高考化学二轮专题八化学反应速率化学平衡Word格式文档下载.docx

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⑤使用催化剂，能同等程度地改变正、逆反应速率。

3．“明辨是非”准确判断

正误判断，正确的打“√”，错误的打“×

”。

（1）随着反应的进行，化学反应速率一定逐渐减小（×

）

（2）增大压强，化学反应速率一定加快（×

（3）反应现象不明显，证明化学反应速率很慢（×

（4）反应H2＋Cl2===2HCl（ΔH<

0）的机理包含①Cl2―→2Cl（慢），②H2＋Cl―→HCl＋H（快），③Cl2＋H―→HCl＋Cl（快），则反应①的活化能大于反应②的活化能（√）

（5）在含有少量I－的溶液中，H2O2分解的机理为H2O2＋I－―→H2O＋IO－（慢），H2O2＋IO－―→H2O＋O2＋I－（快），则I－、IO－均为H2O2分解反应的催化剂（×

4．正确理解化学反应进行的方向

（1）化学反应有三大问题：

①什么条件下反应可以发生（方向问题）。

②反应的快慢问题（化学反应速率）。

③反应能否进行的程度问题（转化率与Ka）。

（2）自发、非自发反应与温度条件有关：

ΔG＝ΔH－T·

ΔS

注意　①自发反应指反应在当前可以发生，但速率可能很快，也可能很慢；

转化率可能很高，也可能很低。

②非自发反应指反应当前不可自发进行，但是可以通过调整温度转变成自发反应（例如，ΔH<

0，ΔS>

0的反应低温可自发）；

也可以通过电解等手段强迫发生。

判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×

（1）CaCO3（s）===CaO（s）＋CO2（g）室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH<

0（×

（2）一定温度下，反应MgCl2（s）===Mg（s）＋Cl2（g）的ΔH>

0（√）

（3）常温下，反应4Fe（OH）2（s）＋2H2O（l）＋O2（g）===4Fe（OH）3（s）能自发进行，则ΔH<

（4）常温下，反应2A（s）＋B（g）===2C（g）＋D（g）不能自发进行，则该反应ΔH一定大于0（√）

（5）反应Hg（l）＋H2SO4（aq）===HgSO4（aq）＋H2（g）在常温下不能自发进行，则ΔH>

（6）常温下，2NO（g）＋O2（g）===2NO2（g）能够自发进行，则该反应的ΔH<

（7）一定温度下，反应2NaCl（s）===2Na（s）＋Cl2（g）的ΔH<

（8）8NH3（g）＋6NO（g）===7N2（g）＋12H2O（g）　ΔH<

0，则该反应一定能自发进行（√）

题组一　化学反应速率的全方位考查

1．Ⅰ.一定温度下，在2L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：

（1）从反应开始到10s时，用Z表示的反应速率为__________________________________。

（2）该反应的化学方程式为________________________________________________________

________________。

Ⅱ.已知：

反应aA（g）＋bB（g）cC（g），某温度下，在2L的密闭容器中投入一定量的A、B，两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。

（1）经测定前4s内v（C）＝0.05mol·

L－1·

s－1，则该反应的化学方程式为_____________________

___________________________________________________。

（2）请在图中将生成物C的物质的量浓度随时间的变化曲线绘制出来。

（3）若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行，经同一段时间后，测得三个容器中的反应速率分别为

甲：

v（A）＝0.3mol·

s－1；

乙：

v（B）＝0.12mol·

s－1

丙：

v（C）＝9.6mol·

min－1；

则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为__________________。

Ⅲ.密闭容器中发生如下反应：

A（g）＋3B（g）2C（g）　ΔH<

0。

根据下面速率—时间图像，回答下列问题。

（1）下列时刻所改变的外界条件：

t1____________；

t3____________；

t4____________。

（2）反应速率最快的时间段是________。

答案　Ⅰ.

（1）0.079mol·

s－1　

（2）X（g）＋Y（g）2Z（g）

Ⅱ.

（1）3A（g）＋B（g）2C（g）

（2）

（3）乙>

甲>

丙

Ⅲ.

（1）升高温度　加入催化剂　减小压强

（2）t3～t4段

解析　Ⅰ.

（1）分析图像知Δc（Z）＝

＝0.79mol·

L－1，v（Z）＝

＝0.079mol·

s－1。

（2）由各物质转化的量：

X为0.79mol，Y为0.79mol，Z为1.58mol，可知方程式中各物质的化学计量数之比为1∶1∶2，则化学方程式为X（g）＋Y（g）2Z（g）。

Ⅱ.

（1）前4s内，Δc（A）＝0.8mol·

L－1－0.5mol·

L－1＝0.3mol·

L－1，v（A）＝0.3mol·

L－1÷

4s＝0.075mol·

v（A）∶v（C）＝a∶c＝（0.075mol·

s－1）∶（0.05mol·

s－1）＝3∶2，由图像知，在12s时Δc（A）∶Δc（B）＝（0.6mol·

L－1）∶（0.2mol·

L－1）＝3∶1＝a∶b，则a、b、c三者的比例为3∶1∶2，所以该反应的化学方程式为3A（g）＋B（g）2C（g）。

（2）生成物C的浓度从0开始增加，到12s时达到最大，Δc（A）∶Δc（C）＝a∶c＝3∶2，所以Δc（C）＝2×

0.6mol·

3＝0.4mol·

L－1。

（3）丙容器中v（C）＝9.6mol·

min－1＝0.16mol·

s－1，则甲容器中

＝0.1mol·

s－1，乙容器中

＝0.12mol·

s－1，丙容器中

＝0.08mol·

s－1，故甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为乙>

丙。

Ⅲ.审题视角注意图像特点，以及外界条件对速率影响的图像规律和浓度图像无跳跃性等。

（1）t1时，v逆增大程度比v正增大程度大，说明改变的条件是升高温度。

t3时，v正、v逆同等程度地增大，说明加入了催化剂。

t4时，v正、v逆都减小且v正减小的程度大，平衡向逆反应方向移动。

（2）由于在t3时刻加入的是催化剂，所以t3～t4段反应速率最快。

易误警示

1．化学反应速率计算的常见错误

（1）不注意容器的容积。

（2）漏写单位或单位写错。

（3）忽略有效数字。

2．比较化学反应速率大小的注意事项

（1）看单位是否统一，若不统一，换算成相同单位。

（2）比较不同时间段内的化学反应速率大小时，可先换算成同一物质表示的反应速率，再比较数值大小。

（3）比较化学反应速率与化学计量数的比值。

例如，对于一般反应aA（g）＋bB（g）cC（g）＋dD（g），比较不同时间段内

与

的大小，若

>

，则用A表示的反应速率比用B表示的大。

题组二　“控制变量”思想在探究影响化学反应速率因素中的应用

2．某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。

请回答下列问题：

（1）上述实验中发生反应的化学方程式有_____________________________________________

___________________________________________________________________________________________________。

（2）硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是_______________________________________

_________________________________________________________________________________________________________。

（3）实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4种溶液，可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是______________________。

（4）要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有_____________________________

___________________________________________________________________________________________________________________（答两种）。

（5）为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列实验。

将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积气体所需的时间。

实验

混合溶液

A

B

C

D

E

F

4mol·

L－1H2SO4/mL

30

V1

V2

V3

V4

V5

饱和CuSO4溶液/mL

0.5

2.5

5

V6

20

H2O/mL

V7

V8

V9

V10

10

①请完成此实验设计，其中：

V1＝________，V6＝________，V9＝________。

②反应一段时间后，实验A中的金属呈________色，实验E中的金属呈________色。

③该同学最后得出的结论为当加入少量CuSO4溶液，生成氢气的速率会大大提高。

但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。

请分析氢气生成速率下降的主要原因：

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案　

（1）Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu，Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑

（2）CuSO4与Zn反应产生的Cu与Zn形成铜锌原电池，加快了H2产生的速率

（3）Ag2SO4

（4）升高反应温度，适当增加硫酸的浓度，增大锌粒的表面积等（答两种即可）

（5）①30　10　17.5　②灰黑　暗红　③当加入一定量的CuSO4后，生成的单质Cu会沉积在Zn的表面，减少了Zn与溶液的接触面积

解析　

（1）分析实验中涉及的物质：

Zn、CuSO4、H2SO4，其中能发生的化学反应有2个：

Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu，Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。

（2）由于Zn与CuSO4反应生成的Cu附着在Zn片表面，构成铜锌原电池，从而加快了H2产生的速率。

（3）4种溶液中能与Zn发生置换反应的只有Ag2SO4：

Zn＋Ag2SO4===ZnSO4＋2Ag。

（4）根据影响化学反应速率的外界因素，则加快反应速率的方法还有：

增大反应物浓度、升高温度、使用催化剂、增大锌粒的表面积等。

注意：

H2SO4浓度不能过大，浓硫酸与Zn反应不生成H2。

（5）若研究CuSO4的量对H2生成速率的影响，则实验中除CuSO4的量不同之外，其他物质的量均相同，则V1＝V2＝V3＝V4＝V5＝30mL，最终溶液总体积相同。

由实验F可知，溶液的总体积均为50mL，则V6＝10mL，V9＝17.5mL。

随着CuSO4的量增大，附着在Zn片表面的Cu会越来越多，被覆盖的Zn不能与H2SO4接触，则H2生成速率会减慢，且Zn片表面的Cu为暗红色。

3．某课外兴趣小组对H2O2的分解速率做了如下实验探究。

（1）下表是该小组研究影响过氧化氢（H2O2）分解速率的因素时采集的一组数据：

用10mLH2O2制取150mLO2所需的时间

浓度

时间（秒）

反应条件

30%H2O2

15%H2O2

10%H2O2

5%H2O2

（Ⅰ）无催化剂、不加热

几乎

不反应

（Ⅱ）无催化剂、加热

360

480

540

720

（Ⅲ）MnO2催化剂、加热

25

60

120

①该小组在设计方案时，考虑了浓度、a：

________、b：

________等因素对过氧化氢分解速率的影响。

②从上述影响H2O2分解速率的因素a和b中任选一个，说明该因素对该反应速率的影响：

（2）将质量相同但颗粒大小不同的MnO2分别加入到5mL5%的双氧水中，并用带火星的木条测试。

测定结果如下：

催化剂

（MnO2）

操作情况

观察结果

反应完成所需的时间

粉末状

混合不振荡

剧烈反应，带火星的木条复燃

3.5分钟

块状

反应较慢，火星红亮但木条未复燃

30分钟

①写出H2O2发生反应的化学方程式：

______________________________________________

__________________________。

②实验结果说明催化剂作用的大小与________________有关。

答案　

（1）①温度　催化剂

②其他条件不变，升高反应温度，H2O2分解速率加快（或其他条件不变，使用合适的催化剂，H2O2分解速率加快等合理答案）

（2）①2H2O2

2H2O＋O2↑

②催化剂的颗粒大小（或催化剂的表面积）

解析　

（1）从本题提供的表格中的数据和条件进行分析可以得到在该小组设计方案时，考虑到了浓度、温度和催化剂对化学反应速率的影响。

分析（Ⅰ）、（Ⅱ）组实验可以得到在其他条件不变时，升高反应温度，H2O2分解速率加快；

分析（Ⅱ）、（Ⅲ）组实验可以得到在其他条件不变时使用合适的催化剂，H2O2分解速率加快。

（2）②在实验中可以看到在其他条件不变时，MnO2的颗粒大小不同使带火星的木条看到的现象不同，反应完成需要的时间也不同，故可得答案。

题组三　2015高考试题汇编

4．（2015·

海南，8改编）10mL浓度为1mol·

L－1的盐酸与过量的锌粉反应，若加入适量的下列溶液，能加快反应速率但又不影响氢气生成量的是（　　）

A．K2SO4B．CH3COONa

C．CuSO4D．Na2CO3

答案　C

解析　锌与稀盐酸反应过程中，若加入物质使反应速率增大，则溶液中的氢离子浓度增大，但由于不影响氢气的生成量，故氢离子的总物质的量不变。

A项，硫酸钾为强酸强碱盐，不发生水解，若加入其溶液，则对盐酸产生稀释作用，氢离子浓度减小，但H＋物质的量不变，错误；

B项，加入醋酸钠，则与盐酸反应生成醋酸，使溶液中氢离子浓度减小，随着反应的进行，CH3COOH最终又完全电离，故H＋物质的量不变，错误；

C项，加入硫酸铜溶液，Cu2＋会与锌反应生成铜，构成原电池，会加快反应速率，但H＋物质的量不变，正确；

D项，加入碳酸钠溶液，会与盐酸反应，使溶液中的氢离子的物质的量减少，导致反应速率减小，生成氢气的量减少，错误。

5．（2015·

上海，20）对于合成氨反应，达到平衡后，以下分析正确的是（　　）

A．升高温度，对正反应的反应速率影响更大

B．增大压强，对正反应的反应速率影响更大

C．减小反应物浓度，对逆反应的反应速率影响更大

D．加入催化剂，对逆反应的反应速率影响更大

答案　B

解析　A项，合成氨反应的正反应是放热反应，升高温度，正反应、逆反应的反应速率都增大，但是温度对吸热反应的速率影响更大，所以对该反应来说，对逆反应速率影响更大，错误；

B项，合成氨的正反应是气体体积减小的反应，增大压强，对正反应的反应速率影响更大，正反应速率大于逆反应速率，所以平衡正向移动，正确；

C项，减小反应物浓度，使正反应的速率减小，由于生成物的浓度没有变化，所以逆反应速率不变，逆反应速率大于正反应速率，所以化学平衡逆向移动，错误；

D项，加入催化剂，使正反应、逆反应速率改变的倍数相同，正反应、逆反应速率相同，化学平衡不发生移动，错误。

6．[2015·

重庆理综，11（3）]研究发现，腐蚀严重的青铜器表面大都存在CuCl。

关于CuCl在青铜器腐蚀过程中的催化作用，下列叙述正确的是________。

A．降低了反应的活化能

B．增大了反应的速率

C．降低了反应的焓变

D．增大了反应的平衡常数

答案　AB

考点二　全面突破化学平衡

1．化学平衡状态的判断标志

（1）速率标志

①同一物质在同一时间内生成速率与消耗速率相等。

②不同物质在相同时间内代表反应方向相反时的化学反应速率比等于化学计量数之比。

（2）物质的数量标志

①平衡体系中各物质的质量、浓度、百分含量等保持不变。

②反应物消耗量达到最大值或生成物的量值达到最大值（常用于图像分析中）。

③不同物质在相同时间内代表反应方向相反的量（如物质的量、物质的量浓度、气体体积）的变化值之比等于化学计量数之比。

（3）特殊的标志

①对反应前后气体分子数目不同的可逆反应来说，当体系的总物质的量、总压强（恒温恒容时）、平均相对分子质量不变。

②有色体系的颜色保持不变。

（4）依Q与K关系判断：

若Q＝K，反应处于平衡状态。

特别提醒　

（1）若所有物质均为气体，则质量不变不能作为化学平衡的标志。

（2）若是在恒容容器中进行，则气体体积、密度保持不变不能作为化学平衡的标志。

2．化学平衡移动的判断方法

（1）依据勒夏特列原理判断

通过比较平衡破坏瞬时的正、逆反应速率的相对大小来判断平衡移动的方向。

①若外界条件改变，引起v正>

v逆，此时正反应占优势，则化学平衡向正反应方向（或向右）移动；

②若外界条件改变，引起v正<

v逆，此时逆反应占优势，则化学平衡向逆反应方向（或向左）移动；

③若外界条件改变，虽能引起v正和v逆变化，但变化后新的v正′和v逆′仍保持相等，则化学平衡没有发生移动。

（2）依据浓度商（Q）规则判断

通过比较浓度商（Q）与平衡常数（K）的大小来判断平衡移动的方向。

①若Q>

K，平衡逆向移动；

②若Q＝K，平衡不移动；

③若Q<

K，平衡正向移动。

3．不能用勒夏特列原理解释的问题

（1）若外界条件改变后，无论平衡向正反应方向移动或向逆反应方向移动都无法减弱外界条件的变化，则平衡不移动。

如对于H2（g）＋Br2（g）2HBr（g），由于反应前后气体的分子总数不变，外界压强增大或减小时，平衡无论正向或逆向移动都不能减弱压强的改变。

所以对于该反应，压强改变，平衡不发生移动。

（2）催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，所以催化剂不会影响化学平衡。

（3）当外界条件的改变对平衡移动的影响与生产要求不一致时，不能用勒夏特列原理解释，如工业合成氨条件的选择。

题组一　多角度、全方位突破化学平衡状态标志的判定

1．在一定温度下的定容容器中，当下列物理量不再发生变化时：

①混合气体的压强，②混合气体的密度，③混合气体的总物质的量，④混合气体的平均相对分子质量，⑤混合气体的颜色，⑥各反应物或生成物的浓度之比等于系数之比，⑦某种气体的百分含量

（1）能说明2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）达到平衡状态的是________。

（2）能说明I2（g）＋H2（g）2HI（g）达到平衡状态的是________。

（3）能说明2NO2（g）N2O4（g）达到平衡状态的是________。

（4）能说明C（s）＋CO2（g）2CO（g）达到平衡状态的是________。

（5）能说明A（s）＋2B（g）C（g）＋D（g）达到平衡状态的是________。

（6）能说明NH2COONH4（s）2NH3（g）＋CO2（g）达到平衡状态的是________。

（7）能说明5CO（g）＋I2O5（s）5CO2（g）＋I2（s）达到平衡状态的是________。

答案　

（1）①③④⑦　

（2）⑤⑦　（3）①③④⑤⑦　（4）①②③④⑦　（5）②④⑦　（6）①②③　（7）②④⑦

2．若上述题目改成一定温度下的恒压密闭容器，结果又如何？

答案　

（1）②③④⑦　

（2）⑤⑦　（3）②③④⑤⑦　（4）②③④⑦　（5）②④⑦　（6）②③　（7）②④⑦

3．汽车净化的主要原理为2NO（g）＋2CO（g）

2CO2（g）＋N2（g）　ΔH<

若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是________。

答案　bd

失误防范

化学平衡标志判断“三关注”

关注反应条件，是恒温恒容，恒温恒压，还是绝热恒容容器；

关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应；

关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。

题组二　化学平衡状态移动方向及