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文档简介
6.2化学反应的速率与限度(讲练)考点一化学反应速率1.1.对化学反应速率(1)在同一反应中,用不同的物质表示同一时间的反应速率时,其数值可能不同,但表达的意义是相同的,都表示同一个反应的化学反应速率。各物质表示的化学反应速率等于它们的化学计量系数之比即:对于在一个容器中的一般反应
aA+bBpC+qD来说有:vA
:vB
:vC
:vD=a:b:p:q浓度是指物质的量浓度而不是物质的量或质量分数(3)化学反应速率与时间和浓度有关,无论是用反应物浓度的减少还是用生成物浓度的增加来表示,都取正值,所以化学反应速率一般为正值(4)化学反应速率有瞬时速率和平均速率之分,化学反应速率是指平均反应速率(5)纯固体或纯液体,因其反应是在表面进行的,单位体积里的物质的量是不变的,即物质的量浓度视为常数,因此其化学反应速率视为一常数2.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)归一法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(2)比值法将各物质表示的反应速率转化成同一单位后,再除以对应各物质的化学计量数,然后对求出的数值进行大小排序,数值大的反应速率快【例11】(2023·河南)一定温度下,向密闭容器中加入气体和气体,发生如下反应:,测得内反应物A的物质的量由降低到,则反应速率为A. B.C. D.【答案】A【解析】向密闭容器中加入气体和气体,起始时A的浓度为1mol/L,内反应物A的物质的量由降低到,则A的浓度减少了0.5mol/L,则,A正确;故选A。【例12】(2023江苏)将等物质的量的A、B混合于2L的恒容密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g),经5min后测得D的浓度为1mol·L1,c(A):c(B)=3:5,C的平均反应速率为0.2mol·L1·min1.求:(1)反应开始前容器中A、B的物质的量:n(A)=n(B)=_______mol。(2)5min后A的浓度c(A)=_______mol·L1,(3)5min内B的平均反应速率:v(B)=_______mol·L1·min1。(4)x的值为_______。【答案】(1)6(2)1.5(3)0.1(4)2【解析】设起始时A、B的物质的量均为amol,依据题意建立如下三段式:(1)由5min后,c(A):c(B)=3:5,可得(a3):(a1)=3:5,解得a=6,即n(A)=n(B)=6mol;(2)由三段式数据可知,5min时c(A)==1.5mol/L;(3)由“三段式”数据可知,5min内:;(4)由速率之比等于系数之比,,C的平均反应速率为0.2mol·L1·min1,得x=2。【例13】(2023下·江苏扬州·高一扬州中学校考阶段练习)对于反应,下列表示中反应速率最大的是A.v(A)=0.3mol•L1•s1 B.v(B)=0.4mol•L1•s1C.v(C)=0.5mol•L1•s1 D.v(D)=0.8mol•L1•min1【答案】A【解析】将选项中的速率都转化为用A物质表示的反应速率且统一单位。A.v(A)=0.3mol·L1·s1;B.v(B)=0.4mol·L1·s1,此时v(A)≈0.133mol·L1·s1;C.v(C)=0.5mol•L1•s1,此时v(A)=0.25mol·L1·s1;D.v(D)=0.8mol•L1•min1,此时v(A)≈0.0067mol•L1•s1;故反应速率最大的为0.3mol·L1·s1,答案选A。【变式】1.(2023下·湖南邵阳·高一统考期末)反应,经过2min,B的浓度减少0.6mol/L,对此反应速率的表示正确的是A.用A表示的反应速率为0.4mol/(L·min)B.分别用B、C、D表示的反应速率的比值为3:2:1C.在2min末的反应速率,用B表示是:0.3mol/(L·min)D.在这2min内用D表示的化学反应速率为:0.2mol/(L·min)【答案】B【解析】A.A是固体,不能用A的浓度变化表示反应速率,故A错误;B.同一化学反应,用不同物质表示的速率比等于系数比,分别用B、C、D表示的反应速率的比值为3:2:1,故B正确;C.在2min内的平均反应速率,用B表示是:0.3mol/(L·min),故C错误;D.经过2min,B的浓度减少0.6mol/L,则D的浓度增大0.2mol/L,在这2min内用D表示的化学反应速率为:0.1mol/(L·min),故D错误;选B。2.(2023下·四川南充·高一四川省南充高级中学校考期中)在一定条件下,将3molA和1molB投入容积为2L的密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g)=xC(g)+2D(g)。2min末测得此时容器中C和D的浓度分别为0.2mol·L-1和0.4mol·L-1.下列叙述正确的是A.x=2 B.0-2min内用D表示的反应速率为0.2mol·L-1·min-1C.3v(A)=v(B) D.2min时,A的物质的量为2.4mol【答案】B【解析】A.2min末测得此时容器中C和D的浓度为0.2mol/L和0.4mol/L,根据浓度的变化量之比是相应的化学计量数之比可知x=1,A错误;B.0-2min内用D表示的反应速率为,B正确;C.由化学反应速率之比等于化学计量数之比,v(A)=3v(B),C错误;D.根据方程式可知消耗B应该是0.2mol/L,物质的量是0.4mol,则消耗A的物质的量为3×0.4mol/L=1.2mol,2min时,A的物质的量为3mol1.2mol=1.8mol,D错误;故选B。3.(2023下·陕西商洛·高一校考期中)在四个不同的容器中,不同条件下进行的合成氨反应N2+3H22NH3,其中生成氨气速率最快的是A.v(N2)=0.3mol·L1·min1 B.v(NH3)=0.5mol·L1·min1C.v(H2)=0.01mol·L1·s1 D.v(N2)=0.2mol·L1·min1【答案】A【解析】A.=0.3mol·L1·min1;B.=0.25mol·L1·min1;C.=mol·L1·min1;D.=0.2mol·L1·min1;数值大者反应速率就大,所以A选项生成氨气的速率最快。故选:A。4.(2023河南)反应A(g)+3B(g)2C(g)+3D(g)在四种不同情况下的反应速率如下,则反应速率由快到慢的顺序为①v(A)=0.01mol·L1·s1
②v(B)=0.06mol·L1·s1③v(C)=2.4mol·L1·min1
④v(D)=3.5mol·L1·min1A.②>③>④>① B.④>②=③>①C.②=③>④>① D.④>①>②>③【答案】C【解析】反应速率单位相同时,用各物质表示的反应速率除以对应各物质的化学计量数,数值大的反应速率快,1mol·L1·s1=1×60mol·L1·min1,①v(A)=0.01mol·L1·s1=0.01×60=0.6mol·L1·min1,0.6/1=0.6,②v(B)=0.06mol·L1·s1=0.06×60=3.6mol·L1·min1,3.6/3=1.2,③v(C)=2.4mol·L1·min1,2.4/2=1.2,④v(D)=3.5mol·L1·min1,3.5/3=1.17,则反应速率由快到慢的顺序为②=③>④>①,故选:C。故选D。考点二影响化学反应速率的因素化学反应速率的影响因素化学反应速率的影响因素影响因素规律(其他条件相同时)内因反应物本身的性质反应物的化学性质越活泼,化学反应速率越快外因反应物的温度升高反应物的温度,化学反应速率加快反应物的浓度增大反应物的浓度,化学反应速率加快气态反应物的压强增大气态反应物的压强,化学反应速率加快催化剂使用催化剂,化学反应速率加快固体反应物的表面积固体反应物的表面积越大,化学反应速率加快【例21】(2023·河南濮阳)一定温度下,足量锌与少量稀硫酸反应。向反应混合物中加入下列物质对生成氢气的体积V(H2)和速率v(H2)的影响判断正确的是A.加入NH4HSO4固体,V(H2)不变,v(H2)变大B.加入少量锌,V(H2)不变,v(H2)变大C.滴加少量CuSO4溶液,V(H2)变小,v(H2)不变D.加入CH3COONa固体,V(H2)不变,v(H2)变小【答案】D【解析】A.加入NH4HSO4固体,氢离子浓度增大,V(H2)变大,v(H2)变大,故A错误;B.加入少量锌,氢离子浓度不变,V(H2)不变,v(H2)不变,故B错误;C.滴加少量CuSO4溶液,形成锌铜原电池,反应速率加快,V(H2)不变,v(H2)变大,故C错误;D.加入CH3COONa固体,形成弱电解质醋酸,V(H2)不变,v(H2)变小,故D正确;故选:D。【例22】(2023·河北保定)某实验小组为探究影响H2O2分解的因素设计表中实验,下列有关说法错误的是溶液温度时间(收集50mLO2)①10mL15%H2O2溶液25℃160s②10mL30%H2O2溶液25℃120s③10mL15%H2O2溶液50℃50s④10mL15%H2O2溶液+1mL5%FeCl3溶液50℃20sA.实验①和②,可探究H2O2浓度对H2O2分解速率的影响B.实验①和③,可探究温度对H2O2分解速率的影响C.实验①和④,可探究催化剂对H2O2分解速率的影响D.由上述实验可知,增大H2O2浓度、升高温度都能加快H2O2分解速率【答案】C【解析】A.实验①和②,变量为H2O2溶液浓度,可探究浓度对反应速率的影响,A正确;B.实验①和③,变量为温度,可探究温度对反应速率的影响,B正确;C.实验①和④相比,实验中加入的FeCl3溶液导致两组中H2O2的浓度略有差别,且二者温度不同,不能探究催化剂对反应速率的影响,C错误;D.通过实验数据及前面的分析可知,增大浓度、升高温度、加入合适的催化剂都能加快反应速率,D正确。故选C。【变式】1.(2023下·海南海口·高一海口市长流中学校考期中)将镁带投入盛放在敞口容器内的盐酸里,反应速率用产生的氢气的速率表示,在下列因素中:①盐酸的浓度②镁带的表面积③溶液的温度④盐酸的体积⑤氯离子的浓度,影响反应速率的因素是A.①④ B.③⑤ C.①②③⑤ D.①②③【答案】D【解析】镁与盐酸反应实质是:Mg+2H+=Mg2++H2↑,所以盐酸(H+)浓度、镁带的表面积及溶液的温度对速率有影响。故选D。2.(2023·江苏扬州)容易生锈,除了本身化学性质以外,与外界条件也有很大关系。铁与氧气在有水的环境中反应,生成一种叫氧化铁的物质,是铁锈主要成分,铁生锈的总反应为4Fe+3O2+xH2O=2Fe2O3•xH2O。铁锈特别容易吸收水分,铁表面的铁锈如果不除去,铁也就锈蚀的更快了。下列反应条件的改变对4Fe+3O2+xH2O=2Fe2O3•xH2O速率的影响不正确的是A.增大O2的浓度能加快生锈速率 B.潮湿环境中铁生锈的速率更快C.干燥空气中铁生锈速率更快 D.升高温度能加快生锈速率【答案】C【解析】A.增大O2的浓度,反应物浓度增大,反应速率加快,能加快生锈速率,故A正确;B.氧在有水的环境中与铁反应,故潮湿环境中铁生锈的速率更快,故B正确;C.干燥空气中铁不易生锈,故C错误;D.升高温度,反应速率加快,能加快生锈速率,故D正确。故选C。3.(2023下·福建宁德·高一统考期末)探究酸性溶液与溶液反应速率的影响因素,现进行如表实验(忽略溶液体积变化)。下列说法不正确的是编号酸性溶液体积/mL溶液体积/mL水的体积/mL反应温度/℃反应时间/minⅠ2a0500.5Ⅱ220202.1Ⅲ2b1205.5A.a=2,b=1B.实验Ⅰ、Ⅲ的目的是探究温度对化学反应速率的影响C.实验Ⅱ、Ⅲ的目的是探究浓度对化学反应速率的影响D.若改用酸性溶液,将不能达到实验目的【答案】B【解析】A.实验Ⅰ、Ⅱ的变量为温度,则其它量相同,溶液总体积相同,故a=2;实验Ⅱ、Ⅲ的变量为草酸的浓度,则b=1,故A正确;B.实验Ⅰ、Ⅲ有2个变量,不能探究温度对化学反应速率的影响,故B错误;C.实验Ⅱ、Ⅲ变量为草酸的浓度,目的是探究浓度对化学反应速率的影响,故C正确;D.高锰酸钾溶液红色,通过反应后溶液颜色变化判断反应情况,若改用酸性溶液,则高锰酸钾过量,反应后溶液仍为红色,将不能达到实验目的,故D正确;故选B。4.(2023·高一课时练习)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和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·L1·s1,v(A)=,则该反应的化学方程式为。(2)从反应开始到12s内,A的转化率为。(3)若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行,反应相同时间后,测得三个容器中的反应速率分别为:甲:v(A)=0.3mol·L1·s1;乙:v(B)=0.12mol·L1·s1;丙:v(C)=9.6mol·L1·min1,则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为。(4)下列条件的改变能加快上述反应的反应速率的是。①升高温度②保持压强不变,充入He③保持体积不变,充入He④增加A的浓度【答案】(1)0.075mol·L1·s13A(g)+B(g)⇌2C(g)(2)75%(3)乙>甲>丙(4)①④【解析】(1)化学反应速率之比等于化学方程式计量系数之比,平衡时A的浓度为0.2mol·L1,B的浓度为0.3mol·L1,,A与B的计量系数之比为4∶1,A前4s内,v(C)=0.05mol·L1·s1,则A与B计量系数之比为3∶2,反应方程式中A、B、C的化学计量数比为3∶1∶2,则该反应的化学方程式为;(2)从反应开始到12s内,A的转化率为;(3)根据反应方程式中化学计量数关系,可得甲:v(A)=0.3mol·L1·s1;乙:v(B)=0.12mol·L1·s1,转化为v(A)=3v(B)=0.36mol·L1·s1;丙:v(C)=9.6mol·L1·min1=0.16mol·L1·s1,转化为v(A)=v(C)=0.24mol·L1·s1;所以甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为乙>甲>丙;(4)①升高温度,反应速率加快,①正确;②保持压强不变,充入He,体积增大,反应物和生成物的浓度减小,反应速率减慢,②错误;③保持体积不变,充入He,反应物和生成物的浓度不变,反应速率不变,③错误;④增加A的浓度,反应速率加快,④正确;故选①④。考点三化学平衡状态的判断1.1.可逆反应达到平衡状态时主要有以下两个特征:①v正=v逆;②混合物中各组分的百分含量不变(除百分含量外其他在反应过程中变化的量,达到平衡后均不再发生变化,即“变化量”达“定量”),以上两个特征可作为判断可逆反应达平衡的标志2.判断化学反应达到平衡状态的方法(1)直接标志:正、逆反应速率相等①同种物质:v正=v逆≠0,(同一种物质的生成速率等于消耗速率)②不同种物质:eq\f(v正(A),v逆(B))=eq\f(A化学计量数,B化学计量数)A.在化学方程式同一边的不同物质的生成速率与消耗速率之比等于化学计量数之比B.在化学方程式两边的不同物质的生成(或消耗)速率之比等于化学计量数之比③各组分的浓度保持一定A.各组分的浓度不随时间的改变而改变B.各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数不随时间的改变而改变3、间接判断依据:以mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)为例类型判断依据是否是平衡状态混合物体系中各成分的含量①各物质的物质的量或各物质的物质的量的分数一定平衡②各物质的质量或各物质质量分数一定平衡③各气体的体积或体积分数一定平衡④总体积、总压强、总物质的量一定不一定平衡正、逆反应速率的关系①在单位时间内消耗了mmolA同时生成mmolA,即v(正)=v(逆)平衡②在单位时间内消耗了nmolB同时消耗了pmolC,则v(正)=v(逆)平衡③在单位时间内生成nmolB,同时消耗了qmolD,因均指v(逆)不一定平衡④v(A):v(B):v(C):v(D)=m:n:p:q,v(正)不一定等于v(逆)不一定平衡压强①m+n≠p+q时,总压强一定(其他条件一定)平衡②m+n=p+q时,总压强一定(其他条件一定)不一定平衡混合气体平均相对分子质量①一定时,只有当m+n≠p+q时平衡②一定时,但m+n=p+q时不一定平衡温度任何反应都伴随着能量变化,当体系温度一定时平衡颜色反应体系内有色物质的颜色一定平衡体系的密度恒温恒容时,密度一定不一定平衡恒温恒压时,若m+n≠p+q,则密度一定时平衡恒温恒压时,若m+n≠p+q,则密度一定时【例31】(2023下·海南海口)可以充分说明可逆反应A(g)+3B(g)3C(g)+D(g),在恒温下达到平衡状态的是A.反应器内压强不随时间变化而变化B.反应器内A、B、C、D四种气共存C.生成A的速率和生成的D的速率相等D.生成1molA同时有3molC的消耗【答案】C【解析】A.该反应是反应前后气体的物质的量不变的反应,所以无论平衡与否气体的压强都不会发生变化,反应器内压强不变不能说明反应达到平衡状态,故A不选;B.该反应是可逆反应,故反应物和生成物均可共存,所以反应器内A、B、C、D四种气体共存不能说明反应达到平衡状态,故B不选;C.A和D的系数一样,生成A的速率和生成的D的速率相等,即v正=v逆,反应达到平衡,故C选;D.无论平衡与否,生成1molA的同时一定消耗3molC,不能说明反应达到平衡,故D不选;故选C。【例32】(2023陕西)在一个不传热的恒容密闭容器中,可逆反应达到平衡的标志是
①反应速率
②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(相同状况)⑤体系的温度不再发生变化
⑥⑦单位时间内3molH—H键断裂参加反应,同时2molN—H键也断裂参加反应A.①②③⑤⑥ B.②③④⑤⑥ C.②③⑤⑥ D.②③④⑥⑦【答案】C【解析】①在化学反应中,各物质的反应速率之比始终等于化学方程式中各物质的化学计量数之比,故题给条件不能证明反应达到平衡状态;②各组分的物质的量不再变化,可以证明反应达到平衡状态;③对于反应前后气体分子数改变的反应,恒容条件下,体系的压强不再变化,可以证明反应达到平衡状态;④恒容密闭容器中,混合气体体积始终不变,混合气体质量始终不变,故混合气体的密度始终不变,所以混合气体的密度不再变化,不能证明达到平衡状态;⑤反应前后有热量变化,不传热的恒容密闭容器中,温度会反生变化,体系的温度不再发生变化,证明反应达到平衡状态;⑥用N2表示的正反应速率与用NH3表示的逆反应速率比等于方程式中化学计量数之比,证明反应达到平衡状态;⑦单位时间内3molH—H键断裂参加反应,同时有6molN—H键断裂才能证明正逆反应速率相等,反应达平衡。题给条件不能判断反应达到平衡状态;所以②③⑤⑥符合题意。故选C。【例33】(2023·四川绵阳)恒温下,将amolN2与24molH2的混合气体通入一个固定容积的密闭容器中,发生如下反应:(1)若反应进行到某时刻t时,n(N2)=13mol,n(NH3)=6mol,a=。(2)反应达到平衡时,混合气体的体积为716.8L(标准状况下),其中NH3的含量(体积分数)为25%;①n(NH3)=。②下列叙述能说明该反应已达到化学平衡状态的是(填字母)。A.容器内的总压强不随时间而变化
B.反应后混合气体的密度不再发生变化C.三种气体的浓度相等
D.2v(NH3)(逆)=3v(H2)(正)E.混合气体的平均相对分子质量不再发生变化③H2的平衡转化率为α(H2)=;原混合气体与平衡混合气体的压强之比p(始)∶p(平)=。(要有必要的计算步骤)【答案】(1)16(2)8molAE0.55∶4【解析】(1)若反应进行到某时刻t时,n(NH3)=6mol,则反应消耗3molN2,此时n(N2)=13mol,则a=(13+3)mol=16mol;(2)①n(NH3)=;②A.反应前后气体物质的量不同,压强是变量,容器内的总压强不随时间而变化,反应一定达到平衡状态,故选A;
B.反应前后气体总质量不变,容器体积不变,气体密度是恒量,反应后混合气体的密度不再发生变化,反应不一定平衡,故不选B;C.三种气体的浓度相等,不能判断是否还发生改变,反应不一定平衡,故不选C;
D.反应达到平衡时3v(NH3)(逆)=2v(H2)(正),2v(NH3)(逆)=3v(H2)(正)时反应不平衡,故不选D;E.反应前后气体总质量不变,气体物质的量不同,平均相对分子质量是变量,混合气体的平均相对分子质量不再发生变化,反应一定达到平衡状态,故选E;选AE;③反应生成8mol氨气,消耗12molH2,H2的平衡转化率为α(H2)=;根据可知,生成2mol氨气,气体物质的量减少2mol,该反应生成8mol氨气,则气体总物质的量减少8mol,则原混合气体的物质的量为32mol+8mol=40mol,同温同体积,压强比等于物质的量之比,原混合气体与平衡混合气体的压强之比p(始)∶p(平)=40:32=5:4。【变式】1.(2023下·四川遂宁·高一射洪中学校考阶段练习)在恒温恒容的条件下,加入等物质的量的A和B发生A(g)+B(g)2C(g)+D(s)反应,下列说法能作为该反应达到平衡状态的标志的是①单位时间内消耗amolA,同时生成2amolC②混合气体的密度不再变化③A、B的转化率相等时④混合气体的总压强不再变化⑤A、B、C的分子数之比为1∶1∶2A.② B.②③ C.①③⑤ D.②④【答案】A【解析】A(g)+B(g)2C(g)+D(s)为气体体积不变的可逆反应,该反应达到平衡状态时,正反应速率与逆反应速率相等,各组分的浓度、百分含量等变量不再变化,以此进行判断。①单位时间内消耗amolA,同时生成2amolC,表示的都是正反应速率,无法判断平衡状态,①不合题意;②D为固态,混合气体的密度为变量,当混合气体的密度不再变化时,表明达到平衡状态,②符合题意;③由题干已知A、B的起始量相等,根据反应方程式可知,A、B的转化量相等,即A、B的转化率一直相等,则A、B的转化率相等时不一定为平衡状态,③不合题意;④该反应前后气体体积不变,则压强始终不变,不能根据混合气体的总压强判断平衡状态,④不合题意;⑤平衡的特征之一是各物质的分子数保持不变,而不是相等或成比例,故A、B、C的分子数之比为1∶1∶2,不能说明反应达到化学平衡,⑤不合题意;综上分析只有②符合题意,故答案为A。2.(2023·陕西)可逆反应:2NO22NO+O2在体积固定的密闭容器中,达到平衡状态的标志是①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO③用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态④混合气体的颜色不再改变的状态⑤混合气体的密度不再改变的状态⑥混合气体的压强不再改变的状态⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态A.①④⑥⑦ B.②③⑤⑦ C.①③④⑤ D.全部【答案】A【解析】①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2,反应进行的方向相反,且变化量之比等于化学计量数之比,则反应达平衡状态,①正确;②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO,反应进行的方向相同,不一定达平衡状态,②不正确;③在反应进行的任何阶段,用NO2、NO、O2的物质的量浓度变化表示的反应速率的比都为2∶2∶1,反应不一定达平衡状态,③不正确;④混合气体的颜色不再改变时,c(NO2)不变,反应达平衡状态,④正确;⑤混合气体的质量不变、体积不变,则密度始终不变,所以密度不再改变时,反应不一定达平衡状态,⑤不正确;⑥反应前后气体的物质的量不等,平衡前压强在不断发生改变,当混合气体的压强不再改变时,反应达平衡状态,⑥正确;⑦混合气体的质量不变,物质的量发生改变,则平衡前混合气体的平均相对分子质量不断发生改变,当平均相对分子质量不再改变时,反应达平衡状态,⑦正确;综合以上分析,①④⑥⑦正确,故选A。3.(2023下·安徽铜陵·高一铜陵一中校考期中)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和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·L1·s1,v(A)=,则该反应的化学方程式为。(2)从反应开始到12s内,A的转化率为,若起始未充入C气体,则反应前后压强之比为。(3)若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行,反应相同时间后,测得三个容器中的反应速率分别为:甲:v(A)=0.3mol·L1·s1;乙:v(B)=0.12mol·L1·s1;丙:v(C)=9.6mol·L1·min1,则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为。(4)下列条件的改变能加快上述反应的反应速率的是。①升高温度②保持压强不变,充入He③保持体积不变,充入He④增加A的浓度(5)下列叙述能说明该反应达到化学平衡状态的是。A.混合气体的总物质的量不随时间变化而变化B.单位时间内每消耗3molA,同时生成2molCC.混合气体的体积不随时间变化而变化D.混合气体的密度不随时间变化而变化E.混合气体的平均摩尔质量不随时间变化而变化F.v(A):v(B)=3:1【答案】(1)0.075mol•L1•s13A(g)+B(g)⇌2C(g)(2)75%13:9(3)乙>甲>丙(4)①④(5)AE【解析】(1)由图可知,A、B的起始物质的量分别为0.8mol/L、0.5mol/L,4s时,A的物质的量为0.5mol/L,从反应开始到4s时,v(A)==0.075mol•L1•s1,则v(A):v(C)=3:2,则a:c=3:2,反应12s达到平衡,A、B平衡时物质的量分别为0.2mol•L1、0.3mol•L1,则△c(A)=(0.80.2)mol•L1=0.6mol•L1,△c(B)=(0.50.3)mol•L1=0.2mol•L1,则a:b=0.6:0.2=3:1,则a:b:c=3:1:2,则反应的化学方程式为:3A(g)+B(g)⇌2C(g),故答案为:0.075mol•L1•s1;3A(g)+B(g)⇌2C(g);(2)从反应开始到12s内,A的转化率为,由3A(g)+B(g)⇌2C(g),消耗0.2mol/L物质B时生成0.4mol/L物质C,开始总物质的量为(0.8+0.5)mol/L×2L=2.6mol,12s后总物质的量为(0.3+0.2+0.4)mol/L×2L=1.8mol,在等温等容时,压强之比等于物质的量之比,则反应前后压强之比为2.6:1.8=13:9;故答案为:75%;13:9;(3)根据化学反应速率之比等于化学计量数之比,甲:v(A)=0.3mol•L1•s1;乙:v(B)=0.12mol•L1•s1,v(A)=3×0.12mol•L1•s1=0.36mol•L1•s1;丙:v(C)=9.6mol•L1•s1,v(A)==0.24mol•L1•s1,则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为乙>甲>丙,故答案为:乙>甲>丙;(4)①升高温度,化学反应速率加快,故①正确;②保持压强不变,充入He,容器体积增大,反应物浓度减小,反应速率减慢,故②错误;③保持体积不变,充入He,反应物浓度不变,反应速率不变,故③错误;④增加A的浓度,化学反应速率加快,故④正确;故答案为:①④;(5)A.该反应是前后气体物质的量会改变,则混合气体的总物质的量不随时间变化而变化时,说明该反应达到化学平衡状态,故A正确;B.单位时间内每消耗3molA,同时生成2molC,表示的都是正反应速率,故不能据此判断反应是否达到平衡,故B错误;C.恒容条件下,混合气体的体积始终不变,则不能据此判断反应是否达到平衡,故C错误;D.根据质量守恒定律,该反应是前后气体质量m(g)不变,恒容条件下,由知密度始终不改变,所以不能据此判断反应是否达到平衡,故D错误;E.该反应是前后气体质量m(g)不变、物质的量n(g)会改变,由知混合气体的平均摩尔质量不随时间变化而变化时,说明该反应达到化学平衡状态,故E正确;F.v(A):v(B)=3:1,没有说明反应的方向,则不能据此判断反应是否达到平衡,故F错误;故答案为:AE。考点四化学反应条件的控制1.化学反应条件控制的目的1.化学反应条件控制的目的(1)促进有利的化学反应:提高反应速率;提高反应物的转化率,即原料的利用率。(2)抑制有害的化学反应:降低反应速率,控制副反应的发生,减少甚至消除有害物质的产生。2.化工生产中反应条件的调控化工生产中调控反应条件时,需要考虑控制反应条件的成本和实际可能性。【例4】(2023·上海)关于合成氨工业的说法错误的是A.合成氨工业采用循环操作,主要是为了提高氮气和氢气的利用率B.工业上一般选择400500℃的主要原因是让铁触媒的活性大,反应速率快C.从合成氨的原理出发,增大压强既有利于加快速率又有利于平衡右移,但压强增大设备成本大幅度提升,所以实际工业中往往采用常压D.为了防止催化剂“中毒”,原料气需要经过净化【答案】C【解析】A.合成氨工业采用循环操作,主要是为了提高氮气和氢气的利用率,提高经济效益,故A正确;B.合成氨反应使用铁触媒作催化剂,该催化剂在400500℃时活性最大,因此合成氨反应的温度控制在400500℃,故B正确;C.合成氨反应为气体体积减小的反应,增大压强既有利于加快速率又有利于平衡右移,但压强增大设备成本大幅度提升,综合考虑以上影响因素,实际工业中采用压强:2107~5107Pa,故C错误;D.合成氨反应使用铁触媒作催化剂,原料气中含有杂质的气体可能会造成催化剂中毒而活性减弱,因此原料气需要经过净化处理,故D正确;答案选C。【变式】1.(2023安徽)化学反应限度的调控在工业生产和环保技术等方面得到了广泛的应用,如果设法提高化学反应的限度,下面的说法错误的是()A.能够节约原料和能源 B.能够提高产品的产量C.能够提高经济效益 D.能够提高化学反应速率【答案】D【解析】提高了化学反应的限度,就是提高了反应物的转化率,提高了产量,更能提高经济效益,但不一定会提高反应的反应速率,所以选项D是错误的。答案选D。2.(2023·江苏)化学反应条件的控制具有重要的现实意义。如下反应条件的控制中,不恰当的是A.利用钠在点燃的条件下与氧气反应,制备过氧化钠B.为防止火灾,在面粉厂、加油站等场所要严禁烟火C.为加快的分解速率而加入D.降温加快的分解速率【答案】D【解析】A.钠和氧气在点燃或加热条件下反应生成过氧化钠,可以利用钠在点燃的条件下与氧气反应,制备过氧化钠,故A正确;B.为防止火灾,在面粉厂、加油站等场所要严禁烟火,故B正确;C.可以作为催化剂催化的分解反应,故C正确;D.降温会减慢的分解速率,故D错误;故选D。3(2023·湖南长沙)某化工厂生产Z的反应为X(g)+2Y(g)2Z(g);△H<0,温度、压强对Y的转化率的影响如下表所示:
压强/MPa温度/℃0.10.511040099.299.699.799.950093.596.997.899.360073.785.889.596.4工业合成Z的适宜条件是A.高温、高压 B.低温、高压 C.常温、常压 D.常压较高温度【答案】D【解析】该反应为可逆反应,正方向为体积减少的放热反应,从化学平衡移动条件分析应该采用低温高压有利于生成Z;增大压强可以使Y的转化率增大;而根据表格中提供的数据发现,压强的增加引起Y转化率的变化并不明显,所以工业上直接采用常压;同时反应中使用催化剂,为了使催化剂的催化活性最强,根据表格中提供的数据应该采用400℃~500℃,工业合成Z的适宜条件是常压较高温度,故答案选:D。考点五图像问题【例51】(2023·浙江杭州)在一定温度下,向容积为2L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应生成另外两种气体,反应中各物质的量变化如图所示,对该反应的推断合理的是A.该反应的化学方程式为:2B(g)+C(g)6A(g)+2D(g)B.反应进行到6s时,v(B)=v(D)C.物质A在0~6s内的平均反应速率为0.1mol•L1•s1D.反应进行到6s时,各物质的浓度不再改变,反应停止【答案】C【解析】A.从图中可知,BC为反应物,AD为生成物,且各物质的反应速率之比等于化学计量数之比,则该反应的化学方程式为3B(g)+4C(g)6A(g)+2D(g),A错误;B.反应进行到6s时达到平衡状态,但是根据化学方程式可知,2v(B)=3v(D),B错误;C.物质A在06s内物质的量变化量为1.2mol,则v(A)=,C正确;D.反应进行到6s,此时反应达到平衡,化学平衡是动态平衡,反应并未停止,D错误;故答案选C。【例52】(2023·河南新乡)H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得70℃时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是A.图甲表明,其他条件相同时,H2O2浓度越小,其分解速率越慢B.图乙表明,其他条件相同时,溶液碱性越弱,H2O2分解速率越慢C.图丙表明,少量Mn2+存在时,溶液碱性越强,H2O2分解速率越快D.图丙和图丁表明,碱性溶液中,c(Mn2+)对H2O2分解速率的影响大【答案】C【解析】A.图甲中溶液的pH相同,但浓度不同,浓度越大,相同时间内浓度的变化量越大,由此得出相同pH条件下,双氧水浓度越小,双氧水分解速率越慢,故A正确;B.图乙中H2O2浓度相同,但加入NaOH浓度不同,说明溶液的pH不同,NaOH浓度越大,相同时间内双氧水浓度变化量越大,由此得出双氧水浓度相同时,pH越小双氧水分解速率越慢,故B正确;C.图丙中少量Mn2+存在时,相同时间内双氧水浓度变化量0.1mol/LNaOH溶液>1.0mol/LNaOH溶液>0mol/LNaOH溶液,由此得出锰离子作催化剂时受溶液pH的影响,但与溶液的pH值不成正比,故C错误;D.图丁中pH相同,锰离子浓度越大,相同时间内双氧水浓度变化量越大,图丙中说明催化剂的催化效率受溶液的pH值影响,由此得出,碱性溶液中,c(Mn2+)对H2O2分解速率的影响大,故D正确;答案为C。【变式】1(2023·辽宁)一定温度下,向容积为2L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应,反应中各物质的物质的量的变化如图所示,下列对该反应的推断不合理的是A.在0~6s内,C的化学反应速率约为0.067mol·L1·s1B.6s后,反应停止了C.该反应的化学方程式为3B+4C⇌6A+2DD.在0~4s内,v(A)=3v(D)【答案】B【解析】A.在0~6s内,C的化学反应速率约为,A正确;B.6s后,反应达平衡,正、逆反应速率相等但不等于零,反应没有停止,只是达到动态平衡,B错误;C.由图中信息可知,0~6s内B、C物质的量分别减小0.6mol、0.8mol,A、D物质的量分别增加1.2mol、0.4mol,所以B、C、A、D系数比为3∶4∶6∶2,该反应的化学方程式为3B+4C⇌6A+2D,C正确;D.在0~4s内,用不同物质表示表示反应速率,速率比等于方程式系数比,v(A)=3v(D),D正确;故答案选B。2.(2023·云南)某同学在实验室进行了如下实验探究:甲:在试管1中加入100mL4mol•L1盐酸和20g颗粒状石灰石。乙:在试管2中加入100mL4mol•L1盐酸和10g粉末状石灰石。则同温同压下﹐实验甲、乙生成的CO2的体积V(CO2)与反应时间()的关系曲线图合理的是A.B.C. D.【答案】C【解析】碳酸钙和稀盐酸反应的方程式:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑,由关系式:,经计算可知,两组实验中的均完全反应,实验甲中石灰石的量比实验乙中的大,故实验甲产生的的体积更大,又因为固体粉末状的速率比颗粒状的大,故选:C。3.(2023福建)在1L的容器中,用纯净的CaCO3与100mL稀盐酸反应制取CO2,反应生成CO2的体积随时间的变化关系如图所示(CO2的体积已折算为标准状况下的体积)。下列分析正确的是A.OE段表示的平均反应速率最快B.F点收集到的CO2的量最多C.EF段,用HCl表示该反应的平均反应速率为D.OE、EF、FG三段中,该反应用二氧化碳表示的平均反应速率之比为2∶6∶7【答案】C【解析】A.由题图可知相同时间内EF段产生的CO2最多,所以该段反应速率最快,A错误;B.G点收集到的CO2的量最多,B错误;C.EF段产生的CO2共=0.02mol,由于反应中,所以该段消耗的HCl的物质的量为0.04mol,时间是1min,所以用HCl表示的EF段平均反应速率是,C正确;D.由于时间都是1min,所以OE、EF、FG三段中用二氧化碳表示的平均反应速率之比等于产生CO2的体积之比,即,D错误;答案选C。4.(2023广西)用O2氧化一定浓度的FeCl2溶液,所测的三组实验数据如图所示。下列说法不正确的是A.其他条件相同时,温度越高,Fe2+氧化率越大B.其他条件相同时,pH越小,Fe2+氧化率越大C.2h内,③条件下Fe2+被氧化的速率最小D.在3h时,溶液中Fe2+离子浓度一定是①最小【答案】D【解析】A.根据图示可知:①③相比,其他条件相同时,温度越高,Fe2+氧化速率越大,故A正确;B.根据图示可知:②③相比,其他条件相同时,pH越小,Fe2+氧化率越大,故B正确;C.根据图示可知,2h内③条件下Fe2+被氧化的速率最小,故C正确;D.根据图示可知,在3h时,①和③的温度不同,①和②的酸性不同,所以溶液中Fe2+离子浓度不一定是①最小,故D错误;答案选D。5.(2023黑龙江)环戊二烯容易发生聚合生成二聚体,该反应为可逆反应(假设用2AA2表示该反应)。不同温度下,溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示,下列说法正确的是A.T1>T2B.a点的反应速率小于c点的反应速率C.a点的正反应速率大于b点的逆反应速率D.b点时环戊二烯的浓度为0.45mol/L【答案】C【解析】A.在相同时间内,环戊二烯浓度减小量越大,反应速率越快。根据图象可知反应温度:T2>T1,A错误;B.a、c两点的温度和浓度都不相同,因此无法比较a点和c点的反应速率大小,B错误;C.a点和b点温度相同,a点时环戊二烯的浓度大于b点时环戊二烯的浓度,即a点的正反应速率大于b点的正反应速率,因为b点时反应未达到平衡,b点的正反应速率大于逆反应速率,故a点的正反应速率大于b点的逆反应速率,C正确;D.由图象可知,b点时环戊二烯的浓度为0.6mol/L,D错误;故答案为C。1.(2023·宁夏)将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中,发生反应:,经2min后测得D的浓度为0.5mol/L,,以C表示的平均反应速率,下列说法错误的是A.反应速率为v(B)=0.125mol·L1·min1 B.该化学方程式中,x=2C.时,的物质的量为 D.时,的转化率为【答案】D【解析】经2min后测得D的浓度为0.5mol/L,v(D)==0.25mol•L1•min1,C表示的平均速率v(C)=0.25mol•L1•min1,由速率之比等于化学计量数之比可知,x=2,设A、B的起始物质的量均为nmol,生成D为2L×0.5mol/L=1mol,则c(A)∶c(B)=3∶5,则=,解得n=3。A.v(B)==0.125mol•L1•min1,故A正确;B.由上述分析可知,x=2,故B正确;C.2min时,A的物质的量为3mol1.5mol=1.5mol,故C正确;D.2min时,A的转化率为×100%=50%,故的D错误;故选D。2.(2023下·河南南阳·高一校联考期中)向5L恒容密闭容器中充入一定量和,发生反应:,其中、NO的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示。则0~10min内用NO浓度变化表示的平均反应速率为A.0.04mol·L1·min1 B.0.02mol·L1·min1C.0.004mol·L1·min1 D.0.008mol·L1·min1【答案】D【解析】从化学方程式可知,NO为产物,则在反应过程中NO的物质的量逐渐增大,则上升的曲线表示NO的物质的量随反应时间变化的情况,010min内,NO物质的量增大0.4mol,则v(NO)=,故答案选D。3.(2023下·辽宁铁岭·高一校联考期末)在某密闭容器中发生反应,不同条件下得到不同的反应速率,下列反应速率最慢的是A. B.C. D.【答案】D【解析】A.,不符合题意,A错误;B.,不符合题意,B错误;C.,不符合题意,C错误;D.,符合题意,D正确;故选D。4.(2023下·河南开封·高一校联考期末)在四个不同的容器中,在不同的条件下进行合成氨反应,根据下列在相同时间内测得的结果判断,生成氨的化学反应速率最快的是A. B.C. D.【答案】A【解析】化学反应速率之比是相应的化学计量数之比,根据合成氨的化学方程式可知如果A、B、C、D四个选项都用氨气来表示化学反应速率,分别为、、、,则反应速率最快的是,故A符合题意。综上所述,答案为A。5.(2023下·甘肃临夏·高一统考期末)一定条件下,在2L密闭容器中发生反应:。开始时充入4molA、6molB和2molC,在2min末测得C的物质的量为3mol。下列说法正确的是A.2min末,A的浓度为2.5B.2min末,B的转化率为16.7%C.用C的浓度变化表示反应的平均速率为0.75D.若将容器的体积变为3L,其他条件不变,则化学反应速率减慢【答案】D【解析】A.在2min末测得C的物质的量是3mol,则C的物质的量变化量为1mol,根据计量系数与反应物质的量变化量关系,A的物质的量变化量为1.5×1mol=1.5mol,2min末用A的浓度变化表示反应的平均速率为=1.25mol/L,故A错误;B.在2min末测得C的物质的量是3mol,则C的物质的量变化量为1mol,根据计量系数与反应物质的量变化量关系,B的物质的量变化量为0.5×1mol=0.5mol,2min末,B的转化率为=8.3%,B错误;C.在2min末测得C的物质的量是3mol,则C的物质的量变化量为1mol,用C的浓度变化表示反应的平均速率为,C错误;D.若将容器的体积变为3L,其他条件不变,反应体系各组分的浓度减小,化学反应速率降低,故D正确;故答案为:D。6(2023·辽宁大连)反应在四种不同情况下的反应速率如下,则反应速率由快到慢的顺序为①②v(B)=36mol·L-1·min-1③
④A.②>④>③>①B.②=③>④>① C.①>②=③>④ D.④>①>②>③【答案】B【解析】①②③
④故反应速率由快到慢的顺序为②=③>④>①;故选B。7.(2023下·黑龙江大庆·高一铁人中学校考期末)已知反应:4CO+2NO2N2+4CO2在不同条件下的化学反应速率如下①v(CO)=1.5mol·L1·min1②v(NO2)=0.7mol·L1·min1③v(N2)=0.4mol·L1·min1④v(CO2)=1.1mol·L1·min1⑤v(NO2)=0.01mol·L1·s1请比较上述5种情况反应的快慢A.③>①>②>④>⑤B.③>①>②>⑤>④C.①>④>②>③>⑤ D.⑤>③>①>④>②【答案】B【解析】由归一法,将②③④⑤均转化为用表示的化学反应速率,则②;③;④;⑤;故反应速率由大到小的顺序为。A.由分析知,反应速率由大到小的顺序为,A错误;B.由分析知,反应速率由大到小的顺序为,B正确;C.由分析知,反应速率由大到小的顺序为,C错误;D.由分析知,反应速率由大到小的顺序为,D错误;故选B。8.(2023下·宁夏石嘴山·高一石嘴山市第三中学校考期末)过量铁粉与100mL0.01mol·L1的稀硫酸反应,反应速率太慢。为了加快此反应速率而不改变H2的产量,可以使用如下方法中的①加H2O②改用浓硫酸③加CuO固体④加NaCl溶液⑤滴加几滴硫酸铜溶液⑥适当升高温度A.①⑤ B.②④⑥ C.③⑤⑥ D.⑤⑥【答案】D【解析】加水,稀释了硫酸的浓度,故反应速率变慢;②滴入几滴浓硫酸,氢离子浓度增大,反应速率加快,由于铁过量,则生成的氢气量增大;③加CuO固体与硫酸反应生成硫酸铜和水,硫酸铜再与铁发生置换反应生成铜,构成原电池,反应速率加快,由于消耗了酸,氢气总量减小;④加氯化钠溶液,相当于稀释硫酸,浓度变小,故反应速率变慢;⑤滴加几滴硫酸铜溶液,硫酸铜再与铁发生置换反应生成铜,构成原电池,反应速率加快,由于消耗了铁,氢气总量不变;⑥温度升高,反应速率加快,且不影响氢气量。因此符合条件的是⑥。答案选D。9.(2013·新疆乌鲁木齐·高一统考期中)在密闭系统中有反应,能使反应速率加快的措施是①通过减小容器体积增大压强
②升高温度
③将炭粉碎
④恒容通入
⑤增加炭的量
⑥恒容条件下通入A.①②③⑥ B.①②④⑥ C.①②③④ D.①②③④⑤【答案】C【解析】①反应有气体参加,减小容器体积增大压强,反应物的浓度增大,反应速率增大,故①正确;②升高温度,反应速率增大,故②正确;③将C粉碎,固体表面积增大,反应速率增大,故③正确;④通恒容通入CO2气体,反应物的浓度增大,反应速率增大,故④正确;⑤增加炭的量,固体的浓度不变,反应速率不变,故⑤错误;⑥恒容条件下通入N2,参加反应的气体的浓度不变,反应速率不变,故⑥错误;故选C。10.(2023下·河北·高一校联考阶段练习)用10mL1mol/L盐酸与过量的锌粉反应,若加入适量的下列物质,能减慢反应速率但又不影响氢气生成的是A.粉末 B. C.Mg粉 D.溶液【答案】D【解析】A.与稀盐酸反应生成的会逸出,消耗溶液中的,使最终产生的减少,故A错误;B.加入,使溶液中的增大,使H2产生的量增大,故B错误;C.加入Mg粉,会加快氢气的生成速率,故C错误;D.加入溶液可以起稀释作用,使反应速率减缓,且不影响溶液中的,故D正确;故本题选D。11.(2023下·辽宁铁岭·高一校联考期末)向5个容积均为1L的密闭容器中充入0.2molSO2和0.1molO2,发生反应:,得到SO2的转化率与时间的关系所示,其中曲线①是在温度为T0、恒容时的反应得到的,相比曲线①,下列关于其他曲线的说法错误的是A.其他条件相同,曲线②可能是加入更高效的催化剂导致的B.其他条件相同,曲线③可能是降低反应温度导致的C.其他条件相同,曲线④可能是通过扩大容器容积而减小压强导致的D.其他条件相同,曲线⑤可能是通过缩小容器容积而增大压强导致的【答案】B【解析】A.曲线①是在温度为T0、恒容时的反应得到的,其他条件相同,曲线②达到平衡所需时间缩短,但平衡时SO2的转化率不变,可能是加入更高效的催化剂导致的,A正确;B.根据图像可知:曲线③比曲线①达到平衡所需时间更长,但平衡时SO2的转化率不变,说明反应速率减慢,平衡不发生移动。若是降低反应温度,反应速率减慢,但化学平衡会向放热的正反应方向移动,导致SO2的转化率增大,与图像不吻合,B错误;C.在其他条件相同时,扩大容器容积而减小压强,化学反应速率减慢,化学平衡向气体体积扩大的逆反应方向移动,导致SO2的转化率减小,与曲线④吻合,C正确;D.在其他条件相同时,缩小容器容积而增大压强,会使反应速率加快,达到平衡所需时间缩短;同时化学平衡向气体体积减小的正反应方向移动,导致SO2的转化率增大,与曲线⑤吻合,D正确;故合理选项是B。12.(2023下·安徽芜湖·高一统考期末)下列措施中,不能加快化学反应速率的是A.锌与稀硫酸反应制时,适当增大压强B.氮气与氢气合成时,适当升高温度C.双氧水分解制时,加入几滴溶液D.碳酸钙与稀盐酸反应制时,适当增大盐酸浓度【答案】A【解析】A.锌与稀硫酸反应制H2时,适当增大压强,对反应物的浓度、温度等都不产生影响,所以不能加快化学反应速率,A正确;B.氮气与氢气合成NH3时,适当升高温度,可增大分子间有效碰撞的次数,从而加快反应速率,B错误;C.双氧水分解制O2时,加入几滴FeCl3溶液,由于FeCl3是双氧水分解的催化剂,所以可加快反应速率,C错误;D.碳酸钙与稀盐酸反应制CO2时,适当增大盐酸浓度提高氢离子浓度,加快反应速率,D错误;故选A。13(2023下·福建厦门·高一校考期中)在锌与某浓度的盐酸反应的实验中,得到如下结果:实验序号锌的质量(g)锌的形状温度(℃)锌完全溶解的时间(min)13薄片10623粉末10t233粉末40t3下列说法正确的是①t2<6
②t3>t2③实验2与实验3比较,单位时间内消耗的锌的质量:m2>m3A.只有① B.只有② C.①② D.②③【答案】A【解析】①由表格数据可知,实验1、2中反应温度相同,锌的形状不同,固体的表面积越大,反应速率越快,粉末锌的表面积大于薄片锌,与酸反应速率快于薄片锌,则锌完全溶解于酸的时间少于薄片锌,t2<6,故①正确;②由表格数据可知,实验2、3中锌的质量和形状均相同,但反应温度不同,温度越高,反应速率越快,则3中反应速率快于2,锌完全溶解于酸的时间少于2,t3<t2,故②错误;③由表格数据可知,实验2和3中锌的质量和形状均相同,但反应温度不同,温度越高,反应速率越快,则3中反应速率快于2,单位时间内消耗的锌的质量大于实验2,m2<m3,故③错误;①正确;故选A。14.(2023下·黑龙江齐齐哈尔·高一齐齐哈尔市第八中学校校考期末)某温度下,在一密闭容器中投入一定量的A、B,发生反应,下列说法正确的是A.平衡时,B.容器内压强不随时间的变化而变化C.恒容条件下,充入惰性气体X,反应速率加快D.恒压条件下,充入惰性气体X,反应速率加快【答案】A【解析】A.化学反应速率比等于系数比,平衡时,,故A正确;B.反应为气体分子数改变的反应,达到平衡前,容器内压强随时间的变化而变化,故B错误;C.恒容条件下,充入惰性气体X,不影响反应中该物质的浓度,反应速率不变,故C错误;D.恒压条件下,充入惰性气体X,体积变大,物质浓度减小,反应速率减小,故D错误;故选A。15.(2023下·湖北武汉·高一校联考期末)某实验小组用0.1mol/L溶液和0.1mol/L溶液为反应物,探究外界条件对化学反应速率的影响,实验记录如下表。已知:实验序号温度/℃溶液体积/mL溶液体积/mL体积/mL出现沉淀所需的时间/sⅠ205510Ⅱ20510aⅢ605510实验结果:。下列说法正确的是A.实验研究了浓度对反应速率的影响,B.对比实验Ⅰ、Ⅲ可知,升高温度能加快该反应速率C.对比实验Ⅰ、Ⅱ可知,越大,反应速率越快D.进行实验Ⅰ、Ⅱ时,依次向试管中加入溶液、溶液、【答案】B【解析】A.研究H2SO4浓度对该反应速率的影响,应该保持溶液总体积相等,则a=5+5+10510=5,故A错误;B.实验Ⅱ、Ⅲ温度不同,其他条件相同,t1>t3,说明升高温度能加快该反应速率,故B正确;C.实验Ⅰ、Ⅱ的c(H2SO4)不同,其他条件相同,t1>t2,说明c(H2SO4)越大,反应速率越快,故C错误;D.实验Ⅰ、Ⅱ研究H2SO4浓度对该反应速率的影响,Na2S2O3溶液和H2SO4溶液接触就会反应,未准确记录反应时间,依次向试管中加入Na2S2O3溶液、H2O、H2SO4溶液,故D错误;故选B。16.(2023下·宁夏石嘴山·高一石嘴山市第三中学校考期末)一定条件下,将一定量的N2和H2的混合气体充入某恒容密闭容器中,一段时间后,下列叙述能说明该反应达到平衡状态的是A.容器中N2、H2、NH3共存 B.N2、H2、NH3的物质的量之比为1∶3∶2C.容器中的压强不随时间变化 D.N2、NH3浓度相等【答案】C【解析】A.可逆反应就是反应物和生成物共存的体系,故A错误;B.体系达平衡状态时,N2、H2、NH3的物质的量之比可能为1∶3∶2,也可能不是1∶3∶2,与各物质的初始浓度及转化率有关,故B错误;C.当反应容器中压强不随时间变化,说明气体的总物质的量不变,反应达平衡状态,故C正确;D.N2、NH3的浓度相等,无法判断各组分的浓度是否变化,掌握无法判断是否达到平衡状态,故D错误;故选C。17.(2023下·贵州铜仁·高一校考期中)氮是生命的基础,氮及其化合物在生产生活中具有广泛应用。对于反应N2+3H22NH3,下列有关说法不正确的是A.在容器中充入1molN2和3molH2,一定条件下充分反应,转移电子的物质的量为6molB.在恒容容器内,反应达到平衡后,通入,压强增大,但和都不变C.断裂6molN—H键的同时,断裂键3molH—H,说明该反应达到平衡伏态D.绝热条件下当体系温度不变时,说明该反应达到平衡状态【答案】A【解析】A.氮气与氢气生成氨气的反应为可逆反应,可逆反应不可能完全反应,则在容器中充入1mol氮气和3mol氢气,一定条件下充分反应,转移电子的物质的量小于6mol,故A错误;B.在恒容容器内,反应达到平衡后,通入氩气,容器内气体压强增大,但反应体系中各物质的浓度不变,所以正、逆反应速率不变,故B正确;C.断裂6molN—H键的同时,断裂键3molH—H说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故C正确;D.合成氨反应为放热反应,绝热条件下当体系温度不变说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故D正确;故选A。18.(2023下·山东青岛·高一山东省青岛第五十八中学校考期末)向绝热恒容密闭容器中通入和,在一定条件下发生反应:,正反应速率随时间变化的示意图如下图,下列结论中正确的个数为①反应在c点到达平衡②浓度:a点小于c点③反应物的总能量高于生成物的总能量④,段的消耗量小于段的消耗量⑤混合物颜色不再变化,说明反应达到平衡⑥体系压强不再变化,说明反应达到平衡⑦逆反应速率图像在此时间段内和上图趋势相同⑧混合气体的平均摩尔质量不再变化,说明反应达到平衡A.3个 B.4个 C.5个 D.6个【答案】B【解析】①当正反应速率不变时,达到化学平衡状态,由图可知,c点正反应速率开始减少,所以c点不是平衡点,故①错误;②反应向正反应进行,随着反应的进行,反应物浓度逐渐降低,所以SO2浓度a点大于b点,故②错误;③从a到c正反应速率增大,之后正反应速率减小,说明反应刚开始时温度升高、对正反应速率的影响大于浓度减小对正反应速率的影响,说明该反应为放热反应,即反应物的总能量高于生成物的总能量,故③正确;④时,v△t=△c,根据图像可知,ab段反应物浓度变化△c小于bc段,则ab段参加反应的物质的量小于bc段,由于反应初始物质的量相等,所以SO2的转化率:a~b段小于b~c段,故④正确;⑤混合物颜色不再变化,说明二氧化氮浓度不再变化,可以说明反应达到平衡,故⑤正确;⑥在绝热条件下,温度改变,则该反应压强也发生改变,故体系压强不再变化,能说明反应达到平衡,故⑥正确;⑦该时间段内,在达到平衡之前,生成物浓度一直在变大,逆反应速率应该一直变大,故⑦错误;⑧该反应前后气体的系数和相等,混合气体的总物质的量不变,恒容容器内混合气体的总质量不变,则混合气体的平均摩尔质量一直不变,不能说明反应达到平衡,故⑧错误;故③④⑤⑥正确;故选:B。19.(2023下·云南昭通·高一云南云天化中学教育管理校联考期末)将气体和气体置于的密闭容器中,混合后发生如下反应:,若经后测得的浓度为,下列说法不正确的是A.用物质表示的平均反应速率为B.当物质的含量不变时,说明该反应达到化学平衡状态C.一定温度下,增大反应压强,化学反应速率增大D.反应后容器【答案】D【解析】A.2s后C的浓度为1.2mol/L,则生成C1.2mol,根据化学方程式可知,消耗A1.2mol,则02s内A的平均反应速率为1.2mol÷1L÷2s=0.6mol·L1·s1,A正确;B.随着反应进行,A和B不断被消耗,当物质B的含量不变,说明反应达到平衡,B正确;C.反应在密闭容器中进行,一定温度下增大压强,化学反应速率增大,C正确;D.反应后生成C1.2mol,消耗B0.6mol,剩余B1.4mol,则反应后容器中n(B):n(C)=1.4mol:1.2mol=7:6,D错误;故答案选D。20.(2023下·上海黄浦·高一上海外国语大学附属大境中学校考期末)现有反应,在一体积可调的密闭容器中进行,采取下列措施对其反应速率几乎无影响的是A.增加H2O(g)的量B.将容器体积缩小一半C.保持容器内体积不变,充入Ar使体系压强增大D.充入Ar,保持容器内压强不变【答案】C【解析】A.增加H2O(g)的量,反应物的浓度变大,反应速率加快,故A错误;B.将容器体积缩小一半,体积缩小各组分的浓度都变大,反应速率加快,故B错误;C.保持容器内体积不变,充入Ar使体系压强增大,但反应气体的浓度不变,反应速率不变,所以反应速率几乎无影响,故C正确;D.充入Ar,保持容器内压强不变,体积变大,各组分的浓度减小,所以反应速率变小,故D错误;故选:C。21.(2023下·广东东莞·高一东莞实验中学校考期中)研究化学反应的快慢和限度,对工农业生产和人们生活有重要的意义。Ⅰ.某化学课外小组的同学通过铁和稀盐酸的反应探究外界条件对化学反应速率的影响,下表是实验过程中的数据及相关信息:序号反应温度/℃V(H2O)/mL10gFe的形状t/min①2025V1块状1②202100块状1③202100粉末1④402100块状1(注:气体体积均在相同条件下测得)(1)实验①和②探究盐酸浓度对反应速率的影响,即V1为mL;实验②和③表明对反应速率的影响。(2)实验室在制氢气时,可在锌和盐酸反应的容器中加入少量硫酸铜固体,原因是。(用文字表达)(3)分析其中一组实验,发现产生氢气的速率随时间的变化情况都是开始速率慢慢增大,后来慢慢减小。前期速率慢慢增大的主要原因是;后期速率慢慢减小的主要原因是。Ⅱ.工业制硫酸的反应之一为:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),在1L恒容绝热密闭容器中投入2molSO2和适当过量的O2,在一定条件下充分反应,如图是SO2和SO3随时间的变化曲线。(4)10min内,SO2的反应速率为;平衡时SO2的转化率为。(5)下列叙述不能判断该反应达到平衡状态的是;a.容器中压强不再改变b.容器中气体密度不再改变c.O2的物质的量浓度不再改变d.SO3的质量不再改变e.2V正(SO2)=V逆(O2)【答案】(1)5反应物接触面积或固体接触面积(2)锌与硫酸铜反应,置换出铜,与锌形成原电池反应,反应速率增大(3)反应放热,温度升高,反应速率增大反应物浓度减少,反应速率降低(4)0.1mol/(L·min)70%(5)be【解析】(1)根据控制变量法,实验①②探究盐酸浓度对反应速率的影响,溶液最体积应相等,即V1=5mL,实验②③铁的形状不同,研究的是反应物接触面积或固体接触面积对反应速率的影响;故答案为5;反应物接触面积或固体接触面积;(2)锌与硫酸铜反应置换出铜单质,锌、铜、盐酸构成原电池,能加快反应速率,故答案为锌与硫酸铜反应,置换出铜,与锌形成原电池反应,反应速率增大;(3)金属与盐酸反应为放热反应,随着反应进行,温度升高,反应速率加快,前期温度为主要因素;随着反应进行盐酸浓度逐渐降低,后期浓度对反应速率影响为主要因素,盐酸浓度降低,化学反应速率降低,故答案为反应放热,温度升高,反应速率增大;反应物浓度减少,反应速率降低;(4)二氧化硫为反应物,三氧化硫为生成物,根据化学反应速率数学表达式,v(SO2)==0.1mol/(L·min);达到平衡时,消耗二氧化硫物质的量为(2.00.6)mol=1.4mol,则二氧化硫的转化率为=70%;故答案为0.1mol/(L·min);70%;(5)a.相同条件下,气体压强之比等于气体物质的量之比,该反应为气体物质的量减少的反应,即当容器中压强不再改变,说明反应达到平衡,故a不符合题意;b.组分都是气体,混合气体总质量不变,容器为恒容,混合气体总体积不变,根据密度的定义,混合气体密度始终相等,因此混合气体密度不变,不能说明反应达到平衡,故b符合题意;c.根据化学平衡状态的定义,氧气物质的量浓度不再改变,说明反应达到平衡,故c不符合题意;d.根据化学平衡状态的定义,三氧化硫的质量不再改变,说明反应达到平衡,故d不符合题意;e.v正(SO2)=2v逆(O2)说明反应达到平衡,故e符合题意;综上所述,符合题意的是be;答案为be。22.(2023下·吉林·高一校联考期中)某温度时,在一个2L的密闭容器中A、B、C三种气体物质的浓度随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据,回答下列问题:(1)该反应的化学方程式为。(2)从开始至2min,B的平均反应速率为;平衡时,C的浓度为,A的转化率为。(3)反应达平衡时体系的压强是开始时的倍(用分数表示)。(4)下列叙述能说明该反应已达到化学平衡状态的是___________(填字母标号)。A.B的体积分数不再发生变化B.相同时间内消耗3nmolA,同时消耗nmol的BC.混合气体的总质量不随时间的变化而变化D.混合气体的密度不随时间的变化而变化(5)在某一时刻采取下列措施能使该反应速率减小的是___________(填字母标号)。A.增大压强 B.降低温度C.体积不变,充入A D.体积不变,从容器中分离出A【答案】(1)3AB+3C(2)0.2mol/(L∙min)或0.2mol∙L1∙min11.2mol/L50%(3)(4)AB(5)BD【解析】(1)从图中可以看出,A为反应物,B、C为生成物,该反应经2min达平衡,则为可逆反应;A、B、C的浓度变化量分别为1.2mol/L、0.4mol/L、1.2mol/L,则化学计量数之比为3:1:3,由此得出化学方程式为3AB+3C。答案为:3AB+3C;(2)从开始至2min,B的平均反应速率为=0.2mol/(L∙min)或0.2mol∙L1∙min1;从图中可以看出,平衡时,C的浓度为1.2mol/L,A的转化率为=50%。答案为:0.2mol/(L∙min)或0.2mol∙L1∙min1;1.2mol/L;50%;(3)反应前,气体的总浓度为2.4mol/L,反应后气体的总浓度为(1.2+1.2+0.4)mol/L=2.8mol/L,反应达平衡时体系的压强是开始时的=倍。答案为:;(4)A.B的体积分数不再发生变化,则正、逆反应速率相等,反应达平衡状态;B.相同时间内消耗3nmolA,同时消耗nmolB,反应进行的方向相反,且物质的量的变化量之比等于化学计量数之比,则反应达平衡状态;C.不管反应是否达到平衡,混合气体的总质量始终保持不变,则反应不一定达平衡状态;D.混合气体的质量不变、体积不变,则密度始终不变,反应不一定达平衡状态;故选AB。答案为:AB;(5)A.增大压强,增大了气体的浓度,反应速率加快,A不符合题意;B.降低温度,反应物的能量降低,反应速率减小,B符合题意;C.体积不变,充入A,增大A的浓度,反应速率加快,C不符合题意;D.体积不变,从容器中分离出A,减小A的浓度,反应速率减小,D符合题意;故选BD。答案为:BD。23.(2023下·广西河池·高一统考期末)Ⅰ.在一定温度下,4L恒容密闭容器内某一反应中气体M、气体N的物质的量随时间变化的曲线如图所示。回答下列问题:(1)根据题中数据写出该反应的化学方程式:
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