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文檔簡介
試題試題專題04化學反應速率與限度題型一化學反應速率的意義、計算和比較題型二實驗探究化學反應速率的影響因素題型三化學反應速率影響因素的判斷題型四化學平衡狀態的建立和特征題型五化學平衡狀態的判斷題型六化學反應速率和平衡的計算題型七化學反應條件的控制題型八化學反應速率、平衡圖像問題題型九化學反應速率、平衡綜合題題型一化學反應速率的意義、計算和比較解題要點同一反應在同一時間內,用不同物質來表示的反應速率可能不同,但表示的意義相同(即快慢程度相同),且反應速率的數值之比等于這些物質在化學方程式中的化學計量數之比。如在反應aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)中,存在v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=a∶b∶c∶d【例1-1】氨催化氧化反應:是制硝酸的重要反應。在四種不同情況下的反應速率如下,其中反應進行得最慢的是A.B.C.D.【例1-2】一定溫度下,向容積為2L的密閉容器中通入兩種氣體發生化學反應生成另外兩種氣體,反應中各物質的物質的量變化如圖所示,對該反應的推斷合理的是()
A.該反應的化學方程式為B.反應進行到1s時,C.反應進行到6s時,B的平均反應速率為0.05mol/(L·s)D.反應進行到6s時,各物質的反應速率相等【變式1-1】反應A(g)+3B(g)=2C(g)+2D(g)在四種不同情況下的反應速率分別如下,其中反應速率最快的是A.V(A)=0.15mol/(L·min) B.V(B)=0.6mol/(L·min)C.V(C)=0.4mol/(L·min) D.V(D)=0.5mol/(L·min)【變式1-2】在某溫度下,發生反應。在四種不同情況下測得的反應速率分別如下:①
②③
④下列有關反應速率的比較中正確的是A.②>④=①>③ B.①>④>②=③ C.②>①>④>③ D.④>③>②>①題型二實驗探究化學反應速率的影響因素解題要點①確定變量:解答這類題目時首先要認真審題,理清影響實驗探究結果的因素有哪些。②定多變一:在探究時,應該先確定其他的因素不變,只變化一種因素,看這種因素與探究的問題存在怎樣的關系;這樣確定一種以后,再確定另一種,通過分析每種因素與所探究問題之間的關系,得出所有影響因素與所探究問題之間的關系。③數據有效:解答時注意選擇數據(或設置實驗)要有效,且變量統一,否則無法作出正確判斷。【例2-1】某學習小組為了探究酸性高錳酸鉀溶液與NaHSO3溶液反應速率的影響因素,該小組設計如下實驗方案。實驗0.2mol·L-1NaHSO3溶液/mL0.1mol·L-1.KMnO4溶液/mL0.6mol·L-1H2SO4溶液/mL0.1mol·L-1MnSO4溶液/mLV(H2O)/mL混合溶液褪色時間/min13.02.01.002.0823.02.02.00a634.02.02.000443.02.01.00.5b3下列說法錯誤的是A.該反應的離子方程式為B.實驗3從反應開始到反應結束這段時間內反應速率v(MnO4-)=0.0625mol·L-1·min-1C.a=1.0、b=1.5D.實驗4與實驗1相比,說明Mn2+可能是該反應的催化劑【例2-2】室溫下,用0.1mol·L-1Na2S2O3溶液、0.1mol·L-1H2SO4溶液和蒸餾水進行如下表所示的5個實驗,分別測量渾濁度隨時間的變化。編號Na2S2O3溶液H2SO4溶液蒸餾水渾濁度隨時間變化的曲線V/mLV/mLV/mL①1.53.510②2.53.59③3.53.5x④3.52.59⑤3.51.510下列說法不正確的是A.實驗③中x=8B.實驗①②③或③④⑤均可說明其他條件相同時,增大反應物濃度可增大該反應速率C.將裝有實驗②的試劑的試管浸泡在熱水中一段時間后再混合,其渾濁度曲線應為aD.降低Na2S2O3溶液濃度比降低H2SO4溶液濃度對該反應化學反應速率影響程度更大【變式2-1】控制變量法是化學實驗的常用方法之一,下圖所示實驗探究影響反應速率的因素是A.催化劑 B.溫度C.壓強 D.濃度【變式2-2】某學習小組根據反應,設計實驗探究硫代硫酸鈉溶液的濃度和溫度對反應速率的影響,實驗數據如表(已知起始加入的稀硫酸的體積相等)。下列敘述錯誤的是實驗編號反應溫度/稀硫酸的體積/硫代硫酸鈉溶液的體積/mL加入的水的體積/mL產生等量的沉淀所需時間/s①2021V1t1②30V212t2③30V32V4t3A. B. C. D.【變式2-3】化學反應速率和限度與生產、生活密切相關。Ⅰ.某同學探究外界條件對分解速率的影響。實驗序號溶液溫度催化劑收集112mL所需時間(s)濃度(mol/L)V(mL)10.420室溫無幾乎無氣體產生20.42050℃無29630.420室溫0.5g粉末4540.420室溫0.5g粉末10050.2m室溫0.5g粉末n(1)實驗1、2的目的是探究對分解速率的影響,結論為。(2)對比實驗3、4,能推測出對分解的催化效果比的好嗎?(填“能”或“不能”),請說明理由:。(3)若實驗3、5是探究濃度對分解速率的影響。m為10,則還應添加的試劑及用量為(混合后溶液體積變化忽略不計)。推測n45(填“>”“<”“=”)。Ⅱ.(紅棕色)和(無色)之間可發生反應:。在一定溫度下,將0.08mol氣體充入容積為2L的密閉容器中,容器中的物質的量濃度隨時間變化的曲線如圖所示。(4)1~4四個點中,的點有(填數字)。(5)反應進行到16min時,的轉化率是。(6)下列不能說明該反應達到平衡狀態的是(填字母)。A.不再改變B.v正(N2O4)=v逆(N2O4)C.N2O4與NO2物質的量之比為1:2D.混合氣體的平均相對分子質量不再變化E.混合氣體的密度不再變化題型三化學反應速率影響因素的判斷解題要點注意:(1)壓強對反應速率的影響是通過改變濃度來實現的,濃度不變,速率不變。(2)溫度改變,化學反應速率一定改變。(3)不特別指明,催化劑一般是加快化學反應速率。(4)固體反應物量的增減,不能改變化學反應速率,固體的表面積改變才能改變化學反應速率。【例3-1】下列措施對增大反應速率明顯有效的是A.Na與水反應時增大水的用量B.Fe與稀硫酸反應制取氫氣時,改用濃硫酸C.在溶液與溶液反應時,增大壓強D.將鋁片改為鋁粉,做鋁與氧氣反應的實驗【例3-2】下列生產或實驗事實引出的結論錯誤的是選項生產或實驗事實結論A其他條件相同,鐵片和稀硫酸反應,適當升高溶液的溫度,單位時間內產生的氣泡增多當其他條件不變時,升高反應溫度,化學反應速率加快B工業制硫酸過程中,在的吸收階段,吸收塔里要裝填瓷環增大氣液接觸面積,使的吸收速率加快C在容積可變的密閉容器中發生反應:,把容器的體積縮小一半反應速率減慢DA、B兩支試管中分別加入等體積5%的溶液,在B試管中加入2~3滴溶液,B試管中產生氣泡快當其他條件不變時,催化劑可以改變化學反應速率【例3-3】對于可逆反應4NH3+5O2?4NO+6H2O,下列敘述正確的是A.達到化學平衡時,若增加容器體積,則正反應速率減小,逆反應速率增大B.保持容器內氣體壓強不變,向其中加入,化學反應速率不變C.保持容器容積不變,向其中加入,化學反應速率增大D.達到化學平衡時,4v正(O2)=5v逆(NO)【變式3-1】在密閉系統中有反應能使反應速率增大的措施是①升高溫度
②將炭粉碎
③增加炭的量
④恒容條件下通入
⑤恒容條件下分離出一氧化碳A.①②③④ B.①②④⑤ C.①②④ D.①②③④⑤【變式3-2】向四個體積相同的密閉容器(甲、乙、丙、丁)中分別充入一定量的SO2和O2,開始反應時,按反應速率由大到小排列順序正確的是(甲)在500℃時,10molSO2和5molO2反應;(乙)在450℃時,8molSO2和5molO2反應;(丙)在500℃時,8molSO2和5molO2反應;(丁)在500℃時,用V2O5作催化劑,10molSO2和5molO2反應A.甲、丙、丁、乙 B.丁、甲、丙、乙 C.丙、甲、乙、丁 D.乙、丁、丙、甲【變式3-3】某條件下,在一體積可變的密閉容器中投入和足量,發生反應:。下列說法正確的是A.從體系中移出少量,的生成速率減小B.保持體系壓強不變,充入氖氣,反應速率減小C.保持容器體積不變。充入氖氣,反應速率加快D.使用合適催化劑可使全部轉化為和【變式3-4】氫能是一種極具發展潛力的清潔能源,下列反應是目前大規模制取氫氣的方法之一。CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)
ΔH=-41.2kJ/mol,恒溫恒容時,下列措施可以同時提高反應速率和H2O的轉化率的是A.加壓B.增大一氧化碳的濃度 C.升溫D.分離出二氧化碳題型四化學平衡狀態的建立和特征解題要點對于只加入反應物從正向建立的平衡:濃度速率變化v正、v逆關系開始反應物濃度最大v正最大v正>v逆生成物濃度為0v逆為0變化反應物濃度減小v正減小v正>v逆生成物濃度增大v逆增大平衡反應物濃度不變v正不變v正=v逆生成物濃度不變v逆不變【例4-1】一定溫度下,在恒容密閉容器中發生反應:。當、O2、的濃度不再變化時,下列說法中正確的是A.該反應已達化學平衡狀態B.和O2全部轉化為C.正、逆反應速率相等且等于零D.、O2、的濃度一定相等【例4-2】在密閉容器中發生反應X(g)+3Y(g)2Z(g),若X、Y、Z的起始濃度分別為0.1mol·L-1、0.3mol·L-1和0.2mol·L-1,在一定條件下,當反應達到一定限度時,各物質的濃度可能是(
)A.X為0.2mol·L-1 B.Y為0.1mol·L-1C.Z為0.4mol·L-1 D.Z為0.1mol·L-1時,Y為0.4mol·L-1【變式4-1】一定溫度下,在恒容密閉容器中發生反應:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)。當CH3OH、CH3OCH3、H2O的濃度不再變化時,下列說法正確的是A.該反應已達化學平衡狀態B.正、逆反應速率均為零C.CH3OH全部轉化為CH3OCH3和H2OD.CH3OH、CH3OCH3、H2O的濃度一定相等【變式4-2】在一定條件下,某可逆反應的正反應速率和逆反應速率隨時間變化的曲線如下圖所示。下列有關說法,不正確的是A.時刻,反應正向進行 B.時刻,正反應速率大于逆反應速率C.時刻,達到反應進行的限度 D.時刻,反應處于平衡狀態【變式4-3】在恒溫恒容的密閉容器中通入一定量的A、B,發生反應A、B,發生反應:A(g)+2B(g)3C(g)+D(l),下圖是A的正反應速率v(A)隨時間變化的示意圖。下列說法正確的是()A.反應物A的濃度:a點小于b點B.可能是某種物質對反應起到的催化作用C.曲線上的c、d兩點都表示達到反應限度D.平均反應速率:ab段大于bc段題型五化學平衡狀態的判斷解題要點不能作為達到平衡狀態“標志”的四種情況①反應組分的物質的量之比等于化學方程式中相應物質的化學計量數之比。②恒溫恒容下的體積不變的反應,體系的壓強或總物質的量不再隨時間而變化,如2HI(g)H2(g)+I2(g)。③全是氣體參加的體積不變的反應,體系的平均相對分子質量不再隨時間而變化,如2HI(g)H2(g)+I2(g)。④全是氣體參加的反應,恒容條件下體系的密度保持不變。【例5-1】汽車尾氣系統中的催化轉化器,可有效降低尾氣中的CO、NO和NO2等向大氣的排放。在催化轉化器的前半部發生的反應為2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)。一定條件下,下列說法能充分說明該反應已經達到化學平衡狀態的是A.正、逆反應速率都等于零 B.CO、NO、CO2、N2的濃度相等C.CO、NO、CO2、N2在容器中共存 D.CO、NO、CO2、N2的濃度均不再變化【例5-2】一定溫度下,在體積恒定的密閉容器中發生反應:,下列情況中能表明該反應已達到平衡狀態的有①單位時間內生成,同時消耗②混合氣體中的體積分數保持不變③固體的質量不再變化④混合氣體的密度不再發生改變⑤密閉容器中的壓強保持不變A.5項 B.4項 C.3項 D.2項【例5-3】向恒溫恒容的密閉容器中充入和,發生反應:,下列示意圖正確且能說明時刻反應已達到平衡狀態的是A.
B.
C.
D.
【變式5-1】在恒溫恒容密閉容器中投入1mol固態X,發生反應:。下列敘述中能表明該反應達到平衡狀態的是A.反應速率:B.容器中混合氣體的壓強保持不變C.氣體濃度:D.混合氣體的平均摩爾質量保持不變【變式5-2】及其化合物在生產生活中具有廣泛應用。氨是一種重要的化工原料,可用于制備硝酸等。工業合成氨反應:
。實驗室用加熱NH4Cl和Ca(OH)2固體混合物的方法制取少量氨氣。下列有關說法不正確的是A.絕熱條件下當體系溫度不變時,說明該反應達到平衡狀態B.在恒容容器內,反應達平衡后,通入Ar,壓強增大,但v(正)和v(逆)都不變C.斷裂6molN—H鍵的同時,斷裂鍵3molH—H,說明該反應達到平衡伏態D.在容器中充入1molN2和3molH2,一定條件下充分反應,轉移電子的物質的量為6mol【變式5-3】一定溫度下,在一固定體積的密閉容器中,能說明可逆反應A(g)+3B(g)2C(g)達到平衡的說法中,正確的組合是①C的生成速率和C的分解速率相等②單位時間內生成amolA,同時生成3amolB③氣體密度不再變化④混合氣體的平均相對分子質量不變⑤A、B、C的物質的量之比為1∶3∶2A.①④ B.②③⑤ C.①④⑤ D.④⑤A(g)+3B(g)2C(g)題型六化學反應速率和平衡的計算解題要點公式備注反應物的轉化率=eq\f(n(轉化),n(起始))×100%=eq\f(c(轉化),c(起始))×100%①平衡量可以是物質的量、氣體的體積②某組分的體積分數,也可以是物質的量分數生成物的產率=eq\f(實際產量,理論產量)×100%平衡時混合物組分的百分含量=eq\f(平衡時某物質的量,平衡時各物質的總量)×100%某組分的體積分數=eq\f(某組分的物質的量,混合氣體總物質的量)×100%【例6-1】將等物質的量的A、B混合于2L的密閉容器中,發生反應:,經2min后測得D的濃度為0.5mol/L,,以C表示的平均反應速率,下列說法錯誤的是A.反應速率為v(B)=0.125mol·L-1·min-1 B.該化學方程式中,x=2C.時,的物質的量為 D.時,的轉化率為【例6-2】某溫度下N2O5按下式分解:。測得恒容密閉容器內,N2O5的濃度隨時間的變化如下表:t/min012345/(mol/L)1.000.710.500.350.250.17下列說法不正確的是A.4min時,B.5min時,N2O5的轉化率為83%C.0~2min內平均反應速率D.其他條件不變,若起始,則2min時【變式6-1】常用作有機反應中的還原劑,受熱發生反應:。一定溫度時,向密閉容器中充入,體系中與反應時間t的關系如圖。下列說法中,不正確的是A.的還原性與價碘元素有關B.時,的反應速率為C.時,有的發生分解D.時,反應達到了平衡狀態【變式6-2】某溫度下N2O5按下式分解:。測得恒容密閉容器內,N2O5的濃度隨時間的變化如下表:t/min012345/(mol/L)1.000.710.500.350.250.17下列說法不正確的是A.4min時,B.5min時,N2O5的轉化率為83%C.0~2min內平均反應速率D.其他條件不變,若起始,則2min時題型七化學反應條件的控制【例7-1】下列做法與調控化學反應速率無關的是A.用冰箱冷藏以保鮮食物B.用煤粉代替煤塊使爐火更旺C.食鹽中添加碘酸鉀預防缺碘D.食品包裝內放置除氧劑延長保質期【例7-2】工業合成氨的反應為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),已知氨的平衡產率隨溫度的升高而降低。假設反應在恒溫密閉容器中進行,下列說法不正確的是A.該反應是最重要的人工固氮途徑B.使用催化劑能大大提高生產效率C.當混合氣體的平均摩爾質量不變時,該反應一定達到平衡狀態D.通過調控溫度,可提高原料的平衡轉化率,且溫度越低,生產成本越低【變式7-2】工業制硫酸的一步重要反應是的催化氧化。在密閉容器中,充入和足量,在催化劑、500℃的條件下發生反應。、的物質的量隨時間的變化如圖。下列說法正確的是A.該反應的化學方程式是B.反應到2min時,達到了化學平衡狀態C.反應開始至5min末,以濃度的變化表示該反應的平均反應速率是D.通過調控反應條件,可以使轉化率高于80%題型八化學反應速率、平衡圖像問題【例8-1】如圖表示在一定的溫度下,容積固定的密閉容器中,A、B、C三種氣體的物質的量濃度隨時間變化的情況。試回答下列問題:(1)該反應的化學方程式為。(2)0~t1s內氣體B的平均反應速率為。(3)(t1+10)s時,B的物質的量分數為(結果保留一位小數)。(4)能判斷該反應在一定溫度下達到化學平衡狀態的依據是(填字母)。a.容器中壓強不變b.混合氣體中不變c.容器中氣體密度不變d.(5)容器中(t1+10)s時的壓強與起始時的壓強之比為。【例8-2】是放熱反應,反應過程中生成的氣體體積(已折算成標準狀況)隨反應時間變化的情況如圖所示,下列說法正確的是A.若將塊狀改成粉末狀,不能增大反應速率B.在0~、~、~各相同的時間段里收集到氣體最多的是~C.~時間段主要是因為溫度升高使反應速率加快D.~時間段用的濃度變化表示的平均反應速率為:【變式8-1】一定條件下,將3molA氣體和1molB氣體混合于固定容積為2L的密閉容器中,發生反應:3A(g)+B(g)4C(g)+2D(s)。2min末該反應達到平衡,生成D的物質的量隨時間的變化情況如圖所示。下列判斷正確的是A.若混合氣體的平均摩爾質量不再改變時,該反應一定達到平衡狀態B.平衡時的體系的壓強與開始時體系的壓強之比為3∶2C.反應過程中A和B的轉化率之比為3∶1D.從開始到平衡,用D表示的化學反應速率為0.2mol/(L·min)【變式8-2】在體積恒定為2L的密閉容器中發生反應:X(g)4Y(s)+Z(g)。其他條件相同,在200℃和a℃時,X的濃度隨時間變化的曲線如圖所示。下列說法不正確的是A.由圖可知,a小于200B.a℃、5min時,v正>v逆C.a℃、8min時,c(Z)可能為0.5mol/LD.a℃時,當壓強不變時,反應達到平衡狀態【變式8-3】某溫度下,在2L恒容密閉容器中投入一定量的A、B,發生反應:,12s時生成C的物質的量為1.2mol(過程如圖所示)。下列說法正確的是A.2s時,用A表示反應的瞬時速率為B.C.圖中m點達到了反應進行的限度D.12s時容器內的壓強為起始壓強的題型九化學反應速率、平衡綜合題【例9-1】某溫度時,在2L恒容密閉容器中充入0.9molA(g)、0.6molB(g)、0.3molC(g),發生反應,各物質物質的量的變化關系如圖所示,回答下列問題:(1)圖中表示物質C的變化曲線為(填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)。(2)0~5min內,。(3)反應達到平衡時,B的轉化率為。(4)若僅改變下列一個條件,推測該反應的速率發生的變化(填“增大”、“減小”或“不變”):①充入少量不參加反應的稀有氣體,化學反應速率;②將容器的體積壓縮至原來的一半,化學反應速率。(5)min時,反應(填“達到”或“沒有達到”)化學平衡:5min時,(填“>”,“<”或“=”)。【變式9-1】某溫度下,在一個的密閉容器中,、、三種氣體的物質的量隨時間的變化曲線如圖所示。根據圖中數據,填寫下列空白:(1)從開始至的平均反應速率為。(2)該反應的化學方程式為。(3)時,(填“”、“”或“”下同),時,轉化率。(4)若時向容器中通入氬氣(容器體積不變),的化學反應速率將(填“增大”、“減小”或“不變”。下同),時,壓縮容器體積,反應速率會。(5)若均為氣體(容器體積不變),下列能說明反應已達平衡的是___________。A.三種氣體的濃度相等B.氣體的體積分數不隨時間變化C.混合氣體的總壓強不隨時間變化
D.反應速率(6)某合成氨速率方程為:,根據表中數據,;實驗1234【變式9-2】學反應中伴隨著能量的變化。在2L的恒容密閉容器中充入1molCO和,一定條件下發生反應:,測得和的物質的量變化如圖1所示,反應過程中的能量變化如圖2所示。(1)從反應開始至達到平衡,以CO表示的反應的平均反應速率。平衡時的轉化率為。(2)下列措施能增大反應速率的是_______(填字母)。A.升高溫度 B.降低壓強C.減小的濃度 D.加入合適的催化劑(3)下列描述中能說明上述反應達到平衡狀態的是_______。A.CO、和三種物質的濃度相等B.混合氣體的密度不隨時間的變化而變化C.混合氣體的總物質的量不隨時間的變化而變化D.單位時間內消耗的同時生成(4)已知斷開和中的化學鍵需要吸收的能量為1924kJ,則形成中的化學鍵釋放kJ的能量。【變式9-3】化學反應速率、限度及能量與生產、生活密切相關。(1)氮是動植物生長不可缺少的元素,合成氨的反應對人類解決糧食問題貢獻巨大,反應如下:N2+3H22NH3.合成氨反應中的能量變化如圖所示,該反應中,反應物化學鍵斷裂吸收的總能量(填“大于”或“小于”)生成物化學鍵形成放出的總能量。(2)小王同學為了探究鋅片與鹽酸反應過程中的速率變化,他在200mL稀鹽酸中加入足量的鋅粉,用排水集氣法收集反應放出的氫氣,實驗記錄如下(累計值):時間(min)12345氫氣體積(mL)(標準狀況)50190414526570①為加快該反應的反應速率,可采取的措施是:。②求2~4分鐘時間段以鹽酸的濃度變化來表示的該反應速率。(設溶液體積不變)③小蔣同學認為在鹽酸溶液中滴入少量的CuSO4溶液可以加快反應的速率,請從電化學的角度給于分析:構成的原電池中負極反應式為;溶液中H+移向極(填“正”或“負”)。(3)某溫度下在4L恒容密閉容器中,3種氣態物質X、Y、Z的物質的量隨時間變化曲線如圖。①寫出該反應的化學方程式。②在5min時,該反應達到了平衡狀態,下列可作為判斷反應已達到該狀態的是。A.X、Y、Z的濃度相等B.容器內氣體壓強保持不變C.X、Y的反應速率比為3:1D.生成1molY的同時生成2molZ專題04化學反應速率與限度題型一化學反應速率的意義、計算和比較題型二實驗探究化學反應速率的影響因素題型三化學反應速率影響因素的判斷題型四化學平衡狀態的建立和特征題型五化學平衡狀態的判斷題型六化學反應速率和平衡的計算題型七化學反應條件的控制題型八化學反應速率、平衡圖像問題題型九化學反應速率、平衡綜合題題型一化學反應速率的意義、計算和比較解題要點同一反應在同一時間內,用不同物質來表示的反應速率可能不同,但表示的意義相同(即快慢程度相同),且反應速率的數值之比等于這些物質在化學方程式中的化學計量數之比。如在反應aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)中,存在v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=a∶b∶c∶d【例1-1】氨催化氧化反應:是制硝酸的重要反應。在四種不同情況下的反應速率如下,其中反應進行得最慢的是A.B.C.D.【答案】A【解析】將選項中的反應速率均轉化為用氨氣表示的反應速率,且統一單位可得:A.;B.v(NH3)=2.4mol·L-1·min-1;C.;D.;故答案選A。【例1-2】一定溫度下,向容積為2L的密閉容器中通入兩種氣體發生化學反應生成另外兩種氣體,反應中各物質的物質的量變化如圖所示,對該反應的推斷合理的是()
A.該反應的化學方程式為B.反應進行到1s時,C.反應進行到6s時,B的平均反應速率為0.05mol/(L·s)D.反應進行到6s時,各物質的反應速率相等【答案】C【解析】A.根據圖知,B、C是反應物而A、D是生成物,6s內n(A)=(1.2-0)mol=1.2mol、n(B)=(1.0-0.4)mol=0.6mol、n(C)=(1.0-0.2)mol=0.8mol、n(D)=(0.4-0)mol=0.4mol,相同時間內A、B、C、D的計量數之比等于其物質的量之比=1.2mol:0.6mol:0.8mol:0.4mol=6:3:4:2,該反應方程式為3B(g)+4C(g)6A(g)+2D(g),A錯誤;B.同一段時間內,各物質的反應速率之比等于其計量數之比,由A項分析可知,A、D的系數不相等,反應進行到1s時,所以,B錯誤;C.反應進行到6s時,(B)===0.05mol?L-1?s-1,C正確;D.由題干圖示信息可知,反應進行到6s時,各物質的物質的量保持不變,即各物質的正逆反應速率相等,根據不同物質的反應速率之比等于其化學計量系數之比可知,各物質的反應速率不相等,D錯誤;故答案為:C。【變式1-1】反應A(g)+3B(g)=2C(g)+2D(g)在四種不同情況下的反應速率分別如下,其中反應速率最快的是A.V(A)=0.15mol/(L·min) B.V(B)=0.6mol/(L·min)C.V(C)=0.4mol/(L·min) D.V(D)=0.5mol/(L·min)【答案】D【分析】不同物質表示的速率之比等于其化學計量數之比,故不同物質表示的速率與其化學計量數的比值越大,表示的反應速率越快,單位要一致,據此分析解題。【解析】A.;B.;C.;D.;所以表示反應速率最快的是D;故選D。【變式1-2】在某溫度下,發生反應。在四種不同情況下測得的反應速率分別如下:①
②③
④下列有關反應速率的比較中正確的是A.②>④=①>③ B.①>④>②=③ C.②>①>④>③ D.④>③>②>①【答案】C【分析】根據反應速率之比等于化學計量數之比【解析】氧氣為基礎進行轉化,,,故②最大,再以甲烷為基礎轉化,,,故①大,水和二氧化碳化學計量數相等,故④更大。選C。題型二實驗探究化學反應速率的影響因素解題要點①確定變量:解答這類題目時首先要認真審題,理清影響實驗探究結果的因素有哪些。②定多變一:在探究時,應該先確定其他的因素不變,只變化一種因素,看這種因素與探究的問題存在怎樣的關系;這樣確定一種以后,再確定另一種,通過分析每種因素與所探究問題之間的關系,得出所有影響因素與所探究問題之間的關系。③數據有效:解答時注意選擇數據(或設置實驗)要有效,且變量統一,否則無法作出正確判斷。【例2-1】某學習小組為了探究酸性高錳酸鉀溶液與NaHSO3溶液反應速率的影響因素,該小組設計如下實驗方案。實驗0.2mol·L-1NaHSO3溶液/mL0.1mol·L-1.KMnO4溶液/mL0.6mol·L-1H2SO4溶液/mL0.1mol·L-1MnSO4溶液/mLV(H2O)/mL混合溶液褪色時間/min13.02.01.002.0823.02.02.00a634.02.02.000443.02.01.00.5b3下列說法錯誤的是A.該反應的離子方程式為B.實驗3從反應開始到反應結束這段時間內反應速率v(MnO4-)=0.0625mol·L-1·min-1C.a=1.0、b=1.5D.實驗4與實驗1相比,說明Mn2+可能是該反應的催化劑【答案】B【解析】A.酸性高錳酸鉀溶液與亞硫酸氫鈉溶液反應生成硫酸鉀、硫酸錳、硫酸鈉和水,反應的離子方程式為,故A正確;B.由表格數據可知,高錳酸鉀和亞硫酸氫鈉的物質的量比為(0.2mol/L×4.0×10—3L):(0.1mol/L×2.0×10—3L)=4:1,則高錳酸鉀溶液完全反應,從反應開始到反應結束這段時間內高錳酸根離子的反應速率為=0.00625mol/(L·min),故B錯誤;C.由表格數據可知,實驗1、2的實驗目的是探究稀硫酸的濃度對反應速率的影響,由探究實驗變量唯一化原則可知,反應的總體積應保持不變,則a=8.0—7.0=1.0,同理可知,實驗1、4的實驗目的是探究硫酸錳對反應速率的影響,則a=8.0—6.5=1.5,故C正確;D.由表格數據可知,實驗1、4的實驗目的是探究硫酸錳對反應速率的影響,加入硫酸錳溶液,酸性高錳酸鉀溶液與亞硫酸氫鈉溶液反應的反應速率迅速加快,說明錳離子能加快反應速率,是該反應的催化劑,故D正確;故選B。【例2-2】室溫下,用0.1mol·L-1Na2S2O3溶液、0.1mol·L-1H2SO4溶液和蒸餾水進行如下表所示的5個實驗,分別測量渾濁度隨時間的變化。編號Na2S2O3溶液H2SO4溶液蒸餾水渾濁度隨時間變化的曲線V/mLV/mLV/mL①1.53.510②2.53.59③3.53.5x④3.52.59⑤3.51.510下列說法不正確的是A.實驗③中x=8B.實驗①②③或③④⑤均可說明其他條件相同時,增大反應物濃度可增大該反應速率C.將裝有實驗②的試劑的試管浸泡在熱水中一段時間后再混合,其渾濁度曲線應為aD.降低Na2S2O3溶液濃度比降低H2SO4溶液濃度對該反應化學反應速率影響程度更大【答案】C【分析】由圖可知,實驗③中反應速率最快,由控制變量法可知總體積為15mL,實驗①、②、③中Na2S2O3溶液濃度不同,圖中③、④、⑤速率接近,①、②、③速率差異大,據此分析解題。【解析】A.實驗③中,x=15?3.5?3.5=8,故A正確;B.實驗①、②、③的目的是探究其他條件相同時,Na2S2O3溶液濃度變化對Na2S2O3與H2SO4反應速率的影響,實驗③、④、⑤的目的是探究其他條件相同時,H2SO4溶液濃度變化對Na2S2O3與H2SO4反應速率的影響,故B正確;C.將裝有實驗②的試劑的試管浸泡在熱水中一段時間后再混合,反應速率加快,渾濁度增大需要時間更短,故C錯誤;D.Na2S2O3溶液濃度的改變對速率影響更大,該推斷的證據是達到相同渾濁度時,實驗①、②、③所需時間的改變量大于實驗⑤、④、③所需時間的改變量,故D正確;故答案選C。【變式2-1】控制變量法是化學實驗的常用方法之一,下圖所示實驗探究影響反應速率的因素是A.催化劑 B.溫度C.壓強 D.濃度【答案】D【解析】如圖所示兩個試管中,過氧化氫濃度不同、溫度相同,兩支試管都加了二氧化錳做催化劑,都與大氣相通,壓強也相同,則該實驗探究影響反應速率的因素是濃度,濃度不同,反應速率不同。答案選D。【變式2-2】某學習小組根據反應,設計實驗探究硫代硫酸鈉溶液的濃度和溫度對反應速率的影響,實驗數據如表(已知起始加入的稀硫酸的體積相等)。下列敘述錯誤的是實驗編號反應溫度/稀硫酸的體積/硫代硫酸鈉溶液的體積/mL加入的水的體積/mL產生等量的沉淀所需時間/s①2021V1t1②30V212t2③30V32V4t3A. B. C. D.【答案】D【分析】設計實驗探究硫代硫酸鈉溶液的濃度和溫度對反應速率的影響,只能改變其中一個變量,而其他的量不能同時變。【解析】A.②和③溫度相同,而硫代硫酸鈉的體積不同,說明是研究硫代硫酸鈉的濃度對反應速率的影響,因此稀硫酸濃度相同即體積相同,則,故A正確;
B.①和②反應溫度不同,說明是探究溫度對反應速率的影響,因此溶液的體積要相同,溫度越高,反應速率越快,因此,故B正確;C.①和②反應溫度不同,說明是探究溫度對反應速率的影響,因此溶液的體積要相同,則,,②和③溫度相同,而硫代硫酸鈉的體積不同,說明是研究硫代硫酸鈉的濃度對反應速率的影響,則,所以,故C正確;D.②和③溫度相同,而硫代硫酸鈉的體積不同,說明是研究硫代硫酸鈉的濃度對反應速率的影響,③中硫代硫酸鈉濃度大,速率快,因此,故D錯誤。綜上所述,答案為D。【變式2-3】化學反應速率和限度與生產、生活密切相關。Ⅰ.某同學探究外界條件對分解速率的影響。實驗序號溶液溫度催化劑收集112mL所需時間(s)濃度(mol/L)V(mL)10.420室溫無幾乎無氣體產生20.42050℃無29630.420室溫0.5g粉末4540.420室溫0.5g粉末10050.2m室溫0.5g粉末n(1)實驗1、2的目的是探究對分解速率的影響,結論為。(2)對比實驗3、4,能推測出對分解的催化效果比的好嗎?(填“能”或“不能”),請說明理由:。(3)若實驗3、5是探究濃度對分解速率的影響。m為10,則還應添加的試劑及用量為(混合后溶液體積變化忽略不計)。推測n45(填“>”“<”“=”)。Ⅱ.(紅棕色)和(無色)之間可發生反應:。在一定溫度下,將0.08mol氣體充入容積為2L的密閉容器中,容器中的物質的量濃度隨時間變化的曲線如圖所示。(4)1~4四個點中,的點有(填數字)。(5)反應進行到16min時,的轉化率是。(6)下列不能說明該反應達到平衡狀態的是(填字母)。A.不再改變B.v正(N2O4)=v逆(N2O4)C.N2O4與NO2物質的量之比為1:2D.混合氣體的平均相對分子質量不再變化E.混合氣體的密度不再變化【答案】(1)溫度升高溫度,化學反應速率加快(2)不能因為所用鹽的酸根離子不同,對實驗可能產生干擾(3)蒸餾水、10mL>(4)1、2(5)75%(6)CE【分析】Ⅰ實驗目的為用控制變量法探究外界條件對化學反應速率的影響;Ⅱ是根據可逆反應達到化學平衡狀態的標志“逆向相等、變量不變”判斷,結合圖中關鍵數據計算轉化率。【解析】(1)實驗1、2中溶液的濃度、體積分別相等,都沒有使用催化劑,只控制溫度不同,故實驗1、2的目的是其他條件相同時,研究溫度對分解速率的影響;從表中的數據分析可知,室溫下,幾乎無氣體生成,50℃,收集112mL所需時間296s,其他條件相同時,溫度升高,分解速率加快;故答案為:溫度;升高溫度,化學反應速率加快;(2)實驗3、4中溶液的濃度、體積分別相等,溫度相同,實驗3中加入0.5g、實驗4中加入0.5g,兩者不僅陽離子()不同、而且陰離子()也不同,故根據實驗3、4不能推測對分解的催化效果比的催化效果好;故答案為:不能;因為所用鹽溶液的酸根離子不同,對實驗可能產生干擾;(3)實驗3、5是其他條件相同時,探究濃度對該化學反應速率的影響,故實驗3、5中只能改變溶液的濃度,若m=10mL,溶液,要使溶液的濃度變成,還應添加的試劑為蒸餾水,用量為10mL;實驗5比實驗3溶液的濃度小,分解速率小,收集112mL所需時間>45s;故答案為:蒸餾水、10mL;>;(4)根據圖象可知,的物質的量濃度隨著時間的推移逐漸增加,平衡時保持不變;點3、4所表示的物質的量濃度沒有達到最大值,沒有達到平衡狀態,,點1、2所表示的物質的量濃度達到最大值,保持不變,達到平衡狀態,;故答案為:1、2;(5)反應進行到16min時,物質的量濃度為,根據三段式分析計算,,的轉化率是;故答案為:75%;(6)A.可逆反應達到平衡狀態時,各組成成分濃度保持不變,不再改變能說明該反應達到平衡狀態,A錯誤;B.可逆反應達到平衡狀態時,,故能說明該反應達到平衡狀態,B錯誤;C.可逆反應達到平衡狀態時,各組成成分濃度保持不變,與物質的量之比為1:2不能說明該反應達到平衡狀態,C正確;D.在該反應條件下,反應物、生成物都是氣體,混合氣體質量不變,氣體物質的量增大,隨反應進行混合氣體的平均相對分子質量減小,混合氣體的平均相對分子質量不再變化能說明該反應達到平衡狀態,D錯誤;E.在該反應條件下,反應物、生成物都是氣體,混合氣體質量不變,密閉容器體積保持不變,則隨反應進行混合氣體的密度保持不變,故混合氣體的密度不再變化不能說明該反應達到平衡狀態,E正確;故答案為:CE。題型三化學反應速率影響因素的判斷解題要點注意:(1)壓強對反應速率的影響是通過改變濃度來實現的,濃度不變,速率不變。(2)溫度改變,化學反應速率一定改變。(3)不特別指明,催化劑一般是加快化學反應速率。(4)固體反應物量的增減,不能改變化學反應速率,固體的表面積改變才能改變化學反應速率。【例3-1】下列措施對增大反應速率明顯有效的是A.Na與水反應時增大水的用量B.Fe與稀硫酸反應制取氫氣時,改用濃硫酸C.在溶液與溶液反應時,增大壓強D.將鋁片改為鋁粉,做鋁與氧氣反應的實驗【答案】D【解析】A.水是純液體,增加用量濃度不變,鈉和水反應的速率與水的多少無關,故A錯誤;B.濃硫酸具有強氧化性,和鐵常溫下發生鈍化,加熱時生成二氧化硫氣體,故B錯誤;C.溶液與兩溶液反應沒有氣體參加,而壓強只改變有氣體參加反應的化學反應速率,增大壓強,反應速率不變,故C錯誤;D.將Al片改成Al粉,增大了反應物的接觸面積,所以能使反應速率加快,故D正確。故選:D。【例3-2】下列生產或實驗事實引出的結論錯誤的是選項生產或實驗事實結論A其他條件相同,鐵片和稀硫酸反應,適當升高溶液的溫度,單位時間內產生的氣泡增多當其他條件不變時,升高反應溫度,化學反應速率加快B工業制硫酸過程中,在的吸收階段,吸收塔里要裝填瓷環增大氣液接觸面積,使的吸收速率加快C在容積可變的密閉容器中發生反應:,把容器的體積縮小一半反應速率減慢DA、B兩支試管中分別加入等體積5%的溶液,在B試管中加入2~3滴溶液,B試管中產生氣泡快當其他條件不變時,催化劑可以改變化學反應速率【答案】C【解析】A.其他條件相同,鐵片和稀硫酸反應,適當升高溶液的溫度,單位時間內產生的氣泡增多,則反應速率增大,因此得出結論:當其他條件不變時,升高反應溫度,化學反應速率加快,A正確;B.與不裝瓷環相比,從塔頂噴淋下來的濃硫酸從與從塔底進入的氣體在瓷環間隙充分接觸,能加快反應速率,因此得出結論:增大氣液接觸面積,使的吸收速率加快,B正確;C.在容積可變的密閉容器中發生反應:,把容器的體積縮小一半,則氣體反應物濃度增大,反應速率也增大,C不正確;D.A、B兩支試管中分別加入等體積5%的溶液,在B試管中加入2~3滴溶液,B試管中產生氣泡快,則反應速率增大,該對比實驗中,變量為催化劑,因此得出結論:當其他條件不變時,催化劑可以改變化學反應速率D正確;答案選C。【例3-3】對于可逆反應4NH3+5O2?4NO+6H2O,下列敘述正確的是A.達到化學平衡時,若增加容器體積,則正反應速率減小,逆反應速率增大B.保持容器內氣體壓強不變,向其中加入,化學反應速率不變C.保持容器容積不變,向其中加入,化學反應速率增大D.達到化學平衡時,4v正(O2)=5v逆(NO)【答案】D【解析】A.達到化學平衡時,若增加容器體積,反應物和生成物的濃度均減小,則正逆反應速率均減小,A項錯誤;B.保持容器氣體壓強不變,加入,容器的體積會增大,反應物和生成物的濃度均減小,則正逆反應速率均減小,B項錯誤;C.保持容器容積不變,向其中加入,反應物和生成物的濃度都不變,化學反應速率不變,C項錯誤;D.時,正反應速率和逆反應速率相等,反應到達平衡狀態,D項正確;答案選D。【變式3-1】在密閉系統中有反應能使反應速率增大的措施是①升高溫度
②將炭粉碎
③增加炭的量
④恒容條件下通入
⑤恒容條件下分離出一氧化碳A.①②③④ B.①②④⑤ C.①②④ D.①②③④⑤【答案】C【解析】①升高溫度化學反應速率增大,故①正確;②將炭粉碎,可增大炭與CO2的接觸面積,反應速率增大,故②正確;③炭為固體,增大炭的量不影響反應速率,故③錯誤;④恒容條件下通入CO2,反應物濃度增大且壓強增大,反應速率增大,故④正確;⑤恒容條件下分離出一氧化碳,生成物濃度降低,瞬間反應物濃度未變,反應速率不會加快,故⑤錯誤;根據以上分析,①②④能增大反應速率,故答案選C。【變式3-2】向四個體積相同的密閉容器(甲、乙、丙、丁)中分別充入一定量的SO2和O2,開始反應時,按反應速率由大到小排列順序正確的是(甲)在500℃時,10molSO2和5molO2反應;(乙)在450℃時,8molSO2和5molO2反應;(丙)在500℃時,8molSO2和5molO2反應;(丁)在500℃時,用V2O5作催化劑,10molSO2和5molO2反應A.甲、丙、丁、乙 B.丁、甲、丙、乙 C.丙、甲、乙、丁 D.乙、丁、丙、甲【答案】B【分析】溫度越高,反應速率越快,且使用催化劑可加快反應速率,濃度越大反應速率越大,以此來解答。【解析】由溫度可知,乙的反應速率最小;由物質的量可知,丙的反應速率小于甲和丁;由催化劑可知,丁的反應速率大于甲,則反應速率由大到小排列順序為丁、甲、丙、乙;故答案選B。【變式3-3】某條件下,在一體積可變的密閉容器中投入和足量,發生反應:。下列說法正確的是A.從體系中移出少量,的生成速率減小B.保持體系壓強不變,充入氖氣,反應速率減小C.保持容器體積不變。充入氖氣,反應速率加快D.使用合適催化劑可使全部轉化為和【答案】B【解析】A.C為固體,從體系中移出少量,各物質濃度均保持不變,所以的生成速率不變,故A錯誤;B.保持體系壓強不變,充入氖氣,則容器體積增大,各物質濃度減小,反應速率減小,故B正確;C.保持容器體積不變,充入氖氣,各物質濃度不變,反應速率不變,故錯誤;D.該反應為可逆反應,不可能實現反應物的轉化,故D錯誤;故答案為:B。【變式3-4】氫能是一種極具發展潛力的清潔能源,下列反應是目前大規模制取氫氣的方法之一。CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)
ΔH=-41.2kJ/mol,恒溫恒容時,下列措施可以同時提高反應速率和H2O的轉化率的是A.加壓B.增大一氧化碳的濃度 C.升溫D.分離出二氧化碳【答案】B【解析】A.反應為氣體分子數不變的反應,加壓不改變平衡移動,不能提高水的轉化率,A不符合題意;B.增大一氧化碳的濃度,物質濃度增大,反應加快,且平衡正向移動,水的轉化率增大,B符合題意;C.反應為放熱反應,升高溫度反應速率增大,但是平衡逆向移動,水的轉化率降低,C不符合題意;D.分離出二氧化碳,平衡正向移動,但是物質濃度減小,反應速率減慢,D不符合題意;故選B。題型四化學平衡狀態的建立和特征解題要點對于只加入反應物從正向建立的平衡:濃度速率變化v正、v逆關系開始反應物濃度最大v正最大v正>v逆生成物濃度為0v逆為0變化反應物濃度減小v正減小v正>v逆生成物濃度增大v逆增大平衡反應物濃度不變v正不變v正=v逆生成物濃度不變v逆不變【例4-1】一定溫度下,在恒容密閉容器中發生反應:。當、O2、的濃度不再變化時,下列說法中正確的是A.該反應已達化學平衡狀態B.和O2全部轉化為C.正、逆反應速率相等且等于零D.、O2、的濃度一定相等【答案】A【解析】A.當SO2、O2、SO3的濃度不再變化時,表明正、逆反應速率相等,該反應已達化學平衡狀態,故A正確;B.該反應為可逆反應,反應物不可能完全轉化為生成物,則SO2和O2不可能全部轉化為SO3,故B錯誤;C.平衡時正反應速率和逆反應速率相等,但反應沒有停止,反應速率不等于零,故C錯誤;D.SO2、O2、SO3的濃度與初始濃度、轉化率有關,則平衡時SO2、O2、SO3的濃度不一定相等,故D錯誤;答案選A。【例4-2】在密閉容器中發生反應X(g)+3Y(g)2Z(g),若X、Y、Z的起始濃度分別為0.1mol·L-1、0.3mol·L-1和0.2mol·L-1,在一定條件下,當反應達到一定限度時,各物質的濃度可能是(
)A.X為0.2mol·L-1 B.Y為0.1mol·L-1C.Z為0.4mol·L-1 D.Z為0.1mol·L-1時,Y為0.4mol·L-1【答案】B【解析】若反應向正反應方向進行,生成的Z的濃度小于0.2mol·L-1,即平衡時Z的濃度小于0.4mol·L-1。若反應向逆反應方向移動,生成的X2、Y2的濃度小于0.1mol·L-1和0.3mol·L-1,即平衡時X2的濃度小于0.2mol·L-1,Y2的濃度小于0.6mol·L-1。A.平衡時X2的濃度小于0.2mol·L-1,選項A錯誤;B.平衡時Y的濃度小于0.6mol·L-1,大于0,可能為0.1mol·L-1,選項B正確;C.平衡時Z的濃度小于0.4mol·L-1,選項C錯誤;D.Z為0.1mol·L-1時,Y為0.45mol·L-1,選項D錯誤。答案選B。【變式4-1】一定溫度下,在恒容密閉容器中發生反應:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)。當CH3OH、CH3OCH3、H2O的濃度不再變化時,下列說法正確的是A.該反應已達化學平衡狀態B.正、逆反應速率均為零C.CH3OH全部轉化為CH3OCH3和H2OD.CH3OH、CH3OCH3、H2O的濃度一定相等【答案】A【解析】A.根據CH3OH、CH3OCH3、H2O的濃度不再變化可知,該反應已達化學平衡狀態,A正確;B.化學平衡的特征為正、逆反應速率相等,但均不為零,即反應并未停止,B錯誤;C.該反應是一個可逆反應,則CH3OH不可能全部轉化為CH3OCH3和H2O,C錯誤;D.化學平衡的特征之一是反應體系各物質的濃度保持不變而不是相等或成比例,故平衡時CH3OH、CH3OCH3、H2O的濃度不一定相等,D錯誤;故答案為:A。【變式4-2】在一定條件下,某可逆反應的正反應速率和逆反應速率隨時間變化的曲線如下圖所示。下列有關說法,不正確的是A.時刻,反應正向進行 B.時刻,正反應速率大于逆反應速率C.時刻,達到反應進行的限度 D.時刻,反應處于平衡狀態【答案】C【解析】A.由圖可知t1時刻,正反應速率大于逆反應速率,所以反應正向進行,故A正確;B.由圖可知t2時刻,正反應速率大于逆反應速率,故B正確;C.由圖可知t3時刻,正反應速率大于逆反應速率,反應正向進行,反應沒有達到最大限度,故C錯誤;D.由圖可知t4時刻,正反應速率等于逆反應速率,反應處于平衡狀態,故D正確;故選C。【變式4-3】在恒溫恒容的密閉容器中通入一定量的A、B,發生反應A、B,發生反應:A(g)+2B(g)3C(g)+D(l),下圖是A的正反應速率v(A)隨時間變化的示意圖。下列說法正確的是()A.反應物A的濃度:a點小于b點B.可能是某種物質對反應起到的催化作用C.曲線上的c、d兩點都表示達到反應限度D.平均反應速率:ab段大于bc段【答案】B【解析】A.反應不斷消耗A,因此反應物A的濃度:a點大于b點,故A錯誤;B.A的速率也來越大,說明可能是某種物質對反應起到的催化作用,故B正確;C.曲線上的c、d兩點不表示達到反應限度,當反應速率不變時即為反應的限度,故C錯誤;D.根據圖象得出平均反應速率:ab段小于bc段,故D錯誤。綜上所述,答案為B。題型五化學平衡狀態的判斷解題要點不能作為達到平衡狀態“標志”的四種情況①反應組分的物質的量之比等于化學方程式中相應物質的化學計量數之比。②恒溫恒容下的體積不變的反應,體系的壓強或總物質的量不再隨時間而變化,如2HI(g)H2(g)+I2(g)。③全是氣體參加的體積不變的反應,體系的平均相對分子質量不再隨時間而變化,如2HI(g)H2(g)+I2(g)。④全是氣體參加的反應,恒容條件下體系的密度保持不變。【例5-1】汽車尾氣系統中的催化轉化器,可有效降低尾氣中的CO、NO和NO2等向大氣的排放。在催化轉化器的前半部發生的反應為2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)。一定條件下,下列說法能充分說明該反應已經達到化學平衡狀態的是A.正、逆反應速率都等于零 B.CO、NO、CO2、N2的濃度相等C.CO、NO、CO2、N2在容器中共存 D.CO、NO、CO2、N2的濃度均不再變化【答案】D【解析】A.在一定條件下,當一個可逆反應的正反應速率與逆反應速率相等時且不等于零,或反應物的濃度與生成物的濃度不再改變即為平衡狀態;故A錯誤;B.CO、NO、CO2、N2的濃度相等,并不能說明各物質的濃度不變,不能說明反應達到了平衡狀態,故B錯誤;C.可逆反應中的反應物和生成物都會同時存在于一個容器,CO、NO、CO2、N2在容器中共存不能說明為平衡狀態,故C錯誤;D.CO、NO、CO2、N2的濃度均不再變化能夠說明反應達到平衡狀態,故D正確;答案:D。【例5-2】一定溫度下,在體積恒定的密閉容器中發生反應:,下列情況中能表明該反應已達到平衡狀態的有①單位時間內生成,同時消耗②混合氣體中的體積分數保持不變③固體的質量不再變化④混合氣體的密度不再發生改變⑤密閉容器中的壓強保持不變A.5項 B.4項 C.3項 D.2項【答案】B【解析】①單位時間內生成,同時消耗,說明正、逆化學反應速率相等,能表明該反應已達到平衡狀態,故①正確;②在體積恒定的密閉容器中發生,與的物質的量之比始終為2∶1,即混合氣體中的體積分數始終為,保持不變,所以混合氣體中的體積分數保持不變不能說明該反應已達到平衡狀態,故②錯誤;③反應物的質量不再變化,說明正、逆化學反應速率相等,即能表明該反應已達到平衡狀態,故③正確;④恒溫恒容體系,當混合氣體的密度不再發生改變時,據可知,氣體的總質量不再發生改變,由于該反應的反應物為固態,所以當混合氣體的密度不再發生改變能說明該反應已達到平衡狀態,故④正確;⑤一定溫度、體積恒定密閉容器中的壓強保持不變時,說明氣體的總物質的量保持不變,即二氧化碳和氨氣的生成速率等于其消耗速率,即該反應已達到平衡狀態,故⑤正確;綜上所述①③④⑤能說明該反應已達到平衡狀態,故答案為:B。【例5-3】向恒溫恒容的密閉容器中充入和,發生反應:,下列示意圖正確且能說明時刻反應已達到平衡狀態的是A.
B.
C.
D.
【答案】D【解析】A.反應:SO2Cl2(g)+SCl2(g)?2SOCl2(g)是反應前后氣體分子數不變的反應,故恒溫恒容的密閉容器中壓強一直不變,故A錯誤;B.恒溫恒容的密閉容器中氣體的密度一直不變,不是變量,故不能判斷t1時刻是否達平衡狀態,故B錯誤;C.t1時刻后SOCl2,SCl2的物質的量發生變化,t1時刻未到達平衡狀態,故C錯誤;D.該圖表示t1時刻逆反應速率不變,故反應達到平衡狀態,故D正確;故選:D。【變式5-1】在恒溫恒容密閉容器中投入1mol固態X,發生反應:。下列敘述中能表明該反應達到平衡狀態的是A.反應速率:B.容器中混合氣體的壓強保持不變C.氣體濃度:D.混合氣體的平均摩爾質量保持不變【答案】B【解析】A.v逆=v正,表明正逆反應速率相等,表明反應達到平衡狀態,不能說明反應達到平衡,故A錯誤;B.根據理想氣體狀態方程pV=nRT,恒溫恒容密閉容器p=n,由于正反應是物質的量增大的反應,故容器中混合氣體的壓強保持不變可以說明反應達到平衡,故B正確;C.Y與Z的物質的量之比始終為2:1,氣體濃度:,故無法判斷反應達到平衡,故C錯誤;D.,由于反應物為固體只有生成物為氣體,混合氣體的平均摩爾質量始終保持不變,故混合氣體的平均摩爾質量保持不變不能說明反應達到平衡,故D錯誤;故選:B。【變式5-2】及其化合物在生產生活中具有廣泛應用。氨是一種重要的化工原料,可用于制備硝酸等。工業合成氨反應:
。實驗室用加熱NH4Cl和Ca(OH)2固體混合物的方法制取少量氨氣。下列有關說法不正確的是A.絕熱條件下當體系溫度不變時,說明該反應達到平衡狀態B.在恒容容器內,反應達平衡后,通入Ar,壓強增大,但v(正)和v(逆)都不變C.斷裂6molN—H鍵的同時,斷裂鍵3molH—H,說明該反應達到平衡伏態D.在容器中充入1molN2和3molH2,一定條件下充分反應,轉移電子的物質的量為6mol【答案】D【解析】A.該反應為放熱反應,絕熱條件下隨著反應進行,體系溫度不斷變化,體系溫度不變,說明反應已達到平衡,A正確;B.恒容容器中,反應達到平衡后,通入Ar,體系壓強增大,但是反應物和生成物的濃度都不變,化學平衡不移動,正逆反應速率不變,B正確;C.斷裂6molN-H鍵的同時斷裂3molH-H鍵,說明正逆反應速率相等,該反應達到平衡狀態,C正確;D.該反應為可逆反應,充入1molN2和3molH2,無法全部轉化為2molNH3,轉移電子的物質的量小于6mol,D錯誤;故答案選D。【變式5-3】一定溫度下,在一固定體積的密閉容器中,能說明可逆反應A(g)+3B(g)2C(g)達到平衡的說法中,正確的組合是①C的生成速率和C的分解速率相等②單位時間內生成amolA,同時生成3amolB③氣體密度不再變化④混合氣體的平均相對分子質量不變⑤A、B、C的物質的量之比為1∶3∶2A.①④ B.②③⑤ C.①④⑤ D.④⑤【答案】A【解析】可逆反應A(g)+3B(g)2C(g)①C的生成速率與C的分解速率相等,故正逆反應速率相等,反應達到平衡,故①正確;②單位時間內生成amolA是逆反應,同時生成3amolB也是逆反應,未體現正與逆的關系,不能判斷平衡狀態,故②錯誤;③密度:氣體的總質量不變,體積不變,故氣體密度不再變化不可作為判斷是否達到平衡狀態的依據,故③錯誤;④平均相對分子質量:總質量不變,總物質的量會變,當平均相對分子質量不變時,反應達到平衡狀態,故④正確;⑤平衡時各物質的物質的量之比取決于物質的起始物質的量和轉化率,故A、B、C的物質的量比為1:3:2不能作為判斷是否達到平衡狀態的依據,故⑤錯誤;說法正確的為①④,答案選A。C.反應開始進行時,反應物濃度較大,正反應速率大于逆反應速率,故C正確;D.由B可知該反應的方程式為,設計共價鍵的斷裂和生成,故D錯誤;故選D。題型六化學反應速率和平衡的計算解題要點公式備注反應物的轉化率=eq\f(n(轉化),n(起始))×100%=eq\f(c(轉化),c(起始))×100%①平衡量可以是物質的量、氣體的體積②某組分的體積分數,也可以是物質的量分數生成物的產率=eq\f(實際產量,理論產量)×100%平衡時混合物組分的百分含量=eq\f(平衡時某物質的量,平衡時各物質的總量)×100%某組分的體積分數=eq\f(某組分的物質的量,混合氣體總物質的量)×100%【例6-1】將等物質的量的A、B混合于2L的密閉容器中,發生反應:,經2min后測得D的濃度為0.5mol/L,,以C表示的平均反應速率,下列說法錯誤的是A.反應速率為v(B)=0.125mol·L-1·min-1 B.該化學方程式中,x=2C.時,的物質的量為 D.時,的轉化率為【答案】D【分析】經2min后測得D的濃度為0.5mol/L,v(D)==0.25mol?L-1?min-1,C表示的平均速率v(C)=0.25mol?L-1?min-1,由速率之比等于化學計量數之比可知,x=2,設A、B的起始物質的量均為n,生成D為2L×0.5mol/L=1mol,結合三段式分析解答。【解析】經2min后測得D的濃度為0.5mol/L,v(D)==0.25mol?L-1?min-1,C表示的平均速率v(C)=0.25mol?L-1?min-1,由速率之比等于化學計量數之比可知,x=2,設A、B的起始物質的量均為nmol,生成D為2L×0.5mol/L=1mol,則c(A)∶c(B)=3∶5,則=,解得n=3。A.v(B)==0.125mol?L-1?min-1,故A正確;B.由上述分析可知,x=2,故B正確;C.2min時,A的物質的量為3mol-1.5mol=1.5mol,故C正確;D.2min時,A的轉化率為×100%=50%,故的D錯誤;故選D。【例6-2】某溫度下N2O5按下式分解:。測得恒容密閉容器內,N2O5的濃度隨時間的變化如下表:t/min012345/(mol/L)1.000.710.500.350.250.17下列說法不正確的是A.4min時,B.5min時,N2O5的轉化率為83%C.0~2min內平均反應速率D.其他條件不變,若起始,則2min時【答案】D【解析】A.由三段式分析可知,,4min時,c(NO2)=1.50mol/L,A正確;B.5min時,N2O5的轉化率=×100%=×100%=83%,B正確;C.2min時消耗c(N2O5)=0.5mol/L,則2min時c(O2)=0.5mol/L÷2=0.25mol/L,(O2)==0.125mol/(L?min),C正確;D.其他條件不變,若起始c(N2O5)=0.50mol/L,濃度減小反應速率減小,則2min時c(N2O5)>0.25mol/L,D錯誤;故答案為:D。【變式6-1】常用作有機反應中的還原劑,受熱發生反應:。一定溫度時,向密閉容器中充入,體系中與反應時間t的關系如圖。下列說法中,不正確的是A.的還原性與價碘元素有關B.時,的反應速率為C.時,有的發生分解D.時,反應達到了平衡狀態【答案】C【解析】A.-1價的碘為最低價具有強還原性,A項正確;B.20min時c(HI)=0.91mol/L,則HI的變化濃度為0.09mol/L,根據反應的方程式,H2的變化量為0.045mol/L,則用氫氣表示的反應速率為=2.25×10?3mol/(L?min),故B正確;C.如圖40min時c(HI)=0.85mol/L,n=cV=0.85mol,則HI分解率為,故C錯誤;D.120min及以后HI濃度不再變化,則達平衡了,D項正確;故選C。【變式6-2】某溫度下N2O5按下式分解:。測得恒容密閉容器內,N2O5的濃度隨時間的變化如下表:t/min012345/(mol/L)1.000.710.500.350.250.17下列說法不正確的是A.4min時,B.5min時,N2O5的轉化率為83%C.0~2min內平均反應速率D.其他條件不變,若起始,則2min時【答案】D【解析】A.由三段式分析可知,,4min時,c(NO2)=1.50mol/L,A正確;B.5min時,N2O5的轉化率=×100%=×100%=83%,B正確;C.2min時消耗c(N2O5)=0.5mol/L,則2min時c(O2)=0.5mol/L÷2=0.25mol/L,(O2)==0.125mol/(L?min),C正確;D.其他條件不變,若起始c(N2O5)=0.50mol/L,濃度減小反應速率減小,則2min時c(N2O5)>0.25mol/L,D錯誤;故答案為:D。題型七化學反應條件的控制【例7-1】下列做法與調控化學反應速率無關的是A.用冰箱冷藏以保鮮食物B.用煤粉代替煤塊使爐火更旺C.食鹽中添加碘酸鉀預防缺碘D.食品包裝內放置除氧劑延長保質期【答案】C【解析】A.冰箱降低溫度減慢反應速率,A項不符合題意;B.煤粉代替煤塊增大了固體的接觸面積加快反應速率,B項不符合題意;C.食鹽中添加碘元素能防缺碘,與速率無關,C項符合題意;D.除氧劑減少O2的含量減慢反應速率,D項不符合題意;故選C。【例7-2】工業合成氨的反應為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),已知氨的平衡產率隨溫度的升高而降低。假設反應在恒溫密閉容器中進行,下列說法不正確的是A.該反應是最重要的人工固氮途徑B.使用催化劑能大大提高生產效率C.當混合氣體的平均摩爾質量不變時,該反應一定達到平衡狀態D.通過調控溫度,可提高原料的平衡轉化率,且溫度越低,生產成本越低【答案】D【解析】A.該反應中將游離態的氮轉化為化合態,通過人為實現氮的固定,A正確;B.催化劑可以加快反應速率,提高生產效率,B正確;C.該反應前后氣體系數之和不相等,則氣體的總物質的量會變,根據質量守恒可知氣體質量不變,所以未平衡時平均摩爾質量會變,當其不變時,說明反應平衡,C正確;D.溫度越低則反應速率越慢,生產效率降低,生產成本可能會提高,D錯誤;綜上所述答案為D。【變式7-2】工業制硫酸的一步重要反應是的催化氧化。在密閉容器中,充入和足量,在催化劑、500℃的條件下發生反應。、的物質的量隨時間的變化如圖。下列說法正確的是A.該反應的化學方程式是B.反應到2min時,達到了化學平衡狀態C.反應開始至5min末,以濃度的變化表示該反應的平均反應速率是D.通過調控反應條件,可以使轉化率高于80%【答案】D【解析】A.由圖可知該反應為可逆反應,反應方程式為,A錯誤;B.反應到5min時,達到了化學平衡狀態,B錯誤;C.反應開始至5min末,以濃度的變化表示該反應的平均反應速率是,C錯誤;D.該反應正向氣體分子數減小,且為放熱反應,可通過調控反應條件,如改變壓強和溫度,可以使轉化率高于80%,D正確;故選D。題型八化學反應速率、平衡圖像問題【例8-1】如圖表示在一定的溫度下,容積固定的密閉容器中,A、B、C三種氣體的物質的量濃度隨時間變化的情況。試回答下列問題:(1)該反應的化學方程式為。(2)0~t1s內氣體B的平均反應速率為。(3)(t1+10)s時,B的物質的量分數為(結果保留一位小數)。(4)能判斷該反應在一定溫度下達到化學平衡狀態的依據是(填字母)。a.容器中壓強不變b.混合氣體中不變c.容器中氣體密度不變d.(5)容器中(t1+10)s時的壓強與起始時的壓強之比為。【答案】(1)3A+B?2C(2)(3)33.3%(4)ab(5)9∶13【解析】(1)由圖象可知A、B的濃度降低,A、B為反應物,A的濃度變化量為0.8mol/L-0.2mol/L=0.6mol/L,B的濃度變化量為0.5mol/L-0.3mol/L=0.2mol/L,C的濃度增大,為生成物,C的濃度變化量為0.4mol/L,濃度變化量之比等于化學計量數之比,故A、B、C的化學計量數之比為0.6mol/L:0.2mol/L:0.4mol/L=3:1:2,故反應方程式為:3A(g)+B(g)?2C(g);(2)0~t1s內B氣體物質的量濃度從0.5mol/L變為0.3mol/L,平均反應速率v===mol/(L?s);(3)(t1+10)s時,平衡未移動,體系中c(A)=0.2mol/L,c(B)=0.3mol/L,c(C)=0.4mol/L,B的物質的量分數為;(4)a.正反應是氣體體積減小的反應,故容器中壓強不變,說明達到平衡,a正確;b.混合氣體中c(A)保持不變,說明反應達到平衡,b正確;c.反應前后氣體質量不變,容器恒容,無論是否平衡,氣體密度都不變,故氣體密度不變不能說明反應到達平衡,c錯誤;d.某時刻c(A)=c(B),并不能說明A、B濃度不變,無法說明反應到達平衡,d錯誤;故選ab;(5)起始時,c(A)=0.8mol/L,c(B)=0.5mol/L,(t1+10)s時,平衡體系,c(A)=0.2mol/L,c(B)=0.3mol/L,c(C)=0.4mol/L,平衡時氣體總濃度和起始時之比為9:13,容器體積恒定,容器中(t1+10)s時的壓強與起始時的壓強之比為9:13。【例8-2】是放熱反應,反應過程中生成的氣體體積(已折算成標準狀況)隨反應時間變化的情況如圖所示,下列說法正確的是A.若將塊狀改成粉末狀,不能增大反應速率B.在0~、~、~各相同的時間段里收集到氣體最多的是~C.~時間段主要是因為溫度升高使反應速率加快D.~時間段用的濃度變化表示的平均反應速率為:【答案】C【解析】A.若將塊狀碳酸鈣改成粉末狀碳酸鈣,碳酸鈣固體的表面積增大,與鹽酸的接觸面積增大,反應速率加快,故A錯誤;B.由圖可知,~時間段里,碳酸鈣與鹽酸反應生成二氧化碳的速率最快,收集到二氧化碳氣體最多,故B錯誤;C.碳酸鈣與鹽酸反應時,鹽酸的濃度減小,反應速率減小,由圖可知,~時間段的反應速率大于0~時間段說明該反應是放熱反應,反應放出的熱量使反應溫
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