专题07 化学反应速率与化学平衡-【好题汇编】备战2024-2025学年高一化学下学期期末真题分类汇编（上海专用）

专题07 化学反应速率与化学平衡 内容概览 考向1 化学反应速率(1) 考向2 化学反应速率(2) 考向3 化学反应速率(3) 考向4 化学反应的快慢和限度 考向5 化学反应速率和平衡(1) 考向6 化学反应速率和平衡(2) 考向7 化学反应速率和平衡(3) 考向8 化学反应速率和平衡(4) 考向9 化学反应速率和平衡(5) 考向10 化学反应速率和平衡(6) 考向11 化学反应速率与平衡、能量变化 考向1 化学反应速率(1) (上海市上海师范大学附属中学闵行分校2023-2024学年高一下学期期末)研究化学反应速率，可以在实际生产中掌握各个环节的反应时间，最大限度地节约成本，提高效益；煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。 1．某兴趣小组将除去氧化膜的镁条投入到少量稀盐酸中进行实验，实验测得氢气的产生速率变化情况如图曲线所示，对该曲线t2→t3的原因是 。 2．工业上用CO 生产燃料甲醇，一定条件下发生反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)。       (1)图1是表示一定温度下，在体积为的密闭容器中加入4 molH2和一定量的后，和CH3OH(g)的浓度随时间变化情况。从反应开始到平衡，用H2浓度变化表示平均反应速率v(H2)= 。 (2)图2表示该反应进行过程中能量的变化。曲线表示不使用催化剂时反应的能量变化，曲线表示使用催化剂后的能量变化。请结合图像解释催化剂加快化学反应速率的原因 ，该反应消耗时，放出 热量。 3．固定和利用CO2 能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体。工业上有一种用CO2 来生产甲醇燃料的方法CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) 。 (1)下列条件的改变能加快上述反应的反应速率的是___________。 A．保持压强不变，充入 B．保持容积不变，充入 C．将容器的体积压缩 D．保持容积不变，充入H2 (2)对于A2(g)+3B2(g)2C(g)的反应来说，以下化学反应速率的表示中，反应速率最快的是___________。 A． B． C． D． (3)下列关于有效碰撞理论与影响速率因素之间关系正确的是___________。 A．增大反应物浓度，可以提高活化分子百分数，从而提高反应速率 B．升高温度，可以提高活化分子的能量，会减慢反应速率 C．加入催化剂可以降低活化能，活化分子百分比虽然没变，但可以加快反应速率 D．通过压缩体积增大压强，可提高单位体积内活化分子数，从而提高反应速率 4．控制变量法是化学实验的一种常用方法，下表是某学习小组研究等物质的量浓度的稀硫酸和锌反应的实验数据，分析以下数据，回答下列问题： 序号 锌的质量/g 锌的形式 c(H2SO4)/mol/L V(H2SO4)/mL 反应前溶液的温度/℃ 其他试剂 1 0.65 粒状 0.5 50 20 无 2 0.65 粉末 0.5 50 20 无 3 0.65 粒状 0.5 50 20 2滴CuSO4溶液 4 0.65 粉末 0.8 50 20 无 5 0.65 粉末 0.8 50 35 2滴CuSO4溶液 (1)判断锌和稀硫酸反应速率大小，最简单的方法可通过测定 进行判断，在此5组实验中，其速率最快的是 (填实验序号)。 (2)实验1和2表明 对反应速率有影响，实验1和3对比发现实验3反应速率明显较快，主要原因是 。 考向2 化学反应速率(2) (上海市闵行中学2023-2024学年高一下学期期末)化学反应速率是指表示化学反应进行的快慢。通常以单位时间内反应物或生成物浓度的变化值(减少值或增加值)来表示，反应速度与反应物的性质和浓度、温度、压力、催化剂等都有关，如果反应在溶液中进行，也与溶剂的性质和用量有关。 1．影响化学反应速率的最主要因素是_______。 A．温度 B．浓度 C．压强 D．反应物本身的性质 2．对于反应，下列表示中反应速率最大的是_______。 A． B． C． D． 3．工业合成氨的反应如下(条件略)：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)恒温下，向体积为4升的密闭容器中通入2 molN2(g)和6molH2(g)，记录数据如下表： 时间/min 5 10 15 20 25 30 0.32 0.56 x 0.94 0.94 0.94 0～10min，v(N2)= mol·L－1·min－1。在15min时，x 0.80(填“>”、“=”或“<”)，其原因是 。 4．碳中和作为一种新型环保形式可推动全社会绿色发展。我国争取2060年前实现碳中和。复合催化是工业合成甲醇(CH3OH)的重要反应，其原理为。 在2L密闭容器中，充入10molCO2(g)和40molH2(g)，在催化剂、200°C的条件下发生反应。部分反应物和产物随时间变化如图所示： (1)写出H2O分子的电子式为 。CO2分子的结构式为 。 (2)实现下列变化，需克服相同类型作用力的是___________。 A．NaHSO4和NaCl受热熔化 B．冰的融化和水的电解 C．乙醇和HCl溶于水 D．干冰和碘的升华 (3)反应开始至2min末，以H2的浓度变化表示该反应的平均速率是 mol·L－1·min－1 。 (4)已知：某反应物A的平衡转化率，当反应到5min时，H2的转化率是___________。 A．20% B．40% C．60% D．80% (5)在不改变上述反应条件(催化剂、温度、容积)前提下，要增大反应速率，还可以采取的措施是 (任写一种)。 考向3 化学反应速率(3) (上海市进才中学2023-2024学年高一下学期期末)5．在某一体积恒定的真空密闭容器中加入少量CaCO3，加热使之分解，CaCO3CaO+CO2↑，下表为不同温度条件下经过一定时间后容器内的气体密度(g∙L-1)。 时间温度 1min 2min 5min 10min 300℃(反应Ⅰ) X 4.4 7 7 500℃ (反应Ⅱ) 4 7 10 10 (1)请写出该反应的平衡常数表达式： 。 (2)请写出CO2的结构式 。 (3)下列对于CO2的分类错误的是___________。 A．酸性氧化物 B．分子晶体 C．共价化合物 D．既不属于电解质也不属于非电解质 (4)根据表中数据可以判断，该反应属于 反应。 A．吸热反应    B．放热反应 (5)根据表中数据判断X值的范围 。 (6)反应I和反应Ⅱ在3分钟时，只有一个反应达到平衡状态，该反应为 。 A．反应I    B．反应Ⅱ (7)试用 CO2表示300℃时，该反应从开始直至2min时的反应速率 。 (8)若该真空容器为恒容绝热容器，下列能判断该反应达到平衡的是___________。 A．反应体系内的气体平均分子量不再改变 B． C．且不再发生改变 D．反应体系内的温度不再改变 (9)在下，达到平衡时，，保持其他条件不变，向容器内再通入一定量的CO2，使之重新建立平衡，，则α β。 A．＜ B．= ．＞ 考向4 化学反应的快慢和限度 (上海市吴淞中学2023-2024学年高一下学期期末)化学反应的快慢和限度是我们认识化学反应的重要视角。 1．把镁条(去除氧化膜)投入到盛有盐酸的敞口容器中，产生H2的速率v与时间t的关系如下图所示，其中影响AB段速率的主要因素是_______。 A．H+的浓度 B．体系的压强 C．溶液的温度 D．Cl－的浓度 2．对可逆反应4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，下列叙述正确的是_______。 A．达到化学平衡时，4v正(O2)=5v逆(NO) B．若单位时间内生成n mol NO的同时，消耗n mol NH3，则反应达到平衡状态 C．达到化学平衡时，若增加容器容积，则正反应速率减小，逆反应速率增大 D．化学反应速率关系是：2v正(NH3)=3v逆(H2O) 3．下列对化学平衡移动的分析中，不正确的是_______。 ①已达平衡的反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，当增加反应物物质的量时，平衡一定向正反应方向移动；②已达平衡的反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，当增大N2的浓度时，平衡向正反应方向移动，N2的转化率一定升高；③有气体参加的反应达到平衡时，若减小反应容器容积时，平衡一定向气体体积增大的方向移动；④有气体参加的反应达平衡时，在恒压反应容器中充入稀有气体，平衡一定不移动 A．①④ B．①②③ C．②③④ D．①②③④ 4．在一密闭容器中，反应达到平衡后，保持温度不变，将容器缩小为原来的一半，当达到新的平衡时，A的浓度是原来的1.6倍，则下列说法正确的是_______。 A．平衡向逆反应方向移动 B． C．物质A的转化率增大 D．物质D的浓度减小 5．对于以下两个反应，只加入反应物建立平衡后，保持温度、体积不变，按要求回答下列问题。 (1)PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)：再充入PCl5(g)，平衡向 方向移动，达到平衡后，PCl5(g)的转化率 (选填“变大”、“变小”或“不变”，下同)，PCl5(g)的百分含量 。 (2)2HI(g)H2(g)＋I2(g)：再充入HI(g)，平衡向 方向移动，达到平衡后，HI的分解率 ，HI的百分含量 。 6．探究5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O反应速率的影响因素，有关实验数据如下表所示。下列说法不正确的是_______。 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 A．， B．用KMnO4表示该反应速率， C．用H2C2O4表示该反应速率，约为 D．可通过比较收集相同体积CO2所消耗的时间来判断反应速率的快慢 考向5 化学反应速率和平衡(1) (上海市市西中学2023-2024学年高一下学期期末)化学反应的速率与限度在生产和生活科学研究中具有广泛应用对人类文明的进步和现代建设具有重大的价值。 1．反应A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别如下，其中反应速率最大的是_______。 A． B． C． D． 2．决定化学反应速率的主要因素是_______。 A．催化剂 B．温度、压强以及反应物的接触面积 C．反应物的浓度 D．参加反应的物质本身的性质 3．化学反应速率是用来衡量化学反应快慢的物理量，下列措施为了加快化学反应速率的是_______。 A．食品包装袋内加入抗氧化剂 B．餐馆打包回的食物放置在冰箱内 C．双氧水制氧气加入MnO2 D．将浓硝酸保存在阴凉避光处 4．工业上通常用黄铁矿(主要成分)为原料生产硫酸，先将黄铁矿粉碎，然后按照以下流程制备硫酸： (1)将黄铁矿石粉碎的目的是 。 (2)用浓硫酸代替水吸收SO3的原因 。 (3)一定温度下，在容积不变的密闭容器中发生反应②2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)过程中部分数据如下： 物质的量/ 时间/ 0 0.2 0.2 0 5 0.18 10 0.02 内，用SO2表示的平均反应速率为 。 (4)在体积不变情况下能说明反应②反应已达到平衡状态的是___________。 A．浓度保持不变 B．容器内气体密度保持不变 C．容器内气体的浓度 D． (5)增大反应②的速率的方法有(写2种即可) 。 (6)增大反应②中SO2转化率的方法有(写2种即可) 。 (7)工业上可以用 吸收尾气中的SO2。 5．已知反应达到平衡后，改变反应条件()，A的转化率变化如下图所示。试分析该反应为吸热反应还是放热反应，与c的大小。 (1)该反应为 热反应(填“吸”或“放”)。 (2) c(填>、<或=)。 考向6 化学反应速率和平衡(2) (上海市华东师范大学附属周浦中学2023-2024学年高一下学期期末)对化学反应速率和平衡的研究具有十分重要的意义，研究它们可优化工业生产、理解反应机理和控制反应条件。 1．下列有关说法错误的是_______。 A．向炉膛内鼓风，用煤粉代替煤块可以使炉火更旺 B．将肉类食品进行低温冷藏，能使其永远不会腐败变质 C．工业合成氨时，要同时考虑反应速率和反应限度两个方面 D．我国西周时期已发明用“酒曲”酿酒，原理是利用催化剂改变反应速率 2．以下说法正确的是_______。 A．影响化学反应速率的因素只有浓度、压强、温度和催化剂 B．在二氧化硫到三氧化硫反应中使用催化剂能大大提高反应速率，从而提高原料的平衡转化率 C．任何化学反应在一定条件下都存在一定程度的可逆性 D．凡是影响反应速率的因素，都可以使化学平衡发生移动 3．以煤炭为原料制备氢气时，总反应为：C(s)＋2H2O(g)CO2(g)＋2H2(g) (正反应为吸热反应) (1)下列措施中，能加快上述反应的反应速率的是_______。 A．将煤炭粉碎 B．通入氦气 C．降低温度 D．加入催化剂 (2)能说明上述反应一定达到化学平衡状态的是_______。 A．n(H2)保持不变 B．v正(H2O)=2v逆(CO2) C．物质的总质量不变 D．cCO2：cH2=1：2 (3)已知上述反应在一定条件下达到平衡态Ⅰ，t1时刻改变条件后反应速率随时间变化情况如下图所示，则改变的条件可能为 。 4．影响化学反应速率的因素有很多，某兴趣小组用实验的方法对其进行探究。 (1)实验一：取3mol/L的H2O2溶液各10mL分别进行下列实验，实验报告如下： 序号 V (H2O2溶液)/mL V(FeCl3)溶液)/mL MnO2质量/g 反应温度/℃ V(水)/mL 结论 1 10 2 0 50 8 2 10 2 0 30 8 3 10 0 1 30 a ①实验1、2研究的是 对 H2O2分解速率的影响。 ② 表中数据a的值应该为 ；实验2、3研究的是 对 H2O2分解速率的影响。 (2)实验二：已知Cu2+对H2O2分解也具有催化作用，为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，该小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。回答相关问题。 ①甲装置：通过观察气泡产生的速率，比较二者的催化效果。为消除不同阴离子的影响，使得到的实验结论更可靠，某同学提出将硫酸铜改为 (填化学式)更好。 ②通过乙装置也能比较二者的催化效果。同温同压下，均以生成40mL气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略。则实验中还需要测量的数据是 。 (3)实验三：取等量的KClO3分别加入A、B两试管中，直接加热A试管中的KClO3，基本无气体产生；向B试管中再加入少量KMnO4，加热，生成气体体积与时间的关系如图。不考虑温度的影响，分析：图中t1min前，B中产生气体的速率较慢且量少的原因可能是 ，t1min后，B试管中产生气体的速率较快且量多的原因可能为 。 考向7 化学反应速率和平衡(3) (上海市青浦一中2023-2024学年高一下学期期末学业质量调研)5．下列做法与调控化学反应速率无关的是_______。 A．食物存放在冰箱里 B．橡胶制品中添加抑制剂 C．Zn与稀硫酸反应，滴入少量硫酸铜溶液 D．在利用Zn与H2SO4制取H2时，将稀硫酸改为浓硫酸 6．为了更好地利用化学反应中的物质和能量变化，研究化学反应的快慢和程度具有重要的意义。下列说法正确的是_______。 A．冰融化成水不属于吸热反应 B．原电池是电能转化为化学能的装置 C．化学反应速率快的反应一定不是可逆反应 D．温度升高，吸热反应的反应速率会减小 7．对于可逆反应4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示的反应速率最快的是_______。 A． B． C． D． 8．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是_______。 A．工业生产硫酸的过程中使用过量的氧气，以提高二氧化硫的转化率 B．合成氨反应采用较高的温度 C．合成氨工厂通常采用压强，以提高原料的利用率 D．红棕色的NO2加压后颜色先变深再变浅 9．一定条件下，向2L恒容密闭容器中充入和，发生反应仅生成两种无毒气体。容器内两种气体的浓度随时间变化如图1所示，反应至时，仅改变某一反应条件，反应速率变化如图2所示．下列说法错误的是_______。 A．a表示CO2的浓度随时间的变化曲线 B．20 min时，v正＞v逆 C．40 min时，混合气体中CO的体积分数约为9.5% D．60 min时，改变的条件可能是往容器内再充入1 molCO 10．我国将力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。二氧化碳催化加氢制甲醇［反应为CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)］，有利于减少温室气体二氧化碳排放。某温度下，向2L的恒容密闭容器充入6molCO2 和8mol H2，测得H2物质的量随时间变化如图所示。 (1)0~2min内H2的平均反应速率为 mol·L－1·min－1 ；4 min时，v正(H2) v逆(H2)。(填“>”“<”或“=”) (2)平衡时，CO2的转化率为 (保留一位小数)。 (3)下列能表明该反应已经达到平衡状态的是___________。 A．v正(CO2)=3v逆(H2) B．n(CO2)：n(H2)保持不变 C．混合气体的密度保持不变 D．混合气体的平均相对分子质量不变 11．工业制硫酸其中一步重要反应是。一定条件下，恒容密闭容器中发生该反应，各物质浓度随时间变化的曲线如下图所示。 (1)若开始时充入SO2和18O2，反应一段时间后18O存在于 (填化学式)物质中。 (2)曲线abc中表示二氧化硫的曲线是 (写“a”“b”或“c”) (3)若开始时更换催化效果更好的催化剂，则M点可能移动到 点(填P、N或Q)。 (4)下列说法能判断该反应达到平衡状态的是___________。 A．SO2、O2、SO3的浓度之比为2∶1∶2 B．生成O2的速率与生成SO3的速率相等。 C．容器中压强不再改变 D．SO3在混合气体中的体积分数不再改变 12．某温度时在容积为2L的恒容密闭容器中发生可逆反应，X(g)、Y(s)、Z(g)三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图1所示(该反应为放热反应)，正反应速率随时间变化的曲线如图2所示： (1)该反应的化学方程式为 。 (2)若t1=2min，计算反应开始至t1时刻，X的平均化学反应速率为 ；下列措施能加快化学反应速率的是 。 A．缩小容器容积 B．降低反应体系温度 C．加入Y D．在体系中通入稀有气体(不参与反应) (3)t2min时，Z的体积分数为 (计算结果保留三位有效数字)。 (4)下列说法正确的是___________。 A．反应在c点未达到平衡状态 B．反应物浓度：a点小于b点 C．反应物的总能量高于生成物的总能量 D．t2min时，X的转化率等于Y的转化率 考向8 化学反应速率和平衡(4) (上海市育才中学2023-2024学年高一下学期期末)化学反应中的反应速率与反应平衡 化学反应是化学学科中最基本的概念之一。 1．常温常压条件下，化学反应速率最慢的是_______。 A．盐酸与NaOH溶液的反应 B．Na2CO3水溶液中滴入盐酸 C．Cu与浓H2SO4的反应 D．镁带与盐酸的反应 2．一定条件下，在一密闭容器中加入1.0mol·L-1的N2与3.0mol·L-1的H2混合制备氨，反应到2s时测得NH3的浓度为0.8mol·L-1，用氢气表示的该反应的反应速率为_______。 A．0.2mol·(L·s)-1 B．0.6mol·(L·s)-1 C．0.4mol·(L·s)-1 D．0.8mol·(L·s)-1 3．一定温度下，在某恒容的密闭容器中，建立化学平衡：C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g)。下列叙述中不能说明该反应已达到化学平衡状态的是_______。 A．体系的压强不再发生变化 B．v正(CO)=v逆(H2O) C．生成n molCO的同时生成n molH2 D．1mol H-H键断裂的同时断裂2mol H-O键 4．在某恒容密闭容器中投入X、Y、W、Q四种物质，经一段时间后测得各物质的物质的量如下表所示： X Y W Q 10 min 1.0 mol 3.0 mol 1.0 mol 2.0 mol 20 min 0.5 mol 1.5 mol 2.0 mol 1.0 mol 上述容器中发生反应的化学方程式可能是_______。 A．X+2Y2W+2Q B．3X+Y+2W2Q C．X+3Y+2Q2W D．X+2Y+3Q2W 5．I2在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)+I-(aq)I3-(aq)，某I2、KI混合溶液中，I3-的物质的量浓度c(I3-)与温度T的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法正确的是_______。 A．I2(aq)+I-(aq)I3-(aq)是吸热反应 B．若温度为T1、T2时反应物的转化率分别为、，则 C．若反应进行到状态D时，一定有v正＜v逆 D．状态A与状态B相比，状态A的c(I2)大 6．近几年全国各地都遭受“十面霾伏”。其中机动车尾气和燃煤产生的烟气对空气质量恶化“贡献”最大。汽车尾气净化的主要原理为：2CO(g)＋2NO(g)2CO2(g)＋N2(g) (放热反应)。在t℃下，将2.0molNO、2.4molCO气体通入到容积固定的2L的密闭容器中，反应过程中部分物质的浓度变化如图所示： (1)20min时，cCO2为 ，NO的转化率为 。 (2)0-10min的平均速率v(N2)= 。 (3)20min时，若改变反应条件，导致CO转化率增大，则改变的条件可能为_______。 A．缩小容器容积 B．增加CO的量 C．降低温度 D．使用催化剂 (4)若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行t1时刻达到平衡状态的是_______。 A． B．C． D． 考向9 化学反应速率和平衡(5) (上海外国语大学附属浦东外国语中学2023-2024学年高一下学期期末)2020年，中国提出力争2030年前实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”。这对于改善环境，实现绿色发展至关重要。CO2的高效转化利用是实现“碳达峰”“碳中和”的重要一环。 1．一定条件下，CO2催化加氢制甲醇的反应方程式为CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)。在体积2L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，在一定条件下反应，测得和甲醇和CO2物质的量随时间变化如图所示： (1)下列说法正确的是___________。 A．反应达到平衡后，反应不再进行 B．催化剂可提高生产效率，提升CH3OH产量 C．改变条件，CO2可以100%地转化为CH3OH D．通过调控反应条件，可以提高该反应进行的程度 (2)0～3min内，v(CH3OH)= mol·L－1·min－1 (保留两位有效数字)。 (3)A点处，v正 v逆(填“>”或“<”或“=”)。 (4)10min后，能使该反应速率加快的措施有___________。 A．恒容充入适量氦气 B．恒容充入2molCO2 C．加入高效的催化剂 D．降低反应温度 (5)平衡时H2的物质的量为 mol。 (6)由下图可知，每生成1molCH3OH (填“吸收”或“放出”)的热量为 kJ。(用含E1、E2的代数式表示)，升高温度，平衡向 (填“正反应”或“逆反应”)方向移动。 (7)在另一体积为2L的恒温恒容密闭容器中，充入1molCO2和1molH2，下列能说明反应达到平衡状态的是 A．3 v正(H2)=v逆(CO2) B．CO2的体积分数在混合气体中保持不变 C．单位时间内每消耗3molH2，同时生成1molCH3OH D．容器内气体的压强不变 (8)反应过程中速率随时间的变化如下图所示，t1时刻改变的条件是 ；t3时刻改变的条件是 。 2．已知化学反应，下列有关外界条件改变对该反应的速率和平衡的影响图像正确的是_______。 A．由图a可知该反应的正反应为吸热反应 B．由图b可知：m+n＞p C．若反应在绝热条件下正向发生，由图c可知该反应为吸热反应 D．由图d可知：a曲线一定是加入了催化剂 考向10 化学反应速率和平衡(6) (华东师范大学附属东昌中学2023-2024学年下学期高一化学期末)化学速率是衡量化学反应进行快慢的重要指标，它帮助我们了解反应的动力学特性，并为优化反应条件和控制反应过程提供关键信息。化学平衡是化学反应中一个重要的概念，它描述了反应物和生成物之间浓度的动态稳定状态，对于理解和控制化学反应的方向和限度具有重要意义。 回答下列问题： 1．某可逆反应达到化学平衡，当条件改变后平衡向正反应方向移动。下列说法中正确的是_______。 A. 使用了合适的催化剂 B. 反应物的浓度一定降低 C. 正反应速率一定增大 D. 达到新的平衡前正反应速率一定大于逆反应速率 2．反应3A(g) 2B(g)+C(g) (放热反应)的反应速率随时间变化如图所示，在t1、t2、t4、t5时刻都只有一个条件发生改变。下列判断正确的是_______。 A. t2—t3阶段，A的转化率最小 B. t3时，改变的条件一定是使用了催化剂 C. t5时，改变的条件一定是升高了温度 D. t6—t7阶段，C的百分含量最大 3．已知2NO2(g)N2O4(g)，将一定量的NO2充入注射器中后封口，如图是在拉伸和压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化(气体颜色越深，透光率越小)。下列说法正确的是_______。 A. b点与a点相比，c(NO2)增大，c(N2O4)减小 B. c点的状态操作是拉伸注射器 C. d点：v(正)> v (逆) D. a、b、c、d对应的状态都是平衡状态 4．100mL3mol·L-1硫酸溶液与过量锌粉反应，在一定温度下，为了减缓反应速率，但又几乎不能影响生成氢气的总量，可向反应物中加入适量的_______。 A. KNO3溶液 B. Na2CO3溶液 C. Na2SO4溶液 D. CuSO4溶液 5．根据工业合成氨气，完成下列填空： (1)合成氨需要选择合适的催化剂，分别选用A、B、C三种催化剂进行试验，所得结果如图所示(其他条件相同)； 则生产中适宜选择的催化剂是_______(填“A”或“B”或“C”)，简述理由：_______。 (2)一定条件下，对在密闭容器中进行的合成氨反应达平衡后，其他条件不变时，若同时压缩容器的体积和升高温度达新平衡后，与原平衡相比，请将有关物理量的变化的情况填入下表中(填“增大”、“减小”或“无法确定”)： 反应速率 氮的体积分数 变化情况 _______ _______ (3)在一体积为10L的密闭容器中充入了280Gn2，100g2，反应半小时后，测得有34g3生成，则用H2表示该反应的速率为_______ mol·L－1·min－1 ，此时，氮气的转化率为_______。 (4)下列判断可以作为该反应达到平衡的标志的是_______。 A. 单位时间内每消耗1摩尔氮气的同时消耗3摩尔氢气 B. 混合气体的平均分子量不再发生变化 C. 混合气体的密度保持不变 D. 体系的温度不再变化 考向11 化学反应速率与平衡、能量变化 (上海市奉贤中学2023-2024学年高一下学期期末)化学反应速率和化学平衡在工农业生产和日常生活中都有重要应用，。 1．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H2)，其反应的化学方程式为C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，该反应的能量变化图像如图所示。 (1)反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)属于 (吸热、放热)反应。下列反应的能量变化与上述反应相同的是 。 A．铝粉与氧化铁的反应 B．锌与稀硫酸的反应 C．用CO与赤铁矿反应炼铁 D．钠与冷水的反应 (2)一定温度下，在2L的恒容密闭容器中，加入0.02molC(s)和0.01 mol H2O(g)发生反应：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，充分反应5min时，测得容器中CO的物质的量有0.008mol。则5min内的化学反应速率 。 (3)关于反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，能提高该反应的化学反应速率的措施是_______。 A．增加炭 B．压缩体积 C．适当降温 D．移走氢气 2．科学家使用双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化水煤气变换反应：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，反应放热。在低温下获得高产率。反应过程如下图。 下列说法不正确的是_______。 A．图中2个H2O分子最终都参与了反应 B．过程Ⅰ为吸热过程，过程Ⅲ为放热过程 C．使用催化剂提高了化学反应速率和平衡转化率 D．使用催化剂缩小反应物和生成物的能量差 3．恒温恒容，投入CO和水蒸气发生反应：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，能说明该反应达到化学平衡状态的是 。 A．气体密度不再变化 B．形成2molO-H键的同时断裂NA个H-H键 C．cCO2：cH2=1：1 D．氢气体积分数不再变化 反应达平衡后，能提高H2O(g)的平衡转化率的措施是 。(写出一条措施) 4．工业上以黄铁矿为原料制备硫酸，转化器中，采用400-500℃反应温度的原因是 。 5．电解池和原电池均涉及化学能与电能的转化。如图装置中，表面产生气泡的金属是 。 电解饱和食盐水时，氯气在 产生。 A．正极 B．负极 C．阳极 D．阴极 20 / 20 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题07 化学反应速率与化学平衡 内容概览 考向1 化学反应速率(1) 考向2 化学反应速率(2) 考向3 化学反应速率(3) 考向4 化学反应的快慢和限度 考向5 化学反应速率和平衡(1) 考向6 化学反应速率和平衡(2) 考向7 化学反应速率和平衡(3) 考向8 化学反应速率和平衡(4) 考向9 化学反应速率和平衡(5) 考向10 化学反应速率和平衡(6) 考向11 化学反应速率与平衡、能量变化 考向1 化学反应速率(1) (上海市上海师范大学附属中学闵行分校2023-2024学年高一下学期期末)研究化学反应速率，可以在实际生产中掌握各个环节的反应时间，最大限度地节约成本，提高效益；煤化工是以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程。 1．某兴趣小组将除去氧化膜的镁条投入到少量稀盐酸中进行实验，实验测得氢气的产生速率变化情况如图曲线所示，对该曲线t2→t3的原因是 。 【答案】盐酸的浓度减小，使化学反应速率减小 【解析】镁与盐酸反应是放热反应，该反应并存两个影响化学反应速率的外因，一是反应放热使反应体系温度升高，化学反应速率增大；二是反应物c(HCl)逐渐减小，反应速率减小。t1→t2速率变化的主要原因是反应是放热反应，温度升高使化学反应速率增大；t2→t3速率变化的主要原因是盐酸的浓度减小，使化学反应速率减小。 2．工业上用CO 生产燃料甲醇，一定条件下发生反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)。       (1)图1是表示一定温度下，在体积为的密闭容器中加入4 molH2和一定量的后，和CH3OH(g)的浓度随时间变化情况。从反应开始到平衡，用H2浓度变化表示平均反应速率v(H2)= 。 (2)图2表示该反应进行过程中能量的变化。曲线表示不使用催化剂时反应的能量变化，曲线表示使用催化剂后的能量变化。请结合图像解释催化剂加快化学反应速率的原因 ，该反应消耗时，放出 热量。 【答案】(1)0.15mol·L-1·min-1 (2)加入催化剂，使得反应的活化能有了较为明显的下降 91000 【解析】(1)从图中可知，从反应开始到平衡，CO浓度变化量为0.75mol/L，则v(CO)=0.075mol·L-1·min-1，根据物质的反应速率之比等于化学计量数之比，v(H2)=2 v(CO)=0.15mol·L-1·min-1。 (2)从图中可知，加入催化剂后，反应的活化能有了较为明显的下降，从而导致化学反应速率增大。从图中可知，该反应的热化学方程式为CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH=-91kJ/mol，反应消耗1molCO，放出热量为91000J。 3．固定和利用CO2 能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体。工业上有一种用CO2 来生产甲醇燃料的方法CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) 。 (1)下列条件的改变能加快上述反应的反应速率的是___________。 A．保持压强不变，充入 B．保持容积不变，充入 C．将容器的体积压缩 D．保持容积不变，充入H2 (2)对于A2(g)+3B2(g)2C(g)的反应来说，以下化学反应速率的表示中，反应速率最快的是___________。 A． B． C． D． (3)下列关于有效碰撞理论与影响速率因素之间关系正确的是___________。 A．增大反应物浓度，可以提高活化分子百分数，从而提高反应速率 B．升高温度，可以提高活化分子的能量，会减慢反应速率 C．加入催化剂可以降低活化能，活化分子百分比虽然没变，但可以加快反应速率 D．通过压缩体积增大压强，可提高单位体积内活化分子数，从而提高反应速率 【答案】(1)CD (2)B (3)D 【解析】(1)A项，压强不变的情况下，充入He，容器的体积增大，反应物和产物浓度减小，反应速率减小，A错误；B项，保持容积不变，充入He，He不参与反应，反应物和产物浓度不变，反应速率不变，B错误；C项，将容器的体积压缩，反应物和产物浓度增大，反应速率增大，C正确；D项，保持容积不变，充入H2，反应物浓度增大，随着反应进行，生成物浓度也会增大，反应速率增大，D正确；故选CD。 (2)将选项中的反应速率都用A2表示，且统一单位可得：A项，v(A2)=0.267mol/(L·s)；B项，v(A2)=0.4mol/(L·s)；C项，v(A2)=0.3mol/(L·s)；D项，v(A2)=0.3mol/(L·s)；故选B。 (3)A项，增大反应物浓度，增大了活化分子的数量，活化分子百分数并没有增大，A错误；B项，升高温度，提高了活化分子的能量，活化分子百分数增大，反应速率增大，B错误；C项，加入催化剂可降低活化能，活化分子百分比增大，C错误；D项，压缩体积增大压强，提高了单位体积内活化分子数，从而提高了反应速率，D正确；故选D。 4．控制变量法是化学实验的一种常用方法，下表是某学习小组研究等物质的量浓度的稀硫酸和锌反应的实验数据，分析以下数据，回答下列问题： 序号 锌的质量/g 锌的形式 c(H2SO4)/mol/L V(H2SO4)/mL 反应前溶液的温度/℃ 其他试剂 1 0.65 粒状 0.5 50 20 无 2 0.65 粉末 0.5 50 20 无 3 0.65 粒状 0.5 50 20 2滴CuSO4溶液 4 0.65 粉末 0.8 50 20 无 5 0.65 粉末 0.8 50 35 2滴CuSO4溶液 (1)判断锌和稀硫酸反应速率大小，最简单的方法可通过测定 进行判断，在此5组实验中，其速率最快的是 (填实验序号)。 (2)实验1和2表明 对反应速率有影响，实验1和3对比发现实验3反应速率明显较快，主要原因是 。 【答案】(1)锌完全消失所需时间 5 (2)固体表面积 锌会置换出少量的金属铜，在该条件下构成了原电池，加快了反应速率 【解析】化学反应速率由参加反应的物质本身的性质决定。在内因不变时，增大反应物固体表面积、增大反应物浓度、升高温度、原电池反应等都会影响化学反应速率。要采用控制变量方法进行研究。 (1)Zn与H2SO4会发生反应：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，要判断锌和稀硫酸反应速率大小，最简单的方法是：可通过测定锌完全消失所需时间判断；在上述五种实验时，实验5的固体表面积大，反应温度比其它4组都高；反应物的浓度最大，且同时滴加了CuSO4溶液，构成了原电池反应会加快反应速率，因此实验5的化学反应速率最快； (2)对比实验1和实验2可知：其它实验条件相同，只有锌的形状不同，说明增大固体表面积，能够加快化学反应速率；对比实验1和实验3，其它实验条件相同，但实验3在其它完全相同的条件下，但向反应容器中滴加少量硫酸铜溶液，由于锌会置换出少量的金属铜，在该条件下Zn-Cu-H2SO4构成了原电池，所以反应速率明显加快。 考向2 化学反应速率(2) (上海市闵行中学2023-2024学年高一下学期期末)化学反应速率是指表示化学反应进行的快慢。通常以单位时间内反应物或生成物浓度的变化值(减少值或增加值)来表示，反应速度与反应物的性质和浓度、温度、压力、催化剂等都有关，如果反应在溶液中进行，也与溶剂的性质和用量有关。 1．影响化学反应速率的最主要因素是_______。 A．温度 B．浓度 C．压强 D．反应物本身的性质 【答案】D 【解析】物质本身的性质决定化学反应速率，外界因素只是影响因素，所以影响化学反应速率的主要因素是物质本身性质，故D项正确；故选D。 2．对于反应，下列表示中反应速率最大的是_______。 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】根据速率之比等于化学计量数之比，先都转化为用B表示的反应速率且要统一单位，再进行比较。A项，；B项，；C项，；D项，；故选C。 3．工业合成氨的反应如下(条件略)：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)恒温下，向体积为4升的密闭容器中通入2 molN2(g)和6molH2(g)，记录数据如下表： 时间/min 5 10 15 20 25 30 0.32 0.56 x 0.94 0.94 0.94 0～10min，v(N2)= mol·L－1·min－1。在15min时，x 0.80(填“>”、“=”或“<”)，其原因是 。 【答案】0.007 < 随着反应进行，反应物浓度逐渐减少，反应速率逐渐降低，氨气的增加量减少； 【解析】===0.007 mol·L－1·min－1；如果速率不变，15分钟时氨气的物质的量为0.80mol，随着反应进行，反应物浓度逐渐减少，反应速率逐渐降低，氨气的增加量减少，氨气的物质的量小于0.80mol。 4．碳中和作为一种新型环保形式可推动全社会绿色发展。我国争取2060年前实现碳中和。复合催化是工业合成甲醇(CH3OH)的重要反应，其原理为。 在2L密闭容器中，充入10molCO2(g)和40molH2(g)，在催化剂、200°C的条件下发生反应。部分反应物和产物随时间变化如图所示： (1)写出H2O分子的电子式为 。CO2分子的结构式为 。 (2)实现下列变化，需克服相同类型作用力的是___________。 A．NaHSO4和NaCl受热熔化 B．冰的融化和水的电解 C．乙醇和HCl溶于水 D．干冰和碘的升华 (3)反应开始至2min末，以H2的浓度变化表示该反应的平均速率是 mol·L－1·min－1 。 (4)已知：某反应物A的平衡转化率，当反应到5min时，H2的转化率是___________。 A．20% B．40% C．60% D．80% (5)在不改变上述反应条件(催化剂、温度、容积)前提下，要增大反应速率，还可以采取的措施是 (任写一种)。 【答案】(1) O=C=O (2)AD (3)3.75 (4)C (5)通入H2，增大H2的浓度(或通入CO2，增大CO2的浓度) 【解析】(1)H2O分子是共价化合物，电子式为： ；CO2分子的结构式为：O=C=O； (2)A项，NaHSO4和NaCl受热熔化，克服的都是离子键，A符合；B项，冰的融化克服的是范德华力和氢键，水的电解克服的是共价键，B不符合；C项，乙醇溶于水克服的是分子间作用力，HCl溶于水克服的是共价键，C不符合； D项，干冰和碘的升华，克服的都是分子间作用力，D符合；故选AD； (3)v(H2)=3v(CH3OH)=3×； (4)5min时CO2反应了8mol，H2反应了24mol，H2的转化率是=60%，故选C； (5)在不改变上述反应条件(催化剂、温度、容积)前提下，要增大反应速率，还可以采取的措施是：通入H2，增大H2的浓度(或通入CO2，增大CO2的浓度) 。 考向3 化学反应速率(3) (上海市进才中学2023-2024学年高一下学期期末)5．在某一体积恒定的真空密闭容器中加入少量CaCO3，加热使之分解，CaCO3CaO+CO2↑，下表为不同温度条件下经过一定时间后容器内的气体密度(g∙L-1)。 时间温度 1min 2min 5min 10min 300℃(反应Ⅰ) X 4.4 7 7 500℃ (反应Ⅱ) 4 7 10 10 (1)请写出该反应的平衡常数表达式： 。 (2)请写出CO2的结构式 。 (3)下列对于CO2的分类错误的是___________。 A．酸性氧化物 B．分子晶体 C．共价化合物 D．既不属于电解质也不属于非电解质 (4)根据表中数据可以判断，该反应属于 反应。 A．吸热反应    B．放热反应 (5)根据表中数据判断X值的范围 。 (6)反应I和反应Ⅱ在3分钟时，只有一个反应达到平衡状态，该反应为 。 A．反应I    B．反应Ⅱ (7)试用 CO2表示300℃时，该反应从开始直至2min时的反应速率 。 (8)若该真空容器为恒容绝热容器，下列能判断该反应达到平衡的是___________。 A．反应体系内的气体平均分子量不再改变 B． C．且不再发生改变 D．反应体系内的温度不再改变 (9)在下，达到平衡时，，保持其他条件不变，向容器内再通入一定量的CO2，使之重新建立平衡，，则α β。 A．＜ B．= ．＞ 【答案】(1)K=c(CO2) (2)O=C=O (3)D (4)吸热 (5)(0，4) (6)B (7)0.05 mol·L-1·min-1 (8)D (9)B 【解析】(1)对于反应CaCO3CaO+CO2↑，只有CO2呈气态，则该反应的平衡常数表达式：K=c(CO2)。 (2)CO2的电子式为，则结构式为O=C=O。 (3)A项，CO2与NaOH溶液反应，可生成Na2CO3和水，所以CO2属于酸性氧化物，A正确；B项，CO2晶体的熔沸点低，熔融时不导电，属于分子晶体，B正确；C项，CO2由C、H两种元素组成，属于共价化合物，C正确；D项，CO2熔融时不导电，水溶液中导电离子来自CO2与水反应生成的碳酸，则它不属于电解质，但属于非电解质，D错误；故选D。 (4)从表中数据可以看出，升高温度，容器内气体的密度增大，则表明平衡正向移动，所以该反应属于吸热反应。 (5)表中数据显示，500℃时，反应进行1min气体的密度为4 g∙L-1，300℃反应速率比500℃时慢，则X值的范围(0，4)。 (6)因为反应Ⅱ比反应Ⅰ快，先达平衡，所以反应I和反应Ⅱ在3分钟时，只有一个反应达到平衡状态，该反应为反应Ⅱ，故选B。 (7)用 CO2表示300℃时，该反应从开始直至2min时的反应速率为=0.05 mol·L-1·min-1。 (8)A项，反应体系内只有CO2一种气体，气体平均相对分子量始终不变，则平均相对分子质量不变时，反应不一定达平衡状态，A不符合题意；B项，CaCO3呈固态，不能用它的浓度变化量来表示反应速率，B不正确；C项，CO2、CaO都为生成物，且化学计量数相等，始终存在，所以不再发生改变时，反应不一定达平衡状态，C不符合题意；D项，该真空容器为恒容绝热容器，反应体系内的温度不再改变时，反应达平衡状态，D符合题意；故选D。 (9)在500℃下，平衡常数K=c(CO2)，是一个定值，达到平衡时，，保持其他条件不变，向容器内再通入一定量的CO2，使之重新建立平衡，，则α=β，故选B。 考向4 化学反应的快慢和限度 (上海市吴淞中学2023-2024学年高一下学期期末)化学反应的快慢和限度是我们认识化学反应的重要视角。 1．把镁条(去除氧化膜)投入到盛有盐酸的敞口容器中，产生H2的速率v与时间t的关系如下图所示，其中影响AB段速率的主要因素是_______。 A．H+的浓度 B．体系的压强 C．溶液的温度 D．Cl－的浓度 【答案】C 【解析】镁条与盐酸发生反应Mg+2H+=Mg2++H2↑，影响镁和盐酸反应产生氢气的速率的因素主要有两个：一是温度，反应放出热量，使体系的温度升高，产生氢气的速率增大；二是溶液中氢离子的浓度，反应过程中氢离子的浓度减小，产生氢气的速率减慢。图中AB段产生氢气的速率逐渐增大，说明这段时间内温度对反应速率的影响大于氢离子浓度对反应速率的影响，故影响AB段速率的主要因素是温度。故选C。 2．对可逆反应4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，下列叙述正确的是_______。 A．达到化学平衡时，4v正(O2)=5v逆(NO) B．若单位时间内生成n mol NO的同时，消耗n mol NH3，则反应达到平衡状态 C．达到化学平衡时，若增加容器容积，则正反应速率减小，逆反应速率增大 D．化学反应速率关系是：2v正(NH3)=3v逆(H2O) 【答案】A 【解析】A项，4v正(O2)=5v逆(NO)，不同物质表示正逆反应速率之比等于化学计量数之比，表示正反应速率和逆反应速率相等，反应达到平衡状态，A正确；B项，若单位时间内生成nmolNO的同时，消耗nmolNH3，都表示反应正向进行，不能说明到达平衡，B错误；C项，达到化学平衡时，若增加容器体积，则物质的浓度减小，正、逆反应速率均减小，C错误；D项，用不同物质表示的化学反应速率之比等于其化学计量数之比，正确的化学反应速率关系是：3v正(NH3)=2v逆(H2O)，D错误；故选A。 3．下列对化学平衡移动的分析中，不正确的是_______。 ①已达平衡的反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，当增加反应物物质的量时，平衡一定向正反应方向移动；②已达平衡的反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，当增大N2的浓度时，平衡向正反应方向移动，N2的转化率一定升高；③有气体参加的反应达到平衡时，若减小反应容器容积时，平衡一定向气体体积增大的方向移动；④有气体参加的反应达平衡时，在恒压反应容器中充入稀有气体，平衡一定不移动 A．①④ B．①②③ C．②③④ D．①②③④ 【答案】D 【解析】①C为固体，增大固体的量，平衡不移动，①项错误；②增大N2的浓度，平衡向正反应方向移动，但N2的转化率减小，②项错误；③有气体参加的反应达到平衡时，若减小反应容器容积时，相当于增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，③项错误；④在恒压反应器中充入稀有气体，若气体反应物与生成物化学计量数之和相等，则平衡不移动，若反应前后气体的化学计量数之和不等，则平衡移动，④项错误；故选D。 4．在一密闭容器中，反应达到平衡后，保持温度不变，将容器缩小为原来的一半，当达到新的平衡时，A的浓度是原来的1.6倍，则下列说法正确的是_______。 A．平衡向逆反应方向移动 B． C．物质A的转化率增大 D．物质D的浓度减小 【答案】C 【解析】容器缩小为原来的一半，若平衡不移动，则A的浓度应变为原来的2倍，而实际浓度是原来的1.6倍，说明平衡正向移动，，A的转化率增大。A项，根据分析知，新平衡向正反应方向移动，A错误；B项，根据分析知，，B错误；C项，根据分析知，物质A的转化率增大，C正确；D项，容器体积缩小且平衡向正反应方向移动，D的浓度增大，D错误；故选C。 5．对于以下两个反应，只加入反应物建立平衡后，保持温度、体积不变，按要求回答下列问题。 (1)PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)：再充入PCl5(g)，平衡向 方向移动，达到平衡后，PCl5(g)的转化率 (选填“变大”、“变小”或“不变”，下同)，PCl5(g)的百分含量 。 (2)2HI(g)H2(g)＋I2(g)：再充入HI(g)，平衡向 方向移动，达到平衡后，HI的分解率 ，HI的百分含量 。 【答案】(1)正反应 变小 变大 (2)正反应 不变 不变 【解析】(1)根据勒夏特列原理，再充入PCl5(g)，平衡向着PCl5(g)浓度减小的方向移动，即平衡正反应方向移动；由于体积不变，充入PCl5(g)后，容器内压强变大，平衡逆向移动削弱压强增大的影响，故达到平衡后，PCl5(g)的转化率变小，PCl5(g)的百分含量变大； (2)根据勒夏特列原理，再充入HI(g)，平衡向着HI(g)浓度减小的方向移动，即平衡正反应方向移动；由于反应2HI(g)H2(g)＋I2(g)是化学计量数不变的反应，故压强改变不影响平衡移动，再充入HI(g)，与之前平衡状态是等效平衡，达到平衡后，HI(g)的分解率不变，HI(g)的百分含量不变。 6．探究5H2C2O4+2MnO4-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O反应速率的影响因素，有关实验数据如下表所示。下列说法不正确的是_______。 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 A．， B．用KMnO4表示该反应速率， C．用H2C2O4表示该反应速率，约为 D．可通过比较收集相同体积CO2所消耗的时间来判断反应速率的快慢 【答案】C 【解析】A项，温度越高反应速率越快，催化剂可加快反应速率，则，，A正确；B项，KMnO4的浓度：实验3小于实验1，所以用KMnO4表示该反应速率，，B正确；C项，用KMnO4表示溶液褪色时间段反应速率，v(实验1)=≈2.6×l0-3mol•L-1•min-1，因为反应速率之比等于化学计量数之比，则用H2C2O4示该反应速率为2.6×l0-3mol•L-1•min-1≈6.56×l0-3mol•L-1•min-1，C错误；D．收集相同体积CO2所消耗的时间越少，可知反应速率越快，可判断反应速率快慢，D正确；故选C。 考向5 化学反应速率和平衡(1) (上海市市西中学2023-2024学年高一下学期期末)化学反应的速率与限度在生产和生活科学研究中具有广泛应用对人类文明的进步和现代建设具有重大的价值。 1．反应A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别如下，其中反应速率最大的是_______。 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】A项，v(A)=0.15 mol•L-1•min-1，A错误；B项，v(A)=v(B)=0.2mol•L-1•min-1，B错误；C项，v(A)=v(C)=0.2mol•L-1•min-1，C错误；D项，v(A)=v(D)=0.3 mol•L-1•min-1，D正确；故选D。 2．决定化学反应速率的主要因素是_______。 A．催化剂 B．温度、压强以及反应物的接触面积 C．反应物的浓度 D．参加反应的物质本身的性质 【答案】D 【解析】参加反应物本身的性质决定化学反应速率的快慢程度。在内因不变时，外界条件如温度、压强、催化剂等也会对化学反应速率产生一定的影响。故选D。 3．化学反应速率是用来衡量化学反应快慢的物理量，下列措施为了加快化学反应速率的是_______。 A．食品包装袋内加入抗氧化剂 B．餐馆打包回的食物放置在冰箱内 C．双氧水制氧气加入MnO2 D．将浓硝酸保存在阴凉避光处 【答案】C 【解析】A项，食品包装袋内加入抗氧化剂可以防止食物本身被氧化，通过减小氧气的浓度，可以减慢食品变质速率，A不符合题意；B项，餐馆打包回的食物放置在冰箱内，可以通过降低温度减慢反应速率，B不符合题意；C项，双氧水制氧气加入MnO2，二氧化锰作催化剂加快反应速率，C符合题意；D项，将浓硝酸保存在阴凉避光处，通过减少光照，减慢了硝酸的分解速率，D不符合题意；故选C。 4．工业上通常用黄铁矿(主要成分)为原料生产硫酸，先将黄铁矿粉碎，然后按照以下流程制备硫酸： (1)将黄铁矿石粉碎的目的是 。 (2)用浓硫酸代替水吸收SO3的原因 。 (3)一定温度下，在容积不变的密闭容器中发生反应②2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)过程中部分数据如下： 物质的量/ 时间/ 0 0.2 0.2 0 5 0.18 10 0.02 内，用SO2表示的平均反应速率为 。 (4)在体积不变情况下能说明反应②反应已达到平衡状态的是___________。 A．浓度保持不变 B．容器内气体密度保持不变 C．容器内气体的浓度 D． (5)增大反应②的速率的方法有(写2种即可) 。 (6)增大反应②中SO2转化率的方法有(写2种即可) 。 (7)工业上可以用 吸收尾气中的SO2。 【答案】(1)大固体表面积，加快反应速率 (2)防止形成酸雾，影响吸收效率 (3) 0.018 mol·L－1·min－1 (4)AD (5)使用催化剂、增加氧气浓度、加压、升温 (6)增加氧气浓度、加压、减少SO3浓度 (7)氨水(NaOH或Na2SO3或(NH4)2SO3) 【解析】黄铁矿粉碎，在高温下与氧气反应生成二氧化硫和氧化铁，二氧化硫和氧气在催化剂作用下反应生成三氧化硫，三氧化硫和水反应生成发烟硫酸，发烟硫酸稀释呈98%的浓硫酸。 (1)将黄铁矿石粉碎的目的是增大与氧气的接触面积，加快反应速率，使反应更充分； (2)用浓硫酸吸收SO3可防止形成酸雾，影响吸收效率； (3)v(SO2)=v(SO3)= mol·L－1·min－1 ； (4)A项，SO2浓度保持不变，说明反应达到了平衡状态，A正确；B项，反应前后都是气体，容器的体积不变，所以容器内气体密度保持不变不能说明达到平衡状态，B错误；C项，容器内气体的浓度c(SO2)：c(O2)：c(SO3)=2：1：2，不能说明反应达到平衡状态，C错误；D项，v正(SO2)=2v逆(O2)，正逆反应速率之比等于化学计量数之比，反应达到平衡状态，D正确；故选AD。 (5)使用催化剂、增加氧气浓度、加压、升温都可以加快化学反应速率； (6)增加氧气浓度、加压、减少SO3浓度都可以使平衡正向移动，所以可以增大SO2转化率； (7)二氧化硫会污染空气，所以可以用氨水(NaOH或Na2SO3或(NH4)2SO3)吸收尾气中的SO2。 5．已知反应达到平衡后，改变反应条件()，A的转化率变化如下图所示。试分析该反应为吸热反应还是放热反应，与c的大小。 (1)该反应为 热反应(填“吸”或“放”)。 (2) c(填>、<或=)。 【答案】(1)放 (2)< 【解析】(1)由图可知，温度升高，A的平衡转化率降低，平衡逆向移动，所以该反应为放热反应； (2)当温度相同时，压强越大，A的平衡转化率越小，则加压平衡逆向移动，a+b＜c。 考向6 化学反应速率和平衡(2) (上海市华东师范大学附属周浦中学2023-2024学年高一下学期期末)对化学反应速率和平衡的研究具有十分重要的意义，研究它们可优化工业生产、理解反应机理和控制反应条件。 1．下列有关说法错误的是_______。 A．向炉膛内鼓风，用煤粉代替煤块可以使炉火更旺 B．将肉类食品进行低温冷藏，能使其永远不会腐败变质 C．工业合成氨时，要同时考虑反应速率和反应限度两个方面 D．我国西周时期已发明用“酒曲”酿酒，原理是利用催化剂改变反应速率 【答案】B 【解析】A项，相同条件下，增大反应物的浓度或增大固体的表面积均可加快反应速率，所以向炉膛内鼓风，煤粉比煤块燃烧更充分，A正确；B项，低温冷藏只能减慢肉类食品的变质速率，不会使其永远不会腐败变质，B错误；C项，工业合成氨是一个可逆的放热反应，为提高产率，需要同时考虑反应速率和反应限度两个方面，C正确；D项，酒曲是一种酶，酿酒过程中作催化剂，加快反应速率，D正确；故选B。 2．以下说法正确的是_______。 A．影响化学反应速率的因素只有浓度、压强、温度和催化剂 B．在二氧化硫到三氧化硫反应中使用催化剂能大大提高反应速率，从而提高原料的平衡转化率 C．任何化学反应在一定条件下都存在一定程度的可逆性 D．凡是影响反应速率的因素，都可以使化学平衡发生移动 【答案】C 【解析】A项，影响化学反应速率的因素除了浓度、压强、温度和催化剂外，还有其他因素，如接触面积等，A错误；B项，在二氧化硫到三氧化硫反应使用催化剂能大大提高反应速率，不能使平衡移动，因此不能提高原料的平衡转化率，B错误；C项，任何化学反应在一定条件下都存在一定程度的可逆性，C正确；D项，凡是影响反应速率的因素，不一定都可以使化学平衡发生移动，例如对于反应前后体积不变的反应，压强的改变不能影响平衡，D错误；故选C。 3．以煤炭为原料制备氢气时，总反应为：C(s)＋2H2O(g)CO2(g)＋2H2(g) (正反应为吸热反应) (1)下列措施中，能加快上述反应的反应速率的是_______。 A．将煤炭粉碎 B．通入氦气 C．降低温度 D．加入催化剂 (2)能说明上述反应一定达到化学平衡状态的是_______。 A．n(H2)保持不变 B．v正(H2O)=2v逆(CO2) C．物质的总质量不变 D．cCO2：cH2=1：2 (3)已知上述反应在一定条件下达到平衡态Ⅰ，t1时刻改变条件后反应速率随时间变化情况如下图所示，则改变的条件可能为 。 【答案】(1)AD (2)AB (3)增大水蒸气的浓度 【解析】(1)A项，将煤炭粉碎能增大反应物接触面积，反应速率加快，故A选；B项，通入氦气，反应物浓度不变，反应速率不变，故B不选；C项，降低温度，反应速率减慢，故C不选；D项，使用催化剂，反应速率加快，故D选；故选AD； (2)A项，如果没有平衡，正向进行时n(H2)会增大，故n(H2)保持不变可以说明达到平衡，故A选；B项，v正(H2O)=2v逆(CO2)，则正逆反应速率相等，反应达到平衡，故B选；C项，根据质量守恒，物质的总质量始终不变，不能说明达到平衡，故C不选；D项，反应正向建立平衡，cCO2：cH2始终为1：2，故不能说明达到平衡，故D不选；故选AB； (3)t1时刻改变条件后正反应速率马上加快，逆反应速率逐渐加快，图像是连贯的，平衡正向移动，故t1时刻改变的条件为增大水蒸气的浓度。 4．影响化学反应速率的因素有很多，某兴趣小组用实验的方法对其进行探究。 (1)实验一：取3mol/L的H2O2溶液各10mL分别进行下列实验，实验报告如下： 序号 V (H2O2溶液)/mL V(FeCl3)溶液)/mL MnO2质量/g 反应温度/℃ V(水)/mL 结论 1 10 2 0 50 8 2 10 2 0 30 8 3 10 0 1 30 a ①实验1、2研究的是 对 H2O2分解速率的影响。 ② 表中数据a的值应该为 ；实验2、3研究的是 对 H2O2分解速率的影响。 (2)实验二：已知Cu2+对H2O2分解也具有催化作用，为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，该小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。回答相关问题。 ①甲装置：通过观察气泡产生的速率，比较二者的催化效果。为消除不同阴离子的影响，使得到的实验结论更可靠，某同学提出将硫酸铜改为 (填化学式)更好。 ②通过乙装置也能比较二者的催化效果。同温同压下，均以生成40mL气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略。则实验中还需要测量的数据是 。 (3)实验三：取等量的KClO3分别加入A、B两试管中，直接加热A试管中的KClO3，基本无气体产生；向B试管中再加入少量KMnO4，加热，生成气体体积与时间的关系如图。不考虑温度的影响，分析：图中t1min前，B中产生气体的速率较慢且量少的原因可能是 ，t1min后，B试管中产生气体的速率较快且量多的原因可能为 。 【答案】(1)温度 10 催化剂 (2)CuCl2 收集气体所需要的时间 (3) 氯酸钾自身受热分解很缓慢 高锰酸钾的分解产物对氯酸钾的分解起到了催化作用 【解析】(1)由表可知，实验1，2的两组数据除温度外其余都一致，因此实验1和2研究的是温度对H2O2分解速率的影响；1，2两组溶液体积相等，因此第三组也应该保持溶液体积不变，因此a的值为10；由表可知，实验2，3的数据进行对比，可得知实验2，3研究的是催化剂对H2O2分解速率的影响； (2)由题意可知，想要消除阴离子对实验的影响，则Cu2+和Fe3+所在溶液的阴离子应相同，因此应将硫酸铜溶液改为CuCl2；为了通过乙装置比较二者的催化效果，已经控制了同温同压的状态，若以收集40ml气体为标准，则同时也需要控制反应时间相同，即实验中还需要测量的数据为收集气体所需的时间； (3)在t1min前，少量的KMnO4暂时未被分解，而氯酸钾自身受热分解缓慢，因此t1min前B试管中产生的气体速率较慢且量少；t1min后，少量的KMnO4持续受热后被分解，其分解产物对氯酸钾的分解产生了催化作用，因此t1min后B试管中产生气体的速率较快且量多。 考向7 化学反应速率和平衡(3) (上海市青浦一中2023-2024学年高一下学期期末学业质量调研)5．下列做法与调控化学反应速率无关的是_______。 A．食物存放在冰箱里 B．橡胶制品中添加抑制剂 C．Zn与稀硫酸反应，滴入少量硫酸铜溶液 D．在利用Zn与H2SO4制取H2时，将稀硫酸改为浓硫酸 【答案】D 【解析】A项，冰箱温度低，将食物放进冰箱，会降低化学反应速率，A正确；B项，橡胶制品中添加抑制剂，可以减慢橡胶制品的老化，B正确；C项，Zn与稀硫酸反应，滴入少量硫酸铜溶液，锌置换出铜，形成原电池，加快化学反应速率，C正确；D项，在利用Zn与H2SO4制取H2时，将稀硫酸改为浓硫酸，产物变为SO2，D错误；故选D。 6．为了更好地利用化学反应中的物质和能量变化，研究化学反应的快慢和程度具有重要的意义。下列说法正确的是_______。 A．冰融化成水不属于吸热反应 B．原电池是电能转化为化学能的装置 C．化学反应速率快的反应一定不是可逆反应 D．温度升高，吸热反应的反应速率会减小 【答案】A 【解析】A项，冰融化成水是物理变化，不属于吸热反应，A正确；B项，原电池是化学能转化为电能的装置，B错误；C项，一个反应是否为可逆反应与化学反应速率无关，如2NO2(g)N2O4(g)反应速率很快，但属于可逆反应，C错误；D项，温度升高，吸热反应的反应速率也会增大，D错误；故选A。 7．对于可逆反应4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示的反应速率最快的是_______。 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】同一反应在相同条件下，不同物质表示的反应速率可能不同，所以，比较同一反应在不同条件下反应速率快慢时，应将速率转化为同一种物质。A项，=；B项，，则；C项，，则；D项，，则；比较以上数据，A选项中NH3表示的反应速率最大，故选A。 8．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是_______。 A．工业生产硫酸的过程中使用过量的氧气，以提高二氧化硫的转化率 B．合成氨反应采用较高的温度 C．合成氨工厂通常采用压强，以提高原料的利用率 D．红棕色的NO2加压后颜色先变深再变浅 【答案】B 【解析】A项，工业生产硫酸的过程中使用过量的氧气，有利用平衡向正反应方向移动，生成更多的三氧化硫，可用勒夏特列原理解释，A不符合题意；B项，合成氨反应是放热的反应，采用较高的温度会使平衡逆向移动，不能用勒夏特列原理解释，B符合题意；C项，合成氨工厂通常采用高压(20MPa∼50Mpa)条件，有利用平衡向正反应方向移动，可用勒夏特列原理解释，C不符合题意；D项，红棕色的NO2加压后颜色先变深是体积减小浓度增大，后变浅是加压平衡2NO2N2O4正向移动，可以用勒夏特列原理解释，D不符合题意；故选B。 9．一定条件下，向2L恒容密闭容器中充入和，发生反应仅生成两种无毒气体。容器内两种气体的浓度随时间变化如图1所示，反应至时，仅改变某一反应条件，反应速率变化如图2所示．下列说法错误的是_______。 A．a表示CO2的浓度随时间的变化曲线 B．20 min时，v正＞v逆 C．40 min时，混合气体中CO的体积分数约为9.5% D．60 min时，改变的条件可能是往容器内再充入1 molCO 【答案】D 【解析】一定条件下，向2L恒容密闭容器中充入和，发生反应仅生成两种无毒气体。反应为2CO(g)＋2NO(g)N2(g)＋2CO2(g)，b为反应物，浓度由2.00mol/L变为0.1mol/L，而a的浓度由0变为1.60mol/L，则a表示CO2的浓度随时间的变化曲线，b表示CO、NO的浓度随时间的变化曲线。A项，根据分析，a表示CO2的浓度随时间的变化曲线，A正确；B项，20 min时，反应物浓度减小，平衡正向移动，v正＞v逆，B正确；C项，40 min时，列出三段式： 混合气体中CO的体积分数约为，C正确；D项，结合图像，60 min时，逆反应速率由大变小，正反应速率由小变大，且均高于原平衡，改变的条件可能同时加入了反应物和生成物，不可能是只往容器内再充入1 molCO，D错误；故选D。 10．我国将力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和。二氧化碳催化加氢制甲醇［反应为CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)］，有利于减少温室气体二氧化碳排放。某温度下，向2L的恒容密闭容器充入6molCO2 和8mol H2，测得H2物质的量随时间变化如图所示。 (1)0~2min内H2的平均反应速率为 mol·L－1·min－1 ；4 min时，v正(H2) v逆(H2)。(填“>”“<”或“=”) (2)平衡时，CO2的转化率为 (保留一位小数)。 (3)下列能表明该反应已经达到平衡状态的是___________。 A．v正(CO2)=3v逆(H2) B．n(CO2)：n(H2)保持不变 C．混合气体的密度保持不变 D．混合气体的平均相对分子质量不变 【答案】(1) 0.5 > (2)33.3% (3)BD 【解析】(1)0~2min内H2的平均反应速率v(H2)=；4 min时，反应未达平衡，反应正向进行，则v正(H2)大于v逆(H2)； (2)平衡时，消耗氢气的物质的量为8mol-2mol=6mol，结合反应可知消耗二氧化碳的物质的量为2mol，CO2的转化率=； (3)反应达到平衡时，3v正(CO2)=v逆(H2)，故A错误； 起始时通入6molCO2 和8mol H2，n(CO2)：n(H2) =3：4；而两者变化之比为1：3，则反应过程中n(CO2)：n(H2)一直变化，当比值不变时反应达到平衡状态，故B正确；体系内气体的质量恒定不变，容器体积不变，则体系内密度保持不变，能据此判断平衡状态，故C错误；体系内气体的质量恒定不变，气体分子数减小，则随反应进行平均相对分子质量逐渐增大，当不变时反应达到平衡，故D正确。故选BD。 11．工业制硫酸其中一步重要反应是。一定条件下，恒容密闭容器中发生该反应，各物质浓度随时间变化的曲线如下图所示。 (1)若开始时充入SO2和18O2，反应一段时间后18O存在于 (填化学式)物质中。 (2)曲线abc中表示二氧化硫的曲线是 (写“a”“b”或“c”) (3)若开始时更换催化效果更好的催化剂，则M点可能移动到 点(填P、N或Q)。 (4)下列说法能判断该反应达到平衡状态的是___________。 A．SO2、O2、SO3的浓度之比为2∶1∶2 B．生成O2的速率与生成SO3的速率相等。 C．容器中压强不再改变 D．SO3在混合气体中的体积分数不再改变 【答案】(1)SO2、O2、SO3 (2)b (3)Q (4)CD 【解析】(1)由于2SO2+O22SO3是可逆反应，不能进行彻底，所以反应后18O存在于SO2、O2、SO3中，故答案为：SO2、O2、SO3。 (2)由2SO2+O22SO3可知SO2和O2的变化趋势相同，且SO2的变化量为O2的2倍，结合图象可知，SO2的曲线是b，故答案为：b。 (3)催化剂会加快反应速率，但是不会影响平衡，若开始时更换催化效果更好的催化剂，则M点可能移动到Q，故答案为：Q。 (4)A项，达到化学平衡时，各物质的浓度不变，但是不一定呈比例，故A错误；B项，生成O2的速率与生成SO3的速率相等，正逆反应速率不相等，反应没有达到平衡状态，故B错误；C项，该反应前后气体的量发生变化，使得压强变化，容器中压强不再改变时达到化学平衡状态，故C正确；D项，SO3在混合气体中的体积分数不再改变时，达到化学平衡状态，故D正确；故选CD。 12．某温度时在容积为2L的恒容密闭容器中发生可逆反应，X(g)、Y(s)、Z(g)三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图1所示(该反应为放热反应)，正反应速率随时间变化的曲线如图2所示： (1)该反应的化学方程式为 。 (2)若t1=2min，计算反应开始至t1时刻，X的平均化学反应速率为 ；下列措施能加快化学反应速率的是 。 A．缩小容器容积 B．降低反应体系温度 C．加入Y D．在体系中通入稀有气体(不参与反应) (3)t2min时，Z的体积分数为 (计算结果保留三位有效数字)。 (4)下列说法正确的是___________。 A．反应在c点未达到平衡状态 B．反应物浓度：a点小于b点 C．反应物的总能量高于生成物的总能量 D．t2min时，X的转化率等于Y的转化率 【答案】(1)X(g)+Y(s)2Z(g) (2)0.1mol·L-1·min-1 A (3)80% (4)AC 【解析】(1)由图可知，X、Y的物质的量减小，Z的物质的量增大，则X、Y为反应物，Z为生成物，t2时刻反应达到平衡时，X、Y、Z的物质的量变化量比为(1.20—0.40)mol：(1.00—0.20)mol：(1.60—0)mol=1：1：2，由物质的物质的量变化量比等于化学计量数比可知，反应的化学方程式为X(g)+Y(s)2Z(g)； (2)若t1=2min，由图可知0~2min内∆n(X)=1.20-0.80=0.40mol，X的平均化学反应速率为0.1mol·L-1·min-1；A项，缩小容器容积各物质浓度增大，反应速率加快，A符合题意；B项，降低反应体系温度，活化分子百分数减小，活化分子间碰撞机会减少，反应速率减慢，B不符合题意；C项，Y是固体，其浓度视为常数，加入Y不改变反应物浓度，反应速率不变，C不符合题意；D项，在体系中通入稀有气体(不参与反应)，容器体积不变，各物质浓度不变，反应速率不变，D不符合题意；故选A； (3)由图可知，t2时刻时，反应达到平衡，X、Z的物质的量分别为0.40mol、1.60mol，恒温恒容下，气体的体积分数等于物质的量分数，则Z的体积分数为； (4)A项，平衡形成过程时，正反应速率减小、逆反应速率增大，由图可知，c点时反应速率未达到最小，则反应未达到平衡状态，故A正确；B项，平衡形成过程时，正反应速率减小，反应物的浓度增大，由图可知，a点的正反应速率小于b点，说明a点的反应物浓度大于b点，故B错误；C项，由题意可知，该反应为反应物的总能量高于生成物的总能量的放热反应，故C正确；D．由图可知，t2时刻反应达到平衡时，X的物质的量为0.40mol，则X的转化率为，Y的转化率为，故D错误；故选AC。 考向8 化学反应速率和平衡(4) (上海市育才中学2023-2024学年高一下学期期末)化学反应中的反应速率与反应平衡 化学反应是化学学科中最基本的概念之一。 1．常温常压条件下，化学反应速率最慢的是_______。 A．盐酸与NaOH溶液的反应 B．Na2CO3水溶液中滴入盐酸 C．Cu与浓H2SO4的反应 D．镁带与盐酸的反应 【答案】C 【解析】A项，盐酸与NaOH溶液的反应常温下很快完成，A错误；B项，Na2CO3水溶液中滴入盐酸常温下速率很快，B错误；C项，Cu与浓H2SO4的反应常温下很难进行，反应速率最慢，C正确；D项，镁带与盐酸的反应常温下速率很快，D错误；故选C。 2．一定条件下，在一密闭容器中加入1.0mol·L-1的N2与3.0mol·L-1的H2混合制备氨，反应到2s时测得NH3的浓度为0.8mol·L-1，用氢气表示的该反应的反应速率为_______。 A．0.2mol·(L·s)-1 B．0.6mol·(L·s)-1 C．0.4mol·(L·s)-1 D．0.8mol·(L·s)-1 【答案】B 【解析】该反应化学方程式为：，氨气的反应速率，化学计量数之比等于反应速率比，则，故答案为B。 3．一定温度下，在某恒容的密闭容器中，建立化学平衡：C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g)。下列叙述中不能说明该反应已达到化学平衡状态的是_______。 A．体系的压强不再发生变化 B．v正(CO)=v逆(H2O) C．生成n molCO的同时生成n molH2 D．1mol H-H键断裂的同时断裂2mol H-O键 【答案】C 【解析】A项，该反应为气体物质的量增大的反应，随反应进行，恒容的密闭容器中压强增大，体系的压强不再发生变化说明该反应已达到化学平衡状态，A正确；B项，不同物质表示的化学反应速率之比等于化学计量系数比，v正(CO)=v逆(H2O)，说明该反应已达到化学平衡状态，B正确；C项，生成n molCO的同时生成n molH2，是正反应的速率关系，不能体现v正=v逆，不能说明该反应已达到化学平衡状态，C错误；D项，相同时间，1mol H-H键断裂是对逆反应速率的描述，断裂2mol H-O键是对正反应速率的描述，故体现v正=v逆，能说明该反应已达到化学平衡状态，D正确；故选C。 4．在某恒容密闭容器中投入X、Y、W、Q四种物质，经一段时间后测得各物质的物质的量如下表所示： X Y W Q 10 min 1.0 mol 3.0 mol 1.0 mol 2.0 mol 20 min 0.5 mol 1.5 mol 2.0 mol 1.0 mol 上述容器中发生反应的化学方程式可能是_______。 A．X+2Y2W+2Q B．3X+Y+2W2Q C．X+3Y+2Q2W D．X+2Y+3Q2W 【答案】C 【解析】从表格数据可看出X、Y、Q的物质的量减少，而W的物质的量增加，说明X、Y、Q是反应物，W是产物。在同一容器中，相同时间内，各物质的反应速率之比等于物质的量的变化量之比等于化学计量数之比。v(X)∶v(Y)∶v(Q)∶v(W)=(1.0 mol-0.5 mol)∶(3.0 mol-1.5  mol)∶(2.0 mol-1.0 mol)∶(2.0 mol-1.0 mol)=1∶3∶2∶2，所以X、Y、Q、W的化学计量数之比为1∶3∶2∶2，故反应方程式为X+3Y+2Q2W，故答案为C。 5．I2在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)+I-(aq)I3-(aq)，某I2、KI混合溶液中，I3-的物质的量浓度c(I3-)与温度T的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法正确的是_______。 A．I2(aq)+I-(aq)I3-(aq)是吸热反应 B．若温度为T1、T2时反应物的转化率分别为、，则 C．若反应进行到状态D时，一定有v正＜v逆 D．状态A与状态B相比，状态A的c(I2)大 【答案】B 【解析】A项，温度升高，c(I3-)减少，I2(aq)+I-(aq)I3-(aq)逆向移动，为放热反应，A错误；B项，T1温度下c(I3-)更大，反应物的转化率更大，则，B正确；C项，若反应进行到状态D时，想达到平衡，c(I3-)需要增大，反应正向进行，v正＞v逆，C错误；D项，状态A c(I3-)更大，反应物的转化率更大，c(I2)更小，D错误；故选B。 6．近几年全国各地都遭受“十面霾伏”。其中机动车尾气和燃煤产生的烟气对空气质量恶化“贡献”最大。汽车尾气净化的主要原理为：2CO(g)＋2NO(g)2CO2(g)＋N2(g) (放热反应)。在t℃下，将2.0molNO、2.4molCO气体通入到容积固定的2L的密闭容器中，反应过程中部分物质的浓度变化如图所示： (1)20min时，cCO2为 ，NO的转化率为 。 (2)0-10min的平均速率v(N2)= 。 (3)20min时，若改变反应条件，导致CO转化率增大，则改变的条件可能为_______。 A．缩小容器容积 B．增加CO的量 C．降低温度 D．使用催化剂 (4)若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行t1时刻达到平衡状态的是_______。 A． B．C． D． 【答案】(1)0.4mol/L 40% (2)0.02mol/(L·min) (3)AC (4)D 【解析】(1)20min时氮气浓度是0.2mol/L，则根据方程式可知cCO2为0.4mol/L，消耗NO是0.4mol/L×2L=0.8mol，则NO的转化率为×100%＝40%； (2)0-10min的平均速率=0.02mol/(L·min)； (3)A项，正反应体积减小，缩小容器容积压强增大，平衡正向移动，CO转化率增大，A正确；B项，增加CO的量，CO转化率降低，B错误；C项，正反应放热，降低温度，平衡正向移动，CO转化率增大，C正确；D项，使用催化剂不影响平衡状态，转化率不变，D错误；故选AC； (4)A项，t1时正反应速率仍然在变化，说明没有达到平衡状态，A错误；B项，t1时密度不再变化，该反应为全气体参与的反应，恒容条件，密度不变不能说明达到平衡状态，B错误；C项，t1时二氧化碳和一氧化氮的物质的量还在变化，说明正逆反应速率不相等，反应没有达到平衡状态，C错误；D项，t1时一氧化氮的百分含量不再变化，表明正逆反应速率相等，达到了平衡状态，D正确；故选D。 考向9 化学反应速率和平衡(5) (上海外国语大学附属浦东外国语中学2023-2024学年高一下学期期末)2020年，中国提出力争2030年前实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”。这对于改善环境，实现绿色发展至关重要。CO2的高效转化利用是实现“碳达峰”“碳中和”的重要一环。 1．一定条件下，CO2催化加氢制甲醇的反应方程式为CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)。在体积2L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，在一定条件下反应，测得和甲醇和CO2物质的量随时间变化如图所示： (1)下列说法正确的是___________。 A．反应达到平衡后，反应不再进行 B．催化剂可提高生产效率，提升CH3OH产量 C．改变条件，CO2可以100%地转化为CH3OH D．通过调控反应条件，可以提高该反应进行的程度 (2)0～3min内，v(CH3OH)= mol·L－1·min－1 (保留两位有效数字)。 (3)A点处，v正 v逆(填“>”或“<”或“=”)。 (4)10min后，能使该反应速率加快的措施有___________。 A．恒容充入适量氦气 B．恒容充入2molCO2 C．加入高效的催化剂 D．降低反应温度 (5)平衡时H2的物质的量为 mol。 (6)由下图可知，每生成1molCH3OH (填“吸收”或“放出”)的热量为 kJ。(用含E1、E2的代数式表示)，升高温度，平衡向 (填“正反应”或“逆反应”)方向移动。 (7)在另一体积为2L的恒温恒容密闭容器中，充入1molCO2和1molH2，下列能说明反应达到平衡状态的是 A．3 v正(H2)=v逆(CO2) B．CO2的体积分数在混合气体中保持不变 C．单位时间内每消耗3molH2，同时生成1molCH3OH D．容器内气体的压强不变 (8)反应过程中速率随时间的变化如下图所示，t1时刻改变的条件是 ；t3时刻改变的条件是 。 【答案】(1)D (2)0.083 mol·L－1·min－1 (3)> (4)BC (5)0.75 (6)放出 E2-E1 逆反应 (7)BD (8)增加反应物的浓度 减少压强 【解析】(1)A项，反应达到平衡后，正反应速率和逆反应速率相等，不意味着反应已经停止不再进行，而是反应达到一种表面静止的动态平衡状态，A错误；B项，催化剂可加快反应速率，不改变平衡移动，则无法提升CH3OH产量，B错误；C项，CO2催化加氢制甲醇的反应属于可逆反应，则改变条件，CO2不可能100%地转化为CH3OH，C错误；D项，通过调控反应条件，可以改变该反应的化学平衡状态，进而提高该反应进行的程度，D正确；故选D。 (2)根据图像，0～3min内生成甲醇的物质的量为0.5mol，则。 (3)A点后，甲醇的物质的量增加，说明反应正向进行，则A点处，v正> v逆。 (4)A项，恒容充入适量氦气，物质浓度不变，则反应速率不变，A错误；B项，恒容充入2molCO2，反应物浓度增大，反应速率加快，B正确；C项，加入高效的催化剂，可以降低反应活化能，加快反应速率，C正确；D项，温度越高，反应速率越快，则降低反应温度，反应速率减慢，D错误；故选BC。 (5)10min后，甲醇和二氧化碳的物质的量不再发生改变，说明达到平衡状态，平衡时H2的转化量为，则H2的物质的量为。 (6)由能量转化图可知，反应物的总能量大于生成物，则该反应为放热反应，每生成1molCH3OH放出的热量；根据勒夏特列原理，升高温度，向吸热反应方向移动，则平衡向逆反应方向移动。 (7)A项，化学反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，用氢气和二氧化碳表示的反应速率与化学计量数成比例，即，则 v正(H2)=3v逆(CO2)，因此3 v正(H2)=v逆(CO2)不能证明反应达到平衡状态，A错误；B项，CO2的体积分数在混合气体中保持不变，说明反应物CO2的质量不再改变，此时正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，B正确；C项，单位时间内每消耗3molH2，同时生成1molCH3OH，均表示正反应速率，不能证明反应达到平衡状态，C错误；D项，随反应进行，气体分子数减少，则容器内气体的压强减小，若气体压强不变，则反应达到平衡状态，D正确；故选BD。 (8)合成甲醇的反应为放热反应，t1~ t3时间段内，v正> v逆，且t1时v正增大，v逆不变，则平衡正向移动，改变的条件是增加反应物的浓度；t3~ t4时间段内，正逆反应速率都减小，可能是减少压强，也可能是降低温度。因为反应向逆向进行，所以改变的条件是减少压强。 2．已知化学反应，下列有关外界条件改变对该反应的速率和平衡的影响图像正确的是_______。 A．由图a可知该反应的正反应为吸热反应 B．由图b可知：m+n＞p C．若反应在绝热条件下正向发生，由图c可知该反应为吸热反应 D．由图d可知：a曲线一定是加入了催化剂 【答案】B 【解析】A项，图a为折线图，先出现拐点者先达到平衡，说明其反应速率快，反应速率快说明对应的温度高或压强大，故图a中T1＞T2，对比两条曲线发现，平衡时温度越高，C%越少，说明温度升高，平衡逆向移动，根据勒夏特列原理，推得逆向为吸热反应，正反应为放热反应，故A错误；B项，比较m+n与p大小关系，需考虑压强对平衡移动的影响，根据图b，压强增大，C%升高，说明平衡正向移动，根据勒夏特列原理，推得m+n＞p，故B正确；C项，根据图c，反应起始一段时间速率加快，由于反应开始后，浓度是一直减小的，故不可能是浓度的原因，联想到绝热体系，可能是因为温度升高导致反应速率加快，说明该反应为放热反应，故C错误；D项，图d说明a对应改变的条件不影响平衡移动，可能是使用了催化剂，也可能是m+n=p，加压，所以曲线a不一定是加入了催化剂，故D错误；故选B。 考向10 化学反应速率和平衡(6) (华东师范大学附属东昌中学2023-2024学年下学期高一化学期末)化学速率是衡量化学反应进行快慢的重要指标，它帮助我们了解反应的动力学特性，并为优化反应条件和控制反应过程提供关键信息。化学平衡是化学反应中一个重要的概念，它描述了反应物和生成物之间浓度的动态稳定状态，对于理解和控制化学反应的方向和限度具有重要意义。 回答下列问题： 1．某可逆反应达到化学平衡，当条件改变后平衡向正反应方向移动。下列说法中正确的是_______。 A. 使用了合适的催化剂 B. 反应物的浓度一定降低 C. 正反应速率一定增大 D. 达到新的平衡前正反应速率一定大于逆反应速率 【答案】D 【解析】A项，某可逆反应达到化学平衡后，加入合适催化剂，化学平衡不移动，故A错误；B项，某可逆反应达到化学平衡后，增大某反应物浓度，平衡向正反应方向移动，但新平衡时该反应物的浓度比原平衡时浓度大，所以当条件改变后平衡向正反应方向移动，反应物的浓度不一定降低，故B错误；C项，对于放热的可逆反应，反应达到化学平衡后，降低反应温度，正反应速率减小，平衡向正反应方向移动，故C错误；D项，某可逆反应达到化学平衡，当条件改变后平衡向正反应方向移动说明达到新的平衡前正反应速率一定大于逆反应速率，故D正确；故选D。 2．反应3A(g) 2B(g)+C(g) (放热反应)的反应速率随时间变化如图所示，在t1、t2、t4、t5时刻都只有一个条件发生改变。下列判断正确的是_______。 A. t2—t3阶段，A的转化率最小 B. t3时，改变的条件一定是使用了催化剂 C. t5时，改变的条件一定是升高了温度 D. t6—t7阶段，C的百分含量最大 【答案】C 【解析】该反应是气体体积不变的放热反应，由图可知，t1时平衡破坏是因为增大了生成物的浓度，平衡向逆反应方向移动；t3时平衡破坏是因为使用了催化剂或增大了气体的压强，平衡不移动；t4时平衡破坏是因为减小了气体的压强，平衡不移动；t5时平衡破坏是因为升高温度，平衡向逆反应方向移动，则0—t1段，A的转化率最大、C的百分含量最大，t6—t7段，A的转化率最小、C的百分含量最小。A项，t6—t7段，A的转化率最小，故A错误；B项，t3时平衡破坏是因为使用了催化剂或增大了气体的压强，则改变的条件可能是使用了催化剂，故B错误；C项，t5时平衡破坏是因为升高温度，平衡向逆反应方向移动，故C正确；D项，0—t1段，A的转化率最大、C的百分含量最大，故D错误；故选C。 3．已知2NO2(g)N2O4(g)，将一定量的NO2充入注射器中后封口，如图是在拉伸和压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化(气体颜色越深，透光率越小)。下列说法正确的是_______。 A. b点与a点相比，c(NO2)增大，c(N2O4)减小 B. c点的状态操作是拉伸注射器 C. d点：v(正)> v (逆) D. a、b、c、d对应的状态都是平衡状态 【答案】B 【解析】该反应是正反应气体体积减小的反应，压强增大平衡虽正向移动，但二氧化氮浓度增大，混合气体颜色变深，压强减小平衡逆向移动，但二氧化氮浓度减小，混合气体颜色变浅。【解析】A项，由图可知，a点到b点的状态操作是压缩注射器，增大压强，平衡向正反应方向移动，所以b点与a点相比，二氧化氮和四氧化二氮的浓度都增大，故A错误；B项，由图可知，c点的状态操作是拉伸注射器的过程，气体颜色变浅，透光率增大，故B正确；C项，由图可知，d点是平衡向气体体积增大的逆反应方向移动过程，反应速率v(逆)＞v(正)，故C错误；D项，由图可知，d点是平衡向气体体积增大的逆反应方向移动过程，反应未达到平衡，故D错误；故选B。 4．100mL3mol·L-1硫酸溶液与过量锌粉反应，在一定温度下，为了减缓反应速率，但又几乎不能影响生成氢气的总量，可向反应物中加入适量的_______。 A. KNO3溶液 B. Na2CO3溶液 C. Na2SO4溶液 D. CuSO4溶液 【答案】C 【解析】过量的锌粉与硫酸反应时，为了减缓反应速率但又不影响生成氢气的总量，可减小氢离子浓度但不改变其物质的量。A项，向反应物中加入适量的硝酸钾溶液，酸性条件下，硝酸根离子有强氧化性，与锌反应生成一氧化氮，不能产生氢气，故A错误；B项，向反应物中加入适量的碳酸钠溶液，碳酸钠溶液会与稀硫酸反应，溶液中氢离子的物质的量减小，生成的氢气的总量减小，故B错误；C项，向反应物中加入适量的硫酸钠溶液，溶液体积增大，溶液中氢离子浓度减小，但物质的量不变，所以能达到反应速率减小，生成氢气的量不变的目的，故C正确；D项，向反应物中加入适量的硫酸铜溶液，锌与硫酸铜溶液发生置换反应置换出的铜在硫酸溶液中构成锌铜原电池，原电池反应加快反应速率，故D错误；故选C。 5．根据工业合成氨气，完成下列填空： (1)合成氨需要选择合适的催化剂，分别选用A、B、C三种催化剂进行试验，所得结果如图所示(其他条件相同)； 则生产中适宜选择的催化剂是_______(填“A”或“B”或“C”)，简述理由：_______。 (2)一定条件下，对在密闭容器中进行的合成氨反应达平衡后，其他条件不变时，若同时压缩容器的体积和升高温度达新平衡后，与原平衡相比，请将有关物理量的变化的情况填入下表中(填“增大”、“减小”或“无法确定”)： 反应速率 氮的体积分数 变化情况 _______ _______ (3)在一体积为10L的密闭容器中充入了280Gn2，100g2，反应半小时后，测得有34g3生成，则用H2表示该反应的速率为_______ mol·L－1·min－1 ，此时，氮气的转化率为_______。 (4)下列判断可以作为该反应达到平衡的标志的是_______。 A. 单位时间内每消耗1摩尔氮气的同时消耗3摩尔氢气 B. 混合气体的平均分子量不再发生变化 C. 混合气体的密度保持不变 D. 体系的温度不再变化 【答案】(1)① A ② 催化剂A在较低温度下具备较高的催化活性，低温有利于平衡正向移动 (2)①增大 ②无法确定 (3)①0.01 ②10% (4)BD 【解析】(1)根据图象分析可知，催化剂A和B比催化剂C的催化效率高，但催化剂A在较低温度下具备较高的催化活性，低温有利于平衡正向移动，故选择催化剂A； (2)若同时压缩容器的体积和升高温度达新平衡后，与原平衡相比，压强增大、温度升高，则反应速率增大；增大压强平衡正向移动，升高温度平衡逆向移动，故无法确定氮的体积分数的变化情况； (3)根据方程式计算，平衡时氨气的物质的量为，初始投入氮气物质的量为，氢气物质的量为，列三段式有，用氢气表示该反应的速率，此时，氮气的转化率为； (4)A项，消耗氮气和消耗氢气同为正反应，无法说明达到平衡，A错误；B项，混合气体的质量不变，气体的物质的量不断变化，故平均分子量随反应进行不断变化，若当混合气体的平均分子量不再发生变化时说明达到平衡，B正确；C项，混合气体质量不变，容器体积不变，混合气体的密度一直保持不变，不能说明达到平衡，C错误；D项，反应为放热反应，随反应不断进行，体系温度不断变化，故体系的温度不再变化，说明反应达到平衡，D正确；故选BD。 考向11 化学反应速率与平衡、能量变化 (上海市奉贤中学2023-2024学年高一下学期期末)化学反应速率和化学平衡在工农业生产和日常生活中都有重要应用，。 1．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H2)，其反应的化学方程式为C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，该反应的能量变化图像如图所示。 (1)反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)属于 (吸热、放热)反应。下列反应的能量变化与上述反应相同的是 。 A．铝粉与氧化铁的反应 B．锌与稀硫酸的反应 C．用CO与赤铁矿反应炼铁 D．钠与冷水的反应 (2)一定温度下，在2L的恒容密闭容器中，加入0.02molC(s)和0.01 mol H2O(g)发生反应：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，充分反应5min时，测得容器中CO的物质的量有0.008mol。则5min内的化学反应速率 。 (3)关于反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，能提高该反应的化学反应速率的措施是_______。 A．增加炭 B．压缩体积 C．适当降温 D．移走氢气 【答案】(1)吸热 C (2)0.0008 mol·L－1·min－1 (3)B 【解析】(1)由能量变化图像可知该反应为吸热反应；A项，铝热反应为放热反应，故A错误；B项，锌与稀硫酸的反应为放热反应，故B错误；C项，用CO与赤铁矿反应炼铁为吸热反应，故C正确；D项，钠与冷水的反应为放热反应，故D错误；故选C； (2)； (3)A项，炭是固体，增加炭，不会改变速率，A错误；B项，压缩体积，即增大压强，能提高该反应的化学反应速率，B正确；C项，适当降温，能降低该反应的化学反应速率，C错误；D项，移走氢气，浓度减小，能降低该反应的化学反应速率，D错误；故选B。 2．科学家使用双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化水煤气变换反应：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，反应放热。在低温下获得高产率。反应过程如下图。 下列说法不正确的是_______。 A．图中2个H2O分子最终都参与了反应 B．过程Ⅰ为吸热过程，过程Ⅲ为放热过程 C．使用催化剂提高了化学反应速率和平衡转化率 D．使用催化剂缩小反应物和生成物的能量差 【答案】CD 【解析】A项，由图可知过程Ⅰ和过程Ⅱ都存在水分子中的化学键断裂，过程Ⅲ中生成了水分子，因此水参与了反应的所有过程，故A项正确；B项，过程Ⅰ和过程Ⅱ都存在水分子中的化学键断裂，化学键的断裂为吸收热量的过程，为吸热反应，过程Ⅲ中生成了水分子，化学键形成释放能量的过程，为放热反应，故B项正确；C项，使用催化剂降低反应活化能，提高了化学反应速率，但不能提高平衡转化率，故C项错误；D项，催化剂能降低反应的活化能，不能改变热效应，故D项错误；故选CD。 3．恒温恒容，投入CO和水蒸气发生反应：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，能说明该反应达到化学平衡状态的是 。 A．气体密度不再变化 B．形成2molO-H键的同时断裂NA个H-H键 C．cCO2：cH2=1：1 D．氢气体积分数不再变化 反应达平衡后，能提高H2O(g)的平衡转化率的措施是 。(写出一条措施) 【答案】D 增大CO浓度或移走产物 【解析】A项，混合气体的质量不变，容器体积不变，则气体密度一直不变，不能说明该反应达到化学平衡状态；B项，形成2molO-H键的同时断裂NA个H-H键，即生成1mol H2O(g)的同时消耗1mol H2(g)，不能说明该反应达到化学平衡状态；C项，cCO2：cH2=1：1，不能说明正反应速率等于逆反应速率，不能说明该反应达到化学平衡状态；D项，氢气体积分数不再变化，则正反应速率等于逆反应速率，能说明该反应达到化学平衡状态；故选D；增大CO浓度或移走产物，可以使C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)正向移动，提高H2O(g)的平衡转化率。 4．工业上以黄铁矿为原料制备硫酸，转化器中，采用400-500℃反应温度的原因是 。 【答案】使催化剂保持最佳活性 【解析】采用400-500℃反应温度的原因是使催化剂保持最佳活性，加快反应速率。 5．电解池和原电池均涉及化学能与电能的转化。如图装置中，表面产生气泡的金属是 。 电解饱和食盐水时，氯气在 产生。 A．正极 B．负极 C．阳极 D．阴极 【答案】图1中的锌和图2中的铜 C 【解析】①图1装置不是原电池也不是电解池，活泼金属与酸反应，故锌表面有气泡产生；图2装置为原电池，锌作负极发生氧化反应，铜作负极，H+在正极被还原为氢气，故图2中在铜表面产生气泡，故答案为：图1中的锌和图2中的铜；②电解饱和食盐水时，Cl-被氧化为Cl2，电解池阳极发生氧化反应，故选C。 36 / 36 学科网（北京）股份有限公司 $$