化学反应速率与限度(有答案)
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专题2 化学反应与能量变化
第一单元 化学反应速率与反应限度
课时1 化学反应速率（一）
[学习目标]
1．了解化学反应速率的概念及表示方法；
2．掌握化学反应速率的计算；
3．明确研究化学反应速率的意义。
[知识梳理]
一、化学反应速率
1．定义：____________________________________________________________________
2．数学表达式：_____________________
3．单位：_______或____________。
4．同一反应选用不同物质浓度的改变量表示速率，数值可能不同，但表示的意义________；各物质表示的速率比等于该反应方程式中________。比较反应速率大小时，不仅要看反应速率数值的大小，还要结合方程式中物质的 进行比较。
5．化学反应速率反映了化学反应进行的快慢，均用______值来表示。以上所表示的是____速率而不是______速率。
[例题解析]
[例1]已知合成氨反应为：N2＋3H2?2NH3，在一定温度下，向1 L密闭容器中，加入2 mol N2和5 mol H2，一定条件下使之反应，经过2 min后测得NH3为0.4 mol，求以N2、H2、NH3表示的反应速率以及三者之比。?
【解析】由定义式法求反应速率，需先求浓度的变化量和时间，据浓度的变化量可得出物质的量的变化量与体积的比。?
N2＋3H2 ? 2NH3?
起始c(mol·Ｌ－1)： 0?
变化c(mol·Ｌ－1)： 0.2 0.6 ?
所以，v（N2）＝＝0．1 ｍｏｌ·Ｌ－1·ｍｉｎ－1?
v（H2）＝＝0．3 ｍｏｌ·Ｌ－1·ｍｉｎ－1?
v（NH3）＝＝0．2 ｍｏｌ·Ｌ－1·ｍｉｎ－1?
v（N2）∶ｖ（H2）∶ｖ（NH3）＝0．1∶0．3∶0．2＝1∶3∶2?
【点拨】巩固化学反应速率的定义表示式，掌握其基本计算，并通过实例进一步理解，同一个化学反应用不同物质表示，其数值可能不同，但意义相同，其数值之比等于化学方程式中的计量系数之比。
[例2]反应4NH3+5O2=4NO+6H2O，在5L的密闭容器中进行，半分钟后NO的物质的量浓度增加了0．3 mol ，则此反应的平均速率v(x)为 ( )
A．v( O2)=0．01 mol ／(L·s) B．v(NO)=O．08 mol ／(L·s)
C．v( H2O )=0．003 mol ／(L·s) D．v(NH3)=0．002 mol ／(L·s)
【解析】先求出NO的反应速率，然后运用“化学反应速率比=化学方程式中各物质前的计量数(系数)比”求出其他物质的反应速率。
根据计算，v(NO)=0．002 mol／(L·s)，
则v( O2)： v(NO)=5：4 v( O2)=0．0025 mol／(L·s)
v(H2O)= 0．003 mol／(L·s)，v(NH3) =0．002 mol／(L·s)
答案：C、D
【点拨】灵活运用基础知识化学反应速率比=化学方程式中各物质前的计量数(系数)比是解决此题的关键。
[基础训练] (选择题每题有1～2个选项)
1．已知：。若反应速率分别用
（）来表示，则正确的关系是
A． B．
C． D．
2．在一定条件下，在体积为VL的密闭容器中发生反应：mA + nB pC。t秒末，A减少了1 mol，B减少了1.25 mol，C增加了0.5 mol。则m ∶ n ∶ p应为
A．4∶ 5∶ 2 B．2∶ 5∶ 4
C．1∶ 3∶ 2 D．3∶ 2∶ 1
3．反应：A + 3B 2C + D，在四种不同情况下的反应速率分别为：
① ②
③ ④
该反应进行得最快的是
A．① B．④ C．①④ D．②③
4．反应在2L的密闭容器中进行，1分钟后，NH3减少了0.12mol，则平均每秒钟变化正确的是
A．NO：0.001 B．H2O：0.002
C．NH3：0.002 D．O2：0.00125
5．在一定条件下，将8mol A和25.7mol B两种气体通入体积为W L的密闭容器中发生反应：mA(气) + n B(气) = 2C (气)。经t秒钟，A、B、C的物质的量分别为7.5mol, 23.7mol, 1mol。则m与n值应是
A．m = 2 , n = 1 B．m = 1, n = 3
C．m = 1, n = 4 D．m = 3, n = 1
6．反应：A 2B中，A、B的浓度变化如图所示。则2分钟内该反应的反应速率为
A． = 9
B． = 4.5
C． = 18
D． = 9
7．下列四个数据都表示合成氨的反应速率，其中代表同一反应速率的是
① = 0.3 ②= 0.6
③= 0.01 ④= 0.0225
A．①② B．①③ C．③④ D．②④
8．在N2 + 3H2 2NH3的反应中，经过一段时间后，NH3的浓度增加了0.6 ,在此时间内用H2表示的反应速率为0.45·S－1。则此一段时间是：
A．1秒 B．2秒 C．0.44秒 D．1.33秒
9．在2N2O5= 4NO2 + O2反应中，N2O5的起始浓度为2.1，经100秒钟后，N2O5的溶液为1.95，则反应速率：= ， 。
10．取a mol A和b mol B置于V L容器内，发生可逆反应aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)。1 min后，测得容器内A的浓度为x mol/L，这时B的浓度为 ；C的浓度为 。这段时间内反应的平均速率若以物质A的浓度变化来表示，应为 。
[能力拓展] (选择题每题有1～2个选项)
1．在室温下，反应速率最慢的反应是
A．H2 + F2 = 2 HF B．H2 + Br2 = 2 HBr
C．Ag+ + Cl－= AgCl↓ D．H+ + OH－= H2O
2．反应4NH3+ 5O2 4NO + 6H2O在5L的密闭容器中进行，半分钟后，NO的物质的量增加了0.3mol，则此反应的平均速率（表示反应物的消耗速率或生成物质的生成速率）为：
A． B．
C． D．
3．反应：a A b B中，A、B分别为反应物和生成物的化学式，a、b分别为A、B的系数。已知，则vB为：
A． B．
C． D．
4．反应速率v和反应物浓度的关系是用实验方法测定的，化学反应H2＋Cl2=2HCl的反应速率v可表示为：v＝k［c(H2)］m［c(Cl2)］n，式中k为常数，m、n值可用下表中数据确定之。
c(H2)(mol·L－1)
c(Cl2)(mol·L－1)
V mol/L·s
1.0
1.0
1.0k
2.0
1.0
2.0k
2.0
4.0
4.0k
由此可推得，m、n值正确的是( )?
A．m =1，n =1 B．m =，n =? C． m =，n =1 D．m =1，n =?
5．向一容积为5 L的恒容密闭容器中，充入5 mol A与8 mol B，在一定条件下发生反应：
2A(g)＋3B(g) xC(g)＋ yD(g)，(x、y均为正整数)。反应进行2 min后达到平衡，这2 min内平均反应速率v(C)＝0.3 mol·L－1·min－1，D的平衡浓度变为0.3 mol·L－1，又知v(B)∶v(C)＝3∶2，则下列说法中一定不正确的是( )?
A．x∶y＝2∶1? B．v(A)∶v(C)＝2∶1?
C．A的平衡浓度为0.4 mol·L－1?? D．A与B的平衡浓度之比为2∶3?
6．在2 L密闭容器中充入2 mol SO2和一定量O2，发生2SO2＋O2 2SO3反应，进行到4 min时，测得n(SO2)＝0.4 mol，若反应进行到2 min时容器中n(SO2)为( )?
A．1.6mol B．1.2 mol? C．大于1.6 mol D．小于1.2 mol?
7．某反应2A(g)+B(g) ?C(g) 经过10秒钟后，A为0.2 mol/L，B物质的浓度降低了0.02 mol/L ，则A物质的起始浓度是( )
A.0.6 mol/L B.4.2 mol/L C.2.4mol/L D.0.24 mol/L
8．在物理学的匀变速直线运动中常用图I来分析速度、时间和位移的关系．时间t时，质点的位移相当于图中阴影部分所占的面积．容积固定为2 L的密闭容器中进行可逆反应：X(g)+2Y(g) ?2Z(g)，以Y的浓度改变表示的反应速率v(正)，v(逆)与时间t的关系如图II所示．已知v的单位为mol／(L·s)，则图中阴影部分的面积可表示 ( )
A．X的浓度的减少 B．Y的浓度的减少
C．Z的浓度的增加 D．X的物质的量的减少
9．某温度时在2L容器中X、Y、Z三种物质的变化曲线如图所示
由图中数据分析该反应的化学方程式：_________；
反应开始至2min z的平均反应速率_____________，
10．在500 ml的密闭容器中装入1.5 mol H2、0.5 mol N2和0.05 mol NH3。已知，求3分钟末时H2、N2、NH3的物质的量浓度。
11．丙酮和碘在酸性溶液中发生下列反应：?
CH3COCH3＋I2 CH3COCH2I＋H＋＋I－?25℃时，该反应的速率由下列经验式决定：
v＝2.73×10－5·c(CH3COCH3)·c(H＋)mol/(L·s) 25℃时，如果c(I2)、c(CH3COCH3)、c(H＋)的起始浓度依次是0.01 mol/L、0.1 mol/L、0.01 mol/L，求：①反应开始时的速率。?
②当溶液中的I2消耗一半时，反应速率比开始慢还是快?(通过计算回答)
课时2 化学反应速率（二）
[学习目标]
1．理解浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响。
2．掌握运用浓度、压强、温度和催化剂等条件比较反应速率大小的方法；
[知识梳理]
一、影响化学反应速率的因素
1．内因：由_____ 决定，它是决定化学反应速率的主要因素。
2．外因：我们主要研究外界条件对于某给定反应的速率的影响。
(1)浓度：在其他条件不变时，增大反应物浓度，反应速率____，反之减小反应物浓度，反应速率_____。
(2)压强：在其他条件不变时，对于有气体参加的化学反应，增大压强，相当于_____气体浓度，反应速率______，反之，减小压强，反应速率______。
(3)温度：在其他条件不变时，升高温度，反应速率_____，一般是：温度每升高10℃，反应速率增大到原来的____倍。反之，降低温度，反应速率_____。
(4)催化剂：在其他条件不变时，使用催化剂能够成千成万倍地 化学反应速率。
(5) 接触面积：增大固体表面积，可以 反应速率。增加固体的量，或将固体粉碎，以及混合、搅拌等都可以增大参加反应物质的接触面积。
(6) 光、超声波、激光、放射线、电磁波、反应物颗粒大小、扩散速率、溶剂等对化学反应速率都有影响。
二、催化剂
1、概念：能 化学反应速率，而本身的 和 都不改变的物质。
2、特点：① 催化剂有选择性；② 有一定的活性温度；③ 催化剂不一定不参加反应，有的催化剂可与反应物生成中间生成物，有的则通过吸咐起作用；④ 对于可逆反应，催化剂同等程度地改变反应速率，因而不能改变反应物的转化率，但可缩短反应达到化学平衡的时间；⑤ 有些物质可使催化剂出现暂时中毒或永久中毒。
85%以上的化工生产都要使用催化剂。有些反应没有用催化剂，不是因为不需要催化剂，而是目前找不到合适的催化剂。
[例题解析]
【例1】一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时，为了减缓反应速率，且不影响生成氢气的总量，可向盐酸中加入适量的（）
A.NaOH固体 B.H2O C.NH4Cl固体 D.CH3COONa固体
【解析】选项A是错的，因加入NaOH固体，可减小H+的浓度，但消耗了一部分H+，可以减缓反应速率，但生成氢气的总量将会减少。
选项B正确，因加入水后稀释了H+浓度，可减缓反应速率，但H+总量并不减少，故产生的H2总量不变。
选项C是错的，加入NH4Cl固体后对原溶液几乎无影响。
选项D正确。因加入CH3COONa固体后，CH3COONa=CH3COO－+Na+,CH3COO－消耗一部分H+，即CH3COO－+H+?CH3COOH，使溶液中原有的H+浓度减小，从而减缓反应速率。随反应的进行H+浓度减少后，CH3COOH?CH3COO－+H+直至全部电离并消耗掉，也就是说并不影响生成氢气的总量。
答案：BD
【点拨】影响化学反应速率的因素主要有浓度、温度、压强、催化剂。依题意，要减缓反应速率，且不影响生成氢气的总量，只有通过浓度的改变达到，即减小盐酸中H+的浓度。
【例2】把除去氧化膜的镁条放入盛有一定浓度的稀盐酸的试管中，发现H2的生成速率v随时间t的变化关系图。其中ｔ1～ｔ2速率变化的原因是__________；ｔ2～ｔ3速率变化的原因是_________。?
【解析】ｔ1～ｔ2时，盐酸浓度变化不大，但反应放热，使温度升高，反应速率增大；ｔ2～ｔ3时，已达到一定的温度，温度变化不会太大，但此时随反应的进行，盐酸中ｃ（H+）降低，故反应速率又减小。
【点拨】根据影响化学反应速率的因素，镁与盐酸反应，即反应物的性质已定，故应从外因考虑，压强不变，无催化剂，故应排除两者，而应从盐酸的浓度和反应时的温度两者变化上考虑。
[基础训练] (选择题每题有1～2个选项)
1．冰箱致冷剂氟氯甲烷在高空中受紫外线辐射产生Cl原子，并进行下列反应：?
Cl＋O3 ClO＋O2 ClO＋O Cl＋O2下列说法不正确的是( )
A．反应后将O3转变为O2? B．Cl原子是总反应的催化剂?
C．氟氯甲烷是总反应的催化剂? D．Cl原子反复起分解O3的作用?
2．在下列四种溶液中，分别加入少量固体二氧化锰，能产生气体的是?
A．3%H2O2溶液 B．氢氧化钠溶液? C．氯化铵溶液 D．碳酸钠溶液?
3．20℃时将0.1 mol·L－1 Na2S2O3溶液10 mL和0.1 mol·L－1的H2SO4溶液10 mL混合，2分钟后溶液中明显出现浑浊，已知温度每升高10℃化学反应速率增大到原来的2倍，那么50℃时，同样的反应要同样看到浑浊，需要的时间是( )
A．40 s B．15 s C．48 s D．20 s?
4．下列说法中正确的是( )
A．升高温度只能加快吸热反应速率。
B．对于任何反应，增大压强都可加快反应速率。
C．颗粒小的大理石和颗粒大的大理石跟同浓度的盐酸反应，前者反应速率快，是由于碳酸钙浓度大的缘故。
D．催化剂能使可逆反应正、逆反应速率同时加快。
5．对反应A＋B====AB来说，常温时按以下情况进行反应：①20 mL溶液中含A、B各0.01 mol，②50 mL溶液中含A、B各0.05 mol，③0.1 mol·L－1的A、B溶液各10 mL，④0.5 mol·L－1的A、B溶液各50 mL。四者反应速率大小关系是( )
A．②＞①＞④＞③ B．④＞③＞②＞①?
C．①＞②＞④＞③ D．①＞②＞③＞④?
6．下列关于催化剂的说法，正确的是（ ）
A．催化剂能使不起反应的物质发生反应
B．催化剂在化学反应前后，化学性质和质量都不变
C．催化剂能改变化学反应速率
D．电解水时，往水中加少量NaOH，可使电解速率明显加快，所以NaOH是这个反应的催化剂
7．用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率加快的是（ ）
A．加热 B．不用稀硫酸，改用98％浓硫酸
C．滴加少量浓硫酸 D．不用铁片，改用铁粉
8．在相同温度下，下列反应中反应速率最慢的是 ，反应速率相等的是 。
反 应 物
Na2S2O3
H2SO4
V (mL)
C( )
V(mL)
C( )
A
20
0.1
20
0.1
B
10
0.1
10
0.1
C
10
0.1
10
0.05
D
20
0.05
20
0.05
9．解释下列反应事实：
氨气在空气中不能燃烧，但在纯氧气中点燃能剧烈燃烧。
硫在空气中点燃产生淡蓝色火焰，而在氧气中点燃却产生蓝紫色火焰。
（3）把一定量的铜片投入到盛有稀硝酸溶液的试管中，反应速率变化趋势常常是：较慢→逐渐加快→突然剧烈加快→逐渐变慢。
10．氯酸钾和亚硫酸氢钠发生氧化还原反应生成Cl(-1价)和S(+6价)的速率如图所示，已知这个反应速率随着溶液中的c(H＋)增大而加快。
(1)反应开始时反应速率加快的原因是 。?
(2)反应后期反应速率下降的原因是 。?
?
[能力拓展] (选择题每题有1～2个选项)
1．Na2S2O3溶液跟稀H2SO4反应的化学方程式为：Na2S2O3+ H2SO4= Na2SO4+ SO2+ S↓+ H2O
下列各组实验中，溶液中最先变浑浊的是
反应
反 应 物
H2O
温度
Na2S2O3
H2SO4
V
℃
v(mL)
c(mol(L－1)
v(mL)
c(mol(L－1)
（mL）
A
10
5
0.1
10
0.1
5
B
10
5
0.1
5
0.1
10
C
30
5
0.1
5
0.1
10
D
30
5
0.2
5
0.2
10
2．下列关于化学反应速率的说法，不正确的是（ ）
（A）化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量
（B）单位时间内某物质的浓度变化大，则该物质反应就快
（C）化学反应速率可以用单位时间内生成某物质的质量的多少来表示
（D）化学反应速率常用单位有mol·L-1·s-1 和mol·L-1·min-1
3．纳米是长度单位，1纳米等于1×10-9m，物质的颗粒达到纳米级时，具有特殊的性质。例如将单质铜制成“纳米铜”时，具有非常强的化学活性，在空气中可以燃烧。下列对“纳米铜”的有关叙述正确的是（ ）。
（A）常温下“纳米铜”比铜片的金属性强，反应时反应速率快
（B）常温下“纳米铜”比铜片更易失电子，反应时反应速率快
（C）常温下“纳米铜”与铜片的还原性相同
（D）“纳米铜”颗粒更细小，化学反应时接触面大，所以反应速率快。
4．100 mL 6 mol·L－1 H2SO4跟过量锌粉反应，在一定温度下，为了减缓反应进行的速率，但又不影响生成氢气的总量，可向反应物中加入适量的( )?
A．碳酸钠(s) B．水? C．硫酸钾溶液 D．硫酸铵(s)?
5．在其它条件不变时，10℃时以某物质表示的反应速率为3 mol·L－1·S－1 ，已知温度每升高10℃反应速率是原来的2倍，则温度为50℃时，该反应的速率为：
A．48 mol·L－1·S－1 B．36 mol·L－1·S－1
C．24 mol·L－1·S－1 D．12 mol·L－1·S－1
6．下列条件一定能使反应速率加快的是
①增加反应物的物质的量 ②升高温度
③缩小反应容器的体积 ④加入生成物 ⑤加入MnO2
A．全部 B．①②⑤ C．② D．②③
7．某反应的速率，当温度每升高10℃增快为原来的2倍，如果温度由100℃降到50℃，则该反应的速率约为原来的 倍。
8．反应：2SO2＋O2 ? 2SO3进行的时间(t)和反应混合气中SO3的百分含量的关系如图所示。曲线P表示使用了催化剂，曲线Q表示未使用催化剂。从图象可知，催化剂可以 ，但不能 。
9．某化学反应2A ?B + D在四种不同条件进行，B.D的起始浓度为0，反应物A的浓度（mol·L-1）随反应时间（min）的变化情况如下表：
实验序号
时
浓 间
度
温度
0
10
20
30
40
50
60
1
800
1.0
0.80
0.67
0.57
0.50
0.50
0.50
2
800
c2
0.60
0.50
0.50
0.50
0.50
0.50
3
800
c3
0.92
0.75
0.63
0.60
0.60
0.60
4
820
1.0
0.40
0.25
0.20
0.20
0.20
0.20
根据根据数据，完成下列填空：
（1）在实验1中，反应在10至20min时间内平均速率为 mol·L-1·min-1。
（2）在实验2中，A的初始浓度c2 = mol·L-1，反应经20min就达到平衡，可推测实验2中还隐含的条件是 。
（3）设实验3的反应速率为v3，实验1的反应速率为v1，则v3 v1（填“＜”“＝”“＞”），且c3 1.0 mol·L-1（填“＜”“＝”“＞”）。
10．在锌与某浓度的盐酸反应的实验中，一个学生得到下面的结果：
锌的质量（g）
锌的形状
温度（℃）
溶解于酸花的时间（s）
A
2
薄片
5
400
B
2
薄片
15
200
C
2
薄片
25
100
D
2
薄片
35
50
E
2
薄片
45
25
F
2
粉末
15
5
利用从A到F的结果：
画一幅以时间对温度的曲线图（纵轴表示时间，横轴表示温度）。
利用你所画成的曲线图，你能得出关于温度影响反应速率的什么结论？
20℃时，2g锌箔溶解于酸中需花多长时间？
对比结果B与F，解释结果F为什么那么快？
课时3 化学反应的限度
[学习目标]
1.建立化学平衡的概念，理解化学平衡状态的建立过程与化学反应速率之间的内在关系。
2.理解化学平衡状态的特征。并能根据化学平衡的特征判断可逆反应是否达到平衡状态。
3.掌握有关化学平衡的简单计算。
[知识梳理]
一、 化学反应限度
可逆反应：
化学反应限度定义：
3）化学平衡状态的建立：对于可逆反应2SO2+O22SO3，
(1)若开始时在固定容积的密闭容器中放入一定量SO2和O2，则此时逆反应速率为 。随着反应的进行，反应物不断减少，生成物不断增多，正反应速率逐渐 ，逆反应速率逐渐 ，反应进行到某一时刻，正、逆反应速率 ，此时就达到了平衡，请在图1中画出反应的速率时间图。
(2)若开始时容器中只有SO3，请在图2中画出反应的速率时间图。
二、化学平衡的特征
1.化学平衡状态一般具有以下六个特征，其涵义是：
①逆： ；
②等： ；
③定： ；
④动： ；
⑤变： ；
⑥同： 。
三、判断可逆反应达到平衡标志的方法
1．直接判断法：(1)正反应速率等于逆反应速率；(2)各组分的浓度保持不变。
2．间接判断法：(1)各组成成分的百分含量保持不变；(2)各物质的物质的量不随时间的改变而改变；(3)各气体的分压，各气体的体积不随时间的改变而改变。
[例题解析]
【例1】在一定温度下，可逆反应x(g)+3Y(g) ?2Z(g)达到平衡的标志是( )。
A．Z生成的速率与Z分解的速率相等
B．单位时间生成n mol x，同时生成3 n mol Y
C．X、Y、Z的浓度不再变化
D．X、Y、Z的分子数比为1：3：2
【解析】由化学平衡状态的定义可知达到平衡状态的根本标志有两个：一是正反应速率等于逆反应速率，二是各组分的浓度不再变化。故A、C是正确的。而B只表示出了逆反应速率。因条件改变，平衡要移动，三种分子数之比保持方程式中的系数比的可能性很小。
【点拨】化学平衡的本质是正反应速率等于逆反应速率，特征是各组分的浓度不再变化。这是判断可逆反应达到平衡状态的思维目标。
【例2】在一定温度下，容器内某一反应中，M，N的物质的量随反应时间变化的曲线如图，下列表述中正确的是（ ）
A．反应的化学方程式为：2M?N
B．t2时，正逆反应速率相等，达到平衡
C．t3时，正反应速率大于逆反应速率
D．t1时，N的浓度是M浓度的2倍
【解析】从曲线变化的趋势看。物质N逐渐减少，M逐渐增加。当t=0时，M、N均不为O，分别为2 mol、8 mol；t1时N由8 mol减至6 mol，减少2 mol，M增加1 mol，说明M、N之间的量变关系为M ? 2N；t1时M为3 mol，N为6 mol，即N的浓度为M的2倍；t2时M、N两物质的物质的量相等，且为4 mol，并非正、逆反应速率相等；t3时，M、N的物质的量不随时间改变，是化学平衡的特征，说明正、逆反应速率相等。
答案：D
【点拨】图像反应的是反应组分的物质的量与反应时间的关系。
【例3】将1体积A和3体积B混合，在560℃时发生反应：2A(g)+B(g)?2C(g)并达到平衡状态。在相同条件下测得此反应在起始状态和平衡时气体的密度比为9：10，求A的转化率。
【解析】 设A的转化体积为x。
2A(g)+ B(g) ? 2C(g)
起始量 1 3 0
转化量 x 0．5x x
平衡量 1-x 3-0．5x x
在密闭容器中，气体的质量在反应前后是守恒的，故反应前后气体的密度与体积成反比。解得x=0．8，A的转化率： 80％。
【点拨】有关化学平衡的计算，通常先找出反应物和生成物的起始量、转化量及平衡量之间的关系，然后列出有关方程求解。
【例4】在一密闭容器中进行如下反应：2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0．2 mol／L 、0．l mol／L、0.2 mol／L，当反应达到平衡时，可能存在的数据是
A．SO2为0．4 mol／L，O2为0．2 mol／L B．SO2为0．25 mol／L。
C．SO2、SO3均为0．15 mol／L D．SO3为0．4 mol／L
【解析】我们把题设的某一时刻的浓度作为起始浓度，假设SO2和O2完全转化时：则SO3为0．4 mol／L；假设SO3完全转化时，则SO2为0．4 mol／L，O2为0．2 mol／L；但反应是可逆的，不可能完全转化，所以A、D是不可能的。C中SO2、SO30．15 mol／L也是不可能的，因为反应物减少，生成物一定增加。B中SO2的浓度为0．25 mol／L，0．4>0．25>0．2。故B可能。
答案：B
[基础训练] (选择题每题有1～2个选项)
1．对于可逆反应M+N?Q达到平衡时，下列说法正确的是 ( )
A．M、N、Q三种物质的浓度一定相等 B．M、N全部变成了Q
C．反应混合物各成分的百分组成不再变化 D．反应已经停止
2．在密闭容器中进行如下反应：X2(g)+Y2(g) ?2Z(g)。已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0．1mol／L,0．2mol／L、0．2mol／L，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是
A．Z为0．3mol／L B．Y2为0．35mol／L C．X2为0．2mol／L D．Z为0．4mol／L
3．下列说法中，可以证明反应N2+3H2?2NH3已达到平衡状态的是 ( )
A．1个N≡N键断裂的同时，有3个N–H键形成
B．1个N≡N键断裂的同时，有3个H–H键断裂
C．1个N≡N键断裂的同时，有6个N–H键断裂
D．1个N≡N键断裂的同时，有6个N–H键形成
4．可逆反应：2NO2?2NO+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nmol O2的同时生成2nmol NO
②单位时间内生成nmol O2的同时生成2nmol NO2
③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混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A．①④⑥ B．②④⑥
C．①③④ D．①②③④⑤⑥
5．在一定温度下，向a L密闭容器中加入1 mol X气体和2mol Y气体，发生如下反应：X(g) + 2Y(g) 2Z(g)此反应达到平衡的标志是（ ）
A．容器内压强不随时间变化 B．容器内各物质的浓度不随时间变化
C．容器内X、Y、Z的浓度之比为l : 2 : 2 D．单位时间消耗0.1 mol X同时生成0.2 mol Z
6. 将固体碘化铵置于密闭容器中，某温度下发生如下反应：
NH4I(S)NH3(g)+HI(g)，2HI(g)H2(g)+I2(g)，当反应达到平衡时：C(H2)=0.5mol/L，C(HI)=4mol/L，则氨气的物质的量浓度（ ）
A.3.5mol/L B.4mol/L C.4.5mol/L D.5mol/L
7. 某体积可变的密闭容器，盛有适量的A和B的混合气体，在一定条件下发生如下反应：A+3B2C，若维持温度和压强不变，当达到平衡时，容器的体积为VL，其中C气体的体积为10%，下列推断正确的是（ ）
①原混合气体的体积为1.2VL ②原混合气体的体积为1.1VL ③反应达到平衡时,气体A消耗掉0.05VL ④反应达到平衡时,气体B消耗掉0.05VL
A.①③ B.②③ C.②④ D.①④
8．在一个固定体积的密闭容器中，加入2 mol A和1 mol B，发生反应2A(气)+B(气)?3C(气)+D(气)，达到平衡时，C的浓度为w mol·L-1。若维持容器体积和温度不变，按下列四种方法改变起始物质，达到平衡后，C的浓度仍为w mol·L-1的是( )
A．4 mol A+2 mol B B．2 mol A+1 mol B+3 mol C+1 mol D
C．3 mol C+1 mol D+1 mol B D． 3 mol C+1 mol D
9．在一定条件下，可逆反应X(g) + 3Y(g) 2Z(g)达到平衡时有25%的Y转化为气体Z，若X的转化率为50%，则起始时充入容器中的X与Y的物质的量之比应为（ ）
A．3：2 B．1：2 C．1：6 D．2：3
10．在373K时把11．5g N2O4气体通人体积为500mL的真空容器中，立即出现红棕色。反应进行到2s时，NO2的含量为0．01mol，进行到60s时达到平衡，此时容器内混合气体的密度是氢气密度的28．75倍，
则(1)开始2s内以N2O4表示的反应速率为______；
(2)达到平衡时，体系的压强是开始的_____倍；
(3)平衡时还有N2O4______mol；
(4)平衡后若压缩容器的体积，则达到新平衡时， NO2的浓度将_______。
[能力拓展] (选择题每题有1～2个选项)
1.在一定温度下的定容密闭容器中，发生反应： A(固)＋2B(气)C(气)＋D(气)
当下列物理量不再变化时，表明反应已达平衡的是 ( )
A.混合气体的压强 B.混合气体的密度
C.混合气体的平均相对分子质量 D.气体总物质的量
2．把3molA和2.5mol的B混合于2L密闭容器中，发生反应： ??? 3A(气)+B(气)====XC(气)+2D(气) ??? 5分钟后反应达到平衡，容器内的压强变小，巳知D的平均反应速率为0.15mol／L·min，下列结论错误的是 (A)A的平均反应速率为0.225mol／L·min????????????? (B)平衡时，C的浓度为0.25mol／L
(C)平衡时，B的转化率为30％ (D)平衡时，容器的压强为原来的0.8倍
3．可逆反应N2＋3H22NH3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是（）
A．3v正（N2）＝v正（H2） B．v正（N2）＝v逆（NH3）
C．2v正（H2）＝3v逆（NH3） D．v正（N2）＝3v逆（H2）
4．容器中，发生反应：N2＋3H22NH3 在起始时，N2和H2分别为10 mol 、30 mol，当达到平衡时，N2的转化率为30%。若以NH3为起始反应物，反应条件保持原状况，欲使其达到平衡时各成份的百分含量与前者相同，则NH3的起始物质的量和它的转化率中正确的是( )
A 40 mol、35% B 20mol、30% C 20mol、70% D 10 mol、50%
5．加热N2O5，依次发生的分解反应为①N2O5N2O3 + O2，②N2O3N2O + O2；在1 L密闭容器中充入4 mol N2O5，加热到t℃，达到平衡状态后O2的平衡浓度为4.5 mol/L，N2O3的平衡浓度为1.7 mol/L。则t℃时N2O的平衡浓度为 ( )
A.0.1 mol/L B.1.4 mol/L C.2.38mol/L D.2.88 mol/L
6．5L的密闭容器中充入2molA气体和1molB气体，在一定条件下发生反应：
2A(g) + B(g) 2C(g)
达平衡时，在相同条件下测得容器内混合气体的压强是反应前的，则A 的转化率为 A.67％ B. 50％ C. 25％ D. 5％
7．1 mol X气体跟a mol Y气体在体积可变的密闭容器中发生如下反应：
X(g) + a Y(g) b Z(g)
反应达到平衡后，测得X的转化率为50% 。而且，在同温同压下还测得反应前混合气体的密度是反应后混合气体密度的3／4，则a和b的数值可能是（ ）
A．a=l ，b=l B．a=2 ，b=1
C．a=2 ，b=2 D．a=3 ，b=2
8．一定条件下，可逆反应A2+B2 ?2C达到了化学平衡状态，测得平衡时[c(A2)]=0．5mol／L，[c(B2)]=0．1mol／L，[c(C)]=1．6mol／L。若A2、B2、C的起始浓度分别以amol／L、bmol／L、cmol／L表示，请回答：
(1)a、b应满足的关系是_____ _；
(2)C应满足的关系是_____ _.
9．将对H2相对密度为3．6的氮气和氢气组成的混合气体0．5mol，通人一密闭的恒容容器中。一定条件下发生反应，t时刻测得容器内压强比反应前小24%。求(1)反应前混合气中N2和H2的质量比；(2)t时刻混合气中氨的体积分数；(3)t时刻N2、H2的转化率。
参考答案
课时1
[基础训练]
1 D 2 A 3 B 4 AD 5 C 6 BD 7 A 8 B
9．0.0015·S－1、0.003·S－1
10．bx／a mol／L (－)mol／L?(－x)mol／(L·min)
[能力拓展]
1 B 2 CD 3 D 4 D 5 BD 6 D 7 D 8 BC
9．3X+Y ? 2z，z的平均反应速率为0．05mol／(L·min)。
10．c(H2)=2.1 mol／L c(N2)=0.7 mol／L c(NH3)= 0.7 mol／L
11．(1)2.73×10－8mol／L·s (2)快
课时2
[基础训练]
1 C 2 A 3 B 4 D 5 A 6 BC 7 B
8 D A和B
9．（1）纯氧气中O2分子的浓度大，反应速率大，单位时间内放出热量多，容易使氨跟氧气的反应发生，并达到着火点而燃烧。
（2）O2分子浓度大，硫跟O2分子反应速率大，产生的火焰的颜色深。
（3）硝酸跟铜的反应是放热反应，随着反应的进行，溶液的温度逐渐升高，反应速率逐渐加快；反应产生的氮的氧化物又是该反应的催化剂，所以反应进行到某一时刻反应速率会突然加快；最后由于硝酸的浓度降低，反应速率又会逐渐变慢。
10．(1)随ClO＋3HSO====3SO＋Cl－＋3H＋进行，c(H＋)增大，化学反应速率加快。?
(2)反应后期，反应物浓度减小，速率减慢。
[能力拓展]
1 D 2 C 3 CD 4 BC 5 A 6 C
7．8．加快反应速率、提高SO3%
9．（1）0.013 （2）1.0 使用了催化剂 （3）> >
10．（1）可作如下图：
（2）从这5组实验数据可归纳出，温度对该反应速度影响的规律为：温度每升高10℃，反应速率加快到原来的两倍。
（3）题目要求用已得有关反应速率的规律来求解20℃时的反应时间。根据（1）中的图象可求得，当温度为20℃时，反应时间约需150s。
（4）对比B和F，反应温度相同，酸的浓度也相同，锌的质量也相同。但B中2g锌全部溶解用了200s时间，而F中只需要5s时间，F中反应速率比B中反应速率快了40倍。这是因为B中锌是块状，F中锌是粉末状，粉末状时锌与酸溶液的接触面要比块状时的接触面大得多。
课时3
[基础训练]
1．C 2．A 3．C 4．B 5．AB 6．D 7．B 8．D 9．C
10．(1)0.005mol/(L?s) (2)1.6 (3)0.05 (4)增大
[能力拓展]
1．BC 2．BD3．C 4．C 5．B 6．B 7．AD
8．a=b+0.4 09．(1)7：2(2)31.6%(3)60% 45%
第一单元 化学反应速率与反应限度
课时1 化学反应速率（一）
[学习目标]
1．了解化学反应速率的概念及表示方法；
2．掌握化学反应速率的计算；
3．明确研究化学反应速率的意义。
[知识梳理]
一、化学反应速率
1．定义：____________________________________________________________________
2．数学表达式：_____________________
3．单位：_______或____________。
4．同一反应选用不同物质浓度的改变量表示速率，数值可能不同，但表示的意义________；各物质表示的速率比等于该反应方程式中________。比较反应速率大小时，不仅要看反应速率数值的大小，还要结合方程式中物质的 进行比较。
5．化学反应速率反映了化学反应进行的快慢，均用______值来表示。以上所表示的是____速率而不是______速率。
[例题解析]
[例1]已知合成氨反应为：N2＋3H2?2NH3，在一定温度下，向1 L密闭容器中，加入2 mol N2和5 mol H2，一定条件下使之反应，经过2 min后测得NH3为0.4 mol，求以N2、H2、NH3表示的反应速率以及三者之比。?
【解析】由定义式法求反应速率，需先求浓度的变化量和时间，据浓度的变化量可得出物质的量的变化量与体积的比。?
N2＋3H2 ? 2NH3?
起始c(mol·Ｌ－1)： 0?
变化c(mol·Ｌ－1)： 0.2 0.6 ?
所以，v（N2）＝＝0．1 ｍｏｌ·Ｌ－1·ｍｉｎ－1?
v（H2）＝＝0．3 ｍｏｌ·Ｌ－1·ｍｉｎ－1?
v（NH3）＝＝0．2 ｍｏｌ·Ｌ－1·ｍｉｎ－1?
v（N2）∶ｖ（H2）∶ｖ（NH3）＝0．1∶0．3∶0．2＝1∶3∶2?
【点拨】巩固化学反应速率的定义表示式，掌握其基本计算，并通过实例进一步理解，同一个化学反应用不同物质表示，其数值可能不同，但意义相同，其数值之比等于化学方程式中的计量系数之比。
[例2]反应4NH3+5O2=4NO+6H2O，在5L的密闭容器中进行，半分钟后NO的物质的量浓度增加了0．3 mol ，则此反应的平均速率v(x)为 ( )
A．v( O2)=0．01 mol ／(L·s) B．v(NO)=O．08 mol ／(L·s)
C．v( H2O )=0．003 mol ／(L·s) D．v(NH3)=0．002 mol ／(L·s)
【解析】先求出NO的反应速率，然后运用“化学反应速率比=化学方程式中各物质前的计量数(系数)比”求出其他物质的反应速率。
根据计算，v(NO)=0．002 mol／(L·s)，
则v( O2)： v(NO)=5：4 v( O2)=0．0025 mol／(L·s)
v(H2O)= 0．003 mol／(L·s)，v(NH3) =0．002 mol／(L·s)
答案：C、D
【点拨】灵活运用基础知识化学反应速率比=化学方程式中各物质前的计量数(系数)比是解决此题的关键。
[基础训练] (选择题每题有1～2个选项)
1．已知：。若反应速率分别用
（）来表示，则正确的关系是
A． B．
C． D．
2．在一定条件下，在体积为VL的密闭容器中发生反应：mA + nB pC。t秒末，A减少了1 mol，B减少了1.25 mol，C增加了0.5 mol。则m ∶ n ∶ p应为
A．4∶ 5∶ 2 B．2∶ 5∶ 4
C．1∶ 3∶ 2 D．3∶ 2∶ 1
3．反应：A + 3B 2C + D，在四种不同情况下的反应速率分别为：
① ②
③ ④
该反应进行得最快的是
A．① B．④ C．①④ D．②③
4．反应在2L的密闭容器中进行，1分钟后，NH3减少了0.12mol，则平均每秒钟变化正确的是
A．NO：0.001 B．H2O：0.002
C．NH3：0.002 D．O2：0.00125
5．在一定条件下，将8mol A和25.7mol B两种气体通入体积为W L的密闭容器中发生反应：mA(气) + n B(气) = 2C (气)。经t秒钟，A、B、C的物质的量分别为7.5mol, 23.7mol, 1mol。则m与n值应是
A．m = 2 , n = 1 B．m = 1, n = 3
C．m = 1, n = 4 D．m = 3, n = 1
6．反应：A 2B中，A、B的浓度变化如图所示。则2分钟内该反应的反应速率为
A． = 9
B． = 4.5
C． = 18
D． = 9
7．下列四个数据都表示合成氨的反应速率，其中代表同一反应速率的是
① = 0.3 ②= 0.6
③= 0.01 ④= 0.0225
A．①② B．①③ C．③④ D．②④
8．在N2 + 3H2 2NH3的反应中，经过一段时间后，NH3的浓度增加了0.6 ,在此时间内用H2表示的反应速率为0.45·S－1。则此一段时间是：
A．1秒 B．2秒 C．0.44秒 D．1.33秒
9．在2N2O5= 4NO2 + O2反应中，N2O5的起始浓度为2.1，经100秒钟后，N2O5的溶液为1.95，则反应速率：= ， 。
10．取a mol A和b mol B置于V L容器内，发生可逆反应aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)。1 min后，测得容器内A的浓度为x mol/L，这时B的浓度为 ；C的浓度为 。这段时间内反应的平均速率若以物质A的浓度变化来表示，应为 。
[能力拓展] (选择题每题有1～2个选项)
1．在室温下，反应速率最慢的反应是
A．H2 + F2 = 2 HF B．H2 + Br2 = 2 HBr
C．Ag+ + Cl－= AgCl↓ D．H+ + OH－= H2O
2．反应4NH3+ 5O2 4NO + 6H2O在5L的密闭容器中进行，半分钟后，NO的物质的量增加了0.3mol，则此反应的平均速率（表示反应物的消耗速率或生成物质的生成速率）为：
A． B．
C． D．
3．反应：a A b B中，A、B分别为反应物和生成物的化学式，a、b分别为A、B的系数。已知，则vB为：
A． B．
C． D．
4．反应速率v和反应物浓度的关系是用实验方法测定的，化学反应H2＋Cl2=2HCl的反应速率v可表示为：v＝k［c(H2)］m［c(Cl2)］n，式中k为常数，m、n值可用下表中数据确定之。
c(H2)(mol·L－1)
c(Cl2)(mol·L－1)
V mol/L·s
1.0
1.0
1.0k
2.0
1.0
2.0k
2.0
4.0
4.0k
由此可推得，m、n值正确的是( )?
A．m =1，n =1 B．m =，n =? C． m =，n =1 D．m =1，n =?
5．向一容积为5 L的恒容密闭容器中，充入5 mol A与8 mol B，在一定条件下发生反应：
2A(g)＋3B(g) xC(g)＋ yD(g)，(x、y均为正整数)。反应进行2 min后达到平衡，这2 min内平均反应速率v(C)＝0.3 mol·L－1·min－1，D的平衡浓度变为0.3 mol·L－1，又知v(B)∶v(C)＝3∶2，则下列说法中一定不正确的是( )?
A．x∶y＝2∶1? B．v(A)∶v(C)＝2∶1?
C．A的平衡浓度为0.4 mol·L－1?? D．A与B的平衡浓度之比为2∶3?
6．在2 L密闭容器中充入2 mol SO2和一定量O2，发生2SO2＋O2 2SO3反应，进行到4 min时，测得n(SO2)＝0.4 mol，若反应进行到2 min时容器中n(SO2)为( )?
A．1.6mol B．1.2 mol? C．大于1.6 mol D．小于1.2 mol?
7．某反应2A(g)+B(g) ?C(g) 经过10秒钟后，A为0.2 mol/L，B物质的浓度降低了0.02 mol/L ，则A物质的起始浓度是( )
A.0.6 mol/L B.4.2 mol/L C.2.4mol/L D.0.24 mol/L
8．在物理学的匀变速直线运动中常用图I来分析速度、时间和位移的关系．时间t时，质点的位移相当于图中阴影部分所占的面积．容积固定为2 L的密闭容器中进行可逆反应：X(g)+2Y(g) ?2Z(g)，以Y的浓度改变表示的反应速率v(正)，v(逆)与时间t的关系如图II所示．已知v的单位为mol／(L·s)，则图中阴影部分的面积可表示 ( )
A．X的浓度的减少 B．Y的浓度的减少
C．Z的浓度的增加 D．X的物质的量的减少
9．某温度时在2L容器中X、Y、Z三种物质的变化曲线如图所示
由图中数据分析该反应的化学方程式：_________；
反应开始至2min z的平均反应速率_____________，
10．在500 ml的密闭容器中装入1.5 mol H2、0.5 mol N2和0.05 mol NH3。已知，求3分钟末时H2、N2、NH3的物质的量浓度。
11．丙酮和碘在酸性溶液中发生下列反应：?
CH3COCH3＋I2 CH3COCH2I＋H＋＋I－?25℃时，该反应的速率由下列经验式决定：
v＝2.73×10－5·c(CH3COCH3)·c(H＋)mol/(L·s) 25℃时，如果c(I2)、c(CH3COCH3)、c(H＋)的起始浓度依次是0.01 mol/L、0.1 mol/L、0.01 mol/L，求：①反应开始时的速率。?
②当溶液中的I2消耗一半时，反应速率比开始慢还是快?(通过计算回答)
课时2 化学反应速率（二）
[学习目标]
1．理解浓度、压强、温度和催化剂等条件对化学反应速率的影响。
2．掌握运用浓度、压强、温度和催化剂等条件比较反应速率大小的方法；
[知识梳理]
一、影响化学反应速率的因素
1．内因：由_____ 决定，它是决定化学反应速率的主要因素。
2．外因：我们主要研究外界条件对于某给定反应的速率的影响。
(1)浓度：在其他条件不变时，增大反应物浓度，反应速率____，反之减小反应物浓度，反应速率_____。
(2)压强：在其他条件不变时，对于有气体参加的化学反应，增大压强，相当于_____气体浓度，反应速率______，反之，减小压强，反应速率______。
(3)温度：在其他条件不变时，升高温度，反应速率_____，一般是：温度每升高10℃，反应速率增大到原来的____倍。反之，降低温度，反应速率_____。
(4)催化剂：在其他条件不变时，使用催化剂能够成千成万倍地 化学反应速率。
(5) 接触面积：增大固体表面积，可以 反应速率。增加固体的量，或将固体粉碎，以及混合、搅拌等都可以增大参加反应物质的接触面积。
(6) 光、超声波、激光、放射线、电磁波、反应物颗粒大小、扩散速率、溶剂等对化学反应速率都有影响。
二、催化剂
1、概念：能 化学反应速率，而本身的 和 都不改变的物质。
2、特点：① 催化剂有选择性；② 有一定的活性温度；③ 催化剂不一定不参加反应，有的催化剂可与反应物生成中间生成物，有的则通过吸咐起作用；④ 对于可逆反应，催化剂同等程度地改变反应速率，因而不能改变反应物的转化率，但可缩短反应达到化学平衡的时间；⑤ 有些物质可使催化剂出现暂时中毒或永久中毒。
85%以上的化工生产都要使用催化剂。有些反应没有用催化剂，不是因为不需要催化剂，而是目前找不到合适的催化剂。
[例题解析]
【例1】一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时，为了减缓反应速率，且不影响生成氢气的总量，可向盐酸中加入适量的（）
A.NaOH固体 B.H2O C.NH4Cl固体 D.CH3COONa固体
【解析】选项A是错的，因加入NaOH固体，可减小H+的浓度，但消耗了一部分H+，可以减缓反应速率，但生成氢气的总量将会减少。
选项B正确，因加入水后稀释了H+浓度，可减缓反应速率，但H+总量并不减少，故产生的H2总量不变。
选项C是错的，加入NH4Cl固体后对原溶液几乎无影响。
选项D正确。因加入CH3COONa固体后，CH3COONa=CH3COO－+Na+,CH3COO－消耗一部分H+，即CH3COO－+H+?CH3COOH，使溶液中原有的H+浓度减小，从而减缓反应速率。随反应的进行H+浓度减少后，CH3COOH?CH3COO－+H+直至全部电离并消耗掉，也就是说并不影响生成氢气的总量。
答案：BD
【点拨】影响化学反应速率的因素主要有浓度、温度、压强、催化剂。依题意，要减缓反应速率，且不影响生成氢气的总量，只有通过浓度的改变达到，即减小盐酸中H+的浓度。
【例2】把除去氧化膜的镁条放入盛有一定浓度的稀盐酸的试管中，发现H2的生成速率v随时间t的变化关系图。其中ｔ1～ｔ2速率变化的原因是__________；ｔ2～ｔ3速率变化的原因是_________。?
【解析】ｔ1～ｔ2时，盐酸浓度变化不大，但反应放热，使温度升高，反应速率增大；ｔ2～ｔ3时，已达到一定的温度，温度变化不会太大，但此时随反应的进行，盐酸中ｃ（H+）降低，故反应速率又减小。
【点拨】根据影响化学反应速率的因素，镁与盐酸反应，即反应物的性质已定，故应从外因考虑，压强不变，无催化剂，故应排除两者，而应从盐酸的浓度和反应时的温度两者变化上考虑。
[基础训练] (选择题每题有1～2个选项)
1．冰箱致冷剂氟氯甲烷在高空中受紫外线辐射产生Cl原子，并进行下列反应：?
Cl＋O3 ClO＋O2 ClO＋O Cl＋O2下列说法不正确的是( )
A．反应后将O3转变为O2? B．Cl原子是总反应的催化剂?
C．氟氯甲烷是总反应的催化剂? D．Cl原子反复起分解O3的作用?
2．在下列四种溶液中，分别加入少量固体二氧化锰，能产生气体的是?
A．3%H2O2溶液 B．氢氧化钠溶液? C．氯化铵溶液 D．碳酸钠溶液?
3．20℃时将0.1 mol·L－1 Na2S2O3溶液10 mL和0.1 mol·L－1的H2SO4溶液10 mL混合，2分钟后溶液中明显出现浑浊，已知温度每升高10℃化学反应速率增大到原来的2倍，那么50℃时，同样的反应要同样看到浑浊，需要的时间是( )
A．40 s B．15 s C．48 s D．20 s?
4．下列说法中正确的是( )
A．升高温度只能加快吸热反应速率。
B．对于任何反应，增大压强都可加快反应速率。
C．颗粒小的大理石和颗粒大的大理石跟同浓度的盐酸反应，前者反应速率快，是由于碳酸钙浓度大的缘故。
D．催化剂能使可逆反应正、逆反应速率同时加快。
5．对反应A＋B====AB来说，常温时按以下情况进行反应：①20 mL溶液中含A、B各0.01 mol，②50 mL溶液中含A、B各0.05 mol，③0.1 mol·L－1的A、B溶液各10 mL，④0.5 mol·L－1的A、B溶液各50 mL。四者反应速率大小关系是( )
A．②＞①＞④＞③ B．④＞③＞②＞①?
C．①＞②＞④＞③ D．①＞②＞③＞④?
6．下列关于催化剂的说法，正确的是（ ）
A．催化剂能使不起反应的物质发生反应
B．催化剂在化学反应前后，化学性质和质量都不变
C．催化剂能改变化学反应速率
D．电解水时，往水中加少量NaOH，可使电解速率明显加快，所以NaOH是这个反应的催化剂
7．用铁片与稀硫酸反应制取氢气时，下列措施不能使氢气生成速率加快的是（ ）
A．加热 B．不用稀硫酸，改用98％浓硫酸
C．滴加少量浓硫酸 D．不用铁片，改用铁粉
8．在相同温度下，下列反应中反应速率最慢的是 ，反应速率相等的是 。
反 应 物
Na2S2O3
H2SO4
V (mL)
C( )
V(mL)
C( )
A
20
0.1
20
0.1
B
10
0.1
10
0.1
C
10
0.1
10
0.05
D
20
0.05
20
0.05
9．解释下列反应事实：
氨气在空气中不能燃烧，但在纯氧气中点燃能剧烈燃烧。
硫在空气中点燃产生淡蓝色火焰，而在氧气中点燃却产生蓝紫色火焰。
（3）把一定量的铜片投入到盛有稀硝酸溶液的试管中，反应速率变化趋势常常是：较慢→逐渐加快→突然剧烈加快→逐渐变慢。
10．氯酸钾和亚硫酸氢钠发生氧化还原反应生成Cl(-1价)和S(+6价)的速率如图所示，已知这个反应速率随着溶液中的c(H＋)增大而加快。
(1)反应开始时反应速率加快的原因是 。?
(2)反应后期反应速率下降的原因是 。?
?
[能力拓展] (选择题每题有1～2个选项)
1．Na2S2O3溶液跟稀H2SO4反应的化学方程式为：Na2S2O3+ H2SO4= Na2SO4+ SO2+ S↓+ H2O
下列各组实验中，溶液中最先变浑浊的是
反应
反 应 物
H2O
温度
Na2S2O3
H2SO4
V
℃
v(mL)
c(mol(L－1)
v(mL)
c(mol(L－1)
（mL）
A
10
5
0.1
10
0.1
5
B
10
5
0.1
5
0.1
10
C
30
5
0.1
5
0.1
10
D
30
5
0.2
5
0.2
10
2．下列关于化学反应速率的说法，不正确的是（ ）
（A）化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量
（B）单位时间内某物质的浓度变化大，则该物质反应就快
（C）化学反应速率可以用单位时间内生成某物质的质量的多少来表示
（D）化学反应速率常用单位有mol·L-1·s-1 和mol·L-1·min-1
3．纳米是长度单位，1纳米等于1×10-9m，物质的颗粒达到纳米级时，具有特殊的性质。例如将单质铜制成“纳米铜”时，具有非常强的化学活性，在空气中可以燃烧。下列对“纳米铜”的有关叙述正确的是（ ）。
（A）常温下“纳米铜”比铜片的金属性强，反应时反应速率快
（B）常温下“纳米铜”比铜片更易失电子，反应时反应速率快
（C）常温下“纳米铜”与铜片的还原性相同
（D）“纳米铜”颗粒更细小，化学反应时接触面大，所以反应速率快。
4．100 mL 6 mol·L－1 H2SO4跟过量锌粉反应，在一定温度下，为了减缓反应进行的速率，但又不影响生成氢气的总量，可向反应物中加入适量的( )?
A．碳酸钠(s) B．水? C．硫酸钾溶液 D．硫酸铵(s)?
5．在其它条件不变时，10℃时以某物质表示的反应速率为3 mol·L－1·S－1 ，已知温度每升高10℃反应速率是原来的2倍，则温度为50℃时，该反应的速率为：
A．48 mol·L－1·S－1 B．36 mol·L－1·S－1
C．24 mol·L－1·S－1 D．12 mol·L－1·S－1
6．下列条件一定能使反应速率加快的是
①增加反应物的物质的量 ②升高温度
③缩小反应容器的体积 ④加入生成物 ⑤加入MnO2
A．全部 B．①②⑤ C．② D．②③
7．某反应的速率，当温度每升高10℃增快为原来的2倍，如果温度由100℃降到50℃，则该反应的速率约为原来的 倍。
8．反应：2SO2＋O2 ? 2SO3进行的时间(t)和反应混合气中SO3的百分含量的关系如图所示。曲线P表示使用了催化剂，曲线Q表示未使用催化剂。从图象可知，催化剂可以 ，但不能 。
9．某化学反应2A ?B + D在四种不同条件进行，B.D的起始浓度为0，反应物A的浓度（mol·L-1）随反应时间（min）的变化情况如下表：
实验序号
时
浓 间
度
温度
0
10
20
30
40
50
60
1
800
1.0
0.80
0.67
0.57
0.50
0.50
0.50
2
800
c2
0.60
0.50
0.50
0.50
0.50
0.50
3
800
c3
0.92
0.75
0.63
0.60
0.60
0.60
4
820
1.0
0.40
0.25
0.20
0.20
0.20
0.20
根据根据数据，完成下列填空：
（1）在实验1中，反应在10至20min时间内平均速率为 mol·L-1·min-1。
（2）在实验2中，A的初始浓度c2 = mol·L-1，反应经20min就达到平衡，可推测实验2中还隐含的条件是 。
（3）设实验3的反应速率为v3，实验1的反应速率为v1，则v3 v1（填“＜”“＝”“＞”），且c3 1.0 mol·L-1（填“＜”“＝”“＞”）。
10．在锌与某浓度的盐酸反应的实验中，一个学生得到下面的结果：
锌的质量（g）
锌的形状
温度（℃）
溶解于酸花的时间（s）
A
2
薄片
5
400
B
2
薄片
15
200
C
2
薄片
25
100
D
2
薄片
35
50
E
2
薄片
45
25
F
2
粉末
15
5
利用从A到F的结果：
画一幅以时间对温度的曲线图（纵轴表示时间，横轴表示温度）。
利用你所画成的曲线图，你能得出关于温度影响反应速率的什么结论？
20℃时，2g锌箔溶解于酸中需花多长时间？
对比结果B与F，解释结果F为什么那么快？
课时3 化学反应的限度
[学习目标]
1.建立化学平衡的概念，理解化学平衡状态的建立过程与化学反应速率之间的内在关系。
2.理解化学平衡状态的特征。并能根据化学平衡的特征判断可逆反应是否达到平衡状态。
3.掌握有关化学平衡的简单计算。
[知识梳理]
一、 化学反应限度
可逆反应：
化学反应限度定义：
3）化学平衡状态的建立：对于可逆反应2SO2+O22SO3，
(1)若开始时在固定容积的密闭容器中放入一定量SO2和O2，则此时逆反应速率为 。随着反应的进行，反应物不断减少，生成物不断增多，正反应速率逐渐 ，逆反应速率逐渐 ，反应进行到某一时刻，正、逆反应速率 ，此时就达到了平衡，请在图1中画出反应的速率时间图。
(2)若开始时容器中只有SO3，请在图2中画出反应的速率时间图。
二、化学平衡的特征
1.化学平衡状态一般具有以下六个特征，其涵义是：
①逆： ；
②等： ；
③定： ；
④动： ；
⑤变： ；
⑥同： 。
三、判断可逆反应达到平衡标志的方法
1．直接判断法：(1)正反应速率等于逆反应速率；(2)各组分的浓度保持不变。
2．间接判断法：(1)各组成成分的百分含量保持不变；(2)各物质的物质的量不随时间的改变而改变；(3)各气体的分压，各气体的体积不随时间的改变而改变。
[例题解析]
【例1】在一定温度下，可逆反应x(g)+3Y(g) ?2Z(g)达到平衡的标志是( )。
A．Z生成的速率与Z分解的速率相等
B．单位时间生成n mol x，同时生成3 n mol Y
C．X、Y、Z的浓度不再变化
D．X、Y、Z的分子数比为1：3：2
【解析】由化学平衡状态的定义可知达到平衡状态的根本标志有两个：一是正反应速率等于逆反应速率，二是各组分的浓度不再变化。故A、C是正确的。而B只表示出了逆反应速率。因条件改变，平衡要移动，三种分子数之比保持方程式中的系数比的可能性很小。
【点拨】化学平衡的本质是正反应速率等于逆反应速率，特征是各组分的浓度不再变化。这是判断可逆反应达到平衡状态的思维目标。
【例2】在一定温度下，容器内某一反应中，M，N的物质的量随反应时间变化的曲线如图，下列表述中正确的是（ ）
A．反应的化学方程式为：2M?N
B．t2时，正逆反应速率相等，达到平衡
C．t3时，正反应速率大于逆反应速率
D．t1时，N的浓度是M浓度的2倍
【解析】从曲线变化的趋势看。物质N逐渐减少，M逐渐增加。当t=0时，M、N均不为O，分别为2 mol、8 mol；t1时N由8 mol减至6 mol，减少2 mol，M增加1 mol，说明M、N之间的量变关系为M ? 2N；t1时M为3 mol，N为6 mol，即N的浓度为M的2倍；t2时M、N两物质的物质的量相等，且为4 mol，并非正、逆反应速率相等；t3时，M、N的物质的量不随时间改变，是化学平衡的特征，说明正、逆反应速率相等。
答案：D
【点拨】图像反应的是反应组分的物质的量与反应时间的关系。
【例3】将1体积A和3体积B混合，在560℃时发生反应：2A(g)+B(g)?2C(g)并达到平衡状态。在相同条件下测得此反应在起始状态和平衡时气体的密度比为9：10，求A的转化率。
【解析】 设A的转化体积为x。
2A(g)+ B(g) ? 2C(g)
起始量 1 3 0
转化量 x 0．5x x
平衡量 1-x 3-0．5x x
在密闭容器中，气体的质量在反应前后是守恒的，故反应前后气体的密度与体积成反比。解得x=0．8，A的转化率： 80％。
【点拨】有关化学平衡的计算，通常先找出反应物和生成物的起始量、转化量及平衡量之间的关系，然后列出有关方程求解。
【例4】在一密闭容器中进行如下反应：2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0．2 mol／L 、0．l mol／L、0.2 mol／L，当反应达到平衡时，可能存在的数据是
A．SO2为0．4 mol／L，O2为0．2 mol／L B．SO2为0．25 mol／L。
C．SO2、SO3均为0．15 mol／L D．SO3为0．4 mol／L
【解析】我们把题设的某一时刻的浓度作为起始浓度，假设SO2和O2完全转化时：则SO3为0．4 mol／L；假设SO3完全转化时，则SO2为0．4 mol／L，O2为0．2 mol／L；但反应是可逆的，不可能完全转化，所以A、D是不可能的。C中SO2、SO30．15 mol／L也是不可能的，因为反应物减少，生成物一定增加。B中SO2的浓度为0．25 mol／L，0．4>0．25>0．2。故B可能。
答案：B
[基础训练] (选择题每题有1～2个选项)
1．对于可逆反应M+N?Q达到平衡时，下列说法正确的是 ( )
A．M、N、Q三种物质的浓度一定相等 B．M、N全部变成了Q
C．反应混合物各成分的百分组成不再变化 D．反应已经停止
2．在密闭容器中进行如下反应：X2(g)+Y2(g) ?2Z(g)。已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0．1mol／L,0．2mol／L、0．2mol／L，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是
A．Z为0．3mol／L B．Y2为0．35mol／L C．X2为0．2mol／L D．Z为0．4mol／L
3．下列说法中，可以证明反应N2+3H2?2NH3已达到平衡状态的是 ( )
A．1个N≡N键断裂的同时，有3个N–H键形成
B．1个N≡N键断裂的同时，有3个H–H键断裂
C．1个N≡N键断裂的同时，有6个N–H键断裂
D．1个N≡N键断裂的同时，有6个N–H键形成
4．可逆反应：2NO2?2NO+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nmol O2的同时生成2nmol NO
②单位时间内生成nmol O2的同时生成2nmol NO2
③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混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A．①④⑥ B．②④⑥
C．①③④ D．①②③④⑤⑥
5．在一定温度下，向a L密闭容器中加入1 mol X气体和2mol Y气体，发生如下反应：X(g) + 2Y(g) 2Z(g)此反应达到平衡的标志是（ ）
A．容器内压强不随时间变化 B．容器内各物质的浓度不随时间变化
C．容器内X、Y、Z的浓度之比为l : 2 : 2 D．单位时间消耗0.1 mol X同时生成0.2 mol Z
6. 将固体碘化铵置于密闭容器中，某温度下发生如下反应：
NH4I(S)NH3(g)+HI(g)，2HI(g)H2(g)+I2(g)，当反应达到平衡时：C(H2)=0.5mol/L，C(HI)=4mol/L，则氨气的物质的量浓度（ ）
A.3.5mol/L B.4mol/L C.4.5mol/L D.5mol/L
7. 某体积可变的密闭容器，盛有适量的A和B的混合气体，在一定条件下发生如下反应：A+3B2C，若维持温度和压强不变，当达到平衡时，容器的体积为VL，其中C气体的体积为10%，下列推断正确的是（ ）
①原混合气体的体积为1.2VL ②原混合气体的体积为1.1VL ③反应达到平衡时,气体A消耗掉0.05VL ④反应达到平衡时,气体B消耗掉0.05VL
A.①③ B.②③ C.②④ D.①④
8．在一个固定体积的密闭容器中，加入2 mol A和1 mol B，发生反应2A(气)+B(气)?3C(气)+D(气)，达到平衡时，C的浓度为w mol·L-1。若维持容器体积和温度不变，按下列四种方法改变起始物质，达到平衡后，C的浓度仍为w mol·L-1的是( )
A．4 mol A+2 mol B B．2 mol A+1 mol B+3 mol C+1 mol D
C．3 mol C+1 mol D+1 mol B D． 3 mol C+1 mol D
9．在一定条件下，可逆反应X(g) + 3Y(g) 2Z(g)达到平衡时有25%的Y转化为气体Z，若X的转化率为50%，则起始时充入容器中的X与Y的物质的量之比应为（ ）
A．3：2 B．1：2 C．1：6 D．2：3
10．在373K时把11．5g N2O4气体通人体积为500mL的真空容器中，立即出现红棕色。反应进行到2s时，NO2的含量为0．01mol，进行到60s时达到平衡，此时容器内混合气体的密度是氢气密度的28．75倍，
则(1)开始2s内以N2O4表示的反应速率为______；
(2)达到平衡时，体系的压强是开始的_____倍；
(3)平衡时还有N2O4______mol；
(4)平衡后若压缩容器的体积，则达到新平衡时， NO2的浓度将_______。
[能力拓展] (选择题每题有1～2个选项)
1.在一定温度下的定容密闭容器中，发生反应： A(固)＋2B(气)C(气)＋D(气)
当下列物理量不再变化时，表明反应已达平衡的是 ( )
A.混合气体的压强 B.混合气体的密度
C.混合气体的平均相对分子质量 D.气体总物质的量
2．把3molA和2.5mol的B混合于2L密闭容器中，发生反应： ??? 3A(气)+B(气)====XC(气)+2D(气) ??? 5分钟后反应达到平衡，容器内的压强变小，巳知D的平均反应速率为0.15mol／L·min，下列结论错误的是 (A)A的平均反应速率为0.225mol／L·min????????????? (B)平衡时，C的浓度为0.25mol／L
(C)平衡时，B的转化率为30％ (D)平衡时，容器的压强为原来的0.8倍
3．可逆反应N2＋3H22NH3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示。下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是（）
A．3v正（N2）＝v正（H2） B．v正（N2）＝v逆（NH3）
C．2v正（H2）＝3v逆（NH3） D．v正（N2）＝3v逆（H2）
4．容器中，发生反应：N2＋3H22NH3 在起始时，N2和H2分别为10 mol 、30 mol，当达到平衡时，N2的转化率为30%。若以NH3为起始反应物，反应条件保持原状况，欲使其达到平衡时各成份的百分含量与前者相同，则NH3的起始物质的量和它的转化率中正确的是( )
A 40 mol、35% B 20mol、30% C 20mol、70% D 10 mol、50%
5．加热N2O5，依次发生的分解反应为①N2O5N2O3 + O2，②N2O3N2O + O2；在1 L密闭容器中充入4 mol N2O5，加热到t℃，达到平衡状态后O2的平衡浓度为4.5 mol/L，N2O3的平衡浓度为1.7 mol/L。则t℃时N2O的平衡浓度为 ( )
A.0.1 mol/L B.1.4 mol/L C.2.38mol/L D.2.88 mol/L
6．5L的密闭容器中充入2molA气体和1molB气体，在一定条件下发生反应：
2A(g) + B(g) 2C(g)
达平衡时，在相同条件下测得容器内混合气体的压强是反应前的，则A 的转化率为 A.67％ B. 50％ C. 25％ D. 5％
7．1 mol X气体跟a mol Y气体在体积可变的密闭容器中发生如下反应：
X(g) + a Y(g) b Z(g)
反应达到平衡后，测得X的转化率为50% 。而且，在同温同压下还测得反应前混合气体的密度是反应后混合气体密度的3／4，则a和b的数值可能是（ ）
A．a=l ，b=l B．a=2 ，b=1
C．a=2 ，b=2 D．a=3 ，b=2
8．一定条件下，可逆反应A2+B2 ?2C达到了化学平衡状态，测得平衡时[c(A2)]=0．5mol／L，[c(B2)]=0．1mol／L，[c(C)]=1．6mol／L。若A2、B2、C的起始浓度分别以amol／L、bmol／L、cmol／L表示，请回答：
(1)a、b应满足的关系是_____ _；
(2)C应满足的关系是_____ _.
9．将对H2相对密度为3．6的氮气和氢气组成的混合气体0．5mol，通人一密闭的恒容容器中。一定条件下发生反应，t时刻测得容器内压强比反应前小24%。求(1)反应前混合气中N2和H2的质量比；(2)t时刻混合气中氨的体积分数；(3)t时刻N2、H2的转化率。
参考答案
课时1
[基础训练]
1 D 2 A 3 B 4 AD 5 C 6 BD 7 A 8 B
9．0.0015·S－1、0.003·S－1
10．bx／a mol／L (－)mol／L?(－x)mol／(L·min)
[能力拓展]
1 B 2 CD 3 D 4 D 5 BD 6 D 7 D 8 BC
9．3X+Y ? 2z，z的平均反应速率为0．05mol／(L·min)。
10．c(H2)=2.1 mol／L c(N2)=0.7 mol／L c(NH3)= 0.7 mol／L
11．(1)2.73×10－8mol／L·s (2)快
课时2
[基础训练]
1 C 2 A 3 B 4 D 5 A 6 BC 7 B
8 D A和B
9．（1）纯氧气中O2分子的浓度大，反应速率大，单位时间内放出热量多，容易使氨跟氧气的反应发生，并达到着火点而燃烧。
（2）O2分子浓度大，硫跟O2分子反应速率大，产生的火焰的颜色深。
（3）硝酸跟铜的反应是放热反应，随着反应的进行，溶液的温度逐渐升高，反应速率逐渐加快；反应产生的氮的氧化物又是该反应的催化剂，所以反应进行到某一时刻反应速率会突然加快；最后由于硝酸的浓度降低，反应速率又会逐渐变慢。
10．(1)随ClO＋3HSO====3SO＋Cl－＋3H＋进行，c(H＋)增大，化学反应速率加快。?
(2)反应后期，反应物浓度减小，速率减慢。
[能力拓展]
1 D 2 C 3 CD 4 BC 5 A 6 C
7．8．加快反应速率、提高SO3%
9．（1）0.013 （2）1.0 使用了催化剂 （3）> >
10．（1）可作如下图：
（2）从这5组实验数据可归纳出，温度对该反应速度影响的规律为：温度每升高10℃，反应速率加快到原来的两倍。
（3）题目要求用已得有关反应速率的规律来求解20℃时的反应时间。根据（1）中的图象可求得，当温度为20℃时，反应时间约需150s。
（4）对比B和F，反应温度相同，酸的浓度也相同，锌的质量也相同。但B中2g锌全部溶解用了200s时间，而F中只需要5s时间，F中反应速率比B中反应速率快了40倍。这是因为B中锌是块状，F中锌是粉末状，粉末状时锌与酸溶液的接触面要比块状时的接触面大得多。
课时3
[基础训练]
1．C 2．A 3．C 4．B 5．AB 6．D 7．B 8．D 9．C
10．(1)0.005mol/(L?s) (2)1.6 (3)0.05 (4)增大
[能力拓展]
1．BC 2．BD3．C 4．C 5．B 6．B 7．AD
8．a=b+0.4 0