优化方案2017版高考化学大一轮复习 第七章 化学反应速率与化学平衡（课件+试题+讲义）（打包12套）.zip

1第七章 化学反应速率与化学平衡[学生用书单独成册](时间：45 分钟；满分：100 分)一、选择题(本题包括 9 个小题，每小题 5 分，共 45 分)1．下列说法正确的是( )A．Δ H0 的反应在温度低时不能自发进行B．NH 4HCO3(s)===NH3(g)＋H 2O(g)＋CO 2(g) Δ H＝＋185.57 kJ/mol 能自发进行，原因是体系有自发地向混乱度增大的方向转变的倾向C．因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据D．化学反应的限度不可以通过改变条件而改变解析：选 B。A 项，Δ G＝Δ H－ TΔ S，当 Δ H0 时，Δ G 恒小于 0，任何温度下反应均能自发进行，错误；B 项，该反应 Δ H0，反应方程式左边为固体、右边为气体，混乱度增大是该反应自发进行的主要因素，正确；C 项，焓变和熵变必须同时作为反应自发性的判据，错误；D 项，通过改变影响化学平衡移动的条件可以改变化学反应的限度，错误。2．(2016·衡水高三模拟)某化学小组研究在其他条件不变时，改变密闭容器中某一条件对A2(g)＋3B 2(g) 2AB3(g)化学平衡状态的影响，得到如图所示的曲线(图中 T 表示温度，n表示物质的量)。下列判断正确的是( )A．在 T2温度下 n(A2)不变时达到平衡，AB 3的物质的量大小为 cbaB．若 T2T1，则正反应一定是放热反应C．达到平衡时 A2的转化率大小为 bacD．若 T2T1，达到平衡时 b、 d 点的反应速率为 v(d)v(b)解析：选 A。A 项，在 T2温度下 n(A2)不变时达到平衡，增加 B2的量平衡向正反应方向移动，导致生成物的物质的量增大，正确。B 项，若 T2T1，升高温度，生成物的体积分数增大，平衡向正反应方向移动，所以正反应一定是吸热反应，错误。C 项，当 A2的物质的量一定时，B 2的物质的量越大，A 2的转化率越大，故达到平衡时 A2的转化率大小为 cba，错误。D 项，温度越高，反应速率越大，若 T2T1，达到平衡时 b、 d 点的反应速率为 v(d)0 B．SO 2转化率：abcC．化学反应速率：cba D．平衡常数 K：bca解析：选 C。A 项，b 点 c(SO3)达到最大值，故 b 点为反应平衡点，c 点为升温后平衡向逆反应方向移动，则该反应为放热反应；B 项，SO 2转化率：bca；C 项，温度越高，化学反应速率越快；D 项，温度升高，平衡逆向移动，故平衡常数 K：abc。5.25 ℃时，在含有 Pb2＋ 、Sn 2＋ 的某溶液中，加入过量金属锡(Sn)，发生反应：Sn(s)＋Pb 2＋ (aq) Sn2＋ (aq)＋Pb(s)，体系中 c(Pb2＋ )和 c(Sn2＋ )变化关系如图所示。下列判断正确的是( )A．往平衡体系中加入金属铅后， c(Pb2＋ )增大B．往平衡体系中加入少量 Sn(NO3)2固体后， c(Pb2＋ )变小C．升高温度，平衡体系中 c(Pb2＋ )增大，说明该反应 Δ H＞0D．25 ℃时，该反应的平衡常数 K＝2.2解析：选 D。由于铅是固体状态，往平衡体系中加入金属铅后，平衡不移动， c(Pb2＋ )不变；往平衡体系中加入少量 Sn(NO3)2固体后，平衡向左移动， c(Pb2＋ )变大；升高温度，平衡体系中 c(Pb2＋ )增大，平衡向左移动，说明该反应是放热反应，即 Δ H＜0；25 ℃时，该反3应的平衡常数 K＝ ＝ ＝2.2，故 D 项正确。c（ Sn2＋ ）c（ Pb2＋ ） 0.220.106.密闭容器中进行的可逆反应： aA(g)＋ bB(g) cC(g)在不同温度( T1和 T2)及压强( p1和p2)下，混合气体中 B 的质量分数 w(B)与反应时间( t)的关系如图所示。下列判断正确的是( )A． T1c，正反应为吸热反应B． T1T2， p1p2， a＋ bT2， p1p2， a＋ bc，正反应为放热反应解析：选 B。当图像中有三个变量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，这叫做“定一议二” 。解答该题要综合运用“定一议二”和“先拐先平”的原则。由( T1， p1)和( T1， p2)两条曲线可以看出：①温度相同( T1)，但压强为 p2时达到平衡所需的时间短，即反应速率大，所以 p2p1；②压强较大(即压强为 p2)时对应的 w(B)较大，说明增大压强平衡逆向移动，则 a＋ bT2；②温度较高(即温度为 T1)时对应的 w(B)较小，说明升高温度平衡正向移动，故正反应为吸热反应。7．温度为 T 时，向 2.0 L 恒容密闭容器中充入 1.0 mol PCl5，反应 PCl5(g) PCl3(g)＋Cl 2(g)经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表：t/s 0 50 150 250 350n(PCl3)/mol 0 0.16 0.19 0.20 0.20下列说法正确的是( )A．反应在前 50 s 的平均速率 v(PCl3)＝0.003 2 mol/(L·s)B．保持其他条件不变，升高温度，平衡时 c(PCl3)＝0.11 mol/L，则反应的 Δ H v(逆)D．相同温度下，起始时向容器中充入 2.0 mol PCl3和 2.0 mol Cl2，达到平衡时，PCl 3的转化率小于 80%解析：选 C。A 项， v(PCl3)＝ ＝0.001 6 mol/(L·s)，错；B 项，从表中0.16 mol/2.0 L50 s看，平衡时 PCl3为 0.20 mol/2 L＝0.1 mol/L，升高温度时，PCl 3的浓度增大，即平衡正向移动，说明正反应为吸热反应，错；C 项，原平衡时， K＝ ＝0.025，相同温0.1×0.10.4度下，起始时向容器中充入物质后， Qc＝ ＝0.02，因为 Qc v(逆)，正确；D 项，题干中充入 1.0 mol PCl5，相当于充入 1.0 mol PCl34和 1.0 mol Cl2，平衡时各组分的量相等，则 PCl3的转化率为 ×100%＝80%，现充1.0－ 0.21.0入 2 mol PCl3和 2 mol Cl 2，可看作是两部分平衡后再加压，加压向体积减小的方向移动，即逆向移动，PCl 3的转化率应增大，错。8．在一个不导热的密闭反应器中，只发生两个反应：a(g)＋b(g) 2c(g) Δ H10，A 错误；600 K 时，Y 点表示的甲醇平衡转化率偏高，反应逆向进行， v 正 ＜ v 逆 ，B 错误；由图可知，从 Y 点到 Z 点应升高温度，C 错误； t1时，甲醇的平衡转化率为 0.9，平衡常数为 K＝ ＝8.1，D 正确。0.9×0.90.1二、非选择题(本题包括 4 个小题，共 55 分)10．(12 分)水煤气是重要燃料和化工原料，可用水蒸气通过炽热的炭层制得：C(s)＋H 2O(g) CO(g)＋H 2(g) Δ H。(1)写出该反应的平衡常数表达式： K＝________，已知： K(300 ℃) v(逆)。答案：(1) 吸 (2)减小c（ H2） ·c（ CO）c（ H2O）(3)BCE (4)① b ② f (5)①0.60 ②11．(14 分)已知 2A2(g)＋B 2(g) 2C3(g) Δ H＝－ a kJ·mol－1 (a0)，在一个有催化剂的固定容积的容器中加入 2 mol A2和 1 mol B2，在 500 ℃时充分反应达平衡后 C3的浓度为 w mol·L－1 ，放出热量 b kJ。(1)a________b(填“” “＝”或“” “＝”或“” “＝”或“ (2)减小 (3)＝ a＝ b＋ c(4)bc (5)c (6) 由于始终保持较大压强，故反应物的转化率较高，生成 C3比恒容时多，则放出热量也多12．(14 分)面对目前世界范围内的能源危机，甲醇作为一种较好的可再生能源，具有广泛的应用前景。(1)已知在常温常压下反应的热化学方程式：①CO(g)＋2H 2(g) CH3OH(g)Δ H1＝－90 kJ·mol －1②CO(g)＋H 2O(g) CO2(g)＋H 2(g) Δ H2＝－41 kJ·mol －1写出由二氧化碳、氢气制备甲醇的热化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)在容积为 V L 的容器中充入 a mol CO 与 2a mol H2，在催化剂作用下反应生成甲醇，平衡时 CO 的转化率与温度、压强的关系如图所示。7① p1________p2(填“大于” “小于”或“等于”)；②在其他条件不变的情况下，再增加 a mol CO 与 2a mol H2，达到新平衡时，CO 的转化率________(填“增大” “减小”或“不变” ，下同)，平衡常数__________。(3)已知在 T ℃ 时，CO(g)＋H 2O(g) CO2(g)＋H 2(g)的平衡常数 K＝0.32，在该温度下，已知 c 始 (CO)＝1 mol·L－1 ， c 始 (H2O)＝1 mol·L－1 ，某时刻经测定 CO 的转化率为 10%，则该反应________(填“已经”或“没有”)达到平衡，原因是________________。此时 v正 ______v 逆 (填“” “＝”或“v 逆 。答案：(1)CO 2(g)＋3H 2(g) CH3OH(g)＋H 2O(g) Δ H＝－49 kJ·mol －1(2)①小于 ②增大 不变 (3)没有此时 ＝ ＝0.012 3c（ CO2） ·c（ H2）c（ CO） ·c（ H2O） 0.1×0.10.9×0.913．(15 分)(2014·高考浙江卷)煤炭燃烧过程中会释放出大量的 SO2，严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以 CaSO4的形式固定，从而降低 SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的 CO 又会与 CaSO4发生化学反应，降低了脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下：CaSO4(s)＋CO(g) CaO(s)＋SO 2(g) ＋ CO 2(g)Δ H1＝218.4 kJ·mol －1 (反应Ⅰ) CaSO4(s)＋4CO(g) CaS(s)＋4CO 2(g) Δ H2＝－175.6 kJ·mol －1 (反应Ⅱ)请回答下列问题：(1)反应Ⅰ能够自发进行的反应条件是________________________________________________________________________。(2)对于气体参与的反应，表示平衡常数 Kp时用气体组分(B)的平衡压强 p(B)代替该气体物质的量浓度 c(B)，则反应Ⅱ的 Kp＝_________________________(用表达式表示)。(3)通过监测反应体系中气体浓度的变化可判断反应Ⅰ和Ⅱ是否同时发生，理由是_______________________________________。(4)图 1 为实验测得不同温度下反应体系中 CO 初始体积百分数与平衡时固体产物中 CaS 质量百分数的关系曲线。则降低该反应体系中 SO2生成量的措施有________。A．向该反应体系中投入石灰石B．在合适的温度区间内控制较低的反应温度C．提高 CO 的初始体积百分数D．提高反应体系的温度8(5)恒温恒容条件下，假设反应Ⅰ和Ⅱ同时发生，且 v1＞ v2，请在图 2 中画出反应体系中c(SO2)随时间 t 变化的总趋势图。解析：(1)反应Ⅰ的正反应是气体总分子数增加的反应，则有 Δ S0，又知 Δ H0，该反应若能自发进行，说明 Δ H－ TΔ Sc(SO2)且 c(SO2)≠0，则反应Ⅰ、Ⅱ同时发生。(4)由图 1 可知，CO 的初始体积百分数越大、温度越低，CaS 的质量百分数越大，即反应Ⅱ进行的程度越大，则反应Ⅰ产生的 SO2就会越少，故 B、C 项正确，D 项错误。向反应体系中投入石灰石，因 CaCO3＋SO 2 CaSO3＋CO 2，也会减少 SO2的产生，A 项正= = = = =△ 确。(5)因反应Ⅰ与Ⅱ同时进行，且 v1v2，反应Ⅰ首先达到平衡状态，在建立平衡的过程中，c(SO2)逐渐增大。由于反应Ⅱ在进行的过程中， c(CO2)会逐渐增大，又会导致反应Ⅰ平衡逆向移动， c(SO2)又会逐渐减小。据此可画出 c(SO2)随时间 t 变化的总趋势图。答案：(1)高温 (2) (3)如果气相中 SO2和 CO2两种气体的浓度之比随时间发生p4（ CO2）p4（ CO）变化，则表明两个反应同时发生 (4)ABC(5)91专题讲座(六) 化学平衡问题中常用的学科思想在化学平衡问题中，运用某些学科思想能够很好地解决问题，其中比较常用的学科思想有：极值思想、虚拟思想和转化思想(等效思维法)。一、极值思想该方法常用来判断混合物的组成，平衡混合物中各组分含量的范围等。解题的关键是将问题合理假设成某种“极值状态” ，从而进行极端分析。一般来说，对于混合物成分的确定，常把混合物看做某单一组分进行讨论；对于化学平衡来说，常假设可逆反应向某一反应方向进行到底，再进行讨论。将 1 mol CO 和 1 mol H2O(g)充入某固定容积的反应器中，在某条件下达到平衡：CO(g)＋H 2O(g) CO2(g)＋H 2(g)，此时有 的 CO 转化为 CO2，在相同条件下，若将 1 mol 23CO2、1 mol H2和 1 mol H2O(g)充入同一反应器中，当达到平衡后，混合气体中 CO2的体积分数可能为( )A．22.2% B．27.5%C．33.3% D．36.8%[解析] CO(g)＋H 2O(g) CO2(g)＋H 2(g)起始时 1 mol 1 mol 0 0平衡时 mol mol mol mol13 13 23 23反应达到平衡时 CO2的体积分数为 ×100%＝33.3%。23 mol1 mol＋ 1 mol当加入 1 mol CO2、1 mol H 2和 1 mol H2O(g)时体现的关系为CO(g)＋H 2O(g) CO2(g)＋H 2(g)起始时 0 1 mol 1 mol 1 mol转化后 1 mol 2 mol 0 0与前一种情况相比，由于 H2O(g)量的增加，达到平衡时 CO 的反应量应大于 mol，但小于231 mol，CO 2的生成量应大于 mol，小于 1 mol，因此平衡时 CO2的体积分数应大于 23×100%＝22.2%，而小于 ×100%＝33.3%，故正确答案为 B。23 mol3 mol 1 mol3 mol[答案] B二、虚拟思想所谓虚拟思想，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。即把一种状态与另一种状态平衡时的情况(如转化率、物质的量浓度及含量等)进行比较，可以假设一个中间转化过程，便于比较。一定量的混合气体在密闭容器中发生反应： mA(g)＋ nB(g) pC(g)，达到平衡时，维持温度不变，将气体体积缩小到原来的 1/2，当达到新的平衡时，气体 C 的浓度变为原2平衡时的 1.9 倍，则下列说法正确的是( )① m＋ np ② m＋ n” “3 时， x%________y%；(2)当 n＝3 时， x%________y%；(3)当 n3 时，增大压强，平衡向逆反应方向移动，则 x%y%。(2)当 n＝3 时，增大压强，平衡不移动，则 x%＝ y%。(3)当 n (2)＝ (3)b B． aa%。3． T ℃时，体积相等的甲、乙、丙 3 个密闭容器中，发生反应：CO 2(g)＋H 2(g) CO(g)＋H 2O(g)，起始时充入各物质的物质的量如下表所示：CO2(g) H2(g) CO(g) H2O(g)甲 a mol a mol 0 0乙 a mol 2a mol 0 0丙 a mol a mol 0 a mol则达到平衡时，CO 的物质的量由大到小的顺序是( )A． n(甲) n(乙) n(丙) B． n(甲) n(丙) n(乙)C． n(乙) n(丙) n(甲) D． n(乙) n(甲) n(丙)解析：选 D。根据题意，以甲容器为参照物，设达到平衡时，甲容器中 CO 的物质的量为 n mol。乙容器相当于在甲容器基础上增加反应物浓度，平衡正向移动，平衡时 CO 的物质的量大于 n mol；丙容器相当于在甲容器基础上增加生成物浓度，平衡逆向移动，平衡时 CO的物质的量小于 n mol。1规范答题模板(四) 平衡移动原理的应用[学生用书 P175][掌握规则 规范答题 赢取满分]典例导引 难溶性杂卤石(K 2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O)属于“呆矿” ，在水中存在如下平衡：K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O(s)2Ca2＋ ＋ 2K＋ ＋Mg 2＋ ＋4SO ＋2H 2O2－4为能充分利用钾资源，用饱和 Ca(OH)2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾，工艺流程如下：(1)滤渣主要成分有________________和________________以及未溶杂卤石。(2)用化学平衡移动原理解释 Ca(OH)2溶液能溶解杂卤石浸出 K＋ 的原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。抽样试卷 分析点评 不能抓住问题的实质，CaSO 4微溶于水，而 Mg(OH)2难溶于水，因此应该主要是生成了 Mg(OH)2。抽样评析满分答案 (1)CaSO4 Mg(OH) 2(2)OH－ 与 Mg2＋ 结合成难溶的 Mg(OH)2，使平衡向右移动，K ＋ 增多续 表答题要素 (1)指出问题所涉及的化学平衡(通常写出化学方程式)。(2)改变的条件将导致化学平衡如何移动。(3)平衡移动的结果是什么。解答要领得分点及关键词(1)解答此类题目要注意解答叙述方式：分析条件变化→判断移动方向→得出移动结果。①条件变化：只考虑“一个条件”变化，其他条件不变。②判断移动方向：正向(或逆向)移动。③得出移动结果：某些物理量发生了什么变化或造成了什么影响。(2)要特别注意语言规范：条件改变引起“平衡”发生移动，要避免“反应向正(或逆)方向移动”的错误说法。2类题试解氯气在 298 K、100 kPa 时，在 1 L 水中可溶解 0.09 mol，实验测得溶于水的 Cl2约有三分之一与水反应。请回答下列问题：(1)该反应的离子方程式为________________________________________________________________________；(2)估算该反应的平衡常数________________________________________________________________________(列式计算)；(3)在上述平衡体系中加入少量 NaOH 固体，平衡将向________移动；(4)如果增大氯气的压强，氯气在水中的溶解度将________(填“增大” “减小”或“不变”)，平衡将向________移动。解析：(1)Cl 2溶于水时与水反应，生成 HClO 和 HCl，反应的离子方程式为Cl2＋H 2O H＋ ＋Cl － ＋HClO。(2)按 1 L 水中溶解 0.09 mol Cl2进行计算，有 0.09 mol× ＝0.03 mol 13Cl2参加反应：Cl 2＋H 2O H＋ ＋Cl － ＋HClO开始(mol) 0.09 0 0 0转化(mol) 0.03 0.03 0.03 0.03平衡(mol) 0.06 0.03 0.03 0.03则平衡常数 K＝ ＝c（ H＋ ） ·c（ Cl－ ） ·c（ HClO）c（ Cl2）＝4.5×10 －4 。0.03×0.03×0.030.06(3)加入少量 NaOH 固体，OH － 与 H＋ 反应生成 H2O，OH － 与 HClO 反应生成ClO－ 和 H2O，生成物的浓度减小，平衡向正反应方向移动。(4)增大 Cl2的压强，Cl 2在水中的溶解度增大，溶液中 c(Cl2)增大，平衡向正反应方向移动。答案：(1)Cl 2＋H 2O H＋ ＋Cl － ＋HClO (2)K＝ ＝c（ H＋ ） ·c（ Cl－ ） ·c（ HClO）c（ Cl2）＝4.5×10 －40.03×0.03×0.030.06(3)正反应方向 (4)增大 正反应方向排查落实练六 化学反应速率与化学平衡[学生用书单独成册]3一、化学反应速率与化学平衡正误判断题(一)化学反应速率正误判断1．决定化学反应速率的内在因素是反应物本身的性质。( )2．固体和纯液体的浓度是固定的，增加固体或纯液体的用量，反应速率保持不变。( )3．可逆反应达到平衡，反应就不再进行。 ( )4．增大反应物浓度，化学反应速率一定加快。 ( )5．在恒温条件下，增大压强，化学反应速率一定加快。 ( )6．在一定条件下，增加反应物的量，化学反应速率一定加快。 ( )7．其他条件不变，温度越高，反应速率越快。 ( )8．正反应为吸热反应的可逆反应达到平衡时，升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动。 ( )9．加入催化剂加快了反应速率，改变了反应吸收或放出的热量。 ( )10．同一反应，在相同时间间隔内，用不同物质表示的反应速率，其数值和意义都不一定相同。 ( )11．5 mol·L －1 ·s－1 的反应速率一定比 1 mol·L－1 ·s－1 的反应速率大。 ( )12．对于某可逆反应，反应进行的净速率是正、逆反应速率之差。 ( )答案：1.√ 2.√ 3.× 4.× 5.× 6.×7．√ 8.× 9.× 10.× 11.× 12.√(二)化学平衡正误判断1．正反应速率增大，平衡向正反应方向移动。 ( )2．在恒容条件下，有两个平衡体系：A(g) 2B(g)；2A(g) B(g)，都增加 A 的量，A 转化率 都变小。( )3．在一定条件下，平衡向正反应方向移动，正反应速率变大。 ( )4．由温度或压强改变引起的平衡正向移动，反应物的转化率一定增大。 ( )5．平衡向正反应方向移动，反应物的转化率都增大。 ( )6．对于 N2(g)＋3H 2 (g) 2NH3(g) Δ H＜0 达到平衡后，改变条件。(1)保持体积不变，充入 N2，平衡向正反应方向移动，其转化率增大。 ( )(2)保持体积不变，充入 NH3，则 NH3的体积分数减小。 ( )(3)保持温度不变，压缩体积，平衡向正反应方向移动，N 2、H 2的转化率均增大，其体积分数均减小，NH 3的体积分数增大，N 2、H 2的浓度增大，NH 3的浓度减小。 ( )7．对于 C(s)＋H 2O(g) CO(g)＋H 2(g)反应，在一定条件下达到平衡，增加或减少 C(s)的量平衡不移动。 ( )8．对于 2SO2(g)＋O 2 (g) 2SO3 (g)反应，当密度保持不变，在恒温恒容或恒温恒压条件下，均不能作为达到化学平衡状态的标志。 ( )9．对于 C(s)＋CO 2(g) 2CO(g)反应，当密度保持不变，在恒温恒容或恒温恒压条件下，均能作为达到化学平衡状态的标志。 ( )10．对于 2SO2(g)＋O 2(g) 2SO3 (g)和 I2(g)＋H 2(g) 2HI(g)反应，在恒温恒容条件下，当压强保持不变时，均能说明上述反应达到化学平衡状态。 ( )11．对于 I2(g)＋H 2(g) 2HI(g)反应，加入催化剂或增大压强均能缩短达到平衡所用时间，但 HI 的百分含量保持不变。 ( )12．对于 C(s)＋H 2O(g) CO(g)＋H 2(g)反应，其平衡常数为 K＝ 。( )c（ CO） ·c（ H2）c（ C） ·c（ H2O）13．H 2(g)＋I 2(g) 2HI(g)平衡常数为 K1，HI(g) H2(g)＋ I2(g)平衡常数为 K2，12 124则 K1·K2＝1。( )14．化学平衡常数越大，说明正反应进行的程度越大，即该反应进行的越完全，反应物的转化率越大；化学平衡常数越小，说明正反应进行的程度越小，即该反应进行的就越不完全，转化率就越小。 ( )15．化学平衡常数只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关；温度越高，化学平衡常数越大。 ( )答案：1.× 2.× 3.× 4.× 5.× 6.(1)× (2)×(3)× 7.√ 8.× 9.√ 10.× 11.√ 12.×13．× 14.√ 15.×二、化学反应速率与化学平衡简答题1．压强改变，反应速率是否一定改变？答案：不一定。①对于固体和纯液体参加的反应，压强对其体积的影响很小，固体和纯液体的浓度可看作不变。压强对无气体参加的化学反应的速率无影响；②一定温度下，对于有气体物质参与的化学反应，若保持反应容器体积不变，充入与反应无关的气体，体系压强增大，但原有气体物质的浓度不变，化学反应速率不变。2．固体或纯液体的浓度是一个常数，因此在任何情况下都不会影响化学反应速率。这种说法是否正确？为什么？答案：这种说法不正确。固体或纯液体的浓度是一个常数，因此改变固体或纯液体的量不会影响化学反应速率。但是对于固体而言，其颗粒的大小影响反应物接触面积的大小，也就会影响单位时间内发生有效碰撞的次数，因而影响化学反应速率，颗粒越小，接触面积越大，反应速率越快。3．对已达平衡的可逆反应，当减小生成物浓度时，平衡向正反应方向移动，正反应速率加快。这种说法是否正确？为什么？答案：不正确。平衡向正反应方向移动的充要条件是正反应速率大于逆反应速率(正反应速率未必增大)，而不能想当然地认为平衡向正反应方向移动的充要条件是正反应速率增大。若借助速率—时间图像(如图所示)分析则会一目了然。在 t1时刻减小生成物浓度，逆反应速率立即减小，而此刻反应物浓度不变，正反应速率不变，随后平衡发生移动，反应物浓度减小，生成物浓度增大，正反应速率减小，逆反应速率增大，最终达到新平衡，显然新平衡的正反应速率比原平衡的小。4．把除去氧化膜的镁条投入到盛有少量稀盐酸的试管中，发现氢气产生的速率随时间变化情况如图所示。其中 t1～ t2阶段和 t2～ t3阶段速率变化的主要原因分别是什么？答案： t1～ t2阶段，反应放热使反应体系温度升高，所以反应速率加快。 t2～ t3阶段，随着反应的进行，H ＋ 浓度减小，所以反应速率逐渐减慢。55．对于反应 FeCl3＋3KSCN Fe(SCN)3＋3KCl，在一定条件下达到平衡，当加入 KCl 固体时，平衡是否发生移动？为什么？答案：平衡不移动，该反应的离子方程式为 Fe3＋ ＋3SCN － Fe(SCN)3，K ＋ 、Cl － 实质没有参与反应，所以加入 KCl(s)，平衡不移动。6．25 ℃时，合成氨反应的热化学方程式为 N2(g)＋3H 2 (g) 2NH3(g) Δ H＝－92.4 kJ·mol－1 ，在该温度下，取 1 mol N2和 3 mol H2放入密闭容器中，在催化剂存在下进行反应，测得反应放出的热量总是小于 92.4 kJ，为什么？答案：该反应是可逆反应，1 mol N2和 3 mol H2不能完全化合生成 2 mol NH3，所以反应放出的热量总是小于 92.4 kJ。7．在一体积可变的容器中，对于反应 A(g) 2B(g)＋C(g)，当减小压强时，平衡向正反应方向移动，因此物质 B 的浓度增大，这种说法是否正确？为什么？答案：不正确。温度不变，减小压强时，平衡向正反应方向移动，在生成物 B 的物质的量增加的同时，反应混合物的总体积也增大了，并且反应混合物体积增大的倍数要大于 B 的物质的量增大的倍数，结果是物质 B 的浓度减小。8．在一密闭容器中， aA(g) bB(g)达到平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，当达到新平衡时，B 的浓度是原来的 60%，则物质 A 的转化率减小。这种说法是否正确？为什么？答案：不正确。容器容积增大一倍的那一刻 B 的浓度应为原来的 50%，而新平衡建立后 B的浓度却为原来的 60%，即由于容器容积增大一倍使平衡向正反应方向移动了，故 A 的转化率增大。1第一讲 化学反应速率一、选择题1．下列说法正确的是( )A．催化剂不影响反应活化能，但能增大单位体积内活化分子百分数，从而增大反应速率B．化学反应速率为 0.8 mol/(L·s)是指 1 s 时某物质的浓度为 0.8 mol/LC．根据化学反应速率的大小可以判断化学反应进行的快慢D．对于化学反应来说，反应速率越大，反应现象越明显解析：选 C。A 项，催化剂可以降低反应所需的活化能，增大活化分子的百分数，错误；B项，0.8 mol/(L·s)是指 1 s 内该物质的浓度变化量为 0.8 mol/L，错误；D 项，反应速率与反应现象之间无必然联系，如酸碱中和反应的速率很快，但却观察不到什么现象，错误。2．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 2X2Y3 B．3X 2＋2Y 2 2X3Y2C．X 2＋2Y 2 2XY2 D．2X 2＋Y 2 2X2Y解析：选 B。由题意知 X2、Y 2、Z 的浓度变化分别为 0.6 mol·L－1 、0.4 mol·L－1 、0.4 mol·L－1 ，故反应方程式中化学计量数之比为 3∶2∶2，结合原子守恒知 B 正确。3．(2016·大同高三调研)对于反应 A(g)＋3B(g) 2C(g)，下列各数据表示不同条件下的反应速率，其中反应进行得最快的是( )A． v(A)＝0.01 mol/(L·s)B． v(B)＝0.02 mol/(L·s)C． v(B)＝0.60 mol/(L·min)D． v(C)＝1.00 mol/(L·min)解析：选 A。A 项： ＝0.01 mol/(L·s)；B 项： ＝0.006 7 mol/(L·s)；C 项：v（ A）1 v（ B）3＝ mol/(L·s)＝0.003 3 mol/(L·s)；D 项： ＝ mol/(L·s)v（ B）3 0.6060×3 v（ C）2 1.0060×2＝0.008 3 mol/(L·s)，由以上可知 A 项符合题意。4．(2016·三门峡高三模拟)在一定条件下的密闭容器中存在下列四个平衡体系，增大容器的体积对化学反应速率没有影响的是( )A．2SO 2＋O 2 2SO3B．CO＋H 2O(g) CO2＋H 2C．CO 2＋H 2O H2CO3D．Fe 3＋ ＋3SCN － Fe(SCN)3解析：选 D。增大容器的体积相当于减小压强，压强只对有气体参加或生成的反应的反应速率有影响，对于没有气体参加或生成的反应的反应速率无影响，D 项正确。5．(2016·三明高三测试)某密闭容器中充入等物质的量的 A 和 B，一定温度下发生反应A(g)＋ xB(g) 2C(g)，达到平衡后，在不同的时间段，分别改变反应的一个条件，测得容器中各物质的物质的量浓度、反应速率分别随时间的变化如图所示：2下列说法中正确的是( )A．30～40 min 间该反应使用了催化剂B．反应方程式中的 x＝1，正反应为吸热反应C．30 min 时降低温度，40 min 时升高温度D．30 min 时减小压强，40 min 时升高温度解析：选 D。A 项，若使用催化剂，则物质的量浓度不变，A 不正确。由第一个图可知，A、B 的浓度变化相同，故 A、B 的化学计量数相同，都为 1，由第二个图可知，30 min 时改变的条件为降压，40 min 时改变的条件为升温，且升高温度平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应。B、C 项不正确，D 项正确。6．(2016·镇江高三模拟)实验测得某反应在不同 pH 下产物 A 的浓度随时间变化的关系如图(其他条件相同)。则下列有关说法正确的是( )A．若增大压强，该反应的反应速率一定增大B．pH＝6.8 时，随着反应的进行反应速率逐渐增大C．一定 pH 范围内，溶液中 H＋ 浓度越小，反应速率越快D．可采用调节 pH 的方法使反应停止解析：选 D。无法确定反应有没有气体参加，A 错误；图像中表示反应速率的是曲线的斜率，B 错误；pH 越小，H ＋ 浓度越大，反应速率越快，C 错误；pH＝8.8 时，反应速率接近于0，D 正确。7．一定条件下，对反应 C(s)＋CO 2(g) 2CO(g) Δ H0 分别进行如下操作：①升高反应体系的温度；②增加反应物 C 的用量；③缩小反应体系的体积；④减少体系中 CO 的量。上述措施中一定能使反应的反应速率显著加快的是( )A．①②③④ B．①③④C．①② D．①③解析：选 D。改变固体反应物的用量不影响反应速率；减少 CO 的量，将会使反应速率降低。38．一定温度下在密闭容器内进行着某一反应，X 气体、Y 气体的物质的量随反应时间变化的曲线如图。下列叙述中正确的是( )A．反应的化学方程式为 5Y XB． t1时，Y 的浓度是 X 浓度的 1.5 倍C． t2时，正、逆反应速率相等D． t3时，逆反应速率大于正反应速率解析：选 B。反应开始时 Y 物质为 10 mol，X 物质为 2 mol， t1时刻，X 为 4 mol，增加 2 mol，Y 为 6 mol，减少 4 mol，故反应的化学方程式为 2Y X，故 A 不正确；从图像可以看出， t2时刻 X、Y 两物质的物质的量相等，而不是反应速率相等，故 C 不正确； t3时，反应达到平衡状态，所以正反应速率等于逆反应速率，故 D 不正确。9．Fenton 试剂常用于氧化降解有机污染物 X。在一定条件下，反应初始时 c(X)＝2.0×10 －3 mol·L－1 ，反应 10 min 进行测定，得图 1 和图 2。下列说法不正确的是( )A．50 ℃、pH 在 3～6 时，X 降解率随 pH 增大而减小B．pH＝2、温度在 40～80 ℃时，X 降解率随温度升高而增大C．无需再进行后续实验，就可以判断最佳反应条件是 pH＝3、温度为 80 ℃D．pH＝2、温度为 50 ℃时，10 min 内 X 的平均降解速率 v(X)＝1.44×10 －4 mol·L－1 ·min－1解析：选 C。由图 1 可知，50 ℃、pH 在 3～6 时，X 降解率随 pH 增大而减小，故 A 正确；由图 2 可知，pH＝2、温度在 40～80 ℃时，X 降解率随温度升高而增大，故 B 正确；因溶液 pH、温度都会影响 X 的降解率，故还需要进行 pH＝3 时温度对 X 降解率影响的实验或温度为 80 ℃时 pH 对 X 降解率影响的实验，故 C 错误；D 项，由图 2 可知，pH＝2、50 ℃时X 的降解率为 72%，X 的浓度变化量＝2.0×10 －3 mol·L－1 ×72%＝1.44×10 －3 mol·L－1 ，故 v(X)＝ ＝1.44×10 －4 mol·L－1 ·min－1 ，故 D 正确。1.44×10－ 3mol·L－ 110 min二、非选择题10．(2016·江门高三模拟)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：4(1)从反应开始到 10 s，用 Z 表示的反应速率为______________。X 的物质的量浓度减少了________________________________________________________________________，Y 的转化率为____________。(2)该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。(3)10 s 后的某一时刻( t1)改变了外界条件，其反应速率随时间的变化图像如图所示：则下列说法符合该图像的是________。A． t1时刻，增大了 X 的浓度B． t1时刻，升高了体系温度C． t1时刻，缩小了容器体积D． t1时刻，使用了催化剂解析：(1) v(Z)＝ ＝0.079 mol·L －1 ·s－1 ，1.58 mol2 L10 sΔ c(X)＝ ＝0.395 mol·L －1 ，1.2 mol－ 0.41 mol2 LY 的转化率为 α (Y)＝ ×100%＝79%。1 mol－ 0.21 mol1 mol(2)根据化学计量数之比等于物质的量的变化量之比，可得化学方程式为 X(g)＋Y(g)2Z(g)。(3)因为改变条件时平衡未发生移动，该反应又为等体积反应，所以可能是增大压强或加入了催化剂。答案：(1)0.079 mol·L －1 ·s－1 0.395 mol·L －1 79%(2)X(g)＋Y(g) 2Z(g) (3)CD11．草酸与高锰酸钾在酸性条件下能够发生如下反应：MnO ＋H 2C2O4＋H ＋ ― →Mn 2＋ ＋CO 2↑＋H 2O(未配平)。－ 4用 4 mL 0.001 mol/L KMnO4溶液与 2 mL 0.01 mol/L H2C2O4溶液，研究不同条件对化学反应速率的影响。改变的条件如下：组别 10%硫酸体积/mL 温度/℃ 其他物质Ⅰ 2 20Ⅱ 2 20 10 滴饱和 MnSO4溶液5Ⅲ 2 30Ⅳ 1 20 1 mL 蒸馏水(1)该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为__________。(2)①如果研究催化剂对化学反应速率的影响，使用实验________和________(用Ⅰ～Ⅳ表示，下同)。②如果研究温度对化学反应速率的影响，使用实验________和________。(3)对比实验Ⅰ和Ⅳ，可以研究______________________对化学反应速率的影响，实验Ⅳ中加入 1 mL 蒸馏水的目的是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)根据电子守恒列式可得：n(MnO )×(7－2)＝ n(H2C2O4)×2×(4－3)，－ 4则 n(MnO )∶ n(H2C2O4)＝2∶5。－ 4(2)研究某一因素对化学反应速率的影响时，要保证其他各条件完全相同。(3)对比Ⅰ和Ⅳ，反应的温度、溶液的体积等都相同，仅有 c(H＋ )不同，故可研究 c(H＋ )对反应速率的影响。加 1 mL 水的目的是确保 c(KMnO4)、 c(H2C2O4)不变和溶液总体积不变。答案：(1)2∶5(2)①Ⅰ Ⅱ ②Ⅰ Ⅲ(3)c(H＋ )(或硫酸溶液的浓度)确保所有实验中 c(KMnO4)、 c(H2C2O4)不变和溶液总体积不变12．工业上有一种用 CO2来生产甲醇燃料的方法：CO2(g)＋3H 2(g) CH3OH(g)＋H 2O(g)Δ H＝－49.0 kJ·mol －1将 6 mol CO2和 8 mol H2充入 2 L 的密闭容器中，测得 H2的物质的量随时间变化如下图所示(实线)。图中数据 A(1，6)表示：在 1 min 时 H2的物质的量是 6 mol。(1)A 点正反应速率________(填“大于” “等于”或“小于”)逆反应速率。(2)下列时间段平均反应速率最大的是________。A．0～1 min B．1～3 minC．3～8 min D．8～11 min(3)仅改变某一实验条件再进行两次实验测得 H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示。曲线Ⅰ对应的实验条件改变是__________________，曲线Ⅱ对应的实验条件改变是____________________；体积不变再充入 3 mol CO2和 4 mol H2，H 2O(g)的体积分数______(填“增大” “不变”或“减小”)。解析：(1)由图像看出，反应在 6 min 左右达到平衡， A 点时，反应还没达到平衡，故正反应速率大于逆反应速率。(2)随反应进行，反应物浓度不断减小，正反应速率也不断减小，故开始一段时间内正反应速率最大。(3)由图像看出，实验Ⅰ缩短了达到平衡的时间，加快了反应速率，H 2的转化率减小，结合该反应为放热反应可知，该实验改变的条件为升高温度。实验Ⅱ缩短了达到平衡的时间，6加快了反应速率，H 2的转化率增大，结合该反应为气体物质的量减小的反应可知，该实验改变的条件为增大压强或充入一定量的 CO2。体积不变再充入 3 mol CO2和 4 mol H2，相当于增大压强，平衡右移，H 2O(g)的体积分数增大。答案：(1)大于 (2)A (3)升高温度 增大压强(或充入一定量的 CO2) 增大13．(2016·沧州高三质检)向某密闭容器中加入 0.15 mol·L－1 A、0.05 mol·L－1 C 和一定量的 B 三种气体。一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如图中甲图所示[ t0～ t1时 c(B)未画出， t1时增大到 0.05 mol·L－1 ]。乙图为 t2时刻后改变反应条件，平衡体系中正、逆反应速率随时间变化的情况。(1)若 t4时改变的条件为减小压强，则 B 的起始物质的量浓度为________mol·L －1 。(2)若 t5时改变的条件是升温，此时 v(正) v(逆)，若 A 的物质的量减少 0.03 mol 时，容器与外界的热交换总量为 a kJ，写出反应的热化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)t3时改变的某一反应条件可能是________(填序号)。a．使用催化剂 b．增大压强 c．增大反应物浓度(4)在恒温恒压下通入惰性气体， v(正)________ v(逆)(填“” “＝”或“ v(逆)，平衡正向移动，故此反应为吸热反应，其热化学方程式为 3A(g)2C(g)＋B(g) Δ H＝＋100 a kJ·mol－1 。(3)乙图中 t3时刻 v(正)、 v(逆)以同等倍数增大，故应是增大压强或加入催化剂。(4)在恒温恒压下充入惰性气体，各组分浓度相同倍数减小，相当于减压，因本反应为反应前后气体体积相等的反应，平衡不移动， v(正)＝ v(逆)。答案：(1)0.02 (2)3A(g) 2C(g)＋B(g) Δ H＝＋100 a kJ·mol－1 (3)ab (4)＝