鲁科版高中化学必修第二册第2章化学键化学反应规律第3节化学反应的快慢和限度课件

第2章化学键化学反应规律期中期末·全优手册A卷·必备知识全优B卷·关键能力全优第3节化学反应的快慢和限度稳拿基础分一化学反应的速率注意

(1)化学反应速率一般指平均速率而不是某一时刻的瞬时速率。(2)不能

用固体或纯液体表示化学反应速率,因为固体或纯液体的浓度视为常数。二影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素规律(在其他条件相同时)

化学性质反应物的化学性质越活泼,化学反应速率越快;反之则越慢

温度升高温度,化学反应速率加快;反之减慢催化剂使用催化剂,化学反应速率改变反应物的浓度增大反应物的浓度,化学反应速率加快;反之减慢气态反应物的压强增大气态反应物的压强,化学反应速率加快;反之减慢固体反应物的表面积增大固体反应物的表面积,化学反应速率加快;反之减慢原电池有原电池形成时,化学反应速率加快提示

采用变量控制方法研究影响化学反应速率的因素。三化学反应的限度1.可逆反应

2.化学平衡的概念在一定条件下,可逆反应进行到一定程度时,反应物的浓度和生成物的浓度都不

再随时间的延长而发生变化,正反应速率和逆反应速率相等,这种状态称为化学

平衡状态,简称化学平衡。点拨

化学平衡的建立

3.化学平衡的特征

提示

v(正)=v(逆)≠0是化学平衡的本质,各组分的浓度保持不变是化学平衡的

现象。名师敲黑板一化学反应速率大小的比较方法1.定性比较通过明显的实验现象(如反应的剧烈程度、产生气泡或沉淀的快慢等)或分析化

学反应发生的条件(温度、浓度、压强、催化剂等)来判断化学反应的快慢。2.定量比较对同一化学反应,用不同物质表示化学反应速率时,数值可能不同,比较时应选

定一种物质并统一单位。(1)归一法:根据用不同物质表示的化学反应速率之比等于该化学方程式中各物

质的化学计量数之比,将用不同物质表示的化学反应速率换算为用同一种物质

表示的化学反应速率,再进行比较。(2)比值法:通过比较用某一物质表示的化学反应速率与其对应的化学计量数的

比值进行判断,比值大的化学反应速率快。拓展

单位时间内气体反应物或生成物的物质的量的变化,气体反应物或生成

物的体积、分压的变化,都可以用来衡量化学反应的快慢,这样,化学反应速率

的单位还可以是mol/min、mL/min、kPa/min等。例题1下列表示反应3A(g)+B(g)

3C(g)+5D(g)的反应速率最快的是

(

)A.v(A)=0.5mol/(L·s)B.v(B)=3mol/(L·min)C.v(C)=0.3mol/(L·s)D.v(D)=1mol/(L·s)解析反应速率与化学计量数的比值越大,表示的反应速率越快。A项,比值为

≈0.167;B项,先统一单位,比值为

=0.05;C项,比值为

=0.1;D项,比值为

=0.2;故选D。答案

D变式1

(2023江苏淮安月考)反应A(g)+3B(g)

2C(g)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为①v(A)=0.45mol/(L·min)②v(B)=0.6mol/(L·s)③v(C)=0.4mol/(L·s)④v(D)=0.45mol/(L·s)下列有关反应速率的比较中正确的是

(

)A.④>③=②>①

B.③=②<④<①C.①>②>③>④

D.④>③>②>①答案

A解析

若将各反应速率均转化为以A表示的反应速率,且以mol/(L·s)为单位,

①、②、③、④表示的反应速率分别是0.0075mol/(L·s)、0.2mol/(L·s)、0.2

mol/(L·s)、0.225mol/(L·s),反应速率④>③=②>①,故选A。二压强对化学反应速率的影响1.通过增大或减小容器容积来改变压强:恒温时,容器容积减小

压强增大

气体浓度增大

化学反应速率增大。增大容器容积则相反。2.通过充入气体反应物来改变压强:恒温恒容时,充入气体反应物

气体反应物浓度增大

化学反应速率增大。3.通过充入“惰性气体”来改变压强。(1)恒温恒容时:充入“惰性气体”

体系总压强增大,但容器容积不变,反应物和生成物的浓度不变,化学反应速率不变(因为“惰性气体”的加入仅使气体

的总物质的量增加、压强增大)。(2)恒温恒压时:充入“惰性气体”

容器容积增大

气体浓度减小

化学反应速率减小。提示

压强对化学反应速率影响的实质是浓度对化学反应速率的影响,如果压

强的改变引起反应物的浓度改变就能影响反应速率,如果压强的改变不引起反

应物的浓度改变,反应速率就不发生变化。例题2

(2023湖北部分省级示范高中期中)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通过减小容器容积增大压强②升高温度③将炭粉碎④恒容条件下通

入CO2⑤增加炭的量⑥恒容条件下通入N2A.①②③④B.①②④⑥C.①②③⑥D.①②③④⑤解析

反应有气体参加,容器容积减小,压强增大,反应物的浓度增大,反应速率

增大,①正确;升高温度,反应速率增大,②正确;将炭粉碎,固体表面积增大,反应

速率增大,③正确;恒容条件下通入CO2,反应物的浓度增大,反应速率增大,④正

确;固体的浓度一般视为常数,增加炭的量,反应速率不变,⑤错误;恒容条件下通

入N2,各反应物的浓度不变,反应速率不变,⑥错误。答案

A变式2

(2023江苏海安实验中学月考)在一容积可变的密闭容器中加入WO3和

H2进行反应:WO3(s)+3H2(g)

W(s)+3H2O(g)。下列说法不正确的是

(

)A.增加H2O(g)的量,消耗H2的速率瞬间不变B.将容器的容积减小一半,其反应速率加快C.保持容积不变,充入氩气,其反应速率不变D.保持压强不变,充入氖气,H2O(g)生成速率减慢答案

A解析增加H2O(g)的量,容器容积会增大,H2的浓度会瞬间减小,则消耗H2的速率

瞬间减小,故A错误;将容器的容积减小,H2、H2O(g)的浓度增大,反应速率加快,

故B正确;保持容积不变,充入氩气,H2、H2O(g)的浓度不变,反应速率不变,故C正确;保持压强不变,充入氖气,容器的容积增大,H2、H2O(g)的浓度减小,反应速率

减慢,故D正确。三化学平衡状态的判定1.直接标志:v(正)=v(逆)。2.间接标志变量(反应体系中各物质的含量、反应体系的总压强、混合气体的平均摩尔质

量、混合气体的密度、混合气体的质量、混合气体的颜色等)不变,达到平衡。类型判断依据平衡状态混合物体系中各组分的含量各物质的物质的量或物质的量分数一定平衡各物质的质量或各物质的质量分数一定平衡正、逆反应速率的关系在单位时间内消耗了mmolA,同时生成mmolA,v(正)=v(逆)平衡单位时间内消耗了nmolB,同时消耗pmolC,v(正)=v(逆)平衡单位时间内生成nmolB,同时消耗qmolD,二者均表示v(逆),v(正)不一定等于v(逆)不一定温度绝热条件下,体系温度一定(其他不变)平衡颜色体系内(含有色物质)物质的颜色一定平衡3.综合分析以mA(g)+nB(g)

pC(g)+qD(g)为例。提示

化学平衡标志“三关注”(1)关注条件:题干条件,如恒温恒容、恒温恒压、绝热等。(2)关注物质状态:是纯气体反应、固体(或液体)和气体的反应,还是溶液中的反

应。(3)关注气体反应特点:反应前后气体的物质的量是变还是不变。例题3

(2023广西百色月考)在一个绝热的恒容密闭容器中,可逆反应N2(g)+3H2

(g)

2NH3(g)达到平衡状态的标志是

(

)①v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)=1∶3∶2②各组分的物质的量不变③体系的压强不再发生变化④混合气体的密度不变⑤体系的温度不再发生变化⑥2v正(N2)=v逆(NH3)⑦3molH—H键断裂的同时有2molN—H键断裂A.①②③⑤⑥B.②③④⑤⑥C.②③⑤⑥D.②③④⑥⑦解析没有标明反应方向不能判断反应是否达到平衡,①错误;各组分的物质的

量不再变化,说明反应达到平衡,②正确;该反应为反应前后气体分子数发生变化的反应,体系压强不再发生变化,说明反应达到平衡,③正确;恒容密闭容器中,混合气体的体积和质量始终不变,故密度始终不变,④错误;该容器为绝热容器,体系的温度不再发生变化,说明反应达到平衡,⑤正确;在该反应中,2v正(N2)=v正(NH3),若2v正(N2)=v逆(NH3),则v正(NH3)=v逆(NH3),说明反应达到平衡,⑥正确;3molH—H键断裂的同时有6molN—H键断裂才能说明反应达到平衡,⑦错误;故选C。答案

C变式3

一定温度下,在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应2X(g)

Y(g)+Z(s),以下不能说明该反应达到化学平衡状态的是

(

)A.混合气体的密度不再变化B.反应容器中Y的质量分数不变C.体系压强不再变化D.2v逆(X)=v正(Y)答案

D解析该反应生成固体,恒容密闭容器中,混合气体的密度不再变化,说明气体

的质量不变,反应达到平衡状态,A不符合题意;反应容器中Y的质量分数不变,说

明各物质的质量均不再改变,则反应达到平衡状态,B不符合题意;该反应是气体

分子数减小的反应,体系压强不再变化,说明气体的物质的量不变,反应达到平

衡状态,C不符合题意;反应达到平衡状态时,v逆(X)=2v正(Y),D符合题意。第3单元化学反应的快慢和限度可能用到的相对原子质量:H1C12O16Na23Mg24Cl35.5一、选择题1.(2023江西九江五校月考)下列做法与调控化学反应速率无关的是

(B

)A.用冰箱冷藏食物以达到保鲜的目的B.食盐中添加碘酸钾预防缺碘C.酸浸时先将矿石粉碎D.对食品进行抽真空包装解题思路用冰箱冷藏食物,使食物的温度降低,腐败的速率减慢,以达到保鲜

的目的;食盐中添加碘酸钾,可为人体补充碘元素,从而预防人体缺碘,与反应速

率无关;酸浸时先将矿石粉碎,可增大酸与矿石的接触面积,从而加快反应速率;

对食品进行抽真空包装,可降低食品所在环境中的氧气浓度,从而减慢食品腐败

的速率。故选B。2.(2023河南焦作期末)亚氯酸盐(如NaClO2)可作漂白剂,在常温、不见光条件下

可保存一年,在酸性条件下发生反应:5Cl

+4H+

4ClO2↑+Cl-+2H2O,开始时,反应非常慢,一段时间后,反应速率变快,对于该反应速率变快的原因,下列猜测

最合理的是

(C

)A.Cl

起催化作用B.H+起催化作用C.Cl-起催化作用D.ClO2的逸出解题思路根据题意,反应物是Cl

和H+,随着反应进行,反应物浓度减小会使反应速率减慢,开始时,反应非常慢,说明Cl

和H+不可能起催化作用,ClO2气体逸出,不可能使反应速率变快,则反应速率变快可能是随着反应进行,Cl-浓度逐

渐增大,Cl-起催化作用,故选C。3.(2023湖北部分省级示范高中期中)在一密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g),已知反应过程中某一时刻SO2、O2和SO3浓度分别为0.2mol·L-1、0.1mol·L-1、0.2mol·L-1。当反应达到平衡时,可能存在的数据是

(B

)A.SO2:0.4mol·L-1,O2:0.2mol·L-1B.SO2:0.3mol·L-1C.SO3:0.4mol·L-1D.SO2、SO3:0.1mol·L-1

解题思路假设SO2、O2完全转化为SO3,则c(SO2)=c(O2)=0,c(SO3)=0.4mol·L-1;假

设SO3完全转化为SO2和O2,则c(SO2)=0.4mol·L-1,c(O2)=0.2mol·L-1,c(SO3)=0。可

逆反应的特点是反应不能进行到底,故A、C错误,B正确;SO2和SO3浓度不可能

同时减小,故D错误。解后反思

解本题的关键是根据可逆反应的特点,运用极限假设法解答,如C选

项,SO3浓度由0.2mol·L-1变为0.4mol·L-1,变化了0.2mol·L-1,SO2、O2浓度变化量

分别为0.2mol·L-1、0.1mol·L-1,而SO2和O2的浓度不可能为0,故很容易得出结

论。4.在反应A(g)+2B(g)

3C(g)+4D(g)中,表示该反应速率最快的是

(D

)A.v(A)=0.3mol/(L·s)

B.v(B)=3.0mol/(L·min)C.v(C)=0.8mol/(L·s)

D.v(D)=2.0mol/(L·s)解题思路

根据反应速率之比=化学计量数之比,均用A物质表示反应速率:A

项,v(A)=0.3mol/(L·s);B项,v(A)=

=

=

=0.025mol/(L·s);C项,v(A)=

=

≈0.27mol/(L·s);D项,v(A)=

=

=0.5mol/(L·s)。根据计算可知D项反应速率最快。一题多解

同一化学反应中,在单位统一的条件下,各物质表示的化学反应速率

与其化学计量数之比越大,该化学反应速率越大。5.(2023山东泰安期中)速率与限度是研究化学反应的重要视角,下列叙述错误的

是

(C

)A.对于反应C(s)+O2(g)

CO2(g),其他条件不变,增加木炭的量,反应速率不变B.用锌片和稀硫酸反应制取氢气时,用粗锌比纯锌反应生成氢气的速率快C.100mL2mol·L-1的盐酸与锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速率不变D.在给定条件下,达到平衡时,可逆反应完成程度达到最大解题思路木炭为固体,其他条件不变,增加木炭的量,反应速率不变,A正确;粗

锌中含有杂质,能与稀硫酸一起构成原电池,所以用粗锌比纯锌反应生成氢气的

速率快,B正确;加入适量的氯化钠溶液,会使盐酸浓度变小,反应速率减慢,C错

误;在给定条件下,平衡时反应达到最大限度,即可逆反应的完成程度最大,D正

确。下列说法不正确的是

(C

)A.加入的镁条质量可能为0.050gB.0~300s内,两锥形瓶中平均反应速率相等C.反应结束,反应体系(反应物、生成物、锥形瓶)总能量升高,环境总能量降低D.将醋酸中的镁条替换为等质量的镁粉,曲线②有可能变化为曲线①6.(2023湖南永州一中月考)恒温条件下,向两个锥形瓶中加入等质量、表面积相

同的镁条并塞紧瓶塞,然后用注射器分别注入2mL2mol·L-1盐酸、2mL2mol·

L-1醋酸,测得锥形瓶内气体压强随时间变化如图,反应过程中忽略液体体积变化。解题思路2mL2mol·L-1盐酸、2mL2mol·L-1醋酸中酸的物质的量均为0.004

mol,全部反应消耗0.002molMg,质量为0.048g,反应后压强相同,镁可能过量,故

加入的镁条质量可能为0.050g,A正确;最终压强相同,说明生成氢气的量相同,

则0~300s内,两锥形瓶中平均反应速率相等,B正确;金属和酸反应为放热反应,

反应释放能量,反应体系(反应物、生成物、锥形瓶)总能量降低,环境总能量升

高,C错误;将醋酸中的镁条替换为等质量的镁粉,反应物接触面积增大,反应速率

增大,曲线②有可能变化为曲线①,D正确。7.(2023湖北十堰部分重点中学月考联考)随着人民生活水平的提高,汽车尾气的

处理是解决环境污染不可忽视的问题。三元催化器是重要的汽车尾气净化装

置,其工作原理如图所示,一定温度和催化剂作用下,可逆反应2NOx+2xCO

N2+2xCO2在恒压密闭容器中反应,一定能说明达到平衡状态的是

(D

)

①单位时间内生成2molCO2的同时生成1molNOx;②单位时间内生成nmolCO2的同时生成nmolCO;③用NO2、CO、N2的分压变化表示的反应速率之比为2∶4∶1的状态;④混合气体的颜色不再改变的状态;⑤密闭容器中压强不再改变的状态;⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态。A.①③⑤B.②④⑥C.①⑥D.②⑥解题思路对于反应2NOx+2xCO

N2+2xCO2,单位时间内生成2xmolCO2的同时生成2molNOx,正反应速率和逆反应速率相等,则单位时间内生成2molCO2的同时生成1molNOx,正反应速率和逆反应速率不相等,不能说明达到平衡状

态,①错误;单位时间内生成nmolCO2的同时生成nmolCO,正反应速率和逆反

应速率相等,能说明达到平衡状态,②正确;用NO2、CO、N2的分压变化表示的

反应速率之比为2∶4∶1的状态,未明确是哪个方向的反应速率,不能说明达到

平衡状态,③错误;当NOx中只有NO时,混合气体是无色的,则混合气体的颜色不

再改变,不能说明达到平衡状态,④错误;在恒压密闭容器中反应,压强始终不变,故压强不变不能说明达到平衡状态,⑤错误;气体质量始终不变,气体的物质的

量随着反应进行而改变,则混合气体的平均相对分子质量不变,能说明反应达到

平衡状态,⑥正确;故选D。8.(2023安徽铜陵一中期中创新改编)向容积为2L的密闭容器中通入一定量的N2O4(无色气体)和NO2的混合气体,发生反应:N2O4(g)

2NO2(g),反应吸热,体系中各物质的物质的量随时间的变化如图所示。下列有关说法正确的是

(B

)A.64s时,反应达到化学平衡状态B.达到化学平衡后,升高温度,混合气体的颜色将变深C.若该容器与外界无热传递,则反应达到平衡前容器内气体的温度逐渐升高D.前100s内,用NO2表示的化学反应速率是0.008mol·L-1·s-1

解题思路

由题图可知,64s后NO2和N2O4的物质的量依然发生改变,说明64s时

正、逆反应速率不相等,反应未达到化学平衡状态,A错误;升高温度,平衡向吸

热方向即生成NO2的方向移动,则混合气体的颜色将变深,B正确;该反应为吸热

反应,若该容器与外界无热传递,则反应达到平衡前容器内气体的温度逐渐降

低,C错误;由题图可知,前100s内,NO2物质的量的变化量为(1.0-0.2)mol=0.8

mol,则用NO2表示的化学反应速率为

=0.004mol·L-1·s-1,D错误。9.(2023上海黄浦期末)现有反应3Fe(s)+4H2O(g)

Fe3O4(s)+4H2(g),在一容积可变的密闭容器中进行,采取下列措施对其反应速率几乎无影响的是

(C

)A.增加H2O(g)的量B.将容器容积缩小一半C.保持容器容积不变,充入Ar使体系压强增大D.保持容器内压强不变,充入Ar解题思路增加H2O(g)的量,反应物的浓度变大,反应速率加快,A不符合题意;将

容器容积缩小一半,各气体组分的浓度变大,反应速率加快,B不符合题意;保持容

器容积不变,充入Ar使体系压强增大,各气体组分的浓度不变,反应速率不变,C

符合题意;保持容器内压强不变,充入Ar,容器容积变大,各气体组分的浓度变小,

反应速率减慢,D不符合题意。10.(2023河北衡水阶段检测)研究反应2X(g)

Y(g)+Z(g)的化学反应速率的影响因素,在不同条件下进行4组实验,Y、Z起始浓度为0,反应物X的浓度随反应

时间的变化情况如图所示。下列说法不正确的是

(C

)

A.比较实验②④得出:升高温度,化学反应速率加快B.比较实验①②得出:增大反应物浓度,化学反应速率加快C.在0~10min内,实验②的平均化学反应速率v(Y)=0.02mol·L-1·min-1D.若实验②③只有一个条件不同,则实验③可能使用了催化剂解题思路实验②④中X的起始浓度相等,实验②的温度为800℃,实验④的温

度为820℃,实验④的反应速率明显较快,说明升高温度,化学反应速率加快,A正

确;由题图可知,实验①②的温度相同,实验①的X的起始浓度大,反应速率明显

较快,说明增大反应物浓度,化学反应速率加快,B正确;在0~10min内,实验②的

平均化学反应速率v(X)=

=0.02mol·L-1·min-1,根据化学反应速率之比等于化学计量数之比,则v(Y)=

v(X)=0.01mol·L-1·min-1,C错误;实验②③中X的起始浓度相等,温度相同,平衡状态也相同,但实验③反应速率较快,达到平衡状态所需的时间短,则实验③可能使用了催化剂,D正确。11.(2023黑龙江牡丹江期中)硫酸是一种重要的化工产品,目前的重要生产方法

是“接触法”。接触氧化反应原理为2SO2+O2

2SO3,已知该反应为放热反应。下列说法正确的是

(D

)A.只要选择适宜的条件,SO2和O2就能全部转化为SO3B.达到平衡后,反应就停止了,此时正、逆反应速率相等且均为零C.由反应可知,2molSO2的能量大于2molSO3的能量D.利用上述反应生产三氧化硫时,要同时考虑反应所能达到的限度和化学反应

速率两方面的问题二、选择题解题思路题给反应为可逆反应,选择适宜的条件,SO2和O2也不能全部转化为

SO3,A错误;达到平衡后,反应没有停止,正、逆反应速率相等,但并不为零,B错

误;题给反应为放热反应,2molSO2和1molO2的总能量大于2molSO3的总能量,

C错误。易错提醒

化学反应达到平衡状态时,反应仍在不断进行,是一种动态平衡,

正、逆反应速率都不为零。12.(2023西安期中)氯酸钠溶液和亚硫酸氢钠溶液发生反应:Cl

+3HS

3S+Cl-+3H+。已知该反应的速率随c(H+)的增大而加快。如图为用Cl

在单位时间内物质的量浓度变化表示的该反应的v-t图。下列说法错误的是

(A

)A.反应开始时v(Cl

)增大主要原因一定是c(H+)增大B.纵坐标为v(Cl-)的v-t曲线与图中曲线完全重合C.图中阴影部分的面积表示t1~t2时间内Cl

的物质的量浓度的减少量D.后期反应速率下降的主要原因是反应物浓度减小解题思路反应开始时v(Cl

)增大,可能是因为反应放热,A错误;v(Cl

)与v(Cl-)之比等于其化学计量数之比,为1∶1,则纵坐标为v(Cl-)的v-t曲线与题图中曲线

完全重合,B正确;物质的量浓度的变化量=vΔt,题图中阴影部分的面积表示t1~t2

时间内Cl

的物质的量浓度的减少量,C正确;随着反应进行,反应物浓度减小,后期反应速率下降的主要原因是反应物浓度减小,D正确。13.(2023河南南阳月考)不同条件下,用O2氧化amol·L-1的FeCl2溶液过程中所测

得的实验数据如图所示,下列分析或推测不合理的是

(D

)A.Fe2+的氧化率随时间延长而逐渐增大B.氧化过程的离子方程式为4Fe2++O2+4H+

4Fe3++2H2OC.60℃、pH=2.5时,4h内Fe2+的平均消耗速率大于0.15amol·L-1·h-1D.pH越大,Fe2+的氧化速率越大解题思路由题图可知,Fe2+的氧化率随时间延长而逐渐增大,A正确;在酸性条

件下,Fe2+和氧气反应生成Fe3+和H2O,反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+

4Fe3++2H2O,B正确;由题图可知,50℃、pH=2.5时,4h内Fe2+的平均消耗速率为

=0.15amol·L-1·h-1,对比①和③,当pH相同、温度不同时,温度越高,Fe2+的氧化速率越大,则60℃、pH=2.5时,4h内Fe2+的平均消耗速率大于0.15a

mol·L-1·h-1,C正确;由②和③可知,当温度相同、pH不同时,pH越大,Fe2+的氧化速

率越小,D错误。14.(2023山东东营月考)一定温度下,在N2O5的四氯化碳溶液(100mL)中发生分

解反应:2N2O5

4NO2+O2。在不同时刻测量放出的O2体积,换算成N2O5浓度如表:t/s06001200171022202820xc(N2O5)/

(mol·L-1)1.400.960.660.480.350.240.12下列说法正确的是

(CD

)A.600~1200s,生成NO2的平均速率为5.0×10-4mol·L-1·s-1B.反应至2220s时,放出的O2体积为11.8L(标准状况)C.反应达到平衡时,2v正(N2O5)=v逆(NO2)D.推测上表中的x为3930解题思路由题表可知,600~1200s,N2O5的浓度变化量为(0.96-0.66)mol·L-1=0.3

mol·L-1,则NO2的浓度变化量为0.6mol·L-1,生成NO2的平均速率为

=1.0×10-3mol·L-1·s-1,A错误;由题表可知,反应至2220s时,N2O5的浓度变化量为(1.40-

0.35)mol·L-1=1.05mol·L-1,其物质的量的变化量为1.05mol·L-1

0.1L=0.105mol,则生成O2的物质的量为0.0525mol,在标准状况下的体积为0.0525mol

22.4L·mol-1=1.176L,B错误;反应达到平衡时,正反应速率等于逆反应速率,用不同物质

表示时,其数值(单位一致)之比等于化学计量数之比,则平衡时,2v正(N2O5)=v逆(NO2),C正确;由题表可知,该反应经过1110s(600~1710s,1710~2820s)后N2O5的浓度会变为原来的

,则N2O5的浓度由0.24mol·L-1变为0.12mol·L-1所需时间为1110s,x为2820+1110=3930,D正确。

15.(2023成都期末)向容积为2L的密闭容器中加入0.30molA、0.10molC和一

定量的B三种气体,一定条件下发生反应,各物质物质的量随时间变化如图所

示。已知在反应过程中混合气体的总物质的量不变。下列说法错误的是

(

AC

)A.若t1=15,则0~t1s内反应速率v(C)=0.004mol·L-1·min-1B.t1s时A的转化率为60%C.反应的化学方程式为3A(g)

C(g)+2B(g)D.起始B的浓度为0.02mol·L-1

审题指导由题图可知,t1s时反应达到平衡,消耗A和生成C的物质的量之比为

(0.30-0.12)mol∶(0.22-0.10)mol=3∶2。反应前后混合气体总物质的量不变,即

反应前后气体分子数不变,则B为生成物,化学计量数为1,反应的化学方程式为3A(g)

2C(g)+B(g)。解题思路由题图可知,0~t1s内,C的浓度变化量为

=0.06mol·L-1,v(C)=

=0.004mol·L-1·s-1=0.24mol·L-1·min-1,A错误;t1s时达到平衡,A的平衡转化率为

×100%=60%,B正确;由审题指导可知,C错误;0~t1s内C的浓度变化量为0.06mol·L-1,由化学方程式可知,反应生成的B的浓度为

=0.03mol·L-1,起始浓度为

-0.03mol·L-1=0.02mol·L-1,D正确。三、非选择题16.(10分)(2023山东泰安期中)一定条件下,在2L恒容密闭容器中充入一定量SO2和足量的O2发生反应:2SO2(g)+O2(g)

2SO3(g)。SO2和SO3的物质的量随时间变化的关系曲线如图所示。

(1)在前5min内,以SO2的浓度变化表示的化学反应速率是

。加

快反应速率的措施有

(写出两条)。(2)对于上述反应,下列说法正确的是

(填字母)。A.2min时,v正(SO2)=v逆(SO3)B.当SO3的消耗速率等于O2消耗速率的2倍时,说明反应已达平衡状态C.容器内气体的密度保持不变,说明反应已达平衡状态D.达到平衡后,反应生成的SO3不再分解E.平衡后,向容器中充入

O2,最终氧气、二氧化硫、三氧化硫中均存在

O(3)第2min时v正(SO2)

第5min时v逆(SO2)(填“>”“<”“=”或“无法比

较”)。(4)在下列方框中用微观示意图的形式表示上述反应。

答案

(每空2分)(1)0.8mol·L-1·min-1升高温度、加催化剂、增加SO2或O2浓度、加压等(写出两

条即可)(2)BE

(3)>

(4)

解题思路

(1)由题图可知,在前5min内,v(SO2)=

=0.8mol·L-1·min-1;加快反应速率的措施有升高温度、加催化剂、增加SO2或O2浓度、加压等。(2)由

题图可知,2min时反应正向进行,则v正(SO2)>v逆(SO3),A错误;当SO3的消耗速率等

于O2消耗速率的2倍时,正反应速率等于逆反应速率,反应达到平衡,B正确;恒容

密闭容器中气体的总质量不变,则密度不变,密度保持不变,不能证明反应达到

平衡,C错误;化学平衡是动态平衡,平衡时反应依然在进行,D错误;化学平衡是动

态平衡,平衡后,向容器中充入

O2,最终氧气、二氧化硫、三氧化硫中均存在

O,E正确。(3)由题图可知,2min时反应正向进行,随着反应进行,正反应速率减小,5min时反应达到平衡,此时正、逆反应速率相等,则第2min时v正(SO2)>第5

min时v逆(SO2)。(4)题给反应平衡时,SO2的平衡转化率为

×100%=80%,则可画出充分反应后的微观示意图。17.(10分)(2023武汉常青联合体期末)某温度时,在一个10L的恒容容器中,X、Y、Z均为气体,三种物质的物质的量随时间变化的关系曲线如图所示。根据图中数据填空:

(1)该反应的化学方程式为

。(2)反应1min时,该容器中含有Z(g)的物质的量n(Z)

(填“>”“<”或“=”)0.1mol。反应开始至2min,以气体Z表示的平均反应速率为

。(3)与起始时相比,平衡时容器内混合气体密度

(填“变大”“变

小”或“不变”,下同),混合气体的平均相对分子质量

。(5)在恒温恒容的密闭容器中:①混合气体的压强不变,②混合气体的密度不变,

③混合气体的总物质的量不变,④混合气体的平均相对分子质量不变,⑤混合气

体的颜色不变,⑥各反应物或生成物的反应速率之比等于化学计量数之比。Ⅰ.一定能证明I2(g)+H2(g)

2HI(g)达到平衡状态的是

(填序号,下同)。Ⅱ.一定能证明A(s)+2B(g)

C(g)+D(g)达到平衡状态的是

。(4)将amolX与bmolY的混合气体发生上述反应,反应到某时刻各物质的量恰

好满足:n(X)=n(Y)=2n(Z),则原混合气体中a∶b=

。答案

(除标注外,每空1分)(1)3X(g)+Y(g)

2Z(g)(2分)(2)>0.01mol/(L·min)(3)不变变大(4)7∶5(2分)

(5)Ⅰ.⑤Ⅱ.②④解题思路

(1)由题图可知,X和Y的物质的量减小,说明X、Y是反应物,Z的物质

的量增大,说明Z是生成物,2min内X的物质的量减少0.3mol、Y的物质的量减

少0.1mol、Z的物质的量增加0.2mol,三者物质的量的变化量之比为0.3mol∶

0.1mol∶0.2mol=3∶1∶2,则反应的化学方程式为3X(g)+Y(g)

2Z(g)。(2)反应1min时,该反应还在向生成Z的方向进行,且反应物浓度大时反应速率大,则n(Z)>0.1mol。2min内Z的物质的量增加0.2mol,v(Z)=

=0.01mol/(L·min)。(3)X、Y、Z都是气体,反应前后气体总质量不变,且容器容积不变,则气

体密度始终保持不变;随着反应进行,气体物质的量减小,则平均相对分子质量变大。(4)设反应到某时刻,转化的Y的物质的量为xmol,列三段式:3X(g)+Y(g)

2Z(g)初始/mol

a

b

0转化/mol3x

x

2x某时刻/mola-3x

b-x

2xn(X)=n(Y)=2n(Z),因此有a-3x=b-x=4x,解得a=7x,b=5x,a∶b=7x∶5x=7∶5。(5)Ⅰ.该反应是气体体积不变的反应,恒温恒容时,压强是恒量,压强不变不能说明

反应达到平衡,故①错误;气体总质量不变,容器的容积不变,密度是恒量,密度不变不能说明反应达到平衡,故②错误;该反应是气体体积不变的反应,气体物质

的量是恒量,气体总物质的量不变不能说明反应达到平衡,故③错误;气体总质

量不变,气体总物质的量不变,平均相对分子质量是恒量,当平均相对分子质量

不变时不能说明反应达到平衡,故④错误;I2是有颜色的气体,当混合气体的颜色

不变时,说明I2的浓度不变,反应达到平衡,故⑤正确;没有指明反应进行的方向,

不能说明反应达到平衡,故⑥错误。Ⅱ.该反应是气体体积不变的反应,压强是

恒量,压强不变不能说明反应达到平衡,故①错误;A为固体,反应过程中气体总

质量是变量,容器的容积不变,密度是变量,密度不变说明反应达到平衡,故②正确;该反应是气体体积不变的反应,气体总物质的量是恒量,气体总物质的量不

变不能说明反应达到平衡,故③错误;反应后气体总质量增加,气体总物质的量

不变,平均相对分子质量是变量,平均相对分子质量不变,说明反应达到平衡,故

④正确;题中没有指明气体的颜色,颜色不变不能说明反应达到平衡,故⑤错误;

没有指明反应进行的方向,不能说明反应达到平衡,故⑥错误。归纳总结

化学平衡状态判断(1)“两审”一审题给条件,是恒温恒容还是恒温恒压。二审反应特点:①全部是气体参与的

等体积反应还是非等体积反应;②是有固体或液体参与的等体积反应还是非等

体积反应。(2)“一等一不变”①正、逆相等:速率必须一个是正反应速率,一个是逆反应速率,且经过换算后

同一物质的消耗速率和生成速率相等。②变量不变:如果一个物理量随着反应的进行而改变,当其不变时说明反应达到

平衡状态。18.(15分)氢气是一种清洁能源,氨气分解可以生成H2,发生的反应为2NH3(g)

N2(g)+3H2(g)。请回答下列问题:(1)在反应2NH3(g)

N2(g)+3H2(g)中,下列有关化学键变化的判断正确的是

(填字母)。A.断裂离子键,形成共价键B.断裂共价键,形成共价键C.断裂共价键,形成离子键(2)一定温度下,在某恒容密闭容器中充入一定量NH3发生上述反应。下列情况表明该反应达到平衡状态的是

(填字母)。A.混合气体的密度不随时间变化B.氮气的浓度不随时间变化C.v正(NH3)=v逆(H2)D.混合气体的平均摩尔质量不随时间变化(3)在2L恒容密闭容器中充入2molNH3发生上述反应,测得H2的物质的量与温

度、时间的关系如图所示。

①T1

(填“>”“<”或“=”)T2。②a、b、c三点中正反应速率最小的点是

。③在T1℃条件下,0~10min内NH3的平均反应速率为

。④在T1℃条件下,达到平衡时,NH3、N2的浓度之比为

。(4)已知N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)为放热反应,且每生成2molNH3,放出92.4kJ的热量。在一定温度下,向一个容积为1L的密闭容器中加入2molN2和8molH2及

固体催化剂,使之反应,达到平衡状态时容器内气体的压强为起始时的80%。则

达到平衡状态时,NH3的物质的量为

,H2的转化率为

,放出的热

量

(填字母)。A.小于92.4kJ

B.等于92.4kJC.大于92.4kJ

D.可能大于、小于或等于92.4kJ答案

(除标注外,每空2分)(1)B(1分)

(2)BD

(3)①>②c(1分)③0.02mol·L-1·min-1(1分)④8∶1

(4)2mol37.5%B解题思路

(1)N2、H2、NH3中均只含共价键,反应中化学键的变化是断裂共价

键、形成共价键,故选B。(2)A项,由质量守恒定律可知,反应前后气体的质量相

等,在恒容密闭容器中混合气体的密度始终不变,则混合气体的密度保持不变,

无法判断反应是否达到平衡状态,错误;B项,氮气的浓度不随时间变化,说明正、

逆反应速率相等,反应已达到平衡状态,正确;C项,v正(NH3)=v逆(H2),正、逆反应速

率不相等,反应未达到平衡状态,错误;D项,反应前后气体的质量相等,该反应是

气体物质的量增大的反应,反应过程中混合气体的平均摩尔质量减小,则混合气

体的平均摩尔质量不随时间变化,说明反应已达到平衡状态,正确。(3)①由题图可知,温度为T1℃时,反应先达到平衡,所以T1大于T2。②a、b两点氢气的物质的

量相同,a点反应温度大于b点,则a点正反应速率大于b点;b、c两点反应温度相

同,b点反应未达到平衡,c点反应达到平衡,则b点正反应速率大于c点,所

以a、b、c三点中正反应速率最小的是c点。③T1℃条件下,10min时生成氢气的

物质的量为0.6mol,由化学方程式可知,0~10min内氨气的平均反应速率为

=0.02mol·L-1·min-1。④T1℃条件下,反应达到平衡时氢气的物质的量为0.6mol,则氨气、氮气的浓度之比为

∶

=8∶1。(4)设达到平衡状态时N2转化的物质的量为xmol,列三段式:N2(g)+3H2(g)

2NH3(g)起始/mol

2

8

0转化/mol

x

3x

2x平衡/mol

2-x8-3x

2x同温、同体积时,气体压强之比等于其物质的量之比,则2-x+8-3x+2x=10×80%,

解得x=1,故达到平衡状态时,NH3的物质的量为2mol,H2的转化率为

×100%=37.5%。每生成2molNH3,放出92.4kJ的热量,达到平衡状态时NH3的物质的量为2mol,则反应达到平衡状态时,放出的热量等于92.4kJ,B项正确。19.(12分)(2023北京西城期中)将浓度均为0.01mol·L-1的H2O2、H2SO4、KI、Na2S2O3溶液及淀粉混合,一段时间后溶液变为蓝色。该实验是一种“碘钟实

验”。资料:该“碘钟实验”的总反应为H2O2+2S2

+2H+

S4

+2H2O。反应分两步进行,反应A为H2O2+2I-+2H+

I2+2H2O,反应B为……(1)反应B的离子方程式是

。对于总反应,I-的作用

相当于

。(2)为证明反应A、反应B的存在,进行实验Ⅰ。实验Ⅰ:a.向酸化的H2O2溶液中加入试剂X,溶液变为蓝色。b.再向得到的蓝色溶液中加入Na2S2O3溶液,溶液的蓝色褪去。试剂X是

。(3)为探究溶液变蓝快慢的影响因素,某小组同学在室温下进行实验Ⅱ、实验

Ⅲ。(溶液浓度均为0.01mol·L-1)实验H2O2溶液用量/mLH2SO4溶液用量/mLNa2S2O3溶液用量/mLKI溶液(含淀

粉)用量/mLH2O用量/mL实验Ⅱ54830实验Ⅲ52xyz溶液从混合时的无色变为蓝色的时间:实验Ⅱ是30min,实验Ⅲ是40min。①实验Ⅲ中,x、y、z所对应的数值分别是

。

②对比实验Ⅱ、实验Ⅲ,可得出的实验结论是

。实验过程中,溶液始终无明显颜色变化。试结合该“碘钟实验”总反应及反应A与反应B速率的相对快慢关系,解释实验

Ⅳ未产生颜色变化的原因:

。(4)为探究其他因素对该“碘钟实验”的影响,进行实验Ⅳ。(溶液浓度均为0.01

mol·L-1)实验H2O2溶液用量/mLH2SO4溶液用量/mLNa2S2O3溶液用量/mLKI溶液(含淀

粉)用量/mLH2O用量/mL实验Ⅳ44930答案

(每空2分)(1)I2+2S2

2I-+S4

催化剂

(2)淀粉-KI溶液(3)①8、3、2②其他条件不变,增大氢离子浓度可以加快反应速率(4)由于

<

,v(A)<v(B),所以未出现溶液变蓝的现象解题思路

(1)总反应为H2O2+2S2

+2H+

S4

+2H2O,该反应分两步进行,反应A为H2O2+2I-+2H+

I2+2H2O,则总反应减去反应A可得反应B的离子方程式:I2+2S2

2I-+S4

;I-在反应前后质量不变,化学性质不变,因此在该反应中的作用是作催化剂。(2)H2O2具有氧化性,会将I-氧化为I2,淀粉遇I2变蓝,I2具有

氧化性,可以氧化Na2S2O3,发生反应:I2+2S2

2I-+S4

,则试剂X为淀粉-KI溶液。(3)①为便于研究,要采用变量控制法,即只改变一个条件,其他条件都相

同,根据题中表格数据可知,实验Ⅲ与实验Ⅱ相比硫酸溶液的体积减小,为保证

其他条件都相同,且混合后溶液总体积相同,实验Ⅲ中x=8、y=3、z=2。②对比实验Ⅱ、实验Ⅲ,可得出的实验结论是在其他条件不变时,溶液中氢离子浓度越

大,反应速率越快。(4)由总反应可知,参加反应的

=

,对比实验Ⅱ、实验Ⅳ,溶液总体积相同,H2O2溶液的体积减小,Na2S2O3溶液的体积增大,其他量没

有变化,

<

,结果未出现溶液变为蓝色的现象,说明v(A)<v(B)。归纳总结

变量控制法探究影响化学反应速率的因素(1)确定变量解答时首先要认真审题,厘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;确定一种因素以后,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。20.(13分)(2023福建厦门期末)某实验小组利用如图装置探究H2C2O4溶液与酸性

KMnO4溶液的反应(夹持装置略去)。查阅资料:①H2C2O4为二元弱酸。②溶液浓度越大,越不利于