专题04 化学反应速率与限度 （期中复习讲义）高一化学下学期人教版

专题04 化学反应速率与限度（期中复习讲义） 内 容 导 航 明·期中考情 把握命题趋势，明确备考路径 理·要点归纳 梳理核心脉络，扫除知识盲区 破·重难题型 题型分类突破，方法技巧精讲 题型01 化学反应速率的含义及表示方法 题型02 化学反应速率的有关计算 题型03化学反应速率的影响因素 题型04 化学反应速率图像分析 题型05 化学反应的限度 题型06 化学平衡状态的判断 题型07 化学反应条件的控制 题型08 化学平衡图像分析 过·分层验收 阶梯实战演练，验收复习成效 核心考点 复习目标 考情规律 化学反应速率的概念与计算 1. 能准确说出化学反应速率的定义，记住表达式 v = Δc/Δt及常用单位 mol·L-¹·s-¹ 或 mol·L-¹·min-¹； 2. 能根据反应物或生成物的浓度变化计算平均反应速率； 3. 能根据化学计量数关系，由一种物质的速率推算出同一反应中其他物质的速率； 4. 能区分平均速率与瞬时速率，知道固体、纯液体浓度视为常数，不用于速率表示。 多以选择题、填空题考查，侧重速率计算和计量数关系的应用。 易错点：混淆平均速率与瞬时速率，或忽略固体/纯液体的浓度不变，错误地将其写入速率表达式。 影响化学反应速率的因素 1. 能定性分析浓度、压强、温度、催化剂、固体表面积等因素对反应速率的影响； 2. 能用有效碰撞理论解释外界条件改变对速率的影响； 3. 能设计简单对比实验探究某一因素对反应速率的影响； 4. 能判断压强改变对速率影响的本质。 高频考点，选择题、实验填空题常见，侧重影响因素分析和控制变量法的应用。 易错点：误认为压强对所有反应都有影响，混淆“增大压强”与“充入惰性气体”在不同条件下的效果差异。 可逆反应与化学平衡状态 1. 能准确描述可逆反应的定义，记住可逆反应符号“⇌”，理解可逆反应不能进行到底，存在反应限度； 2. 能判断一个反应达到平衡状态的标志； 3. 能区分平衡状态的直接标志与间接标志； 4. 能说出化学平衡是一种动态平衡。 常以选择题、填空题形式考查，侧重平衡状态判断及标志的选择。 命题陷阱：混淆“正逆反应速率相等”与“反应速率为0”，或忽略反应前后气体分子数不变的特例而误将压强不变作为平衡标志。 化学平衡的移动 1. 能准确表述勒夏特列原理； 2. 能运用勒夏特列原理判断浓度、压强、温度改变时平衡移动的方向； 3. 能画出浓度、压强、温度改变时的速率-时间平衡移动图像，并能从图像中判断外界条件的改变； 4. 能解释催化剂对平衡无影响。 高频考点，选择题、填空题、图像分析题均可能出现，侧重平衡移动方向判断及图像识别。 易错点：误认为平衡移动的结果是“完全抵消”改变，实为“减弱”而非消除；或混淆温度改变与浓度改变的v-t图像特征。 化学反应条件的优化 1. 能说出工业合成氨的反应原理； 2. 能根据速率和平衡原理综合分析合成氨的适宜条件； 3. 能解释为什么实际生产中要兼顾反应速率、平衡转化率、设备成本、经济效率等因素； 4. 能说出合成氨对人类文明的重要意义。 常以简答题、选择题形式出现，侧重理论联系实际，考查对速率与平衡综合调控的理解。 易错点：误认为温度越低平衡转化率越高就应采用低温，忽略速率和经济性；或认为压强越高越好，忽略设备成本。 化学反应速率与限度综合图像分析 1. 能识别常见的速率-时间图、浓度-时间图、转化率-温度/压强图； 2. 能从图像中获取反应速率、平衡状态、平衡移动方向、反应热效应等信息； 3. 能根据图像判断反应的热效应（ΔH符号）及气体分子数的变化（通过压强改变对转化率的影响）； 4. 能解决涉及多种外界条件变化的综合图像题。 常以选择题、填空题形式考查，侧重图像分析与信息提取能力，是期中考试区分度较高的题型。 易错点：混淆速率图像中的“突变”（瞬间改变）与“渐变”（速率随浓度自然变化），或错误判断平衡点。 化学反应速率的实验探究 1. 能设计控制变量实验探究浓度、温度、催化剂对反应速率的影响； 2. 能选择合理的计时方法判断反应快慢； 3. 能规范描述实验现象，分析实验结论，评价实验方案的合理性； 4. 能处理实验数据，绘制浓度-时间曲线，计算反应速率。 多以实验填空题、选择题形式考查，侧重控制变量法的应用和实验现象分析。 易错点：不能有效控制单一变量（如同时改变温度和浓度），或对实验现象的描述不准确。 要点01 化学反应速率及其表示方法 1.化学反应速率概念及表示方法 （1）意义：衡量化学反应过程进行 的物理量。 （2）表示：用单位时间内反应物 或生成物 表示。 （3）公式：v（A）＝ （4）单位： 。 2．化学反应速率的有关计算 （1）“三段式”解答模板 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根据已知条件列方程式计算。 （2）计算举例 反应 aA（g） +bB（g） cC（g） 加入量mol m n 0 转化量mol ax bx cx 剩余量mol m－ax n－bx cx ①反应速率：v（A）＝；v（B）＝；v（C）＝。 ②反应物转化率α（A）＝×100%。 α（B）＝×100% 【方法技巧】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。 要点02 影响化学反应速率的因素 1.内因 化学反应速率的大小主要取决于反应物本身的性质。 2.外界因素（外因）：在其他条件相同时，改变某一条件 影响因素 影响结果 浓度 增大反应物的浓度，速率 ； 减小反应物的浓度，速率 温度 升高温度，速率 ；降低温度，速率 压强 增大气态反应物的压强，速率 ； 减小气态反应物的压强，速率 催化剂 使用催化剂能改变（加快或减慢）反应速率 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 ； 减小固体反应物的表面积，化学反应速率 其他 形成原电池、使用合适的溶剂等也影响化学反应速率 【特别提醒】压强对反应速率的影响 有气体参加的反应，改变压强对反应速率的影响实质是改变体积，使反应物的浓度改变。 (1)压缩体积或充入气态反应物，使压强增大，都能加快化学反应速率。 (2)充入非反应气体对化学反应速率的影响 ①恒容时：充入非反应气体→压强增大，但各物质浓度不变→反应速率不变。 ②恒压时：充入非反应气体→压强不变→体积增大→各物质浓度减小→反应速率减慢。 要点03 化学反应限度 1.可逆反应 (1)定义 在同一条件下 和 均能进行的化学反应。书写可逆反应的化学方程式时，不用“===”，用“”。 (2) 2.化学平衡状态的建立 (1)化学平衡状态的建立过程 项目 浓度 速率变化 v正、v逆关系 开始 反应物浓度 v正 v正 v逆 生成物浓度 v逆 变化 反应物浓度 v正 v正 v逆 生成物浓度 v逆 平衡 反应物浓度 v正 v正 v逆 生成物浓度 v逆 (2)用速率变化图像表示化学平衡状态的建立 3.化学平衡状态 (1)化学平衡状态的概念 如果外界条件(温度、浓度、压强等)不发生改变，当 反应进行到一定程度时， 与 相等，反应物的浓度与生成物的浓度 ，达到一种表面静止的状态，称为“化学平衡状态”，简称化学平衡。 (2)化学平衡状态的特征 4.化学反应的限度 (1)化学平衡状态是可逆反应在一定条件下所能达到或完成的 ，即该反应进行的限度。 (2)对化学反应限度的理解 ①化学反应的限度决定了反应物在一定条件下的最大 。 ②同一可逆反应，不同条件下，化学反应的限度不同，即改变条件可以在一定程度上改变一个化学反应的限度。 要点04 化学平衡状态的判断依据 (1)直接判断依据 ⇒达到平衡状态 (2)间接判断依据 以mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)为例 类型 判断依据 平衡状态 混合物体系中各成分的含量 ①各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定 ②各物质的质量或各物质的质量分数一定 正、逆反应速率的关系 ①在单位时间内消耗了m mol A同时生成m mol A，即v正＝v逆 ②在单位时间内消耗了n mol B同时生成p mol C，则v正不一定等于v逆 ③在单位时间内生成n mol B，同时消耗q mol D，因二者变化均表示v逆，所以v正不一定等于v逆 温度 体系温度一定(其他不变) 颜色 反应体系内有色物质的颜色一定 要点05 合成氨反应条件的控制 1.合成氨反应条件和氨的产率关系 （1） 时，氨的产率高 （2） 时，氨的产率高 2.合成氨反应条件的选择 从速率角度考虑 从氨的产率角度考虑 温度 压强 实际选择 要点06 化学反应速率和反应限度的图像分析 化学反应速率与化学反应限度问题常以图像题的形式出现，在相关图像的平面直角坐标系中，可能出现的物理量有物质的量、浓度、压强、时间等。这类问题要按照“一看、二想、三判断”这三个步骤来分析解答。 1.“一看”——看图像 ①看面：理解各坐标轴所代表量的意义及曲线所示的是哪些量之间的关系。 ②看线：分清正反应和逆反应，分清突变和渐变、小变和大变；理解曲线“平”与“陡”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，可按照先拐先平的规律，即较早出现拐点的曲线所表示的反应先达到平衡，对应的温度高、压强大。 ③看点：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。分清反应物和生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物。 ④看辅助线：做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的影响以及对正、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，做出正确判断。 题型一 化学反应速率的含义及表示方法 【典例1】下列关于化学反应速率的说法正确的是(　　) A.根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢 B.1 mol·L-1·s-1的反应速率一定比0.5 mol·L-1·s-1的反应速率大 C.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 D.当速率的单位是mol·L-1·s-1时，任何反应物或生成物均可以表示化学反应速率 【变式探究】一定条件下，在容积为1 L的密闭容器中发生反应：N2+3H22NH3，1 min后测得生成0.06 mol NH3，则该段时间内N2的化学反应速率为(　　) A.0.01 mol·L-1·min-1 B.0.02 mol·L-1·min-1 C.0.03 mol·L-1·min-1 D.0.06 mol·L-1·min-1 【易错提醒】 1.化学反应速率是平均速率，不是瞬时速率，计算时需明确时间段。 2.固体或纯液体的浓度视为常数，不能用于表示反应速率。 3.比较不同物质的反应速率时，需换算为同一物质或采用比值法，不能直接比较数值。 题型二 反应速率的有关计算 【典例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% 【变式探究】在2 L恒容密闭容器中，充入0.6 mol X气体和0.4 mol Y气体，发生如下反应：3X+Y===nZ+2W，5 min末容器中W的物质的量为0.2 mol。若测得前5 min以Z的浓度变化来表示的平均反应速率为0.01 mol·L-1·min-1，则上述反应的化学方程式中Z的化学计量数n的值是(　　) A.1 B.2 C.3 D.4 【易错提醒】 1.计算时注意容器的体积，浓度变化 = 物质的量变化 ÷ 体积。 2.“三段式”中，转化量之比等于化学计量数之比。 3.反应速率公式中，时间单位需统一（s 或 min），避免单位混用。 题型三 化学反应速率的影响因素 【典例3】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 【变式探究】在密闭系统中有反应：C(s)+CO2(g)2CO(g)，能使反应速率增大的措施是(　　) ①恒容条件下分离一氧化碳　②升高温度　③将炭粉碎　④恒容条件下通入CO2 　⑤增加C的量 A.①②③④ B.②③④⑤ C.②③④ D.①②③④⑤ 【易错提醒】 1.压强影响仅适用于有气体参与的反应，且实质是改变气体浓度。 2.恒容条件下充入惰性气体，总压增大但浓度不变，速率不变。 3.固体或纯液体的量改变，不影响反应速率（浓度视为常数）。 题型四 化学反应速率图像分析 【典例4】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 【变式探究】常温下，往烧杯中加入10 mL 1 mol·L-1 FeCl3溶液和10 mL 2 mol·L-1KI溶液，c(I-)随时间变化如图所示，不考虑溶液混合时体积的改变。下列说法正确的是(　　) A.c0=2 B.3~8 min内，Fe3+的平均反应速率为0.08 mol·L-1·min-1 C.8 min时，往烧杯中滴加KSCN溶液，溶液不变红 D.烧杯中发生反应的离子方程式为2Fe3++2I-2Fe2++I2 【易错提醒】 1.图像中“突变”通常表示外界条件（如温度、浓度）瞬间改变。 2.“渐变”表示反应速率随浓度自然变化。 3.平衡点对应正逆反应速率相等，而非反应停止。 题型五 化学反应的限度 【典例5】下列反应不属于可逆反应的是(　　) A.Cl2与水反应 B.电解水生成H2和O2，点燃 H2和O2的混合物生成水 C.SO2与水反应 D.N2在高温、高压、催化剂作用下与 H2反应 【变式探究】在一定条件下，某可逆反应的正反应速率和逆反应速率随时间变化的曲线如图所示。下列说法正确的是(　　) A.t1时刻的逆反应速率大于t4时刻的正反应速率 B.t2时刻，正反应速率大于逆反应速率 C.t3时刻，在该条件下反应物转化为生成物达到了最大转化率 D.t4时刻，反应已经停止 【易错提醒】 1.可逆反应的“反应限度”指平衡时转化率的最大值，不等于完全反应。 2.同一反应在不同条件下，反应限度不同。 3.平衡时各物质浓度不一定相等，取决于起始量和转化程度。 题型六 化学平衡状态的判断 【典例6】一定条件下的密闭容器中进行反应：H2(g)+I2(g)2HI(g)。下列说法能充分说明该反应已经达到化学平衡状态的是(　　) A.H2完全转化为HI B.H2的浓度不再变化 C.H2、HI的浓度相等 D.正、逆反应速率相等且等于零 【变式探究】恒温恒容的密闭容器中发生可逆反应：H2NCOONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)，以下能说明该反应达到化学平衡状态的是(　　) A.2v正(NH3)=v逆(CO2) B.混合气体中CO2的体积分数不变 C.混合气体的密度不再变化 D.容器内气体的平均摩尔质量不变 【易错提醒】 1.平衡时正逆反应速率相等且大于0，不是停止反应。 2.压强、密度、平均分子量等是否作为平衡标志，需结合反应前后气体分子数是否变化判断。 3.颜色不变仅适用于有色物质参与的反应。 题型七 化学反应条件的控制 【典例7】氨广泛应用于化工、轻工、化肥、制药、合成纤维等领域。关于工业合成氨，下列叙述错误的是(　　) A.考虑到动力和生产设备的要求，并兼顾化学反应速率和限度，应选择合适的压强 B.考虑到催化剂的活性、化学反应速率和限度，应选择合适的温度 C.一定条件下 2.8 g N2 和 0.3 mol H2充分反应生成 0.6 mol N—H D.工业合成氨反应是重要的人工固氮反应 【变式探究】工业上合成氨的反应为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，在实际生产中为提高合成氨的反应速率，下列说法正确的是 (　　) A.温度越高，反应速率越快，因此采取的温度越高越好 B.压强越大，反应速率越快，因此采取的压强越大越好 C.催化剂能加快反应速率，因此可选用适当的催化剂 D.可向容器中加入一定量的水蒸气，使氨气溶解以提高反应速率 【易错提醒】 1.工业条件选择是速率与平衡的综合优化，不是单纯追求高转化率。 2.温度过高可能使催化剂失活，增加成本。 3.压强过高会增加设备成本，需综合考虑经济性。 题型八 化学平衡图像分析 【典例8】在恒温恒容密闭容器中研究反应：2NO2(g，红棕色)N2O4(g，无色)，反应过程中两种气体的浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A.曲线甲代表NO2 B.达到反应限度时，反应物气体的转化率为40% C.X点时，曲线乙对应物质的生成速率小于其消耗速率 D.可根据容器内气体颜色变化判断反应是否达到平衡 【变式探究】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)4C(g)+2D(g)。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。下列判断不正确的是(　　) A.到达平衡时C的物质的量浓度为0.8 mol·L-1 B.反应过程中A和B的转化率之比为3∶1 C.混合气体的平均相对分子质量随反应进行而减小 D.从开始到平衡，用D表示的化学反应速率为0.2 mol·L-1 ·min-1 【易错提醒】 1.看清纵坐标是浓度、物质的量还是转化率，避免混淆。 2.先拐先平：先出现拐点的曲线先达到平衡，对应温度高、压强大。 3.转化率变化图像中，温度或压强改变时，平衡移动方向决定转化率变化趋势。 题型九 变量控制探究外界条件对化学反应速率的影响 【典例9】为了探究外界条件对H2O2分解反应速率的影响，某同学分别在三支试管中加入了相同体积的H2O2溶液，并测量收集V mL气体所需的时间，实验记录如下： 实验序号 H2O2浓度 催化剂 所用时间 ① 5% 2滴1 mol·L-1 FeCl3溶液 t1 ② 10% 2滴1 mol·L-1 FeCl3溶液 t2 ③ 10% 2滴1 mol·L-1 CuSO4溶液 t3 下列结论错误的是(　　) A.实验①②研究的是浓度对反应速率的影响 B.实验②③研究的是不同催化剂对反应速率的影响 C.若t3>t2，则说明Fe3+比Cu2+对H2O2分解催化效果好 D.若探究温度对反应速率的影响，该实验不宜过度加热 【变式探究】某探究性学习小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液之间的反应来探究外界条件对化学反应速率的影响，实验操作如下。下列有关说法不正确的是(　　) 实验 序号 实验温 度/℃ 0.06 mol·L-1 KMnO4溶液(含硫酸) 0.3 mol·L-1 H2C2O4溶液 H2O 溶液颜色褪至无色 时所需时间/s V/mL V/mL V/mL 甲 25 2 3 5 12 乙 T1 2 5 V1 t1 丙 35 2 V2 3 t2 A.V1=3，T1=25，t1<12 B.通过实验乙、丙探究温度对化学反应速率的影响 C.反应的离子方程式为2Mn+5H2C2O4+6H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O D.甲组用KMnO4的浓度变化表示的平均反应速率为5×10-3 mol·L-1·s-1 【方法技巧】 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，找出变量对化学反应速率的影响。其探究流程为 期中基础通关练（测试时间：10分钟） 1．（25-26高一下·河北邯郸·月考）下列说法正确的是 A．任何可逆反应都有一定的限度 B．决定反应速率的主要因素是温度、催化剂、浓度等 C．化学平衡状态指的是反应物和生成物速率相等时的状态 D．物质发生化学反应，不一定都伴随有能量变化 2．（25-26高一上·吉林长春·月考）下列表示可逆反应的化学反应速率，其中最快的是 A． B． C． D． 3．（24-25高一上·四川成都·期末）实验室用如图装置测定化学反应速率，下列说法错误的是 A．实验前关闭分液漏斗活塞，向右拉注射器活塞，检查装置气密性 B．用的体积变化表示化学反应速率可能会因为反应放热而不准确 C．改用恒压滴液漏斗可以消除加入硫酸所占体积带来的误差 D．根据单位时间内锌带质量的变化不能表示反应速率 4．（25-26高一上·浙江·期中）采取下列措施对增大化学反应速率有明显效果的是 A．铁与稀硫酸反应制取时，用浓硫酸代替稀硫酸 B．NaOH溶液和稀硫酸反应时，增大反应体系的压强 C．Na与水反应时，增加水的用量 D．大理石与盐酸反应制取时，将块状大理石改为粉末状大理石 5．下列有关化学反应速率与限度的叙述正确的是 A．生产和生活中的所有化学反应，人们都希望其反应速率越快越好 B．化工生产中为了增大反应进行的程度而调控反应条件时，都是温度越高、压强越大越好 C．和在密闭容器中充分反应后，容器内气体呈黄绿色，说明该反应一定是可逆反应 D．当一组可逆反应达到化学平衡状态时，该反应的正、逆反应速率相等且不为零 6．（24-25高一下·甘肃平凉·期末）下列关于化学反应速率的说法中，正确的是 ①用铁片和稀硫酸反应制取氢气时，改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率 ②决定化学反应速率的主要因素是反应物的浓度 ③一定量的锌与过量的稀硫酸反应制取氢气，为减慢反应速率而又不影响生成H2的量，可向其中加入KNO3溶液 ④汽车尾气中的NO和CO反应转化为无害的N2和CO2，减小压强，反应速率减慢 ⑤增大压强，一定能加快化学反应速率 ⑥用锌与稀硫酸反应制H2时，滴加几滴硫酸铜溶液能加快反应速率 ⑦使用催化剂，可与加快反应速率 A．①⑤⑥ B．④⑥⑦ C．②③⑥⑦ D．③④⑥⑦ 7．（25-26高一上·北京·期末）过量铁粉与100mL0.01mol/L的稀盐酸发生反应。下列操作可以在不改变H2产量的同时增大该反应的速率的是 ①加水；②加入NaOH固体；③滴加几滴浓盐酸；④加入NaCl溶液； ⑤升高温度(忽略盐酸挥发)；⑥改用10mL0.1mol/L的盐酸 A．⑤ B．③⑤⑥ C．⑤⑥ D．④⑤⑥ 期中重难突破练（测试时间：15分钟） 8．（25-26高一上·河北·期末）在2 L密闭容器中，控制不同温度，分别充入和发生反应：。测得随时间变化的有关实验数据如下表。下列说法错误的是 组别 温度 时间/min 0 10 20 40 50 ① 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10 ② 0.50 0.30 0.18 0.15 0.15 A． B．、温度下，40 min时均已达到化学平衡状态 C．温度下，平衡时的体积分数约为7.3% D．温度下，0~20 min内的反应速率为 9．（2025高一下·浙江·学业考试）某温度时，在容积为的恒容密闭容器中发生、两种气体间的转化反应，、物质的量随时间变化的曲线如图所示，下列说法正确的是 A．反应开始时，逆反应速率为0 B．时容器压强小于时对应压强 C．时间段内，的平均反应速率为 D．时间段内，反应生成a mol A同时生成2a mol B 10．反应，经2min，B的浓度减少0.8mol/L。有关该反应的速率说法正确的是 A．用B、C、D表示的反应速率之比为4∶3∶1 B．用B、C表示该反应的反应速率大小不同，意义也不同 C．增加固体A的质量可以加快正反应速率 D．在2min末，用B表示的反应速率是0.4mol/(L•min) 11．已知反应，速率方程为。在金(Au)表面分解的实验数据如表所示。 0 20 40 60 80 100 0.100 0.080 0.060 0.020 0 已知：①为速率常数，只与温度、催化剂有关，与浓度无关； ②时，该反应为0级反应，时，该反应为1级反应，以此类推，可以为整数，也可以为分数；③浓度消耗一半所用的时间叫半衰期()。 下列说法正确的是 A．表格中 B．该反应为2级反应 C．保持其他条件不变，若起始浓度为，则半衰期为100min D．该反应的速率常数 12．（25-26高一上·江苏盐城·期末）一定温度下在2L密闭容器中进行着某一反应，X气体、Y气体的物质的量随时间变化的曲线如图，下列叙述正确的是 A．反应的化学方程式为：3Y=2X B．t1min时，物质Y的转化率为40% C．t2min时，反应物的正反应速率等于逆反应速率 D．t3min时，反应停止 13．（25-26高一上·辽宁锦州·月考）在T℃的恒温下，向恒容密闭容器中通入3 mol甲烷和2 mol氮气发生反应：3CH4(g)+2N2(g)⇌3C(s)+4NH3(g)，下列能说明该反应达到平衡状态的一组是 ①混合气体的压强保持不变    ②混合气体的密度保持不变    ③氮气与甲烷的物质的量之比保持不变 ④断开1 molC-H键的同时形成1 mol H-N键    ⑤碳的质量保持不变    ⑥v(NH3)=2v(N2) A．①③④ B．③⑤⑥ C．①②⑤ D．②④⑤ 14．（23-24高一上·山东菏泽·期中）一定条件下，将3 molA气体和1 mol B气体混合于固定容积为2L的密闭容器中，发生反应：3A(g)+B(g)4C(g)+ 2D(s)。2min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．若混合气体的平均摩尔质量不再改变时，该反应一定达到平衡状态 B．平衡时的体系的压强与开始时体系的压强之比为3∶2 C．反应过程中A和B的转化率之比为3∶1 D．从开始到平衡，用D表示的化学反应速率为0.2 mol/(L·min) 15．（24-25高一下·浙江杭州·期中）在一定温度下，向容积为2L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应生成另外两种气体，反应中各物质的量变化如图所示，对该反应的推断合理的是 A．该反应的化学方程式为：2B(g)+C(g)6A(g)+2D(g) B．反应进行到6s时，v(B)=v(D) C．物质A在0～6s内的平均反应速率为0.1mol•L-1•s-1 D．反应进行到6s时，各物质的浓度不再改变，反应停止 1 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题04 化学反应速率与限度（期中复习讲义） 内 容 导 航 明·期中考情 把握命题趋势，明确备考路径 理·要点归纳 梳理核心脉络，扫除知识盲区 破·重难题型 题型分类突破，方法技巧精讲 题型01 化学反应速率的含义及表示方法 题型02 化学反应速率的有关计算 题型03化学反应速率的影响因素 题型04 化学反应速率图像分析 题型05 化学反应的限度 题型06 化学平衡状态的判断 题型07 化学反应条件的控制 题型08 化学平衡图像分析 过·分层验收 阶梯实战演练，验收复习成效 核心考点 复习目标 考情规律 化学反应速率的概念与计算 1. 能准确说出化学反应速率的定义，记住表达式 v = Δc/Δt及常用单位 mol·L-¹·s-¹ 或 mol·L-¹·min-¹； 2. 能根据反应物或生成物的浓度变化计算平均反应速率； 3. 能根据化学计量数关系，由一种物质的速率推算出同一反应中其他物质的速率； 4. 能区分平均速率与瞬时速率，知道固体、纯液体浓度视为常数，不用于速率表示。 多以选择题、填空题考查，侧重速率计算和计量数关系的应用。 易错点：混淆平均速率与瞬时速率，或忽略固体/纯液体的浓度不变，错误地将其写入速率表达式。 影响化学反应速率的因素 1. 能定性分析浓度、压强、温度、催化剂、固体表面积等因素对反应速率的影响； 2. 能用有效碰撞理论解释外界条件改变对速率的影响； 3. 能设计简单对比实验探究某一因素对反应速率的影响； 4. 能判断压强改变对速率影响的本质。 高频考点，选择题、实验填空题常见，侧重影响因素分析和控制变量法的应用。 易错点：误认为压强对所有反应都有影响，混淆“增大压强”与“充入惰性气体”在不同条件下的效果差异。 可逆反应与化学平衡状态 1. 能准确描述可逆反应的定义，记住可逆反应符号“⇌”，理解可逆反应不能进行到底，存在反应限度； 2. 能判断一个反应达到平衡状态的标志； 3. 能区分平衡状态的直接标志与间接标志； 4. 能说出化学平衡是一种动态平衡。 常以选择题、填空题形式考查，侧重平衡状态判断及标志的选择。 命题陷阱：混淆“正逆反应速率相等”与“反应速率为0”，或忽略反应前后气体分子数不变的特例而误将压强不变作为平衡标志。 化学平衡的移动 1. 能准确表述勒夏特列原理； 2. 能运用勒夏特列原理判断浓度、压强、温度改变时平衡移动的方向； 3. 能画出浓度、压强、温度改变时的速率-时间平衡移动图像，并能从图像中判断外界条件的改变； 4. 能解释催化剂对平衡无影响。 高频考点，选择题、填空题、图像分析题均可能出现，侧重平衡移动方向判断及图像识别。 易错点：误认为平衡移动的结果是“完全抵消”改变，实为“减弱”而非消除；或混淆温度改变与浓度改变的v-t图像特征。 化学反应条件的优化 1. 能说出工业合成氨的反应原理； 2. 能根据速率和平衡原理综合分析合成氨的适宜条件； 3. 能解释为什么实际生产中要兼顾反应速率、平衡转化率、设备成本、经济效率等因素； 4. 能说出合成氨对人类文明的重要意义。 常以简答题、选择题形式出现，侧重理论联系实际，考查对速率与平衡综合调控的理解。 易错点：误认为温度越低平衡转化率越高就应采用低温，忽略速率和经济性；或认为压强越高越好，忽略设备成本。 化学反应速率与限度综合图像分析 1. 能识别常见的速率-时间图、浓度-时间图、转化率-温度/压强图； 2. 能从图像中获取反应速率、平衡状态、平衡移动方向、反应热效应等信息； 3. 能根据图像判断反应的热效应（ΔH符号）及气体分子数的变化（通过压强改变对转化率的影响）； 4. 能解决涉及多种外界条件变化的综合图像题。 常以选择题、填空题形式考查，侧重图像分析与信息提取能力，是期中考试区分度较高的题型。 易错点：混淆速率图像中的“突变”（瞬间改变）与“渐变”（速率随浓度自然变化），或错误判断平衡点。 化学反应速率的实验探究 1. 能设计控制变量实验探究浓度、温度、催化剂对反应速率的影响； 2. 能选择合理的计时方法判断反应快慢； 3. 能规范描述实验现象，分析实验结论，评价实验方案的合理性； 4. 能处理实验数据，绘制浓度-时间曲线，计算反应速率。 多以实验填空题、选择题形式考查，侧重控制变量法的应用和实验现象分析。 易错点：不能有效控制单一变量（如同时改变温度和浓度），或对实验现象的描述不准确。 要点01 化学反应速率及其表示方法 1.化学反应速率概念及表示方法 （1）意义：衡量化学反应过程进行快慢的物理量。 （2）表示：用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增大表示。 （3）公式：v（A）＝ （4）单位：mol·L－1·min－1或mol·L－1·s－1。 2．化学反应速率的有关计算 （1）“三段式”解答模板 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根据已知条件列方程式计算。 （2）计算举例 反应 aA（g） +bB（g） cC（g） 加入量mol m n 0 转化量mol ax bx cx 剩余量mol m－ax n－bx cx ①反应速率：v（A）＝；v（B）＝；v（C）＝。 ②反应物转化率α（A）＝×100%。 α（B）＝×100% 【方法技巧】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。 要点02 影响化学反应速率的因素 1.内因 化学反应速率的大小主要取决于反应物本身的性质。 2.外界因素（外因）：在其他条件相同时，改变某一条件 影响因素 影响结果 浓度 增大反应物的浓度，速率加快； 减小反应物的浓度，速率减慢 温度 升高温度，速率加快；降低温度，速率减慢 压强 增大气态反应物的压强，速率加快； 减小气态反应物的压强，速率减慢 催化剂 使用催化剂能改变（加快或减慢）反应速率 固体反应物的表面积 增大固体反应物的表面积，化学反应速率加快； 减小固体反应物的表面积，化学反应速率减慢 其他 形成原电池、使用合适的溶剂等也影响化学反应速率 【特别提醒】压强对反应速率的影响 有气体参加的反应，改变压强对反应速率的影响实质是改变体积，使反应物的浓度改变。 (1)压缩体积或充入气态反应物，使压强增大，都能加快化学反应速率。 (2)充入非反应气体对化学反应速率的影响 ①恒容时：充入非反应气体→压强增大，但各物质浓度不变→反应速率不变。 ②恒压时：充入非反应气体→压强不变→体积增大→各物质浓度减小→反应速率减慢。 要点03 化学反应限度 1.可逆反应 (1)定义 在同一条件下正反应方向和逆反应方向均能进行的化学反应。书写可逆反应的化学方程式时，不用“===”，用“”。 (2) 2.化学平衡状态的建立 (1)化学平衡状态的建立过程 项目 浓度 速率变化 v正、v逆关系 开始 反应物浓度最大 v正最大 v正＞v逆 生成物浓度最小 v逆最小 变化 反应物浓度减小 v正减小 v正＞v逆 生成物浓度增大 v逆增大 平衡 反应物浓度不变 v正不变 v正＝v逆 生成物浓度不变 v逆不变 (2)用速率变化图像表示化学平衡状态的建立 3.化学平衡状态 (1)化学平衡状态的概念 如果外界条件(温度、浓度、压强等)不发生改变，当可逆反应进行到一定程度时，正反应速率与逆反应速率相等，反应物的浓度与生成物的浓度不再改变，达到一种表面静止的状态，称为“化学平衡状态”，简称化学平衡。 (2)化学平衡状态的特征 4.化学反应的限度 (1)化学平衡状态是可逆反应在一定条件下所能达到或完成的最大程度，即该反应进行的限度。 (2)对化学反应限度的理解 ①化学反应的限度决定了反应物在一定条件下的最大转化率。 ②同一可逆反应，不同条件下，化学反应的限度不同，即改变条件可以在一定程度上改变一个化学反应的限度。 要点04 化学平衡状态的判断依据 (1)直接判断依据 ⇒达到平衡状态 (2)间接判断依据 以mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)为例 类型 判断依据 平衡状态 混合物体系中各成分的含量 ①各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定 平衡 ②各物质的质量或各物质的质量分数一定 平衡 正、逆反应速率的关系 ①在单位时间内消耗了m mol A同时生成m mol A，即v正＝v逆 平衡 ②在单位时间内消耗了n mol B同时生成p mol C，则v正不一定等于v逆 不一定 ③在单位时间内生成n mol B，同时消耗q mol D，因二者变化均表示v逆，所以v正不一定等于v逆 不一定 温度 体系温度一定(其他不变) 平衡 颜色 反应体系内有色物质的颜色一定 平衡 要点05 合成氨反应条件的控制 1.合成氨反应条件和氨的产率关系 （1）低温时，氨的产率高 （2）高压时，氨的产率高 2.合成氨反应条件的选择 从速率角度考虑 从氨的产率角度考虑 温度 高温 低温 压强 高压 高压 实际选择 400~500℃ 10~30MPa 要点06 化学反应速率和反应限度的图像分析 化学反应速率与化学反应限度问题常以图像题的形式出现，在相关图像的平面直角坐标系中，可能出现的物理量有物质的量、浓度、压强、时间等。这类问题要按照“一看、二想、三判断”这三个步骤来分析解答。 1.“一看”——看图像 ①看面：理解各坐标轴所代表量的意义及曲线所示的是哪些量之间的关系。 ②看线：分清正反应和逆反应，分清突变和渐变、小变和大变；理解曲线“平”与“陡”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，可按照先拐先平的规律，即较早出现拐点的曲线所表示的反应先达到平衡，对应的温度高、压强大。 ③看点：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。分清反应物和生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物。 ④看辅助线：做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的影响以及对正、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，做出正确判断。 题型一 化学反应速率的含义及表示方法 【典例1】下列关于化学反应速率的说法正确的是(　　) A.根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢 B.1 mol·L-1·s-1的反应速率一定比0.5 mol·L-1·s-1的反应速率大 C.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 D.当速率的单位是mol·L-1·s-1时，任何反应物或生成物均可以表示化学反应速率 【答案】A 【解析】化学反应速率是用于衡量一段时间内化学反应进行快慢的物理量，A正确；化学反应速率一般以某物质单位时间内的浓度变化量来表示，而固体或纯液体的浓度视为常数，不能表示化学反应速率，D错误。 【变式探究】一定条件下，在容积为1 L的密闭容器中发生反应：N2+3H22NH3，1 min后测得生成0.06 mol NH3，则该段时间内N2的化学反应速率为(　　) A.0.01 mol·L-1·min-1 B.0.02 mol·L-1·min-1 C.0.03 mol·L-1·min-1 D.0.06 mol·L-1·min-1 【答案】C 【解析】1 min后测得生成0.06 mol NH3，则v(NH3)==0.06 mol·L-1·min-1，则v(N2)=×0.06 mol·L-1·min-1=0.03 mol·L-1·min-1，故选C。 【易错提醒】 1.化学反应速率是平均速率，不是瞬时速率，计算时需明确时间段。 2.固体或纯液体的浓度视为常数，不能用于表示反应速率。 3.比较不同物质的反应速率时，需换算为同一物质或采用比值法，不能直接比较数值。 题型二 化学反应速率的有关计算 【典例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，A错误；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，B错误；2 s末A的转化率为×100%=30%，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%，D正确。 【变式探究】在2 L恒容密闭容器中，充入0.6 mol X气体和0.4 mol Y气体，发生如下反应：3X+Y===nZ+2W，5 min末容器中W的物质的量为0.2 mol。若测得前5 min以Z的浓度变化来表示的平均反应速率为0.01 mol·L-1·min-1，则上述反应的化学方程式中Z的化学计量数n的值是(　　) A.1 B.2 C.3 D.4 【答案】A 【解析】根据三段式： 3X+Y===nZ+2W 起始/mol　　　　　　　0.6　　0.4　　　0　　　0 转化/mol　　　　　　　0.3　　0.1　　　0.1n　　0.2 5 min末/mol　　　　　　0.3　　0.3　　　0.1n　　0.2 则0.1n mol=5 min×0.01 mol·L-1·min-1×2 L=0.1 mol，则n=1，故选A。 【易错提醒】 1.计算时注意容器的体积，浓度变化 = 物质的量变化 ÷ 体积。 2.“三段式”中，转化量之比等于化学计量数之比。 3.反应速率公式中，时间单位需统一（s 或 min），避免单位混用。 题型三 化学反应速率的影响因素 【典例3】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，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。 【变式探究】在密闭系统中有反应：C(s)+CO2(g)2CO(g)，能使反应速率增大的措施是(　　) ①恒容条件下分离一氧化碳　②升高温度　③将炭粉碎　④恒容条件下通入CO2 　⑤增加C的量 A.①②③④ B.②③④⑤ C.②③④ D.①②③④⑤ 【答案】C 【解析】①恒容条件下分离出CO，生成物浓度减小，导致反应速率减小；⑤碳为固体，增加C的量，其浓度不变，对反应速率无影响。 【易错提醒】 1.压强影响仅适用于有气体参与的反应，且实质是改变气体浓度。 2.恒容条件下充入惰性气体，总压增大但浓度不变，速率不变。 3.固体或纯液体的量改变，不影响反应速率（浓度视为常数）。 题型四 化学反应速率图像分析 【典例4】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，体系中参与反应的各物质的浓度不变，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。 【变式探究】常温下，往烧杯中加入10 mL 1 mol·L-1 FeCl3溶液和10 mL 2 mol·L-1KI溶液，c(I-)随时间变化如图所示，不考虑溶液混合时体积的改变。下列说法正确的是(　　) A.c0=2 B.3~8 min内，Fe3+的平均反应速率为0.08 mol·L-1·min-1 C.8 min时，往烧杯中滴加KSCN溶液，溶液不变红 D.烧杯中发生反应的离子方程式为2Fe3++2I-2Fe2++I2 【答案】D 【解析】往烧杯中加入10 mL 1 mol·L-1 FeCl3溶液和10 mL 2 mol·L-1KI溶液，发生反应：2Fe3++2I-2Fe2++I2，反应未开始时，c(I-)==1 mol·L-1，A错误、D正确；3~8 min内，v(Fe3+)=v(I-)= mol·L-1·min-1=0.016 mol·L-1·min-1，B错误；根据图像可知，最终共消耗了0.2×20×10-3 mol=4×10-3 mol I-，I-有剩余，且Fe3+剩余(1×10×10-3-4×10-3)mol>0，说明该反应为可逆反应，往烧杯中滴加KSCN溶液，溶液变红，C错误。 【易错提醒】 1.图像中“突变”通常表示外界条件（如温度、浓度）瞬间改变。 2.“渐变”表示反应速率随浓度自然变化。 3.平衡点对应正逆反应速率相等，而非反应停止。 题型五 化学反应的限度 【典例5】下列反应不属于可逆反应的是(　　) A.Cl2与水反应 B.电解水生成H2和O2，点燃 H2和O2的混合物生成水 C.SO2与水反应 D.N2在高温、高压、催化剂作用下与 H2反应 【答案】B 【解析】A项，Cl2与水反应是可逆反应：Cl2+H2OHCl+HClO；B项，电解水生成H2和O2，点燃 H2和O2的混合物生成水是在不同条件下进行的，不是可逆反应；C项，SO2与水反应是可逆反应：SO2+H2OH2SO3；D项，合成氨反应是可逆反应：N2+3H22NH3。 【变式探究】在一定条件下，某可逆反应的正反应速率和逆反应速率随时间变化的曲线如图所示。下列说法正确的是(　　) A.t1时刻的逆反应速率大于t4时刻的正反应速率 B.t2时刻，正反应速率大于逆反应速率 C.t3时刻，在该条件下反应物转化为生成物达到了最大转化率 D.t4时刻，反应已经停止 【答案】B 【解析】t2时刻，正反应速率大于逆反应速率，反应正向进行，B正确；t3时刻，正反应速率大于逆反应速率，反应正向进行，没有达到平衡状态，反应物转化为生成物没有达到最大转化率，C错误；t4时刻反应达到平衡，正、逆反应速率相等但不等于0，且大于t1时刻逆反应速率，A、D错误。 【易错提醒】 1.可逆反应的“反应限度”指平衡时转化率的最大值，不等于完全反应。 2.同一反应在不同条件下，反应限度不同。 3.平衡时各物质浓度不一定相等，取决于起始量和转化程度。 题型六 化学平衡状态的判断 【典例6】一定条件下的密闭容器中进行反应：H2(g)+I2(g)2HI(g)。下列说法能充分说明该反应已经达到化学平衡状态的是(　　) A.H2完全转化为HI B.H2的浓度不再变化 C.H2、HI的浓度相等 D.正、逆反应速率相等且等于零 【答案】B 【解析】该反应为可逆反应，H2不可能完全转化为HI，A错误；当反应达到平衡状态时，正、逆反应速率相等，各物质的浓度不变，B正确；平衡时各物质的浓度关系取决于反应物的起始量和转化的程度，H2、HI的浓度相等不能作为达到平衡的依据，C错误；化学平衡是动态平衡，正、逆反应速率相等且不等于零，D错误。 【变式探究】恒温恒容的密闭容器中发生可逆反应：H2NCOONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)，以下能说明该反应达到化学平衡状态的是(　　) A.2v正(NH3)=v逆(CO2) B.混合气体中CO2的体积分数不变 C.混合气体的密度不再变化 D.容器内气体的平均摩尔质量不变 【答案】C 【解析】达到平衡时，正、逆反应速率相等，而2v正(NH3)=v逆(CO2)不符合速率比例关系，v正(NH3)=2v逆(CO2)才能说明反应达到化学平衡状态，A错误；生成NH3和CO2气体体积之比始终为2∶1，混合气体中CO2的体积分数不变不能说明反应达到平衡状态，B错误；反应物为固体，生成物为气体，随着反应进行，气体总质量增加，容器体积固定，密度逐渐增大，当密度不再变化时，即达到平衡，C正确；气体的平均摩尔质量：=，生成的NH3和CO2物质的量之比始终为2∶1，平均摩尔质量始终不变，D错误。 【易错提醒】 1.平衡时正逆反应速率相等且大于0，不是停止反应。 2.压强、密度、平均分子量等是否作为平衡标志，需结合反应前后气体分子数是否变化判断。 3.颜色不变仅适用于有色物质参与的反应。 题型七 化学反应条件的控制 【典例7】氨广泛应用于化工、轻工、化肥、制药、合成纤维等领域。关于工业合成氨，下列叙述错误的是(　　) A.考虑到动力和生产设备的要求，并兼顾化学反应速率和限度，应选择合适的压强 B.考虑到催化剂的活性、化学反应速率和限度，应选择合适的温度 C.一定条件下 2.8 g N2 和 0.3 mol H2充分反应生成 0.6 mol N—H D.工业合成氨反应是重要的人工固氮反应 【答案】C 【解析】2.8 g N2的物质的量是0.1 mol，该反应为可逆反应，0.1 mol N2与0.3 mol H2反应不能生成0.2 mol NH3，故生成的N—H小于0.6 mol，C错误。 【变式探究】工业上合成氨的反应为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，在实际生产中为提高合成氨的反应速率，下列说法正确的是 (　　) A.温度越高，反应速率越快，因此采取的温度越高越好 B.压强越大，反应速率越快，因此采取的压强越大越好 C.催化剂能加快反应速率，因此可选用适当的催化剂 D.可向容器中加入一定量的水蒸气，使氨气溶解以提高反应速率 【答案】C 【解析】温度高反应速率快,但温度过高会消耗更多的燃料且催化剂有可能会失去活性，因此实际生产中的温度不是越高越好，A错误；压强大反应速率快,但压强过高会增加设备的成本，因此实际生产中的压强不是越大越好，B错误；可选用适当的催化剂提高反应速率，C正确；加入水蒸气会降低反应体系的温度，且氨气溶于水并不能提高反应速率，D错误。 【易错提醒】 1.工业条件选择是速率与平衡的综合优化，不是单纯追求高转化率。 2.温度过高可能使催化剂失活，增加成本。 3.压强过高会增加设备成本，需综合考虑经济性。 题型八 化学平衡图像分析 【典例8】在恒温恒容密闭容器中研究反应：2NO2(g，红棕色)N2O4(g，无色)，反应过程中两种气体的浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A.曲线甲代表NO2 B.达到反应限度时，反应物气体的转化率为40% C.X点时，曲线乙对应物质的生成速率小于其消耗速率 D.可根据容器内气体颜色变化判断反应是否达到平衡 【答案】D 【解析】根据图像可判断达到平衡时，甲曲线表示的物质减少了0.06 mol·L-1，乙曲线表示的物质增加了0.12 mol·L-1，二者的变化量之比是1∶2，所以曲线甲代表N2O4，A错误；达到反应限度时，反应物气体的转化率为×100%=60%，B错误；X点没有达到平衡状态，NO2还在增多，故其生成速率大于消耗速率，C错误；若容器中气体颜色深浅不变，即说明NO2的浓度不变，则反应达到平衡状态，D正确。 【变式探究】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)4C(g)+2D(g)。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。下列判断不正确的是(　　) A.到达平衡时C的物质的量浓度为0.8 mol·L-1 B.反应过程中A和B的转化率之比为3∶1 C.混合气体的平均相对分子质量随反应进行而减小 D.从开始到平衡，用D表示的化学反应速率为0.2 mol·L-1 ·min-1 【答案】B 【解析】由图可知，2 min后D的物质的量为0.8 mol且不再改变，反应达到平衡状态，可列三段式： 　　　　　　　3A(g)+B(g)4C(g)+2D(g) 起始/mol　 　　3　　　1　　　0　　 0 转化/mol　　　1.2　　0.4　　　1.6　　0.8 平衡/mol　　　1.8　　0.6　　　1.6　　0.8 到达平衡时C的物质的量浓度为 mol·L-1=0.8 mol·L-1，A正确；反应过程中A和B的转化率都为40%，转化率之比为1∶1，B错误；该反应为反应前后气体物质的量增大的反应，混合气体总质量不变，根据=，则混合气体的平均相对分子质量随反应进行而减小，C正确；用D表示的化学反应速率为=0.2 mol·L-1·min-1，D正确。 【易错提醒】 1.看清纵坐标是浓度、物质的量还是转化率，避免混淆。 2.先拐先平：先出现拐点的曲线先达到平衡，对应温度高、压强大。 3.转化率变化图像中，温度或压强改变时，平衡移动方向决定转化率变化趋势。 题型九 变量控制探究外界条件对化学反应速率的影响 【典例9】为了探究外界条件对H2O2分解反应速率的影响，某同学分别在三支试管中加入了相同体积的H2O2溶液，并测量收集V mL气体所需的时间，实验记录如下： 实验序号 H2O2浓度 催化剂 所用时间 ① 5% 2滴1 mol·L-1 FeCl3溶液 t1 ② 10% 2滴1 mol·L-1 FeCl3溶液 t2 ③ 10% 2滴1 mol·L-1 CuSO4溶液 t3 下列结论错误的是(　　) A.实验①②研究的是浓度对反应速率的影响 B.实验②③研究的是不同催化剂对反应速率的影响 C.若t3>t2，则说明Fe3+比Cu2+对H2O2分解催化效果好 D.若探究温度对反应速率的影响，该实验不宜过度加热 【答案】C 【解析】实验①②中只有H2O2的浓度不同，则其研究的是浓度对反应速率的影响，A正确；实验②③中H2O2浓度相同，加入的催化剂不同，研究的是不同催化剂对反应速率的影响，B正确；实验②③相比，两者不仅阳离子不同，其阴离子也不同，则若t3>t2，不能说明Fe3+比Cu2+对H2O2分解催化效果好，C错误；过度加热会导致较多的水蒸气混入气体中，影响气体的测定，D正确。 【变式探究】某探究性学习小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液之间的反应来探究外界条件对化学反应速率的影响，实验操作如下。下列有关说法不正确的是(　　) 实验 序号 实验温 度/℃ 0.06 mol·L-1 KMnO4溶液(含硫酸) 0.3 mol·L-1 H2C2O4溶液 H2O 溶液颜色褪至无色 时所需时间/s V/mL V/mL V/mL 甲 25 2 3 5 12 乙 T1 2 5 V1 t1 丙 35 2 V2 3 t2 A.V1=3，T1=25，t1<12 B.通过实验乙、丙探究温度对化学反应速率的影响 C.反应的离子方程式为2Mn+5H2C2O4+6H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O D.甲组用KMnO4的浓度变化表示的平均反应速率为5×10-3 mol·L-1·s-1 【答案】D 【解析】甲组用KMnO4的浓度变化表示的平均反应速率为 mol·L-1·s-1=0.001 mol·L-1·s-1，D错误。 【方法技巧】 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，找出变量对化学反应速率的影响。其探究流程为 期中基础通关练（测试时间：10分钟） 1．（25-26高一下·河北邯郸·月考）下列说法正确的是 A．任何可逆反应都有一定的限度 B．决定反应速率的主要因素是温度、催化剂、浓度等 C．化学平衡状态指的是反应物和生成物速率相等时的状态 D．物质发生化学反应，不一定都伴随有能量变化 【答案】A 【解析】可逆反应不能完全进行到底，在一定条件下都会达到反应的最大限度（化学平衡状态），因此任何可逆反应都有一定的限度，A正确；决定反应速率的主要因素是反应物自身的性质，温度、浓度、催化剂只是外界影响因素，B错误；化学平衡状态的本质是正反应速率等于逆反应速率，不是反应物和生成物的速率相等，C错误；化学反应的本质是旧化学键断裂和新化学键生成，断键吸热、成键放热，因此所有化学反应都一定伴随能量变化，D错误；故选A。 2．（25-26高一上·吉林长春·月考）下列表示可逆反应的化学反应速率，其中最快的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】，直接表示A的速率，单位换算为6 mol/(L·min)；B为固体，其浓度恒定，无法用其表示反应速率，B无效；，根据反应式转换为A的速率为；，根据反应式转换为A的速率为； 比较各选项对应的：A为6 mol/(L·min)，C为3 mol/(L·min)，D为1 mol/(L·min)，故A选项对应速率最快；故选A。 3．（24-25高一上·四川成都·期末）实验室用如图装置测定化学反应速率，下列说法错误的是 A．实验前关闭分液漏斗活塞，向右拉注射器活塞，检查装置气密性 B．用的体积变化表示化学反应速率可能会因为反应放热而不准确 C．改用恒压滴液漏斗可以消除加入硫酸所占体积带来的误差 D．根据单位时间内锌带质量的变化不能表示反应速率 【答案】D 【解析】该实验有气体生成，为防止实验中气体逸出造成实验误差，实验前应关闭分液漏斗活塞，向右拉注射器活塞，检查装置气密性，若停止用力后，活塞恢复原位说明装置气密性良好，故A正确；锌与稀硫酸的反应为放热反应，若没有冷却至反应前温度，反应放出的热量会使测得的氢气体积偏大，导致用氢气的体积变化表示化学反应速率出现误差，故B正确；恒压分液漏斗可以保证内部压强不变，减小增加的液体对气体压强的影响，从而在测量气体体积时更加准确，所以改用恒压滴液漏斗可以消除加入硫酸所占体积带来的误差，故C正确；可以根据单位时间内锌带质量的变化表示反应速率，若时间单位为s，反应速率的单位为g/s，故D错误；故选D。 4．（25-26高一上·浙江·期中）采取下列措施对增大化学反应速率有明显效果的是 A．铁与稀硫酸反应制取时，用浓硫酸代替稀硫酸 B．NaOH溶液和稀硫酸反应时，增大反应体系的压强 C．Na与水反应时，增加水的用量 D．大理石与盐酸反应制取时，将块状大理石改为粉末状大理石 【答案】D 【解析】浓硫酸有强氧化性，无法与铁反应生成H2，A错误；NaOH与稀硫酸反应为溶液中的离子反应，增大压强不影响该反应速率，B错误；水为纯液体，增加用量不改变浓度，反应速率不变，C错误；将块状大理石改为粉末，增大固液接触面积，反应速率加快，D正确；故选D。 5．下列有关化学反应速率与限度的叙述正确的是 A．生产和生活中的所有化学反应，人们都希望其反应速率越快越好 B．化工生产中为了增大反应进行的程度而调控反应条件时，都是温度越高、压强越大越好 C．和在密闭容器中充分反应后，容器内气体呈黄绿色，说明该反应一定是可逆反应 D．当一组可逆反应达到化学平衡状态时，该反应的正、逆反应速率相等且不为零 【答案】D 【解析】生产和生活中的化学反应并不都是速率越快越好，如食物腐败需延缓速率，A错误；化工生产中并非温度越高、压强越大越好，需考虑反应放热、催化剂等因素，B错误；若Cl2少量，H2和Cl2在密闭容器中充分反应后仍有黄绿色气体，说明为可逆反应，若Cl2过量，则不能说明是可逆反应，C错误；化学平衡时正、逆反应速率相等且不为零，符合平衡特征，D正确；故选D。 6．（24-25高一下·甘肃平凉·期末）下列关于化学反应速率的说法中，正确的是 ①用铁片和稀硫酸反应制取氢气时，改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率 ②决定化学反应速率的主要因素是反应物的浓度 ③一定量的锌与过量的稀硫酸反应制取氢气，为减慢反应速率而又不影响生成H2的量，可向其中加入KNO3溶液 ④汽车尾气中的NO和CO反应转化为无害的N2和CO2，减小压强，反应速率减慢 ⑤增大压强，一定能加快化学反应速率 ⑥用锌与稀硫酸反应制H2时，滴加几滴硫酸铜溶液能加快反应速率 ⑦使用催化剂，可与加快反应速率 A．①⑤⑥ B．④⑥⑦ C．②③⑥⑦ D．③④⑥⑦ 【答案】B 【解析】①常温条件下，浓硫酸使铁钝化，阻碍后续反应的进行，错误； ②反应速率主因是物质本身性质，错误； ③加入KNO3会引入，酸性条件下具有氧化性，与Zn反应生成其他气体，H2量减少，错误； ④反应2NO+2CO→N2+2CO2，气体体积减少，降压使浓度降低，速率减慢，正确； ⑤无气体时增大压强不影响速率，错误； ⑥Zn与CuSO4置换出Cu，形成原电池加快反应，正确； ⑦催化剂可加快速率，正确。故选B。 7．（25-26高一上·北京·期末）过量铁粉与100mL0.01mol/L的稀盐酸发生反应。下列操作可以在不改变H2产量的同时增大该反应的速率的是 ①加水；②加入NaOH固体；③滴加几滴浓盐酸；④加入NaCl溶液； ⑤升高温度(忽略盐酸挥发)；⑥改用10mL0.1mol/L的盐酸 A．⑤ B．③⑤⑥ C．⑤⑥ D．④⑤⑥ 【答案】C 【解析】①加水稀释，盐酸浓度降低，导致反应速率减慢，但HCl物质的量不变，故H2​产量不变，不符合题意； ②加入NaOH固体，NaOH与HCl反应，消耗HCl，导致H2​产量减少，盐酸浓度降低导致反应速率减慢，不符合题意； ③滴加几滴浓盐酸，盐酸浓度增大，反应速率加快，加入浓盐酸使HCl物质的量增加，H2​产量增加，不符合题意； ④加入NaCl溶液，相当于稀释盐酸，导致反应速率减慢，HCl物质的量不变，H2​产量不变，不符合题意； ⑤升高温度(忽略盐酸挥发)，反应速率加快，忽略盐酸挥发，HCl物质的量不变，H2产量不变，符合题意； ⑥改用10mL0.1mol/L的盐酸，原HCl物质的量：0.1 L×0.01 mol/L=0.001 mol，新HCl物质的量：0.01 L×0.1 mol/L=0.001 mol ，HCl物质的量不变，H2​产量不变，但盐酸浓度增大（从0.01 mol/L到0.1 mol/L），反应速率加快，符合题意； 综上，⑤⑥符合题意，故选C。 期中重难突破练（测试时间：15分钟） 8．（25-26高一上·河北·期末）在2 L密闭容器中，控制不同温度，分别充入和发生反应：。测得随时间变化的有关实验数据如下表。下列说法错误的是 组别 温度 时间/min 0 10 20 40 50 ① 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10 ② 0.50 0.30 0.18 0.15 0.15 A． B．、温度下，40 min时均已达到化学平衡状态 C．温度下，平衡时的体积分数约为7.3% D．温度下，0~20 min内的反应速率为 【答案】D 【解析】温度下反应速率更快，如10 min时消耗量更大，说明，因此，A不符合题意；和温度下，40 min时不再变化，：0.10 mol保持至50 min；：0.15 mol保持至50 min，表明已达到化学平衡状态，B不符合题意；温度下平衡时，物质的量为0.15 mol，根据反应计量比计算总物质的量为2.05 mol，体积分数为，C不符合题意；温度下0~20 min内，消耗0.25 mol，根据，则消耗0.50 mol，浓度变化为，反应速率，不等于 ，D符合题意；故选D。 9．（2025高一下·浙江·学业考试）某温度时，在容积为的恒容密闭容器中发生、两种气体间的转化反应，、物质的量随时间变化的曲线如图所示，下列说法正确的是 A．反应开始时，逆反应速率为0 B．时容器压强小于时对应压强 C．时间段内，的平均反应速率为 D．时间段内，反应生成a mol A同时生成2a mol B 【答案】B 【解析】反应开始时，生成物B的物质的量为0.2 mol，逆反应速率为大于0，故A错误；0~4 min 内A减少0.4 mol、B增加0.2 mol，反应方程式为2A⇌B，正反应气体物质的量减少，时容器压强小于时对应压强，故B正确；0~4 min内，B的物质的量从0.2增加到0.4 mol，浓度变化Δc(B)=0.2 mol/2 L=0.1 mol/L，平均反应速率v(B)=0.1 mol/L÷4 min=0.025 mol/(L·min)，故C错误；反应方程式为2A⇌B，12~16min反应达平衡，正逆反应速率比等于化学计量数之比，生成2a mol A的同时应生成a mol B，故D错误；故选B。 10．反应，经2min，B的浓度减少0.8mol/L。有关该反应的速率说法正确的是 A．用B、C、D表示的反应速率之比为4∶3∶1 B．用B、C表示该反应的反应速率大小不同，意义也不同 C．增加固体A的质量可以加快正反应速率 D．在2min末，用B表示的反应速率是0.4mol/(L•min) 【答案】A 【解析】各物质的速率之比等于化学计量数之比，根据反应式可知 B、C、D的速率之比为4:3:1，A项正确；用B、C表示的速率大小不同，但意义相同，均表示同一反应的整体速率，只是数值因化学计量数不同而不同，B项错误；固体A的浓度视为常数，增加其质量不会改变反应速率，C项错误；题目中0.8mol/L是2min内的平均速率（0.4mol/(L·min)），而非2min末的瞬时速率，D项错误；故选A。 11．已知反应，速率方程为。在金(Au)表面分解的实验数据如表所示。 0 20 40 60 80 100 0.100 0.080 0.060 0.020 0 已知：①为速率常数，只与温度、催化剂有关，与浓度无关； ②时，该反应为0级反应，时，该反应为1级反应，以此类推，可以为整数，也可以为分数；③浓度消耗一半所用的时间叫半衰期()。 下列说法正确的是 A．表格中 B．该反应为2级反应 C．保持其他条件不变，若起始浓度为，则半衰期为100min D．该反应的速率常数 【答案】C 【解析】分析表格数据知，N2O的浓度变化与时间成正比，该反应是匀速反应，a=0.040，故A错误；该反应是匀速反应，则为直线方程，则n=0，该反应是0级反应，故B错误；设起始浓度为c，v=k，，半衰期与起始浓度成正比，根据表格数据知，起始浓度为0.1mol/L时半衰期为50min，温度不变，速率常数不变，则起始浓度为时，半衰期为100min ，故C正确；该反应是0级反应，则速率常数等于反应速率，可根据任何一段时间求速率和速率常数，=k=，故D错误；故选C。 12．（25-26高一上·江苏盐城·期末）一定温度下在2L密闭容器中进行着某一反应，X气体、Y气体的物质的量随时间变化的曲线如图，下列叙述正确的是 A．反应的化学方程式为：3Y=2X B．t1min时，物质Y的转化率为40% C．t2min时，反应物的正反应速率等于逆反应速率 D．t3min时，反应停止 【答案】B 【解析】根据图像可发现，反应足够长时间后，体系中X和Y同时存在，且物质的量不变，说明这是一个可逆反应，反应开始至t1时间段内，，则反应方程式应为，A错误；t1 min时，，则，B正确；t2 min时，X、Y物质的量相等，但是还未达到平衡，接下来X的物质的量仍会增加，反应朝正反应方向移动，即，C错误；t3 min时，X、Y物质的量不再发生变化，反应达到平衡状态，正反应速率等于逆反应速率，是动态平衡，反应并未停止，D错误；故选B。 13．（25-26高一上·辽宁锦州·月考）在T℃的恒温下，向恒容密闭容器中通入3 mol甲烷和2 mol氮气发生反应：3CH4(g)+2N2(g)⇌3C(s)+4NH3(g)，下列能说明该反应达到平衡状态的一组是 ①混合气体的压强保持不变    ②混合气体的密度保持不变    ③氮气与甲烷的物质的量之比保持不变 ④断开1 molC-H键的同时形成1 mol H-N键    ⑤碳的质量保持不变    ⑥v(NH3)=2v(N2) A．①③④ B．③⑤⑥ C．①②⑤ D．②④⑤ 【答案】C 【解析】①恒容密闭容器中进行反应，反应为气体分子数改变的反应，当压强不变，说明平衡不再移动，达到平衡状态； ②容器体积始终不变，而反应中气体的质量为变量，则混合气体的密度不变，说明反应已达平衡； ③恒容密闭容器中通入3mol甲烷和2mol氮气发生反应，投料比等于反应中物质系数比，氮气与甲烷的物质的量之比为定值，氮气与甲烷的物质的量之比保持不变，不能说明反应达到平衡； ④断开1molC-H键的同时形成1molH-N键，描述的都是正反应，不能说明反应达到平衡； ⑤碳的质量保持不变，说明平衡不再移动，达到平衡状态； ⑥v(NH3)=2v(N2)，没有说明为正反应还是逆反应，不能确定反应是否平衡；故选C。 14．（23-24高一上·山东菏泽·期中）一定条件下，将3 molA气体和1 mol B气体混合于固定容积为2L的密闭容器中，发生反应：3A(g)+B(g)4C(g)+ 2D(s)。2min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．若混合气体的平均摩尔质量不再改变时，该反应一定达到平衡状态 B．平衡时的体系的压强与开始时体系的压强之比为3∶2 C．反应过程中A和B的转化率之比为3∶1 D．从开始到平衡，用D表示的化学反应速率为0.2 mol/(L·min) 【答案】A 【分析】由图可知，2min后D的物质的量为0.8mol且不再改变，反应达到平衡状态。可列三段式 【解析】混合气体的平均摩尔质量等于气体的总质量除以气体的总物质的量，反应有固体生成，气体总质量随时间减小至平衡时不变，该反应前后气体分子数不变，因此气体平均摩尔质量不再改变时，反应一定达到平衡状态，A正确；平衡时气体总物质的量为1.8+0.6+1.6=4mol，气体物质的量与起始相同，在一定条件下，体积恒定，平衡时的体系的压强与开始时体系的压强之比为1∶1，B错误；由分析可知A的转化率为=40%，B的转化率为=40%，A和B的转化率之比为1∶1，C错误；D为固体，不能用单位时间内浓度的变化率来表示反应速率，D错误；故选A。 15．（24-25高一下·浙江杭州·期中）在一定温度下，向容积为2L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应生成另外两种气体，反应中各物质的量变化如图所示，对该反应的推断合理的是 A．该反应的化学方程式为：2B(g)+C(g)6A(g)+2D(g) B．反应进行到6s时，v(B)=v(D) C．物质A在0～6s内的平均反应速率为0.1mol•L-1•s-1 D．反应进行到6s时，各物质的浓度不再改变，反应停止 【答案】C 【解析】从图中可知，BC为反应物，AD为生成物，且各物质的反应速率之比等于化学计量数之比，则该反应的化学方程式为3B(g)+4C(g)6A(g)+2D(g)，A错误；反应进行到6s时达到平衡状态，但是根据化学方程式可知，2v(B)=3v(D)，B错误；物质A在0-6s内物质的量变化量为1.2mol，则v(A)=，C正确；反应进行到6s，此时反应达到平衡，化学平衡是动态平衡，反应并未停止，D错误；故选C。 1 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $