6.2 化学反应的速率与限度-2024-2025学年高一化学知识清单(人教版2019必修第二册)
2025-06-03
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2份
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版必修第二册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 第二节 化学反应的速率与限度 |
| 类型 | 学案-知识清单 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 1.08 MB |
| 发布时间 | 2025-06-03 |
| 更新时间 | 2025-06-13 |
| 作者 | 叮当小九🔔 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-06-03 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/52407351.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第六章 化学反应与能量
第二节 化学反应的速率与限度
思维导图
考点清单
必备知识一 化学反应的速率
一、化学反应速率
1、定义
用来衡量化学反应进行快慢的物理量。
2、表示方法
通常用单位时间内 的减少量或 的增加量(均取正值)来表示。
3、计算公式及单位
:表示B物质的浓度在时间内的变化值,常用单位mol/L
:表示时间的改变量,常用单位min或s
:以B的浓度变化表示的化学反应速率,常用单位
注意:
(1)化学反应速率的值越大,说明化学反应越快;
(2)化学反应速率指的是一段时间内的平均反应速率,而不是某一时刻的瞬时速率;
(3)固体或纯液体不能表示反应速率。
(4)化学反应速率必须指明具体的物质:同一反应,同一段时间内,用不同的反应物或生成物表示化学反应速率,数值可能不等,但表示的实际意义是相同的。
(5)同一反应,不同物质表示的化学反应速率之比 =
二、影响化学反应速率的因素
1、主要因素(内因)
参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要因素。
2、外界因素(外因)
(1)浓度:增大反应物浓度,化学反应速率 ;减小反应物浓度,化学反应速率 ;
(2)温度:升高温度,化学反应速率 ;降低温度,化学反应速率 。
对于可逆反应而言,升高温度,正逆反应速率同时增大。
(3)催化剂:一般情况下,催化剂能 化学反应速率。
(4)压强(有气体参加的反应)
恒温时,增大压强,体积 ,反应物浓度 ,化学反应速率 ;
减小压强,体积 ,反应物浓度 ,化学反应速率 。
对于气体反应体系,常对以下情况进行分类理解与考查:
①恒温恒容
a. 充入反应气体:反应物浓度 ,化学反应速率 。
b. 充入惰性气体:总压强 ,各反应物浓度 ,化学反应速率 。
②恒温恒压
充入惰性气体或不参与反应的气体,容器的体积 ,各反应物浓度 ,化学反应速率 。
总结:有气体参加的反应,压强影响化学反应速率实质是通过改变反应物浓度来影响化学反应速率。
(5)固体的接触面积:固体接触面积越大,化学反应速率越快。
必备知识二 化学反应的限度
一、可逆反应
1、定义:同一条件下,既能向 方向进行,同时又能向 方向进行的化学反应。
2、特点:
(1)双向性:相同条件下,正反两方向同时进行的反应。
(2)共存性:反应物和生成物同时存在,与化学反应有关的各种物质浓度均不能为0 。
(3)双同性:正、逆反应在同一条件下同时进行。
二、化学平衡状态
1、化学平衡状态的建立
(1)反应开始时,反应物浓度 ,正反应速率 ;生成物浓度为0,逆反应速率为0 。
(2)反应过程中,反应物浓度逐渐 ,正反应速率逐渐 ;生成物浓度逐渐 ,逆反应速率逐渐 。
(3)反应达平衡时,反应物的浓度和生成物的浓度都不再改变,正反应速率和逆反应速率 ,达到一种表面静止的状态。
用图像表示化学平衡状态的建立:
2、化学平衡状态的特征
逆:化学反应必须是 ;
动:化学反应达到平衡状态时,并没有停止,是一种动态平衡;
等:正反应速率 逆反应速率 0;
定:在一定条件下的平衡体系的混合物中,各组分的物质的量、物质的量浓度 ;
变:任何化学平衡状态是暂时的、相对的。条件改变,化学平衡被打破。
三、化学平衡状态的判断
(1)直接标志
①V(正)=V(逆)≠0
a. 同一种物质的生成速率等于其消耗速率;
b. 在化学反应方程式同一边的物质中,一种物质的生成速率与另一种物质的消耗速率之比等于化学计量数之比;
c. 在化学方程式两边的不同物质的生成(或消耗)速率之比 化学计量数之比;
d. 单位时间内同一物质断裂的化学键与形成的化学键的物质的量 。
②各组分的量保持不变
a.各组分的浓度、物质的量、体积分数、质量分数 ;
b.各组分的质量、气体体积、分压 。
(2)间接标志——“变量不变”
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
必备知识三 化学反应条件的控制
1、控制化学反应条件,促进有利反应,提高原料的利用率,加快反应速率等;控制有害反应,降低反应速率,减少甚至消除有害物质的产生,控制副反应的发生等。
2、控制化学反应条件的方法
a.通过改变反应物的浓度、温度、气体压强、固体表面积及催化剂的使用等,改变化学反应的速率。
b.通过改变可逆反应体系的温度、溶液浓度、气体压强等,改变可逆反应的限度,提高原料利用率,增大产物产率等。
以“提高煤的燃烧效率”为例,分析化学反应条件的选择。
1、提高煤的燃烧效率的措施和应用
影响煤燃烧效率的条件
措施
作用
煤的状态
将煤粉碎以增大其与空气的接触面积
提高燃烧效率
空气用量
适当过量
炉膛材料
选择保温性能好的材料
提高热量利用率
烟道废气中热量的利用
用烟道废气中的热量加热水
2、 提高燃料的燃烧效率的措施:充分燃烧,提高能量转化率,关键是燃料与空气或氧气要尽可能充分接触,且空气适当过量;提高热能利用率,尽可能充分地利用燃料燃烧所释放出的热能,提高热能的利用率。
即时训练
1.日常生活中的下列做法,其目的是加快反应速率的是
A.用冰箱冷藏食物 B.包装食品时抽真空
C.用温水和面发酵 D.在铁器表面刷油漆
2.某化学反应在2L密闭容器中进行,反应物浓度在20s内由6.00mol变为2.00mol,则以该反应物浓度的变化表示20s内的平均反应速率为
A. B. C. D.
3.在的反应中,下列选项表示的化学反应速率最快的是
A.v(X)=0.6mol·L-1·min-1 B.v(Z)=0.01mol·L-1·s-1
C.v(Y)=0.2mol·L-1·min-1 D.v(Q)=0.15mol·L-1·min-1
4.已知在密闭容器中发生反应,经后,的物质的量减少。下列有关反应速率的说法正确的是
A.用表示的反应速率大小关系为
B.用表示的反应速率是
C.用B表示反应在末的反应速率为
D.增加A的量,化学反应速率加快
5.如图所示为时A、B、C三种气体在密闭容器中反应时的浓度变化情况,则下列说法错误的是
A.2min后反应达到平衡状态
B.前2min,A的分解速率为0.1
C.发生的反应可表示为
D.2min时,A、B、C的浓度之比为
6.高炉炼铁的原料是焦炭和Fe2O3,发生的反应主要有:①;②。 下列有关说法错误的是
A.对于反应②,当CO和CO2的正反应速率相等时,反应达到平衡
B.高炉炼铁前先将矿石粉碎,可以加快反应速率
C.高炉炼铁尾气中,总是存在一定量的CO
D.在给定条件下,反应①和②达到平衡时,Fe的产量达到最大
7.将置于恒容密闭的烧瓶中,然后将烧瓶放入的恒温槽中,烧瓶内的气体由黄色变为红棕色,颜色逐渐加深:。下列结论不能说明该反应在该条件下已经达到反应限度的是
A.烧瓶内气体的压强不再变化
B.烧瓶内气体的颜色不再加深
C.烧瓶内气体的密度不再变化
D.的消耗速率与的消耗速率之比为1:2
8.向绝热恒容密闭容器中通入和,在一定条件下发生反应,正反应速率随时间变化的示意图如图所示,下列结论正确的个数为
①反应在C点达到平衡
②浓度:A点小于C点
③则AB段的消耗量小于BC段的消耗量
④体系压强不再变化,说明反应达到平衡
⑤逆反应速率图像在此时间段内和图中趋势相同
A.2 B.3 C.4 D.5
9.某温度时,在2L恒容密闭容器中X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化关系如图所示。
(1)由图中的数据分析可知,该反应的化学方程式为 。
(2)内X的平均反应速率为 ,内Z的平均反应速率为 。
(3)后Z的生成速率 (填“大于”、“小于”或“等于”)时Z的生成速率。
(4)反应前的压强与平衡时的压强之比为 。
(5)对于该反应,改变其中一个条件,则生成Z的速率怎样变化?(填“增大”、“减小”或“不变”)
①升高温度: 。
②加入X: 。
③增大容器容积: 。
(6)在两个恒温、恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应:
(甲)X(g)⇌2Y(g)+Z(s) (乙)A(s)+2B(g) ⇌C(g)+D(g)
当下列物理量不再发生变化时,其中能表明(甲)达到化学平衡状态是 ;能表明(乙)达到化学平衡状态是 。
①混合气体的密度 ②反应容器中生成物的百分含量
③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于系数之比
④混合气体的压强 ⑤混合气体的平均相对分子质量 ⑥混合气体的总物质的量
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第六章 化学反应与能量
第二节 化学反应的速率与限度
思维导图
考点清单
必备知识一 化学反应的速率
一、化学反应速率
1、定义
用来衡量化学反应进行快慢的物理量。
2、表示方法
通常用单位时间内 反应物浓度 的减少量或 生成物浓度 的增加量(均取正值)来表示。
3、计算公式及单位
:表示B物质的浓度在时间内的变化值,常用单位mol/L
:表示时间的改变量,常用单位min或s
:以B的浓度变化表示的化学反应速率,常用单位 mol/(L·min)或mol/(L·s)
注意:
(1)化学反应速率的值越大,说明化学反应越快;
(2)化学反应速率指的是一段时间内的平均反应速率,而不是某一时刻的瞬时速率;
(3)固体或纯液体不能表示反应速率。
(4)化学反应速率必须指明具体的物质:同一反应,同一段时间内,用不同的反应物或生成物表示化学反应速率,数值可能不等,但表示的实际意义是相同的。
(5)同一反应,不同物质表示的化学反应速率之比 = 化学计量数之比
二、影响化学反应速率的因素
1、主要因素(内因)
参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要因素。
2、外界因素(外因)
(1)浓度:增大反应物浓度,化学反应速率 增大 ;减小反应物浓度,化学反应速率 减小 ;
(2)温度:升高温度,化学反应速率 增大 ;降低温度,化学反应速率 减慢 。
对于可逆反应而言,升高温度,正逆反应速率同时增大。
(3)催化剂:一般情况下,催化剂能 加快 化学反应速率。
(4)压强(有气体参加的反应)
恒温时,增大压强,体积 减小 ,反应物浓度 增大 ,化学反应速率 加快 ;
减小压强,体积 增大 ,反应物浓度 减小 ,化学反应速率 减慢 。
对于气体反应体系,常对以下情况进行分类理解与考查:
①恒温恒容
a. 充入反应气体:反应物浓度 增大 ,化学反应速率 加快 。
b. 充入惰性气体:总压强 增大 ,各反应物浓度 不变 ,化学反应速率 不变 。
②恒温恒压
充入惰性气体或不参与反应的气体,容器的体积 增大 ,各反应物浓度 减小 ,化学反应速率 减慢 。
总结:有气体参加的反应,压强影响化学反应速率实质是通过改变反应物浓度来影响化学反应速率。
(5)固体的接触面积:固体接触面积越大,化学反应速率越快。
必备知识二 化学反应的限度
一、可逆反应
1、定义: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、特点:
(1)双向性:相同条件下,正反两方向同时进行的反应。
(2)共存性:反应物和生成物同时存在,与化学反应有关的各种物质浓度均不能为0 。
(3)双同性:正、逆反应在同一条件下同时进行。
二、化学平衡状态
1、化学平衡状态的建立
(1)反应开始时,反应物浓度 最大 ,正反应速率 最大 ;生成物浓度为0,逆反应速率为0 。
(2)反应过程中,反应物浓度逐渐 减小 ,正反应速率逐渐 减小 ;生成物浓度逐渐 增大 ,逆反应速率逐渐 增大 。
(3)反应达平衡时,反应物的浓度和生成物的浓度都不再改变,正反应速率和逆反应速率 相等 ,达到一种表面静止的状态。
用图像表示化学平衡状态的建立:
2、化学平衡状态的特征
逆:化学反应必须是 可逆反应 ;
动:化学反应达到平衡状态时,并没有停止,是一种动态平衡;
等:正反应速率 等于 逆反应速率 不等于 0;
定:在一定条件下的平衡体系的混合物中,各组分的物质的量、物质的量浓度 不变 ;
变:任何化学平衡状态是暂时的、相对的。条件改变,化学平衡被打破。
三、化学平衡状态的判断
(1)直接标志
①V(正)=V(逆)≠0
a. 同一种物质的生成速率等于其消耗速率;
b. 在化学反应方程式同一边的物质中,一种物质的生成速率与另一种物质的消耗速率之比等于化学计量数之比;
c. 在化学方程式两边的不同物质的生成(或消耗)速率之比 等于 化学计量数之比;
d. 单位时间内同一物质断裂的化学键与形成的化学键的物质的量 相等 。
②各组分的量保持不变
a.各组分的浓度、物质的量、体积分数、质量分数 不再改变 ;
b.各组分的质量、气体体积、分压 不再改变 。
(2)间接标志——“变量不变”
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
必备知识三 化学反应条件的控制
1、控制化学反应条件,促进有利反应,提高原料的利用率,加快反应速率等;控制有害反应,降低反应速率,减少甚至消除有害物质的产生,控制副反应的发生等。
2、控制化学反应条件的方法
a.通过改变反应物的浓度、温度、气体压强、固体表面积及催化剂的使用等,改变化学反应的速率。
b.通过改变可逆反应体系的温度、溶液浓度、气体压强等,改变可逆反应的限度,提高原料利用率,增大产物产率等。
以“提高煤的燃烧效率”为例,分析化学反应条件的选择。
1、提高煤的燃烧效率的措施和应用
影响煤燃烧效率的条件
措施
作用
煤的状态
将煤粉碎以增大其与空气的接触面积
提高燃烧效率
空气用量
适当过量
炉膛材料
选择保温性能好的材料
提高热量利用率
烟道废气中热量的利用
用烟道废气中的热量加热水
2、 提高燃料的燃烧效率的措施:充分燃烧,提高能量转化率,关键是燃料与空气或氧气要尽可能充分接触,且空气适当过量;提高热能利用率,尽可能充分地利用燃料燃烧所释放出的热能,提高热能的利用率。
即时训练
1.日常生活中的下列做法,其目的是加快反应速率的是
A.用冰箱冷藏食物 B.包装食品时抽真空
C.用温水和面发酵 D.在铁器表面刷油漆
【答案】C
【详解】A.低温冷藏食品,减缓食品腐败速率,故A项不符合题意;
B.包装食品时抽真空,减少氧气浓度,减缓食品腐败速率,故B项不符合题意;
C.用温水和面发酵,能加快化学反应速率,故C项符合题意;
D.在铁制品表面刷油漆,减缓铁制品腐蚀的速率,故D项不符合题意;
故答案选C。
2.某化学反应在2L密闭容器中进行,反应物浓度在20s内由6.00mol变为2.00mol,则以该反应物浓度的变化表示20s内的平均反应速率为
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】反应物的反应前浓度为=3mol/L,反应物的反应后浓度为=1mol/L,则以该反应物浓度的变化表示20s内的平均反应速率为=;
故选B。
3.在的反应中,下列选项表示的化学反应速率最快的是
A.v(X)=0.6mol·L-1·min-1 B.v(Z)=0.01mol·L-1·s-1
C.v(Y)=0.2mol·L-1·min-1 D.v(Q)=0.15mol·L-1·min-1
【答案】B
【详解】由化学反应速率之比等于化学计量数之比,用反应速率与该物质的化学计量数做比值,比值越大代表其表示的化学反应速率越快,则A.v(X)=mol·L-1·min-1,B.v(Z)=0.01×60=0.6mol·L-1·min-1,v(Z)=mol·L-1·min-1,C.v(Y)=0.2mol·L-1·min-1,D.v(Q)=0.15mol·L-1·min-1;则选项B的化学反应速率最快,故选B。
4.已知在密闭容器中发生反应,经后,的物质的量减少。下列有关反应速率的说法正确的是
A.用表示的反应速率大小关系为
B.用表示的反应速率是
C.用B表示反应在末的反应速率为
D.增加A的量,化学反应速率加快
【答案】A
【详解】A.反应速率之比等于化学计量数之比,用表示的反应速率大小关系为,故A正确;
B.A是固体,反应过程浓度视为不变,不能作为表示反应速率的物质,故B错误;
C.反应速率是指某一时段内的平均速率,不是某时刻的瞬时速率,故C错误;
D.因A物质为纯固体,增加A的量,化学反应速率不变,故D错误;
故选A。
5.如图所示为时A、B、C三种气体在密闭容器中反应时的浓度变化情况,则下列说法错误的是
A.2min后反应达到平衡状态
B.前2min,A的分解速率为0.1
C.发生的反应可表示为
D.2min时,A、B、C的浓度之比为
【答案】C
【详解】A.2min后A、B、C的浓度不再变化,反应达到平衡状态,故A正确;
B.前2min,A的分解速率为,故B正确;
C.根据图像可知,反应过程中A的浓度减小,B、C的浓度增大,因此A为反应物,B、C为生成物,根据0~2min内浓度的变化量∆c(A)=(0.4-0.2)mol/L=0.2mol/L、∆c(B)=(0.3-0.1)mol/L=0.2mol/L、∆c(C)=0.1mol/L,变化量与化学计量数成正比,可以确定反应为,故C错误;
D.据图可知2min时,A、B、C的浓度分别为0.2mol/L、0.3mol/L 、0.1mol/L,比值为2:3:1,故D正确;
故答案为C。
6.高炉炼铁的原料是焦炭和Fe2O3,发生的反应主要有:①;②。 下列有关说法错误的是
A.对于反应②,当CO和CO2的正反应速率相等时,反应达到平衡
B.高炉炼铁前先将矿石粉碎,可以加快反应速率
C.高炉炼铁尾气中,总是存在一定量的CO
D.在给定条件下,反应①和②达到平衡时,Fe的产量达到最大
【答案】A
【详解】A.根据反应速率之比等于化学计量数之比可知,对于反应②,任意时刻CO和CO2的正反应速率相等,故当CO和CO2的正反应速率相等时,不能说明反应达到平衡,A错误;
B.高炉炼铁前先将矿石粉碎,可以增大固体和气体的接触面积,从而加快反应速率,B正确;
C.由题干信息可知,反应②是一个可逆反应,可逆反应存在一定的反应限度,故高炉炼铁尾气中,总是存在一定量的CO,C正确;
D.在给定条件下,反应①和②达到平衡时,反应达到最大限度,则Fe的产量达到最大,D正确;
7.将置于恒容密闭的烧瓶中,然后将烧瓶放入的恒温槽中,烧瓶内的气体由黄色变为红棕色,颜色逐渐加深:。下列结论不能说明该反应在该条件下已经达到反应限度的是
A.烧瓶内气体的压强不再变化
B.烧瓶内气体的颜色不再加深
C.烧瓶内气体的密度不再变化
D.的消耗速率与的消耗速率之比为1:2
【答案】C
【详解】A.该反应是体积增大的反应,压强在不断增大,因此当烧瓶内气体的压强不再变化,说明反应已经达到反应限度,故A不符合题意;
B.二氧化氮是红棕色气体,正向反应,颜色逐渐加深,当烧瓶内气体的颜色不再加深,说明反应已经达到反应限度,故B不符合题意;
C.密度等于气体质量除以容器体积,气体质量不变,容器体积不变,密度始终不变,当烧瓶内气体的密度不再变化,不能说明反应已经达到反应限度,故C符合题意;
D.的消耗,说明平衡正向反应,的消耗,说明平衡逆向反应,当的消耗速率与的消耗速率之比为1:2,说明反应已经达到反应限度,故D不符合题意。
综上所述,答案为C。
8.向绝热恒容密闭容器中通入和,在一定条件下发生反应,正反应速率随时间变化的示意图如图所示,下列结论正确的个数为
①反应在C点达到平衡
②浓度:A点小于C点
③则AB段的消耗量小于BC段的消耗量
④体系压强不再变化,说明反应达到平衡
⑤逆反应速率图像在此时间段内和图中趋势相同
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】A
【详解】①当正反应速率不变时,反应达到化学平衡状态,由图可知,C点正反应速率开始减小,所以C点不是平衡点,①错误;
②反应正向进行,随着反应的进行,反应物浓度逐渐减小,所以浓度A点大于B点,②错误;
③当时,AB段正反应速率小于BC段,则AB段消耗的物质的量小于BC段,③正确;
④在绝热条件下,温度改变,则该反应压强也发生改变,体系压强不再变化,能说明反应达到平衡,④正确;
⑤由图可知,正反应为放热反应,反应达到平衡之前,反应体系温度不断上升,生成物浓度一直增大,逆反应速率应该一直增大,⑤错误;
综上③④正确,答案选A。
9.某温度时,在2L恒容密闭容器中X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化关系如图所示。
(1)由图中的数据分析可知,该反应的化学方程式为 。
(2)内X的平均反应速率为 ,内Z的平均反应速率为 。
(3)后Z的生成速率 (填“大于”、“小于”或“等于”)时Z的生成速率。
(4)反应前的压强与平衡时的压强之比为 。
(5)对于该反应,改变其中一个条件,则生成Z的速率怎样变化?(填“增大”、“减小”或“不变”)
①升高温度: 。
②加入X: 。
③增大容器容积: 。
(6)在两个恒温、恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应:
(甲)X(g)⇌2Y(g)+Z(s) (乙)A(s)+2B(g) ⇌C(g)+D(g)
当下列物理量不再发生变化时,其中能表明(甲)达到化学平衡状态是 ;能表明(乙)达到化学平衡状态是 。
①混合气体的密度 ②反应容器中生成物的百分含量
③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于系数之比
④混合气体的压强 ⑤混合气体的平均相对分子质量 ⑥混合气体的总物质的量
【答案】9.(1)3X(g)+Y(g)⇌2Z(g)
(2) 0.075 mol∙L-1∙min-1 0.040 mol∙L-1∙min-1
(3)等于
(4)21∶17
(5) 增大 增大 减小
(6) ①②③④⑤⑥ ①②③⑤
【详解】(1)随着反应的进行,X、Y物质的量减小直至5min不变,Z物质的量增大直至5min不变,则X、Y为反应物,Z为生成物,反应为可逆反应,5min后达到平衡,X、Y、Z的化学计量数之比等于物质的量的变化量之比,为:0.6∶0.2∶0.4=3∶1∶2,则反应的化学方程式为,故答案为:。
(2)容器的体积为2L,则内X的平均反应速率v(X)==;内Z的平均反应速率v(Z)= =,故答案为:0.075 mol∙L-1∙min-1;0.040 mol∙L-1∙min-1。
(3)由图可知5min时各物质的物质的量不再改变,则5min时反应得到平衡状态,正逆反应速率相等且不再改变,则后Z的生成速率等于时Z的生成速率,故答案为:等于。
(4)恒温恒容条件下,气体的压强比=气体总物质的量之比,则反应前的压强与平衡时的压强之比=(1.0+1.0+0.1)mol∶(0.8+0.5+0.4)mol= 21∶17,故答案为:21∶17。
(5)①升高温度,反应速率增大,则生成Z的速率增大,故答案为:增大;
②加入X,X的浓度增大,反应物浓度增大,则生成Z的速率增大,故答案为:增大;
③增大容器容积,气体压强减小(或气体物质的量浓度减小),反应速率减小,则生成Z的速率减小,故答案为:减小。
(6)由题可知,甲反应为:X(g)⇌2Y(g)+Z(s), 乙反应为:A(s)+2B(g) ⇌C(g)+D(g),
①由于甲、乙反应都有固体参与,气体质量是变量,容器的容积不变,所以密度是变量,密度不变时甲、乙一定达到平衡状态;
②反应容器中生成物的百分含量不变时,说明生成物浓度不变,甲、乙一定达到平衡状态;
③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于系数之比,即正逆反应速率相等,甲、乙一定达到平衡状态;
④恒温时,甲反应气体物质的量增加,如果气体压强不再改变,说明甲达到平衡状态;乙是反应前后气体物质的量不变的可逆反应,压强始终不变,所以压强不变无法判断乙是否达到平衡状态;
⑤对于反应乙,气体质量是变量,气体物质的量不变,所以平均相对分子质量是变量,对于反应甲,正反应是气体质量减小且气体物质的量增加的方向,根据可知,混合气体平均相对分子质量是变量,所以平均相对分子质量不变时,可判断甲、乙反应一定达到平衡状态;
⑥反应甲混合气体的总物质的量是变量、反应乙混合气体的总物质的量是恒量,混合气体的总物质的量不变,说明甲达到平衡状态,但是不能判断乙是否达到平衡状态;
综上,能表明(甲)达到化学平衡状态是①②③④⑤⑥,能表明(乙)达到化学平衡状态是①②③⑤,故答案为:①②③④⑤⑥;①②③⑤。
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