内容正文:
专题01 化学反应速率与反应限度
题型1化学反应速率含义,单位
题型2化学反应速率的表示方法
题型3化学反应速率计算(重点)
题型4化学反应速率的大小比较
题型5 影响化学反应速率的因素(难点)
题型6反应速率的调控作用
题型7 可逆反应及反应限度
题型8化学平衡建立的过程(难点)
题型9化学平衡状态本质及特征
题型10 化学平衡状态的判断方法
题型1 化学反应速率含义,单位
一、单选题
1.【化学反应速率含义】(25-26高二上·河南郑州·期中)下列过程中,化学反应速率的增大对人类有益的是
A.铁的生锈 B.食物的腐败 C.氨的合成 D.塑料的老化
解题要点:
(1) 抓住题干 “速率增大对人类有益” 核心要求,明确工业生产需加快、腐蚀变质需减慢。
(2) 逐一判断选项:铁生锈、食物腐败、塑料老化均为有害过程,合成氨为有益生产。
(3) 用排除法排除有害选项,直接锁定符合生产需求的正确答案。
2.【化学反应速率含义】(25-26高一·全国·课堂例题)化学与生产生活密切相关,下列需要增大化学反应速率的是
A.高炉炼铁 B.塑料老化 C.铁桥生锈 D.食品腐败
3.【化学反应速率含义、单位】(24-25高三·全国·一轮复习卷)下列关于化学反应速率的说法正确的是
A.化学反应速率是指任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加
B.化学反应速率为是指时某物质的浓度为
C.升高温度能使化学反应速率增大
D.对于任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象就越明显
解题要点:
(1) 牢记化学反应速率定义:仅适用于气体 / 溶液,固体 / 纯液体不能表示速率。
(2) 区分平均速率与瞬时速率,速率是单位时间浓度变化,非某时刻浓度。
(3) 注意绝对化表述陷阱:速率大≠现象明显,如中和反应速率快但无明显现象。
4.【化学反应速率的表示方法】(24-25高二上·新疆喀什·期中)下列说法正确的是
A.化学反应速率既有正值,又有负值
B.化学反应速率表示的是瞬时速率
C.对于同一化学反应,选用不同的物质表示化学反应速率时,其数值可能相同
D.化学反应速率仅适用于可逆反应,不适用于非可逆反应
题型2 化学反应速率的表示方法
1.【化学反应速率计算及表示方法】(24-25高一下·吉林·期中)反应:,在不同条件下,用不同物质表示其反应速率,分别为:
① ②
③ ④
则此反应在不同条件下进行最快的是
A.②③ B.①③ C.②④ D.②
2.【化学反应速率的表示方法】(25-26高二上·天津河北·期中)家里长期使用的水壶底部会形成一层“水垢”,加入食醋可将水垢除去,发生的反应之一为,下列说法错误的是
A.乙酸的酸性强于碳酸
B.不能用CaCO3或H2O来表示反应速率
C.可通过观察产生气泡的快慢比较反应速率的大小
D.用CH3COOH和(CH3COO)2Ca单位时间内的浓度变化表示的反应速率数值相同
3.【化学反应速率的表示方法;】(25-26高一·全国·课堂例题)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)
解题要点:
(1) 核心规则:同一反应,不同物质速率之比等于化学计量数之比。
(2) 固体 / 纯液体浓度视为常数,不能用来表示化学反应速率。
(3) 平均速率与瞬时速率区分开,计算结果一定是时间段内的平均值。
4.【化学反应速率的表示形式】(24-25高一下·安徽合肥·期中)在容积为的密闭容器中,发生反应:,内C的浓度增加。对此反应速率表示正确的是
A.用A表示的反应速率是
B.用B、C、D分别表示反应的速率,其比值是
C.在末用D表示的反应速率为
D.在这内用A表示的速率的值逐渐减小,用C表示的速率的值逐渐增大
5.【化学反应速率的表示方法】(24-25高一下·上海·期末)雾霾严重影响人们的生活,汽车尾气排放是造成雾霾天气的重要原因之一。已知汽车尾气排放时发生的反应之一为:。一定条件下,该反应平衡时,的体积分数与反应物起始的物质的量之比()、温度的关系如图所示。
(1)在X、Y、Z三点中,CO的转化率从大到小的顺序是_______。在2L密闭容器中加入NO与CO各3mol,经过5分钟达到平衡状态,根据图像计算平均反应速率_______。
(2)若在另一条件下模拟该反应,NO、CO、,的初始浓度分别为0.2mol/L、0.2mol/L、0.2mol/L和0.1mol/L,达到平衡时,各物质的浓度可能的是_______。
A. B.
C. D.
(3)催化还原NO是重要的烟气脱硝技术。研究发现其反应过程如图所示。分析脱硝过程的催化剂是_______。
题型3 化学反应速率计算
1.【化学反应速率计算转化率】(25-26高一下·河北邢台·月考)在催化剂作用下由粗硅制备的反应为。一定温度下,在某容积为2 L的恒容密闭容器中发生上述反应,起始加入足量的Si(s)、0.3 mol(g)和0.2 mol(g),10 min后反应达到平衡,此时。下列说法正确的是
A.0~10 min内,
B.10 min时,
C.反应达到平衡时,(g)的转化率为20%
D.反应达到平衡时,
2.【根据图像计算化学反应速率】(25-26高一下·广东广州·月考)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:。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。下列说法正确的是
A.混合气体的密度不再改变时,该反应达到平衡状态
B.A和B的物质的量之比为3:1时,该反应达到平衡状态
C.a点时,
D.开始到平衡,用A表示的化学反应速率为
3.【根据表格计算化学反应速率】(25-26高一下·广东茂名·月考)草酸钠是水处理中常用的还原剂。研究显示,在水中加入高锰酸钾溶液可将其中的草酸钠除去,发生的反应如下:。常温下,在某密闭容器中进行上述反应,测定与时间的关系如表所示:
时间
0
2
4
6
7
…
1.00
0.70
0.50
0.40
0.35
…
下列推断正确的是
A.上述反应先慢后快
B.内,
C.若高锰酸钾完全反应,所用时间为
D.随着反应的进行,逐渐降低
4【化学平衡状态的判断方法】.(25-26高一下·湖北荆州·月考)催化氧化反应:是工业上生产硫酸的关键步骤。某次实验向容积为5 L的恒温密闭容器中通入和,反应过程中部分物质的物质的量随反应时间变化的关系如图所示,下列说法正确的是
A.时,
B.末的反应速率
C.反应达到平衡时,若的转化率为50%,则
D.反应速率越快的反应,反应限度一定越大
5.【化学反应速率计算】(25-26高一下·河北保定·开学考试)按要求回答下列问题:
(1)下列反应中,属于放热反应的是___________(填字母,下同),属于吸热反应的是___________。
a.盐酸与烧碱溶液反应
b.
c.氢气在氧气中燃烧生成水
d.高温煅烧石灰石使其分解
e.铝和盐酸反应
f.浓硫酸溶于水得到稀硫酸
(2)某温度下,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体随时间变化的曲线如图所示。请回答下列问题:
①反应开始至2min,Z的平均反应速率为___________。
②由图中数据分析:该反应的化学方程式为___________。
③5min时Z的生成速率与6min时Z的生成速率相比较,前者___________后者填“大于”、“小于”或“等于”。
(3)一定温度下,在恒容密闭容器中进行的可逆反应:2NO22NO+O2。判断下列描述中该反应处于平衡状态的是___________。
①单位时间内生成的同时生成
②单位时间内生成的同时生成
③用、NO、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
题型4 化学反应速率的大小比较
1.【化学反应速率计算】(25-26高二上·西藏昌都·期末)反应A(g)+3B(g)=2C(g)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率如下,其中表示反应速率最快的是
A. B.
C. D.
2.【化学反应速率计算】(25-26高二上·福建三明·期中)已知反应4X(g)+2Y (g)Z(g)+4W(g),在不同条件下的化学反应速率如下,其中反应速率最快的是
A.(X)=1.2 mol·L-1·min-1 B.(Y)=0.6 mol·L-1·min-1
C.(Z)=0.4 mol·L-1·min-1 D.(W)=0.08 mol·L-1·s-1
3【化学反应速率的大小比较】.(25-26高二上·四川·月考)可逆反应,在四种不同情况下的反应速率如下,其中反应进行得最快的是
A. B.
C. D.
解题要点:
(1) 速率比较统一标准:换算成同一物质、同一单位再比较数值大小。
(2) 注意单位换算:mol/(L・s) 与 mol/(L・min) 按 60 倍关系转换。
(3) 严格按计量数比例换算,不混淆反应物与生成物的速率对应关系
4.【化学反应速率的大小比较】(25-26高二上·广东广州·月考)已知反应A(g)+3B(g)=2C(g)+2D(g),在不同条件下的反应速率最快的是
A.v(A)=0.45 mol/(L·min) B.v(B)= 0.6 mol/(L·s)
C.v(C)= 0.3 mol/(L·s) D.v(D)= 0.45 mol/(L·s)
5.【化学反应速率的大小比较】(25-26高二上·江苏扬州·月考)在一定温度下,向体积为2 L的恒容密闭容器中充入一定量的A、B发生化学反应(除物质C为固体外,其余的物质均为气体),各物质的含量随时间的变化情况如图所示,请回答下列问题:
(1)写出该反应的化学方程式_______,0~2 min内用A表示的化学反应速率_______。
(2)该反应在2 min时改变了某一条件,则该条件可能为_______(选填序号a.升温、b.增大压强、c.使用催化剂)。
(3)下列能说明反应达到平衡的是_______(填标号)。
a.当有1 mol A被消耗的同时有1 mol D被消耗
b.反应体系内气体的密度不再发生变化
c.A与C的浓度之比为
d.反应体系内气体的压强不再发生变化
(4)t时刻,容器内压强与初始压强的比值为,则此时A物质的转化率为_______%,对比上图信息,判断反应_______(填“是”或“否”)达到平衡。
题型5 影响化学反应速率的因素
1【实验方案设计】.(24-25高一下·新疆伊犁·期中)下列表格为溶液和溶液在不同条件下的化学反应速率的实验记录。出现浑浊的时间为。下列说法正确的是
序号
温度/℃
溶液体积/mL
溶液体积/mL
体积/mL
出现浑浊的时间/s
Ⅰ
30
5
5
10
Ⅱ
30
10
5
a
Ⅲ
70
5
b
10
A.当时,实验Ⅰ、Ⅱ的目的是探究蒸馏水的用量对反应速率的影响
B.用出现浑浊所需时间来比较反应速率,比用产生气泡所需时间来比较反应速率更准确
C.进行实验Ⅰ、Ⅱ时,依次向试管中加入溶液、溶液、
D.实验Ⅰ、Ⅲ的目的是探究温度对反应速率的影响,根据实验结果可知
2.【浓度对化学反应速率的影响】(25-26高一下·江苏扬州·月考)下列措施对增大反应速率明显有效的是
A.K与水反应时,增大水的用量
B.Fe与稀硫酸反应制取氢气时,将稀硫酸改用浓硫酸
C.在与两溶液反应时,增大压强
D.与在恒温恒压装置中合成氨气时,充入一定量的氮气
3.【温度对化学反应速率的影响】(2025高一下·海南·学业考试)下列方法中,通过调控温度改变反应速率的是
A.瓜子包装袋抽真空 B.冰箱冷藏鲜牛奶
C.糕点包装内放置除氧剂 D.保鲜膜包裹水果
4.【外因对化学反应速率影响的综合分析】(25-26高一下·云南昭通·月考)已知铝在常温下遇浓硝酸钝化,在加热条件下发生反应:。下列因素中,对该化学反应速率几乎没有影响的是
A.反应物的浓度 B.反应温度 C.固体反应物的表面积 D.容器内的压强
5.【影响化学反应速率的因素】(25-26高一下·福建泉州·月考)化学反应中物质变化伴随着能量变化。
(1)下列变化属于放热反应的是________(填序号)
a.生石灰溶于水
b.浓硫酸稀释
c.氢氧化钠固体溶于水
d.将胆矾加热变为白色粉末
e.氯化铵固体与氢氧化钡晶体混合搅拌
f.过氧化钠溶于水
(2)二甲醚()是一种绿色、可再生能源。
①25℃、101 kPa时,若1 g二甲醚气体完全燃烧生成液态水放出m kJ的热量,写出反应的热化学方程式________。
②T℃时,向2 L恒容密闭容器中充入1 mol CO与发生如下反应:。
I.下列措施能够使该反应速率加快的是________。
A.升高温度 B.向容器中充入与反应无关的氩气 C.及时移走二甲醚
II.反应进行到20 s时,测得0~20 s内的平均反应速率,则消耗的CO为________mol。
III.若反应生成,则反应过程中转移________。
IV.若上述反应在恒容的密闭容器中进行,下列叙述中不能说明该反应已达平衡状态的是________。
A.单位时间内生成1 mol CO,同时生成
B.的浓度不再变化
C.容器内气体的压强不再变化
D.的值不变
题型6 反应速率的调控作用
1【反应速率的调控作用】.(2025高一下·四川·学业考试)下列过程中,增大化学反应速率对人类有益的是
A.食物变质 B.塑料老化 C.金属腐蚀 D.工业合成氨
解题要点:
(1) 控制变量法是实验核心:探究单一因素影响时,其他条件必须保持一致。
(2) 明确影响规律:升温、增浓度、增大接触面积均加快反应速率。
(3) 压强只对有气体参与的反应有效,固液反应压强几乎无影响。
2【反应速率的调控作用】.(24-25高一下·山西太原·期中)下列做法与调控化学反应速率无关的是
A.灼烧黄铁矿前先将矿石粉碎
B.食盐中添加碘酸钾以预防碘缺乏病
C.中药丸用蜡壳密封既能防水分蒸发,又能防虫蛀和霉变
D.使用含有高分子蓄冷材料的“冰袋”和泡沫箱运输生鲜食品
3.【食品添加剂】(24-25高二上·海南海口·期末)食品安全关系健康,合理使用添加剂有利于提高食品品质。下列食品添加剂与化学反应速率有关的是
A.着色剂 B.防腐剂 C.增味剂 D.膨松剂
4【反应速率的调控作用】.(23-24高一下·江苏淮安·期中)下列过程中,应加快其速率的是
A.水体变臭 B.橡胶老化 C.铁窗锈蚀 D.工业合成氨
5.【反应速率的调控作用】(24-25高一下·新疆伊犁·期中)工业合成氨反应:。该反应用铁触媒作催化剂,温度控制在。
(1)下列措施能使该反应速率增大的是___________(填标号)。
a.体积不变,充入氦气 b.适当降低温度 c.增加的浓度 d.选择高效催化剂
(2)下列情况能说明该反应达到化学平衡状态的是___________(填标号)。
a. b.恒温恒容时,混合气体的密度不再随时间变化
c.、、三者的浓度之比为 d.的物质的量不再变化
(3)合成氨过程中发生某副反应方程式为,已知断开中化学键所需能量为a kJ,断开中化学键所需能量为b kJ,断开1 mol AB中化学键所需能量为c kJ,若,则该反应为___________(填“放热”或“吸热”)反应。
(4)某次实验中,在容积为2 L的恒温密闭容器中通入和,反应过程中和的物质的量随反应时间的变化如图所示。
①2 min时,___________(填“>”“<”或“=”)。
②用的浓度变化表示0~5 min内反应的平均速率是___________。
③反应达到平衡时,的转化率为50%,则___________。
题型7 可逆反应及反应限度
1【化学平衡状态本质及特征】.(25-26高一下·北京·学业考试真题卷)加氢转化成是综合利用实现“碳中和”的重要方式之一、一定温度下,在恒容、密闭容器中发生可逆反应:。当反应达到化学平衡状态时,下列说法正确的是
A.正、逆反应速率相等且等于零
B.的浓度不再变化
C. 和全部转化为和
D.的浓度一定相等
2【氧化还原反应在生活、生产中的应用】.(2026·安徽·模拟预测)下列古诗或文字记载的化学解释正确的是
A.“丹砂烧之成水银,积变又还成丹砂”,该过程为可逆反应
B.“熬胆矾之铁釜,久之亦化为铜”,该过程涉及的铁属于ⅧB族元素
C.“日照香炉生紫烟”,此现象涉及焰色试验
D.“梨花院落溶溶月,柳絮池塘淡淡风”,柳絮的主要成分属于糖类
3【化学科学对人类文明发展的意义】.(2026·福建福州·二模)中国传统文化蕴含化学知识,下列相关说法正确的是
A.“以大麦蒸热,和曲酿瓮中七日,以甑蒸取”,其中涉及到蒸馏操作
B.“黑火药,硫为纯阳,硝为纯阴”,“硫”指硫酸
C.“丹砂烧之成水银,积变又还成丹砂”,此处发生的反应为可逆反应
D.“试玉要烧三日满,辨材须待七年期”,表明玉石有可燃性
4.【化学反应速率的大小比较】(25-26高一下·河北沧州·开学考试)一定条件下,对于反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),若N2、H2、NH3的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)。达平衡时,N2、H2、NH3浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1和0.08 mol·L-1,则下列判断合理的是
①平衡时,H2和NH3的生成速率之比为2∶3 ②c1∶c2=1∶3
③c1的取值范围为0<c1<0.14 mol·L-1 ④N2和H2的转化率(转化量与起始量比值)不相等
A. ①② B.③④ C.①④ D.②③
解题要点:
(1) 可逆反应特征:同一条件、正逆同时进行、反应物不能完全转化。
(2) 平衡本质:正逆反应速率相等且不为零,是动态平衡而非停止。
(3) 平衡标志:各组分浓度、百分含量保持不变,不要求浓度相等或等于计量数比。
5.【可逆反应及反应限度】(25-26高一下·山东·课后作业)在200℃时,将和充入体积为V L的密闭容器中,发生反应。
(1)反应刚开始时,由于______,______。而______,所以化学反应速率______最大,而______最小(为0)。
(2)随着反应的进行,反应混合物中各组分浓度的变化趋势为______,______,而______,从而化学反应速率______,而______。
(3)当反应进行到与______时,此可逆反应达到了最大限度。若保持外界条件不变时,混合物中各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物的转化率和反应产物的产率都将______。
题型8 化学平衡建立的过程
1.【化学平衡建立的过程】(25-26高二上·广西贵港·开学考试)一定条件下,向2L恒温恒容密闭容器中充入一定量的、,发生反应,X和Y的物质的量浓度随反应时间的变化曲线如图所示,且测得反应过程中密闭容器内混合气体的平均摩尔质量始终保持不变。下列说法正确的是
A.
B.m点时,(正)(逆)
C.内,
D.内,生成了
2【化学平衡图像分析】.(24-25高一下·河南南阳·期末)一定温度下,将与充入恒容密闭容器中发生反应,各组分的物质的量浓度随时间的变化曲线如图所示。下列有关说法正确的是
A.曲线Z表示物质B的浓度变化
B.物质C、D的物质的量浓度变化曲线重合,均为曲线X
C.M点对应的状态为平衡状态
D.平衡时A的物质的量为0.5mol
3.【化学平衡建立的过程】(24-25高一下·贵州黔南·期末)T℃时在2L容积不变的密闭容器中发生反应:。反应过程中A、C、D的物质的量浓度变化如图所示。则下列结论不正确的是
A.曲线②代表物质C的变化
B.反应进行前2min内,用B表示的反应速率
C.a点
D.反应过程中体系压强逐渐增大
4.【化学平衡的有关计算】(24-25高一下·陕西西安·期末)二氧化碳催化加氢制甲醇有利于减少温室气体的排放。一定条件下,向5L恒温恒容密闭容器中充入6mol和8mol,发生反应,测得的物质的量随时间变化如图所示。下列说法正确的是
A.a点时的容器内气体的密度大于b点
B.b点时,
C.c点时,
D.反应开始时和d点时容器内混合气体的压强之比为7:5
5.【化学平衡建立的过程】(25-26高一下·山东泰安·月考)化学反应速率和限度与生产、生活密切相关,这是化学学科重点研究发展的方面之一、
(1)氨气被广泛用于化工、轻工、化肥、合成纤维、制药等领域,已知工业合成氨的反应为。气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量称为键能,一些共价键的键能如下表所示。
共价键
键能
436
946
391
①请根据上表数据计算,一定条件下氮气与氢气生成时___________(填“放出”或“吸收”)热量M。
②在与①相同条件下,将和放入一密闭容器中发生上述反应,放出或吸收的热量为N,则M与N数值大小比较,正确的是___________(填选项字母)。
A. B. C.M=N D.无法确定
(2)时,向容积为2 L的恒容密闭容器中,充入和,发生反应,反应过程中测得各物质的物质的量浓度随时间变化如图所示。回答下列问题:
①的浓度随时间变化曲线为___________(填“a”、“b”或“c”);在M点,___________(填“>”、“=”或“<”)。
②下列条件的改变能减慢其反应速率的是___________(填选项字母)。
A.降低温度 B.保持压强不变,充入He C.保持容积不变,充入一定量
③平衡时容器的压强与起始时的压强之比为___________。
题型9 化学平衡状态本质及特征
1.【化学平衡状态本质及特征】(25-26高一下·江苏扬州·月考)在恒容绝热的密闭容器中,可逆反应:。不能作为达到化学平衡状态的标志的是
A.气体密度不再发生变化
B.反应体系温度不再改变
C.容器内总压强不再改变
D.A、B、C、D四种物质的物质的量之比为4:5:3:6
2【化学平衡状态的判断方法】.(25-26高一上·浙江宁波·期末)恒温时,可逆反应在容积为的密闭容器中进行,不能说明反应已达平衡状态的是
A.气体的体积分数不再变化
B.容器内,气压不再改变
C.混合气体的平均相对分子质量不再改变
D.若为石墨,,
3【化学平衡状态本质及特征】.(2025高二下·河南·学业考试)在容积不变的密闭容器中,发生反应,生成的COS(羰基硫)是一种粮食熏蒸剂,能够防止某些害虫和真菌的危害。下列情况能说明该反应一定达到化学平衡状态的是
A.正、逆反应速率都等于零
B.容器中气体的总质量不发生变化
C.消耗CO的速率与生成的速率相等
D.和的浓度均不再发生变化
4.【转化率的计算】(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
5.【化学平衡状态本质及特征】(24-25高一下·天津南开·期中)Ⅰ回答下列问题。
(1)根据构成原电池的本质判断,下列反应方程式正确且能设计成原电池的是___________(填字母)。
a. b.
c. d.
(2)已知断裂下列化学键要吸收的能量如表:
化学键
断裂化学键吸收的能量/kJ
415
497
745
463
在中完全燃烧生成气态和气态水时___________(填“吸收”或“放出”)约___________kJ热量。
Ⅱ.某温度时,在一个2L的密闭容器中,A、B、C三种气体物质的浓度随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据,试填写下列空白:
(3)该反应的化学方程式为___________;
(4)从开始至,B的平均反应速率为___________;平衡时,C的浓度为___________,A的转化率为___________;
(5)反应达平衡时体系的压强是开始时的___________倍;
(6)下列叙述能说明该反应已达到化学平衡状态的是(填标号)___________。
A.A、B、C的物质的量之比为
B.相同时间内消耗3molA,同时生成1molC
C.相同时间内消耗,同时消耗的B
D.混合气体的总质量不随时间的变化而变化
E.B的体积分数不再发生变化
(7)在某一时刻采取下列措施能使该反应速率减小的是___________。
A.加催化剂 B.降低温度
C.体积不变,充入A D.体积不变,从容器中分离出A
题型10 化学平衡状态的判断方法
1【影响化学反应速率的因素】.(25-26高一上·浙江宁波·期末)恒温下,密闭容器内发生反应:,开始投入一定量的和,测得、的物质的量浓度随反应时间变化的关系如图所示:
下列说法错误的是
A.由图可知反应时间时,反应已经达到平衡
B.若将换成,反应后所有氧化物都有
C.若其它条件不变,缩小容器的体积,则可以缩短达到平衡所需要的时间
D.时,体系中的物质的量为
2.【吸热反应和放热反应】(25-26高一下·河北邯郸·月考)向绝热恒容密闭容器中通入和发生反应:。实验中测得的正反应速率随时间的变化如图所示。下列叙述错误的是
A.a点的浓度大于b点的浓度
B.该反应在c点正反应速率达到最大值,不代表反应达到平衡
C.反应物的总能量高于生成物的总能量
D.a~c段一定使用了催化剂
3【温度对化学平衡移动的影响】.(24-25高一下·黑龙江哈尔滨·期中)向绝热恒容的密闭容器中,通入一定量的和,在一定条件下发生反应,反应速率随时间变化如图所示。下列说法正确的是
A.反应,是吸热反应
B.在a,b,c,d四点中,d点生成物的浓度最大
C.在四点中,c点混合气体的颜色最浅
D.若,则HI的生成量:ab段大于bc段
4.【化学平衡状态的判断方法】(24-25高一下·吉林长春·期中)向2 L恒容密闭容器中通入A、B各10 mol,在一定温度下发生反应:,4 min时达到平衡,生成4 mol D,0~4 min内以A的浓度变化表示的平均反应速率为0.75 mol/(L·min)。下列说法错误的是
A.
B.4 min时C的物质的量为4 mol
C.平衡时B的转化率为20%
D.0~4 min内以D的浓度变化表示的平均反应速率为0.5 mol/(L·min)
5.【化学平衡状态的判断方法】(25-26高一下·安徽阜阳·月考)化学反应中的能量和速率变化对生产、生活有重要意义。
(1)气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量称为键能(kJ·mol-1),一些共价键的键能如下表所示。
共价键
N≡N
H-H
N-H
键能
946
436
391
根据上表数据计算,在工业合成氨的反应中,当生成17 g NH3时___________(填“放出”或“吸收”)的热量为___________kJ。恒温恒容条件下,下列描述能说明该反应达到化学平衡的是___________(填字母)。
A.N2、H2和NH3的物质的量浓度之比为1∶3∶2
B.N2的质量分数保持不变
C.混合气体的压强保持不变
D.v正(N2)=2v逆(NH3)
(2)N2O和CO均是有害气体,可在PtO+表面转化为无害气体,反应原理为N2O(g)+CO(g)=N2(g)+CO2(g)。有关化学反应的能量变化过程如图所示。
反应中每转移1 mol电子,___________(填“吸收”或“放出”)的能量为___________kJ。
(3)某温度下,X、Y、Z三种物质(均为气态)在5 L恒容密闭容器中进行反应,物质的量随时间的变化曲线如图。
①该反应的化学方程式可表示为___________。
②反应起始至5 min内,Y的平均反应速率是___________mol·L-1·min-1,X的转化率为___________(计算结果精确到0.1%)。
③反应开始时与平衡时的压强之比为___________。
试卷第1页,共3页
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专题01化学反应速率与反应限度
题型通关·靶向提分
题型1化学反应速率含义,单位
1.c
2.A
3.C
4.C
题型2化学反应速率的表示方法
1.
D
2.D
3.A4.A
5.(1)Z>Y>X
0.1mol/(L.min)
(2)A
(3)Fe3+
题型3化学反应速率计算
1.
C 2.D
3.B4.C
5.(1)
ace
bd
(2)
0.05mol/Lmin)
3X+Y2Z
等于
(3)①④⑤⑥
题型4化学反应速率的大小比较
1.
0
2.D
3.D4.D
5.(1)
4A(g+5B(g)=6C(s+4D(g)
0.1
(2)ac
(3)ABD
(4)
19.2
否
题型5影响化学反应速率的因素
1.B2.D
4.D
5.(1)af
(2)
CH,0CH,(g+30,g=2C0,(g+3H,0(1△H=-46mkJ·molA0.40.8
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题型6反应速率的调控作用
1.
D
2.B
3.B4D
5.(1)cd
(2)ad
(3)吸热
(4)
0.4
4
题型7可逆反应及反应限度
1.B
2.D
3.A
4.D
5.(1)
mol.L-
mol.L-
0
V逆
(2)
减小
减小
增大
减小
增大
(3)
相等
保持不变
题型8化学平衡建立的过程
1.D
2.D3.B4.D
5.(1)
放出
B
(2)
7
AB
7:10
题型)化学平衡状态本质及特征
1.D
2.B
3.D4.B
5.(1)d
(2)
放出
688
(3)3A(g)=3B(g)+C(g)
(4)
0.6mol.L.min-
0.4mol/L
50%
g
(⑥CE
(7)BD
题型10化学平衡状态的判断方法
1.D2.D3.B4.D
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5.(1)
放出
46
BC
(2)
放出
113
(3)
2X3Y+Z
0.048
33.3%
3:4
专题01 化学反应速率与反应限度
题型1化学反应速率含义,单位
题型2化学反应速率的表示方法
题型3化学反应速率计算(重点)
题型4化学反应速率的大小比较
题型5 影响化学反应速率的因素(难点)
题型6反应速率的调控作用
题型7 可逆反应及反应限度
题型8化学平衡建立的过程(难点)
题型9化学平衡状态本质及特征
题型10 化学平衡状态的判断方法
题型1 化学反应速率含义,单位
一、单选题
1.【化学反应速率含义】(25-26高二上·河南郑州·期中)下列过程中,化学反应速率的增大对人类有益的是
A.铁的生锈 B.食物的腐败 C.氨的合成 D.塑料的老化
解题要点:
(1) 抓住题干 “速率增大对人类有益” 核心要求,明确工业生产需加快、腐蚀变质需减慢。
(2) 逐一判断选项:铁生锈、食物腐败、塑料老化均为有害过程,合成氨为有益生产。
(3) 用排除法排除有害选项,直接锁定符合生产需求的正确答案。
【答案】C
【详解】A.铁的生锈属于金属腐蚀,加快速率会加速材料损坏,对人类无益,A错误;
B.食物的腐败加快会导致食物更快变质,不利于保存,B错误;
C.氨的合成速率提高可提升工业生产效率,缩短生产周期,对人类有益,C正确;
D.塑料老化速率加快会缩短使用寿命,不利于材料耐久性,D错误;
故答案选C。
2.【化学反应速率含义】(25-26高一·全国·课堂例题)化学与生产生活密切相关,下列需要增大化学反应速率的是
A.高炉炼铁 B.塑料老化 C.铁桥生锈 D.食品腐败
【答案】A
【详解】A.高炉炼铁时,需要增大反应速率以提高生产效率,A符合题意;
B.为提高塑料的使用寿命,需延缓塑料老化速率,B不符合题意;
C.为保证铁桥的安全性,增长使用年限,需减慢铁桥生锈速率,C不符合题意;
D.食品腐败后不再能食用,为避免资源浪费,需延缓食品腐败速率,D不符合题意;
故答案选A。
3.【化学反应速率含义、单位】(24-25高三·全国·一轮复习卷)下列关于化学反应速率的说法正确的是
A.化学反应速率是指任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加
B.化学反应速率为是指时某物质的浓度为
C.升高温度能使化学反应速率增大
D.对于任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象就越明显
解题要点:
(1) 牢记化学反应速率定义:仅适用于气体 / 溶液,固体 / 纯液体不能表示速率。
(2) 区分平均速率与瞬时速率,速率是单位时间浓度变化,非某时刻浓度。
(3) 注意绝对化表述陷阱:速率大≠现象明显,如中和反应速率快但无明显现象。
【答案】C
【详解】A.化学反应速率不适用于固体或纯液体,因其浓度不变,A错误;
B.化学反应速率是平均速率,而非瞬时浓度,B错误;
C.升高温度增加活化分子百分数,所有反应速率均增大,C正确;
D.反应现象是否明显与反应本身有关,并非速率大就明显,如酸碱中和反应几乎无现象,D错误;
故选C。
4.【化学反应速率的表示方法】(24-25高二上·新疆喀什·期中)下列说法正确的是
A.化学反应速率既有正值,又有负值
B.化学反应速率表示的是瞬时速率
C.对于同一化学反应,选用不同的物质表示化学反应速率时,其数值可能相同
D.化学反应速率仅适用于可逆反应,不适用于非可逆反应
【答案】C
【详解】A.化学反应速率是单位时间内物质浓度的变化量,无论是反应物浓度减的少还是生成物浓度的增加均取正值,不存在负值,A错误;
B.化学反应速率通常指平均速率,而非某一时刻的瞬时速率,B错误;
C.同一反应中,各物质的速率与其化学计量数成正比,若不同物质的计量数相同,则用它们表示的速率数值相同,C正确;
D.化学反应速率适用于所有反应,与是否为可逆反应无关,D错误;
故选C。
题型2 化学反应速率的表示方法
1.【化学反应速率计算及表示方法】(24-25高一下·吉林·期中)反应:,在不同条件下,用不同物质表示其反应速率,分别为:
① ②
③ ④
则此反应在不同条件下进行最快的是
A.②③ B.①③ C.②④ D.②
【答案】D
【详解】化学反应速率之比等于反应方程式中各物质的化学计量数之比,则,将各物质的化学反应速率以A的反应速率表示分别为:①,②,③,④;综上,反应速率的数值大小关系为②>③>④>①,反应②的速率最快;故答案选D。
2.【化学反应速率的表示方法】(25-26高二上·天津河北·期中)家里长期使用的水壶底部会形成一层“水垢”,加入食醋可将水垢除去,发生的反应之一为,下列说法错误的是
A.乙酸的酸性强于碳酸
B.不能用CaCO3或H2O来表示反应速率
C.可通过观察产生气泡的快慢比较反应速率的大小
D.用CH3COOH和(CH3COO)2Ca单位时间内的浓度变化表示的反应速率数值相同
【答案】D
【详解】A.根据“强酸制弱酸”,乙酸与碳酸钙反应生成CO2,说明乙酸的酸性强于碳酸,故A正确;
B.CaCO3是固体,H2O为纯液体,浓度不变,无法表示反应速率,故B正确;
C.产生CO2气泡越快,表示反应速率越快,故C正确;
D.CH3COOH的化学计量数为2,(CH3COO)2Ca为1,速率数值比为2:1,故D错误;
选D。
3.【化学反应速率的表示方法;】(25-26高一·全国·课堂例题)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)
解题要点:
(1) 核心规则:同一反应,不同物质速率之比等于化学计量数之比。
(2) 固体 / 纯液体浓度视为常数,不能用来表示化学反应速率。
(3) 平均速率与瞬时速率区分开,计算结果一定是时间段内的平均值。
【答案】A
【详解】A.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;
B.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;
C.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;
D.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;
答案选A。
4.【化学反应速率的表示形式】(24-25高一下·安徽合肥·期中)在容积为的密闭容器中,发生反应:,内C的浓度增加。对此反应速率表示正确的是
A.用A表示的反应速率是
B.用B、C、D分别表示反应的速率,其比值是
C.在末用D表示的反应速率为
D.在这内用A表示的速率的值逐渐减小,用C表示的速率的值逐渐增大
【答案】A
【详解】A.内C的浓度增加,则用C表示的反应速率是,根据化学计量数,用A表示的速率是用C表示的2倍,故用A表示的反应速率为,A正确;
B.B为固体,其浓度视为常数,无法用其浓度变化量来表示反应速率,B错误;
C.用D表示的速率是用C表示的一半,内,用C表示的平均速率为0.2mol/(L·min),则用D表示的平均速率为0.1mol/(L·min),故2min末用D表示的瞬时速率应小于0.1mol/(L·min),C错误;
D.随着反应进行,A的浓度降低,正反应速率逐渐减小,用A表示和用C表示的速率值均逐渐减小,D错误;
答案选A。
5.【化学反应速率的表示方法】(24-25高一下·上海·期末)雾霾严重影响人们的生活,汽车尾气排放是造成雾霾天气的重要原因之一。已知汽车尾气排放时发生的反应之一为:。一定条件下,该反应平衡时,的体积分数与反应物起始的物质的量之比()、温度的关系如图所示。
(1)在X、Y、Z三点中,CO的转化率从大到小的顺序是_______。在2L密闭容器中加入NO与CO各3mol,经过5分钟达到平衡状态,根据图像计算平均反应速率_______。
(2)若在另一条件下模拟该反应,NO、CO、,的初始浓度分别为0.2mol/L、0.2mol/L、0.2mol/L和0.1mol/L,达到平衡时,各物质的浓度可能的是_______。
A. B.
C. D.
(3)催化还原NO是重要的烟气脱硝技术。研究发现其反应过程如图所示。分析脱硝过程的催化剂是_______。
【答案】(1) Z>Y>X
(2)A
(3)Fe3+
【详解】(1)反应中增大NO投料,促进反应正向进行,促进CO转化率增大,则X、Y、Z三点中,CO的转化率从大到小的顺序是Z>Y>X。在2L密闭容器中加入NO与CO各3mol,经过5分钟达到平衡状态,此时二氧化碳的体积分数为40%,反应为气体分子数减小1的反应,假设生成amol氮气,则此时生成2amol二氧化碳、总的物质的量为(6-a)mol,,a=1,平均反应速率
(2)为可逆反应,进行不完全;
A.若,则说明反应逆向进行消耗0.05mol/L氮气,可能存在;
B.若,则说明反应逆向进行消耗0.1mol/L氮气,不可能存在;
C.若,则说明反应正向进行消耗0.2mol/LNO,不可能存在;
D.若,则说明反应正向进行消耗0.4mol/LNO,不可能存在;
故选A。
(3)由图可知:氨气和铁离子反应生成Fe2+-NH2,Fe2+-NH2与NO反应生成Fe2+,Fe2+与氧气反应又生成了Fe3+,故催化剂为Fe3+。
题型3 化学反应速率计算
1.【化学反应速率计算转化率】(25-26高一下·河北邢台·月考)在催化剂作用下由粗硅制备的反应为。一定温度下,在某容积为2 L的恒容密闭容器中发生上述反应,起始加入足量的Si(s)、0.3 mol(g)和0.2 mol(g),10 min后反应达到平衡,此时。下列说法正确的是
A.0~10 min内,
B.10 min时,
C.反应达到平衡时,(g)的转化率为20%
D.反应达到平衡时,
【答案】C
【分析】根据题目信息,列三段式分析,据此分析。
【详解】A.10 min=600 s,,远小于,A错误;
B.根据分析,平衡时,B错误;
C.的转化率为,C正确;
D.平衡时,,二者相等,D错误;
故选C。
2.【根据图像计算化学反应速率】(25-26高一下·广东广州·月考)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:。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。下列说法正确的是
A.混合气体的密度不再改变时,该反应达到平衡状态
B.A和B的物质的量之比为3:1时,该反应达到平衡状态
C.a点时,
D.开始到平衡,用A表示的化学反应速率为
【答案】D
【详解】A.该反应中所有物质均为气体,反应前后总气体质量不变,容器为固定容积,体积始终不变,则混合气体密度始终保持不变,因此密度不变,不能说明反应达到平衡,A错误;
B.初始投料,反应中A、B按照计量数消耗,因此任意时刻剩余恒为,不能说明反应达到平衡,B错误;
C.a点时,D的物质的量仍在增大,说明反应仍正向进行,因此,C错误;
D.平衡时生成,根据反应计量数,消耗A的物质的量,容器体积为,反应时间为,因此,D正确;
故选D。
3.【根据表格计算化学反应速率】(25-26高一下·广东茂名·月考)草酸钠是水处理中常用的还原剂。研究显示,在水中加入高锰酸钾溶液可将其中的草酸钠除去,发生的反应如下:。常温下,在某密闭容器中进行上述反应,测定与时间的关系如表所示:
时间
0
2
4
6
7
…
1.00
0.70
0.50
0.40
0.35
…
下列推断正确的是
A.上述反应先慢后快
B.内,
C.若高锰酸钾完全反应,所用时间为
D.随着反应的进行,逐渐降低
【答案】B
【详解】A.分析表格数据,0~2 min、2~4 min、4~6 min、6~7 min内的平均反应速率分别为,反应速率逐渐减小,说明反应先快后慢,A错误;
B.0~4 min内,,反应中与的计量数之比为,反应速率之比等于计量数之比,故,B正确;
C.随着反应进行反应速率逐渐减慢,6 min时,后续相同时间内浓度降低量小于,故高锰酸钾完全反应时所用时间大于,C错误;
D.不参与反应,反应前后溶液中总物质的量不变,容器体积固定,故不变,D错误;
故选B。
4【化学平衡状态的判断方法】.(25-26高一下·湖北荆州·月考)催化氧化反应:是工业上生产硫酸的关键步骤。某次实验向容积为5 L的恒温密闭容器中通入和,反应过程中部分物质的物质的量随反应时间变化的关系如图所示,下列说法正确的是
A.时,
B.末的反应速率
C.反应达到平衡时,若的转化率为50%,则
D.反应速率越快的反应,反应限度一定越大
【答案】C
【详解】A.2 min后,和的物质的量仍在变化,反应未达到平衡状态,O2表示的正逆反应速率不相等,A错误;
B.计算得到的反应速率是内的平均反应速率,不是末的瞬时反应速率,B错误;
C.平衡时,消耗的物质的量为,根据反应计量数,消耗的物质的量为,已知的转化率为,则初始的物质的量为,即,C正确;
D.反应速率描述反应快慢,反应限度描述反应进行的程度,二者没有必然关系,速率快的反应限度不一定大,D错误;
故选C。
5.【化学反应速率计算】(25-26高一下·河北保定·开学考试)按要求回答下列问题:
(1)下列反应中,属于放热反应的是___________(填字母,下同),属于吸热反应的是___________。
a.盐酸与烧碱溶液反应
b.
c.氢气在氧气中燃烧生成水
d.高温煅烧石灰石使其分解
e.铝和盐酸反应
f.浓硫酸溶于水得到稀硫酸
(2)某温度下,在2L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体随时间变化的曲线如图所示。请回答下列问题:
①反应开始至2min,Z的平均反应速率为___________。
②由图中数据分析:该反应的化学方程式为___________。
③5min时Z的生成速率与6min时Z的生成速率相比较,前者___________后者填“大于”、“小于”或“等于”。
(3)一定温度下,在恒容密闭容器中进行的可逆反应:2NO22NO+O2。判断下列描述中该反应处于平衡状态的是___________。
①单位时间内生成的同时生成
②单位时间内生成的同时生成
③用、NO、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】(1) ace bd
(2) 0.05mol/(L·min) 3X+Y2Z 等于
(3)①④⑤⑥
【详解】(1)酸碱中和、燃烧、活泼金属与酸的反应都属于放热反应;八水合氢氧化钡与氯化铵的反应、大多数分解反应属于吸热反应。浓硫酸溶于水是放热物理过程,不属于化学反应,不列入分类。因此放热反应为ace,吸热反应为bd。
(2)① 平均反应速率公式为 ,由图可知,2min内Z的物质的量变化为,容器体积为,因此: 。
② 反应中物质的量减少的是反应物,增加的是生成物;化学计量数之比等于物质的量变化量之比: 2min内
,,,因此计量数比;2min后各物质物质的量不再变化,说明是可逆反应,因此方程式为 3X+Y2Z。
③ 5min后反应已经达到平衡状态,各物质的反应速率不再改变,因此5min时Z的生成速率等于6min时Z的生成速率。
(3)① 生成是正反应,生成是逆反应,正逆速率之比等于化学计量数之比,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡,符合要求。
② 生成和都属于正反应,无法说明正逆速率相等,不符合要求。 、
③ 任何时刻,反应速率之比都等于化学计量数之比,无法判断平衡,不符合要求。
④ 为红棕色,其他物质无色,混合气体颜色不变说明浓度不再变化,反应达到平衡,符合要求。
⑤ 反应前后气体分子数不等,恒容容器中压强与气体总物质的量成正比,压强不变说明总物质的量不再变化,反应达到平衡,符合要求。
⑥ 平均相对分子质量,反应前后总质量不变,总物质的量随反应变化,因此不变说明不变,反应达到平衡,符合要求。
因此符合要求的是①④⑤⑥。
题型4 化学反应速率的大小比较
1.【化学反应速率计算】(25-26高二上·西藏昌都·期末)反应A(g)+3B(g)=2C(g)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率如下,其中表示反应速率最快的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】比较化学反应速率快慢时,可根据各物质表示的反应速率之比等于化学计量数之比,将选项中各物质表示的速率转化为A物质所表示的反应速率后进行比较。
v(A)=0.15 mol/(L·min);
v(B)=0.01 mol/(L·s),单位转换为v(B)=0.01×60=0.6 mol/(L·min),根据反应速率比;
v(C)=0.40 mol/(L·min),根据反应速率比;
v(D)=0.1 mol/(L·s),单位转换为v(D)=0.1×60=6 mol/(L·min),根据反应速率比;
比较后可得,D物质转化为A物质所表示的反应速率最大,符合题意,故选D。
2.【化学反应速率计算】(25-26高二上·福建三明·期中)已知反应4X(g)+2Y (g)Z(g)+4W(g),在不同条件下的化学反应速率如下,其中反应速率最快的是
A.(X)=1.2 mol·L-1·min-1 B.(Y)=0.6 mol·L-1·min-1
C.(Z)=0.4 mol·L-1·min-1 D.(W)=0.08 mol·L-1·s-1
【答案】D
【分析】同一化学反应,用不同物质表示反应速率其数值比等于化学计量数之比,即 。
【详解】A.将转化为:;
B.将转化为:;
C.;
D.=,转化为:;
反应速率最快的是(W)=0.08 mol·L-1·s-1,选D。
3【化学反应速率的大小比较】.(25-26高二上·四川·月考)可逆反应,在四种不同情况下的反应速率如下,其中反应进行得最快的是
A. B.
C. D.
解题要点:
(1) 速率比较统一标准:换算成同一物质、同一单位再比较数值大小。
(2) 注意单位换算:mol/(L・s) 与 mol/(L・min) 按 60 倍关系转换。
(3) 严格按计量数比例换算,不混淆反应物与生成物的速率对应关系
【答案】D
【分析】比较四种不同情况下的反应速率,需要转换成同一种物质不同情况下的反应速率,可以都转换成物质A的速率,转成,换成,因为单位不同, 换算单位后再转换;
【详解】A.v(A)=0.15 mol/(L·min);
B.v(B)=0.5 mol/(L·min),按计量数比,v(A)=0.5/2 mol/(L·min)=0.25 mol/(L·min);
C.v(C)=0.4 mol/(L·min),v(A)=0.4/3 mol/(L·min)=0.13 mol/(L·min),;
D.v(D)=0.02 mol/(L·s),单位转换为0.02×60=1.2 mol/(L·min),v(A)=1.2/4 mol/(L·min)=0.3 mol/(L·min);
综上所述,v(D)=0.02 mol/(L·s)速率最快,故选D。
4.【化学反应速率的大小比较】(25-26高二上·广东广州·月考)已知反应A(g)+3B(g)=2C(g)+2D(g),在不同条件下的反应速率最快的是
A.v(A)=0.45 mol/(L·min) B.v(B)= 0.6 mol/(L·s)
C.v(C)= 0.3 mol/(L·s) D.v(D)= 0.45 mol/(L·s)
【答案】D
【分析】同一反应中不同物质的反应速率之比等于计量数之比,都转化为用同一单位、A物质表示的反应速率,然后进行比较。
【详解】A.v(A)= mol/(L·s)= 0.0075 mol/(L·s);
B.v(B)=0.6mol/(L·s),v(A)=v(B)=0.2 mol/(L·s);
C.v(C)= 0.3mol/(L·s),v(A)=v(C)=0.15 mol/(L·s);
D.v(D)= 0.45mol/(L·s),v(A)=v(D)=0.225 mol/(L·s);
综上所述反应速率最大的为D,故答案为D。
5.【化学反应速率的大小比较】(25-26高二上·江苏扬州·月考)在一定温度下,向体积为2 L的恒容密闭容器中充入一定量的A、B发生化学反应(除物质C为固体外,其余的物质均为气体),各物质的含量随时间的变化情况如图所示,请回答下列问题:
(1)写出该反应的化学方程式_______,0~2 min内用A表示的化学反应速率_______。
(2)该反应在2 min时改变了某一条件,则该条件可能为_______(选填序号a.升温、b.增大压强、c.使用催化剂)。
(3)下列能说明反应达到平衡的是_______(填标号)。
a.当有1 mol A被消耗的同时有1 mol D被消耗
b.反应体系内气体的密度不再发生变化
c.A与C的浓度之比为
d.反应体系内气体的压强不再发生变化
(4)t时刻,容器内压强与初始压强的比值为,则此时A物质的转化率为_______%,对比上图信息,判断反应_______(填“是”或“否”)达到平衡。
【答案】(1) 4A(g)+5B(g)6C(s)+4D(g) 0.1
(2)ac
(3)ABD
(4) 19.2 否
【详解】(1)由图像可得A、B为反应物,C、D为生成物,在0~2min内各组分的物质的量变化量之比为nA:nB:nC:nD=(2.5mol-2.1mol):(2.4mol-1.9mol):0.6mol:0.4mol=4:5:6:4,除物质C为固体外,其余的物质均为气体,可得该反应得化学反应式为4A(g)+5B(g)6C(s)+4D(g);0~2 min内用A表示的化学反应速率=0.1。
(2)该反应在恒容密闭容器中进行,由图像可得2~3min内该反应正向进行,正反应速率加快,但2min时A、B的物质的量并未增加,则该条件可能为升温或使用催化剂,故选ac。
(3)A.由反应式可得A与D的化学计量系数比为1:1,则当v(A)正=v(A)逆=v(D)逆时,反应到达平衡,当有1mol A被消耗的同时有1mol D被消说明v(A)正=v(D)逆,反应到达平衡,A正确;
B.混合气体的密度,该反应是气体生成固体的反应,反应过程中气体总质量减小,气体总体积不变,混合气体的密度减小,当反应体系内气体的密度不再发生变化,说明反应达到平衡,B正确;
C.A与C的浓度之比与反应起始的投料比有关,浓度之比等于2:3并不能判断反应到达平衡,A与C的浓度不再变化才能作为反应到达平衡的依据,C错误;
D.该反应左右两边气体系数不相等,反应到达平衡时,气体的总物质的量不变,体系恒容,则气体的压强不再变化,D正确;
故选ABD。
(4)t时刻,容器内压强与初始压强的比值为,根据已知条件列出“三段式”
则,解得x=0.12mol,此时A物质的转化率为=19.2%,根据图像可得反应到达平衡时A消耗0.8mol,则t时刻反应未到达平衡。
题型5 影响化学反应速率的因素
1【实验方案设计】.(24-25高一下·新疆伊犁·期中)下列表格为溶液和溶液在不同条件下的化学反应速率的实验记录。出现浑浊的时间为。下列说法正确的是
序号
温度/℃
溶液体积/mL
溶液体积/mL
体积/mL
出现浑浊的时间/s
Ⅰ
30
5
5
10
Ⅱ
30
10
5
a
Ⅲ
70
5
b
10
A.当时,实验Ⅰ、Ⅱ的目的是探究蒸馏水的用量对反应速率的影响
B.用出现浑浊所需时间来比较反应速率,比用产生气泡所需时间来比较反应速率更准确
C.进行实验Ⅰ、Ⅱ时,依次向试管中加入溶液、溶液、
D.实验Ⅰ、Ⅲ的目的是探究温度对反应速率的影响,根据实验结果可知
【答案】B
【详解】A.当a=5时,实验Ⅰ和Ⅱ的总体积均为20mL。实验Ⅰ中浓度为0.05 mol/L,浓度为0.05mol/L。实验Ⅱ中浓度为0.1 mol/L,浓度为0.05 mol/L。对比实验Ⅰ和Ⅱ可知,温度和溶液的浓度不变,改变的是硫酸溶液的浓度,该实验的目的是探究硫酸浓度对反应速率的影响,而非蒸馏水的用量, A错误;
B.反应生成的易溶于水,气泡产生的现象不易观察,而沉淀的浑浊现象直观明显,因此用出现沉淀所需时间比较反应速率更准确,B正确;
C.实验时应先加入溶液和,混合均匀后,再加入溶液,并立即计时。若按选项顺序加入,加入溶液后反应立即开始,干扰反应速率的准确测定,C错误;
D.实验Ⅰ、Ⅲ的目的是探究温度对反应速率的影响,应控制反应物浓度相同。实验Ⅰ中溶液体积为5mL,溶液体积为5mL,体积为10mL。实验Ⅲ中溶液体积为5mL,体积为10mL。因此,要保证反应物浓度相同,应使b=5。根据实验结果可知,温度越高反应速率越快,D错误;
故选B。
2.【浓度对化学反应速率的影响】(25-26高一下·江苏扬州·月考)下列措施对增大反应速率明显有效的是
A.K与水反应时,增大水的用量
B.Fe与稀硫酸反应制取氢气时,将稀硫酸改用浓硫酸
C.在与两溶液反应时,增大压强
D.与在恒温恒压装置中合成氨气时,充入一定量的氮气
【答案】D
【详解】A.水是纯液体,浓度为固定值,增大水的用量不会改变反应物浓度,对反应速率无明显影响,A错误;
B.常温下Fe遇浓硫酸会发生钝化,且浓硫酸中H+浓度极低,无法生成氢气,不能增大生成氢气的反应速率,B错误;
C.与的反应为溶液中的离子反应,无气体参与或生成,压强对溶液反应速率几乎无影响,增大压强不会加快反应速率,C错误;
D.恒温恒压下充入反应物,的浓度增大,但H2的浓度会因体积膨胀而减小,反应速率不一定增大,但相较于A、B、C三个明显无效或起反作用的措施,D正确;
故答案为D。
3.【温度对化学反应速率的影响】(2025高一下·海南·学业考试)下列方法中,通过调控温度改变反应速率的是
A.瓜子包装袋抽真空 B.冰箱冷藏鲜牛奶
C.糕点包装内放置除氧剂 D.保鲜膜包裹水果
【答案】B
【详解】A.瓜子包装袋抽真空是通过降低袋内氧气浓度,减慢瓜子氧化变质的速率,不属于调控温度,A错误;
B.冰箱冷藏鲜牛奶是通过降低储存温度,减慢牛奶变质的反应速率,属于调控温度改变反应速率,B正确;
C.糕点包装内放置除氧剂是通过消耗氧气降低氧气浓度,减慢糕点氧化速率,不属于调控温度,C错误;
D.保鲜膜包裹水果是通过隔绝氧气、减少反应物接触,减慢水果腐败速率,不属于调控温度,D错误;
故选B。
4.【外因对化学反应速率影响的综合分析】(25-26高一下·云南昭通·月考)已知铝在常温下遇浓硝酸钝化,在加热条件下发生反应:。下列因素中,对该化学反应速率几乎没有影响的是
A.反应物的浓度 B.反应温度 C.固体反应物的表面积 D.容器内的压强
【答案】D
【详解】A.对于该反应,增大浓硝酸的浓度会加快反应速率,A不符合题意;
B.常温下铝遇浓硝酸钝化,加热条件下才发生该反应,温度对该反应速率有影响,B不符合题意;
C.固体铝的表面积越大,与浓硝酸的接触面积越大,反应速率越快,固体反应物表面积对反应速率有影响,C不符合题意;
D.该反应的反应物为固体和液体,压强改变几乎不会改变固体、液体的浓度,因此对该反应速率几乎没有影响,D符合题意;
答案选D。
5.【影响化学反应速率的因素】(25-26高一下·福建泉州·月考)化学反应中物质变化伴随着能量变化。
(1)下列变化属于放热反应的是________(填序号)
a.生石灰溶于水
b.浓硫酸稀释
c.氢氧化钠固体溶于水
d.将胆矾加热变为白色粉末
e.氯化铵固体与氢氧化钡晶体混合搅拌
f.过氧化钠溶于水
(2)二甲醚()是一种绿色、可再生能源。
①25℃、101 kPa时,若1 g二甲醚气体完全燃烧生成液态水放出m kJ的热量,写出反应的热化学方程式________。
②T℃时,向2 L恒容密闭容器中充入1 mol CO与发生如下反应:。
I.下列措施能够使该反应速率加快的是________。
A.升高温度 B.向容器中充入与反应无关的氩气 C.及时移走二甲醚
II.反应进行到20 s时,测得0~20 s内的平均反应速率,则消耗的CO为________mol。
III.若反应生成,则反应过程中转移________。
IV.若上述反应在恒容的密闭容器中进行,下列叙述中不能说明该反应已达平衡状态的是________。
A.单位时间内生成1 mol CO,同时生成
B.的浓度不再变化
C.容器内气体的压强不再变化
D.的值不变
【答案】(1)af
(2) A 0.4 0.8 A
【详解】(1)放热反应要求是化学反应,且反应放热:生石灰与水反应、过氧化钠与水反应都是放热化学反应;浓硫酸稀释、氢氧化钠固体溶于水是放热物理过程,不属于化学反应;胆矾分解、氯化铵与氢氧化钡反应都是吸热反应,因此选af。
(2)① 二甲醚摩尔质量为,1g二甲醚燃烧放热,则1 mol二甲醚燃烧放热,标注各物质状态,放热反应为负,得到热化学方程式:① ;
② I. 升高温度一定加快反应速率;恒容充入无关氩气,反应物浓度不变,速率不变;移走生成物浓度降低,反应速率减慢,因此选A。
Ⅱ. 速率之比等于化学计量数之比,。
Ⅲ. 1mol二甲醚生成时,2个C从CO中的+2价变为二甲醚中的平均-2价,总共转移8mol电子,因此生成0.1mol二甲醚转移电子。
Ⅳ. A.生成CO和生成均为逆反应,该关系始终成立,不能说明正逆反应速率相等,不能判断平衡;
B.浓度不变是平衡的标志;
C.该反应正方向气体分子数减少,恒容下压强不变说明气体总物质的量不变,反应达平衡;
D.不变,说明二者浓度都不再变化,反应达平衡;
因此选A。
题型6 反应速率的调控作用
1【反应速率的调控作用】.(2025高一下·四川·学业考试)下列过程中,增大化学反应速率对人类有益的是
A.食物变质 B.塑料老化 C.金属腐蚀 D.工业合成氨
解题要点:
(1) 控制变量法是实验核心:探究单一因素影响时,其他条件必须保持一致。
(2) 明确影响规律:升温、增浓度、增大接触面积均加快反应速率。
(3) 压强只对有气体参与的反应有效,固液反应压强几乎无影响。
【答案】D
【详解】A.食物变质会造成资源浪费,危害人类利益,我们需要减慢该过程的速率,因此增大化学反应速率对人类无益,A不符合题意;
B.塑料老化会缩短塑料制品使用寿命,危害人类利益,我们需要减慢该过程的速率,因此增大化学反应速率对人类无益,B不符合题意;
C.金属腐蚀会损坏金属器械、建筑金属结构等,危害人类利益,我们需要减慢该过程的速率,因此增大化学反应速率对人类无益,C不符合题意;
D.氨是重要的工业原料,工业合成氨中增大反应速率可以提升生产效率、缩短生产周期,对人类有益,D符合题意;
故选D。
2【反应速率的调控作用】.(24-25高一下·山西太原·期中)下列做法与调控化学反应速率无关的是
A.灼烧黄铁矿前先将矿石粉碎
B.食盐中添加碘酸钾以预防碘缺乏病
C.中药丸用蜡壳密封既能防水分蒸发,又能防虫蛀和霉变
D.使用含有高分子蓄冷材料的“冰袋”和泡沫箱运输生鲜食品
【答案】B
【分析】影响化学反应速率的外因有浓度、温度、催化剂、压强等。
【详解】A.将矿石粉碎可以增大表面积,从而加快反应速率,与反应速率有关,A不符合题意;
B.碘酸钾在食盐中作为稳定碘源,目的是补充营养元素,与速率无关,B符合题意;
C.用蜡壳密封可以隔绝环境条件,降低氧气等的浓度从而减缓虫蛀、霉变,与反应速率有关,C不符合题意;
D.“冰袋”和泡沫箱可以保持较低的温度,通过降温来减慢反应速率,与反应速率有关,D不符合题意;
故选B。
3.【食品添加剂】(24-25高二上·海南海口·期末)食品安全关系健康,合理使用添加剂有利于提高食品品质。下列食品添加剂与化学反应速率有关的是
A.着色剂 B.防腐剂 C.增味剂 D.膨松剂
【答案】B
【详解】A.着色剂是调整食品颜色,与化学反应速率无关,A错误;
B.防腐剂是防止食品腐烂,即减慢食品腐烂时间,与化学反应速率有关,B正确;
C.增味剂是调节食品味道,与化学反应速率无关,C错误;
D.膨松剂是使食品膨松,与化学反应速率无关,D错误;
故选B。
4【反应速率的调控作用】.(23-24高一下·江苏淮安·期中)下列过程中,应加快其速率的是
A.水体变臭 B.橡胶老化 C.铁窗锈蚀 D.工业合成氨
【答案】D
【详解】A.水体变臭应尽量减慢反应速率,可以适当保护环境,A不选;
B.橡胶老化应尽量减慢反应速率,可以节约资源,B不选;
C.铁窗锈蚀应尽量减慢反应速率,可以节约资源,C不选;
D.工业合成氨应加快其速率,提高产率和经济效益,D选;
答案选D。
5.【反应速率的调控作用】(24-25高一下·新疆伊犁·期中)工业合成氨反应:。该反应用铁触媒作催化剂,温度控制在。
(1)下列措施能使该反应速率增大的是___________(填标号)。
a.体积不变,充入氦气 b.适当降低温度 c.增加的浓度 d.选择高效催化剂
(2)下列情况能说明该反应达到化学平衡状态的是___________(填标号)。
a. b.恒温恒容时,混合气体的密度不再随时间变化
c.、、三者的浓度之比为 d.的物质的量不再变化
(3)合成氨过程中发生某副反应方程式为,已知断开中化学键所需能量为a kJ,断开中化学键所需能量为b kJ,断开1 mol AB中化学键所需能量为c kJ,若,则该反应为___________(填“放热”或“吸热”)反应。
(4)某次实验中,在容积为2 L的恒温密闭容器中通入和,反应过程中和的物质的量随反应时间的变化如图所示。
①2 min时,___________(填“>”“<”或“=”)。
②用的浓度变化表示0~5 min内反应的平均速率是___________。
③反应达到平衡时,的转化率为50%,则___________。
【答案】(1)cd
(2)ad
(3)吸热
(4) > 0.4 4
【详解】(1)a.根据和影响化学反应速率的因素可知,恒温恒容充入氦气对反应物和生成物的浓度无影响,所以不会加快化学反应速率,a不符合题意;
b.适当降低温度会降低化学反应速率,b不符合题意;
c.增加的浓度可以加快化学反应速率,c符合题意;催化剂能加快化学反应速率,d符合题意;
故选cd;
(2)a.根据可知,说明正、逆反应速率相等,能够说明反应达到化学平衡状态,a符合题意;
b.根据可知,混合气体的总质量是不变的,恒温恒容时,无论是否达到平衡,混合气体的密度都是恒定不变的,所以恒温恒容时,混合气体的密度不再随时间变化不能说明反应达到化学平衡状态,b不符合题意;
c.、、三者的浓度之比为不能得出正、逆反应速率相等,不能说明反应达到化学平衡状态,c不符合题意;
d.的物质的量不再变化,说明反应达到化学平衡状态,d符合题意;
故选ad;
(3)根据,可知断键吸收能量大于成键释放能量,故该反应为吸热反应;
(4)①2 min时,反应正在正向进行,故;
②用的浓度变化表示0~5 min内反应的平均速率是;
③由图可以得出平衡时氢气减少6 mol,化学反应中各组分物质的量变化之比等于对应化学计量数之比,因此氮气减少2 mol,转化率为50%,氮气的起始量为,故。
题型7 可逆反应及反应限度
1【化学平衡状态本质及特征】.(25-26高一下·北京·学业考试真题卷)加氢转化成是综合利用实现“碳中和”的重要方式之一、一定温度下,在恒容、密闭容器中发生可逆反应:。当反应达到化学平衡状态时,下列说法正确的是
A.正、逆反应速率相等且等于零
B.的浓度不再变化
C. 和全部转化为和
D.的浓度一定相等
【答案】B
【详解】A.化学平衡是动态平衡,反应达到平衡时正、逆反应速率相等但不等于零,A错误;
B.各组分浓度不再改变是反应达到化学平衡状态的典型特征,因此反应达到平衡时的浓度不再变化,B正确;
C.该反应为可逆反应,反应物无法完全转化为生成物,因此平衡时和不可能全部转化为和,C错误;
D.反应达到平衡时仅能说明各组分浓度不再变化,浓度是否相等与初始投料、反应转化率有关,因此的浓度不一定相等,D错误;
答案选B。
2【氧化还原反应在生活、生产中的应用】.(2026·安徽·模拟预测)下列古诗或文字记载的化学解释正确的是
A.“丹砂烧之成水银,积变又还成丹砂”,该过程为可逆反应
B.“熬胆矾之铁釜,久之亦化为铜”,该过程涉及的铁属于ⅧB族元素
C.“日照香炉生紫烟”,此现象涉及焰色试验
D.“梨花院落溶溶月,柳絮池塘淡淡风”,柳絮的主要成分属于糖类
【答案】D
【详解】A.可逆反应要求反应在同一条件下进行,丹砂分解生成水银,水银和硫反应再生成丹砂的反应条件不同,不属于可逆反应,故A错误;
B.铁元素在元素周期表中位于第四周期Ⅷ族,故B错误;
C.“日照香炉生紫烟”中的紫烟是水雾对可见光的散射产生的现象,和焰色试验无关,焰色试验是金属元素灼烧时表现出的特征性质,故C错误;
D.柳絮的主要成分是纤维素,纤维素属于多糖,是糖类的一种,故D正确;
故答案为D。
3【化学科学对人类文明发展的意义】.(2026·福建福州·二模)中国传统文化蕴含化学知识,下列相关说法正确的是
A.“以大麦蒸热,和曲酿瓮中七日,以甑蒸取”,其中涉及到蒸馏操作
B.“黑火药,硫为纯阳,硝为纯阴”,“硫”指硫酸
C.“丹砂烧之成水银,积变又还成丹砂”,此处发生的反应为可逆反应
D.“试玉要烧三日满,辨材须待七年期”,表明玉石有可燃性
【答案】A
【详解】A.该句描述酿酒后蒸馏提取酒精的过程,“蒸取”是利用各成分沸点不同分离得到产物,涉及蒸馏操作,A正确;
B.黑火药的成分为硫单质、硝酸钾和木炭,文中“硫”指硫单质,不是硫酸,B错误;
C.丹砂(HgS)分解生成水银(Hg)需要加热条件,Hg与S化合生成丹砂反应条件不同,可逆反应要求同一条件下进行,因此不是可逆反应,C错误;
D.该句说明高温下玉石性质稳定,不发生变化,玉石主要成分为性质稳定的硅酸盐类物质,没有可燃性,D错误;
故选A。
4.【化学反应速率的大小比较】(25-26高一下·河北沧州·开学考试)一定条件下,对于反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),若N2、H2、NH3的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)。达平衡时,N2、H2、NH3浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1和0.08 mol·L-1,则下列判断合理的是
①平衡时,H2和NH3的生成速率之比为2∶3 ②c1∶c2=1∶3
③c1的取值范围为0<c1<0.14 mol·L-1 ④N2和H2的转化率(转化量与起始量比值)不相等
A. ①② B.③④ C.①④ D.②③
解题要点:
(1) 可逆反应特征:同一条件、正逆同时进行、反应物不能完全转化。
(2) 平衡本质:正逆反应速率相等且不为零,是动态平衡而非停止。
(3) 平衡标志:各组分浓度、百分含量保持不变,不要求浓度相等或等于计量数比。
【答案】D
【详解】①平衡状态下,反应速率之比等于对应化学计量数之比,H2和NH3的生成速率之比为3:2,错误;
②平衡时氮气和氢气的物质的量浓度比等于系数数,则其投料比也等于系数比,故c1∶c2=1∶3,正确;
③反应为可逆反应,逆推,若0.08mol/L氨气完全转化为氮气,则氮气浓度为0.14mol/L,故c1的取值范围为0<c1<0.14 mol·L-1,正确;
④结合②分析,N2和H2起始浓度比为1∶3,反应中二者消耗浓度比也为1∶3,则二者转化率相等, 错误;
故选D。
5.【可逆反应及反应限度】(25-26高一下·山东·课后作业)在200℃时,将和充入体积为V L的密闭容器中,发生反应。
(1)反应刚开始时,由于______,______。而______,所以化学反应速率______最大,而______最小(为0)。
(2)随着反应的进行,反应混合物中各组分浓度的变化趋势为______,______,而______,从而化学反应速率______,而______。
(3)当反应进行到与______时,此可逆反应达到了最大限度。若保持外界条件不变时,混合物中各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物的转化率和反应产物的产率都将______。
【答案】(1) 0
(2) 减小 减小 增大 减小 增大
(3) 相等 保持不变
【详解】(1)反应刚开始时,浓度为,浓度为,浓度为;此时正反应速率最大,逆反应速率为;
(2)随着反应进行,浓度减小、浓度减小,浓度增大;正反应速率减小,逆反应速率增大;
(3)当正反应速率与逆反应速率相等时,此可逆反应达到了最大限度。若保持外界条件不变时,混合物中各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物的转化率和反应产物的产率都将保持不变。
题型8 化学平衡建立的过程
1.【化学平衡建立的过程】(25-26高二上·广西贵港·开学考试)一定条件下,向2L恒温恒容密闭容器中充入一定量的、,发生反应,X和Y的物质的量浓度随反应时间的变化曲线如图所示,且测得反应过程中密闭容器内混合气体的平均摩尔质量始终保持不变。下列说法正确的是
A.
B.m点时,(正)(逆)
C.内,
D.内,生成了
【答案】D
【详解】A.由图像可知,平衡时X的浓度变化量Δc(X)=0.8 mol/L - 0.2 mol/L=0.6 mol/L,Y的浓度变化量Δc(Y)=0.5 mol/L - 0.3 mol/L=0.2 mol/L,根据反应3X(g)+bY(g)⇌cZ(g),浓度变化量之比等于化学计量数之比,即Δc(X):Δc(Y)=3:b,可得0.6:0.2=3:b,解得b=1。因反应过程中混合气体平均摩尔质量不变,即气体总物质的量不变,故3+1=c,解得c=4,则b:c=1:4,A错误;
B.m点时X和Y的浓度相等, X、Y的浓度仍在减小,说明反应正向进行,故v(正)>v(逆),B错误;
C.0~2s内,v(Y)====,C错误;
D.0~12s内,Δc(X)=0.6 mol/L,n(X)变化量=0.6 mol/L×2L=1.2 mol,根据化学计量数3:4=1.2 mol:n(Z),解得n(Z)=1.6 mol,D正确;
答案选D。
2【化学平衡图像分析】.(24-25高一下·河南南阳·期末)一定温度下,将与充入恒容密闭容器中发生反应,各组分的物质的量浓度随时间的变化曲线如图所示。下列有关说法正确的是
A.曲线Z表示物质B的浓度变化
B.物质C、D的物质的量浓度变化曲线重合,均为曲线X
C.M点对应的状态为平衡状态
D.平衡时A的物质的量为0.5mol
【答案】D
【分析】将与充入恒容密闭容器中发生反应,由初始Y、Z物质的浓度分别为4mol/L、2mol/L,可知曲线Z表示物质A的浓度变化,曲线Y表示物质B的浓度变化,曲线X表示物质D的浓度变化,且V=1L。
【详解】A.根据以上分析,曲线Z表示物质A的浓度变化,曲线Y表示物质B的浓度变化,故A错误;
B.物质C是固体,不可用浓度表示,曲线X只能表示物质D的浓度变化,故B错误;
C.浓度保持不变,可逆反应达到平衡状态,M点后该物质浓度均发生改变,M点没有达到平衡状态,故C错误;
D.反应达到平衡,则,由初始浓度可知,容器体积为1L,所以,平衡时A的物质的量为0.5mol,故D正确;
选D。
3.【化学平衡建立的过程】(24-25高一下·贵州黔南·期末)T℃时在2L容积不变的密闭容器中发生反应:。反应过程中A、C、D的物质的量浓度变化如图所示。则下列结论不正确的是
A.曲线②代表物质C的变化
B.反应进行前2min内,用B表示的反应速率
C.a点
D.反应过程中体系压强逐渐增大
【答案】B
【分析】A是反应物、C和D是生成物,三条曲线中有两条浓度增大、一条浓度减小,所以①代表A的变化,浓度变化量之比等于化学计量数之比,曲线②代表物质C的变化,曲线③代表物质D的变化。
【详解】A.根据以上分析,曲线②代表物质C的变化,故A正确;
B.B是固体,不能用B的浓度变化表示反应速率,故B错误;
C.a点后,A的浓度继续减小,反应正向进行,,故C正确;
D.正反应气体物质的量增多,容器体积不变、温度不变,所以反应过程中体系压强逐渐增大,故D正确;
选B。
4.【化学平衡的有关计算】(24-25高一下·陕西西安·期末)二氧化碳催化加氢制甲醇有利于减少温室气体的排放。一定条件下,向5L恒温恒容密闭容器中充入6mol和8mol,发生反应,测得的物质的量随时间变化如图所示。下列说法正确的是
A.a点时的容器内气体的密度大于b点
B.b点时,
C.c点时,
D.反应开始时和d点时容器内混合气体的压强之比为7:5
【答案】D
【分析】如图所示,c点开始的物质的量不再发生变化,说明反应达到平衡状态。
【详解】A.根据质量守恒定律,恒容密闭容器中气体的总质量、总体积不变,则气体的密度为定值,因此a点时的容器内气体的密度等于b点,A错误;
B.b点时反应未达到平衡状态,反应仍正向进行,则正反应速率大于逆反应速率,即,因此,B错误;
C.c点时,的物质的量为2mol,则生成甲醇的物质的量为,因此,C错误;
D.d点时,的物质的量为2mol,则的物质的量为,甲醇和水的物质的量为;反应开始时容器中充入6mol和8mol,则反应开始时和d点时容器内混合气体的压强之比为,D正确;
答案选D。
5.【化学平衡建立的过程】(25-26高一下·山东泰安·月考)化学反应速率和限度与生产、生活密切相关,这是化学学科重点研究发展的方面之一、
(1)氨气被广泛用于化工、轻工、化肥、合成纤维、制药等领域,已知工业合成氨的反应为。气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量称为键能,一些共价键的键能如下表所示。
共价键
键能
436
946
391
①请根据上表数据计算,一定条件下氮气与氢气生成时___________(填“放出”或“吸收”)热量M。
②在与①相同条件下,将和放入一密闭容器中发生上述反应,放出或吸收的热量为N,则M与N数值大小比较,正确的是___________(填选项字母)。
A. B. C.M=N D.无法确定
(2)时,向容积为2 L的恒容密闭容器中,充入和,发生反应,反应过程中测得各物质的物质的量浓度随时间变化如图所示。回答下列问题:
①的浓度随时间变化曲线为___________(填“a”、“b”或“c”);在M点,___________(填“>”、“=”或“<”)。
②下列条件的改变能减慢其反应速率的是___________(填选项字母)。
A.降低温度 B.保持压强不变,充入He C.保持容积不变,充入一定量
③平衡时容器的压强与起始时的压强之比为___________。
【答案】(1) 放出 B
(2) b > AB 7:10
【详解】(1)①由表格数据可知,生成2 mol氨气时,反应物破坏化学键需要吸收的热量为:946 kJ/mol×1 mol+436 kJ/mol×3 mol=2254 kJ,生成物形成化学键放出的热量为:391 kJ/mol×3×2 mol=2346kJ,则反应放出的热量为:M=[2346 -2254] kJ=92 kJ;
②合成氨反应为可逆反应,可逆反应不可能完全反应,在与①相同条件下,将1 mol氮气和3 mol 氢气放入一密闭容器中发生反应时,反应物的转化率小于100%,则反应生成氨气的物质的量小于2 mol,放出的热量N 小于M,故选B;
(2)①由方程式可知,相同时间时,氢气的消耗浓度大于二氧化碳的消耗浓度,所以曲线b表示氢气的浓度随时间变化;由图可知,M点氢气的浓度没有减小到最小,所以反应未达到平衡,是平衡的形成过程,所以反应的正反应速率大于逆反应速率;
②A.降低温度,反应速率减慢,A符合题意;
B.保持压强不变,充入不参与反应的氦气相当于减小压强,反应速率减慢,B符合题意;
C.保持容积不变,充入一定量二氧化碳,反应物的浓度增大,反应速率加快,C不符合题意;
故选AB;
③由图可知,起始氢气和二氧化碳的浓度之和为2 mol/L,平衡时二氧化碳的浓度为0.7 mol/L、氢气的浓度为0.1 mol/L,结合方程式可知,平衡时甲醇和水蒸气的浓度都为0.3 mol/L,则混合气体的浓度为1.4 mol/L,由理想气体状态方程可知,恒温恒容条件下,混合气体的浓度之比等于压强之比,则平衡时容器的压强与起始时的压强之比为:1.4 mol/L:2 mol/L=7:10。
题型9 化学平衡状态本质及特征
1.【化学平衡状态本质及特征】(25-26高一下·江苏扬州·月考)在恒容绝热的密闭容器中,可逆反应:。不能作为达到化学平衡状态的标志的是
A.气体密度不再发生变化
B.反应体系温度不再改变
C.容器内总压强不再改变
D.A、B、C、D四种物质的物质的量之比为4:5:3:6
【答案】D
【详解】A.反应中C为固体,恒容条件下气体体积固定,反应正向进行时气体总质量减小,密度为变量,密度不再变化说明反应达到平衡,A不符合题意;
B.容器为绝热体系,与外界无热交换,该反应放热,未平衡时体系温度会随反应进行发生变化,温度不再改变说明达到平衡,B不符合题意;
C.恒容条件下压强与气体总物质的量、温度均有关,未平衡时反应正向或逆向进行,温度和气体总物质的量均会变化,导致总压强改变,总压强不变说明达到平衡,C不符合题意;
D.四种物质的物质的量之比等于化学计量数之比,仅为反应过程中可能出现的某一特殊状态,不能说明各组分物质的量不再变化,无法判断是否达到平衡,D符合题意;
故答案为D。
2【化学平衡状态的判断方法】.(25-26高一上·浙江宁波·期末)恒温时,可逆反应在容积为的密闭容器中进行,不能说明反应已达平衡状态的是
A.气体的体积分数不再变化
B.容器内,气压不再改变
C.混合气体的平均相对分子质量不再改变
D.若为石墨,,
【答案】B
【详解】A.X的体积分数不再变化,说明X的物质的量保持恒定,反应达到平衡状态,A不符合题意;
B.该反应前后气体计量数相等,气体总物质的量始终不变,恒温恒容条件下容器内气压始终恒定,因此气压不再改变不能说明反应达到平衡状态,B符合题意;
C.混合气体的平均摩尔质量,气体的物质的量不变,但是因生成固体Z,气体总质量随反应进行而变化,当M不变时说明气体总质量恒定,反应达到平衡状态,C不符合题意;
D.反应速率比等于系数比,若为石墨,,生成石墨的正反应速率为,,二者速率比为,等于反应计量数之比,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,D不符合题意;
故选B。
3【化学平衡状态本质及特征】.(2025高二下·河南·学业考试)在容积不变的密闭容器中,发生反应,生成的COS(羰基硫)是一种粮食熏蒸剂,能够防止某些害虫和真菌的危害。下列情况能说明该反应一定达到化学平衡状态的是
A.正、逆反应速率都等于零
B.容器中气体的总质量不发生变化
C.消耗CO的速率与生成的速率相等
D.和的浓度均不再发生变化
【答案】D
【详解】A.化学平衡为动态平衡,达到平衡时正、逆反应速率相等但不为零,A错误;
B.该反应中所有反应物、生成物均为气体,根据质量守恒,反应过程中气体总质量始终不变,因此总质量不变无法说明反应达到平衡,B错误;
C.消耗CO和生成COS均对应正反应方向,二者速率相等仅能体现正反应的速率关系,无法说明正、逆反应速率相等,C错误;
D.反应体系中各组分的浓度不再发生变化是化学平衡状态的特征标志,可说明反应一定达到平衡,D正确;
故选D。
4.【转化率的计算】(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
【详解】A.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;
B.t1 min时,,则,B正确;
C.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;
D.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。
5.【化学平衡状态本质及特征】(24-25高一下·天津南开·期中)Ⅰ回答下列问题。
(1)根据构成原电池的本质判断,下列反应方程式正确且能设计成原电池的是___________(填字母)。
a. b.
c. d.
(2)已知断裂下列化学键要吸收的能量如表:
化学键
断裂化学键吸收的能量/kJ
415
497
745
463
在中完全燃烧生成气态和气态水时___________(填“吸收”或“放出”)约___________kJ热量。
Ⅱ.某温度时,在一个2L的密闭容器中,A、B、C三种气体物质的浓度随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据,试填写下列空白:
(3)该反应的化学方程式为___________;
(4)从开始至,B的平均反应速率为___________;平衡时,C的浓度为___________,A的转化率为___________;
(5)反应达平衡时体系的压强是开始时的___________倍;
(6)下列叙述能说明该反应已达到化学平衡状态的是(填标号)___________。
A.A、B、C的物质的量之比为
B.相同时间内消耗3molA,同时生成1molC
C.相同时间内消耗,同时消耗的B
D.混合气体的总质量不随时间的变化而变化
E.B的体积分数不再发生变化
(7)在某一时刻采取下列措施能使该反应速率减小的是___________。
A.加催化剂 B.降低温度
C.体积不变,充入A D.体积不变,从容器中分离出A
【答案】(1)d
(2) 放出 688
(3)
(4)
(5)
(6)CE
(7)BD
【详解】(1)原电池的本质是自发的氧化还原反应;
a.,没有元素化合价变化,不是氧化还原反应;
b. ,电荷不守恒,离子方程式错误;
c . ,是中和反应,没有元素化合价变化,不是氧化还原反应;
d.,是自发的氧化还原反应,可以设计成原电池;
综上可得,反应方程式正确且能设计成原电池的是d;
(2)燃烧是放热反应,所以16gCH4(物质的量为1mol )在O2中完全燃烧生成气态CO2和气态水时放出热量;燃烧的化学方程式为,反应热反应物总键能-生成物总键能,1molCH4中含有4molC-H键,2molO2中含有2molO=O键,1molCO2中含有2molC=O键,2mol H2O中含有4molH-O键,则,即16gCH4完全燃烧放出约688kJ热量;
(3)由图可知,A的浓度减小至不变,B、C的浓度增大增大至不变,所以A是反应物,B、C是生成物,反应为可逆反应。0 -2min内,,,。各物质的浓度变化量之比等于化学计量数之比,,所以该反应的化学方程式为;
(4)由图知,从开始至2min ,B的物质的量浓度的变化量 ,根据,B的平均反应速率;由图可知,平衡时C的物质的量浓度为;A的转化率为;
(5)恒温恒容下,气体压强之比等于物质的量之比,由图知,起始时的物质的量为4.8mol,平衡时气体的总物质的量为(1.2mol/L+1.2mol/L+0.4mol/L)×2L=5.6mol,则反应达平衡时体系的压强是开始时的倍;
(6)A.A、B、C的物质的量之比为,不能说明各物质的量不再变化,无法判断反应达到平衡,A错误;
B.相同时间内消耗3molA,同时生成1molC,都表示正反应方向,不能体现正、逆反应速率相等,无法判断反应达到平衡,B错误;
C.相同时间内消耗,同时消耗的B,则,根据化学计量数关系,能说明正、逆反应速率相等,反应达到平衡,C正确;
D.反应前后气体的总质量始终不变,混合气体总质量不随时间变化不能说明反应达到平衡,D错误;
E.B的体积分数不再发生变化,说明各物质的量不再变化,反应达到平衡,E正确;
故选CE;
(7)A.加催化剂能加快反应速率,A错误;
B.降低温度,分子运动速率减慢,有效碰撞几率降低,反应速率减小,B正确;
C.体积不变,充入A,反应物浓度增大,反应速率加快,C错误;
D.体积不变,从容器中分离出A,反应物浓度减小,反应速率减小,D正确;
故选BD。
题型10 化学平衡状态的判断方法
1【影响化学反应速率的因素】.(25-26高一上·浙江宁波·期末)恒温下,密闭容器内发生反应:,开始投入一定量的和,测得、的物质的量浓度随反应时间变化的关系如图所示:
下列说法错误的是
A.由图可知反应时间时,反应已经达到平衡
B.若将换成,反应后所有氧化物都有
C.若其它条件不变,缩小容器的体积,则可以缩短达到平衡所需要的时间
D.时,体系中的物质的量为
【答案】D
【详解】A.由图中c、d坐标,可知后NO的浓度不再改变,所以反应时间时,反应已经达到平衡,故A正确;
B.为可逆反应,若将换成,反应后所有氧化物都有,故B正确;
C.若其它条件不变,缩小容器的体积,反应物浓度增大,反应速率加快,则可以缩短达到平衡所需要的时间,故C正确;
D.根据图示,时,的浓度为2.85×10-3mol/L,2s内的浓度降低(3.6×10-3-2.85×10-3) mol/L =7.5×10-4mol/L,则的浓度降低7.5×10-4mol/L,时,CO的浓度为(1.0×10-3-0.75×10-3) mol/L =2.5×10-4mol/L,体系中的物质的量为2.5×10-4mol/L ×20L=5×10-3mol,故D错误;
选D。
2.【吸热反应和放热反应】(25-26高一下·河北邯郸·月考)向绝热恒容密闭容器中通入和发生反应:。实验中测得的正反应速率随时间的变化如图所示。下列叙述错误的是
A.a点的浓度大于b点的浓度
B.该反应在c点正反应速率达到最大值,不代表反应达到平衡
C.反应物的总能量高于生成物的总能量
D.a~c段一定使用了催化剂
【答案】D
【详解】A.a到b时正反应速率增加,反应物浓度随时间不断减小,故a点的浓度大于b点的浓度,A正确;
B.化学平衡状态的实质是正反应速率等于逆反应速率,c点正反应速率达到最大值,并且还在改变,未达平衡,B正确;
C.从a到c正反应速率增大,之后正反应速率减小,说明反应刚开始时温度升高对正反应速率的影响大于浓度减小对正反应速率的影响,说明该反应为放热反应,即反应物的总能量高于生成物的总能量,C正确;
D.由图不能得出是否使用了催化剂,D错误;
故选D。
3【温度对化学平衡移动的影响】.(24-25高一下·黑龙江哈尔滨·期中)向绝热恒容的密闭容器中,通入一定量的和,在一定条件下发生反应,反应速率随时间变化如图所示。下列说法正确的是
A.反应,是吸热反应
B.在a,b,c,d四点中,d点生成物的浓度最大
C.在四点中,c点混合气体的颜色最浅
D.若,则HI的生成量:ab段大于bc段
【答案】B
【详解】A.在随着反应的进行,反应物浓度在减小但逐渐增大,说明反应 是放热反应,A错误;
B.反应从开始到平衡前,始终向正反应方向进行,不断生成生成物,反应时间越长,生成物积累量越大、浓度越大;四点中点时间最晚,因此生成物浓度最大,B正确;
C.点还未平衡,反应还在正向进行,的浓度继续减小,所以点混合气体的颜色还没达到最浅,C错误;
D.,段平均反应速率小于段平均反应速率(从到逐渐升高),因此相同时间内,的生成量:段大于段,D错误;
故选B。
4.【化学平衡状态的判断方法】(24-25高一下·吉林长春·期中)向2 L恒容密闭容器中通入A、B各10 mol,在一定温度下发生反应:,4 min时达到平衡,生成4 mol D,0~4 min内以A的浓度变化表示的平均反应速率为0.75 mol/(L·min)。下列说法错误的是
A.
B.4 min时C的物质的量为4 mol
C.平衡时B的转化率为20%
D.0~4 min内以D的浓度变化表示的平均反应速率为0.5 mol/(L·min)
【答案】D
【详解】A.0~4min内反应的A的物质的量为,生成D为4mol,物质的量变化量之比等于化学计量数之比,即,解得,A正确;
B.反应中C和D的化学计量数均为2,生成4mol D的同时会生成4mol C,故4min时C的物质的量为4mol,B正确;
C.平衡时消耗B的物质的量为,B的转化率为,C正确;
D.D为固体,固体浓度视为常数,不能用固体的浓度变化表示化学反应速率,D错误;
故答案选D。
5.【化学平衡状态的判断方法】(25-26高一下·安徽阜阳·月考)化学反应中的能量和速率变化对生产、生活有重要意义。
(1)气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量称为键能(kJ·mol-1),一些共价键的键能如下表所示。
共价键
N≡N
H-H
N-H
键能
946
436
391
根据上表数据计算,在工业合成氨的反应中,当生成17 g NH3时___________(填“放出”或“吸收”)的热量为___________kJ。恒温恒容条件下,下列描述能说明该反应达到化学平衡的是___________(填字母)。
A.N2、H2和NH3的物质的量浓度之比为1∶3∶2
B.N2的质量分数保持不变
C.混合气体的压强保持不变
D.v正(N2)=2v逆(NH3)
(2)N2O和CO均是有害气体,可在PtO+表面转化为无害气体,反应原理为N2O(g)+CO(g)=N2(g)+CO2(g)。有关化学反应的能量变化过程如图所示。
反应中每转移1 mol电子,___________(填“吸收”或“放出”)的能量为___________kJ。
(3)某温度下,X、Y、Z三种物质(均为气态)在5 L恒容密闭容器中进行反应,物质的量随时间的变化曲线如图。
①该反应的化学方程式可表示为___________。
②反应起始至5 min内,Y的平均反应速率是___________mol·L-1·min-1,X的转化率为___________(计算结果精确到0.1%)。
③反应开始时与平衡时的压强之比为___________。
【答案】(1) 放出 46 BC
(2) 放出 113
(3) 0.048 33.3%
【详解】(1)合成氨反应为 ,反应焓变 反应物总键能生成物总键能: ,即生成放出热量; 物质的量为,因此放出热量为 。
A.浓度比等于计量数比不能说明浓度保持不变,不能判断平衡;
B.质量分数不变,说明各物质的量不再变化,达到平衡;
C.反应是气体分子数改变的反应,恒温恒容下压强不变说明总物质的量不变,达到平衡;
D.正确速率关系应为 ,关系错误,不能判断平衡;
故选。
(2)反应焓变 ,即N2O发生反应,放出热量; 该反应中从价变为价,从价变为价,N2O反应转移电子,因此转移电子放出热量 。
(3)① 反应物物质的量减少,生成物增加,内,,,,计量数之比等于物质的量变化量之比:,反应为可逆反应,因此方程式为 。
② 平均反应速率 ; 的转化率 。
③ 恒温恒容下,压强之比等于总物质的量之比: 起始总物质的量 ,平衡总物质的量 ,因此。
试卷第1页,共3页
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