高考化学 反应速率 可逆反应 培优讲义

反应速率可逆反应学生姓名：科目：化学日期：审核人：一、课前小测：时间15min、正确率1．根据实验目的，下列实验及现象、结论都正确的是实验目的实验及现象结论A比较和的水解常数分别测浓度均为的和溶液的，后者大于前者B检验铁锈中是否含有二价铁将铁锈落于浓盐酸，滴入溶液，紫色褪去铁绣中含有二价铁C探究氢离子浓度对、相互转化的影响向溶液中缓慢滴加硫酸，黄色变为橙红色增大氢离子浓度，转化平衡向生成的方向移动D检验乙醇中是否含有水向乙醇中加入一小粒金属钠，产生无色气体乙醇中含有水2．由实验操作和现象，可得出相应正确结论的是实验操作现象结论A向NaBr溶液中滴加过量氯水，再加入淀粉KI溶液先变橙色，后变蓝色氧化性：B向蔗糖溶液中滴加稀硫酸，水浴加热，加入新制的悬浊液无砖红色沉淀蔗糖未发生水解C石蜡油加强热，将产生的气体通入的溶液溶液红棕色变无色气体中含有不饱和烃D加热试管中的聚氯乙烯薄膜碎片试管口润湿的蓝色石蕊试纸变红氯乙烯加聚是可逆反应二、放电影三、内容讲解考点1.反应速率一、化学反应速1．定义化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的物理量。2．表示方法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来表示。数学表达式为v＝，单位为mol/(L·min)、mol/(L·s)或mol/(L·h)。3．化学反应速率与化学计量数的关系：对于已知反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，其化学反应速率可用不同的物质来表示，当单位相同时，化学反应速率的数值之比等于方程式中各物质的化学计量数之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。例如：在一个2L的容器中发生反应：3A(g)＋B(g)2C(g)，加入2molA，1s后剩余1.4mol，则v(A)＝0.3mol·L−1·s−1，v(B)＝0.1mol·L−1·s−1，v(C)＝0.2mol·L−1·s−1。过关秘籍(1)在同一化学反应中，无论选用反应物还是生成物表示化学反应速率，其值均为正值。(2)化学反应速率通常是指在某一段时间内的平均反应速率，而不是某一时刻的瞬时反应速率。(3)同一化学反应中，在相同的反应时间内，不同的物质表示的反应速率的数值可能不同。但表示的意义相同。因此表示化学反应速率时，必须指明是用反应体系中的哪种物质作依据。(4)固体或纯液体的浓度恒为常数，不能用固体或纯液体的浓度表示化学反应速率。但是化学反应速率与固体和纯液体参与反应的表面积有关，因此，通常增大固体或纯液体参与反应的表面积(如将固体粉碎，将液体变成雾状，加速搅拌等)可加快化学反应速率。(5)同一化学反应中，各物质表示的化学反应速率之比=化学方程式中各物质的化学计量数之比=各物质的浓度变化量之比。二、化学反应速率的计算与大小比较方法1．根据定义求化学反应速率v＝2．根据反应速率与化学方程式中各物质化学计量数的关系计算同一个化学反应，同一段时间内，用不同物质的浓度变化表示的反应速率，数值可能不同，但意义相同，其数值之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。例如：对于化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)，即v(A)∶v(B)∶v(C)＝m∶n∶p，或。3．由于同一反应的化学反应速率用不同的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)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反应速率，再比较数值的大小。(3)比较反应速率与化学计量数的比值，即对于一般的化学反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，比较与，若＞，则用A表示的反应速率比B的大。三、影响化学反应速率的因素1．内因(主要因素)反应物的结构、性质。2．外因(其他条件不变，只改变一个条件)条件变化活化能单位体积内活化分子百分数单位时间内有效碰撞的次数化学反应速率分子总数活化分子数浓度增大不变增多________增多____减小不变减少________减少____压强加压(减小容器体积)不变增多________增多____减压(增大容器体积)不变减少________减少____温度升高不变不变________增多____降低不变不变________减少____使用催化剂减小不变________增多____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，E3为使用催化剂时的活化能，E2为逆反应的活化能，反应热为E1−E2。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(3)浓度、压强、温度、催化剂与活化分子的关系：影响外因单位体积内有效碰撞次数化学反应速率分子总数活化分子数活化分子百分数增大反应物浓度增加增加不变增加加快增大压强增加增加不变增加加快升高温度不变增加增加增加加快使用催化剂不变增加增加增加加快知识拓展(1)催化剂有正催化剂和负催化剂之分，正催化剂即通常所说的催化剂，负催化剂又称为抑制剂。催化剂只有在适宜的温度下催化活性才最高，反应速率才达到最大。(2)固体或纯液体的浓度可视为常数，其物质的量的变化不会引起反应速率的变化，但固体颗粒的大小会影响接触面积的大小，从而影响反应速率的大小。(3)改变压强，对反应速率产生影响的根本原因是引起浓度的改变。对于有气体参加的反应体系，有以下几种情况：①恒温时：增大压强→体积缩小→浓度增大→反应速率增大。②恒温恒容时：a．充入气体反应物→反应物浓度增大→反应速率增大。b．充入稀有气体(或非反应气体)→总压强增大，但各物质的浓度不变，反应速率不变。③恒温恒压时：充入稀有气体(或非反应气体)→体积增大→各物质浓度减小→反应速率减小。(4)增加反应物的浓度，v正急剧增大(突变)，v逆逐渐增大(渐变)。(5)催化剂能同时同等程度地改变正逆反应速率。四、化学反应速率图象及其应用(一)全程速率—时间图象例如：Zn与足量盐酸的反应，反应速率随时间的变化出现如图情况。原因解释：___________________________________________________。(二)物质的量(或浓度)—时间图象例如：某温度时，在定容(VL)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。1．由图象得出的信息是(1)X、Y是反应物，Z是生成物；(2)t3时反应达平衡，X、Y没有全部反应。2．根据图象可进行如下计算：(1)求某物质的平均速率、转化率，如v(X)＝mol/(L·s)；Y的转化率＝×100%。(2)确定化学方程式中的化学计量数之比，如X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为(n1－n3)∶(n2－n3)∶n2。考向一化学反应速率的理解与计算典例1将4molA气体和2molB气体在2L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应：2A(g)＋B(g)2C(g)。若经2s后测得C的浓度为0.6mol·L－1，现有下列几种说法：①用物质A表示的反应的平均速率为0.3mol·L－1·s－1②用物质B表示的反应的平均速率为0.6mol·L－1·s－1③2s末时物质B的浓度为0.7mol·L－1④2s末，物质A的转化率为70%其中正确的是A．①④B．①③C．②④D．③④1．在2L容器中发生反应N2＋3H22NH3，经一段时间后NH3的物质的量增加了2.4mol，这段时间内用氢气表示的反应速率为0.6mol/(L·s)，则这段时间为()A．6s B．4s C．3s D．2s考向二化学反应速率的比较典例2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。四种情况下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>④2．反应A(g)+3B(g)=2C(g)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为：①v(A)=0.45mol/(L·s)②v(B)=0.6mol/(L·s) ③v(C)=0.4mol/(L·s) ④v(D)=0.45mol/(L·s)。下列有关反应速率的比较中正确的是A．④>③=②>①B．①>④>②=③C．①>②>③>④D．④>③>②>①考向三外界条件对化学反应速率的影响典例3少量铁片与100mL0.01mol·L－1的稀盐酸反应，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加KNO3溶液③滴入几滴浓盐酸④加入少量铁粉⑤加NaCl溶液⑥滴入几滴硫酸铜溶液⑦升高温度(不考虑盐酸挥发)⑧改用10mL0.1mol·L－1盐酸A．①⑥⑦B．②③⑤⑧C．③⑦⑧D．③④⑥⑦⑧【变式】3．某探究小组利用丙酮的溴代反应()来研究反应物浓度与反应速率的关系。反应速率通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定。在一定温度下，获得如下实验数据：实验序号初始浓度溴颜色消失所需时间①0.800.200.0010290②1.600.200.0010145③0.800.400.0010145④0.800.200.0020580分析实验数据所得出的结论中，不正确的是()A．增大，增大 B．实验②和③的相等C．增大，增大 D．增大，增大15．（22广东）在相同条件下研究催化剂I、Ⅱ对反应的影响，各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图，则A．无催化剂时，反应不能进行B．与催化剂Ⅰ相比，Ⅱ使反应活化能更低C．a曲线表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随t的变化D．使用催化剂Ⅰ时，内，考向五化学反应速率的图象问题典例5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，各物质的浓度随时间变化如图1所示[t0～t1阶段的c(B)变化未画出]。图2为t2时刻后改变条件时平衡体系中正、逆反应速率随时间变化的情况，四个阶段都各改变一种反应条件且互不相同，t3～t4阶段为使用催化剂。下列说法中正确的是A．若t1＝15s，则用A的浓度变化表示的t0～t1阶段的平均反应速率为0.004mol·L－1·s－1B．t4～t5阶段改变的条件一定为减小压强C．该容器的容积为2L，B的起始物质的量为0.02molD．t5～t6阶段，容器内A的物质的量减少了0.06mol，而此过程中容器与外界的热交换总量为akJ，该反应的热化学方程式为3A(g)B(g)＋2C(g)ΔH＝－50akJ·mol－15．一定温度下，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下图所示。下列叙述正确的是A．反应开始到10s末时，用Z表示的反应速率为0.158mol·L－1·s－1B．反应开始到10s末时，X的物质的量浓度减少了0.79mol·L－1C．反应开始到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)【针对练习】1．中国首条“生态马路”在上海复兴路隧道建成，它运用了“光触媒”技术，在路面涂上一种光催化剂涂料，可将汽车尾气中45%的NO和CO转化成N2和CO2。下列对此反应的叙述中正确的是A．使用光催化剂不改变反应速率 B．使用光催化剂能增大NO的转化率C．升高温度能加快反应速率 D．改变压强对反应速率无影响2．已知4NH3+5O2=4NO+6H2O，若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示，则正确关系是()A．4v(NH3)=5v(O2)B．5v(O2)=6v(H2O) C．2v(NH3)=3v(H2O) D．4v(O2)=5v(NO)3．Bodensteins研究反应H2(g)+I2(g)2HI(g)△H＜0，温度为T时，在两个体积均为1L的密闭容器中进行实验，测得气体混合物中碘化氢的物质的量分数w

(HI)与反应时间t的关系如下表：容器编号起始物质t/min020406080100Ⅰ0.5mol

I2、0.5mol

H2w(HI)/%05068768080Ⅱx

mol

HIw(HI)/%1009184818080研究发现上述反应中：v正=ka•w(H2)•w(I2)，v逆=kb•w2(HI)，其中ka、kb为常数。下列说法不正确的是()A．温度为T时，该反应=64B．容器I中在前20

min的平均速率v(HI)=0.025

mol•L-1•min-1C．若起始时，向容器I中加入物质的量均为0.1

mol的H2、I2、HI，反应逆向进行D．无论x为何值，两容器中达平衡时w(HI)%均相同4．下列装置或操作能达到目的的是A．装置①用于测定生成氢气的速率B．装置②依据单位时间内颜色变化来比较浓度对反应速率的影响C．装置③进行中和反应反应热的测定实验D．装置④依据出现浑浊的快慢比较温度对反应速率的影响5．反应3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)在一容积可变的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是A．保持容积不变，增加H2O(g)的物质的量 B．将容器的容积缩小一半C．保持容积不变，充入Ar使压强增大 D．保持压强不变，充入Ar使容积增大6．下列表格中的各种情况，可以用对应选项中的图像表示的是选项反应甲乙A外形、大小相近的金属和水反应NaKB4mL0.01mol·L－1KMnO4溶液分别和不同浓度的2mLH2C2O4(草酸)溶液反应0.1mol·L－1的H2C2O4溶液0.2mol·L－1的H2C2O4溶液C5mL0.1mol·L－1Na2S2O3溶液和5mL0.1mol·L－1H2SO4溶液反应热水冷水D5mL4%的过氧化氢溶液分解放出O2无MnO2粉末加MnO2粉末7．对可逆反应：A(g)＋B(s)C(s)＋D(g)ΔH>0。如图所示为正、逆反应速率(v)与时间(t)关系的示意图，如果在t1时刻改变条件：①加入A；②加入催化剂；③加压；④升温；⑤减少C，符合图示条件的是A．②③B．①②C．③④D．④⑤8．氯酸钾和亚硫酸氢钾溶液能发生氧化还原反应：ClOeq\o\al(－,3)＋3HSOeq\o\al(－,3)===3SOeq\o\al(2－,4)＋Cl－＋3H＋。已知该反应的速率随c(H＋)的增大而加快。如图为用ClOeq\o\al(－,3)在单位时间内物质的量浓度变化表示的该反应v—t图。下列说法中不正确的是A．反应开始时速率增大可能是c(H＋)所致B．纵坐标为v(Cl－)的v—t曲线与图中曲线完全重合C．图中阴影部分的面积表示t1～t2时间内ClOeq\o\al(－,3)的物质的量的减少量D．后期反应速率下降的主要原因是反应物浓度减少9．已知NO2与N2O4可相互转化：2NO2(g)N2O4(g)ΔH＝－24.2kJ·mol－1，在恒温下，将一定量NO2和N2O4(g)的混合气体充入体积为2L的密闭容器中，其中物质的浓度随时间变化的关系如图所示。下列推理分析合理的是A．前10min内，用v(NO2)表示的反应速率为0.02mol·L－1·min－1B．反应进行到10min时，体系吸收的热量为9.68kJC．a、b、c、d四点中v(正)与v(逆)均相等D．25min时，正反应速率减小10．在一定条件下，二氧化硫和氧气发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。(1)降低温度，化学反应速率________(填“增大”、“减小”或“不变”)。(2)600℃时，在一容积为2L的密闭容器中，将二氧化硫和氧气混合，在反应进行至10min和20min时，分别改变了影响反应的一个条件，反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图所示，前10min正反应速率逐渐_____(填“增大”、“减小”或“不变”)；前15min内用SO3表示平均反应速率为_________。(3)图中反应进程，表示正反应速率与逆反应速率相等的时间段是________________。(4)根据如图判断，10min时改变的反应条件可能是________(填写编号，下同)；20min时改变的反应条件可能是________。a.加入催化剂 b.缩小容器容积c.降低温度 d.增加O2的物质的量11．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象如下，在每一时刻均改变一个影响反应速率的因素，则下列说法正确的是________。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的转化率最高四、三步一回头考点2.可逆反应1．化学平衡研究的对象——可逆反应2．化学平衡状态(1)建立过程在一定条件下，把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。反应过程如下：以上过程可用如图表示：3．化学平衡状态的特征4．化学平衡状态的判断(1)动态标志：v正=v逆≠0(2)静态标志：变“量”不变①各物质的质量、物质的量或浓度不变；②各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数、体积分数)不变；③温度、压强(化学反应方程式两边气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。考向二化学平衡状态的确定典例2在一定温度下，向2L固定容积的密闭容器中通入1molCO2、3molH2，发生反应CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH<0。能说明该反应已达到平衡状态的是A．混合气体的平均相对分子质量不变B．体系中＝eq\f(1,3)，且保持不变C．混合气体的密度不随时间变化D．单位时间内有nmolH—H键断裂，同时有nmolO—H键生成1．可以说明可逆反应P(g)＋Q(g)R(g)＋S(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P、Q、R、S等气体共存C．生成P的速率与生成S的速率相等D．生成1molP必有1molQ生成2．反应3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)在温度和容积不变的条件下进行，能表明反应达到平衡状态的叙述是（）A．容器内压强不再变化B．Fe3O4的物质的量不变C．v(H2O)＝v(H2)D．反应不再进行3．一定温度下，某一密闭恒容的容器内可逆反应A(g)＋3B(g)2C(g)达到平衡状态的标志是（）A．C的生成速率与C的分解速率相等 B．容器内混合气体的密度不随时间而变化C．单位时间内生成nmolA，同时生成3nmolB D．A、B、C的分子数之比为1∶3∶21．在一定温度下的固定容积的密闭容器中，当下列物理量不再变化时，表明反应A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)已达平衡状态的是（）①混合气体的密度②混合气体的压强③混合气体的总物质的量④B的物质的量浓度A．①④B．②③C．②③④D．④2．可逆反应：2NO22NO＋O2在密闭容器中反应，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变化的状态⑤混合气体的密度不再变化的状态⑥混合气体的平均相对分子的质量不再改变的状态A．①④⑥B．②③⑤C．①③④D．①②③④⑤⑥判断化学平衡状态的方法——“逆向相等，变量不变”【针对练习】1．下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是A．开启啤酒瓶后，瓶中立刻泛起大量泡沫B．在溶液中加入少量铁粉以防止被氧化C．实验室中常用排饱和食盐水的方法收集D．使用过量的空气以提高的利用率2．可逆反应2NO22NO+O2，在恒容密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是()①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO2 ②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO③NO2、NO、O2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A．①④ B．②③⑤ C．①③④ D．①②③④⑤3．用Cl2生产某些含氯有机物时会生成副产物HCl，利用下列反应可实现氯的循环利用：4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－115.6kJ·mol－1。恒温恒容的密闭容器中，充入一定量的反应物发生上述反应，能充分说明该反应达到化学平衡状态的是A．气体的质量不再改变B．氯化氢的转化率不再改变C．断开4molH—Cl键的同时生成4molH—O键D．n(HCl)∶n(O2)∶n(Cl2)∶n(H2O)＝4∶1∶2∶24．现在一容器中加入一定量的A和B，发生化学反应：A＋2B3C。如果在反应中用v(A)、v(B)、v(C)表示正反应速率，用v′(A)、v′(B)、v′(C)表示逆反应速率，下列描述中正确的是A．在容器中，任何时候v(A)＝v(B)＝v(C)B．在任何时候容器中都必然存在着：v(A)∶v(B)∶v(C)＝v′(A)∶v′(B)∶v′(C)＝1∶2∶3C．当v(A)＝v(B)＝v′(A)＝v′(B)时，表示反应已达到平衡状态D．当v′(A)＝v′(B)时，表示反应已达到平衡状态5．在其它条件一定时，图中曲线表示反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)ΔH>0达平衡时NO的转化率与温度的关系，图上标有A、B、C、D、E点，其中表示未达平衡状态且v正>v逆的点是A．A或E B．B点 C．C点 D．D点6．中国政府承诺，到2020年，单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40