高中化学难点剖疑问答5化学反应的速率和限度问答剖疑新人教版必修2.docx
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高中化学难点剖疑问答5化学反应的速率和限度问答剖疑新人教版必修2
问答5化学反应的速率和限度问答剖疑
【难点问答】
1.如何正确理解化学反应速率？
【答案】化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量，对于同一反应，用不同的物质来表示反应速率，其比值一定等于化学方程式中相应的化学计量数之比。
一个确定的化学反应涉及反应物、生成物等多种物质，因而定量表示一个化学反应的反应速率时，必须指明是用哪一种反应物或哪一种生成物来表示。
无论是用某一反应物表示还是用某一生成物表示，其化学反应速率都取正值，而且是某一段时间内的平均速率，不是某一时刻的瞬时速率。
在一定温度下，对于固体和纯液体物质来说，其单位体积里的物质的量不会改变，即它们的物质的量浓度为常数，故一般不用固体或纯液体物质来表示反应速率。
计算反应速率时，若给出的是物质的量的变化值，不要忘记转化为物质的量浓度的变化值。
2．某一化学反应在第5s时的反应速率是0.2mol·L－1·s－1的说法正确吗？
【答案】不正确。
通常所说的化学反应速率是指一定时间段内的平均反应速率，而不是某一时刻的瞬时速率。
3．一个化学反应的速率可以用任何一种反应物或生成物来表示吗？
【答案】由于Δc表示的是物质的物质的量浓度的变化，而固态物质和纯液态物质的浓度在一定温度下是常数，所以这种表示化学反应速率的方法不适合固态物质和纯液态物质。
4．一定温度下，向2L的密闭容器中加入2molN2，6molH2，反应2min后，测得容器中NH3的物质的量为0.8mol。
用N2、H2和NH3表示的化学反应速率的数值是否相等？
其数值大小有何关系？
【答案】依据三段式计算得v（N2）＝
＝0.1mol·L－1·min－1、v（H2）＝
＝0.3mol·L－1·min－1、v（NH3）＝
＝0.2mol·L－1·min－1，由计算结果可知三者速率不相等，速率之比为v（N2）∶v（H2）∶v（NH3）＝0.1∶0.3∶0.2＝1∶3∶2，符合速率之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。
5.如何比较反应速率的大小？
【答案】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，换算成同一物质、同一单位表示,再比较数值大小。
或比较化学反应速率与化学计量数的比值，如反应aA+bB
cC,要比较v（A）与v（B）的相对大小,即比较
与
的相对大小,若
>
则用v（A）表示的反应速率比用v（B）表示的反应速率大。
6.影响化学反应速率的因素有哪些？
【答案】物质之间能否发生化学反应以及可能发生的化学反应的快慢是由物质本身的性质决定的，反应物的化学性质越活泼，化学反应速率越快；反之，化学反应速率越慢。
升高温度，无论对于吸热反应还是放热反应，都能加快化学反应速率。
催化剂分为正催化剂和负催化剂，正催化剂可以加快化学反应速率，负催化剂可以减慢化学反应速率。
除温度和催化剂外，还有反应物浓度、反应物的状态、固体表面积、压强、溶剂、光照等许多因素。
7.增加任何一种反应物的用量，化学反应速率一定加快吗？
【答案】不一定。
对于纯液体或固体反应物，改变它们的用量不影响化学反应速率。
8．对气体参与的反应压强变化对化学反应速率产生影响的原因是什么？
【答案】压强变化通常是改变容器的体积，使气体物质的浓度发生改变，从而影响化学反应速率。
9．催化剂对化学反应速率产生影响的特点有哪些？
【答案】催化剂对化学反应速率产生影响的特点：
一般能加快化学反应速率；催化性能受温度影响较大；催化性能具有专一性。
11.若是气体之间的反应,增大压强（如缩小容器的体积）,化学反应速率会加快的原因是什么?
结合浓度对反应速率的影响分析。
【答案】增大气体的压强,相当于增大气体反应物的浓度,故反应速率增大。
12.锌片与稀硫酸反应时:
①增大稀硫酸的体积;②增加锌的质量;③将锌片换成锌粉,反应速率分别如何变化?
【答案】①不变;②不变;③增大。
13.合成氨的反应为N2（g）+3H2（g）
2NH3（g）,保持其他条件不变,恒容条件下,充入惰性气体,反应速率如何变化?
若在恒压条件下充入惰性气体,反应速率又如何变化?
【答案】恒容时，充入非反应惰性气体→压强增大，但各物质浓度不变→反应速率不变。
恒压时，充入非反应惰性气体→压强不变→体积增大→各物质浓度减小→反应速率减慢。
14.如何分析影响反应速率的因素？
【答案】在内因不相同的情况下（即反应物不相同），只能根据反应事实及实验现象定性分析反应的快慢。
在内因相同的情况下（即反应物相同），可根据外界条件对反应速率的影响来定量判断反应速率的大小。
在分析外界条件对反应速率的影响时,一定要“定几议一”,外界条件对反应速率影响最大的一般是催化剂,其次是温度,然后是浓度和压强。
一般是开始时反应速率一般较快,原因是反应物浓度最大。
随后反应速率明显加快,可能的原因有反应放热温度升高、生成物中某些物质有催化作用等。
最后反应速率逐渐减慢,原因是反应物的浓度明显减小。
15．2H2＋O2
2H2O和2H2O
2H2↑＋O2↑是可逆反应吗？
【答案】不是，因为可逆反应必须是在同一条件下同时进行。
16．在一定条件下，将1molN2和3molH2置于密闭容器中充分反应，能否得到2molNH3?
【答案】不能，原因是N2与H2合成氨的反应属于可逆反应，反应物转化率达不到100%。
17．化学平衡状态的建立过程
【答案】可逆反应开始时v正最大，v逆为0，随着时间延长，v正减小，v逆增大，进行到一定程度，v正＝v逆≠0，对任何一种物质，其消耗的速率等于其生成的速率，此时各种物质浓度不再发生变化从而达到化学平衡状态。
如图所示。
18.可逆反应达到平衡后，反应是否停止了？
【答案】在一定条件下可逆反应进行到一定程度时，反应物和生成物的浓度不再随时间的延长而发生变化，正反应速率和逆反应速率相等，这种状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。
当可逆反应达到化学平衡时，正、逆反应仍在继续进行，反应并没有停止，只是正反应速率等于逆反应速率，单位时间内平衡混合体系中的各物质消耗了多少，同时又会生成多少，各物质的物质的量不变，从外观上看反应好像是停止了，实际上反应处于动态平衡状态，没有停止。
19.化学平衡状态具有哪些特征？
【答案】化学平衡状态是可逆反应达到的一种特殊状态，是在给定条件下所能达到的最大程度，任何可逆反应在给定条件下的进行程度都有一定的限度。
化学平衡状态具有一下特征：
“逆”：
化学平衡研究的对象是可逆反应；“动”：
达平衡状态时，可逆反应并未停止，因此化学平衡是动态平衡；“等”：
平衡状态时，正、逆反应的速率相等；“定”：
平衡时，反应体系中各成分的含量（浓度或物质的量分数或气体的体积分数）保持恒定；“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。
20.化学平衡状态的直接标志是什么？
【答案】反应达到平衡状态的标志有两个：
一是正、逆反应速率相等，反应速率必须是一正，一逆，不能都是v（正）或都是v（逆），“相等”是指用物质表示的速率之比等于它们在方程式中对应的系数之比；二是各物质的质量、浓度、物质的量分数等均恒定不变，“浓度保持不变”不是“浓度相等”，不是“等于化学计量数之比。
21．化学平衡状态的间接标志是什么？
使用时应注意什么？
【答案】对化学平衡状态的判断，从不同的角度出发可以得到多种判断依据，如物质的量、浓度、压强、体积分数、温度、密度、
、颜色等，但最终都体现v（正）＝v（逆），各组分浓度保持不变。
某一物理量在从开始到平衡的过程是“变化”的，而达平衡后则“不变”，则此物理量是判断平衡状态的标志。
化学平衡状态的间接标志是反应体系中总压强、平均相对分子质量、温度、密度、颜色等不随时间发生改变，判断时要注意反应特点和容器的体积变化问题。
反应体系中的总压强不随时间的改变而变化适用于反应前后气体体积不等的反应；对于反应混合物中存在有颜色变化的物质的可逆反应，若体系中颜色不再改变，则反应达到平衡状态；全是气体参加的反应前后化学计量数改变的可逆反应，平均相对分子质量保持不变；对同一物质而言，断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等。
22.如何解答有关化学平衡计算题？
【答案】解答有关化学平衡的计算题时，一般需要写出化学方程式，列出起始量、变化量及平衡量，再根据题设其他条件和定律列方程求解。
如：
mA（g）＋nB（g）
pC（g）＋qD（g）
起始/molab00
转化/molmxnxpxqx
平衡/mola－mxb－nxpxqx
反应物A的转化率＝
×100%（计算式中A的量可以指反应物的物质的量、质量、浓度、体积等）；A的体积分数＝
×100%。
计算时注意转化量与化学方程式中各物质的化学计量数成比例；a、b可指物质的量、浓度、体积等；对反应物：
平衡时的量＝起始的量－转化的量，对生成物：
平衡时的量＝起始的量＋转化的量。
23．化学反应条件的控制目的是什么？
【答案】促进有利的化学反应，抑制有害的化学反应。
反应条件的控制的基本措施是改变反应体系的温度、物质的浓度、气体的压强、固体的表面积以及催化剂的合理使用等改变化学反应速率；改变可逆反应体系的温度、物质的浓度、气体的压强等改变可逆反应进行的限度。
24．如何提高煤的燃烧效率？
【答案】煤燃烧时，将煤块粉碎成煤粉目的是增大与空气中O2的接触面积，煤粉燃烧更充分，反应速率快；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。
选择保温隔热且耐热的炉（灶）膛材料防止热量散失。
将燃烧后的废气通过热交换装置，供其他方面使用充分利用煤燃烧后的废气中的热量。
【考点练习】
1.将4molA和2molB在2L的密闭容器中混合，并在一定条件下发生如下反应：
2A（s）＋B（g）
2C（g），反应2s后测得C的浓度为0.6mol·L－1。
下列说法正确的是（ ）
A．用物质A表示2s内的平均反应速率为0.3mol·L－1·s－1
B．用物质B表示2s内的平均反应速率为0.6mol·L－1·s－1
C．2s时v（C）＝0.3mol·L－1·s－1
D．2s时物质B的浓度为0.7mol·L－1
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）＝0.6mol·L－1·min－1；②v（B）＝0.45mol·L－1·min－1；③v（C）＝0.015mol·L－1·min－1；④v（D）＝0.45mol·L－1·min－1，则此反应在不同条件下进行最快的是（ ）
A．②③B．①③C．②④D．②
3.下列各组反应（表中物质均为反应物），在反应刚开始时，放出H2的速率最大的是（ ）
金属（粉末状）/mol
酸的浓度及体积
反应温度/℃
A
Mg∶0.1
6mol·L－1硝酸10mL
60
B
Mg∶0.1
3mol·L－1盐酸10mL
60
C
Fe∶0.1
3mol·L－1盐酸10mL
60
D
Mg∶0.1
3mol·L－1硫酸10mL
60
4．一定温度下，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下图所示。
下列描述正确的是（ ）
A．反应开始到10s，用Z表示的反应速率为0.158mol·L－1·s－1
B．反应开始到10s，X的物质的量浓度减少了0.79mol·L－1
C．反应开始到10s时，Y转化了79.0%
D．反应的化学方程式为X（g）＋Y（g）
Z（g）
5.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nmolO2的同时生成2nmolNO2②单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO③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．①④⑥⑦B．②③⑤⑦C．①③④⑤D．全部
6．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0.2mol·L－1、0.1mol·L－1、0.2mol·L－1，当反应达到平衡时，可能存在的数据是（ ）
A．SO2为0.4mol·L－1，O2为0.2mol·L－1B．SO2为0.25mol·L－1
C．SO2、SO3均为0.15mol·L－1D．SO3为0.4mol·L－1
7．一定条件下，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0.1mol·L－1、0.3mol·L－1和0.08mol·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2∶3③X和Y的转化率不相等 ④c1的取值范围为0＜c1＜0.14mol·L－1
A．①②B．③④C．①④D．②③
8．反应C（s）＋H2O（g）
CO（g）＋H2（g）在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是（ ）
①增加C的量 ②将容器的体积减小一半 ③保持体积不变，充入氮气使体系的压强增大 ④保持压强不变，充入氮气使体系的体积增大
A．①②B．②③C．①③D．③④
9．下列反应条件的控制中不恰当的是（ ）
A．为防止铁生锈，在其表面涂一层防锈油漆
B．为防止火灾，在面粉厂、加油站等场所要严禁烟火
C．为加快KClO3的分解速率，加入MnO2
D．为加快H2O2的分解速率，把反应容器放到冷水中冷却
10．在可逆反应CO（g）＋H2O（g）
CO2（g）＋H2（g）（正反应为放热反应）中，改变下列条件，不能使v正增大的是（ ）
A．升高温度B．降低温度C．使用催化剂D．增大CO浓度
11．在一定温度下，某容积固定的密闭容器中，建立下列化学平衡：
C（s）＋H2O（g）
CO（g）＋H2（g）。
下列叙述中不能说明上述可逆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nmolCO的同时生成nmolH2D．1molH—H键断裂的同时断裂2molH—O键
12．一定条件下，可逆反应2A
B＋3C，在下列四种状态中，处于平衡状态的是（ ）
选项
正反应速率
逆反应速率
A
vA＝2mol·L－1·min－1
vB＝2mol·L－1·min－1
B
vA＝2mol·L－1·min－1
vC＝2mol·L－1·min－1
C
vA＝1mol·L－1·min－1
vB＝2mol·L－1·min－1
D
vA＝1mol·L－1·min－1
vC＝1.5mol·L－1·min－1
13．一定条件下，在体积为10L的固定容器中发生反应：
N2（g）＋3H2（g）
2NH3（g） ΔH＜0，反应过程如图：
下列说法正确的是（ ）
A．t1min时正、逆反应速率相等
B．X曲线表示NH3的物质的量随时间变化的关系
C．0～8min，H2的平均反应速率v（H2）＝0.75mol·L－1·min－1
D．10～12min，N2的平均反应速率v（N2）＝0.25mol·L－1·min－1
14．下列描述的化学反应状态，不一定是平衡状态的是（ ）
A．H2（g）＋Br2（g）
2HBr（g）恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变
B．2NO2（g）
N2O4（g）恒温、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变
C．CaCO3（s）
CO2（g）＋CaO（s）
恒温、恒容下，反应体系中气体的密度保持不变
D．3H2（g）＋N2（g）
2NH3（g）反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3∶1
15．在密闭容器中进行反应：
X2（g）＋3Y2（g）
2Z（g），其中X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1mol·L－1、0.3mol·L－1、0.2mol·L－1，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．c（Z）＝0.5mol·L－1B．c（Y2）＝0.5mol·L－1
C．c（X2）＝0.2mol·L－1D．c（Y2）＝0.6mol·L－1
16．
（1）某温度时，在2L容器中的X、Y、Z物质的量随时间的变化关系曲线如下图所示。
由图中的数据分析，该反应的化学方程式为_____________________。
反应开始至2min、5min时Z的平均反应速率为__________、________。
5min后Z的生成速率与6min末Z的生成速率相比较______________（填“大”“小”或“相等”）。
（2）向2L密闭容器中通入amol气体A和bmol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）＝
v（A），反应2min时，A的浓度减少了
，B的物质的量减少了
mol，有amolD生成。
反应2min内，v（A）＝______，v（B）＝______。
化学方程式中x＝________、y＝________、p＝________、q＝________。
17．现欲用纯净的锌粒与稀盐酸反应制取H2，请回答：
（1）实验过程如图所示，分析判断：
________段盐酸浓度变化最快，__________段消耗HCl的物质的量最多，________段化学反应速率最慢。
（2）为了降低上述化学反应的反应速率，欲向溶液中加入下列物质，可行的是____。
A．蒸馏水B．NaCl固体C．NaCl溶液D．浓盐酸
（3）除了上述方法外，还可以采取_________________等措施来降低化学反应速率。
（4）从反应速率的变化可以看出该反应过程中________（填“放出”或“吸收”）热量。
（5）实验室制取氢气时一般用粗锌替代纯锌和稀硫酸反应，这是利用________原理加快了氢气生成的速率。
18．在一体积为10L的密闭容器中，通入一定量的CO和H2O、850℃时发生反应：
CO（g）＋H2O（g）
CO2（g）＋H2（g）
（1）CO和H2O浓度变化如图，则0～4min的平均反应速率v（CO）＝________mol·L－1·min－1。
（2）如图中4～5min之间该反应____（填“是”或“否”）处于平衡状态，判断理由_________。
（3）判断该反应达到平衡的依据是______（填序号）。
A．CO减小的化学反应速率和CO2减小的化学反应速率相等
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、逆反应速率都为零
（4）一定条件下使绝热恒容密闭容器中反应达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如下所示。
由图可得出正确的结论是（ ）
A．反应在c点达到平衡状态
B．反应物浓度：
a点小于b点
C．反应物的总能量低于生成物的总能量
D．Δt1＝Δt2时，CO的转化率：
a～b段小于b～c段
19．在2L密闭容器中，800℃时反应2NO＋O2
2NO2体系中，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）如图表示各物质浓度的变化曲线，A点处，v（正）________v（逆），A点正反应速率____B点正反应速率。
（用“大于”“小于”或“等于”填空）
（2）图中表示O2变化的曲线是_____,用NO2表示从0～2s内该反应的平均速率v＝__________。
（3）能说明该反应已经达到平衡状态的是________。
A．容器内压强保持不变B．v（NO）＝2v（O2）C．容器内的密度保持不变D．v逆（NO2）＝2v正（O2）
（4）能使该反应的反应速率增大的是________。
A．适当升高温度B．及时分离出NO2气体C．增大O2的浓度D．选择高效的催化剂
20．
（1）在恒温条件下将一定量X和Y的混合气体通入容积为2L的密闭容器中，X和Y两物质的浓度随时间的变化情况如图1所示。
①该反应的化学方程式为（反应物或生成物用符号X、Y表示）：
____________________。
②a、b、c、d四个点中，表示化学反应处于平衡状态的点是________________。
（2）如图2所示是可逆反应X2＋3Y2
2Z的反应速率（v）与时间（t）的关系曲线，下列叙述正确的是_____________________________________________________________。
A．t1时，只有正方向反应在进行B．t2时，反应达到最大限度
C．t2～t3，反应不再进行D．t2～t3，各物质的浓度不再发生变化
（3）t℃时，将2molSO2和1molO2通入体积为2L的恒温恒容密闭容器中，发生如下反应：
2SO2＋O2
2SO3（g），2min时反应达到平衡，此时测得反应物O2还剩余0.8mol。
从反应开始到化学平衡，生成SO3的平均反应速率为________；平衡时SO2的转化率为____________。
若将物质的量之比为1∶1的SO2和O2混合气体通入一个恒温恒压的密闭容器中，反应达到平衡时，混合气体体积减少了20%。
SO2的转化率为_____________。
参考答案
2.【解析】化学反应速率之比等于化学反应方程式中的化学计量数之比，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）＝0.6mol·L－1·min－1；②中v（A）＝3v（B）＝0.45mol·L－1·min－1×3＝1.35mol·L－1·min－1；③中v（A）＝
v（C）＝
×0.015mol·L－1·min－1＝0.0225mol·L－1·min－1；④中v（A）＝
v（D）＝
×0.45mol·L－1·min－1＝0.675mol·L－1·min－1，所以在不同条件下，进行最快的是②，D项正确。
【答案】D
3.【解析】影响反应速率的内因是反应物本身的性质，外因是反应条件，C速率最小。
Mg与HNO3不会产生氢气，B、D只比较c（H＋）即可，而盐酸为一元强酸，硫酸为二元强酸，因此相同浓度的盐酸与硫酸中，硫酸的c（H＋）大于盐酸，D符合题意。
【答案】D
4.【解析】反应开始到10s，Z的物质的量增加1.58mol，用Z表示的反应速率为
＝0.079mol·L－1·s－1，A错误；由图可知，反应开始到10s，X的物质的量减少了1.20mol－0.41mol＝0.79mol，浓度减少0.79mol÷2L＝0.395mol·L－1，B错误；达平衡时消耗Y为1.00mol－0.21mol＝0.79mol,Y的转化率是79.0%，C正确；由图可知，X、Y、Z的物质的量的改变量分别是0.79mol、0.79
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