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第七章 化学反应速率和化学平衡第1节 化学反应速率及其影响因素[高考导航]1．了解化学反应速率的概念，化学反应速率的定量表示方法。
2．了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。
3．理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学反应速率的影响，认识其一般规律。
4．了解化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域中的作用。
1．表示方法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．表达式和单位 (1)表达式：v ＝ΔcΔt。
[注意] 由此计算得到的反应速率是平均速率而不是瞬时速率，且无论用反应物还是用生成物表示均取正值。
(2)单位：mol·L －1·min －1或mol·L －1·s －1。
3．与化学方程式中化学计量数的关系化学反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比。
问题1 理解化学反应速率的计算方法与注意事项在2 L 的密闭容器中发生反应后各物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。
回答下列问题：(1)该反应的反应物和生成物分别是_____________________________________，反应方程式为__________________________________________________。
(2)0～10 s 的平均反应速率v (H 2)＝__________；v (HI)＝________。
(3)根据上述反应速率数值，分析用不同物质表示同一化学反应时，化学反应速率值是否必须相同？ (4)能否用I 2表达该反应的反应速率，为什么？ 答案：(1)H 2和I 2、HI H 2(g)＋I 2(s)2HI(g)(2)0.039 5 mol·L －1·s －10.079 mol·L －1·s －1(3)同一反应，用不同物质表示的化学反应速率值可能相同，也可能不同，但表示的意义都相同，并且化学反应速率之比等于化学计量数之比。
第七单元 化学反应速率和化学平衡第25讲 化学反应速率考纲要求 1.了解化学反应速率的概念、化学反应速率的定量表示方法。
2．了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。
3．结合具体实例理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学反应速率的影响，认识并能解释其一般规律。
4．了解化学反应速率的调控在生产、生活和科学研究领域中的重要作用。
考点一 化学反应速率知识归纳1．基础知识 化学反应速率—⎪⎪⎪⎪⎪—表示—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—定义式— —单位— 或 —与化学方程式中化学计量数的关系—速率之比等于化学方程式中的2．化学反应速率的计算在解题过程中先写出有关反应的化学方程式；找出各物质的起始量、转化量、某时刻量；根据已知条件列方程式计算。
例如，对于反应：m A(g)＋n B(g),Ｆp C(g)＋q D(g)，A 的浓度为a mol ·L －1，B 的浓度为b mol ·L －1，反应进行至 t 1 s 时，A 消耗了x mol ·L －1，则反应速率可计算如下：m A(g)＋n B(g),Ｆp C(g)＋q D(g)起始浓度/mol·L －1 a b 0 0转化浓度/mol·L －1 x nx m px m qx m 某时刻浓度/mol·L －1 a －x b －nx m px m qx m则各物质的化学反应速率为v (A)＝________mol·L －1·s －1，v (B)＝________mol·L －1·s－1，v (C)＝________mol·L －1·s －1，v (D)＝________mol·L －1·s －1。
3．注意事项(1)化学反应速率是指一定时间内的________速率而不是________速率，且只取________值。
计时双基练(二十二) 化学平衡状态化学平衡的移动(计时：45分钟满分：100分)一、选择题(本大题共10小题，每小题5分，共50分)1．(2015·合肥模拟)为了减轻大气污染，科学家正在研究利用催化技术将汽车尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，即2NO(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋N2(g) ΔH<0。
若反应在恒容的密闭容器中进行，下列有关说法正确的是( )A．单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等时，反应达到平衡状态B．平衡时，其他条件不变，升高温度可提高CO的转化率C．使用高效催化剂，提高正反应速率、降低逆反应速率D．平衡前，随着反应的进行，容器内压强始终不变解析单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等时，即意味着正逆反应速率相等，反应到达平衡状态，正确。
B项，升高温度，平衡左移，CO的转化率降低，错误。
C项，使用催化剂，正逆反应速率均增加，错误。
D项，随着反应向右进行，容器内的压强将减小，错误。
答案 A2．(2015·南昌模拟)下列对化学平衡移动的分析中，不正确的是( )①已达平衡的反应C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)，当增加反应物物质的量时，平衡一定向正反应方向移动②已达平衡的反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，当增大N2的浓度时，平衡向正反应方向移动，N2的转化率一定升高③有气体参加的反应平衡时，若减小反应器容积时，平衡一定向气体体积减小的方向移动④有气体参加的反应平衡时，在恒压反应器中充入稀有气体，平衡一定不移动A．①④B．①②③C．②③④D．①②③④解析C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)，当增加碳的物质的量时，平衡不移动，①不对；当增大N2的浓度时，平衡向正反应方向移动，N2的转化率降低，②不对；③如果同时改变其他条件，平衡不一定向气体体积减小的方向移动；有气体参加的反应达平衡时，在恒压反应器中充入稀有气体，容器内压强减小，平衡可能发生移动，④错误。
答案 D3．某温度下，反应2A(g) B(g)(正反应为吸热反应)在密闭容器中达到平衡，平衡后c(A)/c(B)＝a，若改变某一条件，足够时间后反应再次达到平衡状态，此时c(A)/c(B)＝b，下列叙述正确的是( )A．在该温度下，保持容积固定不变，向容器内补充了B气体，则a<bB ．若a ＝b ，则B 容器中一定使用了催化剂C ．若其他条件不变，升高温度，则有a <bD ．若保持温度、压强不变，充入惰性气体，则有a >b解析 A 项中增加B 气体，相当于压强增大，平衡正向移动，所以b <a ，错误；升高温度，平衡正向移动，则b <a ，C 项错误；若保持温度、压强不变，充入惰性气体，则体积增大，平衡向气体分子数增多的方向移动，即逆向移动，则a <b ，D 项错误。
答案 B4．(2016·山东淄博摸底)往恒容密闭容器中通入一定量N 2O 4，发生反应N 2O 4(g) 2NO 2(g)，随温度升高，气体颜色变深。
如图表示该反应平衡时有关物理量Y 随某条件X (其他条件不变)变化的规律。
X 、Y 分别是()A ．温度T ，逆反应速率vB ．温度T ，气体的密度ρC ．压强p ，平衡常数KD ．压强p ，N 2O 4的转化率α解析 升高温度，正、逆反应速率均增大，A 项错误；气体的总质量不变，容器体积不变(恒容)，则升高温度，气体的密度不变，B 项错误；平衡常数K 仅受外界因素温度的影响，故增大压强，K 不变，C 项错误；增大压强，平衡向左移动，N 2O 4的转化率降低，D 项正确。
答案 D5．(2015·益阳市三模)已知：CO(g)＋H 2O(g) CO 2(g)＋H 2(g) ΔH ＝－41 k J·mol－1。
相同温度下，在体积相同的两个恒温密闭容器中，加入一定量的反应物发生反应。
相关数据如下：A ．容器①中反应达平衡时，CO 的转化率为80%B ．容器①中CO 的转化率等于容器②中CO 2的转化率C ．容器①中CO 反应速率等于H 2O 的反应速率D ．平衡时，两容器中CO 2的浓度相等解析 由反应方程式知，当消耗1 mol CO 时放出的热量为41 kJ ，当放出的热量为32.8kJ时，消耗0.8 mol CO，其转化率为80%，A项正确；容器①中，该反应的平衡常数K1＝0.8×0.8÷(0.2×3.2)＝1，设容器②中反应达到平衡时消耗x mol CO2，则K2＝x2/(1－x)(4－x)＝1/K1，解得x＝0.8，此时CO2的转化率为80%，B项正确；由化学反应速率之比等于其化学计量数之比知C项正确；因平衡时容器①中CO2为0.8 mol，容器②中为0.2 mol，D 项错误。
答案 D6．(2015·武汉质检)某密闭容器中存在反应：2NO＋O2 2NO2，平衡时NO的体积分数与温度变化关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)，下列说法中不正确的是( )A．该反应的正反应是吸热反应B．若温度为T1、T3时的平衡常数分别为K1、K3，则K1<K3C．T1时，D点处该反应的逆反应速率大于正反应速率D．如果缩小容器容积，则表示平衡时NO的体积分数与温度变化关系的曲线在原曲线上方解析A项，由图象看出，温度升高，NO的体积分数降低，表明升温平衡正向移动，即正反应是吸热反应，正确；B项，升温平衡正向移动，则平衡常数K3>K1，正确；C项，T1时，从D点处达到平衡，NO的体积分数要增大，表明反应逆向进行，则逆反应速率大于正反应速率，正确；D项，缩小容器容积，化学平衡正向移动，NO的体积分数减小，则新曲线在原曲线的下方，错误。
答案 D7．(2016·合肥质检一)在一定温度下的定容密闭容器中，发生反应：2NO2(g) N2O4(g)。
当下列所给有关量不再变化时，不能表明该反应已达平衡状态的是( )A．混合气体的压强B．混合气体的密度C．混合气体的平均相对分子质量D.c N2O4 c2 NO2解析恒温恒容密闭容器中NO2和N2O4的可逆反应，压强、平均相对分子质量、浓度商在反应过程中都是不断变化的物理量，不发生改变时说明可逆反应建立平衡，而密度在反应过程中为恒定不变的量，不能作为平衡状态判断的依据。
答案 B8．恒温、恒压下，1 mol A 和1 mol B 在一个容积可变的容器中发生如下反应：A(g)＋2B(g) 2C(g)。
一段时间后达到平衡，生成a mol C 。
则下列说法不正确的是( )A ．物质A 、B 的转化率之比一定是1∶2 B ．起始时刻和达平衡后容器中的压强比为1∶1C ．若起始放入3 mol A 和3 mol B ，则达平衡时生成3a mol CD ．当v 正(A)＝v 逆(C)时，可断定反应达到平衡解析 A 项，平衡时，转化的A 、B 分别为a2 mol 、a mol ，所以其转化率之比为a2 mol1 mol ∶a mol1 mol＝1∶2；B 项，因为体积可变，平衡前后压强之比为1∶1；C 项，由于恒温恒压下建立平衡，起始量是原来的3倍，C 的平衡量也应是原来的3倍；D 项，不符合系数之比，不能断定反应达到平衡状态。
答案 D9．在一定温度下，将气体X 和气体Y 各0.16 mol 充入10 L 恒容密闭容器中，发生反应：X(g)＋Y(g) 2Z(g) ΔH ＜0。
一段时间后达到平衡，反应过程中测定的数据如下表：A ．反应前2 min 的平均速率v (Z)＝2.0×10－3mol·L －1·min －1B ．其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前v 逆＞v 正C ．保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.32 mol 气体X 和0.32 mol 气体Y ，到达平衡时，n (Z)＜0.24 molD ．其他条件不变，向平衡体系中再充入0.16 mol 气体X ，与原平衡相比，达到新平衡时，气体Y 的转化率增大，X 的体积分数增大解析 A 项，v (Z)＝2v (Y)＝2× 0.16－0.12 mol 10×2＝0.004 mol·L －1·min －1，错误；B项，降温，平衡右移，v 正＞v 逆，错误；C 项，原平衡n (Z)＝0.12 mol ，起始量加倍，由于是等体积反应，所以平衡量也加倍，n (Z)＝0.24 mol ，错误。
答案 D10．(2016·河北联考)T ℃时，在容积为2 L 的3个恒容密闭容器中发生反应：3A(g)＋B(g) x C(g)，按不同方式投入反应物，测得反应达到平衡时的有关数据如下：A ．若x <4，则2c 1<c 2B ．若x ＝4，则w 1＝w 3C ．无论x 的值是多少，均有2ρ1＝ρ2D ．甲容器达到平衡所需的时间比乙容器达到平衡所需的时间短解析 若x <4，则正反应为气体分子数减小的反应，乙容器对于甲容器而言，相当于加压，平衡正向移动，所以2c 1>c 2，A 项错误；若x ＝4，则反应前后气体分子数相等，由于起始时甲容器中A 、B 的投入量之比与化学方程式中对应化学计量数之比不相等，故w 3不可能等于w 1，B 项错误；起始时乙容器中A 、B 的投入量是甲容器的2倍，两容器的容积相等，故恒有2ρ1＝ρ2，C 项正确；起始时乙容器中A 、B 的浓度是甲容器中的2倍，故乙容器达到平衡所需的时间比甲容器达到平衡所需的时间短，D 项错误。
答案 C二、非选择题(本大题共4小题，共50分)11．(12分)(2015·甘肃高台一中月考)工业制硫酸的过程中存在反应：2SO 2(g)＋O 2(g) 2SO 3(g)。
T 0 ℃时，将2 mol SO 2和1.5 mol O 2充入2 L 密闭容器中发生上述反应，容器中SO 2的物质的量随温度变化的曲线如图所示。
(1)图中a 点的正反应速率________(填写“>”“<”或“＝”)逆反应速率。
(2)下列条件可以证明上述反应已达到化学平衡状态的是________。
a ．单位时间内消耗1 mol O 2，同时生成2 mol SO 3 b ．容器内SO 2、O 2、SO 3的浓度之比为2∶1∶2c．容器内压强保持不变d．混合气体的平均相对分子质量保持不变(3)T1℃时，上述反应的化学平衡常数K＝____________。
解析(1)根据题干图象知，反应向正反应方向进行，所以正反应速率大于逆反应速率。
(2)当化学反应达到平衡状态时，同一物质的正逆反应速率相等，各物质的百分含量不变，由此引起的一些物理量不变。
