专题9 化学反应速率 化学平衡Word下载.docx
《专题9 化学反应速率 化学平衡Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《专题9 化学反应速率 化学平衡Word下载.docx（32页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
（4）当一个可逆反应达到平衡状态时，正向反应速率和逆向反应速率相等且都等于0（ ）
（5）在相同温度下，在相同容积的两个密闭容器中分别充入1molN2和3molH2、2molNH3，当反应达到平衡时，两平衡状态中NH3的体积分数相同（ ）
（6）化学平衡移动，化学平衡常数不一定改变（ ）
（7）加入少量CH3COONa晶体可以减小Zn与稀硫酸反应的速率，但不影响产生H2的总量（ ）
（8）化学平衡向右移动，一定是正反应速率增大或逆反应速率减小（ ）
（9）任何可逆反应达到平衡后，改变温度，平衡一定发生移动（ ）
（10）化学反应速率发生变化，化学平衡一定发生移动（ ）
（11）对于反应Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑，增加Zn的质量（不考虑表面积变化），生成H2的速率加快（ ）
（12）对于可逆反应2SO2＋O22SO3，改变条件使平衡向右移动，SO2的转化率可能增大，也可能减小（ ）
（13）在温度不变的条件下，改变条件使2SO2＋O22SO3的平衡向右移动，平衡常数不变（ ）
答案
（1）√
（2）×
（3）√ （4）×
（5）√ （6）√
（7）√ （8）×
（9）√ （10）×
（11）×
（12）√
（13）√
高考题型1 化学反应速率及影响因素
1．（2016·
北京理综，8）下列食品添加剂中，其使用目的与反应速率有关的是（ ）
A．抗氧化剂B．调味剂
C．着色剂D．增稠剂
答案 A
解析 A项，抗氧化剂属于还原剂，比食品更易与氧气反应，从而降低氧气浓度，减缓食品被氧化的反应速率，正确；
B项，调味剂是为了增加食品的口感，与反应速率无关，错误；
C项，着色剂是为了使食品色泽更能引起食欲，与反应速率无关，错误；
D项，增稠剂是用于改善和增加食品的粘稠度，保持流态食品、胶冻食品的色、香、味和稳定性，改善食品物理性状，并能使食品有润滑适口的感觉，与反应速率无关，错误。
2．（高考选项组合题）下列关于化学反应的速率的叙述错误的是（ ）
A．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）
B．上图表示酶催化反应的反应速率随反应温度的变化（2016·
江苏，10B）
C．FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解，同等条件下二者对H2O2分解速率的改变不同（2015·
天津理综，3C改编）
D．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2mL5%H2O2和1mLH2O，向另一支试管中加入2mL5%H2O2和1mLFeCl3溶液，观察并比较实验现象（2015·
江苏，13D）
解析 A项，该实验要求开始时温度相同，然后改变温度，探究温度对反应速率的影响，应先分别水浴加热硫代硫酸钠溶液、硫酸溶液到一定温度后再混合，若是先将两种溶液混合并计时，再用水浴加热，导致反应时间加长，测得的反应速率偏低，错误；
B项，酶在一定温度下催化效果最好，温度过高可能使酶（蛋白质）变性，失去催化活性，正确；
C项，不同的催化剂对化学反应的催化作用不同，正确；
D项，两试管做对比实验，如果第二支试管冒出气泡多于第一支，说明FeCl3是催化剂，加快反应速率，正确。
3．（2014·
北京理综，12）一定温度下，10mL0.40mol·
L－1H2O2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
2
4
6
8
10
V（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．0～6min的平均反应速率：
v（H2O2）≈3.3×
10－2mol·
B．6～10min的平均反应速率：
v（H2O2）<
3.3×
C．反应到6min时，c（H2O2）＝0.30mol·
L－1
D．反应到6min时，H2O2分解了50%
答案 C
解析 2H2O2
2H2O＋O2↑
A项，6min时，生成O2的物质的量n（O2）＝
＝1×
10－3mol，依据化学方程式，消耗n（H2O2）＝2×
10－3mol，所以0～6min时，v（H2O2）＝
≈3.3×
min－1，正确；
B项，6～10min时，生成O2的物质的量n（O2）＝
≈0.335×
10－3mol，依据化学方程式，消耗n（H2O2）＝0.335×
10－3mol×
2＝0.67×
10－3mol,6～10min时，v（H2O2）＝
≈1.68×
min－1<
C项，反应至6min时，消耗n（H2O2）＝2×
10－3mol，剩余n（H2O2）＝0.40mol·
L－1×
0.01L－2×
10－3mol＝2×
10－3mol，c（H2O2）＝
＝0.20mol·
L－1，错误；
D项，反应至6min时，消耗n（H2O2）＝2×
10－3mol，n（H2O2）总＝4×
10－3mol，所以H2O2分解了50%，正确。
1．化学反应速率的简单计算
对于反应mA（g）＋nB（g）===cC（g）＋dD（g）
（1）计算公式：
v（B）＝
＝
。
（2）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。
不同物质表示的反应速率，存在如下关系：
v（A）∶v（B）∶v（C）∶v（D）＝m∶n∶c∶d。
（3）注意事项
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，而不是即时速率，且计算时取正值。
2．外界条件对化学反应速率的影响
（1）温度：
因为任何反应均伴随着热效应，所以只要温度改变，反应速率一定改变。
如升温，v正和v逆均增大，但v吸增大程度大。
（2）催化剂能同等程度地增大正、逆反应速率，缩短达到化学平衡的时间。
（3）增大反应物（或生成物）浓度，正反应（或逆反应）速率立即增大，逆反应（或正反应）速率瞬时不变，随后增大。
（4）改变压强可以改变有气体参加或生成的化学反应的速率，但压强对化学反应速率的影响是通过改变物质浓度产生的。
无气体的反应，压强变化对反应速率无影响。
（5）纯液体和固体浓度视为常数，它们的量的改变不会影响化学反应速率。
但固体颗粒的大小导致接触面的大小发生变化，故影响反应速率。
3．稀有气体对反应速率的影响
（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：
体积增大引起,物质浓度减小（活化分子浓度减小）
反应速率减小。
考向1 反应速率计算及影响因素
1．对于铁与盐酸生成氢气的反应，下列条件下反应速率最快的是（ ）
选项
铁的状态
盐酸的浓度
反应的温度
A
片状
1mol·
20℃
B
3mol·
40℃
C
粉末
D
答案 D
解析 该反应中，温度越高、反应物接触面积越大、稀盐酸浓度越大，其反应速率越大，且温度对反应速率影响大于浓度对反应速率影响，根据表中数据知，B、D温度高于A、C，所以B、D反应速率大于A、C，B中反应物接触面积小于D，所以反应速率D＞B；
A中反应物接触面积小于C，所以反应速率C＞A，通过以上分析知，反应速率大小顺序是D＞B＞C＞A，所以反应速率最快的是D。
2．向体积为10L的恒容密闭容器中通入3molX，在一定温度下发生反应：
2X（g）Y（g）＋aZ（g），经5min后反应达到反应限度（即达到平衡状态）。
（1）平衡时，测得容器内的压强为起始时的1.2倍，此时X的物质的量浓度为0.24mol·
L－1，则化学方程式中a＝________；
用Y表示的反应速率为________mol·
min－1。
（2）若上述反应在甲、乙、丙、丁四个同样的密闭容器中进行，在同一时间内测得容器内的反应速率如下表所示：
容器
反应速率
①
v（X）＝3.5mol·
②
v（Y）＝2mol·
③
v（Z）＝4.5mol·
④
v（X）＝0.075mol·
s－1
若四个容器中仅反应温度不同，则反应温度最低的是________（填序号，下同）；
若四个容器中仅有一个加入催化剂，则该容器是________。
答案
（1）3 0.006
（2）③ ④
解析
（1）根据阿伏加德罗定律可知平衡后气体的总物质的量为3.6mol，X的物质的量为2.4mol，则5min内反应消耗0.6molX，生成Y、Z的物质的量分别为0.3mol、0.3amol，故有2.4＋0.3＋0.3a＝3.6，解得a＝3。
用Y表示的反应速率为0.3mol÷
10L÷
5min＝0.006mol·
（2）都换算成用Z表示的反应速率为
v（Z）/mol·
5.25
4.5
6.75
显然反应速率由快到慢的顺序为④＞②＞①＞③，温度越高（低）反应速率越快（慢），所以③温度最低；
催化剂能加快化学反应速率，所以④中加入了催化剂。
考向2 化学反应速率的测定及影响因素探究实验
3．某探究小组利用丙酮的溴代反应（CH3COCH3＋Br2
CH3COCH2Br＋HBr）来研究反应物浓度与反应速率的关系。
反应速率v（Br2）通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定。
在一定温度下，获得如下表实验数据：
实验序号
初始浓度（c）/mol·
溴颜色消失
所需时间（t）/s
CH3COCH3
HCl
Br2
0.80
0.20
0.0010
290
1.60
145
0.40
0.0020
580
分析表中实验数据得出的结论不正确的是（ ）
A．增大c（CH3COCH3），v（Br2）增大
B．实验②和③的v（Br2）相等
C．增大c（HCl），v（Br2）增大
D．增大c（Br2），v（Br2）增大
解析 由①②两组数据可知，CH3COCH3的浓度增大，反应速率加快，溴颜色消失所用的时间缩短；
由②③两组数据可知，Br2的颜色消失时间相等，则v（Br2）相等；
而由①④两组数据可知，Br2的浓度与Br2的颜色消失时间成倍数关系，所以v（Br2）不变。
4．化学小组同学向一定量加入少量淀粉的NaHSO3溶液中加入稍过量的KIO3溶液，一段时间后，溶液突然变蓝色。
（1）查阅资料知NaHSO3与过量KIO3反应分为以下两步进行，第一步为IO
＋3HSO
===3SO
＋3H＋＋I－，则第二步反应的离子方程式为__________________。
（2）通过测定溶液变蓝色所用时间探究浓度和温度对该反应的反应速率的影响。
调节反应物浓度和温度进行对比实验，记录如下：
实验编号
0.02mol·
NaHSO3溶液/mL
KIO3
溶液/mL
H2O/mL
反应温度/℃
溶液变蓝的时间（t）/s
15
20
t1
a
30
t2
b
c
t3
实验①②是探究______________对反应速率的影响，表中a＝________；
实验①③是探究温度对反应速率的影响，则表中b＝________，c＝________。
（3）将NaHSO3溶液与KIO3溶液混合（预先加入可溶性淀粉为指示剂），用速率检测仪检测出起始阶段反应速率逐渐增大，一段时间后反应速率又逐渐减小。
某同学认为起始阶段反应速率逐渐增大的原因是反应产生SO
对反应起催化作用。
请你设计实验验证该同学的观点正确与否。
完成下表中内容（反应速率可用测速仪测定）。
实验步骤
（不要求写出具体操作过程）
预期实验现象和结论
答案
（1）IO
＋5I－＋6H＋===3I2＋3H2O
（2）KIO3溶液的浓度 15 20 10
（3）
在烧杯甲中将NaHSO3溶液与过量KIO3溶液混合，用测速仪测定其起始时的反应速率v（甲）；
在烧杯乙中进行同一反应（不同的是烧杯乙中预先加入少量Na2SO4或K2SO4粉末，其他反应条件均完全相同），测定其起始阶段的相同时间内的反应速率v（乙）
若v（甲）＝v（乙），则假设一不成立；
若v（甲）＜v（乙），则假设一成立
解析
（1）NaHSO3溶液中加入稍过量的KIO3溶液，一段时间内，溶液突然变蓝色，说明产物中有碘单质生成，由于有第一步反应IO
＋3H＋＋I－，且KIO3溶液过量，所以能产生碘单质的反应为IO
＋5I－＋6H＋===3I2＋3H2O。
（2）根据表格数据，对比①②两个实验，可以看出KIO3的浓度不一样，其他条件都一样，所以实验①②是探究反应物的浓度对反应速率的影响，则此时a＝15；
实验①③是探究温度对反应速率的影响，所以此时两个实验中反应物的浓度都应当相同，所以b＝20，c＝10。
（3）该实验的变量是SO
，通过加入SO
和不加SO
的两组实验进行对照。
高考题型2 化学平衡状态移动方向的判断
1．[2016·
天津·
10（3）]在恒温恒容的密闭容器中，某储氢反应：
MHx（s）＋yH2（g）MHx＋2y（s） ΔH<
0达到化学平衡。
下列有关叙述正确的是________。
a．容器内气体压强保持不变
b．吸收ymolH2只需1molMHx
c．若降温，该反应的平衡常数增大
d．若向容器内通入少量氢气，则v（放氢）>
v（吸氢）
答案 ac
解析 MHx（s）＋yH2（g）MHx＋2y（s） ΔH＜0，该反应属于气体的物质的量减小的反应。
a项，平衡时气体的物质的量不变，压强不变，正确；
b项，该反应为可逆反应，吸收ymolH2需要大于1molMHx，错误；
c项，因为该反应正反应方向为放热反应，降温时该反应将向正反应方向移动，反应的平衡常数将增大，正确；
d项，向容器内通入少量氢气，相当于增大压强，平衡正向移动，v（放氢）＜v（吸氢），错误。
2．（高考选项组合题）下列说法正确的是（ ）
A．对CO（g）＋H2S（g）COS（g）＋H2（g）达到平衡后，升高温度，H2S浓度增加，表明该反应是吸热反应（2015·
重庆理综，7A）
B．对CO（g）＋H2S（g）COS（g）＋H2（g）达到平衡后，通入CO后，正反应速率逐渐增大（2015·
重庆理综，7B）
C．一定条件下反应N2＋3H22NH3达到平衡时，3v正（H2）＝2v逆（NH3）（2015·
江苏，11D）
D．对于反应CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g） ΔH<
0，只改变压强，平衡不发生移动，反应放出的热量不变（2013·
山东理综，12B）
解析 A项，升高温度，H2S浓度增加，说明平衡逆向移动，则该反应是放热反应，错误；
B项，通入CO后，正反应速率瞬间增大，又逐渐减小，错误；
C项，N2＋3H22NH3达到平衡时，应为2v正（H2）＝3v逆（NH3），错误。
1．化学平衡状态的判断方法
指导思想：
选定反应中的“变量”，即随反应进行而变化的量，当“变量”不再变化时，反应已达平衡。
（1）直接判断依据
（2）间接判断依据
①对于有有色气体存在的反应体系，如2NO2（g）N2O4（g）等，若体系的颜色不再发生改变，则反应已达平衡状态。
②对于有气体存在且反应前后气体的物质的量发生改变的反应，如N2（g）＋3H2（g）
2NH3（g），若反应体系的压强不再发生变化或平均相对分子质量不再发生变化，则说明反应已达平衡状态。
注意 对于有气体存在且反应前后气体的总物质的量不发生改变的反应，如：
2HI（g）H2（g）＋I2（g），反应过程中的任何时刻体系的压强、气体的总物质的量、平均相对分子质量都不变，故体系压强、气体的总物质的量、平均相对分子质量不变均不能说明反应已达平衡状态。
2．分析化学平衡移动的一般思路
考向1 平衡状态的建立和判断
1．羰基硫（COS）可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫的危害。
在恒容密闭容器中，CO和H2S混合加热生成羰基硫的反应为CO（g）＋H2S（g）===COS（g）＋H2（g）。
下列说法能充分说明该反应已经达到化学平衡状态的是（ ）
A．正、逆反应速率都等于零
B．CO、H2S、COS、H2的浓度相等
C．CO、H2S、COS、H2在容器中共存
D．CO、H2S、COS、H2的浓度均不再变化
解析 A项，化学平衡是动态平衡，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，但不为0，故A错误；
B项，当体系达平衡状态时，CO、H2S、COS、H2的浓度可能相等，也可能不等，故B错误；
C项，只要反应发生就有CO、H2S、COS、H2在容器中共存，故C错误；
D项，CO、H2S、COS、H2的浓度均不再变化，说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故D正确。
2．硫酸的消耗量常被视为一个国家工业发达水平的一种标志。
目前的重要生产方法是“接触法”，有关接触氧化反应：
2SO2＋O2
2SO3的说法不正确的是（ ）
A．该反应为可逆反应，故在一定条件下SO2和O2不可能全部转化为SO3
B．达到平衡后，反应就停止了，故正、逆反应速率相等且均为零
C．一定条件下，向某密闭容器中加入2molSO2和1molO2，则从反应开始到平衡的过程中，正反应速率不断减小，逆反应速率不断增大，某一时刻，正、逆反应速率相等
D．在利用上述反应生产SO3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
答案 B
解析 A项，可逆反应是在一定条件下不能进行彻底的反应，正反应和逆反应同时进行，该反应为可逆反应，故在一定条件下SO2和O2不可能全部转化为SO3，故A正确；
B项，达到平衡后，正反应速率和逆反应速率相同，是动态平衡，速率不能为0，故B错误；
C项，一定条件下，向某密闭容器中加入2molSO2和1molO2，则从反应开始到平衡的过程中，正反应速率不断减小，逆反应速率不断增大，某一时刻，正、逆反应速率相等达到平衡，故C正确。
考向2 平衡移动方向或结果的判断
3．一定温度下的密闭容器中，反应2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）达到平衡。
缩小容器容积，对反应产生影响的叙述不正确的是（ ）
A．使正反应速率大于逆反应速率
B．使平衡向正反应方向移动
C．使SO3的浓度增大
D．使平衡常数K增大
解析 缩小容器容积，压强增大，平衡向气体体积缩小的方向移动，所以平衡向正反应方向移动，则正反应速率大于逆反应速率，生成物三氧化硫浓度增大，A、B、C正确；
D项，该反应体系温度不变，则化学平衡常数不变，化学平衡常数只与温度有关，错误。
4．在一定温度下，将2.0molNO、2.4molCO通入到容积为2L的恒容密闭容器中，反应过程中部分物质的浓度变化如图所示。
（已知反应的ΔH＜0）20min时，若改变反应条件，导致CO浓度减小，则改变的条件可能是（ ）
A．增加N2的量B．增加CO的量
C．升高温度D．降低温度
解析 CO浓度减小，说明平衡右移，由于容器容积固定，再结合反应放热判断可能是降低温度，D项正确。
高考题型3 化学平衡常数和转化率的计算
上海，29）目前国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原，所涉及的反应方程式为
CO2（g）＋4H2（g）
CH4（g）＋2H2O（g）
已知H2的体积分数随温度的升高而增加。
若温度从300℃升至400℃，重新达到平衡，判断下列表格中各物理量的变化。
（选填“增大”、“减小”或“不变”）
v正
v逆
平衡常数K
转化率α
答案
增大
减小
解析 H2的体积分数随温度的升高而增加，这说明升高温度平衡向逆反应方向移动，即正反应是放热反应。
升高温度正、逆反应速率均增大，平衡向逆反应方向进行，平衡常数减小，反应物的转化率减小。
2．（2016·
上海，30）相同温度时，上述反应在不同起始浓度下分别达到平衡，
升级会员 