内容正文:
专题01 化学反应速率与反应限度
◆考点01 化学反应速率
1.化学反应速率
概念
表达式
单位
单位时间内反应物浓度的增加或生成物浓度的减少
v(A)=
mol·L-1·s-1、mol·L-1·min-1
【易错提醒】
(1)化学反应速率一般指反应的平均反应速率而不是瞬时反应速率,且无论用反应物表示还是用生成物表示均取正值。
(2)同一化学反应,相同条件下用不同物质表示的反应速率,其数值可能不同,但表示的意义相同。
(3)不能用固体或纯液体物质来表示化学反应速率,因为固体和纯液体物质的浓度可视为常数。
(4)计算反应速率时,若给出的是物质的量的变化值,不要忘记转化为物质的量浓度的变化值。
2.化学反应速率计算三方法
(1)定义式法
v(B)==。
(2)比例关系式
化学反应速率之比等于化学计量数之比;如mA(g)+nB(g)===pC(g)中;
v(A)∶v(B)∶v(C)=m∶n∶p或==。
(3)三段式法
化学反应中各物质浓度的计算模式——“三段式”
①写出有关反应的化学方程式;②找出各物质的起始量、转化量、某时刻量;
③根据已知条件列方程式计算。
对于反应mA(g)+nB(g)===pC(g)+qD(g),起始时A的浓度为a mol·L-1,B的浓度为b mol·L-1,反应进行至t1 s时,A消耗了x mol·L-1,则化学反应速率可计算如下:
mA(g)+nB(g)===pC(g)+qD(g)
起始/(mol·L-1) a b 0 0
转化/(mol·L-1) x
t1s时/(mol·L-1) a-x b-
则v(A)= mol·L-1·s-1,v(B)= mol·L-1·s-1,
v(C)= mol·L-1·s-1,v(D)= mol·L-1·s-1。
3.化学反应速率大小比较
(1)归一法
将同一反应中的不同物质的反应速率转化成同一单位、同一种物质的反应速率,再进行速率的大小比较。
如对于反应2SO2+O2===2SO3,如果①v(SO2)=2 mol·L-1·min-1,②v(O2)=3 mol·L-1·min-1, ③v(SO3)=4 mol·L-1·min-1,比较反应速率的大小,可以将三者表示的反应速率都转化为O2表示的反应速率再作比较。换算得出①v(O2)=1 mol·L-1·min-1,③v(O2)=2 mol·L-1·min-1,则反应速率的大小关系为②>③>①。
(2)比值法
比较化学反应速率与化学计量数的比值。
如反应aA+bBcC,要比较v(A)与v(B)的相对大小,即比较与的相对大小,若>,则用v(A)表示的反应速率比用v(B)表示的反应速率大
◆考点02 化学反应速率的影响因素
(1)内因(主要因素):反应物本身的结构与__性质__,反应类型相同,但反应物不同,反应速率不同。
如相同条件下,Na、Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系是__Na>Mg>Al__。
(2)外界条件对化学反应速率影响
规律
特别提醒
浓度
在其他条件相同时,增大反应物的浓度,化学反应速率加快;减少反应物的浓度,化学反应速率减慢
①只适用于气体参加或在溶液中进行的化学反应
②在一定温度下,固体或纯液态物质的浓度是一个常数,改变其用量,对化学反应速率无影响
温度
在其他条件相同时,升高温度,化学反应速率加快;降低温度,化学反应速率减慢
①对任何化学反应都适用,且不受反应物状态的影响
②升高温度正反应速率和逆反应速率都加快,但加快的程度不同;降低温度正反应速率和逆反应速率都减慢,但减慢的程度不同,吸热反应的反应速率总是受温度影响大。
压强
在其他条件相同时,增大压强,化学反应速率加快;降低压强,化学反应速率减慢
①压强对化学反应速率的影响实质是通过改变浓度对化学反应速率的影响实现的
②由于固体或液体的体积受压强的影响很小,所以压强只影响有气体参加的化学反应的反应速率
催化剂
在其他条件相同时,使用催化剂,可以改变化学反应速率
催化剂在化学反应过程中参与了反应,降低了正、逆反应的活化能,同等程度改变正、逆反应速率,但不会改变反应的限度和反应热。
固体颗粒的大小
颗粒越小,表面积越大,化学反应速率越快
与固体颗粒的多少无关
其他
光照、搅拌、溶剂、形成原电池
——
【易错提醒】
压强对反应速率的影响情况:
压强只对有气体参与的化学反应速率有影响。
①恒温时,压缩体积压强增大反应物浓度增大反应速率加快。
②恒温时,对于恒容密闭容器。
a.充入气体反应物气体反应物浓度增大(压强也增大)反应速率加快。
b.充入“惰性”气体总压强增大―→反应物浓度未改变―→反应速率不变。
③恒温恒压时。
充入“惰性”气体体积增大气体反应物浓度减小反应速率减小。
◆考点03 化学反应限度
1.可逆反应
定义
(双向性)
在__相同__条件下既可以向__正__反应方向进行,同时又可以向__逆__反应方向进行的化学反应。
特点
(三同一小)
①三同:a.相同条件下;b.正逆反应 同时 进行;c.反应物与生成物__同时__存在。
②一小:任一组分的转化率都小于(填“大于”或“小于”)100%。
表示方法
在化学方程式中用“”表示。
◆考点04 化学平衡状态
1.化学平衡状态的六特征
逆
研究对象
适用于可逆反应
动
动态特征
建立平衡后,正、逆反应仍在进行,属于动态平衡,可用同位素示踪原子法证明
等
平衡实质
υ(正)=v(逆)≠0(正、逆反应速率相等,但不等于零)
定
平衡结果
达平衡后,反应混合物中各组分的百分含量或浓度保持不变(不可理解为相等)
变
平衡移动
化学平衡其存在是有条件的、暂时的,浓度、温度、压强条件变化时平衡会发生改变
同
等效平衡
外界条件同,同一可逆反应从不同方向(正向、逆向、双向)达到的平衡状态相同
2.化学平衡状态的判定标志
1.本质标志
(v正=v逆)
(1)同一组分的生成速率和消耗速率相等
(2)不同物质的正逆反应速率比等于化学计量数之比
2.宏观标志
(某些量开始变化,后来不变)
(1)一定达到平衡的情况
①某组分的质量、物质的量、浓度、颜色不再变化
②反应物的转化率不再变化
(2)特殊情形
①绝热容器:容器的温度不变时,一定达到平衡状态
②可逆电池:电流或电压等于零时,一定达到平衡状态
(3)判断化学平衡状态的常用公式
①混合气体的密度:ρ==
②混合气体的平均摩尔质量:==
3.限度标志
(1)反应物的转化率最大,百分含量最小
(2)生成物的产率最大,百分含量最大
(3)图像获取
①前提:在多个相同的容器中,加入相同量的反应物
②过程:测相同时间内,不同条件下相关量,描点绘出图像
(4)图像解读
①极限点:刚好达到平衡
②极限点前:非平衡点,受速率控制,加催化剂,反应物的转化率变大
③极限点后:新平衡点,受平衡控制,加催化剂,反应物的转化率不变
3.对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)[假设只有A为有色气体]达到平衡的标志
①直接判据任何条件下的可逆反应均达到平衡
定
各组分含量、浓度保持不变
等
同一物质
生成速率=消耗速率,即v正(A)=v逆(A)或在单位时间内消耗了m mol A的同时生成了m mol A
不同物质
速率之比=化学计量数之比,但必须是不同方向的速率,v正(A)∶v逆(B)=m∶n
②间接标志变量不变
项目
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
是否平衡
混合体系中各
组分的含量
各物质的物质的量或物质的量的分数一定
平衡
各物质的质量或质量分数一定
平衡
各气体的体积或体积分数一定
平衡
A物质断裂的化学键与A物质形成的化学键的物质的量相等
平衡
气体的颜色不变
平衡
温度
在其他条件不变时,体系温度一定时
平衡
体系颜色变化
有色气体的颜色不再改变
平衡
③特殊标志
项目
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
是否平衡
压强
当m+n≠p+q时,总压强一定(其它条件一定)
平衡
当m+n=p+q时,总压强一定(其它条件一定)
不一定平衡
总物质的量
当m+n≠p+q时,总物质的量一定(其它条件一定)
平衡
当m+n=p+q时,总物质的量一定(其它条件一定)
不一定平衡
体系的密度
密度一定
不一定平衡
5.化学反应条件的控制
目的
促进有利反应
提高反应的转化率,加快反应速率
控制有害反应
减慢反应速率,减少甚至消除有害物质的产生,控制副反应的发生
措施
改变化学反应速率
改变反应体系的温度、物质的浓度、气体的压强、固体的表面积以及催化剂的合理使用等
改变可逆反应进行的限度
改变可逆反应体系的温度、物质的浓度、气体的压强等
【易错提醒】
1.化学反应达到平衡后,反应物和生成物的浓度或百分含量不一定相等。
2.以下情况不能作为化学平衡状态的“标志”:
①反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。
②恒温恒容下的体积不变的反应,体系的压强或总物质的量不再随时间而变化,如2HI(g)H2(g)+I2(g)。
③全是气体参加的反应,恒容条件下体系的密度保持不变。
1.关于化学反应速率的说法正确的是
A.化学反应速率可表示反应进行的程度
B.化学反应速率是指一定时间内,任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加
C.对于任何化学反应来说,反应速率越快,反应现象就越明显
D.根据反应速率的大小可知化学反应进行的相对快慢
【答案】D
【解析】A.化学反应速率可表示反应进行的快慢,A错误;
B.反应中固体和纯液体不能表示反应速率,B错误;
C.有些反应无反应现象,如酸碱中和反应,盐酸和氢氧化钠溶液反应瞬间进行速率大,但反应现象不明显,C错误;
D.化学反应速率的大小是衡量反应快慢的物理量,根据化学反应速率的大小可知化学反应进行的快慢,D正确;
故选D。
2.在反应中(各物质均为气体),表示该反应速率最快的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】单位换算一致后,将各反应速率换算为同一物质进行比较,假如都换算为A物质的速率,则
A项为:;则A项为;
B项为;
C项为;
D项为。
故选B。
3.对于硫酸工业中的催化氧化反应,下列说法错误的是
A.使用催化剂能加快化学反应速率 B.增大压强对反应速率无影响
C.降低反应温度,化学反应速率减慢 D.增大浓度,化学反应速率增大
【答案】B
【解析】A.使用催化剂,能降低反应活化能,反应速率加快,A正确;
B.该反应为气态物质之间的反应,增大压强可增大反应物和生成物的浓度,反应速率加快,B错误;
C.温度越低,反应速率越慢,C正确;
D.增大反应物的浓度,化学反应速率增大,D正确;
故答案为B。
4.下列说法正确的是
A.在恒容容器内,反应达到平衡后通入Ar,压强增大,反应速率加快
B.用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,改用98%的浓硫酸可加快产生氢气的速率
C.l00mL2mol/L的盐酸跟锌片反应,加入适量的氯化钠固体,生成氢气的速率不变
D.向5mL0.2mol/L的FeCl3溶液中加入几滴同浓度的KI溶液,再加入几滴KSCN溶液,溶液显红色,证明FeCl3与KI的反应是可逆反应
【答案】C
【解析】
A.在恒容容器内,反应达到平衡后通入Ar,总压增大,但反应组分的浓度不变,反应速率不变,A错误;
B.改用98%的浓硫酸,会使铁片钝化,不会生成氢气,B错误;
C.加入氯化钠固体,对溶液中氢离子的浓度没有影响,生成氢气的速率不变,C正确;
D.向5mL0.2mol/L的FeCl3溶液中加入几滴同浓度的KI溶液,因Fe3+过量,再加入几滴KSCN溶液,溶液一定显红色,不能证明FeCl3与KI的反应是可逆反应,D错误;
故选C。
5.利用反应可以去除石油化工工业催化剂上吸附的碳粒。向某密闭容器中加入和碳粉发生上述反应,下列条件能加快该反应速率的是
A.保持体积不变,增加碳粉的用量
B.保持体积不变,再向容器中充入
C.保持压强不变,再向容器中充入He
D.保持体积不变,再向容器中充入He
【答案】B
【解析】A.碳是固体其浓度视为常数,保持体积不变,增加碳粉的用量,反应物浓度不变,则反应速率不变,A不符合题意;
B.保持体积不变,再向容器中充入,反应物二氧化碳浓度增大,反应速率加快,B符合题意;
C.保持压强不变,再向容器中充入He,体积减小,气体的浓度减小,反应速率减慢,C不符合题意;
D.保持体积不变,再向容器中充入He,参与反应的气体浓度不变,反应速率不变,D不符合题意;
故选B。
6.工业上苯乙烯的生产主要采用乙苯脱氢工艺: 。某条件下无催化剂存在时,该反应的正、逆反应速率v随时间t的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.曲线①表示的是逆反应的v-t关系
B.t2时刻体系处于平衡状态,v1v2=0
C.反应进行到t2时,平衡向逆反应方向移动
D.催化剂存在时,v1、v2都增大
【答案】D
【解析】A.反应为乙苯制备苯乙烯的过程,开始反应物浓度最大,生成物浓度为0,所以曲线①表示的是正反应v-t的关系,曲线②表示的是逆反应v-t的关系,A错误;
B.由图知t2时,正逆反应速率相等,体系处于平衡状态,但速率不为0,,B错误;
C.由图知t2时,正逆反应速率相等,体系处于平衡状态,平衡不移动,C错误;
D.催化剂能降低反应的活化能,使反应的v1、v2都增大,D正确;
故选D。
7.在一密闭容器中进行反应:,已知反应中某一时刻、、的浓度分别为、、。当反应达到平衡时,可能存在的数据是
A.为为 B.、均为
C.为 D.为
【答案】D
【分析】
【解析】A.当为为时,SO3的浓度为0,平衡时生成物浓度不能为0,A错误;
B.根据物料守恒SO2和SO3浓度和为0.4mol/L,是定值,、不可能均为,B错误;
C.当为,SO2和O2浓度为0,平衡时反应物浓度部位0,C错误;
D.由分析可知,0<c()<0.4mol/L,D正确;
答案选D。
8.在温度和容积不变的条件下能表明反应3Fe(s)+4H2O(g)⇌Fe3O4(s)+4H2(g)达到平衡状态的是
A.容器内压强不再变化 B.Fe3O4的物质的量不变
C.v(H2O)=v(H2) D.反应不再进行
【答案】B
【解析】A.反应前后气体的总物质的量是不可变的值,容器中压强始终不变,不能说明反应达到平衡状态,故A错误;
B.Fe3O4的物质的量不变,各组分浓度不变,达到平衡状态,故B正确;
C.v(H2O)=v(H2)不能判断正、逆反应速率是否相等,不能说明反应达到平衡状态,故C错误;
D.反应达到平衡状态时,正、逆反应速率相等但不等于0,故D错误;
故选B。
9.煤焦与水蒸气的反应C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g)(是吸热反应)是煤气化过程中的主要反应之一。若该反应在恒温、恒容的密闭体系中进行,仅通过以下数据可以判断t时刻反应是否达到平衡状态的是
①t时刻及其前后H2O(g)、CO(g)、H2(g)的浓度;
②t时刻,H2O(g)、CO(g)、H2(g)的浓度;
③t时刻,消耗H2O(g)的速率与生成CO(g)的速率;
④t时刻,生成CO(g)的速率与消耗H2(g)的速率。
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
【答案】B
【解析】①t时刻及其前后各种气体的浓度不变时,该反应正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故①可以判断t时刻反应是否达到平衡状态;
②t时刻,各种气体的浓度只是一个数值,无法判断平衡状态,故②无法判断;
③无论反应是否达到平衡状态都存在消耗H2O(g)的速率与生成CO(g)的速率相等,所以不能据此判断平衡状态,故③无法判断;
④t时刻生成CO(g)的速率是正反应,消耗H2(g)的速率是逆反应,v(正)=v(逆)可以判断平衡状态,故④可以判断t时刻反应是否达到平衡状态;
答案选B。
10.一定量的气体在密闭容器中发生反应:xA(g) + yB(g)zC(g),平衡时测得A的浓度为1.0mol/L,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的2倍,达新平衡后, 测得A的浓度降低为0.60 mol/L。下列有关判断正确的是
A.平衡向正反应方向移动
B.物质C的体积分数增大
C.x + y < z
D.物质B的转化率降低
【答案】D
【解析】A.将容器的容积扩大到原来的两倍,则瞬间A的浓度为0.5mol/L,若平衡不移动,则A的浓度应为0.5mol/L,题干中再次达到平衡时,测得A的浓度为0.6mol/L,说明体积增大,平衡逆向移动,故A错误;
B.平衡逆向移动,C的体积分数减小,故B错误;
C.体积增大,压强减小,化学平衡逆向移动,所以逆向是气体体积增大的反应,即x+y>z,故C错误;
D.扩容平衡逆向移动,物质B的转化率降低,故D正确;
故选:D。
11.一定条件下,工业合成氨的反应在恒容密闭容器中进行,原理为。下列有关说法正确的是
A.达到平衡时,正反应速率为0
B.当、、的浓度比为1∶3∶2时,说明反应达到平衡
C.使用催化剂可同时加快正、逆反应速率,提高生产效率
D.混合气体的密度保持不变时,说明反应达到平衡
【答案】C
【解析】A. 化学平衡是动态平衡,达到平衡时,正反应速率和逆反应速率相等,但不等于0,故A错误;
B. 当、、的浓度比为1∶3∶2时,不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,故B错误;
C. 使用催化剂可同时加快正、逆反应速率,可提高单位时间内氨气的产率,提高生产效率,故C正确;
D. 反应前后均为气体,气体的总质量保持不变,在恒容密闭容器中进行,混合气体的密度始终保持不变,不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,故D错误;
故选C。
12.一定条件下,在的密闭容器中发生反应:。开始投入和末测得C的物质的量为。下列说法不正确的是
A.保持容器体积不变,充入氦气,反应速率不变
B.
C.A的转化率为
D.通过调控反应条件,可以提高该反应的限度
【答案】B
【解析】A.保持容器体积不变,充入氦气,反应体系中各物质的浓度不变,反应速率不变,A项正确;
B.D为固体,不能用D表示反应速率,B项错误;
C.2min末测得C的物质的量为1mol,则,速率之比等于化学计量数之比,则,A转化的物质的量为0.75mol(L·min)×1L×2min=1.5mol,故A的转化率为,C项正确;
D.通过调控反应条件,例如温度、浓度、压强等,可以提高该反应的限度,D项正确;
答案选B。
13.向一个绝热恒容密闭容器中充入和,发生反应:,测得该可逆反应的正反应速率和逆反应速率随时间变化的曲线如图所示(已知:绝热密闭容器的反应体系和外界环境无热交换)。下列说法不正确的是
A.曲线M代表正反应速率随时间变化的曲线
B.反应在时刻达到化学平衡状态
C.该反应为放热反应
D.时Z的浓度大于时Z的浓度
【答案】D
【解析】A.反应达到平衡之前,正反应速率大于逆反应速率,曲线M代表正反应速率随时间变化的曲线,故A正确;
B.反应在时刻,正逆反应速率相等,达到化学平衡状态,故B正确;
C.随反应进行,正反应速率增大,可知容器内温度升高,该反应为放热反应,故C正确;
D.随反应进行,生成物浓度增大,时Z的浓度小于时Z的浓度,故D错误;
选D。
14.“变化观念和平衡思想”是高中化学核心素养的重要组成部分,下列相关叙述正确的是
A.恒温恒容条件下,发生反应,当容器内压强不变,说明反应达到平衡
B.绝大多数的化学反应是有限度的,限度越高的反应,化学反应速率越大
C.向溶液中滴加溶液,在充分反应后,取少许混合液滴加KSCN溶液,可以验证与的反应是可逆反应
D.恒温恒容条件下,发生反应,当混合气体分子量不变时不能说明反应达到了平衡
【答案】D
【解析】A.反应前后气体物质的量不变,压强不能判断平衡,A错误;
B.化学反应限度和化学反应速率没有关系,B错误;
C.向溶液中滴加溶液,充分反应后,其中过量,用溶液检验,不可以验证该反应是可逆的,C错误:
D.恒温恒容条件,反应,无论是否平衡,混合气体平均分子量不变,因此不能说明反应达到了平衡,D正确;
故答案选D。
15.为了实现“碳中和”,工业上用来生产甲醇燃料。某温度下,在容积为的密闭容器中,充入和,发生反应:。测得和的物质的量随时间变化如图所示:
(1)该反应时是否达到平衡状态 (填“是”或“否”)。
(2)求的平均反应速率 。
(3)下列措施能提高该反应速率的是___________(填字母代号,下同)。
A.升高温度 B.缩小容器的体积
C.恒温恒容条件下充入氦气 D.及时分离出甲醇
(4)下列情况能说明该反应一定达到平衡状态的是___________。
A.四种气体分子数之比为
B.
C.的浓度不再发生改变
D.混合气体的平均相对分子质量保持不变
【答案】(1)否
(2)0.09
(3)AB
(4)CD
【解析】(1)该反应时和的物质的量相等,但之后和的物质的量又发生变化,说明此时还没有达到平衡状态。
(2)的平均反应速率3=0.09mol/(L·min)。
(3)A.升高温度,反应速率加快,A选;
B.缩小容器的体积,各物质的浓度增大,反应速率加快,B选;
C.恒温恒容条件下充入氦气,各物质的浓度不变,反应速率不变,C不选;
D.及时分离出甲醇,生成物的浓度减小,逆反应速率减小,正反应速率瞬间不变,然后减小,D不选;
故选AB。
(4)A.四种气体分子数之比为,不能说明其浓度保持不变,A不选;
B.时只有正反应速率,没有表明正逆反应速率相等,B不选;
C.的浓度不再发生改变,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡,C选;
D .该反应过程中气体总质量不变,总物质的量减小,混合气体的平均相对分子质量增大,混合气体的平均相对分子质量保持不变时,说明反应达到平衡,D选;
故选CD。
1 / 21
学科网(北京)股份有
学科网(北京)股份有限公司
$$
专题01 化学反应速率与反应限度
◆考点01 化学反应速率
1.化学反应速率
概念
表达式
单位
单位时间内反应物浓度的增加或生成物浓度的减少
v(A)=
mol·L-1·s-1、mol·L-1·min-1
【易错提醒】
(1)化学反应速率一般指反应的平均反应速率而不是瞬时反应速率,且无论用反应物表示还是用生成物表示均取正值。
(2)同一化学反应,相同条件下用不同物质表示的反应速率,其数值可能不同,但表示的意义相同。
(3)不能用固体或纯液体物质来表示化学反应速率,因为固体和纯液体物质的浓度可视为常数。
(4)计算反应速率时,若给出的是物质的量的变化值,不要忘记转化为物质的量浓度的变化值。
2.化学反应速率计算三方法
(1)定义式法
v(B)==。
(2)比例关系式
化学反应速率之比等于化学计量数之比;如mA(g)+nB(g)===pC(g)中;
v(A)∶v(B)∶v(C)=m∶n∶p或==。
(3)三段式法
化学反应中各物质浓度的计算模式——“三段式”
①写出有关反应的化学方程式;②找出各物质的起始量、转化量、某时刻量;
③根据已知条件列方程式计算。
对于反应mA(g)+nB(g)===pC(g)+qD(g),起始时A的浓度为a mol·L-1,B的浓度为b mol·L-1,反应进行至t1 s时,A消耗了x mol·L-1,则化学反应速率可计算如下:
mA(g)+nB(g)===pC(g)+qD(g)
起始/(mol·L-1) a b 0 0
转化/(mol·L-1) x
t1s时/(mol·L-1) a-x b-
则v(A)= mol·L-1·s-1,v(B)= mol·L-1·s-1,
v(C)= mol·L-1·s-1,v(D)= mol·L-1·s-1。
3.化学反应速率大小比较
(1)归一法
将同一反应中的不同物质的反应速率转化成同一单位、同一种物质的反应速率,再进行速率的大小比较。
如对于反应2SO2+O2===2SO3,如果①v(SO2)=2 mol·L-1·min-1,②v(O2)=3 mol·L-1·min-1, ③v(SO3)=4 mol·L-1·min-1,比较反应速率的大小,可以将三者表示的反应速率都转化为O2表示的反应速率再作比较。换算得出①v(O2)=1 mol·L-1·min-1,③v(O2)=2 mol·L-1·min-1,则反应速率的大小关系为②>③>①。
(2)比值法
比较化学反应速率与化学计量数的比值。
如反应aA+bBcC,要比较v(A)与v(B)的相对大小,即比较与的相对大小,若>,则用v(A)表示的反应速率比用v(B)表示的反应速率大
◆考点02 化学反应速率的影响因素
(1)内因(主要因素):反应物本身的结构与____,反应类型相同,但反应物不同,反应速率不同。
如相同条件下,Na、Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系是____。
(2)外界条件对化学反应速率影响
规律
特别提醒
浓度
在其他条件相同时,增大反应物的浓度,化学反应速率加快;减少反应物的浓度,化学反应速率减慢
①只适用于气体参加或在溶液中进行的化学反应
②在一定温度下,固体或纯液态物质的浓度是一个常数,改变其用量,对化学反应速率无影响
温度
在其他条件相同时,升高温度,化学反应速率加快;降低温度,化学反应速率减慢
①对任何化学反应都适用,且不受反应物状态的影响
②升高温度正反应速率和逆反应速率都加快,但加快的程度不同;降低温度正反应速率和逆反应速率都减慢,但减慢的程度不同,吸热反应的反应速率总是受温度影响大。
压强
在其他条件相同时,增大压强,化学反应速率加快;降低压强,化学反应速率减慢
①压强对化学反应速率的影响实质是通过改变浓度对化学反应速率的影响实现的
②由于固体或液体的体积受压强的影响很小,所以压强只影响有气体参加的化学反应的反应速率
催化剂
在其他条件相同时,使用催化剂,可以改变化学反应速率
催化剂在化学反应过程中参与了反应,降低了正、逆反应的活化能,同等程度改变正、逆反应速率,但不会改变反应的限度和反应热。
固体颗粒的大小
颗粒越小,表面积越大,化学反应速率越快
与固体颗粒的多少无关
其他
光照、搅拌、溶剂、形成原电池
——
【易错提醒】
压强对反应速率的影响情况:
压强只对有气体参与的化学反应速率有影响。
①恒温时,压缩体积压强增大反应物浓度增大反应速率加快。
②恒温时,对于恒容密闭容器。
a.充入气体反应物气体反应物浓度增大(压强也增大)反应速率加快。
b.充入“惰性”气体总压强增大―→反应物浓度未改变―→反应速率不变。
③恒温恒压时。
充入“惰性”气体体积增大气体反应物浓度减小反应速率减小。
◆考点03 化学反应限度
1.可逆反应
定义
(双向性)
在__ __条件下既可以向__ __反应方向进行,同时又可以向__ __反应方向进行的化学反应。
特点
(三同一小)
①三同:a.相同条件下;b.正逆反应 进行;c.反应物与生成物__ __存在。
②一小:任一组分的转化率都 (填“大于”或“小于”)100%。
表示方法
在化学方程式中用“”表示。
◆考点04 化学平衡状态
1.化学平衡状态的六特征
逆
研究对象
适用于 反应
动
动态特征
建立平衡后,正、逆反应仍在进行,属于 平衡,可用同位素示踪原子法证明
等
平衡实质
υ(正)=v(逆)≠0(正、逆反应速率相等,但不等于零)
定
平衡结果
达平衡后,反应混合物中各组分的百分含量或浓度 (不可理解为相等)
变
平衡移动
化学平衡其存在是有条件的、暂时的,浓度、温度、压强条件变化时平衡会发生
同
等效平衡
外界条件同,同一可逆反应从不同方向(正向、逆向、双向)达到的平衡状态
2.化学平衡状态的判定标志
1.本质标志
(v正=v逆)
(1)同一组分的 和 相等
(2)不同物质的正逆反应速率比等于 之比
2.宏观标志
(某些量开始变化,后来不变)
(1)一定达到平衡的情况
①某组分的质量、物质的量、浓度、颜色不再变化
②反应物的转化率不再变化
(2)特殊情形
①绝热容器:容器的 不变时,一定达到平衡状态
②可逆电池:电流或电压等于 时,一定达到平衡状态
(3)判断化学平衡状态的常用公式
①混合气体的密度:ρ==
②混合气体的平均摩尔质量:==
3.限度标志
(1)反应物的转化率 ,百分含量
(2)生成物的产率 ,百分含量
(3)图像获取
①前提:在多个相同的容器中,加入相同量的反应物
②过程:测相同时间内,不同条件下相关量,描点绘出图像
(4)图像解读
①极限点:刚好达到平衡
②极限点前:非平衡点,受 控制,加催化剂,反应物的转化率
③极限点后:新平衡点,受 控制,加催化剂,反应物的转化率
3.对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)[假设只有A为有色气体]达到平衡的标志
①直接判据任何条件下的可逆反应均达到平衡
定
各组分含量、浓度保持不变
等
同一物质
生成速率=消耗速率,即v正(A)=v逆(A)或在单位时间内消耗了m mol A的同时生成了m mol A
不同物质
速率之比=化学计量数之比,但必须是 的速率,v正(A)∶v逆(B)=m∶n
②间接标志变量不变
项目
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
是否平衡
混合体系中各
组分的含量
各物质的物质的量或物质的量的分数一定
平衡
各物质的质量或质量分数一定
平衡
各气体的体积或体积分数一定
平衡
A物质断裂的化学键与A物质形成的化学键的物质的量相等
平衡
气体的颜色不变
平衡
温度
在其他条件不变时,体系温度一定时
平衡
体系颜色变化
有色气体的颜色不再改变
平衡
③特殊标志
项目
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
是否平衡
压强
当m+n≠p+q时,总压强一定(其它条件一定)
平衡
当m+n=p+q时,总压强一定(其它条件一定)
不一定平衡
总物质的量
当m+n≠p+q时,总物质的量一定(其它条件一定)
平衡
当m+n=p+q时,总物质的量一定(其它条件一定)
不一定平衡
体系的密度
密度一定
不一定平衡
5.化学反应条件的控制
目的
促进有利反应
提高反应的转化率,加快反应速率
控制有害反应
减慢反应速率,减少甚至消除有害物质的产生,控制副反应的发生
措施
改变化学反应速率
改变反应体系的温度、物质的浓度、气体的压强、固体的表面积以及催化剂的合理使用等
改变可逆反应进行的限度
改变可逆反应体系的温度、物质的浓度、气体的压强等
【易错提醒】
1.化学反应达到平衡后,反应物和生成物的浓度或百分含量不一定相等。
2.以下情况不能作为化学平衡状态的“标志”:
①反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。
②恒温恒容下的体积不变的反应,体系的压强或总物质的量不再随时间而变化,如2HI(g)H2(g)+I2(g)。
③全是气体参加的反应,恒容条件下体系的密度保持不变。
1.关于化学反应速率的说法正确的是
A.化学反应速率可表示反应进行的程度
B.化学反应速率是指一定时间内,任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加
C.对于任何化学反应来说,反应速率越快,反应现象就越明显
D.根据反应速率的大小可知化学反应进行的相对快慢
2.在反应中(各物质均为气体),表示该反应速率最快的是
A. B.
C. D.
3.对于硫酸工业中的催化氧化反应,下列说法错误的是
A.使用催化剂能加快化学反应速率 B.增大压强对反应速率无影响
C.降低反应温度,化学反应速率减慢 D.增大浓度,化学反应速率增大
4.下列说法正确的是
A.在恒容容器内,反应达到平衡后通入Ar,压强增大,反应速率加快
B.用铁片和稀硫酸反应制取氢气时,改用98%的浓硫酸可加快产生氢气的速率
C.l00mL2mol/L的盐酸跟锌片反应,加入适量的氯化钠固体,生成氢气的速率不变
D.向5mL0.2mol/L的FeCl3溶液中加入几滴同浓度的KI溶液,再加入几滴KSCN溶液,溶液显红色,证明FeCl3与KI的反应是可逆反应
5.利用反应可以去除石油化工工业催化剂上吸附的碳粒。向某密闭容器中加入和碳粉发生上述反应,下列条件能加快该反应速率的是
A.保持体积不变,增加碳粉的用量
B.保持体积不变,再向容器中充入
C.保持压强不变,再向容器中充入He
D.保持体积不变,再向容器中充入He
6.工业上苯乙烯的生产主要采用乙苯脱氢工艺: 。某条件下无催化剂存在时,该反应的正、逆反应速率v随时间t的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.曲线①表示的是逆反应的v-t关系
B.t2时刻体系处于平衡状态,v1v2=0
C.反应进行到t2时,平衡向逆反应方向移动
D.催化剂存在时,v1、v2都增大
7.在一密闭容器中进行反应:,已知反应中某一时刻、、的浓度分别为、、。当反应达到平衡时,可能存在的数据是
A.为为 B.、均为
C.为 D.为
8.在温度和容积不变的条件下能表明反应3Fe(s)+4H2O(g)⇌Fe3O4(s)+4H2(g)达到平衡状态的是
A.容器内压强不再变化 B.Fe3O4的物质的量不变
C.v(H2O)=v(H2) D.反应不再进行
9.煤焦与水蒸气的反应C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g)(是吸热反应)是煤气化过程中的主要反应之一。若该反应在恒温、恒容的密闭体系中进行,仅通过以下数据可以判断t时刻反应是否达到平衡状态的是
①t时刻及其前后H2O(g)、CO(g)、H2(g)的浓度;
②t时刻,H2O(g)、CO(g)、H2(g)的浓度;
③t时刻,消耗H2O(g)的速率与生成CO(g)的速率;
④t时刻,生成CO(g)的速率与消耗H2(g)的速率。
A.①③ B.①④ C.②③ D.②④
10.一定量的气体在密闭容器中发生反应:xA(g) + yB(g)zC(g),平衡时测得A的浓度为1.0mol/L,保持温度不变,将容器的容积扩大到原来的2倍,达新平衡后, 测得A的浓度降低为0.60 mol/L。下列有关判断正确的是
A.平衡向正反应方向移动
B.物质C的体积分数增大
C.x + y < z
D.物质B的转化率降低
11.一定条件下,工业合成氨的反应在恒容密闭容器中进行,原理为。下列有关说法正确的是
A.达到平衡时,正反应速率为0
B.当、、的浓度比为1∶3∶2时,说明反应达到平衡
C.使用催化剂可同时加快正、逆反应速率,提高生产效率
D.混合气体的密度保持不变时,说明反应达到平衡
12.一定条件下,在的密闭容器中发生反应:。开始投入和末测得C的物质的量为。下列说法不正确的是
A.保持容器体积不变,充入氦气,反应速率不变
B.
C.A的转化率为
D.通过调控反应条件,可以提高该反应的限度
13.向一个绝热恒容密闭容器中充入和,发生反应:,测得该可逆反应的正反应速率和逆反应速率随时间变化的曲线如图所示(已知:绝热密闭容器的反应体系和外界环境无热交换)。下列说法不正确的是
A.曲线M代表正反应速率随时间变化的曲线
B.反应在时刻达到化学平衡状态
C.该反应为放热反应
D.时Z的浓度大于时Z的浓度
14.“变化观念和平衡思想”是高中化学核心素养的重要组成部分,下列相关叙述正确的是
A.恒温恒容条件下,发生反应,当容器内压强不变,说明反应达到平衡
B.绝大多数的化学反应是有限度的,限度越高的反应,化学反应速率越大
C.向溶液中滴加溶液,在充分反应后,取少许混合液滴加KSCN溶液,可以验证与的反应是可逆反应
D.恒温恒容条件下,发生反应,当混合气体分子量不变时不能说明反应达到了平衡
15.为了实现“碳中和”,工业上用来生产甲醇燃料。某温度下,在容积为的密闭容器中,充入和,发生反应:。测得和的物质的量随时间变化如图所示:
(1)该反应时是否达到平衡状态 (填“是”或“否”)。
(2)求的平均反应速率 。
(3)下列措施能提高该反应速率的是___________(填字母代号,下同)。
A.升高温度 B.缩小容器的体积
C.恒温恒容条件下充入氦气 D.及时分离出甲醇
(4)下列情况能说明该反应一定达到平衡状态的是___________。
A.四种气体分子数之比为
B.
C.的浓度不再发生改变
D.混合气体的平均相对分子质量保持不变
1 / 21
学科网(北京)股份有
学科网(北京)股份有限公司
$$