专题13 化学反应速率与反应限度(知识清单)化学学业水平考试合格考
2026-04-28
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内容正文:
专题13 化学反应速率与反应限度
一、化学反应速率
1.反应速率的理解
(1)概念:化学反应速率是用来衡量化学反应过程进行快慢程度的物理量。
(2)表示方法:通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量(均取正值)来表示。
(3)反应速率的计算:表达式为v=或v=。式中:Δc为浓度的变化量,一般以mol·L-1为单位;Δt为时间,一般以s或min为单位。
(4)常用单位mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1。
2.定量法比较化学反应速率的大小
(1)归一法:换算成同一物质表示的速率,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)+b(B)gcC(g),即比较与,若>,则用A表示时的反应速率比用B表示时大。
二、影响化学反应速率的因素
1.影响化学反应速率的因素
(1)内因:反应物本身的性质是影响反应速率的主要因素。
(2)外因
①浓度:增大反应物的浓度可以增大化学反应速率。
②压强:对于有气体参加的反应来说,增大压强,就是增加单位体积里反应物的物质的量,即增大反应物的浓度,因而可以增大化学反应速率。改变体系的压强时,固态和液态物质受压强的影响很小,可以忽略不计。
③温度:当其他条件不变,升高温度一般可以使化学反应速率增大。
④催化剂:当其他条件不变时,加入催化剂一般可以使化学反应速率增大。
⑤其他因素:反应物间的接触面积,粉末状的物质比块状的反应速率快,此外,还有光辐射、放射线辐照、超声波等因素。
2.控制化学反应条件的意义
通过对化学反应条件的控制,改变化学反应速率和化学反应的限度,促进对人类有利的化学反应,抑制有害的化学反应。
三、化学反应的限度
1.可逆反应
可逆反应是指在同一条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应。
2.化学平衡状态
化学平衡状态就是指在一定条件下可逆反应当进行到一定程度时,正反应速率与_逆反应速率相等,反应物的浓度和生成物的浓度不再改变,达到一种表面静止的状态,又简称化学平衡。
3.化学反应的限度: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,也就是反应所能进行的最大限度,在该条件下反应物的转化率最大。
4.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
1.(2025高一下·海南·学业考试真题)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
【解析】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;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;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;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。
2.(2025高二下·河南·学业考试真题)实验室若用碳酸钙粉末和稀盐酸来制取二氧化碳,下列措施可降低其反应速率的是
A.加热 B.加入浓盐酸 C.加入蒸馏水 D.加入碳酸钠固体
【答案】C
【解析】加热可以升高反应温度,反应生成二氧化碳的反应速率加快,A不符合题意;加入浓盐酸,溶液中氢离子浓度增大,反应生成二氧化碳的反应速率加快,B不符合题意;加入蒸馏水会稀释稀盐酸,溶液中氢离子浓度减小,反应生成二氧化碳的反应速率减慢,C符合题意;碳酸钠溶于水,则加入碳酸钠固体,会使溶液中碳酸根离子浓度增大,反应生成二氧化碳的反应速率加快,D不符合题意;故选C。
3.(2025高二上·贵州·学业考试真题)下列措施中,不能增大化学反应速率的是
A.与稀硫酸反应产生时,加入大量蒸馏水进行稀释
B.硫在空气中燃烧时,用氧气代替空气
C.分解制取时,添加少量
D.碳酸钙与稀盐酸反应生成二氧化碳时,适当升高温度
【答案】A
【解析】加入大量蒸馏水稀释溶液,氢离子浓度减小,反应速率减小,因此不能增大反应速率,A正确;用氧气代替空气,增加氧气浓度,反应速率加快,因此能增大反应速率,B错误;添加少量MnO2作为催化剂,降低反应活化能,反应速率加快,因此能增大反应速率,C错误;适当升高温度,反应速率加快,因此能增大反应速率,D错误;故选A。
4.(2025高一下·黑龙江·学业考试真题)在同一条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应,叫做可逆反应。下列属于可逆反应的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】水电解生成H2和O2的条件是电解,而逆反应(H2和O2生成水)通常需要点燃或高温,条件不同,不属于可逆反应,A不符合题意;SO2与O2在催化剂和加热条件下生成SO3,同时SO3在相同条件下也能分解为SO2和O2,正逆反应条件相同,属于可逆反应,B正确;NaOH与HCl中和生成NaCl和H2O的反应是强酸强碱的中和反应,其逆反应不能在该条件下进行,C不符合题意;CaCO3高温分解为CaO和CO2,CO2逸出,其逆反应不能在该条件下进行,D不符合题意;故选B。
5.(25-26高二上·广东东莞·学业考试真题)化学与生产、生活密切相关。下列事实与反应速率无关的是
A.在食盐中加入KIO3
B.制取NH3时使用铁触媒催化剂
C.医护人员冷藏存放“新冠”疫苗
D.真空包装食品以延长保质期
【答案】A
【解析】在食盐中加入碘酸钾(KIO3)是为了补充碘元素,预防碘缺乏病,主要目的是提供营养成分,而非改变反应速率,虽然KIO3稳定性较好,但题目中未涉及储存分解问题,因此与反应速率无关,A符合题意;制取NH3时使用铁触媒催化剂是为了加快反应速率,属于催化剂对反应速率的影响,B不合题意;冷藏疫苗通过降低温度减缓疫苗成分的分解速率,与反应速率有关,C不合题意;真空包装通过减少氧气浓度来抑制氧化反应和微生物生长,属于改变反应速率,D不合题意;故选A。
6.(2025高一下·浙江·学业考试真题)在一定条件下,可逆反应(Q表示热量),达到化学平衡时,下列说法一定正确的是
A.反应放出的热量 B.X和Y的物质的量之比为
C.反应物和生成物的浓度都不再发生变化 D.X的正反应速率等于Z的逆反应速率
【答案】C
【解析】1molX(g)和2molY(g)完全反应生成2molZ(g)放出QkJ的热量,但可逆反应无法完全进行,实际放热量小于QkJ,故A错误;如果起始物质的量比为1:2,X和Y的消耗比为1:2,不管是否平衡一定为1:2,故B错误;化学平衡时,各物质的浓度不再随时间变化,故C正确;X的正反应速率与Z的逆反应速率之比应为1:2(由化学计量数决定),而非相等,故D错误;故选C。
7.(25-26高一下·北京·学业考试真题)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
【解析】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;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;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;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;故选B。
8.(25-26高一·江苏·学业考试真题)一定温度下,在恒容密闭容器中发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),反应放热。下列说法正确的是
A.降低温度能加快反应速率
B.该反应中,反应物的总能量大于生成物的总能量(如右图)
C.达到化学平衡状态时,正、逆反应速率都为零
D.相同时间内,断开H-H键的数目和生成N-H键的数目相等
【答案】B
【解析】降低温度,无论是正反应速率还是逆反应速率都降低,A错误;图像纵坐标是能量,反应物的总能量大于生成物的总能量,B正确;达到化学平衡时,是正反应速率和逆反应速率相等且不为零,是一个动态平衡,C错误;由化学反应方程式,断开3 mol H-H键的同时会生成6 mol N-H键,断开H-H键数目和生成N-H键数目不相等,D错误;故选B。
9.(2025高二上·贵州·学业考试真题)合成的一步重要反应为,这是一个正反应放热的可逆反应。如果反应在密闭容器中进行,则下列有关说法不正确的是
A.提高反应时的温度,可以实现的完全转化
B.在上述条件下,不可能100%地转化为
C.使用催化剂是为了增大反应速率,提高生产效率
D.通过调控反应条件,可能提高该反应进行的程度
【答案】A
【解析】该反应为可逆反应,可逆反应不可能完全反应,所以提高反应时的温度,不可能实现二氧化碳的完全转化,A错误;该反应为可逆反应,可逆反应不可能完全反应,所以在上述条件下,二氧化碳不可能100%地转化为甲醇,B正确;催化剂能降低反应的活化能,加快反应速率,缩短达到平衡的时间,从而提高生产效率,C正确;该反应为可逆反应,通过调控反应条件,使平衡向正反应方向移动,从而提高反应进行的程度,D正确;故选A。
10.(2025高一下·湖南娄底·学业考试真题)实验室常用大理石和稀盐酸制取二氧化碳,下列措施能增大反应速率的是
A.用水将盐酸稀释 B.用硫酸代替盐酸 C.适当增大盐酸浓度 D.适当降低温度
【答案】C
【解析】用水稀释盐酸会降低H+浓度,反应速率减慢,故不选A;硫酸与碳酸钙反应生成微溶的硫酸钙,覆盖反应物表面阻碍反应,故不选B;适当增大盐酸浓度可提高H+浓度,加快反应速率,故选C;降低温度会减少分子热运动,导致反应速率减慢,故不选D;故选C。
11.(2025高一下·山西·学业考试真题)下列做法与调控化学反应速率无关的是
A.“竖炉炼铁”前将铁矿石进行粉碎
B.在试管中加入溶液,再滴入2滴溶液,分解速率加快
C.在试管中混合溶液与稀硫酸,加热,出现浑浊的速率加快
D.将丙烷、丁烷等气体加压后储存在钢瓶中
【答案】D
【解析】影响反应速率的因素包括浓度、温度、催化剂、接触面积和压强(针对气体反应物)等。粉碎铁矿石增大接触面积,加快反应速率,与调控速率有关,A不符合题意;加入FeCl3作为催化剂,加快H2O2分解速率,与调控速率有关,B不符合题意;加热提高温度,加快反应速率,与调控速率有关,C不符合题意;加压储存气体是为了液化以减小体积,便于储存,而非调控反应速率,D符合题意;故选D。
12.(2025高一上·云南·学业考试真题)一定温度下,向密闭容器中充入、两种气体,发生反应。该反应达到化学平衡状态后,下列情况一定存在的是
A.和的物质的量相等 B.正逆反应速率均为0
C.的质量保持不变 D.完全转化为
【答案】C
【解析】M和N的物质的量相等不一定平衡,平衡时物质的量取决于初始量和转化率,与系数无关,A不符合题意;化学平衡是动态平衡,正逆反应速率相等但不为零,B不符合题意;平衡时各物质浓度(或质量)不再变化,N的质量必然保持不变,C符合题意;可逆反应无法完全转化,M不可能全部转化为N,D不符合题意;故选C。
13.(2025高一下·浙江·学业考试真题)为探究化学反应速率的影响因素,设计实验装置。能达到相应实验目的的是
A.装置①用于测定生成氢气的速率
B.装置②依据褪色快慢比较浓度对反应速率的影响
C.装置③依据U形管两边液面的高低判断和水反应是否放热
D.装置④依据出现浑浊的快慢比较温度对反应速率的影响
【答案】C
【解析】装置①生成的氢气可以由长颈漏斗逸出,应用分液漏斗,A错误;装置②依据褪色快慢比较浓度对反应速率的影响,应保证高锰酸钾溶液的浓度相同,体积相同,用不同浓度,相同体积的草酸来做实验,B错误;Na和水反应放热,广口瓶内气体受热膨胀,U型管左侧液面下降,右侧液面上升,装置③能实现目的,C正确;装置④中浓度、温度都不同,无法判断温度对速率的影响,D错误;故选C。
14.(2025高一下·湖南·学业考试真题)煤气化的主要反应为,下列有关叙述错误的是
A.将块状固体粉碎,可加快反应速率
B.增大压强,可加快反应速率
C.平衡时,正、逆反应速率都等于零
D.平衡时,、、的浓度均不再改变
【答案】C
【解析】将块状固体粉碎,增大反应物接触面积,反应速率加快,故A正确;增大压强会提高气体浓度,正、逆反应速率均加快,故B正确;平衡时正、逆反应速率相等但不等于零,故C错误;平衡时正、逆反应速率相等,各物质浓度不再变化,故D正确;故选C。
15.(2025高一下·山东·学业考试真题)用块状大理石与盐酸反应制取气体,下列措施不能提高反应速率的是
A.将大理石研碎 B.适当升高温度 C.改用盐酸 D.加入适量蒸馏水
【答案】D
【解析】将大理石粉碎,增大固体表面积,能够提高反应速率,A不符合题意;适当升高温度可以加快反应速率,B不符合题意;改用盐酸,增大盐酸的浓度,能加快反应速率,C不符合题意;加入蒸馏水会稀释盐酸,H⁺浓度降低,反应速率下降,D符合题意; 故选D。
(限时20分钟)
1.(2025高二下·陕西·学业考试)化学与生活密切相关。下列说法错误的是
A.用冰箱冷藏食物是为了减缓食物变质 B.小苏打可以用作加工面包的膨松剂
C.阿司匹林具有解热镇痛作用 D.过量施用化肥有助于农作物增产
【答案】D
【解析】低温能减缓化学反应速率和微生物活动,用冰箱冷藏食物确实可以减缓变质,A正确;小苏打(碳酸氢钠)受热分解产生二氧化碳,使面包疏松多孔,B正确;阿司匹林是经典的非甾体抗炎药,具有解热镇痛作用,C正确;过量施用化肥会导致土壤板结、水体污染,反而影响农作物生长,D错误;故选D。
2.(2025高一下·湖南郴州·学业考试)对于反应,在一定条件下达到平衡时,下列说法不正确的是
A.达到平衡时,N2的转化率为 B.使用合适的催化剂,可增大反应速率
C.达到平衡时,反应没有停止 D.增加H2的浓度,可增大反应速率
【答案】A
【解析】合成氨反应为可逆反应,达到平衡时,N2的转化率小于100%,因为可逆反应中反应物不可能完全转化,A不正确;催化剂可以降低反应的活化能,从而加快正、逆反应速率,B正确;化学平衡是动态平衡,平衡时正、逆反应仍在进行,但正、逆反应的速率相等,C正确;增加H2的浓度会增大反应物分子有效碰撞的次数,从而加快反应速率(正反应速率瞬间提高),D正确;故选A。
3.(2025高一下·宁夏吴忠·学业考试)少量铁粉与的稀盐酸反应,为了加快反应速率且不改变生成的总量,可行的是
①适当升高温度;②再加入的稀盐酸;③滴入几滴硫酸铜溶液;④加几滴浓硫酸
A.①② B.①③ C.①③④ D.①④
【答案】D
【解析】①升高温度提高活化分子百分数,加快反应速率,且铁少量决定H2总量不变,①正确;
②加入同浓度盐酸,溶液体积增大但H+浓度不变,速率不变,②错误;
③Fe与Cu2+反应消耗铁,减少与H+反应的铁量,H2总量减少,但同时形成原电池,速率加快,③错误;
④浓硫酸稀释后增加H⁺浓度,同时温度略升高,加快速率,铁少量仍完全反应,H2总量不变,④正确;
综上,①④可行;故选D。
4.(2025高一上·福建·学业考试)用溶液制取的过程中,下列做法不影响反应速率的是
A.加热溶液 B.加入作催化剂
C.减小浓度 D.用集气瓶代替试管收集
【答案】D
【解析】影响反应速率的因素有:浓度、温度、催化剂、接触面积、压强等。加热可以提高温度,可以加快反应速率,故A错误;催化剂可以降低活化能,可以加快反应速率,故B错误;浓度降低会降低反应速率,故C错误;仅改变产物收集方式,不改变反应条件,故不影响速率,故D正确;故选D。
5.(2025高一下·四川·学业考试)一定条件下,在恒容、密闭容器中发生反应。当反应达到化学平衡时,下列说法错误的是
A.的浓度保持不变 B.的浓度为
C.的质量保持不变 D.正、逆反应速率相等
【答案】B
【解析】化学平衡时各物质的浓度不再变化,N2的浓度保持不变,A正确;可逆反应中反应物不可能完全转化,H2的浓度不为0,B错误;NH3的质量在平衡时不再变化,C正确;化学平衡是一种动态平衡,平衡时正反应速率等于逆反应速率,D正确;故选B。
6.(2025高一下·山西·学业考试)逆水煤气变换反应为:,这是实现资源化利用的有效途径。在一定条件下,下列说法能判断该反应达到化学平衡状态的是
A.CO的浓度保持不变 B.正、逆反应速率相等且等于零
C.和完全转化为CO和 D.、、CO、的浓度一定相等
【答案】A
【解析】当反应达到平衡时,所有物质的浓度均不再随时间变化。CO作为反应物之一,其浓度保持不变是平衡状态的直接标志,A正确;平衡时正、逆反应速率相等,但速率不为零(动态平衡)。若速率为零,则反应停止,不符合平衡特征,B错误;该反应为可逆反应,平衡时反应物(CO2和H2)与生成物(CO和H2O)共存,不可能完全转化,C错误;平衡时各物质浓度取决于初始投料和平衡常数,不一定相等,只有、、CO、的浓度不变,才能说明反应达到了平衡状态,D错误;故选A。
7.(2025高一下·河南·学业考试)“液态阳光”源自中国科学院液态阳光研究组。核心反应为,恒温恒容密闭容器中发生该反应,下列指标能说明反应到达平衡状态的是
A.混合气体密度不再变化
B.的浓度不再变化
C.单位时间内消耗3molH2,生成
D.CO2、H2的浓度比为1:3
【答案】B
【解析】恒容条件,体积V不变,质量守恒定律,质量m 不变,ρ始终不变,不可标志反应达到平衡状态,故A 不选;CO2、H2、CH3OH、H2O均为气态,当浓度不再变化时可以标志反应达到平衡状态,故B选;单位时间内消耗3mol H2,便会生成1mol H2O,与平衡无关,故C不选;CO2、H2的浓度比为1:3与平衡状态时浓度不变条件无关,故D不选;故选B。
8.(2025高一下·广东·学业考试)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增加炭的量
A.①②③④ B.②③④⑤ C.②③④ D.①②③④⑤
【答案】C
【解析】①恒容条件下分离出一氧化碳,生成物浓度减小,随着反应进行反应物浓度也会减小,导致反应速率减小,①不符合题意;
②升高温度能增加反应体系的能量,化学反应速率增大,②符合题意;
③将碳粉碎,可增大碳与CO2的接触面积,反应速率增大,③符合题意;
④恒容条件下通入CO2,反应物浓度增大,反应速率增大,④符合题意;
⑤碳为固体,增加炭的量,其浓度不变,对反应速率无影响,⑤不符合题意;
综上,能使反应速率增大的措施是②③④,故选C。
9.(2025高一下·湖南邵阳·学业考试)在某容器中发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),下列有关说法正确的是
A.再通入一定量H2,化学反应速率减小
B.减少压强,化学反应速率增大
C.达到平衡时,反应停止了
D.达到平衡时,反应物和生成物的浓度均不再变化
【答案】D
【解析】再通入一定量H2,反应物浓度增大,化学反应速率会增大,A错误;对于有气体参与的反应,减小压强,化学反应速率会减小,B错误;化学平衡是动态平衡;达到平衡时,正反应速率和逆反应速率相等,但反应并没有停止,正、逆反应仍在持续进行,C错误;当反应达到平衡状态时,正、逆反应速率相等,各物质的消耗速率和生成速率相等,所以反应物和生成物的浓度均不再变化,D正确; 故选D。
10.(2025高一下·湖南·学业考试)采用下列措施,可以使化学反应速率减小的是
A.升高温度 B.移出反应物 C.使用催化剂 D.增加原料
【答案】B
【解析】升高温度,分子运动速率加快,更多的分子成为活化分子,单位体积内活化分子百分数增大,有效碰撞几率增大,化学反应速率加快,A错误;移出反应物,反应物浓度减小,单位体积内活化分子数减少,有效碰撞几率降低,化学反应速率减小,B正确;使用催化剂(一般指正催化剂)能降低反应的活化能,使更多的反应物分子成为活化分子,大大增加单位体积内活化分子百分数,从而显著加快反应速率,C错误;增加原料,即增大反应物浓度,单位体积内活化分子数增多,有效碰撞几率增大,化学反应速率加快,D错误; 故选B。
11.(2025高一下·山东·学业考试)工业制硫酸的一步反应是SO2+O2SO3若用标记O2,下列说法错误的是
A.反应过程中,SO2、O2和始终共存
B.达到化学平衡状态时,SO2、O2和中均存在
C.的浓度不再改变,说明该反应达到化学平衡状态
D.SO2和O2的物质的量之比为2:1,说明该反应达到化学平衡状态
【答案】D
【解析】反应是可逆反应,故反应物与生成物共存,反应过程中,、和始终共存,故A正确;反应是可逆反应,正逆反应方向同时进行,达到化学平衡状态时,、和中均存在,故B正确;的浓度不再改变,则正逆反应速率相等,说明该反应达到化学平衡状态,故C正确;和的物质的量之比为,但是下一秒是否会变化无法确定,所以不能说明反应达到平衡,故D错误;故选D。
12.(2025高一下·湖南·学业考试)一定条件下的密闭容器中进行反应:。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;故选B。
13.(2025高一下·北京·学业考试)变量控制是科学研究的重要方法。相同质量的铁与足量硫酸溶液分别在下列条件下发生反应,开始阶段化学反应速率最大的是
选项
A
B
C
D
铁的状态
片状
粉状
片状
粉状
温度/℃
20
20
30
30
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【解析】接触面积和温度均最小,A不选;接触面积大,但温度较低,B不选;温度高,但接触面积小,C不选;同时具备最大接触面积和更高温度,反应速率最大;D选;故选D。
14.(2025高一下·海南·学业考试)在密闭容器中发生反应:2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)。该反应达到化学平衡状态时,下列说法正确的是
A.该反应为可逆反应 B.H2、CO、CH3OH的浓度一定相等
C.H2和CO全部转化为CH3OH D.正、逆反应速率均为零
【答案】A
【解析】由反应方程式以及题干描述反应达到平衡状态,可知该反应为可逆反应,故A正确;达到平衡时,各组分的浓度保持不变,但是不一定相等,故B错误;反应为可逆反应,H2和CO不能全部转化为CH3OH,故C错误;达到平衡时,正逆反应速率相等,但是不为0,故D错误;故选A。
15.(2025高一下·广东·学业考试)光催化分解水制氢是能源领域极具应用前景的新技术。在某催化剂作用下,生成氢气的浓度随时间变化的关系如下图所示,则0~2小时内的平均生成速率约为
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由图像可知,t=0时,;t=2h时,。根据反应速率公式,将,代入公式,可得:;故选B。
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专题13 化学反应速率与反应限度
一、化学反应速率
1.反应速率的理解
(1)概念:化学反应速率是用来衡量化学反应过程进行快慢程度的物理量。
(2)表示方法:通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量(均取正值)来表示。
(3)反应速率的计算:表达式为v=或v=。式中:Δc为浓度的变化量,一般以mol·L-1为单位;Δt为时间,一般以s或min为单位。
(4)常用单位mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1。
2.定量法比较化学反应速率的大小
(1)归一法:换算成同一物质表示的速率,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)+b(B)gcC(g),即比较与,若>,则用A表示时的反应速率比用B表示时大。
二、影响化学反应速率的因素
1.影响化学反应速率的因素
(1)内因:反应物本身的性质是影响反应速率的主要因素。
(2)外因
①浓度:增大反应物的浓度可以增大化学反应速率。
②压强:对于有气体参加的反应来说,增大压强,就是增加单位体积里反应物的物质的量,即增大反应物的浓度,因而可以增大化学反应速率。改变体系的压强时,固态和液态物质受压强的影响很小,可以忽略不计。
③温度:当其他条件不变,升高温度一般可以使化学反应速率增大。
④催化剂:当其他条件不变时,加入催化剂一般可以使化学反应速率增大。
⑤其他因素:反应物间的接触面积,粉末状的物质比块状的反应速率快,此外,还有光辐射、放射线辐照、超声波等因素。
2.控制化学反应条件的意义
通过对化学反应条件的控制,改变化学反应速率和化学反应的限度,促进对人类有利的化学反应,抑制有害的化学反应。
三、化学反应的限度
1.可逆反应
可逆反应是指在同一条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应。
2.化学平衡状态
化学平衡状态就是指在一定条件下可逆反应当进行到一定程度时,正反应速率与_逆反应速率相等,反应物的浓度和生成物的浓度不再改变,达到一种表面静止的状态,又简称化学平衡。
3.化学反应的限度: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,也就是反应所能进行的最大限度,在该条件下反应物的转化率最大。
4.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
1.(2025高一下·海南·学业考试真题)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
2.(2025高二下·河南·学业考试真题)实验室若用碳酸钙粉末和稀盐酸来制取二氧化碳,下列措施可降低其反应速率的是
A.加热 B.加入浓盐酸 C.加入蒸馏水 D.加入碳酸钠固体
3.(2025高二上·贵州·学业考试真题)下列措施中,不能增大化学反应速率的是
A.与稀硫酸反应产生时,加入大量蒸馏水进行稀释
B.硫在空气中燃烧时,用氧气代替空气
C.分解制取时,添加少量
D.碳酸钙与稀盐酸反应生成二氧化碳时,适当升高温度
4.(2025高一下·黑龙江·学业考试真题)在同一条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的反应,叫做可逆反应。下列属于可逆反应的是
A. B.
C. D.
5.(25-26高二上·广东东莞·学业考试真题)化学与生产、生活密切相关。下列事实与反应速率无关的是
A.在食盐中加入KIO3
B.制取NH3时使用铁触媒催化剂
C.医护人员冷藏存放“新冠”疫苗
D.真空包装食品以延长保质期
6.(2025高一下·浙江·学业考试真题)在一定条件下,可逆反应(Q表示热量),达到化学平衡时,下列说法一定正确的是
A.反应放出的热量 B.X和Y的物质的量之比为
C.反应物和生成物的浓度都不再发生变化 D.X的正反应速率等于Z的逆反应速率
7.(25-26高一下·北京·学业考试真题)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
8.(25-26高一·江苏·学业考试真题)一定温度下,在恒容密闭容器中发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),反应放热。下列说法正确的是
A.降低温度能加快反应速率
B.该反应中,反应物的总能量大于生成物的总能量(如右图)
C.达到化学平衡状态时,正、逆反应速率都为零
D.相同时间内,断开H-H键的数目和生成N-H键的数目相等
9.(2025高二上·贵州·学业考试真题)合成的一步重要反应为,这是一个正反应放热的可逆反应。如果反应在密闭容器中进行,则下列有关说法不正确的是
A.提高反应时的温度,可以实现的完全转化
B.在上述条件下,不可能100%地转化为
C.使用催化剂是为了增大反应速率,提高生产效率
D.通过调控反应条件,可能提高该反应进行的程度
10.(2025高一下·湖南娄底·学业考试真题)实验室常用大理石和稀盐酸制取二氧化碳,下列措施能增大反应速率的是
A.用水将盐酸稀释 B.用硫酸代替盐酸 C.适当增大盐酸浓度 D.适当降低温度
11.(2025高一下·山西·学业考试真题)下列做法与调控化学反应速率无关的是
A.“竖炉炼铁”前将铁矿石进行粉碎
B.在试管中加入溶液,再滴入2滴溶液,分解速率加快
C.在试管中混合溶液与稀硫酸,加热,出现浑浊的速率加快
D.将丙烷、丁烷等气体加压后储存在钢瓶中
12.(2025高一上·云南·学业考试真题)一定温度下,向密闭容器中充入、两种气体,发生反应。该反应达到化学平衡状态后,下列情况一定存在的是
A.和的物质的量相等 B.正逆反应速率均为0
C.的质量保持不变 D.完全转化为
13.(2025高一下·浙江·学业考试真题)为探究化学反应速率的影响因素,设计实验装置。能达到相应实验目的的是
A.装置①用于测定生成氢气的速率
B.装置②依据褪色快慢比较浓度对反应速率的影响
C.装置③依据U形管两边液面的高低判断和水反应是否放热
D.装置④依据出现浑浊的快慢比较温度对反应速率的影响
14.(2025高一下·湖南·学业考试真题)煤气化的主要反应为,下列有关叙述错误的是
A.将块状固体粉碎,可加快反应速率
B.增大压强,可加快反应速率
C.平衡时,正、逆反应速率都等于零
D.平衡时,、、的浓度均不再改变
15.(2025高一下·山东·学业考试真题)用块状大理石与盐酸反应制取气体,下列措施不能提高反应速率的是
A.将大理石研碎 B.适当升高温度 C.改用盐酸 D.加入适量蒸馏水
(限时20分钟)
1.(2025高二下·陕西·学业考试)化学与生活密切相关。下列说法错误的是
A.用冰箱冷藏食物是为了减缓食物变质 B.小苏打可以用作加工面包的膨松剂
C.阿司匹林具有解热镇痛作用 D.过量施用化肥有助于农作物增产
2.(2025高一下·湖南郴州·学业考试)对于反应,在一定条件下达到平衡时,下列说法不正确的是
A.达到平衡时,N2的转化率为 B.使用合适的催化剂,可增大反应速率
C.达到平衡时,反应没有停止 D.增加H2的浓度,可增大反应速率
3.(2025高一下·宁夏吴忠·学业考试)少量铁粉与的稀盐酸反应,为了加快反应速率且不改变生成的总量,可行的是
①适当升高温度;②再加入的稀盐酸;③滴入几滴硫酸铜溶液;④加几滴浓硫酸
A.①② B.①③ C.①③④ D.①④
4.(2025高一上·福建·学业考试)用溶液制取的过程中,下列做法不影响反应速率的是
A.加热溶液 B.加入作催化剂
C.减小浓度 D.用集气瓶代替试管收集
5.(2025高一下·四川·学业考试)一定条件下,在恒容、密闭容器中发生反应。当反应达到化学平衡时,下列说法错误的是
A.的浓度保持不变 B.的浓度为
C.的质量保持不变 D.正、逆反应速率相等
6.(2025高一下·山西·学业考试)逆水煤气变换反应为:,这是实现资源化利用的有效途径。在一定条件下,下列说法能判断该反应达到化学平衡状态的是
A.CO的浓度保持不变 B.正、逆反应速率相等且等于零
C.和完全转化为CO和 D.、、CO、的浓度一定相等
7.(2025高一下·河南·学业考试)“液态阳光”源自中国科学院液态阳光研究组。核心反应为,恒温恒容密闭容器中发生该反应,下列指标能说明反应到达平衡状态的是
A.混合气体密度不再变化
B.的浓度不再变化
C.单位时间内消耗3molH2,生成
D.CO2、H2的浓度比为1:3
8.(2025高一下·广东·学业考试)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增加炭的量
A.①②③④ B.②③④⑤ C.②③④ D.①②③④⑤
9.(2025高一下·湖南邵阳·学业考试)在某容器中发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),下列有关说法正确的是
A.再通入一定量H2,化学反应速率减小
B.减少压强,化学反应速率增大
C.达到平衡时,反应停止了
D.达到平衡时,反应物和生成物的浓度均不再变化
10.(2025高一下·湖南·学业考试)采用下列措施,可以使化学反应速率减小的是
A.升高温度 B.移出反应物 C.使用催化剂 D.增加原料
11.(2025高一下·山东·学业考试)工业制硫酸的一步反应是SO2+O2SO3若用标记O2,下列说法错误的是
A.反应过程中,SO2、O2和始终共存
B.达到化学平衡状态时,SO2、O2和中均存在
C.的浓度不再改变,说明该反应达到化学平衡状态
D.SO2和O2的物质的量之比为2:1,说明该反应达到化学平衡状态
12.(2025高一下·湖南·学业考试)一定条件下的密闭容器中进行反应:。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
13.(2025高一下·北京·学业考试)变量控制是科学研究的重要方法。相同质量的铁与足量硫酸溶液分别在下列条件下发生反应,开始阶段化学反应速率最大的是
选项
A
B
C
D
铁的状态
片状
粉状
片状
粉状
温度/℃
20
20
30
30
A.A B.B C.C D.D
14.(2025高一下·海南·学业考试)在密闭容器中发生反应:2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)。该反应达到化学平衡状态时,下列说法正确的是
A.该反应为可逆反应 B.H2、CO、CH3OH的浓度一定相等
C.H2和CO全部转化为CH3OH D.正、逆反应速率均为零
15.(2025高一下·广东·学业考试)光催化分解水制氢是能源领域极具应用前景的新技术。在某催化剂作用下,生成氢气的浓度随时间变化的关系如下图所示,则0~2小时内的平均生成速率约为
A. B.
C. D.
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