专题03 化学反应的速率与限度（期末复习讲义）高一化学下学期人教版

专题03 化学反应的速率与限度 内容导航 明·期末考情：把握考试趋势方向，精准备考 理·核心要点：系统归纳知识脉络，构建体系 破·重难题型：攻克典型疑难问题，突破瓶颈 过·分层验收：阶梯式检测与评估，稳步提升 考查重点 命题角度 化学反应速率 速率定义与表达式、单位换算；速率之比等于化学计量数之比；浓度、温度、压强、催化剂、接触面积等影响因素。 化学反应限度 可逆反应概念与特征；化学平衡状态本质与判定依据；平衡建立过程；外界条件对限度的影响认知。 化学反应速率与限度综合应用 反应快慢对比分析；条件调控生产实际应用；速率与限度结合分析反应趋势。 要点01 化学反应速率的概念及计算 1、化学反应速率的概念：化学反应速率就是化学反应进行的 的物理量。化学反应正方向（从 ）进行的反应速率称为 反应速率；化学反应逆方向（ ）进行的反应速率称为 反应速率。 2．对化学反应速率计算公式的剖析 v(B)＝＝ （1）浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质，不适用于固体和纯液体。 （2）化学反应速率是某段时间内的平均反应速率，而不是瞬时速率，且计算时取正值。 （3）同一反应用不同的物质表示反应速率时，数值可能不同，但意义相同。同一化学反应中用不同物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比。 （4）对于可逆反应，反应进行的净速率是正、逆反应速率之差，当达到平衡时，净速率为零。 3．化学反应速率计算的4种方法 （1）定义式法：v＝。 （2）比例关系法：化学反应速率之比＝物质的量浓度变化之比＝物质的量变化之比＝化学计量数之比。对于反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)来说，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。 （3）三段式法：列起始量、转化量、最终量，再根据定义式或比例关系计算。 （4）依据图像求反应速率的步骤 第一步：找出横、纵坐标对应的物质的量； 第二步：将图中的变化量转化成相应的浓度变化量； 第三步：根据公式v＝进行计算。 4．化学反应速率计算的万能方法——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。 如对于反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，起始时A的浓度为a mol·L－1，B的浓度为b mol·L－1，反应进行至t1s时，A消耗了x mol·L－1，则化学反应速率可计算如下： 　　　　　 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 起始/(mol·L－1) a b 0 0 转化/(mol·L－1) x t1/(mol·L－1) a－x b－ 则：v(A)＝ mol·L－1·s－1，v(B)＝ mol·L－1·s－1，v(C)＝ mol·L－1·s－1，v(D)＝ mol·L－1·s－1。 5．化学反应速率与化学计量数的关系 对于已知反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示，当单位相同时，化学反应速率的数值之比等于 之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。 如一定温度下，在密闭容器中发生反应：3A(g)＋B(g) 2C(g)。已知v(A)＝0.6 mol·L－1·s－1，则v(B)＝0.2 mol·L－1·s－1，v(C)＝0.4 mol·L－1·s－1。 6.化学反应速率计算的常见错误 （1）不注意容器的容积。 （2）漏写单位或单位写错。 （3）忽略有效数字。 归｜纳｜总｜结 （1）化学反应速率是指某时间段内的平均反应速率，而不是某时刻的瞬时速率。 （2）化学反应速率可用来衡量化学反应进行的快慢，均为正值。 （3）因为纯固体、纯液体的浓度视为定值，所以该表达式只适用于有气态物质参加或溶液中的反应，虽然不能用固体的浓度变化表示反应速率，但可以用单位时间固体质量的变化量来表示反应速率的快慢。 （4）同一反应选用不同物质浓度的改变量表示速率，数值可能不同，但表示的意义相同。因此，表示化学反应的速率时，必须说明是用反应物或生成物中的哪种物质做标准。 （5）同一化学反应用不同物质表示的反应速率其数值可能不同，因此，一定要标明是哪种具体物质的反应速率。 要点02 化学反应速率大小的比较 1．定性比较 通过明显的实验现象(如气泡产生快慢、沉淀生成快慢等)来定性比较化学反应速率的大小。 2．定量比较 同一化学反应中，不同物质来表示化学反应速率时，数值可能不同，需要进行转化。常用以下两种方法： （1）归一法 ①“一看”：看化学反应速率的单位是否一致，若不一致，需转化为同一单位。 ②“二化”：将不同物质的化学反应速率转化成同一物质的化学反应速率。 ③“三比较”：标准统一后比较数值大小，数值越大，反应速率越大。 （2）比值法 通过化学反应速率与其对应的化学计量数的比值进行比较，比值大的化学反应速率大。 如对于反应aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)，若＞，则A表示的化学反应速率较大。 3.由图像比较反应速率大小的方法：根据图像看反应达到平衡所需的时间，时间越短，对应的反应的温度、浓度或压强就越大，则对应的反应速率越大。 归｜纳｜总｜结 比较化学反应速率大小的注意事项 （1）看单位是否统一,若不统一,要换算成相同单位。 （2）比较不同时间段内的化学反应速率大小时,可先换算成用同一物质表示的反应速率,再比较数值的大小。 （3）比较化学反应速率与化学计量数的比值。例如,对于一般反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),比较不同时间段内的大小,若,则用A表示的反应速率比用B表示的大。要注意反应速率的单位要一致。 要点03 控制变量法探究影响化学反应速率的因素 1．影响反应速率的因素 （1）内因 反应物本身的性质是主要因素，如相同条件下Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为v(Mg)>v(Al)。 （2）外因(只改变一个条件，其他条件不变) 2.控制变量法探究影响化学反应速率的因素 在研究影响化学反应速率的因素时，由于外界影响因素较多，故为搞清某个因素的影响均需控制其他因素相同或不变时，再进行实验。因此，常用控制变量思想解决该类问题。 （1）控制变量法：影响化学反应速率的因素有多种，在探究相关规律时，需要控制其他条件不变，只改变某一个条件，探究改变的条件对反应速率的影响并得出相关的规律或结论，这种方法叫控制变量法。它是科学探究中的重要思想。 （2）常见考查形式 ①以表格的形式给出多组实验数据，让考生找出每组数据的变化对化学反应速率的影响。 ②给出影响化学反应速率的几种因素，让考生设计实验分析各因素对化学反应速率的影响。 （3）解题策略 ①确定变量：解答这类题目时首先要认真审题，理清影响实验探究结果的因素有哪些。 ②定多变一：在探究时，应该先确定其他的因素不变，只变化一种因素，看这种因素与探究的问题存在怎样的关系；这样确定一种以后，再确定另一种，通过分析每种因素与所探究问题之间的关系，得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。 ③数据有效：解答时注意选择数据(或设置实验)要有效，且变量统一，否则无法作出正确判断。 3．分析有气体参与的化学反应的反应速率 （1）恒温时，压缩体积压强增大―→气体反应物浓度增大反应速率增大。 （2）恒温恒容时 ①充入气体反应物气体反应物浓度增大(压强也增大)反应速率增大。 ②充入“惰性”气体总压强增大―→气体反应物浓度未改变反应速率不变。 （3）恒温恒压时，充入“惰性”气体体积增大气体反应物浓度减小反 应速率减小。 归｜纳｜总｜结 外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响方向是一致的，但影响程度不一定相同。 （1）当增大反应物浓度时，v(正)瞬间增大，随后逐渐减小；v(逆)瞬间不变，随后逐渐增大；直至v(正)和v(逆)相等时达到平衡。 （2）增大压强，气体分子数减小方向的反应速率变化程度大。 （3）对于反应前后气体分子数不变的反应，改变压强可以同等程度地改变正、逆反应速率。 （4）升高温度，v(正)和v(逆)都增大，但吸热反应方向的反应速率增大的程度大。 （5）使用催化剂，能同等程度地改变正、逆反应速率。 要点04 可逆反应的特点及其判断 1.可逆反应的概念： 下既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的化学反应。 2.表示方法：可逆反应在写化学方程式时不用 而用 。如工业制硫酸时，SO2与O2的反应是可逆反应，化学方程式为 。 3.可逆反应的特点： ①双向：向正反应方向进行， 又能向逆反应方向进行。 ②双同：由正反应和逆反应2个反应组成，分别用v(正)和v(逆)来衡量各自反应进行的快慢，并 进行。 ③共存：反应不能进行到底，反应物和生成物 。 ④相反：正反应和逆反应的 相反。 ⑤限度：若条件保持一定，最终都会建立一个化学平衡状态，即可逆反应在一定条件下有限度，任一组分的转化率都 100%，即 全部转化，。 归｜纳｜总｜结 ①不管反应方程式如何书写，向右方向进行的反应叫正反应，向左方向进行的反应叫逆反应。一个可逆反应是由2个反应组成的体系，含有2个反应速率：v(正)和v(逆)来表示各相应反应的快慢程度，v(正)与v(逆)既相互联系又各自独立。 ②可逆反应的概念中的关键词是同一条件，条件不同的两个反应不可能互为可逆反应。 ③可逆反应的核心是不能进行到底。 要点05 反应限度及化学平衡状态的判断 1.化学平衡状态概念：在一定条件下可逆反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物浓度不再发生变化，这种状态称为化学平衡状态，这就是这个反应所能达到的限度。 2.化学平衡的特征 ①逆：化学平衡适用的是 反应。 ②等：化学平衡引起的原因是正、逆反应速率 （即 ），即同一时间内对某一物质来说，生成的量和消耗的量 。 ③定：正反应速率和逆反应速率相等，引起的结果是各物质的浓度都 。这种相对稳定的状态为化学平衡状态。 ④动：平衡后，正、逆反应仍在进行，即正、逆反应速率 但不为 ，平衡为动态平衡。 ⑤变：由于速率受条件的影响，当改变外界条件时，速率发生变化，正、逆反应速率可能不再 （即 ），平衡就会发生变化，这就是平衡移动。 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 ，即该反应进行的限度。 4．化学平衡状态判断的“两类标志”及“一角度” 判断化学反应是否达到化学平衡状态，关键是看给定条件下能否推出“变量”达到“不变”。常用到的判断标志有： （1）绝对标志 （2）相对标志 ①有气体参加的反应，气体的总压强、总体积、总物质的量不变时，对于反应前后气体分子数不变的反应来说，不一定达到平衡；对于反应前后气体分子数不相等的反应来说，达到平衡； ②气体的密度()、气体的平均相对分子质量()不变时，要具体分析各表达式中的分子或分母变化情况，判断是否平衡； ③如果平衡体系中的物质有颜色，则平衡体系的颜色不变时，达到平衡。 （3）一角度 从微观的角度分析，如反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，下列各项均可说明该反应达到了平衡状态： 归｜纳｜总｜结 1.宏观（静态）标志：某些量开始变化，后来不变，即“变量不变”。 2.下列标志不能判断化学反应是否达到平衡 ①反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。 ②恒温恒容下的气体体积不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化，如2HI(g)H2(g)＋I2(g)。 ③全是气体参加的气体体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化，如2HI(g)H2(g)＋I2(g)。 ④全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。 要点06 化学平衡状态的简单计算 1.化学平衡计算的方法——“三段式”法 “三段式”法是有效解答化学平衡计算题的“万能钥匙”。解题时，要注意清楚条理地列出起始量、转化量、平衡量，按题目要求进行计算，同时还要注意单位的统一。 化学平衡计算模式：对以下反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量浓度分别为a mol/L、b mol/L，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx mol/L。 　　　　　　mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 起始量(mol/L) a b 0 0 变化量(mol/L) mx nx px qx 平衡量(mol/L) a－mx b－nx px qx （1）分析三个量：起始量、变化量、平衡量。 （2）明确三个关系 ①对于同一反应物，平衡量＝ 。 ②对于同一生成物，平衡量＝ 。 ③各转化量之比等于各反应物的 之比。 （3）计算公式 ①关于反应物转化率的计算 转化率＝×100%，如α(A)平＝ ×100%。 ②关于某气体组分的体积分数的计算 某气体组分的体积分数＝×100%。 即百分含量：φ(A)＝ ×100%。 ③关于体系的压强计算 平衡前后的压强之比：＝ 。 ④关于体系的平均摩尔质量计算 平均摩尔质量：M＝ g/mol。 ⑤关于产率的计算 生成物的产率：实际产量(指生成物)占理论产量的百分数。一般来讲，转化率越高，原料利用率越高，产率越高。产率＝ ×100%。 2、化学反应的限度计算的类型 （1）计算反应物或生成物的取值范围，利用极限法计算。 （2）计算化学反应速率，可利用定义式计算，根据图像计算。 （3）计算反应的转化率，可利用定义式计算，根据图像计算。 要点07 化学反应条件的控制及其应用 1．控制反应条件的目的 由于化学反应的速率受反应物自身的性质、温度、浓度、气体压强、催化剂、固体表面积等条件的影响，所以人们通常从上述方面考虑，选取适当的条件既可以控制化学反应速率，又可以提高化学反应的限度。 （1）促进有利反应 （2）抑制有害反应 2．控制反应条件的基本措施 （1）控制化学反应速率的措施 通过改变反应体系的 、溶液的 、气体的 、固体的 以及使用 等途径调控反应速率。 （2）提高转化率的措施 通过改变可逆反应体系的 、溶液的 、气体的 等改变可逆反应的限度，从而提高转化率。 3．控制反应条件的应用——燃料充分燃烧条件的选择 （1）燃料燃烧的条件：燃料与空气 ；温度达到燃料的 。 （2）燃料充分燃烧的条件：要有 的空气或氧气（助燃剂）；燃料与空气或氧气要有足够大的 。 （3）燃料充分燃烧的意义：使有限的能量发挥 的作用， 能源； 污染的程度。 4．提高煤燃料燃烧效率的措施 （1）煤燃烧时，将煤块 ：增大与空气中O2的 ，煤粉燃烧更充分，反应速率更快。 （2）通入适当过量的空气： O2浓度煤粉充分燃烧，生成CO2，放出 的热量；同时避免不充分燃烧，生成 ，造成环境污染。 （3）尽可能充分利用燃料燃烧所释放的热能，提高热能的利用率：炉膛材料尽量选择 性能好的，烟道废气中的热量用来加热水、发电等，以 热量利用率。。 5．提高燃料燃烧效率的实质和意义 （1）实质：从多方面控制燃烧反应的条件(包括环境)。 （2）意义：节约能源、节省资源、减少污染等。 题型01 考查化学反应速率的概念及计算 【典例1】下列关于化学反应速率的说法，不正确的是 A．化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量 B．化学反应速率通常用单位时间内生成或消耗某物质的质量多少来表示 C．同一化学反应中，各物质的反应速率之比等于方程式的系数之比 D．化学反应速率常用单位有 mol·L-1·s-1和mol·L-1·min-1 【变式1-1】向5L恒容密闭容器中充入一定量和，发生反应：，其中、NO的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。则0～10min内用NO浓度变化表示的平均反应速率为 A．0.04 mol·L-1·min-1 B．0.02 mol·L-1·min-1 C．0.004 mol·L-1·min-1 D．0.008 mol·L-1·min-1 【变式1-2】在一定条件下，将M和N两种气体通入2 L密闭容器中，发生反应如下：xM(g)＋yN(g)2P(g)。2s内的反应速率：v(M)＝1.5 mol·L-1·s-1，v(N)＝4.5 mol·L-1·s-1，v(P)＝3.0 mol·L-1·s-1。则x积y的值分别为 A．2和3 B．3和2 C．3和1 D．1和3 题型02 考查化学反应速率大小的比较 【典例2】对于反应A2（g）+3B2（g）2AB3（g）来说，下列反应速率中表示该反应进行得最快的是 A．v（A2）=0.6 molL-1s-1 B．v（B2）=2.7 molL-1min-1 C．v（AB3）=12 molL-1min-1 D．v（A2）=6 molL-1min-1 【变式2-1】某温度下，在容器中发生A、B两种气体间的转化反应，A、B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．时，该反应的 B．前内，A的平均反应速率为 C．该反应化学方程式为： D．a点的正反应速率比b点的大 【变式2-2】反应在四种不同情况下的反应速率分别为：①；②；③；④，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 解｜题｜模｜板 一、核心依据：同一反应中，反应速率之比等于化学计量数之比。 二、解题步骤 1.统一单位，将所有速率换算成一致单位。 2.速率除以对应计量数，算出比值。 3.比值数值越大，反应速率越快。 三、判定技巧 1.可固定一种物质速率，按计量比例换算比对； 2.固体、纯液体不参与速率比较。 3.温度、压强等外界条件仅用于定性快慢判断，定量对比必须换算计算。 题型03 考查控制变量法探究影响化学反应速率的因素 【典例3】探究酸性KMnO4溶液与H2C2O4溶液反应速率的影响因素，有关实验数据如表所示： 实验编号 温度/℃ 催化剂用量/g 酸性KMnO4溶液 H2C2O4溶液 KMnO4溶液褪色平均时间/min 体积/mL 浓度/mol·L-1 体积/mL 浓度/mol·L-1 1 25 0.5 4 0.1 8 0.2 12.7 2 80 0.5 4 0.1 8 0.2 a 3 25 0.5 4 0.01 8 0.2 6.7 4 25 0 4 0.01 8 0.2 b 下列说法不正确的是 A．用KMnO4表示溶液褪色时间段反应速率，v(实验3)≈1.5×10-3 mol·L-1·min-1 B．a<12.7，b>6.7 C．用H2C2O4表示该反应速率，v(实验1)大于v(实验3) D．通常升高温度、增大反应物浓度、使用催化剂均会加快反应速率 【变式3-1】某课外实验小组利用压强传感器、数据采集器和计算机等数字化实验设备，探究镁与不同浓度盐酸的反应速率，两组实验所用药品如表： 序号 镁条的质量/g 盐酸 物质的量浓度/ 体积/mL 1 0.01 1.0 2 2 0.01 0.5 2 实验结果如图所示，下列叙述不正确的是 A．该探究实验采用了控制变量法 B．若向实验2中加少量硫酸铜，曲线b可能变成曲线a C．理论上若时间足够长，最终反应生成的气体的量应该相同 D．曲线斜率可表征反应速率相对大小 【变式3-2】下列四支试管中，分别盛有等量的锌、酸溶液，其中生成的反应速率最快的是 试管 酸及浓度 温度 锌的状态 ① 溶液 20℃ 粉末状 ② 溶液 40℃ 粉末状 ③ 溶液 40℃ 大块状 ④ 溶液 40℃ 粉末状 A．① B．② C．③ D．④ 题型04 考查可逆反应的特点及其判断 【典例4】下列反应属于可逆反应的是 A．电解水生成H2、O2与H2在O2中燃烧生成H2O B．H2S在300℃时，一边分解一边化合 C．SO2通入品红溶液褪色，加热后又恢复红色 D．煅烧石灰石制得生石灰(CaO)，生石灰露置在空气中易吸收CO2生成CaCO3 【变式4-1】一定条件下，对于可逆反应X(g)+3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.08 mol·L-1，则下列判断正确的是 A．c1：c2=3：1 B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为2：3 C．X、Y的转化率不相等 D．c1的取值范围为0 mol·L-1＜c1＜0.14 mol·L-1 【变式4-2】一定温度下，在的恒容密闭容器中充入和，发生反应，后，该反应达到平衡。下列数据合理的是 A． B． C． D． 题型05 考查反应限度及化学平衡状态的判断 【典例5】一定温度下，在恒容密闭容器中加入3molNH2COONH4，发生反应：。下列现象能说明反应达到平衡状态的是 A． B．混合气体平均相对分子质量保持不变 C．混合气体密度保持不变 D．CO2的体积分数保持不变 【变式5-1】425℃时，在两个容积为1L的恒容密闭容器中分别发生化学反应，物质的浓度随时间的变化如图所示。下列叙述错误的是 A．图1中时，三种物质的物质的量相等 B．图1中时，的转化率约为66.7% C．图2所表示的容器中气体由无色逐渐变紫色 D．图1、2中，当时，两容器中的反应均达到平衡状态 【变式5-2】可逆反应；。在恒温恒容密闭容器中反应，下列叙述表示反应达到化学平衡状态的是 ①混合气体的颜色不再改变  ②单位时间内消耗的同时生成2molNO ③混合气体的密度不再改变  ④混合气体的平均相对分子质量不再改变 ⑤容器内压强不再改变      ⑥v(NO2)=2v(O2) A．①②④⑥ B．②③⑥ C．①④⑤⑥ D．①④⑤ 题型06 考查化学平衡状态的简单计算 【典例6】某温度下，在2L密闭容器中进行SO2的催化氧化反应。若起始时c(SO2)=c(O2)=6mol/L，经30s达平衡，平衡时测得c(O2)=4.5mol/L，则下列叙述中正确的是 A．SO2的转化率为60% B．用SO3表示的平均反应速率为0.05mol∙L-1∙s-1 C．平衡时总压强与起始压强之比为7:8 D．平衡时SO2的物质的量为3mol 【变式6-1】已知反应，某温度下，在2L密闭容器中投入一定量的A、B，两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示，前4s内C的平均反应速率为，下列说法不正确的是 A．物质A的平衡转化率为75% B．该反应的化学方程式为 C．4s末，B的平均反应速率为 D．12s末容器内的压强是初始时容器压强的 【变式6-2】某温度下，在恒容密闭容器中发生反应，有关数据如下： 时间段 产物的平均生成速率 下列说法错误的是 A．时，的浓度大于 B．时，反应未达到平衡状态 C．时，的体积分数约为 D．时，的物质的量为 题型07 考查化学反应条件的控制及其应用 【典例6】下列关于工业合成氨的说法正确的是 A．工业合成氨采用10～30MPa，是因为该条件下催化剂的活性最好 B．选择不同的催化剂会改变此反应△H的数值 C．合成氨工业中采用低温以提高平衡转化率 D．合成氨工业中液化分离出氨，提高产率 【变式6-1】NH3与O2作用分别生成N2、NO、N2O的反应均为放热反应。工业尾气中的可通过催化氧化为除去。将一定比例的、和的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管，的转化率、生成的选择性与温度的关系如图所示。下列说法正确的是 A．其他条件不变，升高温度，的平衡转化率增大 B．其他条件不变，在范围，随温度的升高，出口处浓度不断增大 C．催化氧化除去尾气中的应选择反应温度高于 D．高效除去尾气中的，需研发低温下转化率高和生成选择性高的催化剂 【变式6-2】下列有关工业生产的叙述正确的是 A．合成氨生产过程中将液化分离，可加快正反应速率，提高N2，H2的转化率 B．因为，所以硫酸生产常采用高压条件提高的转化率 C．合成氨工业中采用循环操作，主要是为了提高平衡混合物中氨的含量 D．工业上，一般用98.3%的浓硫酸吸收制备硫酸 期末基础通关练（测试时间：10分钟） 1．可逆反应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n molO2的同时生成2n mol NO2 ②单位时间内生成n molO2的同时生成2n mol NO 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．①③⑤ B．②④⑤ C．①③④ D．①②⑤ 2．等质量的两份锌粉a、b，分别加入过量的稀，同时向a中加入少量的胆矾晶体。下列图像表示产生的体积与时间的关系，其中正确的是 A．B．C．D． 3．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 4．下图为工业合成氨的流程图。已知合成氨反应的速率方程为，其中为速率常数，与浓度无关。下列说法错误的是 A．该反应为放热反应，使用热交换器可实现热量的有效利用 B．将氨气液化分离后的原料气循环使用，可提高经济效益 C．合成氨的过程将氨从体系中分离，可提高反应速率 D．升高温度可加快反应速率，缩短生产周期，故温度越高越好 5．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，， 6．一定温度下，向容积为的恒容密闭容器中充入和，发生反应：，后反应达到平衡状态，此时气体的体积分数为，体系中和的浓度均为。下列说法不正确的是 A．增大的量不能使完全转化 B．平衡时的转化率为 C．平衡时体系内混合气体的总压强与起始时相等 D． 7．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 8．I．在一定温度下，4 L恒容密闭容器内某一反应中气体M、气体N的物质的量随时间变化的曲线如图所示。回答下列问题： （1）根据题中数据写出该反应的化学方程式：_______。 （2）、、三个时刻中，处于平衡状态的为_______(填“”“”“”)，后的某一时刻给体系升高温度，v(正)将_______(填“增大”或“减小”)。 （3）平衡后容器中气体的压强和反应前气体的压强之比是_______，平衡时N的转化率为_______。 II．某学习小组利用铁与稀硫酸的反应，探究影响化学反应速率的因素，结果如下表： 实验序号 铁的质量(g) 铁的形态 (mL) () 反应前溶液的温度(℃) 金属完全消失的时间(s) 1 1.0 片状 50 0.8 20 200 2 1.0 粉状 50 0.8 20 25 3 1.0 片状 50 1.0 20 125 4 1.0 片状 50 1.0 35 50 （4）实验1、2表明_______对反应速率有影响。 （5）探究温度对反应速率的影响的实验是_______(填实验序号)。 （6）实验开始后，会出现速率加快，一段时间后速率减慢，分析其原因_______。 期末综合拓展练（测试时间：15分钟） 1．工业上用氮气和氢气合成氨：N2+3H22NH3(反应放热)，从反应速率和化学平衡两方面看，合成氨的适宜条件一般为压强：，温度：700K左右，催化剂：铁触媒。下列有关合成氨工业的叙述不正确的是 A．使用铁触媒，可使氮气和氢气混合气体之间的反应在较低温度下取得较高的反应速率 B．工业上选择上述条件下合成氨，可以使氮气全部转化为氨 C．上述化学平衡的移动受到温度、反应物的浓度、压强等因素的影响 D．温度升高，不利于提高氮气的转化率 2．下列关于化学反应速率和化学平衡的说法中正确的是 A．增加反应物的用量，一定能增大化学反应速率 B．化学反应速率会受到反应物本身性质的影响 C．达到平衡状态时，反应物和生成物的浓度相同 D．化学平衡是可逆反应达到的一种表面静止状态，且不可改变 3．已知是放热反应.向恒容密闭容器中充入和发生上述反应，测得NO的体积分数与温度和时间的关系如图所示。下列说法正确的是 A．由图分析可知： B．反应中反应物的总能量小于生成物的总能量 C．温度下，用NO表示反应建立平衡的平均反应速率为 D．化学反应速率：c点的点的点的 4．一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示： 下列描述正确的是 A．反应开始到10 s，用Z表示的反应速率为0.158 mol·L-1·s-1 B．反应开始到10 s，X的物质的量浓度减少了0.79 mol·L-1 C．反应开始到10 s时，Y的转化率为79% D．反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)⇌Z(g) 5．足量块状铁与100 mL 0.01 mol/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的量，可以使用如下方法中的是 ①加NaOH固体     ②将稀硫酸改用98%的浓硫酸     ③将块状铁改为铁粉 ④加入固体     ⑤升高温度 A．②③ B．①④ C．③⑤ D．①⑤ 6．以下情况中，可以证明可逆反应达到平衡状态的有个 Ⅰ. ①  ②1个键断裂的同时，有6个键断裂 Ⅱ. ③恒温恒容时，气体的压强不再改变 ④恒温恒压时，气体的密度不再改变 Ⅲ. ⑤恒温恒容时，气体的密度不再改变 ⑥恒温恒容时，气体的平均相对分子质量不再改变 Ⅳ. ⑦恒温恒容时，气体的平均相对分子质量不再改变 ⑧恒温恒压时，的体积分数不再改变 Ⅴ. ⑨ ⑩恒容绝热时，压强不再改变 ⑪恒容绝热时，平衡常数不再改变 A．6 B．7 C．8 D．9 7．向体系中加入一定量和，发生反应，设为阿伏加德罗常数的值，当生成时，下列说法正确的是 A．含有的电子数目为 B．开始时应加入个和个 C．断开键数目为 D．当消耗个同时生成个时，反应达到最大限度 8．Ⅰ．（红棕色）和（无色）之间发生反应：。将一定量气体充入体积为2L的恒容密闭容器中，控制反应温度为T。 （1）下列可以说明该反应达到平衡的是______（填标号）。 A． B．容器内气体的颜色不再变化 C．混合气体的压强不再变化 D． （2）在温度为T的条件下，向该恒容密闭容器中充入，c随时间的变化曲线如图所示。 ①1~4四个点中，的点有______。 ②反应进行到16min时，的转化率是______。 ③下列措施能使该反应速率加快的是______（填标号）。 A．增大容器体积    B．加入合适的催化剂    C．恒容条件下充入He Ⅱ．已知与硫酸的反应为。某研究小组为研究外界条件对化学反应速率的影响，设计实验如下，请回答下列问题。 实验序号 反应温度 加入溶液的体积 加入溶液的体积 加入水的体积 出现浑浊的时间 ℃ mL mL mL s ① 20 10 10 0 ② 40 10 0 ③ 20 5 10 （3）实验①②研究的是______对化学反应速率的影响，______。 （4）实验①③研究的是______对化学反应速率的影响，______。 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 化学反应的速率与限度 内容导航 明·期末考情：把握考试趋势方向，精准备考 理·核心要点：系统归纳知识脉络，构建体系 破·重难题型：攻克典型疑难问题，突破瓶颈 过·分层验收：阶梯式检测与评估，稳步提升 考查重点 命题角度 化学反应速率 速率定义与表达式、单位换算；速率之比等于化学计量数之比；浓度、温度、压强、催化剂、接触面积等影响因素。 化学反应限度 可逆反应概念与特征；化学平衡状态本质与判定依据；平衡建立过程；外界条件对限度的影响认知。 化学反应速率与限度综合应用 反应快慢对比分析；条件调控生产实际应用；速率与限度结合分析反应趋势。 要点01 化学反应速率的概念及计算 1、化学反应速率的概念：化学反应速率就是化学反应进行的快慢程度的物理量。化学反应正方向（从左向右）进行的反应速率称为正反应速率；化学反应逆方向（从右向左）进行的反应速率称为逆反应速率。 2．对化学反应速率计算公式的剖析 v(B)＝＝ （1）浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质，不适用于固体和纯液体。 （2）化学反应速率是某段时间内的平均反应速率，而不是瞬时速率，且计算时取正值。 （3）同一反应用不同的物质表示反应速率时，数值可能不同，但意义相同。同一化学反应中用不同物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比。 （4）对于可逆反应，反应进行的净速率是正、逆反应速率之差，当达到平衡时，净速率为零。 3．化学反应速率计算的4种方法 （1）定义式法：v＝。 （2）比例关系法：化学反应速率之比＝物质的量浓度变化之比＝物质的量变化之比＝化学计量数之比。对于反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)来说，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。 （3）三段式法：列起始量、转化量、最终量，再根据定义式或比例关系计算。 （4）依据图像求反应速率的步骤 第一步：找出横、纵坐标对应的物质的量； 第二步：将图中的变化量转化成相应的浓度变化量； 第三步：根据公式v＝进行计算。 4．化学反应速率计算的万能方法——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。 如对于反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，起始时A的浓度为a mol·L－1，B的浓度为b mol·L－1，反应进行至t1s时，A消耗了x mol·L－1，则化学反应速率可计算如下： 　　　　　 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 起始/(mol·L－1) a b 0 0 转化/(mol·L－1) x t1/(mol·L－1) a－x b－ 则：v(A)＝ mol·L－1·s－1，v(B)＝ mol·L－1·s－1，v(C)＝ mol·L－1·s－1，v(D)＝ mol·L－1·s－1。 5．化学反应速率与化学计量数的关系 对于已知反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示，当单位相同时，化学反应速率的数值之比等于化学计量数之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。 如一定温度下，在密闭容器中发生反应：3A(g)＋B(g) 2C(g)。已知v(A)＝0.6 mol·L－1·s－1，则v(B)＝0.2 mol·L－1·s－1，v(C)＝0.4 mol·L－1·s－1。 6.化学反应速率计算的常见错误 （1）不注意容器的容积。 （2）漏写单位或单位写错。 （3）忽略有效数字。 归｜纳｜总｜结 （1）化学反应速率是指某时间段内的平均反应速率，而不是某时刻的瞬时速率。 （2）化学反应速率可用来衡量化学反应进行的快慢，均为正值。 （3）因为纯固体、纯液体的浓度视为定值，所以该表达式只适用于有气态物质参加或溶液中的反应，虽然不能用固体的浓度变化表示反应速率，但可以用单位时间固体质量的变化量来表示反应速率的快慢。 （4）同一反应选用不同物质浓度的改变量表示速率，数值可能不同，但表示的意义相同。因此，表示化学反应的速率时，必须说明是用反应物或生成物中的哪种物质做标准。 （5）同一化学反应用不同物质表示的反应速率其数值可能不同，因此，一定要标明是哪种具体物质的反应速率。 要点02 化学反应速率大小的比较 1．定性比较 通过明显的实验现象(如气泡产生快慢、沉淀生成快慢等)来定性比较化学反应速率的大小。 2．定量比较 同一化学反应中，不同物质来表示化学反应速率时，数值可能不同，需要进行转化。常用以下两种方法： （1）归一法 ①“一看”：看化学反应速率的单位是否一致，若不一致，需转化为同一单位。 ②“二化”：将不同物质的化学反应速率转化成同一物质的化学反应速率。 ③“三比较”：标准统一后比较数值大小，数值越大，反应速率越大。 （2）比值法 通过化学反应速率与其对应的化学计量数的比值进行比较，比值大的化学反应速率大。 如对于反应aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)，若＞，则A表示的化学反应速率较大。 3.由图像比较反应速率大小的方法：根据图像看反应达到平衡所需的时间，时间越短，对应的反应的温度、浓度或压强就越大，则对应的反应速率越大。 归｜纳｜总｜结 比较化学反应速率大小的注意事项 （1）看单位是否统一,若不统一,要换算成相同单位。 （2）比较不同时间段内的化学反应速率大小时,可先换算成用同一物质表示的反应速率,再比较数值的大小。 （3）比较化学反应速率与化学计量数的比值。例如,对于一般反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),比较不同时间段内的大小,若,则用A表示的反应速率比用B表示的大。要注意反应速率的单位要一致。 要点03 控制变量法探究影响化学反应速率的因素 1．影响反应速率的因素 （1）内因 反应物本身的性质是主要因素，如相同条件下Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为v(Mg)>v(Al)。 （2）外因(只改变一个条件，其他条件不变) 2.控制变量法探究影响化学反应速率的因素 在研究影响化学反应速率的因素时，由于外界影响因素较多，故为搞清某个因素的影响均需控制其他因素相同或不变时，再进行实验。因此，常用控制变量思想解决该类问题。 （1）控制变量法：影响化学反应速率的因素有多种，在探究相关规律时，需要控制其他条件不变，只改变某一个条件，探究改变的条件对反应速率的影响并得出相关的规律或结论，这种方法叫控制变量法。它是科学探究中的重要思想。 （2）常见考查形式 ①以表格的形式给出多组实验数据，让考生找出每组数据的变化对化学反应速率的影响。 ②给出影响化学反应速率的几种因素，让考生设计实验分析各因素对化学反应速率的影响。 （3）解题策略 ①确定变量：解答这类题目时首先要认真审题，理清影响实验探究结果的因素有哪些。 ②定多变一：在探究时，应该先确定其他的因素不变，只变化一种因素，看这种因素与探究的问题存在怎样的关系；这样确定一种以后，再确定另一种，通过分析每种因素与所探究问题之间的关系，得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。 ③数据有效：解答时注意选择数据(或设置实验)要有效，且变量统一，否则无法作出正确判断。 3．分析有气体参与的化学反应的反应速率 （1）恒温时，压缩体积压强增大―→气体反应物浓度增大反应速率增大。 （2）恒温恒容时 ①充入气体反应物气体反应物浓度增大(压强也增大)反应速率增大。 ②充入“惰性”气体总压强增大―→气体反应物浓度未改变反应速率不变。 （3）恒温恒压时，充入“惰性”气体体积增大气体反应物浓度减小反 应速率减小。 归｜纳｜总｜结 外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响方向是一致的，但影响程度不一定相同。 （1）当增大反应物浓度时，v(正)瞬间增大，随后逐渐减小；v(逆)瞬间不变，随后逐渐增大；直至v(正)和v(逆)相等时达到平衡。 （2）增大压强，气体分子数减小方向的反应速率变化程度大。 （3）对于反应前后气体分子数不变的反应，改变压强可以同等程度地改变正、逆反应速率。 （4）升高温度，v(正)和v(逆)都增大，但吸热反应方向的反应速率增大的程度大。 （5）使用催化剂，能同等程度地改变正、逆反应速率。 要点04 可逆反应的特点及其判断 1.可逆反应的概念：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化学反应。 2.表示方法：可逆反应在写化学方程式时不用“”而用“”。如工业制硫酸时，SO2与O2的反应是可逆反应，化学方程式为2SO2+O22SO3。 3.可逆反应的特点： ①双向：向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行。 ②双同：由正反应和逆反应2个反应组成，分别用v(正)和v(逆)来衡量各自反应进行的快慢，并同时进行。 ③共存：反应不能进行到底，反应物和生成物同时存在。 ④相反：正反应和逆反应的热效应相反。 ⑤限度：若条件保持一定，最终都会建立一个化学平衡状态，即可逆反应在一定条件下有限度，任一组分的转化率都小于100%，即不能全部转化，。 归｜纳｜总｜结 ①不管反应方程式如何书写，向右方向进行的反应叫正反应，向左方向进行的反应叫逆反应。一个可逆反应是由2个反应组成的体系，含有2个反应速率：v(正)和v(逆)来表示各相应反应的快慢程度，v(正)与v(逆)既相互联系又各自独立。 ②可逆反应的概念中的关键词是同一条件，条件不同的两个反应不可能互为可逆反应。 ③可逆反应的核心是不能进行到底。 要点05 反应限度及化学平衡状态的判断 1.化学平衡状态概念：在一定条件下可逆反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物和生成物浓度不再发生变化，这种状态称为化学平衡状态，这就是这个反应所能达到的限度。 2.化学平衡的特征 ①逆：化学平衡适用的是可逆反应。 ②等：化学平衡引起的原因是正、逆反应速率相等（即v(正)=v(逆)），即同一时间内对某一物质来说，生成的量和消耗的量相等。 ③定：正反应速率和逆反应速率相等，引起的结果是各物质的浓度都不再发生变化。这种相对稳定的状态为化学平衡状态。 ④动：平衡后，正、逆反应仍在进行，即正、逆反应速率相等但不为零，平衡为动态平衡。 ⑤变：由于速率受条件的影响，当改变外界条件时，速率发生变化，正、逆反应速率可能不再相等（即v(正)≠v(逆)），平衡就会发生变化，这就是平衡移动。 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，即该反应进行的限度。 4．化学平衡状态判断的“两类标志”及“一角度” 判断化学反应是否达到化学平衡状态，关键是看给定条件下能否推出“变量”达到“不变”。常用到的判断标志有： （1）绝对标志 （2）相对标志 ①有气体参加的反应，气体的总压强、总体积、总物质的量不变时，对于反应前后气体分子数不变的反应来说，不一定达到平衡；对于反应前后气体分子数不相等的反应来说，达到平衡； ②气体的密度()、气体的平均相对分子质量()不变时，要具体分析各表达式中的分子或分母变化情况，判断是否平衡； ③如果平衡体系中的物质有颜色，则平衡体系的颜色不变时，达到平衡。 （3）一角度 从微观的角度分析，如反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，下列各项均可说明该反应达到了平衡状态： 归｜纳｜总｜结 1.宏观（静态）标志：某些量开始变化，后来不变，即“变量不变”。 2.下列标志不能判断化学反应是否达到平衡 ①反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。 ②恒温恒容下的气体体积不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化，如2HI(g)H2(g)＋I2(g)。 ③全是气体参加的气体体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化，如2HI(g)H2(g)＋I2(g)。 ④全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。 要点06 化学平衡状态的简单计算 1.化学平衡计算的方法——“三段式”法 “三段式”法是有效解答化学平衡计算题的“万能钥匙”。解题时，要注意清楚条理地列出起始量、转化量、平衡量，按题目要求进行计算，同时还要注意单位的统一。 化学平衡计算模式：对以下反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量浓度分别为a mol/L、b mol/L，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx mol/L。 　　　　　　mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 起始量(mol/L) a b 0 0 变化量(mol/L) mx nx px qx 平衡量(mol/L) a－mx b－nx px qx （1）分析三个量：起始量、变化量、平衡量。 （2）明确三个关系 ①对于同一反应物，平衡量＝起始量－变化量。 ②对于同一生成物，平衡量＝起始量＋变化量。 ③各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。 （3）计算公式 ①关于反应物转化率的计算 转化率＝×100%，如α(A)平＝×100%。 ②关于某气体组分的体积分数的计算 某气体组分的体积分数＝×100%。 即百分含量：φ(A)＝×100%。 ③关于体系的压强计算 平衡前后的压强之比：＝。 ④关于体系的平均摩尔质量计算 平均摩尔质量：M＝ g/mol。 ⑤关于产率的计算 生成物的产率：实际产量(指生成物)占理论产量的百分数。一般来讲，转化率越高，原料利用率越高，产率越高。产率＝×100%。 2、化学反应的限度计算的类型 （1）计算反应物或生成物的取值范围，利用极限法计算。 （2）计算化学反应速率，可利用定义式计算，根据图像计算。 （3）计算反应的转化率，可利用定义式计算，根据图像计算。 要点07 化学反应条件的控制及其应用 1．控制反应条件的目的 由于化学反应的速率受反应物自身的性质、温度、浓度、气体压强、催化剂、固体表面积等条件的影响，所以人们通常从上述方面考虑，选取适当的条件既可以控制化学反应速率，又可以提高化学反应的限度。 （1）促进有利反应 （2）抑制有害反应 2．控制反应条件的基本措施 （1）控制化学反应速率的措施 通过改变反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)、固体的表面积以及使用催化剂等途径调控反应速率。 （2）提高转化率的措施 通过改变可逆反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)等改变可逆反应的限度，从而提高转化率。 3．控制反应条件的应用——燃料充分燃烧条件的选择 （1）燃料燃烧的条件：燃料与空气接触；温度达到燃料的着火点。 （2）燃料充分燃烧的条件：要有足够的空气或氧气（助燃剂）；燃料与空气或氧气要有足够大的接触面积。 （3）燃料充分燃烧的意义：使有限的能量发挥最大的作用，节约能源；降低污染的程度。 4．提高煤燃料燃烧效率的措施 （1）煤燃烧时，将煤块粉碎成煤粉：增大与空气中O2的接触面积，煤粉燃烧更充分，反应速率更快。 （2）通入适当过量的空气：增大O2浓度煤粉充分燃烧，生成CO2，放出更多的热量；同时避免不充分燃烧，生成CO，造成环境污染。 （3）尽可能充分利用燃料燃烧所释放的热能，提高热能的利用率：炉膛材料尽量选择保温性能好的，烟道废气中的热量用来加热水、发电等，以提高热量利用率。。 5．提高燃料燃烧效率的实质和意义 （1）实质：从多方面控制燃烧反应的条件(包括环境)。 （2）意义：节约能源、节省资源、减少污染等。 题型01 考查化学反应速率的概念及计算 【典例1】下列关于化学反应速率的说法，不正确的是 A．化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量 B．化学反应速率通常用单位时间内生成或消耗某物质的质量多少来表示 C．同一化学反应中，各物质的反应速率之比等于方程式的系数之比 D．化学反应速率常用单位有 mol·L-1·s-1和mol·L-1·min-1 【答案】B 【解析】A.化学反应有的快，有的慢，则可以使用化学反应速率来衡量化学反应进行的快慢，A正确；B.化学反应速率常用单位时间内任何一种反应物物质的量浓度的减小或生成物物质的量浓度的增加来表示，B错误；C.同一个反应中，时间相同体积相同，速率之比等于物质的量之比，而物质的量之比等于化学计量数之比，C正确；D.公式v=中，浓度的单位是mol/L，时间单位常用s、min，所以化学反应速率常用单位有：mol•L-1•s-1和mol•L-1•min-1，D正确；故合理选项是B。 【变式1-1】向5L恒容密闭容器中充入一定量和，发生反应：，其中、NO的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。则0～10min内用NO浓度变化表示的平均反应速率为 A．0.04 mol·L-1·min-1 B．0.02 mol·L-1·min-1 C．0.004 mol·L-1·min-1 D．0.008 mol·L-1·min-1 【答案】D 【解析】从化学方程式可知，NO为产物，则在反应过程中NO的物质的量逐渐增大，则上升的曲线表示NO的物质的量随反应时间变化的情况，0-10min内，NO物质的量增大0.4mol，则v(NO)=，故答案选D。 【变式1-2】在一定条件下，将M和N两种气体通入2 L密闭容器中，发生反应如下：xM(g)＋yN(g)2P(g)。2s内的反应速率：v(M)＝1.5 mol·L-1·s-1，v(N)＝4.5 mol·L-1·s-1，v(P)＝3.0 mol·L-1·s-1。则x积y的值分别为 A．2和3 B．3和2 C．3和1 D．1和3 【答案】D 【解析】已知v(M)＝1.5 mol·L-1·s-1，v(N)＝4.5 mol·L-1·s-1，v(P)＝3.0 mol·L-1·s-1，由反应速率之比等于化学计量数之比可知，x:y:2=1.5mol•L-1•s-1:4.5mol•L-1•s-1:3.0mol•L-1•s-1=1:3:2，则x=1、y=3，故答案为D。 解｜题｜模｜板 1.找出对应物质的物质的量、体积、时间变化量 2.代入公式计算反应速率 3.依据计量数换算不同物质反应速率：v(A):v(B):v(C):v(D)=a:b:c:d 4.统一单位后比较反应快慢 5.易错提醒 （1）速率均为正值，不取负值 （2）比较快慢必须统一单位 （3）固体、纯液体浓度视为常数，不用来计算速率 题型02 考查化学反应速率大小的比较 【典例2】对于反应A2（g）+3B2（g）2AB3（g）来说，下列反应速率中表示该反应进行得最快的是 A．v（A2）=0.6 molL-1s-1 B．v（B2）=2.7 molL-1min-1 C．v（AB3）=12 molL-1min-1 D．v（A2）=6 molL-1min-1 【答案】A 【解析】反应速率与化学计量数的比值越大、反应速率越快，则： A．v（A2）=0.6 molL-1s-1=36 molL-1min-1，则=36；B．=0.9；C．=6；D．=6；显然A中比值最大，反应速率最快，故答案为A。 【变式2-1】某温度下，在容器中发生A、B两种气体间的转化反应，A、B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．时，该反应的 B．前内，A的平均反应速率为 C．该反应化学方程式为： D．a点的正反应速率比b点的大 【答案】D 【分析】时反应达到平衡状态，B减少6mol的同时A增多3mol，B是反应物、A是生成物，物质的量的变化量之比等于系数比，该反应化学方程式为：2BA，据此解答。 【解析】A．5min后，反应物继续减少、生成物继续增加，反应正向进行，5min时，该反应的v正>v逆，故A错误；B．根据a点数值，B减少2mol，根据方程式可知，A增多1mol，前2min内，A的平均反应速率为0.25mol·L-1·min-1，故B错误；C．由分析可知，该反应化学方程式为：2BA，故C错误；D．a点到b点是建立平衡的过程，随着反应的进行，反应物浓度减小，正反应速率减小，则a点的正反应速率比b点的大，故D正确；故选D。 【变式2-2】反应在四种不同情况下的反应速率分别为：①；②；③；④，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 【解析】由反应速率之比等于化学计量数之比可知，由比值法可得四种条件下A物质的反应速率分别为①、②、③④，则反应进行的快慢顺序为①>②=③>④，故选B。 解｜题｜模｜板 一、核心依据：同一反应中，反应速率之比等于化学计量数之比。 二、解题步骤 1.统一单位，将所有速率换算成一致单位。 2.速率除以对应计量数，算出比值。 3.比值数值越大，反应速率越快。 三、判定技巧 1.可固定一种物质速率，按计量比例换算比对； 2.固体、纯液体不参与速率比较。 3.温度、压强等外界条件仅用于定性快慢判断，定量对比必须换算计算。 题型03 考查控制变量法探究影响化学反应速率的因素 【典例3】探究酸性KMnO4溶液与H2C2O4溶液反应速率的影响因素，有关实验数据如表所示： 实验编号 温度/℃ 催化剂用量/g 酸性KMnO4溶液 H2C2O4溶液 KMnO4溶液褪色平均时间/min 体积/mL 浓度/mol·L-1 体积/mL 浓度/mol·L-1 1 25 0.5 4 0.1 8 0.2 12.7 2 80 0.5 4 0.1 8 0.2 a 3 25 0.5 4 0.01 8 0.2 6.7 4 25 0 4 0.01 8 0.2 b 下列说法不正确的是 A．用KMnO4表示溶液褪色时间段反应速率，v(实验3)≈1.5×10-3 mol·L-1·min-1 B．a<12.7，b>6.7 C．用H2C2O4表示该反应速率，v(实验1)大于v(实验3) D．通常升高温度、增大反应物浓度、使用催化剂均会加快反应速率 【答案】A 【解析】A.反应的化学方程式为2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4＝K2SO4+2MnSO4+l0CO2↑+8H2O，实验3中，n（H2C2O4）：n（KMnO4）=8×0.2：4×0.01=40：1＞5：2，则H2C2O4过量，用KMnO4表示该反应速率v（KMnO4）=≈5.0×l0-4mol•L-1•min-1，选项A不正确；B.温度越高反应速率越快，催化剂可加快反应速率，则a＜12.7，b＞6.7，选项B正确；C.1、3比较只有高锰酸钾的浓度不同，且实验1中浓度大，则反应速率：v（实验1）＞v（实验3），选项C正确；D. 增大反应物浓度，使得单位体积内活化分子数增大，从而使单位时间内的有效碰撞次数增多，所以，化学反应速率增大；升高温度、使用催化剂，主要是增加反应物分子中活化分子的百分数，使有效碰撞次数增多，因而使化学反应速率增大，选项D正确；答案选A。 【变式3-1】某课外实验小组利用压强传感器、数据采集器和计算机等数字化实验设备，探究镁与不同浓度盐酸的反应速率，两组实验所用药品如表： 序号 镁条的质量/g 盐酸 物质的量浓度/ 体积/mL 1 0.01 1.0 2 2 0.01 0.5 2 实验结果如图所示，下列叙述不正确的是 A．该探究实验采用了控制变量法 B．若向实验2中加少量硫酸铜，曲线b可能变成曲线a C．理论上若时间足够长，最终反应生成的气体的量应该相同 D．曲线斜率可表征反应速率相对大小 【答案】B 【分析】镁的质量为0.01g，物质的量为=mol，实验1中盐酸中含有HCl的物质的量为0.002L×1mol/L=0.002mol，实验2中盐酸中含有HCl的物质的量为0.002L×0.5mol/L=0.001mol，根据Mg+ 2HCl = MgCl2 + H2↑，两实验中盐酸均过量，镁完全反应。 【解析】A．根据表格数据，只有酸浓度不同，其余条件相同，采用的是变量控制的研究方法，故A正确；B．加少量硫酸铜与镁发生置换反应生成铜单质，生成的铜单质附着在镁条上形成原电池，加快反应速率，根据分析可知，盐酸过量，因此由于镁条的量被消耗，导致产生的气体的量减少，而曲线b中气体的量是增加，故B错误；C．镁的质量为0.01g，物质的量为=mol，实验2中盐酸中含有HCl的物质的量为0.002L×0.5mol/L=0.001mol，根据Mg+ 2HCl = MgCl2 + H2↑，两实验中盐酸均过量，镁完全反应，只要时间足够长，最终反应生成的气体的量应该相同，故C正确；D．生成的气体越多，压强越大，因此曲线斜率越大，表示反应速率越快，可以用曲线斜率表征反应速率，故D正确；故答案选B。 【变式3-2】下列四支试管中，分别盛有等量的锌、酸溶液，其中生成的反应速率最快的是 试管 酸及浓度 温度 锌的状态 ① 溶液 20℃ 粉末状 ② 溶液 40℃ 粉末状 ③ 溶液 40℃ 大块状 ④ 溶液 40℃ 粉末状 A．① B．② C．③ D．④ 【答案】B 【解析】A．①④试管中所用酸溶液中c(H+)相等，锌都是粉末状，④的温度高于①，其他条件相同时，升高温度化学反应速率加快，则④中生成H2的反应速率比①的快，A不符合题意；B．②中温度、c(H+)、反应物的接触面积均较大，生成H2的反应速率最快，B符合题意；C．③④试管中所用酸溶液中c(H+)相等，反应温度都是40℃，④中锌为粉末状，③中锌为大块状，④中锌与酸的接触面积比③中大，其他条件相同时，增大反应物的接触面积反应速率加快，则④中生成H2的反应速率比③的快，C不符合题意；D．②④中温度相同，锌都是粉末状，②中所用酸溶液中c(H+)更大，则②生成H2的反应速率比④快，D不符合题意；故答案选B。 解｜题｜模｜板 1.核心思路：遵循单一变量原则，每次只改变一个条件，其余实验条件保持完全相同，通过对比反应现象、反应时长判断速率影响规律。 2.解题步骤 （1）梳理实验组别，找出各组差异条件，确定探究变量。 （2）固定温度、浓度、接触面积等无关量不变。 （3）对比实验现象，归纳浓度、温度、催化剂、压强对速率的影响。 （4）结合结论分析实验设计合理性，补齐缺失实验条件。 3.易错提示 （1）气体反应才考虑压强影响； （2）固体表面积越大反应越快。 题型04 考查可逆反应的特点及其判断 【典例4】下列反应属于可逆反应的是 A．电解水生成H2、O2与H2在O2中燃烧生成H2O B．H2S在300℃时，一边分解一边化合 C．SO2通入品红溶液褪色，加热后又恢复红色 D．煅烧石灰石制得生石灰(CaO)，生石灰露置在空气中易吸收CO2生成CaCO3 【答案】B 【分析】可逆反应指的是在同一条件下，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，据此结合选项解答。 【解析】A．电解水生成H2和O2需要通电，H2在O2中燃烧生成H2O，需要点燃，反应条件不同，不是可逆反应，A选项错误；B．H2S在300℃时，一边分解一边化合，同时进行且正逆反应条件相同，属于可逆反应，B选项正确；C．SO2通入品红溶液褪色，加热后又恢复红色，反应条件不同，且不是同时进行，不是可逆反应，C选项错误；D．煅烧石灰石制得生石灰(CaO)的条件是高温，生石灰露置在空气中易吸收CO2生成CaCO3，两者条件不同，不是可逆反应，D选项错误；答案选B。 【变式4-1】一定条件下，对于可逆反应X(g)+3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.08 mol·L-1，则下列判断正确的是 A．c1：c2=3：1 B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为2：3 C．X、Y的转化率不相等 D．c1的取值范围为0 mol·L-1＜c1＜0.14 mol·L-1 【答案】D 【解析】A．根据物质反应消耗的浓度比等于化学方程式中化学计量数的比，反应消耗X的浓度是x mol/L，则会消耗Y浓度为3x mol/L，故c1、c2=(0.1+x) mol/L：(0.3+3x) mol/L=1：3，A错误；B．平衡时，正、逆反应速率相等，则Y和Z的生成速率之比为3：2，B错误；C．反应前后X、Y气体的浓度比相同符合反应系数之比，所以达到平衡状态时，转化率相同，C错误；D．若反应向正反应进行到达平衡，X、Y的浓度最大，Z的浓度最小，假定完全反应，Z浓度为0，则反应开始时c1(X)=(0.1+0.04) mol/L=0.14 mol/L；若反应从逆反应方向开始，Z的浓度最大，X、Y浓度最小，由于X、Y反应消耗关系是1：3，剩余浓度比是1：3，则X的起始浓度为0 mol/L。但由于X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，所以c1的取值范围为0 mol·L-1＜c1＜0.14 mol·L-1，D正确；故合理选项是D。 【变式4-2】一定温度下，在的恒容密闭容器中充入和，发生反应，后，该反应达到平衡。下列数据合理的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】A．根据质量守恒，，A正确；B．起始，，若逆向反应100%转化，则最多生成，平衡时，B错误；C．因是可逆反应，若正向反应转化100%，，C错误；D．，因是可逆反应，无论正向逆向即使完全转化，物质的量变化只有0.4mol， ，D错误；故选A； 解｜题｜模｜板 1.核心特征：同一条件下，反应既能正向进行，也能逆向进行；反应物无法完全消耗，生成物不能彻底转化，体系中反应物、生成物始终共存。 2.解题步骤 （1）判定反应条件，正反反应条件一致即为可逆反应。 （2）依据物质共存状态判断，体系组分不会单一耗尽。 （3）结合反应限度分析，反应最终达到动态平衡，不会彻底终止。 （4）区分可逆反应与普通反应，辨别反应能否进行到底。 3.易错提醒 （1）反应不能完全进行，转化率达不到百分之百； （2）正逆反应同步发生，并非先后分段进行。 题型05 考查反应限度及化学平衡状态的判断 【典例5】一定温度下，在恒容密闭容器中加入3molNH2COONH4，发生反应：。下列现象能说明反应达到平衡状态的是 A． B．混合气体平均相对分子质量保持不变 C．混合气体密度保持不变 D．CO2的体积分数保持不变 【答案】C 【解析】A．化学平衡的本质特征为正、逆反应速率相等，故未告知正逆反应，不能说明反应达到化学平衡，A不合题意；B．由题干方程可知，混合气体中NH3和CO2的物质的量之比一直为2:1，即混合气体的平均相对分子质量一直为：=26，故混合气体的平均相对分子质量保持不变，不能说明反应达到化学平衡，B不合题意；C．由题干信息可知，反应过程中容器体积不变，混合气体的质量发生改变，即混合气体的密度一直在改变，故混合气体密度保持不变，说明反应达到化学平衡，C符合题意；D．由题干方程可知，混合气体中NH3和CO2的物质的量之比一直为2:1，即CO2的体积分数一直为，故当CO2的体积分数保持不变时不能说明反应达到化学平衡，D不合题意；故答案为：C。 【变式5-1】425℃时，在两个容积为1L的恒容密闭容器中分别发生化学反应，物质的浓度随时间的变化如图所示。下列叙述错误的是 A．图1中时，三种物质的物质的量相等 B．图1中时，的转化率约为66.7% C．图2所表示的容器中气体由无色逐渐变紫色 D．图1、2中，当时，两容器中的反应均达到平衡状态 【答案】B 【解析】A．由图1可知，同一恒容密闭容器中，时三种物质的物质的量浓度相等，即物质的量相等，A正确；B．时，三种物质的物质的量浓度相等，设H2转化了t mol/L，可列如下三段式：，则有：，即，所以，B错误；C．由图2可知，随着反应开始，HI的浓度逐渐减少，H2或I2的浓度从0开始增大，则图2所表示的容器中气体由无色逐渐变紫色，C正确；D．图1、2中，当时，各组分的浓度不再发生改变，说明此时两容器中的反应均达到平衡状态，D正确；故选B。 【变式5-2】可逆反应；。在恒温恒容密闭容器中反应，下列叙述表示反应达到化学平衡状态的是 ①混合气体的颜色不再改变  ②单位时间内消耗的同时生成2molNO ③混合气体的密度不再改变  ④混合气体的平均相对分子质量不再改变 ⑤容器内压强不再改变      ⑥v(NO2)=2v(O2) A．①②④⑥ B．②③⑥ C．①④⑤⑥ D．①④⑤ 【答案】D 【解析】①二氧化氮为红棕色气体，混合气体的颜色不再改变，说明二氧化氮浓度不变，达到平衡状态；②单位时间内消耗的同时生成2molNO，均为正反应方向，不能说明达到平衡状态；③容器体积不变，气体总质量不变，混合气体的密度一直不改变，混合气体密度不变时，不能说明达到平衡状态；④该反应前后气体分子数变化，混合气体总质量不变，随着反应进行，气体平均相对分子质量不断变化，当混合气体的平均相对分子质量不再改变时，说明达到平衡状态；⑤恒温恒容条件下，容器内压强跟气体的量有关，该反应前后气体物质的量是变量，所以压强也是变量，当变量不变时，达到平衡；⑥未说正逆反应方向，不能说明达到平衡状态；答案选D。 解｜题｜模｜板 1.核心依据——平衡本质：正、逆反应速率相等；宏观特征：各组分浓度、质量、百分含量保持恒定。 2.解题步骤 （1）区分不变量与变量，恒定不变的物理量不能判定平衡，即：“变量不变”。 （2）核对正逆速率，速率之比等于计量数之比方可判定。 （3）观察体系压强、温度、密度、颜色等指标，不再变化即达平衡。 （4）结合反应前后气体分子数变化，辅助判断状态。 3.易错提示 （1）浓度相等、比例符合计量数，不等于达到平衡； （2）平衡是动态反应，并非反应停止。 题型06 考查化学平衡状态的简单计算 【典例6】某温度下，在2L密闭容器中进行SO2的催化氧化反应。若起始时c(SO2)=c(O2)=6mol/L，经30s达平衡，平衡时测得c(O2)=4.5mol/L，则下列叙述中正确的是 A．SO2的转化率为60% B．用SO3表示的平均反应速率为0.05mol∙L-1∙s-1 C．平衡时总压强与起始压强之比为7:8 D．平衡时SO2的物质的量为3mol 【答案】C 【分析】根据已知条件，列三段式可得： 。 【解析】A．的转化率为，A项错误；B．的平均反应速率，B项错误；C．，C项正确；D．根据三段式可知，平衡时的物质的量为，D项错误；答案选C。 【变式6-1】已知反应，某温度下，在2L密闭容器中投入一定量的A、B，两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示，前4s内C的平均反应速率为，下列说法不正确的是 A．物质A的平衡转化率为75% B．该反应的化学方程式为 C．4s末，B的平均反应速率为 D．12s末容器内的压强是初始时容器压强的 【答案】C 【解析】A．由图可知，物质A的平衡转化率为75%，A正确；B．经测定前4s内v(C)=0.05mol•L－1•s－1，则生成C的浓度是0.2mol•L－1，根据图像可知，4s时，消耗A是0.3mol/L，因此a：c=3：2；反应进行到12s时消耗A和B分别是0.6mol/L、0.2mol/L，因此a：b＝3：1，所以该反应的化学方程式为，B正确；C．4s末是速率为瞬时速率，无法计算，C错误；D．12s末容器内A为0.2mol/L×2L=0.4mol，B为0.3mol/L×2L=0.6mol，C为(0.5mol/L-0.3mol/L)×2×2=0.8mol，此时总物质的量0.4mol+0.6mol+0.4mol=1.8mol，开始时气体总物质的量，0.8mol/L×2L+0.5mol/L×2L=2.6mol，则12s末容器内的压强是初始时容器压强的，D正确；故选C。 【变式6-2】某温度下，在恒容密闭容器中发生反应，有关数据如下： 时间段 产物的平均生成速率 下列说法错误的是 A．时，的浓度大于 B．时，反应未达到平衡状态 C．时，的体积分数约为 D．时，的物质的量为 【答案】B 【解析】A．随着反应的进行反应速率逐渐减小，0～2min内Z的平均反应速率为，由于容器容积为1L，因此时，的浓度大于，A正确；B．根据表中数据可知时生成Z的物质的量是0.6mol，时生成Z的物质的量也是0.6mol，因此反应达到平衡状态，B错误；C．X是固体，Y和Z的体积之比恒定为1：2，所以Y的体积分数不变，即时，的体积分数约为＝，C正确；D．时反应已经达到平衡状态，生成Z的物质的量是0.6mol，消耗X的物质的量是0.6mol，所以剩余的物质的量为，D正确；答案选B。 解｜题｜模｜板 1.核心方法：采用三段式计算，依次列出起始量、转化量、平衡量，依据反应计量数比例运算。 2.解题步骤 （1）设定未知量，写出反应方程式，标注各物质计量数。 （2）填入起始物质的量，按比例推算各物质转化量。 （3）计算得出平衡时各组分物质的量、浓度。 （4）求解转化率、物质浓度、体积分数等相关物理量。 3.易错要点 （1）转化量严格遵循化学计量之比； （2）固体纯液体一般不纳入计算体系。 题型07 考查化学反应条件的控制及其应用 【典例6】下列关于工业合成氨的说法正确的是 A．工业合成氨采用10～30MPa，是因为该条件下催化剂的活性最好 B．选择不同的催化剂会改变此反应△H的数值 C．合成氨工业中采用低温以提高平衡转化率 D．合成氨工业中液化分离出氨，提高产率 【答案】D 【解析】A．合成氨工业采用，使反应速率快，且有利于提高平衡混合物中氨的含量，不是因为该条件下催化剂的活性最好，故A错误；B．催化剂能改变化学反应速率，不能改变反应△H的数值，故B错误；C．合成氨若采用低温可提高平衡转化率，但温度降低会使化学反应速率减小，达到平衡所用时间变长，在实际生产中采用的温度为400~500℃，故C错误；D．由于氨易液化，可以分离出氨，使平衡正移，提高产率，故D正确；故选D。 【变式6-1】NH3与O2作用分别生成N2、NO、N2O的反应均为放热反应。工业尾气中的可通过催化氧化为除去。将一定比例的、和的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管，的转化率、生成的选择性与温度的关系如图所示。下列说法正确的是 A．其他条件不变，升高温度，的平衡转化率增大 B．其他条件不变，在范围，随温度的升高，出口处浓度不断增大 C．催化氧化除去尾气中的应选择反应温度高于 D．高效除去尾气中的，需研发低温下转化率高和生成选择性高的催化剂 【答案】D 【解析】A．NH3与O2作用分别生成N2、NO、N2O的反应均为放热反应，升高温度，平衡都逆向移动，NH3的平衡转化率减小，A项错误；B．由图可知，225~300℃范围内NH3的转化率基本不变，而生成N2的选择性明显减小，则出口处N2的浓度减小，B项错误；C．催化氧化除去尾气中的NH3转化为N2，由图可知应选择的温度为225℃左右，此时NH3的转化率大、N2的选择性大，C项错误；D．高效除去尾气中的NH3，即将NH3多而快的转化成N2，需研发低温下NH3转化率高和生成N2选择性高的催化剂，D项正确；答案选D。 【变式6-2】下列有关工业生产的叙述正确的是 A．合成氨生产过程中将液化分离，可加快正反应速率，提高N2，H2的转化率 B．因为，所以硫酸生产常采用高压条件提高的转化率 C．合成氨工业中采用循环操作，主要是为了提高平衡混合物中氨的含量 D．工业上，一般用98.3%的浓硫酸吸收制备硫酸 【答案】D 【解析】A．合成氨生产过程中将NH3液化分离，平衡正向移动，可提高N2、H2的转化率，但是正反应速率减慢，A错误；B．对于二氧化硫与氧气生成三氧化硫的反应，在常压下二氧化硫的转化率已相当高，不必要提高成本采取高压，B错误；C．由于合成氨反应是可逆反应，不能进行彻底，所以合成氨工业上采用循环操作，使未反应的N2和H2重新被利用，这样会增加N2和H2的转化率，避免造成不必要的浪费，该操作并不能提高平衡混合物中氨的含量，C错误；D．浓硫酸具有不挥发性，吸收三氧化硫不会形成酸雾，因此在工业上，一般用98.3%的浓硫酸吸收制备硫酸，D正确；答案选D。 解｜题｜模｜板 1.核心思路：结合反应速率与平衡限度双重角度，按需调控温度、浓度、压强、催化剂等条件，兼顾反应快慢与原料转化率。 2.解题步骤 （1）明确生产目标，提速选升温、增浓、加压、加催化剂。 （2）提升原料利用率，依据反应特点调整条件促使平衡正向移动。 （3）综合成本、设备、安全等实际因素，选取最优反应条件。 （4）分析条件改变带来的利弊，判断调控方案合理性。 3.易错提醒 （1）催化剂只改变速率，不影响反应限度； （2）单一条件难以兼顾所有需求，常折中选择。 期末基础通关练（测试时间：10分钟） 1．可逆反应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n molO2的同时生成2n mol NO2 ②单位时间内生成n molO2的同时生成2n mol NO 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．①③⑤ B．②④⑤ C．①③④ D．①②⑤ 【答案】A 【解析】①单位时间内生成n mol O2同时生成2n mol NO2，说明正逆反应速率相等，可以判断反应平衡，正确；②生成O2和NO的比例是正反应的固有比例，无法判断平衡，错误；③混合气体颜色不变说明NO2浓度不变，可以判断反应平衡，正确；④混合气体总质量不变，容器体积不变，密度始终不变，无法判断反应平衡，错误；⑤混合气体反应时总质量不变，总物质的量改变，平均相对分子质量不变说明总物质的量不变，可以判断反应平衡，正确；符合题意的为①③⑤，故选A。 2．等质量的两份锌粉a、b，分别加入过量的稀，同时向a中加入少量的胆矾晶体。下列图像表示产生的体积与时间的关系，其中正确的是 A．B．C．D． 【答案】C 【解析】根据题意可知，a中放入少量的胆矾，Zn将Cu置换出来，构成原电池，生成氢气的速率加快，反应先结束，但a中放入少量的胆矾时发生反应：，消耗了部分Zn粉，使a中产生的氢气比b中少，综上可知，C正确，故选C。 3．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】A．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；B．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；C．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；D．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。 4．下图为工业合成氨的流程图。已知合成氨反应的速率方程为，其中为速率常数，与浓度无关。下列说法错误的是 A．该反应为放热反应，使用热交换器可实现热量的有效利用 B．将氨气液化分离后的原料气循环使用，可提高经济效益 C．合成氨的过程将氨从体系中分离，可提高反应速率 D．升高温度可加快反应速率，缩短生产周期，故温度越高越好 【答案】D 【分析】工业上合成氨气时，先将N2、H2干燥净化，再进行压缩，由于催化剂在一定温度下的活性大，所以反应需加热到一定温度，此时可利用反应产物进行热交换，既节省能量又能降低生成物的温度，有利于氨的分离。 【解析】A．合成氨反应为放热反应，热交换器可利用反应放出的热量预热原料气，实现热量有效利用，A正确；B．分离液氨后，未反应的、循环使用，提高了原料利用率，降低生产成本，提高经济效益，B正确；C．根据题干给出的速率方程，分离氨后体系中减小，分母减小，总反应速率增大，因此可以提高反应速率，C正确；D．升高温度虽能加快反应速率，但合成氨是放热反应，温度过高会使平衡逆向移动，氨的产率大幅下降；同时合成氨使用的铁触媒有最佳活性温度，温度过高会导致催化剂失活，还会增加能耗、提高设备要求，因此并不是温度越高越好，D错误；故选D。 5．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 【解析】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。 6．一定温度下，向容积为的恒容密闭容器中充入和，发生反应：，后反应达到平衡状态，此时气体的体积分数为，体系中和的浓度均为。下列说法不正确的是 A．增大的量不能使完全转化 B．平衡时的转化率为 C．平衡时体系内混合气体的总压强与起始时相等 D． 【答案】C 【解析】A．可逆反应中反应物无法完全转化，增大M的量只能提高N的转化率，不能使N完全转化，A正确；B．设消耗N的物质的量为，列出三段式：，由N的体积分数为20%可列方程，解得，消耗M的物质的量为，M的转化率为，B正确；C．恒温恒容下，气体压强与总物质的量成正比，起始总物质的量为，平衡总物质的量为，平衡压强大于起始压强，C错误；D．生成P的物质的量为，则，D正确；故选。 7．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 【解析】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。 8．I．在一定温度下，4 L恒容密闭容器内某一反应中气体M、气体N的物质的量随时间变化的曲线如图所示。回答下列问题： （1）根据题中数据写出该反应的化学方程式：_______。 （2）、、三个时刻中，处于平衡状态的为_______(填“”“”“”)，后的某一时刻给体系升高温度，v(正)将_______(填“增大”或“减小”)。 （3）平衡后容器中气体的压强和反应前气体的压强之比是_______，平衡时N的转化率为_______。 II．某学习小组利用铁与稀硫酸的反应，探究影响化学反应速率的因素，结果如下表： 实验序号 铁的质量(g) 铁的形态 (mL) () 反应前溶液的温度(℃) 金属完全消失的时间(s) 1 1.0 片状 50 0.8 20 200 2 1.0 粉状 50 0.8 20 25 3 1.0 片状 50 1.0 20 125 4 1.0 片状 50 1.0 35 50 （4）实验1、2表明_______对反应速率有影响。 （5）探究温度对反应速率的影响的实验是_______(填实验序号)。 （6）实验开始后，会出现速率加快，一段时间后速率减慢，分析其原因_______。 【答案】（1）2N(g)⇌M(g) （2）t3 增大 （3）7:10 75%(或0.75) （4）物质的形态(或固体的表面积) （5）实验3和实验4(或实验3、4或3，4) （6）铁与稀硫酸反应为放热反应，开始时温度升高，化学反应速率加快，一段时间后随硫酸浓度降低，化学反应速率减慢 【解析】（1）小问详解： 由图可知，反应达到平衡时消耗的N为6 mol，生成的M为3 mol，物质的量之比为2：1，且N减小，为反应物、M增加，为生成物，故该反应的化学方程式。 （2）三个时刻中，只有t3时刻各物质的量不再发生改变，此时处于平衡状态；t3后的某一时刻给体系升高温度，温度升高导致v(正)将增大。 （3）根据pV=nRT，温度，容器体积不变时，压强之比为物质的量之比，所以平衡后容器中气体的压强和反应前气体的压强之比是(5+2):(2+8)=7:10；平衡时N的转化率为。 （4）实验1、2的变量为铁的形态，表明物质的形态(或固体的表面积)对反应速率有影响。 （5）实验3、4的变量为温度，故探究温度对反应速率的影响的实验是实验3、4。 （6） 由实验表格可知，温度、浓度都会影响反应的速率；实验开始后，会出现速率加快，一段时间后速率减慢，分析其原因为：铁与稀硫酸反应为放热反应，开始时温度升高，化学反应速率加快，一段时间后随硫酸浓度降低，化学反应速率减慢。 期末综合拓展练（测试时间：15分钟） 1．工业上用氮气和氢气合成氨：N2+3H22NH3(反应放热)，从反应速率和化学平衡两方面看，合成氨的适宜条件一般为压强：，温度：700K左右，催化剂：铁触媒。下列有关合成氨工业的叙述不正确的是 A．使用铁触媒，可使氮气和氢气混合气体之间的反应在较低温度下取得较高的反应速率 B．工业上选择上述条件下合成氨，可以使氮气全部转化为氨 C．上述化学平衡的移动受到温度、反应物的浓度、压强等因素的影响 D．温度升高，不利于提高氮气的转化率 【答案】B 【解析】A．铁触媒是该反应的催化剂，使用铁触媒，可使氮气和氢气混合气体之间的反应在较低温度下取得较高的反应速率，A正确；B．合成氨的反应是可逆反应，反应物的平衡转化率不可能达到100%，B错误；C．改变温度、反应物浓度、压强均可使合成氨正逆反应速率不同倍增大、减小，故上述化学平衡的移动受到温度、反应物的浓度、压强等因素的影响，C正确；D．合成氨反应是放热反应，温度升高，合成氨平衡逆向移动，故温度升高，不利于提高氮气的转化率，D正确。答案选B。 2．下列关于化学反应速率和化学平衡的说法中正确的是 A．增加反应物的用量，一定能增大化学反应速率 B．化学反应速率会受到反应物本身性质的影响 C．达到平衡状态时，反应物和生成物的浓度相同 D．化学平衡是可逆反应达到的一种表面静止状态，且不可改变 【答案】B 【解析】A．增加固体或纯液体反应物的用量不会改变浓度，因此影响反应速率，A错误；B．反应物本身的性质是决定反应速率的根本因素，B正确；C．平衡时各物质浓度不再变化，但浓度不一定相等，C错误；D．化学平衡是动态平衡，外界条件改变时平衡会被打破，D错误；故选B。 3．已知是放热反应.向恒容密闭容器中充入和发生上述反应，测得NO的体积分数与温度和时间的关系如图所示。下列说法正确的是 A．由图分析可知： B．反应中反应物的总能量小于生成物的总能量 C．温度下，用NO表示反应建立平衡的平均反应速率为 D．化学反应速率：c点的点的点的 【答案】D 【解析】A．根据先拐先平衡规律可知，，A错误；B．由于该反应为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，B错误；C．题中未给出容器体积，不能用NO表示反应建立平衡的平均反应速率，C错误；D．，c点未达平衡状态，b点达平衡状态，正逆反应速率相等且：b点<c点，化学反应速率：c点的点的，b点温度和反应物浓度均大于a点，反应速率大于a点，故化学反应速率：c点的点的点的，D正确；故选D。 4．一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示： 下列描述正确的是 A．反应开始到10 s，用Z表示的反应速率为0.158 mol·L-1·s-1 B．反应开始到10 s，X的物质的量浓度减少了0.79 mol·L-1 C．反应开始到10 s时，Y的转化率为79% D．反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)⇌Z(g) 【答案】C 【解析】A．反应开始到 10s， 用 Z 表示的反应速率 =0.079mol/(L⋅s) ，故 A 错误；B. 反应开始到 10s，X 的物质的量浓度减少了 =0.395mol/L ，故 B 错误；C. 反应开始到 10s 时 ，Y 的物质的量减少了 1.0-0.21=0.79 mol ，则其转化率为 =79%，故 C 正确；D. 由图象可以看出 ， 反应中 X 、 Y 的物质的量减少 ， 应为反应物 ，Z的物质的量增多 ， 应为生成物 ， 当反应进行到 10s时 ，Δn(X)=0.79mol，Δn(Y)=0.79mol，Δn(Z)=1.58mol， 则 Δn(X):Δn(Y):Δn(Z)=1:1:2， 参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比 ， 则反应的方程式为 X(g)+Y(g)2Z(g) ，故 D 错误；故选C。 5．足量块状铁与100 mL 0.01 mol/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的量，可以使用如下方法中的是 ①加NaOH固体     ②将稀硫酸改用98%的浓硫酸     ③将块状铁改为铁粉 ④加入固体     ⑤升高温度 A．②③ B．①④ C．③⑤ D．①⑤ 【答案】C 【解析】A．②将稀硫酸改用98%的浓硫酸，铁会钝化，不生成氢气，不能加快反应速率且改变生成的量，③将块状铁改为铁粉能加快速率且不改变生成的量，A不符合题意；B．①加NaOH固体会中和硫酸，降低浓度，减慢反应速率且减少产量，④加入固体在酸性条件下具有氧化性，使铁被氧化而不生成，改变生成的量，B不符合题意；C．③将块状铁改为铁粉能加快速率且不改变生成的量，⑤升高温度，加快反应速率，不改变生成的量，C符合题意；D．①加NaOH固体会中和硫酸，降低浓度，减慢反应速率且减少产量，⑤升高温度，加快反应速率，不改变生成的量，D不符合题意；故答案选C。 6．以下情况中，可以证明可逆反应达到平衡状态的有个 Ⅰ. ①  ②1个键断裂的同时，有6个键断裂 Ⅱ. ③恒温恒容时，气体的压强不再改变 ④恒温恒压时，气体的密度不再改变 Ⅲ. ⑤恒温恒容时，气体的密度不再改变 ⑥恒温恒容时，气体的平均相对分子质量不再改变 Ⅳ. ⑦恒温恒容时，气体的平均相对分子质量不再改变 ⑧恒温恒压时，的体积分数不再改变 Ⅴ. ⑨ ⑩恒容绝热时，压强不再改变 ⑪恒容绝热时，平衡常数不再改变 A．6 B．7 C．8 D．9 【答案】B 【分析】可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不变。利用物理量判断反应是否平衡的依据是“变量不变则平衡”。 【解析】Ⅰ． ①反应任意时刻均存在，因此时，正逆反应速率不等，反应未达到平衡。 ②1个键断裂的同时，一定有6个N-H键形成，若同时有6个键断裂，则说明正逆反应速率相等，反应处于平衡状态。 Ⅱ． ③该反应为气体非等体积变化，反应正向进行过程中，气体的物质的量将减小，恒温恒容时，气体的物质的量之比等于气体的压强之比，当气体的压强不再改变时，说明气体的物质的量不变，反应处于平衡状态。 ④参加反应的物质均为气体，因此反应过程中气体的总质量不变。恒温恒压时，气体的物质的量之比等于容器体积之比，因此该反应正向进行过程中，容器体积将减小，当气体的密度()不再改变时，说明反应处于平衡状态。 Ⅲ． ⑤反应物中有固体参与，因此反应正向进行过程中，气体的质量将增大，恒温恒容时，当气体的密度()不再改变时，说明反应处于平衡状态。 ⑥设起始加入1mol水蒸气和足量固体碳，则起始气体摩尔质量为18g/mol，设水蒸气的转化量为xmol，则反应过程中气体的平均相对分子质量=，因此恒温恒容时，气体的平均相对分子质量不再改变时，说明反应处于平衡状态。 Ⅳ． ⑦产物中CO2与NH3的比例固定，因此气体的平均相对分子质量固定，不能说明反应处于平衡状态。 ⑧反应过程中，的体积分数始终为，因此无法根据的体积分数判断反应是否处于平衡状态。 Ⅴ． ⑨反应物的起始量及转化率未知，因此无法根据物质的浓度之比判断反应是否处于平衡状态。 ⑩恒容绝热时，随反应的进行，温度将变化，温度变化会引起压强变化，因此当压强不再改变时，反应处于平衡状态。 ⑪恒容绝热时，随反应的进行，温度将变化，平衡常数只受温度影响，当平衡常数不再改变时，说明温度不变，反应处于平衡状态。 综上所述，可证明可逆反应达到平衡状态的有②③④⑤⑥⑩⑪，故答案为B。 7．向体系中加入一定量和，发生反应，设为阿伏加德罗常数的值，当生成时，下列说法正确的是 A．含有的电子数目为 B．开始时应加入个和个 C．断开键数目为 D．当消耗个同时生成个时，反应达到最大限度 【答案】A 【解析】A．CH3OH的分子式为CH4O，每个分子含有的电子数为：C（6）+4H（4×1）+O（8）=18。因此1mol CH3OH含有18NA个电子，A正确；B．可逆反应中反应物不能完全转化，初始加入的CO和H2需多于1mol和2mol才能生成1mol CH3OH，B错误；C．生成1mol CH3OH需消耗2mol H2，对应断开2mol H-H键（即2NA个），而选项C给出NA个，与化学计量数不符，C错误；D．达到平衡时正逆反应速率相等，消耗个同时生成个都是指正反应方向，在任意时刻均成立，无法判断反应达到最大限度，D错误；故选A。 8．Ⅰ．（红棕色）和（无色）之间发生反应：。将一定量气体充入体积为2L的恒容密闭容器中，控制反应温度为T。 （1）下列可以说明该反应达到平衡的是______（填标号）。 A． B．容器内气体的颜色不再变化 C．混合气体的压强不再变化 D． （2）在温度为T的条件下，向该恒容密闭容器中充入，c随时间的变化曲线如图所示。 ①1~4四个点中，的点有______。 ②反应进行到16min时，的转化率是______。 ③下列措施能使该反应速率加快的是______（填标号）。 A．增大容器体积    B．加入合适的催化剂    C．恒容条件下充入He Ⅱ．已知与硫酸的反应为。某研究小组为研究外界条件对化学反应速率的影响，设计实验如下，请回答下列问题。 实验序号 反应温度 加入溶液的体积 加入溶液的体积 加入水的体积 出现浑浊的时间 ℃ mL mL mL s ① 20 10 10 0 ② 40 10 0 ③ 20 5 10 （3）实验①②研究的是______对化学反应速率的影响，______。 （4）实验①③研究的是______对化学反应速率的影响，______。 【答案】（1）BC （2）1、2 75% B （3）温度 10 （4）浓度 5 【分析】通过对比实验研究某一因素对实验的影响，应该要注意控制研究的变量以外，其它量要相同，以此进行对比； 【解析】（1）A．，不能判断浓度是否再发生变化，反应不一定平衡，故不选A；B．容器内气体的颜色不再变化，说明NO2浓度不变，反应一定达到平衡状态，故选B；C．反应前后气体系数和不同，压强是变量，混合气体的压强不再变化，反应一定达到平衡状态，故选C；D．反应达到平衡，正逆反应速率比等于系数比，反应不平衡，故不选D；故选BC； （2）①反应达到平衡，正逆反应速率相等，的点有1、2；②反应进行到16min时，c(NO2)=0.06 mol·L-1，则c()减小0.03 mol·L-1，的转化率是=75%；③A．增大容器体积，反应物浓度减小，反应速率减慢，故不选A；B．催化剂加快反应速率，加入合适的催化剂，反应速率加快，故选B；C．恒容条件下充入He，反应物浓度不变，反应速率不变，故不选C；故选B； （3）实验①②反应温度不同，研究的是温度对化学反应速率的影响，为了控制变量，溶液体积应当相同，故V1=10； （4）实验①③反应温度相同，变量为浓度，研究的是物质浓度对化学反应速率的影响，为了保证H2SO4浓度不变，溶液总体积不变，故V2=5。 1 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $