題型一 化學(xué)反應(yīng)速率的意義、計算和比較
解題要點
同一反應(yīng)在同一時間內(nèi),用不同物質(zhì)來表示的反應(yīng)速率可能不同,但表示的意義相同(即快慢程度相同),且反應(yīng)速率的數(shù)值之比等于這些物質(zhì)在化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)之比。
如在反應(yīng)aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)中,存在v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=a∶b∶c∶d
【例1-1】氨催化氧化反應(yīng):是制硝酸的重要反應(yīng)。在四種不同情況下的反應(yīng)速率如下,其中反應(yīng)進行得最慢的是
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】將選項中的反應(yīng)速率均轉(zhuǎn)化為用氨氣表示的反應(yīng)速率,且統(tǒng)一單位可得:
A.;B.v(NH3)=2.4ml·L-1·min-1;C.;D.;故答案選A。
【例1-2】一定溫度下,向容積為2L的密閉容器中通入兩種氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成另外兩種氣體,反應(yīng)中各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化如圖所示,對該反應(yīng)的推斷合理的是( )

A.該反應(yīng)的化學(xué)方程式為
B.反應(yīng)進行到1s時,
C.反應(yīng)進行到6s時,B的平均反應(yīng)速率為0.05ml/(L·s)
D.反應(yīng)進行到6s時,各物質(zhì)的反應(yīng)速率相等
【答案】C
【解析】A.根據(jù)圖知,B、C是反應(yīng)物而A、D是生成物,6s內(nèi)n(A)=(1.2-0)ml=1.2ml、n(B)=(1.0-0.4)ml=0.6ml、n(C)=(1.0-0.2)ml=0.8ml、n(D)=(0.4-0)ml=0.4ml,相同時間內(nèi)A、B、C、D的計量數(shù)之比等于其物質(zhì)的量之比=1.2ml:0.6ml:0.8ml:0.4ml=6:3:4:2,該反應(yīng)方程式為3B(g)+4C(g)6A(g)+2D(g),A錯誤;
B.同一段時間內(nèi),各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其計量數(shù)之比,由A項分析可知,A、D的系數(shù)不相等,反應(yīng)進行到1s時,所以,B錯誤;
C.反應(yīng)進行到6s時,(B)===0.05 ml?L-1?s-1,C正確;
D.由題干圖示信息可知,反應(yīng)進行到6s時,各物質(zhì)的物質(zhì)的量保持不變,即各物質(zhì)的正逆反應(yīng)速率相等,根據(jù)不同物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于其化學(xué)計量系數(shù)之比可知,各物質(zhì)的反應(yīng)速率不相等,D錯誤;
故答案為:C。
【變式1-1】反應(yīng)A(g)+3B(g) = 2C(g)+2D(g)在四種不同情況下的反應(yīng)速率分別如下,其中反應(yīng)速率最快的是
A.V(A)=0.15 ml/(L·min)B.V(B)=0.6 ml/(L·min)
C.V(C)=0.4 ml/(L·min)D.V(D)=0.5 ml/(L·min)
【答案】D
【分析】不同物質(zhì)表示的速率之比等于其化學(xué)計量數(shù)之比,故不同物質(zhì)表示的速率與其化學(xué)計量數(shù)的比值越大,表示的反應(yīng)速率越快,單位要一致,據(jù)此分析解題。
【解析】A.;
B. ;
C.;
D.;
所以表示反應(yīng)速率最快的是D;
故選D。
【變式1-2】在某溫度下,發(fā)生反應(yīng)。在四種不同情況下測得的反應(yīng)速率分別如下:




下列有關(guān)反應(yīng)速率的比較中正確的是
A.②>④=①>③B.①>④>②=③C.②>①>④>③D.④>③>②>①
【答案】C
【分析】根據(jù)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比
【解析】氧氣為基礎(chǔ)進行轉(zhuǎn)化,,,故②最大,再以甲烷為基礎(chǔ)轉(zhuǎn)化, ,,故①大,水和二氧化碳化學(xué)計量數(shù)相等,故④更大。選C。
題型二 實驗探究化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素
解題要點
①確定變量:解答這類題目時首先要認真審題,理清影響實驗探究結(jié)果的因素有哪些。
②定多變一:在探究時,應(yīng)該先確定其他的因素不變,只變化一種因素,看這種因素與探究的問題存在怎樣的關(guān)系;這樣確定一種以后,再確定另一種,通過分析每種因素與所探究問題之間的關(guān)系,得出所有影響因素與所探究問題之間的關(guān)系。
③數(shù)據(jù)有效:解答時注意選擇數(shù)據(jù)(或設(shè)置實驗)要有效,且變量統(tǒng)一,否則無法作出正確判斷。
【例2-1】某學(xué)習(xí)小組為了探究酸性高錳酸鉀溶液與NaHSO3溶液反應(yīng)速率的影響因素,該小組設(shè)計如下實驗方案。
下列說法錯誤的是
A.該反應(yīng)的離子方程式為
B.實驗3從反應(yīng)開始到反應(yīng)結(jié)束這段時間內(nèi)反應(yīng)速率v(MnO4-)=0.0625ml·L-1·min-1
C.a(chǎn)=1.0、b=1.5
D.實驗4與實驗1相比,說明Mn2+可能是該反應(yīng)的催化劑
【答案】B
【解析】A.酸性高錳酸鉀溶液與亞硫酸氫鈉溶液反應(yīng)生成硫酸鉀、硫酸錳、硫酸鈉和水,反應(yīng)的離子方程式為,故A正確;
B.由表格數(shù)據(jù)可知,高錳酸鉀和亞硫酸氫鈉的物質(zhì)的量比為(0.2ml/L×4.0×10—3L):(0.1ml/L×2.0×10—3L)=4:1,則高錳酸鉀溶液完全反應(yīng),從反應(yīng)開始到反應(yīng)結(jié)束這段時間內(nèi)高錳酸根離子的反應(yīng)速率為=0.00625 ml/(L·min),故B錯誤;
C.由表格數(shù)據(jù)可知,實驗1、2的實驗?zāi)康氖翘骄肯×蛩岬臐舛葘Ψ磻?yīng)速率的影響,由探究實驗變量唯一化原則可知,反應(yīng)的總體積應(yīng)保持不變,則a=8.0—7.0=1.0,同理可知,實驗1、4的實驗?zāi)康氖翘骄苛蛩徨i對反應(yīng)速率的影響,則a=8.0—6.5=1.5,故C正確;
D.由表格數(shù)據(jù)可知,實驗1、4的實驗?zāi)康氖翘骄苛蛩徨i對反應(yīng)速率的影響,加入硫酸錳溶液,酸性高錳酸鉀溶液與亞硫酸氫鈉溶液反應(yīng)的反應(yīng)速率迅速加快,說明錳離子能加快反應(yīng)速率,是該反應(yīng)的催化劑,故D正確;
故選B。
【例2-2】室溫下,用0.1 ml·L-1Na2S2O3溶液、0.1 ml·L-1H2SO4溶液和蒸餾水進行如下表所示的5個實驗,分別測量渾濁度隨時間的變化。
下列說法不正確的是
A.實驗③中x=8
B.實驗①②③或③④⑤均可說明其他條件相同時,增大反應(yīng)物濃度可增大該反應(yīng)速率
C.將裝有實驗②的試劑的試管浸泡在熱水中一段時間后再混合,其渾濁度曲線應(yīng)為a
D.降低Na2S2O3溶液濃度比降低H2SO4溶液濃度對該反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)速率影響程度更大
【答案】C
【分析】由圖可知,實驗③中反應(yīng)速率最快,由控制變量法可知總體積為15mL,實驗①、②、③中Na2S2O3溶液濃度不同,圖中③、④、⑤速率接近,①、②、③速率差異大,據(jù)此分析解題。
【解析】A.實驗③中,x=15?3.5?3.5=8,故A正確;
B.實驗①、②、③的目的是探究其他條件相同時,Na2S2O3溶液濃度變化對Na2S2O3與H2SO4反應(yīng)速率的影響,實驗③、④、⑤的目的是探究其他條件相同時,H2SO4溶液濃度變化對Na2S2O3與H2SO4反應(yīng)速率的影響,故B正確;
C.將裝有實驗②的試劑的試管浸泡在熱水中一段時間后再混合,反應(yīng)速率加快,渾濁度增大需要時間更短,故C錯誤;
D.Na2S2O3溶液濃度的改變對速率影響更大,該推斷的證據(jù)是達到相同渾濁度時,實驗①、②、③所需時間的改變量大于實驗⑤、④、③所需時間的改變量,故D正確;
故答案選C。
【變式2-1】控制變量法是化學(xué)實驗的常用方法之一,下圖所示實驗探究影響反應(yīng)速率的因素是
A.催化劑B.溫度
C.壓強D.濃度
【答案】D
【解析】如圖所示兩個試管中,過氧化氫濃度不同、溫度相同,兩支試管都加了二氧化錳做催化劑,都與大氣相通,壓強也相同,則該實驗探究影響反應(yīng)速率的因素是濃度,濃度不同,反應(yīng)速率不同。
答案選D。
【變式2-2】某學(xué)習(xí)小組根據(jù)反應(yīng),設(shè)計實驗探究硫代硫酸鈉溶液的濃度和溫度對反應(yīng)速率的影響,實驗數(shù)據(jù)如表(已知起始加入的稀硫酸的體積相等)。下列敘述錯誤的是
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】設(shè)計實驗探究硫代硫酸鈉溶液的濃度和溫度對反應(yīng)速率的影響,只能改變其中一個變量,而其他的量不能同時變。
【解析】A.②和③溫度相同,而硫代硫酸鈉的體積不同,說明是研究硫代硫酸鈉的濃度對反應(yīng)速率的影響,因此稀硫酸濃度相同即體積相同,則,故A正確;
B.①和②反應(yīng)溫度不同,說明是探究溫度對反應(yīng)速率的影響,因此溶液的體積要相同,溫度越高,反應(yīng)速率越快,因此,故B正確;
C.①和②反應(yīng)溫度不同,說明是探究溫度對反應(yīng)速率的影響,因此溶液的體積要相同,則,,②和③溫度相同,而硫代硫酸鈉的體積不同,說明是研究硫代硫酸鈉的濃度對反應(yīng)速率的影響,則,所以,故C正確;
D.②和③溫度相同,而硫代硫酸鈉的體積不同,說明是研究硫代硫酸鈉的濃度對反應(yīng)速率的影響,③中硫代硫酸鈉濃度大,速率快,因此,故D錯誤。
綜上所述,答案為D。
【變式2-3】化學(xué)反應(yīng)速率和限度與生產(chǎn)、生活密切相關(guān)。
Ⅰ.某同學(xué)探究外界條件對分解速率的影響。
(1)實驗1、2的目的是探究 對分解速率的影響,結(jié)論為 。
(2)對比實驗3、4,能推測出對分解的催化效果比的好嗎? (填“能”或“不能”),請說明理由: 。
(3)若實驗3、5是探究濃度對分解速率的影響。m為10,則還應(yīng)添加的試劑及用量為 (混合后溶液體積變化忽略不計)。推測n 45(填“>”“
(4)1、2
(5)75%
(6)CE
【分析】Ⅰ實驗?zāi)康臑橛每刂谱兞糠ㄌ骄客饨鐥l件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響;Ⅱ是根據(jù)可逆反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志“逆向相等、變量不變”判斷,結(jié)合圖中關(guān)鍵數(shù)據(jù)計算轉(zhuǎn)化率。
【解析】(1)實驗1、2中溶液的濃度、體積分別相等,都沒有使用催化劑,只控制溫度不同,故實驗1、2的目的是其他條件相同時,研究溫度對分解速率的影響;從表中的數(shù)據(jù)分析可知,室溫下,幾乎無氣體生成,50℃,收集112mL所需時間296s,其他條件相同時,溫度升高,分解速率加快;
故答案為:溫度;升高溫度,化學(xué)反應(yīng)速率加快;
(2)實驗3、4中溶液的濃度、體積分別相等,溫度相同,實驗3中加入0.5g、實驗4中加入0.5g,兩者不僅陽離子()不同、而且陰離子()也不同,故根據(jù)實驗3、4不能推測對分解的催化效果比的催化效果好;
故答案為:不能;因為所用鹽溶液的酸根離子不同,對實驗可能產(chǎn)生干擾;
(3)實驗3、5是其他條件相同時,探究濃度對該化學(xué)反應(yīng)速率的影響,故實驗3、5中只能改變?nèi)芤旱臐舛?,若m=10mL,溶液,要使溶液的濃度變成,還應(yīng)添加的試劑為蒸餾水,用量為10mL;實驗5比實驗3溶液的濃度小,分解速率小,收集112mL所需時間>45s;
故答案為:蒸餾水、10mL;>;
(4)根據(jù)圖象可知,的物質(zhì)的量濃度隨著時間的推移逐漸增加,平衡時保持不變;點3、4所表示的物質(zhì)的量濃度沒有達到最大值,沒有達到平衡狀態(tài),,點1、2所表示的物質(zhì)的量濃度達到最大值,保持不變,達到平衡狀態(tài),;
故答案為:1、2;
(5)反應(yīng)進行到16min時,物質(zhì)的量濃度為,根據(jù)三段式分析計算,,的轉(zhuǎn)化率是;
故答案為:75%;
(6)A.可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時,各組成成分濃度保持不變,不再改變能說明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài),A錯誤;
B.可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時,,故能說明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài),B錯誤;
C.可逆反應(yīng)達到平衡狀態(tài)時,各組成成分濃度保持不變,與物質(zhì)的量之比為1:2不能說明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài),C正確;
D.在該反應(yīng)條件下,反應(yīng)物、生成物都是氣體,混合氣體質(zhì)量不變,氣體物質(zhì)的量增大,隨反應(yīng)進行混合氣體的平均相對分子質(zhì)量減小,混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再變化能說明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài),D錯誤;
E.在該反應(yīng)條件下,反應(yīng)物、生成物都是氣體,混合氣體質(zhì)量不變,密閉容器體積保持不變,則隨反應(yīng)進行混合氣體的密度保持不變,故混合氣體的密度不再變化不能說明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài),E正確;
故答案為:CE。
題型三 化學(xué)反應(yīng)速率影響因素的判斷
解題要點
注意:(1)壓強對反應(yīng)速率的影響是通過改變濃度來實現(xiàn)的,濃度不變,速率不變。
(2)溫度改變,化學(xué)反應(yīng)速率一定改變。
(3)不特別指明,催化劑一般是加快化學(xué)反應(yīng)速率。
(4)固體反應(yīng)物量的增減,不能改變化學(xué)反應(yīng)速率,固體的表面積改變才能改變化學(xué)反應(yīng)速率。
【例3-1】下列措施對增大反應(yīng)速率明顯有效的是
A.Na與水反應(yīng)時增大水的用量
B.Fe與稀硫酸反應(yīng)制取氫氣時,改用濃硫酸
C.在溶液與溶液反應(yīng)時,增大壓強
D.將鋁片改為鋁粉,做鋁與氧氣反應(yīng)的實驗
【答案】D
【解析】A.水是純液體,增加用量濃度不變,鈉和水反應(yīng)的速率與水的多少無關(guān),故A錯誤;
B.濃硫酸具有強氧化性,和鐵常溫下發(fā)生鈍化,加熱時生成二氧化硫氣體,故B錯誤;
C.溶液與兩溶液反應(yīng)沒有氣體參加,而壓強只改變有氣體參加反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率,增大壓強,反應(yīng)速率不變,故C錯誤;
D.將Al片改成Al粉,增大了反應(yīng)物的接觸面積,所以能使反應(yīng)速率加快,故D正確。
故選:D。
【例3-2】下列生產(chǎn)或?qū)嶒炇聦嵰龅慕Y(jié)論錯誤的是
【答案】C
【解析】A.其他條件相同,鐵片和稀硫酸反應(yīng),適當(dāng)升高溶液的溫度,單位時間內(nèi)產(chǎn)生的氣泡增多,則反應(yīng)速率增大,因此得出結(jié)論:當(dāng)其他條件不變時,升高反應(yīng)溫度,化學(xué)反應(yīng)速率加快,A正確;
B.與不裝瓷環(huán)相比,從塔頂噴淋下來的濃硫酸從與從塔底進入的氣體在瓷環(huán)間隙充分接觸,能加快反應(yīng)速率,因此得出結(jié)論:增大氣液接觸面積,使的吸收速率加快,B正確;
C.在容積可變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng):,把容器的體積縮小一半,則氣體反應(yīng)物濃度增大,反應(yīng)速率也增大,C不正確;
D.A、B兩支試管中分別加入等體積5%的溶液,在B試管中加入2~3滴溶液,B試管中產(chǎn)生氣泡快,則反應(yīng)速率增大,該對比實驗中,變量為催化劑,因此得出結(jié)論:當(dāng)其他條件不變時,催化劑可以改變化學(xué)反應(yīng)速率D正確;
答案選C。
【例3-3】對于可逆反應(yīng)4NH3 + 5O2?4NO + 6H2O,下列敘述正確的是
A.達到化學(xué)平衡時,若增加容器體積,則正反應(yīng)速率減小,逆反應(yīng)速率增大
B.保持容器內(nèi)氣體壓強不變,向其中加入,化學(xué)反應(yīng)速率不變
C.保持容器容積不變,向其中加入,化學(xué)反應(yīng)速率增大
D.達到化學(xué)平衡時,4v正(O2)=5v逆(NO)
【答案】D
【解析】A.達到化學(xué)平衡時,若增加容器體積,反應(yīng)物和生成物的濃度均減小,則正逆反應(yīng)速率均減小,A項錯誤;B.保持容器氣體壓強不變,加入,容器的體積會增大,反應(yīng)物和生成物的濃度均減小,則正逆反應(yīng)速率均減小,B項錯誤;C.保持容器容積不變,向其中加入,反應(yīng)物和生成物的濃度都不變,化學(xué)反應(yīng)速率不變,C項錯誤;D. 時,正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)到達平衡狀態(tài),D項正確;答案選D。
【變式3-1】在密閉系統(tǒng)中有反應(yīng)能使反應(yīng)速率增大的措施是
①升高溫度 ②將炭粉碎 ③增加炭的量 ④恒容條件下通入 ⑤恒容條件下分離出一氧化碳
A.①②③④B.①②④⑤C.①②④D.①②③④⑤
【答案】C
【解析】①升高溫度化學(xué)反應(yīng)速率增大,故①正確;②將炭粉碎,可增大炭與CO2的接觸面積,反應(yīng)速率增大,故②正確;③炭為固體,增大炭的量不影響反應(yīng)速率,故③錯誤;④恒容條件下通入CO2,反應(yīng)物濃度增大且壓強增大,反應(yīng)速率增大,故④正確;⑤恒容條件下分離出一氧化碳,生成物濃度降低,瞬間反應(yīng)物濃度未變,反應(yīng)速率不會加快,故⑤錯誤;根據(jù)以上分析,①②④能增大反應(yīng)速率,故答案選C。
【變式3-2】向四個體積相同的密閉容器(甲、乙、丙、丁)中分別充入一定量的SO2和O2,開始反應(yīng)時,按反應(yīng)速率由大到小排列順序正確的是
(甲)在500℃時,10mlSO2和5mlO2反應(yīng);(乙)在450℃時,8mlSO2和5mlO2反應(yīng);(丙)在500℃時,8mlSO2和5mlO2反應(yīng);(丁)在500℃時,用V2O5作催化劑,10mlSO2和5mlO2反應(yīng)
A.甲、丙、丁、乙B.丁、甲、丙、乙C.丙、甲、乙、丁D.乙、丁、丙、甲
【答案】B
【分析】溫度越高,反應(yīng)速率越快,且使用催化劑可加快反應(yīng)速率,濃度越大反應(yīng)速率越大,以此來解答。
【解析】由溫度可知,乙的反應(yīng)速率最小;由物質(zhì)的量可知,丙的反應(yīng)速率小于甲和丁;由催化劑可知,丁的反應(yīng)速率大于甲,則反應(yīng)速率由大到小排列順序為丁、甲、丙、乙;故答案選B。
【變式3-3】某條件下,在一體積可變的密閉容器中投入和足量,發(fā)生反應(yīng):。下列說法正確的是
A.從體系中移出少量,的生成速率減小
B.保持體系壓強不變,充入氖氣,反應(yīng)速率減小
C.保持容器體積不變。充入氖氣,反應(yīng)速率加快
D.使用合適催化劑可使全部轉(zhuǎn)化為和
【答案】B
【解析】A.C為固體,從體系中移出少量,各物質(zhì)濃度均保持不變,所以的生成速率不變,故A錯誤;
B.保持體系壓強不變,充入氖氣,則容器體積增大,各物質(zhì)濃度減小,反應(yīng)速率減小,故B正確;
C.保持容器體積不變,充入氖氣,各物質(zhì)濃度不變,反應(yīng)速率不變,故錯誤;
D.該反應(yīng)為可逆反應(yīng),不可能實現(xiàn)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化,故D錯誤;
故答案為:B。
【變式3-4】氫能是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?,下列反?yīng)是目前大規(guī)模制取氫氣的方法之一。CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.2kJ/ml,恒溫恒容時,下列措施可以同時提高反應(yīng)速率和H2O的轉(zhuǎn)化率的是
A.加壓 B.增大一氧化碳的濃度C.升溫 D.分離出二氧化碳
【答案】B
【解析】A.反應(yīng)為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),加壓不改變平衡移動,不能提高水的轉(zhuǎn)化率,A不符合題意;B.增大一氧化碳的濃度,物質(zhì)濃度增大,反應(yīng)加快,且平衡正向移動,水的轉(zhuǎn)化率增大,B符合題意;C.反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度反應(yīng)速率增大,但是平衡逆向移動,水的轉(zhuǎn)化率降低,C不符合題意;D.分離出二氧化碳,平衡正向移動,但是物質(zhì)濃度減小,反應(yīng)速率減慢,D不符合題意;故選B。
題型四 化學(xué)平衡狀態(tài)的建立和特征
解題要點
對于只加入反應(yīng)物從正向建立的平衡:
【例4-1】一定溫度下,在恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng):。當(dāng)、O2、的濃度不再變化時,下列說法中正確的是
A.該反應(yīng)已達化學(xué)平衡狀態(tài)
B.和O2全部轉(zhuǎn)化為
C.正、逆反應(yīng)速率相等且等于零
D.、O2、的濃度一定相等
【答案】A
【解析】A.當(dāng)SO2、O2、SO3的濃度不再變化時,表明正、逆反應(yīng)速率相等,該反應(yīng)已達化學(xué)平衡狀態(tài),故A正確;
B.該反應(yīng)為可逆反應(yīng),反應(yīng)物不可能完全轉(zhuǎn)化為生成物,則SO2和O2不可能全部轉(zhuǎn)化為SO3,故B錯誤;
C.平衡時正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等,但反應(yīng)沒有停止,反應(yīng)速率不等于零,故C錯誤;
D.SO2、O2、SO3的濃度與初始濃度、轉(zhuǎn)化率有關(guān),則平衡時SO2、O2、SO3的濃度不一定相等,故D錯誤;
答案選A。
【例4-2】在密閉容器中發(fā)生反應(yīng)X(g)+3Y(g)2Z(g),若X、Y、Z的起始濃度分別為0.1ml·L-1、0.3ml·L-1和0.2ml·L-1,在一定條件下,當(dāng)反應(yīng)達到一定限度時,各物質(zhì)的濃度可能是( )
A.X為0.2 ml·L-1B.Y為0.1 ml·L-1
C.Z為0.4 ml·L-1D.Z為0.1 ml·L-1時,Y為0.4 ml·L-1
【答案】B
【解析】若反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行,生成的Z的濃度小于0.2 ml·L -1 ,即平衡時Z的濃度小于0.4 ml·L -1 。若反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動,生成的X2 、Y2 的濃度小于0.1 ml·L -1和0.3 ml·L -1,即平衡時X2的濃度小于0.2 ml·L -1 ,Y2 的濃度小于0.6 ml·L -1 。A. 平衡時X2的濃度小于0.2 ml·L-1,選項A錯誤;B. 平衡時Y的濃度小于0.6 ml·L -1,大于0,可能為0.1 ml·L-1,選項B正確;C. 平衡時Z的濃度小于0.4 ml·L-1,選項C錯誤;D. Z為0.1 ml·L-1時,Y為0.45ml·L-1,選項D錯誤。答案選B。
【變式4-1】一定溫度下,在恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng):2CH3OH(g)CH3OCH3(g) + H2O(g)。當(dāng)CH3OH、CH3OCH3、H2O的濃度不再變化時,下列說法正確的是
A.該反應(yīng)已達化學(xué)平衡狀態(tài)
B.正、逆反應(yīng)速率均為零
C.CH3OH全部轉(zhuǎn)化為CH3OCH3和H2O
D.CH3OH、CH3OCH3、H2O的濃度一定相等
【答案】A
【解析】A.根據(jù)CH3OH、CH3OCH3、H2O的濃度不再變化可知,該反應(yīng)已達化學(xué)平衡狀態(tài),A正確;
B.化學(xué)平衡的特征為正、逆反應(yīng)速率相等,但均不為零,即反應(yīng)并未停止,B錯誤;
C.該反應(yīng)是一個可逆反應(yīng),則CH3OH不可能全部轉(zhuǎn)化為CH3OCH3和H2O,C錯誤;
D.化學(xué)平衡的特征之一是反應(yīng)體系各物質(zhì)的濃度保持不變而不是相等或成比例,故平衡時CH3OH、CH3OCH3、H2O的濃度不一定相等,D錯誤;
故答案為:A。
【變式4-2】在一定條件下,某可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率隨時間變化的曲線如下圖所示。下列有關(guān)說法,不正確的是
A.時刻,反應(yīng)正向進行B.時刻,正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率
C.時刻,達到反應(yīng)進行的限度D.時刻,反應(yīng)處于平衡狀態(tài)
【答案】C
【解析】A.由圖可知t1時刻,正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率,所以反應(yīng)正向進行,故A正確;
B.由圖可知t2時刻,正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率,故B正確;
C.由圖可知t3時刻,正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率,反應(yīng)正向進行,反應(yīng)沒有達到最大限度,故C錯誤;
D.由圖可知t4時刻,正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率,反應(yīng)處于平衡狀態(tài),故D正確;
故選C。
【變式4-3】在恒溫恒容的密閉容器中通入一定量的A、B,發(fā)生反應(yīng)A、B,發(fā)生反應(yīng):A(g)+2B(g)3C(g)+D(l),下圖是A的正反應(yīng)速率v(A)隨時間變化的示意圖。下列說法正確的是( )
A.反應(yīng)物A的濃度:a點小于b點
B.可能是某種物質(zhì)對反應(yīng)起到的催化作用
C.曲線上的c、d兩點都表示達到反應(yīng)限度
D.平均反應(yīng)速率:ab段大于bc段
【答案】B
【解析】A. 反應(yīng)不斷消耗A,因此反應(yīng)物A的濃度:a點大于b點,故A錯誤;B. A的速率也來越大,說明可能是某種物質(zhì)對反應(yīng)起到的催化作用,故B正確;C. 曲線上的c、d兩點不表示達到反應(yīng)限度,當(dāng)反應(yīng)速率不變時即為反應(yīng)的限度,故C錯誤;D. 根據(jù)圖象得出平均反應(yīng)速率:ab段小于bc段,故D錯誤。
綜上所述,答案為B。
題型五 化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷
解題要點
不能作為達到平衡狀態(tài)“標(biāo)志”的四種情況
①反應(yīng)組分的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)方程式中相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比。
②恒溫恒容下的體積不變的反應(yīng),體系的壓強或總物質(zhì)的量不再隨時間而變化,如2HI(g)H2(g)+I2(g)。
③全是氣體參加的體積不變的反應(yīng),體系的平均相對分子質(zhì)量不再隨時間而變化,如2HI(g)H2(g)+I2(g)。
④全是氣體參加的反應(yīng),恒容條件下體系的密度保持不變。
【例5-1】汽車尾氣系統(tǒng)中的催化轉(zhuǎn)化器,可有效降低尾氣中的CO、NO和NO2等向大氣的排放。在催化轉(zhuǎn)化器的前半部發(fā)生的反應(yīng)為2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)。一定條件下,下列說法能充分說明該反應(yīng)已經(jīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是
A.正、逆反應(yīng)速率都等于零B.CO、NO、CO2、N2的濃度相等
C.CO、NO、CO2、N2在容器中共存D.CO、NO、CO2、N2的濃度均不再變化
【答案】D
【解析】A.在一定條件下,當(dāng)一個可逆反應(yīng)的正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等時且不等于零,或反應(yīng)物的濃度與生成物的濃度不再改變即為平衡狀態(tài);故A錯誤;B. CO、NO、CO2、N2的濃度相等,并不能說明各物質(zhì)的濃度不變,不能說明反應(yīng)達到了平衡狀態(tài),故B錯誤;C.可逆反應(yīng)中的反應(yīng)物和生成物都會同時存在于一個容器,CO、NO、CO2、N2在容器中共存不能說明為平衡狀態(tài),故C錯誤; D.CO、NO、CO2、N2的濃度均不再變化能夠說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),故D正確;答案:D。
【例5-2】一定溫度下,在體積恒定的密閉容器中發(fā)生反應(yīng):,下列情況中能表明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的有
①單位時間內(nèi)生成,同時消耗
②混合氣體中的體積分數(shù)保持不變
③固體的質(zhì)量不再變化
④混合氣體的密度不再發(fā)生改變
⑤密閉容器中的壓強保持不變
A.5項B.4項C.3項D.2項
【答案】B
【解析】①單位時間內(nèi)生成,同時消耗,說明正、逆化學(xué)反應(yīng)速率相等,能表明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài),故①正確;
②在體積恒定的密閉容器中發(fā)生,與的物質(zhì)的量之比始終為2∶1,即混合氣體中的體積分數(shù)始終為,保持不變,所以混合氣體中的體積分數(shù)保持不變不能說明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài),故②錯誤;
③反應(yīng)物的質(zhì)量不再變化,說明正、逆化學(xué)反應(yīng)速率相等,即能表明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài),故③正確;
④恒溫恒容體系,當(dāng)混合氣體的密度不再發(fā)生改變時,據(jù)可知,氣體的總質(zhì)量不再發(fā)生改變,由于該反應(yīng)的反應(yīng)物為固態(tài),所以當(dāng)混合氣體的密度不再發(fā)生改變能說明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài),故④正確;
⑤一定溫度、體積恒定密閉容器中的壓強保持不變時,說明氣體的總物質(zhì)的量保持不變,即二氧化碳和氨氣的生成速率等于其消耗速率,即該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài),故⑤正確;
綜上所述①③④⑤能說明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài),故答案為:B。
【例5-3】向恒溫恒容的密閉容器中充入和,發(fā)生反應(yīng):,下列示意圖正確且能說明時刻反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】A.反應(yīng):SO2Cl2(g)+SCl2(g)?2SOCl2(g)是反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),故恒溫恒容的密閉容器中壓強一直不變,故A錯誤;B.恒溫恒容的密閉容器中氣體的密度一直不變,不是變量,故不能判斷t1時刻是否達平衡狀態(tài),故B錯誤;C.t1時刻后SOCl2,SCl2的物質(zhì)的量發(fā)生變化,t1時刻未到達平衡狀態(tài),故C錯誤;D.該圖表示t1時刻逆反應(yīng)速率不變,故反應(yīng)達到平衡狀態(tài),故D正確;故選:D。
【變式5-1】在恒溫恒容密閉容器中投入1ml固態(tài)X,發(fā)生反應(yīng):。下列敘述中能表明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是
A.反應(yīng)速率:
B.容器中混合氣體的壓強保持不變
C.氣體濃度:
D.混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變
【答案】B
【解析】A.v逆=v正,表明正逆反應(yīng)速率相等,表明反應(yīng)達到平衡狀態(tài),不能說明反應(yīng)達到平衡,故A錯誤;B.根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程pV=nRT,恒溫恒容密閉容器p=n,由于正反應(yīng)是物質(zhì)的量增大的反應(yīng),故容器中混合氣體的壓強保持不變可以說明反應(yīng)達到平衡,故B正確;C.Y與Z的物質(zhì)的量之比始終為2:1,氣體濃度:,故無法判斷反應(yīng)達到平衡,故C錯誤;D.,由于反應(yīng)物為固體只有生成物為氣體,混合氣體的平均摩爾質(zhì)量始終保持不變,故混合氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變不能說明反應(yīng)達到平衡,故D錯誤;故選:B。
【變式5-2】及其化合物在生產(chǎn)生活中具有廣泛應(yīng)用。氨是一種重要的化工原料,可用于制備硝酸等。工業(yè)合成氨反應(yīng): 。實驗室用加熱NH4Cl和Ca(OH)2固體混合物的方法制取少量氨氣。下列有關(guān)說法不正確的是
A.絕熱條件下當(dāng)體系溫度不變時,說明該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)
B.在恒容容器內(nèi),反應(yīng)達平衡后,通入Ar,壓強增大,但v(正)和v(逆)都不變
C.?dāng)嗔?mlN—H鍵的同時,斷裂鍵3mlH—H,說明該反應(yīng)達到平衡伏態(tài)
D.在容器中充入1mlN2和3mlH2,一定條件下充分反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為6ml
【答案】D
【解析】A.該反應(yīng)為放熱反應(yīng),絕熱條件下隨著反應(yīng)進行,體系溫度不斷變化,體系溫度不變,說明反應(yīng)已達到平衡,A正確;
B.恒容容器中,反應(yīng)達到平衡后,通入Ar,體系壓強增大,但是反應(yīng)物和生成物的濃度都不變,化學(xué)平衡不移動,正逆反應(yīng)速率不變,B正確;
C.?dāng)嗔?mlN-H鍵的同時斷裂3mlH-H鍵,說明正逆反應(yīng)速率相等,該反應(yīng)達到平衡狀態(tài),C正確;
D.該反應(yīng)為可逆反應(yīng),充入1mlN2和3mlH2,無法全部轉(zhuǎn)化為2mlNH3,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量小于6ml,D錯誤;
故答案選D。
【變式5-3】一定溫度下,在一固定體積的密閉容器中,能說明可逆反應(yīng)A (g)+3B (g)2C (g)達到平衡的說法中,正確的組合是
①C 的生成速率和 C 的分解速率相等
②單位時間內(nèi)生成 a ml A,同時生成 3a ml B
③氣體密度不再變化
④ 混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變
⑤A、B、C 的物質(zhì)的量之比為 1∶3∶2
A.①④B.②③⑤C.①④⑤D.④⑤
【答案】A
【解析】可逆反應(yīng)A (g)+3B (g)2C (g)
①C的生成速率與C的分解速率相等,故正逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)達到平衡,故①正確;
②單位時間內(nèi)生成 a ml A是逆反應(yīng),同時生成 3a ml B也是逆反應(yīng),未體現(xiàn)正與逆的關(guān)系,不能判斷平衡狀態(tài),故②錯誤;
③密度:氣體的總質(zhì)量不變,體積不變,故氣體密度不再變化不可作為判斷是否達到平衡狀態(tài)的依據(jù),故③錯誤;
④平均相對分子質(zhì)量:總質(zhì)量不變,總物質(zhì)的量會變,當(dāng)平均相對分子質(zhì)量不變時,反應(yīng)達到平衡狀態(tài),故④正確;
⑤平衡時各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比取決于物質(zhì)的起始物質(zhì)的量和轉(zhuǎn)化率,故A、B、C的物質(zhì)的量比為1:3:2不能作為判斷是否達到平衡狀態(tài)的依據(jù),故⑤錯誤;
說法正確的為①④,答案選A。
C.反應(yīng)開始進行時,反應(yīng)物濃度較大,正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率,故C正確;
D.由B可知該反應(yīng)的方程式為,設(shè)計共價鍵的斷裂和生成,故D錯誤;
故選D。
題型六 化學(xué)反應(yīng)速率和平衡的計算
解題要點
【例6-1】將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):,經(jīng)2min后測得D的濃度為0.5ml/L,,以C表示的平均反應(yīng)速率,下列說法錯誤的是
A.反應(yīng)速率為v(B)=0.125ml·L-1·min-1B.該化學(xué)方程式中,x=2
C.時,的物質(zhì)的量為D.時,的轉(zhuǎn)化率為
【答案】D
【分析】經(jīng)2min后測得D的濃度為0.5ml/L,v(D)= =0.25ml?L-1?min-1,C表示的平均速率v(C)=0.25ml?L-1?min-1,由速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比可知,x=2,設(shè)A、B的起始物質(zhì)的量均為n,生成D為2L×0.5ml/L=1ml,結(jié)合三段式分析解答。
【解析】經(jīng)2min后測得D的濃度為0.5ml/L,v(D)==0.25ml?L-1?min-1,C表示的平均速率v(C)=0.25ml?L-1?min-1,由速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比可知,x=2,設(shè)A、B的起始物質(zhì)的量均為n ml,生成D為2L×0.5ml/L=1ml,則

c(A)∶c(B)=3∶5,則=,解得n=3。
A.v(B)==0.125 ml?L-1?min-1,故A正確;B.由上述分析可知,x=2,故B正確;C.2min時,A的物質(zhì)的量為3ml-1.5ml=1.5ml,故C正確;D.2min時,A的轉(zhuǎn)化率為×100%=50%,故的D錯誤;故選D。
【例6-2】某溫度下N2O5按下式分解:。測得恒容密閉容器內(nèi),N2O5的濃度隨時間的變化如下表:
下列說法不正確的是
A.4min時,
B.5min時,N2O5的轉(zhuǎn)化率為83%
C.0~2min內(nèi)平均反應(yīng)速率
D.其他條件不變,若起始,則2min時
【答案】D
【解析】A.由三段式分析可知,, 4min時,c(NO2)=1.50ml/L,A正確;
B.5min時,N2O5的轉(zhuǎn)化率=×100%=×100%=83%,B正確;
C.2min時消耗c(N2O5)=0.5ml/L,則2min時c(O2)=0.5ml/L÷2=0.25ml/L,(O2)==0.125ml/(L?min),C正確;
D.其他條件不變,若起始c(N2O5)=0.50ml/L,濃度減小反應(yīng)速率減小,則2min時c(N2O5)>0.25ml/L,D錯誤;
故答案為:D。
【變式6-1】常用作有機反應(yīng)中的還原劑,受熱發(fā)生反應(yīng):。一定溫度時,向密閉容器中充入,體系中與反應(yīng)時間t的關(guān)系如圖。下列說法中,不正確的是
A.的還原性與價碘元素有關(guān)
B.時,的反應(yīng)速率為
C.時,有的發(fā)生分解
D.時,反應(yīng)達到了平衡狀態(tài)
【答案】C
【解析】A.-1價的碘為最低價具有強還原性,A項正確;
B.20min時c(HI)=0.91ml/L,則HI的變化濃度為0.09ml/L,根據(jù)反應(yīng)的方程式,H2的變化量為0.045ml/L,則用氫氣表示的反應(yīng)速率為=2.25×10?3ml/(L?min),故B正確;
C.如圖40min時c(HI)=0.85ml/L,n=cV=0.85ml,則HI分解率為,故C錯誤;
D.120min及以后HI濃度不再變化,則達平衡了,D項正確;
故選C。
【變式6-2】某溫度下N2O5按下式分解:。測得恒容密閉容器內(nèi),N2O5的濃度隨時間的變化如下表:
下列說法不正確的是
A.4min時,
B.5min時,N2O5的轉(zhuǎn)化率為83%
C.0~2min內(nèi)平均反應(yīng)速率
D.其他條件不變,若起始,則2min時
【答案】D
【解析】A.由三段式分析可知,, 4min時,c(NO2)=1.50ml/L,A正確;
B.5min時,N2O5的轉(zhuǎn)化率=×100%=×100%=83%,B正確;
C.2min時消耗c(N2O5)=0.5ml/L,則2min時c(O2)=0.5ml/L÷2=0.25ml/L,(O2)==0.125ml/(L?min),C正確;
D.其他條件不變,若起始c(N2O5)=0.50ml/L,濃度減小反應(yīng)速率減小,則2min時c(N2O5)>0.25ml/L,D錯誤;
故答案為:D。
題型七 化學(xué)反應(yīng)條件的控制
【例7-1】下列做法與調(diào)控化學(xué)反應(yīng)速率無關(guān)的是
A.用冰箱冷藏以保鮮食物
B.用煤粉代替煤塊使?fàn)t火更旺
C.食鹽中添加碘酸鉀預(yù)防缺碘
D.食品包裝內(nèi)放置除氧劑延長保質(zhì)期
【答案】C
【解析】A.冰箱降低溫度減慢反應(yīng)速率,A項不符合題意;
B.煤粉代替煤塊增大了固體的接觸面積加快反應(yīng)速率,B項不符合題意;
C.食鹽中添加碘元素能防缺碘,與速率無關(guān),C項符合題意;
D.除氧劑減少O2的含量減慢反應(yīng)速率,D項不符合題意;
故選C。
【例7-2】工業(yè)合成氨的反應(yīng)為: N2(g)+3H2(g)2NH3(g), 已知氨的平衡產(chǎn)率隨溫度的升高而降低。假設(shè)反應(yīng)在恒溫密閉容器中進行,下列說法不正確的是
A.該反應(yīng)是最重要的人工固氮途徑
B.使用催化劑能大大提高生產(chǎn)效率
C.當(dāng)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不變時,該反應(yīng)一定達到平衡狀態(tài)
D.通過調(diào)控溫度,可提高原料的平衡轉(zhuǎn)化率,且溫度越低, 生產(chǎn)成本越低
【答案】D
【解析】A.該反應(yīng)中將游離態(tài)的氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài),通過人為實現(xiàn)氮的固定,A正確;B.催化劑可以加快反應(yīng)速率,提高生產(chǎn)效率,B正確;C.該反應(yīng)前后氣體系數(shù)之和不相等,則氣體的總物質(zhì)的量會變,根據(jù)質(zhì)量守恒可知氣體質(zhì)量不變,所以未平衡時平均摩爾質(zhì)量會變,當(dāng)其不變時,說明反應(yīng)平衡,C正確;D.溫度越低則反應(yīng)速率越慢,生產(chǎn)效率降低,生產(chǎn)成本可能會提高,D錯誤;綜上所述答案為D。
【變式7-2】工業(yè)制硫酸的一步重要反應(yīng)是的催化氧化。在密閉容器中,充入和足量,在催化劑、500℃的條件下發(fā)生反應(yīng)。、的物質(zhì)的量隨時間的變化如圖。
下列說法正確的是
A.該反應(yīng)的化學(xué)方程式是
B.反應(yīng)到2min時,達到了化學(xué)平衡狀態(tài)
C.反應(yīng)開始至5min末,以濃度的變化表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率是
D.通過調(diào)控反應(yīng)條件,可以使轉(zhuǎn)化率高于80%
【答案】D
【解析】A.由圖可知該反應(yīng)為可逆反應(yīng),反應(yīng)方程式為,A錯誤;
B.反應(yīng)到5min時,達到了化學(xué)平衡狀態(tài),B錯誤;
C.反應(yīng)開始至5min末,以濃度的變化表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率是,C錯誤;
D.該反應(yīng)正向氣體分子數(shù)減小,且為放熱反應(yīng),可通過調(diào)控反應(yīng)條件,如改變壓強和溫度,可以使轉(zhuǎn)化率高于80%,D正確;
故選D。
題型八 化學(xué)反應(yīng)速率、平衡圖像問題
【例8-1】如圖表示在一定的溫度下,容積固定的密閉容器中,A、B、C三種氣體的物質(zhì)的量濃度隨時間變化的情況。
試回答下列問題:
(1)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(2)0~t1s內(nèi)氣體B的平均反應(yīng)速率為 。
(3)(t1+10)s時,B的物質(zhì)的量分數(shù)為 (結(jié)果保留一位小數(shù))。
(4)能判斷該反應(yīng)在一定溫度下達到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是 (填字母)。
a.容器中壓強不變 b.混合氣體中不變
c.容器中氣體密度不變 d.
(5)容器中(t1+10)s時的壓強與起始時的壓強之比為 。
【答案】(1)3A+B?2C
(2)
(3)33.3%
(4)ab
(5)9∶13
【解析】(1)由圖象可知A、B的濃度降低,A、B為反應(yīng)物,A的濃度變化量為0.8ml/L-0.2ml/L=0.6ml/L,B的濃度變化量為0.5ml/L-0.3ml/L=0.2ml/L,C的濃度增大,為生成物,C的濃度變化量為0.4ml/L,濃度變化量之比等于化學(xué)計量數(shù)之比,故A、B、C的化學(xué)計量數(shù)之比為0.6ml/L:0.2ml/L:0.4ml/L=3:1:2,
故反應(yīng)方程式為:3A(g)+B(g)?2C(g);
(2)0~t1s 內(nèi)B氣體物質(zhì)的量濃度從0.5ml/L變?yōu)?.3ml/L,平均反應(yīng)速率v===ml/(L?s);
(3)(t1+10)s時,平衡未移動,體系中c(A)=0.2ml/L,c(B)=0.3ml/L,c(C)=0.4ml/L,B的物質(zhì)的量分數(shù)為;
(4)a.正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),故容器中壓強不變,說明達到平衡,a正確;
b.混合氣體中c(A)保持不變,說明反應(yīng)達到平衡,b正確;
c.反應(yīng)前后氣體質(zhì)量不變,容器恒容,無論是否平衡,氣體密度都不變,故氣體密度不變不能說明反應(yīng)到達平衡,c錯誤;
d.某時刻c(A)=c(B),并不能說明A、B濃度不變,無法說明反應(yīng)到達平衡,d錯誤;
故選ab;
(5)起始時,c(A)=0.8ml/L,c(B)=0.5ml/L,(t1+10)s時,平衡體系,c(A)=0.2ml/L,c(B)=0.3ml/L,c(C)=0.4ml/L,平衡時氣體總濃度和起始時之比為9:13,容器體積恒定,容器中(t1+10)s時的壓強與起始時的壓強之比為9:13。
【例8-2】是放熱反應(yīng),反應(yīng)過程中生成的氣體體積(已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)隨反應(yīng)時間變化的情況如圖所示,下列說法正確的是
A.若將塊狀改成粉末狀,不能增大反應(yīng)速率
B.在0~、~、~各相同的時間段里收集到氣體最多的是~
C.~時間段主要是因為溫度升高使反應(yīng)速率加快
D.~時間段用的濃度變化表示的平均反應(yīng)速率為:
【答案】C
【解析】A.若將塊狀碳酸鈣改成粉末狀碳酸鈣,碳酸鈣固體的表面積增大,與鹽酸的接觸面積增大,反應(yīng)速率加快,故A錯誤;
B.由圖可知,~時間段里,碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳的速率最快,收集到二氧化碳氣體最多,故B錯誤;
C.碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)時,鹽酸的濃度減小,反應(yīng)速率減小,由圖可知,~時間段的反應(yīng)速率大于0~時間段說明該反應(yīng)是放熱反應(yīng),反應(yīng)放出的熱量使反應(yīng)溫度升高,溫度對反應(yīng)速率大于濃度,所以~時間段主要是因為溫度升高使反應(yīng)速率加快,故C正確;
D.不能確定收集二氧化碳容器的體積,無法計算二氧化碳的濃度,由圖可知,~時間段里,生成二氧化碳的體積為(V3—V2)×10—3L,則二氧化碳的平均反應(yīng)速率為,故D錯誤;
故選C。
【變式8-1】一定條件下,將3 mlA氣體和1 ml B氣體混合于固定容積為2L的密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):3A(g)+B(g)4C(g)+ 2D(s)。2min末該反應(yīng)達到平衡,生成D的物質(zhì)的量隨時間的變化情況如圖所示。下列判斷正確的是
A.若混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變時,該反應(yīng)一定達到平衡狀態(tài)
B.平衡時的體系的壓強與開始時體系的壓強之比為3∶2
C.反應(yīng)過程中A和B的轉(zhuǎn)化率之比為3∶1
D.從開始到平衡,用D表示的化學(xué)反應(yīng)速率為0.2 ml/(L·min)
【答案】A
【分析】由圖可知,2min后D的物質(zhì)的量為0.8ml且不再改變,反應(yīng)達到平衡狀態(tài)??闪腥问?br>【解析】A.混合氣體的平均摩爾質(zhì)量等于氣體的總質(zhì)量除以氣體的總物質(zhì)的量,反應(yīng)有固體生成,氣體總質(zhì)量隨時間減小至平衡時不變,該反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變,因此氣體平均摩爾質(zhì)量不再改變時,反應(yīng)一定達到平衡狀態(tài),A正確;
B.平衡時氣體總物質(zhì)的量為1.8+0.6+1.6=4ml,氣體物質(zhì)的量與起始相同,在一定條件下,體積恒定,平衡時的體系的壓強與開始時體系的壓強之比為1∶1,B錯誤;
C.由分析可知A的轉(zhuǎn)化率為=40%,B的轉(zhuǎn)化率為=40%,A和B的轉(zhuǎn)化率之比為1∶1,C錯誤;
D.D為固體,不能用單位時間內(nèi)濃度的變化率來表示反應(yīng)速率,D錯誤;
故選A。
【變式8-2】在體積恒定為2L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng):X(g)4Y(s)+Z(g)。其他條件相同,在200℃和a℃時,X的濃度隨時間變化的曲線如圖所示。下列說法不正確的是
A.由圖可知,a小于200
B.a(chǎn)℃、5min時,v正>v逆
C.a(chǎn)℃、8min時,c(Z)可能為0.5ml/L
D.a(chǎn)℃時,當(dāng)壓強不變時,反應(yīng)達到平衡狀態(tài)
【答案】C
【解析】A.根據(jù)相同時間段內(nèi)溫度越低反應(yīng)速率越小可知,a小于200,A正確;
B.a(chǎn)℃、5min時,反應(yīng)未到達平衡,因此v正>v逆,B正確;
C.、8 min時,X的濃度為,即X消耗了,若Z的起始濃度為0,則Z的濃度為,若Z的起始濃度不為0,則Z的濃度大于,C錯誤;
D.反應(yīng)為氣體的分子數(shù)增大的反應(yīng),在恒溫恒容條件下,反應(yīng)過程中壓強改變,當(dāng)壓強不變時,反應(yīng)達到平衡狀態(tài),D正確;
故答案選C。
【變式8-3】某溫度下,在2L恒容密閉容器中投入一定量的A、B,發(fā)生反應(yīng):,12s時生成C的物質(zhì)的量為1.2ml(過程如圖所示)。下列說法正確的是
A.2s時,用A表示反應(yīng)的瞬時速率為
B.
C.圖中m點達到了反應(yīng)進行的限度
D.12s時容器內(nèi)的壓強為起始壓強的
【答案】D
【解析】A.0-2s,用A表示反應(yīng)的平均速率為,A錯誤;
B.12s時消耗B的物質(zhì)的量為(0.5?0.3)ml/L×2L=0.4ml,12s時生成C的物質(zhì)的量為1.2ml,則b:c=0.4:1.2=1:3,B錯誤;
C.m點A、B的濃度還在減小,沒有達到反應(yīng)限度,C錯誤;
D.根據(jù)壓強之比等于物質(zhì)的量之比,12s時容器內(nèi)的壓強為起始壓強的,D正確;
故選D。
題型九 化學(xué)反應(yīng)速率、平衡綜合題
【例9-1】某溫度時,在2L恒容密閉容器中充入0.9mlA(g)、0.6mlB(g)、0.3mlC(g),發(fā)生反應(yīng),各物質(zhì)物質(zhì)的量的變化關(guān)系如圖所示,回答下列問題:
(1)圖中表示物質(zhì)C的變化曲線為 (填“Ⅰ”、“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
(2)0~5min內(nèi), 。
(3)反應(yīng)達到平衡時,B的轉(zhuǎn)化率為 。
(4)若僅改變下列一個條件,推測該反應(yīng)的速率發(fā)生的變化(填“增大”、“減小”或“不變”):
①充入少量不參加反應(yīng)的稀有氣體,化學(xué)反應(yīng)速率 ;
②將容器的體積壓縮至原來的一半,化學(xué)反應(yīng)速率 。
(5)min時,反應(yīng) (填“達到”或“沒有達到”)化學(xué)平衡:5min時, (填“>”,“

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