专题04 化学反应速率与限度（考点清单）（讲+练）-2024-2025学年高一化学下学期期中考点大串讲（人教版2019必修第二册）

专题04 化学反应速率与限度 ◆考点01 化学反应速率 1．正确理解化学反应速率 【易错提醒】 用不同物质表示化学反应速率时的关系 由于一个化学反应中各物质的化学计量数不一定相同,所以相同时间内各物质浓度的变化量不一定相同,则化学反应速率的数值不一定相同,但各物质间反应速率表示的意义相同,都表示该化学反应进行的快慢。在同一化学反应中,若用不同物质的浓度变化来表示化学反应速率,其数值之比等于该反应化学方程式中相应物质的化学计量数之比,如对于化学反应aA(g)+bB(g)=cC(g)+dD(g),有下列恒等式：v(A):v(B):v(C):v(D)=a:b:c:d。 2．化学反应速率的比较方法 （1）归一法： （2）比值法： 比较化学反应速率与化学计量数的比值。如aA(g)＋bB(g)cC(g)，即比较与，若＞，则用A表示的化学反应速率比用B表示的大。 3．化学反应速率的计算 （1）公式法： v(A)＝ ＝ （2）“三段式”法： 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。 例如，反应　　mA　＋　　nB　=====　pC t0 s/mol·L－1 a b 0 转化/mol·L－1 x t1 s/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。 【温馨提示】 分类角度 从测定时间分 从反应方向分 类型 瞬时速率：某一时刻的反应速率 平均速率：某段时间内的反应速率的平均值 正反应速率：可逆反应中正反应方向的反应速率 逆反应速率：可逆反应中逆反应方向的反应速率 注意点 通常所计算的是平均速率 通常所计算的是正逆反应抵消后的总反应速率 ◆考点02 化学反应速率的影响因素 1．内因 2．外因 内因 反应物的性质是决定化学反应速率的主要因素。 外因 浓度 增大反应物的浓度，可使反应速率增大 压强 对于气体反应，压强增大，可使反应速率增大 温度 一般升高温度，可使反应速率增大 催化剂 使用催化剂，可使反应速率增大 其他 如固体表面积越大，反应反应速率越快；光照、搅拌、形成原电池 温馨提醒 ①气体反应压强的变化，其本质是气体的浓度变化。 如恒容时通不参加反应的气体，虽压强增大，但反应速率不变；如恒压下通不参加反应的气体，虽总压不变，但反应速率降低 ②对可逆反应，升高温度，无论是吸热反应还是放热反应，正、逆反应速率均增大，反之均降低 ③对可逆反应，使用催化剂，正、逆反应速率均同等程度的增大 催化剂的活性 ①催化剂的活性除与自身成分有关外，还受到粒子直径、合成方法等因素以及反应温度、压强等条件的影响。此外，有些物质的存在会使催化剂明显失效，即催化剂中毒。 ②催化剂催化时需要适宜的温度，温度过低，活性低；温度升高，活性增强，但温度过高，催化剂可能失去活性。 多因素影响下的速率变化 常见影响反应速率的因素 浓度、温度、压强、催化剂活性、接触面积、原电池原理、副反应等 反常速率加快常见情况 ①温度升高；②形成原电池；③反应生成物对反应有催化作用；④温度升高，催化剂活性增强；⑤反应物浓度增大等 反应速率减慢常见情况 反应物浓度减小；②反应温度过高，催化剂失去活性；③析出的晶体或沉淀覆盖在固体表面，阻碍反应的进行；④竞争吸附等 【易错提醒】 （1）由于增大反应物浓度造成的反应速率减慢，此时要考虑常温下铁和铝在浓硫酸和浓硝酸中的钝化。例如，铁和稀硫酸生成氢气的反应，若将稀硫酸换成浓硫酸，发生钝化，反应不进行。 （2）中学阶段一般只讨论其他条件相同时，改变一个条件对化学反应速率的影响。 3．稀有气体对反应速率的影响 A(g)＋B(g) ⇌C(g)，恒温恒容，充入氦气，对反应速率有何影响？恒温恒压，充入氦气，对反应速率又有何影响？ 4.“控制变量法”探究影响化学反应速率的因素 常见变量 外界因素主要有：浓度、压强、温度、催化剂、固体表面积等 确定变量 根据实验目的，研究某个变量对反应速率的影响，需要控制其它外界因素不变，再进行实验 定多变一 探究时，先确定一种变量，保证其它外界因素不变，看这个变量与探究的问题之间存在什么关系，这样依次进行，从而得出每种因素改变的影响结论 数据统一 要注意控制数据，使变量统一，才能得出正确结论 【特别提醒】 多个因素影响反应速率变化要看主要因素： 例如：锌与稀硫酸反应的图像如下图，由图像可知氫气的生成速率随时间先由慢到快，然后又由快到慢。反应体系中硫酸所提供的氢离子浓度是由高到低，若氢气的生成速率由其决定，速率的变化趋势也应由快到慢，反应前半程的原因只能是温度所致，锌与硫酸反应时放热，体系温度逐渐升高，温度对反应速率的影响占主导地位， 一定时间后， 硫酸的浓度下降占据主导地位，因而氢气的生成速率随时间先由慢到快，然后又由快到慢。 ◆考点03 化学反应(限度)平衡状态的建立和理解 1.可逆反应 （1）可逆反应的特点 双向性 反应物生成物 两同性 相同条件 正、逆反应同时进行 共存性 反应物、生成物同时存在，反应物的转化率小于100% （2）很多化学反应在进行时都有一定的可逆性，不同反应的可逆性不同，有些化学反应在同一条件下可逆程度很小，如 2 Na + 2 H2O === 2 NaOH + H2↑，视为“不可逆”反应。 典型的可逆反应有： H2+I2⇌2HI ， 2SO2+O2⇌2SO3 ， SO2+H2O⇌H2SO3 ， NH3+H2O⇌NH3·H2O 等。 2．化学平衡状态的建立 （1）化学平衡状态:在一定条件下，当一个可逆反应进行到正反应速率和逆反应速率相等时，反应物的浓度和生成物的浓度不再变化，达到一种表面静止的状态。 （2）化学平衡状态的建立过程 （3）化学平衡建立过程中化学反应速率的变化图像 3．化学平衡状态的特征——“五字诀” 化学平衡状态的特征概括为逆、等、动、定、变，即： 研究对象（逆） 适用于可逆反应 动态特征（动） 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 平衡实质（等） υ(正)＝v(逆)≠0（正、逆反应速率相等，但不等于零） 平衡结果（定） 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） 平衡移动（变） 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 【归纳总结】 （1）当可逆反应达到平衡状态时，反应物和生成物的浓度不再发生变化，对应的物质的质量分数、物质的量分数、体积分数、转化率都将保持不变。 （2）达到化学平衡状态时,正反应速率和逆反应速率相等是指同一物质的消耗速率与生成速率相等。如果用不同物质表示的正、逆反应速率不一定相等。 （3）达到化学平衡状态时,各物质的浓度和质量保持不变，这里的不变不能理解为各物质的浓度和质量相等。 （4）在化学反应中,只有可逆反应才有可能达到化学平衡状态,非可逆反应不存在化学平衡状态。 （5）可逆反应在有关条件(如温度、压强等)确定的前提下才能够达到化学平衡状态,即化学平衡状态是有条件的。 （6）化学平衡状态是可逆反应在一定条件下能达到的或完成的最大程度,即该反应进行的限度。化学反应的限度决定了反应物在该条件下转化为生成物的最大转化率。 （7）不同条件下,同一可逆反应的化学反应限度不一定相同,当条件(温度、压强、各组分的浓度等)改变时,化学平衡也随之改变。 ◆考点04 化学平衡状态的判断 1.基本判据： 等[v(正)＝v(逆)]、定（各组分含量、浓度保持不变）任何条件下的可逆反应均达到平衡 2.判断三标志 （1）达到化学平衡的本质标志 项目 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 是否平衡 正反应速率逆反应速率关系 在单位时间内消耗了m mol A的同时生成了m mol A 平衡 在单位时间内消耗了n mol B的同时消耗了p mol C 平衡 在单位时间内生成了p mol C的同时消耗了q mol D 平衡 v正(A)∶v逆(B)＝m∶n 平衡 （2）达到化学平衡的等价标志 项目 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)[假设只有A为有色气体] 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）达到化学平衡状态的特殊标志 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 3．反应类型分析（如下表所示） 化学反应 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 是否平衡 混合物体 系中各成 分的含量 ①各物质的物质的量或物质的量分数一定 平衡 ②各物质的质量或质量分数一定 平衡 ③各气体的体积或体积分数一定 平衡 ④总体积、总压强、总物质的量一定 不一定平衡 正、逆反应 速率之间 的关系 ①单位时间内消耗了m mol A，同时也生成了m mol A 平衡 ②单位时间内消耗了n mol B，同时也消耗了p mol C 平衡 ③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q 不一定平衡 ④单位时间内生成了n mol B，同时也消耗了q mol D 不一定平衡 压强 ①其他条件一定、总压强一定，且m＋n≠p＋q 平衡 ②其他条件一定、总压强一定，且m＋n＝p＋q 不一定平衡 混合气体 的平均相 对分子质量 ①平均相对分子质量一定，且m＋n≠p＋q 平衡 ②平均相对分子质量一定，且m＋n＝p＋q 不一定平衡 温度 任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时 平衡 气体的密度 密度一定 不一定平衡 颜色 反应体系内有色物质的颜色稳定不变 平衡 【易错提醒】 （1）对同一物质而言，断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等则一定处于平衡状态。 （2）对绝热密闭容器，温度保持不变则一定处于平衡状态。 （3）若反应中有固体或液体，平均相对分子质量一定、密度一定则一定处于平衡状态。 ◆考点05 化学反应条件的控制 1．目的和措施 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 2．化工生产中反应条件的调控 （1）考虑因素 化工生产中调控反应条件时，需要考虑控制反应条件的成本和实际可能性。 （2）实例——合成氨生产条件的选择 ——400～500 ℃— —10～30 MPa— ◆考点06 化学反应速率与限度图像问题 1.化学反应速率与化学反应限度问题常以图像的形式出现在平面直角坐标系中，可能出现反应物的物质的量、浓度、压强、时间等因素。这类问题要按照“一看、二想、三判断”这三步来分析。 （1）“一看”——看图像 ①看面，弄清楚横、纵轴所表示的含义； ②看线，弄清楚线的走向和变化趋势； ③看点，弄清楚曲线上点的含义，特别是曲线上的折点、交点、最高点、最低点等； ④看辅助线，作横轴或纵轴的垂直线(如等温线、等压线、平衡线等)； ⑤看量的变化，弄清楚是物质的量的变化、浓度的变化，还是转化率的变化。 （2）“二想”——想规律 如各物质的转化量之比与化学计量数之比的关系，各物质的化学反应速率之比与化学计量数之比的关系，外界条件的改变对化学反应速率的影响规律以及反应达到平衡时，外界条件的改变对正、逆反应速率的影响规律等。 （3）“三判断” 利用有关规律，结合图像，通过对比分析，作出正确判断。 2.化学平衡建立过程中反应速率变化图像 根据图像可进行如下分析： 3.化学平衡建立过程中物质的量变化图像 例如：某温度时，在定容(V L)容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。 （1）由图像得出的信息 ①X、Y是反应物，Z是生成物。 ②t3 s时反应达到平衡状态，X、Y并没有全部反应，该反应是可逆反应。 ③0～t3 s时间段：Δn(X)＝n1－n3mol，Δn(Y)＝n2－n3mol，Δn(Z)＝n2mol。 （2）根据图像可进行如下计算 ①某物质的平均速率、转化率，如 v(X)＝ mol·L－1·s－1； Y的转化率＝ ×100%。 ②确定化学方程式中的化学计量数之比，X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为(n1－n3)∶(n2－n3)∶n2。 4．瞬时速率—时间图像 （1）当可逆反应达到一种平衡后，若某一时刻外界条件发生改变，都可能使速率—时间图像的曲线出现不连续的情况，根据出现“断点”前后的速率大小，即可对外界条件的变化情况作出判断。如图： t1时刻改变的条件可能是使用了催化剂或增大压强(仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应)。 （2）常见含“断点”的速率－时间图像分析 图像 t1时刻所改变的条件 温度 升高 降低 升高 降低 正反应为放热反应 正反应为吸热反应 压强 增大 减小 增大 减小 正反应为气体物质的量增大的反应 正反应为气体物质的量减小的反应 5．全程速率—时间图像 例如：Zn与足量盐酸的反应，化学反应速率随时间的变化出现如图所示情况。 原因：（1）AB段(v增大)，反应放热，溶液温度逐渐升高，v增大。 （2）BC段(v减小)，溶液中c(H＋)逐渐减小，v减小。 ◆考点07 有关化学反应速率和化学平衡的计算 解答有关化学反应速率和化学平衡的计算题时，一般需要写出化学方程式，列出起始量、变化量及平衡量，再根据题设其他条件和定律列方程求解，要注意单位的统一。如： 　　　　　 mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) 起始/mol a b 0 0 转化/mol mx nx px qx 平衡/mol a−mx b−nx px qx （1）分析三个量：起始量、变化量、平衡量。 （2）明确三个关系 ①对于同一反应物，起始量－变化量＝平衡量。 ②对于同一生成物，起始量＋变化量＝平衡量。 ③各物质的转化量之比等于各物质的化学计量数之比。 （3） 计算模式 ①关于反应物转化率的计算 A的转化率=×100%(计算式中A的量可以指反应物的物质的量、质量、浓度、体积等) ②关于某气体组分的体积分数的计算 气体A的体积分数=×100% ③A的平衡浓度：c(A)＝ mol·L－1。 ④平衡压强与起始压强之比：＝。 ⑤平衡压强与起始压强之比：＝。 ⑥混合气体的平均密度(混)＝ g·L－1。 ⑦混合气体的平均摩尔质量＝ g·mol－1。 1．已知4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)，若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示，则正确的关系是（ ） A．v(NH3)=v(O2) B．v(O2)=v(H2O) C．v(NH3)=v(H2O) D．v(O2)=v(NO) 2．在反应中，表示该反应速率最快的是 A．v(A)=1.5 mol·L-1·min-1 B．v(B)=1.8 mol·L-1·min-1 C．v(C)=0.08 mol·L-1·s-1 D．v(D)=0.1 mol·L-1·s-1 3．反应从正反应方向，经过2s后B的浓度减少了0.04 mol⋅L-1。下列说法正确的是 A．用A表示的反应速率是0.04 mol⋅L-1⋅s-1 B．在这2s内用B和C表示的反应速率的值是相同的 C．在2s末时的反应速率，用反应物B来表示是0.02 mol⋅L-1⋅s-1 D．2s后，D的物质的量为0.02mol 4．将气体和气体置于的密闭容器中，混合后发生如下反应：。若经后测得的物质的量浓度为，下列说法正确的是      A. 用物质表示的反应速率为 B. 用物质表示的反应速率为 C. 时物质的转化率为 D. 时物质的物质的量浓度为 5．某小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，设计实验方案如表。下列说法错误的是 实验编号 5.0mol•L-1盐酸 大理石 水 收集标准状况下0.56LCO2所需时间 ① 100mL 5.0g碎块 0mL 5.0min ② 50.0mL 5.0g碎块 50.0mL 8.0min ③ 100mL 5.0g粉末 amL 2.0min A．实验①和②探究盐酸浓度对反应速率的影响 B．实验①和③探究固体表面积对反应速率的影响，则a=0 C．实验③中用盐酸浓度变化表示的速率v(HCl)=0.5mol•L-1•min-1 D．该实验反应的离子方程式为CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O 6．某学习小组为了探究影响酸性高锰酸钾溶液与NaHSO3溶液反应速率的因素，该小组设计如表实验方案。 实验 0.2 mol·L－1 NaHSO3溶液/mL 0.1 mol·L－1 KMnO4溶液/mL 0.6 mol·L－1 H2SO4溶液/mL 0.1 mol·L－1 MnSO4溶液/mL V(H2O)/mL 混合溶液褪色时间/min 1 3.0 2.0 1.0 0 2.0 8 2 3.0 2.0 2.0 0 a 6 3 4.0 2.0 2.0 0 0 4 4 3.0 2.0 1.0 0.5 b 3 下列说法正确的是 A．该反应的离子方程式为5SO32－＋2MnO4－＋6H＋＝2Mn2＋＋5SO42－＋3H2O B．a＝1.0、b＝1.5 C．实验3从反应开始到反应结束这段时间内反应速率v(MnO4－)＝0.025 mol·L－1·min－1 D．实验4与实验1相比，说明SO42－可能是该反应的催化剂 7．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．食品抽真空包装 B．碳酸钙与稀盐酸反应时适当升高温度 C．将与稀反应中的稀换成稀 D．氯酸钾分解制氧气时，添加少量 8．在一定条件下，某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。下列叙述正确的是 A．时刻，反应逆向进行 B．时刻，逆反应速率大于正反应速率 C．时刻，反应物在该条件下转化率不是最大 D．时刻，正反应速率等于逆反应速率且等于零 9．在一密闭容器中进行反应：，已知反应过程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．为 C．均为 D．为 10．某温度下，在恒容密闭容器中，利用甲烷可以除去，反应为。已知为黄色，下列有关该反应的说法正确的是 A．该反应的生成物分子中的共价键都是单键 B．生成时，转移的电子数为 C．当容器内气体的颜色不再改变时，化学反应达到平衡状态 D．容器内气体的压强不变不可以作为反应达到化学平衡的标志 11．在一恒温恒容容器中，当下列各项不再发生变化时，表明反应A(s)+2B(g)⇌C(g)+D(g)已达到平衡状态的是 ①混合气体的压强②混合气体的密度③B的物质的量浓度④混合气体的总物质的量⑤混合气体的平均相对分子质量⑥v(C)与v(D)的比值⑦混合气体的总质量⑧混合气体的总体积 A．②③⑤⑦ B．①③④⑤ C．②③⑤⑥⑦ D．③⑤⑥ 12．反应mA(g)+nB(g)＝wC(g)中，在同一时间段内测得：A每分钟减少0.15 mol·L-1，B每分钟减少0.05 mol·L-1，C每分钟增加0.1 mol·L-1，则下列叙述正确的是 (　　) A．在体积和温度不变的条件下，随着反应的进行，体系的压强逐渐增大 B．化学计量数之比是m∶n∶w=3∶1∶2 C．单位时间内反应物浓度的减少等于生成物浓度的增加 D．若在前10 s内A减少了x mol，则在前20 s内A减少了2x mol 13．在一定条件下，将3mol A和1mol B混合于固定容积为1L的密闭容器中，发生如下反应： 3A(s)+B(g)xC(g)+2D(g)。2min 末该反应达到平衡，生成了0.6molD，并测得C的浓度为0.3mol/L。下列判断正确的是 A．2min内用A表示的反应速率为0.45mol·L-1·min-1 B．x=2 C．当VB：VD=1：2时，反应达到了平衡状态 D．B的转化率为30% 14．一定温度下，在容积为2L的恒容密闭容器中进行某一反应，容器内M、N、K三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 A．该反应的化学方程式为 B．内，用K浓度变化表示的速率为 C．容器中K和M的含量不变，说明反应达到平衡状态 D．时，容器容积不变，再充入N，正反应速率增大 15．图1为从废钼催化剂(主要成分为MoO3、MoS2，含少量NiS、NiO、Fe2O3等)中回收利用金属的部分流程。 “焙烧”时将纯碱和废钼催化剂磨成粉末后采取如图2所示的“多层逆流焙烧”，其目的是__________________________________________________________________________。 16．某化学小组利用硫代硫酸钠进行了相关的实验。 已知：Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O。 某同学探究影响硫代硫酸钠与稀硫酸反应速率的因素时，设计了如下系列实验： 实验序号 反应温度/℃ Na2S2O3溶液 稀H2SO4 H2O V/mL c/(mol/L) V/mL c/(mol/L) V/mL ① 20 10.0 0.10 10.0 0.50 0 ② 40 V1 0.10 V2 0.50 V3 ③ 20 V4 0.10 4.0 0.50 V5 （1）若V4=10.0，V5=6.0，则实验①、③可探究 对反应速率的影响。 将气体A、B置于固定容积为2L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)2C(g)＋2D(g)；反应进行到10s末，达到平衡，测得A的物质的量为1.8mol，B的物质的量为0.6mol，C的物质的量为0.8mol。 （2）用C表示10s内反应的平均反应速率为 。 （3）反应前A的物质的量浓度是 。 （4）10s末，生成物D的浓度为 。 （5）下列指标中，能作为判断反应已经达到平衡的标志有 ： A．气体的压强不再改变   B．气体的平均相对分子质量不再改变 C．气体的密度不再改变   D．气体的总物质的量不再改变 E．气体的颜色不再改变   F．气体的浓度不再改变 （6）达到平衡后，若充入He，生成D的速率 (“增大”“减小”“不变”)。 17． Ⅰ.“碳中和”是指的排放总量和减少总量相当。 （1）下列措施不能有效促进碳中和的是___________(填序号)。 A．利用可燃冰代替现有化石能源 B．推动氢氧燃料汽车代替燃油汽车 C．扩大水力发电规模代替火力发电 D．研发二氧化碳人工合成淀粉技术 Ⅱ.为实现“碳中和”目标，我国科学家做出了卓越贡献，最新科研成果之一为在含铂高效催化剂作用下把二氧化碳高效转化清洁液态燃料——甲醇()。t℃时，反应原理为。 （2）加快该反应速率的措施有 、 (填两条)。 （3）下列能证明上述反应达到平衡状态的是___________(填序号)。 A．的生成速率与的消耗速率相等时 B．恒温恒容时，容器内气体的总压强不再随时间而改变时 C．容器内气体的总质量不再改变时 D．恒容时，、、、的浓度相等时 （4）t℃时，将3和4通入体积为2L的恒容密闭容器中发生催化反应，2min时的含量不再变化，此时测得的物质的量为1。请回答下列问题： ①从反应开始到达化学平衡，用表示的平均反应速率为 ； ②达到平衡状态时的转化率为 。 18．工业上，常用水蒸气通过炽热的焦炭制得水煤气(主要成分为CO和)，其反应的化学方程式为，请回答下列问题： （1）上述反应的能量变化图像如图所示。下列反应的能量变化与上述反应相同的是_______。 A．碳酸钙高温分解 B．天然气的燃烧 C．氨水与稀硫酸的反应 D．氯化铵与的反应 （2）一定条件下，焦炭和水蒸气在体积一定的密闭容器中进行反应，下列有关说法正确的是_______。 A．充入He使容器压强增大，提高反应速率 B．，说明反应达到平衡状态 C．使用催化剂可以加快反应速率，平衡正向移动。 D．容器中焦炭的质量不再变化，说明反应达到平衡状态 （3）在体积均为2L的甲、乙两个恒容密闭容器中，分别加入相同质量的一定量炭粉和3 mol水蒸气，在不同温度下反应的过程如图所示： ①甲容器中，0～1min内的平均反应速率 。 ②甲容器中， (填“<”“>”或“=”下同)。 ③反应过程中，两个容器温度：甲 乙。 （4）乙容器中C点时，H2O的转化率为 。 19．“液态阳光”，即“清洁甲醇”，指生产过程中碳排放量极低或为零时制得的甲醇。加氢的实际化学过程包括下面三个主要的平衡反应： 反应1： 反应2： 反应3： （1）已知反应3的反应体系能量变化如图所示，下列说法正确的是 （填标号）。 A．该反应涉及极性键和非极性键的断裂和形成 B．若反应生成的为液态，则放出的能量大于90.77kJ C．1mol CO（g）和2mol （g）的总键能低于1mol （g）的总键能 D．1mol CO（g）和2mol （g）在容器中充分反应，放出的能量为90.77kJ （2）恒容绝热密闭容器中进行反应2，下列说法表明反应达到了平衡的是 （填标号）。 A．体系压强不再发生变化 B．的转化率不再变化 C．混合气体的密度不再发生变化 D．每断裂n mol的H—H键时，形成2n mol H—O键 （3）相关化学键的键能（常温常压下，断裂或形成1mol化学键需要吸收或放出的能量）数据如表所示： 化学键 C＝O（） H—H C—H C—O H—O 键能E/（） 803 436 414 326 464 反应1中，每生成1mol （g），会 （填“吸收”或“放出”） kJ能量。 （4）一定条件下，向1L密闭容器中加入1mol 和3mol 发生上述三个反应，t s后达到平衡，容器中各物质浓度如表所示： 物质 CO 浓度（） a b 0.48 0.8 c ①a＝ 。 ②t s时，的转化率为 （保留三位有效数字）%。 ③0～t s内，用CO表示的反应速率 。 1 / 21 学科网（北京）股份有 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题04 化学反应速率与限度 ◆考点01 化学反应速率 1．正确理解化学反应速率 【易错提醒】 用不同物质表示化学反应速率时的关系 由于一个化学反应中各物质的化学计量数不一定相同,所以相同时间内各物质浓度的变化量不一定相同,则化学反应速率的数值不一定相同,但各物质间反应速率表示的意义相同,都表示该化学反应进行的快慢。在同一化学反应中,若用不同物质的浓度变化来表示化学反应速率,其数值之比等于该反应化学方程式中相应物质的化学计量数之比,如对于化学反应aA(g)+bB(g)=cC(g)+dD(g),有下列恒等式：v(A):v(B):v(C):v(D)=a:b:c:d。 2．化学反应速率的比较方法 （1）归一法： （2）比值法： 比较化学反应速率与化学计量数的比值。如aA(g)＋bB(g)cC(g)，即比较与，若＞，则用A表示的化学反应速率比用B表示的大。 3．化学反应速率的计算 （1）公式法： v(A)＝＝ （2）“三段式”法： 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。 例如，反应　　mA　＋　　nB　=====　pC t0 s/mol·L－1 a b 0 转化/mol·L－1 x t1 s/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。 【温馨提示】 分类角度 从测定时间分 从反应方向分 类型 瞬时速率：某一时刻的反应速率 平均速率：某段时间内的反应速率的平均值 正反应速率：可逆反应中正反应方向的反应速率 逆反应速率：可逆反应中逆反应方向的反应速率 注意点 通常所计算的是平均速率 通常所计算的是正逆反应抵消后的总反应速率 ◆考点02 化学反应速率的影响因素 1．内因 2．外因 内因 反应物的性质是决定化学反应速率的主要因素。 外因 浓度 增大反应物的浓度，可使反应速率增大 压强 对于气体反应，压强增大，可使反应速率增大 温度 一般升高温度，可使反应速率增大 催化剂 使用催化剂，可使反应速率增大 其他 如固体表面积越大，反应反应速率越快；光照、搅拌、形成原电池 温馨提醒 ①气体反应压强的变化，其本质是气体的浓度变化。 如恒容时通不参加反应的气体，虽压强增大，但反应速率不变；如恒压下通不参加反应的气体，虽总压不变，但反应速率降低 ②对可逆反应，升高温度，无论是吸热反应还是放热反应，正、逆反应速率均增大，反之均降低 ③对可逆反应，使用催化剂，正、逆反应速率均同等程度的增大 催化剂的活性 ①催化剂的活性除与自身成分有关外，还受到粒子直径、合成方法等因素以及反应温度、压强等条件的影响。此外，有些物质的存在会使催化剂明显失效，即催化剂中毒。 ②催化剂催化时需要适宜的温度，温度过低，活性低；温度升高，活性增强，但温度过高，催化剂可能失去活性。 多因素影响下的速率变化 常见影响反应速率的因素 浓度、温度、压强、催化剂活性、接触面积、原电池原理、副反应等 反常速率加快常见情况 ①温度升高；②形成原电池；③反应生成物对反应有催化作用；④温度升高，催化剂活性增强；⑤反应物浓度增大等 反应速率减慢常见情况 反应物浓度减小；②反应温度过高，催化剂失去活性；③析出的晶体或沉淀覆盖在固体表面，阻碍反应的进行；④竞争吸附等 【易错提醒】 （1）由于增大反应物浓度造成的反应速率减慢，此时要考虑常温下铁和铝在浓硫酸和浓硝酸中的钝化。例如，铁和稀硫酸生成氢气的反应，若将稀硫酸换成浓硫酸，发生钝化，反应不进行。 （2）中学阶段一般只讨论其他条件相同时，改变一个条件对化学反应速率的影响。 3．稀有气体对反应速率的影响 A(g)＋B(g) ⇌C(g)，恒温恒容，充入氦气，对反应速率有何影响？恒温恒压，充入氦气，对反应速率又有何影响？ 4.“控制变量法”探究影响化学反应速率的因素 常见变量 外界因素主要有：浓度、压强、温度、催化剂、固体表面积等 确定变量 根据实验目的，研究某个变量对反应速率的影响，需要控制其它外界因素不变，再进行实验 定多变一 探究时，先确定一种变量，保证其它外界因素不变，看这个变量与探究的问题之间存在什么关系，这样依次进行，从而得出每种因素改变的影响结论 数据统一 要注意控制数据，使变量统一，才能得出正确结论 【特别提醒】 多个因素影响反应速率变化要看主要因素： 例如：锌与稀硫酸反应的图像如下图，由图像可知氫气的生成速率随时间先由慢到快，然后又由快到慢。反应体系中硫酸所提供的氢离子浓度是由高到低，若氢气的生成速率由其决定，速率的变化趋势也应由快到慢，反应前半程的原因只能是温度所致，锌与硫酸反应时放热，体系温度逐渐升高，温度对反应速率的影响占主导地位， 一定时间后， 硫酸的浓度下降占据主导地位，因而氢气的生成速率随时间先由慢到快，然后又由快到慢。 ◆考点03 化学反应(限度)平衡状态的建立和理解 1.可逆反应 （1）可逆反应的特点 双向性 反应物生成物 两同性 相同条件 正、逆反应同时进行 共存性 反应物、生成物同时存在，反应物的转化率小于100% （2）很多化学反应在进行时都有一定的可逆性，不同反应的可逆性不同，有些化学反应在同一条件下可逆程度很小，如 2 Na + 2 H2O === 2 NaOH + H2↑，视为“不可逆”反应。 典型的可逆反应有： H2+I2⇌2HI ， 2SO2+O2⇌2SO3 ， SO2+H2O⇌H2SO3 ， NH3+H2O⇌NH3·H2O 等。 2．化学平衡状态的建立 （1）化学平衡状态:在一定条件下，当一个可逆反应进行到正反应速率和逆反应速率相等时，反应物的浓度和生成物的浓度不再变化，达到一种表面静止的状态。 （2）化学平衡状态的建立过程 （3）化学平衡建立过程中化学反应速率的变化图像 3．化学平衡状态的特征——“五字诀” 化学平衡状态的特征概括为逆、等、动、定、变，即： 研究对象（逆） 适用于可逆反应 动态特征（动） 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 平衡实质（等） υ(正)＝v(逆)≠0（正、逆反应速率相等，但不等于零） 平衡结果（定） 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） 平衡移动（变） 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 【归纳总结】 （1）当可逆反应达到平衡状态时，反应物和生成物的浓度不再发生变化，对应的物质的质量分数、物质的量分数、体积分数、转化率都将保持不变。 （2）达到化学平衡状态时,正反应速率和逆反应速率相等是指同一物质的消耗速率与生成速率相等。如果用不同物质表示的正、逆反应速率不一定相等。 （3）达到化学平衡状态时,各物质的浓度和质量保持不变，这里的不变不能理解为各物质的浓度和质量相等。 （4）在化学反应中,只有可逆反应才有可能达到化学平衡状态,非可逆反应不存在化学平衡状态。 （5）可逆反应在有关条件(如温度、压强等)确定的前提下才能够达到化学平衡状态,即化学平衡状态是有条件的。 （6）化学平衡状态是可逆反应在一定条件下能达到的或完成的最大程度,即该反应进行的限度。化学反应的限度决定了反应物在该条件下转化为生成物的最大转化率。 （7）不同条件下,同一可逆反应的化学反应限度不一定相同,当条件(温度、压强、各组分的浓度等)改变时,化学平衡也随之改变。 ◆考点04 化学平衡状态的判断 1.基本判据： 等[v(正)＝v(逆)]、定（各组分含量、浓度保持不变）任何条件下的可逆反应均达到平衡 2.判断三标志 （1）达到化学平衡的本质标志 项目 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 是否平衡 正反应速率逆反应速率关系 在单位时间内消耗了m mol A的同时生成了m mol A 平衡 在单位时间内消耗了n mol B的同时消耗了p mol C 平衡 在单位时间内生成了p mol C的同时消耗了q mol D 平衡 v正(A)∶v逆(B)＝m∶n 平衡 （2）达到化学平衡的等价标志 项目 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)[假设只有A为有色气体] 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）达到化学平衡状态的特殊标志 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 3．反应类型分析（如下表所示） 化学反应 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 是否平衡 混合物体 系中各成 分的含量 ①各物质的物质的量或物质的量分数一定 平衡 ②各物质的质量或质量分数一定 平衡 ③各气体的体积或体积分数一定 平衡 ④总体积、总压强、总物质的量一定 不一定平衡 正、逆反应 速率之间 的关系 ①单位时间内消耗了m mol A，同时也生成了m mol A 平衡 ②单位时间内消耗了n mol B，同时也消耗了p mol C 平衡 ③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q 不一定平衡 ④单位时间内生成了n mol B，同时也消耗了q mol D 不一定平衡 压强 ①其他条件一定、总压强一定，且m＋n≠p＋q 平衡 ②其他条件一定、总压强一定，且m＋n＝p＋q 不一定平衡 混合气体 的平均相 对分子质量 ①平均相对分子质量一定，且m＋n≠p＋q 平衡 ②平均相对分子质量一定，且m＋n＝p＋q 不一定平衡 温度 任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时 平衡 气体的密度 密度一定 不一定平衡 颜色 反应体系内有色物质的颜色稳定不变 平衡 【易错提醒】 （1）对同一物质而言，断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等则一定处于平衡状态。 （2）对绝热密闭容器，温度保持不变则一定处于平衡状态。 （3）若反应中有固体或液体，平均相对分子质量一定、密度一定则一定处于平衡状态。 ◆考点05 化学反应条件的控制 1．目的和措施 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 2．化工生产中反应条件的调控 （1）考虑因素 化工生产中调控反应条件时，需要考虑控制反应条件的成本和实际可能性。 （2）实例——合成氨生产条件的选择 ——400～500 ℃— —10～30 MPa— ◆考点06 化学反应速率与限度图像问题 1.化学反应速率与化学反应限度问题常以图像的形式出现在平面直角坐标系中，可能出现反应物的物质的量、浓度、压强、时间等因素。这类问题要按照“一看、二想、三判断”这三步来分析。 （1）“一看”——看图像 ①看面，弄清楚横、纵轴所表示的含义； ②看线，弄清楚线的走向和变化趋势； ③看点，弄清楚曲线上点的含义，特别是曲线上的折点、交点、最高点、最低点等； ④看辅助线，作横轴或纵轴的垂直线(如等温线、等压线、平衡线等)； ⑤看量的变化，弄清楚是物质的量的变化、浓度的变化，还是转化率的变化。 （2）“二想”——想规律 如各物质的转化量之比与化学计量数之比的关系，各物质的化学反应速率之比与化学计量数之比的关系，外界条件的改变对化学反应速率的影响规律以及反应达到平衡时，外界条件的改变对正、逆反应速率的影响规律等。 （3）“三判断” 利用有关规律，结合图像，通过对比分析，作出正确判断。 2.化学平衡建立过程中反应速率变化图像 根据图像可进行如下分析： 3.化学平衡建立过程中物质的量变化图像 例如：某温度时，在定容(V L)容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。 （1）由图像得出的信息 ①X、Y是反应物，Z是生成物。 ②t3 s时反应达到平衡状态，X、Y并没有全部反应，该反应是可逆反应。 ③0～t3 s时间段：Δn(X)＝n1－n3mol，Δn(Y)＝n2－n3mol，Δn(Z)＝n2mol。 （2）根据图像可进行如下计算 ①某物质的平均速率、转化率，如 v(X)＝ mol·L－1·s－1； Y的转化率＝×100%。 ②确定化学方程式中的化学计量数之比，X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为(n1－n3)∶(n2－n3)∶n2。 4．瞬时速率—时间图像 （1）当可逆反应达到一种平衡后，若某一时刻外界条件发生改变，都可能使速率—时间图像的曲线出现不连续的情况，根据出现“断点”前后的速率大小，即可对外界条件的变化情况作出判断。如图： t1时刻改变的条件可能是使用了催化剂或增大压强(仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应)。 （2）常见含“断点”的速率－时间图像分析 图像 t1时刻所改变的条件 温度 升高 降低 升高 降低 正反应为放热反应 正反应为吸热反应 压强 增大 减小 增大 减小 正反应为气体物质的量增大的反应 正反应为气体物质的量减小的反应 5．全程速率—时间图像 例如：Zn与足量盐酸的反应，化学反应速率随时间的变化出现如图所示情况。 原因：（1）AB段(v增大)，反应放热，溶液温度逐渐升高，v增大。 （2）BC段(v减小)，溶液中c(H＋)逐渐减小，v减小。 ◆考点07 有关化学反应速率和化学平衡的计算 解答有关化学反应速率和化学平衡的计算题时，一般需要写出化学方程式，列出起始量、变化量及平衡量，再根据题设其他条件和定律列方程求解，要注意单位的统一。如： 　　　　　 mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) 起始/mol a b 0 0 转化/mol mx nx px qx 平衡/mol a−mx b−nx px qx （1）分析三个量：起始量、变化量、平衡量。 （2）明确三个关系 ①对于同一反应物，起始量－变化量＝平衡量。 ②对于同一生成物，起始量＋变化量＝平衡量。 ③各物质的转化量之比等于各物质的化学计量数之比。 （3） 计算模式 ①关于反应物转化率的计算 A的转化率=×100%(计算式中A的量可以指反应物的物质的量、质量、浓度、体积等) ②关于某气体组分的体积分数的计算 气体A的体积分数=×100% ③A的平衡浓度：c(A)＝ mol·L－1。 ④平衡压强与起始压强之比：＝。 ⑤平衡压强与起始压强之比：＝。 ⑥混合气体的平均密度(混)＝ g·L－1。 ⑦混合气体的平均摩尔质量＝ g·mol－1。 1．已知4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)，若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示，则正确的关系是（ ） A．v(NH3)=v(O2) B．v(O2)=v(H2O) C．v(NH3)=v(H2O) D．v(O2)=v(NO) 【答案】D 【解析】A．，A错误； B．，B错误； C．，C错误； D．，D正确； 故选D。 2．在反应中，表示该反应速率最快的是 A．v(A)=1.5 mol·L-1·min-1 B．v(B)=1.8 mol·L-1·min-1 C．v(C)=0.08 mol·L-1·s-1 D．v(D)=0.1 mol·L-1·s-1 【答案】B 【分析】比较一个化学反应速率的快慢，应用同一物质表示反应速率，所有选项换算成以B物质表示反应速率，单位均为。 【解析】A．换算成B物质表示反应速率； B． C．换算成B物质表示反应速率； D．换算成B物质表示反应速率； 综上分析，表示的反应速率最快，B正确； 答案选B。 3．反应从正反应方向，经过2s后B的浓度减少了0.04 mol⋅L-1。下列说法正确的是 A．用A表示的反应速率是0.04 mol⋅L-1⋅s-1 B．在这2s内用B和C表示的反应速率的值是相同的 C．在2s末时的反应速率，用反应物B来表示是0.02 mol⋅L-1⋅s-1 D．2s后，D的物质的量为0.02mol 【答案】B 【解析】A．A是固体，不能表示反应速率，A错误； B．B和C的计量数相同，则在这2s内用B和C表示的反应速率的值是相同的，B正确； C．经过2s后B的浓度减少了0.04 mol⋅L-1，则v(B)=0.04 mol⋅L-1÷2s=0.02 mol⋅L-1⋅s-1，此速率为2s内的平均速率，不是在2s末时的反应速率，C错误； D．不知道容器的体积，无法计算，D错误。 故选B。 4．将气体和气体置于的密闭容器中，混合后发生如下反应：。若经后测得的物质的量浓度为，下列说法正确的是      A. 用物质表示的反应速率为 B. 用物质表示的反应速率为 C. 时物质的转化率为 D. 时物质的物质的量浓度为 【答案】C 【解析】根据反应可知，起始浓度：、、；转化浓度：、、；时浓度：、、。用物质表示的反应速率为，A错误；用物质表示的反应速率为，B错误；时物质的转化率为，C正确；时物质的物质的量浓度为，D错误。 5．某小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，设计实验方案如表。下列说法错误的是 实验编号 5.0mol•L-1盐酸 大理石 水 收集标准状况下0.56LCO2所需时间 ① 100mL 5.0g碎块 0mL 5.0min ② 50.0mL 5.0g碎块 50.0mL 8.0min ③ 100mL 5.0g粉末 amL 2.0min A．实验①和②探究盐酸浓度对反应速率的影响 B．实验①和③探究固体表面积对反应速率的影响，则a=0 C．实验③中用盐酸浓度变化表示的速率v(HCl)=0.5mol•L-1•min-1 D．该实验反应的离子方程式为CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O 【答案】C 【解析】A．实验①和②盐酸浓度不同，其他条件相同，研究的是盐酸浓度对反应速率的影响，A项正确； B．实验①和③研究反应物的固体表面积对速率的影响，必须使盐酸浓度相同，加入100mL盐酸则不需要再加入水，a=0，B项正确； C．根据反应方程式：，，故，C项错误； D．碳酸钙难溶于水，与盐酸反应的离子方程式为，D项正确； 故选C。 6．某学习小组为了探究影响酸性高锰酸钾溶液与NaHSO3溶液反应速率的因素，该小组设计如表实验方案。 实验 0.2 mol·L－1 NaHSO3溶液/mL 0.1 mol·L－1 KMnO4溶液/mL 0.6 mol·L－1 H2SO4溶液/mL 0.1 mol·L－1 MnSO4溶液/mL V(H2O)/mL 混合溶液褪色时间/min 1 3.0 2.0 1.0 0 2.0 8 2 3.0 2.0 2.0 0 a 6 3 4.0 2.0 2.0 0 0 4 4 3.0 2.0 1.0 0.5 b 3 下列说法正确的是 A．该反应的离子方程式为5SO32－＋2MnO4－＋6H＋＝2Mn2＋＋5SO42－＋3H2O B．a＝1.0、b＝1.5 C．实验3从反应开始到反应结束这段时间内反应速率v(MnO4－)＝0.025 mol·L－1·min－1 D．实验4与实验1相比，说明SO42－可能是该反应的催化剂 【答案】B 【解析】探究实验方案两两之间应保持单一变量，则四组实验的溶液总体积相等，利用混合溶液褪色时间判断变量对反应速率的影响。 A项，HSO3－是弱酸的酸式酸根离子，不能拆写，该反应的离子方程式为5HSO3－＋2MnO4－＋H＋＝2Mn2＋＋5SO42－＋3H2O，错误；B项，据题意可知，4组实验溶液总体积应相同，则3.0＋2.0＋1.0＋0＋2.0＝3.0＋2.0＋2.0＋0＋a，a＝1.0，3.0＋2.0＋1.0＋0＋2.0＝3.0＋2.0＋1.0＋0.5＋b，b＝1.5，正确；C项，由n(NaHSO3)∶n(KMnO4)＝(0.2 mol·L－1×0.004 L)∶(0.1 mol·L－1×0.002 L)＝8∶2，故KMnO4反应完全，实验3从反应开始到反应结束这段时间内反应速率v(MnO4－)＝＝0.00625 mol·L－1·min－1，错误；D项，实验4与实验1相比，其它条件相同条件下，实验4加了MnSO4，反应混合溶液褪色时间只有3 min，由于溶液中已经加了H2SO4，说明SO42－不是该反应的催化剂，而Mn2＋可能是该反应的催化剂，错误。 7．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．食品抽真空包装 B．碳酸钙与稀盐酸反应时适当升高温度 C．将与稀反应中的稀换成稀 D．氯酸钾分解制氧气时，添加少量 【答案】C 【解析】A．食品抽真空包装，降低氧气浓度，减慢食物氧化速率，A不符合题意； B．升高温度，反应速率加快，B不符合题意； C．将稀换成稀，铁与稀硝酸反应不能放出氢气，与反应速率无关，C符合题意；     D．氯酸钾分解制氧气时，作催化剂，反应速率加快，D不符合题意； 故选C。 8．在一定条件下，某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。下列叙述正确的是 A．时刻，反应逆向进行 B．时刻，逆反应速率大于正反应速率 C．时刻，反应物在该条件下转化率不是最大 D．时刻，正反应速率等于逆反应速率且等于零 【答案】C 【解析】A．时刻，正反应速率大于逆反应速率，反应正向进行，A错误； B．时刻，逆反应速率小于正反应速率，B错误； C．时刻，反应物在该条件下未达到限度，转化率不是最大，C正确； D．是平衡状态，正反应速率等于逆反应速率，但是不等于零，D错误； 答案选C。 9．在一密闭容器中进行反应：，已知反应过程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．为 C．均为 D．为 【答案】B 【解析】A．根据题干可知，若SO2为0.6mol/L，则O2的浓度应为0.3mol/L，A错误；B．若SO2浓度为0.6mol/L，则O2、SO3浓度分别为0.3mol/L、0.2mol/L，存在这种可能，B正确；C．根据题干可知，SO2浓度为0.3mol/L时SO3浓度为0.5mol/L，反之SO3浓度为0.3mol/L时SO2浓度为0.5mol/L，C错误；D．SO3浓度为0.8mol/L时，SO2和O2完全反应，但是该反应为可逆反应，SO2和O2不可能完全反应，D错误；故答案选B。 10．某温度下，在恒容密闭容器中，利用甲烷可以除去，反应为。已知为黄色，下列有关该反应的说法正确的是 A．该反应的生成物分子中的共价键都是单键 B．生成时，转移的电子数为 C．当容器内气体的颜色不再改变时，化学反应达到平衡状态 D．容器内气体的压强不变不可以作为反应达到化学平衡的标志 【答案】C 【解析】A．二氧化碳分子中含有碳氧双键，A错误； B．反应中碳元素化合价由-4变为+4，结合化学方程式可知，电子转移为，则生成时，转移的电子4mol，数目为4×，B错误； C．已知为黄色当容器内气体的颜色不再改变时，说明平衡不再移动，化学反应达到平衡状态，C正确； D．反应是气体分子数改变的的化学反应，物质的量与压强成正比，则混合气体的压强不随时间的变化而变化，达到平衡状态，D错误； 故选C。 11．在一恒温恒容容器中，当下列各项不再发生变化时，表明反应A(s)+2B(g)⇌C(g)+D(g)已达到平衡状态的是 ①混合气体的压强②混合气体的密度③B的物质的量浓度④混合气体的总物质的量⑤混合气体的平均相对分子质量⑥v(C)与v(D)的比值⑦混合气体的总质量⑧混合气体的总体积 A．②③⑤⑦ B．①③④⑤ C．②③⑤⑥⑦ D．③⑤⑥ 【答案】A 【解析】①该反应是反应前后气体体积没有变化的反应，所以容器中的压强不再发生变化，不能证明达到了平衡状态，故①不选； ②该容器的体积保持不变，A是固态，根据质量守恒定律知，反应前后混合气体的质量会变，所以当混合气体的密度不再发生变化时，能表明达到化学平衡状态，故②选； ③反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，平衡时各种物质的浓度等不再发生变化，所以各气体物质的物质的量浓度不再变化时，该反应达到平衡状态，故③选； ④该反应是反应前后气体体积没有变化的反应，所以气体总物质的量不变，不能表明反应达到平衡状态，故④不选； ⑤容器中的气体平均相对分子质量M=，反应前后混合气体的质量会变化，该反应是一个反应前后气体物质的量不变的反应，所以当M不再发生变化时，表明已经平衡，故⑤选； ⑥C、D的化学计量数相同，则v(C)与v(D)的比值为定值，不能根据v(C)与v(D)的比值判断平衡状态，故⑥不选； ⑦A为固态，混合气体的总质量为变量，混合气体的总质量不变时，表明达到平衡状态，故⑦选； ⑧混合气体的总体积始终不变，不能根据混合气体的总体积判断平衡状态，故⑧不选； 综上，②③⑤⑦符合题意。 答案选A。 12．反应mA(g)+nB(g)＝wC(g)中，在同一时间段内测得：A每分钟减少0.15 mol·L-1，B每分钟减少0.05 mol·L-1，C每分钟增加0.1 mol·L-1，则下列叙述正确的是 (　　) A．在体积和温度不变的条件下，随着反应的进行，体系的压强逐渐增大 B．化学计量数之比是m∶n∶w=3∶1∶2 C．单位时间内反应物浓度的减少等于生成物浓度的增加 D．若在前10 s内A减少了x mol，则在前20 s内A减少了2x mol 【答案】B 【解析】A．根据速率之比等于化学计量数之比，可知m：n：w=0.15：0.05：0.1=3：1：2，随反应进行气体的物质的量减小，在容器容积和温度不变的条件下，随着反应的进行，体系的压强逐渐减小，故A错误； B．速率之比等于化学计量数之比，故m：n：w=0.15：0.05：0.1=3：1：2，故B正确； C．由给出的A、B、C的反应速率可知，单位时间内反应物浓度的减少不等于生成物浓度的增加，故C错误； D．后10s内反应速率比前10s内小，故后10s内减少的A小于x mol，故前20s内减少的A的物质的量小于2x mol，故D错误。 13．在一定条件下，将3mol A和1mol B混合于固定容积为1L的密闭容器中，发生如下反应： 3A(s)+B(g)xC(g)+2D(g)。2min 末该反应达到平衡，生成了0.6molD，并测得C的浓度为0.3mol/L。下列判断正确的是 A．2min内用A表示的反应速率为0.45mol·L-1·min-1 B．x=2 C．当VB：VD=1：2时，反应达到了平衡状态 D．B的转化率为30% 【答案】D 【解析】A．A为固态，不能用A表示反应速率，故A错误； B．1L的密闭容器中，C的浓度由0增加到0.3mol/L，即C的物质的量的变化量为0.3mol，而同一时间段内生成了0.6molD，即用D表示的速率为C的2倍，速率之比等于其化学计量数之比，所以x=1，故B错误； C．任意时刻 VB：VD都等于其化学计量数之比，即等于1：2，所以当VB：VD=1：2时，反应不一定达到了平衡状态，故C错误； D．三段式表示：，所以B的转化率为=30%，故D正确； 故答案为：D。 14．一定温度下，在容积为2L的恒容密闭容器中进行某一反应，容器内M、N、K三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 A．该反应的化学方程式为 B．内，用K浓度变化表示的速率为 C．容器中K和M的含量不变，说明反应达到平衡状态 D．时，容器容积不变，再充入N，正反应速率增大 【答案】B 【分析】从图中可知，随着反应进行，M、K物质的量增大，为生成物，N物质的量减小为反应物。 【解析】A．从反应开始到平衡，消耗N物质的量为6mol，生成M和K物质的量分别为3mol和3mol，根据化学计量数之比等于反应速率之比，反应的化学方程式为，A正确；B．t1-t3min内，K物质的量增加3mol，反应速率为，B错误；C．随着反应进行，容器中K和M的含量不断变化，K和M的含量不变，说明反应达到平衡状态，C正确；D．t4min时，容器容积不变，再充入N，反应物浓度增大，正反应速率增大，D正确；故答案选B。 15．图1为从废钼催化剂(主要成分为MoO3、MoS2，含少量NiS、NiO、Fe2O3等)中回收利用金属的部分流程。 “焙烧”时将纯碱和废钼催化剂磨成粉末后采取如图2所示的“多层逆流焙烧”，其目的是__________________________________________________________________________。 【答案】增大反应物接触面积，提高反应速率和原料利用率 16．某化学小组利用硫代硫酸钠进行了相关的实验。 已知：Na2S2O3＋H2SO4=Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O。 某同学探究影响硫代硫酸钠与稀硫酸反应速率的因素时，设计了如下系列实验： 实验序号 反应温度/℃ Na2S2O3溶液 稀H2SO4 H2O V/mL c/(mol/L) V/mL c/(mol/L) V/mL ① 20 10.0 0.10 10.0 0.50 0 ② 40 V1 0.10 V2 0.50 V3 ③ 20 V4 0.10 4.0 0.50 V5 （1）若V4=10.0，V5=6.0，则实验①、③可探究 对反应速率的影响。 将气体A、B置于固定容积为2L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)2C(g)＋2D(g)；反应进行到10s末，达到平衡，测得A的物质的量为1.8mol，B的物质的量为0.6mol，C的物质的量为0.8mol。 （2）用C表示10s内反应的平均反应速率为 。 （3）反应前A的物质的量浓度是 。 （4）10s末，生成物D的浓度为 。 （5）下列指标中，能作为判断反应已经达到平衡的标志有 ： A．气体的压强不再改变   B．气体的平均相对分子质量不再改变 C．气体的密度不再改变   D．气体的总物质的量不再改变 E．气体的颜色不再改变   F．气体的浓度不再改变 （6）达到平衡后，若充入He，生成D的速率 (“增大”“减小”“不变”)。 【答案】（1）浓度 （2）0.04mol/(L·s) （3）1.5mol/L （4）0.4mol/L （5）F （6）不变 【解析】（1）实验①、③温度相同，所取稀硫酸量不同，故实验①、③则是探究浓度对反应速率影响； （2）由已知，C浓度变化为0.4mol/L，故用C表示10s内反应的平均反应速率为v(C)==0.04mol/(L·s)； （3）反应到达平衡时生成C0.8mol，根据化学方程式的计量数关系，说明消耗A物质的量为1.2mol，平衡时A物质的量为1.8mol，故起始时A的物质的量为3mol，浓度为1.5mol/L； （4）起始时只有反应物A、B，生成物C、D在化学方程式中计量数相同，故平衡时，C的物质的量为0.8mol，D的物质的量也为0.8mol，浓度为0.4mol/L； （5）将气体A、B置于固定容积为2L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)⇌2C(g)＋2D(g)： A．反应前后气体体积数不变，容器体积不变，无论反应是否到达平衡，气体压强都不变，故气体的压强不再改变无法判断反应是否到达平衡，A错误； B．反应前后无固体参与且气体体积数不变，故无论反应是否到达平衡气体的平均相对分子质量都不改变，B错误； C．反应前后无固体参与，气体质量不变，容器体积不变，无论是否到达平衡气体的密度都不改变，C错误； D．反应前后气体体积数不变，故无论是否到达平衡气体的总物质的量都不改变，D错误； E．气体的颜色不再改变 ，题中没有说明各种气体是否有颜色，无法判断，E错误； F．气体的浓度不再改变，说明反应到达平衡，F正确； 故选F； （6）容器体积一定，充入惰性气体He，参与反应的各物质浓度都不变，即分压都不变，故生成D的速率不变。 17． Ⅰ.“碳中和”是指的排放总量和减少总量相当。 （1）下列措施不能有效促进碳中和的是___________(填序号)。 A．利用可燃冰代替现有化石能源 B．推动氢氧燃料汽车代替燃油汽车 C．扩大水力发电规模代替火力发电 D．研发二氧化碳人工合成淀粉技术 Ⅱ.为实现“碳中和”目标，我国科学家做出了卓越贡献，最新科研成果之一为在含铂高效催化剂作用下把二氧化碳高效转化清洁液态燃料——甲醇()。t℃时，反应原理为。 （2）加快该反应速率的措施有 、 (填两条)。 （3）下列能证明上述反应达到平衡状态的是___________(填序号)。 A．的生成速率与的消耗速率相等时 B．恒温恒容时，容器内气体的总压强不再随时间而改变时 C．容器内气体的总质量不再改变时 D．恒容时，、、、的浓度相等时 （4）t℃时，将3和4通入体积为2L的恒容密闭容器中发生催化反应，2min时的含量不再变化，此时测得的物质的量为1。请回答下列问题： ①从反应开始到达化学平衡，用表示的平均反应速率为 ； ②达到平衡状态时的转化率为 。 【答案】（1）A （2）升高温度 增大压强或增大反应物浓度(合理即可) （3）B （4）0.75 75% 【解析】（1）A．可燃冰燃烧产物是二氧化碳和水，利用可燃冰代替现有化石能源，不能降低二氧化碳排放，A选。 B．氢气燃烧的产物是水，推动氢氧燃料汽车代替燃油汽车，能降低二氧化碳排放，B不选； C．扩大水力发电规模代替火力发电，降低煤炭的消耗量，能降低二氧化碳排放，C不选； D．研发二氧化碳人工合成淀粉技术，可以减少空气中二氧化碳含量，有效促进碳中和，D不选。 答案选A。 （2）根据影响反应速率的因素可知，升高温度、增大压强、增大反应物浓度都能加快该反应速率。 （3）A．反应达到平衡状态时，正逆反应速率比等于系数比，的生成速率与的消耗速率比等于1∶3时，反应达到平衡状态，A不选； B．反应前后气体系数和不同，恒温恒容时，压强是变量，容器内气体的总压强不再随时间而改变时，反应一定达到平衡状态，B选； C．反应前后全是气体，气体总质量是恒量，容器内气体的总质量不再改变时，反应不一定平衡，C不选； D．反应达到平衡状态时，各物质浓度不再改变，、、、的浓度相等时，浓度不一定不再改变，反应不一定平衡，D不选； 答案选B。 （4）t℃时，将3和4通入体积为2L的恒容密闭容器中发生催化反应，2min时的含量不再变化，此时测得的物质的量为1。三段式为 ①从反应开始到达化学平衡，用表示的平均反应速率； ②达到平衡状态时的转化率为，即75%。 18．工业上，常用水蒸气通过炽热的焦炭制得水煤气(主要成分为CO和)，其反应的化学方程式为，请回答下列问题： （1）上述反应的能量变化图像如图所示。下列反应的能量变化与上述反应相同的是_______。 A．碳酸钙高温分解 B．天然气的燃烧 C．氨水与稀硫酸的反应 D．氯化铵与的反应 （2）一定条件下，焦炭和水蒸气在体积一定的密闭容器中进行反应，下列有关说法正确的是_______。 A．充入He使容器压强增大，提高反应速率 B．，说明反应达到平衡状态 C．使用催化剂可以加快反应速率，平衡正向移动。 D．容器中焦炭的质量不再变化，说明反应达到平衡状态 （3）在体积均为2L的甲、乙两个恒容密闭容器中，分别加入相同质量的一定量炭粉和3 mol水蒸气，在不同温度下反应的过程如图所示： ①甲容器中，0～1min内的平均反应速率 。 ②甲容器中， (填“<”“>”或“=”下同)。 ③反应过程中，两个容器温度：甲 乙。 （4）乙容器中C点时，H2O的转化率为 。 【答案】（1）AD （2）D （3）0.75mol·L-1·min-1 > > （4）40% 【解析】（1）图像显示，反应物C(s)和H2O(g)的总能量低于生成物CO(g)和H2(g)的总能量，即为吸热反应。 A. 大多数分解反应为吸热反应，碳酸钙高温分解的反应就为吸热反应，故A正确； B. 天然气的燃烧为放热反应，故B错误； C. 酸碱中和为放热反应，所以氨水与稀硫酸的反应为放热反应，故C错误； D. 氯化铵与的反应为吸热反应，故D正确； 故答案为：AD； （2）A. 体积一定的密闭容器充入He使容器压强增大，由于体积不变，反应物的物质的量未变、浓度未变，反应速率不变，故A错误； B. 用不同物质表示的化学速率之比等于其化学计量数之比，所以任意时刻，因此不能说明反应达到平衡状态，故B错误； C. 使用催化剂可以加快反应速率，且使正、逆反应速率同等程度的加快，即平衡不移动，故C错误； D. 容器中焦炭的质量不再变化，说明正、逆反应速率相等，即反应达到平衡状态，故D正确； 故答案为：D； （3）①图像显示，甲容器中，0～1min内CO的物质的量的变化量为1.5mol，则0～1minCO的平均反应速率为，； ②甲容器中，B点为平衡点，，A点n(CO)小于B点n(CO)，则A点n(H2O)大于B点n(H2O)，A点c(H2O)大于B点c(H2O)，A、B两点温度，所以>，又，所以>； ③为吸热反应，图像显示平衡时甲中n(CO)大于乙中n(CO)，升温平衡向吸热方向移动、n(CO)增大，即其他条件相同、温度越高平衡时n(CO)越大，所以反应过程中，两个容器温度：甲>乙； （4）体积为2L的恒容密闭容器中，起始加入一定量炭粉和3 mol水蒸气，乙容器中C点n(CO)=1.2mol，即CO的物质的量的变化量为1.2mol，H2O的物质的量的变化量与CO相等，即H2O的物质的量的变化量为1.2mol，所以H2O的转化率为。 19．“液态阳光”，即“清洁甲醇”，指生产过程中碳排放量极低或为零时制得的甲醇。加氢的实际化学过程包括下面三个主要的平衡反应： 反应1： 反应2： 反应3： （1）已知反应3的反应体系能量变化如图所示，下列说法正确的是 （填标号）。 A．该反应涉及极性键和非极性键的断裂和形成 B．若反应生成的为液态，则放出的能量大于90.77kJ C．1mol CO（g）和2mol （g）的总键能低于1mol （g）的总键能 D．1mol CO（g）和2mol （g）在容器中充分反应，放出的能量为90.77kJ （2）恒容绝热密闭容器中进行反应2，下列说法表明反应达到了平衡的是 （填标号）。 A．体系压强不再发生变化 B．的转化率不再变化 C．混合气体的密度不再发生变化 D．每断裂n mol的H—H键时，形成2n mol H—O键 （3）相关化学键的键能（常温常压下，断裂或形成1mol化学键需要吸收或放出的能量）数据如表所示： 化学键 C＝O（） H—H C—H C—O H—O 键能E/（） 803 436 414 326 464 反应1中，每生成1mol （g），会 （填“吸收”或“放出”） kJ能量。 （4）一定条件下，向1L密闭容器中加入1mol 和3mol 发生上述三个反应，t s后达到平衡，容器中各物质浓度如表所示： 物质 CO 浓度（） a b 0.48 0.8 c ①a＝ 。 ②t s时，的转化率为 （保留三位有效数字）%。 ③0～t s内，用CO表示的反应速率 。 【答案】（1）BC （2）AB （3）放出 46 （4）0.2 58.7 【解析】（1）A．该反应涉及碳氧键和氢氢键的断裂，但是没有非极性键的形成，A错误； B．气态到液体放热，根据图示信息可知，若反应生成的CH3OH为液态，则放出的能量大于90.77kJ，B正确；C．该反应为放热反应，则1molCO（g）和2molH2（g）的总键能低于1molCH3OH（g）的总键能，C正确；D．该反应为可逆反应，则1molCO（g）和2molH2（g）在容器中充分反应，放出的能量小于90.77kJ，D错误；故选BC； （2）A．恒容绝热密闭容器中体系的温度会发生变化，则体系压强是变量，则体系压强不再发生变化可以证明反应达到平衡，A正确；B．随着反应进行，二氧化碳转化率在增大，则当转化率不再变化时，可以证明反应达到平衡，B正确；C．该反应中气体质量不变，气体体积不变，则密度不是变量，则当混合气体的密度不再发生变化时，不可以证明反应达到平衡，C错误；D．每断裂n mol的H—H键时，形成2nmolH—O键，都是正反应，不能证明反应达到平衡，D错误；故选AB； （3）反应热=反应物键能和-生成物键能和，则△H=2×803kJ⋅mol−1+3×436kJ⋅mol−1-(3×414kJ⋅mol−1+326kJ⋅mol−1+464kJ⋅mol−1+2×464kJ⋅mol−1)=-46kJ⋅mol−1，故答案为：放出；46； （4）①根据碳守恒和氧守恒可知，a+c+0.48=1；2a+0.48+0.8+c=2，解得a=0.2；c=0.32； ②参加反应的氢气生成了甲醇和水，则t s时，的转化率为； ③根据①分析可知，c=0.32，则0～t s内，用CO表示的反应速率。 1 / 21 学科网（北京）股份有 学科网（北京）股份有限公司 $$