高考化学大二轮专题复习与增分策略训练 专题09 化学反应速率化学平衡Word格式文档下载.docx
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固体物质颗粒越小，总表面积越大，反应速率越快；
反之越慢。
题组一 对化学反应速率的综合考查
1．（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·
L－1·
min－1
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，依据反应方程式，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，依据反应方程式，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。
2．Ⅰ.一定温度下，在2L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：
（1）从反应开始到10s时，用Z表示的反应速率为__________________________________。
（2）该反应的化学方程式为__________________________________________________。
（3）10s后的某一时刻（t1）改变了外界条件，其速率随时间变化的情况如图所示。
则下列说法正确的是________（填序号）。
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
Ⅱ.已知：
反应aA（g）＋bB（g）cC（g），某温度下，在2L的密闭容器中投入一定量的A、B，两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。
（1）经测定前4s内v（C）＝0.05mol·
s－1，则该反应的化学方程式为____________
________________________________________________________________________。
（2）请在图中将生成物C的物质的量浓度随时间的变化曲线绘制出来。
（3）若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行，经同一段时间后，测得三个容器中的反应速率分别为
甲：
v（A）＝0.3mol·
s－1；
乙：
v（B）＝0.12mol·
s－1
丙：
v（C）＝9.6mol·
min－1；
则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为__________________。
答案 Ⅰ.
（1）0.079mol·
s－1
（2）X（g）＋Y（g）===2Z（g） （3）CD
Ⅱ.
（1）3A（g）＋B（g）2C（g）
（2）
（3）乙＞甲＞丙
解析 Ⅰ.
（1）分析图像知Δc（Z）＝
＝0.79mol·
L－1，v（Z）＝
＝0.079mol·
s－1。
（2）由各物质转化的量：
X为0.79mol，Y为0.79mol，Z为1.58mol，可知方程式中各物质的化学计量数之比为1∶1∶2，则化学方程式为X（g）＋Y（g）2Z（g）。
（3）由图像可知，外界条件同等程度地增大了该反应的正、逆反应速率。
增大X的浓度、升高体系温度均不会同等程度地改变正、逆反应速率，A、B错误；
由
（2）中的反应方程式可知，该反应为反应前后气体体积不变的反应，缩小容器体积或增大压强，均可同等程度地增大正、逆反应速率，C正确；
使用催化剂可同等程度地改变正、逆反应速率，D正确。
Ⅱ.
（1）前4s内，Δc（A）＝0.8mol·
L－1－0.5mol·
L－1＝0.3mol·
L－1，v（A）＝0.3mol·
L－1÷
4s＝0.075mol·
v（A）∶v（C）＝a∶c＝（0.075mol·
s－1）∶（0.05mol·
s－1）＝3∶2，由图像知，在12s时Δc（A）∶Δc（B）＝（0.6mol·
L－1）∶（0.2mol·
L－1）＝3∶1＝a∶b，则a、b、c三者的比例为3∶1∶2，所以该反应的化学方程式为3A（g）＋B（g）2C（g）。
（2）生成物C的浓度从0开始增加，到12s时达到最大，Δc（A）∶Δc（C）＝a∶c＝3∶2，所以Δc（C）＝2×
0.6mol·
3＝0.4mol·
L－1。
（3）丙容器中v（C）＝9.6mol·
min－1＝0.16mol·
s－1，则甲容器中
＝0.1mol·
s－1，乙容器中
＝0.12mol·
s－1，丙容器中
＝0.08mol·
s－1，故甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为乙＞甲＞丙。
1．化学反应速率计算的常见错误
（1）不注意容器的容积。
（2）漏写单位或单位写错。
（3）忽略有效数字。
2．比较化学反应速率大小的注意事项
（1）看单位是否统一，若不统一，换算成相同单位。
（2）比较不同时间段内的化学反应速率大小时，可先换算成同一物质表示的反应速率，再比较数值大小。
（3）比较化学反应速率与化学计量数的比值。
例如，对于一般反应aA（g）＋bB（g）cC（g）＋dD（g），比较不同时间段内
与
的大小，若
＞
，则用A表示的反应速率比用B表示的大。
题组二 “控制变量”思想在探究影响化学反应速率因素中的应用
3．（2013·
安徽理综，28）某酸性工业废水中含有K2Cr2O7。
光照下，草酸（H2C2O4）能将其中的Cr2O
转化为Cr3＋。
某课题组研究发现，少量铁明矾[Al2Fe（SO4）4·
24H2O]即可对该反应起催化作用。
为进一步研究有关因素对该反应速率的影响，探究如下：
（1）在25℃下，控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同，调节不同的初始pH和一定浓度草酸溶液用量，做对比实验，完成以下实验设计表（表中不要留空格）。
实验
编号
初始
pH
废水样品
体积/mL
草酸溶液
蒸馏水
①
60
30
②
5
③
测得实验①和②溶液中的Cr2O
浓度随时间变化关系如图所示。
（2）上述反应后草酸被氧化为________（填化学式）。
（3）实验①和②的结果表明________；
实验①中0～t1时间段反应速率v（Cr3＋）＝________mol·
min－1（用代数式表示）。
（4）该课题组对铁明矾[Al2Fe（SO4）4·
24H2O]中起催化作用的成分提出如下假设，请你完成假设二和假设三：
假设一：
Fe2＋起催化作用；
假设二：
________；
假设三：
……
（5）请你设计实验验证上述假设一，完成下表中内容。
[除了上述实验提供的试剂外，可供选择的药品有K2SO4、FeSO4、K2SO4·
Al2（SO4）3·
24H2O、Al2（SO4）3等。
溶液中Cr2O
的浓度可用仪器测定]
实验方案
（不要求写具体操作过程）
预期实验结果和结论
答案
（1）
20
（2）CO2
（3）溶液pH对该反应的速率有影响
（4）Al3＋起催化作用 SO
起催化作用
（5）
用等物质的量的K2SO4·
24H2O代替实验①中的铁明矾，控制其他条件与实验①相同，进行对比实验
反应进行相同时间后，若溶液中c（Cr2O
）大于实验①中的c（Cr2O
），则假设一成立，若两溶液中的c（Cr2O
）相同，则假设一不成立
（本题属于开放性试题，合理答案均可）
解析 首先看清实验目的，确定条件改变的唯一变量，再根据图给信息进行综合分析；
对于实验方案的设计也主要考虑变量的控制。
（1）要保证其他量不变，草酸用量为唯一变量，必须保证溶液的体积为100mL，所以加入草酸和水的体积之和应为40mL，两者的具体体积没有要求，只需与②中数据不同即可。
（2）此反应中铬的化合价由＋6价变为＋3价，化合价降低，所以碳的化合价应升高，草酸中碳的化合价为＋3价，反应后只能变为＋4价，即生成CO2。
（3）通过图像可以明显看到，实验①的反应速率比实验②的快，故pH越小，反应速率越快，说明溶液pH对该反应的速率有影响；
在0～t1时间段，Cr2O
的浓度改变了（c0－c1）mol·
L－1，其反应速率为（c0－c1）/t1mol·
min－1，所以v（Cr3＋）＝2（c0－c1）/t1mol·
min－1。
（4）铁明矾中除结晶水外，共有三种离子，均可能起催化作用，除Fe2＋外，还有Al3＋和SO
。
（5）要想验证假设一正确，必须确定Al3＋和SO
不起催化作用，所以可选择K2SO4·
24H2O，为了确保Al3＋和SO
的浓度与原来的相同，所以取和铁明矾相同物质的量的K2SO4·
24H2O。
4．某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“条件对化学反应速率的影响”。
（1）向酸性KMnO4溶液中加入一定量的H2C2O4溶液，当溶液中的KMnO4耗尽后，溶液紫色将褪去。
为确保能观察到紫色褪去，H2C2O4与KMnO4初始的物质的量需要满足的关系为n（H2C2O4）∶n（KMnO4）________。
（2）为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，该小组设计了如下实验方案：
实验序号
反应温度/℃
H2C2O4溶液
酸性KMnO4溶液
H2O
V/mL
c/mol·
25
8.0
0.20
5.0
0.010
6.0
x
表中x＝________mL，理由是_____________________________________________。
（3）已知50℃时，浓度c（H2C2O4）随反应时间t的变化曲线如下图示，若保持其他条件不变，请在坐标图中画出25℃时c（H2C2O4）随t的变化曲线示意图。
答案
（1）≥2.5
（2）2.0 保证其他条件不变，只改变反应物H2C2O4的浓度，从而才能达到对照实验目的
（3）如下图
解析
（1）2MnO
＋6H＋＋5H2C2O4===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O，根据上述方程式判断，H2C2O4与KMnO4初始的物质的量需满足n（H2C2O4）∶n（KMnO4）≥2.5。
（2）根据表中提供的数据可知，应控制，KMnO4的浓度不变，调节H2C2O4的浓度，所以x＝2.0（即总体积保持13.0mL不变）。
（3）温度低，反应速率慢，反应达到平衡时，所用时间较长。
控制变量思想是中学化学实验中常用的思想方法，对影响实验结果的因素进行控制，以达到明确各因素在实验中的作用和目的。
尤其是在研究影响化学反应速率和化学平衡的因素时，由于外界影响因素较多，故要弄清某个因素的影响需控制其他因素相同或不变时再进行实验。
因此，控制变量思想在这部分体现的较为充分，在近几年高考题中也考查较多，且多以探究性实验题的形式出现。
考点二 全面突破化学平衡
1．化学平衡状态判断的“两类标志”及“一角度”
判断化学反应是否达到化学平衡状态，关键是看给定条件下能否推出“变量”达到“不变”。
常用到的判断标志有：
（1）绝对标志
（2）相对标志
①有气体参加的反应，气体的总压强、总体积、总物质的量不变时，当是等体积反应时，不一定达到平衡；
当是不等体积反应时，达到平衡。
②气体的密度（
）、气体的平均相对分子质量（
）不变时，要具体分析各表达式中的分子或分母变化情况，判断是否平衡。
③如果平衡体系中的物质有颜色，则平衡体系的颜色不变时，达到平衡。
（3）一角度
从微观的角度分析，如反应N2（g）＋3H2（g）2NH3（g），下列各项均可说明该反应达到了平衡状态：
①断裂1molN≡N键的同时生成1molN≡N键；
②断裂1molN≡N键的同时生成3molH—H键；
③断裂1molN≡N键的同时断裂6molN—H键；
④生成1molN≡N键的同时生成6molN—H键。
2．化学平衡状态移动判断的方法和规律
（1）化学平衡移动
（2）两类方法
①通过比较平衡破坏瞬时的正逆反应速率的相对大小来判断平衡移动的方向。
a．若外界条件改变，引起v正>
v逆，此时正反应占优势，则化学平衡向正反应方向（或向右）移动；
b．若外界条件改变，引起v正<
v逆，此时逆反应占优势，则化学平衡向逆反应方向（或向左）移动；
c．若外界条件改变，虽能引起v正和v逆变化，但变化后新的v正′和v逆′仍保持相等，则化学平衡没有发生移动。
②通过比较浓度商（Q）与平衡常数（K）的大小来判断平衡移动的方向。
a．若Q>
K 平衡逆向移动；
b．若Q＝K 平衡不移动；
c．若Q<
K 平衡正向移动。
（3）外界条件对平衡移动影响的规律——勒夏特列原理
①温度的影响：
升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动；
降低温度，化学平衡向放热反应方向移动。
②浓度的影响：
增大反应物浓度或减小生成物浓度，化学平衡向正反应方向移动；
减小反应物浓度或增大生成物浓度，化学平衡向逆反应方向移动。
③压强的影响：
增大压强会使平衡向着气体体积减小的方向移动；
减小压强会使平衡向着气体体积增大的方向移动。
（4）不能用勒夏特列原理解释的问题
①若外界条件改变后，无论平衡向正反应方向移动或向逆反应方向移动都无法减弱外界条件的变化，则平衡不移动。
如对于H2（g）＋Br2（g）2HBr（g），由于反应前后气体的分子总数不变，外界压强增大或减小时，平衡无论正向或逆向移动都不能减弱压强的改变。
所以对于该反应，压强改变，平衡不发生移动。
②催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，所以催化剂不会影响化学平衡。
③当外界条件的改变对平衡移动的影响与生产要求不一致时，不能用勒夏特列原理解释，如工业合成氨条件的选择。
题组一 多角度、全方位突破化学平衡状态标志的判定
1．在一定温度下的定容容器中，当下列物理量不再发生变化时：
①混合气体的压强，②混合气体的密度，③混合气体的总物质的量，④混合气体的平均相对分子质量，⑤混合气体的颜色，⑥各反应物或生成物的浓度之比等于系数之比
（1）能说明2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）达到平衡状态的是________________________。
（2）能说明I2（g）＋H2（g）2HI（g）达到平衡状态的是
（3）能说明2NO2（g）N2O4（g）达到平衡状态的是_______________________________
（4）能说明C（s）＋CO2（g）2CO（g）达到平衡状态的是
（5）能说明A（s）＋2B（g）C（g）＋D（g）达到平衡状态的是________________________。
答案
（1）①③④
（2）⑤ （3）①③④⑤ （4）①②③④
（5）②④
2．若上述题目改成一定温度下的恒压密闭容器，结果又如何？
答案
（1）②③④
（2）⑤ （3）②③④⑤ （4）②③④
3．将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中（固体试样体积忽略不计），在恒定温度下使其达到分解平衡：
NH2COONH4（s）2NH3（g）＋CO2（g）。
判断该分解反应已经达到化学平衡的是（ ）
A．2v（NH3）＝v（CO2）
B．密闭容器中c（NH3）∶c（CO2）＝2∶1
C．密闭容器中混合气体的密度不变
D．密闭容器中氨气的体积分数不变
解析 该反应为有固体参与的非等体反应，且容器容积不变，所以压强、密度均可作标志，该题应特别注意D项，因为该反应为固体的分解反应，所以NH3、CO2的体积分数始终为定值（NH3为
，CO2为
）。
化学平衡标志判断“三关注”
关注反应条件，是恒容容器，还是恒压容器；
关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应；
关注特殊情况，是否有固体参加或生成。
题组二 化学平衡状态移动方向及结果的判定
4．在一定条件下，可逆反应2NO2（g）N2O4（g） ΔH＜0达到平衡，当分别改变下列条件时，请填空：
（1）保持容器容积不变，通入一定量NO2，则达到平衡时NO2的百分含量________（填“增大”、“减小”或“不变”，下同）；
保持容器容积不变，通入一定量N2O4，则达到平衡时NO2的百分含量________________。
（2）保持压强不变，通入一定量NO2，则达到平衡时NO2的百分含量________；
保持压强不变，通入一定量N2O4，则达到平衡时NO2的百分含量__________。
（3）保持容器容积不变，通入一定量氖气，则达到平衡时NO2的转化率__________；
保持压强不变，通入氖气使体系的容积增大一倍，则达到平衡时NO2的转化率______。
答案
（1）减小 减小
（2）不变 不变 （3）不变 减小
解析
（1）保持容器容积不变，通入一定量NO2，则增加了NO2的浓度，所以平衡正向移动，且NO2转化率比原来大，NO2的含量减小；
保持容器容积不变，通入一定量N2O4，则增加了N2O4的浓度，所以平衡逆向移动，但其进行的程度比原来的N2O4的转化率要小，所以NO2的含量减小。
（2）保持压强不变，通入一定量NO2或N2O4，不影响平衡，所以NO2的含量不变。
（3）保持容器容积不变，通入一定量氖气，此过程中各物质的物质的量浓度都没有发生改变，所以平衡不移动，NO2的转化率不变；
保持压强不变，通入氖气使体系的容积增大一倍，则相当于减小压强，所以平衡向生成NO2的方向移动，所以NO2的转化率会减小。
5．（2013·
重庆理综，7）将E和F加入密闭容器中，在一定条件下发生反应：
E（g）＋F（s）2G（g）。
忽略固体体积，平衡时G的体积分数（%）随温度和压强的变化如下表所示。
压强/MPa
体积分数/%
温度/℃
1.0
2.0
3.0
810
54.0
a
b
915
c
75.0
d
1000
e
f
83.0
①b＜f ②915℃，2.0MPa时E的转化率为60%
③该反应的ΔS＞0 ④K（1000℃）＞K（810℃）
上述①～④中正确的有（ ）
A．4个B．3个C．2个D．1个
答案 A
解析 由表中数据分析得出该反应正向是吸热反应，然后逐项分析。
反应E（g）＋F（s）2G（g）是气体分子数增大的反应，压强增大平衡逆向移动，故b<
54.0；
由b到83.0%可知转化率是增大的，温度升高，G的体积分数增大，平衡正向移动，故正反应是吸热的，由此可知f>
75.0，故b<
f，①正确。
915℃、2.0MPa时，G
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