专题08 “用三段式”法解反应速率计算题-【压轴题】2024-2025学年高一化学同步培优训练（人教版2019必修第二册）

压轴08 “用三段式”法解反应速率计算题 解题知识必备压轴典例分析压轴能力测试 1.化学反应速率 ①表示方法：化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量（均取正值）来表示。 ②化学反应速率表达式 化学反应速率的数学表达式为：v＝或v＝， v(A)：物质A的化学反应速率，∆c(A)：反应物（或生成物）A的浓度变化量，∆t：浓度变化的时间。 ③单位：mol/(L·s) 或 mol/(L·min) 或 mol/(L·h)。 2．化学反应速率计算的4种方法 （1）定义式法：v＝。 （2）比例关系法：化学反应速率之比＝物质的量浓度变化之比＝物质的量变化之比＝化学计量数之比。对于反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)来说，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。 【易错提醒】同一化学反应用不同物质表示的反应速率其数值可能不同，因此，一定要标明是哪种具体物质的反应速率。 （3）三段式法：列起始量、转化量、最终量，再根据定义式或比例关系计算。 （4）依据图像求反应速率的步骤 第一步：找出横、纵坐标对应的物质的量； 第二步：将图中的变化量转化成相应的浓度变化量； 第三步：根据公式v＝进行计算。 3．化学反应速率计算的万能方法——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。 【模型认知】“三段式”计算化学反应速率和转化率 　　　　　　　　　　mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 起始浓度/(mol·L－1) a b 0 0 转化浓度/(mol·L－1) mx nx px qx 终态浓度/(mol·L－1) a－mx b－nx px qx ①v(A)＝，v(C)＝。 ②α(A)＝×100%。 【例1】一定温度下，向容积为2 L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，下列对该反应的推断合理的是(　 　) A．该反应的化学方程式为3B＋4D6A＋2C B．反应进行到1 s时，v(A)＝v(D) C．反应进行到6 s时，B的平均反应速率为0.05 mol·L－1·s－1 D．反应进行到6 s时，各物质的反应速率相等 【答案】C 【解析】 由图知，A、D分别增加了1.2 mol和0.4 mol，B、C分别减少了0.6 mol和0.8 mol，所以A、D为生成物，B、C为反应物，A、B、C、D变化的物质的量比为6∶3∶4∶2，反应方程式为3B＋4C===6A＋2D，A错；反应到1 s时，v(A)＝0.3 mol·L－1·s－1，v(D)＝0.1 mol·L－1·s－1，B错；反应到6 s时，v(B)＝0.05 mol·L－1·s－1，C正确；由于方程式中各物质系数不相等，用各物质表示的反应速率也不相等，D错。 【例2】Ⅰ.某温度时，在一个2L的密闭容器中，A、B、C三种气体物质的浓度随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据完成下列填空： （1）该反应的化学方程式为 ； （2）从开始至2min，A的平均反应速率为 。 Ⅱ.在容积为2L的密闭容器中，充入和，5分钟时的物质的量浓度为0.4mol/L。 （3）5分钟内 ； ； 【答案】（1） （2）0.6mol/(L·min) （3）0.12 mol/(L·min) 0.04 mol/(L·min) 【解析】（1）A物质的量减少，B、C物质的量增大，A是反应物、B、C是生成物，2min内A、B、C的变化量分别为1.2mol、0.4mol、1.2mol，根据变化量之比等于化学计量数之比，该反应的化学方程式为；故答案为：； （2）从开始至2min，X物质的量减少0.3mol，X的平均反应速率为=；故答案为：； （3）在容积为2L的密闭容器中，充入3mol N2和6mol H2，5分钟时NH3的物质的量浓度为0.4mol/L，则列出三段式(单位mol)：，则5分钟内；； 故答案为：0.12 mol/(L·min)；0.04 mol/(L·min)； 【例3】反应在四种不同情况下的反应速率如下，则反应速率由快到慢的顺序为 ①②v(B)=36mol·L－1·min－1 ③  ④ A．②>④>③>① B．②=③>④>① C．①>②=③>④ D．④>①>②>③ 【答案】B 【解析】① ② ③   ④ 故反应速率由快到慢的顺序为②=③>④>①；故选B。 1．在一定条件下，某可逆反应，在四种不同情况下的反应速率如下，其中反应进行得最快的是 A． B． C． D． 【答案】C 【分析】同一化学反应，用不同物质表示的速率比等于系数比。 【详解】A．； B．； C．；     D．物质D为固体，不能表示化学反应速率； 反应进行得最快的是，故选C。 2．在一定温度下，体积为VL的密闭容器内发生某一反应，其中气体、的物质的量随反应时间的变化曲线如下图所示，下列表述正确的是 A．0-时间内，气体Y的化学反应速率是mol/(L·min) B．该反应的化学方程式为 C．时，反应的正、逆反应速率相等，达到平衡状态 D．时，、的量不再变化，化学反应停止了，正、逆反应速率为零 【答案】A 【详解】A．0～t1时间内Y减少6mol－4mol＝2mol，浓度是mol/L，则v(Y)=mol/(L·min)，A正确； B．达到平衡时Y减少8mol－2mol＝6mol，X增加5mol－2mol＝3mol，根据变化量之比是化学计量数之比可知该反应的化学方程式为2Y(g)X(g)，B错误； C．平衡时反应体系各组分的含量不变，t2时之后，X、Y的量还在变化，反应未达到平衡状态，C错误； D．t3时，X、Y的量不再变化，反应达到平衡状态，平衡状态为动态平衡，正逆反应速率相等，但不为零，D错误； 故选A。 3．反应，经，F的浓度减少。对此反应速率的表示正确的是 A．用E表示的反应速率是 B．在内的反应速率，用G表示是0.1 mol/(L·min) C．在末的反应速率，用F表示是 D．分别用F、G、H表示的反应速率之比是 【答案】D 【详解】A．由方程式可知，E为固体，不能用其浓度变化来表示反应速率，故A错误； B．由题意可知，2min时，F的浓度减少0.6mol/L，由方程式可知，2min内G的反应速率=0.2 mol/(L·min)，故B错误； C．化学反应速率是平均速率，不是瞬时速率，故C错误； D．由化学反应速率之比等于化学计量数之比可知，分别用F、G、H表示的反应速率之比是，故D正确； 4．有关合成氨工业  中，下列叙述不正确的是 A．使用高效率的催化剂，可提高单位时间内NH3产率 B．增大反应体系的压强，反应速率不一定增大 C．该反应为可逆反应，当有3mol电子转移时，生成氨气小于1mol D．在t1、t2时刻，NH3(g)的浓度分别是c1、c2，则时间间隔t1~t2内，NH3(g)生成的平均反应速率为 【答案】C 【详解】A．使用高效率的催化剂，能够加快该反应速率即可提高单位时间内NH3产率，A正确； B．增大反应体系的压强，反应速率不一定增大例如在恒温恒容下向容器中通入氩气，反应体系压强增大，N2、H2和NH3的浓度均不变，反应速率不变，B正确， C．根据题干反应可知，每转移3mol电子消耗0.5molN2，生成1molNH3，与该反应为可逆反应无关，C错误； D．根据反应速率的定义可知，用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示反应进行快慢，故在t1、t2时刻，NH3(g)的浓度分别是c1、c2，则时间间隔t1~t2内，NH3(g)生成的平均反应速率为，D正确； 故答案为：C。 5．中国政府承诺，到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。可转化成有机物实现碳循环。在体积为1L的密闭容器中，充入和，一定条件下反应：，测得和的浓度随时间变化如下图所示。下列说法不正确的是 A．从到，为 B．若混合气体密度不变时，该反应达平衡状态 C．平衡时向容器中充入，反应速率不变 D．时，反应处于平衡状态 【答案】B 【详解】A．从3min到9min，，A正确； B．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，混合气体密度不变时，不能判断反应达平衡状态，B错误； C．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； D．9min时，CO2、CH3OH的浓度均不再改变，反应处于平衡状态，D正确； 故选B。 6．一定温度下，向容积为的密闭容器中通入两种气体发生化学反应生成另外两种气体，反应中各物质的物质的量变化如图所示，对该反应的推断合理的是 A．该反应的化学方程式为 B．反应进行了的平均反应速率为 C．反应进行到时， D．反应进行到时，各物质的反应速率相等 【答案】B 【详解】A．根据图知，B、C是反应物而A、D是生成物，6s内n(A)=(1.2-0)mol=1.2mol、n(B)=(1.0-0.4)mol=0.6mol、n(C)=(1.0-0.2)mol=0.8mol、n(D)=(0.4-0)mol=0.4mol,相同时间内A、B、C、D的计量数之比等于其物质的量之比=1.2mol：0.6mol：0.8mol：0.4mol=6：3：4：2，该反应方程式为3B(g)+4C(g)6A(g)+2D(g)，A错误； B．反应进行了6s，(A)===0.1 mol•L-1•s-1，B正确； C．同一段时间内，各物质的反应速率之比等于其计量数之比，由A项分析可知，A、C的系数不相等，反应进行到1s时，所以，C错误； D．由题干图示信息可知，反应进行到6s时，各物质的物质的量保持不变，即各物质的正逆反应速率相等，根据不同物质的反应速率之比等于其化学计量系数之比可知，各物质的反应速率不相等，D错误； 故选B。 7．一定温度下，将和混合于恒容的密闭容器中，发生反应：。末该反应达到平衡，生成W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．反应过程中X和Y的转化率之比为 B．后，升温会使正反应速率增大，逆反应速率减小 C．开始到2min时，用X表示的化学反应速率为 D．该温度下的平衡常数 【答案】C 【详解】A．物质X的转化率为，物质X的转化率为，故X和Y的转化率之比为，A错误； B．升高温度，不管是正反应速率，还是逆反应速率都会增大，B错误； C．，C正确； D．该温度下的平衡常数，D错误； 故选C。 8．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炭粉和2.8水蒸气，发生反应。甲、乙两容器在不同温度下反应时的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法正确的是 A．甲容器中，A点正反应速率B点逆反应速率 B．甲容器中，0~1min内的平均反应速率 C．依据温度对反应速率的影响，可推出两个容器的温度：甲乙 D．乙容器中C点时，的转化率[]约为43% 【答案】D 【详解】A．由图可知A点没有达到平衡状态，随着反应的进行，正反应速率减小，B点处于平衡状态，B点时正逆反应速率相等，所以A点正反应速率大于B点的逆反应速率，A错误； B．甲容器中，0~1min内，△c(CO)=0.75mol/L=△c(H2)，则，B错误； C．由图可知，甲容器中CO的物质的量随时间的变化快，先达到平衡，反应速率快，所以甲容器中的温度比乙容器中的温度高，C错误； D．根据方程式可知，乙容器中C点时生成1.2 mol CO，则同时消耗1.2 molH2O ，故H2O的转化率为，D正确； 故选D。 9．向绝热恒容密闭容器中通入一定量的SO2和NO2，一定条件下发生反应：SO2(g)＋NO2(g) ⇌ SO3(g)＋NO(g)　ΔH＜0，测得SO3浓度随时间变化如表所示，下列说法不正确的是   反应时间/s 40 50 60 70 80 90 100 110 SO3浓度/(mol·L-1) 0.10 0.14 0.21 0.26 0.30 0.32 0.33 0.33 A．50 s时，SO3的生成速率为0.0028 mol·L-1·s-1 B．40～90 s时间段：v正>v逆 C．0～50 s的反应速率小于70～80 s的反应速率 D．110 s时，反应已达到平衡 【答案】A 【详解】A．化学反应速率是平均速率，不是瞬时速率，因此不能计算50 s时SO3的生成速率，A错误； B．根据速率与时间关系可知：在90 s后，SO3浓度还在增大，说明此时反应正向进行，未达到平衡状态，故在40 s～90 s时段：v正＞v逆，B正确； C．根据表格数据可知：在0 s～50 s的反应速率为，70 s～80 s的反应速率为，所以反应速率小于70 s～80 s的反应速率，C正确； D．100s与110sSO3浓度相等，即SO3浓度保持不变，反应达到平衡状态，D正确； 故选A。 10．一定温度下，向容积为2L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，对该反应的推断合理的是 A．该反应的化学方程式为 B．0-5s内，B的平均反应速率为0.06mol/(L·s) C．5s时， D．0-5s内，C的转化率为20% 【答案】B 【详解】A．由图可知，反应达到平衡时A物质增加了1.2mol、D物质增加了0.4mol、B物质减少了0.6mol、C物质了0.8mol,所以A、D为生成物，物质的量之比为3：1，B、C为反应物，物质的量之比为3：4，反应方程式为：3B+4C⇌6A+2D，故A错误； B．由图像中的数据，0-5s内，B的平均反应速率为=0.06mol/(L·s)，故B正确； C．速率之比等于计量数之比，故，故C错误； D．0-5s内，C的转化率为=80%，故D错误； 答案选B。 11．HI受热发生反应：2HI(g)H2(g)+I2(g)一定温度时，向1L恒容密闭容器中充入1molHI，体系中c(HI)与反应时间t的关系如图所示。下列说法错误的是 A．0～40min内，v(H2)=1.875×10-3mol/(L·min) B．20min时，HI的转化率为9% C．120min时，2v正(HI)=v逆(I2) D．加入高效催化剂，达到平衡时t<120min 【答案】C 【详解】A．0～40min内，v(HI)==0.00375 mol⋅L−1⋅min−1，则v(H2)=1.875×10−3mol⋅L−1⋅min−1，故A正确； B．20min时，HI的转化率为=9%，故B正确； C． 120min时达到平衡状态，则v正(HI)=2v逆()，故C错误； D．加入高效催化剂，化学反应速率加快，达到平衡时t<120min，故D正确； 故选C。 12．恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生反应：，测得不同起始浓度和催化剂表面下氨浓度随时间的变化如下表所示，下列说法不正确的是 A．时实验①未达到平衡状态，实验②已处于化学平衡状态 B．由实验数据可知相同条件下，增加氨的浓度，该反应速率不一定增大 C．实验②达到平衡后，的浓度为 D．由实验①、③可知催化剂表面积越大，反应速率越快 【答案】C 【详解】A．由表可知，实验①60~80min内氨浓度仍在变化，反应未达到平衡状态，实验②在40min后氨浓度不再发生变化，则70min时反应已处于化学平衡状态，A正确； B．实验①、实验②中0~20min、20min~40min氨气浓度变化量都是4×10-4mol/L，实验①和实验②催化剂表面积相同，实验①中氨气初始浓度是实验②中氨气初始浓度的两倍，说明相同条件下，增加氨气浓度，反应速率并没有增大，B正确； C．实验②达到平衡后，氨浓度减小(1.20-0.40)×10-3mol/L=8×10-4mol/L，由变化的浓度之比与系数成正比，平衡时N2的浓度为0.5×8×10-4mol/L=4×10-4mol/L，C错误； D．对比实验①和实验③，氨气浓度相同，实验③中催化剂表面积是实验①中催化剂表面积的2倍，实验③先达到平衡状态，实验③的反应速率大，说明相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大，D正确； 故选C。 13．某温度下，在1L恒容密闭容器中投入发生如下反应：，有关数据如下： 时间段/min 的平均生成速率/() 0-1 0.4 0-2 0.3 0-3 0.2 下列说法错误的是 A．30秒时，的浓度大于0.4 B．0-1min内，的反应速率为31.2 C．改变该反应平衡后体系的压强对于该反应的限度没有影响 D．当的体积分数不变时，不能说明此反应达到了平衡状态 【答案】C 【详解】A．1min内生成NH3的速率为v(NH3)=0.8mol/(Lmin)，则1min时c(NH3)=0.8mol/L，前30s的生成速率大于后30s的速率，故前30s生成的c(NH3)>0.4mol/L，A正确； B．1min消耗的NH2COONH4的物质的量为0.4mol，NH2COONH4的质量为0.4×78=31.2g，故反应速率为31.2g/min，B正确； C．该反应中反应物为固体，生成物为气体，增大压强，平衡逆向移动，反应限度会减小，故改变该反应平衡后体系的压强对于该反应的限度有影响，C错误； D．CO2的体积分数在反应过程中会保持为，不是变量，不能作为达到平衡状态的判断依据，D正确； 故选C。 14．为研究不同状态(块状、粉末状)碳酸钙固体与盐酸反应的反应速率，某同学通过实验测定数据得出如图所示的曲线。下列有关说法中不正确的是 A．曲线乙表示的是块状碳酸钙固体与盐酸反应 B．随着反应进行，盐酸浓度降低，反应速率不断降低 C．若用单位时间内CO2的体积变化来表示该反应的速率，则曲线甲时间内平均反应速率为 D．两次实验，不同状态的固体最终生成的CO2的量相同 【答案】B 【详解】A．由分析可知，曲线乙表示的是块状碳酸钙固体与盐酸反应，故A正确； B．碳酸钙与盐酸的反应是放热反应，反应放出的热量使反应温度升高，反应速率加快，则反应开始时，温度对反应速率的影响起主要作用，反应速率加快，随着反应的进行，浓度降低起主要作用，反应速率才不断降低，故B错误； C．由图可知，曲线甲时间内，二氧化碳体积的增加量为()mL，则反应的平均反应速率为，故C正确； D．探究反应速率的影响因素时，只控制一个变量，则研究不同状态碳酸钙固体与盐酸反应的反应速率时，两次实验所取碳酸钙固体质量一样，与足量的盐酸反应生成二氧化碳的量相同，故D正确； 故选B。 15．某温度下，在2L恒容的密闭容器中X、Y、Z三种气体进行反应，其物质的量随时间的变化曲线如图。据图回答： (1)该反应的化学方程式可表示为 。 (2)反应起始至t min(设t=5)，X的速率是 。 (3)在t min时，该反应达到了 状态，下列可判断反应已达到该状态的是 (填字母，下同)。 A．X、Y、Z的反应速率相等 B．X、Y的反应速率比为2∶3 C．混合气体的密度不变 D．生成1molZ的同时生成2molX (4)从开始到t秒末X的转化率 。 (5)用一定能使该反应的反应速率增大的措施有_______。 A．其他条件不变，及时分离出产物 B．适当降低温度 C．其他条件不变，增大X的浓度 D．保持体积不变，充入Ar气使容器内压强增大 【答案】(1)2X(g)⇌3Y(g)＋Z(g) (2)0.08mol·L-1·min-1 (3) 化学平衡 D (4)33.3% (5)C 【详解】（1）由图可知0－t min时，X、Y、Z的速率之比为：=2:3:1，根据同一反应中各物质的速率之比等于计量数之比，故反应的化学方程式为2X(g)⇌3Y(g)＋Z(g)； （2）当t=5，； （3）t min后各组分的含量不再改变，说明反应达到了平衡； A．X、Y、Z的化学计量数不相等，则X、Y、Z的反应速率也不会相等，故A不能反应达到化学平衡状态； B．用不同物质表示的化学反应速率之比等于化学计量数之比，无论平衡与否，X、Y的反应速率之比都为2∶3，故B不能说明反应达到化学平衡状态； C．根据，由于反应体系的体积不变，气体的总质量不变，则混合气体的密度不变，故C不能说明反应达到化学平衡状态； D．当生成1molZ的同时生成2molX，说明正、逆反应速率相等，达到平衡状态，故D能说明反应达到化学平衡状态； 答案选D。 （4）X的转化率为； （5）A．及时分离出产物导致产物浓度降低，反应速率减小，A错误； B．降低温度，反应速率减小，B错误； C．其他条件不变，增大反应物的浓度，反应速率加快，C正确； D．保持体积不变，充入Ar气使容器内压强增大，该操作不影响反应体系各物质的浓度，故速率不变，D错误； 故答案选C； 16．化学反应的快慢和限度是我们研究学习的重要内容，在反应过程中不仅有物质变化，还伴随能量变化。请回答下列问题： (1)汽车尾气中NO生成过程的能量变化如图所示。1molN2(g)和1molO2(g)完全反应生成2molNO(g)会 (填“吸收”或“放出”) kJ能量。 (2)控制变量法是化学探究的重要方法，某研究性学习小组利用1mol·L-1稀硫酸与铁反应，探究影响化学反应速率的因素时得到如下实验数据： 实验序号 铁的质量/g 铁的形状 V(H2SO4) /mL V(H2O) /mL 初始溶液的温度/℃ 金属消失的时间/s 1 0.10 铁片 40 10 20 200 2 0.10 铁粉 40 x 20 25 3 0.10 铁片 50 0 20 125 4 0.10 铁片 50 0 35 50 分析上述数据，回答下列问题： ①实验1和2探究的是反应物接触面积对反应速率的影响，则表中x= 。 ②探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验组是 (填实验序号)。 ③实验3和4表明，影响反应速率的因素有 ，得出 ，反应速率越大。 (3)某温度下在4L恒容密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图所示： ①该反应的化学方程式是 ，达到平衡状态时X的转化率 。 ②5min时，Y的消耗速率 (填“大于”、“小于”或“等于”)6min时Y的消耗速率。 (4)某同学设计了如下实验来探究化学反应的限度： i．取3mL0.1mol·L-1KI溶液于试管中，向其中加入10滴0.1mol·L-1FeCl3溶液，振荡； ii．用滴管取适量反应后的溶液于点滴板上，向其中滴加1~2滴淀粉溶液，观察到溶液变蓝； iii．用滴管取适量步骤i反应后的溶液于点滴板上，向其中滴加1～2滴15%KSCN溶液，观察到溶液变红。 ①步骤i中，反应的离子方程式为 。 ②步骤iii中现象说明KI和FeCl3的反应存在限度，请说明理由： 。 【答案】(1) 吸收 180 (2) 10 1和3 温度 温度越高 (3) 60% 等于 (4) 步骤i反应后的溶液中滴加15%KSCN溶液，观察到溶液变红，说明含有Fe3+，FeCl3溶液不足，反应后溶液中仍然存在Fe3+ 【详解】（1）由图可知，断键吸收的总能量为(946+498)kJ，成键放出总热量为2×632kJ，吸收的总热量比放出的多180kJ，故为吸热反应； （2）①实验1和2的变量是反应物接触面积，故x=10； ②由实验数据可知实验1和3的变量是硫酸的浓度； ③实验3和4的变量是温度，且温度越高金属消失的时间越短，即反应速率越快； （3）①由图可知反应在5min时达到平衡，且X、Y、Z的速率之比为：：=3:1:2，反应中各物质的速率之比等于计量数之比，故反应的化学方程式为；平衡时X减少了0.6mol，故X的转化率为； ②5min时，反应达到平衡，正逆反应速率相等，故5min之后Y的消耗速率不再变化； （4）①由步骤i、ii可知，FeCl3溶液与KI溶液反应生成FeCl2和I2，故i中反应的离子方程式为； 根据反应方程式可知，步骤i中加入的FeCl3溶液的量不足，理论上Fe3+应全部转化成Fe2+，而在反应后的溶液中还能检测到Fe3+，说明反应是可逆的，即反应是有限度的。 17．I．是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。在容积为的恒容密闭容器中，充入和，一定条件下发生反应得到和，测得反应物X和的浓度随时间的变化如图所示。 (1)内，甲醇反应速率 (小数点后保留三位有效数字)。 (2)该反应的化学方程式为 。 (3)时，的转化率为 。 II．铁及铁的化合物在污水治理中有广泛的应用。 (4)石墨烯负载纳米铁能迅速有效地还原污水中的，纳米铁还原废水中的可能反应机理如图表示： 纳米铁还原的过程可描述为纳米Fe失去电子生成Fe2+，在纳米铁表面 ，在纳米铁表面 。 【答案】(1)0.167 (2)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) (3)75% (4) 在铁表面得到电子被还原为 在铁表面得到电子被还原为N2和 【详解】（1）由图知，内，甲醇的浓度增加了0.50，则三分钟内0.167。 （2）已知CO2(g)和H2(g)反应生成CH3OH(g)和H2O(g)，且在一定条件下达到平衡，结合元素守恒知，该反应的化学方程式为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。 （3）CO2(g)和H2(g)的初始浓度分别为1.00mol/L、3.00mol/L，由图可知，X的初始浓度为1.00mol/L，则X为CO2，时的转化率为75%。 （4）由反应机理图可知，纳米铁还原的过程可描述为纳米Fe失去电子生成Fe2+，在纳米铁表面得到电子被还原为，还原得到的还可以在纳米铁表面继续得到电子被还原为N2和。 18．在密闭容器内发生反应，时，测得随时间的变化如下表： 时间/s 0 1 2 3 4 5 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007 (1)反应达到平衡时，的转化率是 。 (2)图中表示的变化的曲线是 (填字母)。 (3)用表示从内该反应的平均速率 。 (4)下列能说明该反应已达化学平衡状态的是 。 A．单位时间内生成的同时消耗      B． C．容器中平均相对分子质量保持不变        D．容器中的体积分数保持不变 E．容器中气体的总压强保持不变              F．容器中气体的密度保持不变 (5)能使该反应的反应速率增大的是_______。 A．分离出 B．适当升高温度 C．恒容下充入使压强增大 D．选择更高效的催化剂 【答案】(1)65% (2)b (3)0.0015 mol∙L-1∙s-1 (4)CDE (5)BD 【详解】（1）由表格数据可知，3s时反应已经达到平衡，平衡时的转化率是。 （2）反应的物质的量之比等于系数比，结合方程式，反应过程中三氧化硫的物质的量增加0.020mol-0.007mol=0.013mol，，则上图中表示的变化的曲线是b。 （3）表示从内该反应的平均速率； （4）A．单位时间内生成的同时消耗，描述的都是正反应，不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应达到平衡，故A不选； B．没有说明是否正逆反应，不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应达到平衡，故B不选； C．混合气体的平均摩尔质量，气体质量不变，但是气体的总物质的量随反应进行而改变，所以M会发生改变，当M不变时，反应达到平衡，故C选； D．容器中氧气的体积分数不变，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡，故D选； E．反应为气体分子数改变的反应，当压强不变，说明平衡不再移动，达到平衡状态，故E选； F．容器体积和气体质量始终不变，则混合气体的密度始终不变，因此不能说明反应已达平衡，故F不选； 故选CDE。 （5）A．分离出，物质浓度降低，反应速率减慢，故A不选； B．适当升高温度，提高活化分子比例，反应速率增大，故B选； C．恒容下充入Ne，参与反应的物质浓度不变，反应速率不变，故C不选； D．选择更高效催化剂，反应速率增大，故D选； 故选BD。 19．某温度时，在恒容密闭容器中发生两种气体间的转化反应，的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。请回答下列问题： (1)该转化反应的化学方程式为 。 (2)a点时， ；，Y的反应速率为 ；时容器内的压强与起始时的压强之比为 。 (3)比较a、b两点该反应的正反应速率的相对大小： (填“>”“<”或“=”)。 (4)若不同条件下，上述反应在甲、乙两个相同容器内同时进行，相同时间段内分别测得甲容器中，乙容器中，则 (填“甲”或“乙”)容器中反应更快。 (5)若仅降低温度，则该反应的正反应速率 (填“加快”“减慢”或“不变”，下同)，逆反应速率 ；若向该容器中通入氩气，的反应速率将 。 【答案】(1) (2) 3.2 7：10 (3)> (4)乙 (5) 减慢 减慢 不变 【详解】（1）反应从开始到，Y减少1.2，增加了0.6，说明Y是反应物，是生成物，△c(Y)：△c()=2：1，故该反应的化学方程式为； （2）a点时，c(Y)=c()，则1.6-△c(Y)= 0.4+△c()，又因为△c(Y)：△c()=2：1，则反应从开始到，△c()=0.4，即a点时，c(Y)=c()=0.8，0.83.2；，Y的反应速率为；恒温恒容条件时，容器内的压强与气体物质的量成正比，则时容器内的压强与起始时的压强之比为； （3）根据图知，a点反应物的浓度大于b点反应物的浓度，则>； （4）根据反应速率之比等于化学计量数之比，当甲容器中，则甲容器中，乙容器中，则乙容器中反应更快； （5）若仅降低温度，则该反应的正反应速率减慢，逆反应速率减慢；若向该容器中通入氩气，因为反应气体的浓度不变，则的反应速率将不变。 20．科学家利用氧化锆锌作催化剂，在一定温度下将和转化为重要有机原料甲醇，其原理为：　。在容积为的恒温密闭容器中，充入和发生上述反应。和的物质的量随时间变化如图所示。回答下列问题：    (1)图中 ；时，的转化率为 。 (2)下列叙述正确的是 (填序号)。 a．时的生成速率等于其分解速率 b．由保持不变，可判断该反应达到平衡状态 c．当时，该反应一定达到平衡状态 d．若改变催化剂，则反应达到平衡状态所需的时间一定小于 (3)该温度下达到平衡时，混合气体中的体积分数为 ，此时体系压强与开始时的压强之比为 。 (4)其他条件不变时，下列措施不能使生成的反应速率增大的是 (填序号)。 a．增大的浓度 b．将容器的容积变为 c．恒容条件下充入一定量 d．将恒温恒容容器改为绝热恒容容器 已知升高温度，平衡向吸热方向移动。降低温度，此反应再次达到平衡时体系中混合气体的平均摩尔质量 (填“增大”“减小”或“不变”)。 【答案】(1) 0.25 50% (2)b (3) 30% 5:8 (4) bc 增大 【分析】根据题意，可列“三段式”如下： 【详解】（1）a为CO2的平衡物质的量，根据分析得a=0.25；3 min时，参加反应的CO2为0.5 mol，则H2的转化率=×100%=50%； （2）3 min时，平衡向正方向进行，的生成速率大于其分解速率，a错误；随反应进行，增大，当保持不变时，反应到达平衡，b正确；任意情况下，均存在，因此不能判断平衡，c错误；改变催化剂，不一定催化效果好于氧化锆锌，因此反应速率不一定增大，d错误；答案选b。 （3）平衡时，水的体积分数==30%，反应前后的压强之比=气体物质的量之比==； （4）a．增大反应物浓度，反应速率增大； b．增大容器体积，相当于减小压强，反应速率减小； c．恒容充入Ne，各物质浓度不变，反应速率不变； d．该反应为放热反应，绝热容器中，随反应进行，温度升高，反应速率增大； 故答案选bc。 该反应放热，降低温度，平衡正移，气体的物质的量减小，平均摩尔质量增大。 试卷第20页，共20页 试卷第1页，共21页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 压轴08 “用三段式”法解反应速率计算题 解题知识必备压轴典例分析压轴能力测试 1.化学反应速率 ①表示方法：化学反应速率通常用单位时间内反应物________或生成物________（均取_______值）来表示。 ②化学反应速率表达式 化学反应速率的数学表达式为：v＝________或v＝________， v(A)：物质A的________，∆c(A)：反应物（或生成物）A的浓度________，∆t：浓度变化的________。 ③单位：________ 或 ________ 或________。 2．化学反应速率计算的4种方法 （1）定义式法：v＝。 （2）比例关系法：化学反应速率之比＝物质的量浓度变化之比＝物质的量变化之比＝化学计量数之比。对于反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)来说，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝________ 【易错提醒】同一化学反应用不同物质表示的反应速率其数值可能不同，因此，一定要标明是哪种具体物质的反应速率。 （3）三段式法：列起始量、转化量、最终量，再根据定义式或比例关系计算。 （4）依据图像求反应速率的步骤 第一步：找出横、纵坐标对应的物质的量； 第二步：将图中的变化量转化成相应的浓度变化量； 第三步：根据公式v＝进行计算。 3．化学反应速率计算的万能方法——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。 【模型认知】“三段式”计算化学反应速率和转化率 　　　　　　　　　　mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 起始浓度/(mol·L－1) a b 0 0 转化浓度/(mol·L－1) mx nx px qx 终态浓度/(mol·L－1) a－mx b－nx px qx ①v(A)＝，v(C)＝。 ②α(A)＝×100%。 【例1】一定温度下，向容积为2 L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，下列对该反应的推断合理的是(　 　) A．该反应的化学方程式为3B＋4D6A＋2C B．反应进行到1 s时，v(A)＝v(D) C．反应进行到6 s时，B的平均反应速率为0.05 mol·L－1·s－1 D．反应进行到6 s时，各物质的反应速率相等 【例2】Ⅰ.某温度时，在一个2L的密闭容器中，A、B、C三种气体物质的浓度随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据完成下列填空： （1）该反应的化学方程式为 ； （2）从开始至2min，A的平均反应速率为 。 Ⅱ.在容积为2L的密闭容器中，充入和，5分钟时的物质的量浓度为0.4mol/L。 （3）5分钟内 ； ； 【例3】反应在四种不同情况下的反应速率如下，则反应速率由快到慢的顺序为 ①②v(B)=36mol·L－1·min－1 ③  ④ A．②>④>③>① B．②=③>④>① C．①>②=③>④ D．④>①>②>③ 1．在一定条件下，某可逆反应，在四种不同情况下的反应速率如下，其中反应进行得最快的是 A． B． C． D． 2．在一定温度下，体积为VL的密闭容器内发生某一反应，其中气体、的物质的量随反应时间的变化曲线如下图所示，下列表述正确的是 A．0-时间内，气体Y的化学反应速率是mol/(L·min) B．该反应的化学方程式为 C．时，反应的正、逆反应速率相等，达到平衡状态 D．时，、的量不再变化，化学反应停止了，正、逆反应速率为零 3．反应，经，F的浓度减少。对此反应速率的表示正确的是 A．用E表示的反应速率是 B．在内的反应速率，用G表示是0.1 mol/(L·min) C．在末的反应速率，用F表示是 D．分别用F、G、H表示的反应速率之比是 4．有关合成氨工业  中，下列叙述不正确的是 A．使用高效率的催化剂，可提高单位时间内NH3产率 B．增大反应体系的压强，反应速率不一定增大 C．该反应为可逆反应，当有3mol电子转移时，生成氨气小于1mol D．在t1、t2时刻，NH3(g)的浓度分别是c1、c2，则时间间隔t1~t2内，NH3(g)生成的平均反应速率为 5．中国政府承诺，到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。可转化成有机物实现碳循环。在体积为1L的密闭容器中，充入和，一定条件下反应：，测得和的浓度随时间变化如下图所示。下列说法不正确的是 A．从到，为 B．若混合气体密度不变时，该反应达平衡状态 C．平衡时向容器中充入，反应速率不变 D．时，反应处于平衡状态 6．一定温度下，向容积为的密闭容器中通入两种气体发生化学反应生成另外两种气体，反应中各物质的物质的量变化如图所示，对该反应的推断合理的是 A．该反应的化学方程式为 B．反应进行了的平均反应速率为 C．反应进行到时， D．反应进行到时，各物质的反应速率相等 7．一定温度下，将和混合于恒容的密闭容器中，发生反应：。末该反应达到平衡，生成W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．反应过程中X和Y的转化率之比为 B．后，升温会使正反应速率增大，逆反应速率减小 C．开始到2min时，用X表示的化学反应速率为 D．该温度下的平衡常数 8．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炭粉和2.8水蒸气，发生反应。甲、乙两容器在不同温度下反应时的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法正确的是 A．甲容器中，A点正反应速率B点逆反应速率 B．甲容器中，0~1min内的平均反应速率 C．依据温度对反应速率的影响，可推出两个容器的温度：甲乙 D．乙容器中C点时，的转化率[]约为43% 9．向绝热恒容密闭容器中通入一定量的SO2和NO2，一定条件下发生反应：SO2(g)＋NO2(g) ⇌ SO3(g)＋NO(g)　ΔH＜0，测得SO3浓度随时间变化如表所示，下列说法不正确的是   反应时间/s 40 50 60 70 80 90 100 110 SO3浓度/(mol·L-1) 0.10 0.14 0.21 0.26 0.30 0.32 0.33 0.33 A．50 s时，SO3的生成速率为0.0028 mol·L-1·s-1 B．40～90 s时间段：v正>v逆 C．0～50 s的反应速率小于70～80 s的反应速率 D．110 s时，反应已达到平衡 10．一定温度下，向容积为2L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，对该反应的推断合理的是 A．该反应的化学方程式为 B．0-5s内，B的平均反应速率为0.06mol/(L·s) C．5s时， D．0-5s内，C的转化率为20% 11．HI受热发生反应：2HI(g)H2(g)+I2(g)一定温度时，向1L恒容密闭容器中充入1molHI，体系中c(HI)与反应时间t的关系如图所示。下列说法错误的是 A．0～40min内，v(H2)=1.875×10-3mol/(L·min) B．20min时，HI的转化率为9% C．120min时，2v正(HI)=v逆(I2) D．加入高效催化剂，达到平衡时t<120min 12．恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生反应：，测得不同起始浓度和催化剂表面下氨浓度随时间的变化如下表所示，下列说法不正确的是 A．时实验①未达到平衡状态，实验②已处于化学平衡状态 B．由实验数据可知相同条件下，增加氨的浓度，该反应速率不一定增大 C．实验②达到平衡后，的浓度为 D．由实验①、③可知催化剂表面积越大，反应速率越快 13．某温度下，在1L恒容密闭容器中投入发生如下反应：，有关数据如下： 时间段/min 的平均生成速率/() 0-1 0.4 0-2 0.3 0-3 0.2 下列说法错误的是 A．30秒时，的浓度大于0.4 B．0-1min内，的反应速率为31.2 C．改变该反应平衡后体系的压强对于该反应的限度没有影响 D．当的体积分数不变时，不能说明此反应达到了平衡状态 14．为研究不同状态(块状、粉末状)碳酸钙固体与盐酸反应的反应速率，某同学通过实验测定数据得出如图所示的曲线。下列有关说法中不正确的是 A．曲线乙表示的是块状碳酸钙固体与盐酸反应 B．随着反应进行，盐酸浓度降低，反应速率不断降低 C．若用单位时间内CO2的体积变化来表示该反应的速率，则曲线甲时间内平均反应速率为 D．两次实验，不同状态的固体最终生成的CO2的量相同 15．某温度下，在2L恒容的密闭容器中X、Y、Z三种气体进行反应，其物质的量随时间的变化曲线如图。据图回答： (1)该反应的化学方程式可表示为 。 (2)反应起始至t min(设t=5)，X的速率是 。 (3)在t min时，该反应达到了 状态，下列可判断反应已达到该状态的是 (填字母，下同)。 A．X、Y、Z的反应速率相等 B．X、Y的反应速率比为2∶3 C．混合气体的密度不变 D．生成1molZ的同时生成2molX (4)从开始到t秒末X的转化率 。 (5)用一定能使该反应的反应速率增大的措施有_______。 A．其他条件不变，及时分离出产物 B．适当降低温度 C．其他条件不变，增大X的浓度 D．保持体积不变，充入Ar气使容器内压强增大 16．化学反应的快慢和限度是我们研究学习的重要内容，在反应过程中不仅有物质变化，还伴随能量变化。请回答下列问题： (1)汽车尾气中NO生成过程的能量变化如图所示。1molN2(g)和1molO2(g)完全反应生成2molNO(g)会 (填“吸收”或“放出”) kJ能量。 (2)控制变量法是化学探究的重要方法，某研究性学习小组利用1mol·L-1稀硫酸与铁反应，探究影响化学反应速率的因素时得到如下实验数据： 实验序号 铁的质量/g 铁的形状 V(H2SO4) /mL V(H2O) /mL 初始溶液的温度/℃ 金属消失的时间/s 1 0.10 铁片 40 10 20 200 2 0.10 铁粉 40 x 20 25 3 0.10 铁片 50 0 20 125 4 0.10 铁片 50 0 35 50 分析上述数据，回答下列问题： ①实验1和2探究的是反应物接触面积对反应速率的影响，则表中x= 。 ②探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验组是 (填实验序号)。 ③实验3和4表明，影响反应速率的因素有 ，得出 ，反应速率越大。 (3)某温度下在4L恒容密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图所示： ①该反应的化学方程式是 ，达到平衡状态时X的转化率 。 ②5min时，Y的消耗速率 (填“大于”、“小于”或“等于”)6min时Y的消耗速率。 (4)某同学设计了如下实验来探究化学反应的限度： i．取3mL0.1mol·L-1KI溶液于试管中，向其中加入10滴0.1mol·L-1FeCl3溶液，振荡； ii．用滴管取适量反应后的溶液于点滴板上，向其中滴加1~2滴淀粉溶液，观察到溶液变蓝； iii．用滴管取适量步骤i反应后的溶液于点滴板上，向其中滴加1～2滴15%KSCN溶液，观察到溶液变红。 ①步骤i中，反应的离子方程式为 。 ②步骤iii中现象说明KI和FeCl3的反应存在限度，请说明理由： 。 17．I．是一种廉价的碳资源，其综合利用具有重要意义。在容积为的恒容密闭容器中，充入和，一定条件下发生反应得到和，测得反应物X和的浓度随时间的变化如图所示。 (1)内，甲醇反应速率 (小数点后保留三位有效数字)。 (2)该反应的化学方程式为 。 (3)时，的转化率为 。 II．铁及铁的化合物在污水治理中有广泛的应用。 (4)石墨烯负载纳米铁能迅速有效地还原污水中的，纳米铁还原废水中的可能反应机理如图表示： 纳米铁还原的过程可描述为纳米Fe失去电子生成Fe2+，在纳米铁表面 ，在纳米铁表面 。 18．在密闭容器内发生反应，时，测得随时间的变化如下表： 时间/s 0 1 2 3 4 5 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007 (1)反应达到平衡时，的转化率是 。 (2)图中表示的变化的曲线是 (填字母)。 (3)用表示从内该反应的平均速率 。 (4)下列能说明该反应已达化学平衡状态的是 。 A．单位时间内生成的同时消耗      B． C．容器中平均相对分子质量保持不变        D．容器中的体积分数保持不变 E．容器中气体的总压强保持不变              F．容器中气体的密度保持不变 (5)能使该反应的反应速率增大的是_______。 A．分离出 B．适当升高温度 C．恒容下充入使压强增大 D．选择更高效的催化剂 19．某温度时，在恒容密闭容器中发生两种气体间的转化反应，的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。请回答下列问题： (1)该转化反应的化学方程式为 。 (2)a点时， ；，Y的反应速率为 ；时容器内的压强与起始时的压强之比为 。 (3)比较a、b两点该反应的正反应速率的相对大小： (填“>”“<”或“=”)。 (4)若不同条件下，上述反应在甲、乙两个相同容器内同时进行，相同时间段内分别测得甲容器中，乙容器中，则 (填“甲”或“乙”)容器中反应更快。 (5)若仅降低温度，则该反应的正反应速率 (填“加快”“减慢”或“不变”，下同)，逆反应速率 ；若向该容器中通入氩气，的反应速率将 。 20．科学家利用氧化锆锌作催化剂，在一定温度下将和转化为重要有机原料甲醇，其原理为：　。在容积为的恒温密闭容器中，充入和发生上述反应。和的物质的量随时间变化如图所示。回答下列问题：    (1)图中 ；时，的转化率为 。 (2)下列叙述正确的是 (填序号)。 a．时的生成速率等于其分解速率 b．由保持不变，可判断该反应达到平衡状态 c．当时，该反应一定达到平衡状态 d．若改变催化剂，则反应达到平衡状态所需的时间一定小于 (3)该温度下达到平衡时，混合气体中的体积分数为 ，此时体系压强与开始时的压强之比为 。 (4)其他条件不变时，下列措施不能使生成的反应速率增大的是 (填序号)。 a．增大的浓度 b．将容器的容积变为 c．恒容条件下充入一定量 d．将恒温恒容容器改为绝热恒容容器 已知升高温度，平衡向吸热方向移动。降低温度，此反应再次达到平衡时体系中混合气体的平均摩尔质量 (填“增大”“减小”或“不变”)。 试卷第12页，共12页 试卷第11页，共12页 学科网（北京）股份有限公司 $$