2019版高考化学大一轮复习 专题7 化学反应速率和化学平衡学案（打包5套）苏教版.zip

1增分补课 8化学平衡内容是高中基础理论知识中最难理解的部分之一，要求学生具备平衡的思想，要有很强的逻辑思维能力，同学们在学习时感到特别的困难，若在平时的学习中，形成一定的解题思路则可达到事半功倍的效果。如对于某些化学平衡问题，在解答过程中若建立“虚拟过程”模型，然后进行参照对比，可以使看似复杂的问题简单化。过程虚拟法：就是在分析或解决问题时，根据需要和可能，虚拟出能方便解题的对象，并以此为中介，实现由条件向结论转化的思维方法。极端假设法：是科学研究中常用的一种思维方法。极端假设是指根据已知的条件，把复杂问题假设为处于理想的极端状态，站在极端的角度去分析、考虑问题，使其因果关系显得十分明显、简单，从而迅速地作出正确判断的方法。增分点 1 对反应过程进行“虚拟”[知识查补]许多情况下，对已处于平衡状态的同一个可逆反应，改变某些条件时，平衡移动的趋势并不那么容易地得出结论。此时可以转换为效果相同，但结论可明显得出的另一种方式进行讨论，从而使问题得以较容易的解决。在解这类题时，可以假设一个中间转化过程，以便于比较。[增分题例]【例 1】 把晶体 N2O4放入一固定容积的密闭容器中气化并建立 N2O4(g) 2NO2(g)平衡后，保持温度不变，再通入与起始时等量的 N2O4气体，反应再次达平衡，则新平衡 N2O4的转化率与原平衡比( )A．变大 B．变小 C．不变 D．无法确定【过程虚拟】解析 第①步两容器平衡后状态一模一样。第②步撤去隔板没有任何变化。第③步压缩时平衡逆向移动，故 N2O4的转化率变小，选 B。2注意：加入 N2O4，该平衡正向移动，这是真实存在的。运用过程假设法，推导平衡逆向移动，逆向移动是虚拟的，不是真实存在的，这一点要特别注意。答案 B【例 2】 在恒温、恒容密闭容器中发生反应：2SO 2(g)＋O 2(g) 2SO3(g)，原有反应物SO2、O 2均为 1 mol，平衡后，再向容器中充入 1 mol SO2和 1 mol O2，则 SO2的转化率变化为________(填“增大” “减小” “不变”)。【过程虚拟】解析 第③步压缩时平衡正向移动，故 SO2的转化率增大。答案 增大增分点 2 对反应体系所处状态进行“虚拟”[知识查补]外界条件改变时，假设平衡暂时不发生移动，将分析获得的结果和题目相应数据对比，就可知道实际平衡的移动情况，这种方法类似于数学中的反证法。[增分题例]【例 3】 在一密闭容器中，反应 aA(g) bB(g)达到平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，当达到新的平衡时，B 的浓度是原来的 60%，下列说法正确的是( )A．平衡向逆反应方向移动了B．物质 A 的转化率减少了C．物质 B 的质量分数增加了D． ab解析 反应达到平衡时，将容器体积增大一倍，我们先假设平衡不发生移动，则体系中各个物质的物质的量是不变的，由于体积增大一倍，那么 B 物质的浓度应该是原来的 50%，而题目中 B 的浓度达到了 60%，就说明体积增大有更多 B 物质生成，平衡是向正反应方向移动的。答案 C3【例 4】 在带活塞的圆筒内装入 NO2气体，慢慢压缩，下列叙述正确的是( )A．体积减半，压强为原来的 2 倍B．体积减半，压强大于原来的 2 倍C．体积减半，压强增大，但小于原来的 2 倍D．体积减半，达到平衡后， n(NO2)变为原来的一半解析 筒内气体进行可逆反应 2NO2(g) N2O4(g)，体积减半，也就是压缩体积至原来的，假设平衡不移动，压强变为原来的 2 倍，但压缩体积时，压强会增大，平衡正向移动，12故压强小于原来的 2 倍。答案 C增分点 3 对物质的聚集状态或化学计量数进行“虚拟”[增分题例]【例 5】 可逆反应：3A(g) 3B(？)＋C(？)，正反应为吸热反应。随温度的升高，气体平均相对分子质量有变小趋势，则下列判断不正确的是( )A．B 和 C 不可能一个固体、一个液体B．B 和 C 一定都是气体C．若 C 为固体，则 B 一定是气体D．B 和 C 可能都是气体解析 题目中的正反应吸热，则温度升高，平衡向正反应方向移动，气体的平均摩尔质量变小，则 B、C 肯定不会都是固体或液体。我们对物质的状态进行虚拟：若 B、C 都是气体，符合题意，若 B 为气体，C 不为气体也可以，而若 B 不是气体，C 为气体则不符合题意。答案 B【例 6】 向密闭的容器中充入 2 mol A 和 1 mol B，发生反应 2A(g)＋B(g) xC(g)，达到平衡后，C 的体积分数为 w%；若维持容器的容积和温度不变，按起始物质的量 A：0.6 mol、B：0.3 mol、C：1.4 mol 充入容器，达到平衡后，C 的体积分数仍为 w%，则 x 的值( )A．只能为 2B．只能为 3C．可能为 2，也可能为 34D．无法确定解析 解题时可对方程式中的化学计量数进行虚拟：分 x＝3 和 x≠3 两种情况进行分析。由题给条件和等效平衡理论可知，若 x＝3，符合等体反应， “一边倒，判比例”若 x＝2，符合非等体反应，恒温恒容“一边倒，判量等” 。答案 C增分点 4 物质转化中的“虚拟”[知识查补]可逆反应中的各个物质只能在某一范围内变化，很难达到极限值 100%或 0，但是，当我们假设物质反应到一个极限值后，就可能产生一种特殊的解决问题的思路，我们称之为极端假设法。[增分题例]【例 7】 在一密闭容器中进行反应：2SO 2(g)＋O 2(g) 2SO3(g)。已知反应过程中某一时刻 SO2、O 2、SO 3的浓度分别为 0.2 mol·L－1 、0.1 mol·L－1 、0.2 mol·L－1 。当反应达到平衡时，可能存在的数据是( )A．SO 2为 0.4 mol·L－1 ，O 2为 0.2 mol·L－1B．SO 3为 0.25 mol·L－1C．SO 2、SO 3均为 0.15 mol·L－1D．SO 3为 0.4 mol·L－1解析 采取极端假设法，假设 SO2和 O2全部转化为 SO3，此时，SO 2和 O2的物质的量浓度都是 0，而 c(SO3)＝0.4 mol·L－1 ，再假设 SO3全部转化为 SO2和 O2，此时，SO 2和 O2的物质的量浓度分别是 0.4 mol·L－1 ，0.2 mol·L－1 ，而 c(SO3)＝0，故三物质的浓度范围分别为：0 c(SO2)0.4 mol·L－1 ，0 c(SO3)0.4 mol·L－1 ，0 c(O2)0.2 mol·L－1 ，故选项A、D 是不可能的；C 项数据表明 SO2、SO 3的浓度都是在原浓度基础上减少了 0.05 mol·L－1 ，这也是不可能的。答案 B【例 8】 将 2.0 mol SO2气体和 2.0 mol SO3气体混合于固定容积的密闭容器中，在一定条件下发生反应：2SO 2(g)＋O 2(g) 2SO3(g)，达到平衡时 SO3为 n mol。在相同温度下，分别按下列配比在相同密闭容器中放入起始物质，平衡时 SO3等于 n mol 的是( )5A．1.6 mol SO 2＋0.3 mol O 2＋0.4 mol SO 3B．4.0 mol SO 2＋1.0 mol O 2C．2.0 mol SO 2＋1.0 mol O 2＋2.0 mol SO 3D．3.0 mol SO 2＋1.0 mol O 2＋1.0 mol SO 3解析 采取极端假设法。将备选项中 O2完全转化后(即等效转化)，得如下数据：A．1.0 mol SO 2＋1.0 mol SO 3B．2.0 mol SO 2＋2.0 mol SO 3C．4.0 mol SO 3D．1.0 mol SO 2＋3.0 mol SO 3依据恒温恒容下建立等效平衡的条件，两组量若为等效平衡，进行等效转化后对应量要相等。答案 B1学案六 化学速率平衡图表分析与数据处理【教学目标】1．理解化学平衡图像的意义，掌握化学平衡图像题的解法。2．借助速率和平衡的图像，了解平衡在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。3．通过对“化学反应速率和化学平衡”的图表以及“化学反应的过程图像”的分析，提高学生对图表信息进行综合处理和加工的能力。4．通过同学之间对图像题的解题方法的讨论分析，体会同伴间互助学习的必要性。【教学重点】 阅读表格数据、图像，对化学平衡的综合分析，解决实际问题。【教学难点】 平衡图像解题思路、方法与技巧。【考情分析】 从近几年看，化学反应速率和化学平衡的考查，试题的创新性、探究性逐年提升，如：考查问题多样化的平衡图像问题，通过设计新颖的速率、平衡计算以及通过图像、表格获取信息、数据等试题在情境上、取材上都有所创新，而且化学反应速率与化学平衡还与元素化合物知识相互联系，综合考查，并且两者的结合也日趋紧密。如2015·全国卷Ⅰ·28，2016·全国卷Ⅱ·27，2017·全国卷Ⅰ·28 等。1．常见速率、平衡图像(1)物质的量(或浓度)－时间图像例如，某温度时，在定容( V L)容器中，X、Y、Z 三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。(2)含量—时间—温度(压强)常见形式有如下几种。(C%指生成物的质量分数；B%指某反应物的质量分数)2(3)恒压(温)的图像分析该类图像的纵坐标为物质的平衡浓度( c)或反应物的转化率( α )，横坐标为温度( T)或压强(p)，常见类型如下所示：如图 2 所示曲线是其他条件不变时，某反应物的最大转化率( α )与温度( T)的关系曲线，图中标出的 1、2、3、4 四个点，表示 v 正 ＞ v 逆 的点是 3，表示 v 正 ＜ v 逆 的点是 1，而 2、4点表示 v 正 ＝ v 逆 。2．解答化学平衡图像题二个原则和三个步骤(1)二个原则①先拐先平。例如，在转化率—时间图上，先出现拐点的曲线先达到平衡，此时推理可得该变化的温度高、浓度大、压强高。②定一论二。当图像中有三个量时，先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系。(1)三个步骤①看懂图像：看图像要五看。一看面，即看清横坐标和纵坐标；二看线，即看线的走向、变化趋势；三看点，即看曲线的起点、终点、交点、拐点、原点、极值点等；四看要不要3作辅助线、如等温线、等压线；五看定量图像中有关量的多少。②联想规律：联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律。③推理判断：结合题中给定的化学反应和图像中的相关信息，根据有关知识规律分析作出判断。考点指导 1 化学平衡中的表格数据处理【典例 1】 某温度下进行反应：COCl 2(g) Cl2(g)＋CO(g)，向 2.0 L 恒容密闭容器中充入 1.0 mol COCl2(g)，经过一段时间后达到平衡。反应过程中测得的有关数据见下表：t/s 0 2 4 6 8n(Cl2)/mol 0 0.30 0.39 0.40 0.40(1)0～2 s 内， v(Cl2)＝________。(2)保持其他条件不变，升高温度，平衡时 c(Cl2)＝0.22 mol·L－1 ，则反应的Δ H________(填“＞” 、 “＜”或“＝”)0。(3)该温度下，此反应的平衡常数 K＝________；若在 2 L 恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器中进行该反应，则该反应 K 将________(填“增大” 、 “减小”或“不变”)。(4)保持其他条件不变，起始时向容器中充入 1.2 mol COCl2、0.60 mol Cl2和 0.60 mol CO，反应达到平衡前的速率： v(正)________(填“＞” 、 “＜”或“＝”) v(逆)。(5)若起始时向该容器中充入 2.0 mol COCl2(g)，经过一段时间后达到平衡， n(Cl2)________(填“＞” 、 “＜”或“＝”)0.8 mol。(6)保持其他条件不变，起始向容器中充入 1.0 mol Cl2和 1.2 mol CO，达到平衡时，Cl 2的转化率________(填“＞” 、 “＜”或“＝”)60%。(7)若该反应是在恒温恒压下进行，则达到平衡时反应物的转化率将________(填“＞” 、“＜”或“＝”)40%。解析 (1) v(Cl2)＝ ＝0.075 mol·L －1 ·s－1 。0.30 mol2.0 L×2 s(2)对于题中原平衡， c(Cl2)＝ ＝0.2 mol·L－1 ，温度升高， c(Cl2)＝0.22 0.40 mol2 Lmol·L－1 ，说明平衡正向移动，正反应吸热。（ 3） COCl2（ g） Cl2（ g） ＋ CO（ g）起 始 /（ mol·L－ 1） 0.50 0 0转 化 /（ mol·L－ 1） 0.20 0.20 0.20平 衡 /（ mol·L－ 1） 0.30 0.20 0.204K＝ ＝0.133 (mol·L －1 )。0.20×0.200.30因为正反应是吸热反应，随着反应的进行，温度降低，平衡逆向移动， K 减小。(4)Q＝ ＝0.15＞ K，反应逆向进行。0.30×0.300.60(5)若起始充入 2.0 mol COCl2(g)，体积扩大 2 倍，则达到平衡时 n(Cl2)＝0.8 mol，压回原体积，即增大压强，平衡逆向移动， n(Cl2)减小。(6)若充入 1.0 mol Cl2和 1.0 mol CO，则与原平衡等效，达到平衡时，Cl 2的转化率等于 60%，现在是充了 1.0 mol Cl2和1.2 mol CO，多充入 CO，则 Cl2的转化率增大。(7)恒温恒容的容器中，随着反应的进行，压强增大，平衡逆向移动，转化率减小。所以恒温恒压的容器中转化率大些。答案 (1)0.075 mol·L－1 ·s－1 (2)＞ (3)0.133 mol·L－1 减小 (4)＜ (5)＜ (6)＞ (7)＞【课堂对点训练】1．某同学学习了化学反应速率后，联想到曾用 H2O2制备氧气，于是设计了下面的实验方案并进行实验探究。实验编号 反应物 催化剂甲试管中加入 3 mL 2% H2O2溶液和 3 滴蒸馏水无乙试管中加入 3 mL 5% H2O2溶液和 3 滴蒸馏水无丙试管中加入 3 mL 5% H2O2溶液和 3 滴蒸馏水1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液丁试管中加入 3 mL 5% H2O2溶液和 3 滴稀盐酸溶液1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液戊试管中加入 3 mL 5% H2O2溶液和 3滴 NaOH 溶液1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液(1)上述实验发生反应的化学方程式为______________________________________________________________________________________________。(2)实验甲和实验乙的实验目的是______________________________________；实验丙、实验丁和实验戊的实验目的是______________________________。(3)分析 H2O2的性质，解释实验甲和实验乙能否达到实验目的：5________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)实验过程中该同学对实验丙、丁、戊中产生的气体进行收集，并在 2 min 内 6 个时间点对注射器内气体进行读数，记录数据如表。时间/s 20 40 60 80 100 120实验丙 9.5 19.5 29.0 36.5 46.0 54.5实验丁 8.0 16.0 23.5 31.5 39.0 46.5气体体积/mL实验戊 15.5 30.0 44.5 58.5 71.5 83.0①对实验戊，0～20 s 的反应速率 v1＝________ mL·s－1 ，100～120 s 的反应速率v2＝________ mL·s－1 。不考虑实验测量误差，二者速率存在差异的主要原因是______________________________________________________________________________________________________________________________。②如图是根据实验收集到最大体积的气体时所用时间绘制的图像。曲线 c 表示的是实验________(填“丙” 、 “丁”或“戊”)。解析 (1)过氧化氢在催化剂作用下分解生成氧气和水。(2)对比实验甲和乙，可知不同的是过氧化氢的浓度；对比实验丙、丁、戊，可知不同的是 H2O2溶液的酸碱性。(3)过氧化氢在不加热且没有催化剂作用的条件下性质比较稳定，故实验甲和乙尽管 H2O2浓度不同，但 H2O2均不会分解生成氧气。(4)由于实验戊产生氧气的速率最快，实验丁产生氧气的速率最慢，可推知图像中曲线 a、b、c 对应的分别为实验戊、丙、丁。答案 (1)2H 2O2 2H2O＋O 2↑= = = = =催 化 剂 (2)反应物浓度不同对反应速率的影响 不同酸碱性条件下，催化剂对反应速率的影响(3)实验甲和实验乙不能达到实验目的，因 H2O2在常温且无催化剂作用的条件下比较稳定(4)①0.775 0.575 随反应的不断进行，H 2O2浓度逐渐降低，反应速率减小 ②丁6考点指导 2 速率、平衡图像分析【典例 2】 用 NH3催化还原 NxOy可以消除氮氧化物的污染。已知：反应Ⅰ：4NH 3(g)＋6NO(g) 5N2(g)＋6H 2O(l) Δ H1反应Ⅱ：2NO(g)＋O 2(g) 2NO2(g) Δ H2(且|Δ H1|＝2|Δ H2|)反应Ⅲ：4NH 3(g)＋6NO 2(g) 5N2(g)＋3O 2(g)＋6H 2O(l) Δ H3反应Ⅰ和反应Ⅱ在不同温度时的平衡常数及其大小关系如下表：温度/K 反应Ⅰ 反应Ⅱ298 K1 K2398 K′ 1 K′ 2已知：K2K1K′ 2K′ 1(1)推测反应Ⅲ是________反应(填“吸热”或“放热”)(2)相同条件下，反应Ⅰ在 2 L 密闭容器内，选用不同的催化剂，反应产生 N2的量随时间变化如图所示。①计算 0～4 分钟在 A 催化剂作用下，反应速率 v(NO)＝________。②下列说法正确的是________。A．该反应的活化能大小顺序是： Ea(A)Ea(B)Ea(C)B．增大压强能使反应速率加快，是因为增加了活化分子百分数C．单位时间内 H—O 键与 N—H 键断裂的数目相等时，说明反应已经达到平衡D．若在恒容绝热的密闭容器中发生反应，当 K 值不变时，说明反应已达到平衡(3)一定条件下，反应Ⅱ达到平衡时体系中 n(NO)∶ n(O2)∶ n(NO2)＝2∶1∶2。在其他条件不变时，再充入 NO2气体，分析 NO2体积分数—— φ (NO2)的变化情况：恒温恒压容器，φ (NO2)________；恒温恒容容器， φ (NO2)________(填“变大” 、 “变小”或“不变”)。(4)一定温度下，反应Ⅲ在容积可变的密闭容器中达到平衡，此时容积为 3 L， c(N2)与反应时间 t 变化曲线 X 如图所示，若在 t1时刻改变一个条件，曲线 X 变为曲线 Y 或曲线 Z。则：7①变为曲线 Y 改变的条件是___________________________________。变为曲线 Z 改变的条件是______________________________________。②若 t2时降低温度， t3时达到平衡，请在图中画出曲线 X 在 t2～ t4内 c(N2)的变化曲线。解析 (1)分析表中数据可知，对于反应Ⅰ和反应Ⅱ，温度升高时， K 值减小，平衡逆向移动，故两个反应都是放热反应，焓变小于 0。将反应Ⅰ－反应Ⅱ×3 得反应Ⅲ，则Δ H3＝Δ H1－3Δ H2＝2Δ H2－3Δ H2＝－Δ H2，因为 Δ H20，反应Ⅲ是吸热反应。(2)① v(NO)＝ v(N2)＝ × ＝0.375 mol·L－1 ·min－1 。②单位时间内生65 2.5 mol2 L×4 min 65成的 N2越多，则活化分子越多，活化能越低，A 错误；增大压强能使反应速率加快，是因为增加了活化分子的浓度，活化分子的百分数不变，B 错误；单位时间内 H—O 键与 N—H键断裂的数目相等时，说明正反应速率等于逆反应速率，反应已经达到平衡，C 正确；若在恒容绝热的密闭容器中发生反应，当 K 值不变时，说明反应已经达到平衡，D 正确。(3)恒温恒压容器中的平衡是等效平衡， φ (NO2)不变；恒温恒容容器，再充入 NO2气体，等效于增大压强，平衡正向移动， φ (NO2)变大。(4)①曲线 Y 比曲线 X 先达到平衡，但平衡状态相同，改变的条件是加入催化剂；曲线 Z 条件下，N 2的浓度由 2 mol·L－1 瞬间增大到 3 mol·L－1 ，容器体积应由 3 L 减小到 2 L，改变的条件是：将容器的体积快速压缩至 2 L。②该反应是吸热反应，降低温度时，平衡逆向移动， c(N2)在原有基础上逐渐减小，直到达到新的平衡。答案 (1)吸热 (2)①0.375 mol·L －1 ·min－1 ②CD(3)不变 变大 (4)①加入催化剂 将容器的体积快速压缩至 2 L ②图像如图【课堂对点训练】2．(1)将 0.05 mol SO2(g)和 0.03 mol O2(g)放入容积为 1 L 的密闭容器中发生反应，反8应 2SO2(g)＋O 2(g) 2SO3(g)的能量变化如图所示，在一定条件下达到平衡，测得 c(SO3)＝0.04 mol·L－1 ，则该条件下反应的平衡常数 K 为________，若温度升高， K 将________(填“增大”或“减小”)。(2)600 ℃时，在 1 L 的密闭容器中，将二氧化硫和氧气混合，反应过程中 SO2、O 2、SO 3物质的量变化如图所示。据图判断：①0～10 min， v(O2)＝________。②10 min 到 15 min 内曲线变化的原因可能是________(填写编号)。a．使用了催化剂b．缩小容器体积c．降低温度d．增加 SO3的物质的量答案 (1)1 600 L·mol －1 减小(2)①0.000 5 mol·L －1 ·min－1 ②ab考点指导 3 平衡图表题综合应用【典例 3】 甲醇是重要的化工原料，又可做为燃料。利用合成气(主要成分为 CO、CO 2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下：Ⅰ.CO(g)＋2H 2(g) CH3OH(g) Δ H19Ⅱ.CO 2(g)＋3H 2(g) CH3OH(g)＋H 2O(g) Δ H2＝－58 kJ/ mol Ⅲ.CO 2(g)＋H 2(g) CO(g)＋H 2O(g) Δ H3回答下列问题：(1)物质的标准生成热是常用的化学热力学数据，可以用来计算化学反应热。即化学反应热：Δ H＝生成物标准生成热总和－反应物标准生成热总和。已知四种物质的标准生成热如下表：物质 CO CO2 H2 CH3OH(g)标准生成热(kJ/ mol )－110.52 －393.51 0 －201.25A.计算 Δ H1＝________kJ/ mol B．Δ H3________0(填“＝” “”)(2)由甲醇在一定条件下制备甲醚。一定温度下，在三个体积均为 1.0L 的恒容密闭容器中发生反应：2CH 3OH(g) CH3OCH3(g)＋H 2O(g)。实验数据见下表：起始物质的量(mol) 平衡物质的量(mol)容器编号温度(℃) CH3OH(g) CH3OCH3(g) H2O(g) CH3OCH3(g) H2O(g)a 387 0.20 0 0 0.080 0.080b 387 0.40 0 0c 207 0.20 0 0 0.090 0.090下列说法正确的是________。A．该反应的正反应为放热反应B．达到平衡时，容器 a 中的 CH3OH 体积分数比容器 b 中的小C．容器 a 中反应到达平衡所需时间比容器 c 中的长D．若起始时向容器 a 中充入 CH3OH 0.15 mol 、CH 3OCH3 0.15 mol 和 H2O 0.10 mol，则反应将向正反应方向进行(3)合成气的组成 n(H2)/n(CO＋CO 2)＝2.60 时，体系中的 CO 平衡转化率( α )与温度和压强的关系如图所示。10① α (CO)值随温度升高而________(填“增大”或“减小”)，其原因是_______________________________________________________________。②图中 p1、 p2、 p3的大小关系为________，其判断理由是________________________________________________________________。(4)甲醇可以制成燃料电池，与合成气制成燃料电池相比优点是________；若以硫酸作为电解质其负极反应为______________________________________。解析 (1)利用标准生成热可计算反应的焓变 Δ H1＝(-201.25)－[(-110.52)－2×0]kJ/ mol＝－90.73 kJ/ mol ；利用盖斯定律Ⅱ－Ⅰ即可得到Ⅲ，所以 Δ H3＝Δ H2－Δ H1 ＝－58 kJ/ mol－(－90.73 kJ/ mol)＝32.73 kJ/ mol 0。(2)容器 a、c 中 CH3OH 的物质的量相同，而容器 a 的温度比容器 c 高，平衡时 CH3OCH3的物质的量：ac, 所以升高温度，平衡逆向移动，正反应为放热反应，A 项正确；比较容器 a、b 中数据，温度不变，初始量成倍数，而该反应是气体体积不变的反应，初始量加倍相当于加压，平衡不移动，故达到平衡时，容器 a 中的 CH3OH 体积分数与容器 b 中的相等；容器 a 比容器 c 温度高，反应快，达到平衡所需时间短，C 项错误；利用容器 a 中的数据可求得该温度下的化学平衡常数K＝4，然后通过比较选项 D 中数据计算出的浓度熵 Qc＝0.67 K，所以反应将向正反应方向进行，D 项正确。(3)①由图像可知 α (CO)值随温度升高而减小，可通过温度升高对反应Ⅰ和反应Ⅲ的影响进行分析，升高温度时，反应Ⅰ为放热反应，平衡向左移动，使得体系中CO 的量增大；反应Ⅲ为吸热反应，平衡向右移动，CO 产生的量也增大；总结果，随温度升高，使 CO 的转化率降低。②相同温度下，反应③前后气体分子数不变，压强改变不影响其平衡移动，反应①正反应为气体分子数减小的反应，增大压强，有利于平衡向正反应方向移动，从而引起 CO 的转化率增大，所以增大压强有利于 CO 的转化率升高，故压强：p1p2p3。(4)甲醇可以制成燃料电池，与合成气制成燃料电池相比优点是装置简单，减小了电池的体积。若以硫酸作为电解质其负极区 CH3OH 失去电子生成 CO2，电极反应式为CH3OH－6e － ＋H 2O===CO2＋6H ＋ 。答案 (1)－90.73 ＞ (2)AD(3)① 减小 升高温度时，反应Ⅰ为放热反应，平衡向左移动，使得体系中 CO 的量增大；反应Ⅲ为吸热反应，平衡向右移动，CO 产生的量也增大；总结果，随温度升高，使 CO 的转化率降低② p3＞ p2＞ p1 相同温度下，由于反应Ⅰ为气体分子数减小的反应，加压有利于提升 CO的转化率；而反应Ⅲ为气体分子数不变的反应，产生 CO 的量不受压强影响；故增大压强，11CO 的转化率升高(4)装置简单，减小了电池的体积 CH 3OH－6e － ＋H 2O===CO2＋6H ＋【课堂对点训练】3．废物回收及污染处理图像(1)一定条件下，用 Fe2O3、NiO 或 Cr2O3作催化剂对燃煤烟气回收。反应为2CO(g)＋SO 2(g) 2CO2(g)＋S(l)Δ H＝－270 kJ·mol －1①其他条件相同、催化剂不同，SO 2的转化率随反应温度的变化如图 1，Fe 2O3和 NiO 作催化剂均能使 SO2的转化率达到最高，不考虑催化剂价格因素，选择 Fe2O3的主要优点是：__________________________________________________________________________________________________________________。②某科研小组用 Fe2O3作催化剂。在 380 ℃时，分别研究了[ n(CO)∶ n(SO2)]为 1∶1、3∶1时 SO2转化率的变化情况(图 2)。则图 2 中表示 n(CO)∶ n(SO2)＝3∶1 的变化曲线为________。(2)目前，科学家正在研究一种以乙烯作为还原剂的脱硝(NO)原理，其脱硝机理示意图如下图 1，脱硝率与温度、负载率(分子筛中催化剂的质量分数)的关系如图 2 所示。①写出该脱硝原理总反应的化学方程式：__________________________________________________________________________________________。②为达到最佳脱硝效果，应采取的条件是_______________________________12_______________________________________________________________。答案 (1)①Fe 2O3作催化剂时，在相对较低温度可获得较高的 SO2转化率，从而节约能源 ②a(2)①6NO＋3O 2＋2C 2H4 3N2＋4CO 2＋4H 2O= = = = =催 化 剂 ②350 ℃、负载率 3.0%【课堂总结】“断平衡图像”认知模型构建1第 1 讲 化学反应速率【2019·备考】最新考纲：1.了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。2.了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响，认识并能用相关理论解释其一般规律。4.了解反应活化能的概念。5.了解化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。考点一 化学反应速率(频数：★★ 难度：★)1．化学反应速率2．化学反应速率与化学计量数的关系(1)内容：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方程式中各物质的化学计量数之比，即 v(A)∶ v(B)∶ v(C)∶ v(D)＝ m∶ n∶ p∶ q。(2)实例：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 。2化学反应中各物质浓度的计算模式——“三段式”(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 ： 反 应 mA ＋ nB pC起 始 浓 度 （ mol·L－ 1） a b c转 化 浓 度 （ mol·L－ 1） x nxm pxm某 时 刻 浓 度 （ mol·L－ 1） a－ x b－ nxm c＋ pxm1．教材基础知识判断(1)化学反应速率是指一定时间内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( )(2)化学反应速率为 0.8 mol·L－1 ·s－1 是指 1 s 时某物质的浓度为 0.8 mol·L－1 ( )(3)由 v＝ 计算平均速率，用反应物表示为正值，用生成物表示为负值( )Δ cΔ t(4)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同( )(5)有时也可以用单位时间内某物质质量的变化量来表示化学反应速率( )答案 (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√2．(SJ 选修 4·P416 改编)某温度下，浓度都是 1 mol·L－1 的两种气体 X2和 Y2，在密闭容器中反应生成气体 Z，经 t min 后，测得各物质的浓度分别为 c(X2)＝0.4 mol·L －1 ， c(Y2)＝0.6 mol·L －1 ， c(Z)＝0.4 mol·L －1 ，则该反应的化学方程式可表示为( )A．2X 2＋3Y 2 2X2Y3B．3X 2＋2Y 2 2X3Y2C．X 2＋2Y 2 2XY2D．2X 2＋Y 2 2X2Y答案 B3．(溯源题)(全国卷)化合物 AX3和单质 X2在一定条件下反应可生成化合物 AX5。回答下列问题：反应 AX3(g)＋X 2(g) AX5(g)在容积为 10 L 的密闭容器中进行。起始时 AX3和 X2均为30.2 mol。反应在不同条件下进行，反应体系总压强随时间的变化如图所示。(1)列式计算实验 a 从反应开始至达到平衡时的反应速率 v(AX5)＝________________________________________________________________。(2)图中 3 组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率 v(AX5)由大到小的次序为________(填实验序号)。解析 (1)反应开始时气体总物质的量 n0＝0.4 mol，总压强为 160 kPa，平衡时总压强为120 kPa，则平衡时气体总物质的量 n＝ ×0.40 mol＝0.30 mol，根据三段式法有，120 kPa160 kPa所以，(0.20－ x)＋(0.20－ x)＋ x＝0.30， x＝0.10故， v(AX5)＝ ≈1.7×10 －4 mol·L－1 ·min－1 。0.10 mol10 L×60 min(2)由(1)可知到达平衡时生成 AX5的量为 0.10 mol。实验 b 从反应开始至达到平衡时所用时间为 40 min，其反应速率 v(AX5)＝ ＝2.5×10 －4 mol·L－1 ·min－1 。实0.10 mol10 L×40 min验 c 达到平衡时气体总物质的量 n＝0.40 mol× ＝0.32 mol，从反应开始到达到平140 kPa175 kPa衡时的反应速率 v(AX5)＝ ≈1.8×10 －4 mol·L－1 ·min－1 。所以 v(AX5)由0.08 mol10 L×45 min大到小的顺序是 bca。答案 (1) ≈1.7×10 －4 mol·L－1 ·min－10.10 mol10 L×60 min(2)bca探源：本考题源于教材 SJ 选修 4 P32“观察与思考”及其拓展，对化学反应速率的有关计算进行考查。4题组一 化学反应速率概念理解及应用1．(2018·东城区期末)在 2CH4(g)＋2NH 3(g)＋3O 2(g)===2HCN(g)＋6H 2O(g)反应中，已知v(HCN)＝ n mol·L－1 ·min－1 ，且 v(O2)＝ m mol·L－1 ·min－1 ，则 m 与 n 的关系正确的是( )A． m＝1/2 n B． m＝2/3 nC． m＝3/2 n D． m＝2 n解析 已知： v(HCN)＝ n mol·L－1 ·min－1 ， v(O2)＝ m mol·L－1 ·min－1 ，反应速率之比等于对应计量数之比，故 n∶ m＝2∶3，即 m＝3/2 n。答案 C2．反应 4NH3(g)＋5O 2(g) 4NO(g)＋6H 2O(g)在 10 L 密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了 0.45 mol，则此反应的平均速率 v(x)(反应物的消耗速率或产物的生成速率)可表示为( )A． v(NH3)＝0.010 mol·L －1 ·s－1B． v(O2)＝0.001 0 mol·L －1 ·s－1C． v(NO)＝0.001 0 mol·L －1 ·s－1D． v(H2O)＝0.045 mol·L －1 ·s－1解析 在 10 L 密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了 0.45 mol，则 v(H2O)＝ ＝0.001 5 mol·L－1 ·s－1 ，速率之比等于化学计量数之比，则： v(NH3)＝0.45 mol10 L×30 sv(H2O)＝0.001 mol·L－1 ·s－1 ； v(O2)＝ v(H2O)＝0.001 25 mol·L－1 ·s－1 ； v(NO)23 56＝ v(H2O)＝0.001 mol·L －1 ·s－1 。23答案 C题组二 化学反应速率的比较与计算3．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① v(A)＝0.45 mol·L－1 ·s－1② v(B)＝0.6 mol·L－1 ·s－1 ③ v(C)＝0.4 mol·L－1 ·s－1 ④ v(D)＝0.45 mol·L－1 ·s－1 。下列有关反应速率的比较中正确的是( )A．④＞③＝②＞① B．①＞④＞②＝③5C．①＞②＞③＞④ D．④＞③＞②＞①解析 用比值法进行反应速率大小的比较， v(A)＝0.45 mol·L－1 ·s－1 ； v(B)13＝ ×0.6＝0.2(mol·L －1 ·s－1 )； v(C)＝ ×0.4＝0.2(mol·L －1 ·s－1 )； v(D)13 12 12 12＝ ×0.45＝0.225(mol·L －1 ·s－1 )，故①＞④＞②＝③，B 项正确。12答案 B4．一定温度下，10 mL 0.40 mol·L－1 H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成 O2的体积(已折算为标准状况)如下表：t/min 0 2 4 6 8 10V(O2)/mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)( )A．0～6 min 的平均反应速率： v(H2O2)≈3.3×10 －2 mol·(L·min)－1B．6～10 min 的平均反应速率： v(H2O2)＜3.3×10 －2 mol·(L·min)－1C．反应至 6 min 时， c(H2O2)＝0.30 mol·L －1D．反应至 6 min 时，H 2O2分解了 50%解析 根据题目信息可知，0～6 min，生成 22.4 mL(标准状况)氧气，消耗0.002 mol H2O2，则 v(H2O2)≈3.3×10 －2 mol·(L·min)－1 ，A 项正确；随反应物浓度的减小，反应速率逐渐降低，B 项正确；反应至 6 min 时，剩余 0.002 mol H2O2，此时 c(H2O2)＝0.20 mol·L－1 ，C 项错误；反应至 6 min 时，消耗 0.002 mol H2O2，转化率为 50%，D项正确。答案 C【规律方法】定量法比较化学反应速率的大小(1)归一法按照化学计量数关系换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值大小。(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)g cC(g)，即比较 与v（ A）a，若 ，则用 A 表示时的反应速率比用 B 表示时大。v（ B）b v（ A）a v（ B）b6考点二 影响化学反应速率的因素(频数：★★★ 难度：★★)1．内因反应物本身的性质是影响化学反应速率的主要因素。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(其他条件不变，只改变一个条件)3．理论解释——有效碰撞理论(1)活化分子：能够发生有效碰撞的分子。(2)活化能：如图图中： E1为正反应的活化能，使用催化剂时的活化能为 E3， E2为逆反应的活化能，反应热为 E1－ E2。(3)有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。活化分子、有效碰撞与反应速率的关系71．(SJ 选修 4·P601 改编)中国首条“生态马路”在上海复兴路隧道建成，它运用了“光触媒”技术，在路面涂上一种光催化剂涂料，可将汽车尾气中 45%的 NO 和 CO 转化成 N2和CO2。下列对此反应的叙述中正确的是( )A．使用光催化剂不改变反应速率B．使用光催化剂能增大 NO 的转化率C．升高温度能加快反应速率D．改变压强对反应速率无影响答案 C2．教材知识拓展一定温度下，反应 N2(g)＋O 2(g) 2NO(g)在密闭容器中进行，回答下列措施对化学反应速率的影响(填“增大” 、 “减小”或“不变”)。(1)缩小体积使压强增大：________；(2)恒容充入 N2：________；(3)恒容充入 He：________；(4)恒压充入 He：________。答案 (1)增大 (2)增大 (3)不变 (4)减小总结 (1)恒容：充入“惰性气体”― →总压增大― →物质浓度不变(活化分子浓度不变)― →反应速率不变(2)恒压：充入“惰性气体”― →体积增大― →物质浓度减小(活化分子浓度减小)― →反应速率减小3．(溯源题)(全国卷节选)COCl 2的分解反应为 COCl2(g)===Cl2(g)＋CO(g) Δ H＝＋108 kJ·mol－1 。反应体系达到平衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示(第10 min 到 14 min 的 COCl2浓度变化曲线未示出)：8(1)比较第 2 min 反应温度 T(2)与第 8 min 反应温度 T(8)的高低： T(2)________T(8)(填“＜” “＞”或“＝”)。(2)比较产物 CO 在 2～3 min、5～6 min 和 12～13 min 时平均反应速率[平均反应速率分别以 v(2～3)、 v(5～6)、 v(12～13)表示]的大小________。(3)比较反应物 COCl2在 5～6 min 和 15～16 min 时平均反应速率的大小： v(5～6)________v(15～16)(填“＜” “＞”或“＝”)，原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________。解析 (1)2 min 和 8 min 时反应都处于平衡状态，在 4 min 时生成物浓度都增大，反应物浓度减小，则改变的条件是升高温度，故 T(2)＜ T(8)。(2)分析图像表示的意义，根据图像可得出平均反应速率为 v(5～6)＞ v(2～3)＝ v(12～13)。(3)分析图像可知反应在 5～6 min 和 15～16 min 时，反应温度相同，因为在相同温度时，该反应的反应物浓度越高，反应速率越大，故 v(5～6)＞ v(15～16)。答案 (1)＜ (2) v(5～6)＞ v(2～3)＝ v(12～13)(3)＞ 在相同温度时，该反应的反应物浓度越高，反应速率越大探源：本高考题组源于教材 SJ 选修 4 P35～38 “活动与探究”及其拓展对外界条件对化学反应速率的影响进行了考查。题组 影响化学反应速率的因素1．一定温度下，反应①C(s)＋CO 2(g)===2CO(g) Δ H＞0，反应②2SO 2(g)＋O 2(g)===2SO3(g) Δ H＜0。下列有关以上两个反应的说法正确的是( )A．降低温度反应①的速度减小，反应②的速率增大B．增大压强反应①的速率不变，反应②的速率增大C．增大压强反应①的速率增大，反应②的速率增大9D．升高温度反应①的速率增大，反应②的速率减小解析 降低温度反应速率减小，升高温度反应速率增大，A、D 错；对于有气体参加的可逆反应，增大压强，反应速率增大，减小压强反应速率减小，B 错，C 对。答案 C2．在一定的条件下，某反应 X(g) Y(g)＋Z(g)分解的部分实验数据如下：反应时间/min0 10 20 30 40 50c(X)/mol·L－10.100 0.090 0.080 0.070 0.060 0.050反应时间/min60 70 80 90 100c(X)/mol·L－10.040 0.030 0.020 0.010 0.000下列有关说法正确的是( )A．X 的浓度越大，反应速率越大B．X 的浓度越大，消耗一半时所用的时间越短C．X 分解的速率与其浓度无关D．X 的分解速率先快后慢解析 X 的分解速率是匀速的，与其浓度无关，A、D 错误，C 正确；X 的分解速率不变；X的浓度越大，消耗一半时所用的时间越长，B 项错误。答案 C3．下列说法中正确的是( )A．已知 t1 ℃时，反应 C＋CO 2 2CO Δ H＞0 的速率为 v，若升高温度逆反应速率减小B．恒压容器中发生反应 N2＋O 2 2NO，若在容器中充入 He，正逆反应的速率均不变C．当一定量的锌粉和过量的 6 mol·L－1 盐酸反应时，为了减慢反应速率，又不影响产生H2的总量，可向反应器中加入一些水、CH 3COONa 溶液或 NaNO3溶液D．对任何一个化学反应，温度发生变化，化学反应速率一定发生变化解析 温度升高，正逆反应的速率均增大，A 错误；在恒压容器中充入不参加反应的气体，导致容器的体积增大，反应物和生成物的浓度均减小，正逆反应的速率均减小，B 错误；10若能使溶液中氢离子浓度减小，则反应速率将减慢，因此可选水或 CH3COONa 溶液，但不能用 NaNO3溶液，在酸性溶液中 NO 将和锌粉发生氧化还原反应，生成氮的氧化物，从而使－ 3生成的 H2的量减少，C 错误；任何一个化学反应的发生都有热效应，因此温度发生变化，化学反应速率一定会发生变化，D 正确。答案 D[试题分析](2014·课标全国Ⅰ，9)已知分解 1 mol H2O2放出热量 98 kJ，在含少量 I－ 的溶液中，H2O2分解的机理为：H2O2＋I － ― →H 2O＋IO － 慢H2O2＋IO － ― →H 2O＋O 2＋I － 快下列有关该反应的说法正确的是( )A．反应速率与 I－ 的浓度有关B．IO － 也是该反应的催化剂C．反应活化能等于 98 kJ·mol－1D． v(H2O2)＝ v(H2O)＝ v(O2)解题思路： 我的答案： 考查意图：化学反应速率是化学基本原理的重要内容，教材中明确要求比较全面地认识化学反应速率的有关规律，了解相应的理论和实验方法，学会定量描述和综合分析各方面因素的影响。本题通过 H2O2分解反应，主要考查考生有关化学反应速率基本知识，并侧重于化学反应速率的表达、反应机理、反应活化能概念、催化剂作用的认识和综合理解。本题抽样统计难度为 0.359，区分度为 0.306。解题思路：H 2O2的分解速率主要是由第一个反应决定的，I － 浓度越大，反应速率越快，A项正确；根据总反应可知，该反应的催化剂为 I－ ，而 IO－ 为中间产物，B 项错误；根据所给信息无法确定反应活化能，C 项错误；反应速率关系为 v(H2O2)＝ v(H2O)＝2 v(O2)，D 项错误。正确答案：A[真题演练]111．正误判断，正确的打“√” ，错误的打“×”(1)使用催化剂能够降低化学反应的反应热(Δ H)( )(2016·天津理综，3A)(2)FeCl3和 MnO2均可加快 H2O2分解，同等条件下二者对 H2O2分解速率的改变相同( )(2015·天津理综，3C)(3)探究温度对硫代硫酸钠与硫酸反应速率的影响时，若先将两种溶液混合并计时，再用水浴加热至设定温度，则测得的反应速率偏高( )(2016·浙江理综，8B)(4)探究催化剂对 H2O2分解速率的影响：在相同条件下，向一支试管中加入 2 mL 5% H2O2和 1 mL H2O，向另一支试管中加入 2 mL 5% H2O2和 1 mL FeCl3溶液，观察并比较实验现象( )(2015·江苏化学，13D)答案 (1)× (2)× (3)× (4)√2．(2017·江苏化学，10)H 2O2分解速率受多种因素影响。实验测得 70 ℃时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是( )A．图甲表明，其他条件相同时，H 2O2浓度越小，其分解速率越快B．图乙表明，其他条件相同时，溶液 pH 越小，H 2O2分解速率越快C．图丙表明，少量 Mn2＋ 存在时，溶液碱性越强，H 2O2分解速率越快D．图丙和图丁表明，碱性溶液中，Mn 2＋ 对 H2O2分解速率的影响大解析 A 项，浓度对反应速率的影响是浓度越大，反应速率越快，错误；B 项，NaOH 浓度12越大，即 pH 越大，H 2O2分解速率越快，错误；C 项，由图，Mn 2＋ 存在时，0.1 mol·L－1 的NaOH 时 H2O2的分解速率比 1 mol·L－1 的 NaOH 时快，错误；D 项，由图可知，碱性条件下，Mn2＋ 存在时，H 2O2分解速率快，正确。答案 D3．(1)(2014·全国卷Ⅱ节选)在容积为 1.00 L 的容器中，通入一定量的 N2O4，发生反应N2O4(g) 2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。在 0～60 s 时段，反应速率 v(N2O4)为________ mol·L －1 ·s－1 。(2)[2017·天津理综，10(1)(2)]H 2S 和 SO2会对环境和人体健康带来极大的危害，工业上采取多种方法减少这些有害气体的排放，回答下列各方法中的问题。H2S 的除去方法 1：生物脱 H2S 的原理为：H2S＋Fe 2(SO4)3===S↓＋2FeSO 4＋H 2SO44FeSO4＋O 2＋2H 2SO4 2Fe2(SO4)3＋2H 2O= = = = =硫 杆 菌 ①硫杆菌存在时，FeSO 4被氧化的速率是无菌时的 5×105倍，该菌的作用是____________________________________________________________________________________________________________________________________。②由图 1 和图 2 判断使用硫杆菌的最佳条件为________________________。若反应温度过高，反应速率下降，其原因是___________________________________________________________________________________________。解析 (1)由题图可知，0～60 s 时段，N 2O4的物质的量浓度变化为 0.060 13mol·L－1 ， v(N2O4)＝ ＝0.001 0 mol·L －1 ·s－1 。0.060 mol·L－ 160 s(2)①由硫杆菌存在时的反应速率增大 5×105倍可知，硫杆菌为该反应的催化剂，该反应中硫杆菌改变了反应路径，降低了反应的活化能。②由图 1 可知，温度在 30 ℃左右时，速率最快；由图 2 可知，反应混合液的 pH＝2.0 左右时，速率最快。由此可推断使用硫杆菌的最佳条件为温度为 30 ℃、混合液的 pH＝2.0。若反应温度过高，硫杆菌蛋白质受热变性(失去活性)，导致反应速率下降。答案 (1)0.001 0(2)①降低反应活化能(或作催化剂)②30 ℃、pH＝2.0 蛋白质变性(或硫杆菌失去活性)一、选择题1．下列说法正确的是( )A．催化剂是影响化学反应速率的本质因素B．当反应体系容积不变时，减小反应物的量肯定能降低反应速率C．可逆反应达到反应限度时，化学反应速率为 0D．化学反应速率可用单位时间内反应物的浓度变化量来表示解析 A 项，影响化学反应速率的本质因素是反应物的性质，A 错；B 项，如果反应物是固体或液体，减小反应物的量不会影响反应速率，B 错；C 项，达到反应限度时，正、逆反应速率相等，但不为零，C 错。答案 D2．(2018·山东济宁中学模拟)一定条件下，在容积固定的某密闭容器中发生反应 N2＋3H 22NH3。在 10 s 内 N2的浓度由 5 mol/L 降至 4 mol/L，下列说法正确的是( )A．用 NH3表示的化学反应速率为 0.1 mol/(L·s)B．使用合适的催化剂，可以加快该反应的速率C．增加 H2的浓度或降低温度都会加快该反应的速率D．反应足够长时间，N 2、H 2中至少有一种物质浓度降为零解析 根据题意 v(N2)＝0.1 mol/(L·s)，则 v(NH3)＝0.2 mol/(L·s)，A 项错误；使用合适催化剂能加快合成氨的反应速率，B 项正确；降低温度，反应速率减慢，C 项错误；N2、H 2合成氨的反应为可逆反应，延长反应时间不能改变平衡状态，N 2、H 2的浓度不可能14降为 0，D 项错误。答案 B3．相同温度下，下列各组的反应中，前者速率一定大于后者的是( )A．10 mL 4 mol·L－1 的 NaHCO3溶液＋10 mL 2 mol·L－1 盐酸＋20 mL 水与 20 mL 3 mol·L－1 的 NaHCO3溶液＋10 mL 2 mol·L －1 盐酸＋10 mL 水B．同品质等质量的两份 Al(OH)3分别与 2 mol·L－1 硫酸、2 mol·L －1 盐酸反应C．表面积完全相同的两块钠分别与 200 mL、100 mL 水反应D．0.5 mol·L －1 的 NaHCO3溶液分别与 1 mol·L－1 盐酸和 0.5 mol·L－1 硫酸混合解析 虽然前者中 NaHCO3溶液的浓度较大，但由所给数据知其所含溶质的量小于后者，故混合后前者溶液中 NaHCO3的浓度小于后者，反应速率较小，A 错误；B 项中反应的本质为Al(OH)3＋3H ＋ ===3H2O＋Al 3＋ ，由于 H2SO4是二元酸，溶液中 c(H＋ )比盐酸中的大，故反应速率大于后者，B 正确；C 项中水的浓度相同，速率相同，C 错误；D 项中虽然两种酸中c(H＋ )相同，但因不知道所用溶液的体积，故无法判断混合后(反应前)溶液中 c(H＋ )、c(HCO )的大小，因此无法确定其反应速率的相对大小，D 错误。－ 3答案 B4．下列实验方案和结论都正确且能证明物质性质决定反应速率大小的是( )选项 实验方案 实验结论A常温下，相同形状、大小的钠粒分别与水、乙醇反应钠与水反应比钠与乙醇反应快B常温下，浓硫酸、稀硫酸分别与铝片反应浓硫酸与铝片反应较快C 硫黄分别在空气中、氧气中燃烧 硫黄在氧气中燃烧生成 SO3D铁丝在空气中不能燃烧，在纯氧气中能燃烧纯氧气中 O2比空气中 O2活泼解析 A 项，水中氢比乙醇中羟基上氢活泼，相同形状、大小的钠粒与水反应速率大于乙醇，说明物质性质决定化学反应速率大小，正确；B 项，浓硫酸、稀硫酸中溶质相同，但是浓度不同，物质性质不同，常温下浓硫酸与铝片发生钝化现象，铝片表面生成一层致密保护膜，氧化膜阻止浓硫酸与内部铝接触，结论错误；C 项，硫在氧气中燃烧比在空气中燃烧剧烈，S 在 O2中燃烧生成 SO2，结论错误；D 项，空气中 O2和氧气中 O2的化学性质相15同，铁丝在空气中不能燃烧，在氧气中能燃烧，是因为 O2浓度不同，结论错误。答案 A5．化学反应 4A(s)＋3B(g) 2C(g)＋D(g)，经 2 min，B 的浓度减少 0.6 mol·L－1 ，对此反应速率的表示正确的是( )A．用 A 表示的反应速率是 0.4 mol·L－1 ·min－1B．分别用 B、C、D 表示的反应速率其比值是 3∶2∶1C．2 min 末的反应速率用 B 表示是 0.3 mol·L－1 ·min－1D．2 min 内， v 正 (B)和 v 逆 (C)表示的反应速率的值都是逐渐减小的解析 物质 A 是固体，浓度不变，不能用 A 表示该反应的反应速率，A 错误；速率之比等于化学计量数之比， v(B)∶ v(C)∶ v(D)＝3∶2∶1，B 正确；2 min 末的反应速率为即时速率，用 B 表示的速率 0.3 mol·L－1 ·min－1 是 2 min 内的平均速率，C 错误；B 是反应物，浓度降低， v 正 (B)逐渐减小，C 是生成物，浓度增大， v 逆 (C)逐渐增大，D 错误。答案 B7．(2018·贵阳高三监测)在一密闭容器中充入 1 mol H2和 1 mol I2，压强为 p(Pa)，并在一定温度下使其发生反应：H 2(g)＋I 2(g) 2HI(g) Δ H＜0，下列说法正确的是( )A．保持容器容积不变，向其中加入 1 mol H2(g)，反应速率一定加快B．保持容器容积不变，向其中加入 1 mol N2(N2不参加反应)，反应速率一定加快C．保持容器内气体压强不变，向其中加入 1 mol N2(N2不参加反应)，反应速率一定加快D．保持容器内气体压强不变，向其中加入 1 mol H2(g)和 1 mol I2(g)，再次平衡时反应速率一定加快解析 增加反应物的浓度，反应速率加快，A 项正确；加入氮气，因为容器容积不变，反应体系中各气体的浓度不变，故反应速率不变，B 项错误；保持压强不变，加入氮气，容器容积增大，反应体系中各气体的浓度减小，反应速率减小，C 项错误；保持压强不变，再次充入 1 mol H2(g)和 1 mol I2(g)，则容器容积增大为原来的 2 倍，再次平衡反应体系中各气体的浓度不变，反应速率不变，D 项错误。答案 A8．一定温度下，A、B、C 三个容器中均进行同一反应：N 2(g)＋3H 2(g) 2NH3(g) Δ H＝－ Q kJ·mol－1 ，在相同的时间段内，测得：容器 A B C16反应速率(mol·L－1 ·min－1 )v(H2)＝3 v(N2)＝3 v(NH3)＝4则三个容器放出的热量 Q 的大小关系是( )A．B＞C＞A B．A＞B＞CC．C＞A＞B D．B＞A＞C解析 将 B、C 两个容器内的反应速率用 H2来表示时，B 中 v(H2)＝9 mol·L－1 ·min－1 、C中 v(H2)＝6 mol·L－1 ·min－1 ，反应速率越大，单位时间内生成的产物越多，放出的热量越多。答案 A9．一定温度下，在某密闭容器中发生反应：2HI(g) H2(g)＋I 2(g) Δ H0，若 15 s内 c(HI)由 0.1 mol·L－1 降到 0.07 mol·L－1 ，则下列说法正确的是( )A．0～15 s 内用 I2表示的平均反应速率为 v(I2)＝0.002 mol·L －1 ·s－1B． c(HI)由 0.07 mol·L－1 降到 0.05 mol·L－1 所需的反应时间小于 10 sC．升高温度正反应速率加快，逆反应速率减慢D．减小反应体系的体积，化学反应速率加快解析 0～15 s 内， v(I2)＝ v(HI)＝ × ＝0.001 12 12 （ 0.1－ 0.07） mol·L－ 115 smol·L－1 ·s－1 ，A 项错误；随着反应的进行， c(HI)减小， v(HI)减小，故 c(HI)由 0.07 mol·L－1 降到 0.05 mol·L－1 所需时间大于 10 s，B 项错误；升高温度，正、逆反应速率均增大，C 项错误；减小反应体系的体积，压强增大，反应速率加快，D 项正确。答案 D10．在 2 L 恒容容器中投入 2.0 mol X(g)、4.0 mol Y 发生如下反应：X(g)＋Y(？)3Z(g)测得 X 物质的量与时间的关系如表所示：时间/min 1 2 4 6 8X 物质的量/mol 1.5 1.2 1.0 0.9 0.9下列说法正确的是( )A．增加 Y 的质量，反应速率一定加快B．0～4 min 段 Z 的平均速率为 mol·L－1 ·min－13817C．2～4 min 段 X 的平均速率为 mol·L－1 ·min－1110D．X、Y 的反应速率一定相等解析 Y 的状态不确定，若 Y 为液态或固体，Y 的量不影响化学反应速率，A 项错误； v(Z)＝ ×3＝ mol·L－1 ·min－1 ，B 项正确； v(X)＝ ＝ （ 2.0－ 1.0） mol2 L×4 min 38 （ 1.2－ 1.0） mol2 L×2 min 120mol·L－1 ·min－1 ，C 项错误；Y 可能与 X 的状态不相同，所以，X、Y 的反应速率不一定相等，D 项错误。答案 B11．(2017·湖北八所重点中学联考，13)将 6 mol CO2和 8 mol H2充入一容积为 2 L 的密闭容器中(温度保持不变)发生反应 CO2(g)＋3H 2(g) CH3OH(g)＋H 2O(g) Δ H＜0。测得H2的物质的量随时间变化如图中实线所示(图中字母后的数字表示对应的坐标)。该反应在8～10 min 内 CO2的平均反应速率是( )A．0.5 mol·L －1 ·min－1 B．0.1 mol·L －1 ·min－1C．0 mol·L －1 ·min－1 D．0.125 mol·L －1 ·min－1解析 由题图可知，该反应在 8 至 10 min 内，H 2的物质的量在对应的 c、 d 点都是 2 mol，因为 v(H2)＝0 mol·L－1 ·min－1 ，说明反应达到平衡，各组分的物质的量的变化值为 0，则 v(CO2)＝0 mol·L －1 ·min－1 ，故 C 正确。答案 C12．NaHSO 3溶液在不同温度下均可被过量 KIO3氧化，当 NaHSO3完全消耗即有 I2析出，依据 I2析出所需时间可以求得 NaHSO3的反应速率。将浓度均为 0.020 mol·L－1 的 NaHSO3溶液(含少量淀粉)10.0 mL、KIO 3(过量)酸性溶液 40.0 mL 混合，记录 10～55 ℃间溶液变蓝时间，55 ℃时未观察到溶液变蓝，实验结果如下图。据图分析，下列判断不正确的是( )18A．40 ℃之前与 40 ℃之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反B．图中 b、 c 两点对应的 NaHSO3反应速率相等C．图中 a 点对应的 NaHSO3反应速率为 5.0×10－5 mol·L－1 ·s－1D．温度高于 40 ℃时，淀粉不宜用作该实验的指示剂解析 由题给图像可知，温度低于 40 ℃时，温度升高，溶液变蓝的时间变短，但温度高于 40 ℃时情况相反，A 项正确；因为 b、 c 两点的温度不同，反应速率不可能相等，B 项错误；图中 a 点，所用的时间为 80 s，则 NaHSO3的反应速率为：(0.020 mol·L－1 ×10.0 mL×10－3 L/mL)÷(50 mL×10－3 L/mL)÷(80 s)＝5.0×10 －5 mol·L－1 ·s－1 ，C 项正确；由题给条件，55 ℃时未观察到溶液变蓝，所以温度高于 40 ℃，淀粉不宜作该实验的指示剂，D 项正确。答案 B二、填空题13．在一定条件下，二氧化硫和氧气发生反应：2SO2(g)＋O 2(g) 2SO3(g)。(1)降低温度，化学反应速率________(填“增大” 、 “减小”或“不变”)。(2)600 ℃时，在一容积为 2 L 的密闭容器中，将二氧化硫和氧气混合，在反应进行至 10 min 和 20 min 时，分别改变了影响反应的一个条件，反应过程中 SO2、O 2、SO 3物质的量变化如图所示，前 10 min 正反应速率逐渐________(填“增大” 、 “减小”或“不变”)；前15 min 内用 SO3表示平均反应速率为________________。19(3)图中反应进程，表示正反应速率与逆反应速率相等的时间段是_______________________________________________________________。(4)根据如图判断，10 min 时改变的反应条件可能是________(填写编号，下同)；20 min时改变的反应条件可能是________。a．加入催化剂 B．缩小容器容积c．降低温度 D．增加 O2的物质的量解析 (1)降低温度，化学反应速率减小。(2)前 10 min 随着反应的不断进行，反应物 SO2和 O2的浓度不断减小，正反应速率减小，前 15 min 内用 SO3表示的平均反应速率为≈1.33×10 －3 mol·L－1 ·min－1 。(3)反应过程中 SO2、O 2、SO 3物质的量不0.04 mol2 L×15 min随时间变化的时间段，即 15～20 min 和 25～30 min 反应处于平衡状态。(4)10～15 min三条曲线的斜率突然增大，说明反应速率突然加快，其原因可能是加入催化剂或缩小容器容积。反应进行至 20 min 时，曲线发生的变化是 O2的物质的量突然增大，平衡发生移动，引起 SO2、SO 3的物质的量随之发生变化。答案 (1)减小(2)减小 1.33×10 －3 mol·L－1 ·min－1(3)15～20 min，25～30 min(4)ab d14．某研究性学习小组利用 H2C2O4溶液和酸性 KMnO4溶液之间的反应来探究“外界条件改变对化学反应速率的影响” ，实验如下：参加反应的物质KMnO4溶液(含硫酸) H2C2O4溶液 H2O实验序号实验温度/K V/mL c/mol·L－1 V/mL c/mol·L－1 V/mL溶液颜色褪至无色时所需时间/sA 293 2 0.02 4 0.1 0 t1B T1 2 0.02 3 0.1 V1 8C 313 2 0.02 V2 0.1 1 t1(1)通过实验 A、B，可探究出________(填外部因素)的改变对反应速率的影响，其中V1＝________， T1＝________；通过实验____________可探究出温度变化对化学反应速率的影响。20(2)若 t18，则由此实验可以得出的结论是________________________________；利用实验 B 中数据计算，用 KMnO4的浓度变化表