高考计算热点“反应热计算”题型归类例题与练习
一、盖斯定律及其应用 解题指导
化学反应的反应热只与反应的始态（各反应物）和终态（各生成物）有关，而与具体反应
进行的途径无关，如果一个反应可以分几步进行，则各分步及反应的反应热之和与该反应一步完成的反应热是相同的，这就是盖斯定律。
例如：
可以通过两种途径来完成。如上图表：已知： H 2（g ）+21O 2（g ）= H 2O （g ）；△H 1
=－241.8kJ/mol H 2O （g ）=H 2O （l ）；△H 2=－44.0kJ/mol
根据盖斯定律，则
△H=△H 1＋△H 2
=－241.8kJ/mol+（－44.0kJ/mol ）=－285.8kJ/mol
其数值与用量热计测得的数据相同。
例1．（08年宁夏理综·13）已知H 2(g)、C 2H 4(g)和C 2H 5OH(1)的燃烧热分别是-285.8kJ·mol -1、-1411.0kJ·mol -1和-1366.8kJ mol -1，则由C 2H 4(g)和H 2O(l)反应生成C 2H 5OH(l)
的△H 为
A ．-44.2 kJ·mol -1
B ．+44.2 kJ·mol -1
C ．-330 kJ·mol -1
D ．+330 kJ·mol -1 解析：由题意可知：C 2H 4(g)＋3O 2(g)
2CO 2(g)＋2H 2O(l)；△H＝-1411.0kJ·mol -1， C 2H 5OH(1)＋3O 2(g)2CO 2(g)＋3H 2O(l)；△H＝-1366.8kJ·mol -1,将上述两个方程
式相减得：C 2H 4(g)＋H 2O(l)
C 2H 5OH(l)；△H＝-44.2kJ·mol -1。 答案：A
例2．（09年海南化学·12）
已知：Fe 2O 2(s)＋32C(s)= 32
CO 2(g)＋2Fe(s) △H =234.1kJ·mol －1 C(s)＋O 2(g)=CO 2(g) △H =－393.5kJ·mol －1
则2Fe(s)＋32
O 2(g)=Fe 2O 3(s)的△H 是 A ．－824.4kJ·mol －1B ．－627.6kJ·mol －1C ．－744.7kJ·mol －1D ．－169.4k J·mol －1
解析：23（2）=（1）就可得2 Fe(s)+ 23O 2(g) = Fe 2O 3(s)，则ΔΗ=23
ΔΗ2-ΔΗ1=-824.4 kJ·mol -1
。答案：A
二、根据一定量的物质参加反应放出的热量（或根据已知的热化学方程式），进行有关反
应热的计算或比较大小。
反应热与热值不同，若比较反应热应包含符号，若比较热值，则是绝对值。
例3、已知下列三个热化学方程式：
①C(s)＋H 2O(g)====CO(g)＋H 2(g)；ΔH =＋131．5 kJ ·mol －1
②1/2H 2(g)＋ 1/2Cl 2(g)====HCl(g)；ΔH =－92．3 kJ ·mol －1
③H 2(g)＋ 1/2O 2(g)====H 2O(g)；ΔH =－241．8 kJ ·mol －1
则上述三个反应的反应热大小关系正确的是
A ．①＞②＞③
B ．③＞②＞①
C ．③＞①＞②
D ．①＞③＞②
解析：比较不同反应的反应热大小时应比较其数值的大小，不要受反应热的“＋”或“－”
影响，反应热的“＋”与“－”只说明是吸热还是放热．答案：C 。
例4、在同温同压下，下列三个反应放出的热量分别以a ，b ，c 表示，则a ，b ，c 的关
系是
①2H 2(g)＋O 2(g)====2H 2O(g)；ΔH =－a ②2H 2(g)＋O 2(g)====2H 2O(l)；ΔH =－b
③H 2(g)＋12O 2(g)====H 2O(g)；ΔH =－c
A ．a ＞b ，b =2c
B ．a =b =c
C ．a ＜b ，c =1/2a
D ．无法比较
解析：上述三个反应虽均表示H 2和O 2的反应，但由于反应物的用量不同，生成物的聚集
状态不同，三个反应的反应热各不相同．反应①和②分别表示2 mol H 2(g)燃烧生成2 mol H 2O(g)、H 2O(l)放出的热量，由于同温同压下，2 mol H 2O(g)转变为2 mol H 2O(l)时要放出热 量，故a ＜b ．而反应③表示1 mol H 2(g)燃烧生成1 mol H 2O(g)放出的热量，其化学计量数恰好是反应①的1/2，因而c =1/2a ．答案：C
三、利用键能计算反应热
方法：ΔH=∑E(反应物)－∑E（生成物），即反应热等于反应物的键能总和跟生成物的键
能总和之差。
通常人们把拆开1 mol 某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能常用E 表示，单位是kJ/mol 。
例5．（08年海南化学·8）白磷与氧可发生如下反应：P 4+5O 2=P 4O 10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为：P —P a kJ·mol —1、P —O b kJ·mol —1、P=O c kJ·mol —1、O=O d
kJ·mol —1。
根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的△H ，其中正确的是
A ．（6a +5d －4c －12b ）kJ·mol —1
B （4c +12b －6a －5d ）kJ·mol —1
C ．（4c +12b －4a －5d ）kJ·mol —1
D ．（4a +5d －4c －12b ）kJ·mol —1
解析：由图可以看出：P 4中有6mol 的P －P ，5mol 的O 2中含有5molO ＝O ，1mol 的P 4O 10
中含有4mol 的P ＝O ，12mol 的P －O ，所以△H ＝(6a ＋5d －4c －12b)kJ·mol －1。答案：A 。
四、燃烧热、中和热的判断、求算
例6．（09年天津理综·6）已知：2CO(g)+O 2(g)=2CO 2(g) ΔH=-566 kJ/mol
Na 2O 2(s)+CO 2(g)=Na 2CO 3(s)+ 21O (g)2
ΔH=-226 kJ/mol 根据以上热化学方程式判断，下列说法正确的是
A ．CO 的燃烧热为283 kJ
B ．右图可表示由CO 生成CO 2的反应过程和能量关系
C ．2Na 2O 2(s)+2CO 2(s)=2Na 2CO 3(s)+O 2(g) ΔH ＞-452 kJ/mol
D ．CO(g)与Na 2O 2(s)反应放出509 kJ 热量时，电子转移数为6.02×1023
解析：A 项，燃烧热的单位出错，应为kJ/mol ，错；图中的量标明错误，应标为2molCO
和2molCO 2,故错。CO 2气体的能量大于固体的能量，故C 项中放出的能量应小于452kJ ，而△H 用负值表示时，则大于-452Kj/mol ，正确；将下式乘以2，然后与上式相加，再除以2，即得CO 与Na 2O 2的反应热，所得热量为57kJ ，故D 项错。答案：C
四、与其它考点综合考查
在理科综合试题中，由于受题型及题量的限制，不可能每年都出现反应热计算的选择题，
但做为大题的一部分来考查，更应引起我们注意，平时训练还得多做综合题。
例7．（09年广东化学·23）（11分）
磷单质及其化合物的、有广泛应用。
（1）同磷灰石[主要成分]在高温下制备黄磷（P 4）的热化学方程式为：
4Ca5(PO4)3F(s)+21SiO2(s)+30C(s)=3P4(g)+20CaSiO3(s)+30CO(g)+SiF4(g) ；?H
①上述反应中，副产物矿渣可用来。
②已知相同条件下：
4Ca3(PO4)2F(s)+3SiO2(s)=6Cas3(PO4)2(s)+2CaSio3(s)+SiF4(g) ；△H1
2Ca3(PO4)2(s)+10C(s)=P4(g)+6CaO(s)+10CO(g)；△H2
SiO2(s)+CaO(s)=CaSiO3(s) ；△H3
用△H 1、△H2和△H3表示?H，?H= 。
（2）三聚磷酸可视为三个磷酸分子（磷酸结构式见右图）之间脱去
两个水分子产物，其结构式为。三聚磷酸钠（俗称“五钠”）
是常用的水处理剂，其化学式为。
（3）次磷酸钠（NaH2PO2）可用于化学镀镍。
①NaH2PO2中P元素的化合价为。
②化学镀镍的溶液中含有Ni2+和H2PO2－，在酸性等条件下发生下述反应：
（a） Ni2+ + H2PO2－+ → Ni++ H2PO3－+
（b）6H2PO-2 +2H+ =2P+4H2PO3+3H2↑
请在答题卡
．．．上写出并配平反应式（a）。
③利用②中反应可在塑料镀件表面沉积镍—磷合金，从而达到化学镀镍的目的，这是一种常见的化学镀。请从以下方面比较化学镀与电镀。
方法上的不同点：；原理上的不同点：；化学镀的优点：。
解析：（1）①由方程式可以看出副产物矿渣应该是CaSiO3(s)，结合炼铁我们不难得出答案是制水泥。
②运用盖斯定律，反应1—反应2×3+反应3×18=总反应，则△H=△H1—3△H2+18△H3
（2）结合题意三聚磷酸钠（俗称“五钠”）可知产物三聚磷酸应含有五个羟基，即三个磷酸分子之间有三个羟基相互反应脱去两个水分子，所以三聚磷酸的结构式为
，三聚磷酸钠的化学式为Na5P3O10。
（3）①因为Na、H的化合价为+1，O为—2，所以由化合价代数和为0可得P的化合价为：+1。
②由得失电子数目守恒（2—1）×2=（3—1）×1，可知Ni2+和Ni+的化学计量数为2，H2PO2
－的化学计量数为1，再由电荷守恒2×2—1=2×1—1+2×1，可知H+在方程式的右边，－和H
2PO3
H2O在方程式的左边，化学计量数分别为2和1。即总方程式为：2Ni2+ +1H2PO2－+ 1H2O → 2 Ni+ +1H2PO3－+ 2 H+
③比较化学镀与电镀应该从反应环境和条件以及反应实质和产物方面去分析归纳问题，从方法上分析，电镀是利用电解原理通过外加直流电源，在镀件表面形成的镀层，镀层一般只有镍，而化学镀是利用氧化还原反应镀件直接与电解质溶液接触，在塑料镀件表面沉积镍—磷合金，这是两者的不同；从原理上分析，无论电镀还是化学镀均有电子的转移，均是利用了氧化还原反应，这是两者的相同点，不同点是化学镀用的是化学反应，而电镀用的是电化学；很明显化学镀装置简单，而且不需要消耗电能，装置简单、耗能少、操作简便应该是化学镀优于电镀的。
答案：（1）水泥；△H 1—3△H 2+18△H 3（2）
，Na 5P 3O 10，（3）+1；2Ni 2+ + 1H 2PO 2－+ 1H 2O → 2 Ni + +1H 2PO 3－+ 2 H +（4）化学镀中镀件直接与电解质溶液接触反
应；电镀通过外加电流，在镀件外形成镀层 ；化学镀是利用化学腐蚀反应；电镀是利用电解池，外加电流进行氧化还原反应 ； 装置简便，节约能源，操作简便 。
例8．（09年江苏化学·17）（8分）废旧印刷电路板的回收利用可实现资源再生，并减
少污染。废旧印刷电路板经粉碎分离，能得到非金属粉末和金属粉末。
（1）下列处理印刷电路板非金属粉末的方法中，不符合环境保护理念的是 （填字
母）。
A ．热裂解形成燃油
B ．露天焚烧
C ．作为有机复合建筑材料的原料
D ．直接填埋
（2）用H 2O 2和H 2SO 4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。已知：
Cu(s)＋2H ＋(aq)=Cu 2＋(aq)＋H 2(g) △H =64.39kJ·mol －1
2H 2O 2(l)=2H 2O(l)＋O 2(g) △H =－196.46kJ·mol －1
H 2(g)＋12
O 2(g)=H 2O(l) △H =－285.84kJ·mol －1 在 H 2SO 4溶液中Cu 与H 2O 2反应生成Cu 2＋
和H 2O 的热化学方程式为 。
（3）控制其他条件相同，印刷电路板的金属粉末用10℅H 2O 2和3.0mol·L －1H 2SO 4的混合溶温度（℃）
20 30 40 50 60 70 80 铜平均溶解速率
（×10-3mol·L -1·min -1） 7.34 8.01 9.25 7.98 7.24 6.73 5.76 当温度高于40℃时，铜的平均溶解速率随着反应温度升高而下降，其主要原因是 。
（4）在提纯后的CuSO 4溶液中加入一定量的Na 2SO 3和NaCl 溶液，加热，生成CuCl 沉淀。
制备CuCl 的离子方程式是 。
解析：（1）有关环保的比较容易。（2）主要考察盖斯定律的灵活运用。适当变形，注意
反应热的计算。不要忽视热化学方程式的书写的注意事项。（3）考察影响化学反应速率的因素，结合双氧水的性质即可得出答案。（4）根据题目条件书写离子方程式常规题。
答案：（1）BD
（2）Cu(s)+H 2O 2(l)+2H ＋(aq)=Cu 2＋(aq)+2H 2O(l) △H =-319.68kJ.mol -1
（3）H 2O 2分解速率加快
（4）2Cu 2＋+SO 32-+2Cl －+H 2O △
2CuCl↓+SO 42-+2H ＋
考点分析：本题考察的知识比较散，一道题考察了几个知识点。覆盖面比较多。但盖斯定
律，热化学方程式，离子方程式都是重点内容。
跟踪练习
1、下列对热化学方程式1/2H 2(g)+ 1/2I 2(g)====HI(g)；△H = +26kJ ·mol -1的叙述中，
正确的是
A ．1mol 氢气和1mol 碘蒸气完全反应需要吸收26kJ 的热量
B ．1个氢分子和1个碘分子完全反应需要吸收52kJ 的热量
C ．1molH 2(g)与1molI 2(g)完全反应生成2mol 的HI 气体需吸收52kJ 的热量
D ．1molH 2(g)与1molI 2(g)完全反应放出26kJ 的热量
2、(2005全国理综Ⅰ·13)．已知充分燃烧a g 乙炔气体时生成1mol 二氧化碳气体和液态
水，并放出热量b kJ ，则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是
A. 2C 2H 2(g)＋5O 2(g)＝4CO 2(g)＋2H 2O(l)； ΔH ＝－2b kJ / mol
B. C 2H 2(g)＋5/2O 2(g)＝2CO 2(g)＋H 2O(l)； ΔH ＝2b kJ / mol
C. 2C 2H 2(g)＋5O 2(g)＝4CO 2(g)＋2H 2O(l)； ΔH ＝－4b kJ / mol
D. 2C 2H 2(g)＋5O 2(g)＝4CO 2(g)＋2H 2O(l)； ΔH ＝b kJ / mol
3、（2007海南·06）已知：
（1）Zn （s ）+1/2O 2（g ）==ZnO （s ）；ΔH=－348.3kJ/mol
（2）2Ag （s ）+1/2 O 2（g ）== Ag 2O （s ）；ΔH=－31.0kJ/mol
则Zn （s ）+ Ag 2O （s ）== ZnO （s ）+ 2Ag （s ）的ΔH 等于（ ）
A ．－317.3kJ/mol
B ．－379.3kJ/mol
C ．－332.8 kJ/mol
D ．+317.3 kJ/mol
4、已知：)()()(2
2g CO g O s C =+；mol kJ H /5.393-=? )()(21)(222l O H g O g H =+；mol kJ H /8.241-=?
欲得到相同的热量，需分别燃烧固体碳和氢气的质量比约为
A. 2:3.25
B. 12:3.25
C. 1:1
D. 393.5:241.8
5、在同温同压下，下列各组热化学方程式中，1
2Q Q >的是 A. )(2)()(2222g O H g O g H =+ mol kJ Q H /1-=?
)(2)()(2222l O H g O g H =+ mol kJ Q H /2-=?
B. )()()(22g SO g O g S =+ mol kJ Q H /1-=?
)()()(22g SO g O s S =+ mol kJ Q H /2-=? C.)()(21)(2g CO g O s C =+ mol kJ Q H /1-=? )()()(22g CO g O s C =+ mol kJ Q H /2-=?
D.
)(2)()(22g HCl g Cl g H =+ mol kJ Q H /1-=? )()(2
1)(2122g HCl g Cl g H =+ mol kJ Q H /2-=? 6、下列说法正确的是
A. 在101kPa 时，1mol 物质完全燃烧时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热
B. 酸和碱发生中和反应生成1mol 水，这时的反应热叫中和热
C. 燃烧热或中和热是反应热的种类之一
D. 在稀溶液中，1molCH 3COOH 和1mol NaOH 完全中和时放出的热量为57.3kJ
7、化工生产中用烷烃和水蒸气反应得到以CO 和H 2为主的混合气体。这种混合气体可用于生产甲醇或合成氨，对甲烷而言，有以下两个主要反应：
①CH 4（g ）＋O 2（g ）＝CO （g ）＋2H 2（g ）；△H 1＝－36kJ/mol
②CH 4（g ）＋H 2O （g ）＝CO （g ）＋3H 2（g ）；△H 2＝＋216kJ/mol
由反应①、②推出总反应热为零的总反应方程式③，并求进料气中空气（O 2的体积分数为21%）与水蒸气的体积比 。
8、已知在发射卫星时可用肼(N 2H 4)为燃料和NO 2作氧化剂,这两者反应生成N 2和水蒸 气.又已知:
①N 2(气)+2O 2(气)==2NO 2(气); △H=+67.7kJ/mol ①
②N 2H 4(气)+O 2(气)=N 2(气)+2H 2O(气); △H =－534kJ/mol ②
试写出肼与NO 2反应的热化学方程式_______________________________
9、已知下列热化学方程式：
(1)Fe 2O 3(s)＋3CO(g)====2Fe(s)＋3CO 2(g)；ΔH =－25 kJ ·mol －1
(2)3Fe 2O 3(s)＋CO(g)====2Fe 3O 4(s)＋CO 2(g)；ΔH =－47 kJ ·mol －1
(3)Fe 3O 4(s)＋CO(g)====3FeO(s)＋CO 2(g)；ΔH =＋19 kJ ·mol －1
写出FeO(s)被CO 还原成Fe 和CO 2的热化学方程式 ．
10、 由金红石(TiO 2)制取单质Ti ，涉及到的步骤为：：
TiO 2
TiCl 4????→?Ar C /800/0镁Ti
已知：① C (s )＋O 2(g )＝CO 2(g )； ?H ＝-393.5 kJ ·mol -1
② 2CO (g )＋O 2(g )＝2CO 2(g )； ?H ＝-566 kJ ·mol -1 ③ TiO 2(s )＋2Cl 2(g )＝TiCl 4(s )＋O 2(g )； ?H ＝+141 kJ ·mol -1
则TiO 2(s )＋2Cl 2(g )＋2C (s )＝TiCl 4(s )＋2CO (g )的?H ＝ 。
11．CH 3—CH 3→CH 2＝CH 2＋H 2；有关化学键的键能如下。
化学键 C －H C ＝C C －C H －H
键能（kJ/mol ） 414.4 615.3 347.4 435.3
试该反应的反应热为 。
12、50 mL 0.50 mol/L 盐酸与50 mL 0.55 mol/L NaOH 溶液在如图所示的装置中进行中和反应．通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热．回答下列问题：
（1）从实验装置上看，图中尚缺少的一种玻璃用品是 。
（2）烧杯间填满碎纸条的作用是 。
（3）大烧杯上如不盖硬纸板，求得的中和热数值 （填“偏大”“偏 小”“无影响”）。
（4）实验中改用60 mL 0.50 mol/L 盐酸跟50 mL 0.55 mol/L NaOH 溶液进行反应，与上述实验相比，所放出的热量 （填“相等”“不相等”），所求中和热 （填“相等”“不相等”），简述理由 。
（5）用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会；用50 mL 0.50 mol/L NaOH溶液进行上述实验，测得的中和热的数值会。（均填“偏大”“偏小”“无影响”）
13．（09年山东理综·28）（14分）运用化学反应原理研究氮、氧等单质及其化合物的反应有重要意义。
（1）合成氨反应N 2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，平衡移动（填“向左”、“向右”或“不”）；使用催化剂反应的△H（填“增大”、“减小”或“不改变”）。
（2）已知：O2(g) = O2+(g)+e－?H1=1175.7 kJ·mol-1
PtF6(g)+e－=PtF6－(g) ?H2=-771.1 kJ·mol-1
O2PtF6(S)=O2+(g)+PtF6－(g) ?H3=482.2 kJ·mol-1
则反应O2(g)+PtF6(g) = O2+PtF6－(s)的?H=_____________ kJ·mol-1。
（3）在25℃下，向浓度均为0.1 mol·L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水，先生成沉淀（填化学式），生成该沉淀的离子方程式为。已知25℃时K sp[Mg(OH)2]=1.8×10-11，K sP[Cu(OH)2]=2.2×10-20。
（4）在25℃下，将a mol·L-1的氨水与0.01 mol·L-1的盐酸等体积混合，反应时溶液中c(NH4*)=c(Cl-)。则溶液显性（填“酸”、“碱”或“中”）；用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数K b= 。
参考答案及解析
1、解析：热化学方程式的具体形式是表示一定物质的量的、一定聚集状态的反应物完全反应生成一定聚集状态的生成物时的放热、吸热情况。只要依据书写热化学方程式的六点注意事项，对于本例题就不难作出判断。在A、B、D三个选项中均未指明生成物的状态；且D将反应错认为是放热反应；A则未将反应的化学计量数与△H正确对应起来；B则无视热化学方程式中各物质前的化学计量数不表示分子个数的前提。因此合理答案只有C。
2、解析：以上各式中化学计量数及物质状态标注都正确；该反应放热，△H应为负值；生成1mol二氧化碳气体，放出热量bkJ，则又生成4mol二氧化碳气体，放出热量4bkJ 。答案：A。
3、解析：由已知⑴、 ⑵热化学方程式可知：⑴—⑵ 即可得出答案。答案：A
4、解析：由题意可列得方程
mol kJ H n mol kJ C n /8.241)(/5.393)(2?=? 5.3938.241)()(2=H n C n
25.31225.393128.241)()(2=??=H m C m 答案： B
5、解析：反应热数值的大小与反应物、生成物的种类有关，与反应物物质的量的多少有关，与反应物和生成物的聚集状态有关，还与反应时的外界条件有关。A 选项：生成物的状态不同，由于从气态水到液态水会放热，所以生成液态水比生成气态水放出的热多即12Q Q >；B 选项：反应物的状态不同，由于从固态硫到气态硫要吸热，所以气态硫燃烧放出的热量比固态硫燃烧放出的热量多，即12Q Q <；C 选项：生成物的种类不同，由于CO 与O 2反应生成CO 2要放出热量，故12Q Q >；D 选项：反应物的物质的量不同，前一反应的物质的量是后一反应的物质的量的2倍，故212Q Q =，即12Q Q <。答案选A 、C 。
6、解析：本题旨在考查对燃烧热、中和热的定义的理解，特别是两概念中应注意的问题，故不难确定答案为C 。
7、解析：根据盖斯定律：m 1·△H 1＋m 2·△H 2＝△H 3＝0，所以
总反应热为零的反应方程式为6×①＋②
③7CH 4(g)＋3O 2(g)＋H 2O(g)＝7CO(g)＋15H 2(g)；△H＝0
从方程式知：进料气中V （O 2）：V[H 2O （g ）]＝3：1，
8、解析：将①式逆写×1/2得
NO 2====1/2N 2＋O 2；ΔH =－33．85 kJ ·mol －1 ③
②＋③得肼与NO 2反应的热化学方程式
N 2H 4(g)＋NO 2(g)====3/2N 2(g)＋2H 2O(g)；ΔH =－567．85 kJ ·mol －1
答案：N 2H 4(g)＋NO 2(g)==== 3/2N 2(g)＋2H 2O(g)；ΔH =－567．85 kJ ·mol －1
9、解析：依据盖斯定律：化学反应不管是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的．我们可从题目中所给的有关方程式分析：从方程式(3)与方程式(1)可看出有我们需要 的有关物质．但方程式(3)必须通过方程式(2)有关物质才能和方程式(1)结合在一起．答案：将方程式(3)×2＋方程式(2)；可表示为(3)×2＋(2)得：
2Fe 3O 4(s)＋2CO(g)＋3Fe 2O 3(s)＋CO(g)====6FeO(s)＋2CO 2(g)＋2Fe 3O 4(s)＋CO 2(g)；
ΔH =＋19 kJ ·mol －1×2＋(－47 kJ ·mol －1)
整理得(4)：Fe 2O 3(s)＋CO(g)====2FeO(s)＋CO 2(g)；ΔH =－3 kJ ·mol －1
将(1)－(4)得2CO(g)=2Fe(s)＋3CO 2(g)－2FeO(s)－CO 2(g)；ΔH =－25 kJ ·mol －1－(－3 kJ ·mol －1)
整理得：FeO(s)＋CO(g)====Fe(s)＋CO 2(g)；ΔH =－11 kJ ·mol
－1 10、答案：-80 kJ ·mol -
1 11、解析：ΔH =[6E(C －H)＋E(C －C)]－[E(C ＝C)＋4E(C －H)＋E(H －H)]=(6×414.4＋347.4)kJ/mol －(615.3＋4×414.4＋435.3)kJ/mol=＋125.6 kJ/mol
这表明，上述反应是吸热的，吸收的热量为125.6 kJ/mol 。
12、解析：本实验成败的关键是准确测量反应后的温度．因此所用装置必须保温、绝热且可使体系温度尽快达到一致，故缺少的仪器应为环形玻璃搅拌棒．（2）碎纸条的作用为减少实验过程中的能量损失．（3）不盖硬纸板会损失部分热量故所测结果偏低．（4）由中和热概念可知，中和热只与生成水的量有关而与过量的酸碱无关，但液体体积增大温差减小，
不便测量．（5）由于弱酸弱碱的中和热等于H ＋与OH －生成H 2O 时的反应热加上其电离时吸热．
答案： （1）环形玻璃搅拌棒 （2）减少实验过程中的热量损失 （3）偏小 （4）不等 相等 因为中和热是指酸跟碱发生中和反应生成1 mol H 2O 所放出的能量，与酸碱的用量无关 （5）偏小 偏小。
13、解析：（1）恒温、恒压条件下向平恒体系中通入氩气，则反应体系体积增大，平衡左移；使用催化剂只是改变了反应的途径，没有改变反应物与生成物的状态，△H 不变；（2）
利用盖斯定律，△H 1+△H 2+（-△H 3）= —77.6 kJ·mol -1；（3）由于，K sP [Cu(OH)2]=2.2×10
-20＜K sp [Mg(OH)2]=1.8×10-11，所以先生成沉淀；2NH 3·H 2O ＋Cu 2＋＝Cu(OH)2↓＋2 NH 4*；根据溶液
的电中性原则，c(NH 4*)=c(Cl -)，则[H ＋]＝[OH -]；溶液显中性；K b = [OH -][ NH 4*] [NH 3·H 2O]
，c(NH 4*)=c(Cl -)＝0.005 mol·L -1；[H ＋]＝[OH -]＝1×10-7 mol·L -1（因为是25℃下且为中性）；[NH 3·H 2O]
＝a 2mol·L -1－0.005 mol·L -1，则：K b =10-9a －0.01
mol·L -1。 答案：（1）向左 不改变
（2）－77.6
（3）Cu(OH)2 Cu 2++2NH 3·H 2O = Cu(OH)2↓ +2NH 4+
（4）中 01.0109--a mol·L -1
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化学反应过程 简答填空名词解释 1.任何化工生产，从原料到产品都可以概括为原料预处理，化学反应过程和产物 的后处理三个组成部分，而化学反应过程是整个化工生产的核心。 2.工业反应器中对反应结果产生影响的主要物理过程是：1，由物料的不均匀混合 和停留时间不同引起的传质过程；2，由化学反应的热效应产生的传热过程； 3，多相催化反应中在催化剂微孔内的扩散与传热过程。 3.化学反应和反应器的分类：1.按反应系统设计的相态分类分为：○1均相反应， 包括气相均相反应和液相均相反应；○2非均相反应，包括气-固相、气-液相、液-固相、气-液-固相反应。2.按操作方式分类分为：间歇操作，连续操作和半连续操作。3.按反应器型式来分类分为：管式反应器，槽式反应器和塔式反应器。4.按传热条件分为：等温反应器，绝热反应器和非等温绝热反应器。化学反应工程的基本研究方法是数学模型法。 4.反应速率：单位反应体系内反应程度随时间的变化率。 5.反应动力学方程：定量描述反应速率与影响反应速率因素之间的关系式。 6.半衰期：反应转化率从0变成50%所需时间称为该反应的半衰期。 7.建立动力学方程的方法有：积分法、微分法、最小方差分析法。 8.反应器开发的三个任务：○1根据化学反应动力学特性来选择合适的反应器型 式；○2结合动力学和反应器两方面特性来确定操作方式和优化操作条件；○3根据给定的产量对反应装置进行设计计算，确定反应器的几何尺寸并进行评价。 9.反应器设计计算所涉及的基础方程式就是动力学方程式、物料衡算方程式和热 量衡算方程式。
可逆反应三段式在化学反应速率与平衡计算中的应用 【方法概述】 三段式法是化学平衡计算的最基本方法，根据题意和恰当的假设列出起始量、转化量、平衡量，再根 据要求进行相关计算。使用该方法时需注意写在各行中的物理量需保持一致。 【方法应用】 【例】把3molA和 2.5molB混合，充入2L密闭容器中，发生下列反应： 3A（g）+B（g）→xC（g）+2D（g） 经5秒钟反应达到平衡，生成1molD，并测得C的平均反应速率为0.1mol·L-1·s-1，则此反应中B的转 化率为，C的化学计量数x为，A的平衡浓度为。 [分析] 在反应方程式下用“三段式”列出各物质的开始、转化、平衡的量 3A（g）+B（g）→xC（g）+2D（g） 开始物质的量3mol 2.5mol 0 0 转化的物质的量 1.5mol 0.5 mol 1mol 平衡时物质的量 1.5mol 2 mol 1mol 1mol 由D的生成量，根据方程式可计算出A、B的转化量分别为1.5mol、0.5mol。 所以，B的转化率为0.5/2.5=20%。 由题意，D的反应速率为1mol/（2L·5s）=0.1mol·L-1·s-1 根据C、D的平均反应速率之比等于化学计量数比，可得x=2。 根据平衡时A的物质的量，A的平衡浓度为 1.5mol/2L=0.75mol/L。 【及时训练】 1、X、Y、Z 为三种气体，把 amolX 和 bmolY 充入一密闭容器中，发生反应 X+2Y 2Z，达到平衡时，若它们的物质的量满足：n(X)+n(Y)=n(Z)，则Y的转化率为（） a + b （2a+b）（2a+b） a + b A. 5 ?100% B. 5b ?100% C. 5 ?100% D. 5a ?100% 2、在一定条件下，将 N2、H2混合气体 100mL 通人密闭容器内，达到平衡时，容器内的压强比反应前减小 1/5，有测得此时混合气体的平均相对分子质量为 9。试求： ⑴原混合气中N2的体积是_______毫升； ⑵H2的转化率是_______%。 【参考答案】 1.B 2. 20；37.5
《化学反应工程原理》复习思考题 第一章绪论 1、了解化学反应工程的研究内容和研究方法。 2、几个常用指标的定义及计算：转化率、选择性、收率。 第二章化学反应动力学 1、化学反应速率的工程表示，气固相催化反应及气液相非均相反应反应区的取法。 2、反应速率常数的单位及其换算。 3、复杂反应的反应速率表达式（可逆、平行、连串、自催化）。 4、气固相催化反应的步骤及基本特征。 5、物理吸附与化学吸附的特点。 6、理想吸附等温方程的导出及应用（单组分吸附、解离吸附、混合吸附）。 7、气固相催化反应动力学方程的推导步骤。 8、不同控制步骤的理想吸附模型的动力学方程的推导。 9、由已知的动力学方程推测反应机理。 第三章理想间歇反应器与典型化学反应的基本特征 1、反应器设计的基本方程式。 2、理想间歇反应器的特点。 3、理想间歇反应器等温、等容一级、二级反应反应时间的计算及反应器体积的计算。 4、自催化反应的特点及最佳工艺条件的确定及最佳反应器形式的选择。 5、理想间歇反应器最优反应时间的计算. 7、可逆反应的反应速率，分析其浓度效应及温度效应。 8、平行反应选择率的浓度效应及温度效应分析。 9、平行反应反应器形式和操作方式的选择。 10、串连反应反应物及产物的浓度分布，t opt C p.max的计算。 11、串连反应的温度效应及浓度效应分析。 第四章理想管式反应器
1、理想管式反应器的特点。 2、理想管式反应器内进行一级、二级等容、变容反应的计算。 3、空时、空速、停留时间的概念及计算。 4、膨胀率、膨胀因子的定义，变分子数反应过程反应器的计算。 第五章理想连续流动釜式反应器 1、全混流反应器的特点。 2、全混流反应器的基础方程及应用。 3、全混釜中进行零级、一级、二级等温、等容反应时的解析法计算。 4、全混釜的图解计算原理及图解示意。 5、全混流反应器中的浓度分布与返混，返混对反应的影响。 6、返混产生的原因及限制返混的措施。 7、多釜串联反应器进行一级、二级不可逆反应的解析法计算。 8、多釜串联反应器的图解法计算原理。 第七章化学反应过程的优化 1、简单反应过程平推流反应器与全混流反应器的比较及反应器形式的选择。 2、多釜串连反应器串连段数的选择分析。 3、自催化反应反应器的选型分析。 4、可逆放热反应速率随温度的变化规律，平衡温度和最优温度的概念。 5、平行反应选择率的温度效应及浓度效应分析，反应器的选型，操作方式的确定。 6、串连反应影响选择率和收率的因素分析，反应器的选型及操作方式的确定。 7、平推流与全混釜的组合方式及其计算。 第八章气固相催化反应过程的传递现象 1、气固相催化反应的全过程及特点。 2、等温条件下催化剂颗粒的外部效率因子的定义。 3、外扩散、内扩散对平行反应、连串反应选择性的影响分析。 4、气体流速对外扩散的影响分析。 5、等温条件下催化剂颗粒的内部效率因子的定义。
2020年高考化学试题分类汇编——化学反应速率和化学平衡 化学反应速率和化学平稳 〔2018天津卷〕6．以下各表述与示意图一致的是 A ．图①表示25℃时，用0.1 mol·L －1 盐酸滴定20 mL 0.1 mol·L － 1 NaOH 溶液，溶液的pH 随加入酸体积的变化 B ．图②中曲线表示反应2S O 2(g) + O 2(g) 2S O 3(g)；ΔH < 0 正、逆反应的平稳常数 K 随温度的变化 C ．图③表示10 mL 0.01 mol·L －1 KM n O 4 酸性溶液与过量的0.1 mol·L －1 H 2C 2O 4溶液混合时，n(Mn 2+) 随时刻的变化 D ．图④中a 、b 曲线分不表示反应CH 2＝CH 2 (g) + H 2(g)?? →C H 3C H 3(g)；ΔH< 0使用和未使用催化剂时，反应过程中的能量变化 解析：酸碱中和在接近终点时，pH 会发生突变，曲线的斜率会专门大，故A 错；正逆反应的平稳常数互为倒数关系，故B 正确；反应是放热反应，且反应生成的Mn 2+对该反应有催化作用，故反应速率越来越快，C 错；反应是放热反应，但图像描述是吸热反应，故D 错。 答案：B 命题立意：综合考查了有关图像咨询题，有酸碱中和滴定图像、正逆反应的平稳常数图像，反应速率图像和能量变化图像。 〔2018重庆卷〕10．()()()22COCl g CO g +Cl g ;0.H ??→?←??＞ 当反应达到平稳时，以下措施：①升温 ②恒容通入惰性气体 ③增加CO 的浓度 ④减压 ⑤加催化剂 ⑥恒压通入惰性气体，能提高COCl 2转化率的是 A ．①②④ B ．①④⑥ C ．②③⑥ D ．③⑤⑥ 10. 答案B 【解析】此题考查化学平稳的移动。该反应为体积增大的吸热反应，因此升温顺减压均能够促使反应正向移动。恒压通入惰性气体，相当于减压。恒容通入惰性气体与加催化剂均对平
化学反应速率的计算方法归纳 化学反应速率的相关计算，是化学计算中的一类重要问题，常以选择题、填空题得形式出现在各类试题中，也是高考考查的一个重要知识点。本文针对化学反应速率计算题的类型进行归纳总结。 1．根据化学反应速率的定义计算公式： 公式：V=△C/t 【例1】在密闭容器中，合成氨反应N2 + 3H2→2NH3，开始时N2浓度8mol/L，H2浓度20mol/L，5min后N2浓度变为6mol/L，求该反应的化学反应速率。 解：用N2浓度变化表示： V(N2)=△C/t =（8mol/L- 6mol/L)/ 5min =0.4 mol/(L·min) 用H2浓度变化表示： V(H2)= 0.4 mol/(L·min) × 3=1.2mol/(L·min)； 用NH3浓度变化表示： V(NH3)= 0.4 mol/(L·min) × 2= 0.8mol/(L·min) ； 2.根据化学计量数之比，计算反应速率： 在同一个反应中，各物质的反应速率之比等于方程式中的系数比。对于反应来说，则有。 【例2】反应4NH3＋5O24NO＋6H2O在5 L 密闭容器中进行，半分钟后，NO的物质的量增加了0.3 mol，则此反应的平均速率（X）（表示反应物的消耗速率或生成物的生成速率）为 A. （O2）＝0.01 mol·L－1·s－1 B. （NO）＝0.008 mol·L－1·s－1 C. （H2O）＝0.003 mol·L－1·s－1 D. （NH3）＝0.002 mol·L－1·s－1 解析：反应的平均速率是指单位时间内某物质浓度的变化量。已知容器体积为5 L，时间半分钟即30 s，NO的物质的量（变化量）为0.3 mol，则c（NO）
一、在体积为V 的反应器中进行液相等温反应P A →，已知反应速率为 2 A A kC r =-，求： （1）当CSTR 中的转化率为0.5时，若将反应器改为同体积的PFR ，反应条件不变，则转化率为多少？（9分） （2）当CSTR 中的转化率为0.5时，若将反应器体积增大10倍，反应条件保持不变，则转化率为多少？（9分） 二、在一个等温活塞流反应器中，发生不可逆气相基元反应A 2B →。反应物A 和稀释剂C 以等摩尔比加入，A 的转化率为90%。如果A 的摩尔进料流率减少一半，假设C 的进料流率保持不变，那么A 的转化率为多少？（18分） 三、有如下平行反应： 其动力学方程分别为：8 .15.02B A P C C k r =，3.01B A S C C k r =，其中121==k k ， （1）当A 和B 的初始浓度为L mol C C B A /1500==，均从反应器入口加入，计算A 的转化率为0.5时的瞬时选择性。（5分） （2）对该平行反应，采用怎样的操作方式可以提高反应过程的选择性？（10分） 四、假设某实验室有一非理想化学反应器，请问如何对这个反应器进行分析，如何求该反应器中反应物的转化率？（14分） 五、在球形催化剂上进行一级不可逆反应P A →，催化剂的粒径为 2.4mm ，气流主体中A 的浓度为1mol/m 3，测得单位床层表观反应速率 (－r A )obs ＝2.77×10-5 mol/(cm 3.s)，组分A 在颗粒内有效扩散系数为0.15cm 2/s ，外部传质系数为K G ＝30cm/s 。请问： （1）外扩散对反应过程是否有影响？可通过什么途径来消除该影响？（5分） （2）内扩散对反应过程是否有影响？可通过什么途径来消除该影响？（10分） 六、下表为转框反应器中测得的气固催化反应动力学数据： B A +) (P 主反应) (S 副反应
化学反应速率 【题目1】 下图是工业合成氨反应的速率—时间图像，在时刻改变某一条件，到时重新达到平衡，判断时刻可能改变的条件是（）。 A.使用催化剂 B.升高温度 C.增大压强 D.提高浓度 【答案】 B 【解析】 本题主要考查化学反应速率的影响因素。 根据图像，时正、逆反应速率均增大，且逆反应速率大于正反应速率，说明平衡逆向移动，合成氨是一个放热、且气体体积减小的反应，根据外界条件对化学反应速率和平衡移动的影响分析解答。 B项，合成氨反应是一个放热反应，升高温度平衡逆向移动，故B项正确； A项，使用催化剂，平衡不移动，故A项错误； C项，增大反应体系的压强，平衡正向移动，故C项错误； D项，提高浓度，平衡正向移动，故D项错误。 综上所述，本题正确答案为B。 【题目2】 某温度下，化学反应中反应物A的浓度在内从减少到。在这段时间内，用A的浓度变化表示的平均反应速率为（）。 A. B. C. D. 【答案】 D 【解析】 本题主要考查化学反应速率的计算。 ，故选D项。 综上所述，本题正确答案为D。 【题目3】 对可逆反应＜，下列图像正确的是（）。
A. A B. B C. C D. D 【答案】 A 【解析】 本题主要考查化学反应平衡、化学反应速率与图像的关系。 A项，增大氧气的浓度，则正反应速率增大，正反应速率大于逆反应速率，平衡正向移动，图像A符合条件，故A项正确； B项，正反应放热，则升高温度平衡左移，二氧化硫转化率减小，图像B不符合条件，故B项错误； C项，增大压强，反应速率增快，由图像斜率可知，该反应生成物气体计量数小于反应物气体计量数之和，故增大压强平衡右移，三氧化硫的体积分数应该增加，图像C不符合条件，故C项错误； D项，加催化剂，反应速率增快，到达反应平衡时间应减少，图像D不符合条件，故D项错误。 综上所述，本题正确答案为A。 【题目4】 在一定温度下，溶液发生催化分解。不同时刻测得生成的体积（已折算为标准状况）如表。 下列叙述不正确的是（溶液体积变化忽略不计）（）。 A.的平均反应速率： B.的平均反应速率： C.反应至时， D.反应至时，分解了 【答案】 B 【解析】 本题主要考查化学反应速率的计算。 分解的化学方程式为催化剂 。 由表可知，反应进行至时，生成，消耗的的物质的量，则的平均反应速率为 ，此时，有的被分
第三章 化学反应速率和化学平衡 习题3-1 什么是反应的速率常数？它的大小与浓度、温度、催化剂等因素有什么关系？ 答：反应的速率大都可以表示为与反应物浓度方次的乘积成正比： υ=k·c α(A)·c β(B)，式中比例常数k 就是速率常数。速率常数在数值上等于反应物浓度均为1 mol·L -1时的反应速率。k 的大小与反应物浓度无关，改变温度或使用催化剂会使速率常数k 的数值发生变化。 习题 3-2 什么是活化能？ 答：Arrhenius 总结了大量实验事实，提出一个经验公式：速率常数k 的对数与1/T 有线形关系：C T R E k a +?-=1ln 式中E a 就是活化能，它表示活化分子具有的最低能量与反应分 子平均能量之差。 习题3-3 什么是催化剂？其特点有哪些？ 答：某些物质可以改变化学反应的速率，它们就是催化剂。催化剂参与反应，改变反应历程，降低反应活化能。催化剂不改变反应体系的热力学状态，使用催化剂同样影响正、逆反应的速率。不影响化学平衡，只能缩短达到平衡的时间。 习题3-4 NOCl 分解反应为2NOCl→2NO+Cl 2实验测得NOCl 的浓度与时间的关系如下： t/s 0 10 20 30 40 50 c （NOCl ）/mol·L -1 求各时间段内反应的平均速率；用作图法求t =25s 时的瞬时速率。 解：t=0-10s 时，10 42 .100.2-= ??= t c υ= ·L -1·s -1 t=10-20s 时，102099 .042.1--= ??=t c υ= ·L -1·s -1 t=20-30s 时，203071 .099.0--= ??=t c υ= ·L -1·s -1 t=30-40s 时，304056 .071.0--= ??=t c υ= ·L -1·s -1 t=40-50s 时，40 5048.056.0--=??=t c υ= ·L -1·s -1 作图法略。 习题3-5 660K 时反应2NO + O 2→2NO 2 ，NO 和O 2的初始浓度c (NO )和c (O 2)及反应的初始速率υ的实验数据： c (NO )/mol·L -1 c (O 2)/mol·L -1 υ/mol·L -1·s -1
典型反应器练习题2 1． 在间歇操作的理想搅拌釜式反应器中，用醋酸和丁醇生产醋酸丁酯，反应方程式为： CH 3COOH+C 4 H 9 OH CH 3 COOC 4 H 9 +H 2 O 反应物配比为：n (醋酸) ：n(丁醇)=1 ：4.97。假设反应前后物料密度不变，均为750 kg·m-3。当反应在373 K下进行，醋酸转化率达50％时需800 s，而加料、卸料、清洗等辅助时间为1200 s。现要求每天生产2400 kg醋酸丁酯， 试计算反应釜的容积（装料系数=0.75） 2． 在全混流反应器中进行二级反应A—→R，反应速度方程为(-r A)=kc，转化率为50％。若将反应器体积放大为原来的6倍，其它条件保持不变，试问转化率有何变化？ 3． 某一均相液相反应A—→R，其动力学方程为： (-r A)=kc A k=0.20 min-1 当该反应在一个间歇操作的理想搅拌釜式反应器中进行时，反应物A的起始浓度c A,0=4.0×103mol·m-3，最终转化率x A＝90％。该反应器有效容积为1.0 m3，每天只能处理3釜料液。 （1）现拟将搅拌釜由间歇操作改为连续操作，并使之达到全混流，试问每天处理物料液量将可增大多少倍？ （2）若改造后的全混流反应器，每天处理物料液量增大到36 m3，试问出口转化率将发生多大变化？A的出口浓度将会多大 4． 在体积为5×10-3 m3的连续操作理想搅拌釜中进行不可逆液相反应：A—→2R，反应物以c A,0=1×103 kmol·m-3的浓度加入。此反应的反应速度方程为： (-r A)=0.0036c A，mol·s-1·m-3试求：
化学反应速率的概念及计算 1.表示方法 通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。 2.数学表达式及单位 v ＝Δc Δt ，单位为mol·L －1·min －1或mol·L －1·s －1。 3.化学反应速率与化学计量数的关系 同一反应在同一时间内，用不同物质来表示的反应速率可能不同，但反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的化学计量数之比。 如在反应a A(g)＋b B(g) c C(g)＋ d D(g)中，存在v (A)∶v (B)∶v (C)∶v (D)＝a ∶b ∶c ∶d (1)对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象越明显(×) (2)对于任何化学反应来说，都必须用单位时间内反应物或生成物浓度的变化量来表示化学反应速率(×) 解析 对于一些化学反应也可以用单位时间内某物质的质量、物质的量、体积、压强的变化量来表示化学反应速率。 (3)单位时间内反应物浓度的变化量表示正反应速率，生成物浓度的变化量表示逆反应速率(×) (4)化学反应速率为0.8 mol·L － 1·s － 1是指1 s 时某物质的浓度为0.8 mol·L － 1(×) (5)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同(√) (6)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，数值越大，表示化学反应速率越快(×) 题组一 化学反应速率的大小比较 1.(2018·郑州质检)对于可逆反应A(g)＋3B(s)2C(g)＋2D(g)，在不同条件下的化学反应速 率如下，其中表示的反应速率最快的是( ) A.v (A)＝0.5 mol·L － 1·min － 1 B.v (B)＝1.2 mol·L － 1·s － 1 C.v (D)＝0.4 mol·L － 1·min － 1 D.v (C)＝0.1 mol·L － 1·s － 1 答案 D
第三章 理想流动均相反应器设计题解 1、[间歇反应器与全混釜恒容一级] 有一等温操作的间歇反应器进行某一级液相反应，13分钟后,反应物转化了70%.今拟将此反应转至全混流反应器,按达到相同的转化率应保持多大的空速? 解:㏑CA 0CA =kt, CA0CA CA0 - =0.7 ， C A =0.3C A0 间歇釜中∴㏑0.3=－13k ， k=0.0926 min -1 在全混釜中τ=VR V0=CA0 XA k CA =0.70.30.0926?=25.2 min -1 ∴空速S=1τ=125.2=0.0397min -1 2、[平推流恒容一级] 有一个活塞流管式反应器于555K,0.3MPa 压力下进行A →P 气相反应,已知进料中含30%A(mol)，其余70%为惰性物料.加料流量为6.3mol/s.该反应的动力学方程为r A =0.27C A mol/m 3 ·s,要求达到95%转化.试求⑴所需的空时? ⑵反应器容积? 解: τP =VR V0=1k ㏑CA 0CA =1 k ㏑PA0PA =1k ㏑ A0 A y y =1k ㏑1 1A x -=10.27㏑110.95-=11.1 S ∴V R =τP ·v 0=τP 00 A A F C 而C A0= A P RT =30.30.082555??=0.0198mol/L=19.8mol/m 3 V R =11.1s × 3 6.3/19.8/mol s mol m =3.53m 3 3、[平推流变容过程一级] 有一纯丙烷裂解反应方程式为C 3H 8→C 2H 4+CH 4.该反应在772℃等温条件下进行,其动力学 方程式为-dP A /dt=kP A ,忽略存在的副反应,并已知k=0.4h -1 反应过程保持恒压0.1MPa. 772℃和0.1MPa 下的体积进料量为800L/h,求转化率为0.5时所需的平推流反应器的体积. 解: ∵εA =21 2-=0.5 ∵k τP =－(1＋εA )㏑(1-ΧA )- εA ΧAf 0.4τP =－(1+0.5)㏑(1-0.5)-0.5×0.5 ∴τP =1.5ln 20.25 0.4-=1.974h V R =τP v 0=1.974×800=1579L=1.579 m 3 4、[间歇釜变容一级] 一级气相反应A →2R+S ,在等温等压间歇实验反应器中进行,原料中含75%A(mol),25%(mol)惰性气体,经8分钟后,其体积增加一倍.求此时达到了多大的转化率? 速率常数多大? 解: 膨胀因子 δA =3-11=2 膨胀率 εA =y A0δA =0.75×2=1.5
化学反应速率精品习题 一、选择题(每小题4分，每小题有1－2个正确选项) 1．下列关于化学反应速率的说法中，正确的是() A．化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物物质的量的减少或任何一种生成物物质的量的增加 B．化学反应速率为0.8mol/(L·s)是指1s时某物质的浓度为0.8mol/L C．根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢 D．对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象就越明显2．反应4A(s)＋3B(g)===2C(g)＋D(g)，经2min，B的浓度减少0.6mol·L－1，对此反应速率的表示，正确的是() A．用A表示的反应速率为0.4mol·L－1·min－1 B．分别用B、C、D表示的反应速率其比值为3∶2∶1 C．在2min末的反应速率，用B表示是0.3mol·L－1·min－1 D．在这2min内用B和C表示的反应速率都是逐渐减小的 3．已知某反应的各物质浓度数据如下： a A(g)＋ b B(g)z C(g) 起始浓度(mol/L) 3.0 1.0 0 2s末浓度(mol/L) 1.8 0.6 0.8 据此可推断出上述方程式中各物质的化学计量数之比是() A．9∶3∶4B．3∶1∶2 C．2∶1∶3 D．3∶2∶1 4．在一定条件下，反应N2＋3H2===2NH3在2 L密闭容器中进行，5min内氨的质量增加了1.7g，则反应速率为()
A ．v (H 2)＝0.03mol·L －1·min －1 B ．v (N 2)＝0.02mol·L －1·min －1 C ．v (NH 3)＝0.17mol·L －1·min －1 D ．v (NH 3)＝0.01mol·L －1·min －1 5．将10mol A 和5mol B 放入10L 真空容器中，某温度下发生反应：3A(g)＋B(g)2C(g)在最初的2s 内，消耗A 的平均速率为0.06mol/(L·s)，则在2s 时，容器中C 的物质的量是( ) A ．0.12mol B ．0.08mol C ．0.04mol D ．0.8mol 6．某温度下将N 2和H 2充入一恒容的密闭容器中，发生可逆反 应：N 2＋3H 2 高温、高压 催化剂2NH 3。某一时刻用下列各组内两种物质表示 的该反应速率，其中正确的是( ) A ．v (N 2)＝0.01mol/(L·s)，v (H 2)＝0.02mol/(L·s) B ．v (H 2)＝0.02mol/(L·s)，v (NH 3)＝1.2mol/(L·min) C ．v (N 2)＝0.01mol/(L·s)，v (NH 3)＝1.2mol/(L·min) D ．v (H 2)＝0.06mol/(L·s)，v (NH 3)＝0.4mol/(L·min) 7．将5.6g 铁粉投入足量的100mL 2mol/L 稀硫酸中，2min 时铁粉刚好完全溶解。下列有关这个反应的反应速率表示正确的是( ) A ．铁的反应速率＝0.5mol/(L·min) B ．硫酸的反应速率＝0.5mol/(L·min) C ．硫酸亚铁的反应速率＝0.5mol/(L·min) D ．氢气的反应速率＝0.5mol/(L·min) 8．在容积固定的4L 密闭容器中，进行可逆反应X(g)＋2Y(g)2Z(g)并达到平衡，在此过程中，以Y 的浓度改变表示的反
一、在体积为2.5m 3的理想BR 反应器中进行液相等温一级基元反应A P →， k ＝2.78×10-3 s -1，进口摩尔流率F A0＝11.4 mol/s ，反应物A 初始浓度04/A C mol L =，求： （1）当反应器中A 的转化率为80％，求所需的时间？（6分） （2）若将反应移到CSTR 中进行，其它条件不变，求所需反应器体积？（6分） （3）若将反应移到PFR 中进行，其它条件不变，求所需反应器体积？（6分） 二、在一个等温活塞流反应器中进行气相反应：C B A →+2，该反应对A 和B 均是一级。反应器的入口体积流率为2.5L/min ，进料为等摩尔的组分A 和B 。入口温度和压力分别是727℃和10atm 。在此温度下的反应速率常数k ＝4L/mol ·min 。求： （1）反应器入口处（即X A =0时）A 的浓度？ （4分） （2）反应器入口处（即X A =0时）的反应速率？（4分） （3）当A 的转化率为40%时的浓度？（4分） （4）当A 的转化率为40%时的反应速率？（6分） 三、有如下平行反应： 其动力学方程分别为：3.01B A P C C k r =，8.15.02B A S C C k r =，其中121==k k ， （1）当A 和B 的初始浓度为L mol C C B A /2000==，A 和B 均从反应器入口加入，计算A 的转化率为0.9时的瞬时选择性。（6分） （2）对该平行反应，采用怎样的操作方式可以提高反应过程的选择性？（8分） 四、在非等温反应器操作过程中，可能出现多态现象，请问什么是多态现象？请判断下图所示中，哪些点是稳定操作点，哪些点是不稳定操作点，并分析其原因？（12分） 五、在实验室中用全混反应器等温下进行一级液相反应A →P ，当空时为25min 时，A 的转化率达62％。将反应器放大进行中试，反应器型式为管式，其停留时间分布的实测结果如表所示，反应器的平均停留时间为43 min ，方差为233min 2。 t,min 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 E(t) 0 0 0.00693 0.03 0.0283 0.0182 0.0102 0.00497 0.00241 0.00105 0 求（1）停留时间小于40 min 的物料所占的分率约为多少？（6分） （2）在与小试相同的温度及空时下操作，分别采用多釜串联模型预测反应器出口A 的转化率。（12分） R(T),G(T)
化学反应速率和化学平衡 第一节 化学反应速率 （一）典型例题 【例1】已知合成氨反应为：N 2＋3H 2 2NH 3，在一定温度下，向1 L 密闭容器中，加入2 mol N 2和5 mol H 2，一定条件下使之反应，经过2 min 后测得NH 3为0.4 mol ，求以N 2、H 2、NH 3表示的反应速率以及三者之比。 【解析】化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的，通常用单位时间内某一种反应物或生成物的物质的量浓度得变化值来表示。其单位为mol/(L ·min)或mol/(L ·s)等。 ①公式：t C V ??= △C 是物质的量浓度的变化而非物质的量的变化，更非质量的变化．这种变化对于反应物而言是浓度的减少，对于生成物而言是浓度的增加。这里浓度的变化实际是取绝对值，是正数。 ②化学反应速率的单位是由浓度单位和时间单位组成的，为mol/（L ·min ）或mol/（L ·s ），两单位间可以换算：60mol/(L ·min)=1mol/(L ·s) ③化学反应速率是指平均反应速率，而不是瞬时反应速率．即为一段时间内的平均值，而非某个时刻的反应速率。而且在不同的时间段，化学反应速率的数值不同． ④同一反应，可以选用不同物质的浓度变化表示化学反应速率，所以必须标明是何种物质表示的化学反应速率。用不同物质表示的反应速率虽然数值不同，但表示的都是同一反应在同一时间段内的速率，它们的意义相同，并且数值之比等于这些物质在化学方程式中的化学计量数之比。 ⑤并非所有的物质都可以用这种方法表示化学反应速率，固体或纯液体因无浓度变化，所以无法用这种方式表示化学反应速率。化学平衡计算的基本模式——平衡“三步曲”： 例: m A + n B p C + q D 起始: a b 0 0 转化: mx nx px qx 平衡: a-mx b-nx px qx 其中：①转化量与方程式中各物质的系数成比例；②这里a 、b 可指物质的量、浓度、体积等。③对反应物：平衡浓度=起始浓度-转化浓度；对生成物：平衡浓度=起始浓度+转化浓度 由定义式法求反应速率，需先求浓度的变化量和时间，据浓度的变化量可得出物质的量的变化量与体积的比。 N 2＋3H 2 2NH 3 起始c (mol ·Ｌ－1)： 12 1 5 0 变化c (mol ·Ｌ－1)： 0.2 0. 6 104.0- 所以，v （N 2）＝min 2L mol 2.01 -?＝0．1 ｍｏｌ·Ｌ－1·ｍｉｎ－1 v （H 2）＝min 2L mol 6.01 -?＝0．3 ｍｏｌ·Ｌ－1·ｍｉｎ－1 v （NH 3）＝min 2L mol 4.01 -?＝0．2 ｍｏｌ·Ｌ－1·ｍｉｎ－1
热负荷计算 锅炉的热负荷单位有许多种，常用的有以下四种：大卡（Kcal）、吨蒸发量(t)、瓦(w)、千瓦(kw)。 1、大卡(Kcal)：大卡也称为千卡，1千卡的热量等于将1公斤的水温度升高1℃所需要的热量。 2、瓦(W)：瓦是瓦特的简称，是国际单位制的功率单位。瓦特的定义是1焦耳/秒（1J/s），即每秒钟转换，使用或耗散的（以焦耳为量度的）能量的速率。通常我们用千瓦来作单位。1瓦=1焦耳（1W=1J/S） 3、吨：在锅炉热负荷中称的吨，是工程上所用的吨，又指1吨的蒸发量。工程上是指在1小时内产生1吨蒸汽所需要的热量浙江力聚生产的锅炉都是以大卡为单位来计算的。 1万大卡/小时≈11.63千瓦 1千瓦=0.086万大卡/小时 1吨蒸发量≈60万大卡/小时 1万大卡/小时≈0.0166吨蒸发量 1吨蒸发量≈700千瓦 1千瓦≈0.0014吨蒸发量 1吨蒸发量≈0.7MW1MW≈1000千瓦。 1.主要热量单位及其换算 [定义] 千卡(Kcal)(也称“大卡”)：1千卡相当于将1Kg水温度升高1℃所需要的热量。 瓦(W)：1千瓦相当于机械1秒内所做的功，1瓦=1焦耳（1W=1J/S） 1吨的概念（也称1吨蒸发量）：工程上系指1小时内产生1吨蒸汽所需要的热量 [换算关系] 1万大卡/小时≈11.63千瓦?1千瓦=0.086万大卡/小时 1吨蒸发量≈60万大卡/小时?1万大卡/小时≈0.0166吨蒸发量 1吨蒸发量≈700千瓦?1千瓦≈0.0014吨蒸发量 1吨蒸发量≈0.7MW1MW≈1000千瓦 2. 取暖热负荷的确定 [公式] Q取暖=q（单位面积热负荷指标）×S供暖面积 [注解] 对北京地区居民取暖q一般取60大卡/平方?小时，对新建经济房甚至可以取到45大卡/平方?小时；对办公大楼、商场、宾馆等可以取65~70大卡/平方?小时。 [例题] 某住宅区供暖面积8万平方米，其热负荷为Q热水=60×8万=480万大卡
化学反应速率的表达和计算
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化学反应速率的表达和计算 适用学科化学适用年级高二适用区域新课标本讲时长（分钟）60 知识点 ?化学反应速率的概念 ?反应速率的表示方法及 简单计算 速率大小的比较 化学反应速率图像的分析方法 教学目标知识与技能 了解化学反应速率的含义 理解化学反应速率的表达式及其简单计算 了解化学反应速率的测量方法 过程与方法 通过学习化学反应速率的测量方法，培养设计实验的能力 情感态度与价值观 通过对化学反应速率的学习，感悟其在生产、生活和科学研究中的作用,提高对化学科学的认识。 教学重难点理解化学反应速率的表达式及其简单计算
教学过程 一、复习预习 1. 必修2关于化学反应速率的概念 2. 必修２关于化学反应速率的表达3．必修2影响化学反应速率的因素
二、知识讲解 考点１:化学反应速率的概念和注意问题 1.化学反应速率的概念:对于反应体系体积不变的化学反应，通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增大来表示化学反应速率。 意义：描述化学反应快慢的物理量。 计算公式:v(Ａ)＝错误!未定义书签。 单位：mol·L -１ ·min -1 ｍo ｌ·L -1·s -1 2.理解化学反应速率的表示方法时应注意的几个问题: （1）一般说在反应过程中都不是等速进行的，因此某一时间内的反应速率实际上是这一段时间内的平均速率。 （2)无论浓度的变化是增加还是减少，一般都取正值，所以化学反应速率一般为正值。 (3)不能用固体或纯液体表示化学反应速率，因为固体或纯液体的浓度在化学反应中视为定值。 (4）对于同一个反应来说，用不同的物质来表示该反应的速率时，其数值不同，但每种物质都可以用来表示该反应的快慢。 3．对化学反应速率要注意以下几个问题: （1)物质浓度是物质的量浓度以mol/L 为单位，时间单位通常可用s 、ｍｉn 、ｈ表示，因此反应速率的与常见单位一般为mol/(l·s)、ｍol/（l·m ｏｎ）或m ｏl/(ｌ·ｈ)。 (2)化学反应速率可用反应体系中一种反应物或生成物浓度的变化来表示,一般是以最容易测定的一种物质表示之,且应标明是什么物质的反应速率。 (3）用不同的物质表示同一时间的反应速率时其数值可能不同，但表达的意义是相同的，各物质表示的反应速率的数值有相互关系,彼此可以根据化学方程式中的各化学计量数进行换算： 对于反应来说，则有。 )()()()(g qD g pc g nB g mA +=+q V p V n V m V D C B A ===
t/min 0 6 12 26 38 60 p/kPa 试求时间为 26min 时的反应速率。 解：以 A 和 R 分别代表丁二烯及其二聚物，则该二聚反应可写成：2A → R 反应体系中各组分的浓度关系如下： 由理想气体定律得：（Ａ） p0 为 t = 0 时物系的总压，整理上式为：（Ｂ） 将（B）式代入速率式中，得：） (c) 理想气体： 将 CA0 代入 (C) 式，为：D 解析法：对p-t关系进行回归分析，得： 图解法：以 p 对 t 作图，如图所示。 于t＝26 min 处作曲线的切线，切线的斜率为 dp/dt，该值等于‐ kPa/min。 将有关数据代入 (D) 式，即得到丁二烯转化量表示的反应速率值。 若以生成二聚物表示反应速率，则：1, 2 例等温进行醋酸(A)和丁醇(B)的酯化反应
醋酸和丁醇初始浓度为和m3。测得不同时间下醋酸转化量如下表，试求该反应的速率方程。 解：由题中数据可知醋酸转化率较低，且丁醇又大量过剩，可以忽略逆反应的影响，同时可以不考虑丁醇浓度对反应速率的影响。所以，设正反应的速率方程为： (a) 以0级、1级、2级反应对上式进行积分式得: 当n = 0时， (b 当n=1时， (c) 当n=2时， (d) 采用图解法和试差法，假设反应级数，将实验数据分别按 0 级、1 级、2 级反应动力学积分式做图，得到其 f(CA)-t 的关系曲线图，然后再根据所得的 f(CA)-t 的关系曲线图进行判断其动力学形式。 不同时间下 f (CA)–t 的变化关系
零级反应和一级反应的 f (CA) – t 的关系图 如对t作图得一直线，则说明假设正确，由此可知反 应级数 n＝２。 但丁醇浓度是否存在影响，还需做进一步实验证明。 对 t 作图为一直线，则说明 n =2 是正确的，故该反应对醋酸为二级反应，从直线的斜率可以求得在此温度下包含丁醇浓度的 k’值。而丁醇的反应级数 m 可以用保持醋酸浓度不变的方法求得，二者结合可以求得反应在此温度下的速率常数 k。 例题气相反应为一级反应 A → 3P 速度常数 k = min-1，反应在恒容间歇式反应器中进行，求1 min后体系的总压，进料状况如下： (a) 纯 A， Mpa； (b) 纯 A，1 Mpa； (c) 10 % 的 A 和 90 % 的 I（惰性气体）混合物，1 MPa 解: A → 3 P + I
课时1 化学反应速率 考点一 | 化学反应速率 （每课一练） [高考考查层面] 命题点1 化学反应速率的理解与计算 1．理解化学反应速率要注意以下几点 (1) 化学反应速率一般指平均速率而不是某一时刻的瞬时速率，且无论用反应物还是用生成物表示均取正值。 (2) 同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同。 (3)不能用固体或纯液体表示化学反应速率，因为固体或纯液体的浓度视为常数。 2．计算化学反应速率的常用方法 (1)定义式法：根据“v ＝Δc /Δt ”进行计算。 (2)比例式法：根据“化学反应速率之比等于化学计量数之比”进行计算。 (3)三段式法：具体步骤如下。 ①写出有关反应的化学方程式。 ②找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。 ③根据已知条件列方程式计算。 例如，反应 m A ＋n B===p C t 0时刻浓度/mol·L －1 a b 0 转化浓度/mol·L －1 x nx m px m t 1时刻浓度/mol·L －1 a －x b －nx m px m 则：v (A)＝x t 1－t 0 mol/(L·s)、v (B)＝nx m (t 1－t 0) mol/(L·s)、v (C)＝px m (t 1－t 0) mol/(L·s)。 [典题示例] 1．下列关于化学反应速率的说法正确的是( ) A ．化学反应速率是指单位时间内任何一种反应物或生成物的浓度变化量 B ．化学反应速率是指某一时刻，某种反应物的瞬时速率 C ．在反应过程中，反应物的浓度逐渐减少，所以用反应物表示的化学反应速率为负值 D ．同一反应，用不同物质表示的化学反应速率之比等于其化学计量数之比 解析：选D 化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物的浓度增加量来表示。固体和纯液体的浓度为常数，不用来表示速率，所以A 错。反应物浓度的减少量或生成物的浓度增加量，都为正值，所以反应速率都为正值，C 错。化学反应速率是指某一时间段内的平均反应速率，所以B 错。 2．将4 mol A 气体和2 mol B 气体在2 L 容器中混合，一定条件下发生反应：2A(g)＋ B(g)=2C(g)，若经2 s 后测得C 的浓度为0.6 mol·L －1，现有下列说法：①用物质A 表示的反 应速率为0.3 mol·L －1·s －1 ②用物质B 表示的反应速率为0.6 mol·L －1·s －1 ③2 s 时物质A 的转化率为70% ④2 s 时物质B 的浓度为0.7 mol·L －1。其中正确的是( ) A ．①③ B ．①④ C ．②③ D ．③④ 解析：选B 由题意知，2 s 时C 的浓度为0.6 mol·L －1，根据化学方程式中化学计量数 之比可知，B 的变化浓度为0.3 mol·L －1，进而确定2 s 时B 的浓度是1 mol·L －1－0.3 mol·L －1＝0.7 mol·L －1，④正确；A 的变化浓度为0.6 mol·L －1，从而求出A 的转化率为30%，③错 误；用C 表示的反应速率为0.3 mol·L －1·s －1，可推知用A 表示的反应速率为0.3 mol·L －1·s －1， ①正确；用B 表示的反应速率为0.15 mol·L －1·s －1，②错误。 命题点2 化学反应速率的比较 由于同一化学反应的反应速率用不同物质表示时数值可能不同，所以比较反应的快慢不能只 看数值的大小，而要进行一定的转化。 (1)先看单位是否统一，若不统一，换算成相同的单位。 (2)再用转化同一物质法(或比值法)进行比较。
化学反应速率练习题及 答案解析 LEKIBM standardization office【IBM5AB- LEKIBMK08- LEKIBM2C】
2-1《化学反应速率》课时练 双基练习 1．反应4A(s)＋3B(g)===2C(g)＋D(g)，经2 min，B的浓度减少 mol/L，对此反应速率的表示不正确的是() A．用A表示的反应速率是 mol/(L·min) B．分别用B、C、D表示反应的速率，其比值是3∶2∶1 C．在2 min内的反应速率，用B表示是 mol/(L·min) D．在这2 min内用B和C表示的反应速率的值都是逐渐减小的 解析：选项A，A为固体，不能用固体或纯液体表示化学反应速率，错误。选项B，用B、C、D表示反应速率之比等于化学方程式中B、C、D的系数之比，正确。选项C，v(B)＝错误!＝ mol/(L·min)，正确。选项D，在这2 min内，无论用B还是用C表示，二者的变化量都是逐渐减小的，则反应速率的值也都是逐渐减小的，正确。 答案：A 2．某温度下，浓度都是1 mol/L的两种气体X2和Y2，在密闭容器中反应生成气体Z，经过t min后，测得物质的浓度分别为：c(X2)＝ mol/L，c(Y2)＝ mol/L，c(Z)＝ mol/L。则该反应的反应式可表示为() A．X2＋2Y22XY2 B．2X2＋Y2X2Y C．3X2＋Y2===2X3Y D．X2＋3Y22XY2
解析：本题考查了化学反应速率之比等于系数之比。首先求出三种物质的物质的量浓度变化值，分别为 mol/L、 mol/L、 mol/L。根据物质的量浓度变化之比等于反应速率之比等于系数之比，即可得系数之比为 3∶1∶2。 答案：C 3．下列说法正确的是() A．化学反应速率通常用单位时间内反应物或生成物的质量变化来表示 B．用不同物质的浓度变化表示同一时间内同一反应的速率时，其数值之比等于反应方程式中对应物质的化学计量数之比 C．化学反应速率的单位由时间单位和浓度单位决定 D．在反应过程中，反应物的浓度逐渐变小，所以用反应物表示的化学反应速率为负值 解析：化学反应速率通常用单位时内反应物或生成物的物质的量浓度的变化来表示，化学反应速率是取单位时间内浓度变化的绝对值，所以都为正值。 答案：B 4．在某一化学反应中，反应物A的浓度在15 s内从 mol/L变成 mol/L，在这15 s内A的化学反应速率为() A． mol/(L·s)B． mol/L C． mol/(L·s) D． mol/L 解析：直接根据速率公式计算； 错误!＝ mol/(L·s)。