（新课标）高考化学大一轮复习 第7章《化学反应的方向、限度与速率》（第3讲）鲁科版-鲁科版高三化学试题

第3讲化学反应速率合成氨工业[考纲要求]1.了解化学反应速率的概念、化学反应速率的定量表示方法。2.了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。3.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学反应速率的影响，认识并能用相关理论解释其一般规律。4.了解化学反应速率的调控在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。考点一化学反应速率1．表示方法通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。2．数学表达式及单位v＝eq\f(Δc,Δt)，单位为mol·L－1·min－1或mol·L－1·s－1。3．规律同一反应在同一时间内，用不同物质来表示的反应速率可能不同，但反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的化学计量数之比。深度思考正误判断，正确的划“√”，错误的划“×”(1)对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显(×)(2)化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加(×)(3)化学反应速率为0.8mol·L－1·s－1是指1s时某物质的浓度为0.8mol·L－1(×)(4)由v＝eq\f(Δc,Δt)计算平均速率，用反应物表示为正值，用生成物表示为负值(×)(5)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同(√)(6)根据反应速率的大小可以判断化学反应进行的快慢(√)题组一“v＝eq\f(Δc,Δt)”的应用1.一定温度下，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。回答下列问题：(1)从反应开始到10s时，v(Z)＝______________________________。(2)反应的化学方程式为_______________________________________________。答案(1)0.079mol·L－1·s－1(2)X(g)＋Y(g)2Z(g)解析(1)Δ(Z)＝1.58molv(Z)＝eq\f(1.58mol,2L·10s)＝0.079mol·L－1·s－1。(2)ΔX∶ΔY∶ΔZ＝0.79mol∶0.79mol∶1.58mol＝1∶1∶2所以反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)2Z(g)。2．在一密闭容器中充入一定量的N2和O2，在电火花作用下发生反应N2＋O2===2NO，经测定前3s用N2表示的反应速率为0.1mol·L－1·s－1，则6s末NO的浓度为A．1.2mol·L－1B．大于1.2mol·L－1C．小于1.2mol·L－1D．不能确定答案C解析本题考查化学反应速率的计算，意在考查学生对化学反应速率公式的灵活运用能力。前3s用N2表示的反应速率为0.1mol·L－1·s－1，即用NO表示的反应速率为0.2mol·L－1·s－1，如果3～6s的反应速率仍为0.2mol·L－1·s－1，则NO的浓度为1.2mol·L－1，由于随着反应进行，反应物的浓度减小，反应速率减慢，故应小于1.2mol·L－1。1.“===”、“”运用不准确。2．计算速率时忽略体积，用物质的量变化值除以时间。3．单位使用不规范，如把amol·L－1·min－1表示为amol/L·min或amol/(Lmin)。题组二化学反应速率的大小比较3．已知反应4CO＋2NO2N2＋4CO2在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示反应速率最快的是()A．v(CO)＝1.5mol·L－1·min－1B．v(NO2)＝0.7mol·L－1·min－1C．v(N2)＝0.4mol·L－1·min－1D．v(CO2)＝1.1mol·L－1·min－1答案C解析转化为相同的物质表示的反应速率进行比较，B项v(CO)＝1.4mol·L－1·min－1；C项v(CO)＝1.6mol·L－1·min－1；D项v(CO)＝1.1mol·L－1·min－1，C项反应速率最快。4．对于可逆反应A(g)＋3B(s)2C(g)＋2D(g)，在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示的反应速率最快的是()A．v(A)＝0.5mol·L－1·min－1B．v(B)＝1.2mol·L－1·s－1C．v(D)＝0.4mol·L－1·min－1D．v(C)＝0.1mol·L－1·s－1答案D解析本题可以采用归一法进行求解，通过方程式的计量数将不同物质表示的反应速率折算成同一物质表示的反应速率进行比较，B项中的B物质是固体，不能表示反应速率；C项中对应的v(A)＝0.2mol·L－1·min－1；D项中对应的v(A)＝3mol·L－1·min－1。化学反应速率大小的比较方法由于同一化学反应的反应速率用不同物质表示时数值可能不同，所以比较反应的快慢不能只看数值的大小，而要进行一定的转化。(1)看单位是否统一，若不统一，换算成相同的单位。(2)换算成同一物质表示的速率，再比较数值的大小。(3)比较化学反应速率与化学计量数的比值，即对于一般反应aA＋bB===cC＋dD，比较eq\f(vA,a)与eq\f(vB,b)，若eq\f(vA,a)＞eq\f(vB,b)，则A表示的反应速率比B的大。题组三“三段式”模板突破化学反应速率的计算5．可逆反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，取amolA和bmolB置于VL的容器中，1min后，测得容器内A的浓度为xmol·L－1。这时B的浓度为______mol·L－1，C的浓度为______mol·L－1。这段时间内反应的平均速率若以物质A的浓度变化来表示，应为________________________________________________________________________。答案eq\f(bx,a)eq\f(c,V)－eq\f(c,a)xv(A)＝(eq\f(a,V)－x)mol·L－1·min－1解析aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)所以此时c(B)＝eq\f(b－\f(a－Vx,a)·b,V)mol·L－1＝eq\f(bx,a)mol·L－1，c(C)＝eq\f(\f(a－Vx,a)·c,V)mol·L－1＝(eq\f(c,V)－eq\f(cx,a))mol·L－1，v(A)＝eq\f(a－Vxmol,VL·1min)＝(eq\f(a,V)－x)mol·L－1·min－1。对于较为复杂的关于反应速率的题目常采用以下步骤和模板计算1．写出有关反应的化学方程式。2．找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。3．根据已知条件列方程式计算。例如：反应mA＋nBpC起始浓度(mol·L－1)abc转化浓度(mol·L－1)xeq\f(nx,m)eq\f(px,m)考点二影响化学反应速率的因素1．内因(主要因素)反应物本身的性质。2．外因(其他条件不变，只改变一个条件)3．理论解释——有效碰撞理论(1)活化分子、活化能、有效碰撞①活化分子：能够发生有效碰撞的分子。②活化能：如图图中：E1为正反应的活化能，使用催化剂时的活化能为E3，反应热为E1－E2。(注：E2为逆反应的活化能)③有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。(2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系深度思考1．按要求填空(1)形状大小相同的铁、铝分别与等浓度的盐酸反应生成氢气的速率：铁______铝(填“大于”、“小于”或“等于”)。(2)对于Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，改变下列条件对生成氢气的速率有何影响？(填“增大”、“减小”或“不变”)①升高温度：________；②增大盐酸浓度：__________；③增大铁的质量：__________；④增加盐酸体积：____________；⑤把铁片改成铁粉：____________；⑥滴入几滴CuSO4溶液：____________；⑦加入NaCl固体：____________；⑧加入CH3COONa固体____________；⑨加入一定体积的Na2SO4溶液____________。(3)若把(2)中的稀盐酸改成“稀硝酸”或“浓硫酸”是否还产生H2，为什么？答案(1)小于(2)①增大②增大③不变④不变⑤增大⑥增大⑦不变⑧减小⑨减小(3)不会产生H2，Fe和稀硝酸反应生成NO；常温下，Fe在浓硫酸中钝化。2．正误判断，正确的划“√”，错误的划“×”(1)催化剂能降低反应所需的活化能，ΔH也会发生变化(×)(2)温度、催化剂能改变活化分子的百分数(√)(3)对于反应A＋BC，改变容器体积，化学反应速率一定发生变化(×)题组一浓度与压强对化学反应速率的影响1．对反应A＋BAB来说，常温下按以下情况进行反应：①20mL溶液中含A、B各0.01mol②50mL溶液中含A、B各0.05mol③0.1mol·L－1的A、B溶液各10mL④0.5mol·L－1的A、B溶液各50mL四者反应速率的大小关系是()A．②>①>④>③B．④>③>②>①C．①>②>④>③D．①>②>③>④答案A解析①中c(A)＝c(B)＝eq\f(0.01mol,0.02L)＝0.5mol·L－1；②中c(A)＝c(B)＝eq\f(0.05mol,0.05L)＝1mol·L－1；③中c(A)＝c(B)＝eq\f(0.1mol·L－1,2)＝0.05mol·L－1；④中c(A)＝c(B)＝eq\f(0.5mol·L－1,2)＝0.25mol·L－1；在其他条件一定的情况下，浓度越大，反应速率越大，所以反应速率由大到小的顺序为②>①>④>③。2．一定温度下，反应N2(g)＋O2(g)2NO(g)在密闭容器中进行，回答下列措施对化学反应速率的影响。(填“增大”、“减小”或“不变”)(1)缩小体积使压强增大：__________；(2)恒容充入N2：__________；(3)恒容充入He：__________；(4)恒压充入He：__________。答案(1)增大(2)增大(3)不变(4)减小气体反应体系中充入惰性气体(不参与反应)时，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：充入“惰性气体”―→体积增大―→物质浓度减小(活化分子浓度减小)―→反应速率减小。题组二外界条件对反应速率影响的综合判断3．硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，下列各组实验中最先出现浑浊的是()选项反应温度/℃Na2S2O3溶液稀H2SO4H2OV/mLc/mol·L－1V/mLc/mol·L－1V/mLA2550.1100.15B2550.250.210C3550.1100.15D3550.250.210答案D解析本题考查化学反应速率，意在考查学生分析外界条件对化学反应速率的影响。结合选项知混合液的体积都为20mL，但选项D中反应温度最高、反应物Na2S2O3的浓度最大，其反应速率最大，故最先看到浑浊(有硫单质生成)。4．等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测得在不同时间(t)内产生气体体积(V)的数据如图所示，根据图示分析实验条件，下列说法中一定不正确的是()组别对应曲线c(HCl)/mol·L－1反应温度/℃铁的状态1a30粉末状2b30粉末状3c2.5块状4d2.530块状A．第4组实验的反应速率最慢B．第1组实验中盐酸的浓度大于2.5mol·L－1C．第2组实验中盐酸的浓度等于2.5mol·L－1D．第3组实验的反应温度低于30答案D解析由图像可知，1、2、3、4组实验产生的氢气一样多，只是反应速率有快慢之分。第4组实验，反应所用时间最长，故反应速率最慢，A正确；第1组实验，反应所用时间最短，故反应速率最快，根据控制变量法原则知盐酸浓度应大于2.5mol·L－1，B正确；第2组实验，铁是粉末状，与3、4组块状铁相区别，根据控制变量法原则知盐酸的浓度应等于2.5mol·L－1，C正确；由3、4组实验并结合图像知第3组实验中反应温度应高于30℃考点三合成氨工业适宜条件的选择1．反应特点N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0ΔS<02．合成氨条件的理论分析反应条件对化学反应速率的影响对平衡混合物中NH3的含量的影响合成氨条件的选择增大压强有利于增大化学反应速率有利于提高平衡混合物中NH3的含量压强增大，有利于氨的合成，但需要的动力大，对材料、设备等的要求高，因此，工业上一般采用2×107～5×107Pa的压强升高温度有利于增大化学反应速率不利于提高平衡混合物中NH3的含量温度升高，化学反应速率增大，但不利于提高平衡混合物中NH3的含量，因此合成氨时温度要适宜，工业上一般采用700K左右的温度(因为该温度时，催化剂的活性最大)使用催化剂有利于增大化学反应速率没有影响催化剂的使用不能使平衡发生移动，但能缩短反应达到平衡的时间，工业上一般选用铁做催化剂，使反应在尽可能低的温度下进行3.合成氨工业的简要流程可用方框图表示为(1)原料气的制取N2：将空气液化、蒸发分离出N2或者将空气中的O2与碳作用生成CO2，除去CO2后得N2。H2：用水和燃料(煤、焦炭、石油、天然气等)在高温下制取。用煤和水制H2的主要反应为C＋H2O(g)eq\o(=====,\s\up7(高温))CO＋H2，CO＋H2O(g)eq\o(=====,\s\up7(催化剂))CO2＋H2。(2)制得的N2、H2需净化、除杂质，再用压缩机压缩至高压。(3)氨的合成：在适宜的条件下，在合成塔中进行。(4)氨的分离：经冷凝使氨液化，将氨分离出来，为提高原料的利用率，将没有完全反应的N2和H2循环送入合成塔，使其被充分利用。题组一合成氨工业适宜条件的选择1．合成氨时既要使合成氨的产率增大，又要使反应速率加快，可采取的办法是()①减压②加压③升温④降温⑤及时从平衡混合气中分离出NH3⑥补充N2或H2⑦加催化剂⑧减小N2或H2的量A．③④⑤⑦B．②⑤⑥C．②⑥D．②③⑥⑦答案C解析合成氨反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＜0的特点为正反应放热且气体体积减小，要使平衡向正反应方向移动且反应速率加快，应选C。2．下列有关合成氨工业的叙述，可用勒·夏特列原理来解释的是()A．使用铁做催化剂，可提高合成氨反应的速率B．高压比常压条件更有利于合成氨的反应C．500℃D．合成氨时采用循环操作，可提高原料的利用率答案B题组二合成氨过程分析3．运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义，请完成下列探究。(1)生产氢气：将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。C(s)＋H2O(g)H2(g)＋CO(g)ΔH＝131.3kJ·mol－1，ΔS＝133.7J·mol－1·K－1，该反应在低温下________(填“能”或“不能”)自发进行。(2)已知在400℃时，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的K＝0.5mol－2·L①在400℃时，2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的K′②400℃时，在0.5L③若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，则合成氨反应的平衡________(填“向左”、“向右”或“不”)移动；使用催化剂________(填“增大”、“减小”或“不改变”)反应的ΔH。答案(1)不能(2)①2mol2·L－2②＝③向左不改变解析(1)根据ΔH－TΔS<0为自发反应知，现ΔH＝131.3kJ·mol－1，ΔS＝133.7J·mol－1·K－1＝0.1337kJ·mol－1·K－1，解得在T>eq\f(131.3kJ·mol－1,0.1337kJ·mol－1·K－1)≈982K时该反应能自发进行，由此可知该反应在低温下不能自发进行。(2)①平衡常数的值与化学方程式的书写有关，根据平衡常数的定义可得K′＝eq\f(1,K)＝2mol2·L－2。②Q＝eq\f(c2NH3,cN2c3H2)＝eq\f(4mol·L－12,4mol·L－1×2mol·L－13)＝eq\f(1,2)mol－2·L2＝K，说明此时已达化学平衡状态，即v(N2)正＝v(N2)逆。③恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，使总体积增大，原反应气体分压减小，平衡左移。使用催化剂只是改变了反应的途径，没有改变反应物与生成物的状态，ΔH不变。考点四用速率图像理解化学平衡移动速率—时间图像定性揭示了v正、v逆随时间(含条件改变对速率的影响)而变化的规律，体现了外界条件改变对可逆反应速率的影响，以及由此引发的平衡移动。平衡体系条件变化速率变化平衡变化速率变化曲线任一平衡体系增大反应物的浓度v正、v逆均增大，且v正′>v逆′正向移动减小反应物的浓度v正、v逆均减小，且v逆′>v正′逆向移动任一平衡体系增大生成物的浓度v正、v逆均增大，且v逆′>v正′逆向移动减小生成物的浓度v正、v逆均减小，且v正′>v逆′正向移动正反应方向为气体体积增大的放热反应增大压强或升高温度v正、v逆均增大，且v逆′>v正′逆向移动减小压强或降低温度v正、v逆均减小，且v正′>v逆′正向移动任意平衡或反应前后气体化学计量数和相等的平衡正催化剂或增大压强v正、v逆同等倍数增大平衡不移动负催化剂或减小压强v正、v逆同等倍数减小深度思考1．已知一定条件下合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1，在反应过程中，反应速率的变化如图所示，请根据速率的变化回答采取的措施。t1____________；t2______________；t3______________；t4____________。答案增大c(N2)或c(H2)加入催化剂降低温度增大压强2．某温度下，在密闭容器中SO2、O2、SO3三种气态物质建立化学平衡后，改变条件对反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，ΔH<0的正、逆反应速率的影响如图所示：(1)加催化剂对反应速率影响的图像是________(填序号，下同)，平衡________移动。(2)升高温度对反应速率影响的图像是__________，平衡向________方向移动。(3)增大反应容器体积对反应速率影响的图像是________，平衡向________方向移动。(4)增大O2的浓度对反应速率影响的图像是__________，平衡向________方向移动。答案(1)C不(2)A逆反应(3)D逆反应(4)B正反应解析(1)加入催化剂，正、逆反应速率均增大，图像上应该出现“断点”，且应在原平衡的反应速率之上；催化剂使正、逆反应速率增大的倍数相同，则改变条件后的速率线应该平行于横坐标轴，图像为C。(2)升高温度，正、逆反应速率均增大，图像上应该出现“断点”且应在原平衡的反应速率之上。因题给反应的正反应放热，升温平衡逆向移动，所以v正′<v逆′，图像为A。(3)增大反应容器体积即减小压强，正、逆反应速率均减小，图像上应该出现“断点”且应在原平衡的反应速率之下。因减小压强平衡逆向移动，所以v正′<v逆′，图像为D。(4)增大O2的浓度，正反应速率会“突然增大”，图像上出现“断点”且应在原平衡的反应速率之上，但逆反应速率应该在原来的基础上逐渐增大，图像为B。1．向某密闭容器中加入0.3molA、0.1molC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甲图所示[t0～t1阶段c(B)未画出]。图乙为t2时刻后改变条件平衡体系中反应速率随时间变化的情况，且四个阶段都各改变一种不同的条件并且改变的条件均不同。已知，t3～t4阶段为使用催化剂。下列说法正确的是()A．若t1＝15s，生成物C在t0～t1时间段的反应速率为0.004mol·L－1·s－1B．t4～t5阶段改变的条件为降低反应温度C．B的起始物质的量为0.02molD．t5～t6阶段可能是增大压强答案A解析v(C)＝eq\f(Δc,Δt)＝eq\f(0.11－0.05mol·L－1,15s)＝0.004mol·L－1·s－1，A正确；在t4～t5阶段，平衡没有移动，反应速率减小，则是减小了压强；由图分析可知反应方程式是3A(g)B(g)＋2C(g)，再由化学计量数之比等于Δc之比，求出Δc(B)＝0.03mol·L－1，则起始浓度为0.02mol·L－1，求出容器体积为2L，B和C错误；t5～t6阶段改变的条件应是升高温度。2．某温度时，在一个容积为2L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据，试填写下列空白：(1)该反应的化学方程式为______________________________________________________。(2)反应开始至2min，气体Z的反应速率为________________________________。(3)若X、Y、Z均为气体，反应达到平衡时：①压强是开始时的________倍；②若此时将容器的体积缩小为原来的eq\f(1,2)倍，达到平衡时，容器内温度将升高(容器不与外界进行热交换)，则该反应的正反应为________反应(填“放热”或“吸热”)。(4)若上述反应在2min后的t1～t6内反应速率与反应时间图像如下，在每一时刻均改变一个影响反应速率的因素，则________(填字母)。A．在t1时增大了压强B．在t3时加入了催化剂C．在t4时降低了温度D．t2～t3时A的转化率最高答案(1)3X＋Y2Z(2)0.05mol·L－1·min－1(3)①0.9②放热(4)B解析(1)由图像知v(X)∶v(Y)∶v(Z)＝0.3mol∶0.1mol∶0.2mol＝3∶1∶2，又由于该反应不能进行彻底，所以化学方程式为3X＋Y2Z。(2)v(Z)＝eq\f(0.2mol,2L×2min)＝0.05mol·L－1·min－1。(3)①X、Y、Z均为气体时，反应前n(总)＝2.0mol，平衡时n(总)＝0.7mol＋0.9mol＋0.2mol＝1.8mol，所以p(平)∶p(始)＝1.8mol∶2.0mol＝0.9。②将容器体积缩小，相当于增压，达平衡时，温度升高，根据勒·夏特列原理，该反应的正反应为放热反应。(4)在t1时如果增大压强，则正、逆反应速率都增大，A错误；在t3时应该是加入了催化剂，正、逆反应速率都增大，并且增大的倍数相同，平衡不移动，B正确；在t4时如果是降低了温度，则平衡正向移动，正反应速率大于逆反应速率，C错误；由图可以看出，从t1～t2，平衡向逆反应方向移动，A的转化率降低，从t2～t4，平衡不移动，A的转化率不变，从t4～t5，平衡继续向逆反应方向移动，A的转化率又降低，因此，t0～t1时A的转化率最高，D错误。根据速率—时间图像判断反应条件的方法(1)看图像中正、逆反应速率的变化趋势，两者是同等程度的变化，还是不同程度的变化。同等程度的变化一般从压强(反应前后气体体积不变的反应)和催化剂考虑；若是不同程度的变化，从温度、浓度、压强(反应前后气体体积改变的反应)角度考虑。(2)对于反应速率变化不相等的反应，要注意观察改变某个条件瞬间，正、逆反应速率的大小关系及变化趋势。同时要联系外界条件对反应速率的影响规律，加以筛选、验证、排除。探究高考明确考向全国卷Ⅰ、Ⅱ高考题调研1．(2014·新课标全国卷Ⅰ，9)已知分解1molH2O2放出热量98kJ，在含少量I－的溶液中，H2O2分解的机理为H2O2＋I－―→H2O＋IO－慢H2O2＋IO－―→H2O＋O2＋I－快下列有关该反应的说法正确的是()A．反应速率与I－浓度有关B．IO－也是该反应的催化剂C．反应活化能等于98kJ·mol－1D．v(H2O2)＝v(H2O)＝v(O2)答案A解析A项，将题给两个反应合并可得总反应为2H2O2===2H2O＋O2↑，该反应中I－作催化剂，其浓度的大小将影响该反应的反应速率；B项，该反应中IO－是中间产物，不是该反应的催化剂；C项，反应的活化能表示一个化学反应发生所需要的最小能量，分解1molH2O2放出98kJ热量，不能据此判断该反应的活化能；D项，由反应速率与对应物质的化学计量数的关系可知v(H2O2)＝v(H2O)＝2v(O2)。2．[2012·新课标全国卷，27(4)]COCl2的分解反应为COCl2(g)===Cl2(g)＋CO(g)ΔH＝＋108kJ·mol－1。反应体系达到平衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示(第10min到14min的COCl2浓度变化曲线未示出)：①计算反应在第8min时的平衡常数K＝__________；②比较第2min反应温度T(2)与第8min反应温度T(8)的高低：T(2)________T(8)(填“<”、“>”或“＝”)；③若12min时反应于温度T(8)下重新达到平衡，则此时c(COCl2)＝________mol·L－1；④比较产物CO在2～3min、5～6min和12～13min时平均反应速率[平均反应速率分别以v(2～3)、v(5～6)、v(12～13)表示]的大小________________________________；⑤比较反应物COCl2在5～6min和15～16min时平均反应速率的大小：v(5～6)________v(15～16)(填“<”、“>”或“＝”)，原因是___________________________。答案①0.234mol·L－1②<③0.031④v(5～6)>v(2～3)＝v(12～13)⑤>在相同温度时，该反应的反应物浓度越高，反应速率越大解析①根据图像得出以下数据：COCl2(g)===Cl2(g)＋CO(g)ΔH＝＋108kJ·mol－1开始mol·L－10.0550.0950.078minmol·L－10.040.110.085K＝eq\f(cCl2·cCO,cCOCl2)＝eq\f(0.11×0.085,0.04)mol·L－1≈0.234mol·L－1。②2min和8min时反应都处于平衡状态，在4min时生成物浓度都增大，反应物浓度减小，则改变的条件是升高温度，故T(2)<T(8)。③设12min时COCl2的平衡浓度为x。由于12min时反应在温度T(8)下达到平衡，则由平衡常数定义得K＝eq\f(cCl2·cCO,cCOCl2)＝eq\f(0.12×0.06,x)mol·L－1＝0.234mol·L－1解得x≈0.031mol·L－1。④分析图像表示的意义，根据图像可得出平均反应速率为v(5～6)>v(2～3)＝v(12～13)。⑤分析图像可知反应在5～6min和15～16min时，反应温度相同，因为在相同温度时，该反应的反应物浓度越高，反应速率越大，故v(5～6)>v(15～16)。各省市高考题调研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/min0246810V(O2)/mL0.09.917.222.426.529.9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－1B．6～10min的平均反应速率：v(H2O2)<3.3×10－2mol·L－1·min－1C．反应到6min时，c(H2O2)＝0.30mol·L－1D．反应到6min时，H2O2分解了50%答案C解析2H2O2eq\o(=====,\s\up7(催化剂))2H2O＋O2↑A项，6min时，生成O2的物质的量n(O2)＝eq\f(22.4mL×10－3L·mL－1,22.4L·mol－1)＝1×10－3mol，依据反应方程式，消耗n(H2O2)＝2×10－3mol，所以0～6min时，v(H2O2)＝eq\f(2×10－3mol,0.01L×6min)≈3.3×10－2mol·L－1·min－1，正确；B项，6～10min时，生成O2的物质的量n(O2)＝eq\f(29.9－22.4×10－3L,22.4L·mol－1)≈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)＝eq\f(0.67×10－3mol,0.01L×4min)≈1.68×10－2mol·L－1·min－1<3.3×10－2mol·L－1·min－1，正确；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)＝eq\f(2×10－3mol,0.01L)＝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．(2014·福建理综，12)在一定条件下，N2O分解的部分实验数据如下：反应时间/min01020304050c(N2O)/mol·L－10.1000.0900.0800.0700.0600.050反应时间/min60708090100c(N2O)/mol·L－10.0400.0300.0200.0100.000下图能正确表示该反应有关物理量变化规律的是()(注：图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间，c1、c2均表示N2O初始浓度且c1＜c2)答案A解析分析实验数据可看出，相同时间间隔内，N2O物质的量浓度变化值相同，可得出结论：N2O的分解速率与其物质的量浓度无关，故A项正确，B项错误；分析数据可知：0．100mol·L－1→0.050mol·L－1时间为50min，0．080mol·L－1→0.040mol·L－1时间为40min，0．060mol·L－1→0.030mol·L－1时间为30min，0．040mol·L－1→0.020mol·L－1时间为20min，0．020mol·L－1→0.010mol·L－1时间为10min，所以随着N2O物质的量浓度的增大，半衰期增大，故C项错误；转化率相等的情况下，浓度越大，所需时间越长，D项错误。3．(2014·重庆理综，7)在恒容密闭容器中通入X并发生反应：2X(g)Y(g)，温度T1、T2下X的物质的量浓度c(X)随时间t变化的曲线如图所示。下列叙述正确的是()A．该反应进行到M点放出的热量大于进行到W点放出的热量B．T2下，在0～t1时间内，v(Y)＝eq\f(a－b,t1)mol·L－1·min－1C．M点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆D．M点时再加入一定量X，平衡后X的转化率减小答案C解析根据图像给出的在不同温度下达到平衡所需要的时间可得出：T1>T2，再根据不同温度下达到平衡时c(X)的大小可推出此反应为放热反应。M点X的转化率小于W点X的转化率，因此反应进行到M点放出的热量小于进行到W点放出的热量，选项A不正确；T2下，在0～t1时间内，v(X)＝eq\f(a－b,t1)mol·L－1·min－1，v(Y)＝eq\f(1,2)v(X)＝eq\f(a－b,2t1)mol·L－1·min－1，选项B不正确；M点时在恒容条件下再加入一定量X，相当于增大压强，平衡正向移动，平衡后X的转化率增大，选项D不正确；在T1和T2温度时，当达到平衡状态时，M点v正(M)＝v逆(M)，W点v正(W)＝v逆(W)，温度高反应速率快，v逆(M)>v逆(W)，又v逆(W)>v逆(N)，则v逆(M)>v逆(N)，则v正(M)>v逆(N)，选项C正确。4．(2013·福建理综，12)NaHSO3溶液在不同温度下均可被过量KIO3氧化，当NaHSO3完全消耗即有I2析出，依据I2析出所需时间可以求得NaHSO3的反应速率。将浓度均为0.020mol·L－1的NaHSO3溶液(含少量淀粉)10.0mL、KIO3(过量)酸性溶液40.0mL混合，记录10～55℃间溶液变蓝时间，55A．40℃之前与40B．图中b、c两点对应的NaHSO3反应速率相等C．图中a点对应的NaHSO3反应速率为5.0×10－5mol·L－1·s－1D．温度高于40℃答案B解析应读懂题干，当溶液变蓝时亚硫酸氢钠恰好完全反应，然后根据选项逐一进行分析。A由图像可知，40℃之前温度越高溶液变蓝所需要的时间越短，40℃之后温度越高溶液变蓝所需要的时间越长，其变化趋势相反；B项b、c两点的温度不同，所以反应速率不相等；C项当溶液变蓝时发生反应IOeq\o\al(－,3)＋5I－＋6H＋===3I2＋3H2O，此时反应6HSOeq\o\al(－,3)＋2IOeq\o\al(－,3)===6SOeq\o\al(2－,4)＋2I－＋6H＋恰好结束，即溶液变蓝时NaHSO3恰好完全反应，v(NaHSO3)＝eq\f(0.020mol·L－1×10.0mL,80s×50.0mL)＝5.0×10－5mol·L－1·s－1；D项温度高于40℃时，淀粉易糊化，故淀粉不宜在高于40℃的条件下作指示剂。5．[2011·福建理综，23(4)]在酸性溶液中，碘酸钾(KIO3)和亚硫酸钠可发生如下反应：2IOeq\o\al(－,3)＋5SOeq\o\al(2－,3)＋2H＋===I2＋5SOeq\o\al(2－,4)＋H2O生成的碘可以用淀粉溶液检验，根据反应溶液出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率。某同学设计实验如下表所示：实验序号0.01mol·L－1KIO3酸性溶液(含淀粉)的体积/mL0.01mol·L－1Na2SO3溶液的体积/mLH2O的体积/mL实验温度/℃溶液出现蓝色时所需时间/s实验15V13525实验2554025实验355V20该实验的目的是________；表中V2＝________mL。答案探究该反应的速率与温度、亚硫酸钠溶液浓度的关系(或其他合理答案)40解析通过分析表中的数据可知，该实验研究的是温度、浓度对反应速率的影响；由于实验1和实验2的温度相同，故实验2与实验3的溶液的浓度一定相同，即水的体积一定相同，因此V2＝40。练出高分1．某反应过程中能量变化如图所示，下列有关叙述正确的是()A．该反应为放热反应B．催化剂改变了化学反应的热效应C．催化剂不改变化学反应过程D．催化剂改变了化学反应速率答案D解析A项，反应物总能量低于生成物总能量应为吸热反应，催化剂降低反应所需活化能，改变反应过程，改变化学反应速率，但热效应不变，所以D正确。2．下列说法正确的是()①参加反应的物质的性质是影响化学反应速率的主要因素②光是影响某些化学反应速率的外界条件之一③决定化学反应速率的主要因素是浓度④不管什么反应，增大浓度、加热、加压、使用催化剂都可以加快反应速率A．①②B．②③C．③④D．①④答案A解析影响化学反应速率的主要因素是参加反应的物质的性质，①正确，③错误；影响化学反应速率的外因包括浓度、温度、催化剂、压强和其他一些条件(如光等)，②正确；加压对没有气体参加的反应影响不大，④错误。3．下列有关化学反应速率的说法正确的是()A．用铁片和稀硫酸反应制氢气时，可改用98%的浓硫酸加快生成氢气速率B．100mL2mol·L－1的盐酸跟锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率不变C．SO2的催化氧化是一个放热反应，所以升高温度，反应速率减慢D．汽车尾气中NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2，减小压强反应速率减慢答案D解析常温下，铁和浓硫酸发生钝化现象，得不到氢气，故A错误；溶液中氢离子浓度降低，导致反应速率减小，故B错误；升高温度反应速率增大，故C错误；减小压强，反应速率减慢，故D正确。4．反应4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)在10L密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45mol，则此反应的平均反应速率v(X)(反应物的消耗速率或产物的生成速率)可表示为()A．v(O2)＝0.001mol·L－1·s－1B．v(NH3)＝0.01mol·L－1·s－1C．v(NO)＝0.001mol·L－1·s－1D．v(H2O)＝0.045mol·L－1·s－1答案C解析半分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45mol，则水蒸气的浓度变化量是0.45mol÷10L＝0.045mol·L－1。所以用水蒸气表示的反应速率是0.045mol·L－1÷30s＝0.0015mol·L－1·s－1，又因为反应速率之比等于化学计量数之比，所以v(O2)＝eq\f(5,6)v(H2O)＝eq\f(5,6)×0.0015mol·L－1·s－1＝0.00125mol·L－1·s－1，v(NH3)＝v(NO)＝eq\f(4,6)×0.0015mol·L－1·s－1＝0.001mol·L－1·s－1，C正确。5．在容积为2L的密闭容器中，有反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，经过5分钟达到平衡，此时各物质的变化为A减少amol·L－1，B的平均反应速率v(B)＝eq\f(a,15)mol·L－1·min－1，C增加eq\f(2a,3)mol·L－1，这时若增加系统压强，发现A与C的百分含量不变，则m∶n∶p∶q为()A．3∶1∶2∶2B．1∶3∶2∶2C．1∶3∶2∶1D．1∶1∶1∶1答案A解析B的平均反应速率v(B)＝eq\f(a,15)mol·L－1·min－1，则B的浓度减少eq\f(a,15)mol·L－1·min－1×5min＝eq\f(a,3)mol·L－1。又因为浓度的变化量之比是相应的化学计量数之比，所以m∶n∶p＝a∶eq\f(a,3)∶eq\f(2,3)a＝3∶1∶2，由于增加系统压强，A、C的百分含量不变，所以该反应为等体积反应，即3＋1＝2＋qq＝2。6．某工业生产中发生反应：2A(g)＋B(g)2M(g)ΔH<0。下列有关该工业生产说法正确的是()A．工业上合成M时，一定采用高压条件，因为高压有利于M的生成B．若物质B价廉易得，工业上一般采用加入过量的B，以提高A和B的转化率C．工业上一般采用较高温度合成M，因温度越高，反应物的转化率越高D．工业生产中常采用催化剂，因为生产中使用催化剂可提高M的日产量答案D7．已知某化学实验的结果如下表：实验序号反应物在相同温度下测得的反应速率v/mol·L－1·min－1大小相同的金属片酸溶液1镁条1mol·L－1盐酸v12铁片1mol·L－1盐酸v23铁片0.1mol·L－1盐酸v3下列结论正确的是()A．v1＞v2＞v3B．v3＞v2＞v1C．v1＞v3＞v2D．v2＞v3＞v1答案A解析影响化学反应速率的主要因素是反应物自身的性质，由于镁的活动性比铁强，所以与相同浓度的盐酸反应时，镁条放出氢气的速率大；反应物浓度也影响反应速率，在一定范围内，速率与浓度成正比，故v2＞v3。8．(2014·枣庄模拟)对于合成氨反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0，下列研究结果和示意图相符的是()选项ABCD研究结果压强对反应的影响温度对反应的影响平衡体系增加N2对反应的影响催化剂对反应的影响图示答案C9．在298K时，实验测得溶液中的反应：H2O2＋2HI===2H2O＋I2在不同浓度时的化学反应速率如表所示，由此可推知第5组实验中c(HI)、c(H2O2)不可能为()实验编号123456c(HI)/mol·L－10.1000.2000.1500.100？0.500c(H2O2)/mol·L－10.1000.1000.1500.200？0.400v/mol·L－1·s－10.007600.01520.01710.01520.02280.152A.0.150mol·L－1、0.200mol·L－1B．0.300mol·L－1、0.100mol·L－1C．0.200mol·L－1、0.200mol·L－1D．0.100mol·L－1、0.300mol·L－1答案C解析由表中数据可推出化学反应速率v与c(HI)和c(H2O2)的乘积成正比，以实验1为参照，实验5的化学反应速率是实验1的3倍，所以实验5中c(HI)和c(H2O2)的乘积应是实验1的3倍。通过计算，C选项不符合题意。10．可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)的v－t图像如图甲所示，若其他条件都不变，只是在反应前加入合适的催化剂，则其v－t图像如图乙所示。①a1＝a2②a1＜a2③b1＝b2④b1＜b2⑤t1＞t2⑥t1＝t2⑦两图中阴影部分面积相等⑧图Ⅱ中阴影部分面积更大以上所述正确的为()A．②④⑤⑦B．②④⑥⑧C．②③⑤⑦D．②③⑥⑧答案A解析使用催化剂仅仅是加快反应速率，缩短达到平衡的时间，故②④⑤⑦正确。11．一定温度下，在2L的恒容密闭容器中，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________，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)10s后的某一时刻(t1)改变了外界条件，其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，使用了催化剂答案(1)0.079mol·L－1·s－10.395mol·L－179.0%(2)X(g)＋Y(g)2Z(g)(3)CD解析(1)分析图像知：Δc(Z)＝eq\f(1.58mol－0mol,2L)＝0.79mol·L－1，v(Z)＝eq\f(0.79mol·L－1,10s)＝0.079mol·L－1·s－1；Δc(X)＝eq\f(1.20mol－0.41mol,2L)＝0.395mol·L－1；Y的转化率α(Y)＝eq\f(1.00mol－0.21mol,1.00mol)×100%＝79.0%。(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)中的化学方程式可知，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。12．在一密闭容器中发生反应N2＋3H22NH3，达到平衡后，只改变某