高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 第七章 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡

【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】（江西版）屆高考化學(xué)總復(fù)習(xí)第七章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡課時(shí)1化學(xué)反應(yīng)速率及其影響因素最新考綱1．了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念、反應(yīng)速率的定量表示方法。2.了解催化劑在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重大作用。3.理解外界條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等)對(duì)反應(yīng)速率的影響，認(rèn)識(shí)并能用相關(guān)理論解釋其一般規(guī)律。4.了解化學(xué)反應(yīng)速率的調(diào)控在生產(chǎn)、生活和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用。考點(diǎn)一化學(xué)反應(yīng)速率1．表示方法通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。2．?dāng)?shù)學(xué)表達(dá)式及單位v＝eq\f(Δc,Δt)，單位為mol·L－1·min－1或mol·L－1·s－1。3．規(guī)律同一反應(yīng)在同一時(shí)間內(nèi)，用不同物質(zhì)來表示的反應(yīng)速率可能不同，但反應(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(jì)量數(shù)之比。探究思考1．可逆反應(yīng)N2＋3H2eq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))2NH3在不同時(shí)間段測(cè)得的反應(yīng)速率分別為v(N2)＝1mol·L－1·s－1，v(H2)＝2.5mol·L－1·s－1，能否說明v(H2)＞v(N2)?答案比較化學(xué)反應(yīng)速率大小時(shí)，必須使用同一物質(zhì)的反應(yīng)速率且單位一致，v(N2)換算成v(H2)時(shí)，相當(dāng)于3mol·L－1·s－1，所以上述反應(yīng)中v(N2)＞v(H2)。2．(1)將4molA氣體和2molB氣體在2L的容器中混合，并在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)：2A(g)＋B(g)2C(g)，若經(jīng)2s后測(cè)得C的濃度為0.6mol·L－1，判斷下列幾種說法的正誤：①用物質(zhì)A表示反應(yīng)的平均速率為0.3mol·L－1·s－1()②用物質(zhì)B表示反應(yīng)的平均速率為0.6mol·L－1·s－1()③2s時(shí)物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率為70%()④2s時(shí)物質(zhì)B的濃度為0.7mol·L－1()(2)若①②中用A、B表示反應(yīng)的平均速率分別為0.3mol·L－1·s－1、0.6mol·L－1·s－1，則用________(填“A”或“B”)物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率更快。(3)若物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率經(jīng)過計(jì)算為30%，那么，物質(zhì)B的轉(zhuǎn)化率為________，其理由為____________________________________________________________________________________________________________________________。解析(1)本題是考查用不同反應(yīng)物或產(chǎn)物表示反應(yīng)的平均速率的方法和反應(yīng)中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率、物質(zhì)的量濃度的計(jì)算等知識(shí)點(diǎn)，所以考查內(nèi)容的知識(shí)量較大。v(C)＝eq\f(0.6mol·L－1,2s)＝0.3mol·L－1·s－1①v(A)＝v(C)＝0.3mol·L－1·s－1②v(B)＝eq\f(1,2)v(C)＝0.3mol·L－1·s－1×eq\f(1,2)＝0.15mol·L－1·s－1③參加反應(yīng)的A的物質(zhì)的量為0．3mol·L－1·s－1×2s×2L＝1.2molA的轉(zhuǎn)化率為eq\f(1.2mol,4mol)×100%＝30%④2s時(shí)B的濃度為1mol·L－1－0.15mol·L－1·s－1×2s＝0.7mol·L－1。(2)把v(B)轉(zhuǎn)化為v(A)可得，v(A)＝2v(B)＝2×0.6mol·L－1·s－1＝1.2mol·L－1·s－1，所以，用物質(zhì)B表示的該反應(yīng)的速率更快。(3)通入A、B兩氣體的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比2∶1，消耗物質(zhì)的量之比也為2∶1，則A、B的轉(zhuǎn)化率相等，都為30%。答案(1)①√②×③×④√(2)B(3)30%因通入和消耗的A、B的物質(zhì)的量之比均為2∶1，則A、B的轉(zhuǎn)化率相等【示例1】(·福建理綜，12)NaHSO3溶液在不同溫度下均可被過量KIO3氧化，當(dāng)NaHSO3完全消耗即有I2析出，依據(jù)I2析出所需時(shí)間可以求得NaHSO3的反應(yīng)速率。將濃度均為0.020mol·L－1的NaHSO3溶液(含少量淀粉)10.0mL、KIO3(過量)酸性溶液40.0mL混合，記錄10～55℃間溶液變藍(lán)時(shí)間，55℃時(shí)未觀察到溶液變藍(lán)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖。據(jù)圖分析，下列判斷不正確的是()。A．40℃之前與40℃B．圖中b、c兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的NaHSO3反應(yīng)速率相等C．圖中a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的NaHSO3反應(yīng)速率為5.0×10－5mol·L－1·s－1D．溫度高于40℃時(shí)，淀粉不宜用作該實(shí)驗(yàn)的指示劑思維啟迪利用化學(xué)反應(yīng)速率公式計(jì)算：Δv＝eq\f(Δc,Δt)?v(NaHSO3)＝eq\f(Δc（NaHSO3）,Δt)。解析由題給圖像可知，溫度低于40℃時(shí)，溫度升高，溶液變藍(lán)的時(shí)間短，但溫度高于40℃時(shí)情況相反，A項(xiàng)正確；因?yàn)閎、c兩點(diǎn)的溫度不同，反應(yīng)速率不可能相等，B項(xiàng)錯(cuò)誤；圖中a點(diǎn)，所用的時(shí)間為80s，則NaHSO3的反應(yīng)速率為：(0.020mol·L－1×10.0mL×10－3L/mL)÷(50mL×10－3L/mL)÷(80s)＝5.0×10－5mol·L－1·s－1，C項(xiàng)正確；由題給條件，55℃時(shí)未觀察到溶液變藍(lán)，所以溫度高于40℃，淀粉不宜作該實(shí)驗(yàn)的指示劑答案B【示例2】(·重慶理綜，29節(jié)選)O3在水中易分解，一定條件下，O3的濃度減少一半所需的時(shí)間(t)如下表所示。已知：O3的起始濃度為0.0216mol·L－1。pHt/minT/℃3.04.05.06.02030123116958301581084815503126157(1)pH增大能加速O3分解，表明對(duì)O3分解起催化作用的是________________。(2)在30℃、pH＝4.0條件下，O3的分解速率為______mol·L－1·min－1。(3)據(jù)表中的遞變規(guī)律，推測(cè)O3在下列條件下分解速率依次增大的順序?yàn)開_______(填字母代號(hào))。a．40℃、pH＝3.0b．10℃、pH＝4.0c．30℃解析(1)分析表中的數(shù)據(jù)知，pH增大，O3的分解速率加快，則對(duì)O3分解起催化作用的是OH－。(2)查表計(jì)算v(O3)＝eq\f(\f(1,2)×0.0216mol·L－1,108min)＝1.00×10－4mol·L－1·min－1。(3)分析表中數(shù)據(jù)知，a項(xiàng)中反應(yīng)時(shí)間31＜ta＜158，同理tb＞231，tc<15，故可判斷O3的分解速率的大小順序是b＜a＜c。答案(1)OH－(2)1.00×10－4(3)b、a、c1．反應(yīng)4CO(g)＋2NO2(g)N2(g)＋4CO2(g)開始進(jìn)行時(shí)，CO的濃度為4mol·L－1，N2的濃度為0，2min后測(cè)得N2的濃度為0.6mol·L－1，則此段時(shí)間內(nèi)，下列反應(yīng)速率表示正確的是()。A．v(CO)＝1.2mol·(L·s)－1B．v(NO2)＝0.3mol·(L·min)－1C．v(N2)＝0.6mol·(L·min)－1D．v(CO2)＝1.2mol·(L·min)－1解析由題意知N2的反應(yīng)速率為eq\f(0.6mol·L－1,2min)＝0.3mol·(L·min)－1，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，可得D選項(xiàng)正確。要注意的是A項(xiàng)中的單位是mol·(L·s)－1，故不正確。答案D2．對(duì)于反應(yīng)N2(g)＋3H2O(g)2NH3(g)＋eq\f(3,2)O2(g)，在不同時(shí)間段內(nèi)所測(cè)反應(yīng)速率見選項(xiàng)，則表示該化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行最快的是()。A．v(NH3)＝1.5mol·(L·min)－1B．v(N2)＝1.2mol·(L·min)－1C．v(H2O)＝1.67mol·(L·min)－1D．v(O2)＝1.5mol·(L·min)－1解析將選項(xiàng)中反應(yīng)速率換算成同一物質(zhì)的反應(yīng)速率，然后比較。答案B3．(·重慶師大附中測(cè)試)反應(yīng)4A(s)＋3B(g)2C(g)＋D(g)，經(jīng)2min后，B的濃度減少了0.6mol·L－1。對(duì)此反應(yīng)速率的正確表示是()。A．用A表示的反應(yīng)速率是0.8mol·L－1·s－1B．分別用B、C、D表示反應(yīng)的速率，其比值是3∶2∶1C．在2min末時(shí)的反應(yīng)速率，用反應(yīng)物B來表示是0.3mol·L－1·min－1D．在這2min內(nèi)用B和C表示的反應(yīng)速率的值都是相同的解析經(jīng)2min后，B的濃度減少了0.6mol·L－1，這2min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(B)＝0.3mol·L－1·min－1，而不是2min末時(shí)的反應(yīng)速率，C錯(cuò)；根據(jù)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比可知B正確，A、D錯(cuò)誤。答案B通過數(shù)據(jù)比較反應(yīng)速率大小的方法——“一看二轉(zhuǎn)三比較”第一步：看單位是否統(tǒng)一；第二步：是將不同物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率轉(zhuǎn)化成用同一物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率；第三步：是比較數(shù)值確定大小?？键c(diǎn)二外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響1．內(nèi)因反應(yīng)物本身的性質(zhì)是影響化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素。如相同條件下Mg、Al與稀鹽酸反應(yīng)的速率大小關(guān)系為：v(Mg)>v(Al)。2．外因(其他條件不變，只改變一個(gè)條件)3．理論解釋——有效碰撞理論(1)活化分子、活化能、有效碰撞。①活化分子：能夠發(fā)生有效碰撞的分子。②活化能：如圖圖中：E1為反應(yīng)的活化能，使用催化劑時(shí)的活化能為E3，反應(yīng)熱為E1－E2。③有效碰撞：活化分子之間能夠引發(fā)化學(xué)反應(yīng)的碰撞。(2)活化分子、有效碰撞與反應(yīng)速率的關(guān)系探究思考1．判斷正誤(1)碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)過程中，再增加CaCO3固體的量，反應(yīng)速率不變，但把CaCO3固體粉碎，可以加快反應(yīng)速率。()(2)增大反應(yīng)體系的壓強(qiáng)，反應(yīng)速率不一定增大。()(3)增大反應(yīng)物的濃度，能夠增大活化分子的百分含量，所以反應(yīng)速率增大。()(4)同時(shí)改變兩個(gè)變量來研究反應(yīng)速率的變化，能更快得出有關(guān)規(guī)律。()(5)二氧化錳能加快所有化學(xué)反應(yīng)的速率。()(6)鋅與稀硫酸反應(yīng)時(shí)，硫酸的濃度越大，產(chǎn)生H2的速率越快。()(7)恒壓，增加惰性氣體的量，原化學(xué)反應(yīng)速率減慢。()答案(1)√(2)√(3)×(4)×(5)×(6)×(7)√2．根據(jù)有效碰撞理論，完成下表。項(xiàng)目條件改變活化能單位體積內(nèi)有效碰撞次數(shù)化學(xué)反應(yīng)速率分子總數(shù)活化分子數(shù)活化分子百分?jǐn)?shù)增大濃度不變?cè)黾釉龃髩簭?qiáng)升高溫度加催化劑答案增加不變?cè)黾釉龃蟛蛔冊(cè)黾釉黾硬蛔冊(cè)黾釉龃蟛蛔儾蛔冊(cè)黾釉黾釉黾釉龃鬁p小不變?cè)黾釉黾釉黾釉龃蟆臼纠?】(·福建理綜，12)一定條件下，溶液的酸堿性對(duì)TiO2光催化染料R降解反應(yīng)的影響如下圖所示。下列判斷正確的是()。A．在0～50min之間，pH＝2和pH＝7時(shí)R的降解百分率相等B．溶液酸性越強(qiáng)，R的降解速率越小C．R的起始濃度越小，降解速率越大D．在20～25min之間，pH＝10時(shí)R的平均降解速率為0.04mol·L－1·min－1思維啟迪三看：①看面：弄清縱、橫坐標(biāo)的含義；②看線：弄清線的走向、變化趨勢(shì)及線的斜率；③看點(diǎn)：弄清曲線上點(diǎn)的含義，特別是一些特殊點(diǎn)，如與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)、曲線的交點(diǎn)、折點(diǎn)、最高點(diǎn)與最低點(diǎn)等。解析在0～50min之間，pH＝2和pH＝7時(shí)反應(yīng)物R都能完全反應(yīng)，降解率都是100%，故A正確；pH分別為2、7、10時(shí)，通過曲線的傾斜程度可看出溶液的酸性越強(qiáng)，R的降解速率越大，故B錯(cuò)誤；圖中無法比較同一pH條件下，R的起始濃度與降解速率的關(guān)系，故C錯(cuò)誤；20～25min之間，pH＝10時(shí)R的平均降解速率為0.2×10－4mol·L－1/5min＝4×10－6mol·L－1·min－1，故D錯(cuò)誤。答案A【示例4】(·課標(biāo)全國，28)某同學(xué)在用稀硫酸與鋅制取氫氣的實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)加入少量硫酸銅溶液可加快氫氣的生成速率。請(qǐng)回答下列問題：(1)上述實(shí)驗(yàn)中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式有_________________________________________________________________________________________________；(2)硫酸銅溶液可以加快氫氣生成速率的原因是__________________________________________________________________________________________。(3)實(shí)驗(yàn)室中現(xiàn)有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4種溶液，可與上述實(shí)驗(yàn)中CuSO4溶液起相似作用的是________；(4)要加快上述實(shí)驗(yàn)中氣體產(chǎn)生的速率，還可采取的措施有_________________________________________________________________________________________________________________________________________(答兩種)；(5)為了進(jìn)一步研究硫酸銅的量對(duì)氫氣生成速率的影響，該同學(xué)設(shè)計(jì)了如下一系列實(shí)驗(yàn)。將表中所給的混合溶液分別加入到6個(gè)盛有過量Zn粒的反應(yīng)瓶中，收集產(chǎn)生的氣體，記錄獲得相同體積的氣體所需時(shí)間。實(shí)驗(yàn)混合溶液ABCDEF4mol·L－1H2SO4/mL30V1V2V3V4V5飽和CuSO4溶液/mL00.52.55V620H2O/mLV7V8V9V10100①請(qǐng)完成此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，其中：V1＝________，V6＝________，V9＝________；②反應(yīng)一段時(shí)間后，實(shí)驗(yàn)A中的金屬呈________色，實(shí)驗(yàn)E中的金屬呈________色；③該同學(xué)最后得出的結(jié)論為：當(dāng)加入少量CuSO4溶液時(shí)，生成氫氣的速率會(huì)大大提高，但當(dāng)加入的CuSO4溶液超過一定量時(shí)，生成氫氣的速率反而會(huì)下降。請(qǐng)分析氫氣生成速率下降的主要原因：_______________________________________________________________________________________________。解析第(5)問，本題A～F為對(duì)比實(shí)驗(yàn)，目的是為了探究CuSO4的量對(duì)H2生成速率的影響，為達(dá)到此目的，c(H＋)應(yīng)相同，這樣，H2SO4溶液的體積A～F應(yīng)均為30mL，且溶液總體積相同，根據(jù)表中數(shù)據(jù)，總體積應(yīng)為50mL。答案(1)Zn＋CuSO4=ZnSO4＋CuZn＋H2SO4=ZnSO4＋H2↑(2)CuSO4與Zn反應(yīng)產(chǎn)生的Cu與Zn形成Cu/Zn微電池，加快了氫氣產(chǎn)生的速率(3)Ag2SO4(4)升高反應(yīng)溫度、適當(dāng)增加硫酸的濃度、增加鋅粒的比表面積等(答兩種)(5)①301017.5②灰黑暗紅③當(dāng)加入一定量的CuSO4后，生成的單質(zhì)Cu會(huì)沉積在Zn的表面，降低了Zn與溶液的接觸面積1．把鎂條直接投入到盛有鹽酸的敞口容器中，產(chǎn)生H2的速率如右圖所示，在下列因素中，影響反應(yīng)速率的因素是()。①鹽酸的濃度②鎂條的表面積③溶液的溫度④Cl－的濃度A．①④B．③④C．①②③D．②③解析Mg＋2H＋=H2↑＋Mg2＋，實(shí)質(zhì)是鎂與H＋間的反應(yīng)，與Cl－無關(guān)。在鎂條的表面有一層氧化膜，當(dāng)將鎂條投入鹽酸中時(shí)，隨著氧化膜的不斷溶解，鎂與鹽酸接觸的面積不斷增大，產(chǎn)生H2的速率會(huì)加快；溶液的溫度對(duì)該反應(yīng)也有影響，反應(yīng)放出熱量，使溫度升高，則反應(yīng)速率會(huì)逐漸加快。答案C2．一定溫度下，反應(yīng)N2(g)＋O2(g)2NO(g)在密閉容器中進(jìn)行，下列措施不改變化學(xué)反應(yīng)速率的是()。A．縮小體積使壓強(qiáng)增大B．恒容，充入N2C．恒容，充入HeD．恒壓，充入He解析A選項(xiàng)，氣體的物質(zhì)的量不變，僅縮小體積，氣體的濃度必然增大，反應(yīng)速率必然增大；B選項(xiàng)，容積不變，充入N2，使反應(yīng)物N2的濃度增大，濃度越大，反應(yīng)速率越大；C選項(xiàng)，容積不變，充入He，雖然反應(yīng)容器內(nèi)壓強(qiáng)增大，但反應(yīng)物N2、O2、NO的濃度并沒有變化，因此不影響反應(yīng)速率；D選項(xiàng)，壓強(qiáng)不變，充入He，反應(yīng)容器的體積必然增大，壓強(qiáng)雖然沒變，但N2、O2、NO的濃度減小，反應(yīng)速率減小。答案C3．2SO2(g)＋O2(g)eq\o(,\s\up7(V2O5),\s\do5(△))2SO3(g)是制備硫酸的重要反應(yīng)。下列敘述正確的是()。A．催化劑V2O5不改變?cè)摲磻?yīng)的逆反應(yīng)速率B．增大反應(yīng)體系的壓強(qiáng)，反應(yīng)速率一定增大C．該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度將縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間D．在t1、t2時(shí)刻，SO3(g)的濃度分別是c1、c2，則時(shí)間間隔t1～t2內(nèi)，SO3(g)生成的平均反應(yīng)速率為v＝eq\f(c2－c1,t2－t1)解析本題考查化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡知識(shí)，意在考查學(xué)生運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡解決實(shí)際問題的能力。催化劑能同等程度地改變正逆反應(yīng)速率，A項(xiàng)錯(cuò)誤；壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響是通過改變濃度來實(shí)現(xiàn)的，增大反應(yīng)體系的壓強(qiáng)，濃度不一定增大，如恒容下充入惰性氣體，速率并沒有增大，B項(xiàng)錯(cuò)誤；降低溫度反應(yīng)速率減小，將延長反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間，C項(xiàng)錯(cuò)誤；化學(xué)反應(yīng)速率通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少量或生成物濃度的增加量來表示，D項(xiàng)正確。答案D分析外界因素對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響時(shí)要注意以下幾點(diǎn)1．對(duì)于固體和純液體反應(yīng)物，其濃度可視為常數(shù)，改變用量速率不變。2．壓強(qiáng)對(duì)速率的影響是通過改變反應(yīng)物總體積進(jìn)而使?jié)舛雀淖儊韺?shí)現(xiàn)的。對(duì)于有氣體參加的反應(yīng)而言，討論壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響時(shí)，應(yīng)區(qū)分引起壓強(qiáng)改變的原因，這種改變對(duì)反應(yīng)體系的濃度產(chǎn)生何種影響，由此判斷出對(duì)反應(yīng)速率有何影響。有以下幾種情況：(1)恒溫時(shí)：增大壓強(qiáng)eq\o(→,\s\up7(引起))體積縮小eq\o(→,\s\up7(引起))濃度增大eq\o(→,\s\up7(引起))反應(yīng)速率加快。(2)恒容時(shí)：①充入氣體反應(yīng)物eq\o(→,\s\up7(引起))濃度增大eq\o(→,\s\up7(引起))速率加快。②充入惰性氣體eq\o(→,\s\up7(引起))總壓增大，但各氣體物質(zhì)的量濃度不變，反應(yīng)速率不變。(3)恒壓時(shí)：充入惰性氣體eq\o(→,\s\up7(引起))體積增大eq\o(→,\s\up7(引起))各物質(zhì)濃度減小eq\o(→,\s\up7(引起))反應(yīng)速率減慢。3．溫度改變對(duì)任何反應(yīng)的速率都有影響。素養(yǎng)17控制變量法在研究影響化學(xué)反應(yīng)速率因素實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用[方法規(guī)律]影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有多種，在探究某種因素的影響規(guī)律時(shí)，需要控制其他條件不變，只改變某一個(gè)條件，探究這一條件對(duì)反應(yīng)速率的影響規(guī)律，這種研究問題的方法叫做控制變量法。控制變量法探究類實(shí)驗(yàn)題能夠考查學(xué)生分析問題、解決問題，得出合理結(jié)論的能力，因而在這幾年的高考試題中有所考查。[當(dāng)場(chǎng)指導(dǎo)]【典例】在學(xué)習(xí)了影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素知識(shí)后，某研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了科學(xué)探究活動(dòng)。[探究活動(dòng)一]探究金屬與不同酸反應(yīng)的反應(yīng)速率：常溫下，從經(jīng)過砂紙打磨的鋁片中取兩片質(zhì)量相等、表面積相同的鋁片，分別加入到盛有體積相同、c(H＋)相同的足量的稀硫酸和稀鹽酸的兩支試管中，發(fā)現(xiàn)鋁片在稀鹽酸中消失的時(shí)間比在稀硫酸中短。[探究活動(dòng)二]探究影響稀硫酸與某金屬反應(yīng)速率的因素。下表是某研究性學(xué)習(xí)小組探究稀硫酸與某金屬反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：實(shí)驗(yàn)序號(hào)金屬質(zhì)量/g金屬狀態(tài)c(H2SO4)/mol·L－1V(H2SO4)/mL溶液溫度/℃金屬消失的時(shí)間/s反應(yīng)前反應(yīng)后10.10絲0.550203450020.10粉末0.55020355030.10絲0.750204625040.10絲0.850203520050.10粉末0.85020362560.10絲1.050203512570.10絲1.05035505080.10絲1.150203410090.10絲1.150355140請(qǐng)回答：(1)對(duì)[探究活動(dòng)一]實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，請(qǐng)你幫該研究性學(xué)習(xí)小組提出兩個(gè)假設(shè)：假設(shè)Ⅰ______________________________________________________________________________________________________________________________。假設(shè)Ⅱ__________________________________________________________________________________________________________________________________。并請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)以上假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證：驗(yàn)證假設(shè)Ⅰ_________________________________________________________________________________________________________________________。驗(yàn)證假設(shè)Ⅱ________________________________________________________________________________________________________________________。(2)分析[探究活動(dòng)二]的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可發(fā)現(xiàn)有一個(gè)數(shù)據(jù)明顯有錯(cuò)誤，該數(shù)據(jù)是實(shí)驗(yàn)________(填實(shí)驗(yàn)序號(hào))的________，理由是_____________________________________________________________________________________________。(3)分析[探究活動(dòng)二]的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出的結(jié)論是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)假設(shè)Ⅰ：Cl－對(duì)鋁和H＋的反應(yīng)有促進(jìn)作用假設(shè)Ⅱ：SO42－對(duì)鋁和H＋的反應(yīng)有抑制作用驗(yàn)證假設(shè)Ⅰ：在鋁和稀硫酸反應(yīng)的試管中加入固體氯化鈉，看是否加快放出氫氣的速率驗(yàn)證假設(shè)Ⅱ：在鋁和稀鹽酸反應(yīng)的試管中加入固體硫酸鈉，看是否減慢放出氫氣的速率(2)3反應(yīng)后溶液的溫度本實(shí)驗(yàn)所用稀硫酸均過量，金屬完全反應(yīng)，等質(zhì)量金屬反應(yīng)放出的熱量應(yīng)相等，所以使等體積溶液的溫度升高值相近(3)對(duì)于同一化學(xué)反應(yīng)，在其他條件不變時(shí)：①反應(yīng)物濃度越大，化學(xué)反應(yīng)速率越快；②反應(yīng)物固體表面積越大，化學(xué)反應(yīng)速率越快；③反應(yīng)溫度越高，化學(xué)反應(yīng)速率越快1．確定變量。解答此類題目時(shí)，要認(rèn)真審題，清楚實(shí)驗(yàn)?zāi)康模逡骄康耐饨鐥l件有哪些。2．控制變量。在探究時(shí)，應(yīng)先確定一個(gè)變化的量，控制其他量不變，研究這個(gè)變化量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響進(jìn)而總結(jié)出影響規(guī)律，然后用同樣的方法再進(jìn)一步確定其他變量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響規(guī)律。3．?dāng)?shù)據(jù)有效。解答時(shí)應(yīng)注意選擇數(shù)據(jù)(或設(shè)置實(shí)驗(yàn))要有效，且變量統(tǒng)一，否則無法做出正確判斷?！緫?yīng)用】Fenton法常用于處理含難降解有機(jī)物的工業(yè)廢水，通常是在調(diào)節(jié)好pH和Fe2＋濃度的廢水中加入H2O2，所產(chǎn)生的羥基自由基能氧化降解污染物?，F(xiàn)運(yùn)用該方法降解有機(jī)污染物p－CP，探究有關(guān)因素對(duì)該降解反應(yīng)速率的影響。[實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)]控制p－CP的初始濃度相同，恒定實(shí)驗(yàn)溫度在298K或313K(其余實(shí)驗(yàn)條件見下表)，設(shè)計(jì)如下對(duì)比實(shí)驗(yàn)。(1)請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表(表中不要留空格)。實(shí)驗(yàn)編號(hào)實(shí)驗(yàn)?zāi)康腡/KpHc/10－3mol·L－1H2O2Fe2＋①為以下實(shí)驗(yàn)作參照29836.00.30②探究溫度對(duì)降解反應(yīng)速率的影響③298106.00.30[數(shù)據(jù)處理]實(shí)驗(yàn)測(cè)得p－CP的濃度隨時(shí)間變化的關(guān)系如上圖。(2)請(qǐng)根據(jù)上圖實(shí)驗(yàn)①曲線，計(jì)算降解反應(yīng)在50～150s內(nèi)的反應(yīng)速率：v(p－CP)＝____________mol·L－1·s－1。[解釋與結(jié)論](3)實(shí)驗(yàn)①、②表明溫度升高，降解反應(yīng)速率增大。但溫度過高時(shí)反而導(dǎo)致降解反應(yīng)速率減小，請(qǐng)從Fenton法所用試劑H2O2的角度分析原因：__________________________________________________________________。(4)實(shí)驗(yàn)③得出的結(jié)論是：pH等于10時(shí)，_________________________________________________________________________________________________。[思考與交流](5)實(shí)驗(yàn)時(shí)需在不同時(shí)間從反應(yīng)器中取樣，并使所取樣品中的反應(yīng)立即停止下來。根據(jù)上圖中的信息，給出一種迅速停止反應(yīng)的方法：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析(1)實(shí)驗(yàn)①是參照實(shí)驗(yàn)，所以與實(shí)驗(yàn)①相比，實(shí)驗(yàn)②和③只能改變一個(gè)條件，這樣才能起到對(duì)比實(shí)驗(yàn)的目的，實(shí)驗(yàn)②是探究溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響，則T＝313K，pH＝3，c(H2O2)＝6.0mol·L－1，c(Fe2＋)＝0.30mol·L－1，實(shí)驗(yàn)③顯然是探究pH的大小對(duì)反應(yīng)速率的影響；(2)在50～150s內(nèi)，Δc(p－CP)＝0.8×10－3mol·L－1，則v(p－CP)＝8.0×10－6mol·L－1·s－1；(3)溫度過高時(shí)，H2O2分解，c(H2O2)減小，導(dǎo)致反應(yīng)速率減?。?4)從圖中看出，pH＝10時(shí)，c(p－CP)不變，即反應(yīng)速率為零，說明堿性條件下，有機(jī)物p－CP不能降解；(5)從第(4)問可以得出，將反應(yīng)液加入到NaOH溶液中，使溶液的pH迅速增大，反應(yīng)停止。答案(1)實(shí)驗(yàn)編號(hào)c/10－3mol·L－1實(shí)驗(yàn)?zāi)康腡/KpHH2O2Fe2＋①②31336.00.30③探究溶液的pH對(duì)降解反應(yīng)速率的影響(2)8.0×10－6(3)過氧化氫在溫度過高時(shí)迅速分解(4)反應(yīng)速率趨向于零(或該降解反應(yīng)趨于停止)(5)將所取樣品迅速加入到一定量的NaOH溶液中，使pH約為10(或?qū)⑺悠敷E冷等其他合理答案均可)探究影響化學(xué)反應(yīng)速率因素的兩種題型1．以表格或圖像的形式給出多組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，讓學(xué)生找出每組數(shù)據(jù)的變化對(duì)反應(yīng)速率的影響規(guī)律。2．給出影響化學(xué)反應(yīng)的幾種因素，讓學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)分析各因素對(duì)反應(yīng)速率的影響規(guī)律。(時(shí)間：45分鐘分值：100分)一、選擇題(本題共7個(gè)小題，每題6分，共42分，每個(gè)小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意。)1．下列說法不正確的是 ()。A．化學(xué)反應(yīng)速率通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物或生成物的濃度變化來表示B．用不同物質(zhì)的濃度變化表示同一時(shí)間內(nèi)、同一反應(yīng)的速率時(shí)，其數(shù)值之比等于化學(xué)方程式中對(duì)應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比C．化學(xué)反應(yīng)速率的單位由時(shí)間單位和濃度單位決定D．在反應(yīng)過程中，反應(yīng)物的濃度逐漸變小，所以用反應(yīng)物表示的化學(xué)反應(yīng)速率為負(fù)值解析對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率來說：①無論是可逆反應(yīng)還是不可逆反應(yīng)都可以研究速率；②化學(xué)反應(yīng)速率通常指的是平均值，而不是即時(shí)速率；③化學(xué)反應(yīng)速率沒有負(fù)值；④利用不同物質(zhì)來表示同一反應(yīng)相同條件下的速率時(shí)，各數(shù)值與方程式中對(duì)應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比；⑤對(duì)純固體或純液體來講，我們認(rèn)為它們的濃度始終不變，所以不可用它們來表示反應(yīng)的速率。答案D2．在恒溫、恒容的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)2H2O2eq\o(=,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑。若H2O2溶液的濃度由2.0mol·L－1降到1.0mol·L－1需10s，那么H2O2濃度由1.0mol·L－1降到0.5mol·L－1所需的反應(yīng)時(shí)間為()。A．5s B．大于5sC．小于5s D．無法判斷解析H2O2溶液濃度由2.0mol·L－1降到1.0mol·L－1需要10s，可推知降低0.5mol·L－1需要5s，但后一次濃度的降低是在前面的基礎(chǔ)上，由于H2O2溶液濃度減小，反應(yīng)速率降低，則后面的反應(yīng)所需時(shí)間大于5s，故選B。答案B3．在恒容條件下，能使NO2(g)＋CO(g)CO2(g)＋NO(g)正反應(yīng)速率增大且活化分子的百分?jǐn)?shù)也增加的措施是 ()。A．增大NO2或CO的濃度B．減小CO2或NO的濃度C．通入Ne使氣體的壓強(qiáng)增大D．升高反應(yīng)的溫度解析選項(xiàng)A，增大NO2或CO的濃度，正反應(yīng)速率增大，但活化分子的百分?jǐn)?shù)不一定增大。選項(xiàng)B，減小CO2或NO的濃度，正反應(yīng)速率降低。選項(xiàng)C，恒容條件下通入Ne，氣體反應(yīng)物的濃度不變，正反應(yīng)速率不變。選項(xiàng)D，升高反應(yīng)的溫度，正反應(yīng)速率增大并且活化分子的百分?jǐn)?shù)也增多。答案D4．一定條件下，分別對(duì)反應(yīng)C(s)＋CO2(g)2CO(g)(正向吸熱)進(jìn)行如下操作(只改變?cè)摋l件)：①升高反應(yīng)體系的溫度；②增加反應(yīng)物C的用量；③縮小反應(yīng)體系的體積；④減少體系中CO的量。上述措施中一定能使反應(yīng)速率顯著變大的是 ()。A．①②③④ B．①③④C．①② D．①③解析碳是固體，增加固體的用量不改變反應(yīng)速率；減少CO的量，反應(yīng)速率減小。答案D5．下列生產(chǎn)或?qū)嶒?yàn)事實(shí)得出的相應(yīng)結(jié)論不正確的是 ()。選項(xiàng)事實(shí)結(jié)論A其他條件相同，Na2S2O3溶液和H2SO4溶液反應(yīng)，升高溶液的溫度，析出硫沉淀所需時(shí)間縮短當(dāng)其他條件不變時(shí)，升高反應(yīng)溫度，化學(xué)反應(yīng)速率加快B工業(yè)制硫酸中，在SO3的吸收階段，吸收塔里要裝填瓷環(huán)增大氣液接觸面積，使SO3的吸收速率增大C在容積可變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：2NH3(g)N2H4(l)＋H2(g)，把容器的體積縮小一半正反應(yīng)速率加快，逆反應(yīng)速率減慢DA、B兩支試管中分別加入等體積5%的H2O2溶液，在B試管中加入2～3滴FeCl3溶液，B試管中產(chǎn)生氣泡快當(dāng)其他條件不變時(shí)，催化劑可以改變化學(xué)反應(yīng)速率解析C項(xiàng)中壓縮容器體積，反應(yīng)物、生成物濃度均增加，正逆反應(yīng)速率均加快。答案C6．KClO3和KHSO3可發(fā)生下列反應(yīng)：ClO3－＋HSO3－→SO42－＋Cl－＋H＋(未配平)，已知酸性越強(qiáng)，該反應(yīng)的反應(yīng)速率越快。如圖為反應(yīng)速率v(ClO3－)隨時(shí)間(t)的變化曲線。下列有關(guān)說法不正確的是 ()。A．KClO3和KHSO3發(fā)生反應(yīng)的氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1∶3B．反應(yīng)開始階段速率逐漸增大可能是c(H＋)逐漸增高導(dǎo)致的C．反應(yīng)后期速率逐漸減小的主要原因是c(ClO3－)、c(HSO3－)降低D．縱坐標(biāo)為v(HSO3－)時(shí)的v(HSO3－)隨時(shí)間(t)的變化曲線與原圖曲線完全吻合解析本題考查離子反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)和反應(yīng)速率，意在考查考生的綜合分析能力。選項(xiàng)A，配平該離子方程式：ClO3－＋3HSO3－=3SO42－＋Cl－＋3H＋，故A正確。選項(xiàng)B，題干信息提示“酸性越強(qiáng)，該反應(yīng)的反應(yīng)速率越快”，B正確。選項(xiàng)C，隨著反應(yīng)物濃度的逐漸降低，反應(yīng)速率也逐漸降低，C正確。選項(xiàng)D，v(ClO3－)∶v(HSO3－)＝1∶3，D錯(cuò)。答案D7．一定溫度下，在2L密閉容器中加入納米級(jí)Cu2O并通入0.1molH2O(g)，發(fā)生反應(yīng)：2H2O(g)eq\o(,\s\up10(Cu2O),\s\do10(光照))2H2(g)＋O2(g)ΔH＝484kJ·mol－1，不同時(shí)間產(chǎn)生O2的物質(zhì)的量見下表：時(shí)間/min20406080n(O2)/mol0.00100.00160.00200.0020下列說法不正確的是 ()。A．前20min內(nèi)的反應(yīng)速率v(H2O)＝5.0×10－5mol·L－1·min－1B．達(dá)到平衡時(shí)，至少需要從外界吸收能量0.968kJC．增大c(H2O)，可以提高水的分解率D．催化效果與Cu2O顆粒的大小有關(guān)解析由題意知，v(H2O)＝2v(O2)＝2×eq\f(\f(0.0010mol,2L),20min)＝5.0×10－5mol·L－1·min－1，A正確；熱化學(xué)方程式表示的含義是2molH2O(g)完全分解生成2molH2(g)和1molO2(g)，吸收484kJ的能量，所以生成O20.0020mol時(shí)，吸收的能量為0.0020mol×484kJ·mol－1＝0.968kJ，正確。C項(xiàng)，由于反應(yīng)物只有1種，增大c(H2O)，相當(dāng)于壓強(qiáng)增大，平衡向氣體體積減小的方向移動(dòng)，所以水的分解率降低，錯(cuò)誤。D項(xiàng)，若Cu2O顆粒小，則接觸面積大，反應(yīng)速率快，催化效果好，正確。答案C二、非選擇題(本題共4個(gè)小題，共58分)8．(14分)加入0.1mol的MnO2粉末于50mL過氧化氫的溶液中(密度為1.1g·mL－1)，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下放出氣體的體積和時(shí)間的關(guān)系如右圖所示，回答下列問題。(1)A、B、C、D四點(diǎn)化學(xué)反應(yīng)速率快慢的順序?yàn)開_________________________。(2)解釋反應(yīng)速率變化的原因________________________________________。(3)計(jì)算過氧化氫的初始物質(zhì)的量濃度________。(4)求反應(yīng)進(jìn)行到2分鐘時(shí)過氧化氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。解析(1)曲線斜率越大，反應(yīng)速率越大。(2)隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物H2O2的濃度逐漸減小，因此反應(yīng)速率逐漸減小。(3)根據(jù)圖像可以看出H2O2完全反應(yīng)放出O260mL，H2O2的分解反應(yīng)為2H2O2eq\o(=,\s\up7(MnO2))2H2O＋O2↑，則n(H2O2)＝eq\f(60mL,22400mL·mol－1)×2≈0.00536mol，c(H2O2)＝eq\f(0.00536mol,0.05L)≈0.107mol·L－1。(4)反應(yīng)進(jìn)行到2分鐘時(shí)，放出O245mL，則反應(yīng)生成O2的物質(zhì)的量為eq\f(45mL,22400mL·mol－1)≈0.00201mol，質(zhì)量為0.00201mol×32g·mol－1≈0.0643g反應(yīng)消耗的H2O2物質(zhì)的量為0．00201mol×2＝0.00402mol，剩余的H2O2物質(zhì)的量為0．00536mol－0.00402mol＝0.00134mol，則2分鐘時(shí)H2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為eq\f(0.00134mol×34g·mol－1,50mL×1.1g·mL－1－0.0643g)×100%≈0.083%。答案(1)D>C>B>A(2)隨著反應(yīng)的進(jìn)行，過氧化氫溶液的濃度越來越小，反應(yīng)速率越來越小(3)0.107mol·L－1(4)0.083%9．(14分)(·菏澤模擬)一定溫度下，在2L的密閉容器中，X、Y、Z三種氣體的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如圖所示：(1)從反應(yīng)開始到10s，用Z表示的反應(yīng)速率為___________________________。X的物質(zhì)的量濃度減少了____________，Y的轉(zhuǎn)化率為____________________________________________________________。(2)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________________。(3)10s后的某一時(shí)刻(t1)改變了外界條件，其速率隨時(shí)間的變化圖像如圖所示：則下列說法符合該圖像的是________。A．t1時(shí)刻，增大了X的濃度B．t1時(shí)刻，升高了體系溫度C．t1時(shí)刻，縮小了容器體積D．t1時(shí)刻，使用了催化劑解析(1)分析圖像知：Δc(Z)＝eq\f(1.58mol－0mol,2L)＝0.79mol·L－1，v(Z)＝eq\f(0.79mol·L－1,10s)＝0.079mol·L－1·s－1，Δc(X)＝eq\f(1.20mol－0.41mol,2L)＝0.395mol·L－1。Y的轉(zhuǎn)化率φ(Y)＝eq\f(1.00mol－0.21mol,1.00mol)×100%＝79.0%答案(1)0.079mol·L－1·s－10.395mol·L－179.0%(2)X(g)＋Y(g)2Z(g)(3)CD10．(15分)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素很多，某課外興趣小組用實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行探究。(1)實(shí)驗(yàn)一：取等物質(zhì)的量濃度、等體積的H2O2溶液分別進(jìn)行H2O2的分解實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告如下表所示(現(xiàn)象和結(jié)論略)。序號(hào)條件現(xiàn)象結(jié)論溫度/℃催化劑140FeCl3溶液220FeCl3溶液320MnO2420無①實(shí)驗(yàn)1、2研究的是________對(duì)H2O2分解速率的影響。②實(shí)驗(yàn)2、3的目的是________________________________________________。(2)實(shí)驗(yàn)二：經(jīng)研究知Cu2＋對(duì)H2O2分解也具有催化作用，為比較Fe3＋和Cu2＋對(duì)H2O2分解的催化效果，該小組的同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如圖甲、乙所示的實(shí)驗(yàn)?；卮鹣嚓P(guān)問題：①定性分析：如圖甲可通過觀察________________，定性比較得出結(jié)論。有同學(xué)提出將FeCl3溶液改為Fe2(SO4)3溶液更合理，其理由是________________________________________________________________。②定量分析：如圖乙所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)以生成40mL氣體為準(zhǔn)，其他可能影響實(shí)驗(yàn)的因素均已忽略。實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的數(shù)據(jù)是________________________。(3)實(shí)驗(yàn)三：已知2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4=K2SO4＋2MnSO4＋8H2O＋10CO2↑，在酸性高錳酸鉀溶液和草酸溶液反應(yīng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)開始反應(yīng)速率較慢，溶液褪色不明顯，但一段時(shí)間后突然褪色，①針對(duì)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，某同學(xué)認(rèn)為KMnO4與H2C2O4的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，導(dǎo)致溶液溫度升高，反應(yīng)速率加快。從影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素看，②若用實(shí)驗(yàn)證明你的猜想，除酸性高錳酸鉀溶液、草酸溶液外，還需要選擇的試劑最合理的是________。A．硫酸鉀 B．硫酸錳 C．水 D．氯化錳解析(1)①實(shí)驗(yàn)1、2中不同的是溫度，所以實(shí)驗(yàn)研究的是溫度對(duì)H2O2分解速率的影響。②實(shí)驗(yàn)2、3中不同的是催化劑，所以實(shí)驗(yàn)的目的是比較FeCl3溶液和MnO2作為催化劑對(duì)H2O2分解速率影響的差異。(2)①催化劑不同，反應(yīng)速率不同，則產(chǎn)生的氣泡快慢不同。FeCl3與CuSO4中陰離子是不同的，所以為排除陰離子的干擾，應(yīng)該控制陰離子相同，排除陰離子的干擾，因此用硫酸鐵合理。②要定量分析，需要測(cè)量收集40mL氣體時(shí)所需要的時(shí)間。(3)①由于反應(yīng)中還生成Mn2＋，Mn2＋具有催化作用，所以還可能的原因是催化劑的影響。②由于反應(yīng)生成的是硫酸錳，所以還應(yīng)該選擇的試劑是硫酸錳。答案(1)①溫度②比較FeCl3溶液和MnO2作為催化劑對(duì)H2O2分解速率影響的差異(2)①反應(yīng)產(chǎn)生氣泡的快慢控制陰離子相同，排除陰離子的干擾②收集40mL氣體所需要的時(shí)間(3)①催化劑(或硫酸錳或Mn2＋的催化作用)②B11．(15分)某探究小組用測(cè)量HNO3與大理石反應(yīng)過程中質(zhì)量減小的方法，研究影響反應(yīng)速率的因素。限選試劑：1.00mol·L－1HNO3、2.00mol·L－1HNO3，細(xì)顆粒大理石、粗顆粒大理石，35℃(1)他們能完成哪些因素對(duì)速率影響的探究？_________________________________________________________________。(2)請(qǐng)根據(jù)能進(jìn)行的探究內(nèi)容，填寫以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表，完成探究實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)編號(hào)T/℃大理石規(guī)格HNO3濃度/mol·L－1①常溫2.00②1.00③2.00④2.00(3)整個(gè)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)控制的不變量是硝酸溶液體積和________。(4)該實(shí)驗(yàn)小組用如圖實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。①除電子天平、干燥管、錐形瓶、藥匙、膠塞等儀器外，必需的實(shí)驗(yàn)儀器還有________。②干燥管中應(yīng)放置的試劑是________。A．堿石灰 B．無水CaCl2C．P2O5固體 D．濃硫酸③若撤除干燥管裝置，所測(cè)速率________(填“偏大”“偏小”或“不變”)。解析(1)根據(jù)所給的試劑可知有兩種不同濃度的硝酸，因此可比較濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響；有兩種不同狀態(tài)的大理石，因此可比較固體表面積對(duì)反應(yīng)速率的影響；還有35℃水浴，因此可比較溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響。(2)因?yàn)棰倥c②的不同是HNO3濃度不同，所以其他的因素應(yīng)該相同。若①中大理石為粗顆粒，則②中大理石為粗顆粒，溫度為常溫。①與②研究的是HNO3濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響；①③中HNO3的濃度相同，可以控制溫度變化，碳酸鈣都為粗顆粒分析溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響；①④中HNO3濃度相同，可改變CaCO3的狀態(tài)，比較常溫下粗顆粒與細(xì)顆粒大理石時(shí)的反應(yīng)速率快慢。其他合理答案也可。(3)反應(yīng)過程中除了控制硝酸溶液的體積相同外，還要控制CaCO3的質(zhì)量相同。(4)①根據(jù)圖中裝置可知要測(cè)定單位時(shí)間內(nèi)燒杯內(nèi)減少的質(zhì)量，把減少的質(zhì)量看作是CO2的質(zhì)量。所以還需要用量筒量取所需HNO3體積及秒表計(jì)算所需時(shí)間。②干燥CO2且不能讓水蒸氣逸出，需要酸性干燥劑或中性干燥劑，B、C都可以。③若不用干燥裝置，則相同時(shí)間內(nèi)減少的質(zhì)量增大，認(rèn)為生成的CO2增大，反應(yīng)速率值偏大。答案(1)硝酸濃度、溫度、大理石表面積(2)粗顆粒常溫粗顆粒35℃水浴粗顆粒常溫細(xì)顆粒(其他合理答案也可)(3)CaCO3質(zhì)量(4)①秒表、量筒②B、C③偏大課時(shí)2化學(xué)平衡狀態(tài)及其移動(dòng)最新考綱1．了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性。2.了解化學(xué)平衡建立的過程。3.理解外界條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等)對(duì)化學(xué)平衡的影響，認(rèn)識(shí)并能用相關(guān)理論解釋其一般規(guī)律。4.了解化學(xué)平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用?？键c(diǎn)一可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡狀態(tài)1．可逆反應(yīng)(1)定義在同一條件下既可以向正反應(yīng)方向進(jìn)行，同時(shí)又可以向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。(2)特點(diǎn)①二同：a.相同條件下；b.正逆反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行。②一小：反應(yīng)物與生成物同時(shí)存在，任一組分的轉(zhuǎn)化率都小于(填“大于”或“小于”)100%。(3)表示在方程式中用“”表示。2．化學(xué)平衡狀態(tài)(1)概念在一定條件下的可逆反應(yīng)中，正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)體系中所有參加反應(yīng)的物質(zhì)的質(zhì)量或濃度保持不變的狀態(tài)。(2)化學(xué)平衡的建立(3)平衡特點(diǎn)探究思考1．向含有2mol的SO2的容器中通入過量氧氣發(fā)生2SO2＋O2eq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(加熱))2SO3，充分反應(yīng)后生成SO3的物質(zhì)的量________2mol(填“<”、“>”或“＝”，下同)，SO2的物質(zhì)的量________0mol，轉(zhuǎn)化率________100%。答案<><2．對(duì)于可逆反應(yīng)：2NO2(g)eq\o(,\s\up7(△))2NO(g)＋O2(g)(1)在一恒容的密閉容器中進(jìn)行，達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是________。(2)在恒壓容器中進(jìn)行，達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志是________。①單位時(shí)間內(nèi)生成nmolO2的同時(shí)生成2nmolNO2②單位時(shí)間內(nèi)生成nmolO2的同時(shí)生成2nmolNO③用NO2、NO、O2的物質(zhì)的量濃度變化表示的反應(yīng)速率的比為2∶2∶1的狀態(tài)④混合氣體的顏色不再改變的狀態(tài)⑤混合氣體的密度不再改變的狀態(tài)⑥混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)⑦混合氣體的壓強(qiáng)不再改變的狀態(tài)答案(1)①④⑥⑦(2)①④⑤⑥【示例1】(·上?；瘜W(xué)，六節(jié)選)用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金屬制造發(fā)動(dòng)機(jī)的耐熱部件，能大幅度提高發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率。工業(yè)上用化學(xué)氣相沉積法制備氮化硅，其反應(yīng)如下：3SiCl4(g)＋2N2(g)＋6H2(g)eq\o(,\s\up7(高溫))Si3N4(s)＋12HCl(g)ΔH<0完成下列填空：(1)在一定溫度下進(jìn)行上述反應(yīng)，若反應(yīng)容器的容積為2L，3min后達(dá)到平衡，測(cè)得固體的質(zhì)量增加了2.80g，則H2的平均反應(yīng)速率為______mol·L－1·min－1。(2)一定條件下，在密閉恒容的容器中，能表示上述反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是________。a．3v逆(N2)＝v正(H2)b．v正(HCl)＝4v正(SiCl4)c．混合氣體密度保持不變d．c(N2)∶c(H2)∶c(HCl)＝1∶3∶6思維啟迪判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的根本標(biāo)志：(1)化學(xué)反應(yīng)速率經(jīng)換算之后，同一物質(zhì)的正逆反應(yīng)速率相等；(2)對(duì)于一個(gè)隨反應(yīng)進(jìn)行而改變的量不再改變時(shí)則反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。解析(1)反應(yīng)達(dá)到平衡后，Δn(Si3N4)＝eq\f(2.80g,140g·mol－1)＝0.02mol，故v(H2)＝eq\f(Δn（H2）,Vt)＝eq\f(0.02×6mol,2L×3min)＝0.02mol·L－1·min－1。(2)a項(xiàng)，表示v正＝v逆，故正確；b項(xiàng)，均為v正，故錯(cuò)誤；c項(xiàng)，由于容器密閉恒容，且該反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量發(fā)生改變，當(dāng)混合氣體的密度不變時(shí)，則各氣體的物質(zhì)的量不再變化，說明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故正確；d項(xiàng)，當(dāng)各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比時(shí)，不能表示反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)，故錯(cuò)誤。答案(1)0.02(2)ac【示例2】(·山東，29節(jié)選)偏二甲肼與N2O4是常用的火箭推進(jìn)劑，二者發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng)：(CH3)2NNH2(l)＋2N2O4(l)=2CO2(g)＋3N2(g)＋4H2O(g)(Ⅰ)(1)火箭殘骸中?，F(xiàn)紅棕色氣體，原因?yàn)椋篘2O4(g)2NO2(g)(Ⅱ)，當(dāng)溫度升高時(shí)，氣體顏色變深，則反應(yīng)(Ⅱ)為________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。(2)一定溫度下，反應(yīng)(Ⅱ)的焓變?yōu)棣?，F(xiàn)將1molN2O4充入一恒壓密閉容器中，下列示意圖正確且能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是________。解析(1)溫度升高，氣體顏色變深，說明平衡正向移動(dòng)，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。(2)該反應(yīng)由正方向開始進(jìn)行，且是氣體體積增大的反應(yīng)，恒壓時(shí)，容器的體積增大，氣體的密度隨容積的增大而減小，達(dá)到平衡時(shí)則不變，故a對(duì)；該反應(yīng)的焓變始終保持不變，與是否到達(dá)平衡狀態(tài)無關(guān)，b錯(cuò)；n(N2O4)逐漸減小，容器容積不斷變大，故v正逐漸減小，達(dá)平衡時(shí)不變，c錯(cuò)；該反應(yīng)由正向進(jìn)行，N2O4轉(zhuǎn)化率逐漸增大，達(dá)平衡時(shí)保持不變，d對(duì)。答案(1)吸熱(2)ad“兩審”“兩標(biāo)志”突破化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷1．“兩審”一審題干條件，是恒溫恒容還是恒溫恒壓；二審反應(yīng)特點(diǎn)：①全部是氣體參與的等體積反應(yīng)還是非等體積反應(yīng)；②有固體或液體參與的等體積反應(yīng)還是非等體積反應(yīng)。2．“兩標(biāo)志”(1)本質(zhì)標(biāo)志v正＝v逆≠0。對(duì)于某一可逆反應(yīng)來說，正反應(yīng)消耗掉某反應(yīng)物的速率等于逆反應(yīng)生成該反應(yīng)物的速率。(2)等價(jià)標(biāo)志①全部是氣體參加的非等體積反應(yīng)，體系的壓強(qiáng)、平均相對(duì)分子質(zhì)量不再隨時(shí)間而變化。例如，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。②體系中各組分的物質(zhì)的量濃度、體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量(或質(zhì)量)分?jǐn)?shù)保持不變。③對(duì)同一物質(zhì)而言，斷裂的化學(xué)鍵的物質(zhì)的量與形成的化學(xué)鍵的物質(zhì)的量相等。④對(duì)于有有色物質(zhì)參加或生成的可逆反應(yīng)，體系的顏色不再隨時(shí)間而變化。例如，2NO2(g)N2O4(g)。⑤體系中某反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率或某生成物的產(chǎn)率達(dá)到最大值且不再隨時(shí)間而變化。1．一定條件下，對(duì)于可逆反應(yīng)X(g)＋3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始濃度分別為c1、c2、c3(均不為零)，達(dá)到平衡時(shí)，X、Y、Z的濃度分別為0.1mol·L－1、0.3mol·L－1、0.08mol·L－1，則下列判斷正確的是()。A．c1∶c2＝3∶1B．平衡時(shí)，Y和Z的生成速率之比為2∶3C．X、Y的轉(zhuǎn)化率不相等D．c1的取值范圍為0mol·L－1<c1<0.14mol·L－1解析平衡濃度之比為1∶3，轉(zhuǎn)化濃度亦為1∶3，故c1∶c2＝1∶3，A、C不正確；平衡時(shí)Y生成表示逆反應(yīng)，Z生成表示正反應(yīng)且vY(生成)∶vZ(生成)應(yīng)為3∶2，B不正確；由可逆反應(yīng)的特點(diǎn)可知0<c1<0.14mol·L－1。答案D2．一定溫度下，下列敘述不能作為可逆反應(yīng)A(g)＋3B(g)2C(g)達(dá)到平衡的標(biāo)志的是()。①C的生成速率與C的消耗速率相等②單位時(shí)間內(nèi)生成amolA，同時(shí)生成3amolB③A、B、C的濃度不再變化④C的物質(zhì)的量不再變化⑤混合氣體的總壓強(qiáng)不再變化⑥混合氣體的總物質(zhì)的量不再變化⑦單位時(shí)間消耗amolA，同時(shí)生成3aA．②⑧B．④⑦C．①③D．⑤⑥解析對(duì)平衡狀態(tài)的判斷，一定要根據(jù)實(shí)際反應(yīng)逐項(xiàng)分析，只有能反映同一物質(zhì)的v(正)＝v(逆)，或者混合物中的某組分的濃度或百分含量保持不變，才能證明可逆反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)。①中，同一物質(zhì)的生成速率與消耗速率相等，說明反應(yīng)已達(dá)到平衡；②中，表示的是同一方向的反應(yīng)速率，不能說明反應(yīng)已達(dá)到平衡；③中，各組分的濃度不再變化，說明反應(yīng)已達(dá)到平衡；④中，C的物質(zhì)的量不再變化，也就是C的濃度不再變化，說明反應(yīng)已達(dá)到平衡；⑤中，若反應(yīng)正向進(jìn)行，混合氣體的總物質(zhì)的量減小，壓強(qiáng)減小，若反應(yīng)逆向進(jìn)行，混合氣體的總物質(zhì)的量增大，壓強(qiáng)增大，混合氣體的總壓強(qiáng)不再變化，說明反應(yīng)正向進(jìn)行的速率和逆向進(jìn)行的速率相同，即反應(yīng)已達(dá)到平衡；⑥中，由⑤中的分析可知，混合氣體的總物質(zhì)的量不再變化，說明反應(yīng)已達(dá)到平衡；⑦中，消耗A的量與生成B的量之比與它們?cè)诨瘜W(xué)方程式中的計(jì)量數(shù)之比相等，也就是反應(yīng)正向進(jìn)行和逆向進(jìn)行的速率相等，說明反應(yīng)已達(dá)到平衡；⑧中，A、B、C的分子數(shù)之比為1∶3∶2只是反應(yīng)進(jìn)程中的某一時(shí)刻的狀態(tài)，不能說明反應(yīng)已達(dá)到平衡。答案A3．某一容積為5L的密閉容器內(nèi)，加入0.2molCO和0.2molH2O，在催化劑存在的條件下高溫加熱，發(fā)生如下反應(yīng)：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH>0。反應(yīng)中CO2的濃度隨時(shí)間的變化情況如圖所示。(1)根據(jù)圖中數(shù)據(jù)，反應(yīng)開始至達(dá)到平衡時(shí)，v(CO)＝________；反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，c(H2)＝________。(2)判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡的依據(jù)是________。①CO減少的化學(xué)反應(yīng)速率和CO2減少的化學(xué)反應(yīng)速率相等②CO、H2O、CO2、H2的濃度都相等③CO、H2O、CO2、H2的濃度都不再發(fā)生變化④正、逆反應(yīng)速率都為零解析(1)由圖可知10min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，所以v(CO)＝0.03mol·L－1/10min＝0.003mol·L－1·min－1，方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于反應(yīng)時(shí)物質(zhì)轉(zhuǎn)化的濃度之比，所以反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，c(H2)＝c(CO2)＝0.03mol·L－1。(2)反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志是反應(yīng)體系組成不變，正、逆反應(yīng)速率相等且不為零。CO減少的化學(xué)反應(yīng)速率是正反應(yīng)速率，CO2減少的化學(xué)反應(yīng)速率是逆反應(yīng)速率。所以選①③。答案(1)0.003mol·L－1·min－10.03mol·L－1(2)①③不能判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的三個(gè)標(biāo)志1．恒溫、恒容條件下反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng)，混合氣體的壓強(qiáng)或氣體的總物質(zhì)的量不隨時(shí)間而變化。如2HI(g)I2(g)＋H2(g)。2．全部是氣體參加的反應(yīng)前后體積不變的反應(yīng)，體系的平均相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間而變化。如2HI(g)I2(g)＋H2(g)。3．全部是氣體參加的反應(yīng)，恒容條件下體系的密度保持不變?？键c(diǎn)二化學(xué)平衡的移動(dòng)1．概念可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)以后，若反應(yīng)條件(如溫度、壓強(qiáng)、濃度等)發(fā)生了變化，平衡混合物中各組分的濃度也會(huì)隨之改變，從而在一段時(shí)間后達(dá)到新的平衡狀態(tài)。這種由原平衡狀態(tài)向新平衡狀態(tài)的變化過程，叫做化學(xué)平衡的移動(dòng)。2．過程3．化學(xué)平衡移動(dòng)與化學(xué)反應(yīng)速率的關(guān)系(1)v正>v逆：平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。(2)v正＝v逆：反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，不發(fā)生平衡移動(dòng)。(3)v正<v逆：平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。4．影響化學(xué)平衡移動(dòng)的外界因素(1)影響化學(xué)平衡移動(dòng)的因素若其他條件不變，改變下列條件對(duì)化學(xué)平衡的影響如下：條件的改變(其他條件不變)化學(xué)平衡的移動(dòng)濃度增大反應(yīng)物濃度或減小生成物濃度向正反應(yīng)方向移動(dòng)減小反應(yīng)物濃度或增大生成物濃度向逆反應(yīng)方向移動(dòng)壓強(qiáng)(對(duì)有氣體參加的反應(yīng))反應(yīng)前后氣體分子數(shù)改變?cè)龃髩簭?qiáng)向氣體體積減小的方向移動(dòng)減小壓強(qiáng)向氣體體積增大的方向移動(dòng)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變改變壓強(qiáng)平衡不移動(dòng)溫度升高溫度向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)降低溫度向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)催化劑使用催化劑平衡不移動(dòng)(2)勒夏特列原理如果改變影響化學(xué)平衡的條件之一(如溫度、壓強(qiáng)，以及參加反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)的濃度)，平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動(dòng)。探究思考1．升高溫度，化學(xué)平衡會(huì)向著吸熱反應(yīng)的方向移動(dòng)，此時(shí)放熱反應(yīng)方向的反應(yīng)速率會(huì)減小嗎？答案不會(huì)。因?yàn)樯邷囟葀吸和v放均增大，但二者增大的程度不同，v吸增大的程度大于v放增大的程度，故v吸和v放不再相等，v吸>v放，原平衡被破壞，平衡向吸熱反應(yīng)的方向移動(dòng)，直至建立新的平衡。降溫則相反。2．COCl2(g)CO(g)＋Cl2(g)ΔH>0，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，下列措施：①升溫②恒容通入惰性氣體③增加CO濃度④減壓⑤加催化劑⑥恒壓通入惰性氣體，能夠使化學(xué)平衡正向移動(dòng)的是________。答案①④⑥【示例3】(·山東理綜，12)對(duì)于反應(yīng)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH<0，在其他條件不變的情況下()。A．加入催化劑，改變了反應(yīng)的途徑，反應(yīng)的ΔH也隨之改變B．改變壓強(qiáng)，平衡不發(fā)生移動(dòng)，反應(yīng)放出的熱量不變C．升高溫度，反應(yīng)速率加快，反應(yīng)放出的熱量不變D．若在原電池中進(jìn)行，反應(yīng)放出的熱量不變思維啟迪①反應(yīng)的特征；②ΔH與反應(yīng)物和生成物量的關(guān)系；③外界條件對(duì)化學(xué)平衡及反應(yīng)速率的影響。解析A項(xiàng)，加入催化劑，改變反應(yīng)途徑，但不能使化學(xué)平衡移動(dòng)，所以ΔH不變，錯(cuò)誤。B項(xiàng)，由于該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，所以改變壓強(qiáng)，平衡不發(fā)生移動(dòng)，反應(yīng)放出的熱量也不變，正確。C項(xiàng)，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升溫，化學(xué)反應(yīng)速率加快，平衡逆向移動(dòng)，反應(yīng)放出的熱量應(yīng)減少，錯(cuò)誤。D項(xiàng)，若把該反應(yīng)設(shè)計(jì)成原電池，化學(xué)能除轉(zhuǎn)化成熱能外，還轉(zhuǎn)化成電能，所以放出的熱量應(yīng)減少，錯(cuò)誤。答案B【示例4】(·安徽理綜，11)一定條件下，通過下列反應(yīng)可以制備特種陶瓷的原料MgO：MgSO4(s)＋CO(g)MgO(s)＋CO2(g)＋SO2(g)ΔH＞0該反應(yīng)在恒容的密閉容器中達(dá)到平衡后，若僅改變圖中橫坐標(biāo)x的值，重新達(dá)到平衡后，縱坐標(biāo)y隨x變化趨勢(shì)合理的是()。選項(xiàng)xyA溫度容器內(nèi)混合氣體的密度BCO的物質(zhì)的量CO2與CO的物質(zhì)的量之比CSO2的濃度平衡常數(shù)KDMgSO4的質(zhì)量(忽略體積)CO的轉(zhuǎn)化率解析由于此反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡正向移動(dòng)，混合氣體質(zhì)量增加，密度增大，A正確；當(dāng)增加CO的物質(zhì)的量時(shí)，相當(dāng)于增大體系的壓強(qiáng)，平衡逆向移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率減小，CO2與CO的物質(zhì)的量之比減小，B錯(cuò)誤；平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與SO2的濃度無關(guān)，C錯(cuò)誤；MgSO4為固體，增加其質(zhì)量對(duì)平衡無影響，所以CO的轉(zhuǎn)化率不變，D錯(cuò)誤。答案A1．(·杭州質(zhì)檢)對(duì)可逆反應(yīng)4NH3(g)＋5O2(g)eq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(加熱))4NO(g)＋6H2O(g)，下列敘述正確的是()。A．反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，若兩種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率相等，則起始投入的n(NH3)∶n(O2)＝4∶5B．反應(yīng)達(dá)到平衡后，對(duì)體系一直進(jìn)行加壓，平衡總是逆向移動(dòng)C．反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，若向壓強(qiáng)固定的密閉容器中充入稀有氣體，平衡不移動(dòng)D．當(dāng)v正(NH3)∶v正(NO)＝1∶1時(shí)，說明該化學(xué)反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡解析反應(yīng)過程中，反應(yīng)物和生成物的轉(zhuǎn)化量之比等于其化學(xué)計(jì)量數(shù)之比。平衡時(shí)，兩種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率相等，則它們的起始投入量之比應(yīng)該等于其化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，故A正確；當(dāng)加壓到一定壓強(qiáng)時(shí)，氣態(tài)水變?yōu)榉菤鈶B(tài)，平衡會(huì)正向移動(dòng)，故B錯(cuò)；充入稀有氣體而壓強(qiáng)不變，相當(dāng)于增大容器容積，平衡向氣體體積增大的方向移動(dòng)，C錯(cuò)；NH3、NO的正反應(yīng)速率相等，與反應(yīng)是否達(dá)到平衡無關(guān)，故D錯(cuò)。答案A2．下列對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)的分析中不正確的是()。①已達(dá)到平衡的反應(yīng)C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，當(dāng)增加反應(yīng)物的物質(zhì)的量時(shí)，平衡一定向正反應(yīng)方向移動(dòng)②已達(dá)到平衡的反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，當(dāng)增大N2的濃度時(shí)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，N2的轉(zhuǎn)化率一定升高③有氣體參加的反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，若減小反應(yīng)容器的容積時(shí)，平衡一定向氣體分子數(shù)增大的方向移動(dòng)④有氣體參加的反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，在恒壓反應(yīng)容器中充入稀有氣體，平衡一定不移動(dòng)A．①④B．①②③C．②③④D．①②③④解析①：增加C(碳)的物質(zhì)的量時(shí)平衡不移動(dòng)；②：當(dāng)增大N2的濃度時(shí)，N2的轉(zhuǎn)化率降低，H2的轉(zhuǎn)化率提高；③：減小反應(yīng)容器的容積時(shí)，相當(dāng)于增壓，平衡一定向氣體分子數(shù)減小的方向移動(dòng)；④：恒壓反應(yīng)容器中充入稀有氣體，平衡向氣體分子數(shù)增大的方向移動(dòng)。故①②③④均錯(cuò)誤。答案D3．(·大綱全國卷，8)合成氨所需的氫氣可用煤和水作原料經(jīng)多步反應(yīng)制得，其中的一步反應(yīng)為CO(g)＋H2O(g)eq\o(,\s\up7(催化劑))CO2(g)＋H2(g)ΔH<0反應(yīng)達(dá)到平衡后，為提高CO的轉(zhuǎn)化率，下列措施中正確的是()。A．增加壓強(qiáng)B．降低溫度C．增大CO的濃度D．更換催化劑解析特別注意：一般來說，有兩種及兩種以上反應(yīng)物的可逆反應(yīng)中，在其他條件不變時(shí)，增大其中一種反應(yīng)物的濃度，能使其他反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率升高，但其本身的轉(zhuǎn)化率反而降低，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；A.因該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量相等的反應(yīng)，故增加壓強(qiáng)只能縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間，并不能使該平衡發(fā)生移動(dòng)，因而無法提高CO的轉(zhuǎn)化率；B.因該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，降低溫度能使平衡向右移動(dòng)，從而提高CO的轉(zhuǎn)化率；D.催化劑只能影響化學(xué)反應(yīng)的速率，改變可逆反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間，不能提高CO的轉(zhuǎn)化率。答案B判斷化學(xué)平衡移動(dòng)方向的思維模型素養(yǎng)18“等效平衡”的原理與判斷方法[知識(shí)必備]1．含義在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓)，對(duì)同一可逆反應(yīng)體系，起始時(shí)加入物質(zhì)的物質(zhì)的量不同，而達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，同種物質(zhì)的百分含量相同。2．原理同一可逆反應(yīng)，當(dāng)外界條件一定時(shí)，反應(yīng)無論從正反應(yīng)開始，還是從逆反應(yīng)開始，最后都能達(dá)到平衡狀態(tài)。其中平衡混合物中各物質(zhì)的含量相同。由于化學(xué)平衡狀態(tài)與條件有關(guān)，而與建立平衡的途徑無關(guān)。因而，同一可逆反應(yīng)，從不同的狀態(tài)開始，只要達(dá)到平衡時(shí)條件(溫度、濃度、壓強(qiáng)等)完全相同，則可形成等效平衡。[方法規(guī)律]1．在等溫等容條件下，可逆反應(yīng)：2A(g)＋B(g)3C(g)＋D(g)起始物質(zhì)的量如下表所示：序號(hào)ABCD等效說明①2mol1mol00①③⑤互為等效平衡。表現(xiàn)在達(dá)到平衡后各物質(zhì)的物質(zhì)的量、質(zhì)量、體積、物質(zhì)的量濃度、組分百分含量(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù))相同②4mol2mol00③1mol0.5mol1.5mol0.5mol④01mol3mol1mol⑤003mol1mol方法指導(dǎo)：等溫、等容條件下，對(duì)于左右氣相物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)不等的可逆反應(yīng)，改變起始時(shí)加入物質(zhì)的物質(zhì)的量，若按可逆反應(yīng)化學(xué)計(jì)量數(shù)之比換算成同一半邊物質(zhì)(一邊倒)，其物質(zhì)的量對(duì)應(yīng)相同，則它們互為等效平衡。2．在等溫等容條件下，可逆反應(yīng)：2A(g)＋B(g)3C(g)＋D(s)起始物質(zhì)的量如下表所示：序號(hào)ABCD等效說明①2mol1mol00①②③⑤互為等效平衡。表現(xiàn)在達(dá)到平衡后組分百分含量(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù))相同②4mol2mol00③1mol0.5mol1.5mol0.5mol④01mol3mol1mol⑤003mol1mol方法指導(dǎo)：等溫、等容條件下，對(duì)于左右氣相物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)相等的可逆反應(yīng)，改變起始時(shí)加入物質(zhì)的物質(zhì)的量，若按可逆反應(yīng)化學(xué)計(jì)量數(shù)之比換算成同一半邊物質(zhì)(一邊倒)，其物質(zhì)的量對(duì)應(yīng)成比例，則它們互為等效平衡。3．在等溫等壓條件下，可逆反應(yīng)2A(g)＋B(g)3C(g)＋D(g)起始物質(zhì)的量如下表所示：序號(hào)ABCD等效說明①2mol1mol00①②③⑤互為等效平衡。表現(xiàn)在達(dá)到平衡后各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度、組分百分含量(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù))相同②4mol2mol00③1mol0.5mol1.5mol0.5mol④01mol3mol1mol⑤003mol1mol方法指導(dǎo)：等溫、等壓條件下，對(duì)于任何有氣相物質(zhì)參加的可逆反應(yīng)，改變起始時(shí)加入物質(zhì)的物質(zhì)的量，若按可逆反應(yīng)化學(xué)計(jì)量數(shù)之比換算成同一半邊物質(zhì)(一邊倒)，其物質(zhì)的量對(duì)應(yīng)成比例，則它們互為等效平衡。[當(dāng)場(chǎng)指導(dǎo)]【典例】在一固定容積的密閉容器中，保持一定溫度，在一定條件下進(jìn)行反應(yīng)A(g)＋2B(g)3C(g)，已知加入1molA和3molB，且達(dá)到平衡后，生成amolC。(1)達(dá)到平衡時(shí)，C在混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)是________(用字母a表示)。(2)在相同的實(shí)驗(yàn)條件下，若加入2molA和6molB，達(dá)到平衡后，C的物質(zhì)的量為________mol(用字母a表示)，此時(shí)C在反應(yīng)混合氣體中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)________(填“增大”“減小”或“不變”)。(3)在相同實(shí)驗(yàn)條件下，若改為加入2molA和8molB，若要求平衡后C在反應(yīng)混合氣體中質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變，則還應(yīng)加入C________mol。解析(1)由于該反應(yīng)是等體積反應(yīng)，n總＝n平＝4mol，eq\f(V（C）,V（總）)＝eq\f(n（C）,n平)＝eq\f(a,4)。(2)物質(zhì)按比例增多，相當(dāng)于對(duì)體系加壓，平衡不移動(dòng)，故質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變。(3)根據(jù)等效平衡原理，設(shè)還應(yīng)加入Cxmol，則eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2＋\f(x,3)))∶eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(8＋\f(2,3)x))＝1∶3，解得x＝6。答案(1)eq\f(a,4)(2)2a不變(3)6【應(yīng)用1】在恒溫恒容的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：3A(g)＋B(g)xC(g)。Ⅰ.將3molA和2molB在一定條件下反應(yīng)，達(dá)平衡時(shí)C的體積分?jǐn)?shù)為a；Ⅱ.若起始時(shí)A、B、C投入的物質(zhì)的量分別為n(A)、n(B)、n(C)，平衡時(shí)C的體積分?jǐn)?shù)也為a。下列說法正確的是()。A．若Ⅰ達(dá)平衡時(shí)，A、B、C各增加1mol，則B的轉(zhuǎn)化率將一定增大B．若向Ⅰ平衡體系中再加入3molA和2molB，C的體積分?jǐn)?shù)若大于a，可斷定x>4C．若x＝2，則Ⅱ體系起始物質(zhì)的量應(yīng)滿足3n(B)>n(A)＋3D．若Ⅱ體系起始物質(zhì)的量滿足3n(C)＋8n(A)＝12n(B)，則可判斷x＝4解析這是恒溫恒容條件下的等效平衡，無論如何進(jìn)行配比，只要把反應(yīng)一端按化學(xué)計(jì)量數(shù)之比完全轉(zhuǎn)化為另一端的物質(zhì)后，相當(dāng)于完全等同的起始量即可。A項(xiàng)，A、B、C各增加1mol時(shí)，A與B不可能完全轉(zhuǎn)化為C，加入的B相對(duì)量大，A的轉(zhuǎn)化率增大，而B的轉(zhuǎn)化率將減小，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，在Ⅰ平衡體系中再加入3molA和2molB，相當(dāng)于增大了體系的壓強(qiáng)，C的體積分?jǐn)?shù)增大，說明平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，正反應(yīng)方向體積縮小，x<4，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，假設(shè)C完全轉(zhuǎn)化為A、B，則n(A)＋eq\f(3,2)n(C)＝3，n(B)＋eq\f(1,2)n(C)＝2，即3n(B)＝n(A)＋3，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，設(shè)C完全轉(zhuǎn)化為A、B，則xn(A)＋3n(C)＝3x，xn(B)＋n(C)＝2x，即2xn(A)＋3n(C)＝3xn(B)，正確。答案D等效平衡判斷“四步曲”第一步，看：觀察可逆反應(yīng)特點(diǎn)(物質(zhì)狀態(tài)、氣體分子數(shù))，判斷反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積不變的可逆反應(yīng)不是反應(yīng)前后氣體體積改變的可逆反應(yīng)；第二步，挖：挖掘反應(yīng)條件，是恒溫恒容還是恒溫恒壓，注意密閉容器不等于恒容容器；第三步，倒：采用一邊倒法，將起始物質(zhì)按可逆反應(yīng)化學(xué)計(jì)量系數(shù)之比轉(zhuǎn)化成同一邊的物質(zhì)；第四步，聯(lián)：聯(lián)系等效平衡判斷依據(jù)，結(jié)合題目條件判斷是否達(dá)到等效平衡。(時(shí)間：45分鐘分值：100分)一、選擇題(本題共10個(gè)小題，每題6分，共60分，每個(gè)小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意。)1．下列關(guān)于催化劑的說法正確的是 ()。