专题05 化学反应的速率和限度-【期末复习·暑假提升】2024-2025学年高一化学下学期期末复习讲义（人教版2019必修第二册）

【期末复习·暑假提升】2024-2025学年高一化学下学期期末复习讲义 专题05 化学反应的速率和限度 讲义包含两部分：核心考点回顾►期末真题演练（20道选择题+5道综合题） 【知识点1】化学反应速率 1．含义：化学反应速率是用来衡量化学反应快慢的物理量。 2．常用表示方法及计算 （1）表达式：v(A)＝＝，单位时间内反应物浓度的减小量或生成物浓度的增加量（均取正值）； 例如，在密闭容器中，合成氨的反应N2＋3H22NH3，开始时c(N2)＝8 mol·L－1，2 min后c(N2)＝4 mol·L－1，则用N2表示的反应速率为2mol·L－1·min－1。 （2）单位：mol·L－1·s－1、mol·L－1·min－1、mol·L－1·h－1 （3）注意事项： ①浓度变化只适用于气体和液体中的溶质，不适用于固体和纯液体，因为纯固体或纯液体的浓度视为常数； ②v指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化学反应速率在一定条件下，也可以用其他物理量表示。如单位时间内气体体积变化、压强变化、颜色变化、固体质量变化等。 3．与化学计量数的关系 （1）同一化学反应在相同条件下可以用不同物质的浓度变化来表示反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同，故表示化学反应速率时要指明具体物质。 （2）用不同物质的浓度变化表示同一化学反应的反应速率时，反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。例如，对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。 例：一定温度下，在密闭容器中发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。已知v(O2)＝0.5 mol·L－1·s－1，则v(SO2)＝1 mol·L－1·s－1，v(SO3)＝1 mol·L－1·s－1 4．化学反应速率计算的方法归纳 （1）化学反应中各物质浓度、反应速率的计算模式——“三段式” 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根据已知条件列式计算。 例如：反应　　　　mA　＋　nBpC t0 s/(mol·L－1)　 　a　 　　b　　 　0 转化/(mol·L－1)　 x　 　 　　 　 t1 s/(mol·L－1)　 a－x　 b－ 则v(A)＝ mol·L－1·s－1，v(B)＝ mol·L－1·s－1，v(C)＝ mol·L－1·s－1。 （2）定义式法：找出各物质的起始量、某时刻量，求出转化量，利用定义式v(A)＝＝来计算。 （3）用已知物质的反应速率，计算其他物质表示的反应速率——关系式法。 化学反应速率之比＝物质的量浓度变化量之比＝物质的量变化量之比＝化学计量数之比。 5．化学反应速率大小的比较方法 由于同一化学反应的反应速率用不同物质表示时数值可能不同，所以比较反应的快慢不能只看数值的大小，而要进行一定的转化。 (1)看单位是否统一，若不统一，换算成相同的单位。 (2)单位统一后，换算成同一物质表示的速率，再比较数值的大小。 (3)也可以直接比较化学反应速率与化学计量数的比值。 即对于一般反应aA＋bB===cC＋dD，比较与，若＞，则A表示的反应速率比B的大。 【知识点2】化学反应速率的影响因素 1．内因(主要因素)：反应物本身的性质是影响化学反应速率的决定因素。如卤素单质与H2反应的速率大小关系为F2>Cl2>Br2>I2，镁、铝、锌、铁与稀硫酸反应的速率大小关系为Mg>Al>Zn>Fe。 2、外因(只改变一个条件，其他条件不变) 规律 提醒 浓度 在其他条件相同时，增大反应物的浓度，化学反应速率加快；减少反应物的浓度，化学反应速率减慢 ①只适用于气体参加或在溶液中进行的化学反应 ②在一定温度下，固体或纯液态物质的浓度是一个常数，改变其用量，对化学反应速率无影响 ③若某物质的浓度变化改变了其性质，反应实质可能发生改变，要具体分析反应速率的变化(如铁与稀硫酸反应，在一定浓度范围内反应速率与浓度有关，但常温下铁遇浓硫酸钝化)。 ④对于离子反应，只有实际参加反应的各离子浓度发生变化，才会引起化学反应速率的改变。 温度 在其他条件相同时，升高温度，化学反应速率加快；降低温度，化学反应速率减慢 ①对任何化学反应都适用，且不受反应物状态的影响 ②不论是吸热反应还是放热反应，升高温度都能增大化学反应速率，降低温度都能减小化学反应速率 压强 在其他条件相同时，增大压强，化学反应速率加快；降低压强，化学反应速率减慢 ①压强对化学反应速率的影响实质是通过改变浓度对化学反应速率的影响实现的 ②由于固体或液体的体积受压强的影响很小，所以压强只影响有气体参加的化学反应的反应速率 催化剂 在其他条件相同时，使用催化剂，可以改变化学反应速率 使用催化剂，能改变化学反应速率，且正、逆反应速率的改变程度相同。催化剂对反应速率的影响注意事项： 固体颗粒的大小 颗粒越小，表面积越大，化学反应速率越快 与固体颗粒的多少无关 其他 光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨、形成原电池 —— 3．稀有气体对反应速率的影响 A(g)＋B(g)C(g)，恒温恒容，充入氦气，对反应速率有何影响？恒温恒压，充入氦气，对反应速率又有何影响？ (1)恒温恒容时：充入“惰性气体”→总压强增大→反应物浓度不变→反应速率不变。 (2)恒温恒压时：充入“惰性气体”→体积增大→反应物浓度减小→反应速率减小。 4.“控制变量法”探究影响化学反应速率的因素 常见变量 外界因素主要有：浓度、压强、温度、催化剂、固体表面积等 确定变量 根据实验目的，研究某个变量对反应速率的影响，需要控制其它外界因素不变，再进行实验 定多变一 探究时，先确定一种变量，保证其它外界因素不变，看这个变量与探究的问题之间存在什么关系，这样依次进行，从而得出每种因素改变的影响结论 数据统一 要注意控制数据，使变量统一，才能得出正确结论 【知识点3】可逆反应与化学平衡状态的建立 1．化学平衡研究的对象——可逆反应 （1）定义：在同一条件下，既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。 （2）特点 双向性 反应物生成物 两同性 相同条件 正、逆反应同时进行 共存性 反应物、生成物同时存在，反应物的转化率小于100% （3）表示：在方程式中用“”表示。 （4）典型的可逆反应有：H2+I22HI，2SO2+O22SO3，SO2+H2OH2SO3，NH3+H2ONH3·H2O等。 2．化学平衡状态 （1）概念：一定条件下的可逆反应，当反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物的浓度和生成物的浓度不再改变，这时的状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。 （2）建立过程：在一定条件下，把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中，反应过程如下： 以上过程可用如图表示： ①化学平衡状态是可逆反应在一定条件下所能达到的或完成的最大限度，化学反应的限度决定了反应物在该条件下转化为生成物的最大转化率 。 ②对于可逆反应来说，当处于化学平衡状态时，转化率、产率达到了最大限度。 （3）化学平衡状态的特征——“五字诀” 化学平衡状态的特征概括为逆、等、动、定、变，即： 研究对象（逆） 适用于可逆反应 动态特征（动） 建立平衡后，正、逆反应仍在进行，属于动态平衡，可用同位素示踪原子法证明 平衡实质（等） υ(正)＝v(逆)≠0（正、逆反应速率相等，但不等于零） 平衡结果（定） 达平衡后，各物质的转化率(α)、百分含量(w%)、物质的量(n)、物质的质量(m)、物质的量浓度(c)、混合气体的平均摩尔质量()、混合气体的密度(ρ)、压强(P)等所有物理量全部恒定。（不可理解为相等） 平衡移动（变） 化学平衡其存在是有条件的、暂时的，浓度、温度、压强条件变化时平衡会发生改变 【知识点4】化学平衡状态的判断 1、动态标志：v正＝v逆≠0 ①同一物质(两种表述)：v正＝v逆、断键数＝成键数。 ②不同物质：必须标明是“异向”的反应速率关系。 如aA＋bBcC＋dD，＝时，反应达到平衡状态。 2、“变量不变”：如果一个量是随反应进行而改变的(即变量)，当其“不变”时反应就达到平衡状态。 （1）达到化学平衡的本质标志 项目 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 是否平衡 正反应速率逆反应速率关系 在单位时间内消耗了m mol A的同时生成了m mol A 平衡 在单位时间内消耗了n mol B的同时消耗了p mol C 平衡 在单位时间内生成了p mol C的同时消耗了q mol D 平衡 v正(A)∶v逆(B)＝m∶n 平衡 （2）达到化学平衡的等价标志 项目 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)[假设只有A为有色气体] 是否平衡 混合体系中各组分的含量 各物质的物质的量或物质的量的分数一定 平衡 各物质的质量或质量分数一定 平衡 各气体的体积或体积分数一定 平衡 A物质断裂的化学键与A物质形成的化学键的物质的量相等 平衡 气体的颜色不变 平衡 温度 在其他条件不变时，体系温度一定时 平衡 体系颜色变化 有色气体的颜色不再改变 平衡 （3）达到化学平衡状态的特殊标志 项目 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 是否平衡 压强 当m＋n≠p＋q时，总压强一定（其它条件一定） 平衡 当m＋n＝p＋q时，总压强一定（其它条件一定） 不一定平衡 总物质的量 当m＋n≠p＋q时，总物质的量一定（其它条件一定） 平衡 当m＋n＝p＋q时，总物质的量一定（其它条件一定） 不一定平衡 体系的密度 密度一定 不一定平衡 3．反应类型分析（如下表所示） 化学反应 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 是否平衡 混合物体系中各成分的含量 ①各物质的物质的量或物质的量分数一定 平衡 ②各物质的质量或质量分数一定 平衡 ③各气体的体积或体积分数一定 平衡 ④总体积、总压强、总物质的量一定 不一定平衡 正、逆反应速率之间的关系 ①单位时间内消耗了m mol A，同时也生成了m mol A 平衡 ②单位时间内消耗了n mol B，同时也消耗了p mol C 平衡 ③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q 不一定平衡 ④单位时间内生成了n mol B，同时也消耗了q mol D 不一定平衡 压强 ①其他条件一定、总压强一定，且m＋n≠p＋q 平衡 ②其他条件一定、总压强一定，且m＋n＝p＋q 不一定平衡 混合气体的平均相对分子质量 ①平均相对分子质量一定，且m＋n≠p＋q 平衡 ②平均相对分子质量一定，且m＋n＝p＋q 不一定平衡 温度 任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时 平衡 气体的密度 密度一定 不一定平衡 颜色 反应体系内有色物质的颜色稳定不变 平衡 【知识点5】工业合成氨条件的选择 1．控制反应条件的目的 （1）促进有利的化学反应进行：通过控制反应条件，可以加快化学反应速率，提高反应物的转化率，从而促进有利的化学反应进行。 （2）抑制有害的化学反应进行：通过控制反应条件，也可以减缓化学反应速率，减少甚至消除有害物质的产生或抑制副反应的发生，从而抑制有害的化学反应继续进行。 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措施控制反应速率。 （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．工业生产中选择适宜生产条件的原则 外界条件 有利于加快速率的条件控制 有利于平衡正向移动的条件控制 综合分析结果 浓度 增大反应物的浓度 增大反应物的浓度、减小生成物的浓度 不断地补充反应物、及时地分离出生成物 催化剂 加合适的催化剂 — 加合适的催化剂 温度 高温 放热反应 低温 兼顾速率和平衡，考虑催化剂的适宜温度 吸热反应 高温 在设备条件和成本允许的前提下，尽量采取高温并考虑催化剂的活性 压强 高压(有气体参加) Δvg<0 (反应前后气体分子数减小) 高压 在设备条件和成本允许的前提下，尽量采取高压 Δvg>0 (反应前后气体分子数增加) 低压 兼顾速率和平衡，选取适宜的压强 4．下图是工业合成氨的工艺，根据流程解答下列问题： (1)工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，其化学方程式如下： N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　正向为放热反应 结合反应的化学方程式分析哪些措施可以提高合成氨的反应速率？哪些措施可以提高氮气或氢气的转化率？ 【提示】升高温度、增大压强、增大反应物的浓度、使用催化剂等，都可以使合成氨的反应速率增大；降低温度、增大压强、增大反应物浓度或减小生成物浓度等有利于提高氮气或氢气的转化率。 (2)工业合成氨中，使用铁触媒作催化剂。 ①铁触媒加快化学反应速率的原因是什么？ 【提示】使用铁触媒作催化剂改变了反应历程，降低了反应的活化能，提高了活化分子的百分数，有效碰撞次数增加，反应速率加快。 ②铁触媒能提高氢气的平衡转化率吗？ 简述理由。 【提示】不能。因为催化剂对化学平衡无影响。 ③铁触媒能提高反应混合物中氨的体积分数吗？ 【提示】能。因为实际合成氨过程为非平衡状态下进行，反应速率大，单位时间里生产的氨气的量多。 (3)合成氨时选择500 ℃而不采用常温主要考虑什么因素？ 【提示】考虑速率因素，500 ℃时催化剂的催化活性最好。 (4)合成氨时一般采用的压强为10～30 MPa的原因是什么？ 【提示】合成氨时增大压强尽管可以同时提高反应速率和反应物的转化率。但是，压强越大，对材料的强度和设备的要求也越高，增加生产投资将降低综合经济效益。故一般采用的压强为10～30 MPa。 (5)合成氨工业中，为提高反应物的转化率，还采取哪些措施？ 【提示】使氨气变成液氨并及时分离，分离后的原料气循环使用。 (6)综合考虑——选择适宜的生产条件 a．温度：400～500 ℃　　　 b．压强：10～30 MPa c．投料比：＝ d．以铁触媒作催化剂 e．采用循环操作提高原料利用率 【知识点6】化学反应速率与限度图像问题 化学反应速率与化学反应限度问题常以图像的形式出现在平面直角坐标系中，可能出现反应物的物质的量、浓度、压强、时间等因素。这类问题要按照“一看、二想、三判断”这三步来分析。 （1）“一看”——看图像 ①看面，弄清楚横、纵轴所表示的含义； ②看线，弄清楚线的走向和变化趋势； ③看点，弄清楚曲线上点的含义，特别是曲线上的折点、交点、最高点、最低点等； ④看辅助线，作横轴或纵轴的垂直线(如等温线、等压线、平衡线等)； ⑤看量的变化，弄清楚是物质的量的变化、浓度的变化，还是转化率的变化。 （2）“二想”——想规律 如各物质的转化量之比与化学计量数之比的关系，各物质的化学反应速率之比与化学计量数之比的关系，外界条件的改变对化学反应速率的影响规律以及反应达到平衡时，外界条件的改变对正、逆反应速率的影响规律等。 （3）“三判断” 利用有关规律，结合图像，通过对比分析，作出正确判断。 1．物质的量(或浓度)—时间图像 例如：某温度时，在定容(V L)容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。 （1）由图像得出的信息 ①X、Y是反应物，Z是生成物。 ②t3 s时反应达到平衡状态，X、Y并没有全部反应，该反应是可逆反应。 ③0～t3 s时间段：Δn(X)＝n1－n3mol，Δn(Y)＝n2－n3mol，Δn(Z)＝n2mol。 （2）根据图像可进行如下计算 ①某物质的平均速率、转化率，如v(X)＝ mol·L－1·s－1；Y的转化率＝×100%。 ②确定化学方程式中的化学计量数之比，X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为(n1－n3)∶(n2－n3)∶n2。 2、用图像表示浓度、温度、压强对化学反应速率的影响 图像 图像分析 (1)其他反应条件一定，化学反应速率随反应物浓度增大而增大 (2)其他反应条件一定，化学反应速率随温度的升高而增大 (3)有气体参加的反应，化学反应速率随着压强增大而增大 (4)有气体参加的反应，化学反应速率随着容器体积的增大而减小 (T2>T1) (5)分别在较低温度和较高温度下反应，化学反应速率随着压强的增大及温度的升高而增大 3、全程速率—时间图 ①Zn与足量盐酸的反应，反应速率随时间的变化如图所示 AB段：Zn与盐酸的反应是放热反应，使溶液的温度升高，化学反应速率逐渐增大 BC段：随着反应的进行，盐酸的浓度逐渐减小，化学反应速率逐渐减小 ②H2C2O4溶液中加入酸性KMnO4溶液，随着反应的进行，反应速率随时间的变化如图所示 反应方程式 2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O AB段：反应产生的Mn2＋对该反应起催化作用 BC段：随着反应的进行，反应物的浓度逐渐减小，化学反应速率逐渐减小 4．瞬时速率—时间图像 （1）当可逆反应达到一种平衡后，若某一时刻外界条件发生改变，都可能使速率—时间图像的曲线出现不连续的情况，根据出现“断点”前后的速率大小，即可对外界条件的变化情况作出判断。如图： t1时刻改变的条件可能是使用了催化剂或增大压强(仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应)。 （2）常见含“断点”的速率－时间图像分析 图像 t1时刻所改变的条件 温度 升高 降低 升高 降低 正反应为放热反应 正反应为吸热反应 压强 增大 减小 增大 减小 正反应为气体物质的量增大的反应 正反应为气体物质的量减小的反应 【知识点7】有关化学反应速率和化学平衡的计算 （1）掌握一个方法——“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，要注意准确地列出起始量、变化量、平衡量，按题目要求进行计算，同时还要注意单位的统一。 对以下反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量(mol)分别为a、b，达到平衡后，A的消耗量为mx mol，容器容积为V L。 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 起始/mol a b 0 0 变化/mol mx nx px qx 平衡/mol a－mx b－nx px qx （2）明确三个量的关系 ①三个量：即起始量、变化量、平衡量。 ②关系： 对于同一反应物，起始量－变化量＝平衡量。 对于同一生成物，起始量＋变化量＝平衡量。 各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。 （3）掌握以下公式 ①A的平衡浓度：c(A)＝ mol·L－1。 ②A的转化率：α(A)＝×100%，α(A)∶α(B)＝∶＝。 （转化率＝×100%＝×100%） ③A的体积分数：φ(A)＝×100%。 （某组分的体积分数＝×100%） ④平衡混合物中某组分的百分含量＝×100%。 ⑤平衡压强与起始压强之比：＝。 ⑥混合气体的平均密度：ρ混＝ g·L－1。 ⑦混合气体的平均摩尔质量：＝ g·mol－1。 ⑧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，转化率越大，原料利用率越高，产率越大。 产率＝×100%。 1．（23-24高一下·黑龙江绥化·期末）关于反应，下列表示的反应速率最快的是 A． B． C． D． 2．（23-24高一下·广东茂名·期末）下列措施中，不能增大化学反应速率的是 A．锌与稀硫酸反应制取时，加入蒸馏水 B．用溶液制取时，向溶液中加入少量粉末 C．Mg在中燃烧生成MgO，用镁粉代替镁条 D．与稀盐酸反应生成时，适当升高温度 3．（23-24高一下·广西钦州·期末）一定温度下，在一恒容密闭容器中充入适量的CO和NO，加入催化剂，发生反应：，测得浓度随时间的变化如图所示。下列叙述错误的是 A．时，正反应速率大于逆反应速率 B．时，充入氩气，反应速率不变 C．时，反应达到平衡状态 D．内，CO的平均速率 4．（23-24高一下·贵州黔西·期末）下列有关措施中，不能增大相关化学反应速率的是 A．与稀硫酸反应制取时：向溶液中滴加几滴溶液 B．实验室利用碳酸钙与稀盐酸反应制备：将稀盐酸换成同浓度的硫酸 C．实验室用分解的方法制备：添加少量粉末 D．和合成：常采用高温、高压和适宜催化剂的条件下进行 5．（23-24高一下·湖南株洲·期末）室温下，为探究纳米铁去除水样中的影响因素，测得不同条件下的浓度随时间变化关系如图。 实验序号 水样体积 纳米铁质量 水样初始 ① 50 8 5 ② 50 2 5 ③ 50 2 8 下列说法不正确的是 A．实验①中，小时内平均反应速率 B．实验②中，反应的离子方程式为： C．其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率 D．其他条件相同时，水样初始越小，的去除效果越好 6．（23-24高一下·黑龙江哈尔滨·期末）实验室用铁片和稀硫酸反应制，不能使该化学反应速率加快的措施是 A．加少量粉 B．升高温度 C．用浓硫酸 D．将铁片换成铁粉 7．（23-24高一下·广东茂名·期末）一定温度下，容积为1 L的密闭容器内，某一反应体系中X、Y的物质的量随时间的变化曲线如图所示，下列说法错误的是 A．时Y的浓度是X的2倍 B．时，平均反应速率mol⋅L⋅min C．时正反应速率等于逆反应速率 D．时向容器中加入催化剂，Y的转化率增大 8．（23-24高一下·山东济南·期末）工业上可利用废气与合成甲醇，原理是，正反应为放热反应。某研究团队实验模拟该反应，在一定温度下恒容密闭容器中，充入废气（其中体积分数为，其余物质此条件下不反应）和，在第5分钟达到平衡时，测得容器内压强为（起始压强为）。下列说法正确的是 A．混合气体密度不再改变，能说明此反应已达到平衡状态 B．平衡时刻的转化率小于的转化率 C．在内该反应的平均速率 D．若向此体系中再加入，平衡时气体总物质的量一定大于 9．（23-24高一下·四川眉山·期末）下列措施中，不能加快相应化学反应速率的是 A．铁与稀硫酸反应制时，将稀硫酸改成浓硫酸 B．溶液与稀溶液反应时，适当升高温度 C．双氧水分解制时，加入几滴溶液 D．碳酸钙与稀盐酸反应制时，粉碎固体 10．（23-24高一下·陕西渭南·期末）二氧化碳催化加氢制甲醇有利于减少温室气体的排放，其反应为。某温度下，向2 L恒容密闭容器中充入和，测得物质的量随时间变化如下图所示。下列说法错误的是 A．c点反应达到平衡状态 B．b点时，v(正)＞v(逆) C．0～4 min内， D．d点时，容器中有剩余 11．（23-24高一下·新疆·期末）下列关于化学反应的速率和限度的说法正确的是 A．化学平衡状态指的是反应物和生成物浓度相等时的状态 B．增大反应物的量，反应速率一定增大 C．在一定条件下，可逆反应都有一定的限度 D．可以通过延长反应的时间来改变化学反应的限度 12．（23-24高一下·吉林长春·期末）将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中(固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：判断该分解反应已经达到化学平衡的是 ①     ②密闭容器中总压强不变 ③密闭容器中混合气体的密度不变    ④密闭容器中气体的平均摩尔质量不变 A．①② B．②③ C．②④ D．②③④ 13．（23-24高一上·浙江金华·期末）一定温度下，在体积为的恒容密闭容器中，某一反应中、、三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示，下列表述中正确的是 A．反应的化学方程式为 B．时，正、逆反应都不再继续进行，反应达到化学平衡 C．若，则内的平均化学反应速率为 D．温度、体积不变，时刻充入使压强增大，正、逆反应速率都增大 14．（23-24高一上·河北张家口·期末）少量铁粉与的稀盐酸反应，反应速率太慢。为了加快此反应速率而不改变的产量，可以使用如下方法中的 ①加 ②加固体 ③滴入几滴浓盐酸 ④加固体 ⑤加溶液 ⑥滴入几滴硫酸铜溶液 ⑦升高温度(不考虑盐酸挥发) ⑧改用盐酸 A．①⑥⑦ B．③⑤⑧ C．⑤⑦⑧ D．③⑦⑧ 15．（23-24高一上·山东德州·期末）可逆反应：，在容积不变的密闭容器中进行，下列能说明该反应达到平衡状态的有 ①单位时间内生成的同时生成 ②容器内总压强不再变化 ③、NO、的物质的量浓度之比为 ④混合气体的密度不再改变 ⑤混合气体的颜色不再改变 ⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变 A．2个 B．3个 C．4个 D．5个 16．（23-24高一下·广东广州·期末）工业制硫酸中的一步重要反应是在400～500℃下的催化氧化：。这是一个正反应放热的可逆反应。若反应在恒容密闭容器中进行，下列有关说法正确的是 A．达到平衡时，正、逆反应速率均为零 B．其他条件不变时，向容器内充入Ne，的生成速率会增大 C．使用合适的高效催化剂，可以实现的完全转化 D．通过调控反应条件，可以提高该反应进行的程度 17．（23-24高一下·福建福州·期末）为了探究温度和浓度对化学反应速率的影响，某同学进行如下实验，并用秒表记录溶液褪色时间(溶液混合引起的体积变化忽略不计)。下列说法错误的是 实验 序号 反应温度/℃ 酸性KMnO4溶液 H2C2O4溶液 H2O 褪色时间/s V/mL c/(mol·L-1) V/mL c/(mol·L-1) V/mL Ⅰ 20 10 0.001 10 0.10 0 t1 Ⅱ 20 10 0.001 5 0.10 V1 t2 Ⅲ 40 10 0.001 10 0.10 V2 t3 A．V1=5，V2=0 B．实验Ⅲ中，0~t3 s内的平均反应速率 C．实验Ⅰ和实验Ⅲ可探究温度对化学反应速率的影响 D．反应的离子方程式为 18．（23-24高一下·黑龙江·期末）某温度下，将等物质的量的气体A、B混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：，经2 min后测得B的物质的量分数为25%，以D表示的反应速率v(D)=0.25 mol/(L·min)，下列说法正确的是 A．2 min时，B的浓度为1.5 mol/L B．反应时，向容器中通入氦气，容器内压强增大，化学反应速率加快 C．反应前后容器内气体的压强之比为1：1 D．若混合气体的平均相对分子质量不变，则表明该反应已达到平衡状态 19．（23-24高一下·广东茂名·期末）一定温度下，向容积为1 L的密闭容器中加入2 mol 和1 mol ，发生反应：，下列能说明此反应达到平衡状态的是 A． B．容器内压强不变 C．混合气体的密度不变 D．混合气体中、的物质的量之比为2∶1 20．（23-24高一下·内蒙古·期末）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% 二、填空题 21．（23-24高一下·湖南·期末）碘化钾（KI）可用于治疗甲状腺肿、KIO3可用于预防碘缺乏症，回答下列问题。 (1)KI的电子式为 ，KIO3是 （填“离子”或“共价”）化合物；在稀硫酸中将KI、KIO3、淀粉混合，可得到蓝色溶液，写出相应反应的离子方程式： 。 (2)KI在空气中久置能被氧化为碘单质，该反应中发生氧化反应与发生还原反应的物质的物质的量之比为 。 (3)溶液能将KI氧化为，某研究性学习小组的同学欲探究温度、溶液浓度对该反应速率的影响情况，进行如下表所述实验（显色剂用量完全相同）。 实验编号 温度（℃） KI溶液 溶液 蒸馏水 显色所需要的时间（s） 体积（mL） 浓度（） 体积（mL） 浓度（） 体积（mL） 1 30 3 0.2 2.5 0.2 1 2 40 3 0.2 0.2 1 3 50 0.2 2.5 0.2 1 4 3 0.2 1.5 0.2 ① 。实验1、2、3的目的是 ，实验所得出的结论是（要写出具体的定量关系） 。 ② 。某同学将的溶液（含指示剂）置于40℃的水浴中加热，其他条件与实验2相同，在时溶液开始显色，则 0.2（填“>”“=”或“<”）。 ③该研究小组的同学通过查阅资料得到该反应具有一定限度的结论，为验证这个结论，它们将的溶液与的溶液混合，充分反应后，选用了下列试剂中的 （填标号）。 A．KSCN溶液    B．溶液    C．溶液 22．（23-24高一下·广东·期末）“绿水青山就是金山银山”。近年来，绿色发展、生态保护成为中国展示给世界的一张新“名片”。请回答下列关于大气污染物治理相关的问题：和都是有毒气体，氨气可作为脱硝剂，如和在一定条件下发生反应：。 (1)在恒温恒容的条件下，下列能说明该反应已达到平衡状态的是 (填字母)。 a．反应速率 b．容器内压强不再随时间而发生变化 c．容器内的物质的量分数不再随时间而发生变化 d．容器内 e．有键断裂的同时生成键 f．混合气体的密度不随时间的变化而变化 (2)利用该原理，设计如下原电池，除掉的同时，还可以提供电能。 电极为 极，电极上发生的电极反应为 。 (3)已知拆开键、键、键需要的能量依次为、、，在该温度下，制备所需时，取和放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，测得反应放出的总热量 (填“=”、“>”或“<”)(理论消耗放出的热量)，其原因是 。 (4)一定条件下，在密闭容器内，反应中随时间变化如下来： 时间 0 1 2 3 4 5 ①用表示内该反应的平均速率 ，在第时，的转化率为 。(转化率是指某一反应物转化量占其总量的百分比) ②根据上表可以看出，随着反应的进行，反应速率逐渐减小，其原因是 。 23．（23-24高一下·甘肃白银·期末）化学是人类进步的阶梯，化学在生产、生活中有着广泛的应用。 (1)我国政府曾经向全世界郑重承诺，努力争取在2060年前实现“碳中和”，有人设计利用反应(苯乙烯，g)实现二氧化碳的转化利用。 ①恒温恒容的条件下进行上述反应，下列事实不能作为该反应达到平衡的依据的是 (填字母)。 a． b．苯乙烯的体积分数不再变化 c．容器内苯乙烯与的浓度相等 ②一定温度下，将和加入体积为的恒容密闭容器中，发生上述反应。后达到平衡，测得为1mol，5min内的平均反应速率v()= 。 (2)某兴趣小组探究化学反应速率和平衡。在一定温度下，向体积为的恒容密闭容器中充入，发生反应，测得容器内随时间的变化曲线如图所示。 ①图中1~4四个点中，到达平衡状态的是 。 ②反应进行到16min时，A的转化率是 。 ③上述条件下，下列措施能使该反应速率加快的是 (填字母)。 A．继续加入A        B．增大容器体积        C．加入合适的催化剂        D．充入一定量的 (3)工业上利用反应消除污染，在不同条件下的化学反应速率如下： ①         ② ③         ④ 上述表示的化学反应速率由快到慢的顺序为 (填序号)。 24．（23-24高一下·甘肃·期末）研究氮的相关化合物在化工生产中有重要意义。 (1)氨的催化氧化反应是制备硝酸的重要反应，实验时先用酒精喷灯加热催化剂，然后通入反应气体，当催化剂红热后撤离酒精喷灯，催化剂始终保持红热，温度可达到700℃以上。下列图示中，能正确表示该反应过程中能量变化的是 (填字母)。 (2)在2L的恒温恒容密闭容器中，发生反应，通入等物质的量的NO和，随时间的变化如下表： t/s 0 1 2 3 4 5 /mol 0.02 0.012 0.008 0.005 0.004 0.004 ①0~4s内， 。 ②某同学由数据推测，反应在第4s时恰好达到平衡状态。该推测 (填“正确”或“错误”)。 ③在第5s时，的转化率为 。 ④平衡时，容器中混合气体的压强与反应开始时的压强之比为 。 (3)有如图所示的装置，下列说法正确的是_____。 A．Cu是原电池的负极 B．Al是原电池的正极 C．电子由Al沿导线流向Cu D．铝片上的电极反应式为 (4)一定条件下，反应达到化学平衡状态，下列说法一定正确的是_____。 A．每1mol键断裂的同时有3mol键生成 B．、、的浓度之比为1∶3∶2 C．减少的速率和减少的速率之比为1∶2 D．气体体积为初始体积的 25．（23-24高一下·湖南岳阳·期末）碳中和作为一种新型环保形式可推动全社会绿色发展。下图为中科院上海物化所正在研究建立的一种二氧化碳新循环体系。 (1)过程I的原理：，根据下表数据回答： 化学键 键能 436 496 463 ①完全分解2mol水需吸收能量 kJ。 ②能正确表示该过程能量变化示意图是 。 A．    　B． C．    　D． (2)200℃时，在2L密闭容器中充入和发生过程II中的反应，和的物质的量随时间变化如图所示。 ①反应的化学方程式是 。 ②下列不能说明该反应一定达到化学平衡状态的是 。 a．单位时间内消耗1mol，同时生成1mol b．容器中不再变化 c．容器中气体压强不再变化 d．容器中气体密度不再变化 (3)利用过程III的反应设计的一种原电池，工作原理如图所示。 ①d的电极反应式为 。 ②若线路中转移1mol电子，则该电池理论上消耗的在标准状况下的体积为 L。 (4)过程IV的目的是 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 【期末复习·暑假提升】2024-2025学年高一化学下学期期末复习讲义 专题05 化学反应的速率和限度 讲义包含两部分：核心考点回顾►期末真题演练（20道选择题+5道综合题） 【知识点1】化学反应速率 1．含义：化学反应速率是用来衡量化学反应快慢的物理量。 2．常用表示方法及计算 （1）表达式：v(A)＝＝，单位时间内反应物浓度的减小量或生成物浓度的增加量（均取正值）； 例如，在密闭容器中，合成氨的反应N2＋3H22NH3，开始时c(N2)＝8 mol·L－1，2 min后c(N2)＝4 mol·L－1，则用N2表示的反应速率为2mol·L－1·min－1。 （2）单位：mol·L－1·s－1、mol·L－1·min－1、mol·L－1·h－1 （3）注意事项： ①浓度变化只适用于气体和液体中的溶质，不适用于固体和纯液体，因为纯固体或纯液体的浓度视为常数； ②v指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化学反应速率在一定条件下，也可以用其他物理量表示。如单位时间内气体体积变化、压强变化、颜色变化、固体质量变化等。 3．与化学计量数的关系 （1）同一化学反应在相同条件下可以用不同物质的浓度变化来表示反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同，故表示化学反应速率时要指明具体物质。 （2）用不同物质的浓度变化表示同一化学反应的反应速率时，反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。例如，对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。 例：一定温度下，在密闭容器中发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。已知v(O2)＝0.5 mol·L－1·s－1，则v(SO2)＝1 mol·L－1·s－1，v(SO3)＝1 mol·L－1·s－1 4．化学反应速率计算的方法归纳 （1）化学反应中各物质浓度、反应速率的计算模式——“三段式” 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根据已知条件列式计算。 例如：反应　　　　mA　＋　nBpC t0 s/(mol·L－1)　 　a　 　　b　　 　0 转化/(mol·L－1)　 x　 　 　　 　 t1 s/(mol·L－1)　 a－x　 b－ 则v(A)＝ mol·L－1·s－1，v(B)＝ mol·L－1·s－1，v(C)＝ mol·L－1·s－1。 （2）定义式法：找出各物质的起始量、某时刻量，求出转化量，利用定义式v(A)＝＝来计算。 （3）用已知物质的反应速率，计算其他物质表示的反应速率——关系式法。 化学反应速率之比＝物质的量浓度变化量之比＝物质的量变化量之比＝化学计量数之比。 5．化学反应速率大小的比较方法 由于同一化学反应的反应速率用不同物质表示时数值可能不同，所以比较反应的快慢不能只看数值的大小，而要进行一定的转化。 (1)看单位是否统一，若不统一，换算成相同的单位。 (2)单位统一后，换算成同一物质表示的速率，再比较数值的大小。 (3)也可以直接比较化学反应速率与化学计量数的比值。 即对于一般反应aA＋bB===cC＋dD，比较与，若＞，则A表示的反应速率比B的大。 【知识点2】化学反应速率的影响因素 1．内因(主要因素)：反应物本身的性质是影响化学反应速率的决定因素。如卤素单质与H2反应的速率大小关系为F2>Cl2>Br2>I2，镁、铝、锌、铁与稀硫酸反应的速率大小关系为Mg>Al>Zn>Fe。 2、外因(只改变一个条件，其他条件不变) 规律 提醒 浓度 在其他条件相同时，增大反应物的浓度，化学反应速率加快；减少反应物的浓度，化学反应速率减慢 ①只适用于气体参加或在溶液中进行的化学反应 ②在一定温度下，固体或纯液态物质的浓度是一个常数，改变其用量，对化学反应速率无影响 ③若某物质的浓度变化改变了其性质，反应实质可能发生改变，要具体分析反应速率的变化(如铁与稀硫酸反应，在一定浓度范围内反应速率与浓度有关，但常温下铁遇浓硫酸钝化)。 ④对于离子反应，只有实际参加反应的各离子浓度发生变化，才会引起化学反应速率的改变。 温度 在其他条件相同时，升高温度，化学反应速率加快；降低温度，化学反应速率减慢 ①对任何化学反应都适用，且不受反应物状态的影响 ②不论是吸热反应还是放热反应，升高温度都能增大化学反应速率，降低温度都能减小化学反应速率 压强 在其他条件相同时，增大压强，化学反应速率加快；降低压强，化学反应速率减慢 ①压强对化学反应速率的影响实质是通过改变浓度对化学反应速率的影响实现的 ②由于固体或液体的体积受压强的影响很小，所以压强只影响有气体参加的化学反应的反应速率 催化剂 在其他条件相同时，使用催化剂，可以改变化学反应速率 使用催化剂，能改变化学反应速率，且正、逆反应速率的改变程度相同。催化剂对反应速率的影响注意事项： 固体颗粒的大小 颗粒越小，表面积越大，化学反应速率越快 与固体颗粒的多少无关 其他 光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨、形成原电池 —— 3．稀有气体对反应速率的影响 A(g)＋B(g)C(g)，恒温恒容，充入氦气，对反应速率有何影响？恒温恒压，充入氦气，对反应速率又有何影响？ (1)恒温恒容时：充入“惰性气体”→总压强增大→反应物浓度不变→反应速率不变。 (2)恒温恒压时：充入“惰性气体”→体积增大→反应物浓度减小→反应速率减小。 4.“控制变量法”探究影响化学反应速率的因素 常见变量 外界因素主要有：浓度、压强、温度、催化剂、固体表面积等 确定变量 根据实验目的，研究某个变量对反应速率的影响，需要控制其它外界因素不变，再进行实验 定多变一 探究时，先确定一种变量，保证其它外界因素不变，看这个变量与探究的问题之间存在什么关系，这样依次进行，从而得出每种因素改变的影响结论 数据统一 要注意控制数据，使变量统一，才能得出正确结论 【知识点3】可逆反应与化学平衡状态的建立 1．化学平衡研究的对象——可逆反应 （1）定义：在同一条件下，既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。 （2）特点 双向性 反应物生成物 两同性 相同条件 正、逆反应同时进行 共存性 反应物、生成物同时存在，反应物的转化率小于100% （3）表示：在方程式中用“”表示。 （4）典型的可逆反应有：H2+I22HI，2SO2+O22SO3，SO2+H2OH2SO3，NH3+H2ONH3·H2O等。 2．化学平衡状态 （1）概念：一定条件下的可逆反应，当反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物的浓度和生成物的浓度不再改变，这时的状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。 （2）建立过程：在一定条件下，把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中，反应过程如下： 以上过程可用如图表示： ①化学平衡状态是可逆反应在一定条件下所能达到的或完成的最大限度，化学反应的限度决定了反应物在该条件下转化为生成物的最大转化率 。 ②对于可逆反应来说，当处于化学平衡状态时，转化率、产率达到了最大限度。 （3）化学平衡状态的特征——“五字诀” 化学平衡状态的特征概括为逆、等、动、定、变，即： 研究对象（逆） 适用于可逆反应 动态特征（动） 建立平衡后，正、逆反应仍在进行，属于动态平衡，可用同位素示踪原子法证明 平衡实质（等） υ(正)＝v(逆)≠0（正、逆反应速率相等，但不等于零） 平衡结果（定） 达平衡后，各物质的转化率(α)、百分含量(w%)、物质的量(n)、物质的质量(m)、物质的量浓度(c)、混合气体的平均摩尔质量()、混合气体的密度(ρ)、压强(P)等所有物理量全部恒定。（不可理解为相等） 平衡移动（变） 化学平衡其存在是有条件的、暂时的，浓度、温度、压强条件变化时平衡会发生改变 【知识点4】化学平衡状态的判断 1、动态标志：v正＝v逆≠0 ①同一物质(两种表述)：v正＝v逆、断键数＝成键数。 ②不同物质：必须标明是“异向”的反应速率关系。 如aA＋bBcC＋dD，＝时，反应达到平衡状态。 2、“变量不变”：如果一个量是随反应进行而改变的(即变量)，当其“不变”时反应就达到平衡状态。 （1）达到化学平衡的本质标志 项目 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 是否平衡 正反应速率逆反应速率关系 在单位时间内消耗了m mol A的同时生成了m mol A 平衡 在单位时间内消耗了n mol B的同时消耗了p mol C 平衡 在单位时间内生成了p mol C的同时消耗了q mol D 平衡 v正(A)∶v逆(B)＝m∶n 平衡 （2）达到化学平衡的等价标志 项目 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)[假设只有A为有色气体] 是否平衡 混合体系中各组分的含量 各物质的物质的量或物质的量的分数一定 平衡 各物质的质量或质量分数一定 平衡 各气体的体积或体积分数一定 平衡 A物质断裂的化学键与A物质形成的化学键的物质的量相等 平衡 气体的颜色不变 平衡 温度 在其他条件不变时，体系温度一定时 平衡 体系颜色变化 有色气体的颜色不再改变 平衡 （3）达到化学平衡状态的特殊标志 项目 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 是否平衡 压强 当m＋n≠p＋q时，总压强一定（其它条件一定） 平衡 当m＋n＝p＋q时，总压强一定（其它条件一定） 不一定平衡 总物质的量 当m＋n≠p＋q时，总物质的量一定（其它条件一定） 平衡 当m＋n＝p＋q时，总物质的量一定（其它条件一定） 不一定平衡 体系的密度 密度一定 不一定平衡 3．反应类型分析（如下表所示） 化学反应 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 是否平衡 混合物体系中各成分的含量 ①各物质的物质的量或物质的量分数一定 平衡 ②各物质的质量或质量分数一定 平衡 ③各气体的体积或体积分数一定 平衡 ④总体积、总压强、总物质的量一定 不一定平衡 正、逆反应速率之间的关系 ①单位时间内消耗了m mol A，同时也生成了m mol A 平衡 ②单位时间内消耗了n mol B，同时也消耗了p mol C 平衡 ③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q 不一定平衡 ④单位时间内生成了n mol B，同时也消耗了q mol D 不一定平衡 压强 ①其他条件一定、总压强一定，且m＋n≠p＋q 平衡 ②其他条件一定、总压强一定，且m＋n＝p＋q 不一定平衡 混合气体的平均相对分子质量 ①平均相对分子质量一定，且m＋n≠p＋q 平衡 ②平均相对分子质量一定，且m＋n＝p＋q 不一定平衡 温度 任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时 平衡 气体的密度 密度一定 不一定平衡 颜色 反应体系内有色物质的颜色稳定不变 平衡 【知识点5】工业合成氨条件的选择 1．控制反应条件的目的 （1）促进有利的化学反应进行：通过控制反应条件，可以加快化学反应速率，提高反应物的转化率，从而促进有利的化学反应进行。 （2）抑制有害的化学反应进行：通过控制反应条件，也可以减缓化学反应速率，减少甚至消除有害物质的产生或抑制副反应的发生，从而抑制有害的化学反应继续进行。 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措施控制反应速率。 （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．工业生产中选择适宜生产条件的原则 外界条件 有利于加快速率的条件控制 有利于平衡正向移动的条件控制 综合分析结果 浓度 增大反应物的浓度 增大反应物的浓度、减小生成物的浓度 不断地补充反应物、及时地分离出生成物 催化剂 加合适的催化剂 — 加合适的催化剂 温度 高温 放热反应 低温 兼顾速率和平衡，考虑催化剂的适宜温度 吸热反应 高温 在设备条件和成本允许的前提下，尽量采取高温并考虑催化剂的活性 压强 高压(有气体参加) Δvg<0 (反应前后气体分子数减小) 高压 在设备条件和成本允许的前提下，尽量采取高压 Δvg>0 (反应前后气体分子数增加) 低压 兼顾速率和平衡，选取适宜的压强 4．下图是工业合成氨的工艺，根据流程解答下列问题： (1)工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，其化学方程式如下： N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　正向为放热反应 结合反应的化学方程式分析哪些措施可以提高合成氨的反应速率？哪些措施可以提高氮气或氢气的转化率？ 【提示】升高温度、增大压强、增大反应物的浓度、使用催化剂等，都可以使合成氨的反应速率增大；降低温度、增大压强、增大反应物浓度或减小生成物浓度等有利于提高氮气或氢气的转化率。 (2)工业合成氨中，使用铁触媒作催化剂。 ①铁触媒加快化学反应速率的原因是什么？ 【提示】使用铁触媒作催化剂改变了反应历程，降低了反应的活化能，提高了活化分子的百分数，有效碰撞次数增加，反应速率加快。 ②铁触媒能提高氢气的平衡转化率吗？ 简述理由。 【提示】不能。因为催化剂对化学平衡无影响。 ③铁触媒能提高反应混合物中氨的体积分数吗？ 【提示】能。因为实际合成氨过程为非平衡状态下进行，反应速率大，单位时间里生产的氨气的量多。 (3)合成氨时选择500 ℃而不采用常温主要考虑什么因素？ 【提示】考虑速率因素，500 ℃时催化剂的催化活性最好。 (4)合成氨时一般采用的压强为10～30 MPa的原因是什么？ 【提示】合成氨时增大压强尽管可以同时提高反应速率和反应物的转化率。但是，压强越大，对材料的强度和设备的要求也越高，增加生产投资将降低综合经济效益。故一般采用的压强为10～30 MPa。 (5)合成氨工业中，为提高反应物的转化率，还采取哪些措施？ 【提示】使氨气变成液氨并及时分离，分离后的原料气循环使用。 (6)综合考虑——选择适宜的生产条件 a．温度：400～500 ℃　　　 b．压强：10～30 MPa c．投料比：＝ d．以铁触媒作催化剂 e．采用循环操作提高原料利用率 【知识点6】化学反应速率与限度图像问题 化学反应速率与化学反应限度问题常以图像的形式出现在平面直角坐标系中，可能出现反应物的物质的量、浓度、压强、时间等因素。这类问题要按照“一看、二想、三判断”这三步来分析。 （1）“一看”——看图像 ①看面，弄清楚横、纵轴所表示的含义； ②看线，弄清楚线的走向和变化趋势； ③看点，弄清楚曲线上点的含义，特别是曲线上的折点、交点、最高点、最低点等； ④看辅助线，作横轴或纵轴的垂直线(如等温线、等压线、平衡线等)； ⑤看量的变化，弄清楚是物质的量的变化、浓度的变化，还是转化率的变化。 （2）“二想”——想规律 如各物质的转化量之比与化学计量数之比的关系，各物质的化学反应速率之比与化学计量数之比的关系，外界条件的改变对化学反应速率的影响规律以及反应达到平衡时，外界条件的改变对正、逆反应速率的影响规律等。 （3）“三判断” 利用有关规律，结合图像，通过对比分析，作出正确判断。 1．物质的量(或浓度)—时间图像 例如：某温度时，在定容(V L)容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。 （1）由图像得出的信息 ①X、Y是反应物，Z是生成物。 ②t3 s时反应达到平衡状态，X、Y并没有全部反应，该反应是可逆反应。 ③0～t3 s时间段：Δn(X)＝n1－n3mol，Δn(Y)＝n2－n3mol，Δn(Z)＝n2mol。 （2）根据图像可进行如下计算 ①某物质的平均速率、转化率，如v(X)＝ mol·L－1·s－1；Y的转化率＝×100%。 ②确定化学方程式中的化学计量数之比，X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为(n1－n3)∶(n2－n3)∶n2。 2、用图像表示浓度、温度、压强对化学反应速率的影响 图像 图像分析 (1)其他反应条件一定，化学反应速率随反应物浓度增大而增大 (2)其他反应条件一定，化学反应速率随温度的升高而增大 (3)有气体参加的反应，化学反应速率随着压强增大而增大 (4)有气体参加的反应，化学反应速率随着容器体积的增大而减小 (T2>T1) (5)分别在较低温度和较高温度下反应，化学反应速率随着压强的增大及温度的升高而增大 3、全程速率—时间图 ①Zn与足量盐酸的反应，反应速率随时间的变化如图所示 AB段：Zn与盐酸的反应是放热反应，使溶液的温度升高，化学反应速率逐渐增大 BC段：随着反应的进行，盐酸的浓度逐渐减小，化学反应速率逐渐减小 ②H2C2O4溶液中加入酸性KMnO4溶液，随着反应的进行，反应速率随时间的变化如图所示 反应方程式 2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O AB段：反应产生的Mn2＋对该反应起催化作用 BC段：随着反应的进行，反应物的浓度逐渐减小，化学反应速率逐渐减小 4．瞬时速率—时间图像 （1）当可逆反应达到一种平衡后，若某一时刻外界条件发生改变，都可能使速率—时间图像的曲线出现不连续的情况，根据出现“断点”前后的速率大小，即可对外界条件的变化情况作出判断。如图： t1时刻改变的条件可能是使用了催化剂或增大压强(仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应)。 （2）常见含“断点”的速率－时间图像分析 图像 t1时刻所改变的条件 温度 升高 降低 升高 降低 正反应为放热反应 正反应为吸热反应 压强 增大 减小 增大 减小 正反应为气体物质的量增大的反应 正反应为气体物质的量减小的反应 【知识点7】有关化学反应速率和化学平衡的计算 （1）掌握一个方法——“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，要注意准确地列出起始量、变化量、平衡量，按题目要求进行计算，同时还要注意单位的统一。 对以下反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量(mol)分别为a、b，达到平衡后，A的消耗量为mx mol，容器容积为V L。 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 起始/mol a b 0 0 变化/mol mx nx px qx 平衡/mol a－mx b－nx px qx （2）明确三个量的关系 ①三个量：即起始量、变化量、平衡量。 ②关系： 对于同一反应物，起始量－变化量＝平衡量。 对于同一生成物，起始量＋变化量＝平衡量。 各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。 （3）掌握以下公式 ①A的平衡浓度：c(A)＝ mol·L－1。 ②A的转化率：α(A)＝×100%，α(A)∶α(B)＝∶＝。 （转化率＝×100%＝×100%） ③A的体积分数：φ(A)＝×100%。 （某组分的体积分数＝×100%） ④平衡混合物中某组分的百分含量＝×100%。 ⑤平衡压强与起始压强之比：＝。 ⑥混合气体的平均密度：ρ混＝ g·L－1。 ⑦混合气体的平均摩尔质量：＝ g·mol－1。 ⑧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，转化率越大，原料利用率越高，产率越大。 产率＝×100%。 1．（23-24高一下·黑龙江绥化·期末）关于反应，下列表示的反应速率最快的是 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】关于反应，可以将不同物质表示的反应速率转化为以物质B表示的速率进行大小比较；当，则；当，则；当，则；因此表示的反应速率最快，答案选B。 2．（23-24高一下·广东茂名·期末）下列措施中，不能增大化学反应速率的是 A．锌与稀硫酸反应制取时，加入蒸馏水 B．用溶液制取时，向溶液中加入少量粉末 C．Mg在中燃烧生成MgO，用镁粉代替镁条 D．与稀盐酸反应生成时，适当升高温度 【答案】A 【详解】A．锌与稀硫酸反应制取时，加入蒸馏水，导致硫酸浓度降低，反应速率减慢，而不是速率加快，A符合题意； B．用溶液制取时，添加少量，起催化作用，化学反应速率加快，B不符合题意； C．Mg在中燃烧生成MgO，若用镁粉代替镁条，由于Mg与O2接触面积增大，反应速率大大加快，C不符合题意； D．在与稀盐酸反应生成时，适当升高温度，物质的内能增加，微粒之间有效碰撞次数增加，反应速率加快，D不符合题意； 故选A。 3．（23-24高一下·广西钦州·期末）一定温度下，在一恒容密闭容器中充入适量的CO和NO，加入催化剂，发生反应：，测得浓度随时间的变化如图所示。下列叙述错误的是 A．时，正反应速率大于逆反应速率 B．时，充入氩气，反应速率不变 C．时，反应达到平衡状态 D．内，CO的平均速率 【答案】D 【详解】A．时反应没有达到平衡状态，反应正向进行，正反应速率大于逆反应速率，A正确； B．时，充入氩气，反应物浓度不变，反应速率不变，B正确； C．时氮气浓度不再发生变化，反应达到平衡状态，C正确； D．内氮气浓度增加了()mol/L，消耗CO浓度是2()mol/L，CO的平均速率，D错误； 答案选D。 4．（23-24高一下·贵州黔西·期末）下列有关措施中，不能增大相关化学反应速率的是 A．与稀硫酸反应制取时：向溶液中滴加几滴溶液 B．实验室利用碳酸钙与稀盐酸反应制备：将稀盐酸换成同浓度的硫酸 C．实验室用分解的方法制备：添加少量粉末 D．和合成：常采用高温、高压和适宜催化剂的条件下进行 【答案】B 【详解】A．与稀硫酸反应制取时：向溶液中滴加几滴溶液，能形成原电池，加快反应速率，A不符合题意； B．实验室利用碳酸钙与稀盐酸反应制备：将稀盐酸换成同浓度的硫酸，在碳酸钙表面会形成硫酸钙沉淀，减慢反应速率，B符合题意； C．实验室用分解的方法制备：添加少量粉末，为催化剂，加快化学反应速率，C不符合题意； D．和合成：常采用高温、高压和适宜催化剂的条件下进行，加快化学反应速率，D不符合题意； 故选B。 5．（23-24高一下·湖南株洲·期末）室温下，为探究纳米铁去除水样中的影响因素，测得不同条件下的浓度随时间变化关系如图。 实验序号 水样体积 纳米铁质量 水样初始 ① 50 8 5 ② 50 2 5 ③ 50 2 8 下列说法不正确的是 A．实验①中，小时内平均反应速率 B．实验②中，反应的离子方程式为： C．其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率 D．其他条件相同时，水样初始越小，的去除效果越好 【答案】D 【详解】A．实验①中，0~2小时内平均反应速率，A正确； B．实验②中用纳米铁去除水样中的，反应在酸性条件下进行，反应的离子方程式为，B正确； C．综合分析实验①和②可知，在相同时间内，实验①中浓度的变化量大，因此，其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率，C正确； D．综合分析实验③和②可知，在相同时间内，实验②中浓度的变化量大，因此，其他条件相同时，适当减小初始pH，的去除效果越好，但是当pH初始太小时，H+浓度太大，纳米铁与H+反应速率加快，会导致与反应的纳米铁减少，因此，当初始pH越小时的去除效果不一定越好，D错误； 故选D。 6．（23-24高一下·黑龙江哈尔滨·期末）实验室用铁片和稀硫酸反应制，不能使该化学反应速率加快的措施是 A．加少量粉 B．升高温度 C．用浓硫酸 D．将铁片换成铁粉 【答案】C 【详解】A．铜和铁构成原电池，可以加快该化学反应速率，故A项不符合题意； B．升高温度，可以加快该化学反应速率，故B项不符合题意； C．浓硫酸常温下使得铁片钝化，阻碍了反应的进行，故C项符合题意； D．将铁片换成铁粉，增大接触面积，可以加快该化学反应速率，故D项不符合题意； 故本题选C。 7．（23-24高一下·广东茂名·期末）一定温度下，容积为1 L的密闭容器内，某一反应体系中X、Y的物质的量随时间的变化曲线如图所示，下列说法错误的是 A．时Y的浓度是X的2倍 B．时，平均反应速率mol⋅L⋅min C．时正反应速率等于逆反应速率 D．时向容器中加入催化剂，Y的转化率增大 【答案】D 【分析】时X的物质的量增大了3mol-2mol=1mol，Y的物质的量减小了：8mol-6mol=2mol，X为生成物，Y为反应物，Y、X的计量数之比为2mol:1mol=2:1，所以该反应的化学方程式为：2Y(g)X(g)； A．时Y、X的物质的量分别是6 mol、3 mol，因此Y的浓度是X的2倍，A正确； B．时，平均反应速率，B正确； C．之后，Y、X物质的量不变，达到平衡状态，则反应的正、逆反应速率相等，C正确；   D．催化剂改变反应速率，不影响平衡移动，Y的转化率不变，D错误； 故选D。 8．（23-24高一下·山东济南·期末）工业上可利用废气与合成甲醇，原理是，正反应为放热反应。某研究团队实验模拟该反应，在一定温度下恒容密闭容器中，充入废气（其中体积分数为，其余物质此条件下不反应）和，在第5分钟达到平衡时，测得容器内压强为（起始压强为）。下列说法正确的是 A．混合气体密度不再改变，能说明此反应已达到平衡状态 B．平衡时刻的转化率小于的转化率 C．在内该反应的平均速率 D．若向此体系中再加入，平衡时气体总物质的量一定大于 【答案】D 【详解】A．该反应中所有物质都呈气态，建立平衡的过程中混合气体的质量始终不变，在恒容密闭容器中，根据ρ=，混合气体的密度始终不变，故混合气体密度不再改变不能说明反应已经达到平衡状态，A项错误； B．1mol废气中CO的体积分数为40%，则CO物质的量为0.4mol，其余气体共0.6mol，设起始到平衡转化CO物质的量为xmol，列三段式，起始压强为p0kPa，平衡压强为0.8p0kPa，容器为恒温恒容容器，则=，解得x=0.2，平衡时CO的转化率为×100%=50%，H2的转化率为×100%=40%，平衡时CO的转化率大于H2的转化率，B项错误； C．根据计算0~5min内v(H2)==0.04mol/(L∙min)，v(CH3OH)==0.02mol/(L∙min)，v(H2)=2 v(CH3OH)，C项错误； D．根据B项，平衡时CO、H2、CH3OH、其余气体物质的量分别为0.2mol、0.6mol、0.2mol、0.6mol，气体总物质的量为1.6mol，若向此体系中再加入1molH2，平衡向正反应方向移动，若0.2molCO完全反应则消耗0.4molH2、生成0.2molCH3OH，混合气体总物质的量减少0.4mol，混合气体总物质的量为1.6mol+1mol-0.4mol=2.2mol，该反应为可逆反应反应，0.2molCO不可能完全反应，则平衡时气体总物质的量一定大于2.2mol，D项正确； 答案选D。 9．（23-24高一下·四川眉山·期末）下列措施中，不能加快相应化学反应速率的是 A．铁与稀硫酸反应制时，将稀硫酸改成浓硫酸 B．溶液与稀溶液反应时，适当升高温度 C．双氧水分解制时，加入几滴溶液 D．碳酸钙与稀盐酸反应制时，粉碎固体 【答案】A 【详解】A．与稀硫酸的化学性质有所不同，98%的浓硫酸具有强氧化性，与铁片常温下会发生钝化，不会产生氢气，也不能加快反应速率，A符合题意； B．溶液与稀溶液反应时，适当升高温度，可增大分子间有效碰撞的次数，从而加快反应速率，B不符合题意； C．双氧水分解制O2时，加入几滴FeCl3溶液，由于FeCl3是双氧水分解的催化剂，所以可加快反应速率，C不符合题意； D．碳酸钙与稀盐酸反应制CO2时，粉碎固体，增大反应接触面积，可以加快反应速率，D不符合题意； 故答案选A。 10．（23-24高一下·陕西渭南·期末）二氧化碳催化加氢制甲醇有利于减少温室气体的排放，其反应为。某温度下，向2 L恒容密闭容器中充入和，测得物质的量随时间变化如下图所示。下列说法错误的是 A．c点反应达到平衡状态 B．b点时，v(正)＞v(逆) C．0～4 min内， D．d点时，容器中有剩余 【答案】C 【详解】A．根据分析，c点反应达到化学平衡状态，A正确； B．b点时反应未达到平衡状态，氢气仍在消耗，反应正向进行，v(正)＞v(逆)，B正确； C．0～4 min内，，C错误； D．到d点时消耗氢气6mol，则消耗二氧化碳2mol，剩余二氧化碳4mol，D正确； 故选C。 11．（23-24高一下·新疆·期末）下列关于化学反应的速率和限度的说法正确的是 A．化学平衡状态指的是反应物和生成物浓度相等时的状态 B．增大反应物的量，反应速率一定增大 C．在一定条件下，可逆反应都有一定的限度 D．可以通过延长反应的时间来改变化学反应的限度 【答案】C 【详解】A．化学平衡状态指的是反应物和生成物浓度不在变化时的状态，故A项错误； B．对于固体或纯液体，其浓度可视为常数，因而其物质的量的改变，不会影响反应速率，故B项错误； C．当一个化学反应在一定条件下达到限度时，反应限度就是该条件下反应物的最大转化率，故C项正确； D．化学反应限度是在该条件下的最大转化率，不能通过延长化学反应的时间来改变反应的限度，但是可以改变温度压强等外界条件改变反应限度，故D项错误； 故本题选C。 12．（23-24高一下·吉林长春·期末）将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中(固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：判断该分解反应已经达到化学平衡的是 ①     ②密闭容器中总压强不变 ③密闭容器中混合气体的密度不变    ④密闭容器中气体的平均摩尔质量不变 A．①② B．②③ C．②④ D．②③④ 【答案】B 【详解】①，不能判断正逆反应速率是否相等，反应不一定平衡；    ②反应后气体物质的量增加，容器体积不变，压强是变量，密闭容器中总压强不变，反应一定达到平衡状态； ③反应后气体质量增加，容器体积不变，密度是变量，密闭容器中混合气体的密度不变，反应一定达到平衡状态；     ④容器中只有氨气和二氧化碳两种气体，且物质的量比始终为2:1，气体的平均摩尔质量为，气体平均摩尔质量为定值，密闭容器中气体的平均摩尔质量不变，反应不一定平衡； 已经达到化学平衡的是②③，选B。 13．（23-24高一上·浙江金华·期末）一定温度下，在体积为的恒容密闭容器中，某一反应中、、三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示，下列表述中正确的是 A．反应的化学方程式为 B．时，正、逆反应都不再继续进行，反应达到化学平衡 C．若，则内的平均化学反应速率为 D．温度、体积不变，时刻充入使压强增大，正、逆反应速率都增大 【答案】C 【详解】A．由图象可以看出，反应中X物质的量减小，Y、Z的物质的量增多，则X为反应物，Y、Z为生成物，且△n(X)：△n(Y)：△n(Z)=0.8mol：1.2mol：0.4mol=2：3：1，反应最后达到平衡状态，是可逆反应，则该反应的化学方程式为：2X⇌3Y+Z，故A错误； B．时，正、逆反应继续进行，且正、逆反应速率相等，反应达到化学平衡，是动态平衡，故B错误； C．若t=4，则0～t的X的化学反应速率v==，故C正确； D．温度、体积不变，t时刻充入1 mol He使压强增大，反应物和生成物的浓度不变，正、逆反应速率不变，故D错误； 答案选C。 14．（23-24高一上·河北张家口·期末）少量铁粉与的稀盐酸反应，反应速率太慢。为了加快此反应速率而不改变的产量，可以使用如下方法中的 ①加 ②加固体 ③滴入几滴浓盐酸 ④加固体 ⑤加溶液 ⑥滴入几滴硫酸铜溶液 ⑦升高温度(不考虑盐酸挥发) ⑧改用盐酸 A．①⑥⑦ B．③⑤⑧ C．⑤⑦⑧ D．③⑦⑧ 【答案】D 【详解】①加H2O，使盐酸浓度降低，反应速率减慢，对氢气的产量无影响； ②加NaOH固体，能消耗盐酸，降低氢气的产量； ③滴入几滴浓盐酸，增加了盐酸浓度，能加快反应速率，由于盐酸本是过量的，对氢气的产量无影响，故符合题意； ④加CH3COONa固体，能结合氢离子，降低了氢离子浓度，使反应速率减慢； ⑤加NaCl溶液，使盐酸浓度降低，反应速率减慢，对氢气的产量无影响； ⑥滴入几滴硫酸铜溶液，能写出原电池，加快反应速率，但会消耗铁，使氢气的产量减少； ⑦升高温度（不考虑盐酸挥发），能加快反应速率，对氢气的产量无影响，故符合题意； ⑧改用10mL0.1mol/L盐酸，相当于增加了盐酸浓度，能加快反应速率，由于盐酸本是过量的，对氢气的产量无影响，故符合题意； 由分析可知，为了加快此反应速率而不改变H2的产量，可以使用如下方法中的③⑦⑧，故本题选D。 15．（23-24高一上·山东德州·期末）可逆反应：，在容积不变的密闭容器中进行，下列能说明该反应达到平衡状态的有 ①单位时间内生成的同时生成 ②容器内总压强不再变化 ③、NO、的物质的量浓度之比为 ④混合气体的密度不再改变 ⑤混合气体的颜色不再改变 ⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变 A．2个 B．3个 C．4个 D．5个 【答案】B 【详解】①反应中单位时间内生成nmolO2，一定生成2nmolNO，都是描述正反应方向，不能判断反应是否达到平衡状态，故①不选； ②该反应的反应前后有气体体积差，反应过程中，混合气体的物质的量发生变化，容器内总压强不再变化能说明反应达到化学平衡状态，故②选； ③NO2、NO、O2的物质的量浓度之比为2：2：1，无法判断是否会变化，不一定是平衡状态，故③不选； ④无论反应是否达到平衡状态，混合气体的质量不变，容器的容积不变，混合气体的密度始终不变，密度不变不能说明反应达到平衡状态，故④不选； ⑤混合气体的颜色不再改变，说明NO2气体的浓度不变，能说明反应达到平衡状态，故⑤选； ⑥该反应反应前后有气体体积差，反应过程中，混合气体的物质的量一直变化，混合气体质量不变，所以混合气体的平均相对分子质量一直在变，当其不再变化时，说明反应达到平衡状态，故⑥选； 则符合题意的有②⑤⑥； 答案选B。 16．（23-24高一下·广东广州·期末）工业制硫酸中的一步重要反应是在400～500℃下的催化氧化：。这是一个正反应放热的可逆反应。若反应在恒容密闭容器中进行，下列有关说法正确的是 A．达到平衡时，正、逆反应速率均为零 B．其他条件不变时，向容器内充入Ne，的生成速率会增大 C．使用合适的高效催化剂，可以实现的完全转化 D．通过调控反应条件，可以提高该反应进行的程度 【答案】D 【详解】A．达到平衡时，正、逆反应速率相等但不为零，A错误； B．其他条件不变时，向恒容容器内充入Ne，各组分浓度不变，反应速率不变，B错误； C．可逆反应不能进行到底，使用合适的高效催化剂，不能实现的完全转化，C错误； D．通过调控反应条件，可以使反应向生成方向进行，提高该反应进行的程度，D正确； 故选D。 17．（23-24高一下·福建福州·期末）为了探究温度和浓度对化学反应速率的影响，某同学进行如下实验，并用秒表记录溶液褪色时间(溶液混合引起的体积变化忽略不计)。下列说法错误的是 实验 序号 反应温度/℃ 酸性KMnO4溶液 H2C2O4溶液 H2O 褪色时间/s V/mL c/(mol·L-1) V/mL c/(mol·L-1) V/mL Ⅰ 20 10 0.001 10 0.10 0 t1 Ⅱ 20 10 0.001 5 0.10 V1 t2 Ⅲ 40 10 0.001 10 0.10 V2 t3 A．V1=5，V2=0 B．实验Ⅲ中，0~t3 s内的平均反应速率 C．实验Ⅰ和实验Ⅲ可探究温度对化学反应速率的影响 D．反应的离子方程式为 【答案】B 【详解】A．根据对比实验的单一变量原则，溶液总体积为20mL，V1=20-10-5=5，V2=0，故A正确； B．实验Ⅲ中，0~t3 s内的平均反应速率，故B错误； C．实验Ⅰ和实验Ⅲ的反应温度不同，其他条件相同，可探究温度对化学反应速率的影响，故C正确； D．结合反应原理，高锰酸钾和草酸发生氧化还原反应生成锰离子、二氧化碳和水，反应的离子方程式为，故D正确； 故选B。 18．（23-24高一下·黑龙江·期末）某温度下，将等物质的量的气体A、B混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：，经2 min后测得B的物质的量分数为25%，以D表示的反应速率v(D)=0.25 mol/(L·min)，下列说法正确的是 A．2 min时，B的浓度为1.5 mol/L B．反应时，向容器中通入氦气，容器内压强增大，化学反应速率加快 C．反应前后容器内气体的压强之比为1：1 D．若混合气体的平均相对分子质量不变，则表明该反应已达到平衡状态 【答案】C 【分析】假设反应开始时A、B的浓度都是a mol/L，根据反应2 min后v(D)=0.25 mol/(L·min)，可知△c(D)=0.25 mol/(L·min)×2 min=0.5 mol/L，则根据物质反应转化关系可知此时△c(A)=(a-0.25) mol/L，△c(B)=(a-0.75) mol/L，△c(C)=△c(D)=0.5 mol/L，测得B的物质的量分数为25%，可得×100%=25%，解得a=1.5 mol/L，据此分析解答。 A．根据上述分析可知：开始时加入A、B物质的浓度为1.5 mol/L，反应进行到2 min时，消耗B物质浓度为△c(B)=(a-0.75) mol/L=(1.5-0.75)mol/L=0.75 mol/L，故2 min时，B的浓度为c(B)=1.5 mol/L-0.75 mol/L=0.75 mol/L，A错误； B．反应时，向容器中通入氦气，容器内压强增大，但容器的容积不变，反应混合物中任何物质的浓度不变，因此化学反应速率也不变，B错误； C．该反应是反应前后气体物质的量不变的反应，反应在恒温、恒容条件下进行，因此反应前后气体的压强不变，故反应前后容器内气体的压强之比为1：1，C正确； D．根据反应方程式可知：该反应是反应前后气体物质的量不变的反应；反应混合物都是气体，气体的质量始终不变，则无论反应是否达到平衡状态，混合气体的平均相对分子质量始终不变，因此不能根据混合气体的平均相对分子质量不变判断反应是否达到平衡状态，D错误； 故合理选项是C。 19．（23-24高一下·广东茂名·期末）一定温度下，向容积为1 L的密闭容器中加入2 mol 和1 mol ，发生反应：，下列能说明此反应达到平衡状态的是 A． B．容器内压强不变 C．混合气体的密度不变 D．混合气体中、的物质的量之比为2∶1 【答案】B 【详解】A．反应达到平衡时，消耗1分子的同时，消耗2分子，所以，A不符合题意； B．反应后物质的量减少，容器内压强减小，压强是变量，故压强不变时反应达到平衡，B符合题意； C．反应物与生成物都为气体且容器体积固定，反应前后气体密度不变，不能以此判断反应是否平衡，C不符合题意； D．由于投料比等于化学计量数之比，所以和在任意时刻物质的量之比都为2∶1，不能用于判断反应是否达到平衡，D不符合题意； 故选B。 20．（23-24高一下·内蒙古·期末）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。 二、填空题 21．（23-24高一下·湖南·期末）碘化钾（KI）可用于治疗甲状腺肿、KIO3可用于预防碘缺乏症，回答下列问题。 (1)KI的电子式为 ，KIO3是 （填“离子”或“共价”）化合物；在稀硫酸中将KI、KIO3、淀粉混合，可得到蓝色溶液，写出相应反应的离子方程式： 。 (2)KI在空气中久置能被氧化为碘单质，该反应中发生氧化反应与发生还原反应的物质的物质的量之比为 。 (3)溶液能将KI氧化为，某研究性学习小组的同学欲探究温度、溶液浓度对该反应速率的影响情况，进行如下表所述实验（显色剂用量完全相同）。 实验编号 温度（℃） KI溶液 溶液 蒸馏水 显色所需要的时间（s） 体积（mL） 浓度（） 体积（mL） 浓度（） 体积（mL） 1 30 3 0.2 2.5 0.2 1 2 40 3 0.2 0.2 1 3 50 0.2 2.5 0.2 1 4 3 0.2 1.5 0.2 ① 。实验1、2、3的目的是 ，实验所得出的结论是（要写出具体的定量关系） 。 ② 。某同学将的溶液（含指示剂）置于40℃的水浴中加热，其他条件与实验2相同，在时溶液开始显色，则 0.2（填“>”“=”或“<”）。 ③该研究小组的同学通过查阅资料得到该反应具有一定限度的结论，为验证这个结论，它们将的溶液与的溶液混合，充分反应后，选用了下列试剂中的 （填标号）。 A．KSCN溶液    B．溶液    C．溶液 【答案】 (1) 离子 (2) (3)2.5 探究温度变化对反应速率的影响 温度每升高10℃，反应速率增大为原来的2倍 2 > A 【详解】（1）是盐，是离子化合物，电子式为；在水溶液中或熔融状态下均能电离，是离子化合物。由KI与、淀粉混合后溶液变蓝色知有生成，故相应反应为，故答案为：；离子； （2）反应中，1molKI失去1mol电子，被还原为-2价氧，得到4mol电子，由得失电子守恒原理知，发生氧化反应的物质（KI）与发生还原反应的物质（）的物质的量之比为，故答案为：4：1； （3）①探究温度对反应速率的影响时需要确保反应物浓度相同；探究对反应速率的影响时需要确保温度相同，因此、，实验1、2、3的温度不同，因此探究的是温度对反应速率的影响；由显色时间关系可得出的结论是温度每升高10℃，反应速率增大为原来的2倍，故答案为：2.5；探究的是温度对反应速率的影响；温度每升高10℃，反应速率增大为原来的2倍；②由浓度大反应速率快知，故答案为：2；＞；③由反应知，该实验中过量，若反应不具有可逆性，则反应结束时溶液中没有；若反应具有可逆性，则反应结束时溶液中有，故可利用KSCN溶液来验证反应具有限度，故答案为：A。 22．（23-24高一下·广东·期末）“绿水青山就是金山银山”。近年来，绿色发展、生态保护成为中国展示给世界的一张新“名片”。请回答下列关于大气污染物治理相关的问题：和都是有毒气体，氨气可作为脱硝剂，如和在一定条件下发生反应：。 (1)在恒温恒容的条件下，下列能说明该反应已达到平衡状态的是 (填字母)。 a．反应速率 b．容器内压强不再随时间而发生变化 c．容器内的物质的量分数不再随时间而发生变化 d．容器内 e．有键断裂的同时生成键 f．混合气体的密度不随时间的变化而变化 (2)利用该原理，设计如下原电池，除掉的同时，还可以提供电能。 电极为 极，电极上发生的电极反应为 。 (3)已知拆开键、键、键需要的能量依次为、、，在该温度下，制备所需时，取和放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，测得反应放出的总热量 (填“=”、“>”或“<”)(理论消耗放出的热量)，其原因是 。 (4)一定条件下，在密闭容器内，反应中随时间变化如下来： 时间 0 1 2 3 4 5 ①用表示内该反应的平均速率 ，在第时，的转化率为 。(转化率是指某一反应物转化量占其总量的百分比) ②根据上表可以看出，随着反应的进行，反应速率逐渐减小，其原因是 。 【答案】 (1)bc (2)负 2NO+4e-+2H2O=N2+4OH- (3)小于 N2和H2反应是可逆反应，转化率要低于100%，因此放出的热量要小于92kJ (4)0.004mol/(L⋅s) 87.5% 随着反应进行，反应物浓度逐渐减小 【详解】（1）a．反应速率v(NH3)=v(N2)，不能判断正逆反应进行方向，无法判断反应是否达到平衡，a错误； b．该反应前后化学计量数不等，容器内压强不再随时间而发生变化，反应达到平衡，b正确； c．容器内N2的物质的量分数不再随时间而发生变化，说明其浓度不变，反应达到平衡，c正确； d．容器内各物质的物质的量之比等于化学计量数之比，不能判断反应达到平衡，d错误； e．有12mol N-H键断裂的同时生成5mol N≡N键，均表示正反应速率，不能判断反应达到平衡，e错误； f．混合气体的密度为定值，密度不随时间的变化而变化，不能判断反应达到平衡，f错误； 故选bc； （2）M电极氨气转化为氮气，氮元素化合价升高，失去电子，为负极，N电极NO转化为氮气，化合价降低，得到电子，为正极，N电极上发生的电极反应为2NO+4e-+2H2O=N2+4OH-； （3）氮气和氢气反应生成氨气的反应为可逆反应，取1molN2和3molH2放在一密闭容器中，在催化剂存在时进行反应，测得反应放出的热量总小于92kJ(理论消耗1molN2放出92kJ的热量)，其原因是N2和H2反应是可逆反应，转化率要低于100%，因此放出的热量要小于92kJ； （4）①用N2O4表示0~2s内该反应的平均速率v(N2O4)= ，在第5s时，NO2的转化率为； ②浓度减小，速率减慢，根据上表可以看出，随着反应的进行，反应速率逐渐减小，其原因是随着反应进行，反应物浓度逐渐减小。 23．（23-24高一下·甘肃白银·期末）化学是人类进步的阶梯，化学在生产、生活中有着广泛的应用。 (1)我国政府曾经向全世界郑重承诺，努力争取在2060年前实现“碳中和”，有人设计利用反应(苯乙烯，g)实现二氧化碳的转化利用。 ①恒温恒容的条件下进行上述反应，下列事实不能作为该反应达到平衡的依据的是 (填字母)。 a． b．苯乙烯的体积分数不再变化 c．容器内苯乙烯与的浓度相等 ②一定温度下，将和加入体积为的恒容密闭容器中，发生上述反应。后达到平衡，测得为1mol，5min内的平均反应速率v()= 。 (2)某兴趣小组探究化学反应速率和平衡。在一定温度下，向体积为的恒容密闭容器中充入，发生反应，测得容器内随时间的变化曲线如图所示。 ①图中1~4四个点中，到达平衡状态的是 。 ②反应进行到16min时，A的转化率是 。 ③上述条件下，下列措施能使该反应速率加快的是 (填字母)。 A．继续加入A        B．增大容器体积        C．加入合适的催化剂        D．充入一定量的 (3)工业上利用反应消除污染，在不同条件下的化学反应速率如下： ①         ② ③         ④ 上述表示的化学反应速率由快到慢的顺序为 (填序号)。 【答案】 (1)c 0.02 (2)1、2 12% AC (3)③①②④ 【详解】（1）①a．，可以表示正逆反应速率相等，则说明反应达到平衡状态，故a不选； b．苯乙烯的体积分数不再变化，说明苯乙烯的浓度不在变化，则说明反应达到平衡状态，故b不选； c．容器内苯乙烯与的浓度相等，并不能说明浓度保持不变，则不能说明达到平衡状态，故c选； 故选c； ②依题意，消耗1 mol C8H10(g)时生成1 mol C8H8(g)。0~5 min内平均反应速率v(C8H8)==0.02 mol·L-1·min-1，故答案为：0.02； （2）①图中1-4，四个点中，1和2两个点B的浓度保持不变，则说明达到了反应的平衡状态，故答案为：1、2； ②反应进行到16 min时，反应产生B的浓度为0.06 mol·L-1，消耗的c(A)=0.12 mol·L-1，A的起始浓度c(A)= mol·L-1=1 mol·L-1，则A的转化率是×100%=12%，故答案为12%； ③A．恒容密闭容器继续加入A，增大反应物A的浓度，则反应速率加快，故A选； B．增大容器体积，减小了各物质的浓度，反应速率减慢，故B不选； C．加入合适的催化剂，降低反应的活化能，加快反应速率，故C选； D．恒容密闭容器充入一定量的，体系压强增大，但各物质的浓度保持不变，反应速率不变，故D不选； 故选AC； （3）同一化学反应中，用不同物质表示的化学反应速率之比，等于其对应的化学计量数之比； 则①v(CO)=1.5 mol·L-1·min-1，则v(N2)=×v(CO)= mol·L-1·min-1=0.375 mol·L-1·min-1； ②v(NO2)=0.01 mol·L-1·s-1，则v(N2)=×v(NO2)×60s·min-1=0.3 mol·L-1·min-1； ③v(N2)=0.4 mol·L-1·min-1； ④v(CO2)=1.1 mol·L-1·min-1，则v(N2)=×v(CO2)= mol·L-1·min-1=0.275 mol·L-1·min-1； 则上述表示的化学反应速率由快到慢的顺序为③①②④，故答案为③①②④； 24．（23-24高一下·甘肃·期末）研究氮的相关化合物在化工生产中有重要意义。 (1)氨的催化氧化反应是制备硝酸的重要反应，实验时先用酒精喷灯加热催化剂，然后通入反应气体，当催化剂红热后撤离酒精喷灯，催化剂始终保持红热，温度可达到700℃以上。下列图示中，能正确表示该反应过程中能量变化的是 (填字母)。 (2)在2L的恒温恒容密闭容器中，发生反应，通入等物质的量的NO和，随时间的变化如下表： t/s 0 1 2 3 4 5 /mol 0.02 0.012 0.008 0.005 0.004 0.004 ①0~4s内， 。 ②某同学由数据推测，反应在第4s时恰好达到平衡状态。该推测 (填“正确”或“错误”)。 ③在第5s时，的转化率为 。 ④平衡时，容器中混合气体的压强与反应开始时的压强之比为 。 (3)有如图所示的装置，下列说法正确的是_____。 A．Cu是原电池的负极 B．Al是原电池的正极 C．电子由Al沿导线流向Cu D．铝片上的电极反应式为 (4)一定条件下，反应达到化学平衡状态，下列说法一定正确的是_____。 A．每1mol键断裂的同时有3mol键生成 B．、、的浓度之比为1∶3∶2 C．减少的速率和减少的速率之比为1∶2 D．气体体积为初始体积的 【答案】 (1)A (2)0.001 错误 40% 4∶5 (3)AB (4)C 【详解】（1）根据“当催化剂红热后撤离酒精喷灯，催化剂始终保持红热，温度可达到700℃以上”可知该反应为放热反应，即反应物总能量大于生成物总能量，故选A； （2）①根据表格中数据可知，0~4s内，由化学方程式和化学计量数关系可知； ②不一定是在第4s时恰好达到平衡状态，也可能是在第3s到第4s之间达到平衡状态，故该推测是错误的； ③由表格中数据可知5s时消耗mol，由可知参加反应的mol，则的转化率为； ④ 恒温恒容条件下，气体压强之比等于气体物质的量之比，则； （3）Al在常温下的浓硝酸中钝化，所以该原电池中Cu是负极，负极反应为，Al是原电池的正极，正极材料不参与电极反应，该电极上是溶液中的得到电子变成，电极反应式为，电子由负极(Cu)沿导线经外电路流向正极(Al)，故选AB； （4）A．故选反应速率之比等于相应物质的化学计量数之比，根据化学方程式可知，每1mol键断裂的同时有6mol键生成，A错误； B．达到平衡状态时物质的浓度不再发生变化，但各种物质的浓度之间不一定相等或满足某种关系，B错误； C．达到平衡状态时正、逆反应速率相等，则减少的速率和减少的速率之比为1∶2，C正确； D．不知道转化率，则不能确定平衡时气体体积和初始气体体积的关系，D错误； 故选C。 25．（23-24高一下·湖南岳阳·期末）碳中和作为一种新型环保形式可推动全社会绿色发展。下图为中科院上海物化所正在研究建立的一种二氧化碳新循环体系。 (1)过程I的原理：，根据下表数据回答： 化学键 键能 436 496 463 ①完全分解2mol水需吸收能量 kJ。 ②能正确表示该过程能量变化示意图是 。 A．    　B． C．    　D． (2)200℃时，在2L密闭容器中充入和发生过程II中的反应，和的物质的量随时间变化如图所示。 ①反应的化学方程式是 。 ②下列不能说明该反应一定达到化学平衡状态的是 。 a．单位时间内消耗1mol，同时生成1mol b．容器中不再变化 c．容器中气体压强不再变化 d．容器中气体密度不再变化 (3)利用过程III的反应设计的一种原电池，工作原理如图所示。 ①d的电极反应式为 。 ②若线路中转移1mol电子，则该电池理论上消耗的在标准状况下的体积为 L。 (4)过程IV的目的是 。 【答案】 (1)484 C (2) ad (3) 5.6 (4)实现二氧化碳的循环使用 【详解】（1）①2mol水断键吸收的能量为463×4=1852 kJ，形成2mol氢气放出能量436×2=872 kJ、形成1mol氧气放出能量496kJ，完全分解2mol水需吸收能量1852-872-496=484kJ。 ②断键吸热、成键放热，总反应吸热，能正确表示该过程能量变化示意图是C。 （2）①和是反应物、甲醇和水是生成物，该反应为可逆反应，反应的化学方程式是。 ②a．单位时间内消耗1mol，同时生成1mol，不能判断正逆反应速率是否相等，反应不一定平衡，故选a； b．容器中不再变化，说明浓度不再改变，反应一定平衡，故不选b； c．反应前后气体物质的量不同，压强是变量，容器中气体压强不再变化，反应一定达到平衡状态，故不选c； d．气体总质量不变，容器体积不变，密度是恒量，容器中气体密度不再变化，反应不一定平衡，故选d； 选ad。 （3）①氢离子由左向右移动，则d为正极，d电极氧气得电子生成水，d的电极反应式为。 ②若线路中转移1mol电子，根据，则该电池理论上消耗0.25mol，在标准状况下的体积为5.6L。 （4）过程IV的目的是实现二氧化碳的循环使用。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $$