6.1 化学反应速率与反应限度（专项训练）化学苏教版必修第二册

第一单元　化学反应速率与反应限度 题型01 化学反应速率的概念和表示方法 题型02 化学反应速率的简单计算与大小比较 题型03 影响化学反应速率的因素 题型04 变量控制探究影响化学反应速率的因素 题型05 可逆反应 题型06 化学平衡状态 题型07 化学平衡状态的判断 题型08 化学反应速率及平衡的计算 题型09 化学反应速率和限度的图像分析 题型01 化学反应速率的概念和表示方法 【典例1】反应4A(s)＋3B(g)===2C(g)＋D(g)，经2 min，B的浓度减少0.6 mol·L－1。对此化学反应速率的正确说法是( ) A．用A表示的化学反应速率是0.4 mol·L－1·min－1 B．分别用B、C、D表示反应的速率，其比值是3∶2∶1 C．在2 min末的反应速率，用B表示是0.3 mol·L－1·min－1 D．在这2 min内B和C两物质的浓度都逐渐减小 【变式1-1】下列关于化学反应速率的说法正确的是( ) A．化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物物质的量的减少或任何一种生成物物质的量的增加 B．化学反应速率为0.8 mol·L－1·s－1是指1 s 时某物质的浓度为0.8 mol·L－1 C．根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢 D．对于任何化学反应来说，化学反应速率越快，反应现象就越明显 【变式1-2】下列有关化学反应速率的说法正确的是( ) A．对任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象就越明显 B．化学反应速率是衡量化学反应进行快慢的物理量 C．若某化学反应的反应速率为0.5 mol/(L·s)，就是指在该时间段内反应物和生成物的浓度变化都为 0.5 mol/(L·s) D．化学反应速率通常用单位时间内任何一种反应物浓度的减少量或任何一种生成物浓度的增加量来表示 【变式1-3】下列关于化学反应速率的说法正确的是(　　) A．化学反应速率可用某时刻生成物的物质的量来表示 B．在同一个反应中，用反应物或生成物表示的化学反应速率的值是相等的 C．化学反应速率是指反应进行的时间内，反应物浓度的减少或生成物浓度的增加 D．可用单位时间内氢离子物质的量浓度的变化来表示氢氧化钠和硫酸的反应速率 题型02 化学反应速率的简单计算与大小比较 1.对化学反应速率的理解 2.化学反应速率大小的比较方法 (1)归一法：若单位不统一，则要换算成相同的单位；若为不同物质表示的反应速率，则要换算成同一物质来表示反应速率，再比较数值的大小。 (2)比值法：比较化学反应速率与化学计量数的比值，如aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g)，比较与，若>，则说明用A表示的化学反应速率大于用B表示的化学反应速率。 【典例2】在某温度下，发生反应：C2H4(g)+3O2(g)===2CO2(g)+2H2O(g)。在四种不同情况下测得的反应速率分别如下： ①v=0.45 mol·L-1·min-1 ②v=0.6 mol·L-1·s-1 ③v=0.4 mol·L-1·min-1 ④v=0.45 mol·L-1·min-1 下列有关反应速率的比较正确的是(　　) A.②>④=①>③ B.①>④>②=③ C.②>①>④>③ D.④>③>②>① 【变式2-1】一定条件下反应N2+3H22NH3在10 L的密闭容器中进行，测得2 min内，N2的物质的量由20 mol减小到8 mol，则2 min内N2的反应速率为(　　) A.1.2 mol·L-1·min-1 B.6 mol·L-1·min-1 C.0.6 mol·L-1·min-1 D.0.4 mol·L-1·min-1 【变式2-2】一定条件下，在2 L的密闭容器中发生反应：2A(s)＋3B(g)===2C(g)＋4D(g)，测得5 min内，A的物质的量减少了10 mol，则0～5 min内该反应的平均速率为(　　) A．v(A)＝1.0 mol·L－1·min－1 B．v(B)＝1.5 mol·L－1·min－1 C．v(C)＝2.0 mol·L－1·min－1 D．v(D)＝0.5mol·L－1·min－1 【变式2-3】在反应2X2(g)+Y2(g)===2Z2(g)中，经过一段时间后，测得Z2的浓度增加了0.4 mol·L-1，用Y2表示的化学反应速率为0.4 mol·L-1·s-1，则所经历的时间为(　　) A.0.1 s B.2.5 s C.0.5 s D.10 s 题型03 影响化学反应速率的因素 影响化学反应速率的因素 规律(在其他条件相同时) 内因 化学性质 反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越大；反之越小 外因 温度 升高温度，化学反应速率增大；反之减小 催化剂 使用合适的催化剂，化学反应速率增大 反应物的浓度 增大反应物的浓度，化学反应速率增大；反之减小 气态反应物的压强 增大气态反应物的压强，化学反应速率增大；反之减小 固体反应物的表面积 增大固体反应物的表面积，化学反应速率增大；反之减小 原电池 有原电池形成时，化学反应速率增大 其他 电磁波、超声波、溶剂等会影响化学反应速率 【典例3】为了说明影响化学反应快慢的因素，甲、乙、丙、丁四个同学分别设计了A～D四个实验，你认为结论不正确的是(　　) A．相同温度下，大小、形状相同的镁条和铝条分别与相同浓度的稀盐酸反应，两个反应的反应速率相同 B．在相同条件下，等质量的大理石块和大理石粉分别与相同浓度、相同体积的盐酸反应，大理石粉反应快 C．将浓硝酸分别放在冷暗处和强光照射处，发现光照可以加快浓硝酸的分解 D．在两支试管中分别加入相同质量的氯酸钾，向其中一支试管中再加入少量二氧化锰，同时加热，产生氧气的快慢不同 【变式3-1】下列事实能说明影响化学反应速率的决定性因素是反应物本身性质的是(　　) A.Cu能与浓硝酸反应，而不与浓盐酸反应 B.Cu与浓硝酸反应比与稀硝酸反应快 C.N2与O2在常温、常压下不反应，放电时可反应 D.加热时，MnO2与浓盐酸反应，而不与稀盐酸反应 【变式3-2】将质地相同的大理石磨制成相同大小的四块立方体，分别与足量的20 ℃ 1 mol·L-1的盐酸、15 ℃ 0.25 mol·L-1的盐酸、20 ℃ 2 mol·L-1的盐酸、15 ℃ 1 mol·L-1的盐酸反应，得到图中的四条曲线，其中表示15 ℃ 1 mol·L-1的盐酸和大理石反应的是曲线(　　) A.1 B.2 C.3 D.4 【变式3-3】容积可变的密闭容器中加入WO3和H2进行反应：WO3(s)+3H2(g)W(s)+3H2O(g)，下列说法不正确的是(　　) A.将容器的体积缩小一半，其反应速率增大 B.保持体积不变，充入氩气，其反应速率不变 C.保持压强不变，充入氖气，H2O(g)的生成速率增大 D.保持压强不变，充入氖气，H2O(g)的生成速率减小 题型04 变量控制探究影响化学反应速率的因素 变量控制探究影响化学反应速率的因素 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，通过系列实验，找出变量对反应速率的影响。其探究流程为 【典例4】研究反应2X(g)Y(g)+Z(g)的速率影响因素，在不同条件下进行4组实验，Y、Z起始浓度均为0，反应物X的浓度(mol·L-1)随反应时间(min)的变化情况如图所示。下列说法不正确的是(　　) A.比较实验② ④得出：升高温度，化学反应速率加快 B.比较实验① ②得出：增大反应物浓度，化学反应速率加快 C.若实验② ③只有一个条件不同，则实验③使用了催化剂 D.在0~10 min内，实验②的平均速率v(Y)=0.04 mol·L-1·min-1 【变式4-1】下列实验方案可用于探究浓度对H2O2溶液分解速率影响的是(　　) A.2支试管均盛有2 mL 5% H2O2溶液，向其中一支试管中加入少量MnO2，与另一支对比 B.2支试管均盛有2 mL 5% H2O2溶液，将其中一支试管放入75 ℃热水中，与另一支对比 C.2支试管均盛有2 mL 5% H2O2溶液，向其中一支试管中加入少量MnO2，另一支中加入少量FeCl3 D.2支试管分别盛有2 mL 5% H2O2溶液、2 mL 30% H2O2溶液，均加入等量的MnO2 【变式4-2】下列条件中，锌和硫酸开始反应时放出氢气的速率最大的是( ) 选项 金属 酸溶液的浓度和体积 温度/℃ A 2.4 g锌片 3 mol·L－1硫酸50 mL 40 B 2.4 g锌粉 1 mol·L－1硫酸200 mL 30 C 2.4 g锌粉 3 mol·L－1硫酸50 mL 40 D 5.6 g锌片 3 mol·L－1硫酸100 mL 30 【变式4-3】某学习小组，用稀HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法，探究影响反应速率的因素，所用HNO3浓度为1.00 mol/L、2.00 mol/L，大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格，实验温度为298 K、308 K，每次实验HNO3的用量为25.00 mL、大理石用量为10.00 g。 实验设计如表： 编号 T/K 大理石规格 HNO3浓度/(mol/L) ① 298 粗颗粒 2.00 ② 298 粗颗粒 1.00 ③ 308 粗颗粒 2.00 ④ 298 细颗粒 2.00 将相应的实验目的填入下列空格中： (1)实验①和②探究________对该反应速率的影响； (2)实验①和③探究________对该反应速率的影响； (3)实验①和④探究________对该反应速率的影响。 题型05 可逆反应 (1)定义：在同一条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的化学反应。书写可逆反应的化学方程式时，不用“===”，用“”。 (2)特征 ①双向性：反应物生成物。 ②双同性：正、逆反应是在同一条件下同时进行的。 ③共存性：反应物和生成物同时存在。 【典例5】今有下列四组反应，其中属于可逆反应的是( ) 【变式5-1】下列反应不属于可逆反应的是( ) A．工业上利用氮气和氢气合成氨气 B．水电解生成氢氧混合气体和氢氧混合气体爆炸生成水 C．密闭容器中的二氧化氮和四氧化二氮在一定压力下可以相互转化 D．密闭容器中的二氧化硫和氧气在一定的条件下可以生成三氧化硫，同时三氧化硫又可以分解为二氧化硫和氧气 【变式5-2】可逆反应2SO2＋O2催化剂2SO3，在混合气体中充入一定量的18O2，足够长的时间后，18O( ) A．只存在于O2中 B．只存在于O2和SO3中 C．只存在于O2和SO2中 D．存在于SO2、O2和SO3中 题型06 化学平衡状态 1．化学平衡状态的建立过程 2．化学平衡状态的特征 【典例6】向一密闭容器中放入1 mol X，进行可逆反应2X(g)3Y(g)，反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线如图所示，下列叙述正确的是(　　) A.t1时，只有正反应 B.t2~t3时，反应不再发生 C.t2时，容器内有1.5 mol Y D.t2~t3时，X、Y的物质的量均没有发生变化 【变式6-1】设v(正)和v(逆)分别表示可逆反应的正反应速率和逆反应速率。在一定温度下可逆反应N2＋3H2高温、高压2NH3达到平衡时( ) A．v(逆)>v(正) B．v(逆)<v(正) C．v(逆)>v(正)，正逆反应停止 D．v(逆)＝v(正)，正逆反应仍进行 【变式6-2】可逆反应达到平衡状态的重要特征是( ) A．反应停止了 B．正、逆反应的速率均为零 C．正、逆反应都还在继续进行 D．正、逆反应的速率相等 【变式6-3】下列关于化学反应限度的说法正确的是( ) A．当一个可逆反应达到平衡状态时，就是这个反应在该条件下所能达到的限度 B．可以通过延长化学反应时间改变化学反应限度 C．平衡状态是一种静止的状态，因为反应物和生成物的浓度不再改变 D．化学反应的限度不可以通过改变条件而发生改变 题型07 化学平衡状态的判断 1．化学平衡状态的判断方法 2．判断可逆反应达平衡状态的依据 (1)直接依据 ①v(正)＝v(逆)≠0。 a．同一种物质的生成速率等于消耗速率； b．在化学方程式同一边的不同物质生成速率与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生成(或消耗)速率之比等于化学计量数之比。 ②各组分的浓度保持一定。 a．各组分的浓度不随时间的改变而改变； b．各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数不随时间的改变而改变。 (2)间接依据 ①反应体系中总压强不随时间变化(适用于反应前后气体体积不等的反应)。 ②混合气体的密度不随时间变化(适用于等压条件下反应前后气体体积不等的反应和等容条件下有固、液体参与或生成的反应)。 ③对于反应混合物中存在有颜色的物质的可逆反应，若体系颜色不再变化，则反应达到平衡状态。 【典例7】 一定温度下，在恒容密闭容器中进行的可逆反应： 2NO22NO＋O2。 判断下列描述中反应处于平衡状态的是_______________________________________。 ①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2 ②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO ③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态 ④混合气体的颜色不再改变的状态 ⑤密闭容器中压强不再改变的状态 ⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 【变式7-1】可逆反应A(s)+3B(g)2C(g)+xD(g)在一定温度下进行，下列说法正确的是(　　) A.若x=1、保持容积不变、体系压强也不变时、说明反应已达平衡 B.若x=2、保持容积不变、体系压强也不变时、说明反应已达平衡 C.若x=1、反应在体积可变的恒压容器中进行、容器体积不变时，说明反应已达平衡 D.若x=2，反应在体积可变的恒压容器中进行、容器体积不变时，不能说明反应已达平衡 【变式7-2】在2 L的恒容密闭容器中同时进行下列两个可逆反应：①C+H2OCO+H2；②CO+2H2OCH3OH+O2。下列叙述不能说明容器内的反应达到平衡状态的是(　　) A.容器内压强不再发生变化 B.容器内气体的密度不再发生变化 C.CH3OH的体积分数不再发生变化 D.单位时间内，消耗的CO与生成的O2的物质的量之比为1∶1 【变式7-3】下列描述的化学反应状态，不一定是平衡状态的是( ) A．H2(g)＋Br2(g) 2HBr(g)，恒温恒容时，反应体系中气体的颜色保持不变 B．2NO2(g) N2O4(g)，恒温恒容时，反应体系中气体的压强保持不变 C．CaCO3(s)CO2(g)＋CaO(s)，恒温恒容时，反应体系中气体的密度保持不变 D．N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3∶1 题型08 化学反应速率及平衡的计算 1.列出一个模型——“三段式”思维模型 一般需要写出化学方程式，列出起始量、变化量及平衡量，再根据题设信息列方程求解。如mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，令A、B起始物质的量分别为a mol、b mol，达到平衡后消耗A的物质的量为mx mol。 注意　①a、b也可指浓度或气体的体积、压强等。②明确量的关系：各变化量之比=各物质的化学计量数之比。 2.掌握四个公式——“三段式”应用 (1)反应物转化率： A的转化率=×100%。 (2)生成物产率： C的产率=×100%。 (3)平衡混合物某组分的百分含量=×100%。 (4)平衡混合物某气体组分的体积分数=×100%。 【典例8】将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的容器中混合，并在一定条件下发生如下反应：2A(g)＋B(g) 2C(g)，若2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L－1，则 (1)用物质A表示的化学反应速率为______。 (2)用物质B表示的化学反应速率为______。 (3)2 s时物质A的浓度为________。 【变式8-1】在一定条件下，将3 mol A和1 mol B两种气体混合于固定容积为2 L的密闭容器中，发生反应：3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)。2 min末，测得生成0.8 mol C、0.4 mol D。下列判断正确的是(　　) A.x=2 B.2 min末，A的浓度为1.2 mol·L-1 C.2 min内A的反应速率为0.3 mol·L-1·min-1 D.2 min内B的浓度的改变量为0.4 mol·L-1 【变式8-2】将4 mol A气体和2 mol B气体置于1 L的密闭容器中，混合后发生反应：2A(g)+B(g)2C(g)，若经2 s后测得C的浓度为1.2 mol·L-1，下列说法正确的是(　　) A.用物质A表示2 s末的反应速率为0.6 mol·L-1·s-1 B.反应后的压强是开始时的1.2倍 C.2 s末物质A的转化率为70% D.此时C的产率为30% 【变式8-3】在2 L恒温恒容密闭容器中投入2 mol SO2和1 mol O2在一定条件下充分反应，如图是SO2和SO3随时间的变化曲线。 (1)前10 min SO3的平均反应速率为　　　　　　；25 min时，SO2的转化率为　　　　。  (2)以下操作会引起化学反应速率变快的是　　　　(填字母)。  A.向容器中通入氦气 B.升高温度 C.扩大容器的容积 D.向容器中通入O2 E.使用正催化剂 题型09 化学反应速率和限度的图像分析 有关化学反应速率的图像题，是一类以平面直角坐标系中的图像为载体进行表达的题目。解题时，重点是理解图像的意义和特点。 (1)理解图像中的点、线、面 ①理解点 理解曲线上点的意义，特别是某些特殊点，如坐标轴的交点、几条曲线的交叉点、极值点、转折点等。 ②理解线 理解曲线“平”与“陡”的意义，即斜率大小的意义；理解曲线的变化趋势并归纳出规律。若图中有拐点，先拐先平，较早出现拐点的曲线表示先达平衡。 ③理解面 理解各坐标轴所代表的量的意义及曲线所表示的是哪些量的关系。 (2)联系规律 联系外界条件对化学反应速率的影响规律，作出正确判断。 【典例9】向容积为2 L的密闭容器中加入0.30 mol A、0.10 mol C和一定量的B三种气体，一定条件下发生反应，各物质的物质的量随时间变化如图所示。已知在反应过程中混合气体的总物质的量不变。下列说法错误的是(　　) A.若t1=15，则0~t1 s 内反应速率v(C)=0.004 mol·L-1·s-1 B.t1 s时A的转化率为60% C.反应的化学方程式：3A(g)===2C(g)+B(g) D.起始B的浓度为0.02 mol·L-1 【变式9-1】一定条件下，将3 mol A气体和1 mol B气体混合于固定容积为2 L的密闭容器中，发生反应：3A(g)+B(g)C(g)+2D(s)。2 min末该反应达到平衡，生成D的物质的量随时间的变化情况如图所示。下列判断正确的是(　　) A.若混合气体的密度不再改变时，该反应不一定达到平衡状态 B.2 min后，加压会使正反应速率加快，逆反应速率变慢 C.反应过程中A和B的转化率之比为3∶1 D.开始到平衡，用A表示的化学反应速率为0.3 mol·L-1·min-1 【变式9-2】一定条件下，在体积为2 L的恒容密闭容器中，充入1 mol气体M和2 mol气体N，生成气体P和固体Q，产物的物质的量随反应时间的变化图像如图，测得第7 min时容器内剩余0.2 mol气体M和0.4 mol气体N，下列说法正确的是(　　) A.前2 min内，P的平均反应速率为0.075 mol·L-1·min-1 B.该反应的化学方程式为M(g)+2N(g)2P(g)+Q(s) C.升高反应温度，逆反应速率一定会减小 D.5 min后，反应停止，正、逆反应速率均为0 【变式9-3】在恒温恒容条件下，发生反应A(s)+2B(g)3X(g)，c(B)随时间的变化如图中曲线甲所示。下列说法不正确的是(　　) A.从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率 B.从b点切线的斜率可求得该化学反应在反应开始时的瞬时速率 C.在不同时刻都存在关系：2v(B)=3v(X) D.维持温度、容积、反应物起始的量不变，向反应体系中加入催化剂，c(B)随时间变化关系如图中曲线乙所示 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第一单元　化学反应速率与反应限度 题型01 化学反应速率的概念和表示方法 题型02 化学反应速率的简单计算与大小比较 题型03 影响化学反应速率的因素 题型04 变量控制探究影响化学反应速率的因素 题型05 可逆反应 题型06 化学平衡状态 题型07 化学平衡状态的判断 题型08 化学反应速率及平衡的计算 题型09 化学反应速率和限度的图像分析 题型01 化学反应速率的概念和表示方法 【典例1】反应4A(s)＋3B(g)===2C(g)＋D(g)，经2 min，B的浓度减少0.6 mol·L－1。对此化学反应速率的正确说法是( ) A．用A表示的化学反应速率是0.4 mol·L－1·min－1 B．分别用B、C、D表示反应的速率，其比值是3∶2∶1 C．在2 min末的反应速率，用B表示是0.3 mol·L－1·min－1 D．在这2 min内B和C两物质的浓度都逐渐减小 【答案】B 【解析】A物质是固体，其浓度被视为常数，故一般不用其表示化学反应速率，A项错误；同一反应中不同物质表示的化学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，故B项正确；v(B)＝0.3 mol·L－1·min－1为2 min内的平均速率而非2 min末的瞬时速率，故C项错误；B物质为反应物，其浓度逐渐减小，C物质为生成物，其浓度逐渐增大，故D项错误。 【变式1-1】下列关于化学反应速率的说法正确的是( ) A．化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物物质的量的减少或任何一种生成物物质的量的增加 B．化学反应速率为0.8 mol·L－1·s－1是指1 s 时某物质的浓度为0.8 mol·L－1 C．根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢 D．对于任何化学反应来说，化学反应速率越快，反应现象就越明显 【答案】C 【解析】化学反应速率一般以某物质单位时间内的浓度(mol·L－1)的变化量来表示，A错误；反应速率为0.8 mol·(L·s)－1表示1 s内某物质的浓度变化了0.8 mol·L－1，而不是1 s时的实际浓度，B错误；化学反应进行快慢有时不一定能观察到，如酸碱中和反应瞬间即能完成，但几乎没有明显现象发生，D错误。 【变式1-2】下列有关化学反应速率的说法正确的是( ) A．对任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象就越明显 B．化学反应速率是衡量化学反应进行快慢的物理量 C．若某化学反应的反应速率为0.5 mol/(L·s)，就是指在该时间段内反应物和生成物的浓度变化都为 0.5 mol/(L·s) D．化学反应速率通常用单位时间内任何一种反应物浓度的减少量或任何一种生成物浓度的增加量来表示 【答案】B 【解析】反应速率快的反应现象不一定明显，如NaOH与HCl的反应等，反应速率慢的反应现象可能明显，如铁生锈等，故A项错误；化学反应速率用来定量表示化学反应进行的快慢，故B项正确；若某化学反应的反应速率为0.5 mol/(L·s)，就是指1 s内对应反应物或生成物的浓度变化为0.5 mol/L，故C项错误；一般不用固体和纯液体来表示化学反应速率，因为固体和纯液体的浓度可视为常数，故D项错误。 【变式1-3】下列关于化学反应速率的说法正确的是(　　) A．化学反应速率可用某时刻生成物的物质的量来表示 B．在同一个反应中，用反应物或生成物表示的化学反应速率的值是相等的 C．化学反应速率是指反应进行的时间内，反应物浓度的减少或生成物浓度的增加 D．可用单位时间内氢离子物质的量浓度的变化来表示氢氧化钠和硫酸的反应速率 【答案】D 【解析】化学反应速率是用单位时间内反应物或生成物浓度的变化值来表示的平均速率，故A、C两项错误；化学反应速率与各反应物、生成物的化学计量数成正比，如果化学方程式中反应物与生成物的化学计量数不同，则用它们表示的化学反应速率的值不相同，B选项错误。 题型02 化学反应速率的简单计算与大小比较 1.对化学反应速率的理解 2.化学反应速率大小的比较方法 (1)归一法：若单位不统一，则要换算成相同的单位；若为不同物质表示的反应速率，则要换算成同一物质来表示反应速率，再比较数值的大小。 (2)比值法：比较化学反应速率与化学计量数的比值，如aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g)，比较与，若>，则说明用A表示的化学反应速率大于用B表示的化学反应速率。 【典例2】在某温度下，发生反应：C2H4(g)+3O2(g)===2CO2(g)+2H2O(g)。在四种不同情况下测得的反应速率分别如下： ①v=0.45 mol·L-1·min-1 ②v=0.6 mol·L-1·s-1 ③v=0.4 mol·L-1·min-1 ④v=0.45 mol·L-1·min-1 下列有关反应速率的比较正确的是(　　) A.②>④=①>③ B.①>④>②=③ C.②>①>④>③ D.④>③>②>① 【答案】C 【解析】先统一单位，②v=36 mol·L-1·min-1，再用各自的速率除以各自的化学计量数，所得数值越大，表示反应速率越快：①，②，③，④，故反应速率：②>①>④>③。 【变式2-1】一定条件下反应N2+3H22NH3在10 L的密闭容器中进行，测得2 min内，N2的物质的量由20 mol减小到8 mol，则2 min内N2的反应速率为(　　) A.1.2 mol·L-1·min-1 B.6 mol·L-1·min-1 C.0.6 mol·L-1·min-1 D.0.4 mol·L-1·min-1 【答案】C 【解析】2 min内，N2的物质的量由20 mol减小到8 mol，则Δc==1.2 mol·L-1，则2 min内N2的反应速率为v===0.6 mol·L-1·min-1，故选C。 【变式2-2】一定条件下，在2 L的密闭容器中发生反应：2A(s)＋3B(g)===2C(g)＋4D(g)，测得5 min内，A的物质的量减少了10 mol，则0～5 min内该反应的平均速率为(　　) A．v(A)＝1.0 mol·L－1·min－1 B．v(B)＝1.5 mol·L－1·min－1 C．v(C)＝2.0 mol·L－1·min－1 D．v(D)＝0.5mol·L－1·min－1 【答案】B 【解析】A为固体，不能用A的浓度变化来表示反应速率， A项错误； v(C)＝＝1 mol·L－1·min－1，C项错误；v(B)＝v(C)＝×1 mol·L－1·min－1＝1.5 mol·L－1·min－1，B项正确； v(D)＝2v(C)＝2×1 mol·L－1·min－1＝2 mol·L－1·min－1，D项错误。 【变式2-3】在反应2X2(g)+Y2(g)===2Z2(g)中，经过一段时间后，测得Z2的浓度增加了0.4 mol·L-1，用Y2表示的化学反应速率为0.4 mol·L-1·s-1，则所经历的时间为(　　) A.0.1 s B.2.5 s C.0.5 s D.10 s 【答案】C 【解析】当Z2的浓度增加0.4 mol·L-1时，Y2的浓度应减少0.2 mol·L-1，所经历的时间为=0.5 s，C项正确。 题型03 影响化学反应速率的因素 影响化学反应速率的因素 规律(在其他条件相同时) 内因 化学性质 反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越大；反之越小 外因 温度 升高温度，化学反应速率增大；反之减小 催化剂 使用合适的催化剂，化学反应速率增大 反应物的浓度 增大反应物的浓度，化学反应速率增大；反之减小 气态反应物的压强 增大气态反应物的压强，化学反应速率增大；反之减小 固体反应物的表面积 增大固体反应物的表面积，化学反应速率增大；反之减小 原电池 有原电池形成时，化学反应速率增大 其他 电磁波、超声波、溶剂等会影响化学反应速率 【典例3】为了说明影响化学反应快慢的因素，甲、乙、丙、丁四个同学分别设计了A～D四个实验，你认为结论不正确的是(　　) A．相同温度下，大小、形状相同的镁条和铝条分别与相同浓度的稀盐酸反应，两个反应的反应速率相同 B．在相同条件下，等质量的大理石块和大理石粉分别与相同浓度、相同体积的盐酸反应，大理石粉反应快 C．将浓硝酸分别放在冷暗处和强光照射处，发现光照可以加快浓硝酸的分解 D．在两支试管中分别加入相同质量的氯酸钾，向其中一支试管中再加入少量二氧化锰，同时加热，产生氧气的快慢不同 【答案】A 【解析】影响化学反应速率的因素很多，外界条件除浓度、压强、温度、催化剂等主要因素外，还有光照、固体颗粒大小、超声波等。反应物的性质是影响反应速率大小的决定性因素，镁和铝的金属活动性不同，决定了镁和盐酸反应比铝和盐酸反应要快得多，A项错误；等质量的固体，表面积越大，反应速率越大，B项正确；光照可以增大反应速率，C项正确；催化剂可以增大反应速率，D项正确。 【变式3-1】下列事实能说明影响化学反应速率的决定性因素是反应物本身性质的是(　　) A.Cu能与浓硝酸反应，而不与浓盐酸反应 B.Cu与浓硝酸反应比与稀硝酸反应快 C.N2与O2在常温、常压下不反应，放电时可反应 D.加热时，MnO2与浓盐酸反应，而不与稀盐酸反应 【答案】A 【解析】A项，与硝酸、盐酸的氧化性有关，反应速率由物质本身的性质决定；B项，硝酸的浓度不同，反应速率不同，浓度为外因；C项，常温、常压下及放电均为反应条件，为外因；D项，浓盐酸与稀盐酸浓度不同，为外因。 【变式3-2】将质地相同的大理石磨制成相同大小的四块立方体，分别与足量的20 ℃ 1 mol·L-1的盐酸、15 ℃ 0.25 mol·L-1的盐酸、20 ℃ 2 mol·L-1的盐酸、15 ℃ 1 mol·L-1的盐酸反应，得到图中的四条曲线，其中表示15 ℃ 1 mol·L-1的盐酸和大理石反应的是曲线(　　) A.1 B.2 C.3 D.4 【答案】C 【解析】一般来说，温度越高，反应物浓度越大，反应速率越大，则反应速率从大到小的顺序为20 ℃ 2 mol·L-1的盐酸、20 ℃ 1 mol·L-1的盐酸、15 ℃ 1 mol·L-1的盐酸和15 ℃ 0.25 mol·L-1的盐酸，故表示15 ℃ 1 mol·L-1的盐酸和大理石反应的是曲线3，C正确。 【变式3-3】容积可变的密闭容器中加入WO3和H2进行反应：WO3(s)+3H2(g)W(s)+3H2O(g)，下列说法不正确的是(　　) A.将容器的体积缩小一半，其反应速率增大 B.保持体积不变，充入氩气，其反应速率不变 C.保持压强不变，充入氖气，H2O(g)的生成速率增大 D.保持压强不变，充入氖气，H2O(g)的生成速率减小 【答案】C 【解析】将容器的体积缩小一半，气体浓度增大，则反应速率增大，故A正确；保持体积不变，充入氩气，参加反应的气体的浓度不变，则其反应速率不变，故B正确；保持压强不变，充入氖气，则容器体积增大，参加反应的气体的浓度减小，H2O(g)的生成速率减小，故C错误、D正确。 题型04 变量控制探究影响化学反应速率的因素 变量控制探究影响化学反应速率的因素 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，通过系列实验，找出变量对反应速率的影响。其探究流程为 【典例4】研究反应2X(g)Y(g)+Z(g)的速率影响因素，在不同条件下进行4组实验，Y、Z起始浓度均为0，反应物X的浓度(mol·L-1)随反应时间(min)的变化情况如图所示。下列说法不正确的是(　　) A.比较实验② ④得出：升高温度，化学反应速率加快 B.比较实验① ②得出：增大反应物浓度，化学反应速率加快 C.若实验② ③只有一个条件不同，则实验③使用了催化剂 D.在0~10 min内，实验②的平均速率v(Y)=0.04 mol·L-1·min-1 【答案】D 【解析】实验②④X的起始浓度相同，但温度不同，实验④反应速率较大，则可得出：升高温度，化学反应速率加快，故A正确；实验① ②温度相同，但反应物浓度不同，实验①反应物浓度较大，则可得出：增大反应物浓度，化学反应速率加快，故B正确；实验②③温度、反应物浓度相同，实验③反应速率较大，应为加入催化剂，故C正确；在0~10 min内，实验②中X的浓度变化为0.2 mol·L-1，则v(Y)=v(X)=×=0.01 mol·L-1·min-1，故D错误。 【变式4-1】下列实验方案可用于探究浓度对H2O2溶液分解速率影响的是(　　) A.2支试管均盛有2 mL 5% H2O2溶液，向其中一支试管中加入少量MnO2，与另一支对比 B.2支试管均盛有2 mL 5% H2O2溶液，将其中一支试管放入75 ℃热水中，与另一支对比 C.2支试管均盛有2 mL 5% H2O2溶液，向其中一支试管中加入少量MnO2，另一支中加入少量FeCl3 D.2支试管分别盛有2 mL 5% H2O2溶液、2 mL 30% H2O2溶液，均加入等量的MnO2 【答案】D 【解析】A项，是探究催化剂对反应速率的影响；B项，是探究温度对反应速率的影响；C项，是探究不同催化剂对反应速率的影响；D项，只有浓度不同，是探究浓度对反应速率的影响。 【变式4-2】下列条件中，锌和硫酸开始反应时放出氢气的速率最大的是( ) 选项 金属 酸溶液的浓度和体积 温度/℃ A 2.4 g锌片 3 mol·L－1硫酸50 mL 40 B 2.4 g锌粉 1 mol·L－1硫酸200 mL 30 C 2.4 g锌粉 3 mol·L－1硫酸50 mL 40 D 5.6 g锌片 3 mol·L－1硫酸100 mL 30 【答案】C 【解析】Zn与硫酸反应的离子方程式是Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，影响化学反应速率的因素有温度、浓度及固体表面积的大小。对表中的反应条件分析，锌和硫酸开始反应时放出氢气的速率最大的是C。 【变式4-3】某学习小组，用稀HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法，探究影响反应速率的因素，所用HNO3浓度为1.00 mol/L、2.00 mol/L，大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格，实验温度为298 K、308 K，每次实验HNO3的用量为25.00 mL、大理石用量为10.00 g。 实验设计如表： 编号 T/K 大理石规格 HNO3浓度/(mol/L) ① 298 粗颗粒 2.00 ② 298 粗颗粒 1.00 ③ 308 粗颗粒 2.00 ④ 298 细颗粒 2.00 将相应的实验目的填入下列空格中： (1)实验①和②探究________对该反应速率的影响； (2)实验①和③探究________对该反应速率的影响； (3)实验①和④探究________对该反应速率的影响。 【答案】(1)浓度 (2)温度 (3)固体颗粒大小 【解析】(1)实验①②中，温度相同，大理石规格相同，变量是HNO3的浓度，因此，实验①②探究浓度对反应速率的影响。(2)实验①③中，HNO3的浓度相同，大理石规格相同，变量是温度，因此，实验①③探究温度对反应速率的影响。(3)实验①④中，温度相同，HNO3浓度相同，变量是大理石的规格，即固体颗粒的大小不同，因此，实验①④探究固体颗粒大小对反应速率的影响。 题型05 可逆反应 (1)定义：在同一条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的化学反应。书写可逆反应的化学方程式时，不用“===”，用“”。 (2)特征 ①双向性：反应物生成物。 ②双同性：正、逆反应是在同一条件下同时进行的。 ③共存性：反应物和生成物同时存在。 【典例5】今有下列四组反应，其中属于可逆反应的是( ) 【答案】D 【解析】可逆反应是指在同一条件下，同时向正、逆反应方向进行的反应，所以可逆反应必须是指在同一条件下，反应方向相反的两个反应同时进行，A、B、C中两反应的条件不同，不是可逆反应。 【变式5-1】下列反应不属于可逆反应的是( ) A．工业上利用氮气和氢气合成氨气 B．水电解生成氢氧混合气体和氢氧混合气体爆炸生成水 C．密闭容器中的二氧化氮和四氧化二氮在一定压力下可以相互转化 D．密闭容器中的二氧化硫和氧气在一定的条件下可以生成三氧化硫，同时三氧化硫又可以分解为二氧化硫和氧气 【答案】B 【解析】A项，工业上利用氮气和氢气合成氨气是可逆反应，错误；B项，水电解生成氢氧混合气体和氢氧混合气体爆炸生成水的反应条件不同，不是可逆反应，正确；C项，密闭容器中的二氧化氮和四氧化二氮在一定压力下可以相互转化是可逆反应，错误；D项，密闭容器中的二氧化硫和氧气在一定的条件下可以生成三氧化硫，同时三氧化硫又可以分解为二氧化硫和氧气属于可逆反应，D错误。 【变式5-2】可逆反应2SO2＋O2催化剂2SO3，在混合气体中充入一定量的18O2，足够长的时间后，18O( ) A．只存在于O2中 B．只存在于O2和SO3中 C．只存在于O2和SO2中 D．存在于SO2、O2和SO3中 【答案】D 【解析】该反应为可逆反应，加入18O2后，18O2与SO2反应生成SO3，因此SO3中含有18O，含有18O的SO3会部分分解为SO2和O2，则SO2中也含有18O，即SO2、O2、SO3中都含有18O。 题型06 化学平衡状态 1．化学平衡状态的建立过程 2．化学平衡状态的特征 【典例6】向一密闭容器中放入1 mol X，进行可逆反应2X(g)3Y(g)，反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线如图所示，下列叙述正确的是(　　) A.t1时，只有正反应 B.t2~t3时，反应不再发生 C.t2时，容器内有1.5 mol Y D.t2~t3时，X、Y的物质的量均没有发生变化 【答案】D 【解析】t1时，v正>v逆>0，正、逆反应都在发生，A项错误；t2~t3时，v正=v逆>0，反应并未停止，B项错误；该反应为可逆反应，1 mol X不能完全反应，所以当反应达到平衡时，容器内Y的物质的量小于1.5 mol，C项错误；t2~t3时反应处于化学平衡状态，X、Y的物质的量均不发生变化，D项正确。 【变式6-1】设v(正)和v(逆)分别表示可逆反应的正反应速率和逆反应速率。在一定温度下可逆反应N2＋3H2高温、高压2NH3达到平衡时( ) A．v(逆)>v(正) B．v(逆)<v(正) C．v(逆)>v(正)，正逆反应停止 D．v(逆)＝v(正)，正逆反应仍进行 【答案】D 【解析】 一定条件下，可逆反应达到平衡时，建立的平衡是动态平衡，v(正)＝v(逆)≠0。 【变式6-2】可逆反应达到平衡状态的重要特征是( ) A．反应停止了 B．正、逆反应的速率均为零 C．正、逆反应都还在继续进行 D．正、逆反应的速率相等 【答案】D 【解析】可逆反应达到平衡状态不是反应停止了，而是正向反应速率和逆向反应速率相等。 【变式6-3】下列关于化学反应限度的说法正确的是( ) A．当一个可逆反应达到平衡状态时，就是这个反应在该条件下所能达到的限度 B．可以通过延长化学反应时间改变化学反应限度 C．平衡状态是一种静止的状态，因为反应物和生成物的浓度不再改变 D．化学反应的限度不可以通过改变条件而发生改变 【答案】A 【解析】当一个可逆反应达到平衡状态时，正反应速率等于逆反应速率，就是这个反应在该条件下所能达到的限度，A项正确；化学反应的限度与反应时间无关，B项错误；平衡状态是一种动态平衡，C项错误；改变反应条件，如浓度、温度、压强等，化学反应的限度可能发生改变，D项错误。 题型07 化学平衡状态的判断 1．化学平衡状态的判断方法 2．判断可逆反应达平衡状态的依据 (1)直接依据 ①v(正)＝v(逆)≠0。 a．同一种物质的生成速率等于消耗速率； b．在化学方程式同一边的不同物质生成速率与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生成(或消耗)速率之比等于化学计量数之比。 ②各组分的浓度保持一定。 a．各组分的浓度不随时间的改变而改变； b．各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数不随时间的改变而改变。 (2)间接依据 ①反应体系中总压强不随时间变化(适用于反应前后气体体积不等的反应)。 ②混合气体的密度不随时间变化(适用于等压条件下反应前后气体体积不等的反应和等容条件下有固、液体参与或生成的反应)。 ③对于反应混合物中存在有颜色的物质的可逆反应，若体系颜色不再变化，则反应达到平衡状态。 【典例7】 一定温度下，在恒容密闭容器中进行的可逆反应： 2NO22NO＋O2。 判断下列描述中反应处于平衡状态的是_______________________________________。 ①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2 ②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO ③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态 ④混合气体的颜色不再改变的状态 ⑤密闭容器中压强不再改变的状态 ⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 【答案】①④⑤⑥ 【解析】①中单位时间内生成n mol O2的同时，必消耗2n mol的NO2，能说明反应达到平衡状态；②中描述的都是正反应方向的速率，不能说明反应是否处于平衡状态；③中无论反应是否达平衡状态，同向的速率之比一定为方程式的相应物质的化学计量数比；④中混合气体的颜色不变，即c(NO2)保持不变，说明反应处于平衡状态；⑤、⑥因该反应是一个反应前后气体物质的量不等的反应，容器的体积固定，故气体的压强不变，气体的平均相对分子质量不变，均能说明反应处于平衡状态。 【变式7-1】可逆反应A(s)+3B(g)2C(g)+xD(g)在一定温度下进行，下列说法正确的是(　　) A.若x=1、保持容积不变、体系压强也不变时、说明反应已达平衡 B.若x=2、保持容积不变、体系压强也不变时、说明反应已达平衡 C.若x=1、反应在体积可变的恒压容器中进行、容器体积不变时，说明反应已达平衡 D.若x=2，反应在体积可变的恒压容器中进行、容器体积不变时，不能说明反应已达平衡 【答案】B 【解析】若x=1，反应前后气体的总物质的量保持不变，恒温恒容条件下，体系压强也保持不变，当体系压强不变时，不能说明反应已达平衡，A错误；若x=2，反应前后气体的总物质的量增大，恒温恒容条件下，体系压强是个变量，当其不变时，说明反应已达平衡，B正确；若x=1，反应前后混合气体的总物质的量保持不变，恒温恒压条件下，容器体积也保持不变，当容器体积不变时，不能说明反应已达平衡，C错误；若x=2，反应前后气体的总物质的量增大，恒温恒压条件下，混合气体总的物质的量是个变量，容器体积在不断改变，当容器体积不变时，说明反应已达平衡，D错误。 【变式7-2】在2 L的恒容密闭容器中同时进行下列两个可逆反应：①C+H2OCO+H2；②CO+2H2OCH3OH+O2。下列叙述不能说明容器内的反应达到平衡状态的是(　　) A.容器内压强不再发生变化 B.容器内气体的密度不再发生变化 C.CH3OH的体积分数不再发生变化 D.单位时间内，消耗的CO与生成的O2的物质的量之比为1∶1 【答案】D 【解析】反应①是气体分子数增多的反应，反应②是气体分子数减少的反应，则压强是变量，容器内压强不再发生变化，能证明反应达到平衡状态，A不选；反应①有固体参与反应，故容器内气体的质量是变量，体积不变，则容器内气体密度是变量，不变时，能证明达到平衡状态，B不选；CH3OH的体积分数是变量，不变时，能证明达到平衡状态，C不选；单位时间内，消耗的CO与生成的O2的物质的量为同一方向，不能证明达到平衡状态，D选。 【变式7-3】下列描述的化学反应状态，不一定是平衡状态的是( ) A．H2(g)＋Br2(g) 2HBr(g)，恒温恒容时，反应体系中气体的颜色保持不变 B．2NO2(g) N2O4(g)，恒温恒容时，反应体系中气体的压强保持不变 C．CaCO3(s)CO2(g)＋CaO(s)，恒温恒容时，反应体系中气体的密度保持不变 D．N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3∶1 【答案】D 【解析】A项，反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化，可由此进行判断。H2(g)＋Br2(g)===2HBr(g)恒温恒容时，反应体系中气体的颜色保持不变，说明溴单质的浓度不再变化，达到了平衡状态；B项，2NO2(g)===N2O4(g)是反应前后气体系数变化的反应，当恒温恒容时，反应体系中气体的压强保持不变，达到了平衡状态；C项，CaCO3(s)===CO2(g)＋CaO(s)恒温恒容时，反应体系中气体的密度等于气体质量和体积的比值，质量变化，体积不变，所以密度变化。当气体密度保持不变时，反应达到平衡状态；D项，3H2(g)＋N2(g)===2NH3(g)反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3∶1，不能证明正逆反应速率相等，反应不一定是平衡状态。 题型08 化学反应速率及平衡的计算 1.列出一个模型——“三段式”思维模型 一般需要写出化学方程式，列出起始量、变化量及平衡量，再根据题设信息列方程求解。如mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，令A、B起始物质的量分别为a mol、b mol，达到平衡后消耗A的物质的量为mx mol。 注意　①a、b也可指浓度或气体的体积、压强等。②明确量的关系：各变化量之比=各物质的化学计量数之比。 2.掌握四个公式——“三段式”应用 (1)反应物转化率： A的转化率=×100%。 (2)生成物产率： C的产率=×100%。 (3)平衡混合物某组分的百分含量=×100%。 (4)平衡混合物某气体组分的体积分数=×100%。 【典例8】将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的容器中混合，并在一定条件下发生如下反应：2A(g)＋B(g) 2C(g)，若2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L－1，则 (1)用物质A表示的化学反应速率为______。 (2)用物质B表示的化学反应速率为______。 (3)2 s时物质A的浓度为________。 【解析】由题意可知，初始时c(A)＝2 mol·L－1，c(B)＝1 mol·L－1，反应2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L－1，则： 　　　　　　　　　 故v(A)＝v(C)＝0.6 mol·L－1÷2 s＝0.3 mol·L－1·s－1，v(B)＝0.15 mol·L－1·s－1，2 s时物质A的浓度为2 mol·L－1－0.6 mol·L－1＝1.4 mol·L－1。 【答案】(1)0.3 mol·L－1·s－1　 (2)0.15 mol·L－1·s－1　(3)1.4 mol·L－1 【变式8-1】在一定条件下，将3 mol A和1 mol B两种气体混合于固定容积为2 L的密闭容器中，发生反应：3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)。2 min末，测得生成0.8 mol C、0.4 mol D。下列判断正确的是(　　) A.x=2 B.2 min末，A的浓度为1.2 mol·L-1 C.2 min内A的反应速率为0.3 mol·L-1·min-1 D.2 min内B的浓度的改变量为0.4 mol·L-1 【答案】B 【解析】物质的量变化量之比等于化学计量数之比，故0.8 mol∶0.4 mol=x∶2，解得x=4，A项错误；列三段式： 　　　　　　　　3A(g)+B(g)4C(g)+2D(g) 起始量/mol　　　3　　　1　　　0　　　0 变化量/mol　　　0.6　　0.2　　0.8　　　0.4 2 min末/mol　　2.4 0.8 　0.8　　　0.4 2 min末，A的浓度为c===1.2 mol·L-1，B项正确；2 min内A的反应速率为 v====0.15 mol·L-1·min-1，C项错误；2 min内B的浓度的改变量为Δc===0.1 mol·L-1，D项错误。 【变式8-2】将4 mol A气体和2 mol B气体置于1 L的密闭容器中，混合后发生反应：2A(g)+B(g)2C(g)，若经2 s后测得C的浓度为1.2 mol·L-1，下列说法正确的是(　　) A.用物质A表示2 s末的反应速率为0.6 mol·L-1·s-1 B.反应后的压强是开始时的1.2倍 C.2 s末物质A的转化率为70% D.此时C的产率为30% 【答案】D 【解析】根据三段式分析： 2A(g)+B(g)2C(g) 起始/(mol·L-1)　　　　 4　　　2　　　　0 变化/(mol·L-1)　　　　 1.2　　0.6　　　1.2 2 s末/(mol·L-1)　　　　 2.8　　1.4　　　1.2 2 s内A的平均反应速率为=0.6 mol·L-1·s-1，化学反应速率是平均速率，不是瞬时速率，故A错误；恒温恒容时，气体的压强之比等于气体的物质的量之比，反应后气体的总物质的量等于2.8 mol+ 1.4 mol+1.2 mol=5.4 mol，反应前气体的总物质的量为4 mol+2 mol=6 mol，反应后的压强是开始时的0.9倍，故B错误；2 s末A的转化率为×100%=30%，故C错误；假设4 mol A气体和2 mol B气体完全反应生成C的物质的量应为4 mol，2 s末物质C的物质的量为1.2 mol，则C的产率为30%，故D正确。 【变式8-3】在2 L恒温恒容密闭容器中投入2 mol SO2和1 mol O2在一定条件下充分反应，如图是SO2和SO3随时间的变化曲线。 (1)前10 min SO3的平均反应速率为　　　　　　；25 min时，SO2的转化率为　　　　。  (2)以下操作会引起化学反应速率变快的是　　　　(填字母)。  A.向容器中通入氦气 B.升高温度 C.扩大容器的容积 D.向容器中通入O2 E.使用正催化剂 【答案】(1)0.05 mol·L-1·min-1　70%　(2)BDE 【解析】(1)由图可知，前10 min SO3的平均反应速率为=0.05 mol·L-1·min-1；25 min时，SO2的转化率为×100%=70%。(2)向恒容容器中通入不参与反应的氦气，体系中各参与反应的物质的浓度不变，反应速率不变，故A错误；升高温度，反应速率加快，故B正确；扩大容器的容积，气体浓度减小，反应速率减慢，故C错误；向容器中通入氧气，反应物的浓度增大，反应速率加快，故D正确；使用正催化剂，反应速率加快，故E正确。 题型09 化学反应速率和限度的图像分析 有关化学反应速率的图像题，是一类以平面直角坐标系中的图像为载体进行表达的题目。解题时，重点是理解图像的意义和特点。 (1)理解图像中的点、线、面 ①理解点 理解曲线上点的意义，特别是某些特殊点，如坐标轴的交点、几条曲线的交叉点、极值点、转折点等。 ②理解线 理解曲线“平”与“陡”的意义，即斜率大小的意义；理解曲线的变化趋势并归纳出规律。若图中有拐点，先拐先平，较早出现拐点的曲线表示先达平衡。 ③理解面 理解各坐标轴所代表的量的意义及曲线所表示的是哪些量的关系。 (2)联系规律 联系外界条件对化学反应速率的影响规律，作出正确判断。 【典例9】向容积为2 L的密闭容器中加入0.30 mol A、0.10 mol C和一定量的B三种气体，一定条件下发生反应，各物质的物质的量随时间变化如图所示。已知在反应过程中混合气体的总物质的量不变。下列说法错误的是(　　) A.若t1=15，则0~t1 s 内反应速率v(C)=0.004 mol·L-1·s-1 B.t1 s时A的转化率为60% C.反应的化学方程式：3A(g)===2C(g)+B(g) D.起始B的浓度为0.02 mol·L-1 【答案】C 【解析】可结合题目信息列出三段式： 0~t1 s内v(C)==0.004 mol·L-1·s-1，A不符合题意；t1 s时A的转化率为×100%=60%，B不符合题意；该反应的化学方程式为3A(g)B(g)+2C(g)，为可逆反应，C符合题意；起始B的物质的量为0.04 mol，则浓度为0.02 mol·L-1，D不符合题意。 【变式9-1】一定条件下，将3 mol A气体和1 mol B气体混合于固定容积为2 L的密闭容器中，发生反应：3A(g)+B(g)C(g)+2D(s)。2 min末该反应达到平衡，生成D的物质的量随时间的变化情况如图所示。下列判断正确的是(　　) A.若混合气体的密度不再改变时，该反应不一定达到平衡状态 B.2 min后，加压会使正反应速率加快，逆反应速率变慢 C.反应过程中A和B的转化率之比为3∶1 D.开始到平衡，用A表示的化学反应速率为0.3 mol·L-1·min-1 【答案】D 【解析】生成物D为固体，随反应进行，气体质量减小，容器容积不变，故气体的密度减小，气体的密度不变说明反应达到平衡，故A错误；增大压强，A、B、C的浓度都增大，故正、逆反应速率都增大，故B错误；A、B按物质的量之比为3∶1反应，且二者起始物质的量分别为3 mol、1 mol，故二者转化率相等，故C错误；2 min内生成0.8 mol D，则消耗A的物质的量为0.8 mol×=1.2 mol，故2 min内v(A)==0.3 mol·L-1·min-1，故D正确。 【变式9-2】一定条件下，在体积为2 L的恒容密闭容器中，充入1 mol气体M和2 mol气体N，生成气体P和固体Q，产物的物质的量随反应时间的变化图像如图，测得第7 min时容器内剩余0.2 mol气体M和0.4 mol气体N，下列说法正确的是(　　) A.前2 min内，P的平均反应速率为0.075 mol·L-1·min-1 B.该反应的化学方程式为M(g)+2N(g)2P(g)+Q(s) C.升高反应温度，逆反应速率一定会减小 D.5 min后，反应停止，正、逆反应速率均为0 【答案】B 【解析】由图像可知，前2 min内P的平均反应速率为=0.15 mol·L-1·min-1，A不正确；该反应达平衡时，参加反应的M为0.8 mol、N为1.6 mol，生成P为1.6 mol、Q为0.8 mol，M、N、P、Q的化学计量数之比为1∶2∶2∶1，则化学方程式为M(g)+2N(g)2P(g)+Q(s)，B正确；升高反应温度，化学反应速率加快，所以逆反应速率会增大，C不正确；5 min后，反应达到平衡，正反应速率与逆反应速率相等，但均大于0，D不正确。 【变式9-3】在恒温恒容条件下，发生反应A(s)+2B(g)3X(g)，c(B)随时间的变化如图中曲线甲所示。下列说法不正确的是(　　) A.从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率 B.从b点切线的斜率可求得该化学反应在反应开始时的瞬时速率 C.在不同时刻都存在关系：2v(B)=3v(X) D.维持温度、容积、反应物起始的量不变，向反应体系中加入催化剂，c(B)随时间变化关系如图中曲线乙所示 【答案】C 【解析】图像中可以得到单位时间内的浓度变化，反应速率是单位时间内物质的浓度变化计算得到，从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率，A正确；b点处切线的斜率是此时刻物质浓度除以此时刻时间，为反应物B的瞬时速率，B正确；由化学反应速率之比等于化学方程式中化学计量数之比分析，3v(B)=2v(X)，C不正确；维持温度、容积、反应物起始的量不变，向反应体系中加入催化剂，反应速率增大，D正确。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $