专题05化学反应的速率与限度（知识串讲专题检测）（原卷版）

专题05化学反应的速率与限度一、化学反应速率1．表示方法：化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量(均取正值)来表示。2．表达式：v＝eq\f(Δc,Δt)，单位mol/(L·min)或mol/(L·s)。3．对化学反应速率的正确理解(1)在同一化学反应里，用不同物质表示的反应速率可能不同，但意义相同，故描述反应速率时必须指明具体的物质。(2)固体或纯液体的浓度视为常数，Δc＝0，因此不用固体或纯液体表示化学反应速率。(3)由v＝eq\f(Δc,Δt)计算得到的是一段时间内的平均反应速率，而不是某一时刻的瞬时速率。4．化学反应速率的计算和比较(1)化学反应速率的计算方法①定义式法：利用公式v＝eq\f(Δc,Δt)计算化学反应速率，也可以利用该公式计算浓度变化量或反应时间。②关系式法：化学反应速率之比＝物质的量浓度的变化量之比＝物质的量的变化量之比＝化学计量数之比。③“三段式”法：第一步：写出有关反应的化学方程式。第二步：找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。根据已知条件列方程式计算。例如，反应mA＋nB=====pCt0s/mol·L－1ab0转化/mol·L－1xeq\f(nx,m)eq\f(px,m)t1s/mol·L－1a－xb－eq\f(nx,m)eq\f(px,m)则：v(A)＝eq\f(x,t1－t0)mol·L－1·s－1、v(B)＝eq\f(nx,mt1－t0)mol·L－1·s－1、v(C)＝eq\f(px,mt1－t0)mol·L－1·s－1。(2)反应速率大小的比较方法①同一化学反应速率用不同物质表示时，数值可能不同，比较反应速率的快慢不能只看数值大小，还要进行一定的转化，换算成同一种物质、同一单位表示，再比较数值大小。②比值法：比较化学反应速率与化学计量数的比值，如aA(g)＋bB(g)=cC(g)＋dD(g)，比较eq\f(vA,a)与eq\f(vB,b)，若eq\f(vA,a)>eq\f(vB,b)，则说明用A表示的化学反应速率大于用B表示的化学反应速率。二、化学反应速率的影响因素1.内因：反应物本身的性质是影响化学反应速率的主要因素。2.外因(其他条件不变，只改变一个条件)（1）浓度：增大反应物浓度，化学反应速率增大。（2）温度：升高温度，化学反应速率增大。（3）压强：对于气体参加的反应，增大压强，气体反应物浓度增大，化学反应速率增大。①恒容时：增大压强eq\o(→,\s\up9(引起))体积缩小eq\o(→,\s\up9(引起))反应速率增大。②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③恒容：充入“惰性气体”→总压增大→反应物浓度不变→反应速率不变。③恒压：充入“惰性气体”→体积增大→反应物浓度减小→反应速率减小。（4）催化剂：催化剂可以改变化学反应速率，一般加快反应速率。（5）其他：反应物状态、固体的表面积、溶剂、光照等。三、可逆反应1.概念：在相同条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应。2.特征——三同：相同条件，正、逆反应同时进行，反应物、生成物同时存在；反应不能进行完全，即任一反应物的转化率均小于100%。3.表示：化学方程式中用“⇌”表示。4.很多化学反应在进行时都有一定的可逆性，不同反应的可逆性不同，有些化学反应在同一条件下可逆程度很小，如2Na+2H2O===2NaOH+H2↑，视为“不可逆”反应。典型的可逆反应有：H2+I2⇌2HI，2SO2+O2⇌2SO3，SO2+H2O⇌H2SO3，NH3+H2O⇌NH3﹒H2O等。四、化学反应(限度)平衡状态的建立和理解1．化学平衡状态的建立(1)化学平衡状态:在一定条件下，当一个可逆反应进行到正反应速率和逆反应速率相等时，反应物的浓度和生成物的浓度不再变化，达到一种表面静止的状态。(2)化学平衡状态的建立过程(3)化学平衡建立过程中化学反应速率的变化图像2．化学平衡状态的特征——“五字诀”化学平衡状态的特征概括为逆、等、动、定、变，即：逆—化学平衡研究的对象是可逆反应等—达到化学平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等动—化学平衡是一种表面静止状态，反应并未停止，是一种动态平衡定—达到化学平衡状态后，各组分浓度保持不变，不随时间变化而变化变—外界条件发生改变时，原平衡状态将被打破，再在新条件下建立新的平衡状态五、化学平衡状态的判断1．直接标志(1)v正=v逆。①同一种物质的生成速率等于消耗速率；②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；③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。(2)各组分的浓度保持一定。①各组分的浓度不随时间的改变而改变；②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。2．间接标志：“变量”不变，平衡出现(1)反应体系中的总压强不随时间的改变而变化(适用于反应前后气体体积不等的反应)。(2)对于反应混合物中存在有颜色变化的物质的可逆反应，若体系中颜色不再改变，则反应达到平衡状态。(3)全是气体参加的反应前后化学计量数改变的可逆反应，平均相对分子质量保持不变。(4)对同一物质而言，断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等。3．反应类型分析（如下表所示）化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)是否平衡混合物体系中各成分的含量①各物质的物质的量或物质的量分数一定平衡②各物质的质量或质量分数一定平衡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、逆反应速率之间的关系①单位时间内消耗了mmolA，同时也生成了mmolA平衡②单位时间内消耗了nmolB，同时也消耗了pmolC平衡③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q不一定平衡④单位时间内生成了nmolB，同时也消耗了qmolD不一定平衡压强①其他条件一定、总压强一定，且m＋n≠p＋q平衡②其他条件一定、总压强一定，且m＋n＝p＋q不一定平衡混合气体的平均相对分子质量①平均相对分子质量一定，且m＋n≠p＋q平衡②平均相对分子质量一定，且m＋n＝p＋q不一定平衡温度任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时平衡气体的密度密度一定不一定平衡颜色反应体系内有色物质的颜色稳定不变平衡一、单选题1．对于化学反应的限度的叙述，错误的是A．任何可逆反应都有一定的限度B．化学反应达到限度时，正逆反应速率相等C．化学反应的限度与时间的长短无关D．化学反应的限度是不可改变的2．下列措施对增大反应速率明显有效的是A．温度容积不变时向C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)反应体系中增加C的量B．Fe与稀硫酸反应制取H2时，改用浓硫酸C．过氧化氢分解时加入适量的MnO2D．合成氨反应中在恒温、恒容条件下充入氩气使体系压强增大3．下列说法正确的是A．化学反应速率为0.8mol·L1·s1，是指1s时某物质的浓度为0.8mol·L1B．由v=计算平均速率，用反应物表示为正值，用生成物表示为负值C．同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，数值越大，表示化学反应速率越快D．在2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)反应中，t1、t2时刻，SO3(g)浓度分别是c1、c2，则t1～t2时间内，生成SO2(g)的平均速率为v=4．实验室用30%左右的硫酸溶液与锌粒反应制取氢气，下列措施中不可能加快反应速率的是A．将所用硫酸加入适量水进行稀释 B．将锌粒改为锌粉C．寻找一种合适的催化剂并加入其中 D．适当升高温度5．对于化学反应，下列反应速率关系正确的是A．(W)=3(Z) B．2(X)=3(Z)C．2(X)=(Y) D．2(W)=3(X)6．对于反应，下列有关说法不正确的是A．在容器中充入4mol和5mol，一定条件下充分反应，反应结束后，电子转移的物质的量为20molB．在恒容容器内，反应达到平衡后，通入Ar，压强增大，但v(正)和v(逆)都不变C．断裂1molNH键的同时，断裂1molOH键，说明该反应达到平衡伏态D．当混合气体的平均摩尔质量不变，说明该反应达到平衡状态7．某小组设计如图所示实验探究影响H2O2分解速率的因素。下列分析错误的是A．该实验探究的是温度对反应速率的影响B．该实验要控制MnO2的质量、颗粒大小相同C．实验中，H2O2的浓度越大越好D．温度相同时，若用FeCl3代替MnO2，反应速率不相同8．在2A(g)+B(g)=3C(g)+4D(g)反应中，表示该反应速率最快的是A．v(A)=0.5mol/(L·s) B．v(B)=0.3mol/(L·s)C．v(C)=0.8mol/(L·s) D．v(D)=1.0mol/(L·s)9．可逆反应X2+3Y22Z3，在反应过程中，反应速率(v)与时间(t)的关系曲线如图所示，下列叙述不正确的是A．t1时，正反应速率大于逆反应速率B．t1~t2，逆反应速率逐渐减小C．t2时，正反应速率与逆反应速率相等D．t2~t3，各物质的浓度不再发生变化10．往一定容积的反应容器中充入2molNO和，发生化学反应，在其他条件相同时，测得实验数据如下表：压强温度/℃NO达到所列转化率需要时间/s50%90%98%1.030122502830902551057608.0300.23.936900.67.974根据表中数据，下列说法正确的是A．升高温度，反应速率加快B．增大压强，反应速率变慢C．在、90℃条件下，当转化率为98%时反应已达平衡D．若反应速率以表示，在、30℃条件下，转化率0~50%时段NO的反应速率为5mol/s11．对可逆反应，下列叙述正确的是A．达到化学平衡时，B．单位时间内生成的同时，消耗，则反应达到平衡状态C．达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大D．化学反应速率关系是：12．反应，经2min，A的浓度减少了。下列反应速率的表示正确的是A．2min末，用A表示的反应速率是B．2min内，用B表示的反应速率是C．2min内，用C表示的反应速率是D．2min内，用B和C表示的反应速率之比为2∶313．一定温度下，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。下列描述正确的是

A．反应在0～10s内，用Z表示的反应速率为0.158mol·L－1·s－1B．反应在0～10s内，X的物质的量浓度减少了0.79mol·L－1C．反应进行到10s时，Y的转化率为79.0%D．反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)=Z(g)14．恒温条件下，可逆反应：在体积固定的密闭容器中进行，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．②⑤⑥⑦ C．①③④⑤ D．全部15．一定条件下，向1L恒容密闭容器中充入0.1molA和0.3molB发生反应：，当反应达平衡时，不可能存在的数据是A． B．C． D．16．向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，在一定条件下发生反应SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)，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②SO2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④Δt1=Δt2，ab段NO2的消耗量小于bc段NO2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逆反应速率图象在此时间段内和上图趋势相同⑧达到平衡后，改变容器体积增大压强，逆反应速率可能先增大后减小A．4个 B．5个 C．6个 D．7个二、填空题17．(1)在反应A(g)＋3B(g)＝2C(g)中，若以物质A表示的该反应的化学反应速率为0.2mol·L‒1·min‒1，则以物质B表示此反应的化学反应速率为mol·L‒1·min‒1。(2)在2L的密闭容器中，充入2molN2和3molH2，在一定条件下发生反应，3s后测得N2为1.9mol，则以H2的浓度变化表示的反应速率为。(3)①将10molA和5molB放入容积为10L的密闭容器中，某温度下发生反应：3A(g)＋B(g)2C(g)，在最初2s内，消耗A的平均速率为0.06mol·L‒1·s‒1，则在2s时，容器中有molA，此时C的物质的量浓度为。②能说明该反应已达到平衡状态的是（填字母）。a．v(A)=2v(B)

b．容器内压强保持不变

c．3v逆(A)=v正(B)

d．容器内混合气体的密度保持不变③在密闭容器里，通入amolA(g)、bmolB(g)、cmolC(g)，发生上述反应，当改变下列条件时，反应速率会减小的是（填序号）。①降低温度

②加入催化剂

③增大容器体积18．在生产和生活中，人们关注化学反应进行的快慢和程度，以提高生产效率和调控反应条件。(1)是工业制硫酸的主要反应之一、该反应过程的能量变化如下图所示，则断开反应物中化学键吸收的能量形成生成物中化学键放出的能量(填写“大于”“等于”“小于”)。(2)在2L密闭容器内，500℃时，测得随时间的变化如下表：时间(S)0123450.0200.0100.0080.0070.0070.007反应达到平衡时，的转化率是。(3)上图中表示的变化的曲线是(填字母)。(4)用表示从0~2s内该反应的平均速率。(5)下列能说明该反应已达化学平衡状态的是。A．B．单位时间内消耗2mol的同时消耗1molC．容器中与的物质的量之比D．容器中的体积分数不变E．容器中气体的总物质的量不变F．容器中气体的总质量不变(6)能使该反应的反应速率增大的是___________。A．减少气体的通入量 B．适当升高温度C．恒容下充入Ne D．选择更高效催化剂19．化学反应速率和限度与生产、生活密切相关。（1）某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，在400mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气，实验记录如下（累计值）：时间/min12345氢气体积/mL（标准状况）100240464576620①哪一时间段反应速率最大min（填“0～1”，“1～2”，“2～3”，“3～4”或“4～5”），原因是。②求3～4min时间段以盐酸的浓度变化来表示的该反应速率（设溶液体积不变）。（2）另一学生为控制反应速率防止反应过快难以测量氢气体积，他事先在盐酸中加入等体积的下列溶液以减慢反应速率，你认为不可行的是（填字母）。A．蒸馏水

B．KCl溶液

C．KNO3溶液D．Na2SO4溶液（3）某温度下在4L密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图。①该反应的化学方程式是。②该反应达到平衡状态的标志是（填字母）。A．Y的体积分数在混合气体中保持不变B．X、Y的反应速率比为3∶1C．容器内气体压强保持不变D．容器内气体的总质量保持不变E.生成1molY的同时消耗2molZ20．已知锌与稀盐酸反应放热，某学生为了探究反应过程中的速率变化，用排水集气法收集反应放出的氢气。所用稀盐酸浓度有1.00mol·L1、2