2020版高中化学 专题2 化学反应与能量转化微型专题重点突破（三）学案 苏教版必修2 20页

专题2 化学反应与能量转化 微型专题重点突破(三)‎ 一、化学反应速率的计算与比较 例1　NH3和O2在一定条件下发生反应：4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g)，现向一容积不变的‎2 L密闭容器中充入4 mol NH3和3 mol O2,4 min后反应达到平衡，测得生成的H2O(g)占混合气体总体积的40%，则下列表示的此段时间内该反应的平均速率不正确的是(　　)‎ A．v(N2)＝0.125 mol·L－1·min－1‎ B．v(H2O)＝0.375 mol·L－1·min－1‎ C．v(O2)＝0.225 mol·L－1·min－1‎ D．v(NH3)＝0.25 mol·L－1·min－1‎ 答案　C 解析　设转化的NH3的物质的量为x mol，则 ‎4NH3(g)＋3O2(g) 2N2(g)＋6H2O(g)‎ n(始)/mol 4 3 0 0‎ 20‎ n(变)/mol x 0.75x 0.5x 1.5x n(平)/mol 4－x 3－0.75x 0.5x 1.5x 根据题意，则有×100%＝40%，解得x＝2，v(NH3)＝＝0.25 mol·L－1·min－1，则v(O2)＝0.187 5 mol·L－1·min－1，v(N2)＝0.125 mol·L－1·min－1，v(H2O)＝0.375 mol·L－1·min－1。‎ 化学反应速率的计算及比较 ‎(1)根据已知数据，找出某一时间段内指定物质的浓度的改变值，然后根据Δc和Δt的比值计算得出反应速率。‎ ‎(2)已知具体反应方程式和某一物质的反应速率，根据“化学计量数之比等于对应物质的化学反应速率之比，也等于变化量之比”求解其他物质的反应速率。‎ ‎(3)用不同物质表示的反应速率来判断反应进行的快慢时，不能认为其反应速率数值大，反应速率就快，一定要先转化为同一物质的反应速率再进行比较。‎ ‎(4)在进行化学反应速率的计算与比较时要注意时间单位的转化。‎ 变式1　在‎2A(g)＋3B(g)===‎2C(g)＋D(g)的反应中，表示反应速率最快的是(　　)‎ A．v(A)＝0.5 mol·L－1·min－1‎ B．v(B)＝0.6 mol·L－1·min－1‎ C．v(C)＝0.35 mol·L－1·min－1‎ D．v(D)＝0.4 mol·L－1·min－1‎ 答案　D 解析　将用B、C、D物质表示的化学反应速率换算成用A物质表示，然后进行比较。B项，v(A)＝v(B)＝×0.6 mol·L－1·min－1＝0.4 mol·L－1·min－1；C项，v(A)＝v(C)＝0.35 mol·L－1·min－1；D项，v(A)＝2v(D)＝2×0.4 mol·L－1·min－1＝0.8 mol·L－1·min－1，通过数值大小比较知，D项反应速率最快。‎ 二、控制变量法探究影响化学反应速率的因素 例2　(2018·北京市顺义区期末)控制变量是科学研究的重要方法。向2 mL H2O2溶液中滴入2滴1 mol·L－1 CuSO4溶液，下列条件下分解速率最快的是(　　)‎ 选项 A B C D H2O2溶液的物质的量浓度(mol·L－1)‎ ‎1‎ ‎1‎ ‎4‎ ‎4‎ 反应的温度(℃)‎ ‎5‎ ‎40‎ ‎5‎ ‎40‎ 答案　D 20‎ 解析　根据影响反应速率的因素，温度越高反应速率越快；硫酸铜的浓度相同，H2O2的浓度越大反应速率越快，D选项H2O2的浓度最大、温度最高，反应速率最快，故D正确。‎ ‎(1)确定变量：解答这类题目时首先要认真审题，找出影响实验探究结果的因素。‎ ‎(2)定多变一：在探究时，应先控制其他的因素不变，只改变一种因素，探究这种因素与题给问题的关系，然后按此方法依次分析其他因素与所探究问题的关系。‎ ‎(3)数据有效：解答时注意选择的数据(或设置实验)要有效，且变量统一，否则无法做出正确判断。‎ 变式2　(2017·湖南五市十校教改共同体联考)草酸与高锰酸钾在酸性条件下能够发生如下反应：2MnO＋5H‎2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。用4 mL 0.001 mol·L－1 KMnO4溶液与2 mL 0.01 mol·L－1 H‎2C2O4溶液，研究反应的温度、反应物的浓度与催化剂等因素对化学反应速率的影响。改变的条件如表所示：‎ 组别 ‎10%硫酸体积/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)实验Ⅰ和Ⅱ可得出的结论：影响化学反应速率的因素是________；如果研究温度对化学反应速率的影响，使用实验Ⅰ和________(用Ⅰ～Ⅳ表示)。‎ ‎(2)实验Ⅳ中加入1 mL蒸馏水的目的是_________________________________________。‎ 答案　(1)催化剂　Ⅲ ‎(2)确保所有实验中c(KMnO4)、c(H‎2C2O4)不变和总体积不变，实验Ⅳ中c(H＋)不同 解析　(1)实验Ⅰ、Ⅱ中温度、浓度相同，研究了催化剂对化学反应速率的影响；研究温度对化学反应速率的影响，应保证浓度相同，且不使用催化剂，则选实验Ⅰ和Ⅲ。(2)实验Ⅰ和Ⅳ中，硫酸的浓度不同，可研究浓度对化学反应速率的影响，加1 mL蒸馏水可确保两实验中各物质浓度和总体积相等。‎ 三、化学平衡状态的判断 例3　在两个恒温、恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应：(甲)2X(g)Y(g)　(乙)A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)，当下列物理量不再发生变化时，其中能表明(甲)、(乙)均达到化学平衡状态的有(　　)‎ ‎①混合气体的密度 20‎ ‎②反应容器中生成物的百分含量 ‎③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于化学计量数之比 ‎④混合气体的压强 ‎⑤混合气体的平均相对分子质量 ‎⑥混合气体的总物质的量 A．①②③⑤ B．①③⑤⑥‎ C．②③⑤ D．②③④‎ 考点　化学平衡的建立与判断 题点　化学平衡状态的判断 答案　C 解析　①(甲)混合气体的密度始终不变，所以不能作为平衡状态的标志，故错误；②反应容器中生成物的百分含量不变，说明各组分的量不变，达平衡状态，故正确；③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于化学计量数之比，说明正、逆反应速率相等，故正确；④(乙)混合气体的压强始终不变，故错误；⑤混合气体的平均相对分子质量不变，说明正、逆反应速率相等，故正确；⑥(乙)混合气体的总物质的量始终不变，故错误。综上所述，C正确。‎ ‎ 判断可逆反应达到平衡状态的标志 ‎(1)直接标志 ‎①v正＝v逆≠0(化学平衡的本质)‎ a．同一种物质的生成速率等于消耗速率。‎ b．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相应物质的化学计量数之比。‎ c．化学方程式两边的不同物质的生成(或消耗)速率之比等于相应物质的化学计量数之比。‎ ‎②各组分的浓度保持一定(化学平衡的特征)‎ a．各组分的浓度不随时间的改变而改变。‎ b．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。‎ ‎(2)间接标志——“变量不变”‎ ‎①反应体系中的总压强不随时间的改变而变化(适用于有气体参与且反应前后气体的体积不等的可逆反应)。‎ ‎②混合气体的密度不随时间的改变而变化(适用于a.恒压且反应前后气体的体积不等的可逆反应；‎ b．恒容且有固体、液体参与或生成的可逆反应)。‎ ‎③对于反应混合物中存在有颜色物质的可逆反应，若体系的颜色不再改变，则反应达到平衡状态。‎ 20‎ ‎④体系中某反应物的转化率或某生成物的产率达到最大值且不再随时间而变化。‎ ‎(3)不能作为标志的条件——定量不能作为判据 ‎①恒容容器中，对于全部是气体的反应体系，密度不变不能作为反应达到化学平衡状态的标志。‎ ‎②恒容容器中，对于化学方程式两边气态物质的化学计量数之和相等的反应，压强不变不能作为反应达到化学平衡状态的标志。‎ ‎③对于全部是气体的反应体系，若反应物和生成物的化学计量数之和相等，则气体的平均相对分子质量不变不能作为反应达到化学平衡状态的标志。‎ 变式3　(2017·湖北恩施月考)一定条件下，将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中发生NO2(g)＋SO2(g) SO3(g)＋NO(g)的可逆反应，下列能说明反应达到平衡状态的是(　　)‎ A．体系压强保持不变 B．混合气体颜色保持不变 C．SO3和NO的体积比保持不变 D．每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2‎ 答案　B 解析　A项，反应前后气体总物质的量不变，恒温恒容下，压强始终不变，故错误；B项，混合气体颜色保持不变，说明二氧化氮的浓度不变，反应达到平衡，故正确；C项，自反应开始，SO3和NO的体积比始终为1∶1，保持不变不能说明达到平衡，故错误；D项，每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2，均表示逆反应速率，不能说明达到平衡，故错误。‎ 四、化学反应速率和限度图像分析 例4　在某容积为‎2 L的密闭容器中，A、B、C、D四种气体物质发生可逆反应，其物质的量n(mol)随时间t(min)的变化曲线如图所示：‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．前2 min内，v(A)＝0.2 mol·L－1·min－1‎ B．在2 min时，图像发生改变的原因只可能是增加压强 C．其他条件不变，4 min时体系的压强不再发生变化 D．增加气体D的浓度，A的反应速率随之降低 考点　化学反应速率和限度图像分析 题点　化学反应速率和限度图像分析 20‎ 答案　C 解析　从前2 min看，A、B、C、D改变的物质的量分别为0.4 mol、0.5 mol、0.6 mol、0.4 mol，且A、B的物质的量减少，应为反应物；C、D的物质的量增加，应为生成物。故反应方程式为‎4A(g)＋5B(g) ‎6C(g)＋4D(g)。选项A，前2 min内，v(A)＝＝0.1 mol·L－1·min－1；选项B，从图像看，2～3 min时的图像斜率变大，说明化学反应速率变快，增大压强、升高温度、加入催化剂等均可；选项C,4 min时反应达到平衡状态，体系压强不再改变；选项D，增加生成物D的浓度，A的浓度随之增大，故A的反应速率加快。‎ 化学反应速率和反应限度图像题分析 ‎(1)看图像 ‎①看面，弄清楚横、纵坐标所表示的含义。‎ ‎②看线，弄清楚线的走向和变化趋势。‎ ‎③看点，弄清楚曲线上点的含义，特别是曲线上的折点、交点、最高点、最低点等。‎ ‎④看辅助线，作横轴或纵轴的垂直线(如等温线、等压线、平衡线等)。‎ ‎⑤看量的变化，弄清楚是物质的量的变化、浓度的变化，还是转化率的变化。‎ ‎(2)想规律 如各物质的转化量之比与化学计量数之比的关系，各物质的化学反应速率之比与化学计量数之比的关系，外界条件的改变对化学反应速率的影响规律以及反应达到平衡时，外界条件的改变对正、逆反应速率的影响规律等。‎ ‎(3)做判断 利用有关规律，结合图像，通过对比分析，做出正确判断。‎ 变式4　在温度和容积不变的密闭容器中，A气体与B气体反应生成C气体。反应过程中，反应物与生成物的浓度随时间变化的曲线如图所示，则下列叙述正确的是(　　)‎ A．该反应的化学方程式为A(g)＋3B(g) ‎2C(g)‎ B．到达t1 s时刻该反应停止 C．(t1＋10) s时，升高温度，正、逆反应速率加快 D．若该反应在绝热容器中进行，也在t1时刻达到平衡 答案　C 解析　A项，从开始到t1 s，A的浓度减小了(0.8－0.2) mol·L－1＝0.6 mol·L－1‎ 20‎ ‎，B的浓度减小了(0.5－0.3) mol·L－1＝0.2 mol·L－1，C的浓度增大了(0.4－0) mol·L－1＝0.4 mol·L－1，所以该反应的化学方程式为‎3A(g)＋B(g)‎2C(g)，错误；B项，在t1 s时，反应达到平衡状态，但是反应仍在进行，错误；C项，升高温度，正、逆反应速率均加快，正确；D项，若该反应在绝热容器中进行，随反应的进行温度会发生变化，反应速率也会发生变化，不会在t1时刻达到平衡，错误。‎ ‎1．(2018·鞍山期中)下列关于化学反应速率的说法中，正确的是(　　)‎ ‎①用铁片和稀硫酸反应制取氢气时，改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率 ‎②增加反应物的用量，一定会增大化学反应速率 ‎③决定化学反应速率的主要因素是反应物的浓度 ‎④光是影响某些化学反应速率的外界条件之一 ‎⑤使用催化剂，使反应的活化能降低，反应速率加快 A．①⑤ B．④⑤‎ C．②④ D．③‎ 答案　B 解析　①常温下铁在浓硫酸中钝化，得不到氢气，错误；②增加反应物的用量，不一定会增大化学反应速率，例如改变固体的质量，错误；③决定化学反应速率的主要因素是反应物自身的性质，错误。‎ ‎2．(2018·桂林期中)在容积固定的容器中，发生反应2HI(g)H2(g)＋I2(g)，下列方法中能证明已达到平衡状态的是(　　)‎ ‎①混合气体的颜色不再变化　②各组分浓度相等 ③v正(H2)＝2v逆(HI)　④一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂　⑤混合气体的平均摩尔质量不再变化 A．①④ B．①②④ C．①③⑤ D．①④⑤‎ 答案　A 解析　②各组分浓度相等，但相等并不是不变，不能说明反应达到平衡状态，错误；③反应速率v正(H2)＝2v逆(HI)，速率之比与计量数不成比例，反应没有达到平衡状态，错误；⑤混合气体的平均相对分子质量是混合气体的质量和混合气体的总的物质的量的比值，质量和物质的量均不变，所以混合气体的平均摩尔质量不再变化不能说明反应达到平衡状态，错误。‎ ‎3．已知反应2X(g)＋Y(g) 2Z(g)，某研究小组将4 mol X和2 mol Y置于一容积不变的密闭容器中，测定不同时间段内X的转化率，得到的数据如下表，下列判断正确的是(　　)‎ t/min ‎2‎ ‎4.5‎ ‎5‎ ‎6‎ 20‎ X的转化率 ‎30%‎ ‎40%‎ ‎70%‎ ‎70%‎ A.随着反应的进行，混合气体的密度不断增大 B．反应在5.5 min时，v正(X)＝v逆(Z)‎ C．6 min时，容器中剩余1.4 mol Y D．其他条件不变，将X的物质的量改为10 mol，则可得4 mol Z 答案　B 解析　X、Y、Z都是气体，随着反应的进行，气体总质量不变，容器体积不变，则混合气体的密度不变，A项错误；根据表中数据可知，反应在5 min时已经达到平衡状态，平衡时正、逆反应速率相等，B项正确；6 min时，X的转化率为70%，即反应消耗了2.8 mol X，由化学计量数的关系可知，反应消耗了1.4 mol Y，则容器中剩余0.6 mol Y，C项错误；其他条件不变，将X的物质的量改为10 mol，当2 mol Y完全反应时可得4 mol Z，但Y不可能完全反应，所以得到的Z小于4 mol，D项错误。‎ ‎4．(2018·贵阳期中)在一定条件下，将3 mol A和1 mol B投入容积为‎2 L的密闭容器中，发生如下反应：‎3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)。2 min末测得此时容器中C和D的浓度分别为0.2 mol·L－1和0.4 mol·L－1。下列叙述正确的是(　　)‎ A．x＝2‎ B．2 min时，B的浓度为0.4 mol·L－1‎ C．0～2 min内B的反应速率为0.2 mol·L－1·min－1‎ D．此时A的转化率为40%‎ 答案　D 解析　2 min末测得此时容器中C和D的浓度为0.2 mol·L－1和0.4 mol·L－1，根据浓度的变化量之比等于相应的化学计量数之比可知x＝1，A项错误；根据方程式可知消耗B应该是0.2 mol·L－1，则2 min时，B的浓度为－0.2 mol·L－1＝0.3 mol·L－1，B项错误；0～2 min内B的反应速率为0.2 mol·L－1÷2 min＝0.1 mol·L－1·min－1，C项错误；根据方程式可知消耗A应该是0.6 mol·L－1，物质的量是1.2 mol，则此时A的转化率为×100%＝40%，D项正确。‎ ‎5．(2018·重庆八中期末)常温下，气态分子中1 mol化学键断裂产生气态原子所需要的能量用E表示。根据表中信息判断下列说法不正确的是(　　)‎ 共价键 H—H F—F Cl—Cl H—F H—Cl H—I E/kJ·mol－1‎ ‎436‎ ‎157‎ ‎243‎ ‎568‎ ‎432‎ ‎298‎ 20‎ A.由表中数据可知反应活性F2>Cl2‎ B．表中最不稳定的共价键是F—F键 C．2Cl(g)===Cl2(g)　ΔH＝243 kJ·mol－1‎ D．F2(g)＋2HCl(g)===2HF(g)＋Cl2(g) ΔH＝－358 kJ·mol－1‎ 考点　化学反应中的能量变化 题点　相关知识的综合 答案　C 解析　A项，键能越小反应活性越强，根据表中键能数据可知反应活性：F2>Cl2，正确；B项，键能越大形成的化学键越稳定，表中键能最大的是H—F，最稳定的共价键是H—F键，最不稳定的是F—F键，正确；C项，2 mol氯原子形成1 mol氯气放热，即2Cl(g)===Cl2(g)　ΔH＝－243 kJ·mol－1，错误；D项，反应焓变＝反应物键能总和－生成物键能总和，则反应F2(g)＋2HCl(g)===2HF(g)＋Cl2(g)的ΔH＝(157＋2×432－2×568－243) kJ·mol－1＝－358 kJ·mol－1，D正确。‎ ‎6．(2018·平顶山高一期末)已知：H2(g)＋Br2(l)===2HBr(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1，蒸发1 mol Br2(l)需要吸收的能量为30 kJ，其他数据如下表：‎ H2(g)‎ Br2(g)‎ HBr(g)‎ ‎1 mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ ‎436‎ b ‎369‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．2HBr(g)===H2(g)＋Br2(g)　ΔH＝a kJ·mol－1‎ B．H2(g)的稳定性低于HBr(g)‎ C．Br2(g)===Br2(l)　ΔH＝30 kJ·mol－1‎ D．b＝272－a 考点　化学反应中的能量变化 题点　反应热的简单计算 答案　D 解析　H2(g)＋Br2(l)===2HBr(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1(①式)，蒸发1 mol Br2(l)需要吸收30 kJ的能量，则Br2(l)===Br2(g)　ΔH＝30 kJ·mol－1(②式)，将②式－①式得，2HBr(g)===H2(g)＋Br2(g)　ΔH＝(30＋a)kJ·mol－1，A、C项错误；H—H键的键能大于H—Br键的键能，键能越大，分子越稳定，H2(g)的稳定性高于HBr(g)，B项错误；2HBr(g)===H2(g)＋Br2(g) ΔH＝(30＋a)kJ·mol－1，ΔH＝反应物的键能总和－生成物的键能总和，ΔH＝(30＋a)kJ·mol－1＝2E(H—Br)－[E(H—H)＋E(Br—Br)]＝2×369 kJ·mol－1－436 kJ·mol－1－b kJ·mol－1，解得b＝272－a，D项正确。‎ 20‎ ‎7．(2018·大庆高一期末)下列说法正确的是(　　)‎ A．同温同压下H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH都相同 B．放热反应比吸热反应容易发生 C．在稀溶液中H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，若将含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的稀溶液混合，放出的热量为57.3 kJ D．由N2O4(g)2NO2(g)　ΔH＝－56.9 kJ·mol－1，可知将1 mol N2O4(g)置于密闭容器中充分反应后放出热量为56.9 kJ 答案　A 解析　在一定条件下，反应热只与始态和终态有关，与反应途径无关，所以同温同压下H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH都相同，故A正确；放热反应并不一定比吸热反应容易发生，故B错误；因为浓硫酸在稀释时放热，所以在稀溶液中H＋(aq)＋OH－(aq)===H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，若将含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的稀溶液混合，放出的热量大于57.3 kJ，故C错误；因为N2O4(g)2NO2(g)为可逆反应，所以将1 mol N2O4(g)置于密闭容器中充分反应后放出热量小于56.9 kJ，故D错误。‎ ‎8．(2018·温州共美联盟期末)Ⅰ.化学反应中的焓变(ΔH)与反应物和生成物的键能(E)有关。下表给出了一些化学键的键能：‎ 化学键 H—H N≡N O===O O—H N—H 键能/kJ·mol－1‎ ‎436‎ ‎942‎ ‎500‎ ‎463‎ a 已知工业合成氨：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，请回答下列问题：‎ ‎(1)表中a＝________。‎ ‎(2)1 mol N2和3 mol H2充分反应，放出的热量________92.4 kJ(填“>”“<”或“＝”)。‎ Ⅱ.随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视，如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，引起了普遍的重视。‎ ‎(3)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)。下图表示该反应进行过程中能量的变化，该反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。‎ ‎(4)下列各项中，能说明CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)已达到平衡的是_____(填字母)。‎ 20‎ A．恒温、恒容条件下，容器内的压强不发生变化 B．一定条件下，CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等 C．一定条件下，单位时间内消耗1 mol CO2，同时生成1 mol CH3OH D．一定条件下，H2O(g)的浓度保持不变 考点　化学反应变化与能量变化 题点　相关知识的综合 答案　(1)390.4　(2)<　(3)放热　(4)ABD 解析　(1)根据ΔH＝反应物的化学键断裂吸收的能量－生成物的化学键形成释放的能量可知436×3＋942－2×3×a＝－92.4，解得a＝390.4。‎ ‎(2)由于合成氨的反应是可逆反应，1 mol N2和3 mol H2充分反应不能生成2 mol氨气，因此放出的热量<92.4 kJ。‎ ‎(3)根据图像可知反应物总能量高于生成物总能量，因此该反应是放热反应。‎ ‎(4)A项，正反应体积减小，恒温、恒容条件下，容器内的压强不发生变化说明反应达到平衡状态，正确；B项，一定条件下，CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等，即正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，正确；C项，一定条件下，单位时间内消耗1 mol CO2，同时生成1 mol CH3OH均表示正反应速率，不能说明反应达到平衡状态，错误；D项，一定条件下，H2O(g)的浓度保持不变说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，正确。‎ ‎ [对点训练]‎ 题组一　影响化学反应速率的因素 ‎1．(2018·淮北一中期中)下列有关化学反应速率的说法中正确的是(　　)‎ A．二氧化锰能加快所有的化学反应的速率 B．用铁片和稀硫酸反应制取氢气时，适当增大硫酸浓度可以加快产生氢气的速率 C．100 mL 2 mol·L－1的盐酸与锌反应时，加入浓氯化钠溶液，生成氢气的反应速率变大 D．对于任何反应，增大压强都可加快反应速率 考点　影响化学反应速率的因素 题点　化学反应速率影响因素的综合 答案　B 解析　MnO2作催化剂，只能加快某些反应的速率，如加速H2O2的分解，并不能使所有的化学反应速率加快，故A错误；适当增大硫酸的浓度，可增大产生氢气的速率，故B正确；锌与盐酸反应：Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑，加入浓氯化钠溶液，增大c(Cl－)，对反应无影响，但降低了c(H＋‎ 20‎ ‎)，使反应速率减小，故C错误；增大压强，只对有气体参与的反应有影响，对固体或液体无影响，如HCl和NaOH反应，增大压强，对反应速率无影响，故D错误。‎ ‎2．(2018·湖北襄阳校级期中考试)在一密闭容器中充入1 mol H2和1 mol I2，压强为p(Pa)，并在一定温度下使其发生反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)。下列说法正确的是(　　)‎ A．保持容器容积不变，向其中加入1 mol H2，化学反应速率不变 B．保持容器容积不变，向其中加入1 mol Ar，化学反应速率增大 C．保持容器内压强不变，向其中加入1 mol Ar，化学反应速率不变 D．保持容器内压强不变，向其中加入1 mol H2(g)，化学反应速率将发生变化 考点　影响化学反应速率的因素 题点　压强对化学反应速率的影响 答案　D 解析　增大氢气的浓度，反应速率加快，A项不正确；反应物和生成物的浓度不变，反应速率不变，B项不正确；由于保持压强不变，所以容器的容积增大，故反应物的浓度减小，反应速率降低，C项不正确。‎ 题组二　化学平衡的建立与判断 ‎3．(2018·浏阳联考)氨基甲酸铵分解反应为NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)，在一体积恒定的密闭容器中，发生上面的反应，可以判断该反应已经达到平衡的是(　　)‎ A．密闭容器中氨气的体积分数不变 B．1 mol NH2COONH4分解同时有‎17 g NH3消耗 C．密闭容器中混合气体的密度不变 D．v(NH3)＝2v(CO2)‎ 考点　化学平衡的建立与判断 题点　反应物全为固体的气体反应化学平衡状态的判断 答案　C 解析　反应混合气体只有氨气与二氧化碳，二者物质的量之比始终为2∶1，氨气的体积分数不变不能说明达到平衡，A项错误；1 mol NH2COONH4分解同时有‎17 g NH3消耗，‎17 g NH3的物质的量为1 mol，消耗‎17 g NH3生成0.5 mol NH2COONH4，反应未达到平衡，向正反应方向进行，B项错误；随反应进行混合气体的质量增大，容器的容积不变，反应混合气体的密度增大，当密度不再变化，说明达到平衡状态，C项正确；没有指明正、逆反应速率，不能判断是否达到平衡或是反应向哪进行，D项错误。‎ ‎4．在一绝热(不与外界发生热交换)的恒容容器中，发生反应：‎2A(g)＋B(s)C(g)＋D(g)，下列描述中能表现反应已达到平衡状态的个数为(　　)‎ ‎①容器内温度不变　②混合气体的密度不变　③混合气体的压强不变　④混合气体的平均相对分子质量不变　⑤C(g)的物质的量浓度不变　⑥容器内A、C、D三种气体的浓度之比为2∶1∶1　⑦某时刻v(A)＝2v(C)且不等于零　⑧单位时间内生成n mol D，同时生成2n mol 20‎ ‎ A A．4 B．‎5 C．6 D．7‎ 考点　化学平衡的建立与判断 题点　绝热容器中化学平衡状态的判断 答案　C 解析　⑥达到平衡时A、C、D的浓度保持不变，但不一定等于2∶1∶1，A、C、D三种气体的浓度之比为2∶1∶1时，反应不一定达到平衡状态；⑦某时刻v(A)＝2v(C)且不等于零，没有指明是正反应速率还是逆反应速率，不能说明反应达到平衡状态；能说明反应达到平衡状态的有①②③④⑤⑧，共6个，答案选C。‎ ‎5．(2017·南昌二中高一下月考)一定温度下，在某容器中进行如下可逆反应，当混合气体的平均摩尔质量不再改变时，能说明反应达到平衡状态的是(　　)‎ ‎①恒容时发生反应：A(g)＋B(g)‎3C(g)‎ ‎②恒压时发生反应：A(g)＋B(g)‎2C(g)‎ ‎③恒容时发生反应：A(g)＋2B(g)‎2C(g)＋D(g)‎ ‎④恒压时发生反应：A(g)＋2B(g)‎3C(g)＋D(s)‎ A．②③ B．①④‎ C．①③ D．②④‎ 考点　化学平衡状态的建立与判断 题点　化学平衡状态的判断 答案　B 解析　恒容时发生反应：A(g)＋B(g)‎3C(g)，气体的总质量始终不变，反应前后气体总物质的量发生变化，当气体的平均摩尔质量不再改变时，能说明反应达到平衡状态，①正确；恒压时发生反应：A(g)＋B(g)‎2C(g)，混合气体的总质量和总物质的量均不变，平均摩尔质量不再改变不能说明反应达到平衡状态，②错误；恒容时发生反应：A(g)＋2B(g)‎2C(g)＋D(g)，混合气体的总质量和总物质的量始终不变，平均摩尔质量始终不变，不能说明反应达到平衡状态，③错误；恒压时发生反应：A(g)＋2B(g)‎3C(g)＋D(s)，反应前后混合气体的总质量发生变化，混合气体的总物质的量一定，气体的平均摩尔质量不再改变时，能说明反应达到平衡状态，④正确，故B项正确。‎ 题组三　化学反应速率和化学平衡的计算与图像 ‎6．(2018·浏阳联考)在‎4 L密闭容器中充入6 mol A气体和5 mol B气体，在一定条件下发生反应：‎3A(g)＋B(g)‎2C(g)＋xD(g)，5 s达到平衡。达到平衡时，生成了2 mol C，经测定D的浓度为0.5 mol·L－1，下列判断正确的是(　　)‎ A．x＝1‎ 20‎ B．B的转化率为20%‎ C．平衡时A的浓度为1.50 mol·L－1‎ D．B的平均反应速率为0.2 mol·L－1·s－1‎ 考点　化学反应速率和化学平衡的计算与图像 题点　利用“三段式”突破化学平衡的计算 答案　B 解析　在‎4 L密闭容器中充入6 mol A气体和5 mol B气体，在一定条件下发生反应：‎3A(g)＋B(g)‎2C(g)＋xD(g)，达到平衡时，生成2 mol C，经测定D的浓度为0.5 mol·L－1，即生成D为2 mol，故x＝2，A项错误；反应消耗的B为1 mol，故B的转化率为×100%＝20%，B项正确；平衡时A的物质的量为3 mol，故A的浓度为0.75 mol·L－1，C项错误；消耗B的浓度是1 mol÷‎4 L＝0.25 mol·L－1，则B的平均反应速率为0.25 mol·L－1÷5 s＝0.05 mol·L－1·s－1，D项错误。‎ ‎7．(2018·南昌二中月考)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，下列叙述正确的是(　　)‎ A．反应开始到10 s，用Z表示的反应速率为0.158 mol·L－1·s－1‎ B．10 s后，该反应停止进行 C．反应的化学方程式为2X(g)＋Y(g)2Z(g)‎ D．0～10 s的时间内的平均反应速率：v(X)＝v(Y)＝0.039 5 mol·L－1·s－1‎ 考点　化学反应速率和化学平衡的计算与图像 题点　化学反应速率和化学平衡图像分析 答案　D 解析　10 s内，用Z表示的反应速率为v(Z)＝＝0.079 mol·L－1·s－1，A项错误；由图可知，10 s后，该反应达到平衡状态，化学平衡状态是动态平衡，v正＝v逆≠0，B项错误；由图像可以看出，随反应进行X、Y的物质的量减小，Z的物质的量增大，所以X、Y是反应物，Z是生成物，10 s后X、Y、Z的物质的量为定值，不为0，反应是可逆反应，且Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)＝(1.20－0.41) mol∶(1.00－0.21) mol∶1.58 mol＝1∶1∶2，参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比，故反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)2Z(g)，C项错误；0～10 s的时间内的平均反应速率：v(X)＝v(Y)＝ 20‎ ‎＝0.039 5 mol·L－1·s－1，D项正确。‎ 题组四　化学反应速率与限度的综合 ‎8．下列关于反应速率与化学反应限度的说法正确的是(　　)‎ A．对于任意化学反应，其他条件不变时，增大压强都一定能加快化学反应速率 B．化学平衡状态不一定是该反应在给定条件下的最大限度 C．可逆反应达到化学平衡状态时，正、逆反应的速率相等且都为0‎ D．反应速率用于衡量化学反应进行的快慢，决定反应速率的主要因素是反应物的性质 考点　化学反应速率和限度的综合 题点　相关概念的综合 答案　D 解析　对于任意化学反应，其他条件不变时，增大压强不一定都能加快化学反应速率，A项错误；化学平衡状态是该反应在给定条件下的最大限度，B项错误；可逆反应达到化学平衡状态时，正、逆反应的速率相等但不为0，C项错误。‎ ‎9．对可逆反应4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，下列叙述中正确的是(　　)‎ A．达到化学平衡时，5v正(O2)＝4v逆(NO)‎ B．若单位时间内生成x mol NO的同时，消耗x mol NH3，则反应达到平衡状态 C．未达到化学平衡时，正反应速率一定不等于逆反应速率 D．达到化学平衡时，3v正(NH3)＝2v正(H2O)不成立 考点　化学反应速率与限度的综合 题点　相关概念和规律的综合 答案　C 解析　达到化学平衡时正、逆反应速率相等，各物质反应速率之比等于其化学计量数之比，因此4v正(O2)＝5v逆(NO)，故A错误；单位时间内消耗x mol NH3与生成x mol NO都表示正反应速率，整个反应过程中二者都相等，不能说明反应达到平衡状态，故B项错误；达到化学平衡的标志是正、逆反应速率相等，各物质的浓度不再改变。所以未达到化学平衡时，正反应速率一定不等于逆反应速率，故C正确；达到化学平衡时，正、逆反应速率相等，各物质反应速率之比等于其化学计量数之比，因此3v正(NH3)＝2v正(H2O)成立，故D项错误。‎ 题组五　化学反应中的能量变化 ‎10．(2018·四川棠湖月考)通常人们把拆开1 mol某化学键吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱，也可以估计化学反应的反应热。下列是一些化学键的键能。‎ 化学键 C—H C—F H—F F—F 键能/kJ·mol ‎414‎ ‎489‎ ‎565‎ ‎155‎ 20‎ ‎－1‎ 根据键能数据估算反应CH4＋‎4F2===CF4＋4HF每消耗1 mol CH4的热效应(　　)‎ A．放热1 940 kJ B．吸热1 940 kJ C．放热485 kJ D．吸热485 kJ 考点　化学反应中的能量变化 题点　反应热的简单计算 答案　A 解析　根据键能数据可知反应CH4＋‎4F2===CF4＋4HF的ΔH＝(4×414＋4×155－4×489－4×565)kJ·mol－1＝－1 940 kJ·mol－1，因此每消耗1 mol CH4放热1 940 kJ。‎ ‎11．(2018·重庆市巴蜀中学期末)‎0.096 kg碳完全燃烧可放出3 147.9 kJ的热量，则下列热化学方程式正确的是(　　)‎ A．C＋O2===CO2　ΔH＝－393.49 kJ·mol－1‎ B．C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝393.43 kJ·mol－1‎ C．C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.49 kJ·mol－1‎ D．C(s)＋O2(g)===CO(g)　ΔH＝－393.49 kJ·mol－1‎ 考点　化学反应中的能量变化 题点　热化学方程式的正误判断 答案　C 解析　A项，没有标出物质的聚集状态，错误；B项，碳的燃烧是放热反应，反应热ΔH应小于0，错误；C项，‎0.096 kg碳的物质的量是‎96 g÷‎12 g·mol－1＝8 mol，完全燃烧可放出3 147.9 kJ的热量，则1 mol碳完全燃烧放热3 147.9 kJ÷8＝393.49 kJ，因此热化学方程式为C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.49 kJ·mol－1，正确；D项，碳完全燃烧生成CO2，错误。‎ ‎12．(2018·桂林十八中5月月考)下图是金属镁和卤素单质(X2)反应的能量变化示意图。下列叙述中，正确的说法有几项(　　)‎ 20‎ ‎①Mg(s)所具有的能量高于MgX2(s)所具有的能量 ‎②MgCl2电解制Mg(s)和Cl2(g)是吸热过程 ‎③热稳定性：MgI2>MgBr2>MgCl2>MgF2‎ ‎④常温下氧化性：F2Cl2>Br2>I2，④错误；答案选A。‎ ‎[综合强化]‎ ‎13．(2018·上海金山中学期中)把0.4 mol X气体和0.6 mol Y 气体混合于‎2 L密闭容器中，使它们发生如下反应：4X(g)＋5Y(g)nZ(g)＋6W(g)。2 min末已生成0.3 mol W，若测知以Z的浓度变化表示的反应速率为0.05 mol·L－1·min－1，试计算：‎ ‎(1)前2 min内用W的浓度变化表示的平均反应速率为__________。‎ ‎(2)2 min末时Y的浓度为____________________________________________________。‎ ‎(3)化学反应方程式中n＝________________。‎ ‎(4)2 min末，恢复到反应前温度，体系内压强是反应前压强的________倍。‎ 考点　化学反应速率和化学平衡的计算 题点　相关计算的综合 答案　(1)0.075 mol·L－1·min－1 (2)0.175 mol·L－1　(3)4　(4)1.05‎ 解析　根据题给信息：v(Z)＝0.05 mol·L－1·min－1，c(Z)＝0.05×2 mol·L－1＝0.1 mol·L－1，起始时，c(X)＝0.2 mol·L－1，c(Y)＝0.3 mol·L－1,2 min末，c(W)＝0.15 mol·L－1；‎ ‎4X(g)　＋　5Y(g)nZ(g)＋6W(g)‎ 起始量/mol·L－1 0.2 0.3 0 0‎ 变化量/mol·L－1 0.1 0.125 0.1 0.15‎ 剩余量/mol·L－1 0.1 0.175 0.1 0.15‎ 20‎ ‎(1)v(W)＝＝0.075 mol·L－1·min－1；(2)c(Y)＝0.3 mol·L－1－0.125 mol·L－1＝0.175 mol·L－1；(3)根据方程式比例关系：n∶6＝0.1∶0.15，n＝4；(4)在其他条件不变的情况下，反应前后气体的压强之比等于反应前后气体的总物质的量之比，p(后)∶p(前)＝(0.1×2＋0.175×2＋0.1×2＋0.15×2)∶(0.4＋0.6)＝1.05∶1。‎ ‎14．H2O2不稳定、易分解，Fe3＋、Cu2＋等对其分解起催化作用，为比较Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解的催化效果，某化学研究小组同学分别设计了如图甲、乙两种实验装置。‎ ‎(1)若利用图甲装置，可通过观察_____________________________________‎ 现象，从而定性比较得出结论。‎ ‎(2)有同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理，其理由是______________________。‎ 写出H2O2在二氧化锰催化作用下发生反应的化学方程式：_________________________。‎ ‎(3)若利用乙实验可进行定量分析，图乙中仪器A的名称为________，实验时均以生成40 mL气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略，实验中还需要测量的数据是 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)将0.1 mol MnO2粉末加入50 mL H2O2溶液中，在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图丙所示，解释反应速率变化的原因：________________________。‎ H2O2初始物质的量浓度为________(保留两位小数)。‎ 丙 考点　影响化学反应速率的因素 题点　控制变量在探究影响化学反应速率中的应用 答案　(1)产生气泡的快慢　(2)可以消除阴离子不同对实验的干扰　2H2O22H2O＋O2↑　(3)分液漏斗　产生40 mL气体所需的时间　(4)随着反应的进行，反应物的浓度减小，反应速率减小　0.11 mol·L－1‎ 解析　(1)通过观察产生气泡的快慢即可比较Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解的催化效果(保持其他条件相同，只改变催化剂)。(2)氯离子中氯为－1价，有还原性，H2O2有氧化性，故Cl－和H2O2可发生氧化还原反应，应排除Cl－的干扰，选择硫酸铁更为合理。(3)通过计算分别用Fe3＋‎ 20‎ ‎、Cu2＋催化时生成O2的速率，来定量比较Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解的催化效果，因此还需要测量的数据是产生40 mL气体所需要的时间。(4)由于随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，反应速率减慢，最终生成氧气的体积是60 mL，即0.002 7 mol。根据2H2O2～O2，c(H2O2)＝0.005 4 mol÷‎0.05 L≈0.11 mol·L－1。‎ ‎15．(1)某实验小组同学进行如图所示实验，以检验化学反应中的能量变化。‎ 实验发现，反应后①中的温度升高，②中的温度降低。由此判断铝条与盐酸的反应是______热反应，Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应是______热反应。反应________(填“①”或“②”)的能量变化可用图(b)表示。‎ ‎(2)一定量的氢气在氧气中充分燃烧并放出热量。若生成气态水放出的热量为Q1，生成液态水放出的热量为Q2，那么Q1______(填“大于”“小于”或“等于”)Q2。‎ ‎(3)已知：4HCl＋O2===2Cl2＋2H2O，该反应中，4 mol HCl被氧化，放出115.6 kJ的热量，则断开1 mol H—O键与断开1 mol H—Cl键所需能量相差约为______ kJ。‎ 考点　化学反应中的能量变化 题点　化学能与热能的相关综合 答案　(1)放　吸　①　(2)小于　(3)31.9‎ 解析　(1)Al与盐酸反应后，温度升高，则说明反应放热，Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应后温度降低，说明反应为吸热反应；反应①为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，所以反应①的能量变化可用图(b)表示。‎ ‎(2)氢气燃烧分别生成液态水和气态水，由气态水转化为液态水还要放出热量，故Q1