选修4化学反应速率与化学平衡知识点梳理.docx
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选修4化学反应速率与化学平衡知识点梳理
第二讲化学反应速率与化学平衡
考点一：
化学反应速率的相关计算
【知识梳理】
1.定义式：
[特别提醒]
（1）反应速率是，不是瞬时速率，且只能取正值不取负值；
（2）固体或纯液体的浓度为常数，用固态物质或纯液态物质表示该反应的反应速率。
2.三段式：
【基础练习】
1．甲、乙两个容器内都进行A→B的反应，甲容器内每分钟减少4molA，乙容器内每分钟减少2molA，则甲容器内的反应速率比乙容器内的反应速率（ ）
A．快B．慢C．相等D．无法判断
2．把2molA与2molB混合于2L的密闭容器中，使它们在某温度时发生如下反应；2A（g）+3B（g）=2C（g）+zD（g），2秒钟后A消耗了50%，并测得v（D）=mol·L-1·s-1，则下面推断正确的是（）
A．v（C）=v（D）=mol·L-1·s-1B．z=3
C．有lmolB在反应中消耗D．C的体积分数为50％
3．在可逆反应2A（g）+3B（g）
xC（g）+D（g）中，已知：
反应开始加入的物质只有A、B，起始浓度A为5mol·L-1，B为3mol·L-1，前2minC的平均反应速率为mol·L-1·min-1，2min后测得D的浓度为mol·L-1，则关于此反应的下列说法中正确的是（）
A．2min末时A和B的浓度之比为5∶3B．x=1
C．2min末时B的浓度为mol·L-1D．2min末时A的消耗浓度为mol·L-1
【能力提升】
1．已知分解1molH2O2放出热量98kJ，在含少量I－的溶液中，H2O2的分解机理为：
H2O2＋I－→H2O＋IO－ 慢 ；H2O2＋IO－→H2O＋O2＋I－ 快
下列有关反应的说法正确的是（ ）
A．反应的速率与I－的浓度有关B．IO－也是该反应的催化剂
C．反应活化能等于98kJ·mol－1D．v（H2O2）=v（H2O）=v（O2）
2．在一定温度下，10mLLH2O2发生催化分解。
不同时刻测定生成O2的体积（已折算为标准状况）如下表：
t/min
0
2
4
6
8
10
V（O2）/mL
下列叙述不正确的是（溶液体积变化忽略不计）（）
A．0~6min的平均反应速率：
v（H2O2）≈×10-2mol/（L·min）
B．6~10min的平均反应速率：
v（H2O2）<×10-2mol/（L·min）
C．反应至6min时，c（H2O2）=LD．反应至6min时，H2O2分解了50%
考点二：
化学反应速率
1.影响化学反应速率的因素
【知识梳理】
【基础练习】
1．下列说法正确的是（ ）
A．Fe和Mg与mol·L-1的盐酸反应，反应速率相同
B．mol·L-1的盐酸与mol·L-1H2SO4分别与大小、形状相同的大理石反应，反应速率相同
C．催化剂能降低分子活化时所需能量，使单位体积内活化分子百分数大大增加
D．100mL2mol·L-1的盐酸与锌片反应，加入适量的NaCl溶液，反应速率不变
2．对于密闭容器中进行的反应：
N2+O2=2NO，下列条件中哪些能加快该反应速率（）
A．缩小体积使压强增大B．体积不变充入N2使压强增大
C．体积不变充入He气使压强增大D．减小压强使体积增大
3．10℃时某化学反应速率为mol·L-1·s-1，若温度每升高10℃反应速率增加到原来的2倍，为了把该反应速率提高到mol·L-1·s-1，需要在什么温度下进行（）
A．30℃B．40℃C．50℃D．60℃
4．100mL6mol/LH2SO4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．醋酸钠（s）C．硫酸钠（aq）D．硫酸氢钾（s）
5．下列因素不能使反应Fe+2HCl=FeCl2+H2↑速率加快的是（）
A．加热B．将铁片改为铁粉C．通入HCl气体
D．少许CuSO4粉末E．将稀盐酸改为浓硫酸
2.化学反应速率相关实验的设计
【知识梳理】实验设计思路：
确定变量→找出某种易于测量的物理量→控制其他变量
[典例分析]某小组拟在同浓度Fe3+的催化下，探究H2O2浓度对H2O2分解反应速率的影响。
限选试剂与仪器：
30%H2O2、∙L-1Fe2（SO4）3、蒸馏水、锥形瓶、双孔塞、水槽、胶管、玻璃导管、量筒、秒表、恒温水浴槽、注射器。
（1）写出本实验H2O2分解反应方程式并标明电子转移的方向和数目：
____________________________________________________
（2）设计实验方案：
在不同H2O2浓度下，测定_________________________________________________________
（要求所测得的数据能直接体现反应速率大小）
（3）设计实验装置，完成右图的装置示意图
（4）参照下表格式，拟定实验表格，完整体现实验方案（列出所选试剂体积、需记录的待测物理量和所拟定的数据；数据用字母表示）
考点三：
可逆反应达到化学平衡状态的判断
【知识梳理】[精髓：
变到不变（√）；不变到不变（×）]
举例反应
mA（g）+nB（g）
pC（g）+qD（g）
混合物体系中各成分的含量
①各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定
②各物质的质量或各物质的质量分数一定
③各气体的体积或体积分数一定
④总压强、总体积、总物质的量一定
正、逆反应速率的关系
①在单位时间内消耗了mmolA同时生成mmolA
②在单位时间内消耗了nmolB同时生成pmolC
③v（A）：
v（B）：
v（C）：
v（D）=m：
n：
p：
q
④在单位时间内生成了nmolB，同时消耗qmolD
压强
①m+n≠p+q时，总压力一定（其他条件一定）
②m+n=p+q时，总压力一定（其他条件一定）
混合气体的平均分子量
①
一定，且m+n≠p+q
②
一定，且m+n=p+q
温度
体系的温度一定（其他条件不变）
体系的密度
密度一定
体系颜色
颜色不再变化
【基础练习】
1．恒容下，当下列物理量不再发生变化时，表明反应A2（g）＋B2（g）2AB（g），已达到平衡状态的是（）
A．混合气体的质量B．混合气体的物质的量C．混合气体的压强D．各物质的浓度
2．恒容下，当压强不变时，能说明下列反应达到平衡状态的是（）
A．A（g）+B（g）2C（g）B．A（g）+B（g）3C（g）
C．A（s）+B（g）2C（g）D．A（s）+B（s）2C（s）
3．恒容下，当混合气体密度不变时，能说明下列反应达到平衡状态的是（）
A．A（g）+B（g）2C（g）B．A（g）+B（g）3C（g）
C．A（s）+B（g）2C（g）D．A（s）+B（s）2C（g）
4．恒容下，当混合气体平均摩尔质量不变时，能说明下列反应达到平衡状态的是（）
A．A（g）+B（g）2C（g）B．A（g）+B（g）3C（g）
C．A（s）+2B（g）2C（g）D．A（s）+B（s）2C（g）
5．下列哪种说法可以证明反应N2＋3H2
2NH3达到平衡状态（）
A．1个N
N键断裂的同时，有3个H—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
6．能说明反应I2（g）+H2（g）2HI（g）已达平衡状态的是（）
A．混合气体的颜色不变B．反应体系的温度不变C．H2的浓度保持不变
D．I2、H2、HI的浓度相等E．I2、H2、HI的浓度之比为1:
1:
2F．H2、I2的消耗速率相等
[注意]涉及速率问题第一步看涉及方向是否相反
【能力提升】
1．恒容下，能说明下列反应达到平衡状态的是（）
CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）
A．每消耗1molCO2的同时生成1molCH3OHB．CO2、H2、CH3OH、H2O的物质的量比为1:
3:
1:
1
C．容器中气体的压强不再改变D．容器中气体的密度不再改变
2．一定条件下，在密闭恒容的容器中，发生反应：
3SiCl4（g）+2N2（g）+6H2（g）Si3N4（s）+12HCl（g）△H<0，能表示该反应达到平衡状态的是（）
A．3v逆（N2）=v正（H2）B．v正（HCl）=4v正（SiCl4）
C．混合气体密度保持不变D．c（N2）:
c（H2）:
c（HCl）=1:
3:
6
3．在一定温度下向aL密闭容器中加入1molNO2（g）发生2NO2（g）N2O4（g），此反应达到平衡的标志的是（）
A．v正（NO2）=v逆（N2O4）B．容器的总压强不再随时间而变化
C．容器中气体的颜色不再变化D．NO2、N2O4的分子数之比之为2:
1
E．单位时间内生成1molN2O4的同时生成2molNO2
F．混合气体的密度不再随时间而变化G．NO2的浓度不再随时间而变化
4．下列方法中可以证明A（s）+2B2（g）2C2（g）+D2（g）已经达到平衡状态的是
（1）单位时间内生成了2molC2的同时也生成了1molA
（2）一个B—B键的断裂的同时有一个C—C键的生成
（3）反应速率v（B2）=v（C2）=1/2v（D2）
（4）C（B2）：
C（C2）：
C（D2）=2：
2：
1
（5）温度、体积一定时，B2、C2、D2的浓度不再变化
（6）温度、体积一定时，容器内的压强不再变化
（7）温度、体积一定时，混合气体的密度不再变化
（8）百分组成B2%=C2%=D2%
考点四：
平衡移动
【知识梳理】1.外界条件对平衡移动的影响：
条件改变
平衡移动方向
增大反应物浓度
增大生成物浓度
升高温度
增大压强
总结：
平衡移动原理（勒夏特列原理）
如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强和温度等），平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。
★应用勒夏特列原理的注意事项：
①勒夏特列原理适用于一切动态平衡；
②是否真的改变了影响化学平衡的条件
例如：
（a）改变化学平衡中固体或纯液体的量时，并未改变影响化学平衡的条件；
（b）即使是有气体存在的化学平衡体系中，恒温恒容充入惰性气体，也未改变影响化学平衡的条件。
③可逆反应是否存在能够减弱某项条件改变的方向。
例如：
aA（g）+bB（g）
cC（g）+dD（g）（a+b=c+d）型的可逆反应，它无气体体积扩大或缩小的方向，即使是改变压强，化学平衡也不移动
“平衡将向着减弱这种改变的方向移动”，这里的“减弱”不等于消除
2.平衡移动就是一个“平衡状态→不平衡状态→新的平衡状态”的过程，一定条件下的平衡体系，条件改变后，可能发生平衡移动，可总结如下：
【基础练习】
1．对于任何一个化学平衡体系，采取以下措施，一定会使平衡发生移动的是（ ）
A．加入一种反应物B．增大体系的压强C．升高温度D．使用催化剂
2．下图是恒温条件下某化学反应的反应速率随反应时间变化的示意图。
下列叙述与示意图不相符合的是（ ）
A．反应达到平衡时，正反应速率和逆反应速率相等
B．该反应达到平衡状态Ⅰ后，增大反应物浓度，平衡发生移动，达到平衡状态Ⅱ
C．该反应达到平衡状态Ⅰ后，减小反应物浓度，平衡发生移动，达到平衡状态Ⅱ
D．同一种反应物在平衡状态Ⅰ和平衡状态Ⅱ时浓度不相等
3．下列事实能用勒夏特列原理解释的是（ ）
A．加入催化剂有利于合成氨的反应
B．由H2（g）、I2（g）和HI（g）组成的平衡体系加压后颜色变深
C．500℃时比室温更有利于合成氨的反应D．将混合气体中的氨液化有利于合成氨反应
4．体积一定的恒温密闭容器中加入等物质的量的X、Y，进行如下可逆反应：
X（g）＋Y（g）
Z（g）＋W（s） ΔH＞0，下列叙述正确的是（ ）
A．若继续充入X，平衡向正反应方向移动，Y的转化率增大
B．若继续充入Z，平衡逆向移动，Z的体积分数减小
C．若移走部分W，平衡正向
移动D．平衡后移走X，上述反应的ΔH减小
5．在容积不变的密闭容器中存在如下反应：
2SO2（g）＋O2（g）
2SO3（g） ΔH＜0，某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是（ ）
A．图Ⅰ表示的是t1时刻增大O2的浓度对反应速率的影响
B．图Ⅱ表示的是t1时刻加入催化剂对反应速率的影响
C．图Ⅲ表示的是催化剂对平衡的影响，且甲的催化剂效率比乙高
D．图Ⅲ表示的是压强对化学平衡的影响
，且乙的压强较高
6．在密闭容器中进行如下反应：
CO2（g）＋C（s）
2CO（g） ΔH＞0，达到平衡后，若改变下列条件，则指定物质的浓度及平衡如何变化。
（1）增加C，平衡___________，c（CO2）___________
（2）缩小反应容器的容积，保持温度不变，则平衡_______________，c（CO2）___________
（3）保持反应容器的容积和温度不变，通入N2，则平衡___________，c（CO2）___________
7．氮及其化合物与人类各方面有着密切的联系。
Ⅰ．现有一支15mL的试管，充满NO倒置于水槽中，向试管中缓缓通入一定量氧气，当试管内液面稳定时，剩余气体3mL，则通入氧气的体积可能为 mL
Ⅱ．目前，消除氮氧化物污染有多种方法：
（1）用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。
已知：
①CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-574kJ/mol
②CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-1160kJ/mol
③H2O（g）=H2O（l） △H=-44kJ/mol
写出CH4（g）与NO2（g）反应生成N2（g） 、CO2（g）和H2O（l）的热化学方程式
（2）用活性炭还原法处理氮氧化物，有关反应为：
某研究小组向恒容密闭容器加入一定量的活性炭和NO，恒温（T0C）条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：
NO
N2
CO2
0
0
0
10
20
30
40
50
①不能作为判断反应达到化学平衡状态的依据是_______________
A．容器内CO2的浓度保持不变B．2v正（N2）=v正（NO）C．容器内压强保持不变
D．混合气体的密度保持不变E．混合气体的平均相对分子质量保持不变
②前20分钟内，平均反应速率v（NO）=
在30 min时，改变某一条件反应重新达到平衡，则改变的条件是
（3）科学家正在研究利用催化技术将超音速飞机尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，其反应为：
研究表明：
在使用等质量催化剂时，增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率。
为了分别验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下表中。
实验编号
T（0C）
NO初始浓度（mol/L）
CO初始浓度（mol/L）
催化剂的比表面积（m2/g）
Ⅰ
280
×10-3
×10-3
82
Ⅱ
a
b
c
124
Ⅲ
350
d
e
124
上表中：
a=___________，b=____________，e=____________
【能力提升】
1．某温度下，反应H2（g）＋I2（g）
2HI（g） ΔH<0，在带有活塞的密闭容器中达到平衡，下列说法中正确的是（ ）
A．容器体积不变，升温正反应速率减小
B．温度、压强均不变，充入HI气体，开始时正反应速率增大
C．温度不变，压缩气体的体积，平衡不移动，颜色加深
D．容器体积、温度不变，充入氦气后，正反应速率将增大
2．如图所示，三个烧瓶中分别充满NO2气体并分别放置在盛有下列物质的烧杯（烧杯内有水）中：
在
（1）中加入CaO，在
（2）中不加其他任何物质，在（3）中加入NH4Cl晶体，发现
（1）中红棕色变深，（3）中红棕色变浅，下列叙述正确的是（ ）
A．2NO2
N2O4是放热反应B．NH4Cl溶于水时放出热量
C．烧瓶
（1）中平衡混合气的平均相对分子质量增大D．烧瓶（3）中气体的压强增大
3．某温度下，密闭容器中发生反应aX（g）
bY（g）＋
cZ（g），达到平衡后，保持温度不变，将容器的容积压缩到原来容积的一半，当达到新平衡时，物质Y和Z的浓度均是原来的倍。
则下列叙述正确的是（ ）
A．可逆反应的化学方程式的化学计量数：
a＞b＋c
B．压缩容器的容积时，v（正）增大，v（逆）减小
C．达到新平衡时，物质X的转化率减小
D．达至新平衡时，混合物中Z的质量分数增大
4．可逆反应A＋aB
C＋2D（a为化学计量数），已知B、C、D为气态物质。
反应过程中，当其他条件不变时，C的百分含量（C%）与温度（T）和压强（p）的关系如图所示。
下列说法不正确的是（）
A．T2＞T1，p2＞p1B．该反应为放热反应
C．若a=2，则A为液态或固态物质D．增加B的物质的量，该反应的H增大
5．在恒容密闭容器中通入X并发生反应：
2X（g）
Y（g），温度T1、T2下X的物质的量浓度c（x）随时间t变化的曲线如图所示，下列叙述正确的是（）
A．该反应进行到M点放出的热量大于进行到W点放出的热量
B．T2下，在0～t1时间内，v（Y）=（a-b）/t1mol/（L·min）
C．M点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆
D．M点时再加入一定量的X，平衡后X的转化率减小
6．在体积恒定的密闭容器中，一定量的SO2与在催化剂作用下加热到600℃发生反应：
2SO2+O2
2SO3，ΔH<0。
当气体的物质的量减少时反应达到平衡，在相同温度下测得气体压强为反应前的%。
下列有关叙述正确的是（）
A．当SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等时反应达到平衡
B．降低温度，正反应速率减小程度比逆反应速率减小程度大
C．将平衡混合气体通入过量BaCl2溶液中，得到沉淀的质量为
D．达到平衡时，SO2的转化率为90%
7．在体积固定为2L的密闭容器中，A、B、C、D四种气体的物质的量n（mol）随时间t（min）的变化情况如图所示，下列有关说法不正确的是（ ）
A．该反应的化学方程式为4A+5B⇌6C+4D
B．前2 min用B表示的反应速率约为 mol/（L·s）
C．2 min时，外界条件的改变可能是升高温度或加入了催化剂
D．该反应为放热反应
8．在密闭容器中进行反应CH4（g）+H2O（g）⇌CO（g）+3H2（g）△H＞0，测得c（CH4）随反应时间（t）的变化如图所示．下列判断正确的是（）
A．10 min时，改变的外界条件可能是减小压强
B．0～5 min内，v（H2）= mol/（L•min）
C．恒温下，缩小容器体积，平衡后c（H2）减小
D．12 min时，反应达平衡，气体的平均摩尔质量不再变化
9．碘在科研与生活中有重要作用，某兴趣小组用mol•L﹣1KI、%淀粉溶液、mol•L﹣1K2S2O8、mol•L﹣1Na2S2O3等试剂，探究反应条件对化学反应速率的影响。
10．已知：
S2O82-+2I-=2SO42-+I2（慢） ； I2+2S2O32-=2I-+S4O62-（快）
（1）向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液，当溶液中的 耗尽后，溶液颜色将由无色变为蓝色，为确保能观察到蓝色，S2O32-与S2O82-初始的物质的量需满足的关系为：
n（S2O32-）：
n（S2O82-）
（2）为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下表：
实验序号
体积V/mL
K2S2O8溶液
水
KI溶液
Na2S2O3溶液
淀粉溶液
①
②
③
Vx
表中Vx= mL，理由是
（3）已知某条件下，浓度c（S2O82-）～反应时间t的变化曲线如图，若保持其它条件不变，请在坐标图中，分别画出降低反应温度和加入催化剂时c（S2O82-）～反应时间t的变化曲线示意图（进行相应的标注）。
（4）碘也可用作心脏起捕器电源﹣锂碘电池的材料，该电池反应为：
2Li（s）+I2（s）=2LiI（s）△H
已知：
4Li（s）+O2（g）=2Li2O（s）△H1；4LiI（s）+O2（g）=2I2（s）+2Li2O（s）△H2
则电池反应的△H= ；碘电极作为该电池的 极。
10．化合物I（C11H12O3）是制备液晶材料的中间体之一，其分子中含有醛基和酯基。
I可以用E和H在一定条件下合成：
已知以下信息：
①A的核磁共振氢谱表明其只有一种化学环境的氢；
②R—CH＝CH2
R—CH2CH2OH；③化合物F苯环上的一氯代物只有两种；
④通常在同一个碳原子上连有两个羟基不稳定，易脱水形成羰基。
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