2.3 化学反应的快慢和限度（8大题型专项训练）化学鲁科版必修第二册

专题06 化学反应的快慢和限度 题型01 化学反应速率 题型02 化学反应速率的计算 题型03 化学反应快慢的比较方法 题型04 影响化学反应速率的因素 题型05 可逆反应及反应限度 题型06 化学平衡的建立 题型07 化学平衡状态的判断 题型08 影响化学平衡的因素 题型01 化学反应速率 1. 化学反应速率概念：化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量．通常表示为：单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加。（均取正值） 2. 化学反应速率的数学表达式：。 式中v表示反应速率；∆c表示某物质的浓度变化量；∆t表示时间变化量 。 3. 特点： ①对于同一化学反应，用不同物质来表示化学反应速率时数值可能不同，但所表示的都是同一个反应的速率，因此表示化学反应速率时，必须指明用哪种物质表示； ②在同一化学反应中，用不同物质表示的化学反应速率的比值等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。 例如:对于化学反应aA(g)+bB(g)-cC(g)+dD(g) v(A):v(B):v(C):v(D)=a:b:c:d； ③化学反应速率都取正值，由左向右进行的称正反应速率，由右向左进行的称逆反应速率； ④化学反应速率指的是单位时间内的平均反应速率，而不是某一时刻的瞬时速率； ⑤在一定温度下，固体和纯液体物质，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。此时可以用单位时间内物质的量的变化量或质量的变化量等来表示反应速率。 【典例1】在容积固定的2L密闭容器中，进行可逆反应：X（g）+2Y（g）⇌2Z（g），并达到平衡，在此过程中，以Y的浓度改变表示的反应速率v正、v逆与时间t的关系如图所示，则图中阴影部分面积表示（　　） A．X浓度的减少 B．Y物质的量的减少 C．Z浓度的增加 D．Z物质的量的增加 【答案】C 【解析】横坐标为时间，纵坐标为反应速率，二者之积为浓度，Y和Z的反应速率相等，则阴影部分不可能为X的浓度减少， Sabdo表示Y向正反应方向进行时减少的浓度，而Sbod则表示Y向逆反应方向进行时增大的浓度，所以Saob=Sabdo-Sbod，表示Y向正反应方向进行时“净”减少的浓度，而Y的反应速率与Z的反应速率相等，则阴影部分可表示Y的浓度的减小或Z的浓度的增加，故C正确， 故选：C。 【变式1-1】化学反应速率是通过实验测定的，下列化学反应速率的测定中，测定依据不可行的是（　　） 选项 化学反应 测定依据（单位时间内） A CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g） 压强变化 B Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ H2体积 C 4H++4I-+O2=2I2+2H2O c（H+） D Ba（OH）2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaOH 沉淀质量 【答案】C 【详解】A．该反应是体积不变的反应，反应前后压强始终不变，不能用压强变化来测定化学反应速率，故A错误； B．单位时间内生成氢气的体积多少可以表明反应进行快慢，单位时间内氢气的体积变化多，速率快，故B正确； C．该反应过程中氢离子浓度减小，可测定单位时间内氢离子的浓度减少量，减少的越多，反应速率越快，故C正确； D．单位时间内产生的碳酸钡沉淀的质量越高，速率越快，故D正确； 故选：A。 【变式1-2】反应4A（s）+3B（g）═2C（g）+D（s），经2min，B的浓度减少0.6mol/L．对此化学反应速率的正确表示是（　　） A．用A表示的反应速率是0.4 mol/（L•min） B．分别用B、C表示反应的速率，其比值是3：2 C．在2 min末的反应速率，用B表示是0.3 mol/（L•min） D．在这2 min内B和C两物质浓度都逐渐减小 【答案】B 【详解】A．物质A是固体，浓度不变，不能用A表示该反应的反应速率，故A错误； B．不同物质表示的速率之比等于其化学计量数之比，则v（B）：v（C）=3：2，故B正确； C．2min末的反应速率为即时速率，用B表示速率0.3mol/（L∙min），是2min内的平均速率，故C错误； D．C是生成物，在这2 min内C的浓度逐渐增加，故D错误。 故选：B。 【变式1-3】在1L恒容密闭容器中进行反应X（g）+2Y（s）=3Z（g）+2W（g），5min后X减少了0.15mol，则此反应0～5min内的平均速率v为（　　） A．v（X）=0.06mol•L-1•min-1 B．v（Z）=0.09mol•L-1•min-1 C．v（Y）=0.06mol•L-1•min-1 D．v（W）=0.06mol•L-1•s-1 【答案】B 【详解】A．v=，容器体积V=1L，Δt=5min，X的物质的量变化Δn（X）=0.15mol，计算得v(X)==0.03 mol•L-1•min-1，故A错误； B．Z与X的化学计量数之比为3：1，因此v（Z）=3v（X）=3×0.03mol•L-1•min-1=0.09mol•L-1•min-1，故B正确； C．Y为固体，反应中固体浓度视为定值，不能用浓度变化表示平均反应速率，故C错误； D．根据速率之比等于化学计量数之比，W与X的化学计量数之比为2：1，可得v（W）=2v（X）=0.06mol•L-1•min-1，换算为秒单位后为0.001mol•L-1•s-1，故D错误； 故选：B。 题型02 化学反应速率的计算 1．化学反应速率的计算“三段式”法 (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。 例如：化学方程式 mA(g) + nB(g)pC(g) + qD(g)，起始时投入A和B，可列出三段式： 列式时要注意，保证三段式中每个量单位的统一。 0~ts内，表示A的化学反应速率为mol·L-1·s-1，表示B的化学反应速率为mol·L-1·s-1，表示C的化学反应速率为mol·L-1·s-1，表示D的化学反应速率为mol·L-1·s-1。 2．简单的速率图像及应用 【典例2】NH3和纯净的O2在一定条件下发生反应：4NH3（g）+3O2（g）⇌2N2（g）+6H2O（g），现向一容积不变的2L密闭容器中充入4mol NH3和3mol O2，4min后，测得生成的H2O占混合气体体积的40%，则下列表示此段时间内该反应的平均速率不正确的是（　　） A．v（O2）=0.225 mol•L-1•min-1 B．v（H2O）=0.375 mol•L-1•min-1 C．v（N2）=0.125 mol•L-1•min-1 D．v（NH3）=0.250 mol•L-1•min-1 【答案】A 【详解】设反应消耗的NH3为4xmol， 4NH3（g）+3O2（g）⇌2N2（g）+6H2O（g）， 起始（mol） 4 3 0 0 反应量（mol） 4x 3x 2x 6x 平衡量（mol） 4-4x 3-3x 2x 6x 4min后，测得生成的H2O占混合气体体积的40%，则×100%=40%，解得：x=0.5，则反应消耗氨气的物质的量为2mol， 用氨气表示的反应速率为：v（NH3）==0.250mol•L-1•min-1， A．v（O2）=v（NH3）=0.250mol•L-1•min-1×=0.1875mol•L-1•min-1，故A错误； B．v（H2O）=v（NH3）=0.250mol•L-1•min-1×=0.375mol•L-1•min-1，故B正确； C．v（N2）=v（NH3）=0.250mol•L-1•min-1×=0.125mol•L-1•min-1，故C正确； D．v（NH3）=0.250mol•L-1•min-1，故D正确； 故选：A。 【变式2-1】将2molX和2molY充入2L密闭容器中发生如下反应：X（g）+3Y（g）⇌2Z（g）+aQ（g），2min后达到平衡时生成0.8molZ，测得Q的浓度为0.4mol•L-1，下列叙述错误的是（　　） A．a的值为2 B．平衡时X的浓度为0.2mol•L-1 C．Y的转化率为60% D．反应速率v（Y）=0.3mol•（L•min）-1 【答案】B 【详解】2min后达到平衡时生成0.8molZ，测得Q的浓度为0.4mol•L-1，生成Q为0.4mol/L×2L=0.8mol，可知=，解得a=2，则 X（g）+3Y（g）⇌2Z（g）+2Q（g） 开始 2 2 0 0 转化 0.4 1.2 0.8 0.8 平衡 1.6 0.8 0.8 0.8 A．由上述计算可知，a=2，故A正确； B．平衡时X的浓度为=0.8mol•L-1，故B错误； C．Y的转化率为×100%=60%，故C正确； D．反应速率v（Y）==0.3mol•（L•min）-1，故D正确； 故选：B。 【变式2-2】氨气在农业和国防工业上都有很重要的作用，历史上诺贝尔化学奖曾经有3次颁给研究氮气与氢气合成氨的科学家。一定温度下，向一个2L的真空密闭容器中（预先装入催化剂）通入1molN2和3molH2发生反应：N2+3H2⇌2NH3。一段时间后，测得容器内压强是起始时的0.9倍，此时间内，H2的平均反应速率为0.1mol•L-1•min-1，则所经过的时间为（　　） A．2min B．3min C．4min D．5min 【答案】B 【详解】设此时间内转化的氮气为xmol，则 N2+3H2⇌2NH3 开始 1 3 0 转化 x 3x 2x 末态 1-x 3-3x 2x 一段时间后，测得容器内压强是起始时的0.9倍，则=0.9，解得x=0.2，此时间内，H2的平均反应速率为0.1mol•L-1•min-1，则所经过的时间为=3min，只有B正确， 故选：B。 【变式2-3】一定温度下，在2L恒容密闭容器中，A、B、C三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示，下列说法错误的是（ ） A．a点时，正反应速率：v（A）=v（B） B．反应的化学方程式为3A（g）⇌2B（g）+C（g） C．0～5min内，C的平均反应速率为0.02mol•L-1•min-1 D．在该条件下，5min时充入0.5mol He使压强增大，正、逆反应速率都不变 【答案】A 【详解】反应到5min时，存在Δn（A）：Δn（B）：Δn（C）=（0.8-0.2）mol：（0.4-0）mol：（0.2-0）mol=3：2：1，结合图中物质的变化趋势可写出反应的化学方程式为3A（g）⇌2B（g）+C（g）； A．用不同物质表示正反应速率（单位一致）时，速率比等于化学计量数之比，由反应的化学方程式可知，a点时，分别用A和B表示的正反应速率数值不相等，故A错误； B．由分析可知，该反应的化学方程式为：3A（g）⇌2B（g）+C（g），故B正确； C．反应开始到5 min，v(C)===mol/(L·min)=0.02 mol/(L·min)，故C正确； D．温度、体积不变，5min时充入0.5mol He，反应中各物质的浓度不变，正、逆反应速率都不变，故D正确； 故选：A。 题型03 化学反应快慢的比较方法 1．归一法 取同一参照物进行对比，即把用不同物质表示的化学反应速率转化成用同一物质表示的化学反应速率后再比较数值大小，数值大者反应快。 2．比值法 把用不同物质表示的化学反应速率都除以各自的化学计量数，然后比较比值的大小，比值大者反应快。 提醒:如果题中反应速率的单位不一致，一定要先统一单位，再作比较。 【典例3】反应A（g）+2B（g）⇌3C（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．v（A）=0.7mol•L-1•min-1 B．v（B）=0.9mol•L-1•min-1 C．v（C）=0.03mol•L-1•s-1 D．v（D）=0.8mol•L-1•min-1 【答案】A 【详解】都转化为A的反应速率进行计算； A．v（A）=0.7 mol•L-1•min-1，无需转换； B．v（B）=0.9 mol•L-1•min-1，转化为v（A）==0.45 mol•L-1•min-1； C．v（C）=0.03 mol•L-1•s-1，单位转换为0.03mol•L-1•s-1×60=1.8 mol•L-1•min-1，换算为v（A）==0.6 mol•L-1•min-1； D．v（D）=0.8 mol•L-1•min-1，换算为v（A）==0.4 mol•L-1•min-1； 故A的反应速率最快； 故选：A。 【变式3-1】已知反应：4CO+2NO2N2+4CO2在不同条件下的化学反应速率如下。 ①v（CO）=1.5mol•L-1•min-1 ②v（NO2）=0.01mol•L-1•s-1 ③v（N2）=0.4mol•L-1•min-1 ④v（CO2）=1.1mol•L-1•min-1 上述化学反应速率最小的是（　　） A．① B．② C．③ D．④ 【答案】D 【详解】已知反应：4CO+2NO2N2+4CO2在不同条件下的化学反应速率如下。 ①=mol•L-1•min-1 =0.375mol•L-1•min-1； ②=mol•L-1•s-1 =0.005mol•L-1•s-1 =0.3mol•L-1•min-1； ③=0.4mol•L-1•min-1； ④=mol•L-1•min-1 =0.275mol•L-1•min-1； 单位相同的条件下，反应速率与其计量数的比值越大，其反应速率越快，则反应速率快慢顺序是③①②④， 故选：D。 【变式3-2】反应A（g）+3B（g）⇌2C（g）+2D（g）在四种不同情况下的反应速率分别为： ①v（A）=19.0mol•L-1•min-1； ②v（B）=0.9mol•L-1•s-1； ③v（C）=36.0mol•L-1•min-1； ④v（D）=0.4mol•L-1•s-1。 该反应进行的快慢顺序为（　　） A．①＞③＞②＞④ B．①＞②=③＞④ C．③＞①＞②＞④ D．④＞②=③＞① 【答案】B 【详解】都转化为A的反应速率； ①v（A）=19.0mol•L-1•min-1=0.317mol•L-1•s-1； ②v（B）=0.9mol•L-1•s-1；则v（A）=×0.9mol•L-1•s-1=0.3mol•L-1•s-1； ③v（C）=36.0mol•L-1•min-1；则v（A）=0.3mol•L-1•s-1； ④v（D）=0.4mol•L-1•s-1，则v（A）=0.2mol•L-1•s-1； 显然该反应进行的快慢顺序为①＞②=③＞④，故B正确； 故选：B。 【变式3-3】以下为2A（g）+2B（g）=C（g）+3D（g）在四种不同情况下的反应速率快慢顺序为（　　） ①v（A）=0.45mol•L-1•min-1 ②v（B）=0.6mol•L-1•s-1 ③v（C）=0.4mol•L-1•s-1 ④v（D）=0.5mol•L-1•s-1 A．②＞④＞①＞③ B．③＞④＞②＞① C．④＞③＞②＞① D．③＞②＞④＞① 【答案】D 【详解】A．==mol/（L•min）=0.225mol/（L•min）； B．=mol/（L•s）=18mol/（L•min）； C．=mol/（L•s）=24mol/（L•min）； D．=mol/（L•s）=10mol/（L•min）， 故反应速率③＞②＞④＞①， 故选：D。 题型04 影响化学反应速率的因素 1．化学反应速率的决定性因素：反应物本身的性质； 2．化学反应速率的影响因素： ①内因：反应物本身的性质； ②外因： 外因 影响 浓度 增大反应物浓度，化学反应速率增大；减小反应物浓度，化学反应速率减小 压强 多数情况下，增大体系压强，化学反应速率增大；减小体系压强，化学反应速率减小 温度 升高体系温度，化学反应速率增大；降低体系温度，化学反应速率减小 催化剂 正催化剂使化学反应速率增大；负催化剂使化学反应速率减小 其他 光辐照、超声波、放射线辐照、电弧、强磁场等都会影响化学反应速率 【典例4】足量块状铁与100mL0.01mol/L的稀硫酸反应，反应速率太慢。为了加快此反应速率而不改变生成H2的量，可以使用如下方法中的（　　） ①滴入几滴硫酸铜溶液 ②加NaOH固体 ③将稀硫酸改用98%的浓硫酸 ④将块状铁改为铁粉 ⑤加入NaNO3固体 ⑥升高温度 A．③④⑥ B．①④⑥ C．②③⑤ D．①⑤⑥ 【答案】B 【详解】①铁与硫酸铜反应置换出铜单质，形成铁铜原电池，加快反应速率，而不改变生成H2的量，故①正确； ②加NaOH固体，硫酸浓度降低，反应速率减小，故②错误； ③将稀硫酸改用98%的浓硫酸，与铁反应不发生氢气，且常温下钝化，故③错误； ④将块状铁改为铁粉，固体表面积增大，反应速率增大，而不改变生成H2的量，故④正确； ⑤加NaNO3固体，不影响反应速率，故⑤错误； ⑥升高温度，反应速率增大，而不改变生成H2的量，故⑥正确。 故选：B。 【变式4-1】实验室常利用Na2S2O3与稀硫酸的反应探究影响化学反应速率的因素，反应原理为Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O。实验方案设计如表。 实验序号 1 2 3 反应温度 20℃ 40℃ 20℃ Na2S2O3溶液 V/mL 10.0 10.0 4.0 c/（mol•L-1） 0.10 0.10 0.10 稀硫酸 V/mL 10.0 10.0 V1 c/（mol•L-1） 0.10 0.10 0.10 H2O V/mL 0 0 V2 下列说法错误的是（　　） A．Na2S2O3在酸性环境中不能稳定存在 B．实验1和实验2可探究温度对反应速率的影响 C．可以通过比较刺激性气味气体的浓度，判断反应初始阶段的快慢 D．若用实验1和实验3探究Na2S2O3浓度对反应速率的影响，则V1=10.0、V2=6.0 【答案】C 【详解】A．由该实验的反应原理可知，Na2S2O3在酸性环境中不能稳定存在，故A正确； B．实验1和实验2只有温度不同，可探究温度对反应速率的影响，故B正确； C．SO2有毒，其溶解度比较大，初始阶段SO2不会溢出，应通过溶液变浑浊的速度比较反应速率快慢，故C错误； D．若用实验1和实验3探究Na2S2O3浓度对反应速率的影响，为保证硫酸浓度相同，Na2S2O3浓度不同，根据控制变量法，可知V1=10.0、V2=6.0，故D正确； 故选：C。 【变式4-2】将Mg条打磨后，插入稀硫酸溶液中，H2的产生速率随时间的变化如图所示；下列说法正确的是（　　） A．t1~t2速率变化的主要原因是该反应放热，使溶液温度升高 B．t2~ t3速率变化的主要原因是溶液温度降低 C．若将镁条换成等质量的镁粉，反应速率不变 D．若将稀硫酸换成18.4mol/L的浓硫酸，产生氢气的速率加快 【答案】A 【详解】 A. Mg与稀硫酸反应为放热反应，t1~t2段反应速率增大，主要是因为反应放热使溶液温度升高，温度对速率的促进作用大于H+浓度减小的抑制作用，A正确； B. t2~ t3段速率下降，主要原因是随着反应进行，H+浓度显著减小，反应速率降低，浓度对速率的影响大于温度升高的影响，而非溶液温度降低，B错误； C.镁粉比镁条的表面积大，接触面积增大，反应速率会加快，C错误； D. 18.4mol/L的浓硫酸具有强氧化性，与Mg反应生成SO2而非H2，且常温下可能发生钝化，不会产生氢气，D错误； 故选：A。 【变式4-3】为探究过氧化氢分解反应快慢的影响因素，某学习小组设计了下列实验（　　） A．对比实验①和②，可研究常温下，MnO2对反应快慢的影响 B．对比实验①和③，可研究常温和50℃对反应快慢的影响是否相同 C．对比实验②和③，可研究MnO2和50℃的温度对反应快慢的影响是否相同 D．综合实验①、②和③可知，5%过氧化氢溶液最适合用于实验室制取氧气 【答案】D 【详解】A、对比实验①和②，双氧水的体积及溶质质量分数相同，区别是否放入二氧化锰，因此可探究常温下，MnO2对反应快慢的影响； B、对比实验①和③，双氧水的体积及溶质质量分数相同，区别是反应时的温度不同，故可研究常温和50℃对反应快慢的影响； C、对比实验②和③，双氧水体积溶质质量分数相同，但反应的条件不同，②放入了二氧化锰③升高里温度，所以可研究MnO2和50℃的温度对反应快慢的影响； D、对比实验①②和③，整个过程双氧水的溶质质量分数均未改变，因此无法知道溶质质量分数是多少时最适合制取氧气，故说法错误； 故选：D。 题型05 可逆反应及反应限度 1．可逆反应：在同一条件下，同时向正、反两个方向进行的化学反应称为可逆反应。 2．可逆反应的特点： 3．化学反应的限度： (1)当一个可逆反应进行到正反应速率与逆反应速率相等时，反应物和生成物的浓度不再改变，达到表面上静止的一种“平衡状态”，这就是这个反应所能达到的限度； (2)任何化学反应的进程都有一定的限度，只是不同反应的限度不同罢了； (3)化学平衡是动态平衡，所以化学反应的限度可以通过改变条件而改变。 【典例5】在5mL0.1mol/LKI溶液中滴加0.1mol/LFeCl3溶液5～6滴后，再进行下列实验，其中可证明反应2Fe3++2I-⇌2Fe2++I2是可逆反应的实验是（　　） A．再滴加AgNO3溶液，观察是否有AgI沉淀产生 B．加入CCl4振荡后，观察下层液体颜色 C．加入CCl4振荡后，观察下层液体颜色，再取上层清液，滴加AgNO3溶液，观察是否有AgI沉淀产生 D．加入CCl4振荡后，观察下层液体颜色，再取上层清液，滴加KSCN溶液，观察是否有血红色 【答案】D 【详解】A．碘化钾本身过量，无论反应是否可逆，溶液中都存在大量I-，滴加硝酸银溶液均会产生AgI沉淀，无法证明反应可逆，故A错误； B．只要反应发生就会生成I2，加入CCl4振荡后下层均会显紫红色，无法证明反应是可逆反应，故B错误； C．碘化钾过量，无论反应是否可逆，上层清液中均存在碘离子，滴加硝酸银溶液均会产生AgI沉淀，无法证明反应可逆，故C错误； D．加入CCl4后下层显紫红色说明反应发生生成了I2，再取上层清液滴加KSCN溶液，若出现血红色，说明存在Fe3+，由于KI过量，仍然存在Fe3+未反应完全，可证明反应是可逆反应，故D正确； 故选：D。 【变式5-1】对于反应H2+I2⇌2HI，下列有关说法错误的是（　　） A．该反应同时向生成HI和生成H2的方向进行 B．该反应的H2与HI不可能同时存在同一个反应体系中 C．该反应中生成HI的反应与生成H2的反应的条件相同 D．该反应中H2不可能全部转化为HI 【答案】B 【详解】A．该反应为可逆反应，则可同时向生成HI和生成H2的方向进行，故A正确； B．该反应为可逆反应，该反应的H2与HI能同时存在同一个反应体系中，故B错误； C．该反应为可逆反应，该反应中生成HI的反应与生成H2的反应的条件相同，故C正确； D．可逆反应存在限度，反应不能进行到底，可逆反应无论进行多长时间，反应物都不可能100%地全部转化为生成物，则该反应中H2不可能全部转化为HI，故D正确； 故选：B。 【变式5-2】一定条件下的密闭容器中，发生可逆反应N2(g)+3H2(g) ⇌2NH3(g)，下列情况不能说明该反应进行到最大限度的是（　　） A．NH3的质量恒定 B．H2的质量分数保持不变 C．正反应和逆反应的速率相等 D．n(N2):n(H2)=1:3 【答案】D 【详解】A. NH3的质量恒定，不再发生变化，可以说明反应达到平衡，即反应最大限度，A不符合题意； B. H2的质量分数保持不变，可以说明反应达到平衡，即反应最大限度，B不符合题意； C. 正反应和逆反应的速率相等说明反应达到平衡，即反应最大限度，C不符合题意； D. 若初始投料时N2与H2的物质的量比为1:3，反应过程中该比例始终不变(因消耗比为1:3)，无法作为平衡的判断依据，D符合题意； 故选：D。 【变式5-3】取3mL0.1mol•L-1KI溶液于试管中，向其中加入10滴0.1mol•L-1FeCl3溶液，振荡，用胶头滴管取适量反应后的溶液于点滴板上并编号甲、乙、丙、丁，分别滴入1～2滴如图所示溶液。下列可证明化学反应2Fe3++2I-⇌2Fe2++I2存在限度的现象是（　　） A．甲中溶液变蓝 B．乙中溶液变红 C．丙中出现深蓝色浑浊 D．丁中出现黄色浑浊 【答案】B 【详解】A．甲中溶液变蓝，证明存在I2，无法证明该反应存在限度，故A错误； B．乙中溶液变红，说明发生反应3SCN-+Fe3+=Fe（SCN）3，可证明溶液中存在FeCl3，说明该反应存在限度，故B正确； C．丙中出现深蓝色浑浊，说明溶液中存在Fe2+，无法说明该反应存在限度，故C错误； D．丁中出现黄色浑浊，说明生成了AgI，无法说明该反应存在限度，故D错误； 故选：B。 题型06 化学平衡的建立 1．化学平衡状态： 化学平衡状态指的是在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。 如图所示（以起始生成物浓度为0为例）： 理解化学平衡状态应注意以下三点： ①前提：“一定条件下的可逆反应”，“一定条件”通常是指一定的温度和压强。 ②实质：v正=v逆≠0。 ③标志：“反应混合物中各组分的浓度保持不变”。浓度没有变化，并不是各种物质的浓度相同。对于一种物质来说，由于单位时间内的生成量与消耗量相等，就表现出物质的多少不再随时间的改变而改变。 2．化学平衡状态的标志： ①逆：可逆反应； ②等：v正=v逆 ③动：动态平衡； ④定：反应混合物中各组分的浓度保持一定，各组分的百分含量保持不变； ⑤变：外界条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。 【典例6】在一定温度的定容密闭容器中，反应A2（g）+B2（g）⇌2AB（g）达到平衡的标志是（　　） A．单位时间内生成nmol A2，同时生成nmol AB B．容器内的总压强不随时间而变化 C．单位时间内生成2nmolAB的同时，生成nmol的B2 D．A2、B2、AB的分子数之比为1：1：2时 【答案】C 【详解】A、根据方程式中的化学计量数可知，反应达到平衡状态时，单位时间内生成nmol A2(逆反应)的同时生成2nmol AB(正反应)；选项中两物质的物质的量与计量数不成正比，反应未达到平衡状态，A不符合题意； B、该反应前后气体系数和相等，总物质的量不变，压强始终不随时间变化，不能作为判断平衡的标志，B不符合题意； C、单位时间内生成2nmol AB(正反应)的同时生成nmol B2(逆反应)，说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，C符合题意； D、A2、B2、AB的速率之比为1:1:2仅反映反应化学计量比，不表示正逆反应速率相等，不能作为判断平衡的标志，D不符合题意； 故选：C。 【变式6-1】可逆反应2NO2（红棕色）⇌2NO（无色）+O2在恒容密闭容器中反应，可以作为达到平衡状态的标志是（　　） ①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2 ②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO ③混合气体的颜色不再改变 ④混合气体的密度不再改变的状态 ⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态． A．①③④ B．①③⑤ C．②④⑤ D．①②③④⑤ 【答案】B 【详解】①单位时间内生成n mol O2，同时生成2n molNO2，说明反应v正=v逆，达到平衡状态，故①正确； ②无论反应是否达到平衡状态，反应速率之比等于化学计量数之比，不能说明达到平衡状态，故②错误； ③混合气体的颜色不再改变，说明NO2气体的浓度不变，达到平衡状态，故③正确； ④无论反应是否达到平衡状态，混合气体的质量不变，容器的体积不变，所以混合气体的密度不变，不能说明达到平衡状态，故④错误； ⑤混合气体的平均相对分子质量=，混合气体质量不变，反应前后气体的物质的量不同，所以平均相对分子质量不变，说明各组分浓度不变，反应达到平衡状态，故⑤正确； 故选：B。 【变式6-2】下列关于化学平衡状态的说法中不正确的是（　　） A．化学平衡是所有反应都存在的一种状态 B．达到平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等 C．达到平衡时，反应物和生成物的浓度不再发生变化 D．化学反应的限度可以通过改变条件来改变 【答案】A 【详解】A.化学平衡针对可逆反应，而不是所有反应，故A错误； B.平衡时同种物质的正逆反应速率相等，则达到平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等，故B正确； C.平衡时各物质的浓度不变，则达到平衡时，反应物和生成物的浓度不再发生变化，故C正确； D.化学平衡为动态平衡，改变条件可使平衡发生移动，则化学反应的限度可以通过改变条件来改变，故D正确； 故选：A。 【变式6-3】在一定温度下的某密闭容器中，不能说明可逆反应H2（g）+I2（g）⇌2HI（g）已经达到平衡状态的标志是（　　） A．HI的生成速率与HI的分解速率相等 B．HI的生成速率与H2的生成速率之比是2：1 C．单位时间内，一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂 D．单位时间内，2mol HI反应的同时生成1mol I2 【答案】D 【详解】A．HI的生成速率与HI的分解速率相等，说明正逆反应速率相等，故A错误； B．HI的生成速率与H2的生成速率之比是2：1，说明正逆反应速率相等，故B错误； C．单位时间内，一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂，说明正逆反应速率相等，故C错误； D．单位时间内，2mol HI反应的同时生成1mol I2，都表示逆反应速率相等，故不能判断反应达到平衡状态，故D正确； 故选：D。 题型07 化学平衡状态的判断 1．可逆反应达到平衡状态的标志： 项目 aA（g）+bB（g）cC（g）+dD（g） 状态 正、逆反应速率的关系 在单位时间内消耗了amolA，同时生成了amolA，即v正=v逆 平衡 在单位时间内消耗了bmolB，同时生成了cmolC 不一定平衡 vA：vB：vC：vD=a：b：c：d 不一定平衡 在单位时间内生成了bmolB，同时生成了dmolD 平衡 混合物中各组分的含量 各物质的“量”（物质的量或质量）或各物质的“量”分数（物质的量分数或质量分数）一定 平衡 各气体的体积或体积分数一定 平衡 压强 a+b=c+d时，总压强一定（其他条件一定） 不一定平衡 a+b≠c+d时，总压强一定（其他条件一定） 平衡 温度 任何化学反应都伴随着能量变化，在其他条件不变的情况下，体系温度一定 平衡 密度 密度不变 不一定平衡 【典例7】工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，其反应为N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）∆H=-92.4kJ•mol-1，向一恒容密闭容器中充入1molN2和3molH2，在一定条件下发生反应并达到平衡，下列说法正确的是（　　） A．平衡时，NH3的物质的量为2mol B．平衡时，正反应速率和逆反应速率都为零 C．若单位时间内消耗amolN2，则同时生成2amolNH3 D．容器内混合气体的密度不再变化时，说明该反应达到平衡状态 【答案】C 【详解】A.可逆反应不能进行完全，达到平衡时，反应物的转化率应小于100%，则平衡时NH3的物质的量小于2mol，故A错误； B.平衡时，正、逆反应仍在进行，正、逆反应速率相等但不为0，故B错误； C.同一反应中，化学反应速率与化学计量数成正比，若单位时间内消耗amolN2，则同时生成2amolNH3，故C正确； D.混合气体质量不变，容器体积不变，混合气体的密度始终不变，所以混合气体的密度不变不能作为平衡状态建立的标志，故D错误； 故选：C。 【变式7-1】已知Cl2可与NO作用：2NO(g)+Cl2(g) ⇌2NOCl(g)，若该反应在一定温度下的恒容密闭容器中进行，以下情况能说明反应达到平衡状态的是（　　） A．单位时间内消耗a molCl2的同时，生成2amolNOCl B．NO的体积分数保持不变 C．混合气体的密度保持不变 D．NO、Cl2和NOCl的浓度之比为2:1:2 【答案】B 【详解】A．单位时间内消耗Cl2和生成NOCl都代表正反应方向的速率，二者计量数比为1:2，任意反应时刻都满足该比例，正逆反应速率不一定相等，不能说明反应达到平衡状态，A错误； B．NO的体积分数是随反应进行变化的量，当其保持不变时，说明各组分含量不再改变，反应达到平衡状态，B正确； C．恒容容器中气体总体积不变，反应前后所有物质均为气体，根据质量守恒混合气体总质量也不变，因此混合气体密度为定值，密度不变不能说明反应达到平衡状态，C错误； D．三者浓度比等于化学计量数比仅为某一时刻的特殊情况，与初始投料、转化率有关，不代表浓度不再变化，不能说明反应达到平衡状态，D错误； 故选：B。 【变式7-2】一定条件下，将3molA气体和1mo1B气体混合于国定容积为2L的密闭容器中，发生反应:3A(g)+B(g) ⇌C(g)+2D(g)。2min未该反应达到平衡，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，v正＜v逆 D．开始到平衡，用A表示的化学反应速率为0.3mol·L-1·min-1 【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n(A):n(B)=3:1，反应中A、B按照计量数3:1消耗，因此任意时刻剩余n(A):n(B)恒为3:1，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v正>v逆，C错误； D、平衡时生成n(D)=0.8mol，根据反应计量数，消耗A的物质的量∆n(A)=×0.8mol=1.2mol，容器体积为2L，反应时间为2min，因此v(A)===0.3mol·L-1·min-1，D正确。 故选：D。 【变式7-3】在恒温恒容的密闭容器中，可逆反应：4A（g）+5B（g）⇌3C（s）+6D（g） ΔH＜0，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．A的物质的量浓度不再改变 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．C（s）为固态，该反应中混合气体的密度为变量，当气体密度不再发生变化时，表明达到平衡状态，能作为达到化学平衡状态的标志，故A错误； B．A的物质的量浓度不再改变，表明正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，能作为达到化学平衡状态的标志，故B错误， C．该反应为气体物质的量缩小的反应，在恒温恒容的密闭容器中容器内总压强为变量，当容器内总压强不再改变时，表明达到平衡状态，能作为达到化学平衡状态的标志，故C错误； D．各组分的物质的量之比与初始物质的量、转化率有关，A、B、C、D四种物质的物质的量之比为4：5：3：6时不一定达到平衡状态，不能作为达到化学平衡状态的标志，故D正确； 故选：D。 题型08 影响化学平衡的因素 1．反应条件对化学平衡的影响 条件变化 对反应速率的影响 平衡移动方向 说明 v正 v逆 结果 压强 增大压强 增大 增大 v缩＞v增 向气体体积缩小的反应方向移动 对反应前后气体体积相等的反应，改变压强不会使平衡移动 减小压强 减小 减小 v缩＜v增 向气体体积增大的反应方向移动 温度 升高温度 增大 增大 v吸＞v放 向吸热反应方向移动 吸热反应增大的倍数大 降低温度 减小 减小 v吸＜v放 向放热反应方向移动 吸热反应减小的倍数大 催化剂 正催化剂 增大 增大 v正=v逆 不移动 可缩短达到平衡所需时间 负催化剂 减小 减小 v正=v逆 不移动 可延长达到平衡所需时间 浓度 增大反应物浓度 增大 增大 v正＞v逆 向正反应方向移动 改变反应物浓度中的反应物不包括固体，即固体质量的增加或减少不影响化学反应速率，也不影响化学平衡 减小生成物浓度 减小 减小 v正＞v逆 向正反应方向移动 增大生成物浓度 增大 增大 v正＜v逆 向逆反应方向移动 减小反应物浓度 减小 减小 v正＜v逆 向逆反应方向移动 【典例8】已知反应；2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g），某温度下，在带有活塞的密闭容器中充入一定量的SO3，充分反应后达到平衡。下列说法正确的是（　　） A．保持体积、温度不变，充入氮气后，正反应速率和逆反应速率都将增大 B．保持体积、温度不变，充入氦气后，平衡正向移动 C．保持压强、温度不变，充入氮气后，正反应速率和逆反应速率不变 D．保持压强、温度不变，充入氮气后，平衡逆向移动 【答案】D 【详解】A．保持体积、温度不变，充入氮气后，反应物和生成物浓度均不变化，正反应速率和逆反应速率都不变，故A错误； B．持体积、温度不变，充入氮气后，反应物和生成物浓度均不变化，正反应速率和逆反应速率都不变，平衡不移动，故B错误； C．保持压强、温度不变，充入氮气后，容器体积增大，反应物和生成物浓度均减小，正反应速率和逆反应速率均减小，故C错误； D．保持压强、温度不变，充入氮气后，容器体积增大，相当于对原平衡减压，减压平衡逆向移动，故D正确； 故选：D。 【变式8-1】将CO2转化为有机燃料是实现“碳达峰”与“碳中和”目标、使碳资源持续利用的有效途径。CO2催化加氢合成CH3OH的反应为：CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）下列不能提高该反应速率的措施是（　　） A．保持温度和体积不变，向容器中充入CO2 B．保持温度和压强不变，向容器中充入N2 C．保持温度不变，压缩容器体积 D．保持容器体积不变，升高温度 【答案】B 【详解】A．增大反应物浓度可加快化学反应速率，因此保持温度和体积不变，向容器中充入CO2可加快化学反应速率，故A错误； B．保持温度和压强不变，向容器中充入N2，各物质的浓度减小，反应速率降低，故B正确； C．保持温度不变，压缩容器体积，增大压强，化学反应速率加快，故C错误； D．保持容器体积不变，升高温度可加快化学反应速率，故D错误； 故选：B。 【变式8-2】下列说法正确的是（　　） A．H2（g）+I2（g）⇌2HI（g），其他条件不变，缩小反应容器体积，正、逆反应速率不变 B．C（s）+H2O（g）⇌CO（g）+H2（g），碳的质量不再改变说明反应已达平衡 C．若压强不再变化能说明反应2A（？）+B（g）⇌2C（？）已达平衡，则A、C不能同时是气体 D．N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g），若增大N2的浓度，正反应速率增大，逆反应速率减小 【答案】B 【详解】A．缩小反应容器体积，压强增大，则正逆反应速率均增大，故A错误； B．碳的质量不再改变，符合平衡特征“定”，说明达到平衡状态，故B正确； C．恒温恒容容器内，压强不再随时间变化能说明达到平衡，则为气体体积不等的反应，A、C均为气体时满足条件，故C错误； D．增大反应物N2的浓度，正反应速率瞬间增大，逆反应速率随之也增大，故D错误； 故选：B。 【变式8-3】合成氨工业中可采用水煤气法作为氢气的来源，其中一步的反应为CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）；ΔH=-43kJ/mol，欲提高CO的转化率，所采取的下列方法比较适宜的组合是（　　） ①降低温度 ②增大压强 ③使用催化剂 ④增大CO的浓度 ⑤增大H2O（g）的浓度 A．①② B．②④⑤ C．①⑤ D．①③⑤ 【答案】C 【详解】①反应正向放热，降低温度，平衡正向移动，CO的转化率提高，故①正确； ②反应前后气体分子数不变，增大压强，平衡不移动，CO的转化率不变，故②错误； ③使用催化剂，反应速率加快，平衡不移动，CO的转化率不变，故③错误； ④增大CO的浓度，平衡正向移动，H2O（g）的转化率增大，但CO的转化率减小，故④错误； ⑤增大H2O（g）的浓度，平衡正向移动，CO的转化率提高，故⑤正确； 故选：C。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题06 化学反应的快慢和限度 题型01 化学反应速率 题型02 化学反应速率的计算 题型03 化学反应快慢的比较方法 题型04 影响化学反应速率的因素 题型05 可逆反应及反应限度 题型06 化学平衡的建立 题型07 化学平衡状态的判断 题型08 影响化学平衡的因素 题型01 化学反应速率 1. 化学反应速率概念：化学反应速率是用来衡量化学反应进行 的物理量．通常表示为： 。（均取正值） 2. 化学反应速率的数学表达式：。 式中v表示反应速率；∆c表示某物质的浓度变化量；∆t表示时间变化量 。 3. 特点： ①对于同一化学反应，用不同物质来表示化学反应速率时数值可能不同，但所表示的都是同一个反应的速率，因此表示化学反应速率时，必须指明用哪种物质表示； ②在同一化学反应中，用不同物质表示的化学反应速率的比值等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。 例如:对于化学反应aA(g)+bB(g)-cC(g)+dD(g) v(A):v(B):v(C):v(D)=a:b:c:d； ③化学反应速率都取正值，由左向右进行的称正反应速率，由右向左进行的称逆反应速率； ④化学反应速率指的是单位时间内的平均反应速率，而不是某一时刻的瞬时速率； ⑤在一定温度下，固体和纯液体物质，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。此时可以用单位时间内物质的量的变化量或质量的变化量等来表示反应速率。 【典例1】在容积固定的2L密闭容器中，进行可逆反应：X（g）+2Y（g）⇌2Z（g），并达到平衡，在此过程中，以Y的浓度改变表示的反应速率v正、v逆与时间t的关系如图所示，则图中阴影部分面积表示（　　） A．X浓度的减少 B．Y物质的量的减少 C．Z浓度的增加 D．Z物质的量的增加 【变式1-1】化学反应速率是通过实验测定的，下列化学反应速率的测定中，测定依据不可行的是（　　） 选项 化学反应 测定依据（单位时间内） A CO（g）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g） 压强变化 B Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ H2体积 C 4H++4I-+O2=2I2+2H2O c（H+） D Ba（OH）2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaOH 沉淀质量 【变式1-2】反应4A（s）+3B（g）═2C（g）+D（s），经2min，B的浓度减少0.6mol/L．对此化学反应速率的正确表示是（　　） A．用A表示的反应速率是0.4 mol/（L•min） B．分别用B、C表示反应的速率，其比值是3：2 C．在2 min末的反应速率，用B表示是0.3 mol/（L•min） D．在这2 min内B和C两物质浓度都逐渐减小 【变式1-3】在1L恒容密闭容器中进行反应X（g）+2Y（s）=3Z（g）+2W（g），5min后X减少了0.15mol，则此反应0～5min内的平均速率v为（　　） A．v（X）=0.06mol•L-1•min-1 B．v（Z）=0.09mol•L-1•min-1 C．v（Y）=0.06mol•L-1•min-1 D．v（W）=0.06mol•L-1•s-1 题型02 化学反应速率的计算 1．化学反应速率的计算“三段式”法 (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。 例如：化学方程式 mA(g) + nB(g)pC(g) + qD(g)，起始时投入A和B，可列出三段式： 列式时要注意，保证三段式中每个量单位的统一。 0~ts内，表示A的化学反应速率为mol·L-1·s-1，表示B的化学反应速率为mol·L-1·s-1，表示C的化学反应速率为mol·L-1·s-1，表示D的化学反应速率为mol·L-1·s-1。 2．简单的速率图像及应用 【典例2】NH3和纯净的O2在一定条件下发生反应：4NH3（g）+3O2（g）⇌2N2（g）+6H2O（g），现向一容积不变的2L密闭容器中充入4mol NH3和3mol O2，4min后，测得生成的H2O占混合气体体积的40%，则下列表示此段时间内该反应的平均速率不正确的是（　　） A．v（O2）=0.225 mol•L-1•min-1 B．v（H2O）=0.375 mol•L-1•min-1 C．v（N2）=0.125 mol•L-1•min-1 D．v（NH3）=0.250 mol•L-1•min-1 【变式2-1】将2molX和2molY充入2L密闭容器中发生如下反应：X（g）+3Y（g）⇌2Z（g）+aQ（g），2min后达到平衡时生成0.8molZ，测得Q的浓度为0.4mol•L-1，下列叙述错误的是（　　） A．a的值为2 B．平衡时X的浓度为0.2mol•L-1 C．Y的转化率为60% D．反应速率v（Y）=0.3mol•（L•min）-1 【变式2-2】氨气在农业和国防工业上都有很重要的作用，历史上诺贝尔化学奖曾经有3次颁给研究氮气与氢气合成氨的科学家。一定温度下，向一个2L的真空密闭容器中（预先装入催化剂）通入1molN2和3molH2发生反应：N2+3H2⇌2NH3。一段时间后，测得容器内压强是起始时的0.9倍，此时间内，H2的平均反应速率为0.1mol•L-1•min-1，则所经过的时间为（　　） A．2min B．3min C．4min D．5min 【变式2-3】一定温度下，在2L恒容密闭容器中，A、B、C三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示，下列说法错误的是（ ） A．a点时，正反应速率：v（A）=v（B） B．反应的化学方程式为3A（g）⇌2B（g）+C（g） C．0～5min内，C的平均反应速率为0.02mol•L-1•min-1 D．在该条件下，5min时充入0.5mol He使压强增大，正、逆反应速率都不变 题型03 化学反应快慢的比较方法 1．归一法 取同一参照物进行对比，即把用不同物质表示的化学反应速率转化成用同一物质表示的化学反应速率后再比较数值大小，数值大者反应快。 2．比值法 把用不同物质表示的化学反应速率都除以各自的化学计量数，然后比较比值的大小，比值大者反应快。 提醒:如果题中反应速率的单位不一致，一定要先统一单位，再作比较。 【典例3】反应A（g）+2B（g）⇌3C（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．v（A）=0.7mol•L-1•min-1 B．v（B）=0.9mol•L-1•min-1 C．v（C）=0.03mol•L-1•s-1 D．v（D）=0.8mol•L-1•min-1 【变式3-1】已知反应：4CO+2NO2N2+4CO2在不同条件下的化学反应速率如下。 ①v（CO）=1.5mol•L-1•min-1 ②v（NO2）=0.01mol•L-1•s-1 ③v（N2）=0.4mol•L-1•min-1 ④v（CO2）=1.1mol•L-1•min-1 上述化学反应速率最小的是（　　） A．① B．② C．③ D．④ 【变式3-2】反应A（g）+3B（g）⇌2C（g）+2D（g）在四种不同情况下的反应速率分别为： ①v（A）=19.0mol•L-1•min-1； ②v（B）=0.9mol•L-1•s-1； ③v（C）=36.0mol•L-1•min-1； ④v（D）=0.4mol•L-1•s-1。 该反应进行的快慢顺序为（　　） A．①＞③＞②＞④ B．①＞②=③＞④ C．③＞①＞②＞④ D．④＞②=③＞① 【变式3-3】以下为2A（g）+2B（g）=C（g）+3D（g）在四种不同情况下的反应速率快慢顺序为（　　） ①v（A）=0.45mol•L-1•min-1 ②v（B）=0.6mol•L-1•s-1 ③v（C）=0.4mol•L-1•s-1 ④v（D）=0.5mol•L-1•s-1 A．②＞④＞①＞③ B．③＞④＞②＞① C．④＞③＞②＞① D．③＞②＞④＞① 题型04 影响化学反应速率的因素 1．化学反应速率的决定性因素：反应物本身的性质； 2．化学反应速率的影响因素： ①内因：反应物本身的性质； ②外因： 外因 影响 浓度 增大反应物浓度，化学反应速率增大；减小反应物浓度，化学反应速率减小 压强 多数情况下，增大体系压强，化学反应速率增大；减小体系压强，化学反应速率减小 温度 升高体系温度，化学反应速率增大；降低体系温度，化学反应速率减小 催化剂 正催化剂使化学反应速率增大；负催化剂使化学反应速率减小 其他 光辐照、超声波、放射线辐照、电弧、强磁场等都会影响化学反应速率 【典例4】足量块状铁与100mL0.01mol/L的稀硫酸反应，反应速率太慢。为了加快此反应速率而不改变生成H2的量，可以使用如下方法中的（　　） ①滴入几滴硫酸铜溶液 ②加NaOH固体 ③将稀硫酸改用98%的浓硫酸 ④将块状铁改为铁粉 ⑤加入NaNO3固体 ⑥升高温度 A．③④⑥ B．①④⑥ C．②③⑤ D．①⑤⑥ 【变式4-1】实验室常利用Na2S2O3与稀硫酸的反应探究影响化学反应速率的因素，反应原理为Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O。实验方案设计如表。 实验序号 1 2 3 反应温度 20℃ 40℃ 20℃ Na2S2O3溶液 V/mL 10.0 10.0 4.0 c/（mol•L-1） 0.10 0.10 0.10 稀硫酸 V/mL 10.0 10.0 V1 c/（mol•L-1） 0.10 0.10 0.10 H2O V/mL 0 0 V2 下列说法错误的是（　　） A．Na2S2O3在酸性环境中不能稳定存在 B．实验1和实验2可探究温度对反应速率的影响 C．可以通过比较刺激性气味气体的浓度，判断反应初始阶段的快慢 D．若用实验1和实验3探究Na2S2O3浓度对反应速率的影响，则V1=10.0、V2=6.0 【变式4-2】将Mg条打磨后，插入稀硫酸溶液中，H2的产生速率随时间的变化如图所示；下列说法正确的是（　　） A．t1~t2速率变化的主要原因是该反应放热，使溶液温度升高 B．t2~ t3速率变化的主要原因是溶液温度降低 C．若将镁条换成等质量的镁粉，反应速率不变 D．若将稀硫酸换成18.4mol/L的浓硫酸，产生氢气的速率加快 A. Mg与稀硫酸反应为放热反应，t1~t2段反应速率增大，主要是因为反应放热使溶液温度升高，温度对速率的促进作用大于H+浓度减小的抑制作用，A正确； B. t2~ t3段速率下降，主要原因是随着反应进行，H+浓度显著减小，反应速率降低，浓度对速率的影响大于温度升高的影响，而非溶液温度降低，B错误； D. 18.4mol/L的浓硫酸具有强氧化性，与Mg反应生成SO2而非H2，且常温下可能发生钝化，不会产生氢气，D错误； 【变式4-3】为探究过氧化氢分解反应快慢的影响因素，某学习小组设计了下列实验（　　） A．对比实验①和②，可研究常温下，MnO2对反应快慢的影响 B．对比实验①和③，可研究常温和50℃对反应快慢的影响是否相同 C．对比实验②和③，可研究MnO2和50℃的温度对反应快慢的影响是否相同 D．综合实验①、②和③可知，5%过氧化氢溶液最适合用于实验室制取氧气 题型05 可逆反应及反应限度 1．可逆反应：在同一条件下，同时向正、反两个方向进行的化学反应称为可逆反应。 2．可逆反应的特点： 3．化学反应的限度： (1)当一个可逆反应进行到正反应速率与逆反应速率相等时，反应物和生成物的浓度不再改变，达到表面上静止的一种“平衡状态”，这就是这个反应所能达到的限度； (2)任何化学反应的进程都有一定的限度，只是不同反应的限度不同罢了； (3)化学平衡是动态平衡，所以化学反应的限度可以通过改变条件而改变。 【典例5】在5mL0.1mol/LKI溶液中滴加0.1mol/LFeCl3溶液5～6滴后，再进行下列实验，其中可证明反应2Fe3++2I-⇌2Fe2++I2是可逆反应的实验是（　　） A．再滴加AgNO3溶液，观察是否有AgI沉淀产生 B．加入CCl4振荡后，观察下层液体颜色 C．加入CCl4振荡后，观察下层液体颜色，再取上层清液，滴加AgNO3溶液，观察是否有AgI沉淀产生 D．加入CCl4振荡后，观察下层液体颜色，再取上层清液，滴加KSCN溶液，观察是否有血红色 【变式5-1】对于反应H2+I2⇌2HI，下列有关说法错误的是（　　） A．该反应同时向生成HI和生成H2的方向进行 B．该反应的H2与HI不可能同时存在同一个反应体系中 C．该反应中生成HI的反应与生成H2的反应的条件相同 D．该反应中H2不可能全部转化为HI 【变式5-2】一定条件下的密闭容器中，发生可逆反应N2(g)+3H2(g) ⇌2NH3(g)，下列情况不能说明该反应进行到最大限度的是（　　） A．NH3的质量恒定 B．H2的质量分数保持不变 C．正反应和逆反应的速率相等 D．n(N2):n(H2)=1:3 【详解】A. NH3的质量恒定，不再发生变化，可以说明反应达到平衡，即反应最大限度，A不符合题意； B. H2的质量分数保持不变，可以说明反应达到平衡，即反应最大限度，B不符合题意； C. 正反应和逆反应的速率相等说明反应达到平衡，即反应最大限度，C不符合题意； D. 若初始投料时N2与H2的物质的量比为1:3，反应过程中该比例始终不变(因消耗比为1:3)，无法作为平衡的判断依据，D符合题意； 【变式5-3】取3mL0.1mol•L-1KI溶液于试管中，向其中加入10滴0.1mol•L-1FeCl3溶液，振荡，用胶头滴管取适量反应后的溶液于点滴板上并编号甲、乙、丙、丁，分别滴入1～2滴如图所示溶液。下列可证明化学反应2Fe3++2I-⇌2Fe2++I2存在限度的现象是（　　） A．甲中溶液变蓝 B．乙中溶液变红 C．丙中出现深蓝色浑浊 D．丁中出现黄色浑浊 题型06 化学平衡的建立 1．化学平衡状态： 化学平衡状态指的是在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。 如图所示（以起始生成物浓度为0为例）： 理解化学平衡状态应注意以下三点： ①前提：“一定条件下的可逆反应”，“一定条件”通常是指一定的温度和压强。 ②实质：v正=v逆≠0。 ③标志：“反应混合物中各组分的浓度保持不变”。浓度没有变化，并不是各种物质的浓度相同。对于一种物质来说，由于单位时间内的生成量与消耗量相等，就表现出物质的多少不再随时间的改变而改变。 2．化学平衡状态的标志： ①逆：可逆反应； ②等：v正=v逆 ③动：动态平衡； ④定：反应混合物中各组分的浓度保持一定，各组分的百分含量保持不变； ⑤变：外界条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。 【典例6】在一定温度的定容密闭容器中，反应A2（g）+B2（g）⇌2AB（g）达到平衡的标志是（　　） A．单位时间内生成nmol A2，同时生成nmol AB B．容器内的总压强不随时间而变化 C．单位时间内生成2nmolAB的同时，生成nmol的B2 D．A2、B2、AB的分子数之比为1：1：2时 【变式6-1】可逆反应2NO2（红棕色）⇌2NO（无色）+O2在恒容密闭容器中反应，可以作为达到平衡状态的标志是（　　） ①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2 ②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO ③混合气体的颜色不再改变 ④混合气体的密度不再改变的状态 ⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态． A．①③④ B．①③⑤ C．②④⑤ D．①②③④⑤ 【变式6-2】下列关于化学平衡状态的说法中不正确的是（　　） A．化学平衡是所有反应都存在的一种状态 B．达到平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等 C．达到平衡时，反应物和生成物的浓度不再发生变化 D．化学反应的限度可以通过改变条件来改变 【变式6-3】在一定温度下的某密闭容器中，不能说明可逆反应H2（g）+I2（g）⇌2HI（g）已经达到平衡状态的标志是（　　） A．HI的生成速率与HI的分解速率相等 B．HI的生成速率与H2的生成速率之比是2：1 C．单位时间内，一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂 D．单位时间内，2mol HI反应的同时生成1mol I2 题型07 化学平衡状态的判断 1．可逆反应达到平衡状态的标志： 项目 aA（g）+bB（g）cC（g）+dD（g） 状态 正、逆反应速率的关系 在单位时间内消耗了amolA，同时生成了amolA，即v正=v逆 平衡 在单位时间内消耗了bmolB，同时生成了cmolC 不一定平衡 vA：vB：vC：vD=a：b：c：d 不一定平衡 在单位时间内生成了bmolB，同时生成了dmolD 平衡 混合物中各组分的含量 各物质的“量”（物质的量或质量）或各物质的“量”分数（物质的量分数或质量分数）一定 平衡 各气体的体积或体积分数一定 平衡 压强 a+b=c+d时，总压强一定（其他条件一定） 不一定平衡 a+b≠c+d时，总压强一定（其他条件一定） 平衡 温度 任何化学反应都伴随着能量变化，在其他条件不变的情况下，体系温度一定 平衡 密度 密度不变 不一定平衡 【典例7】工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，其反应为N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）∆H=-92.4kJ•mol-1，向一恒容密闭容器中充入1molN2和3molH2，在一定条件下发生反应并达到平衡，下列说法正确的是（　　） A．平衡时，NH3的物质的量为2mol B．平衡时，正反应速率和逆反应速率都为零 C．若单位时间内消耗amolN2，则同时生成2amolNH3 D．容器内混合气体的密度不再变化时，说明该反应达到平衡状态 【变式7-1】已知Cl2可与NO作用：2NO(g)+Cl2(g) ⇌2NOCl(g)，若该反应在一定温度下的恒容密闭容器中进行，以下情况能说明反应达到平衡状态的是（　　） A．单位时间内消耗a molCl2的同时，生成2amolNOCl B．NO的体积分数保持不变 C．混合气体的密度保持不变 D．NO、Cl2和NOCl的浓度之比为2:1:2 【变式7-2】一定条件下，将3molA气体和1mo1B气体混合于国定容积为2L的密闭容器中，发生反应:3A(g)+B(g) ⇌C(g)+2D(g)。2min未该反应达到平衡，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，v正＜v逆 D．开始到平衡，用A表示的化学反应速率为0.3mol·L-1·min-1 【变式7-3】在恒温恒容的密闭容器中，可逆反应：4A（g）+5B（g）⇌3C（s）+6D（g） ΔH＜0，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．A的物质的量浓度不再改变 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 题型08 影响化学平衡的因素 1．反应条件对化学平衡的影响 条件变化 对反应速率的影响 平衡移动方向 说明 v正 v逆 结果 压强 增大压强 增大 增大 v缩＞v增 向气体体积缩小的反应方向移动 对反应前后气体体积相等的反应，改变压强不会使平衡移动 减小压强 减小 减小 v缩＜v增 向气体体积增大的反应方向移动 温度 升高温度 增大 增大 v吸＞v放 向吸热反应方向移动 吸热反应增大的倍数大 降低温度 减小 减小 v吸＜v放 向放热反应方向移动 吸热反应减小的倍数大 催化剂 正催化剂 增大 增大 v正=v逆 不移动 可缩短达到平衡所需时间 负催化剂 减小 减小 v正=v逆 不移动 可延长达到平衡所需时间 浓度 增大反应物浓度 增大 增大 v正＞v逆 向正反应方向移动 改变反应物浓度中的反应物不包括固体，即固体质量的增加或减少不影响化学反应速率，也不影响化学平衡 减小生成物浓度 减小 减小 v正＞v逆 向正反应方向移动 增大生成物浓度 增大 增大 v正＜v逆 向逆反应方向移动 减小反应物浓度 减小 减小 v正＜v逆 向逆反应方向移动 【典例8】已知反应；2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g），某温度下，在带有活塞的密闭容器中充入一定量的SO3，充分反应后达到平衡。下列说法正确的是（　　） A．保持体积、温度不变，充入氮气后，正反应速率和逆反应速率都将增大 B．保持体积、温度不变，充入氦气后，平衡正向移动 C．保持压强、温度不变，充入氮气后，正反应速率和逆反应速率不变 D．保持压强、温度不变，充入氮气后，平衡逆向移动 【变式8-1】将CO2转化为有机燃料是实现“碳达峰”与“碳中和”目标、使碳资源持续利用的有效途径。CO2催化加氢合成CH3OH的反应为：CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）下列不能提高该反应速率的措施是（　　） A．保持温度和体积不变，向容器中充入CO2 B．保持温度和压强不变，向容器中充入N2 C．保持温度不变，压缩容器体积 D．保持容器体积不变，升高温度 【变式8-2】下列说法正确的是（　　） A．H2（g）+I2（g）⇌2HI（g），其他条件不变，缩小反应容器体积，正、逆反应速率不变 B．C（s）+H2O（g）⇌CO（g）+H2（g），碳的质量不再改变说明反应已达平衡 C．若压强不再变化能说明反应2A（？）+B（g）⇌2C（？）已达平衡，则A、C不能同时是气体 D．N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g），若增大N2的浓度，正反应速率增大，逆反应速率减小 【变式8-3】合成氨工业中可采用水煤气法作为氢气的来源，其中一步的反应为CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）；ΔH=-43kJ/mol，欲提高CO的转化率，所采取的下列方法比较适宜的组合是（　　） ①降低温度 ②增大压强 ③使用催化剂 ④增大CO的浓度 ⑤增大H2O（g）的浓度 A．①② B．②④⑤ C．①⑤ D．①③⑤ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $