第二节 化学反应的速率与限度
第1课时 化学反应的速率
课后篇巩固提升
夯实基础·轻松达标
1.对于反应CaCO3+2HClCaCl2+H2O+CO2↑,下列判断正确的是( )
A.用HCl和CaCl2表示的化学反应速率数值不同,但所表示的意义相同
B.不能用CaCO3的浓度的变化来表示化学反应速率,但可以用H2O来表示
C.用H2O和CO2表示的化学反应速率相同
D.可用CaCl2浓度的减少来表示其化学反应速率
答案A
解析CaCO3是固体,H2O为纯液体,不能用它们表示化学反应速率;CaCl2是生成物,其浓度在反应过程中会增大。在同一反应中,选用不同的物质表示化学反应速率的数值可能不同,也可能相同,但意义相同,故正确答案为A项。
2.下列关于化学反应速率的说法正确的是( )
A.化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减小或任何一种生成物浓度的增加
B.化学反应速率为“0.8 mol·L-1·s-1”所表示的意思是:时间为1 s时,某物质的浓度为0.8 mol·L-1
C.根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢
D.对于任何化学反应来说,反应现象越明显,反应速率越大
答案C
解析化学反应速率是指单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量,是正值,它是反应的平均速率,一般不用固体或纯液体来表示化学反应速率,A、B错;对于无明显现象的化学反应来说,如酸碱中和反应,无法通过反应现象体现反应速率的大小,D错;化学反应速率就是用来描述化学反应快慢的物理量,故C正确。
3.反应3X(g)+Y(g)2Z(g)+2W(g)在2 L密闭容器中进行,5 min时Y减少了0.5 mol,则0~5 min内此反应的平均速率为( )
A.v(X)=0.05 mol·L-1·min-1
B.v(Y)=0.10 mol·L-1·min-1
C.v(Z)=0.10 mol·L-1·min-1
D.v(W)=0.05 mol·L-1·s-1
答案C
解析0~5 min内,Y的平均反应速率v(Y)=0.5mol2 L×5min=0.05 mol·L-1·min-1,物质的化学反应速率之比等于化学计量数之比,故v(X)=0.15 mol·L-1·min-1,v(Z)=0.10 mol·L-1·min-1,v(W)=0.001 7 mol·L-1·s-1,本题选C。
4.在密闭容器中,进行可逆反应,A与B反应生成C,用A、B、C表示的化学反应速率分别为v1、v2、v3(单位:mol·L-1·s-1),且v1、v2、v3之间有如下关系:3v1=v2,2v1=v3,2v2=3v3,则此反应表示为( )
A.A+BC B.2A+2B3C
C.3A+B2C D.A+3B2C
答案D
解析根据物质的化学反应速率之比等于相应化学计量数之比,可知选D。
5.反应2SO2+O22SO3经过一段时间后,SO3的浓度增加了0.4 mol·L-1,在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04 mol·(L·s)-1,则这段时间为( )
A.0.1 s B.2.5 s C.5 s D.10 s
答案C
解析SO3的浓度增加了0.4 mol·L-1,则O2的浓度减小了0.2 mol·L-1,v(O2)=Δc(O2)Δt,Δt=Δc(O2)v(O2)=0.2mol·L-10.04mol·(L·s)-1=5 s。
6.将10 mol H2和5 mol N2放入10 L真空容器内,某温度下发生反应:3H2(g)+N2(g)2NH3(g)。在最初的0.2 s内,消耗H2的平均速率为0.06 mol·L-1·s-1,则在0.2 s末,容器中NH3的物质的量是( )
A.0.12 mol B.0.08 mol
C.0.04 mol D.0.8 mol
答案B
解析v(H2)∶v(NH3)=3∶2,所以v(NH3)=0.04 mol·L-1·s-1,0.2 s末时,n(NH3)=0.04 mol·L-1·s-1×0.2 s×10 L=0.08 mol。
7.为了提高煤的利用率,人们先把煤转化为CO和H2,再将它们转化为甲醇,某实验人员在一定温度下的密闭容器中,充入一定量的H2和CO,发生反应2H2(g)+CO(g)CH3OH(g),测定的部分实验数据如下:
t/s
0
500
1 000
c(H2)/(mol·L-1)
5.00
3.52
2.48
c(CO)/(mol·L-1)
2.50
(1)在500 s内用H2表示的化学反应速率是? 。?
(2)在1 000 s内用CO表示的化学反应速率是? 。?
(3)在500 s时生成的甲醇的浓度是 。?
答案(1)2.96×10-3 mol·L-1·s-1
(2)1.26×10-3 mol·L-1·s-1
(3)0.74 mol·L-1
解析(1)在500 s内,v(H2)=
5.00mol·L-1-3.52 mol·L-1500 s=2.96×10-3 mol·L-1·s-1。(2)在1 000 s内H2的浓度减少量Δc(H2)=5.00 mol·L-1-2.48 mol·L-1=2.52 mol·L-1,则CO的浓度减少量Δc(CO)=12Δc(H2)=1.26 mol·L-1,用CO表示此段时间的平均速率为v(CO)=1.26mol·L-11 000 s=1.26×10-3 mol·L-1·s-1。(3)在500 s内H2的浓度变化量Δc(H2)=1.48 mol·L-1,则生成的CH3OH的浓度为Δc(CH3OH)=12Δc(H2)=0.74 mol·L-1,即在500 s时生成的甲醇的浓度是0.74 mol·L-1。
提升能力·跨越等级
1.下列说法正确的是( )
A.化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的质量变化量来表示
B.用不同物质的浓度变化量表示同一时间内、同一反应的速率时,其数值之比等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比
C.化学反应速率的单位由时间单位和物质的量的单位决定
D.反应过程中,反应物浓度逐渐变小,所以用反应物表示的化学反应速率为负值
答案B
解析A项,化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的物质的量浓度的变化量来表示,故错误;B项,用不同物质的浓度变化量表示同一时间内、同一反应的速率时,其数值之比等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比,故正确;C项,化学反应速率的单位由时间单位和物质的量浓度的单位决定,故错误;D项,反应过程中,反应物浓度逐渐变小,但用反应物或生成物浓度的变化量表示的化学反应速率均为正值,故错误。
2.已知某条件下,合成氨反应的数据如下:
N2+3H22NH3
起始浓度/(mol·L-1) 1.0 3.0 0.2
2 s末浓度/(mol·L-1) 0.6 1.8 1.0
4 s末浓度/(mol·L-1) 0.4 1.2 1.4
当用氨气浓度的增加量来表示该反应的速率时,下列说法中错误的是( )
A.2 s末氨气的反应速率=0.4 mol·L-1·s-1
B.前2 s时间内氨气的平均反应速率=0.4 mol·L-1·s-1
C.前4 s时间内氨气的平均反应速率=0.3 mol·L-1·s-1
D.2~4 s时间内氨气的平均反应速率=0.2 mol·L-1·s-1
答案A
解析化学反应速率是平均反应速率,而不是瞬时速率,A是错误的。
3.对于化学反应3W(g)+2X(g)4Y(g)+3Z(g),下列反应速率关系中正确的是( )
A.v(W)=3v(Z)
B.2v(X)=3v(Z)
C.2v(X)=v(Y)
D.3v(W)=2v(X)
答案C
解析各物质表示的化学反应速率之比等于化学方程式中相应化学计量数之比,A项,应为v(W)=v(Z);B项,应为3v(X)=2v(Z);D项,应为2v(W)=3v(X)。
4.某温度下,浓度都是1 mol·L-1的两种气体X2和Y2,在密闭容器中反应生成气体Z。反应2 min后,测得参加反应的X2的物质的量浓度为0.6 mol·L-1,用Y2表示的化学反应速率v(Y2)=0.1 mol·L-1·min-1,生成的c(Z)=0.4 mol·L-1,则该反应的化学方程式是( )
A.X2+2Y22XY2
B.2X2+Y22X2Y
C.3X2+Y22X3Y
D.X2+3Y22XY3
答案C
解析用X2表示的化学反应速率v(X2)=0.6mol·L-12min=0.3 mol·L-1·min-1。用Z表示的化学反应速率v(Z)=0.4mol·L-12min=0.2 mol·L-1·min-1。根据X2、Y2和Z的化学反应速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比,则v(X2)∶v(Y2)∶v(Z)=0.3 mol·L-1·min-1∶0.1 mol·L-1·min-1∶0.2 mol·L-1·min-1=3∶1∶2。根据原子守恒,可确定Z的化学式为X3Y。故可得出反应的化学方程式为3X2+Y22X3Y。
5.将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应:2A(g)+B(g)2C(g)。若经2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L-1,现有下列几种说法:
①用物质A表示的反应的平均速率为0.3 mol·L-1·s-1
②用物质B表示的反应的平均速率为0.6 mol·L-1·s-1
③2 s时物质A的转化率为70%
④2 s时物质B的浓度为0.7 mol·L-1
其中正确的是( )
A.①③ B.①④ C.②③ D.③④
答案B
解析解答该题目时可以先计算出v(C),然后根据各物质化学计量数之比等于化学反应速率之比,解决相关计算问题。
根据v=ΔcΔt,v(C)=0.6mol·L-12 s=0.3 mol·L-1·s-1,则v(A)=v(C)=0.3 mol·L-1·s-1,v(B)=12v(C)=0.15 mol·L-1·s-1。2 s时,消耗A的物质的量为0.3 mol·L-1·s-1×2 L×2 s=1.2 mol,所以A的转化率为1.2mol4mol×100%=30%;2 s时,c(B)=1 mol·L-1-0.15 mol·L-1·s-1×2 s=0.7 mol·L-1。
6.(双选)一定温度下,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列描述正确的是( )
A.反应开始到10 s,用Z表示的化学反应速率为0.158 mol·L-1·s-1
B.反应开始到10 s,X的物质的量浓度减少了0.79 mol·L-1
C.反应开始到10 s时,Y的物质的量浓度减少了0.395 mol·L-1
D.反应的化学方程式为X(g)+Y(g)2Z(g)
答案CD
解析从题图中可看出,X、Y的物质的量减小,Z的物质的量增大,说明X、Y为反应物,Z为生成物,反应进行到10 s时X、Y均减少了0.79 mol,Z增加了1.58 mol,其化学方程式为X(g)+Y(g)2Z(g),所以Z的化学反应速率为1.58mol2 L×10 s=0.079 mol·L-1·s-1,X的物质的量浓度减少了0.79mol2 L=0.395 mol·L-1,Y的物质的量浓度减少了0.395 mol·L-1。
7.向2 L密闭容器中通入a mol气体A和b mol气体B,在一定条件下发生反应:xA(g)+yB(g)pC(g)+qD(g)。
已知:平均反应速率v(C)=12v(A);反应2 min时,A的浓度减少了13,B的物质的量减少了a2 mol,并有a mol D生成。
回答下列问题:
(1)反应2 min内,v(A)= ,v(B)= ;?
(2)化学方程式中,x= ,y= ,p= ,q= 。?
答案(1)a12 mol·L-1·min-1 a8 mol·L-1·min-1
(2)2 3 1 6
解析(1)由题意可知,2 min内,Δc(A)=13×a2 mol·L-1=a6 mol·L-1,v(A)=a6mol·L-12min=a12 mol·L-1·min-1;Δn(B)=a2 mol,则v(B)=a2mol2 L×2min=a8 mol·L-1·min-1。
(2)根据各物质化学反应速率之比等于相应化学计量数之比,可得x∶y∶q=a12∶a8∶a2×2=2∶3∶6,又由于v(C)=12v(A),所以有x∶y∶p∶q=2∶3∶1∶6。
8.某温度时,在2 L密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。由图中数据分析:该反应的化学方程式为 。反应开始至2 min,用Z表示的平均反应速率为 。?
答案3X+Y2Z 0.05 mol·(L·min)-1
解析由图可知,X、Y的物质的量随反应的进行而减小,Z的物质的量随反应的进行而增大,则X和Y为反应物,Z为生成物。
由图知,Δn(X)=1.0 mol-0.7 mol=0.3 mol,Δn(Y)=1.0 mol-0.9 mol=0.1 mol,Δn(Z)=0.2 mol-0 mol=0.2 mol,则反应开始至2 min内,v(X)∶v(Y)∶v(Z)=Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)=3∶1∶2,故该反应为3X+Y2Z;Z的平均反应速率v(Z)=0.2 mol÷2 L÷2 min=0.05 mol·(L·min)-1。
贴近生活·拓展创新
对于反应4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,试回答下列有关问题:
(1)常选用哪些物质的浓度变化量来表示该反应的反应速率? 。?
(2)4 s内,生成SO2的速率为0.4 mol·(L·s)-1时,O2减少的速率是 。?
(3)测得4 s后O2的浓度为2.8 mol·L-1,则开始时O2的浓度为 。?
答案(1)O2、SO2
(2)0.55 mol·(L·s)-1
(3)5.0 mol·L-1
解析(1)因为FeS2、Fe2O3为固体,O2、SO2为气体,故可用O2、SO2的浓度变化量来表示该反应的反应速率。
(2)v(O2)=118v(SO2)=118×0.4 mol·(L·s)-1=0.55 mol·(L·s)-1。
(3)4 s内O2的浓度减少了0.55 mol·(L·s)-1×4 s=2.2 mol·L-1,故开始时O2的浓度为2.8 mol·L-1+2.2 mol·L-1=5.0 mol·L-1。
课件31张PPT。第1课时 化学反应的速率知识铺垫新知预习自主测试1.观察下列图片,哪些图片表示的过程中化学反应较快?哪些表示的化学反应较慢?
答案:火箭发射、汽油燃烧的过程中化学反应较快,溶洞形成、铁制品生锈的过程中化学反应较慢。
2.一定温度下,将1 mol N2和3 mol H2充入2 L的密闭容器中发生反应,经过一段时间后,N2的物质的量为0.4 mol,则H2的物质的量为1.2 mol,生成NH3的物质的量为1.2 mol,N2浓度的变化量是0.3 mol·L-1,NH3浓度的变化量是0.6 mol·L-1。?知识铺垫新知预习自主测试1.化学反应速率
意义—表示化学反应过程进行快慢的物理量
↓
定义—单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量
↓
↓
单位—mol·L-1·min-1或mol·L-1·s-1
说明:v表示反应速率,Δc表示反应物(或生成物)浓度的变化,Δt表示反应时间的变化。知识铺垫新知预习自主测试2.实例
某反应的反应物浓度在5 min内由6 mol·L-1变成了2 mol·L-1,则在这5 min内以该物质表示的平均反应速率为0.8 mol·L-1·min-1。?
【微思考】我们研究的化学反应速率是瞬时速率还是平均速率?
提示化学反应速率一般是指一段时间内的平均反应速率,非瞬时速率。知识铺垫新知预习自主测试1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)化学反应速率是表示化学反应进行快慢程度的物理量。( )
(2)在同一个反应中,可以用反应物或生成物来表示反应速率。( )
(3)化学反应速率的常用单位有mol·L-1·s-1和mol·L-1·min-1等。( )
(4)化学反应速率可以用固体物质来表示。( )
答案:(1)√ (2)√ (3)√ (4)×
解析:(1)化学反应速率表示化学反应进行的快慢。
(2)同一反应中,既可以用反应物也可以用生成物表示反应速率。
(3)化学反应速率的常用单位为mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1等。
(4)固体物质的浓度视为常数,不用于表示化学反应的速率。知识铺垫新知预习自主测试2.在某一化学反应中,反应物A的浓度在10 s内从0.8 mol·L-1变为0.2 mol·L-1,则在这10 s内A的化学反应速率为( )
A.0.02 mol·L-1
B.0.02 mol·L-1·s-1
C.0.06 mol·L-1·s-1
D.0.06 mol·L-1·min-1
答案:C
解析:10 s内A的化学反应速率为(0.8 mol·L-1-0.2 mol·L-1)÷10 s=0.06 mol·L-1·s-1。任务一任务二素养脉络随堂检测化学反应速率的计算方法与规律
问题探究
下图分别为塑料垃圾场(左图)和氢气爆炸(右图)的场景。
1.某一化学反应在第5 s时的反应速率是0.2 mol·L-1·s-1的说法正确吗?
提示不正确。化学反应速率是平均速率,不是某时刻的瞬时速率。
2.单位时间内,反应物消耗的物质的量越多,是不是反应速率越大?
提示不一定。反应物的物质的量消耗得多,但浓度变化不一定大。任务一任务二素养脉络随堂检测3.已知反应4NH3(g)+5O2(g) === 4NO(g)+6H2O(g)在5 L的密闭容器中进行。20 s后,NO的物质的量增加了1.6 mol。
(1)此时用NO表示该反应的反应速率v(NO)是多少?
(2)20 s后,NH3、O2、H2O物质的量变化了多少?用NH3、O2、H2O表示的化学反应速率v(NH3)、v(O2)、v(H2O)分别是多少?
(3)同一反应在相同时间内,用不同物质表示的反应速率,其数值是否相同?表示的反应快慢是否相同?用不同物质表示同一反应的反应速率其数值有什么规律?任务一任务二素养脉络随堂检测提示(1)v(NO)=0.016 mol·L-1·s-1。
(2)NH3的物质的量减少了1.6 mol,O2的物质的量减少了2 mol,H2O的物质的量增加了2.4 mol;
v(NH3)=0.016 mol·L-1·s-1,v(O2)=0.02 mol·L-1·s-1,v(H2O)=0.024 mol·L-1·s-1。
(3)同一反应在相同时间内,用不同物质表示的反应速率,其数值可能不同,但表示的反应快慢相同;反应速率之比等于各物质化学计量数之比。任务一任务二素养脉络随堂检测知识拓展
1.化学反应速率的正确理解任务一任务二素养脉络随堂检测2.化学反应速率的计算
(1)定义式法
利用公式v= 计算化学反应速率,也可利用该公式计算浓度变化量或反应时间。
(2)关系式法
化学反应速率之比=物质的量浓度变化之比=物质的量变化之比=化学计量数之比。任务一任务二素养脉络随堂检测3.“三段式”计算化学反应速率(v)和转化率(α)
设a mol·L-1、b mol·L-1分别为A、B两物质的起始浓度,t s后,mx mol·L-1为反应物A的转化浓度,nx mol·L-1为反应物B的转化浓度,则:任务一任务二素养脉络随堂检测素能应用
典例1将4 mol A和2 mol B在2 L的密闭容器中混合,并在一定条件下发生反应:2A(s)+B(g) 2C(g),反应2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L-1。下列说法正确的是( )
A.用物质A表示2 s内的平均反应速率为0.3 mol·L-1·s-1
B.用物质B表示2 s内的平均反应速率为0.6 mol·L-1·s-1
C.2 s时v(C)=0.3 mol·L-1·s-1
D.2 s时物质B的浓度为0.7 mol·L-1任务一任务二素养脉络随堂检测答案:D
解析:不能用固体物质的浓度变化表示化学反应速率,A项错误;化学反应速率是平均值不是瞬时值,C项错误;据题目条件知v(C)=0.6 mol·L-1÷2 s=0.3 mol·L-1·s-1,则v(B)=0.3 mol·L-1·s-1÷2=0.15 mol·L-1·s-1,则2 s时物质B的浓度为 -0.15 mol·L-1·s-1×2 s=0.7 mol·L-1,B项错误,D项正确。任务一任务二素养脉络随堂检测变式训练1在一定条件下,将3 mol A和1 mol B两种气体在容积固定的2 L密闭容器中混合,发生如下反应:3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g)。2 min末时生成0.8 mol D,并测得C的浓度为0.2 mol·L-1。下列判断不正确的是( )
A.x=1
B.2 min内A的反应速率为0.3 mol·L-1·min-1
C.B的转化率为40%
D.x无法求解任务一任务二素养脉络随堂检测答案:D 任务一任务二素养脉络随堂检测化学反应快慢的比较方法
问题探究
日常生活和生产中我们会遇到很多化学反应,有的反应进行地轰轰烈烈瞬间完成(如图1烟花的燃放),而有些反应却是在潜移默化中完成的(如图2铁的生锈),还有的则需要上亿年的时间(如煤、石油的形成)。所以有的化学反应进行得快,有的化学反应进行得慢,那么我们在日常生活中怎样判断一个化学反应的快慢呢?任务一任务二素养脉络随堂检测某实验小组模拟工业合成氨的反应,将N2、H2的混合气体分别充入甲、乙、丙三个容器后,测得反应速率分别为:甲中v(H2)=3 mol·L-1·min-1,乙中v(N2)=2 mol·L-1·min-1,丙中v(NH3)=1 mol·L-1·min-1。则三个容器中合成氨的速率由大到小的顺序为v(乙)>v(甲)>v(丙)(用“v(甲)”“v(乙)”“v(丙)”及“>”表示)。任务一任务二素养脉络随堂检测知识拓展
化学反应速率大小比较的两种方法
同一化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同,比较化学反应速率的快慢不能只看数值大小,还要进行一定的换算。
(1)方法一:换算成同一物质、同一单位表示,再比较数值大小。任务一任务二素养脉络随堂检测素能应用
典例2反应:3A(g)+B(g) === 2C(g)+2D(g),在不同条件下,用不同物质表示其反应速率,分别为:
①v(A)=0.6 mol·L-1·min-1
②v(B)=0.45 mol·L-1·min-1
③v(C)=0.015 mol·L-1·min-1
④v(D)=0.45 mol·L-1·min-1
则此反应在不同条件下进行最快的是( )
A.②③ B.①③ C.②④ D.只有②
答案:D任务一任务二素养脉络随堂检测解析:化学反应速率之比等于化学方程式中各物质相应化学计量数之比,即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=3∶1∶2∶2,则用A表示的化学反应速率分别为:①v(A)=0.6 mol·L-1·min-1,任务一任务二素养脉络随堂检测变式训练2反应A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为①v(A)=0.45 mol·L-1·min-1,②v(B)=0.6 mol·L-1·s-1,③v(C)=0.4 mol·L-1·s-1,④v(D)=0.45 mol·L-1·s-1。该反应进行快慢的顺序为( )
A.④>③=②>① B.④<③=②<①
C.①>②>③>④ D.④>③>②>①
答案:A
解析:若将各反应速率均转化为以B表示的反应速率,且以mol·L-1·s-1为单位,①、②、③、④中的速率分别是0.022 5 mol·L-1·s-1、0.6 mol·L-1·s-1、0.6 mol·L-1·s-1、0.675 mol·L-1·s-1,故A正确。任务一任务二素养脉络随堂检测任务一任务二素养脉络随堂检测1.下列关于化学反应速率的说法中正确的是( )
A.化学反应速率可用某时刻生成物的物质的量来表示
B.在同一反应中,用反应物或生成物表示的化学反应速率的值是相等的
C.化学反应速率是指反应进行的时间内,反应物浓度的减少或生成物浓度的增加
D.可用单位时间内氢离子物质的量浓度的变化来表示氢氧化钠和硫酸的反应速率
答案:D
解析:化学反应速率是用单位时间内反应物或生成物浓度的变化值来表示的平均速率,故A、C两项错误;因化学反应速率与各反应物、生成物的化学计量数成正比,如果化学方程式中反应物与生成物的化学计量数不同,则反应速率的值不相同,B项错误。任务一任务二素养脉络随堂检测2.下列说法正确的是( )
A.化学反应速率是对可逆反应而言的,非可逆反应不谈化学反应速率
B.在可逆反应中,正反应的化学反应速率是正值,逆反应的化学反应速率是负值
C.在同一化学反应中,其化学反应速率可以用反应物浓度的改变来表示,也可以用生成物浓度的改变来表示,其值可能相同,也可能不同
D.化学反应速率的单位可以是g·L-1·s-1,也可以是kg·L-1·s-1,甚至可以用t·L-1·s-1等来表示任务一任务二素养脉络随堂检测答案:C
解析:本题考查学生对化学反应速率概念的认识。由其定义“单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加”,可以看出它适合于所有的化学反应,并非专指可逆反应,故A项不正确;化学反应速率均为正值,B项不正确;由化学反应速率的计算公式vB= 可以看出,其单位中不可能出现g、kg、t等质量单位,D项不正确。任务一任务二素养脉络随堂检测3.一定条件下发生反应N2+3H2 2NH3,在5 min内,N2的物质的量浓度由6 mol·L-1变为2 mol·L-1,则用NH3表示该反应在这段时间内的平均速率为( )
A.4 mol·L-1·min-1
B.1.6 mol·L-1·min-1
C.0.8 mol·L-1·min-1
D.0.6 mol·L-1·min-1
答案:B
解析:首先依据5 min内N2浓度的变化量,计算出用N2表示的化学反应速率:v(N2)= =0.8 mol·L-1·min-1。然后利用“反应速率之比等于化学计量数之比”确定v(NH3)=2v(N2)=1.6 mol·L-1·min-1。任务一任务二素养脉络随堂检测4.反应4A(g)+3B(g) C(g)+2D(g),在不同情况下测得反应速率如下,其中反应速率最大的是( )
A.v(A)=0.15 mol·L-1·s-1
B.v(B)=0.50 mol·L-1·s-1
C.v(C)=0.32 mol·L-1·s-1
D.v(D)=5.40 mol·L-1·s-1
答案:C任务一任务二素养脉络随堂检测5.将等物质的量的A、B混合于2 L的密闭容器中,发生反应3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g)。经5 min后,测得D的浓度为0.5 mol·L-1,c(A)∶c(B)=3∶5,C的平均反应速率为0.1 mol·L-1·min-1。求:
(1)5 min后A的浓度c(A)= mol·L-1,反应开始前容器中的A、B的物质的量:n(A)=n(B)= mol。?
(2)B的平均反应速率:v(B)= mol·L-1·min-1。?
(3)x的值为 。?
答案:(1)0.75 3 (2)0.05 (3)2任务一任务二素养脉络随堂检测解析:(1)设原混合物中A、B的物质的量均为a mol,列出起始时和5 min时有关物质的物质的量。第2课时 化学反应速率的影响因素
课后篇巩固提升
夯实基础·轻松达标
1.下列措施一定能使化学反应速率增大的是( )
A.增大反应物的量 B.增大压强
C.升高温度 D.使用催化剂
答案C
解析反应物为固态或纯液态时,增加反应物的量,不影响化学反应速率;若反应中无气体参与,增大压强则不能增大化学反应速率。温度和催化剂可影响化学反应速率,与反应物状态无关,其中升高温度,化学反应速率一定增大,而催化剂既能增大化学反应速率,又能减小化学反应速率。
2.已知CaCO3和盐酸反应的化学方程式为CaCO3(s)+2HClCaCl2+H2O+CO2↑,下列措施中可使生成CO2的速率增大的是(不考虑CaCO3与盐酸接触面积改变的影响)( )
A.增大CaCO3的量
B.增大盐酸的浓度
C.增大盐酸的量
D.减小CaCl2的浓度
答案B
解析增大反应物的量不一定影响化学反应速率,改变反应物的浓度一定影响化学反应速率。
3.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增大的是( )
A.加热
B.滴入适量Na2SO4溶液
C.滴加少量CuSO4溶液
D.不用铁片,改用铁粉
答案B
解析加热、发生原电池反应、增大固体反应物的表面积,都能增大化学反应速率。
4.下列有关化学反应速率的说法正确的是( )
A.用铁片和稀硫酸反应制氢气时,可改用98%的浓硫酸增大生成氢气的速率
B.100 mL 2 mol·L-1的盐酸跟锌片反应,加入适量的氯化钠溶液,反应速率不变
C.SO2的催化氧化是一个放热反应,所以升高温度,反应速率减小
D.汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生成N2和CO2,减小压强,反应速率减小
答案D
解析Fe在98%的浓硫酸中发生钝化,不能生成H2,A项错误;盐酸中加入NaCl溶液相当于把盐酸稀释,c(H+)减小,反应速率变小,B项错误;升高温度,反应速率增大,C项错误。
5.在温度不变的条件下,在恒容的容器中进行下列反应:N2O4(g)2NO2(g),若N2O4的浓度由0.1 mol·L-1降到0.07 mol·L-1需要15 s,那么N2O4的浓度由0.07 mol·L-1降到0.05 mol·L-1所需的反应时间( )
A.等于5 s B.等于10 s
C.大于10 s D.小于10 s
答案C
解析N2O4的浓度由0.1 mol·L-1降到0.07 mol·L-1过程中的反应速率为v(N2O4)=0.1mol·L-1-0.07 mol·L-115 s=0.002 mol·L-1·s-1,若反应速率不变,则N2O4的浓度由0.07 mol·L-1降到0.05 mol·L-1所需时间为t=0.07mol·L-1-0.05 mol·L-10.002mol·L-1·s-1=10 s,因为反应物浓度减小,反应速率减小,故所需时间大于10 s。
6.为了说明影响化学反应快慢的因素,甲、乙、丙、丁四位学生分别设计了如下A~D四个实验,你认为结论不正确的是( )
A.将相同大小、形状的镁条和铝条与相同浓度的盐酸反应时,两者速率一样大
B.在相同条件下,等质量的大理石块和大理石粉与相同盐酸反应,大理石粉反应快
C.将浓硝酸分别放在冷暗处和强光照射下,会发现光照可以加快浓硝酸的分解
D.在两支试管中分别加入相同质量的氯酸钾,其中一支试管中再加入少量二氧化锰,同时加热,产生氧气的快慢不同
答案A
解析A中Mg、Al性质不同,在相同外界条件下反应速率不同;B、C、D中增大固体反应物的表面积、光照、加入催化剂均可使化学反应加快。
7.某化学兴趣小组为了研究在溶液中进行的反应A+BC+D的反应速率,他们将A、B在一定条件下反应并测定反应中生成物C的浓度随反应时间的变化情况,绘制出如图所示的曲线。据此,请完成以下问题:
(1)在O~t1 min、t1~t2 min、t2~t3 min各相同的时间段里,反应速率最大的时间段是 ,生成C的量最多的时间段是 ;?
(2)从反应速率的变化可看出该反应可能是 (填“放热”或“吸热”)反应。?
答案(1)t1~t2 min t1~t2 min
(2)放热
解析(1)分析图像可知:t1~t2 min时间段里,C的物质的量浓度的变化值最大,因此该时间段里,生成C的物质的量最大,其反应速率最大。(2)分析图像可知:O~t1 min时间段C的浓度增加较慢,t1~t2 min时间段内,C的浓度增加很快,由此推知该反应为放热反应,温度升高,反应速率加大,t2 min后由于A、B浓度减小,反应速率逐渐变小。
提升能力·跨越等级
1.在一定温度下容积不变的容器中进行反应2X(g)2Y(g)+Z(g),若Y的浓度由0.048 mol·L-1增加到0.12 mol·L-1需18 s,那么由0.12 mol·L-1增加到0.2 mol·L-1,需要反应的时间是( )
A.等于20 s B.等于18 s
C.大于20 s D.大于18 s
答案C
解析反应物浓度越小,反应速率越小,若生成物浓度的增加量相同,则后期所用的时间长。如果不考虑浓度对反应速率的影响,生成物浓度的增加量应该与反应时间成正比,即Y的浓度由0.12 mol·L-1增加到0.2 mol·L-1所需时间为20 s。但由于后期反应物浓度变小,反应速率变小,所需时间应该大于20 s,故选C。
2.把下列四种X溶液分别加入四个盛有10 mL 2 mol·L-1盐酸的烧杯中,均加水稀释到100 mL。此时,X与盐酸缓缓地进行反应,其中反应速率最大的是 ( )
A.10 ℃ 20 mL 3 mol·L-1的X溶液
B.20 ℃ 30 mL 2 mol·L-1的X溶液
C.20 ℃ 10 mL 4 mol·L-1的X溶液
D.10 ℃ 20 mL 2 mol·L-1的X溶液
答案B
解析温度越高,反应速率越大;浓度越大,反应速率越大。由于溶液体积均为100 mL,则加入的X的物质的量越大,浓度越大。
3.把镁条投入盛有盐酸的敞口容器中,产生氢气的速率变化曲线如图所示。最能影响该反应速率的两种因素是( )
①盐酸的浓度 ②镁条的表面积
③溶液的温度 ④Cl-的浓度
A.①④ B.③④ C.①③ D.②③
答案C
解析镁与盐酸反应的离子方程式为Mg+2H+Mg2++H2↑,故该反应的反应速率与H+浓度有关,与Cl-浓度无关。在镁与盐酸的反应中,刚开始时H+的浓度最大,反应速率应最大,且由于此反应为放热反应,温度升高,化学反应速率还会增大,但随着化学反应的进行,H+浓度逐渐减小,化学反应速率又逐渐减小。
4.硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3+H2SO4Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O,下列各组实验中最先出现浑浊的是( )
实验
反应温度℃
Na2S2O3溶液
稀硫酸
H2O
V/mL
c(mol·L-1)
V/mL
c(mol·L-1)
V/mL
A
25
5
0.1
10
0.1
5
B
25
5
0.2
5
0.2
10
C
35
5
0.1
10
0.1
5
D
35
5
0.2
5
0.2
10
答案D
解析影响化学反应速率的因素众多,本题从浓度和温度两个因素考查。只要抓住反应物浓度越大,温度越高,反应速率越大,便可以选出正确选项D。
5.(双选)某实验探究小组研究320 K时N2O5的分解反应:2N2O54NO2+O2。如图的坐标曲线是该小组根据所给表格中的实验探究数据绘制的。下列有关说法中正确的是( )
t/min
0
1
2
3
4
c(N2O5)/(mol·L-1)
0.160
0.114
0.080
0.056
0.040
c(O2)/(mol·L-1)
0
0.023
0.040
0.052
0.060
A.曲线Ⅰ是N2O5的变化曲线
B.曲线Ⅱ是N2O5的变化曲线
C.N2O5的浓度越大,反应速率越大
D.升高温度对该反应速率无影响
答案BC
解析结合表格中N2O5和O2的浓度变化可知,曲线Ⅱ是N2O5的变化曲线,A项错误、B项正确;由表格中数据可知,N2O5的浓度越大,反应速率越大,故C项正确;温度越高,化学反应速率越大,D项错误。
6.草酸与高锰酸钾在酸性条件下能够发生如下反应:MnO4-+H2C2O4+H+Mn2++CO2↑+H2O(未配平),用4 mL 0.001 mol·L-1 KMnO4溶液与2 mL 0.01 mol·L-1 H2C2O4溶液研究不同条件对化学反应速率的影响。改变的条件如下:
实验编号
10%硫酸溶液的
体积/mL
温度/℃
其他物质
Ⅰ
2
20
—
Ⅱ
2
20
10滴饱和
MnSO4溶液
Ⅲ
2
30
—
Ⅳ
1
20
1 mL蒸馏水
(1)该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。?
(2)如果研究催化剂对化学反应速率的影响,使用实验 和 (用Ⅰ~Ⅳ表示,下同);如果研究温度对化学反应速率的影响,使用实验 和 。?
(3)对比实验Ⅰ和Ⅳ,可以研究 对化学反应速率的影响,实验Ⅳ加入1 mL蒸馏水的目的是 ?? 。?
答案(1)2∶5
(2)Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅲ
(3)c(H+)(或硫酸的浓度) 确保实验中KMnO4浓度、H2C2O4浓度和溶液总体积不变
解析与实验Ⅰ相比,实验Ⅱ外加了MnSO4溶液,因此实验Ⅰ和Ⅱ是研究催化剂对反应速率的影响;与实验Ⅰ相比,实验Ⅲ中,温度由20 ℃升至30 ℃,因此实验Ⅰ和Ⅲ是研究温度对反应速率的影响;与实验Ⅰ相比,实验Ⅳ中外加蒸馏水后溶液总体积不变,但c(H+)(或H2SO4浓度)减小,因此实验Ⅰ和Ⅳ是研究c(H+)(或H2SO4浓度)对反应速率的影响。
7.在25 ℃时,向100 mL含HCl 14.6 g的盐酸中,放入5.6 g 铁粉,反应进行到2 s时收集到氢气1.12 L(标准状况),之后反应又进行了4 s,铁粉全溶解。若不考虑体积变化,则:
(1)前2 s内用FeCl2表示的平均反应速率为 ;?
(2)后4 s内用HCl表示的平均反应速率为 ;?
(3)前2 s与后4 s比较,反应速率 较快,其可能的原因是 。?
答案(1)0.25 mol·L-1·s-1
(2)0.25 mol·L-1·s-1
(3)前2 s 前2 s时段内盐酸浓度比后4 s时段内大
解析由题意可知,n(HCl)=14.6 g36.5 g·mol-1=0.4 mol,n(Fe)=5.6 g56 g·mol-1=0.1 mol,盐酸过量。二者发生反应Fe+2HClFeCl2+H2↑,则:
(1)前2 s内用FeCl2表示的平均反应速率为v(FeCl2)=1.12 L22.4 L·mol-10.1 L·2 s=0.25 mol·L-1·s-1。
(2)后4 s内用HCl表示的平均反应速率为v(HCl)=0.1mol0.1 L·4 s=0.25 mol·L-1·s-1。
贴近生活·拓展创新
下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据:
实验
序号
金属
质量/g
金属
状态
c(H2SO4)mol·L-1
V(H2SO4
溶液)/mL
溶液温度/℃
金属消失
的时间/s
反应前
反应后
1
0.10
丝
0.5
50
20
34
500
2
0.10
粉末
0.5
50
20
35
50
3
0.10
丝
0.7
50
20
36
250
4
0.10
丝
0.8
50
20
35
200
5
0.10
粉末
0.8
50
20
36
25
6
0.10
丝
1.0
50
20
35
125
7
0.10
丝
1.0
50
35
50
50
8
0.10
丝
1.1
50
20
34
100
9
0.10
丝
1.1
50
30
44
40
分析上述数据,完成下列问题:
(1)实验4和5表明 对化学反应速率有影响,且 ,反应速率越大,能表明同一规律的实验还有 (填实验序号)。?
(2)仅表明反应物浓度对化学反应速率产生影响的实验有 (填实验序号)。?
(3)本实验中影响反应速率的其他因素还有 ,其实验序号是 。?
(4)实验中的所有反应,反应前后溶液的温度变化值(约15 ℃)相近,推测其原因: 。?
答案(1)固体反应物的表面积 固体反应物表面积越大 1、2 (2)1、3、4、6、8或2、5 (3)反应温度 6、7或8、9
(4)因为所有反应中,金属的质量和硫酸溶液体积均相等,并且硫酸过量,产生的热量相等,所以溶液的温度变化值相近
课件21张PPT。第2课时 化学反应速率的影响因素知识铺垫新知预习自主测试1.相同温度下,相同形状、大小的镁条和铝条分别与等浓度的盐酸反应,镁反应进行得快,其原因是镁的活动性比铝强。
2.催化剂是指能改变其他物质的化学反应速率,但本身的质量和化学性质在反应前后都不发生改变的物质。如MnO2可增大H2O2分解的速率。
3.实验室制取二氧化碳的反应原理为CaCO3+2HCl === CaCl2+CO2↑+H2O,试讨论能使该反应速率增大的措施有哪些?
答案:适当增大盐酸的浓度、碾碎碳酸钙、适当加热。知识铺垫新知预习自主测试1.温度对化学反应速率影响的探究 知识铺垫新知预习自主测试2.外界条件对反应速率的影响
一般条件下,当其他条件相同时:
(1)浓度:增大反应物浓度,化学反应速率增大;降低反应物浓度,化学反应速率减小。
(2)温度:升高温度,化学反应速率增大;降低温度,化学反应速率 减小。
(3)催化剂:催化剂可以改变化学反应速率。
(4)压强:对于有气体参加的反应来说,在相同温度下,增大压强(减小容器体积),相当于增大气体反应物浓度,化学反应速率增大;减小压强(增大容器体积),相当于减小气体反应物浓度,化学反应速率 减小。知识铺垫新知预习自主测试在下列事实中,各是什么因素影响了化学反应速率?
(1)集气瓶中H2和Cl2的混合气体,在瓶外点燃镁条时发生爆炸: 。?
(2)黄铁矿煅烧时要粉碎成矿粒: 。?
(3)熔化的KClO3放出气泡很慢,撒入少量MnO2则很快产生气体: 。?
(4)同浓度、同体积的盐酸放入同样大小的锌片和镁片,产生气体有快有慢: 。?
(5)同样大小的石灰石分别与等体积0.1 mol·L-1盐酸和1 mol·L-1盐酸反应,速率不同: 。?
(6)夏天食品容易变质,而冬天不易发生该现象: 。?知识铺垫新知预习自主测试答案:(1)光 (2)反应物的接触面积 (3)催化剂 (4)反应物本身的性质 (5)反应物的浓度 (6)反应温度
解析:影响化学反应速率的因素除了浓度、温度、压强、催化剂以外,光、电磁波、超声波、反应物颗粒的大小、溶剂的性质等,也会对化学反应速率产生影响。任务素养脉络随堂检测化学反应速率的影响因素
问题探究
1.请从化学反应快慢的角度解释人们为什么使用电冰箱保存食物。
提示食物腐败是因为发生了化学反应,在其他条件相同时,温度越低,化学反应进行得越慢,人们用电冰箱把食物放置在低温下保存,以减缓食物的腐败。任务素养脉络随堂检测2.铁粉与一定浓度的稀盐酸反应时,增加铁粉的用量能否增大化学反应速率?
提示不能。对于固态或纯液态物质,浓度可视为常数,改变其用量,浓度不发生改变,不影响化学反应速率。任务素养脉络随堂检测知识拓展
化学反应速率影响因素的注意点
1.主要因素(内因)
不同的化学反应,具有不同的反应速率,因此,参加反应的物质的性质是决定化学反应速率的主要因素。任务素养脉络随堂检测2.外界因素(外因)
(1)温度:当其他条件不变时,升高温度,可以增大化学反应速率;降低温度,可以减小化学反应速率。
(2)催化剂:当其他条件不变时,使用适当的催化剂通常能极大地增大化学反应速率。
(3)浓度:当其他条件不变时,增大反应物的浓度,可以增大化学反应速率;减小反应物的浓度,可以减小化学反应速率。
(4)压强:对于有气体参加的反应,当其他条件不变时,增大气体的压强,可以增大化学反应速率;减小气体的压强,可以减小化学反应速率。
(5)固体表面积:固体颗粒越小,其单位质量的表面积越大,与其他反应物的接触面积越大,化学反应速率越大。
(6)形成原电池,可以增大氧化还原反应的反应速率。任务素养脉络随堂检测素能应用
典例向四个体积相同的密闭容器中分别充入一定量的SO2和O2,开始反应时,按反应速率由大到小的顺序排列正确的是( )
甲、500 ℃,10 mol SO2和5 mol O2反应
乙、500 ℃,V2O5作催化剂,10 mol SO2和5 mol O2反应
丙、450 ℃,8 mol SO2和5 mol O2反应
丁、500 ℃,8 mol SO2和5 mol O2反应
A.甲、乙、丙、丁 B.乙、甲、丙、丁
C.乙、甲、丁、丙 D.丁、丙、乙、甲
答案:C
解析:乙组温度高,浓度大,且使用催化剂,反应速率最快。其次是甲,最慢的是丙。任务素养脉络随堂检测变式训练已知FeCl3和MnO2都可作H2O2分解制O2的催化剂,为了探究温度对化学反应速率的影响,下列实验方案可行的是( )任务素养脉络随堂检测答案:D
解析:当探究温度对化学反应速率的影响时,必须保证在其他条件相同的情况下,再改变温度观察反应速率的变化。任务素养脉络随堂检测任务素养脉络随堂检测1.通过控制或改变反应条件可以加快、减缓甚至阻止反应的进行,使化学反应有利于人类的生存和生活质量的提高。下列各图所示的措施中,是为了增大化学反应速率的是( )任务素养脉络随堂检测答案:C
解析:A项措施为防止铁门生锈,B项措施为防止橡胶老化,D项措施为防止木头腐烂,三者均为了减小化学反应速率;C项是为了使炉火更旺,是增大化学反应速率。任务素养脉络随堂检测2.如下反应条件的控制中,不恰当的是( )
A.为增大H2O2的分解速率而增大H2O2的浓度
B.为防止火灾,在面粉厂、加油站等场所要严禁烟火
C.为增大KClO3的分解速率而加入MnO2
D.为增大H2O2的分解速率而把反应容器放到冷水中冷却
答案:D
解析:降低温度会减小化学反应速率。任务素养脉络随堂检测3.在反应C(s)+CO2(g) 2CO(g)中,不可能使反应速率明显增大的措施是( )
A.增大压强 B.升高温度
C.增大CO2的浓度 D.增加碳的量
答案:D
解析:增大压强、升高温度、增大CO2的浓度均能增大反应速率;增加固体的用量,因其浓度是常数,故反应速率不会改变,选D。任务素养脉络随堂检测4.下列做法,不能使CaCO3+2HCl === CaCl2+CO2↑+H2O的反应速率增大的是( )
A.增大盐酸的浓度
B.碾碎碳酸钙
C.适当加热
D.把2 mol·L-1盐酸换成2 mol·L-1 H2SO4溶液
答案:D
解析:对于题目中的反应,增大反应物浓度、加热、把固体反应物碾碎都能增大反应速率,故A、B、C三项都不合题意;D选项中将2 mol·L-1盐酸换为2 mol·L-1 H2SO4溶液,虽然c(H+)增大,但CaCO3与H2SO4反应生成微溶性的CaSO4,CaSO4覆盖在未反应的CaCO3的表面,阻止反应的继续进行,故应选D。任务素养脉络随堂检测5.对于反应:N2+3H2 2NH3。当其他条件不变时,只改变一个反应条件,将生成NH3的反应速率的变化填入空格里(填“增大”“减小”或“不变”):答案:①增大 ②增大 ③增大 ④减小
解析:压缩体积,增大N2、H2的浓度,均会使生成NH3的反应速率增大。第3课时 化学反应的限度 化学反应条件的控制
课后篇巩固提升
夯实基础·轻松达标
1.下列反应中可判断为可逆反应的是( )
A.氢气在氯气中燃烧生成氯化氢,氯化氢受热分解生成氢气和氯气
B.氮气与氢气在高温、高压、催化剂作用下可以生成氨气,同时氨气又分解为氮气和氢气
C.单质溴可以置换出碘,氯气又可以置换出溴
D.氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,次氯酸在光照条件下可分解为盐酸和氧气
答案B
2.可逆反应M+NQ达到平衡时,下列说法中正确的是( )
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.反应混合物中各成分的百分组成不再变化
D.反应已经停止
答案C
解析可逆反应达到平衡时,v(正)=v(逆)>0,反应仍在进行,M、N、Q的浓度不再发生变化,但它们不一定相等。
3.在合成氨反应中,下列说法可以确定反应达到化学平衡状态的是( )
A.当有1 mol 键断裂的同时,有3 mol H—H键断裂
B.当有1 mol 键断裂的同时,有6 mol N—H键形成
C.当有1 mol 键断裂的同时,有6 mol H—H键形成
D.当有1 mol 键断裂的同时,有6 mol N—H键断裂
答案D
解析化学反应可看作反应物化学键的断裂和生成物化学键的形成的过程。N2+3H22NH3,当反应达到平衡时,有v(正)=v(逆),也就是当有1 mol N2参加反应的同时有2 mol NH3发生分解,即1 mol 键断裂的同时,有6 mol N—H键断裂,D项正确。
4.一定温度下,在某恒容的密闭容器中,建立化学平衡:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)。下列叙述中不能说明该反应已达到化学平衡状态的是( )
A.体系的压强不再发生变化
B.v正(CO)=v逆(H2O)
C.生成n mol CO的同时生成n mol H2
D.1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O键
答案C
解析A项,由于该反应是一个反应前后气体分子总数不相等的反应,当体系的压强不再发生变化时,说明反应已达到化学平衡状态;B项,根据v正(CO)=v逆(H2O)=v逆(CO),可知CO的正反应速率等于其逆反应速率,说明反应已达到化学平衡状态;C项,生成CO、H2均表示反应向正反应方向进行,没有表示出正、逆反应速率的关系,不能说明反应已达到化学平衡状态;D项,H—H键断裂和H—O键断裂是两个相反的反应方向,1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O键,即消耗1 mol H2的同时消耗了1 mol H2O,可知H2的消耗量等于其生成量,说明反应已达到化学平衡状态。
5.在一定温度下,向密闭容器中充入一定量的NO2和SO2,发生反应:NO2+SO2NO+SO3,当化学反应达到平衡时,下列叙述正确的是( )
A.SO2和SO3的物质的量一定相等
B.NO2和SO3的物质的量一定相等
C.反应混合物的总物质的量一定等于反应开始时NO2和SO2的总物质的量
D.SO2、NO2、NO、SO3的物质的量一定相等
答案C
解析题中没有给出各物质的投料情况,NO2、SO2和SO3的物质的量之间没有必然的关系,可能相等,也可能不等,A、B、D错;该反应前后气体分子数不变,故反应混合物的总物质的量一定等于反应开始时NO2和SO2的总物质的量,C正确。
6.硫酸是一种重要的化工产品,硫酸的消耗量常被视为一个国家工业发展水平的一种标志。目前硫酸的重要生产方法是“接触法”,有关接触氧化反应2SO2+O22SO3的说法不正确的是( )
A.该反应为可逆反应,故在一定条件下二氧化硫和氧气不可能全部转化为三氧化硫
B.达到平衡后,反应就停止了,故此时正、逆反应速率相等且均为0
C.一定条件下,向某密闭容器中加入2 mol SO2和1 mol O2,则从反应开始到达平衡的过程中,正反应速率不断减小,逆反应速率不断增大,某一时刻,正、逆反应速率相等
D.在利用上述反应生产三氧化硫时,要同时考虑反应所能达到的限度和化学反应速率两方面的问题
答案B
解析对于可逆反应来说,在一定条件下反应物不可能全部转化为产物,反应只能进行到一定限度。在达到平衡的过程中,正反应速率不断减小,逆反应速率不断增大,最终正、逆反应速率相等,即达到化学平衡,此时反应物和生成物的浓度都不再随时间的变化而变化,但反应并没有停止,正、逆反应都依然进行着。
7.一定温度下,在容积为V L的密闭容器中进行反应aN(g)bM(g),M、N的物质的量随时间的变化曲线如下图所示:
(1)此反应的化学方程式中ab= 。?
(2)t1~t2 min内,以M的浓度变化表示的平均反应速率为 。?
(3)下列叙述能说明上述反应达到平衡状态的是 (填字母)。?
A.反应中M与N的物质的量之比为1∶1
B.混合气体的总质量不随时间的变化而变化
C.混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化
D.单位时间内每消耗a mol N,同时生成b mol M
E.混合气体的压强不随时间的变化而变化
答案(1)2
(2)1(t2-t1)×V mol·L-1·min-1
(3)CE
解析(1)反应中各物质的化学计量数之比等于物质的量的变化量之比,所以a∶b=(8 mol-2 mol)∶(5 mol-2 mol)=2∶1,该反应的化学方程式为2N(g)M(g)。
(2)v(M)=4mol-3mol(t2-t1) min×VL=1(t2-t1)×V mol·L-1·min-1。
(3)达到平衡状态时,各组分的浓度不再发生变化,M和N的物质的量之比不变,不能说明二者的物质的量不再改变,A选项错误;该反应的反应物和生成物都是气体,根据质量守恒定律,反应前后,混合气体的质量始终不变,B选项错误;该反应为气体体积减小的反应,若反应没有达到平衡状态,反应过程中气体的总物质的量和压强始终在减小,当该量不再发生变化时,则说明反应达到了平衡状态,C和E选项正确;消耗a mol N和生成b mol M都表示的是正反应方向,没有体现正、逆反应速率相等,不能说明反应达到了平衡状态,D选项错误。
提升能力·跨越等级
1.(双选)对可逆反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),下列叙述正确的是( )
A.NH3(g)、O2(g)、NO(g)、H2O(g)同时存在时,则反应达到化学平衡状态
B.单位时间内生成x mol NO,同时消耗x mol NH3时,说明反应达到化学平衡状态
C.达到化学平衡状态时,若增大容器体积,则正反应速率减小,逆反应速率也减小
D.化学反应速率关系是3v正(NH3)=2v正(H2O)
答案CD
解析四种气体同时存在时,不能说明可逆反应达到了化学平衡状态,A项错误;NO的生成与NH3的消耗均表示正反应,B项错误;达到化学平衡状态时,增大容器体积,反应物、生成物浓度同时减小,正、逆反应速率同时减小,C项正确;在反应的任意状态总有v正(NH3)∶v正(H2O)=4∶6,即3v正(NH3)=2v正(H2O),D项正确。
2.一定温度下的恒容密闭容器中,下列哪些物理量不再发生变化时,表明反应A(g)+2B(g)C(g)+D(g)已达到化学平衡状态( )
①混合气体的压强 ②混合气体的密度 ③B的物质的量浓度 ④混合气体的总物质的量 ⑤混合气体的平均相对分子质量 ⑥混合气体的总质量 ⑦混合气体的总体积
A.①②③④⑤⑥⑦ B.只有①③④⑤
C.①②③④⑤⑦ D.只有②⑥⑦
答案B
解析由于反应物、生成物全部是气体,且反应在恒容密闭容器中进行,反应前后气体的质量不变,故反应过程中气体的密度一直保持不变,故②⑥⑦不符合题意。
3.一定温度下,在容积恒定的密闭容器中进行反应A(s)+2B(g)C(g)+D(g),下列叙述能表明该反应已达到平衡状态的是( )
①混合气体的密度不变 ②容器内气体的压强不变
③混合气体的总物质的量不变 ④B的物质的量浓度不变 ⑤v正(C)=v逆(D) ⑥v正(B)=2v逆(C)
A.①④⑤⑥ B.②③⑥
C.②④⑤⑥ D.只有④
答案A
解析①容积恒定的密闭容器中,混合气体密度不变,也就是混合气体的质量不变,对于有固体参加或者有固体生成的气体反应来说,混合气体的质量不变说明反应已经达到平衡。②这是一个反应前后压强不变的反应,故气体压强不变不能说明反应达到平衡。③该反应是反应前后气体的化学计量数不变的反应,也就是气体物质的量不变的反应,故混合气体的总物质的量不变,不能说明反应达到平衡。④B的物质的量浓度不变说明生成B的量与消耗B的量相等,也就是正、逆反应速率相等,此时反应达到平衡。⑤v正(C)=v逆(D),说明正、逆反应速率相等,此时反应达到平衡。⑥v正(B)=v逆(C),说明正、逆反应速率相等,此时反应达到平衡。
4.在一密闭容器中通入A、B、C三种气体,保持一定温度,在t1~t4 s时测得各物质的浓度如表,则下列判断正确的是( )
测定时刻/s
浓度
t1
t2
t3
t4
c(A)/(mol·L-1)
6
3
2
2
c(B)/(mol·L-1)
5
3.5
3
3
c(C)/(mol·L-1)
1
2.5
3
3
A.在t3 s时反应已经停止
B.t3~t4 s内正、逆反应速率不相等
C.在容器中发生的反应为A(g)+B(g)C(g)
D.在t2~t3 s内A的平均反应速率为1t3-t2 mol·L-1·s-1
答案D
解析由题给数据可知,t3 s时可逆反应达到化学平衡状态,此时,v(正)=v(逆)≠0,A项错误;t3~t4 s内,A、B、C的浓度没有发生变化,反应处于化学平衡状态,正、逆反应速率相等,B项错误;达到化学平衡状态前,A、B、C的浓度变化量之比为4∶2∶2=2∶1∶1,故该反应的化学方程式为2A(g)+B(g)C(g),C项错误;t2~t3 s内,Δc(A)=1 mol·L-1,故用A表示的该时间段的平均化学反应速率为1t3-t2 mol·L-1·s-1,D项正确。
5.在一密闭容器中进行反应: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-1、0.1 mol·L-1、0.2 mol·L-1,当反应达到平衡时,可能存在的数据是( )
A.SO2为0.4 mol·L-1、O2为0.2 mol·L-1
B.SO2为0.25 mol·L-1
C.SO2、SO3均为0.15 mol·L-1
D.SO3为0.4 mol·L-1
答案B
解析假设该时刻的SO3全部转化为SO2和O2,则SO2、O2的浓度将分别达到0.4 mol·L-1、0.2 mol·L-1;而假设该时刻的SO2和O2全部化合生成SO3,则SO3的浓度将达到0.4 mol·L-1。因为该反应是可逆反应,三种物质必将同时存在(即可逆反应中的物质均不可能100%转化),很显然,A、D两项是不可能的。要得到C项中的数据必须是SO2和SO3同时消耗而减少,这不符合S原子守恒,也是不可能的。
6.一定条件下,对于反应X(g)+3Y(g)2Z(g),若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)。达平衡时,X、Y、Z浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1和0.08 mol·L-1,则下列判断不合理的是( )
①c1∶c2=1∶3 ②平衡时,Y和Z的生成速率之比为2∶3 ③平衡时X和Y的转化率不相等 ④c1的取值范围为0A.①② B.③④ C.①④ D.②③
答案D
解析分析浓度变化关系:X(g)+3Y(g)2Z(g)
c起始 c1 c2 c3
c平衡/(mol·L-1) 0.1 0.3 0.08
反应的化学方程式中反应物化学计量数之比为1∶3,所以反应中X和Y必然以物质的量之比为1∶3的比例消耗,因为达平衡时X和Y浓度之比为1∶3,故c1∶c2=1∶3,①正确;平衡时Y和Z的生成速率之比应该和化学方程式对应化学计量数之比相等,故Y和Z的生成速率之比为3∶2,②错误;由于起始时反应物的物质的量之比等于化学方程式中相应化学计量数之比,故平衡时X和Y的转化率相等,③错误;运用极限法,假设Z完全转化为反应物,c1的极限值为0.14 mol·L-1,而题设c1>0,反应又是可逆的,④正确。
7.往2 L密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2,在一定条件下发生合成氨反应,2 min时达到平衡。测得平衡时混合气体中NH3的体积分数为25%,则:
(1)0~2 min内,v(NH3)= 。?
(2)H2在平衡混合气中的体积分数= 。?
(3)平衡时容器的压强与起始时的压强之比为 。?
答案(1)0.2 mol·L-1·min-1
(2)56.25%
(3)4∶5
解析设0~2 min内,消耗的N2的物质的量为x,则
N2 + 3H2 2NH3
起始物质的量 1 mol 3 mol 0
变化物质的量 x 3x 2x
平衡时物质的量 1 mol-x 3 mol-3x 2x
则有2x1mol-x+3mol-3x+2x=25%,解得x=0.4 mol,v(NH3)=0.8mol2 L×2min=0.2 mol·L-1·min-1;H2在平衡混合气体中的体积分数为3mol-3×0.4mol4mol-2×0.4mol×100%=56.25%;平衡时容器的压强与起始时的压强之比为3.2∶4=4∶5。
8.在容积为5 L的密闭容器中,加入0.2 mol CO和0.2 mol H2O(g),在催化剂存在的条件下高温加热,发生反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),并放出热量。反应中CO2的浓度随时间变化的曲线如图所示。
(1)根据图中数据,从反应开始至达到平衡时,CO的化学反应速率为 ;反应达到平衡时c(H2)= 。?
(2)判断该反应达到平衡状态的依据是 (填字母)。?
A.单位时间内CO消耗的物质的量和CO2消耗的物质的量相等
B.CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等
C.CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化
D.正、逆反应速率都为0
答案(1)0.003 mol·L-1·min-1 0.03 mol·L-1
(2)AC
解析(1)由题图可知,从第10 min时反应达到平衡状态,则v(CO)=v(CO2)=Δc(CO2)Δt=0.03mol·L-110min=0.003 mol·L-1·min-1;反应达到平衡时c(H2)=Δc(H2)=Δc(CO2)=0.03 mol·L-1。
(2)可逆反应达到化学平衡状态时,各物质的百分含量保持一定,各物质浓度保持不变,正、逆反应速率相等且不为0。
贴近生活·拓展创新
在2 L恒容密闭容器中,800 ℃时发生反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g),n(NO)随时间的变化如下表:
时间/s
0
1
2
3
4
5
n(NO)/mol
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
(1)上述反应 (填“是”或“不是”)可逆反应。?
(2)如图所示,表示NO2变化曲线的是 。用O2表示从0~2 s内该反应的平均速率v= 。?
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是 (填序号)。?
A.v(NO2)=2v(O2)
B.容器内压强保持不变
C.v逆(NO)=2v正(O2)
D.容器内混合气体的密度保持不变
答案(1)是
(2)b 0.001 5 mol·L-1·s-1
(3)BC
解析(1)该反应是可逆反应。
(2)由平衡体系2NO(g)+O2(g)2NO2(g)知,NO2为生成物,达到平衡时n(NO2)=Δn(NO)=0.020 mol-0.007 mol=0.013 mol
c(NO2)=0.013mol2 L=0.006 5 mol·L-1
故表示NO2变化曲线的为b。
0~2 s内,v(NO)=Δc(NO)Δt=Δn(NO)V·Δt=0.020mol-0.008mol2 L×2 s=0.003 mol·L-1·s-1,
则v(O2)=12v(NO)=0.001 5 mol·L-1·s-1。
(3)A项中未指明正、逆反应速率,故无法说明该反应是否达到平衡状态;由于该反应是反应前后气体体积不相等的反应,当容器内压强保持不变时,说明该反应已达到平衡状态,故B项正确;C项中已说明正、逆反应速率相等,故说明该反应已达到平衡状态;由于气体总质量不变,气体总体积也不变,因此,无论该反应是否达到平衡,容器内混合气体的密度保持不变,故D项无法说明该反应是否达到平衡状态。
课件28张PPT。第3课时 化学反应的限度 化学反应条件的控制知识铺垫新知预习自主测试1.可逆反应
(1)定义:在同一条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向 逆反应方向进行的化学反应。
(2)特征:反应不能进行到底,或者在一定条件下反应物与生成物同时存在。
2.二氧化硫与水的反应、二氧化硫与氧气的反应是(填“是”或“不是”)可逆反应,试写出两反应的化学方程式
3.可燃物充分燃烧需要具备的两个主要条件:温度达到着火点, 与空气(或O2)充分接触。知识铺垫新知预习自主测试一、化学反应的限度
1.化学平衡状态建立过程
如对于可逆反应2SO2+O2 2SO3,在一定温度下,将2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)通入一定体积的密闭容器中。其化学平衡建立的过程如图所示。知识铺垫新知预习自主测试知识铺垫新知预习自主测试2.化学平衡状态的定义
对于可逆反应,如果外界条件(温度、浓度、压强等)不发生改变,当反应进行到一定程度时,正反应速率与逆反应速率相等,反应物的浓度与生成物的浓度都不再改变,达到一种表面静止的状态,称之为化学平衡状态,简称化学平衡,化学平衡状态是可逆反应在一定条件下所能达到或完成的最大程度,即该反应进行的限度。
3.化学平衡状态的特征
(1)等:v(正)=v(逆)≠0。
(2)动:化学平衡状态是一种动态平衡。达到平衡状态时,反应并没有停止,这时正反应和逆反应都依然在进行。
(3)定:反应物的浓度和生成物的浓度不再改变。
(4)变:外界条件(温度、浓度、压强等)一旦改变,化学平衡状态就会被破坏,并在新的条件下建立新的化学平衡。知识铺垫新知预习自主测试【微思考】通过改变反应条件,是否可以使2 mol SO2(g)和过量的O2(g)反应得到2 mol SO3?
提示不可以,得到的SO3一定少于2 mol,因该反应为可逆反应。知识铺垫新知预习自主测试二、化学反应条件的控制
1.目的
促进有利的化学反应,抑制有害的化学反应。
2.合成氨工业
(1)化学理论:低温、高压时有利于提高氨的产率。
(2)工业实际:
①温度——温度低,反应速率小,达到化学平衡所需时间长,生产成本高,通常选择在400~500 ℃下进行。?
②压强——压强越大,对动力和生产设备的要求越高,采用的压强通常为10~30 MPa。?知识铺垫新知预习自主测试3.提高煤的燃烧效率
(1)煤燃烧时,将煤块粉碎成煤粉目的是增大其与空气中O2的 接触面积,煤粉燃烧更充分,反应速率更大;通入适当过量的空气可以使煤粉充分燃烧,生成CO2,放出更多的热量;若空气不足,会造成煤燃烧不完全,生成CO,产生热量减少,且会造成污染。
(2)选择保温隔热且耐热的炉(灶)膛材料的主要目的是防止热量散失。
(3)充分利用煤燃烧后的废气中的热量可采取的措施是将燃烧后的废气通过热交换装置,供其他方面使用。知识铺垫新知预习自主测试1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(2)化学反应进行的限度只与化学反应本身有关,与外界条件无 关。( )
(3)在一定条件下,向密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2充分反应,达到平衡时N2、H2、NH3三者共存。( )
(4)二次电池的充、放电为可逆反应。( )
(5)一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度。( )
(6)化学反应的限度可以通过改变反应条件来改变。( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)√ (6)√知识铺垫新知预习自主测试2.可逆反应达到平衡后,正反应和逆反应是不是都停止了?
答案:不是。可逆反应达到平衡后,正反应和逆反应都仍在进行,只是单位时间内反应物的减少量与生成物的增加量相等,各物质浓度不再发生变化,达到一种动态平衡变化。任务素养脉络随堂检测化学平衡状态的判断
问题探究
1.上图是高炉炼铁的示意图,在炼铁过程中出现了一个困扰许多科学家的科学悬念,你知道是什么吗?
提示高炉尾气中始终含有没有利用的CO。任务素养脉络随堂检测2.你知道是哪个反应引起了上面的结果吗?
提示C+CO2 2CO,因为该反应是一个可逆反应;且在高炉中Fe2O3与CO反应也不能全部转化为Fe和CO2。任务素养脉络随堂检测知识拓展
化学平衡状态的标志
1.直接标志
(1)v(正)=v(逆)
①同一种物质的生成速率等于消耗速率;
②在化学方程式同一边的不同物质的生成速率与消耗速率之比等于化学计量数之比;
③在化学方程式两边的不同物质的生成(或消耗)速率之比等于化学计量数之比。
(2)各组分的浓度保持一定
①各组分的浓度不随时间的改变而改变;
②各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数不随时间的改变而改变。任务素养脉络随堂检测2.间接判断依据
以mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)为例:任务素养脉络随堂检测任务素养脉络随堂检测素能应用
典例H2(g)+I2(g) 2HI(g)已经达到平衡状态的标志是 (填序号)。?
①c(H2)=c(I2)=c(HI)
②c(H2)∶c(I2)∶c(HI)=1∶1∶2
③c(H2)∶c(I2)∶c(HI)不再变化
④单位时间内生成n mol H2的同时生成2n mol HI
⑤单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol I2
⑥反应速率v(H2)=v(I2)= v(HI)
⑦一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂
⑧温度和体积一定时,容器内压强不再变化
⑨温度和体积一定时,混合气体的颜色不再变化
⑩温度和压强一定时,混合气体的密度不再变化任务素养脉络随堂检测答案:③④⑦⑨
解析:①和②分别体现了化学平衡建立过程中的某一种特定状态,这不一定是平衡状态。③体现了c(H2)、c(I2)和c(HI)都不再变化,这是一种平衡状态。④体现了v逆(H2)= v正(HI),即v(正)=v(逆),这是一种平衡状态。⑤都为逆反应速率,未体现v(正)=v(逆),不一定是平衡状态。⑥未体现v(正)=v(逆),这不一定是平衡状态。⑦体现了v(正)=v(逆),这是一种平衡状态。⑧体现的是反应从开始到化学平衡过程中的任意状态,这不一定是平衡状态。⑨体现了c(I2)、c(H2)和c(HI)都不再变化,这是一种平衡状态。⑩体现的是反应从开始到化学平衡过程中的任意状态,这不一定是平衡状态。任务素养脉络随堂检测变式训练在一个不传热的固定容积的密闭容器中,可逆反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),当m、n、p、q为任意整数时,反应达到平衡的标志是( )
①体系的压强不再改变 ②体系的温度不再改变 ③各组分的浓度不再改变 ④各组分的质量分数不再改变
⑤反应速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q ⑥单位时间内m mol A发生断键反应,同时p mol C也发生断键反应
A.③④⑤⑥ B.②③④⑥
C.①③⑤ D.①④⑥任务素养脉络随堂检测答案:B
解析:判断化学平衡的根本标志是v(正)=v(逆),⑥中m mol A断键,则同时生成p mol C,而p mol C也发生断键反应,因此对C而言,v(正)=v(逆),⑥正确;而⑤中未指明反应速率表示的方向,错误;平衡状态的直接标志是各组分的浓度不再改变,则各组分的质量分数不再改变,说明反应达到平衡状态,③④正确;平衡状态的间接标志是体系的温度不再改变,故②正确;因(m+n)与(p+q)的相对大小不确定,故①无法确定,若m+n=p+q,则反应过程中压强始终不变化,此情况下无法说明反应是否达到平衡,故①错误。因此选B项。任务素养脉络随堂检测任务素养脉络随堂检测1.可逆反应达到最大反应限度的本质特征是( )
A.反应停止了
B.正、逆反应的速率均为零
C.正、逆反应都还在继续进行
D.正、逆反应的速率相等且不为零
答案:D
解析:v(正)=v(逆)≠0是化学平衡的实质,也是判断可逆反应达到反应限度(平衡状态)最重要的特征。任务素养脉络随堂检测2.下列各组反应互为可逆反应的是( )
A.只有①② B.只有②③ C.②③④ D.①②④
答案:B
解析:①④中两个反应的反应条件不相同,不互为可逆反应。任务素养脉络随堂检测3.下列说法不正确的是( )
A.化石燃料在任何条件下都能充分燃烧
B.化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的CO、SO2等有害气体
C.直接燃烧煤不如将煤进行深加工后燃烧效果好
D.固体煤变为气体燃料后,能提高燃烧效率
答案:A
解析:化石燃料只有在适当的温度和有足量氧气存在的情况下才能充分燃烧,化石燃料不经处理直接燃烧可产生CO、SO2等有害气体。化石燃料(煤)经深加工后变为气体燃料,不仅能减少燃烧时SO2的排放,而且能提高燃烧效率。任务素养脉络随堂检测4.可逆反应2NO2 2NO+O2在体积固定的密闭容器中进行,达到平衡状态的标志是( )
①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2
②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO
③用NO2、NO、O2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混合气体的压强不再改变的状态
⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A.①④⑥⑦ B.②③⑤⑦
C.①③④⑤ D.①②③④⑤⑥⑦任务素养脉络随堂检测答案:A
解析:①中单位时间内生成n mol O2的同时必消耗2n mol NO2,与此同时生成2n mol NO2,知v(正)=v(逆),所以①能说明反应达到平衡状态;②所描述的都是指正反应方向的速率,无法判断;③无论反应达到平衡与否,物质对于同一反应方向的反应速率之比等于化学方程式中物质的化学计量数之比;④有色气体的颜色不变能够说明反应达到了化学平衡;因容器体积固定,混合气体的密度是一个常数,所以⑤不能说明反应达到平衡状态;该反应是一个反应前后气体体积不等的反应,容器的体积是固定的,所以⑥⑦均能说明反应达到平衡状态。任务素养脉络随堂检测5.在200 ℃时,将a mol H2(g)和b mol I2(g)充入到体积为V L的密闭容器中,发生反应:I2(g)+H2(g) 2HI(g)。
(1)反应刚开始时,由于c(H2)= ,c(I2)= 。而c(HI)= ,所以化学反应速率 最大,而 最小(为0)。?
(2)随着反应的进行,反应混合物中各组分浓度的变化趋势为c(H2) ,c(I2) ,而c(HI) ,从而化学反应速率v(正) ,而v(逆) 。?
(3)当反应进行到v(正)与v(逆) 时,此可逆反应达到了最大限度。若保持外界条件不变时,混合物中各组分的物质的量、物质的量浓度、质量分数、体积分数、反应物的转化率和生成物的产率都将 。?任务素养脉络随堂检测
(2)减小 减小 增大 减小 增大 (3)相等 保持不变
解析:本题主要考查化学平衡建立的过程,开始时,c(H2)和c(I2)为最大值,正反应速率最大,由于此时没有HI,逆反应速率最小,为0,随着反应的进行,c(H2)和c(I2)越来越小,正反应速率越来越小,逆反应速率逐渐变大,直到平衡,v(正)=v(逆)。
