◆考點(diǎn)01 化學(xué)反應(yīng)速率
1.正確理解化學(xué)反應(yīng)速率
【易錯(cuò)提醒】
用不同物質(zhì)表示化學(xué)反應(yīng)速率時(shí)的關(guān)系
由于一個(gè)化學(xué)反應(yīng)中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)不一定相同,所以相同時(shí)間內(nèi)各物質(zhì)濃度的變化量不一定相同,則化學(xué)反應(yīng)速率的數(shù)值不一定相同,但各物質(zhì)間反應(yīng)速率表示的意義相同,都表示該化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢。在同一化學(xué)反應(yīng)中,若用不同物質(zhì)的濃度變化來表示化學(xué)反應(yīng)速率,其數(shù)值之比等于該反應(yīng)化學(xué)方程式中相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,如對于化學(xué)反應(yīng)aA(g)+bB(g)=cC(g)+dD(g),有下列恒等式:v(A):v(B):v(C):v(D)=a:b:c:d。
2.化學(xué)反應(yīng)速率的比較方法
(1)歸一法:
(2)比值法:
比較化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)計(jì)量數(shù)的比值。如aA(g)+bB(g)cC(g),即比較eq \f(v(A),a)與eq \f(v(B),b),若eq \f(v(A),a)>eq \f(v(B),b),則用A表示的化學(xué)反應(yīng)速率比用B表示的大。
3.化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算
(1)公式法:
v(A)= =
(2)“三段式”法:
①寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式。
②找出各物質(zhì)的起始量、轉(zhuǎn)化量、某時(shí)刻量。
③根據(jù)已知條件列方程式計(jì)算。
例如,反應(yīng) mA + nB ===== pC
t0 s/ml·L-1 a b 0
轉(zhuǎn)化/ml·L-1 x eq \f(nx,m) eq \f(px,m)
t1 s/ml·L-1 a-x b-eq \f(nx,m) eq \f(px,m)
則:v(A)=eq \f(x,t1-t0) ml·L-1·s-1、
v(B)=eq \f(nx,m?t1-t0?) ml·L-1·s-1、
v(C)=eq \f(px,m?t1-t0?) ml·L-1·s-1。
【溫馨提示】
◆考點(diǎn)02 化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素
1.內(nèi)因
2.外因
【易錯(cuò)提醒】
(1)由于增大反應(yīng)物濃度造成的反應(yīng)速率減慢,此時(shí)要考慮常溫下鐵和鋁在濃硫酸和濃硝酸中的鈍化。例如,鐵和稀硫酸生成氫氣的反應(yīng),若將稀硫酸換成濃硫酸,發(fā)生鈍化,反應(yīng)不進(jìn)行。
(2)中學(xué)階段一般只討論其他條件相同時(shí),改變一個(gè)條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響。
3.稀有氣體對反應(yīng)速率的影響
A(g)+B(g) ?C(g),恒溫恒容,充入氦氣,對反應(yīng)速率有何影響?恒溫恒壓,充入氦氣,對反應(yīng)速率又有何影響?
4.“控制變量法”探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素
【特別提醒】
多個(gè)因素影響反應(yīng)速率變化要看主要因素:
例如:鋅與稀硫酸反應(yīng)的圖像如下圖,由圖像可知?dú)錃獾纳伤俾孰S時(shí)間先由慢到快,然后又由快到慢。反應(yīng)體系中硫酸所提供的氫離子濃度是由高到低,若氫氣的生成速率由其決定,速率的變化趨勢也應(yīng)由快到慢,反應(yīng)前半程的原因只能是溫度所致,鋅與硫酸反應(yīng)時(shí)放熱,體系溫度逐漸升高,溫度對反應(yīng)速率的影響占主導(dǎo)地位, 一定時(shí)間后, 硫酸的濃度下降占據(jù)主導(dǎo)地位,因而氫氣的生成速率隨時(shí)間先由慢到快,然后又由快到慢。
◆考點(diǎn)03 化學(xué)反應(yīng)(限度)平衡狀態(tài)的建立和理解
1.可逆反應(yīng)
(1)可逆反應(yīng)的特點(diǎn)
(2)很多化學(xué)反應(yīng)在進(jìn)行時(shí)都有一定的可逆性,不同反應(yīng)的可逆性不同,有些化學(xué)反應(yīng)在同一條件下可逆程度很小,如 2 Na + 2 H2O === 2 NaOH + H2↑,視為“不可逆”反應(yīng)。
典型的可逆反應(yīng)有: H2+I2?2HI , 2SO2+O2?2SO3 ,
SO2+H2O?H2SO3 , NH3+H2O?NH3·H2O 等。
2.化學(xué)平衡狀態(tài)的建立
(1)化學(xué)平衡狀態(tài):在一定條件下,當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)進(jìn)行到正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等時(shí),反應(yīng)物的濃度和生成物的濃度不再變化,達(dá)到一種表面靜止的狀態(tài)。
(2)化學(xué)平衡狀態(tài)的建立過程
(3)化學(xué)平衡建立過程中化學(xué)反應(yīng)速率的變化圖像
3.化學(xué)平衡狀態(tài)的特征——“五字訣”
化學(xué)平衡狀態(tài)的特征概括為逆、等、動、定、變,即:
【歸納總結(jié)】
(1)當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),反應(yīng)物和生成物的濃度不再發(fā)生變化,對應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)、轉(zhuǎn)化率都將保持不變。
(2)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí),正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等是指同一物質(zhì)的消耗速率與生成速率相等。如果用不同物質(zhì)表示的正、逆反應(yīng)速率不一定相等。
(3)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí),各物質(zhì)的濃度和質(zhì)量保持不變,這里的不變不能理解為各物質(zhì)的濃度和質(zhì)量相等。
(4)在化學(xué)反應(yīng)中,只有可逆反應(yīng)才有可能達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),非可逆反應(yīng)不存在化學(xué)平衡狀態(tài)。
(5)可逆反應(yīng)在有關(guān)條件(如溫度、壓強(qiáng)等)確定的前提下才能夠達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),即化學(xué)平衡狀態(tài)是有條件的。
(6)化學(xué)平衡狀態(tài)是可逆反應(yīng)在一定條件下能達(dá)到的或完成的最大程度,即該反應(yīng)進(jìn)行的限度?;瘜W(xué)反應(yīng)的限度決定了反應(yīng)物在該條件下轉(zhuǎn)化為生成物的最大轉(zhuǎn)化率。
(7)不同條件下,同一可逆反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)限度不一定相同,當(dāng)條件(溫度、壓強(qiáng)、各組分的濃度等)改變時(shí),化學(xué)平衡也隨之改變。
◆考點(diǎn)04 化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷
1.基本判據(jù):
等[v(正)=v(逆)]、定(各組分含量、濃度保持不變)任何條件下的可逆反應(yīng)均達(dá)到平衡
2.判斷三標(biāo)志
(1)達(dá)到化學(xué)平衡的本質(zhì)標(biāo)志
(2)達(dá)到化學(xué)平衡的等價(jià)標(biāo)志
(3)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的特殊標(biāo)志
3.反應(yīng)類型分析(如下表所示)
【易錯(cuò)提醒】
(1)對同一物質(zhì)而言,斷裂化學(xué)鍵的物質(zhì)的量與形成化學(xué)鍵的物質(zhì)的量相等則一定處于平衡狀態(tài)。
(2)對絕熱密閉容器,溫度保持不變則一定處于平衡狀態(tài)。
(3)若反應(yīng)中有固體或液體,平均相對分子質(zhì)量一定、密度一定則一定處于平衡狀態(tài)。
◆考點(diǎn)05 化學(xué)反應(yīng)條件的控制
1.目的和措施
2.化工生產(chǎn)中反應(yīng)條件的調(diào)控
(1)考慮因素
化工生產(chǎn)中調(diào)控反應(yīng)條件時(shí),需要考慮控制反應(yīng)條件的成本和實(shí)際可能性。
(2)實(shí)例——合成氨生產(chǎn)條件的選擇
eq \x(\a\al(合成氨,生產(chǎn)條,件選擇))——400~500 ℃—eq \a\vs4\al(\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(溫度越低氨的產(chǎn)率越高,溫度低反應(yīng)速率小,達(dá)到,平衡需要的時(shí)間很長,生,產(chǎn)成本高)))
—10~30 MPa—eq \a\vs4\al(\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(壓強(qiáng)越大,氨的產(chǎn)率越高,壓強(qiáng)越大,對動力和生產(chǎn),設(shè)備的要求越高)))
◆考點(diǎn)06 化學(xué)反應(yīng)速率與限度圖像問題
1.化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)反應(yīng)限度問題常以圖像的形式出現(xiàn)在平面直角坐標(biāo)系中,可能出現(xiàn)反應(yīng)物的物質(zhì)的量、濃度、壓強(qiáng)、時(shí)間等因素。這類問題要按照“一看、二想、三判斷”這三步來分析。
(1)“一看”——看圖像
①看面,弄清楚橫、縱軸所表示的含義;
②看線,弄清楚線的走向和變化趨勢;
③看點(diǎn),弄清楚曲線上點(diǎn)的含義,特別是曲線上的折點(diǎn)、交點(diǎn)、最高點(diǎn)、最低點(diǎn)等;
④看輔助線,作橫軸或縱軸的垂直線(如等溫線、等壓線、平衡線等);
⑤看量的變化,弄清楚是物質(zhì)的量的變化、濃度的變化,還是轉(zhuǎn)化率的變化。
(2)“二想”——想規(guī)律
如各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化量之比與化學(xué)計(jì)量數(shù)之比的關(guān)系,各物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率之比與化學(xué)計(jì)量數(shù)之比的關(guān)系,外界條件的改變對化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律以及反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),外界條件的改變對正、逆反應(yīng)速率的影響規(guī)律等。
(3)“三判斷”
利用有關(guān)規(guī)律,結(jié)合圖像,通過對比分析,作出正確判斷。
2.化學(xué)平衡建立過程中反應(yīng)速率變化圖像
根據(jù)圖像可進(jìn)行如下分析:
3.化學(xué)平衡建立過程中物質(zhì)的量變化圖像
例如:某溫度時(shí),在定容(V L)容器中,X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。
(1)由圖像得出的信息
①X、Y是反應(yīng)物,Z是生成物。
②t3 s時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),X、Y并沒有全部反應(yīng),該反應(yīng)是可逆反應(yīng)。
③0~t3 s時(shí)間段:Δn(X)=n1-n3ml,Δn(Y)=n2-n3ml,Δn(Z)=n2ml。
(2)根據(jù)圖像可進(jìn)行如下計(jì)算
①某物質(zhì)的平均速率、轉(zhuǎn)化率,如
v(X)= ml·L-1·s-1;
Y的轉(zhuǎn)化率= ×100%。
②確定化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,X、Y、Z三種物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為(n1-n3)∶(n2-n3)∶n2。
4.瞬時(shí)速率—時(shí)間圖像
(1)當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到一種平衡后,若某一時(shí)刻外界條件發(fā)生改變,都可能使速率—時(shí)間圖像的曲線出現(xiàn)不連續(xù)的情況,根據(jù)出現(xiàn)“斷點(diǎn)”前后的速率大小,即可對外界條件的變化情況作出判斷。如圖:
t1時(shí)刻改變的條件可能是使用了催化劑或增大壓強(qiáng)(僅適用于反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變的反應(yīng))。
(2)常見含“斷點(diǎn)”的速率-時(shí)間圖像分析
5.全程速率—時(shí)間圖像
例如:Zn與足量鹽酸的反應(yīng),化學(xué)反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化出現(xiàn)如圖所示情況。
原因:(1)AB段(v增大),反應(yīng)放熱,溶液溫度逐漸升高,v增大。
(2)BC段(v減小),溶液中c(H+)逐漸減小,v減小。
◆考點(diǎn)07 有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的計(jì)算
解答有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的計(jì)算題時(shí),一般需要寫出化學(xué)方程式,列出起始量、變化量及平衡量,再根據(jù)題設(shè)其他條件和定律列方程求解,要注意單位的統(tǒng)一。如:
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
起始/ml a b 0 0
轉(zhuǎn)化/ml mx nx px qx
平衡/ml a?mx b?nx px qx
(1)分析三個(gè)量:起始量、變化量、平衡量。
(2)明確三個(gè)關(guān)系
①對于同一反應(yīng)物,起始量-變化量=平衡量。
②對于同一生成物,起始量+變化量=平衡量。
③各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化量之比等于各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。
(3) 計(jì)算模式
①關(guān)于反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的計(jì)算
A的轉(zhuǎn)化率=×100%(計(jì)算式中A的量可以指反應(yīng)物的物質(zhì)的量、質(zhì)量、濃度、體積等)
②關(guān)于某氣體組分的體積分?jǐn)?shù)的計(jì)算
氣體A的體積分?jǐn)?shù)=×100%
③A的平衡濃度:c(A)=eq \f(a-mx,V) ml·L-1。
④平衡壓強(qiáng)與起始壓強(qiáng)之比:eq \f(p?平?,p?始?)=eq \f(a+b+?p+q-m-n?x,a+b)。
⑤平衡壓強(qiáng)與起始壓強(qiáng)之比:eq \f(p?平?,p?始?)=eq \f(a+b+?p+q-m-n?x,a+b)。
⑥混合氣體的平均密度eq \x\t(ρ)(混)=eq \f(a·M?A?+b·M?B?,V) g·L-1。
⑦混合氣體的平均摩爾質(zhì)量eq \x\t(M)=eq \f(a·M?A?+b·M?B?,a+b+?p+q-m-n?x) g·ml-1。
1.已知4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g),若反應(yīng)速率分別用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示,則正確的關(guān)系是( )
A.v(NH3)=v(O2) B.v(O2)=v(H2O) C.v(NH3)=v(H2O) D.v(O2)=v(NO)
2.在反應(yīng)中,表示該反應(yīng)速率最快的是
A.v(A)=1.5 ml·L-1·min-1B.v(B)=1.8 ml·L-1·min-1
C.v(C)=0.08 ml·L-1·s-1D.v(D)=0.1 ml·L-1·s-1
3.反應(yīng)從正反應(yīng)方向,經(jīng)過2s后B的濃度減少了0.04 ml?L-1。下列說法正確的是
A.用A表示的反應(yīng)速率是0.04 ml?L-1?s-1
B.在這2s內(nèi)用B和C表示的反應(yīng)速率的值是相同的
C.在2s末時(shí)的反應(yīng)速率,用反應(yīng)物B來表示是0.02 ml?L-1?s-1
D.2s后,D的物質(zhì)的量為0.02ml
4.將4 ml A氣體和2 ml B氣體置于1 L的密閉容器中,混合后發(fā)生如下反應(yīng):2A(g)+B(g)=2C(g)。若經(jīng)2 s后測得C的物質(zhì)的量濃度為1.2 ml·L?1,下列說法正確的是 ( )
A. 用物質(zhì)A表示的反應(yīng)速率為1.2 ml·L?1·s?1
B. 用物質(zhì)B表示的反應(yīng)速率為0.6 ml·L?1·s?1
C. 2 s時(shí)物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率為30%
D. 2 s時(shí)物質(zhì)B的物質(zhì)的量濃度為0.6 ml·L?1
5.某小組為了研究外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案如表。下列說法錯(cuò)誤的是
A.實(shí)驗(yàn)①和②探究鹽酸濃度對反應(yīng)速率的影響
B.實(shí)驗(yàn)①和③探究固體表面積對反應(yīng)速率的影響,則a=0
C.實(shí)驗(yàn)③中用鹽酸濃度變化表示的速率v(HCl)=0.5ml?L-1?min-1
D.該實(shí)驗(yàn)反應(yīng)的離子方程式為CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O
6.某學(xué)習(xí)小組為了探究影響酸性高錳酸鉀溶液與NaHSO3溶液反應(yīng)速率的因素,該小組設(shè)計(jì)如表實(shí)驗(yàn)方案。
下列說法正確的是
A.該反應(yīng)的離子方程式為5SO32-+2MnO4-+6H+=2Mn2++5SO42-+3H2O
B.a(chǎn)=1.0、b=1.5
C.實(shí)驗(yàn)3從反應(yīng)開始到反應(yīng)結(jié)束這段時(shí)間內(nèi)反應(yīng)速率v(MnO4-)=0.025 ml·L-1·min-1
D.實(shí)驗(yàn)4與實(shí)驗(yàn)1相比,說明SO42-可能是該反應(yīng)的催化劑
7.在工業(yè)生產(chǎn)或?qū)嶒?yàn)中,下列做法與調(diào)控化學(xué)反應(yīng)速率無關(guān)的是
A.食品抽真空包裝
B.碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)時(shí)適當(dāng)升高溫度
C.將與稀反應(yīng)中的稀換成稀
D.氯酸鉀分解制氧氣時(shí),添加少量
8.在一定條件下,某可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的曲線如圖所示。下列敘述正確的是
A.時(shí)刻,反應(yīng)逆向進(jìn)行
B.時(shí)刻,逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率
C.時(shí)刻,反應(yīng)物在該條件下轉(zhuǎn)化率不是最大
D.時(shí)刻,正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率且等于零
9.在一密閉容器中進(jìn)行反應(yīng):,已知反應(yīng)過程中某一時(shí)刻的濃度分別為,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),可能存在的數(shù)據(jù)是
A.為為B.為
C.均為D.為
10.某溫度下,在恒容密閉容器中,利用甲烷可以除去,反應(yīng)為。已知為黃色,下列有關(guān)該反應(yīng)的說法正確的是
A.該反應(yīng)的生成物分子中的共價(jià)鍵都是單鍵
B.生成時(shí),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為
C.當(dāng)容器內(nèi)氣體的顏色不再改變時(shí),化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
D.容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)不變不可以作為反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡的標(biāo)志
11.在一恒溫恒容容器中,當(dāng)下列各項(xiàng)不再發(fā)生變化時(shí),表明反應(yīng)A(s)+2B(g)?C(g)+D(g)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是
①混合氣體的壓強(qiáng)②混合氣體的密度③B的物質(zhì)的量濃度④混合氣體的總物質(zhì)的量⑤混合氣體的平均相對分子質(zhì)量⑥v(C)與v(D)的比值⑦混合氣體的總質(zhì)量⑧混合氣體的總體積
A.②③⑤⑦B.①③④⑤C.②③⑤⑥⑦D.③⑤⑥
12.反應(yīng)mA(g)+nB(g)=wC(g)中,在同一時(shí)間段內(nèi)測得:A每分鐘減少0.15 ml·L-1,B每分鐘減少0.05 ml·L-1,C每分鐘增加0.1 ml·L-1,則下列敘述正確的是 ( )
A.在體積和溫度不變的條件下,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,體系的壓強(qiáng)逐漸增大
B.化學(xué)計(jì)量數(shù)之比是m∶n∶w=3∶1∶2
C.單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少等于生成物濃度的增加
D.若在前10 s內(nèi)A減少了x ml,則在前20 s內(nèi)A減少了2x ml
13.在一定條件下,將3ml A和1ml B混合于固定容積為1L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):
3A(s)+B(g)xC(g)+2D(g)。2min 末該反應(yīng)達(dá)到平衡,生成了0.6mlD,并測得C的濃度為0.3ml/L。下列判斷正確的是
A.2min內(nèi)用A表示的反應(yīng)速率為0.45ml·L-1·min-1
B.x=2
C.當(dāng)VB:VD=1:2時(shí),反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)
D.B的轉(zhuǎn)化率為30%
14.一定溫度下,在容積為2L的恒容密閉容器中進(jìn)行某一反應(yīng),容器內(nèi)M、N、K三種氣體的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是
A.該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
B.內(nèi),用K濃度變化表示的速率為
C.容器中K和M的含量不變,說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
D.時(shí),容器容積不變,再充入N,正反應(yīng)速率增大
15.圖1為從廢鉬催化劑(主要成分為MO3、MS2,含少量NiS、NiO、Fe2O3等)中回收利用金屬的部分流程。
“焙燒”時(shí)將純堿和廢鉬催化劑磨成粉末后采取如圖2所示的“多層逆流焙燒”,其目的是__________________________________________________________________________。
16.某化學(xué)小組利用硫代硫酸鈉進(jìn)行了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。
已知:Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O。
某同學(xué)探究影響硫代硫酸鈉與稀硫酸反應(yīng)速率的因素時(shí),設(shè)計(jì)了如下系列實(shí)驗(yàn):
(1)若V4=10.0,V5=6.0,則實(shí)驗(yàn)①、③可探究 對反應(yīng)速率的影響。
將氣體A、B置于固定容積為2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g);反應(yīng)進(jìn)行到10s末,達(dá)到平衡,測得A的物質(zhì)的量為1.8ml,B的物質(zhì)的量為0.6ml,C的物質(zhì)的量為0.8ml。
(2)用C表示10s內(nèi)反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為 。
(3)反應(yīng)前A的物質(zhì)的量濃度是 。
(4)10s末,生成物D的濃度為 。
(5)下列指標(biāo)中,能作為判斷反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志有 :
A.氣體的壓強(qiáng)不再改變 B.氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變
C.氣體的密度不再改變 D.氣體的總物質(zhì)的量不再改變
E.氣體的顏色不再改變 F.氣體的濃度不再改變
(6)達(dá)到平衡后,若充入He,生成D的速率 (“增大”“減小”“不變”)。
17. Ⅰ.“碳中和”是指的排放總量和減少總量相當(dāng)。
(1)下列措施不能有效促進(jìn)碳中和的是___________(填序號)。
A.利用可燃冰代替現(xiàn)有化石能源B.推動氫氧燃料汽車代替燃油汽車
C.?dāng)U大水力發(fā)電規(guī)模代替火力發(fā)電D.研發(fā)二氧化碳人工合成淀粉技術(shù)
Ⅱ.為實(shí)現(xiàn)“碳中和”目標(biāo),我國科學(xué)家做出了卓越貢獻(xiàn),最新科研成果之一為在含鉑高效催化劑作用下把二氧化碳高效轉(zhuǎn)化清潔液態(tài)燃料——甲醇()。t℃時(shí),反應(yīng)原理為。
(2)加快該反應(yīng)速率的措施有 、 (填兩條)。
(3)下列能證明上述反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是___________(填序號)。
A.的生成速率與的消耗速率相等時(shí)
B.恒溫恒容時(shí),容器內(nèi)氣體的總壓強(qiáng)不再隨時(shí)間而改變時(shí)
C.容器內(nèi)氣體的總質(zhì)量不再改變時(shí)
D.恒容時(shí),、、、的濃度相等時(shí)
(4)t℃時(shí),將3和4通入體積為2L的恒容密閉容器中發(fā)生催化反應(yīng),2min時(shí)的含量不再變化,此時(shí)測得的物質(zhì)的量為1。請回答下列問題:
①從反應(yīng)開始到達(dá)化學(xué)平衡,用表示的平均反應(yīng)速率為 ;
②達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)的轉(zhuǎn)化率為 。
18.工業(yè)上,常用水蒸氣通過熾熱的焦炭制得水煤氣(主要成分為CO和),其反應(yīng)的化學(xué)方程式為,請回答下列問題:
(1)上述反應(yīng)的能量變化圖像如圖所示。下列反應(yīng)的能量變化與上述反應(yīng)相同的是_______。
A.碳酸鈣高溫分解
B.天然氣的燃燒
C.氨水與稀硫酸的反應(yīng)
D.氯化銨與的反應(yīng)
(2)一定條件下,焦炭和水蒸氣在體積一定的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng),下列有關(guān)說法正確的是_______。
A.充入He使容器壓強(qiáng)增大,提高反應(yīng)速率
B.,說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
C.使用催化劑可以加快反應(yīng)速率,平衡正向移動。
D.容器中焦炭的質(zhì)量不再變化,說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
(3)在體積均為2L的甲、乙兩個(gè)恒容密閉容器中,分別加入相同質(zhì)量的一定量炭粉和3 ml水蒸氣,在不同溫度下反應(yīng)的過程如圖所示:
①甲容器中,0~1min內(nèi)的平均反應(yīng)速率 。
②甲容器中, (填“”或“=”下同)。
③反應(yīng)過程中,兩個(gè)容器溫度:甲 乙。
(4)乙容器中C點(diǎn)時(shí),H2O的轉(zhuǎn)化率為 。
19.“液態(tài)陽光”,即“清潔甲醇”,指生產(chǎn)過程中碳排放量極低或?yàn)榱銜r(shí)制得的甲醇。加氫的實(shí)際化學(xué)過程包括下面三個(gè)主要的平衡反應(yīng):
反應(yīng)1:
反應(yīng)2:
反應(yīng)3:
(1)已知反應(yīng)3的反應(yīng)體系能量變化如圖所示,下列說法正確的是 (填標(biāo)號)。
A.該反應(yīng)涉及極性鍵和非極性鍵的斷裂和形成
B.若反應(yīng)生成的為液態(tài),則放出的能量大于90.77kJ
C.1ml CO(g)和2ml (g)的總鍵能低于1ml (g)的總鍵能
D.1ml CO(g)和2ml (g)在容器中充分反應(yīng),放出的能量為90.77kJ
(2)恒容絕熱密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)2,下列說法表明反應(yīng)達(dá)到了平衡的是 (填標(biāo)號)。
A.體系壓強(qiáng)不再發(fā)生變化
B.的轉(zhuǎn)化率不再變化
C.混合氣體的密度不再發(fā)生變化
D.每斷裂n ml的H—H鍵時(shí),形成2n ml H—O鍵
(3)相關(guān)化學(xué)鍵的鍵能(常溫常壓下,斷裂或形成1ml化學(xué)鍵需要吸收或放出的能量)數(shù)據(jù)如表所示:
反應(yīng)1中,每生成1ml (g),會 (填“吸收”或“放出”) kJ能量。
(4)一定條件下,向1L密閉容器中加入1ml 和3ml 發(fā)生上述三個(gè)反應(yīng),t s后達(dá)到平衡,容器中各物質(zhì)濃度如表所示:
①a= 。
②t s時(shí),的轉(zhuǎn)化率為 (保留三位有效數(shù)字)%。
③0~t s內(nèi),用CO表示的反應(yīng)速率 。
分類角度
從測定時(shí)間分
從反應(yīng)方向分
類型
瞬時(shí)速率:某一時(shí)刻的反應(yīng)速率
平均速率:某段時(shí)間內(nèi)的反應(yīng)速率的平均值
正反應(yīng)速率:可逆反應(yīng)中正反應(yīng)方向的反應(yīng)速率
逆反應(yīng)速率:可逆反應(yīng)中逆反應(yīng)方向的反應(yīng)速率
注意點(diǎn)
通常所計(jì)算的是平均速率
通常所計(jì)算的是正逆反應(yīng)抵消后的總反應(yīng)速率
內(nèi)因
反應(yīng)物的性質(zhì)是決定化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素。
外因
濃度
增大反應(yīng)物的濃度,可使反應(yīng)速率增大
壓強(qiáng)
對于氣體反應(yīng),壓強(qiáng)增大,可使反應(yīng)速率增大
溫度
一般升高溫度,可使反應(yīng)速率增大
催化劑
使用催化劑,可使反應(yīng)速率增大
其他
如固體表面積越大,反應(yīng)反應(yīng)速率越快;光照、攪拌、形成原電池
溫馨提醒
①氣體反應(yīng)壓強(qiáng)的變化,其本質(zhì)是氣體的濃度變化。
如恒容時(shí)通不參加反應(yīng)的氣體,雖壓強(qiáng)增大,但反應(yīng)速率不變;如恒壓下通不參加反應(yīng)的氣體,雖總壓不變,但反應(yīng)速率降低
②對可逆反應(yīng),升高溫度,無論是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng),正、逆反應(yīng)速率均增大,反之均降低
③對可逆反應(yīng),使用催化劑,正、逆反應(yīng)速率均同等程度的增大
催化劑的活性
①催化劑的活性除與自身成分有關(guān)外,還受到粒子直徑、合成方法等因素以及反應(yīng)溫度、壓強(qiáng)等條件的影響。此外,有些物質(zhì)的存在會使催化劑明顯失效,即催化劑中毒。
②催化劑催化時(shí)需要適宜的溫度,溫度過低,活性低;溫度升高,活性增強(qiáng),但溫度過高,催化劑可能失去活性。
多因素影響下的速率變化
常見影響反應(yīng)速率的因素
濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑活性、接觸面積、原電池原理、副反應(yīng)等
反常速率加快常見情況
①溫度升高;②形成原電池;③反應(yīng)生成物對反應(yīng)有催化作用;④溫度升高,催化劑活性增強(qiáng);⑤反應(yīng)物濃度增大等
反應(yīng)速率減慢常見情況
反應(yīng)物濃度減??;②反應(yīng)溫度過高,催化劑失去活性;③析出的晶體或沉淀覆蓋在固體表面,阻礙反應(yīng)的進(jìn)行;④競爭吸附等
常見變量
外界因素主要有:濃度、壓強(qiáng)、溫度、催化劑、固體表面積等
確定變量
根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,研究某個(gè)變量對反應(yīng)速率的影響,需要控制其它外界因素不變,再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
定多變一
探究時(shí),先確定一種變量,保證其它外界因素不變,看這個(gè)變量與探究的問題之間存在什么關(guān)系,這樣依次進(jìn)行,從而得出每種因素改變的影響結(jié)論
數(shù)據(jù)統(tǒng)一
要注意控制數(shù)據(jù),使變量統(tǒng)一,才能得出正確結(jié)論
雙向性
反應(yīng)物 eq \(,\s\up7(正向反應(yīng)),\s\d7(逆向反應(yīng)))生成物
兩同性
相同條件 正、逆反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行
共存性
反應(yīng)物、生成物同時(shí)存在,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率小于100%
研究對象(逆)
適用于可逆反應(yīng)
動態(tài)特征(動)
建立平衡后,正、逆反應(yīng)仍在進(jìn)行,屬于動態(tài)平衡,可用同位素示蹤原子法證明
平衡實(shí)質(zhì)(等)
υ(正)=v(逆)≠0(正、逆反應(yīng)速率相等,但不等于零)
平衡結(jié)果(定)
達(dá)平衡后,反應(yīng)混合物中各組分的百分含量或濃度保持不變(不可理解為相等)
平衡移動(變)
化學(xué)平衡其存在是有條件的、暫時(shí)的,濃度、溫度、壓強(qiáng)條件變化時(shí)平衡會發(fā)生改變
項(xiàng)目
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
是否平衡
正反應(yīng)速率逆反應(yīng)速率關(guān)系
在單位時(shí)間內(nèi)消耗了m ml A的同時(shí)生成了m ml A
平衡
在單位時(shí)間內(nèi)消耗了n ml B的同時(shí)消耗了p ml C
平衡
在單位時(shí)間內(nèi)生成了p ml C的同時(shí)消耗了q ml D
平衡
v正(A)∶v逆(B)=m∶n
平衡
項(xiàng)目
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)[假設(shè)只有A為有色氣體]
是否平衡
混合體系中各
組分的含量
各物質(zhì)的物質(zhì)的量或物質(zhì)的量的分?jǐn)?shù)一定
平衡
各物質(zhì)的質(zhì)量或質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定
平衡
各氣體的體積或體積分?jǐn)?shù)一定
平衡
A物質(zhì)斷裂的化學(xué)鍵與A物質(zhì)形成的化學(xué)鍵的物質(zhì)的量相等
平衡
氣體的顏色不變
平衡
溫度
在其他條件不變時(shí),體系溫度一定時(shí)
平衡
體系顏色變化
有色氣體的顏色不再改變
平衡
項(xiàng)目
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
是否平衡
壓強(qiáng)
當(dāng)m+n≠p+q時(shí),總壓強(qiáng)一定(其它條件一定)
平衡
當(dāng)m+n=p+q時(shí),總壓強(qiáng)一定(其它條件一定)
不一定平衡
總物質(zhì)的量
當(dāng)m+n≠p+q時(shí),總物質(zhì)的量一定(其它條件一定)
平衡
當(dāng)m+n=p+q時(shí),總物質(zhì)的量一定(其它條件一定)
不一定平衡
體系的密度
密度一定
不一定平衡
化學(xué)反應(yīng)
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)
是否平衡
混合物體
系中各成
分的含量
①各物質(zhì)的物質(zhì)的量或物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)一定
平衡
②各物質(zhì)的質(zhì)量或質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定
平衡
③各氣體的體積或體積分?jǐn)?shù)一定
平衡
④總體積、總壓強(qiáng)、總物質(zhì)的量一定
不一定平衡
正、逆反應(yīng)
速率之間
的關(guān)系
①單位時(shí)間內(nèi)消耗了m ml A,同時(shí)也生成了m ml A
平衡
②單位時(shí)間內(nèi)消耗了n ml B,同時(shí)也消耗了p ml C
平衡
③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q
不一定平衡
④單位時(shí)間內(nèi)生成了n ml B,同時(shí)也消耗了q ml D
不一定平衡
壓強(qiáng)
①其他條件一定、總壓強(qiáng)一定,且m+n≠p+q
平衡
②其他條件一定、總壓強(qiáng)一定,且m+n=p+q
不一定平衡
混合氣體
的平均相
對分子質(zhì)量
①平均相對分子質(zhì)量一定,且m+n≠p+q
平衡
②平均相對分子質(zhì)量一定,且m+n=p+q
不一定平衡
溫度
任何化學(xué)反應(yīng)都伴隨著能量變化,當(dāng)體系溫度一定時(shí)
平衡
氣體的密度
密度一定
不一定平衡
顏色
反應(yīng)體系內(nèi)有色物質(zhì)的顏色穩(wěn)定不變
平衡
目的
促進(jìn)有利反應(yīng)
提高反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率,加快反應(yīng)速率
控制有害反應(yīng)
減慢反應(yīng)速率,減少甚至消除有害物質(zhì)的產(chǎn)生,控制副反應(yīng)的發(fā)生
措施
改變化學(xué)反應(yīng)速率
改變反應(yīng)體系的溫度、物質(zhì)的濃度、氣體的壓強(qiáng)、固體的表面積以及催化劑的合理使用等
改變可逆反應(yīng)進(jìn)行的限度
改變可逆反應(yīng)體系的溫度、物質(zhì)的濃度、氣體的壓強(qiáng)等
圖像
t1時(shí)刻所改變的條件
溫度
升高
降低
升高
降低
正反應(yīng)為放熱反應(yīng)
正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
壓強(qiáng)
增大
減小
增大
減小
正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng)
正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng)
實(shí)驗(yàn)編號
5.0ml?L-1鹽酸
大理石

收集標(biāo)準(zhǔn)狀況下0.56LCO2所需時(shí)間

100mL
5.0g碎塊
0mL
5.0min

50.0mL
5.0g碎塊
50.0mL
8.0min

100mL
5.0g粉末
amL
2.0min
實(shí)驗(yàn)
0.2 ml·L-1 NaHSO3溶液/mL
0.1 ml·L-1 KMnO4溶液/mL
0.6 ml·L-1 H2SO4溶液/mL
0.1 ml·L-1 MnSO4溶液/mL
V(H2O)/mL
混合溶液褪色時(shí)間/min
1
3.0
2.0
1.0
0
2.0
8
2
3.0
2.0
2.0
0
a
6
3
4.0
2.0
2.0
0
0
4
4
3.0
2.0
1.0
0.5
b
3
實(shí)驗(yàn)序號
反應(yīng)溫度/℃
Na2S2O3溶液
稀H2SO4
H2O
V/mL
c/(ml/L)
V/mL
c/(ml/L)
V/mL

20
10.0
0.10
10.0
0.50
0

40
V1
0.10
V2
0.50
V3

20
V4
0.10
4.0
0.50
V5
化學(xué)鍵
C=O()
H—H
C—H
C—O
H—O
鍵能E/()
803
436
414
326
464
物質(zhì)
CO
濃度()
a
b
0.48
0.8
c

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