专题03 化学反应的速率与限度（考点清单）（讲+练）-2024-2025学年高一化学下学期期末考点大串讲（人教版2019必修第二册）

专题03 化学反应的速率与限度 ◆考点01 化学反应速率的概念及计算 1、化学反应速率的概念 化学反应速率就是化学反应进行的快慢程度的物理量。化学反应正方向（从左向右）进行的反应速率称为正反应速率；化学反应逆方向（从右向左）进行的反应速率称为逆反应速率。 【特别提醒】（1）化学反应速率是指某时间段内的平均反应速率，而不是某时刻的瞬时速率。 （2）化学反应速率可用来衡量化学反应进行的快慢，均为正值。 （3）因为纯固体、纯液体的浓度视为定值，所以该表达式只适用于有气态物质参加或溶液中的反应，虽然不能用固体的浓度变化表示反应速率，但可以用单位时间固体质量的变化量来表示反应速率的快慢。 （4）同一反应选用不同物质浓度的改变量表示速率，数值可能不同，但表示的意义相同。因此，表示化学反应的速率时，必须说明是用反应物或生成物中的哪种物质做标准。 2．对化学反应速率计算公式的剖析 v(B)＝＝ （1）浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质，不适用于固体和纯液体。 （2）化学反应速率是某段时间内的平均反应速率，而不是瞬时速率，且计算时取正值。 （3）同一反应用不同的物质表示反应速率时，数值可能不同，但意义相同。同一化学反应中用不同物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比。 （4）对于可逆反应，反应进行的净速率是正、逆反应速率之差，当达到平衡时，净速率为零。 3．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。 4．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。 如对于反应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t1s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 t1/(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。 5．化学反应速率与化学计量数的关系 对于已知反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示，当单位相同时，化学反应速率的数值之比等于化学计量数之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。 如一定温度下，在密闭容器中发生反应：3A(g)＋B(g) 2C(g)。已知v(A)＝0.6 mol·L－1·s－1，则v(B)＝0.2 mol·L－1·s－1，v(C)＝0.4 mol·L－1·s－1。 6.化学反应速率计算的常见错误 （1）不注意容器的容积。 （2）漏写单位或单位写错。 （3）忽略有效数字。 ◆考点02 化学反应速率大小的比较 1．定性比较 通过明显的实验现象(如气泡产生快慢、沉淀生成快慢等)来定性比较化学反应速率的大小。 2．定量比较 同一化学反应中，不同物质来表示化学反应速率时，数值可能不同，需要进行转化。常用以下两种方法： （1）归一法 ①“一看”：看化学反应速率的单位是否一致，若不一致，需转化为同一单位。 ②“二化”：将不同物质的化学反应速率转化成同一物质的化学反应速率。 ③“三比较”：标准统一后比较数值大小，数值越大，反应速率越大。 （2）比值法 通过化学反应速率与其对应的化学计量数的比值进行比较，比值大的化学反应速率大。 如对于反应aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)，若＞，则A表示的化学反应速率较大。 3.由图像比较反应速率大小的方法 根据图像看反应达到平衡所需的时间，时间越短，对应的反应的温度、浓度或压强就越大，则对应的反应速率越大。 【特别提醒】比较化学反应速率大小的注意事项 （1）看单位是否统一,若不统一,要换算成相同单位。 （2）比较不同时间段内的化学反应速率大小时,可先换算成用同一物质表示的反应速率,再比较数值的大小。 （3）比较化学反应速率与化学计量数的比值。例如,对于一般反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),比较不同时间段内的大小,若,则用A表示的反应速率比用B表示的大。要注意反应速率的单位要一致。 ◆考点03 控制变量法探究影响化学反应速率的因素 1．影响反应速率的因素 （1）内因 反应物本身的性质是主要因素，如相同条件下Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为v(Mg)>v(Al)。 （2）外因(只改变一个条件，其他条件不变) 2.控制变量法探究影响化学反应速率的因素 在研究影响化学反应速率的因素时，由于外界影响因素较多，故为搞清某个因素的影响均需控制其他因素相同或不变时，再进行实验。因此，常用控制变量思想解决该类问题。 （1）控制变量法：影响化学反应速率的因素有多种，在探究相关规律时，需要控制其他条件不变，只改变某一个条件，探究改变的条件对反应速率的影响并得出相关的规律或结论，这种方法叫控制变量法。它是科学探究中的重要思想。 （2）常见考查形式 ①以表格的形式给出多组实验数据，让考生找出每组数据的变化对化学反应速率的影响。 ②给出影响化学反应速率的几种因素，让考生设计实验分析各因素对化学反应速率的影响。 （3）解题策略 ①确定变量：解答这类题目时首先要认真审题，理清影响实验探究结果的因素有哪些。 ②定多变一：在探究时，应该先确定其他的因素不变，只变化一种因素，看这种因素与探究的问题存在怎样的关系；这样确定一种以后，再确定另一种，通过分析每种因素与所探究问题之间的关系，得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。 ③数据有效：解答时注意选择数据(或设置实验)要有效，且变量统一，否则无法作出正确判断。 3．分析有气体参与的化学反应的反应速率 （1）恒温时，压缩体积压强增大―→气体反应物浓度增大反应速率增大。 （2）恒温恒容时 ①充入气体反应物气体反应物浓度增大(压强也增大)反应速率增大。 ②充入“惰性”气体总压强增大―→气体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。 4．外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响方向是一致的，但影响程度不一定相同。 （1）当增大反应物浓度时，v(正)瞬间增大，随后逐渐减小；v(逆)瞬间不变，随后逐渐增大；直至v(正)和v(逆)相等时达到平衡。 （2）增大压强，气体分子数减小方向的反应速率变化程度大。 （3）对于反应前后气体分子数不变的反应，改变压强可以同等程度地改变正、逆反应速率。 （4）升高温度，v(正)和v(逆)都增大，但吸热反应方向的反应速率增大的程度大。 （5）使用催化剂，能同等程度地改变正、逆反应速率。 ◆考点04 可逆反应的特点及其判断 1.可逆反应的概念 同一条件下既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的化学反应。 2.表示方法 可逆反应在写化学方程式时不用“ ”而用“ ”。如工业制硫酸时，SO2与O2的反应是可逆反应，化学方程式为2SO2+O2 2SO3。 3.可逆反应的特点 ①双向：向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行。 ②双同：由正反应和逆反应2个反应组成，分别用v(正)和v(逆)来衡量各自反应进行的快慢，并同时进行。 ③共存：反应不能进行到底，反应物和生成物同时存在。 ④相反：正反应和逆反应的热效应相反。 ⑤限度：若条件保持一定，最终都会建立一个化学平衡状态，即可逆反应在一定条件下有限度，任一组分的转化率都小于100%，即不能全部转化，。 【特别提醒】①不管反应方程式如何书写，向右方向进行的反应叫正反应，向左方向进行的反应叫逆反应。一个可逆反应是由2个反应组成的体系，含有2个反应速率：v(正)和v(逆)来表示各相应反应的快慢程度，v(正)与v(逆)既相互联系又各自独立。 ②可逆反应的概念中的关键词是同一条件，条件不同的两个反应不可能互为可逆反应。 ③可逆反应的核心是不能进行到底。 ◆考点05 反应限度及化学平衡状态的判断 1.化学平衡状态概念 在一定条件下可逆反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物浓度不再发生变化，这种状态称为化学平衡状态，这就是这个反应所能达到的限度。 2.化学平衡的特征 ①逆：化学平衡适用的是可逆反应。 ②等：化学平衡引起的原因是正、逆反应速率相等（即v(正)=v(逆)），即同一时间内对某一物质来说，生成的量和消耗的量相等。 ③定：正反应速率和逆反应速率相等，引起的结果是各物质的浓度都不再发生变化。这种相对稳定的状态为化学平衡状态。 ④动：平衡后，正、逆反应仍在进行，即正、逆反应速率相等但不为零，平衡为动态平衡。 ⑤变：由于速率受条件的影响，当改变外界条件时，速率发生变化，正、逆反应速率可能不再相等（即v(正)≠v(逆)），平衡就会发生变化，这就是平衡移动。 3．化学反应的限度 化学平衡状态是可逆反应在一定条件下所能达到或完成的最大程度，即该反应进行的限度。 4．化学平衡状态判断的“两类标志”及“一角度” 判断化学反应是否达到化学平衡状态，关键是看给定条件下能否推出“变量”达到“不变”。常用到的判断标志有： （1）绝对标志 （2）相对标志 ①有气体参加的反应，气体的总压强、总体积、总物质的量不变时，对于反应前后气体分子数不变的反应来说，不一定达到平衡；对于反应前后气体分子数不相等的反应来说，达到平衡； ②气体的密度()、气体的平均相对分子质量()不变时，要具体分析各表达式中的分子或分母变化情况，判断是否平衡； ③如果平衡体系中的物质有颜色，则平衡体系的颜色不变时，达到平衡。 （3）一角度 从微观的角度分析，如反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，下列各项均可说明该反应达到了平衡状态： ◆考点06 化学平衡状态的简单计算 1.化学平衡计算的方法——“三段式”法 “三段式”法是有效解答化学平衡计算题的“万能钥匙”。解题时，要注意清楚条理地列出起始量、转化量、平衡量，按题目要求进行计算，同时还要注意单位的统一。 化学平衡计算模式：对以下反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量浓度分别为a mol/L、b mol/L，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx mol/L。 　　　　　　mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 起始量(mol/L) a b 0 0 变化量(mol/L) mx nx px qx 平衡量(mol/L) 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，平衡量＝起始量－变化量。 ②对于同一生成物，平衡量＝起始量＋变化量。 ③各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。 （3）计算公式 ①关于反应物转化率的计算 转化率＝×100%，如α(A)平＝×100%。 ②关于某气体组分的体积分数的计算 某气体组分的体积分数＝×100%。 即百分含量：φ(A)＝____________________________×100%。 ③关于体系的压强计算 平衡前后的压强之比：＝_____________________。 ④关于体系的平均摩尔质量计算 平均摩尔质量：M＝_____________________ g/mol。 ⑤关于产率的计算 生成物的产率：实际产量(指生成物)占理论产量的百分数。一般来讲，转化率越高，原料利用率越高，产率越高。产率＝______________×100%。 2、化学反应的限度计算的类型 （1）计算反应物或生成物的取值范围，利用极限法计算。 （2）计算化学反应速率，可利用定义式计算，根据图像计算。 （3）计算反应的转化率，可利用定义式计算，根据图像计算。 ◆考点07 化学反应条件的控制及其应用 1．控制反应条件的目的 由于化学反应的速率受反应物自身的性质、温度、浓度、气体压强、催化剂、固体表面积等条件的影响，所以人们通常从上述方面考虑，选取适当的条件既可以控制化学反应速率，又可以提高化学反应的限度。 （1）促进有利反应 （2）抑制有害反应 2．控制反应条件的基本措施 （1）控制化学反应速率的措施 通过改变反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)、固体的表面积以及使用催化剂等途径调控反应速率。 （2）提高转化率的措施 通过改变可逆反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)等改变可逆反应的限度，从而提高转化率。 3．控制反应条件的应用——燃料充分燃烧条件的选择 （1）燃料燃烧的条件：燃料与空气接触；温度达到燃料的着火点。 （2）燃料充分燃烧的条件：要有足够的空气或氧气（助燃剂）；燃料与空气或氧气要有足够大的接触面积。 （3）燃料充分燃烧的意义：使有限的能量发挥最大的作用，节约能源；降低污染的程度。 4．提高煤燃料燃烧效率的措施 （1）煤燃烧时，将煤块粉碎成煤粉：增大与空气中O2的接触面积，煤粉燃烧更充分，反应速率更快。 （2）通入适当过量的空气：增大O2浓度煤粉充分燃烧，生成CO2，放出更多的热量；同时避免不充分燃烧，生成CO，造成环境污染。 （3）尽可能充分利用燃料燃烧所释放的热能，提高热能的利用率：炉膛材料尽量选择保温性能好的，烟道废气中的热量用来加热水、发电等，以提高热量利用率。。 5．提高燃料燃烧效率的实质和意义 （1）实质：从多方面控制燃烧反应的条件(包括环境)。 （2）意义：节约能源、节省资源、减少污染等。 ◆考点01 化学反应速率的概念及计算 1．下列关于化学反应速率的说法，不正确的是 A．化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量 B．化学反应速率通常用单位时间内生成或消耗某物质的质量多少来表示 C．同一化学反应中，各物质的反应速率之比等于方程式的系数之比 D．化学反应速率常用单位有 mol·L-1·s-1和mol·L-1·min-1 2．下列说法正确的是 A．对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象越明显 B．对于任何化学反应来说，都必须用单位时间内反应物或生成物浓度的变化量来表示化学反应速率 C．同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，数值越大，表示化学反应速率越快 D．升高温度时，不论正反应是吸热还是放热，正、逆反应的速率都增大 3．向5L恒容密闭容器中充入一定量和，发生反应：，其中、NO的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。则0～10min内用NO浓度变化表示的平均反应速率为 A．0.04 mol·L-1·min-1 B．0.02 mol·L-1·min-1 C．0.004 mol·L-1·min-1 D．0.008 mol·L-1·min-1 4．在一定条件下，将M和N两种气体通入2 L密闭容器中，发生反应如下：xM(g)＋yN(g)2P(g)。2s内的反应速率：v(M)＝1.5 mol·L-1·s-1，v(N)＝4.5 mol·L-1·s-1，v(P)＝3.0 mol·L-1·s-1。则x积y的值分别为 A．2和3 B．3和2 C．3和1 D．1和3 ◆考点02 化学反应速率大小的比较 5．对于反应A2（g）+3B2（g）2AB3（g）来说，下列反应速率中表示该反应进行得最快的是 A．v（A2）=0.6 molL-1s-1 B．v（B2）=2.7 molL-1min-1 C．v（AB3）=12 molL-1min-1 D．v（A2）=6 molL-1min-1 6．某温度下，在容器中发生A、B两种气体间的转化反应，A、B物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列说法正确的是 A．时，该反应的 B．前内，A的平均反应速率为 C．该反应化学方程式为： D．a点的正反应速率比b点的大 7．反应在四种不同情况下的反应速率分别为：①；②；③；④，该反应进行的快慢顺序为 A．①>③>②>④ B．①>②=③>④ C．③>①>②>④ D．④>②=③>① 8．氮的氢化物在生产生活中具有重要作用，以为还原剂在脱硝装置中消除烟气中的氮氧化物。其主要反应如下：。某温度下，在2L恒容密闭容器中加入4mol和6mol NO发生反应，的转化率随时间的变化关系如图1所示。下列说法正确的是 A．A点的小于 B．0~5min内，NO的平均反应速率 C．0~6min时间内，NO的浓度随时间变化的曲线图为图2 D．其它条件不变的情况下，将容器的体积变为3L时，到达平衡的时间可能为6min ◆考点03 控制变量法探究影响化学反应速率的因素 9．探究酸性KMnO4溶液与H2C2O4溶液反应速率的影响因素，有关实验数据如表所示： 实验编号 温度/℃ 催化剂用量/g 酸性KMnO4溶液 H2C2O4溶液 KMnO4溶液褪色平均时间/min 体积/mL 浓度/mol·L-1 体积/mL 浓度/mol·L-1 1 25 0.5 4 0.1 8 0.2 12.7 2 80 0.5 4 0.1 8 0.2 a 3 25 0.5 4 0.01 8 0.2 6.7 4 25 0 4 0.01 8 0.2 b 下列说法不正确的是 A．用KMnO4表示溶液褪色时间段反应速率，v(实验3)≈1.5×10-3 mol·L-1·min-1 B．a<12.7，b>6.7 C．用H2C2O4表示该反应速率，v(实验1)大于v(实验3) D．通常升高温度、增大反应物浓度、使用催化剂均会加快反应速率 10．下列四支试管中，分别盛有等量的锌、酸溶液，其中生成的反应速率最快的是 试管 酸及浓度 温度 锌的状态 ① 溶液 20℃ 粉末状 ② 溶液 40℃ 粉末状 ③ 溶液 40℃ 大块状 ④ 溶液 40℃ 粉末状 A．① B．② C．③ D．④ 12．某课外实验小组利用压强传感器、数据采集器和计算机等数字化实验设备，探究镁与不同浓度盐酸的反应速率，两组实验所用药品如表： 序号 镁条的质量/g 盐酸 物质的量浓度/ 体积/mL 1 0.01 1.0 2 2 0.01 0.5 2 实验结果如图所示，下列叙述不正确的是 A．该探究实验采用了控制变量法 B．若向实验2中加少量硫酸铜，曲线b可能变成曲线a C．理论上若时间足够长，最终反应生成的气体的量应该相同 D．曲线斜率可表征反应速率相对大小 ◆考点04 可逆反应的特点及其判断 13.下列反应属于可逆反应的是 A．电解水生成H2、O2与H2在O2中燃烧生成H2O B．H2S在300℃时，一边分解一边化合 C．SO2通入品红溶液褪色，加热后又恢复红色 D．煅烧石灰石制得生石灰(CaO)，生石灰露置在空气中易吸收CO2生成CaCO3 14.对于反应，下列有关说法错误的是 A．该反应同时向生成HI和生成的方向进行 B．该反应的与HI不可能同时存在同一个反应体系中 C．该反应中生成HI的反应与生成的反应的条件相同 D．该反应中不可能全部转化为H1 15.一定条件下，对于可逆反应X(g)+3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.08 mol·L-1，则下列判断正确的是 A．c1：c2=3：1 B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为2：3 C．X、Y的转化率不相等 D．c1的取值范围为0 mol·L-1＜c1＜0.14 mol·L-1 16．一定温度下，在的恒容密闭容器中充入和，发生反应，后，该反应达到平衡。下列数据合理的是 A． B． C． D． ◆考点05 反应限度及化学平衡状态的判断 17．一定温度下，在容积恒定的密闭容器中进行反应：N2+3H22NH3 下列叙述不能表明该反应已经达到平衡状态的是 A．反应物和生成物的浓度不变 B．混合气体的密度不变 C．容器内气体的压强不变 D．混合气体的平均摩尔质量不变 18．一定温度下，在恒容密闭容器中加入3molNH2COONH4，发生反应：。下列现象能说明反应达到平衡状态的是 A． B．混合气体平均相对分子质量保持不变 C．混合气体密度保持不变 D．CO2的体积分数保持不变 19．425℃时，在两个容积为1L的恒容密闭容器中分别发生化学反应，物质的浓度随时间的变化如图所示。下列叙述错误的是 A．图1中时，三种物质的物质的量相等 B．图1中时，的转化率约为66.7% C．图2所表示的容器中气体由无色逐渐变紫色 D．图1、2中，当时，两容器中的反应均达到平衡状态 20．可逆反应；。在恒温恒容密闭容器中反应，下列叙述表示反应达到化学平衡状态的是 ①混合气体的颜色不再改变  ②单位时间内消耗的同时生成2molNO ③混合气体的密度不再改变  ④混合气体的平均相对分子质量不再改变 ⑤容器内压强不再改变      ⑥v(NO2)=2v(O2) A．①②④⑥ B．②③⑥ C．①④⑤⑥ D．①④⑤ ◆考点06 化学平衡状态的简单计算 21．某温度下，在2L密闭容器中进行SO2的催化氧化反应。若起始时c(SO2)=c(O2)=6mol/L，经30s达平衡，平衡时测得c(O2)=4.5mol/L，则下列叙述中正确的是 A．SO2的转化率为60% B．用SO3表示的平均反应速率为0.05mol∙L-1∙s-1 C．平衡时总压强与起始压强之比为7:8 D．平衡时SO2的物质的量为3mol 22．在一定温度下，在密闭容器中投入X(g)和Y(g)，发生反应生成Z(g)。测得各物质浓度与时间关系如图所示(提示：净反应速率等于正、逆反应速率之差)。下列说法错误的是 A．a点：正反应速率大于逆反应速率 B．b点：净反应速率等于零，且此时容器内气体的压强与开始时的比为9∶13 C．上述可逆反应中X、Y、Z的化学计量数之比为3∶1∶2 D．该可逆反应在该反应条件下达到最大限度时，Y的平衡转化率为60% 23．已知反应，某温度下，在2L密闭容器中投入一定量的A、B，两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示，前4s内C的平均反应速率为，下列说法不正确的是 A．物质A的平衡转化率为75% B．该反应的化学方程式为 C．4s末，B的平均反应速率为 D．12s末容器内的压强是初始时容器压强的 24．某温度下，在恒容密闭容器中发生反应，有关数据如下： 时间段 产物的平均生成速率 下列说法错误的是 A．时，的浓度大于 B．时，反应未达到平衡状态 C．时，的体积分数约为 D．时，的物质的量为 ◆考点07 化学反应条件的控制及其应用 25．下列关于工业合成氨的说法正确的是 A．工业合成氨采用10～30MPa，是因为该条件下催化剂的活性最好 B．选择不同的催化剂会改变此反应△H的数值 C．合成氨工业中采用低温以提高平衡转化率 D．合成氨工业中液化分离出氨，提高产率 26．NH3与O2作用分别生成N2、NO、N2O的反应均为放热反应。工业尾气中的可通过催化氧化为除去。将一定比例的、和的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管，的转化率、生成的选择性与温度的关系如图所示。下列说法正确的是 A．其他条件不变，升高温度，的平衡转化率增大 B．其他条件不变，在范围，随温度的升高，出口处浓度不断增大 C．催化氧化除去尾气中的应选择反应温度高于 D．高效除去尾气中的，需研发低温下转化率高和生成选择性高的催化剂 27．工业制硫酸的一步重要反应是SO2在400~600℃下的催化氧化：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，这是一个正反应放热的可逆反应。如果反应在密闭容器中进行，下述有关说法正确的是 A．使用催化剂可加快反应速率，提高SO3产率 B．其它条件保持不变，温度越高，速率越快，生产效益越好 C．实际生产中选定400～600℃作为操作温度，其原因是在此温度下催化剂的活性最高，SO2能100%转化为SO3 D．增大压强可以提高SO3产率，但高压对动力和设备要求太高，会增加生产成本 28．下列有关工业生产的叙述正确的是 A．合成氨生产过程中将液化分离，可加快正反应速率，提高N2，H2的转化率 B．因为，所以硫酸生产常采用高压条件提高的转化率 C．合成氨工业中采用循环操作，主要是为了提高平衡混合物中氨的含量 D．工业上，一般用98.3%的浓硫酸吸收制备硫酸 1 / 21 学科网（北京）股份有 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题03 化学反应的速率与限度 ◆考点01 化学反应速率的概念及计算 1、化学反应速率的概念 化学反应速率就是化学反应进行的快慢程度的物理量。化学反应正方向（从左向右）进行的反应速率称为正反应速率；化学反应逆方向（从右向左）进行的反应速率称为逆反应速率。 【特别提醒】（1）化学反应速率是指某时间段内的平均反应速率，而不是某时刻的瞬时速率。 （2）化学反应速率可用来衡量化学反应进行的快慢，均为正值。 （3）因为纯固体、纯液体的浓度视为定值，所以该表达式只适用于有气态物质参加或溶液中的反应，虽然不能用固体的浓度变化表示反应速率，但可以用单位时间固体质量的变化量来表示反应速率的快慢。 （4）同一反应选用不同物质浓度的改变量表示速率，数值可能不同，但表示的意义相同。因此，表示化学反应的速率时，必须说明是用反应物或生成物中的哪种物质做标准。 2．对化学反应速率计算公式的剖析 v(B)＝＝ （1）浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质，不适用于固体和纯液体。 （2）化学反应速率是某段时间内的平均反应速率，而不是瞬时速率，且计算时取正值。 （3）同一反应用不同的物质表示反应速率时，数值可能不同，但意义相同。同一化学反应中用不同物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比。 （4）对于可逆反应，反应进行的净速率是正、逆反应速率之差，当达到平衡时，净速率为零。 3．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。 4．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。 如对于反应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t1s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 t1/(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。 5．化学反应速率与化学计量数的关系 对于已知反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示，当单位相同时，化学反应速率的数值之比等于化学计量数之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。 如一定温度下，在密闭容器中发生反应：3A(g)＋B(g) 2C(g)。已知v(A)＝0.6 mol·L－1·s－1，则v(B)＝0.2 mol·L－1·s－1，v(C)＝0.4 mol·L－1·s－1。 6.化学反应速率计算的常见错误 （1）不注意容器的容积。 （2）漏写单位或单位写错。 （3）忽略有效数字。 ◆考点02 化学反应速率大小的比较 1．定性比较 通过明显的实验现象(如气泡产生快慢、沉淀生成快慢等)来定性比较化学反应速率的大小。 2．定量比较 同一化学反应中，不同物质来表示化学反应速率时，数值可能不同，需要进行转化。常用以下两种方法： （1）归一法 ①“一看”：看化学反应速率的单位是否一致，若不一致，需转化为同一单位。 ②“二化”：将不同物质的化学反应速率转化成同一物质的化学反应速率。 ③“三比较”：标准统一后比较数值大小，数值越大，反应速率越大。 （2）比值法 通过化学反应速率与其对应的化学计量数的比值进行比较，比值大的化学反应速率大。 如对于反应aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)，若＞，则A表示的化学反应速率较大。 3.由图像比较反应速率大小的方法 根据图像看反应达到平衡所需的时间，时间越短，对应的反应的温度、浓度或压强就越大，则对应的反应速率越大。 【特别提醒】比较化学反应速率大小的注意事项 （1）看单位是否统一,若不统一,要换算成相同单位。 （2）比较不同时间段内的化学反应速率大小时,可先换算成用同一物质表示的反应速率,再比较数值的大小。 （3）比较化学反应速率与化学计量数的比值。例如,对于一般反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),比较不同时间段内的大小,若,则用A表示的反应速率比用B表示的大。要注意反应速率的单位要一致。 ◆考点03 控制变量法探究影响化学反应速率的因素 1．影响反应速率的因素 （1）内因 反应物本身的性质是主要因素，如相同条件下Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为v(Mg)>v(Al)。 （2）外因(只改变一个条件，其他条件不变) 2.控制变量法探究影响化学反应速率的因素 在研究影响化学反应速率的因素时，由于外界影响因素较多，故为搞清某个因素的影响均需控制其他因素相同或不变时，再进行实验。因此，常用控制变量思想解决该类问题。 （1）控制变量法：影响化学反应速率的因素有多种，在探究相关规律时，需要控制其他条件不变，只改变某一个条件，探究改变的条件对反应速率的影响并得出相关的规律或结论，这种方法叫控制变量法。它是科学探究中的重要思想。 （2）常见考查形式 ①以表格的形式给出多组实验数据，让考生找出每组数据的变化对化学反应速率的影响。 ②给出影响化学反应速率的几种因素，让考生设计实验分析各因素对化学反应速率的影响。 （3）解题策略 ①确定变量：解答这类题目时首先要认真审题，理清影响实验探究结果的因素有哪些。 ②定多变一：在探究时，应该先确定其他的因素不变，只变化一种因素，看这种因素与探究的问题存在怎样的关系；这样确定一种以后，再确定另一种，通过分析每种因素与所探究问题之间的关系，得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。 ③数据有效：解答时注意选择数据(或设置实验)要有效，且变量统一，否则无法作出正确判断。 3．分析有气体参与的化学反应的反应速率 （1）恒温时，压缩体积压强增大―→气体反应物浓度增大反应速率增大。 （2）恒温恒容时 ①充入气体反应物气体反应物浓度增大(压强也增大)反应速率增大。 ②充入“惰性”气体总压强增大―→气体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。 4．外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响方向是一致的，但影响程度不一定相同。 （1）当增大反应物浓度时，v(正)瞬间增大，随后逐渐减小；v(逆)瞬间不变，随后逐渐增大；直至v(正)和v(逆)相等时达到平衡。 （2）增大压强，气体分子数减小方向的反应速率变化程度大。 （3）对于反应前后气体分子数不变的反应，改变压强可以同等程度地改变正、逆反应速率。 （4）升高温度，v(正)和v(逆)都增大，但吸热反应方向的反应速率增大的程度大。 （5）使用催化剂，能同等程度地改变正、逆反应速率。 ◆考点04 可逆反应的特点及其判断 1.可逆反应的概念 同一条件下既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的化学反应。 2.表示方法 可逆反应在写化学方程式时不用“”而用“”。如工业制硫酸时，SO2与O2的反应是可逆反应，化学方程式为2SO2+O22SO3。 3.可逆反应的特点 ①双向：向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行。 ②双同：由正反应和逆反应2个反应组成，分别用v(正)和v(逆)来衡量各自反应进行的快慢，并同时进行。 ③共存：反应不能进行到底，反应物和生成物同时存在。 ④相反：正反应和逆反应的热效应相反。 ⑤限度：若条件保持一定，最终都会建立一个化学平衡状态，即可逆反应在一定条件下有限度，任一组分的转化率都小于100%，即不能全部转化，。 【特别提醒】①不管反应方程式如何书写，向右方向进行的反应叫正反应，向左方向进行的反应叫逆反应。一个可逆反应是由2个反应组成的体系，含有2个反应速率：v(正)和v(逆)来表示各相应反应的快慢程度，v(正)与v(逆)既相互联系又各自独立。 ②可逆反应的概念中的关键词是同一条件，条件不同的两个反应不可能互为可逆反应。 ③可逆反应的核心是不能进行到底。 ◆考点05 反应限度及化学平衡状态的判断 1.化学平衡状态概念 在一定条件下可逆反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物浓度不再发生变化，这种状态称为化学平衡状态，这就是这个反应所能达到的限度。 2.化学平衡的特征 ①逆：化学平衡适用的是可逆反应。 ②等：化学平衡引起的原因是正、逆反应速率相等（即v(正)=v(逆)），即同一时间内对某一物质来说，生成的量和消耗的量相等。 ③定：正反应速率和逆反应速率相等，引起的结果是各物质的浓度都不再发生变化。这种相对稳定的状态为化学平衡状态。 ④动：平衡后，正、逆反应仍在进行，即正、逆反应速率相等但不为零，平衡为动态平衡。 ⑤变：由于速率受条件的影响，当改变外界条件时，速率发生变化，正、逆反应速率可能不再相等（即v(正)≠v(逆)），平衡就会发生变化，这就是平衡移动。 3．化学反应的限度 化学平衡状态是可逆反应在一定条件下所能达到或完成的最大程度，即该反应进行的限度。 4．化学平衡状态判断的“两类标志”及“一角度” 判断化学反应是否达到化学平衡状态，关键是看给定条件下能否推出“变量”达到“不变”。常用到的判断标志有： （1）绝对标志 （2）相对标志 ①有气体参加的反应，气体的总压强、总体积、总物质的量不变时，对于反应前后气体分子数不变的反应来说，不一定达到平衡；对于反应前后气体分子数不相等的反应来说，达到平衡； ②气体的密度()、气体的平均相对分子质量()不变时，要具体分析各表达式中的分子或分母变化情况，判断是否平衡； ③如果平衡体系中的物质有颜色，则平衡体系的颜色不变时，达到平衡。 （3）一角度 从微观的角度分析，如反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，下列各项均可说明该反应达到了平衡状态： ◆考点06 化学平衡状态的简单计算 1.化学平衡计算的方法——“三段式”法 “三段式”法是有效解答化学平衡计算题的“万能钥匙”。解题时，要注意清楚条理地列出起始量、转化量、平衡量，按题目要求进行计算，同时还要注意单位的统一。 化学平衡计算模式：对以下反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量浓度分别为a mol/L、b mol/L，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx mol/L。 　　　　　　mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 起始量(mol/L) a b 0 0 变化量(mol/L) mx nx px qx 平衡量(mol/L) 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，平衡量＝起始量－变化量。 ②对于同一生成物，平衡量＝起始量＋变化量。 ③各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。 （3）计算公式 ①关于反应物转化率的计算 转化率＝×100%，如α(A)平＝×100%。 ②关于某气体组分的体积分数的计算 某气体组分的体积分数＝×100%。 即百分含量：φ(A)＝×100%。 ③关于体系的压强计算 平衡前后的压强之比：＝。 ④关于体系的平均摩尔质量计算 平均摩尔质量：M＝ g/mol。 ⑤关于产率的计算 生成物的产率：实际产量(指生成物)占理论产量的百分数。一般来讲，转化率越高，原料利用率越高，产率越高。产率＝×100%。 2、化学反应的限度计算的类型 （1）计算反应物或生成物的取值范围，利用极限法计算。 （2）计算化学反应速率，可利用定义式计算，根据图像计算。 （3）计算反应的转化率，可利用定义式计算，根据图像计算。 ◆考点07 化学反应条件的控制及其应用 1．控制反应条件的目的 由于化学反应的速率受反应物自身的性质、温度、浓度、气体压强、催化剂、固体表面积等条件的影响，所以人们通常从上述方面考虑，选取适当的条件既可以控制化学反应速率，又可以提高化学反应的限度。 （1）促进有利反应 （2）抑制有害反应 2．控制反应条件的基本措施 （1）控制化学反应速率的措施 通过改变反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)、固体的表面积以及使用催化剂等途径调控反应速率。 （2）提高转化率的措施 通过改变可逆反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)等改变可逆反应的限度，从而提高转化率。 3．控制反应条件的应用——燃料充分燃烧条件的选择 （1）燃料燃烧的条件：燃料与空气接触；温度达到燃料的着火点。 （2）燃料充分燃烧的条件：要有足够的空气或氧气（助燃剂）；燃料与空气或氧气要有足够大的接触面积。 （3）燃料充分燃烧的意义：使有限的能量发挥最大的作用，节约能源；降低污染的程度。 4．提高煤燃料燃烧效率的措施 （1）煤燃烧时，将煤块粉碎成煤粉：增大与空气中O2的接触面积，煤粉燃烧更充分，反应速率更快。 （2）通入适当过量的空气：增大O2浓度煤粉充分燃烧，生成CO2，放出更多的热量；同时避免不充分燃烧，生成CO，造成环境污染。 （3）尽可能充分利用燃料燃烧所释放的热能，提高热能的利用率：炉膛材料尽量选择保温性能好的，烟道废气中的热量用来加热水、发电等，以提高热量利用率。。 5．提高燃料燃烧效率的实质和意义 （1）实质：从多方面控制燃烧反应的条件(包括环境)。 （2）意义：节约能源、节省资源、减少污染等。 ◆考点01 化学反应速率的概念及计算 1．下列关于化学反应速率的说法，不正确的是 A．化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量 B．化学反应速率通常用单位时间内生成或消耗某物质的质量多少来表示 C．同一化学反应中，各物质的反应速率之比等于方程式的系数之比 D．化学反应速率常用单位有 mol·L-1·s-1和mol·L-1·min-1 【答案】B 【解析】A.化学反应有的快，有的慢，则可以使用化学反应速率来衡量化学反应进行的快慢，A正确；B.化学反应速率常用单位时间内任何一种反应物物质的量浓度的减小或生成物物质的量浓度的增加来表示，B错误；C.同一个反应中，时间相同体积相同，速率之比等于物质的量之比，而物质的量之比等于化学计量数之比，C正确；D.公式v=中，浓度的单位是mol/L，时间单位常用s、min，所以化学反应速率常用单位有：mol•L-1•s-1和mol•L-1•min-1，D正确；故合理选项是B。 2．下列说法正确的是 A．对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象越明显 B．对于任何化学反应来说，都必须用单位时间内反应物或生成物浓度的变化量来表示化学反应速率 C．同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，数值越大，表示化学反应速率越快 D．升高温度时，不论正反应是吸热还是放热，正、逆反应的速率都增大 【答案】D 【解析】A．反应速率的快慢与反应现象无关，A错误；B．对于某些化学反应来说，也可以用单位时间内的物质的质量、物质的量、体积、压强的变化表示化学反应速率，B错误；C．统一反应相同条件下用不同物质表示的反应速率可能不同，但反应的快慢相同，C错误；D．升高温度，容器内单位体积的活化分子百分数增大，正逆反应速率都加快，D正确；故选D。 3．向5L恒容密闭容器中充入一定量和，发生反应：，其中、NO的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。则0～10min内用NO浓度变化表示的平均反应速率为 A．0.04 mol·L-1·min-1 B．0.02 mol·L-1·min-1 C．0.004 mol·L-1·min-1 D．0.008 mol·L-1·min-1 【答案】D 【解析】从化学方程式可知，NO为产物，则在反应过程中NO的物质的量逐渐增大，则上升的曲线表示NO的物质的量随反应时间变化的情况，0-10min内，NO物质的量增大0.4mol，则v(NO)=，故答案选D。 4．在一定条件下，将M和N两种气体通入2 L密闭容器中，发生反应如下：xM(g)＋yN(g)2P(g)。2s内的反应速率：v(M)＝1.5 mol·L-1·s-1，v(N)＝4.5 mol·L-1·s-1，v(P)＝3.0 mol·L-1·s-1。则x积y的值分别为 A．2和3 B．3和2 C．3和1 D．1和3 【答案】D 【解析】已知v(M)＝1.5 mol·L-1·s-1，v(N)＝4.5 mol·L-1·s-1，v(P)＝3.0 mol·L-1·s-1，由反应速率之比等于化学计量数之比可知，x:y:2=1.5mol•L-1•s-1:4.5mol•L-1•s-1:3.0mol•L-1•s-1=1:3:2，则x=1、y=3，故答案为D。 ◆考点02 化学反应速率大小的比较 5．对于反应A2（g）+3B2（g）2AB3（g）来说，下列反应速率中表示该反应进行得最快的是 A．v（A2）=0.6 molL-1s-1 B．v（B2）=2.7 molL-1min-1 C．v（AB3）=12 molL-1min-1 D．v（A2）=6 molL-1min-1 【答案】A 【解析】反应速率与化学计量数的比值越大、反应速率越快，则： A．v（A2）=0.6 molL-1s-1=36 molL-1min-1，则=36；B．=0.9；C．=6；D．=6；显然A中比值最大，反应速率最快，故答案为A。 6．某温度下，在容器中发生A、B两种气体间的转化反应，A、B物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列说法正确的是 A．时，该反应的 B．前内，A的平均反应速率为 C．该反应化学方程式为： D．a点的正反应速率比b点的大 【答案】D 【分析】时反应达到平衡状态，B减少6mol的同时A增多3mol，B是反应物、A是生成物，物质的量的变化量之比等于系数比，该反应化学方程式为：2BA，据此解答。 【解析】A．5min后，反应物继续减少、生成物继续增加，反应正向进行，5min时，该反应的v正>v逆，故A错误；B．根据a点数值，B减少2mol，根据方程式可知，A增多1mol，前2min内，A的平均反应速率为0.25mol·L-1·min-1，故B错误；C．由分析可知，该反应化学方程式为：2BA，故C错误；D．a点到b点是建立平衡的过程，随着反应的进行，反应物浓度减小，正反应速率减小，则a点的正反应速率比b点的大，故D正确；故选D。 7．反应在四种不同情况下的反应速率分别为：①；②；③；④，该反应进行的快慢顺序为 A．①>③>②>④ B．①>②=③>④ C．③>①>②>④ D．④>②=③>① 【答案】B 【解析】由反应速率之比等于化学计量数之比可知，由比值法可得四种条件下A物质的反应速率分别为①、②、③④，则反应进行的快慢顺序为①>②=③>④，故选B。 8．氮的氢化物在生产生活中具有重要作用，以为还原剂在脱硝装置中消除烟气中的氮氧化物。其主要反应如下：。某温度下，在2L恒容密闭容器中加入4mol和6mol NO发生反应，的转化率随时间的变化关系如图1所示。下列说法正确的是 A．A点的小于 B．0~5min内，NO的平均反应速率 C．0~6min时间内，NO的浓度随时间变化的曲线图为图2 D．其它条件不变的情况下，将容器的体积变为3L时，到达平衡的时间可能为6min 【答案】D 【解析】A．A点时，NH3的转化率小于其平衡转化率，则反应未达平衡，所以A点的大于，A不正确；B．0~5min内，参加反应NH3的物质的量为4mol×60%=2.4mol，则消耗NO的物质的量为=3.6mol，0~5min内，NO的平均反应速率v(NO)==0.36 mol·L-1·min-1，B不正确；C．反应未发生时，c(NO)=，反应进行5min时，结合选项B可知，c(NO)= 1.2mol/L，0~5min时间内是建立平衡的过程，5min~6min时间内处于化学平衡状态、各成分的浓度不变，则图2不能代表NO的浓度随时间变化的曲线，C不正确；D．其它条件不变的情况下，将容器的体积变为3L时，则各气体的浓度同等倍数减小，即减压，则反应速率减小，到达平衡的时间增加、将超过5min，故可能为6min，D正确；答案选D。 ◆考点03 控制变量法探究影响化学反应速率的因素 9．探究酸性KMnO4溶液与H2C2O4溶液反应速率的影响因素，有关实验数据如表所示： 实验编号 温度/℃ 催化剂用量/g 酸性KMnO4溶液 H2C2O4溶液 KMnO4溶液褪色平均时间/min 体积/mL 浓度/mol·L-1 体积/mL 浓度/mol·L-1 1 25 0.5 4 0.1 8 0.2 12.7 2 80 0.5 4 0.1 8 0.2 a 3 25 0.5 4 0.01 8 0.2 6.7 4 25 0 4 0.01 8 0.2 b 下列说法不正确的是 A．用KMnO4表示溶液褪色时间段反应速率，v(实验3)≈1.5×10-3 mol·L-1·min-1 B．a<12.7，b>6.7 C．用H2C2O4表示该反应速率，v(实验1)大于v(实验3) D．通常升高温度、增大反应物浓度、使用催化剂均会加快反应速率 【答案】A 【解析】A.反应的化学方程式为2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4＝K2SO4+2MnSO4+l0CO2↑+8H2O，实验3中，n（H2C2O4）：n（KMnO4）=8×0.2：4×0.01=40：1＞5：2，则H2C2O4过量，用KMnO4表示该反应速率v（KMnO4）=≈5.0×l0-4mol•L-1•min-1，选项A不正确；B.温度越高反应速率越快，催化剂可加快反应速率，则a＜12.7，b＞6.7，选项B正确；C.1、3比较只有高锰酸钾的浓度不同，且实验1中浓度大，则反应速率：v（实验1）＞v（实验3），选项C正确；D. 增大反应物浓度，使得单位体积内活化分子数增大，从而使单位时间内的有效碰撞次数增多，所以，化学反应速率增大；升高温度、使用催化剂，主要是增加反应物分子中活化分子的百分数，使有效碰撞次数增多，因而使化学反应速率增大，选项D正确；答案选A。 10．下列四支试管中，分别盛有等量的锌、酸溶液，其中生成的反应速率最快的是 试管 酸及浓度 温度 锌的状态 ① 溶液 20℃ 粉末状 ② 溶液 40℃ 粉末状 ③ 溶液 40℃ 大块状 ④ 溶液 40℃ 粉末状 A．① B．② C．③ D．④ 【答案】B 【解析】A．①④试管中所用酸溶液中c(H+)相等，锌都是粉末状，④的温度高于①，其他条件相同时，升高温度化学反应速率加快，则④中生成H2的反应速率比①的快，A不符合题意；B．②中温度、c(H+)、反应物的接触面积均较大，生成H2的反应速率最快，B符合题意；C．③④试管中所用酸溶液中c(H+)相等，反应温度都是40℃，④中锌为粉末状，③中锌为大块状，④中锌与酸的接触面积比③中大，其他条件相同时，增大反应物的接触面积反应速率加快，则④中生成H2的反应速率比③的快，C不符合题意；D．②④中温度相同，锌都是粉末状，②中所用酸溶液中c(H+)更大，则②生成H2的反应速率比④快，D不符合题意；故答案选B。 12．某课外实验小组利用压强传感器、数据采集器和计算机等数字化实验设备，探究镁与不同浓度盐酸的反应速率，两组实验所用药品如表： 序号 镁条的质量/g 盐酸 物质的量浓度/ 体积/mL 1 0.01 1.0 2 2 0.01 0.5 2 实验结果如图所示，下列叙述不正确的是 A．该探究实验采用了控制变量法 B．若向实验2中加少量硫酸铜，曲线b可能变成曲线a C．理论上若时间足够长，最终反应生成的气体的量应该相同 D．曲线斜率可表征反应速率相对大小 【答案】B 【分析】镁的质量为0.01g，物质的量为=mol，实验1中盐酸中含有HCl的物质的量为0.002L×1mol/L=0.002mol，实验2中盐酸中含有HCl的物质的量为0.002L×0.5mol/L=0.001mol，根据Mg+ 2HCl = MgCl2 + H2↑，两实验中盐酸均过量，镁完全反应。 【解析】A．根据表格数据，只有酸浓度不同，其余条件相同，采用的是变量控制的研究方法，故A正确；B．加少量硫酸铜与镁发生置换反应生成铜单质，生成的铜单质附着在镁条上形成原电池，加快反应速率，根据分析可知，盐酸过量，因此由于镁条的量被消耗，导致产生的气体的量减少，而曲线b中气体的量是增加，故B错误；C．镁的质量为0.01g，物质的量为=mol，实验2中盐酸中含有HCl的物质的量为0.002L×0.5mol/L=0.001mol，根据Mg+ 2HCl = MgCl2 + H2↑，两实验中盐酸均过量，镁完全反应，只要时间足够长，最终反应生成的气体的量应该相同，故C正确；D．生成的气体越多，压强越大，因此曲线斜率越大，表示反应速率越快，可以用曲线斜率表征反应速率，故D正确；故答案选B。 ◆考点04 可逆反应的特点及其判断 13.下列反应属于可逆反应的是 A．电解水生成H2、O2与H2在O2中燃烧生成H2O B．H2S在300℃时，一边分解一边化合 C．SO2通入品红溶液褪色，加热后又恢复红色 D．煅烧石灰石制得生石灰(CaO)，生石灰露置在空气中易吸收CO2生成CaCO3 【答案】B 【分析】可逆反应指的是在同一条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应，据此结合选项解答。 【解析】A．电解水生成H2和O2需要通电，H2在O2中燃烧生成H2O，需要点燃，反应条件不同，不是可逆反应，A选项错误；B．H2S在300℃时，一边分解一边化合，同时进行且正逆反应条件相同，属于可逆反应，B选项正确；C．SO2通入品红溶液褪色，加热后又恢复红色，反应条件不同，且不是同时进行，不是可逆反应，C选项错误；D．煅烧石灰石制得生石灰(CaO)的条件是高温，生石灰露置在空气中易吸收CO2生成CaCO3，两者条件不同，不是可逆反应，D选项错误；答案选B。 14.对于反应，下列有关说法错误的是 A．该反应同时向生成HI和生成的方向进行 B．该反应的与HI不可能同时存在同一个反应体系中 C．该反应中生成HI的反应与生成的反应的条件相同 D．该反应中不可能全部转化为H1 【答案】B 【分析】可逆反应是指在相同条件下，既能向正方向进行同时又能向逆方向进行的反应。 【解析】A．该反应为可逆反应，则可同时向生成HI和生成的方向进行，A正确；B．该反应为可逆反应，该反应的与HI能同时存在同一个反应体系中，B错误；C．该反应为可逆反应，该反应中生成HI的反应与生成的反应的条件相同，C正确；D． 可逆反应存在限度，反应不能进行到底，可逆反应无论进行多长时间，反应物都不可能100%地全部转化为生成物，则该反应中不可能全部转化为HI，D正确；答案选B。 15.一定条件下，对于可逆反应X(g)+3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.08 mol·L-1，则下列判断正确的是 A．c1：c2=3：1 B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为2：3 C．X、Y的转化率不相等 D．c1的取值范围为0 mol·L-1＜c1＜0.14 mol·L-1 【答案】D 【解析】A．根据物质反应消耗的浓度比等于化学方程式中化学计量数的比，反应消耗X的浓度是x mol/L，则会消耗Y浓度为3x mol/L，故c1、c2=(0.1+x) mol/L：(0.3+3x) mol/L=1：3，A错误；B．平衡时，正、逆反应速率相等，则Y和Z的生成速率之比为3：2，B错误；C．反应前后X、Y气体的浓度比相同符合反应系数之比，所以达到平衡状态时，转化率相同，C错误；D．若反应向正反应进行到达平衡，X、Y的浓度最大，Z的浓度最小，假定完全反应，Z浓度为0，则反应开始时c1(X)=(0.1+0.04) mol/L=0.14 mol/L；若反应从逆反应方向开始，Z的浓度最大，X、Y浓度最小，由于X、Y反应消耗关系是1：3，剩余浓度比是1：3，则X的起始浓度为0 mol/L。但由于X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，所以c1的取值范围为0 mol·L-1＜c1＜0.14 mol·L-1，D正确；故合理选项是D。 16．一定温度下，在的恒容密闭容器中充入和，发生反应，后，该反应达到平衡。下列数据合理的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】A．根据质量守恒，，A正确；B．起始，，若逆向反应100%转化，则最多生成，平衡时，B错误；C．因是可逆反应，若正向反应转化100%，，C错误；D．，因是可逆反应，无论正向逆向即使完全转化，物质的量变化只有0.4mol， ，D错误；故选A； ◆考点05 反应限度及化学平衡状态的判断 17．一定温度下，在容积恒定的密闭容器中进行反应：N2+3H22NH3 下列叙述不能表明该反应已经达到平衡状态的是 A．反应物和生成物的浓度不变 B．混合气体的密度不变 C．容器内气体的压强不变 D．混合气体的平均摩尔质量不变 【答案】B 【解析】A．反应物和生成物的浓度不变是平衡的基本特征，能表明平衡，A不符合题意；B．由于反应前后气体总质量守恒(所有物质均为气体)，且容器体积固定，密度从反应开始到结束均为定值，无法作为平衡标志，B符合题意；C．反应前后气体物质的量从4mol变为2mol，总物质的量变化导致压强变化。当压强不变时，说明反应达平衡，C不符合题意；D．平均摩尔质量(总质量/总物质的量)随总物质的量变化而变化。当总物质的量不再变化时，平均摩尔质量不变，表明平衡，D不符合题意；故选B。 18．一定温度下，在恒容密闭容器中加入3molNH2COONH4，发生反应：。下列现象能说明反应达到平衡状态的是 A． B．混合气体平均相对分子质量保持不变 C．混合气体密度保持不变 D．CO2的体积分数保持不变 【答案】C 【解析】A．化学平衡的本质特征为正、逆反应速率相等，故未告知正逆反应，不能说明反应达到化学平衡，A不合题意；B．由题干方程可知，混合气体中NH3和CO2的物质的量之比一直为2:1，即混合气体的平均相对分子质量一直为：=26，故混合气体的平均相对分子质量保持不变，不能说明反应达到化学平衡，B不合题意；C．由题干信息可知，反应过程中容器体积不变，混合气体的质量发生改变，即混合气体的密度一直在改变，故混合气体密度保持不变，说明反应达到化学平衡，C符合题意；D．由题干方程可知，混合气体中NH3和CO2的物质的量之比一直为2:1，即CO2的体积分数一直为，故当CO2的体积分数保持不变时不能说明反应达到化学平衡，D不合题意；故答案为：C。 19．425℃时，在两个容积为1L的恒容密闭容器中分别发生化学反应，物质的浓度随时间的变化如图所示。下列叙述错误的是 A．图1中时，三种物质的物质的量相等 B．图1中时，的转化率约为66.7% C．图2所表示的容器中气体由无色逐渐变紫色 D．图1、2中，当时，两容器中的反应均达到平衡状态 【答案】B 【解析】A．由图1可知，同一恒容密闭容器中，时三种物质的物质的量浓度相等，即物质的量相等，A正确；B．时，三种物质的物质的量浓度相等，设H2转化了t mol/L，可列如下三段式：，则有：，即，所以，B错误；C．由图2可知，随着反应开始，HI的浓度逐渐减少，H2或I2的浓度从0开始增大，则图2所表示的容器中气体由无色逐渐变紫色，C正确；D．图1、2中，当时，各组分的浓度不再发生改变，说明此时两容器中的反应均达到平衡状态，D正确；故选B。 20．可逆反应；。在恒温恒容密闭容器中反应，下列叙述表示反应达到化学平衡状态的是 ①混合气体的颜色不再改变  ②单位时间内消耗的同时生成2molNO ③混合气体的密度不再改变  ④混合气体的平均相对分子质量不再改变 ⑤容器内压强不再改变      ⑥v(NO2)=2v(O2) A．①②④⑥ B．②③⑥ C．①④⑤⑥ D．①④⑤ 【答案】D 【解析】①二氧化氮为红棕色气体，混合气体的颜色不再改变，说明二氧化氮浓度不变，达到平衡状态；②单位时间内消耗的同时生成2molNO，均为正反应方向，不能说明达到平衡状态；③容器体积不变，气体总质量不变，混合气体的密度一直不改变，混合气体密度不变时，不能说明达到平衡状态；④该反应前后气体分子数变化，混合气体总质量不变，随着反应进行，气体平均相对分子质量不断变化，当混合气体的平均相对分子质量不再改变时，说明达到平衡状态；⑤恒温恒容条件下，容器内压强跟气体的量有关，该反应前后气体物质的量是变量，所以压强也是变量，当变量不变时，达到平衡；⑥未说正逆反应方向，不能说明达到平衡状态；答案选D。 ◆考点06 化学平衡状态的简单计算 21．某温度下，在2L密闭容器中进行SO2的催化氧化反应。若起始时c(SO2)=c(O2)=6mol/L，经30s达平衡，平衡时测得c(O2)=4.5mol/L，则下列叙述中正确的是 A．SO2的转化率为60% B．用SO3表示的平均反应速率为0.05mol∙L-1∙s-1 C．平衡时总压强与起始压强之比为7:8 D．平衡时SO2的物质的量为3mol 【答案】C 【分析】根据已知条件，列三段式可得： 。 【解析】A．的转化率为，A项错误；B．的平均反应速率，B项错误；C．，C项正确；D．根据三段式可知，平衡时的物质的量为，D项错误；答案选C。 22．在一定温度下，在密闭容器中投入X(g)和Y(g)，发生反应生成Z(g)。测得各物质浓度与时间关系如图所示(提示：净反应速率等于正、逆反应速率之差)。下列说法错误的是 A．a点：正反应速率大于逆反应速率 B．b点：净反应速率等于零，且此时容器内气体的压强与开始时的比为9∶13 C．上述可逆反应中X、Y、Z的化学计量数之比为3∶1∶2 D．该可逆反应在该反应条件下达到最大限度时，Y的平衡转化率为60% 【答案】D 【分析】由图可知，反应中X、Y的浓度减小，Z的浓度增大，则X、Y是反应物，Z是生成物，由物质的量浓度的变化量之比等于化学计量数之比可知，反应的化学计量数之比为(0.8-0.2)mol/L∶(0.5-0.3)mol/L∶0.4mol/L=3∶1∶2，反应的化学方程式为3X+Y2Z。 【解析】A．由图可知，a点时，反应未达到平衡，是平衡的形成过程，所以正反应速率大于逆反应速率，故A正确；B．由图可知，b点时，反应达到平衡，正、逆反应速率相等，所以净反应速率等于零；设容器体积为aL，由相同条件下气体的压强之比等于物质的量之比可知，平衡时容器内气体的压强与开始时的比为：aL×0.9 mol/L∶aL×1.3 mol/L= 9∶13，故B正确；C．由分析可知，X、Y、Z的化学计量数之比为3∶1∶2，故C正确；D．由图可知，平衡时Y的浓度为0.3 mol/L，则Y的平衡转化率为=40%，故D错误；故选D。 23．已知反应，某温度下，在2L密闭容器中投入一定量的A、B，两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示，前4s内C的平均反应速率为，下列说法不正确的是 A．物质A的平衡转化率为75% B．该反应的化学方程式为 C．4s末，B的平均反应速率为 D．12s末容器内的压强是初始时容器压强的 【答案】C 【解析】A．由图可知，物质A的平衡转化率为75%，A正确；B．经测定前4s内v(C)=0.05mol•L－1•s－1，则生成C的浓度是0.2mol•L－1，根据图像可知，4s时，消耗A是0.3mol/L，因此a：c=3：2；反应进行到12s时消耗A和B分别是0.6mol/L、0.2mol/L，因此a：b＝3：1，所以该反应的化学方程式为，B正确；C．4s末是速率为瞬时速率，无法计算，C错误；D．12s末容器内A为0.2mol/L×2L=0.4mol，B为0.3mol/L×2L=0.6mol，C为(0.5mol/L-0.3mol/L)×2×2=0.8mol，此时总物质的量0.4mol+0.6mol+0.4mol=1.8mol，开始时气体总物质的量，0.8mol/L×2L+0.5mol/L×2L=2.6mol，则12s末容器内的压强是初始时容器压强的，D正确；故选C。 24．某温度下，在恒容密闭容器中发生反应，有关数据如下： 时间段 产物的平均生成速率 下列说法错误的是 A．时，的浓度大于 B．时，反应未达到平衡状态 C．时，的体积分数约为 D．时，的物质的量为 【答案】B 【解析】A．随着反应的进行反应速率逐渐减小，0～2min内Z的平均反应速率为，由于容器容积为1L，因此时，的浓度大于，A正确；B．根据表中数据可知时生成Z的物质的量是0.6mol，时生成Z的物质的量也是0.6mol，因此反应达到平衡状态，B错误；C．X是固体，Y和Z的体积之比恒定为1：2，所以Y的体积分数不变，即时，的体积分数约为＝，C正确；D．时反应已经达到平衡状态，生成Z的物质的量是0.6mol，消耗X的物质的量是0.6mol，所以剩余的物质的量为，D正确；答案选B。 ◆考点07 化学反应条件的控制及其应用 25．下列关于工业合成氨的说法正确的是 A．工业合成氨采用10～30MPa，是因为该条件下催化剂的活性最好 B．选择不同的催化剂会改变此反应△H的数值 C．合成氨工业中采用低温以提高平衡转化率 D．合成氨工业中液化分离出氨，提高产率 【答案】D 【解析】A．合成氨工业采用，使反应速率快，且有利于提高平衡混合物中氨的含量，不是因为该条件下催化剂的活性最好，故A错误；B．催化剂能改变化学反应速率，不能改变反应△H的数值，故B错误；C．合成氨若采用低温可提高平衡转化率，但温度降低会使化学反应速率减小，达到平衡所用时间变长，在实际生产中采用的温度为400~500℃，故C错误；D．由于氨易液化，可以分离出氨，使平衡正移，提高产率，故D正确；故选D。 26．NH3与O2作用分别生成N2、NO、N2O的反应均为放热反应。工业尾气中的可通过催化氧化为除去。将一定比例的、和的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管，的转化率、生成的选择性与温度的关系如图所示。下列说法正确的是 A．其他条件不变，升高温度，的平衡转化率增大 B．其他条件不变，在范围，随温度的升高，出口处浓度不断增大 C．催化氧化除去尾气中的应选择反应温度高于 D．高效除去尾气中的，需研发低温下转化率高和生成选择性高的催化剂 【答案】D 【解析】A．NH3与O2作用分别生成N2、NO、N2O的反应均为放热反应，升高温度，平衡都逆向移动，NH3的平衡转化率减小，A项错误；B．由图可知，225~300℃范围内NH3的转化率基本不变，而生成N2的选择性明显减小，则出口处N2的浓度减小，B项错误；C．催化氧化除去尾气中的NH3转化为N2，由图可知应选择的温度为225℃左右，此时NH3的转化率大、N2的选择性大，C项错误；D．高效除去尾气中的NH3，即将NH3多而快的转化成N2，需研发低温下NH3转化率高和生成N2选择性高的催化剂，D项正确；答案选D。 27．工业制硫酸的一步重要反应是SO2在400~600℃下的催化氧化：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，这是一个正反应放热的可逆反应。如果反应在密闭容器中进行，下述有关说法正确的是 A．使用催化剂可加快反应速率，提高SO3产率 B．其它条件保持不变，温度越高，速率越快，生产效益越好 C．实际生产中选定400～600℃作为操作温度，其原因是在此温度下催化剂的活性最高，SO2能100%转化为SO3 D．增大压强可以提高SO3产率，但高压对动力和设备要求太高，会增加生产成本 【答案】D 【解析】A．使用催化剂可加快反应速率，但催化剂不能影响平衡的移动，不能提高SO3的产率，A错误；B．温度超过400~600℃时，催化剂的活性降低；且该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，SO3产率的产率降低，故温度超过400~600℃时，升高温度，生产效益降低，B错误；C．实际生产中选定400～600℃作为操作温度，其原因是在此温度下催化剂的活性最高；但该反应是可逆反应，SO2的转化率小于100%，C错误；D．该反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，SO3产率升高，但高压对动力和设备要求太高，会增加生产成本，D正确；故选D。 28．下列有关工业生产的叙述正确的是 A．合成氨生产过程中将液化分离，可加快正反应速率，提高N2，H2的转化率 B．因为，所以硫酸生产常采用高压条件提高的转化率 C．合成氨工业中采用循环操作，主要是为了提高平衡混合物中氨的含量 D．工业上，一般用98.3%的浓硫酸吸收制备硫酸 【答案】D 【解析】A．合成氨生产过程中将NH3液化分离，平衡正向移动，可提高N2、H2的转化率，但是正反应速率减慢，A错误；B．对于二氧化硫与氧气生成三氧化硫的反应，在常压下二氧化硫的转化率已相当高，不必要提高成本采取高压，B错误；C．由于合成氨反应是可逆反应，不能进行彻底，所以合成氨工业上采用循环操作，使未反应的N2和H2重新被利用，这样会增加N2和H2的转化率，避免造成不必要的浪费，该操作并不能提高平衡混合物中氨的含量，C错误；D．浓硫酸具有不挥发性，吸收三氧化硫不会形成酸雾，因此在工业上，一般用98.3%的浓硫酸吸收制备硫酸，D正确；答案选D。 1 / 21 学科网（北京）股份有 学科网（北京）股份有限公司 $$