专题09 化学反应速率与化学平衡（实验清单）（全国通用）2026年高考化学一轮复习讲练测

专题09 化学反应速率与化学平衡 目 录 实验1 探究影响化学反应速率的因素 实验2 探究影响化学平衡移动的因素 实验1 探究影响化学反应速率的因素 1．硫代硫酸钠与不同浓度硫酸反应速率的比较 实验装置 实验原理 在实验中，控制温度和Na2S2O3浓度不变，探究H2SO4浓度不同时对反应速率的影响。 本实验涉及的化学方程式为：Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O 实验用品 0.1mol/LNa2S2O3 溶液、0. 1mol/LH2SO4 溶液、0. 5mol/LH2SO4 溶液；试管、胶头滴管、10mL 量筒、100mL 烧杯、秒表、温度计。 实验步骤 取两支试管各加入5mL 0.1mol/LNa2S2O3 溶液；另取两支试管分别加入5mL0.1mol/LH2SO4 溶液和5mL0.5mol/LH2SO4 溶液；分别将同一烧杯中的两溶液混合并振荡，记录每组中从混合到出现浑浊的时间。 实验现象 硫酸浓度大的一组首先出现浑浊。 实验结论 在其他条件相同时，增大反应物浓度反应速率加快，降低反应物浓度反应速率减小。 实验说明 在实验过程中计时由刚混合两溶液开始按秒表，当溶液出现浑浊时停止计时。为了对比更明显、 观察得更清楚，可在试管后面衬一张白纸来观察现象。 2．不同温度下硫代硫酸钠与硫酸反应速率的比较 实验装置 实验原理 在实验中，控制 Na2S2O3 与H2SO4 溶液浓度不变，探究温度不同时对反应速率的影响。 本实验涉及的化学方程式为：Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O 实验用品 0.1mol/LNa2S2O3 溶液、0. 1mol/LH2SO4 溶液；试管、胶头滴管、10mL 量筒、100mL 烧杯、秒表、温度计。 实验步骤 取两支试管各加入 5mL 0.1mol/LNa2S2O3 溶液；另取两支试管各加入 5mL 0.1mol/LH2SO4 溶液；将四支试管分成两组(各有一支盛有 Na2S2O3和H2SO4的试管)，一组放入盛冷水的烧杯中，另一组放入盛有热水的烧杯中。经过一段时间后，分别将同一烧杯中的两溶液混合并振荡，记录每组中从混合到出现浑浊的时间。 实验现象 加热的一组首先出现浑浊。 实验结论 在其他条件相同时，升高温度反应速率增大，降低温度反应速度减小。 实验说明 在实验过程中计时由刚混合两溶液开始按秒表，当溶液出现浑浊时停止计时。为了对比更明显、 观察得更清楚，可在试管后面衬一张白纸来观察现象。 3．催化剂对反应速率的影响 实验装置 实验原理 2H2O22H2O+O2↑ 实验用品 5%的 双氧 水、0.1mol/LFeCl3 、0.1mol/L CuSO4；试管、胶头滴管、10mL 量筒。 实验步骤 在两支试管中分别加入2mL 5%的 H2O2 溶液，再向 H2O2 溶液中分别滴入 0.1mol/L FeCl3 和 CuSO4 (使用CuCl2更好)溶液各 1mL，摇匀，比较 H2O2 的分解速率。 实验现象 试管中均有气泡产生，且速率均较快。 实验结论 FeCl3 和CuSO4对H2O2 的分解都有催化作用，可加快反应速率，但催化效果不同。 实验说明 正催化剂能显著加快化学反应速率，且不同催化剂对同一化学反应的催化作用是不同的。 若使用CuCl2，可说明 Fe3+和 Cu2+ 对 H2O2 的分解都有催化作用。 4．粒和不同浓度稀硫酸反应速率比较 实验装置 实验原理 通过观察收集10mL H2 所用的时间或1分钟收集到的H2的体积来比较反应速率的快慢。 实验用品 锌粒(颗粒大小基本相同)，1mol/L 稀硫酸、4mol/L 稀硫酸；锥形瓶、分液漏斗、双孔塞、注射器、铁架台、导管、橡胶管、秒表。 实验步骤 ①按上图安装两套装置。检查装置的气密性(关闭分液漏斗的活塞，将注射器往外拉一段距离，松开手后观察是否会迅速回到原位)。 ②在锥形瓶内各盛有 2g 锌粒(颗粒大小基本相同)，然后通过分液漏斗分别加入 40mL 1mol/L 和40mL 4mol/L 的硫酸。比较两者收集 10mL 氢气所用的时间。 实验现象 收集10mL H2，4mol/L硫酸所用时间比1mol/L硫酸所用时间短。 实验结论 在温度及金属质量大小相同的条件下，酸的浓度越大，速度越快。 实验说明 本实验需要注意的几个关键操作有：①实验装置的气密性要好。②尽可能做好“不变量的控制”——锌粒的表面积、温度、氢气的体积或时间等。③可用恒压漏斗代替分液漏斗滴加稀硫酸，减少滴加硫酸对气体体积测量的影响。 考点1 XXXXX(可以是判断题) 1．内因：反应物的组成、结构和性质等因素。 2．外界因素(其他条件相同) 实验步骤 实验现象 结论 浓度 取两支试管，各加入5mL 0.1 mol/LNa2S2O3溶液，然后向一支试管中加入5mL 0.1 mol/LH2SO4溶液，向另一支试管中加入5mL 0.5 mol/LH2SO4溶液，记录出现浑浊的时间 加入 0.5 mol/LH2SO4溶液的试管中出现浑浊所用的时间短 溶液中反应物的浓度越大，反应速率越快；反之反应速率越慢 温度 取两支试管，各加5mL0.1 mol/LNa2S2O3溶液，另取两支试管各加入5mL0.1mol/LH2SO4溶液，将四支试管分成两组(各有一支盛有Na2S2O3溶液和H2SO4溶液的试管)，一组放入冷水中，另一组放入热水中，经过一段时间后，分别混合并振荡，记录出现浑浊的时间 放入热水的试管中出现浑浊所用的时间短，放入冷水的试管中出现浑浊所用的时间长 溶液的温度越高，反应速率越快；溶液的温度越低，反应速率越慢 催化剂 在两支试管中各加入2mL5%H2O2溶液，再向两支盛有H2O2溶液的试管中分别加入0.1 mol/L FeCl3溶液和H2O各1mL，摇匀，比较产生气泡的快慢 加入FeCl3溶液的试管中，产生气泡快；加入H2O的试管中，产生气泡缓慢 加入催化剂能加快化学反应速率 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？ 考点2 定量研究影响化学反应速率的因素 1．原理：Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑ 2．实验操作：按如图所示安装两套装置A、B，在锥形瓶内各盛大小相同的2 g锌粒，通过分液漏斗分别加入40 mL 1 mol·L－1和40 mL 4 mol·L－1的硫酸溶液。 3．实验记录及结论(记录收集10 mL H2所用的时间) 加入试剂 反应时间(填“长”或“短”) 反应速率(填“快”或“慢”) 结论 1 mol·L－1 H2SO4溶液 长 慢 增大反应物浓度，化学反应速率增大 4 mol·L－1 H2SO4溶液 短 快 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 变式1 变条件 1．温度对反应速率的影响具有一致性，升高温度，v正、v逆都增大，降低温度，v正、v逆都减小。 2．在温度、浓度、催化剂等影响反应速率的因素中，各因素对反应速率的影响程度不同，催化剂为主要因素，其次是温度，最后是浓度。 3．探究外界因素对化学反应速率的思维模型“实验现象——影响规律——理论解释”，解决实际问题时注意运用证据推理思路和思维认知模型。 【例1】为了探究温度对化学反应速率的影响，下列实验方案可行的是( ) A． B． C． D． 【答案】D 【解析】没有对比实验，A错误；催化剂不同，温度不同，无法比较，B错误；前者没有催化剂，后者有催化剂，无法比较，C错误；只有温度不同，其他条件都相同，该方案可行，D正确。 【强化训练1-1】下列条件下的反应，放出氢气最快的是( ) 选项 金属(相同粉末状) 和物质的量(mol) 酸的浓度和体积(mL) 反应温度 A Fe 0.1 3 mol·L－1HCl 10 20 ℃ B Al 0.1 3 mol·L－1HCl 10 20 ℃ C Cu 0.1 4 mol·L－1H2SO4 10 20 ℃ D Mg 0.1 6 mol·L－1稀HNO3 10 20 ℃ 【答案】B 【解析】因决定化学速率的因素是反应物本身的性质，在上述金属中镁的活泼性最强，但硝酸与金属反应得不到氢气，4 mol·L－1H2SO4中氢离子的浓度为8 mol·L－1，但Cu与稀硫酸不反应，金属与酸反应的本质是与氢离子反应，3 mol·L－1HCl中氢离子的浓度为3 mol·L－1，Al比Fe活泼，所以放出氢气最快的是B项。 【强化训练1-2】下列实验中将水、试剂1、试剂2混合后褪色最快的是( ) 选项 温度 水 试剂1 试剂2 A 25 ℃ 4 mL 4 mL 0.01 mol·L－1 KMnO4 2 mL 0.1 mol·L－1 H2C2O4 B 25 ℃ 2 mL 4 mL 0.01 mol·L－1 KMnO4 4 mL 0.1 mol·L－1 H2C2O4 C 35 ℃ 2 mL 4 mL 0.01 mol·L－1 KMnO4 4 mL 0.1 mol·L－1 H2C2O4 D 35 ℃ 2 mL 4 mL 0.01 mol·L－1 KMnO4 4 mL 0.1 mol·L－1 H2C2O4、少量MnSO4固体 【答案】D 【解析】根据水、试剂1和试剂2三者混合后溶液总体积为10 mL，B、C、D中草酸的物质的量比A中草酸物质的量多，又因B的温度比C、D的温度低，再根据D中加入了催化剂，因此D的反应速率最快，则褪色最快，故D符合题意。 变式2 变考法 1．实验探究的科学方法及思路 (1)方法：变量控制探究影响化学反应速率因素的一般原则是“定多变一”，即要保持其他变量不变，改变其中一个变量的值进行实验，测定数据，通过系统实验，找出变量对反应速率的影响。 (4)思路：变量控制→对照实验→定性观察或定量测定→科学归纳 2．控制变量探究实验题的思维流程 【例2】某小组学生设计了如下实验探究影响化学反应速率因素的实验： Ⅰ．甲同学利用如图所示装置测定化学反应速率。 (1)圆底烧瓶中发生反应的离子方程式为 。 (2)通过测定量气筒中收集到的气体体积计算该反应的速率，结果发现测定值比实际值偏小，其原因可能是 。 Ⅱ．乙同学利用反应产生沉淀的快慢探究该化学反应速率的影响因素，数据如下表所示： 实验 Na2S2O3溶液 H2SO4溶液 蒸馏水 浓度/mol·L-1 体积／mL 浓度/mol·L-1 体积／mL 体积／mL 温度/℃ ① 0.1 1 0.5 1 V 30 ② 0.1 2 0.5 1 7 30 ③ 0.1 2 0.5 1 7 40 (3)实验①中，V= 。 (4)实验②、③的目的是 。 【答案】(1)2H++S2O32-=S↓ +SO2↑+H2O (2)产生的SO2气体部分溶于水，使收集到的SO2比理论值少，导致测定值比实际值小 (3)8 (4)其他条件相同时，探究温度对化学反应速率的影响 【解析】Ⅰ．圆底烧瓶内稀硫酸与硫代硫酸钠反应生成硫酸钠、单质硫、二氧化硫和水，用量气筒测量生成的二氧化硫的体积，由于二氧化硫在水中溶解度较大，故测得的二氧化硫体积会偏小； Ⅱ．实验利用反应产生沉淀的快慢探究该化学反应速率的影响因素，根据控制变量法，实验①和②探究的是硫酸浓度的影响，实验②和③探究的是温度的影响，在溶液中进行的实验需要使溶液的总体积保持相等，由此计算V的值。 (1)稀硫酸与硫代硫酸钠反应生成硫酸钠、单质硫、二氧化硫和水，离子方程式为2H++S2O32-=S↓ +SO2↑+H2O； (2)由分析可知，由于二氧化硫在水中溶解度较大，使收集到的SO2比理论值少，导致测定值比实际值小； (3)在溶液中进行的实验需要使溶液的总体积保持相等，由实验②和③可知，溶液的总体积为10mL，故实验①中加入的水的体积V=8mL； (4)由分析可知，实验②、③的目的是其他条件相同时，探究温度对化学反应速率的影响。 【强化训练2-1】某化学小组欲探究不同条件对化学反应速率的影响，分组进行了如下实验。已知：2KMnO4＋5H2O2+3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4十5O2↑＋8H2O(30℃及以下，双氧水具有较好的稳定性；忽略溶液体积变化)下列说法不正确的是( ) 编号 0.1 mol·L-1酸性KMnO4溶液体积/mL 1 mol·L-1 H2O2溶液体积/mL 水的体积/mL 反应温度/℃ 紫色褪去所用的时间/s Ⅰ 20 20 0 20 t1 Ⅱ 20 V1 10 20 t2 Ⅲ 20 V2 0 30 t3 Ⅳ 20 10 10 30 t4 A．V1=10，V2=20 B．各组实验充分反应后，产生的氧气的体积均为0.112 L(标准状况下) C．实验Ⅰ和Ⅲ、Ⅱ和Ⅳ均可探究温度对反应速率的影响 D．t1＜t4，说明浓度越大，反应速率越快 【答案】B 【解析】A项，各组溶液混合后的总体积一定，V1=10，V2=20，A正确；B项，各组中，H2O2物质的量均过量，而反应产生的Mn2+会催化分解H2O2，标准状况下，产生的O2体积均大于0.112L，B错误；C项，Ⅰ和Ⅲ，Ⅱ和Ⅳ均为温度不同，可探究温度对反应速率的影响，C正确；D项，t1＜t4，说明Ⅰ的反应速率更快，而Ⅰ的温度更低，H2O2浓度则大一些，说明浓度对速率的影响更大，D正确；故选B。 15．已知锌与稀盐酸反应放热，某学生为了探究反应过程中的速率变化，用排水集气法收集反应放出的氢气。所用稀盐酸浓度有1.00mol·L-1、2.00mol·L-1两种浓度，每次实验稀盐酸的用量为25.00mL，锌有细颗粒与粗颗粒两种规格，用量为6.50g。实验温度为298K、308K。 (1)完成以下实验设计(填写表格中空白项)，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号： 编号 T/K 锌规格 盐酸浓度/mol·L-1 实验目的 ① 298 粗颗粒 2.00 (I)实验①和②探究盐酸浓度对该反应速率的影响； (II)实验①和_________探究温度对该反应速率的影响； (III)实验①和_________探究锌规格(粗、细)对该反应速率的影响。 ② 298 粗颗粒 1.00 ③ 308 粗颗粒 2.00 ④ 298 细颗粒 2.00 (2)实验①记录如下(换算成标况)： 时间(s) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 氢气体积(mL) 16.8 39.2 67.2 224 420 492.8 520.8 543.2 554.4 560 ①计算在30s～40s范围内盐酸的平均反应速率ν(HCl)=_________ (忽略溶液体积变化)。 ②反应速率最大的时间段(如0s～10s)为_________，可能原因是_________； (3)另一学生也做同样的实验，由于反应太快，测量氢气的体积时不好控制，他就事先在盐酸溶液中分别加入等体积的下列溶液以减慢反应速率，在不影响产生H2气体总量的情况下，你认为他上述做法中可行的是_________(填相应字母)； A．NaNO3溶液 B．NaCl溶液 C．CuSO4溶液 D．Na2CO3 (4)某化学研究小组的同学为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，设计了图所示的实验。 ①如图可通过观察_________现象，比较得出比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果结论。 ②某同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理，其理由是_________。 【答案】(1)③ ④ (2)0.056mol/(L·s) 40～50s 反应放热，温度高，反应速率快 (3)B (4)生成气泡的快慢     阴离子也可能会对反应速率产生影响，所以将FeCl3改为Fe2(SO4)3可以控制阴离子相同，排除阴离子不同造成的干扰 【解析】(1)探究外界条件对反应速率的影响，注意控制变量法的使用。实验①和②温度一样，锌颗粒大小一样，盐酸浓度不一样，所以实验①和②探究盐酸浓度对该反应速率的影响；实验①和③其他条件相同，温度不同，所以是探究温度对该反应速率的影响；实验①和④其他条件相同，锌颗粒大小不同，所以是探究锌规格(粗、细)对该反应速率的影响。 (2)①根据反应速率的计算公式得，30s～40s氢气体积的变化量是156.8mL，则物质的量变化是0.007mol，则反应的盐酸的物质的量是0.014mol，浓度变化量是0.56mol/L，ν(HCl)== 0.056mol/(L·s)；②通过表格分析，同样时间段，40～50s氢气的体积变化最大，则40～50s时是反应速率最大的时间段，此时反应物浓度不是最大，所以最大的可能原因是金属与酸反应放热，温度升高，速率变大； (3)A项，加入NaNO3溶液，引入硝酸根离子，形成氧化性很强的硝酸，硝酸与金属锌反应不能生成氢气，A项不符题意；B项，加入NaCl溶液，相当于稀释盐酸溶液，使反应减慢，不影响氢气总量的生成，B项符合题意；C项，加入CuSO4溶液，使锌与硫酸铜反应生成少量铜单质，形成铜锌原电池，可加快反应的进行，C项不符合题意；D项，加入Na2CO3，稀盐酸与Na2CO3反应，消耗氢离子，影响最终氢气的生成，D项不符合题意；故选B。 (4)①Fe3+和Cu2+对H2O2分解生成氧气，其他条件不变时，通过观察溶液中气泡产生的快慢，比较得出比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果结论。②同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理，其理由是阴离子也可能会对反应速率产生影响，控制变量，与硫酸铜的酸根一致，避免FeCl3中的氯离子对反应有影响。 实验2 探究影响化学平衡移动的因素 1．浓度 实验装置 实验原理 Fe3++3SCN－Fe(SCN)3(红色) 实验用品 0.005mol/L FeCl3 溶液、饱和 FeCl3 溶液、0.015mol/LKSCN 溶液、1mol/LKSCN 溶液、铁粉；试管、胶头滴管。 实验步骤 向盛有 5mL 0.005mol/L FeCl3 溶液的试管中加入 5mL 0.015mol/LKSCN 溶液，将溶液均分三份置于a、b、c三支试管中，向试管b中加入少量铁粉，向试管c中滴加加 4 滴 1mol/LKSCN溶液，观察试管b、c中溶液颜色变化，并均与a试管对比。 实验现象 ①试管b中溶液颜色比a试管浅。②试管c中溶液颜色比a试管浅。 实验结论 实验表明，当向平衡混合物中加入铁粉或硫氰化钾溶液后，溶液的颜色都改变了，这说明平衡混合物的组成发生了变化。 实验说明 ①本实验的关键是第一次获得的溶液浓度要小、红色要浅。 ②本实验所加4 滴1mol/LKSCN溶液，一方面浓度明显高于原来的 0.015mol/L，另一方面体积改变可以忽略不计，很好地控制了单一变量。 ③作为离子反应，只有改变实际参加反应的离子浓度，对平衡才有影响，如增加 KC1 固体量，平衡不移动，因为 KCl不参与离子反应。 2．压强 实验装置 实验原理 实验用品 NO2 气体；50mL或100mL注射器。 实验步骤 用一支注射器(50mL或更大些的)吸入约30mL二氧化氮和四氧化氮的混合气体，并将针头插入胶塞封闭。然后推针管将二氧化氮急速压缩，观察针管内气体的颜色变化。再拉针管使二氧化氮气体急速膨胀，观察管内气体的颜色变化。 实验现象 当推针管急速压缩气体时，可以看到针管内气体颜色先变深后慢慢变浅。当拉针管急速膨胀气体时，针管内气体颜色先变浅后慢慢变深。 实验说明 要从针管的侧面观察实验现象。 实验结论 管内气体存在平衡，推针管气体颜色先深后浅，是因为管内气体体积减小，浓度增大而变深，后变浅是因压强增大使平衡向生成物方向移动。四氧化二氮为无色气体，所以混合气体颜色变浅。拉针管时气体颜色先浅后深，是因为拉针管，管内气体体积膨胀，压强减小，浓度降低，后变深是因为压强减小，使上述平衡左移，生成较多红棕色气体。综合上述实验可知，在其他条件不变的情况下，增大压强，会使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动；减小压强，会使平衡向着气体体积增大的方向移动。 3．温度 实验装置 实验原理 实验用品 冰水、热水、NO2 气体；圆底烧瓶、玻璃导管、单孔橡皮塞、烧杯、止水夹、橡胶管。 实验步骤 把NO2和N2O4的混合气体通入两只连通的烧瓶，然后用弹簧夹夹住乳胶管；把一只烧瓶浸泡在热水中，另一只浸泡在冰水中。如图，观察混合气体的颜色变化。 实验现象 浸泡在热水中混合气体颜色加深；浸泡在冰水中混合气体颜色变浅。 实验结论 浸泡在热水中混合气体颜色加深，说明升高温度NO2浓度增大，即平衡向逆反应(吸热反应)方向移动；浸泡在冰水中混合气体颜色变浅，说明降低温度NO2 浓度减小，即平衡向正反应(放热反应)方向移动。 实验说明 ①热水温度稍高一点为宜，否则颜色变化不明显。②可留一个室温下的参照物便于颜色对比。 考点1 浓度对化学平衡的影响图像分析 1．增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，可瞬间增大v(正)或减小v(逆)，使得v(正)>v(逆)，化学平衡向正反应方向移动： 2．减小反应物的浓度或增大生成物的浓度，可瞬间减小v(正)或增大v(逆)，使得v(正)<v(逆)，化学平衡向逆反应方向移动： 3．结论： (1)增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动。 (2)增大生成物浓度或减小反应物浓度，平衡向逆反应方向移动。 考点2 压强对化学平衡的影响图像分析 1．适用对象：有气体参加的可逆反应。 2．图像分析(以mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)为例) (1)若m＋n＞p＋q (2)若m＋n＜p＋q (3)若m＋n＝p＋q 3．结论 (1)增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动； (2)减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动； (3)改变压强，气体体积不变的反应，平衡不移动。 考点3 温度对化学平衡的影响图像分析 1．图像分析 化学平衡 xX＋yYmM＋nN ΔH＞0 xX＋yYmM＋nN ΔH＜0 体系温度的变化 升高温度 降低温度 降低温度 升高温度 反应速率变化 v正、v逆同时增大，且v′正＞v′逆 v正、v逆同时减小，且v′正＜v′逆 v正、v逆同时减小，且v′正＞v′逆 v正、v逆同时增大，且v′正＜v′逆 平衡移动方向 正反应方向 逆反应方向 正反应方向 逆反应方向 v­t图像 规律总结 在其他条件不变的情况下，升高温度，平衡向吸热反应的方向移动；降低温度，平衡向放热反应的方向移动 2．结论 (1)升高温度，平衡向吸热方向移动； (2)降低温度，平衡向放热方向移动。 考点4 催化剂对化学平衡的影响图像分析 t1时刻，加入催化剂，v正′、v逆′同等倍数增大，则v正′＝v逆′，平衡不移动。 变式1 变药品 【例1】为探究化学平衡移动的影响因素，设计方案并进行实验，观察到相关现象。其中方案设计和结论都正确的是( ) 选项 影响因素 方案设计 现象 结论 A 浓度 向1mL0.1mol·L-1K2CrO4溶液中加入1mL0.1mol·L-1 HBr溶液 黄色溶液变橙色 增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动 B 压强 向恒温恒容密闭玻璃容器中充入气体，分解达到平衡后再充入100mLAr 气体颜色不变 对于反应前后气体总体积不变的可逆反应，改变压强平衡不移动 C 温度 将封装有NO2和N2O4混合气体的烧瓶浸泡在热水中 气体颜色变深 升高温度，平衡向吸热反应方向移动 D 催化剂 向乙酸乙酯中加入1mL0.3mol·L-1H2SO4溶液，水浴加热 上层液体逐渐减少 使用合适的催化剂可使平衡向正反应方向移动 【答案】C 【解析】A项，2CrO42-(黄色)+2H+Cr2O72-(橙色)+H2O ，向1mL0.1mol·L-1K2CrO4溶液中加入1mL0.1mol·L-1 HBr溶液，H+浓度增大，平衡正向移动，实验现象应为溶液橙色加深，A错误；B项，反应2HIH2+I2为反应前后气体总体积不变的可逆反应，向恒温恒容密闭玻璃容器中充入100 mLHI气体，分解达到平衡后再充入100mLAr，平衡不发生移动，气体颜色不变，应得到的结论是：对于反应前后气体总体积不变的可逆反应，恒温恒容时，改变压强平衡不移动，B错误；C项，反应2NO2N2O4为放热反应，升高温度，气体颜色变深，说明平衡逆向移动，即向吸热反应方向移动，C正确；D项，催化剂只会改变化学反应速率，不影响平衡移动，D错误；故选C。 【强化训练1-1】为探究化学反应速率的影响因素，设计方案并进行实验，观察到相关现象。其中方案设计和结论都正确的是( ) 选项 影响因素 方案设计 现象 结论 A 浓度 向等体积40%、90%的乙醇溶液各加入相同质量、形状的金属钠 前者气泡的产生速率大于后者 增大水的浓度，产生H2速率加快 B 温度 向试管中加入1mol/LCuCl2溶液，再加热 绿色溶液变为黄色 升温能加快Cu2+的水解速率 C 压强 用50mL注射器吸入40mLNO2和N2O4的混合气体，移动活塞压缩气体至30mL 气体红棕色加深 压强增大，反应生成NO2的速率加快 D 催化剂 盛4mL淀粉溶液的两支试管分别加入1mL1.0mol/LH2SO4、NaOH溶液，水浴加热，再各滴入2滴碘水 前者溶液变蓝色，后者无明显变化 催化能力比较：H2SO4＜NaOH 【答案】A 【解析】A项，向等体积40%、90%的乙醇溶液各加入相同质量、形状的金属钠，前者乙醇溶液中水的浓度比后者大，观察到前者气泡的产生速率大于后者可以说明增大水的浓度，产生H2速率加快，A符合题意；B项，已知CuCl2溶液中存在：[Cu(H2O)4]2+(蓝色)+4Cl- [CuCl4]2-(黄色)+4H2O  ΔH＞0向试管中加入1mol/LCuCl2溶液，再加热，上述平衡正向移动，而不是反应速率加快的结果，B不合题意；C项，已知可逆反应：2NO2(g)N2O4(g)，故用50mL注射器吸入40mLNO2和N2O4的混合气体，移动活塞压缩气体至30mL，上述平衡正向移动，根据勒夏特列原理可知，气体红棕色加深，压强增大，但并不是反应速率改变的结果，C不合题意；D项，已知I2+2NaOH=NaI+NaIO+H2O，故盛4mL淀粉溶液的两支试管分别加入1mL1.0mol/LH2SO4、NaOH溶液，水浴加热，再各滴入2滴碘水，前者溶液变蓝色，后者无明显变化，后者无明显变化可能是I2被NaOH消耗导致的，故不能探究催化剂对反应速率的影响，D不合题意；故选A。 【强化训练1-2】为探究化学反应速率的影响因素，设计方案并进行实验。其中方案设计、现象、结论都正确的是( ) 实验目的 方案设计 现象、结论 A 探究催化剂对反应速率的影响 向2 mL5%H2O2溶液中滴加几滴FeSO4溶液 若产生气泡的速率加快，说明Fe2+能催化H2O2分解 B 探究反应物浓度对速率的影响 甲、乙两支试管各加入5 mL0.1mol·L-1的NaClO溶液，甲中滴加2滴稀硫酸；再同时加入2滴紫色石蕊试液 若甲中溶液先褪色，说明次氯酸浓度越大，褪色反应速率越快 C 探究温度对反应速率的影响 取两支试管，各加2mL0.1mol·L-1 Na2S2O3 溶液，再同时加入等浓度等体积的稀硫酸，然后分别置于冷水、热水中，观察现象 若热水中的试管先出现沉淀，说明在其它条件相同时，升高温度能加快该反应的速率 D 探究反应物本身性质对速率的影响 甲、乙两支试管分别加入相同物质的量的无水乙醇和苯酚，再各加入一小块(绿豆大小)吸干煤油的金属钠 若乙中的反应更剧烈，说明酚羟基比醇羟基活泼，反应速率更快 【答案】B 【解析】A项，双氧水可以氧化亚铁离子为Fe3+，Fe3+也能催化分解双氧水，不能说明Fe2+具有催化性，A错误；B项，甲中发生反应：H++ClO-=HClO，乙中发生水解反应：ClO-+H2OHClO+OH-，甲中次氯酸浓度大，B正确；C项，发生的反应为：S2O32-+2H+=S↓ +SO2↑+H2O ，应把装有Na2S2O3 溶液的的两支试管先分别放入冷水和热水中，然后再加入硫酸，对比探究，C错误；D项，无水苯酚常温下是固体，无水乙醇是液体，二者状态不同，与单质钠反应乙醇速率快，该方案设计错误，应该选择二者相同物质的量浓度的溶液才能比较，D错误；故选B。 变式2 变考法 条件的改变(其他条件不变) 化学平衡的移动 浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 向正反应方向移动 减小反应物浓度或增大生成物浓度 向逆反应方向移动 压强(对有气体存在的反应) 反应前后气体分子数改变 增大压强 向气体体积减小的方向移动 减小压强 向气体体积增大的方向移动 反应前后气体分子数不变 改变压强 平衡不移动 温度 升高温度 向吸热反应方向移动 降低温度 向放热反应方向移动 催化剂 同等程度地改变v正、v逆，平衡不移动 【例2】下列叙述及解释正确的是( ) A．2NO2(g)(红棕色)N2O4(g)(无色) ΔH<0，在反应达到平衡后，对平衡体系采取缩小容积、增大压强的措施，因为平衡向正反应方向移动，故体系颜色变浅 B．H2(g)＋I2(g)2HI(g) ΔH<0，在反应达到平衡后，对平衡体系采取增大容积、减小压强的措施，因为平衡不移动，故体系颜色不变 C．FeCl3(aq)＋3KSCN(aq)Fe(SCN)3(aq)(红色)＋3KCl(aq)，在反应达到平衡后，加少量FeCl3固体，因为平衡向逆反应方向移动，故体系颜色变浅 D．对于反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，在反应达到平衡后，保持压强不变，充入O2(注：O2不参与反应)，平衡左移 【答案】D 【解析】A项，缩小容积，平衡右移，但c(NO2)仍比原平衡大，颜色变深，错误；B项，增大容积，平衡不移动，但由于c(I2)减小，故体系颜色变浅，错误；C项，加FeCl3固体，平衡右移，体系颜色变深，错误；D项，压强不变，充入O2(注：O2不参与反应)，体积增大，平衡左移，正确。 【强化训练2-1】T℃，反应CaCO3(s)CaO(s)+ CO2(g)，在密闭容器中达到平衡时的体积为100mL。已知密度：CaO(s)：3.35 g· cm-3、CaCO3(s)：2.93 g· cm-3。下列有关说法正确的是( ) A．恒温、恒容，体系中再加入56g CaO(s)，平衡不移动 B．恒温、恒压，体系中再加入100g CaCO3(s)，平衡不移动 C．恒温，压缩容器体积，平衡后，反应速率加快 D．恒温、恒压，体系中通入一定量N2，平衡正向移动，建立新的平衡状态 【答案】A 【解析】A项，恒温、恒容，体系中再加入56g CaO(s)，c(CO2)不变，平衡不移动，A正确；B项，100g CaCO3(s)的体积约为34mL，恒温、恒压，100mL的体系中再加入100g CaCO3(s)，相当于减小压强，平衡正向移动，B错误；C项，恒温，压缩容器体积，容器内压强增大，平衡逆向移动，由于温度不变，平衡常数不变，则新的平衡和旧的平衡中，c(CO2)相同，则反应速率也相同，C错误；D项，恒温、恒压，体系中通入一定量N2，相当于减小压强，平衡正向移动，由于温度不变，平衡常数不变，c(CO2)不变，则新的平衡和旧的平衡等同，D错误；故选A。 【强化训练2-2】已知颜色深浅(Ⅰ)与有色物质浓度(c)和观察深度(L)的乘积成正比，在注射器中存在NO2与N2O4的混合物，气体呈棕色，现将注射器的针筒慢慢往外拉，保持温度不变，此时混合物的颜色为( ) A．从视线1方向观察，气体颜色变深 B．从视线2方向观察，气体颜色变深 C．从视线1方向观察，气体颜色没有变化 D．从视线2方向观察，气体颜色变浅 【答案】B 【解析】A项，将注射器的针筒慢慢往外拉，体积变化为主，从视线1方向观察，有色物质二氧化氮浓度(c)减小，观察深度(L)不变，二氧化氮的浓度(c)和观察深度(L)的乘积减小，气体颜色变浅，故A错误；B项，将注射器的针筒慢慢往外拉，体积增大，压强减小，平衡逆向移动，二氧化氮物质的量增大，从视线2方向观察，单位面积上二氧化氮的物质的量增加，气体颜色变深，故B正确；C项，将注射器的针筒慢慢往外拉，体积变化为主，从视线1方向观察，有色物质二氧化氮浓度(c)减小，观察深度(L)不变，二氧化氮的浓度(c)和观察深度(L)的乘积减小，气体颜色变浅，故C错误；D项，将注射器的针筒慢慢往外拉，体积增大，压强减小，平衡逆向移动，二氧化氮物质的量增大，从视线2方向观察，单位面积上二氧化氮的物质的量增加，气体颜色变深，故D错误；故选B。 18 / 18 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题09 化学反应速率与化学平衡 目 录 实验1 探究影响化学反应速率的因素 实验2 探究影响化学平衡移动的因素 实验1 探究影响化学反应速率的因素 1．硫代硫酸钠与不同浓度硫酸反应速率的比较 实验装置 实验原理 在实验中，控制温度和Na2S2O3浓度不变，探究H2SO4浓度不同时对反应速率的影响。 本实验涉及的化学方程式为：Na2S2O3+H2SO4= ____________________ 实验用品 0.1mol/LNa2S2O3 溶液、0. 1mol/LH2SO4 溶液、0. 5mol/LH2SO4 溶液；试管、胶头滴管、10mL 量筒、100mL 烧杯、秒表、温度计。 实验步骤 取两支试管各加入5mL 0.1mol/LNa2S2O3 溶液；另取两支试管分别加入5mL0.1mol/LH2SO4 溶液和5mL0.5mol/LH2SO4 溶液；分别将同一烧杯中的两溶液混合并振荡，记录每组中从混合到出现浑浊的时间。 实验现象 硫酸浓度大的一组首先出现_______。 实验结论 在其他条件相同时，增大反应物浓度反应速率_______，降低反应物浓度反应速率_______。 实验说明 在实验过程中计时由刚混合两溶液开始按秒表，当溶液出现浑浊时停止计时。为了对比更明显、 观察得更清楚，可在试管后面衬一张白纸来观察现象。 2．不同温度下硫代硫酸钠与硫酸反应速率的比较 实验装置 实验原理 在实验中，控制 Na2S2O3 与H2SO4 溶液浓度不变，探究温度不同时对反应速率的影响。 本实验涉及的化学方程式为：Na2S2O3+H2SO4= ____________________ 实验用品 0.1mol/LNa2S2O3 溶液、0. 1mol/LH2SO4 溶液；试管、胶头滴管、10mL 量筒、100mL 烧杯、秒表、温度计。 实验步骤 取两支试管各加入 5mL 0.1mol/LNa2S2O3 溶液；另取两支试管各加入 5mL 0.1mol/LH2SO4 溶液；将四支试管分成两组(各有一支盛有 Na2S2O3和H2SO4的试管)，一组放入盛冷水的烧杯中，另一组放入盛有热水的烧杯中。经过一段时间后，分别将同一烧杯中的两溶液混合并振荡，记录每组中从混合到出现浑浊的时间。 实验现象 加热的一组首先出现浑浊。 实验结论 在其他条件相同时，升高温度反应速率_______，降低温度反应速度_______。 实验说明 在实验过程中计时由刚混合两溶液开始按秒表，当溶液出现浑浊时停止计时。为了对比更明显、 观察得更清楚，可在试管后面衬一张白纸来观察现象。 3．催化剂对反应速率的影响 实验装置 实验原理 2H2O2_____________________ 实验用品 5%的 双氧 水、0.1mol/LFeCl3 、0.1mol/L CuSO4；试管、胶头滴管、10mL 量筒。 实验步骤 在两支试管中分别加入2mL 5%的 H2O2 溶液，再向 H2O2 溶液中分别滴入 0.1mol/L FeCl3 和 CuSO4 (使用CuCl2更好)溶液各 1mL，摇匀，比较 H2O2 的分解速率。 实验现象 试管中均有气泡产生，且速率均较快。 实验结论 FeCl3 和CuSO4对H2O2 的分解都有_______作用，可加快反应速率，但催化效果不同。 实验说明 正催化剂能显著加快化学反应速率，且不同催化剂对同一化学反应的催化作用是不同的。 若使用CuCl2，可说明 Fe3+和 Cu2+ 对 H2O2 的分解都有_______作用。 4．粒和不同浓度稀硫酸反应速率比较 实验装置 实验原理 通过观察收集10mL H2 所用的时间或1分钟收集到的H2的体积来比较反应速率的快慢。 实验用品 锌粒(颗粒大小基本相同)，1mol/L 稀硫酸、4mol/L 稀硫酸；锥形瓶、分液漏斗、双孔塞、注射器、铁架台、导管、橡胶管、秒表。 实验步骤 ①按上图安装两套装置。检查装置的气密性(关闭分液漏斗的活塞，将注射器往外拉一段距离，松开手后观察是否会迅速回到原位)。 ②在锥形瓶内各盛有 2g 锌粒(颗粒大小基本相同)，然后通过分液漏斗分别加入 40mL 1mol/L 和40mL 4mol/L 的硫酸。比较两者收集 10mL 氢气所用的时间。 实验现象 收集10mL H2，4mol/L硫酸所用时间比1mol/L硫酸所用时间_______。 实验结论 在温度及金属质量大小相同的条件下，酸的浓度越大，速度越_______。 实验说明 本实验需要注意的几个关键操作有：①实验装置的气密性要好。②尽可能做好“不变量的控制”——锌粒的表面积、温度、氢气的体积或时间等。③可用恒压漏斗代替分液漏斗滴加稀硫酸，减少滴加硫酸对气体体积测量的影响。 考点1 XXXXX(可以是判断题) 1．内因：反应物的_______、_______和_______等因素。 2．外界因素(其他条件相同) 实验步骤 实验现象 结论 浓度 取两支试管，各加入5mL 0.1 mol/LNa2S2O3溶液，然后向一支试管中加入5mL 0.1 mol/LH2SO4溶液，向另一支试管中加入5mL 0.5 mol/LH2SO4溶液，记录出现浑浊的时间 加入 0.5 mol/LH2SO4溶液的试管中出现浑浊所用的时间短 溶液中反应物的浓度越大，反应速率越快；反之反应速率越慢 温度 取两支试管，各加5mL0.1 mol/LNa2S2O3溶液，另取两支试管各加入5mL0.1mol/LH2SO4溶液，将四支试管分成两组(各有一支盛有Na2S2O3溶液和H2SO4溶液的试管)，一组放入冷水中，另一组放入热水中，经过一段时间后，分别混合并振荡，记录出现浑浊的时间 放入热水的试管中出现浑浊所用的时间短，放入冷水的试管中出现浑浊所用的时间长 溶液的温度越高，反应速率越快；溶液的温度越低，反应速率越慢 催化剂 在两支试管中各加入2mL5%H2O2溶液，再向两支盛有H2O2溶液的试管中分别加入0.1 mol/L FeCl3溶液和H2O各1mL，摇匀，比较产生气泡的快慢 加入FeCl3溶液的试管中，产生气泡快；加入H2O的试管中，产生气泡缓慢 加入催化剂能加快化学反应速率 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？ 考点2 定量研究影响化学反应速率的因素 1．原理：Zn＋H2SO4=== ____________________ 2．实验操作：按如图所示安装两套装置A、B，在锥形瓶内各盛大小相同的2 g锌粒，通过分液漏斗分别加入40 mL 1 mol·L－1和40 mL 4 mol·L－1的硫酸溶液。 3．实验记录及结论(记录收集10 mL H2所用的时间) 加入试剂 反应时间(填“长”或“短”) 反应速率(填“快”或“慢”) 结论 1 mol·L－1 H2SO4溶液 _______ _______ 增大反应物浓度，化学反应速率_______ 4 mol·L－1 H2SO4溶液 _______ _______ 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 变式1 变条件 1．温度对反应速率的影响具有一致性，升高温度，v正、v逆都增大，降低温度，v正、v逆都减小。 2．在温度、浓度、催化剂等影响反应速率的因素中，各因素对反应速率的影响程度不同，催化剂为主要因素，其次是温度，最后是浓度。 3．探究外界因素对化学反应速率的思维模型“实验现象——影响规律——理论解释”，解决实际问题时注意运用证据推理思路和思维认知模型。 【例1】为了探究温度对化学反应速率的影响，下列实验方案可行的是( ) A． B． C． D． 【强化训练1-1】下列条件下的反应，放出氢气最快的是( ) 选项 金属(相同粉末状) 和物质的量(mol) 酸的浓度和体积(mL) 反应温度 A Fe 0.1 3 mol·L－1HCl 10 20 ℃ B Al 0.1 3 mol·L－1HCl 10 20 ℃ C Cu 0.1 4 mol·L－1H2SO4 10 20 ℃ D Mg 0.1 6 mol·L－1稀HNO3 10 20 ℃ 【强化训练1-2】下列实验中将水、试剂1、试剂2混合后褪色最快的是( ) 选项 温度 水 试剂1 试剂2 A 25 ℃ 4 mL 4 mL 0.01 mol·L－1 KMnO4 2 mL 0.1 mol·L－1 H2C2O4 B 25 ℃ 2 mL 4 mL 0.01 mol·L－1 KMnO4 4 mL 0.1 mol·L－1 H2C2O4 C 35 ℃ 2 mL 4 mL 0.01 mol·L－1 KMnO4 4 mL 0.1 mol·L－1 H2C2O4 D 35 ℃ 2 mL 4 mL 0.01 mol·L－1 KMnO4 4 mL 0.1 mol·L－1 H2C2O4、少量MnSO4固体 变式2 变考法 1．实验探究的科学方法及思路 (1)方法：变量控制探究影响化学反应速率因素的一般原则是“定多变一”，即要保持其他变量不变，改变其中一个变量的值进行实验，测定数据，通过系统实验，找出变量对反应速率的影响。 (4)思路：变量控制→对照实验→定性观察或定量测定→科学归纳 2．控制变量探究实验题的思维流程 【例2】某小组学生设计了如下实验探究影响化学反应速率因素的实验： Ⅰ．甲同学利用如图所示装置测定化学反应速率。 (1)圆底烧瓶中发生反应的离子方程式为 。 (2)通过测定量气筒中收集到的气体体积计算该反应的速率，结果发现测定值比实际值偏小，其原因可能是 。 Ⅱ．乙同学利用反应产生沉淀的快慢探究该化学反应速率的影响因素，数据如下表所示： 实验 Na2S2O3溶液 H2SO4溶液 蒸馏水 浓度/mol·L-1 体积／mL 浓度/mol·L-1 体积／mL 体积／mL 温度/℃ ① 0.1 1 0.5 1 V 30 ② 0.1 2 0.5 1 7 30 ③ 0.1 2 0.5 1 7 40 (3)实验①中，V= 。 (4)实验②、③的目的是 。 【强化训练2-1】某化学小组欲探究不同条件对化学反应速率的影响，分组进行了如下实验。已知：2KMnO4＋5H2O2+3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4十5O2↑＋8H2O(30℃及以下，双氧水具有较好的稳定性；忽略溶液体积变化)下列说法不正确的是( ) 编号 0.1 mol·L-1酸性KMnO4溶液体积/mL 1 mol·L-1 H2O2溶液体积/mL 水的体积/mL 反应温度/℃ 紫色褪去所用的时间/s Ⅰ 20 20 0 20 t1 Ⅱ 20 V1 10 20 t2 Ⅲ 20 V2 0 30 t3 Ⅳ 20 10 10 30 t4 A．V1=10，V2=20 B．各组实验充分反应后，产生的氧气的体积均为0.112 L(标准状况下) C．实验Ⅰ和Ⅲ、Ⅱ和Ⅳ均可探究温度对反应速率的影响 D．t1＜t4，说明浓度越大，反应速率越快 15．已知锌与稀盐酸反应放热，某学生为了探究反应过程中的速率变化，用排水集气法收集反应放出的氢气。所用稀盐酸浓度有1.00mol·L-1、2.00mol·L-1两种浓度，每次实验稀盐酸的用量为25.00mL，锌有细颗粒与粗颗粒两种规格，用量为6.50g。实验温度为298K、308K。 (1)完成以下实验设计(填写表格中空白项)，并在实验目的一栏中填出对应的实验编号： 编号 T/K 锌规格 盐酸浓度/mol·L-1 实验目的 ① 298 粗颗粒 2.00 (I)实验①和②探究盐酸浓度对该反应速率的影响； (II)实验①和_________探究温度对该反应速率的影响； (III)实验①和_________探究锌规格(粗、细)对该反应速率的影响。 ② 298 粗颗粒 1.00 ③ 308 粗颗粒 2.00 ④ 298 细颗粒 2.00 (2)实验①记录如下(换算成标况)： 时间(s) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 氢气体积(mL) 16.8 39.2 67.2 224 420 492.8 520.8 543.2 554.4 560 ①计算在30s～40s范围内盐酸的平均反应速率ν(HCl)=_________ (忽略溶液体积变化)。 ②反应速率最大的时间段(如0s～10s)为_________，可能原因是_________； (3)另一学生也做同样的实验，由于反应太快，测量氢气的体积时不好控制，他就事先在盐酸溶液中分别加入等体积的下列溶液以减慢反应速率，在不影响产生H2气体总量的情况下，你认为他上述做法中可行的是_________(填相应字母)； A．NaNO3溶液 B．NaCl溶液 C．CuSO4溶液 D．Na2CO3 (4)某化学研究小组的同学为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，设计了图所示的实验。 ①如图可通过观察_________现象，比较得出比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果结论。 ②某同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理，其理由是_________。 实验2 探究影响化学平衡移动的因素 1．浓度 实验装置 实验原理 Fe3++3SCN－Fe(SCN)3(红色) 实验用品 0.005mol/L FeCl3 溶液、饱和 FeCl3 溶液、0.015mol/LKSCN 溶液、1mol/LKSCN 溶液、铁粉；试管、胶头滴管。 实验步骤 向盛有 5mL 0.005mol/L FeCl3 溶液的试管中加入 5mL 0.015mol/LKSCN 溶液，将溶液均分三份置于a、b、c三支试管中，向试管b中加入少量铁粉，向试管c中滴加加 4 滴 1mol/LKSCN溶液，观察试管b、c中溶液颜色变化，并均与a试管对比。 实验现象 ①试管b中溶液颜色比a试管浅。②试管c中溶液颜色比a试管浅。 实验结论 实验表明，当向平衡混合物中加入铁粉或硫氰化钾溶液后，溶液的颜色都改变了，这说明平衡混合物的组成发生了变化。 实验说明 ①本实验的关键是第一次获得的溶液浓度要小、红色要浅。 ②本实验所加4 滴1mol/LKSCN溶液，一方面浓度明显高于原来的 0.015mol/L，另一方面体积改变可以忽略不计，很好地控制了单一变量。 ③作为离子反应，只有改变实际参加反应的离子浓度，对平衡才有影响，如增加 KC1 固体量，平衡不移动，因为 KCl不参与离子反应。 2．压强 实验装置 实验原理 实验用品 NO2 气体；50mL或100mL注射器。 实验步骤 用一支注射器(50mL或更大些的)吸入约30mL二氧化氮和四氧化氮的混合气体，并将针头插入胶塞封闭。然后推针管将二氧化氮急速压缩，观察针管内气体的颜色变化。再拉针管使二氧化氮气体急速膨胀，观察管内气体的颜色变化。 实验现象 当推针管急速压缩气体时，可以看到针管内气体颜色先变深后慢慢变浅。当拉针管急速膨胀气体时，针管内气体颜色先变浅后慢慢变深。 实验说明 要从针管的侧面观察实验现象。 实验结论 管内气体存在平衡，推针管气体颜色先深后浅，是因为管内气体体积减小，浓度增大而变深，后变浅是因压强增大使平衡向生成物方向移动。四氧化二氮为无色气体，所以混合气体颜色变浅。拉针管时气体颜色先浅后深，是因为拉针管，管内气体体积膨胀，压强减小，浓度降低，后变深是因为压强减小，使上述平衡左移，生成较多红棕色气体。综合上述实验可知，在其他条件不变的情况下，增大压强，会使化学平衡向着气体体积缩小的方向移动；减小压强，会使平衡向着气体体积增大的方向移动。 3．温度 实验装置 实验原理 实验用品 冰水、热水、NO2 气体；圆底烧瓶、玻璃导管、单孔橡皮塞、烧杯、止水夹、橡胶管。 实验步骤 把NO2和N2O4的混合气体通入两只连通的烧瓶，然后用弹簧夹夹住乳胶管；把一只烧瓶浸泡在热水中，另一只浸泡在冰水中。如图，观察混合气体的颜色变化。 实验现象 浸泡在热水中混合气体颜色_______；浸泡在冰水中混合气体颜色_______。 实验结论 浸泡在热水中混合气体颜色_______，说明升高温度NO2浓度_______，即平衡向逆反应(_______热反应)方向移动；浸泡在冰水中混合气体颜色_______，说明降低温度NO2 浓度_______，即平衡向正反应(_______热反应)方向移动。 实验说明 ①热水温度稍高一点为宜，否则颜色变化不明显。②可留一个室温下的参照物便于颜色对比。 考点1 浓度对化学平衡的影响图像分析 1．增大反应物的浓度或减小生成物的浓度，可瞬间_______v(正)或______v(逆)，使得v(正) ______v(逆)，化学平衡向__________方向移动： 2．减小反应物的浓度或增大生成物的浓度，可瞬间______v(正)或______v(逆)，使得v(正) ______v(逆)，化学平衡向________方向移动： 3．结论： (1)增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向____________方向移动。 (2)增大生成物浓度或减小反应物浓度，平衡向____________方向移动。 考点2 压强对化学平衡的影响图像分析 1．适用对象：有______参加的可逆反应。 2．图像分析(以mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)为例) (1)若m＋n＞p＋q (2)若m＋n＜p＋q (3)若m＋n＝p＋q 3．结论 (1)增大压强，平衡向气体体积______的方向移动； (2)减小压强，平衡向气体体积______的方向移动； (3)改变压强，气体体积不变的反应，平衡____________。 考点3 温度对化学平衡的影响图像分析 1．图像分析 化学平衡 xX＋yYmM＋nN ΔH＞0 xX＋yYmM＋nN ΔH＜0 体系温度的变化 升高温度 降低温度 降低温度 升高温度 反应速率变化 v正、v逆同时增大，且v′正＞v′逆 v正、v逆同时减小，且v′正＜v′逆 v正、v逆同时减小，且v′正＞v′逆 v正、v逆同时增大，且v′正＜v′逆 平衡移动方向 正反应方向 逆反应方向 正反应方向 逆反应方向 v­t图像 规律总结 在其他条件不变的情况下，升高温度，平衡向吸热反应的方向移动；降低温度，平衡向放热反应的方向移动 2．结论 (1)升高温度，平衡向______热方向移动； (2)降低温度，平衡向______热方向移动。 考点4 催化剂对化学平衡的影响图像分析 t1时刻，加入催化剂，v正′、v逆′同等倍数增大，则v正′＝v逆′，平衡不移动。 变式1 变药品 【例1】为探究化学平衡移动的影响因素，设计方案并进行实验，观察到相关现象。其中方案设计和结论都正确的是( ) 选项 影响因素 方案设计 现象 结论 A 浓度 向1mL0.1mol·L-1K2CrO4溶液中加入1mL0.1mol·L-1 HBr溶液 黄色溶液变橙色 增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动 B 压强 向恒温恒容密闭玻璃容器中充入气体，分解达到平衡后再充入100mLAr 气体颜色不变 对于反应前后气体总体积不变的可逆反应，改变压强平衡不移动 C 温度 将封装有NO2和N2O4混合气体的烧瓶浸泡在热水中 气体颜色变深 升高温度，平衡向吸热反应方向移动 D 催化剂 向乙酸乙酯中加入1mL0.3mol·L-1H2SO4溶液，水浴加热 上层液体逐渐减少 使用合适的催化剂可使平衡向正反应方向移动 【强化训练1-1】为探究化学反应速率的影响因素，设计方案并进行实验，观察到相关现象。其中方案设计和结论都正确的是( ) 选项 影响因素 方案设计 现象 结论 A 浓度 向等体积40%、90%的乙醇溶液各加入相同质量、形状的金属钠 前者气泡的产生速率大于后者 增大水的浓度，产生H2速率加快 B 温度 向试管中加入1mol/LCuCl2溶液，再加热 绿色溶液变为黄色 升温能加快Cu2+的水解速率 C 压强 用50mL注射器吸入40mLNO2和N2O4的混合气体，移动活塞压缩气体至30mL 气体红棕色加深 压强增大，反应生成NO2的速率加快 D 催化剂 盛4mL淀粉溶液的两支试管分别加入1mL1.0mol/LH2SO4、NaOH溶液，水浴加热，再各滴入2滴碘水 前者溶液变蓝色，后者无明显变化 催化能力比较：H2SO4＜NaOH 【强化训练1-2】为探究化学反应速率的影响因素，设计方案并进行实验。其中方案设计、现象、结论都正确的是( ) 实验目的 方案设计 现象、结论 A 探究催化剂对反应速率的影响 向2 mL5%H2O2溶液中滴加几滴FeSO4溶液 若产生气泡的速率加快，说明Fe2+能催化H2O2分解 B 探究反应物浓度对速率的影响 甲、乙两支试管各加入5 mL0.1mol·L-1的NaClO溶液，甲中滴加2滴稀硫酸；再同时加入2滴紫色石蕊试液 若甲中溶液先褪色，说明次氯酸浓度越大，褪色反应速率越快 C 探究温度对反应速率的影响 取两支试管，各加2mL0.1mol·L-1 Na2S2O3 溶液，再同时加入等浓度等体积的稀硫酸，然后分别置于冷水、热水中，观察现象 若热水中的试管先出现沉淀，说明在其它条件相同时，升高温度能加快该反应的速率 D 探究反应物本身性质对速率的影响 甲、乙两支试管分别加入相同物质的量的无水乙醇和苯酚，再各加入一小块(绿豆大小)吸干煤油的金属钠 若乙中的反应更剧烈，说明酚羟基比醇羟基活泼，反应速率更快 变式2 变考法 条件的改变(其他条件不变) 化学平衡的移动 浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 向正反应方向移动 减小反应物浓度或增大生成物浓度 向逆反应方向移动 压强(对有气体存在的反应) 反应前后气体分子数改变 增大压强 向气体体积减小的方向移动 减小压强 向气体体积增大的方向移动 反应前后气体分子数不变 改变压强 平衡不移动 温度 升高温度 向吸热反应方向移动 降低温度 向放热反应方向移动 催化剂 同等程度地改变v正、v逆，平衡不移动 【例2】下列叙述及解释正确的是( ) A．2NO2(g)(红棕色)N2O4(g)(无色) ΔH<0，在反应达到平衡后，对平衡体系采取缩小容积、增大压强的措施，因为平衡向正反应方向移动，故体系颜色变浅 B．H2(g)＋I2(g)2HI(g) ΔH<0，在反应达到平衡后，对平衡体系采取增大容积、减小压强的措施，因为平衡不移动，故体系颜色不变 C．FeCl3(aq)＋3KSCN(aq)Fe(SCN)3(aq)(红色)＋3KCl(aq)，在反应达到平衡后，加少量FeCl3固体，因为平衡向逆反应方向移动，故体系颜色变浅 D．对于反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，在反应达到平衡后，保持压强不变，充入O2(注：O2不参与反应)，平衡左移 【强化训练2-1】T℃，反应CaCO3(s)CaO(s)+ CO2(g)，在密闭容器中达到平衡时的体积为100mL。已知密度：CaO(s)：3.35 g· cm-3、CaCO3(s)：2.93 g· cm-3。下列有关说法正确的是( ) A．恒温、恒容，体系中再加入56g CaO(s)，平衡不移动 B．恒温、恒压，体系中再加入100g CaCO3(s)，平衡不移动 C．恒温，压缩容器体积，平衡后，反应速率加快 D．恒温、恒压，体系中通入一定量N2，平衡正向移动，建立新的平衡状态 【强化训练2-2】已知颜色深浅(Ⅰ)与有色物质浓度(c)和观察深度(L)的乘积成正比，在注射器中存在NO2与N2O4的混合物，气体呈棕色，现将注射器的针筒慢慢往外拉，保持温度不变，此时混合物的颜色为( ) A．从视线1方向观察，气体颜色变深 B．从视线2方向观察，气体颜色变深 C．从视线1方向观察，气体颜色没有变化 D．从视线2方向观察，气体颜色变浅 14 / 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