第2章 化学反应的方向、限度和速率（期末复习专项训练）高二化学上学期沪科版

第2章 化学反应的方向、限度和速率 题型1 化学反应的方向 题型2 化学反应的限度 题型3 化学平衡常数及其应用（重点） 题型4 化学平衡的移动（重点） 题型5 化学反应速率 题型6 化学反应速率理论（重点） 题型7 化学反应速率和平衡的图像（重点） 题型8 工业上合成氨 题型9 反应速率和平衡综合应用（重点） 题型1 化学反应的方向 1．【自发反应和自发过程】下列过程是非自发的是(　　) A．水由高处向低处流 B．室温下水结成冰 C．气体从高密度处向低密度处扩散 D．煤气的燃烧 解题要点 (1)自发反应也需要一定条件引发反应，一旦反应后即可自发进行。 (2)一般的，如果一个过程是自发的，则其逆过程就是非自发的。非自发过程要想发生，则必须对它做功，如利用水泵可将水从低处抽向高出，通电可将水分解生成氢气和氧气。 (3)判断某反应是否自发，只是判断反应的方向，与是否会发生、反应的快慢、反应的热效应无关。 2．【化学反应方向的判断】（24-25高二上·上海·阶段练习）已知：ΔG=ΔH-TΔS，当ΔG<0，反应能自发进行，ΔG>0反应不能自发进行。下列说法中正确的是 A．非自发反应在任何条件下都不能发生 B．熵增加且放热的反应一定是自发反应 C．自发反应一定是熵增加的反应，非自发反应一定是熵减小或不变的反应 D．有的吸热反应在高温下也可以自发进行 解题要点 (1)复合判据 体系能量降低和混乱度增大都有促使反应自发进行的倾向。判断反应的自发性必须综合考虑反应的焓变和熵变。 ①ΔH-TΔS<0 反应能自发进行 ②ΔH-TΔS=0 反应达到平衡状态 ③ΔH-TΔS>0 反应不能自发进行 (2)对反应自发性的理解 ①ΔH-TΔS只能应用于温度、压强一定的条件下的化学反应，不能用于其他条件。 ②过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率。 ③在讨论过程的方向时，指的是没有外界干扰的体系。如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。如高温下石灰石分解，高温高压下石墨转化为金刚石，实现的先决条件是要向体系中输入能量，该过程本质仍然是非直发的。 ④反应的自发性也受外界条件的影响。如常温下石灰石分解是非自发的，但在1273K时，这一反应是自发的。 题型2 化学反应的限度 1．【可逆反应的特征】在一定温度下，将2 mol SO2和1 mol O2充入一定容积的密闭容器中，在催化剂作用下发生如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－197 kJ·mol－1，当达到化学平衡时，下列说法正确的是(　　) A．生成SO3 2 mol B．SO2和SO3共2 mol C．放出197 kJ热量 D．含氧原子共8 mol 解题要点 (1)可逆反应不等同于可逆过程，可逆过程包括物理变化和化学变化，而可逆反应属于化学变化。 (2)可逆反应体系中， 反应物不能全部转化为生成物，生成物也不能完全转化为反应物。 (3)极值法确定浓度范围的方法 2．【化学平衡状态的判断】（24-25高二下·上海·期中）在一个恒温恒容的密闭容器中进行合成氨反应，下列证据能判断反应已达平衡状态的是( ) A． B．气体密度不再变化 C．每消耗就同时消耗 D．混合气体的平均摩尔质量不再变化 解题要点 化学平衡状态的重要特征 (1)正反应与逆反应速率相等：v正＝v逆 ①对同一物质，该物质的生成速率等于它的消耗速率。 ②对不同物质，速率之比等于方程式中的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率。 (2)反应混合物中各组分的质量或浓度保持不变。 可逆反应具备这两个依据之一(同时另一条件肯定也满足)，则就达到了化学平衡状态，否则就没达到。 ①关于各组成成分的判断不适用于总质量、总物质的量、气体总体积等。 ②化学平衡状态的标志为反应混合物中各组分的含量恒定不变，如2A(g)＋B(g)3C(g)，c(A)∶c(B)∶c(C)＝2∶1∶3，并未体现出恒定不变，因此不能作为化学平衡状态的判据。 题型3 化学平衡常数及其应用 1．【化学平衡常数及其影响因素】（23-24高三上·上海浦东新·阶段练习）高温下，某反应达到平衡状态，平衡常数K=。其他条件不变，温度升高，H2的浓度减小。下列说法正确的是( ) A．该反应的焓变为正值 B．缩小容器体积，H2的浓度一定减小 C．升高温度，化学平衡常数减小 D．该反应的化学方程式为CO+H2OCO2+H2 解题要点 (1)化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。 (2)纯液体和固体的浓度为常数，不写入平衡常数表达式。 例如：C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g) K＝； FeO(s)＋CO(g) Fe(s)＋CO2(g)　K＝。 (3)书写形式与化学方程式的书写有关。例如： N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)的平衡常数为K1=； N2(g)＋H2(g) NH3(g)的平衡常数为K2=； NH3(g) N2(g)＋H2(g)的平衡常数为K3=。 则K1和K2的关系式为K1=K22；K2和K3的关系式为：K2·K3=1；K1和K3的关系式为：K1=。 2．【有关化学平衡的计算】将6 mol A和5 mol B混合于4 L密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)nC(g)＋2D(g)，5 s后反应达到平衡状态，生成2 mol D和2 mol C，则下列结论中不正确的是(　　) A．该温度下反应的化学平衡常数为 B．n值等于2 C．平衡时B的浓度为1 mol·L－1 D．平衡时B的转化率为50 % 解题要点 用“三段式法”进行化学平衡的计算要注意的问题： (1)变化量的比值一定等于化学方程式中的系数之比，但是达到平衡时各组分的量的比值不一定等于方程式中的系数之比。 (2)进行有关计算时，可用物质的量浓度，也可用物质的量。 3．【压强平衡常数和速率方程】某温度下，N2O5气体在一体积固定的容器中发生如下反应：2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)(慢反应)　ΔH＜0，2NO2(g)N2O4(g)(快反应)　ΔH＜0，体系的总压强p总和p(O2)随时间的变化如图所示： (1)图中表示O2压强变化的曲线是________(填“甲”或“乙”)。 (2)已知N2O5分解的反应速率v＝0.12p(N2O5)(kPa·h－1)，t＝10 h时，p(N2O5)＝________ kPa，v＝________ kPa·h－1(结果保留两位小数，下同)。 (3)该温度下2NO2(g)N2O4(g)反应的平衡常数Kp＝________ kPa－1(Kp为以分压表示的平衡常数)。 解题要点 (1)压强平衡常数(Kp)的计算流程 第一步：根据“三段式”法计算各气体的起始量、变化量、平衡量。 第二步：计算各气体组分的物质的量分数或体积分数。 第三步：计算各气体物质的分压：p(某气体的分压)＝p(混合气体总压强)×该气体的体积分数(或物质的量分数)。 第四步：代入平衡常数表达式，计算Kp。 (2)速率常数和平衡常数的关系 对于基元反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，v正＝k正·ca(A)·cb(B)，v逆＝k逆·cc(C)·cd(D)，平衡常数K＝＝，反应达到平衡时v正＝v逆，故K＝。 4．【化学平衡常数的应用】（24-25高一下·上海·期末）在容积不变的密闭容器中发生反应：（正反应放热），830℃时反应的平衡常数是1.0，下列说法正确的是 A．容器内的压强不变时，说明反应达到平衡状态 B．830℃时，充入0.1molCO和保持温度不变，CO平衡转化率为75% C．若平衡时移走，化学反应速率加快 D．1000℃时，某时刻和的浓度均为，此时平衡向正反应方向移动 解题要点 (1)判断可逆反应进行的程度 K <10－5 10－5～105 >105 反应程度 很难进行 反应可逆 反应接近完全 (2)判断反应是否达到平衡或进行的方向 对于化学反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)的任意状态，浓度商Q＝。 Q＜K，反应向正反应方向进行； Q＝K，反应处于平衡状态； Q＞K，反应向逆反应方向进行。 (3)判断可逆反应的反应热 ①升高温度 题型4 化学平衡的移动 1．【化学平衡的移动方向的判断】（24-25高二上·上海静安·期中）在密闭容器中发生如下反应：，达到平衡后，保持温度不变，将气体体积缩小到原来的1/2，当达到新平衡时，C的浓度为原来的1.9倍。下列说法中错误的是( ) A．m+n>p B．平衡向逆反应方向移动 C．A的转化率降低 D．活化分子百分数不变 解题要点 (1)化学平衡移动的实质 ①当一个可逆反应达到平衡后，如果浓度、压强、温度等反应条件改变，原来的平衡状态被破坏，化学平衡会移动，在一段时间后会达到新的化学平衡状态。 ②实质：改变条件后，v正≠v逆，各组分的百分含量发生改变。 (2)化学平衡移动的过程分析 新平衡与原平衡相比，平衡混合物中各组分的浓度(或质量)发生相应的变化。 2．【外界条件化学平衡的影响】（23-24高一下·上海·期末）I2在KI溶液中存在下列平衡：，某I2、KI混合溶液中，的物质的量浓度与温度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．是吸热反应 B．若温度为、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 D．状态A与状态B相比，状态A的大 解题要点 分析化学平衡移动的一般思路 3．【勒夏特列原理及应用】（24-25高二上·上海·期中）下列叙述中不能用平衡移动原理解释的是( ) A．工业制硫酸过程中通入过量空气能提高硫酸产率 B．密闭容器中发生反应：，拉伸容器混合气颜色变浅 C．煤气中毒的患者要送入高压氧舱进行救治 D．合成氨生产中要不断补充新鲜的高压氮、氢混合气 解题要点 (1)由“化学平衡”可知，勒夏特列原理的适用对象是可逆过程。适用于任何动态平衡(如溶解平衡、电离平衡等)，非平衡状态不能用此来分析。 (2)由“减弱”可知，只能减弱改变，而不能消除改变，更不能“扭转”外界条件的影响。 (3)勒夏特列原理可判断“改变影响平衡的一个条件”的平衡移动的方向。若同时改变影响平衡移动的几个条件，则不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向，只有在改变的条件对平衡移动的方向影响一致时，才能根据勒夏特列原理进行判断。 4．【化学平衡移动方向及平衡转化率的判断】（23-24高一下·上海奉贤·期中）可逆反应反应过程中，当其它条件不变时，C的质量分数与温度(T)和压强(P)的关系如图，根据图中曲线分析，判断下列叙述中正确的是( ) A．平衡后，增大A的量，可以提升B的转化率 B．平衡后，若升高温度，平衡则向逆反应方向移动 C．平衡后，使用催化剂，有利于平衡向正反应方向移动 D．化学方程式中 解题要点 化学平衡移动方向和转化率的判断思路 (1)反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)的转化率分析 ①若反应物起始物质的量之比等于化学计量数之比，达到平衡后，它们的转化率相等。 ②若只增加A的量，平衡正向移动，B的转化率增大，A的转化率减小。 ③若按原比例同倍数地增加(或降低)A、B的浓度，等效于压缩(或扩大)容器体积，气体反应物的转化率与化学计量数有关。 同倍数增大c(A)和c(B) (2)只有一种气体反应物的化学平衡移动方向和转化率分析(恒温恒容，A、B、C均为气体) 可逆反应 改变条件 平衡移动方向 反应物转化率 AB＋C 增大A的浓度 正向移动 α(A)减小 2AB＋C 增大A的浓度 正向移动 α(A)不变 3AB＋C 增大A的浓度 正向移动 α(A)增大 题型5 化学反应速率 1．【化学反应速率的表示方法】对于反应：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，下列判断正确的是(　　) A．用HCl和CaCl2表示的化学反应速率数值不同，但所表示的意义相同 B．不能用CaCO3的浓度的变化来表示化学反应速率，但可以用水来表示 C．用H2O和CO2表示的化学反应速率相同 D．用单位时间内CaCl2浓度的减小来表示其化学反应速率 易错提醒 (1)无论是用某一反应物表示还是用某一生成物表示，由于Δc是取浓度变化的绝对值，因此，化学反应速率都取正值。 (2)化学反应速率可用单位时间内反应体系中反应物或生成物浓度的变化来表示，一般是以最容易测定的一种物质表示，书写时应标明是什么物质的反应速率。 (3)在一定温度下，固体和纯液体物质，其单位体积里的物质的量保持不变，即物质的量浓度为常数，因此它们的化学反应速率也被视为常数。由此可知，现在采用的表示化学反应速率的方法还有一定的局限性。 (4)在同一反应中，用不同的物质表示同一时间内的反应速率时，其数值可能不同，但这些数值所表达的意义是相同的即都是表示同一反应的速率。各物质表示的反应速率的数值有相互关系，彼此可以根据化学方程式中的各化学计量数进行换算。 (5)一般来说在反应过程中都不是等速进行的，因此某一时间内的反应速率实际上是这一段时间内的平均速率。 2．【化学反应速率的测定】化学反应的速率是通过实验测定的。下列说法错误的是(　　) A．酸性KMnO4溶液和H2C2O4溶液反应，可以通过记录溶液褪色的时间来测定反应速率 B．锌与稀硫酸反应，可以通过测量一定时间内产生的H2体积来计算反应速率 C．可以依靠科学仪器测量光的吸收、光的发射、导电能力等来测定反应速率 D．恒温恒容条件下发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)，可以通过测量单位时间内压强的变化来测定反应速率 解题要点 定量测定化学反应速率的方法 (1)对于有气体生成的反应，可测定相同时间内收集气体的多少或测定收集等量气体所耗时间的多少。 (2)对于有固体参加的反应，可测定相同时间内消耗固体质量的多少。 (3)对于有酸或碱参加的反应，可测定溶液中c(H＋)或c(OH－)的变化。 (4)对于有颜色变化或有沉淀生成的反应，可测定溶液变色或变浑浊所消耗时间的多少。 3．【化学反应速率的计算和比较】（24-25高二下·上海·期末）用木薯淀粉(粒径)制备的纳米淀粉(粒径40~100nm)，可吸附染料废水中的染料藏红。 (1)木薯淀粉分散于水中形成的分散系应属于_______。 A．溶液 B．胶体 C．乳浊液 D．悬浊液 (2)纳米淀粉吸附藏红T的主要原因是 。 为测定纳米淀粉对藏红T的吸附量，实验如下： (3)配制的藏红T溶液1L，使用的玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒、 。 (4)取藏红T溶液各200mL，分别加入20mg纳米淀粉，振荡、静置，吸附量q随时间的变化如下图所示： ①藏红T溶液的吸附量q由 所示（填字母，下同）。 A．曲线M    B．曲线N ②在0~10min内，曲线N对应的被吸附速率为 [已知：M(藏红T)，忽略溶液体积的变化]。 A．    B．    C．    D． 解题要点 定量测定化学反应速率的方法 (1)对于有气体生成的反应，可测定相同时间内收集气体的多少或测定收集等量气体所耗时间的多少。 (2)对于有固体参加的反应，可测定相同时间内消耗固体质量的多少。 (3)对于有酸或碱参加的反应，可测定溶液中c(H＋)或c(OH－)的变化。 (4)对于有颜色变化或有沉淀生成的反应，可测定溶液变色或变浑浊所消耗时间的多少。 4．【影响化学反应速率的因素】（23-24高一下·上海·期末）探究2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=== K2SO4+2MnSO4 +10CO2↑+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 酸性溶液 溶液 溶液褪色平均时间/min 体积/mL 浓度/() 体积/mL 浓度/() 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．用表示该反应速率， C．用表示该反应速率，约为 D．可通过比较收集相同体积所消耗的时间来判断反应速率的快慢 解题要点 (1)浓度对化学反应速率的影响的理解 ①固体和纯液体对化学反应速率无影响，但要注意水(液态)对溶液的稀释作用。 ②浓度的改变必须是真正参加反应离子的浓度，如酸碱中和反应影响速率的是H＋、OH－浓度。 (2)压强对反应速率的影响情况 压强只对有气体参与的化学反应速率有影响。 ①恒温时，压缩体积压强增大反应物浓度增大反应速率加快。 ②恒温时，对于恒容密闭容器 a．充入气体反应物气体反应物浓度增大(压强也增大)反应速率加快。 b．充入“惰性”气体总压强增大―→反应物浓度未改变―→反应速率不变。 ③恒温恒压时 充入“惰性”气体体积增大气体反应物浓度减小反应速率减小。 (3)催化剂在化学反应过程中参与了反应，降低了正、逆反应的活化能，同等程度改变正、逆反应速率，但不会改变反应的限度和反应热。 (4)升高温度正反应速率和逆反应速率都加快，但加快的程度不同；降低温度正反应速率和逆反应速率都减慢，但减慢的程度不同，吸热反应的反应速率总是受温度影响大。 (5)对于固体和纯液体反应物，其浓度可视为常数，改变用量速率不变。但当固体颗粒变小时，其表面积增大将导致反应速率增大。 题型6 化学反应理论 1．【碰撞理论】（23-24高二上·贵州遵义·期中）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．对于气体反应来说，通过压缩体积增大压强，可以提高单位体积内活化分子数，从而提高反应速率 C．温度升高，反应所需活化能减少，反应速率增大 D．选用适当的催化剂，分子运动加快，增加了碰撞频率，故反应速率增大 解题要点 活化分子、有效碰撞与反应速率的关系 2．【过渡态理论】如图表示某化学反应在使用催化剂(b曲线)和未使用催化剂(a曲线)时，反应进程和能量的对应关系。下列说法一定正确的是(　　) A．a与b相比，b的活化能更高 B．反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量 C．a与b相比，a中活化分子的百分数更高 D．a与b相比，a的反应速率更快 解题要点 反应物转化为生成物的过程中要经过能量较高的过渡状态。过渡状态的平均能量与反应物分子的平均能量的差为反应的活化能。 Ea为正反应的活化能，Ea'为逆反应的活化能。 化学反应速率与反应的活化能大小密切相关，活化能越小，反应速率越大。 正反应的ΔH=Ea-Ea'。 3．【催化剂与化学反应历程】（23-24高一下·上海杨浦·期末）治理硝酸盐污染可在碱性条件下将还原为，反应机理如图。 关于以上机理说法正确的是( ) A．是反应历程中的中间产物 B．是反应催化剂 C．增大的量，能提高的平衡转化率 D．过程①~③均为氧化还原反应 解题要点 (1)在无催化剂的情况下：E1为正反应的活化能；E2为逆反应的活化能；E1－E2为此反应的焓变(ΔH)。 (2)有催化剂时，总反应分成了两个反应步骤(也可能为多个)，反应①为吸热反应，产物为总反应的中间产物，反应②为放热反应，总反应为放热反应。 (3)催化剂的作用：降低E1、E2，但不影响ΔH，反应是放热反应还是吸热反应取决于起点(反应物)能量和终点(生成物)能量的相对大小 4．【化学反应过程图像分析】（24-25高三上·上海·期中）光催化可以加快合成甲醇的反应速率，如图是该反应的部分历程，其中吸附在催化剂表面的物质用*表示。 图虚线框中的基元反应，主要决定总反应速率快慢的是( ) A． B． C． D． 解题要点 化学反应能垒图解读 能垒：简单可以理解为从左往右进行中，向上爬坡最高的为能垒，而包含此能垒的反应我们称之为决速步骤，也成为慢反应。 例如图中，从第一个中间态到过渡态2的能量就是能垒，而HCOO*+H*=CO2+2H*是在Rh做催化剂时该历程的决速步骤。 注意： ①能垒越大，反应速率越小，即多步反应中能垒最大的反应为决速反应。 ②用不同催化剂催化化学反应，催化剂使能垒降低幅度越大，说明催化效果越好。 ③相同反应物同时发生多个竞争反应，其中能垒越小的反应，反应速率越大，产物占比越高。 题型7 化学反应速率和平衡图像 1．【速率-时间图像】（24-25高二上·上海·阶段练习）某密闭容器中充入等物质的量的A和B，一定温度下发生反应，过到平衡后，在不同的时间段，分别改变反应的一个条件，测得容器中物质的物质的量浓度、反应速率分别随时间的变化如图所示： 下列说法正确的是( ) A．30～40min该反应使用了催化剂 B．反应方程式中的，正反应为放热反应 C．30min是使用催化剂，40min时升高温度 D．30min时降低温度，40min时升高温度 解题要点 判断平衡移动方向，根据v′正、v′逆的相对大小；判断改变的哪种外界条件，根据改变条件的那一时刻v′正、v′逆的变化，若v′正或v′逆有一个发生了“突变”，则为改变的浓度；若两个都发生了“突变”，则为改变的温度或压强；若两个都发生了“突变”且仍然相等，则为加入催化剂或等体反应改变压强。 2．【百分含量/转化率-温度-压强图像】（24-25高二下·上海·期末）在容积一定的密闭容器中，可逆反应：A2(g)+B2(g)C(g) 符合下列图Ⅰ所示关系。由此推断，对图Ⅱ的说法正确的是( ) A．P3<P4，Y轴表示A2的转化率 B．P3<P4，Y轴表示A2的浓度 C．P3>P4，Y轴表示混合气体的密度 D．P3>P4，Y轴表示混合气体的平均摩尔质量 解题要点 分析化学反应速率和化学平衡图像的步骤 第一步：看图像 一看面——横坐标、纵坐标代表的量(如纵坐标是反应物百分含量，还是反应物的转化率等)，确定坐标值与化学量的正变与负变关系。 二看线——曲线的走向、变化趋势(斜率大小、升与降、平与陡、渐变与突变、连续与断变、转折等)，同时对走势有转折变化的曲线，要分段进行分析，找出各段曲线的变化趋势及含义。例如，升高温度，v吸增加得多，v放增加得少；增大反应物浓度，v正突变，v逆渐变。 三看点——起点(分清反应物、生成物。浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物，一般生成物多数以原点为起点)，终点(终点是否达到平衡)，转折点(转折点前后影响的主要因素不同)等；此外还有顶点、拐点、交叉点、平衡点等都要认真分析。 四看辅助线——要不要作等温线、等压线，讨论单变量。 五看量——一般标出具体数值的量在解题中都会用到。 第二步：想规律 在看清图的基础上，根据坐标x轴的变化，确定y轴的变化，结合外因对化学反应速率、化学平衡的影响因素分析变化的本质原因。 第三步：作判断 看条件(T，p，c) →同结果正确，不同则错。 题型8 工业上合成氨 1．【工业上合成氨】（23-24高一下·上海·期末）针对反应速率与平衡产率的矛盾，我国科学家提出了双温—双控—双催化剂的解决方案。使用双催化剂，通过光辐射产生温差(如体系温度为495℃时，的温度为547℃，而的温度为415℃)。 下列说法错误的是 A．氨气在“冷”表面生成，有利于提高氨的平衡产率 B．在“热”表面断裂，有利于提高合成氨反应速率 C．“热”高于体系温度，有利于提高氨的平衡产率 D．“冷”低于体系温度，有利于提高合成氨反应速率 2．【工业生产中适宜生产条件的选择】（24-25高二下·上海·期末）在密闭容器中，一定条件下进行如下反应：NO(g)+CO(g) N2(g)+CO2(g)△H=-373.2kJ·mol-1 ，达到平衡后，为提高该反应的速率和NO的转化率，采取的正确措施是( ) A．加催化剂同时升高温度 B．加催化剂同时增大压强 C．升高温度同时充入N2 D．降低温度同时减小压强 解题要点 工业生产中适宜生产条件的选择思路 (1)分析反应特点。主要分析反应的方向性、可逆性、反应热和熵变等。 (2)原理分析。根据反应特点，利用影响反应速率的因素和勒夏特列原理分析增大反应速率、提高原料转化率的反应条件。 (3)根据实验数据进一步分析反应条件，确定适宜条件的范围及催化剂的筛选。 (4)根据工业生产的实际情况、经济效益及环保要求等最终确定适宜的条件。 3．【化学反应历程与工业生产条件相结合】（24-25高二下·上海·期末）用活化后的V2O5作催化剂，在有氧条件下氨气将NO还原成N2的反应历程如图所示： (1)上述历程中，钒元素被氧化的过程有 (填序号)；写出总反应的化学方程式： 。 (2)按上述图中NH3、NO和O2的比例进行催化脱硝反应。反应一定的时间，NH3和NO的转化率与温度的关系如图所示。超过200℃后，NO转化率急剧下降，而NH3转化率仍维持较高，原因可能是： 。 1 / 1学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2章 化学反应的方向、限度和速率 题型1 化学反应的方向 题型2 化学反应的限度 题型3 化学平衡常数及其应用（重点） 题型4 化学平衡的移动（重点） 题型5 化学反应速率 题型6 化学反应速率理论（重点） 题型7 化学反应速率和平衡的图像（重点） 题型8 工业上合成氨 题型9 反应速率和平衡综合应用（重点） 题型1 化学反应的方向 1．【自发反应和自发过程】下列过程是非自发的是(　　) A．水由高处向低处流 B．室温下水结成冰 C．气体从高密度处向低密度处扩散 D．煤气的燃烧 【答案】B 【解析】自然界中水由高处向低处流，气体从高密度处向低密度处扩散、煤气的燃烧、室温下冰的融化都是自发过程，其逆过程都是非自发的。 解题要点 (1)自发反应也需要一定条件引发反应，一旦反应后即可自发进行。 (2)一般的，如果一个过程是自发的，则其逆过程就是非自发的。非自发过程要想发生，则必须对它做功，如利用水泵可将水从低处抽向高出，通电可将水分解生成氢气和氧气。 (3)判断某反应是否自发，只是判断反应的方向，与是否会发生、反应的快慢、反应的热效应无关。 2．【化学反应方向的判断】（24-25高二上·上海·阶段练习）已知：ΔG=ΔH-TΔS，当ΔG<0，反应能自发进行，ΔG>0反应不能自发进行。下列说法中正确的是 A．非自发反应在任何条件下都不能发生 B．熵增加且放热的反应一定是自发反应 C．自发反应一定是熵增加的反应，非自发反应一定是熵减小或不变的反应 D．有的吸热反应在高温下也可以自发进行 【答案】B 【详解】A．非自发反应在一定条件下可进行，如Cu与稀硫酸在电解下条件下可以反应，故A错误； B．熵增加ΔS＞0，且放热ΔH＜0，反应ΔH-TΔS＜0一定是自发反应，故B正确； C．熵增加的反应不一定自发进行，单一判据不够全面，反应能否自发进行，由熵变、焓变和反应温度共同决定，故C错误； D．吸热反应、放热反应均可能自发进行，单一判据不够全面，反应能否自发进行，由熵变、焓变和反应温度共同决定，故D错误； 故选B。 解题要点 (1)复合判据 体系能量降低和混乱度增大都有促使反应自发进行的倾向。判断反应的自发性必须综合考虑反应的焓变和熵变。 ①ΔH-TΔS<0 反应能自发进行 ②ΔH-TΔS=0 反应达到平衡状态 ③ΔH-TΔS>0 反应不能自发进行 (2)对反应自发性的理解 ①ΔH-TΔS只能应用于温度、压强一定的条件下的化学反应，不能用于其他条件。 ②过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率。 ③在讨论过程的方向时，指的是没有外界干扰的体系。如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。如高温下石灰石分解，高温高压下石墨转化为金刚石，实现的先决条件是要向体系中输入能量，该过程本质仍然是非直发的。 ④反应的自发性也受外界条件的影响。如常温下石灰石分解是非自发的，但在1273K时，这一反应是自发的。 题型2 化学反应的限度 1．【可逆反应的特征】在一定温度下，将2 mol SO2和1 mol O2充入一定容积的密闭容器中，在催化剂作用下发生如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－197 kJ·mol－1，当达到化学平衡时，下列说法正确的是(　　) A．生成SO3 2 mol B．SO2和SO3共2 mol C．放出197 kJ热量 D．含氧原子共8 mol 【答案】B 【解析】可逆反应存在反应限度，反应物不可能完全转化为生成物，当正、逆反应速率相等时，反应达到平衡状态，所以将2 mol SO2和1 mol O2充入一定容积的密闭容器中，SO2和O2不可能完全转化为SO3，放出的热量小于197 kJ，A、C错误；化学反应中原子守恒，所以化学平衡时SO2和SO3中硫原子的总物质的量等于反应初始时SO2的物质的量，B正确；化学反应中原子守恒，平衡时含有的氧原子的物质的量等于初始时SO2和O2中氧原子的总物质的量，为6 mol，D错误。 解题要点 (1)可逆反应不等同于可逆过程，可逆过程包括物理变化和化学变化，而可逆反应属于化学变化。 (2)可逆反应体系中， 反应物不能全部转化为生成物，生成物也不能完全转化为反应物。 (3)极值法确定浓度范围的方法 2．【化学平衡状态的判断】（24-25高二下·上海·期中）在一个恒温恒容的密闭容器中进行合成氨反应，下列证据能判断反应已达平衡状态的是( ) A． B．气体密度不再变化 C．每消耗就同时消耗 D．混合气体的平均摩尔质量不再变化 【答案】D 【详解】A．3v(H2)逆 = v(N₂)正时正逆反应速率不相等，反应未达到平衡状态，A错误； B．气体密度=，反应前后总质量守恒，容器体积恒定，因此密度始终不变，无法判断是否达到平衡，B错误； C．消耗1mol N2（正反应）对应生成2mol NH3，而此时消耗1mol NH3（逆反应），说明反应未达平衡，C错误； D．平均摩尔质量=，总质量不变，但总物质的量随反应减少（4mol→2mol），当总物质的量不再变化时，平均摩尔质量也不再变化，说明反应达平衡，D正确； 故选D。 解题要点 化学平衡状态的重要特征 (1)正反应与逆反应速率相等：v正＝v逆 ①对同一物质，该物质的生成速率等于它的消耗速率。 ②对不同物质，速率之比等于方程式中的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率。 (2)反应混合物中各组分的质量或浓度保持不变。 可逆反应具备这两个依据之一(同时另一条件肯定也满足)，则就达到了化学平衡状态，否则就没达到。 ①关于各组成成分的判断不适用于总质量、总物质的量、气体总体积等。 ②化学平衡状态的标志为反应混合物中各组分的含量恒定不变，如2A(g)＋B(g)3C(g)，c(A)∶c(B)∶c(C)＝2∶1∶3，并未体现出恒定不变，因此不能作为化学平衡状态的判据。 题型3 化学平衡常数及其应用 1．【化学平衡常数及其影响因素】（23-24高三上·上海浦东新·阶段练习）高温下，某反应达到平衡状态，平衡常数K=。其他条件不变，温度升高，H2的浓度减小。下列说法正确的是( ) A．该反应的焓变为正值 B．缩小容器体积，H2的浓度一定减小 C．升高温度，化学平衡常数减小 D．该反应的化学方程式为CO+H2OCO2+H2 【答案】A 【详解】高温下，某反应达到平衡状态，平衡常数K=，根据平衡常数的定义可知，反应方程式为CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。 A．其他条件不变，温度升高，H2的浓度减小，说明平衡正向移动，依据平衡移动原理可知，该反应为吸热反应，所以△H>0，故A正确； B．缩小容器体积，各物质浓度都增大，即H2浓度也增大，故B错误； C．由A可知，该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，化学平衡常数增大，故C错误； D．由平衡常数可知，该反应为CO2+H2CO+H2O，故D错误； 故选A。 解题要点 (1)化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。 (2)纯液体和固体的浓度为常数，不写入平衡常数表达式。 例如：C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g) K＝； FeO(s)＋CO(g) Fe(s)＋CO2(g)　K＝。 (3)书写形式与化学方程式的书写有关。例如： N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)的平衡常数为K1=； N2(g)＋H2(g) NH3(g)的平衡常数为K2=； NH3(g) N2(g)＋H2(g)的平衡常数为K3=。 则K1和K2的关系式为K1=K22；K2和K3的关系式为：K2·K3=1；K1和K3的关系式为：K1=。 2．【有关化学平衡的计算】将6 mol A和5 mol B混合于4 L密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)nC(g)＋2D(g)，5 s后反应达到平衡状态，生成2 mol D和2 mol C，则下列结论中不正确的是(　　) A．该温度下反应的化学平衡常数为 B．n值等于2 C．平衡时B的浓度为1 mol·L－1 D．平衡时B的转化率为50 % 【答案】D 【解析】利用“三段式”法进行计算时，只有转化量与化学方程式中物质的系数成正比，起始量和平衡量与化学方程式中各物质的系数无关。生成C、D的物质的量相等，C、D的系数也相等，n＝2，设转化的B的物质的量为x，则有 　　　 3A(g)＋B(g)2C(g) ＋2D(g) 初始/mol 6 5 0 0 转化/mol 3x x 2x 2x 平衡/mol 6－3x 5－x 2x 2x 根据题意得2x＝2 mol，x＝1 mol 平衡时B的浓度c(B)＝＝1 mol·L－1，转化率α(B)＝×100 %＝20 %。 K＝＝。 解题要点 用“三段式法”进行化学平衡的计算要注意的问题： (1)变化量的比值一定等于化学方程式中的系数之比，但是达到平衡时各组分的量的比值不一定等于方程式中的系数之比。 (2)进行有关计算时，可用物质的量浓度，也可用物质的量。 3．【压强平衡常数和速率方程】某温度下，N2O5气体在一体积固定的容器中发生如下反应：2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)(慢反应)　ΔH＜0，2NO2(g)N2O4(g)(快反应)　ΔH＜0，体系的总压强p总和p(O2)随时间的变化如图所示： (1)图中表示O2压强变化的曲线是________(填“甲”或“乙”)。 (2)已知N2O5分解的反应速率v＝0.12p(N2O5)(kPa·h－1)，t＝10 h时，p(N2O5)＝________ kPa，v＝________ kPa·h－1(结果保留两位小数，下同)。 (3)该温度下2NO2(g)N2O4(g)反应的平衡常数Kp＝________ kPa－1(Kp为以分压表示的平衡常数)。 【答案】(1)乙　(2)28.2　3.38　(3)0.05 【解析】(1)根据反应分析，随着反应的进行氧气的压强从0开始逐渐增大，所以乙为氧气的压强变化曲线。(2)t＝10 h时，p(O2)＝12.8 kPa，由2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)分析，反应的五氧化二氮的分压为25.6 kPa，起始压强为53.8 kPa，所以10 h时p(N2O5)＝(53.8－25.6) kPa＝28.2 kPa，N2O5分解的反应速率v＝0.12p(N2O5)(kPa·h－1)＝0.12×28.2 kPa·h－1≈3.38 kPa·h－1。 (3)　　　　2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) 分压/kPa　　53.8　　　107.6　　26.9 设反应生成的N2O4的分压为x，则可列三段式如下： 2NO2(g)N2O4(g) 起始分压/kPa　107.6 　　　0 改变分压/kPa　2x　　　　　x 平衡分压/kPa　107.6－2x　　x 由107.6－2x＋x＋26.9＝94.7，解x＝39.8 kPa，Kp＝ kPa－1≈0.05 kPa－1。 解题要点 (1)压强平衡常数(Kp)的计算流程 第一步：根据“三段式”法计算各气体的起始量、变化量、平衡量。 第二步：计算各气体组分的物质的量分数或体积分数。 第三步：计算各气体物质的分压：p(某气体的分压)＝p(混合气体总压强)×该气体的体积分数(或物质的量分数)。 第四步：代入平衡常数表达式，计算Kp。 (2)速率常数和平衡常数的关系 对于基元反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，v正＝k正·ca(A)·cb(B)，v逆＝k逆·cc(C)·cd(D)，平衡常数K＝＝，反应达到平衡时v正＝v逆，故K＝。 4．【化学平衡常数的应用】（24-25高一下·上海·期末）在容积不变的密闭容器中发生反应：（正反应放热），830℃时反应的平衡常数是1.0，下列说法正确的是 A．容器内的压强不变时，说明反应达到平衡状态 B．830℃时，充入0.1molCO和保持温度不变，CO平衡转化率为75% C．若平衡时移走，化学反应速率加快 D．1000℃时，某时刻和的浓度均为，此时平衡向正反应方向移动 【答案】B 【详解】A．反应前后气体物质的量相等，恒容时压强始终不变，不能作为平衡标志，A错误； B．设CO转化x mol，根据三段式分析，平衡时K= ==1，解得，转化率，B正确； C．移走会降低浓度，正逆反应速率均减小，C错误； D．升高温度，平衡逆移，即1000℃时K<1，此时 =1>K，平衡逆向移动，D错误； 故选B。 解题要点 (1)判断可逆反应进行的程度 K <10－5 10－5～105 >105 反应程度 很难进行 反应可逆 反应接近完全 (2)判断反应是否达到平衡或进行的方向 对于化学反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)的任意状态，浓度商Q＝。 Q＜K，反应向正反应方向进行； Q＝K，反应处于平衡状态； Q＞K，反应向逆反应方向进行。 (3)判断可逆反应的反应热 ①升高温度 题型4 化学平衡的移动 1．【化学平衡的移动方向的判断】（24-25高二上·上海静安·期中）在密闭容器中发生如下反应：，达到平衡后，保持温度不变，将气体体积缩小到原来的1/2，当达到新平衡时，C的浓度为原来的1.9倍。下列说法中错误的是( ) A．m+n>p B．平衡向逆反应方向移动 C．A的转化率降低 D．活化分子百分数不变 【答案】A 【分析】达到平衡后，温度不变，将气体体积压缩到，若平衡不移动，C的浓度为原来的2倍，当达到平衡时C的浓度为原来的1.9倍，则体积减小时平衡逆向移动，据此分析作答。 【详解】A．体积缩小，相当于加压，平衡逆向移动，则m+n＜p，A项错误； B．由上述分析可知，平衡逆向移动，B项正确； C．平衡逆向移动，A的转化率降低，C项正确； D．温度不变，将气体体积压缩，增加气体分子浓度，提高总活化分子数，从而加快反应速率，但活化分子百分数不变，D项正确； 答案选A。 解题要点 (1)化学平衡移动的实质 ①当一个可逆反应达到平衡后，如果浓度、压强、温度等反应条件改变，原来的平衡状态被破坏，化学平衡会移动，在一段时间后会达到新的化学平衡状态。 ②实质：改变条件后，v正≠v逆，各组分的百分含量发生改变。 (2)化学平衡移动的过程分析 新平衡与原平衡相比，平衡混合物中各组分的浓度(或质量)发生相应的变化。 2．【外界条件化学平衡的影响】（23-24高一下·上海·期末）I2在KI溶液中存在下列平衡：，某I2、KI混合溶液中，的物质的量浓度与温度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．是吸热反应 B．若温度为、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 D．状态A与状态B相比，状态A的大 【答案】B 【详解】A．温度升高，减少，逆向移动，为放热反应，A错误； B．温度下更大，反应物的转化率更大，则，B正确； C．若反应进行到状态D时，想达到平衡，需要增大，反应正向进行，，C错误； D．状态A更大，反应物的转化率更大，更小，D错误； 故选B。 解题要点 分析化学平衡移动的一般思路 3．【勒夏特列原理及应用】（24-25高二上·上海·期中）下列叙述中不能用平衡移动原理解释的是( ) A．工业制硫酸过程中通入过量空气能提高硫酸产率 B．密闭容器中发生反应：，拉伸容器混合气颜色变浅 C．煤气中毒的患者要送入高压氧舱进行救治 D．合成氨生产中要不断补充新鲜的高压氮、氢混合气 【答案】B 【详解】A．工业制硫酸过程包括、，通入过量空气使得平衡正向移动，SO2转化率提高，可以提高硫酸产率，A不合题意； B．密闭容器中发生反应：，反应前后系数相等，拉伸容器，增大体积，平衡不移动，颜色变浅是因为浓度变小，与平衡移动无关，B符合题意； C．煤气中毒者送入高压氧舱缓解病情，增大压强增加氧气的溶解度，与平衡有关，C不合题意； D．合成氨生产中要不断补充新鲜的高压氮、氢混合气，促使反应正向移动，提高氨气产率，D不合题意； 故选B。 解题要点 (1)由“化学平衡”可知，勒夏特列原理的适用对象是可逆过程。适用于任何动态平衡(如溶解平衡、电离平衡等)，非平衡状态不能用此来分析。 (2)由“减弱”可知，只能减弱改变，而不能消除改变，更不能“扭转”外界条件的影响。 (3)勒夏特列原理可判断“改变影响平衡的一个条件”的平衡移动的方向。若同时改变影响平衡移动的几个条件，则不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向，只有在改变的条件对平衡移动的方向影响一致时，才能根据勒夏特列原理进行判断。 4．【化学平衡移动方向及平衡转化率的判断】（23-24高一下·上海奉贤·期中）可逆反应反应过程中，当其它条件不变时，C的质量分数与温度(T)和压强(P)的关系如图，根据图中曲线分析，判断下列叙述中正确的是( ) A．平衡后，增大A的量，可以提升B的转化率 B．平衡后，若升高温度，平衡则向逆反应方向移动 C．平衡后，使用催化剂，有利于平衡向正反应方向移动 D．化学方程式中 【答案】B 【分析】由左图知，T2>T1，升高温度，C%减小，则升温平衡逆向移动，而升高温度平衡向吸热反应移动，故正反应为放热反应；由右图可知，压强为P2先到达平衡，故P2>P1，增大压强，C%减小，则增压平衡向逆向移动，而增大压强平衡向体积减小的方向移动，故n<p+q； 【详解】A．达平衡后增加A的量，因A为固体，对平衡无影响，B的转化率不变，故A错误； B．由左图知，升高温度，C%减小，平衡逆向移动，故B正确； C．使用催化剂，能缩短到达平衡时间，但平衡不移动，故C错误； D．增大压强，C%减小，平衡逆向移动，而增大压强平衡向体积减小的方向移动，则n<p+q，故D错误； 故选：B。 解题要点 化学平衡移动方向和转化率的判断思路 (1)反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)的转化率分析 ①若反应物起始物质的量之比等于化学计量数之比，达到平衡后，它们的转化率相等。 ②若只增加A的量，平衡正向移动，B的转化率增大，A的转化率减小。 ③若按原比例同倍数地增加(或降低)A、B的浓度，等效于压缩(或扩大)容器体积，气体反应物的转化率与化学计量数有关。 同倍数增大c(A)和c(B) (2)只有一种气体反应物的化学平衡移动方向和转化率分析(恒温恒容，A、B、C均为气体) 可逆反应 改变条件 平衡移动方向 反应物转化率 AB＋C 增大A的浓度 正向移动 α(A)减小 2AB＋C 增大A的浓度 正向移动 α(A)不变 3AB＋C 增大A的浓度 正向移动 α(A)增大 题型5 化学反应速率 1．【化学反应速率的表示方法】对于反应：CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑，下列判断正确的是(　　) A．用HCl和CaCl2表示的化学反应速率数值不同，但所表示的意义相同 B．不能用CaCO3的浓度的变化来表示化学反应速率，但可以用水来表示 C．用H2O和CO2表示的化学反应速率相同 D．用单位时间内CaCl2浓度的减小来表示其化学反应速率 【答案】A 【解析】在同一反应中，各物质表示的化学反应速率之比等于同一时间内各物质的浓度变化之比，用HCl和CaCl2表示的化学反应速率数值不同，但表示的意义相同，故A符合题意； 化学反应速率可用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示，CaCl2是生成物，则可用单位时间内CaCl2浓度的增加表示其反应速率，故D不符合题意。 易错提醒 (1)无论是用某一反应物表示还是用某一生成物表示，由于Δc是取浓度变化的绝对值，因此，化学反应速率都取正值。 (2)化学反应速率可用单位时间内反应体系中反应物或生成物浓度的变化来表示，一般是以最容易测定的一种物质表示，书写时应标明是什么物质的反应速率。 (3)在一定温度下，固体和纯液体物质，其单位体积里的物质的量保持不变，即物质的量浓度为常数，因此它们的化学反应速率也被视为常数。由此可知，现在采用的表示化学反应速率的方法还有一定的局限性。 (4)在同一反应中，用不同的物质表示同一时间内的反应速率时，其数值可能不同，但这些数值所表达的意义是相同的即都是表示同一反应的速率。各物质表示的反应速率的数值有相互关系，彼此可以根据化学方程式中的各化学计量数进行换算。 (5)一般来说在反应过程中都不是等速进行的，因此某一时间内的反应速率实际上是这一段时间内的平均速率。 2．【化学反应速率的测定】化学反应的速率是通过实验测定的。下列说法错误的是(　　) A．酸性KMnO4溶液和H2C2O4溶液反应，可以通过记录溶液褪色的时间来测定反应速率 B．锌与稀硫酸反应，可以通过测量一定时间内产生的H2体积来计算反应速率 C．可以依靠科学仪器测量光的吸收、光的发射、导电能力等来测定反应速率 D．恒温恒容条件下发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)，可以通过测量单位时间内压强的变化来测定反应速率 【答案】D 【解析】D项中恒温恒容条件下，反应前后气体的压强始终不变，不能通过测量单位时间内压强的变化来测定反应速率。 解题要点 定量测定化学反应速率的方法 (1)对于有气体生成的反应，可测定相同时间内收集气体的多少或测定收集等量气体所耗时间的多少。 (2)对于有固体参加的反应，可测定相同时间内消耗固体质量的多少。 (3)对于有酸或碱参加的反应，可测定溶液中c(H＋)或c(OH－)的变化。 (4)对于有颜色变化或有沉淀生成的反应，可测定溶液变色或变浑浊所消耗时间的多少。 3．【化学反应速率的计算和比较】（24-25高二下·上海·期末）用木薯淀粉(粒径)制备的纳米淀粉(粒径40~100nm)，可吸附染料废水中的染料藏红。 (1)木薯淀粉分散于水中形成的分散系应属于_______。 A．溶液 B．胶体 C．乳浊液 D．悬浊液 (2)纳米淀粉吸附藏红T的主要原因是 。 为测定纳米淀粉对藏红T的吸附量，实验如下： (3)配制的藏红T溶液1L，使用的玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒、 。 (4)取藏红T溶液各200mL，分别加入20mg纳米淀粉，振荡、静置，吸附量q随时间的变化如下图所示： ①藏红T溶液的吸附量q由 所示（填字母，下同）。 A．曲线M    B．曲线N ②在0~10min内，曲线N对应的被吸附速率为 [已知：M(藏红T)，忽略溶液体积的变化]。 A．    B．    C．    D． 【答案】(1)D (2)纳米淀粉和水形成的分散系属于胶体，胶体粒子有较大的比表面积，吸附能力较强 (3)1L容量瓶、胶头滴管 (4)A B 【解析】(1)胶体是分散质粒子大小在~ 的分散系；溶液是分散质粒子小于的分散系；浊液是分散质粒子大于的分散系；木薯淀粉粒径~m，则木薯淀粉分散于水中形成的分散系应属于悬浊液，故选D。 (2)纳米淀粉和水形成的分散系属于胶体，胶体粒子有较大的比表面积，吸附能力较强，故纳米淀粉可以吸附藏红T。 (3)配制20.00mg/L的藏红T溶液1L，所需的步骤有计算、称量、溶解（冷却）、转移、洗涤、定容、摇匀、装瓶贴签；使用的玻璃仪器有：烧杯、玻璃棒、1L容量瓶、胶头滴管。 (4)①200mL等体积的40.00藏红T溶液中藏红T的浓度大于20.00藏红T溶液中的，则40.00藏红T溶液的吸附量q由曲线M所示，故选A。 ②由图，在0~10min内，曲线N对应的被吸附速率为，故答案为B。 解题要点 定量测定化学反应速率的方法 (1)对于有气体生成的反应，可测定相同时间内收集气体的多少或测定收集等量气体所耗时间的多少。 (2)对于有固体参加的反应，可测定相同时间内消耗固体质量的多少。 (3)对于有酸或碱参加的反应，可测定溶液中c(H＋)或c(OH－)的变化。 (4)对于有颜色变化或有沉淀生成的反应，可测定溶液变色或变浑浊所消耗时间的多少。 4．【影响化学反应速率的因素】（23-24高一下·上海·期末）探究2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=== K2SO4+2MnSO4 +10CO2↑+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 酸性溶液 溶液 溶液褪色平均时间/min 体积/mL 浓度/() 体积/mL 浓度/() 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．用表示该反应速率， C．用表示该反应速率，约为 D．可通过比较收集相同体积所消耗的时间来判断反应速率的快慢 【答案】C 【详解】A．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．的浓度：实验3小于实验1，所以用表示该反应速率，，B正确； C．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，则用表示该反应速率为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。 解题要点 (1)浓度对化学反应速率的影响的理解 ①固体和纯液体对化学反应速率无影响，但要注意水(液态)对溶液的稀释作用。 ②浓度的改变必须是真正参加反应离子的浓度，如酸碱中和反应影响速率的是H＋、OH－浓度。 (2)压强对反应速率的影响情况 压强只对有气体参与的化学反应速率有影响。 ①恒温时，压缩体积压强增大反应物浓度增大反应速率加快。 ②恒温时，对于恒容密闭容器 a．充入气体反应物气体反应物浓度增大(压强也增大)反应速率加快。 b．充入“惰性”气体总压强增大―→反应物浓度未改变―→反应速率不变。 ③恒温恒压时 充入“惰性”气体体积增大气体反应物浓度减小反应速率减小。 (3)催化剂在化学反应过程中参与了反应，降低了正、逆反应的活化能，同等程度改变正、逆反应速率，但不会改变反应的限度和反应热。 (4)升高温度正反应速率和逆反应速率都加快，但加快的程度不同；降低温度正反应速率和逆反应速率都减慢，但减慢的程度不同，吸热反应的反应速率总是受温度影响大。 (5)对于固体和纯液体反应物，其浓度可视为常数，改变用量速率不变。但当固体颗粒变小时，其表面积增大将导致反应速率增大。 题型6 化学反应理论 1．【碰撞理论】（23-24高二上·贵州遵义·期中）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．对于气体反应来说，通过压缩体积增大压强，可以提高单位体积内活化分子数，从而提高反应速率 C．温度升高，反应所需活化能减少，反应速率增大 D．选用适当的催化剂，分子运动加快，增加了碰撞频率，故反应速率增大 答案 B 解析 A．增大反应物浓度，单位体积内分子总数增多，活化分子数目增多，活化分子百分数不变，碰撞次数增多，反应速率增大，故A错误；B．对于气体反应来说，通过压缩体积增大压强，单位体积内分子总数增多，活化分子数目增多，活化分子百分数不变，碰撞次数增多，反应速率增大，故B正确；C．温度升高，反应的活化能不变，单位体积内分子总数不变，活化分子数目增多，活化分子百分数增多，碰撞次数增多，反应速率增大，故C错误；D．选用适当的催化剂，降低反应所需的活化能，单位体积内分子总数不变，活化分子数目增多，活化分子百分数增多，碰撞次数增多，反应速率增大，故D错误；综上所述，答案为B。 解题要点 活化分子、有效碰撞与反应速率的关系 2．【过渡态理论】如图表示某化学反应在使用催化剂(b曲线)和未使用催化剂(a曲线)时，反应进程和能量的对应关系。下列说法一定正确的是(　　) A．a与b相比，b的活化能更高 B．反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量 C．a与b相比，a中活化分子的百分数更高 D．a与b相比，a的反应速率更快 【答案】B 【解析】a的活化能更高，A错误；该反应为放热反应，反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量，B正确；a与b相比，b的活化能小，b中活化分子的百分数更高，C错误；a与b相比，b的活化能更小，b的反应速率更快，D错误。 解题要点 反应物转化为生成物的过程中要经过能量较高的过渡状态。过渡状态的平均能量与反应物分子的平均能量的差为反应的活化能。 Ea为正反应的活化能，Ea'为逆反应的活化能。 化学反应速率与反应的活化能大小密切相关，活化能越小，反应速率越大。 正反应的ΔH=Ea-Ea'。 3．【催化剂与化学反应历程】（23-24高一下·上海杨浦·期末）治理硝酸盐污染可在碱性条件下将还原为，反应机理如图。 关于以上机理说法正确的是( ) A．是反应历程中的中间产物 B．是反应催化剂 C．增大的量，能提高的平衡转化率 D．过程①~③均为氧化还原反应 【答案】D 【详解】A．由图示和分析可知，过程中Co先消耗后生成，所以Co是催化剂，A错误； B．由图示和分析可知，过程中Co(OH)2先生成后消耗，是反应历程中的中间产物，B错误； C．由以上分析可知，Co是催化剂，所以增大Co的量，不能改变平衡，即不能提高 的平衡转化率，C错误； D．过程①为Co+ ，过程②为Co(OH)2 Co，过程③为 NH3，均有元素化合价发生了变化，所以均为氧化还原反应，D正确； 故选D。 解题要点 (1)在无催化剂的情况下：E1为正反应的活化能；E2为逆反应的活化能；E1－E2为此反应的焓变(ΔH)。 (2)有催化剂时，总反应分成了两个反应步骤(也可能为多个)，反应①为吸热反应，产物为总反应的中间产物，反应②为放热反应，总反应为放热反应。 (3)催化剂的作用：降低E1、E2，但不影响ΔH，反应是放热反应还是吸热反应取决于起点(反应物)能量和终点(生成物)能量的相对大小 4．【化学反应过程图像分析】（24-25高三上·上海·期中）光催化可以加快合成甲醇的反应速率，如图是该反应的部分历程，其中吸附在催化剂表面的物质用*表示。 图虚线框中的基元反应，主要决定总反应速率快慢的是( ) A． B． C． D． 【答案】B 【详解】反应的活化能越大，反应速率越慢，慢反应是总反应的决速步骤，由图可知，基元反应的活化能最大，所以决定总反应速率快慢的是基元反应为，故选B。 解题要点 化学反应能垒图解读 能垒：简单可以理解为从左往右进行中，向上爬坡最高的为能垒，而包含此能垒的反应我们称之为决速步骤，也成为慢反应。 例如图中，从第一个中间态到过渡态2的能量就是能垒，而HCOO*+H*=CO2+2H*是在Rh做催化剂时该历程的决速步骤。 注意： ①能垒越大，反应速率越小，即多步反应中能垒最大的反应为决速反应。 ②用不同催化剂催化化学反应，催化剂使能垒降低幅度越大，说明催化效果越好。 ③相同反应物同时发生多个竞争反应，其中能垒越小的反应，反应速率越大，产物占比越高。 题型7 化学反应速率和平衡图像 1．【速率-时间图像】（24-25高二上·上海·阶段练习）某密闭容器中充入等物质的量的A和B，一定温度下发生反应，过到平衡后，在不同的时间段，分别改变反应的一个条件，测得容器中物质的物质的量浓度、反应速率分别随时间的变化如图所示： 下列说法正确的是( ) A．30～40min该反应使用了催化剂 B．反应方程式中的，正反应为放热反应 C．30min是使用催化剂，40min时升高温度 D．30min时降低温度，40min时升高温度 【答案】B 【详解】A．由图可知，30～40min时A、B、C物质的量浓度均减小，为减少压强增大体积造成的，不是使用了催化剂，A错误； B．由右图可知30～40min内反应速率减小，但平衡不移动，结合左图可知减小压强造成的，说明该反应气体体积不变，则化学计量数1+x=3，则x=2，40~54min内正、逆反应速率均增大，且逆反应速率大于正反应速率，为升高温度平衡逆向移动，则正反应为放热反应，B正确； C．由A项分析可知，30min是增大体积、减小压强，才会使反应物和生成物的浓度均减小，C错误； D．30min是增大体积、减小压强的原因，40min时正、逆反应速率均增大，原因是升高温度，D错误； 故选B。 解题要点 判断平衡移动方向，根据v′正、v′逆的相对大小；判断改变的哪种外界条件，根据改变条件的那一时刻v′正、v′逆的变化，若v′正或v′逆有一个发生了“突变”，则为改变的浓度；若两个都发生了“突变”，则为改变的温度或压强；若两个都发生了“突变”且仍然相等，则为加入催化剂或等体反应改变压强。 2．【百分含量/转化率-温度-压强图像】（24-25高二下·上海·期末）在容积一定的密闭容器中，可逆反应：A2(g)+B2(g)C(g) 符合下列图Ⅰ所示关系。由此推断，对图Ⅱ的说法正确的是( ) A．P3<P4，Y轴表示A2的转化率 B．P3<P4，Y轴表示A2的浓度 C．P3>P4，Y轴表示混合气体的密度 D．P3>P4，Y轴表示混合气体的平均摩尔质量 【答案】D 【分析】由图Ⅰ可知，温度为T1时，根据到达平衡的时间可知P2＜P1，且压强越大，C的含量越高，则平衡向正反应方向移动；压强为P2时，根据到达平衡的时间可知T1＜T2，且温度越高，C的含量越低，说明平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应。 【详解】A．P3＜P4，在温度相同条件下，增大压强平衡向正反应移动，A2的转化率增大，同时升高温度平衡向逆反应移动，A2的转化率降低，图象与实际不符，故A错误； B．P3＜P4，在温度相同条件下，增大压强平衡向正反应移动，A2的浓度降低，同时升高温度平衡向逆反应移动，A2的浓度增大，图象与实际不符，故B错误； C．P3＞P4，在温度相同条件下，增大压强平衡向正反应移动，但混合气体的质量不变，容器的体积不变，密度不变，升高温度平衡向逆反应移动，但混合气体的质量不变，容器的体积不变，密度不变，图象与实际不相符，故C错误； D．P3＞P4，在相同温度下增大压强平衡向正反应方向移动，混合气体的总质量不变，总的物质的量减小，混合气的平均摩尔质量增大，升高温度，平衡向逆反应方向移动，混合气体总的物质的量增大，混合气的平均摩尔质量减小，图象与实际相符，故D正确。 答案选D。 解题要点 分析化学反应速率和化学平衡图像的步骤 第一步：看图像 一看面——横坐标、纵坐标代表的量(如纵坐标是反应物百分含量，还是反应物的转化率等)，确定坐标值与化学量的正变与负变关系。 二看线——曲线的走向、变化趋势(斜率大小、升与降、平与陡、渐变与突变、连续与断变、转折等)，同时对走势有转折变化的曲线，要分段进行分析，找出各段曲线的变化趋势及含义。例如，升高温度，v吸增加得多，v放增加得少；增大反应物浓度，v正突变，v逆渐变。 三看点——起点(分清反应物、生成物。浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物，一般生成物多数以原点为起点)，终点(终点是否达到平衡)，转折点(转折点前后影响的主要因素不同)等；此外还有顶点、拐点、交叉点、平衡点等都要认真分析。 四看辅助线——要不要作等温线、等压线，讨论单变量。 五看量——一般标出具体数值的量在解题中都会用到。 第二步：想规律 在看清图的基础上，根据坐标x轴的变化，确定y轴的变化，结合外因对化学反应速率、化学平衡的影响因素分析变化的本质原因。 第三步：作判断 看条件(T，p，c) →同结果正确，不同则错。 题型8 工业上合成氨 1．【工业上合成氨】（23-24高一下·上海·期末）针对反应速率与平衡产率的矛盾，我国科学家提出了双温—双控—双催化剂的解决方案。使用双催化剂，通过光辐射产生温差(如体系温度为495℃时，的温度为547℃，而的温度为415℃)。 下列说法错误的是 A．氨气在“冷”表面生成，有利于提高氨的平衡产率 B．在“热”表面断裂，有利于提高合成氨反应速率 C．“热”高于体系温度，有利于提高氨的平衡产率 D．“冷”低于体系温度，有利于提高合成氨反应速率 【答案】CD 【详解】A．因为合成氨反应的正反应为放热反应，所以低温有利于平衡正向移动，氨气在“冷Ti”表面生成，有利于提高氨的平衡产率，A正确； B．温度升高，反应速率加快，所以 N≡N 在“热 Fe”表面断裂，有利于提高合成氨反应速率，B正确； C．合成氨反应的正反应为放热反应，“热 Fe”高于体系温度，不利于提高氨的平衡产率，C错误； D．温度升高，可提高合成氨反应的速率，所以“冷 Ti”低于体系温度，不利于提高合成氨反应速率，D错误； 故选CD。 2．【工业生产中适宜生产条件的选择】（24-25高二下·上海·期末）在密闭容器中，一定条件下进行如下反应：NO(g)+CO(g) N2(g)+CO2(g)△H=-373.2kJ·mol-1 ，达到平衡后，为提高该反应的速率和NO的转化率，采取的正确措施是( ) A．加催化剂同时升高温度 B．加催化剂同时增大压强 C．升高温度同时充入N2 D．降低温度同时减小压强 【答案】B 【详解】A．加催化剂同时升高温度能加快化学反应速率，但升高温度平衡逆向移动，NO转化率降低，故A错误； B．加催化剂同时增大压强能加快化学反应速率，且增大压强平衡正向移动，增大NO转化率，故B正确； C．升高温度化学反应速率加快，平衡逆向移动，充入N2平衡逆向移动，NO转化率减小，故C错误； D．降低温度同时减小压强化学反应速率减慢，减小压强平衡逆向移动，NO转化率减小，故D错误； 答案选B。 解题要点 工业生产中适宜生产条件的选择思路 (1)分析反应特点。主要分析反应的方向性、可逆性、反应热和熵变等。 (2)原理分析。根据反应特点，利用影响反应速率的因素和勒夏特列原理分析增大反应速率、提高原料转化率的反应条件。 (3)根据实验数据进一步分析反应条件，确定适宜条件的范围及催化剂的筛选。 (4)根据工业生产的实际情况、经济效益及环保要求等最终确定适宜的条件。 3．【化学反应历程与工业生产条件相结合】（24-25高二下·上海·期末）用活化后的V2O5作催化剂，在有氧条件下氨气将NO还原成N2的反应历程如图所示： (1)上述历程中，钒元素被氧化的过程有 (填序号)；写出总反应的化学方程式： 。 (2)按上述图中NH3、NO和O2的比例进行催化脱硝反应。反应一定的时间，NH3和NO的转化率与温度的关系如图所示。超过200℃后，NO转化率急剧下降，而NH3转化率仍维持较高，原因可能是： 。 【答案】(1) ④ 4NH3+O2+4NO4N2+6H2O (2)超过200℃后，NH3直接与O2生成NO 【详解】（1）根据题中反应历程图所示，变化④中V元素化合价升高，钒元素被氧化的过程有④，V2O5作催化剂，NH3与O2、NO反应生成N2和H2O，根据化合价升降相等及原子守恒可得，反应化学方程式为：4NH3+O2+4NO4N2+6H2O，故答案为：④；4NH3+O2+4NO4N2+6H2O； （2）一定条件下，NH3和O2反应生成NO，超过200℃后NH3→NO，导致NO的转化率急剧下降，而NH3转化率仍维持较高，故答案为：超过200℃后，NH3与O2生成NO。 1 / 1学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $