO2(g)＋O3(g)＝N2O5(g)＋O2(g)在体积固定的密闭容器中进行，反应过程中测得O2(g)的浓度随时间1的变化曲线如图所示 下列叙述错误的是 A．a～c段反应速率加快的原因可能是反应放热 B．若向容器内充入一定体积的NO2，化学反应速率加快 C．向反应体系中通入氢气，反应速率降低 D．2～8 min的化学反应速率v(NO2)＝0.4 mol·L－1·min－1 【答案】C 【解析】A项，随着反应的进行，a～c段反应速率反而加快的原因可能是该反应放热，温度升高，反应速率加快，正确；B项，若向容器内充入一定体积的NO2，增大了NO2的浓度，化学反应速率加快，正确；C项，恒容条件下，向反应体系中通入不反应的氢气，反应速率不变，错误；D项，2～8 min内，氧气的浓度变化量为1.6 mol·L－1－0.4 mol·L－1＝1.2 mol·L－1，则v(O2)＝＝0.2 mol·L－1·min－1，根据化学反应速率之比等于化学计量数之比可得，v(NO2)＝2v(O2)＝0.4 mol·L－1·min－1，正桷。 【例2】某研究小组为探究影响化学反应速率的因素，以反应为研究对象设计如下实验：在恒容密闭容器中，改变实验条件，得到反应物的浓度随反应时间的变化情况如图所示，已知初始时的起始浓度为0.下列说法错误的是    A．比较实验①②得出：增大反应物浓度，化学反应速率加快 B．若实验②③只有一个条件不同，则实验③使用了催化剂 C．比较实验②④得出：升高温度，化学反应速率加快 D．内，实验②的平均反应速率 【答案】D 【解析】A．实验①②温度相同，时间相同，反应物浓度不同，浓度越大反应速率快，故增大反应物浓度，化学反应速率加快，A正确； B．实验②③温度相同，时间相同，实验③速率快，则是使用了催化剂，B正确； C．实验②④对比，④温度高，先平衡，则升高温度，化学反应速率加快，C正确； D．0∼10min内，实验②的平均反应速率v(HI)=反应速率之比等于化学计量数之比，则v(H2)=v(HI)=0.01mol⋅L−1⋅min−1 ，D错误； 故答案为：D。 【例3】某温度下，在恒容密闭容器中仅充入一定量A(g)，发生反应。反应达到平衡时，测得c(B)=0.2mol·L-1，A、C的物质的量浓度随时间的变化如图所示，下列说法错误的是    A．m=2，n=3 B．N点时，c(B)=0.14mol/L C．反应达到平衡时，容器内B、C的物质的量之比为1∶3 D．容器内气体的密度不再发生改变说明该反应达到了平衡 【答案】D 【解析】A．反应达到平衡时，测得c(B)=2mol·L-1，故可知 0.7-0.2m=0.3，0.2n=0.6，故m=2，n=3，A正确； B．N点时，A、C两个物质的浓度相同，设A消耗了2x mol/L，则C应该生成3x mol/L，B应该生成x mol，则有0.7-2x=3x，x=0.14mol/L，故c(B)=0.14mol/L，B正确； C．反应达到平衡时，容器内B、C的浓度分别为0.2mol/L、0.6mol/L，由于体积相同，故物质的量之比为1∶3，C正确； D．气体的总质量不变，恒容容器说明体积不变，故密度一直不变，因此当密度不再发生改变不能说明该反应达到了平衡，D错误； 故选D。 【变式3-1】在一定条件下，容器内某一反应中参加反应的气体M和气体N的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，下列表述中正确的是    A．反应的化学方程式为 B．时，正、逆反应速率相等，达到平衡 C．时，N的浓度是M的浓度的2倍 D．时，正反应速率小于逆反应速率 【答案】C 【解析】A．达到平衡时，N的物质的量为2mol，变化6mol，M的物质的量为5mol，变化3mol，反应的方程式，，A错误； B．t2时，M还在增多，N还在减少，没有达到平衡状态，则正逆反应速率不等，B错误； C．t1时，N的物质的量为6mol，M的物质的量为3mol，则N的浓度是M浓度的2倍，C正确， D．t3时，M、N的物质的量不再改变，即反应达到平衡状态，则正逆反应速率相等，D错误； 故答案为：C。 【变式3-2】一定条件下的密闭容器中，发生反应，和的物质的量浓度变化如图，下列说法正确的是    A．0~时间段的平均速率 B．平衡时： C．时间段内，生成HI的物质的量为0.8mol D．时刻时，的正反应速率大于逆反应速率 【答案】D 【解析】A．速率之比等于计量系数之比，，则平均速率，故A错误； B．时刻浓度不再变化，说明达到平衡，题目中未知，所以平衡时不一定有，故B错误； C．时间段内，HI的物质的量浓度增加了0.8 mol/L，体积未知，无法求算HI的物质的量，故C错误； D．时刻时，未达到平衡，根据图中信息得到该反应是正向建立平衡，则的正反应速率大于逆反应速率，故D正确。 综上所述，答案为D。 【变式3-3】请按要求完成下列问题。 （1）某温度下在容积为1L密闭容器中，X、Y、Z三种气态物后的物质的量随时间变化曲线如图。    ①该反应的化学方程式是 。 ②时，正反应速率 逆反应速率(填“>”“<”或“=")。 （2）一定条件下，在5L密闭容器内，反应的物质的量随时间变化如表： 时间/s ①用表示内该反应的平均速率为 ，在第5s时，NO2转化率为 。在第2s时的体积分数为 。 ②为加快反应速率，可以采取的措施是 。 a．升高温度b．恒容时充入He(g) （3）反应，在一定温度下密闭容器内，在该反应已经达到平衡状态的是 。 a．b．容器内压强保持不变c． d．容器内的密度保持不变e．容器内混合气体平均相对分子质量不变 f．g.容器内气体颜色不变 【答案】（1）3X(g)+Y(g)⇌2Z(g) > （2）0.0015 87.5% 60% a （3）beg 【解析】（1）①物质的反应速率之比等于化学计量数之比，从图中可知，相同时间内，X、Y、Z物质的量变化量之比为0.6：0.2：0.4=3：1：2，且X、Y物质的量减少为反应物，Z物质的量增加为生成物，则化学方程式为3X(g)+Y(g)⇌2Z(g)。 ②4min时X、Y物质的量减少，Z物质的量增大，说明此时反应正向进行，正反应速率>逆反应速率。 （2）①0-2s内，NO2物质的量变化量为0.03mol，则v(NO2)=0.03mol/(5L⋅2s)=0.003mol⋅L−1⋅s−1，物质的反应速率之比等于化学计量数之比，则v(N2O4)=0.0015mol⋅L−1⋅s−1。在第5s时，参与反应的NO2为0.035mol，则NO2的转化率为0.035÷0.04=87.5%。第2s时反应掉的NO2为0.03mol，则生成N2O40.015mol，此时剩余NO20.01mol，则N2O4的体积分数为0.015÷0.025=60%。 ②a．升高温度，反应速率增大，a正确；b．恒容时充入He(g)，反应物和生成物的浓度不变，反应速率不变，b错误；故答案选a。 （3）a．2v逆(NO)=v正(O2)=v正(NO)，NO正逆反应速率不相等，反应未达到平衡，a错误； b．该反应不是等体积反应且在恒容密闭容器中进行，随着反应进行容器压强不断变化，压强不变说明反应达到平衡，b正确； c．v(NO2)=2v(O2)该等式未说明是正反应还是逆反应，无法得知反应是否达到平衡，c错误； d．反应在恒容密闭容器中进行，且反应物和生成物均为气体，容器内的密度始终不变，d错误； e．该反应不是等体积反应，随着反应进行，混合气体的平均相对分子质量不断变化，混合气体平均分子质量不变，说明反应达到平衡，e正确； f．与反应的初始投料比及反应进行程度有关，无法说明反应达到平衡，f错误； g．NO和O2为无色气体，NO2为红棕色气体，随着反应进行NO2浓度不断变化，气体颜色不断变化，气体颜色不变说明反应达到平衡，g正确； 故答案选beg。 04 化学反应速率和平衡的计算 【例1】在一定条件下，将3molA和一定量的B投入容积为2L的恒容密闭容器中，发生如下反应：3A(g)+B(g)⇌xC(s)+2D(g)。2min末测得容器中B、C、D的物质的量均为0.8mol。下列叙述错误的是 A．x=2 B．0～2min，C的平均反应速率为0.2mol/(L·min) C．反应开始加入B的物质的量为1.2mol D．2min时，A的物质的量浓度为0.9mol/L 【答案】B 【分析】由题意可得。 【解析】A．，x=2，故A正确。 B．C是固体，一般不用固体表示速率，故B错误。 C．b = 0.8mol + 0.4mol = 1.2mol，故C正确。 D．c(A) = = 0.9 mol/L，故D正确。 故选B。 【例2】一定温度下，在容积为2L的密闭容器里加入A与B，其中，发生如下反应：，经2s反应达平衡，在此2s内C的平均反应速率为，同时生成1.6molD．下列叙述中错误的是 A． B．反应达到平衡状态时A与B的转化率相等 C．反应过程中一直不变 D．反应的总压强不变，表示该可逆反应达到化学平衡状态 【答案】D 【解析】A．经2s反应达平衡，在此2s内C的平均反应速率为，同时生成1.6molD ，则C的改变量为，根据改变量之比等于计量系数之比，则，故A正确； B．由于加入量之比等于计量系数之比，因此反应达到平衡状态时A与B的转化率相等，故B正确； C．由于加入量之比等于计量系数之比，改变量与计量系数之比相等，因此反应过程中一直不变，故C正确； D．该反应是等体积反应，正向反应，压强始终不变，因此当反应的总压强不变，不能表示该可逆反应达到化学平衡状态，故D错误。 综上所述，答案为D。 【例3】一定条件下，A气体与B气体反应生成C气体。反应过程中，反应物与生成物的浓度随时间变化的曲线如图所示。回答以下问题：    （1）0～10s内，A气体的反应速率 ，B气体的反应速率 。 （2）该反应的化学方程式 。 （3）反应后和反应前的压强之比 。 （4）20s时，C气体的体积分数为 ，此时v(A)正 v(C)逆(填“＞”“＜”或“=”) （5）关于该反应的说法正确的是 。(不定项选择) a.到达10s时刻时该反应已停止 b.20s时刻时B气体的正反应速率等于逆反应速率 c.10s时刻时之前C气体的消耗速率小于它的生成速率 【答案】（1）0.06mol·L-1·s-1 0.03mol·L-1·s-1 （2）2A+B2C （3） （4） ＝ （5）bc 【解析】（1）0～10 s内消耗A的浓度=（1.0-0.4）mol/L=0.6mol/L，A气体的反应速率=0.6mol/L÷10s＝0.06mol·L-1·s-1；0～10 s内消耗B的浓度=（0.8-0.5）mol/L=0.3mol/L，B气体的反应速率=0.3mol/L÷10s＝0.03mol·L-1·s-1； （2）根据图知，随着反应的进行，A、B的浓度降低、C的浓度升高，则A和B是反应物、C是生成物，△c（A）=（1.0-0.4）mol/L=0.6mol/L，△c（B）=（0.8-0.5）mol/L=0.3mol/L，△c（C）=0.6mol/L，同一可逆反应中，同一时间段内各物质浓度变化量之比等于其计量数之比，所以A、B、C的计量数之比=0.6mol/L：0.3mol/L：0.6mol/L=2：1：2，所以该反应方程式为2A+B2C； （3）恒温、恒容条件下，物质的量之比等于其压强之比，还等于其物质的量浓度之和之比，反应前气体浓度之和为（0.8+1.0）mol/L=1.8mol/L，反应后混合气体浓度之和=（0.4+0.5+0.6）mol/L=1.5mol/L，所以反应后与反应前的压强之比=1.5mol/L：1.8mol/L=5：6； （4）体积分数之比等于物质的量浓度之比=；同一物质的平衡状态正逆反应速率相等，但不同物质的反应速率之比等于其计量数之比，所以v(A)正＝v(C)逆； （5）a.到达10s时刻正逆反应速率相等，但该反应为动态平衡状态，不停止，故错误； b.20s时刻反应达到平衡状态，此时B气体的正反应速率等于逆反应速率，故正确； c.在10s时刻达到平衡状态，C是生成物，则10s时刻时之前C气体的消耗速率小于它的生成速率，故正确； 故选bc。 【变式4-1】CO和H2在一定条件下可以合成乙醇(CH3CH2OH)：2CO(g) +4H2 (g)CH3CH2OH(g)+H2O(g)。在2 L密闭容器中充入反应物，其中n(CO)随时间的变化如下表所示： 时间/s 0 1 2 3 4 5 n(CO)/mol 3 2 1.5 1.25 1.125 1.125 下列说法中正确的是 A．4s时，该反应恰好达到平衡状态 B．前2 s，CO的平均反应速率为0.375 mol·L-1·s-1 C．当v(CO)= 2v(CH3CH2OH)，反应达到平衡状态 D．达到平衡时，CO的转化率为37.5% 【答案】B 【解析】A．根据表格数据，可能在3~4s间某一时刻CO的物质的量不再改变，所以可能是3~4s间某一时刻恰好达到平衡状态，故A错误； B．前2 s，CO的物质的量减少(3-1.5)mol，CO的平均反应速率为  mol·L-1·s-1，故B正确； C．任意时刻，反应速率比都等于系数比，当v(CO)= 2v(CH3CH2OH)，反应不一定达到平衡状态，故C错误； D．达到平衡时，CO的转化率为，故D错误； 选B。 【变式4-2】以制备甲醇是实现“双碳”目标的重要途径。在体积为的密闭容器中，充入和，180℃下反应得甲醇(沸点64．7℃)和物质X，测得各物质物质的量随时间的部分变化图如图：    （1）和化学反应方程式为 。 （2）内，氢气的平均反应速率为 。 （3）时，正反应速率 逆反应速率(填“>”“<”或“=”)。 （4）能说明上述反应达到平衡状态的是___________(填字母)。 A．的生成速率是生成速率的3倍 B．混合气体的密度不随时间的变化而变化 C．反应中与的物质的量浓度之比为 D．混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化 （5）上述体系达到平衡时，混合气体中甲醇的体积分数为 。(保留三位有效数字) （6）其他条件不变，将该恒容容器改为体积可变的恒压容器，初始体积为。某时刻，测得的转化率为60％，此时容器体积为，则等于 。 【答案】（1） （2） （3）= （4）AD （5）7.69％ （6） 【解析】（1）根据图示之比等于计量系数之比以及元素守恒可知和化学反应方程式为； （2）内，氢气的平均反应速率为； （3）由图可知，6min时反应达到平衡状态，正反应速率=逆反应速率； （4）A．H2的生成速率是H2O生成速率的3倍，即v逆 (H2) =3v正 (H2O)，正逆反应速率之比符合反应计量数之比，反应达到平衡状态，故A正确； B．反应体系中各物质均为气体，则混合气体的密度始终不变，即混合气体的密度不随时间的变化而变化的状态不一定是平衡状态，故B错误； C．反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1:1的状态不一定是平衡状态，与反应物的起始量和转化率有关，故C错误； D．正反应是气体分子数减小的反应，混合气体的质量不变，则混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化的状态是平衡状态，故D正确 （5）达到平衡时n (CH3OH) =0.1mol，反应物总量为1.5mol，反应为，则混合气体的变化量，则混合气体的总量为，甲醇的体积分数为； （6）起始时反应物总量为1.5mol，某时刻，测得H2的转化率为60%，即，反应为，则混合气体的变化量，则混合气体的总量为1.5mol-0.2mol=1.3mol，恒温恒压条件下气体的体积之比等于其物质的量之比，所以=1.5mol:1.3mol=15:13。 05 化学反应条件的控制 【例1】在工业生产或实验中，下列做法与调控化学反应速率无关的是 A．煅烧矿石时，向炉膛中鼓入空气增强火势 B．将Fe与稀反应中的稀换成稀 C．食品抽真空包装 D．实验室制氢气时，用锌粉代替锌块 【答案】B 【解析】A．煅烧矿石时，向炉膛中鼓入空气，氧气浓度增大，反应速率加快，火势增强，故不选A； B．将稀换成稀，铁与稀硝酸不能放出氢气，与反应速率无关，故选B； C．食品抽真空包装，降低氧气浓度，减慢食物氧化速率，故不选C； D．实验室制氢气时，用锌粉代替锌块，增大接触面积，反应速率加快，故不选D； 选B。 【例2】合成氨是一个放热反应，通过调控反应条件可使反应结果更好地符合人们的预期。下列说法正确的是 A．生产中，反应温度越高越好 B．根据如图原理改变条件，反应速率增大 C．反应达到平衡时，正、逆反应速率均为零 D．若NH3的百分含量保持不变，说明反应达到平衡状态 D 解析：A项，合成氨是一个放热反应，温度升高平衡逆向进行，不利于生成氨气，且温度过高对生产设备要求也高，同时耗能，不利于控制成本，因此不是反应温度越高越好，错误；B项，如图为增大容器体积，反应物浓度减小，则反应速率减慢，错误；C项，化学平衡是动态平衡，反应未停止，则反应达到平衡时，正、逆反应速率不为零，错误；D项，若NH3的百分含量保持不变，即NH3的浓度不再变化，说明反应达到平衡状态，正确。 【变式5-1】硫酸是一种重要的化工产品，目前的重要生产方法是“接触法”，反应原理为：2SO2+O22SO3，已知该反应为放热反应。则下列说法正确的是 A．只要选择适宜的条件，SO2和O2就能全部转化为SO3 B．达到平衡后，反应就停止了，故此时正、逆反应速率相等且均为零 C．由反应可知，2mol SO2的能量大于2mol SO3的能量 D．工业在利用上述反应生产三氧化硫时，要同时考虑反应所能达到的限度和化学反应速率两方面的问题 【答案】D 【解析】A．因为为可逆反应，所以尽管选择适宜的条件，SO2和O2也不能全部转化为SO3，故A错误； B．达到平衡后，反应没有停止了，只是正、逆反应速率相等但并不为零，故B错误； C．因为为放热反应，由反应可知，2mol SO2和1mol O2的总能量大于2mol SO3的总能量，故C错误； D．工业在利用上述反应生产三氧化硫时，为了提高产率和效率，要同时考虑反应所能达到的限度和化学反应速率两方面的问题，故D正确； 故答案：D。 【变式5-2】回答下列问题： （1）用20% H2SO4浸取软锰矿(主要成分为MnO2、SiO2等)制备高纯MnO2，酸浸时，通常加入FeSO4作催化剂加快反应速率。为提高酸浸速率，还可以采取的措施有________________(写一种)。 （2）工业上用稀硫酸浸取碳酸锰矿(主要成分为MnCO3，另含FeO、Fe2O3、CaO等杂质)生产锰酸锂(LiMn2O4)，为了提高碳酸锰矿浸出的速率，在“酸浸”时可采取的措施有：①适当升高温度；②搅拌；③_____________________________________________等。 （3）用NaOH熔盐高钛渣(主要成分为Ti3O5，含少量SiO2、FeO、Fe2O3)制备白色颜料TiO2，为加快反应速率，在维持反应物颗粒大小、反应温度一定的条件下，可采取的措施是________________。 【答案】（1）提高酸浸温度(或将矿石粉碎) （2）增大硫酸的浓度(或将碳酸锰矿研成粉末等) （3）搅拌 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$