6.1.3 化学反应速率和限度的计算与图像 （课件）-【步步高】2023-2024学年高一化学必修第二册学习笔记（苏教版2019）

第3课时　化学反应速率和限度 的计算与图像 专题6　第一单元 1 核心素养 发展目标 1.学会列“三段式”进行某物质“转化量”“平衡量”“化学反应速率”的计算。 2.学会分析及应用化学平衡图像。 一、化学反应速率及平衡的计算 二、化学反应速率和限度的图像分析 课时对点练 内容索引 化学反应速率及平衡的计算 一 1.列出一个模型——“三段式”思维模型 一般需要写出化学方程式，列出起始量、变化量及平衡量，再根据题设信息列方程求解。如mA(g)＋nB(g)　　pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量分别为a mol、b mol，达到平衡后消耗A的物质的量为mx mol。 mA(g)＋nB(g)　　pC(g)＋qD(g) 起始量/mol a b 0 0 变化量/mol mx nx px qx 平衡量/mol a－mx b－nx px qx 注意　①a、b也可指浓度或气体的体积、压强等。②明确量的关系：各变化量之比＝各物质的化学计量数之比。 2.掌握四个公式——“三段式”应用 (4)根据阿伏加德罗定律，气体的体积分数等于其物质的量分数。 3.化学反应速率计算 (1)根据定义求化学反应速率v＝ 。 (2)根据关系式计算反应速率 对于同一个化学反应，用不同物质表示的化学反应速率之比等于相应物质在化学方程式中的化学计量数之比。例如：对于反应aA(g)＋bB(g)　　cC(g)＋dD(g)，有v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d。 1.在一定密闭容器中加入A、B、C三种气体，保持温度一定，在t1～t4时刻测得各物质的浓度如下表。据此判断下列结论不正确的是 应用体验 测定时刻/s t1 t2 t3 t4 c(A)/(mol·L－1) 6 3 2 2 c(B)/(mol·L－1) 5 3.5 3 3 c(C)/(mol·L－1) 1 2.5 3 3 A.在t4时刻，该反应处于化学平衡状态 B.t3时，A的转化率比B的转化率高 C.t1至t2时刻，该反应的速率为3 mol·L－1·s－1 D.该反应的化学方程式是2A(g)＋B(g)　　C(g) √ 应用体验 A对，由表中数据可知，t3～t4，该反应中各组分的浓度保持不变，说明t4时刻该反应处于化学平衡状态； C错，化学反应速率必须指明以哪种反应物或生成物来表示； D对，达到平衡时A、B、C的物质的量浓度改变的量之比为4∶2∶2＝2∶1∶1，根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，且A、B为反应物，C为生成物，可知该反应的化学方程式是2A(g)＋B(g)　　C(g)。 2.373 K时把0.24 mol无色的N2O4气体通入体积为500 mL的密闭容器中，发生反应：N2O4　　2NO2，容器中立即出现红棕色。反应进行到2 s时，测得生成的NO2的物质的量为0.04 mol；反应进行到60 s时，容器内N2O4与NO2的物质的量相等。请计算： (1)开始2 s内以N2O4表示的化学反应速率为________________。 应用体验 0.02 mol·L－1·s－1 (2)反应进行到60 s时体系的压强与开始时体系的压强之比为_______。 应用体验 4∶3 设反应的N2O4的物质的量为x mol，运用“三段式”法进行计算： 　　　　　　N2O4　　　　2NO2 起始/mol 　　0.24 　　　　0 反应/mol 　　x 　　　　　2x 60 s时/mol 　0.24－x 　　 2x 60 s时容器内N2O4与NO2的物质的量相等，因此0.24－x＝2x，解得x＝0.08,60 s时体系的压强与开始时体系的压强之比等于60 s时气体的物质的量与开始时气体的物质的量之比为 (3)60 s时N2O4的转化率为_______(结果保留3位有效数字)。 应用体验 33.3% 3.恒温恒容下，将2 mol A气体和4 mol B气体通入体积为2 L的密闭容器中发生反应：2A(g)＋B(g)　　xC(g)＋2D(s)，2 min达到平衡，测得平衡时A的物质的量为1.2 mol，C的浓度为0.8 mol·L－1。 (1)从开始反应至达到平衡状态，生成C的平均反应速率为__________________。 应用体验 0.4 mol·L－1·min－1 根据2 min达到平衡时C的浓度为0.8 mol·L－1， (2)x＝_____。 应用体验 根据三段式：2A(g)＋B(g)　　xC(g)＋2D(s) 起始/mol　　　 2　　　 4　　　0 转化/mol　　　 0.8　　 0.4　　2×0.8 平衡/mol　　　 1.2　　 3.6　　2×0.8 即Δn(A)∶Δn(C)＝0.8 mol∶1.6 mol＝2∶x， 解得x＝4。 4 (3)A的转化率与B的转化率之比为______。 应用体验 4∶1 (4)下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志的是______(填字母)。 A.压强不再变化 B.气体密度不再变化 C.气体的平均相对分子质量不再变化 D.A的消耗速率与B的消耗速率之比为2∶1 应用体验 ABC 反应前后气体分子数不同，当压强不再变化时，达到平衡状态，A正确； 反应有固体生成，当气体密度不变时达到平衡状态，B正确； 反应前后气体体积不同，当气体的平均相对分子质量不再变化时，达到平衡状态，C正确； A和B的消耗速率均表示正反应速率，不能由此判断反应达到平衡状态，D错误。 返回 化学反应速率和限度的图像分析 二 1.简单的速率图像及应用 2.化学反应速率和反应限度的图像综合分析 图像分析关注以下几点： (1)坐标 各坐标轴代表的意义：浓度、物质的量、气体体积、速率、时间等。 (2)曲线趋势 随着横坐标数据的增大，纵坐标如何变化，为什么会出现这样的变化，分清正、逆反应，理解曲线斜率大小的意义。 (3)关键节点 常见于有关数据的点、交点等，如坐标轴的交点、曲线的交叉点、极值点、转折点、标有数据的点等。 1.如图是足量铝片(表面有氧化膜)和一定量稀硫酸反应，产生氢气的速率与反应时间的图像，下列有关描述错误的是 A.O→a段v(H2)为零，说明反应未进行 B.b→c段产生氢气的速率加快，可能是该反应放热 C.a→b段产生氢气的速率加快，可能是铝片表面的 Al2O3薄膜逐渐溶解，加快了反应速率 D.c点之后，产生氢气的速率下降，可能是c(H＋)下降导致反应速率下降 √ 应用体验 表面有氧化膜的铝片和稀H2SO4反应，Al2O3和H2SO4首先反应生成Al2(SO4)3和H2O，无氢气生成，故O→a段并不是反应未进行，故A项错误； 随着反应进行，Al和H2SO4接触面积增大，而且 Al和H2SO4反应放热，故生成氢气的速率逐渐加快，故B、C项正确； c点之后，H＋浓度的减小成了影响产生氢气速率的主要因素，故随着H＋浓度减小反应速率逐渐减慢，故D项正确。 2.在一密闭容器中加入A和B，各物质的物质的量浓度随反应的变化如图所示。下列说法不正确的是 A.该反应的化学方程式为5A＋4B　　4C B.2 min前，正反应速率逐渐减小，逆反应速 率逐渐增大 C.用B的浓度变化表示2 min内的速率为2 mol· L－1·min－1 D.2 min时，该反应达到平衡，此时A、B、C的浓度之比为5∶4∶4 √ 应用体验 A对，由图可知，当(6－1) mol·L－1 A反应时，有(7－3) mol·L－1 B反应，生成4 mol·L－1 C，故该反应的化学方程式为5A＋4B　　4C； B对，2 min前，反应物A和B减少，生成物C增多，所以正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大； D错，2 min时该反应达到平衡，此时A、B、C的浓度之比为1∶3∶4。 3.(2022·合肥高一月考)如图所示是425 ℃ 时，在1 L密闭容器中发生化学反应各物质的浓度随时间的变化示意图。 下列叙述错误的是 A.图①中t0时，三种物质的物质的 　量相同 B.图①中t0时，反应达到平衡状态 C.图②中的可逆反应为2HI(g)　　H2(g)＋I2(g) D.图①②中当c(HI)＝3.16 mol·L－1时，反应达到平衡状态 √ 应用体验 图①中t0时，三种物质的物质的量 浓度相等，由于体系恒容，所以三 者的物质的量也相等，故A正确； 图①中t0时，三种物质的物质的量 浓度相等，但t0后各物质的物质的 量浓度仍在变化，反应没有达到平衡状态，故B错误； 由图②可知，该图表示的反应为2HI(g)　　H2(g)＋I2(g)，故C正确； 图①②中当c(HI)＝3.16 mol·L－1时，各物质的物质的量浓度开始保持不变，说明反应均达到平衡状态，故D正确。 返回 课时对点练 题组一　化学反应速率的相关计算 1.(2022·南昌高一期中)在一定条件下，将3 mol A和1 mol B两种气体混合于固定容积为2 L的密闭容器中，发生反应：3A(g)＋B(g)　　xC(g)＋2D(g)。2 min末，测得生成0.8 mol C、0.4 mol D。下列判断正确的是 A.x＝2 B.2 min末，A的浓度为1.2 mol·L－1 C.2 min内A的反应速率为0.3 mol·L－1·min－1 D.2 min内B的浓度的改变量为0.4 mol·L－1 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 16 物质的量变化量之比等于化学计量数之比，故0.8 mol∶0.4 mol＝x∶2，解得x＝4，A项错误； 列三段式： 　　　　　　3A(g)＋B(g)　　4C(g)＋2D(g) 起始量/mol 3　　　1　　　 0　　　0 变化量/mol 0.6　　0.2　　 0.8　　 0.4 2 min末/mol　2.4　　0.8　　 0.8　　 0.4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 16 2.反应A(g)＋3B(g)===2C(g)＋2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为①v(A)＝0.45 mol·L－1·min－1　②v(B)＝0.6 mol·L－1·s－1　③v(C)＝0.4 mol· L－1·s－1　④v(D)＝0.45 mol·L－1·s－1，下列有关反应速率的比较中正确的是 A.④＜③＝②＜① B.④>③>②>① C.④>③＝②>① D.①>②>③>④ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 √ 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 16 3.(2023·西北工业大学附属中学期中)某温度下，将4 mol A气体和2 mol B气体充入到1 L的密闭容器中，在一定条件下发生反应：2A(g)＋B(g) 2C(g)。经2 min后达到平衡时，测得C的物质的量为1.2 mol。下列说法中正确的是 A.平衡时，B的转化率为70% B.2 min内用C表示的反应速率为1.2 mol·L－1·min－1 C.反应前后的压强之比为10∶9 D.其他条件不变时，充入少量He(不参与反应)，体系压强增大，则反应 速率增大 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 √ 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 由三段式分析可知： 　　　　　2A(g)＋B(g)　　2C(g) 起始量/mol　4　　　2　　　0 转化量/mol　1.2　　0.6　　1.2 平衡量/mol　2.8　　1.4　　1.2 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 根据恒温恒容下，气体的压强之比等于物质的量之比，结合三段式分析可知反应前后的压强之比为(4＋2) mol∶(2.8＋1.4＋1.2) mol＝10∶9，C正确； 其他条件不变时，充入少量He(不参与反应)，体系压强增大，但反应物和生成物浓度均不变，故反应速率不变，D错误。 16 题组二　化学反应速率图像分析 4.CaCO3与稀盐酸反应(反应放热)生成CO2的物质的量与反应时间的关系如图所示。下列结论不正确的是 A.反应开始4 min内温度对反应速率的影响比浓度大 B.一段时间后，反应速率减小的原因是c(H＋)减小 C.反应在2～4 min内平均反应速率最大 D.反应在2～4 min内生成CO2的平均反应速率为v(CO2) 　＝0.1 mol·L－1·min－1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 √ 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 随着反应的进行氢离子浓度降低，氢离子浓度变化使反应速率减小。由图像可知，开始生成的二氧化碳的反应速率是增大的，说明反应放热，即反应开始4 min内温度对反应速率的影响比浓度大，A项正确； 由图可知反应速率先增大后减少，反应速率减小的原因是c(H＋)减小，B项正确； 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 由图可知2～4 min内，生成的CO2物质的量最大，所以反应在2～4 min内平均反应速率最大，C项正确； 没有给出反应容器的体积，只有物质的量的变化，无法计算反应速率，D项错误。 16 5.等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测得在不同时间(t)内产生气体体积(V)的数据如图所示，根据图示分析实验条件，下列说法中一定不正确的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 组别 对应曲线 c(HCl)/ (mol·L－1) 反应温度/℃ 铁的状态 1 a   30 粉末状 2 b   30 粉末状 3 c 2.5   块状 4 d 2.5 30 块状 16 A.第4组实验的反应速率最慢 B.第1组实验中盐酸的浓度大于2.5 mol·L－1 C.第2组实验中盐酸的浓度等于2.5 mol·L－1 D.第3组实验的反应温度低于30 ℃ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 √ 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 由图像可知，1、2、3、4组实验产生的氢气一样多，只是反应速率有快慢之分。第4组实验，反应所用时间最长，故反应速率最慢，A正确； 第1组实验，反应所用时间最短，故反应速率最快， 根据控制变量法知盐酸浓度应大于2.5 mol·L－1，B正确； 第2组实验，铁是粉末状，与3、4组块状铁相区别，根据控制变量法知盐酸的浓度应等于2.5 mol·L－1，C正确； 由3、4组实验并结合图像知第3组实验中反应温度应高于30 ℃，D错误。 16 6.(2023·南宁期中)CO2可转化成有机物实现碳循环。在体积为1 L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，一定条件下发生反应：CO2(g)＋3H2(g)　　CH3OH(g)＋H2O(g)，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。下列说法不正确的是 A.从3 min到9 min，v(H2)为0.125 mol·L－1·min－1 B.若混合气体密度不变时，该反应达到平衡状态 C.平衡时向容器中充入Ne，反应速率不变 D.9 min时，反应处于平衡状态 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 反应前后均为气体，且容器体积不变，则混合气体密度一直保持不变，不能作为判断反应达到平衡状态的依据，B错误； 平衡时向容器中充入Ne，各物质浓度不变，反应速率不变，C正确； 9 min时，CO2、CH3OH的浓度均不再改变，反应处于平衡状态，D正确。 16 题组三　化学反应速率及平衡的综合计算 7.(2022·大连高一检测)一定条件下，体积为10 L的密闭容器中，1 mol X和1 mol Y进行反应：2X(g)＋Y(g)　　Z(g)正反应放热，经60 s达到平衡，生成0.3 mol Z。下列说法正确的是 A.在60 s内，用X浓度变化表示的反应速率为0.01 mol·L－1·s－1 B.任何条件下反应经过60 s时一定能达到化学平衡 C.反应放出的热量可用于提高反应速率 D.反应达到平衡时，n(X)∶n(Y)＝1∶1 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 反应速率与外界条件有关，如升高温度、加入催化剂等，可增大反应速率，达到平衡所用时间减少，故B错误； 反应放出的热量可使体系温度升高，升高温度可增大反应速率，故C正确； 达到平衡时n(Y)＝(1－0.3) mol＝0.7 mol，n(X)＝(1－0.6) mol＝0.4 mol，可知平衡时X、Y的物质的量不相等，故D错误。 16 8.将4 mol A气体和2 mol B气体置于1 L的密闭容器中，混合后发生反应：2A(g)＋B(g)　　2C(g)，若经2 s后测得C的浓度为1.2 mol·L－1，下列说法正确的是 A.用物质A表示2 s末的反应速率为0.6 mol·L－1·s－1 B.反应后的压强是开始时的1.2倍 C.2 s末物质A的转化率为70% D.此时C的产率为30% √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 根据三段式分析： 　　　　　　　2A(g)＋B(g)　　2C(g) 起始/(mol·L－1)　4　　　2　　　0 变化/(mol·L－1)　1.2　　0.6　　1.2 2 s末/(mol·L－1)　2.8　　1.4　　1.2 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 恒温恒容时，气体的压强之比等于气体的物质的量之比，反应后气体的总物质的量等于2.8 mol＋1.4 mol＋1.2 mol＝5.4 mol，反应前气体的总物质的量为4 mol＋2 mol＝6 mol，反应后的压强是开始时的0.9倍，故B错误； 假设4 mol A气体和2 mol B气体完全反应生成C的物质的量应为4 mol，2 s末物质C的物质的量为1.2 mol，则C的产率为30%，故D正确。 16 题组四　化学反应速率和化学平衡图像综合分析 9.一定条件下，将3 mol A气体和1 mol B气体混合于固定容积为2 L的密闭容器中，发生反应：3A(g)＋B(g)　　C(g)＋2D(s)。2 min末该反应达到平衡，生成D的物质的量随时间的变化情况如图所示。下列判断正确的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 16 A.若混合气体的密度不再改变时，该反应不一定 　达到平衡状态 B.2 min后，加压会使正反应速率加快，逆反应速 　率变慢 C.反应过程中A和B的转化率之比为3∶1 D.开始到平衡，用A表示的化学反应速率为0.3 mol·L－1·min－1 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 生成物D为固体，随反应进行，气体质量减小，容器容积不变，故气体的密度减小，气体的密度不变说明反应达到平衡，故A错误； 增大压强，A、B、C的浓度都增大，故正、逆反应速率都增大，故B错误； A、B按物质的量之比为3∶1反应，且二者起始物质的量分别为3 mol、1 mol，故二者转化率相等，故C错误； 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 16 10.一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列描述正确的是 A.t min时该反应达到化学平衡状态 B.反应开始到10 min，用X表示的反 　应速率为0.079 mol·L－1·min－1 C.反应开始到10 min时，Y的转化率 　为79% D.反应的化学方程式为X(g)＋2Y(g)　　3Z(g) √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 对点训练 10 min时该反应达到化学平衡状态， A错误； 反应进行到10 min时，X、Y均减少 了0.79 mol，Z增加了1.58 mol，用X 表示的反应速率为 ＝0.039 5 mol·L－1·min－1，反应的化学 方程式为X(g)＋Y(g)　　2Z(g)，B、D错误； 16 11.为了研究碳酸钙与盐酸反应的反应速率，某同学通过实验测定碳酸钙固体与足量稀盐酸反应生成CO2的体积随时间的变化情况，绘制出如图所示的曲线甲。下列有关说法不正确的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 A.在O～t1、t1～t2、t2～t3中，t1～t2生成的CO2气体 最多 B.因反应放热，导致O～t1 内的反应速率逐渐增大 C.若用单位时间内CO2的体积变化来表示该反应的 反应速率，则t2～t3时间内的反应速率为 D.将碳酸钙固体研成粉末，则曲线甲将变成曲线乙 √ 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 由图可知，t1～t2 生成的CO2气体最多，故A正确； O～t1，随着反应的进行，反应物的浓度是减小的，反应速率增大说明该反应一定放热，温度升高，反应速率加快，故B正确； 由图知，若用单位时间内CO2的体积变化来表示该反应的反应速率， 则t2～t3时间内的反应速率为 mL·s－1，故C正确； 将碳酸钙固体研成粉末，反应物的接触面积增大，反应速率加快，而曲线乙表示生成CO2的速率比曲线甲慢，故D错误。 16 12.一定温度下，已知反应N2O4(g)　　2NO2(g)。现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 A.①③ 　　　　B.②③ 　　　　C.①④ 　　　　D.②④ √ 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 ①恒压条件下，反应正向气体体积增大，气体的总质量不变，故密度减小，是变量，其不变时反应达到平衡状态； ②恒压条件下，压强是恒量，不能作为判断平衡状态的标志； 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 ③题给反应充入1 mol N2O4，正反应速率逐渐减小直到不变，不符合题意； ④随反应的进行，N2O4的转化率是变量，其不变证明达到平衡状态。 16 13.(2022·辽宁实验中学期末)燃煤烟气的脱硫技术是环境科学研究的热点，利用反应2CO(g)＋SO2(g)　　2CO2(g)＋S(l)可实现从燃煤烟气中回收硫。向两个体积相同的恒容密闭容器中通入2 mol CO(g)和1 mol SO2(g)发生上述反应，体系的总压强随时间的变化如图所示。下列说法错误的是 A.实验a平衡时CO的物质的量为1.5 mol B.实验b中，40 min内CO的平均反应速率为 　2.0 kPa·min－1 C.与实验a相比，实验b改变的条件是加入催化剂 D.实验b中SO2的转化率是75% 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 √ 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 假设达到平衡时，CO转化了x mol，则有如 下三段式： 　　　　2CO(g)＋SO2(g)　　2CO2(g)＋S(l) 开始/mol　2　　　1　　　　0 转化/mol　x　　　0.5x　　　x 平衡/mol　2－x　 1－0.5x　 x， 在恒温恒容的条件下，体系的压强之比等于气体的物质的量之比， 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 所以实验a平衡时CO的物质的量为2 mol－1.5 mol＝0.5 mol，A项错误； 根据反应2CO(g)＋SO2(g)　　2CO2(g)＋S(l)，可 知体系中气体物质的量的减小量等于二氧化硫的物质的量， 又根据恒温恒容下气体压强之比等于物质的量之比，故40 min内二氧化硫的压强减小量为40 kPa，则CO的压强减小量为80 kPa， 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 与实验a相比，实验b的速率加快，平衡状态相同，故实验b改变的条件是加入催化剂，C项正确； 实验b的平衡状态与实验a相同，所以根据A项的分析，可知达到平衡时二氧化硫转化了0.75 mol，故二氧化硫的转化率为 　　　×100%＝75%，D项正确。 16 14.在一定条件下发生反应：3A(g)＋2B(g)　　mC(g)＋2D(g)。在2 L的密闭容器中把4 mol A和2 mol B混合，2 min后反应达到平衡时生成1.6 mol C，又测得D的反应速率v(D)＝0.2 mol·L－1·min－1。则下列说法不正确的是 A.m＝4 B.平衡时气体压强是原来的 C.A的平衡浓度是1.4 mol·L－1 D.B的转化率是40% 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 √ 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 列三段式： 3A(g)＋2B(g)　　4C(g)＋2D(g) 起始量/mol　　4　　　2　　　　0　　0 转化量/mol　　1.2　　0.8　　　1.6　　0.8 平衡量/mol　　2.8　　1.2　　　1.6　　0.8 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 16 15.(2022·沈阳高一期中)在2 L密闭容器内，等物质的量的A和B在600 ℃时发生反应：2A(g)＋B(g)　　2C(g)。体系中，n(A)随时间的变化如表： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 时间/s 0 1 2 3 4 5 n(A)/mol 0.20 0.10 0.08 0.07 0.07 0.07 (1)如图中表示C的浓度变化的曲线是______(填字母)，用B表示从0～2 s内该反应的平均速率v＝________________，达到平衡时，B的转化率α(B)＝________。 c 0.015 mol·L－1·s－1 32.5% 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 初始时，C的物质的量浓度为0，由表中数据可知，反应消耗A的物质的量为0.20 mol－0.07 mol＝0.13 mol，根据化学方程式2A(g)＋B(g)　　 2C(g)可知，生成C的物质的量为0.13 mol， 所以表示C的浓度变化的曲线是c； 0～2 s内，物质A反应消耗的物质的量为0.20 mol－0.08 mol＝0.12 mol， 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 根据化学方程式2A(g)＋B(g)　　2C(g)可知，消耗B的物质的量为0.06 mol， 平衡时，反应消耗A的物质的量为0.13 mol， 16 (2)下列状态能说明该反应已达到平衡状态的是______(填字母，下同)。 a.v逆(C)＝2v正(B) b.容器内各物质的浓度保持不变时 c.c(A)＝c(C) d.容器内气体的密度不再变化时 e.气体的平均相对分子质量不再变化时 f.A与B的浓度之比不再变化时 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 abef 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 容器内各物质的浓度保持不变时，说明各物质的生成速率等于消耗速率，反应达到化学平衡，b正确； c(A)＝c(C)，只能说明某一时刻A、C浓度关系，不能证明反应达到化学平衡，c错误； 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 反应2A(g)＋B(g)　　2C(g)在2 L的容器中进行，反应前后总质量不变，密度不变，因此容器内气体的密度不再变化，不能说明反应达到化学平衡，d错误； 反应2A(g)＋B(g)　　2C(g)，反应前后气体分子数减小，由于反应前后总质量不变，当气体的平均相对分子质量不再变化时，即摩尔质量不再变化，说明反应达到化学平衡，e正确； 等物质的量的A和B在600 ℃时发生反应，A、B的化学计量数之比为2∶1，随着反应的进行，A、B的浓度之比逐渐变化，当A与B的浓度之比不再变化时，反应达到化学平衡，f正确。 16 (3)能增大该反应的反应速率的是_____。 a.适当升高温度 b.向容器中充入1 mol Ne c.增大B的浓度 d.选择高效催化剂 e.及时分离出C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 acd 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 适当升高温度，化学反应速率加快，a正确； 向容器中充入1 mol Ne，反应物和生成物浓度不变，反应速率不变，b错误； 增大B的浓度，化学反应速率加快，c正确； 选择高效催化剂，化学反应速率加快，d正确； 及时分离出C，生成物浓度减小，化学反应速率减慢，e错误。 16 16.(2023·成都高一期中)一定温度下，向0.5 L的密闭容器中通入两种气体反应物，反应中各气体的物质的量变化如图所示。回答下列问题： (1)写出容器中发生反应的化学方程式：___________________(用图中字母表示)。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 3B＋4C　　6A＋2D 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 由图可知，反应过程中物质的量减少的是反应物B与C，物质的量增大的是生成物A与D，5 s后不再增加或减少故为可逆反应，0～5 s内B、C、A、D变化量分别为0.6 mol、0.8 mol、1.2 mol、0.4 mol，物质的量变化量之比等于其化学计量数比，故得反应化学方程式为3B＋4C　　 6A＋2D。 16 (2)0～1 s内，以B的浓度表示反应的平均 速率v(B)＝_________________ mol·L－1· s－1,1～5 s内，以B的浓度表示反应的平均速率为v′(B)，由图可知v(B)____(填“>”“<”或“＝”)v′(B)，其原因是__________________________________________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 > 随反应进行，反应物浓度降低，反应速率减小 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 随反应进行，反应物浓度降低，反应速率减小，所以v(B)>v′(B)。 16 (3)当可逆反应达到平衡时，C的转化率为____________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 80%(或0.80) 由图可知当反应进行到5 s时达到平衡，C由1 mol变为0.2 mol，故C的转化率为 ×100%＝80%。 16 (4)容器内初始压强用p初表示，平衡时压强用p平表示，则p平∶p初＝_____________ _________。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 1.1(或11∶10 或1.1∶1) 同温同体积，压强之比等于物质的量之比，则p平∶p初＝(1.2＋0.4＋0.4＋0.2)∶ (1＋1)＝11∶10。 16 (5)某条件下可逆反应达平衡后，降低温度，逆反应速率_______(填“增大”“减小”或“不变”)，下列情况能说明容器内可逆反应再次达到化学平衡的是_____(填字母)。 A.v正(B)＝v逆(A) B.气体B的质量分数不再改变 C.容器内气体总质量不再改变 D.气体D的物质的量浓度不再改变 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 减小 BD 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 温度降低，正、逆反应速率均减小。反应达到平衡状态，正、逆反应速率相等，即 v正(B)∶v逆(A)＝系数比，v正(B)＝v逆(A)时，正、逆反应速率比不等于系数比，反应不平衡，故不选A； 当气体B的质量分数不再改变时，说明B的浓度不变，反应一定达到平衡状态，故选B； 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 综合强化 返回 因反应物和生成物均为气体，根据质量守恒，气体总质量是恒量，气体总质量不变，反应不一定平衡，故不选C； 反应达到平衡状态，各物质浓度不再改变，生成物D的浓度不再改变，反应一定达到平衡状态，故选D。 16 (1)反应物转化率：A的转化率＝×100%。 (2)生成物产率：C的产率＝×100%。 (3)平衡混合物某组分的百分含量＝×100%。 B对，t3时，A的转化率(×100%≈66.7%)比B的转化率(×100%＝40%)高； 开始2 s内以NO2表示的化学反应速率v＝＝0.04 mol·L－1·s－1，根据速率之比等于化学计量数之比，v(N2O4)＝v(NO2)＝×0.04 mol· L－1·s－1＝0.02 mol·L－1·s－1。 ＝。 根据(2)的计算，60 s时反应的N2O4的物质的量为0.08 mol，N2O4的转化率为×100%≈33.3%。 可知v(C)＝＝0.4 mol·L－1·min－1。 A的转化率与B的转化率之比为∶＝4∶1。 C对，用B的浓度变化表示2 min内的速率为＝2 mol· L－1·min－1； 2 min末，A的浓度为c＝＝＝1.2 mol·L－1，B项正确； 2 min内A的反应速率为 v＝＝＝＝0.15 mol·L－1· min－1，C项错误； 2 min内B的浓度的改变量为Δc＝＝＝0.1 mol·L－1，D项 错误。 不同物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比，故各物质表示的反应速率与其化学计量数之比越大，反应速率越快，①＝0.007 5 mol· L－1·s－1，②＝0.2 mol·L－1·s－1，③＝0.2 mol·L－1·s－1，④＝ 0.225 mol·L－1·s－1，反应速率：④>③＝②>①，故D正确。 由三段式分析可知，平衡时，B的转化率为×100%＝30%，A错误； 2 min内用C表示的反应速率为＝0.6 mol·L－1·min－1，B错误； 从3 min到9 min，v(H2)＝3v(CO2)＝3× ＝0.125 mol·L－1·min－1， A正确； 在60 s内，用X浓度变化表示的反应速率为＝0.001 mol·L－1·s－1，故A错误； 2 s内A的平均反应速率为＝0.6 mol·L－1·s－1，化学反应速率是平均速率，不是瞬时速率，故A错误； 2 s末A的转化率为×100%＝30%，故C错误； 2 min内生成0.8 mol D，则消耗A的物质的量为0.8 mol×＝1.2 mol，故2 min内v(A)＝＝0.3 mol·L－1·min－1，故D正确。 反应开始到10 min时，Y的转化率为×100%＝79%，C正确。 mL·s－1 根据图像有＝，则x＝1.5， 故40 min内CO的平均反应速率为 kPa· min－1＝2.0 kPa·min－1，B项正确； 2 min后反应达到平衡时生成 1.6 mol C，则v(C)＝＝0.4 mol· L－1·min－1，测得反应速率v(D)＝0.2 mol·L－1·min－1，由速率之比等于化学计量数之比可知，＝，解得m＝4，A正确； 根据同温同体积下，气体的压强之比等于气体的物质的量之比，故平衡时气体压强是原来压强的＝倍，B错误； A的平衡浓度是＝1.4 mol·L－1，C正确； B的转化率是×100%＝40%，D正确。 其物质的量浓度为＝0.065 mol·L－1， 则用B表示从0～2 s内该反应的平均速率v＝ ＝0.015 mol·L－1·s－1； 则消耗B的物质的量为0.065 mol，B的转化率α(B)＝×100%＝32.5%。 根据2A(g)＋B(g)　　2C(g)可知，＝，即v正(C)＝2v正(B)，当 v逆(C)＝2v正(B)时，v逆(C)＝v正(C)，反应达到化学平衡，a正确； (或0.67或0.667) 0～1 s内B的物质的量由1 mol变为 mol，v(B)＝＝＝ mol·L－1·s－1； $$