《化学反应原理》第二章化学反应速率和化学平衡 答案.docx
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《化学反应原理》第二章化学反应速率和化学平衡答案
第二章化学反应速率与化学平衡
第1课化学反应速率
〖例题1〗化学反应速率是用单位时间内某物质浓度的变化来表示，其中“单位时间”和“物质浓度的变化”两个因素必须同时考虑，缺一不可。
若忽略了“单位时间”只考虑氨气的物质的量的变化，会误选C，只考虑氨气的浓度的变化，会误选C。
若将反应速率误认为是以单位时间内物质的物质的量变化来表示，会误选A。
正确的计算是：
υ（
）＝
＝0.16mol／（L·S）
〖点评〗对化学公式、化学量的学习与掌握要注意其内涵与外延，注意单位的取用或限制。
概念题的计算就要依据公式全面分析，准确判断。
【例题2】解法一：
N2+3H2
2NH3
起始浓度（mol·L-1）250
2min后浓度（mol·L-1）1.84.40.4
变化浓度（mol·L-1）0.20.60.4
则υ（N2）=
=0.1mol／（L·min）
υ（H2）=
=0.3mol／（L·min）
υ（NH3）=
=0.2mol／（L·min）
方法二：
在求得υ（N2）=
=0.1mol／（L·min）
后利用υ（N2）∶υ（H2）∶υ（NH3）=1∶3∶2
则很易求得υ（H2）=0.3mol／（L·min），υ（NH3）=0.2mol／（L·min）
〖点评〗对此类题的解答要正确书写出化学方程式，找出始态和终态，依据化学计量数准确求出变化浓度，严格解题的规范，便能顺利求解。
〖例题3〗方法一：
由反应速率之比与物质的化学计量数之比，比较后作出判断．
由化学方程式A＋3B＝2C＋2D得．
υ（A）∶υ（B）＝1∶3，而υ（A）∶υ（B）＝0.15∶0.6＝1∶4，
故υ（B）＞υ（A），从而得②＞①．
υ（B）∶υ（c）＝3∶2，而υ（B）∶υ（C）＝0.6∶∶0.4＝3∶2，
故υ（B）＝υ（C），从而得③＝②．
υ（C）∶υ（D）＝2∶2＝1∶1，而υ（C）∶υ（D）＝0.4∶0.45，
故υ（D）＞υ（C），从而得④＞③．
故该反应进行的快慢顺序为：
④＞③＝②＞①．
方法二：
将不同物质表示的速率换算为用同一物质表示的速率，再比较速率数值的大小．若以物质A为标准，将其他物质表示的反应速率换算为用A物质表示的速率，则有：
υ（A）∶υ（B）＝1∶3，则②表示的υ（A）＝0.2mol/（L·s）
υ（A）：
υ（C）＝1∶2，则③表示的υ（A）＝0.2mol/（L·s）
υ（A）∶υ（D）＝1∶2，则④表示的υ（A）＝0.225mol/（L·s）
故反应进行的快慢顺序为④＞③＝②＞①．
〖点评〗一个确定的化学反应涉及反应物和生成物多种物质，在中学化学里，通常笼统地说化学反应速率快慢时，往往是对整体化学反应而言，定量地表示化学反应速率时，是对某种具体物质而言。
因此，要比较反应速率的大小，应该换算成用同一物质表示的该反应速率。
〖例题4〗
（1）在时间为3min时，X、Y、Z的物质的量分别为1.0、1.0、1.6，在时间为“0”时物质的量分别为0.4、1.2、2.0，故物质的量变化为：
X由0.4mol1.0mol，增加0.6mol。
Y由1.2mol1.0mol，减少0.2mol。
Z由2.0mol1.6mol，减少0.4mol。
转化的物质的量之比X∶Y∶Z=3∶1∶2
据转化的物质的量之比=化学方程式各物质的系数比，得到化学方程式为：
2Z＋Y
3X
（2）2min末，X的物质的量为0.8mol，增加的物质的量为0.8－0.4=0.4（mol），容积为3L的容器，则物质的量浓度为
mol·L-1，再除以时间，得X的反应速率为
×
=0.067[mol／（L·min）]
（3）图中X、Y、Z三条曲线均未通过原点可断定该反应是由正、逆反应同时开始反应的，则为答案。
〖点评〗本题为考查识图能力，化学反应速率的概念及简单计算；遇到图像题，一定要看清横、纵坐标，注意单位。
〖基础知识巩固〗1.C2.D3.B4.CD5.C6.A7.B8．
（1）A
（1）B9．C
10．
（1）均为0.05mol/（L·min）
（2）均为0.5mol/L（3）0.2mol/L
11．
（1）A、B；C
（2）3mol／（L·min），2mol／（L·min），3mol／（L·min），（3）3A+2B
3C
〖思维能力训练〗12．AD13．D14．D15．B16．
（1）KIO30.5
（2）①（3）SO32—
17实验用品：
锥形瓶、双孔塞、分液漏斗、直角导气管、50mL注射器、铁架台、秒表、锌粒、1mol·L－1的硫酸、4mol·L－1的硫酸。
实验步骤：
（1）取一套装置，加入40mL1mol·L－1的硫酸，测量收集10mLH2所用的时间；
（2）取另一套装置，加入40mL4mol·L－1的硫酸，测量收集10mLH2所用的时间。
实验现象：
锌跟硫酸反应产生气泡，收集10mLH2
（2）所用的时间比
（1）所用的时间短。
实验结果：
加入试剂
反应时间/min
反应速率/mol·L－1·min－1
1mol·L－1的硫酸
长
小
4mol·L－1的硫酸
短
大
实验结论：
4mol·L－1的硫酸与锌反应比1mol·L－1的硫酸与锌反应快。
注意事项：
①锌粒的颗粒（即表面积）大小基本相同；②40ml的硫酸溶液加入要迅速；③装置气密性要好，且计时要迅速准确。
问题思考：
锌跟硫酸反应的离子方程式为Zn+2H+=Zn2++H2↑，因此我们还可以利用相同质量的锌完全溶解所用时间的不同、硫酸浓度的变化等来测量化学反应速率。
第2课浓度、压强和温度对反应速率的影响
【问题1】影响化学反应速率的因素有内因和外因，内因主要是原子结构和分子结构；外因主要包括温度、固体的表面积、反应物的状态、溶液的浓度、催化剂等。
但影响化学反应速率的决定因素是内因。
【问题2】增大反应物的浓度，可以增大反应速率；减小反应物的浓度，可以减小反应速率。
其他条件不变时，活化分子的百分数是一定的，因此单位体积内活化分子的数目与单位体积内活化分子的总数成正比，也就是与反应物的浓度成正比。
【问题3】改变反应体系的压强只对有气体参加的反应；压强增大，化学反应速率增大，减小压强，化学反应速率减小。
压强对反应速率的影响，是通过改变物质的浓度来实现的。
改变压强，对那些体积不能发生改变的只有固体、液体参加，而无气体参加的反应是没有影响的。
原因是反应物的体积不变，反应物浓度也就不变，反应速率就不会改变。
【问题4】能改变化学反应速率的因素还有：
分子的能量（即活化分子的数量）、反应的活化能等。
改变温度是通过改变了分子的能量，改变了活化分子的百分数来改变化学反应速率的。
从物理学知识知：
升高温度可以提高物质、提高分子的能量，可以增大分子运动的速率，所以升高温度后，使分子获得了更高的能量，增大了活化分子的数量和比例，另一方面分子运动的加速、能量的升高也大大提高了有效碰撞的频率，反应速率也因此而加快。
增加
增加
不变
增加
加快
增加
增加
不变
增加
加快
不变
增加
增加
增加
加快
不变
增加
增加
增加
加快
★勤对比：
〖例题1〗A选项显然能使反应速率加快；B选项的实质是增大N2的浓度，所以也能使反应速率增大；C选项并没有改变反应物的浓度，故反应速率不变；D选项使反应速率减小。
[点评]压强对反应速率的影响，必然伴有反应容器体积的改变，归结到反应物浓度的改变，这是解题的关键。
〖例题2〗解答本题应综合分析影响反应速率的诸因素。
首先，应不考虑压强和催化剂的影响，然后应想到温度和浓度对反应速率的影响。
对于浓度的影响，显然能较好的解释t2――t3时间段内速率的变化，而不能解释t1--t2时间段内的变化；对于
t1――t2时间段只能考虑温度的变化，这里需深层次地挖掘出“反应是放热地，会使温度升高”这一隐含的信息。
答案为：
反应放热，使温度升高，反应速率增大盐酸浓度减小，反应速率减小。
〖点评〗本题中的曲线是速率—时间（v—t）曲线，这里的v是指对应每一时刻的瞬时速率，不同于第一节时计算的平均速率。
〖基础知识巩固〗1.BC2.B3.BC4.AB5.C
6.
（1）增大
（2）增大（3）减小（4）增大（5）不变（6）增大
7.
（1）υ（FeCl2）=0.25mol·L—1·min—1
（2）υ（HCl）=0.25mol·L—1·min—1
（3）前2min反应速率快因为刚开始盐酸浓度较大，同时将氯化亚铁的速率换算成盐酸的速率为0.5mol·L—1·min—1大于0.25mol·L—1·min—1
〖思维能力训练〗
8.
（1）υ（N2O5）=2.96×10—3mol·（L·s）—1υ（NO2）=5.92×10—3mol·（L·s）—1
υ（O2）=1.48×10—3mol·（L·s）—12∶4∶1
（2）0――500sυ（N2O5）=2.96×10—3mol·（L·s）—1
500s――1000sυ（N2O5）=2.08×10—3mol·（L·s）—1
1000s――1500sυ（N2O5）=1.46×10—3mol·（L·s）—1减慢
9.
（1）KClO3+6NaHSO3=3Na2SO4+2KCl+3H2SO4溶液中，c（H+）增大，化学反应速率加快
（2）H2SO4和NaHSO3之间反应使H+及HSO3—浓度减小，化学反应速率减慢
第3课催化剂对化学反应速率的影响
【问题1】催化剂是通过降低了反应的活化能来加快化学反应速率的。
因为催化剂不能增加反应物的分子总数，也不能增加反应物分子的能量，在此前提下能加快化学反应速率的唯一因素就是活化能。
〖例题1〗1。
缩小体积，会使浓度增大，压强增大，从而使反应速率增大
2。
体积不变，通入稀有气体He，虽然混合气体的总压强增大，但是反应物及产物的浓度没有变化，故反应速率不变
3。
保持压强不变，通入稀有气体He，由于体积增大，体系各物质浓度减少。
故反应速率降低
4。
通入少量H2，因体积不变，压强增大，从而使H２浓度增大，反应速率增大。
〖点评〗通入一定气体后反应速率的变化，关键是分析反应物的浓度是否发生了变化。
〖例题2〗增大反应物浓度或增大生成物浓度都将增大反应速率；温度、压强（对有气体参加的反应有影响）、催化剂的影响是广泛的，不论反应吸热、放热，温度升高都将增大反应速率（反应物能量升高、活化分子百分数升高）；不论气体体积增大还是缩小的反应，增大压强都将增大反应速率（反应物浓度增大、活化分子总数增大）；正催化剂将增大反应速率，负催化剂减小反应速率．因此选项A正确．
〖点评〗外界条件对反应速率的影响要把握具体的因素。
〖例题3〗1。
AB
图Ⅰ如果研究是不同催化剂对反应的影响,则应该只影响速率,不影响平衡,即图象中拐点的横坐标不同,但纵坐标应该相同,故A错误；图Ⅱ若研究的是压强对反应的影响，则应用的时间短的是高压，且高压时B的转化率应该大，故B也错误；图Ⅱ若研究的是温度对反应的影响，且甲的温度较高，则甲应先达到平衡，且甲的转化率低，故C正确；图Ⅲ中，甲乙达到平衡的时间不同，但平衡时混合气体的总压不变，不影响平衡，故D正确。
〖点评〗催化剂只能同等程度的改变化学反应速率，缩短达到平衡所需要的时间，但不能使平衡移动。
。
〖基础知识巩固〗1.C2.BC3.A4.B5.C6.B
7.锌和碘的反应需要较高的能量，故常温下锌粉碘粉混合没有明显现象。
水是该反应的催化剂，它大大降低了反应所需要的能量，增加了单位体积内反应物分子中活化分子所占的百分数，大幅度增加了锌和碘反应的速率，使反应剧烈进行。
由于该反应是放热反应，放出的热量使体系温度迅速升高，固态碘受热升华产生大量紫色气体
第4课化学平衡
【问题1】在一定温度下，当把蔗糖放入水中，存在着溶解和结晶两个相反的过程，当宏观上蔗糖在水中的质量不再变化时，在微观上溶解过程并没有停止，只不过是溶解和结晶的速率相等，使得蔗糖固体的质量不再改变。
在化学变化中，宏观现象是由微观变化引起的，所有微观变化的总效果表现为宏观上的现象，所以，有时不能只根据宏观上没有现象就认为没有变化，也可能是微观上有两个相反的变化，相互抵消后，在宏观上表现为没有明显现象。
所以，要对变化进行宏观为微观的共同分析才是全面的。
【问题2】不是所有的化学反应都能进行完全。
在一定温度和催化剂的作用下，正反应速率由大逐渐减小，逆反应速率由零逐渐增大，到某一时刻，正逆反应的速率相等，各物质的浓度不再发生变化，但是正逆反应都没有停止，只是速率相等而已。
反应的最终状态与蔗糖溶解的最终状态都是两个相反过程的速率相等，某些量不再发生变化，都是处于一个动态的平衡状态。
【问题3】化学平衡状态是指在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。
化学平衡的特征有：
（1）等：
达平衡状态时，正反应速率与逆反应速率相等，这是反应达到平衡状态的重要标志。
（2）定：
当一定条件下达到平衡状态后，在平衡体系的混合物中各组分的浓度保持不变。
这是判断体系是否处于平衡状态的重要依据。
（3）动：
动态平衡，是指达到化学平衡状态时反应并未终止，仍在进行，只不过是正反应与逆反应的速率相等而已。
（4）变：
化学平衡是一个动态的平衡，如果改变条件使得正逆反应速率步相等了，则平衡被破坏；即条件变，平衡变。
【问题4】根据化学平衡状态的特征，只要通过分析，能推导得到正逆反应速率相等这一本质特征或反应混合物中各组分的浓度保持不变，就可以判断可逆反应达到化学平衡状态。
【问题5】
（1）恒温恒容下体积不变的反应，体系的总物质的量或总压强始终不变不能作为达到平衡的标志；
（2）全是气体参加的体积不变的反应，体系的平均相对分子质量保持不变不能作为达到平衡的标志；
（3）全是气体参加的反应，恒容时密度始终不变不能作为达到平衡的标志。
〖例题1〗答案
（2）（6）（9）
（1）表示不同方向的反应，但不能证明υ（正）=υ（逆），不正确；
（2）表示υ（正）=υ（逆），正确；
（3）c（HI）=c（I2）不能说明反应已达平衡；
（4）速率之比不能说明反应已达平衡；
（5）平衡状态时物质的量浓度不是固定的比值；
（6）条件一定，物质的浓度不发生变化时，说明反应已达平衡；
（7）此反应中，反应前后气体体积不变，温度、体积不变时，压强不变不能说明反应已
达平衡状态；
（8）此反应中，反应前后气体的物质的量不变，质量一定时，平均相对分子质量不发生
变化不能说明反应已达平衡状态；
（9）混合气体的颜色不变，说明各物质的浓度不变，证明反应已达平衡状态；
（10）此反应中，反应前后气体的物质的量不变，温度和压强一定时，体积不变，密度
不变，不能说明反应已达平衡状态。
〖例题2〗本题考查对达到化学平衡的标志的理解。
一个可逆反应达到平衡状态时的最基本的标志是：
正、逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变或体积分数保持不变。
①中C生成的速率是正反应速率，C分解的速率是逆反应速率，两者相等说明正逆反应速率相等；②中生成A与生成B均为逆反应速率，没有表达出正逆反应速率的关系；③恰恰表示了当达到化学平衡状态时状况：
各组分的浓度不再变化。
④中A、B、C的分子数之比符合化学计量数之比，但此时正逆反应速率不一定相等，各组分的浓度也不一定保持不变，所以此时未必是化学平衡状态。
所以答案为C
〖点评〗这类题目要透过现象抓本质。
不论什么条件，只要能分析、推导出正、逆反应速
率相等，或反应混合物中各组分的浓度保持不变就能将问题迎刃而解，同时这也是近
年来的常考题型。
〖基础知识巩固〗1C2D3BD4B5A6.AB7.C8BC9C
10
（1）最大、最大、零、零
（2）减小、减小、增大、增大（3）不变、不变
〖思维能力训练〗11A12BC13A
第5课外界因素对化学平衡的影响勒夏特列原理
【问题1】是，不一定，因为当条件改变时，正逆反应速率随之改变，当正逆反应速率不相等时，平衡就被破坏，要发生移动
【问题2】发生了移动，从现象上进行判断，影响化学平衡状态的因素有浓度、温度、压强等条件。
【问题3】
（1）浓度：
其它条件不变时，增大反应物浓度，会加快化学反应速率，减小生成物浓度会减慢化学反应速率，但增大反应物浓度或减小生成物浓度都会使平衡向正反应方向移动。
改变物质浓度不包括固体和纯液体，即固体或纯液体物质的量的增加和减少，不影响浓度，从而不影响化学反应速率，也不影响化学平衡。
（2）温度：
在其它条件不变时，升高温度，正逆反应速率都加快，化学平衡向吸热反应方向移动；降低温度，正逆反应速率都减慢，平衡向放热反应方向移动。
（3）改变压强时，会改变气体物质的浓度，所以压强对速率和平衡的影响，可以用浓度对速率和平衡的影响来解释，其它条件不变时，增大压强，会使平衡向气体体积缩小的方向移动。
如果化学反应速率改变后，正逆反应速率部相等，则化学平衡发生移动。
如果正反应速率大于逆反应速率，则平衡向正反应方向移动；如果逆反应速率大于正反应速率，则平衡向逆反应方向移动。
【问题4】加入催化剂，将同等程度的改变正逆反应速率，化学平衡不移动，因为正逆反应速率仍然相等。
【问题5】如果改变影响平衡的一个条件，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
关于勒夏特列原理要注意对“减弱”二字的理解，减弱不仅指出了化学平衡移动的方向—向减弱改变的方向移动，同时也指出了移动的程度—只能减弱改变但不能抵消改变。
〖例题1〗对于正反应为放热、气体分子总数减小的可逆反应来说，降温、加压均能使平衡向正反应方向移动；分离出Z，就是减小生成物的浓度，平衡向正反应方向移动。
答案为C
〖点评〗本题全面考查了影响平衡的条件，所以正确理解勒夏特列原理中的“减弱”两字，是解决问题的关键。
所以对化学反应原理的学习要深入理解，既要掌握它的内涵也要掌握外延。
〖例题2〗本题要求增加合成氨反应中氢气的转化率，就是在不增加氢气的情况下，改变合成氨反应的其他条件，使更多的氢气转化为氨。
从化学平衡分析也就是向正反应方向移动。
先分析温度的影响，合成氨是放热反应，从理论上分析应采用尽可能低的温度，选项A、C中升高温度是错误的。
合成氨反应前后都是气体物质，反应前气体体积比反应后气体体积更大，所以增加压强会使平衡向着气体体积减小的方向进行，即向正反应方向移动，选项A是错误的，其他选项中增大压强是正确的。
有关浓度的影响，增加反应物浓度或减小生成物浓度，会使平衡向着正反应方向移动，在合成氨反应中即是增加氮气和减少（分离出）氨是正确的选项。
加入催化剂可加速反应的进行，但对平衡移动无影响，选项B是错误的。
所以只有选项D是正确的。
〖点评〗对于这类题目应先分析可逆反应本身的特点，再根据勒夏特列原理加以判断。
〖例题3〗催化剂对化学平衡无影响；选项B中体系颜色加深是因为物质I2的浓度增大，而平衡未移动；由于合成氨的反应过程是放热的，故如从平衡移动分析低温比高温更有利于合成氨，而采用高温是考虑到反应速率和催化剂的活性问题。
答案为D
〖点评〗要解决好这类题目，应该正确理解题目中当改变某些条件时，是不是通过平衡移
动造成了所说的结果，即原因和结果之间是否是通过平衡移动造成的因果关系。
所以
应加强逻辑思维能力。
〖基础知识巩固〗1D2BD3D4C5C6D7B8.C
9
（1）增大；降低；正；逆
（2）反应前后总体积有变化的；气体总体积减小的；气体的总体积增大的（3）增大、大于、吸热反应；减小、大于、放热反应（4）同等、正逆、不、化学反应速率。
10.
（1）x+y＞z，
（2）逆反应方向（3）固或液（4）放热
〖思维能力训练〗11C12BC13C14CD15C
16．
（1）2、1、3、2
（2）A为气体，B为固体或液体D为气体（3）放热
17．放热；>；
（1）增加，增加；
（2）减小，减小；（3）不变
18．
（1）逆若压强从4×105Pa增加到6×105Pa时，平衡不移动，则c（D）＝6/4×0.085mol/L＝0.128mol/L，由于0.128>0.126，所以实际平衡向逆反应方向移动。
（2）正若压强从10×105Pa增加到20×105Pa时，平衡不移动，则c（D）＝20/10×0.200mol/L＝0.400mol/L＜0.440mol/L，所以实际平衡向正反应方向移动。
第一个条件是：
E从气态变成了液态甚至固态，第二个条件是：
a>d。
第6课平衡常数
【问题1】
，K只受温度的影响，与反应物或生成物的浓度无关。
【问题2】K值越大，说明反应进行的程度越大；反之，进行的程度越小。
在同一条件下，正逆反应的化学平衡常数的乘积等于1
〖例题1〗
（1）由于钠的金属性比钾弱，所以要制取钾，应该利用影响化学平衡的条件，使平衡向正反应方向移动。
在常压下金属钾转变为气态从反应混合物中分离的最低温度应高于钾的沸点，最高温度应低于钠的沸点。
（2）在制取钾的过程中，为了提高原料的转化率，应使平衡尽可能正向移动，所以根据影响平衡的条件，应该降低压强或移去钾蒸气或适当升高温度。
（3）当温度升高到900℃时，钠和钾都是气体，根据化学平衡常数的定义式，该反应的平衡常数可表示为：
K＝c（K）／c（Na）
答案：
（1）770℃、890℃
（2）降低压强或移去钾蒸气适当升高温度
（3）K＝C（K）/C（Na）
〖点评〗对于有图表出现的题目，应注重对图表信息的分析梳理，明确所给数据的意义所在，才能挖掘提取有用信息，形成正确思路。
〖例题2〗设氢气的转化率为x
H2（g）+I2（g）
2HI（g）
起始浓度/mol·L-10.010.010
变化浓度/mol·L-10.01x0.01x 0.02x
平衡浓度/mol·L-10.01－0.01x0.01－0.01x0.02x
＝0.25
解得：
x=20%
〖点评〗对于化学平衡常数的有关计算要能够举一反三，既能由浓度求化学平衡常数，又能已知K求某一物质的平衡浓度或转化率等量。
〖基础知识巩固〗1.AD2
（1）α=62％，
（2）a′=86.6％
3．
（1）
（2）催化剂在400－450℃时活性最大；
（3）B；在该条件下，发生反应气体体积减小，压强减小；
（4）不；可能反应物中某物质的状态发生变化。
4.K=
大于
解：
依题意得
∴
5．
（1）
（2）
（3）
（4）能
〖思维能力训练〗6D7．
（1）
;向右
（2）（C）大于
8.
（1）增大增大
（2）否大于此时C（CO2）/C（CO）<0.263，因温度不变，K值不变。
为增大C（CO2）/C（CO）比值，需V（正）>V（逆）
第7课常见化学平衡图像题型
【问题】看图象：
一看面（即纵坐标与横坐标的意义），二看线（即线的走向和变化趋势），三看点（即起点、折点、交点、终点），四看辅助线（如等温线、等压线、平衡线等），五看量的变化（如浓度变化、温度变化等）；定一议二。
〖例题1〗由图可知，T1时先达到平衡，而无论正反应是放热还是吸热，升
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