专题6 第1单元 第3课时 化学反应速率和限度的计算与图像-（课件PPT+Word教案）【步步高】2024-2025学年高一化学必修第二册教师用书（苏教版2019）

第3课时　化学反应速率和限度的计算与图像 ［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 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。 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 (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%。 (4)平衡混合物某气体组分的体积分数=×100%。 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(　　) 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) 答案　C 解析　A对，由表中数据可知，t3~t4时间段，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；B对，t3时，A的转化率为×100%≈66.7%，B的转化率为×100%=40%；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.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　　　　　　　。  (2)x=　　　　。  (3)A的转化率与B的转化率之比为　　　　。  (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 答案　(1) 0.4 mol·L-1·min-1　(2)4　(3)4∶1 (4)ABC 解析　(1)根据2 min达到平衡时C的浓度为0.8 mol·L-1，可知v(C)==0.4 mol·L-1·min-1。 (2)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。 (3)A的转化率与B的转化率之比为∶=4∶1。 (4)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。 3.(2024·天津市重点学校高一期末)完成下列问题。 (1)一定条件下，在5 L密闭容器内，发生反应：2NO2(g)N2O4(g)，NO2的物质的量随时间变化如表： 时间/s 0 1 2 3 4 5 n(NO2)/mol 0.040 0.020 0.010 0.005 0.005 0.005 用N2O4表示0~2 s内该反应的平均速率为　　　　　 mol·L-1·s-1。在第5 s时，NO2的转化率为　　　　　　，在第2 s时N2O4的体积分数为　　　　　　。  (2)已知：2N2O===2N2+O2，不同温度(T)下，N2O分解半衰期随起始压强的变化关系如图所示(图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间)，则T1　　　　　 (填“>”“=”或“<”)T2。当温度为T1、起始压强为p0 kPa，反应至t1 min时，此时体系压强p=　　　　　　kPa(用p0表示)。  答案　(1)0.001 5　87.5%　60% (2)>　 解析　(1)0~2 s时间段Δn(N2O4)= mol=0.015 mol，化学反应速率为v(N2O4)==0.001 5 mol·L-1·s-1；在第5 s时，NO2的转化率为×100%=87.5%；在第2 s时，NO2的物质的量为0.010 mol，N2O4的物质的量为0.015 mol，N2O4的体积分数为 ×100%=60%。 (2)温度越高，反应速率越快，相同温度下，T1半衰期短，反应速率快，故T1>T2；根据题意可列出三段式： 　　　　　　2N2O(g)　===　　2N2(g)　+O2(g) 起始/kPa　　p0　　　　　　　0　　　　0 转化/kPa　　　　　　　　　　　　　 t1min/kPa　　　　　　　　　　　　　 反应至t1 min时，此时体系压强：p=(++) kPa= kPa。 二、化学反应速率和限度的图像分析 “三步法”突破化学反应速率与限度的图像问题 (1)看图像——侧重点、线、面 (2)想规律——联系外界条件对速率和限度的影响 (3)巧判断——联系规律，结合图像，作出判断 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 答案　A 解析　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.向容积为2 L的密闭容器中加入0.30 mol A、0.10 mol C和一定量的B三种气体，一定条件下发生反应，各物质的物质的量随时间变化如图所示。已知在反应过程中混合气体的总物质的量不变。下列说法错误的是(　　) A.若t1=15，则0~t1 s 内反应速率v(C)=0.004 mol·L-1·s-1 B.t1 s时A的转化率为60% C.反应的化学方程式：3A(g)===2C(g)+B(g) D.起始B的浓度为0.02 mol·L-1 答案　C 解析　可结合题目信息列出三段式： 0~t1 s内v(C)==0.004 mol·L-1·s-1，A不符合题意；t1 s时A的转化率为×100%=60%，B不符合题意；该反应的化学方程式为3A(g)B(g)+2C(g)，为可逆反应，C符合题意；起始B的物质的量为0.04 mol，则浓度为0.02 mol·L-1，D不符合题意。 3.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 答案　B 解析　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。 　　　　 课时对点练　［分值：100分］ (选择题1~9题，每小题6分，10~11题，每小题8分，共70分) 题组一　化学反应速率的相关计算 1.(2023·山西朔州怀仁第一中学高一期中)在密闭容器中W与X反应生成Y和Z，其反应速率分别为v(W)、v(X)、v(Y)、v(Z)，已知存在如下关系：v(W)=2v(X)，v(Y)=2v(X)，v(Z)=2v(W)，则此反应可表示为(　　) A.W+2X===Y+4Z B.W+2X===Y+2Z C.2W+X===2Y+4Z D.2W+X===2Y+2Z 答案　C 解析　在密闭容器中W与X反应生成Y和Z，则W、X为反应物，Y、Z是生成物，已知存在如下关系：=2，=2，=2，则得到v(Z)∶v(W)∶v(Y)∶v(X)=4∶2∶2∶1，则此反应可表示为2W+X===2Y+4Z，故C正确。 2.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 答案　B 解析　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 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。 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 答案　C 解析　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 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；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。 题组二　化学反应速率图像分析 4.(2024·山东济宁第一中学高一期中)为了降低大气中NO的排放量，可在NH3的作用下，通过催化剂将NO转化为无毒无害的N2：2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)2N2(g)+3H2O(g)。向2 L的恒容密闭容器中加入一定量的NH3、NO、NO2，测得NH3、N2、H2O的浓度随时间的变化情况如图所示。下列说法正确的是(　　) A.曲线①表示N2的浓度随时间的变化情况 B.40 s时，c(H2O)=1.8 mol·L-1 C.a点时，c(NH3)=0.9 mol·L-1 D.0~30 s内，用NO表示的平均反应速率为0.06 mol·L-1·s-1 答案　B 解析　根据化学方程式的化学计量数之比判断出曲线①表示H2O的浓度随时间的变化情况，A错误；40 s内，生成的N2与H2O的物质的量之比为2∶3，c(H2O)=×1.2 mol·L-1=1.8 mol·L-1，B正确；a点时，设转化的c(NH3)=2x mol·L-1，则a点时c(NH3)=(2-2x) mol·L-1，c(N2)=2x mol·L-1，2-2x=2x，x=0.5，因此a点时，c(NH3)=1 mol·L-1，C错误；0~30 s内，Δc(NO)=×Δc(N2)=0.6 mol·L-1，v(NO)==0.02 mol·L-1·s-1，D错误。 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，下列说法一定不正确的是(　　) 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 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 ℃ 答案　D 解析　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。 题组三　化学反应速率及平衡的综合计算 6.(2024·湖南怀化高一期末)在2 L密闭容器中，控制不同温度，分别加入0.50 mol CH4和1.2 mol NO2发生反应：CH4+2NO2N2+CO2+2H2O(反应物和产物均为气态)。测得n(CH4)随时间变化的有关实验数据如下表。下列说法不正确的是(　　) 组别 温度 时间/min 0 10 20 40 50 ① T1 n(CH4)/mol 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10 ② T2 n(CH4)/mol 0.50 0.30 0.18 a 0.15 A.a=0.15 B.T1<T2 C.T1温度下，0~20 min内NO2的反应速率为0.025 mol·L-1·min-1 D.T2温度下，平衡时CH4的体积分数为7.3% 答案　C 解析　从表中数据可知，前20 min内，T2温度下反应速率大于T1温度下反应速率，说明T2>T1，则T2温度下反应更快达到平衡，已知T1温度下40 min时反应已达平衡，则T2温度下40 min时反应也已达平衡，a=0.15，A、B正确；T1温度下，0~20 min内CH4的物质的量变化量为0.25 mol，根据化学方程式可知，0~20 min内NO2物质的量变化量为0.5 mol，则0~20 min内NO2的反应速率为=0.012 5 mol·L-1·min-1，C错误；T2温度下，平衡时消耗CH4 0.35 mol，消耗NO2 0.7 mol，生成N2 0.35 mol，生成CO2 0.35 mol，生成H2O 0.7 mol，则平衡时气体总物质的量为(0.15+0.5+0.35+0.35+0.7) mol=2.05 mol，平衡时CH4为0.15 mol，CH4的体积分数为×100%≈7.3%，D正确。 7.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% 答案　D 解析　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 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；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；2 s末A的转化率为×100%=30%，故C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。 题组四　化学反应速率和化学平衡图像综合分析 8.一定条件下，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(　　) 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 答案　D 解析　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；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。 9.一定温度下，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) 答案　C 解析　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；反应开始到10 min时，Y的转化率为×100%=79%，C正确。 10.一定温度下，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(　　) A.①③ B.②③ C.①④ D.②④ 答案　C 解析　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，密度是变量，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；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随着反应的进行，N2O4的转化率是变量，其不变证明达到平衡状态。 11.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% 答案　A 解析　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，根据图像有=，则x=1.5，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，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；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。 12.(12分)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： 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)=　　　　。  (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 (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 答案　(1)c　0.015 mol·L-1·s-1　32.5% (2)abef　(3)acd 解析　(1)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，其物质的量浓度为=0.065 mol·L-1，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，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，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；平衡时，反应消耗A的物质的量为0.13 mol，则消耗B的物质的量为0.065 mol，B的转化率α(B)=×100%=32.5%。(2)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；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；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；该反应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，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。(3)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。 13.(18分)(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)。  (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  　　　　　。  (3)当可逆反应达到平衡时，C的转化率为　　　　　。  (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=　　　　　　　。  (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 答案　(1)3B+4C6A+2D (2)(或0.67或0.667)　>　随反应进行，反应物浓度降低，反应速率减小 (3)80%(或0.80) (4)1.1(或11∶10或1.1∶1) (5)减小　BD 解析　(1)由图可知，反应过程中物质的量减少的是B与C，是反应物，物质的量增大的是A与D，是生成物，5 s后B、C、A、D均不再增加或减少，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，故得反应的化学方程式为3B+4C6A+2D。(2)0~1 s内B的物质的量由1 mol变为 mol，v(B)=== mol·L-1·s-1；随反应进行，反应物浓度降低，反应速率减小，所以v(B)>v'(B)。(3)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%。(4)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。(5)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、逆反应速率之比不等于系数比，反应没达到平衡，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，反应达到平衡状态，故选B；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，反应达到平衡状态，故选D。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 化学反应速率和限度的计算与图像 第3课时 专题6　第一单元 <<< 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。 2 内容索引 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 3 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。 一、化学反应速率及平衡的计算 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 (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%。 (4)平衡混合物某气体组分的体积分数=×100%。 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 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 √ 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 应用体验 A对，由表中数据可知，t3~t4时间段，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； B对，t3时，A的转化率为 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 ×100%≈66.7%，B的转化率为×100%=40%； 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； 应用体验 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)。 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 2.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 应用体验 根据2 min达到平衡时C的浓度为0.8 mol·L-1，可知v(C)== 0.4 mol·L-1·min-1。 (2)x=　　。  应用体验 4 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。 (3)A的转化率与B的转化率之比为　　　。  应用体验 4∶1 A的转化率与B的转化率之比为∶=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 应用体验 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。 3.(2024·天津市重点学校高一期末)完成下列问题。 (1)一定条件下，在5 L密闭容器内，发生反应：2NO2(g) N2O4(g)，NO2的物质的量随时间变化如表： 应用体验 时间/s 0 1 2 3 4 5 n(NO2)/mol 0.040 0.020 0.010 0.005 0.005 0.005 用N2O4表示0~2 s内该反应的平均速率为　　　 mol·L-1·s-1。在第5 s时，NO2的转化率为　　　，在第2 s时N2O4的体积分数为　 　。  0.001 5 87.5% 60% 应用体验 0~2 s时间段Δn(N2O4)= mol=0.015 mol，化学反应速率为v(N2O4)==0.001 5 mol·L-1·s-1；在第5 s时，NO2的转化率为×100%=87.5%；在第2 s时，NO2的物质的量为0.010 mol，N2O4的物质的量为0.015 mol，N2O4的体积分数为 ×100%=60%。 (2)已知：2N2O===2N2+O2，不同温度(T)下，N2O分解半衰期随起始压强的变化关系如图所示(图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间)，则T1　 (填“>”“=”或“<”) T2。当温度为T1、起始压强为p0 kPa，反应至 t1 min时，此时体系压强p=　　　kPa(用p0表示)。  应用体验 > 应用体验 温度越高，反应速率越快，相同温度下，T1半衰期短，反应速率快，故T1>T2；根据题意可列出三段式： 　　　　　 2N2O(g)　===　 2N2(g)　+O2(g) 起始/kPa　　p0　　　　　　 0　　　　0 转化/kPa　　 t1min/kPa　　 反应至t1 min时，此时体系压强：p=(++) kPa= kPa。 返回 > < 二 化学反应速率和限度的图像分析 “三步法”突破化学反应速率与限度的图像问题 (1)看图像——侧重点、线、面 二、化学反应速率和限度的图像分析 (2)想规律——联系外界条件对速率和限度的影响 (3)巧判断——联系规律，结合图像，作出判断 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 √ 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.向容积为2 L的密闭容器中加入0.30 mol A、0.10 mol C和一定量的B三种气体，一定条件下发生反应，各物质的物质的量随时间变化如图所示。已知在反应过程中混合气体的总物质的量不变。下列说法错误的是 A.若t1=15，则0~t1 s 内反应速率v(C)=0.004 mol·L-1·s-1 B.t1 s时A的转化率为60% C.反应的化学方程式：3A(g)===2C(g)+B(g) D.起始B的浓度为0.02 mol·L-1 应用体验 √ 应用体验 可结合题目信息列出三段式： 0~t1 s内v(C)==0.004 mol·L-1·s-1，A不符合题意； t1 s时A的转化率为×100%=60%，B不符合题意； 应用体验 该反应的化学方程式为3A(g) B(g)+ 2C(g)，为可逆反应，C符合题意； 起始B的物质的量为0.04 mol，则浓度为0.02 mol·L-1，D不符合题意。 3.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 √ 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； 应用体验 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 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 答案 C B C B D C D D 题号 9 10 11 答案 C C A 对一对 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (1)c　0.015 mol·L-1·s-1　32.5% (2)abef　(3)acd 12. 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (1)3B+4C 6A+2D (2)(或0.67或0.667)　>　随反应进行，反应物浓度降低，反应速率减小 (3)80%(或0.80) (4)1.1(或11∶10或1.1∶1) (5)减小　BD 13. 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 题组一　化学反应速率的相关计算 1.(2023·山西朔州怀仁第一中学高一期中)在密闭容器中W与X反应生成Y和Z，其反应速率分别为v(W)、v(X)、v(Y)、v(Z)，已知存在如下关系：v(W)=2v(X)，v(Y)=2v(X)，v(Z)=2v(W)，则此反应可表示为 A.W+2X===Y+4Z B.W+2X===Y+2Z C.2W+X===2Y+4Z D.2W+X===2Y+2Z √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 对点训练 在密闭容器中W与X反应生成Y和Z，则W、X为反应物，Y、Z是生成 物，已知存在如下关系：=2，=2，=2，则得到v(Z)∶v(W) ∶v(Y)∶v(X)=4∶2∶2∶1，则此反应可表示为2W+X===2Y+4Z，故C正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 对点训练 2.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 答案 对点训练 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 2 min末，A的浓度为c===1.2 mol·L-1，B项正确； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 对点训练 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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 对点训练 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 答案 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 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 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； 答案 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 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。 答案 对点训练 题组二　化学反应速率图像分析 4.(2024·山东济宁第一中学高一期中)为了降低大气中NO的排放量，可在NH3的作用下，通过催化剂将NO转化为无毒无害的N2：2NH3(g)+NO(g)+NO2(g) 2N2(g)+3H2O(g)。向2 L的恒容密闭容器中加入一定量的NH3、NO、NO2，测得NH3、N2、H2O的浓度随时间的变化情况如图所示。下列说法正确的是 A.曲线①表示N2的浓度随时间的变化情况 B.40 s时，c(H2O)=1.8 mol·L-1 C.a点时，c(NH3)=0.9 mol·L-1 D.0~30 s内，用NO表示的平均反应速率为0.06 mol·L-1·s-1 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 根据化学方程式的化学计量数之比判断出曲线①表示H2O的浓度随时间的变化情况，A错误； 40 s内，生成的N2与H2O的物质的量之比为2∶3，c(H2O)=×1.2 mol·L-1=1.8 mol·L-1，B正确； a点时，设转化的c(NH3)=2x mol·L-1，则a点时c(NH3)=(2-2x) mol·L-1，c(N2)=2x mol·L-1，2-2x=2x，x=0.5，因此a点时，c(NH3)=1 mol·L-1，C错误； 答案 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 0~30 s内，Δc(NO)=×Δc(N2)=0.6 mol·L-1，v(NO)==0.02 mol·L-1·s-1，D错误。 答案 对点训练 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，下列说法一定不正确的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 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 答案 对点训练 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 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 答案 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 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； 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 答案 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 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； 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 答案 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 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； 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 答案 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 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。 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 答案 对点训练 题组三　化学反应速率及平衡的综合计算 6.(2024·湖南怀化高一期末)在2 L密闭容器中，控制不同温度，分别加入0.50 mol CH4和1.2 mol NO2发生反应：CH4+2NO2 N2+CO2+2H2O(反应物和产物均为气态)。测得n(CH4)随时间变化的有关实验数据如下表。下列说法不正确的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 组别 温度 时间/min 0 10 20 40 50 ① T1 n(CH4)/mol 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10 ② T2 n(CH4)/mol 0.50 0.30 0.18 a 0.15 答案 对点训练 A.a=0.15 B.T1<T2 C.T1温度下，0~20 min内NO2的反应速率为0.025 mol·L-1·min-1 D.T2温度下，平衡时CH4的体积分数为7.3% √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 组别 温度 时间/min 0 10 20 40 50 ① T1 n(CH4)/mol 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10 ② T2 n(CH4)/mol 0.50 0.30 0.18 a 0.15 答案 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 从表中数据可知，前20 min内，T2温度下反应速率大于T1温度下反应速率，说明T2>T1，则T2温度下反应更快达到平衡，已知T1温度下40 min时反应已达平衡，则T2温度下40 min时反应也已达平衡，a=0.15，A、B正确； 组别 温度 时间/min 0 10 20 40 50 ① T1 n(CH4)/mol 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10 ② T2 n(CH4)/mol 0.50 0.30 0.18 a 0.15 答案 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 T1温度下，0~20 min内CH4的物质的量变化量为0.25 mol，根据化学方程式可知，0~20 min内NO2物质的量变化量为0.5 mol，则0~20 min内NO2的反应速率为=0.012 5 mol·L-1·min-1，C错误； 组别 温度 时间/min 0 10 20 40 50 ① T1 n(CH4)/mol 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10 ② T2 n(CH4)/mol 0.50 0.30 0.18 a 0.15 答案 对点训练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 T2温度下，平衡时消耗CH4 0.35 mol，消耗NO2 0.7 mol，生成N2 0.35 mol，生成CO2 0.35 mol，生成H2O 0.7 mol，则平衡时气体总物质的量为(0.15+0.5+0.35+0.35+0.7) mol=2.05 mol，平衡时CH4为0.15 mol，CH4的 体积分数为×100%≈7.3%，D正确。 组别 温度 时间/min 0 10 20 40 50 ① T1 n(CH4)/mol 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10 ② T2 n(CH4)/mol 0.50 0.30 0.18 a 0.15 答案 对点训练 7.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 答案 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 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； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 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； 2 s末A的转化率为×100%=30%，故C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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 对点训练 题组四　化学反应速率和化学平衡图像综合分析 8.一定条件下，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 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 √ 答案 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； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 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； 答案 对点训练 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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 对点训练 9.一定温度下，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 答案 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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 =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； 反应开始到10 min时，Y的转化率为×100%=79%，C正确。 答案 对点训练 A.①③ B.②③ C.①④ D.②④ 10.一定温度下，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 答案 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，密度是变量，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； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 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随着反应的进行，N2O4的转化率是变量，其不变证明达到平衡状态。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 综合强化 11.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 答案 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 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，根据图像有=，则x=1.5，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； 答案 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 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，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； 答案 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 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。 答案 综合强化 12.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 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% 答案 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，其物质的量浓度为=0.065 mol·L-1，所以表示 C的浓度变化的曲线是c； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 时间/s 0 1 2 3 4 5 n(A)/mol 0.20 0.10 0.08 0.07 0.07 0.07 答案 综合强化 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，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，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；平衡时，反应消耗 A的物质的量为0.13 mol，则消耗B的物质的量为 0.065 mol，B的转化率α(B)=×100%=32.5%。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 时间/s 0 1 2 3 4 5 n(A)/mol 0.20 0.10 0.08 0.07 0.07 0.07 答案 综合强化 (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 时间/s 0 1 2 3 4 5 n(A)/mol 0.20 0.10 0.08 0.07 0.07 0.07 abef 答案 综合强化 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； 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； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 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； 该反应反应前后气体分子数减小，由于反应前后 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 总质量不变，当气体的平均相对分子质量不再变化时，说明反应达到化学平衡，e正确； 答案 综合强化 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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 综合强化 (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 时间/s 0 1 2 3 4 5 n(A)/mol 0.20 0.10 0.08 0.07 0.07 0.07 acd 答案 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。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答案 综合强化 13.(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 3B+4C 6A+2D 答案 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 由图可知，反应过程中物质的量减少的是B与C，是反应物，物质的量增大的是A与D，是生成物，5 s后B、C、A、D均不再增加或减少，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，故得反应的化学方程式为3B+4C 6A+2D。 答案 综合强化 (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 (或0.67或0.667) > 随反应进行，反应物浓度降低，反 应速率减小 答案 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 0~1 s内B的物质的量由1 mol变为 mol， v(B)=== mol·L-1·s-1；随 反应进行，反应物浓度降低，反应速率减小，所以v(B)>v'(B)。 答案 综合强化 (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 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%。 答案 综合强化 (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 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。 答案 综合强化 (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 减小 BD 答案 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 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、逆反应速率之比不等于系数比，反应没达到平衡，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，反应达到平衡状态，故选B； 答案 综合强化 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 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，反应达到平衡状态，故选D。 返回 答案 综合强化 本课结束 专题6　第一单元 <<< $$