专题05 化学反应的速率与限度（知识串讲+专题检测）-2024-2025学年高一化学下学期期中考点整理（人教版2019必修第二册）

这是一份专题05 化学反应的速率与限度（知识串讲+专题检测）-2024-2025学年高一化学下学期期中考点整理（人教版2019必修第二册），共106页。试卷主要包含了化学反应速率，化学反应速率的影响因素，可逆反应，化学反应平衡状态的建立和理解，化学平衡状态的判断，有关化学平衡的简单计算等内容，欢迎下载使用。
一、化学反应速率
1．表示方法：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浓度的增加量 (均取正值)来表示。
2．表达式：v＝eq \f(Δc,Δt)，单位 ml/(L·min) 或 ml/(L·s) 。
3．对化学反应速率的正确理解
(1)在同一化学反应里，用不同物质表示的反应速率可能不同，但意义相同，故描述反应速率时必须指明具体的物质。
(2)固体或纯液体的浓度视为常数，Δc＝0，因此不用固体或纯液体表示化学反应速率。
(3)由v＝eq \f(Δc,Δt)计算得到的是一段时间内的平均反应速率，而不是某一时刻的瞬时速率。
4．化学反应速率的计算和比较
(1)化学反应速率的计算方法
①定义式法：利用公式v＝eq \f(Δc,Δt)计算化学反应速率，也可以利用该公式计算浓度变化量或反应时间。
②关系式法：化学反应速率之比＝物质的量浓度的变化量之比＝物质的量的变化量之比＝化学计量数之比。
③“三段式”法：
第一步：写出有关反应的化学方程式。
第二步：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，反应 mA ＋ nB ===== pC
t0 s/ml·L－1 a b 0
转化/ml·L－1 x eq \f(nx,m) eq \f(px,m)
t1 s/ml·L－1 a－x b－eq \f(nx,m) eq \f(px,m)
则：v(A)＝eq \f(x,t1－t0) ml·L－1·s－1、
v(B)＝eq \f(nx,mt1－t0) ml·L－1·s－1、
v(C)＝eq \f(px,mt1－t0) ml·L－1·s－1。
(2)反应速率大小的比较方法
方法1:归一法——同一化学反应速率用不同物质表示时，数值可能不同，比较反应速率的快慢不能只看数值大小，还要进行一定的转化，换算成同一种物质、同一单位表示，再比较数值大小。
方法2：比值法——比较化学反应速率与化学计量数的比值，如aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)，比较eq \f(vA,a)与eq \f(vB,b)，若eq \f(vA,a)>eq \f(vB,b)，则说明用A表示的化学反应速率大于用B表示的化学反应速率。
二、化学反应速率的影响因素
1.内因：反应物本身的性质是影响化学反应速率的主要因素。
2.外因(其他条件不变，只改变一个条件)
（1）浓度：增大反应物浓度，化学反应速率增大。
（2）温度：升高温度，化学反应速率增大。
（3）压强：对于气体参加的反应，增大压强，气体反应物浓度增大，化学反应速率增大。
①恒容时：增大压强eq \(――→,\s\up9(引起))体积缩小 eq \(――→,\s\up9(引起))反应物浓度增大eq \(――→,\s\up9(引起))反应速率增大。
②气体反应体系中充入惰性气体(不参与反应)时对反应速率的影响
③恒容：充入“惰性气体”―→总压增大 ―→反应物浓度不变 ―→反应速率不变。
③恒压：充入“惰性气体”―→体积增大 ―→反应物浓度减小 ―→反应速率减小。
（4）催化剂：催化剂可以改变化学反应速率，一般加快反应速率。
（5）其他：反应物状态、固体的表面积、溶剂、光照等。如固体的表面积越大，速率越快。
三、可逆反应
1.概念：在相同条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应。
2.特征
（1）三同：相同条件，正、逆反应同时进行，反应物、生成物同时存在；
（2）反应不能进行完全，即任一反应物的转化率均小于100%。
3.表示：化学方程式中用 “⇌” 表示。
4.很多化学反应在进行时都有一定的可逆性，不同反应的可逆性不同，有些化学反应在同一条件下可逆程度很小，如 2 Na + 2 H2O === 2 NaOH + H2↑，视为“不可逆”反应。
典型的可逆反应有：H2+I2⇌2HI ， 2SO2+O2⇌2SO3 ， SO2+H2O⇌H2SO3， NH3+H2O⇌NH3﹒H2O ， 2NO2⇌N2O4等。
四、化学反应平衡状态(限度)的建立和理解
1．化学平衡状态的建立
(1)化学平衡状态:在一定条件下，当一个可逆反应进行到正反应速率和逆反应速率相等时，反应物的浓度和生成物的浓度不再变化，达到一种表面静止的状态。
(2)化学平衡状态的建立过程
(3)化学平衡建立过程中化学反应速率的变化图像
2．化学平衡状态的特征：逆、等、动、定、变
逆 —化学平衡研究的对象是可逆反应
等 —达到化学平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等
动 —化学平衡是一种表面静止状态，反应并未停止，是一种动态平衡
定 —达到化学平衡状态后，各组分浓度保持不变，不随时间变化而变化
变 —外界条件发生改变时，原平衡状态将被打破，再在新条件下建立新的平衡状态
五、化学平衡状态的判断
1．直接标志
(1)v正（A）=v逆（A）。
①同一种物质的生成速率等于消耗速率；
②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化学计量数之比；
③在化学方程式两边的不同物质的生成(或消耗)速率之比等于化学计量数之比。
= 4 \* GB3 \* MERGEFORMAT ④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。
(2)各组分的浓度保持一定。
①各组分的浓度不随时间的改变而改变；
②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，平衡出现
(1)选变量
选定反应中“变量”，即随反应进行而变化的量，当变量不再变化时，反应已达平衡。
(2)常见的变量
①气体的颜色；②对于气体体积有变化的反应来说，恒压反应时的体积、恒容反应时的压强；③对于反应体系中全部为气体，且反应前后气体物质的量有变化的反应来说，混合气体的平均相对分子质量；④对于反应体系中不全部为气体的反应来说，恒容时混合气体的密度等。
(3)说明
在利用eq \(Mr,\s\up6(－))、ρ、n(总)、p(总)判断时要注意反应物状态和容器的体积变化问题。
3．反应类型分析（如下表所示）
六、有关化学平衡的简单计算
解答有关化学反应速率和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、转化量及平衡量，再根据题设其他条件和定律列式计算。如：
设a、b分别是A、B两物质起始量，mx为反应物A的转化量，则：
mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)
起始量 a b 0 0
转化量 mx nx px qx
平衡量 a－mx b－nx px qx
(1)关于反应物转化率的计算
A的转化率＝eq \f(A的转化量,A的起始量)×100%
(2)关于某组分的体积分数的计算
A的体积分数＝eq \f(体系中A的物质的量,体系中总的物质的量)×100%
[注意] (1)转化量与化学方程式中各物质的化学计量数成比例。
(2)这里的量可指物质的量、质量、浓度、体积等。
(3)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。同时要注意差量法、守恒法等简单计算方法在化学平衡中的应用。
1．日常生活中的下列做法，其目的是加快反应速率的是
A．用冰箱冷藏食物B．包装食品时抽真空
C．用温水和面发酵D．在铁器表面刷油漆
【答案】C
【详解】A．低温冷藏食品，减缓食品腐败速率，故A项不符合题意；
B．包装食品时抽真空，减少氧气浓度，减缓食品腐败速率，故B项不符合题意；
C．用温水和面发酵，能加快化学反应速率，故C项符合题意；
D．在铁制品表面刷油漆，减缓铁制品腐蚀的速率，故D项不符合题意；
故答案选C。
2．某化学反应在2L密闭容器中进行，反应物浓度在20s内由6.00ml变为2.00ml，则以该反应物浓度的变化表示20s内的平均反应速率为
A．B．C．D．
【答案】B
【详解】反应物的反应前浓度为=3ml/L，反应物的反应后浓度为=1ml/L，则以该反应物浓度的变化表示20s内的平均反应速率为=；
故选B。
3．在的反应中，下列选项表示的化学反应速率最快的是
A．v(X)=0.6ml·L-1·min-1B．v(Z)=0.01ml·L-1·s-1
C．v(Y)=0.2ml·L-1·min-1D．v(Q)=0.15ml·L-1·min-1
【答案】B
【详解】由化学反应速率之比等于化学计量数之比，用反应速率与该物质的化学计量数做比值，比值越大代表其表示的化学反应速率越快，则A．v(X)=ml·L-1·min-1，B．v(Z)=0.01×60=0.6ml·L-1·min-1，v(Z)=ml·L-1·min-1，C．v(Y)=0.2ml·L-1·min-1，D．v(Q)=0.15ml·L-1·min-1；则选项B的化学反应速率最快，故选B。
4．已知在密闭容器中发生反应，经后，的物质的量减少。下列有关反应速率的说法正确的是
A．用表示的反应速率大小关系为
B．用表示的反应速率是
C．用B表示反应在末的反应速率为
D．增加A的量，化学反应速率加快
【答案】A
【详解】A．反应速率之比等于化学计量数之比，用表示的反应速率大小关系为，故A正确；
B．A是固体，反应过程浓度视为不变，不能作为表示反应速率的物质，故B错误；
C．反应速率是指某一时段内的平均速率，不是某时刻的瞬时速率，故C错误；
D．因A物质为纯固体，增加A的量，化学反应速率不变，故D错误；
故选A。
5．如图所示为时A、B、C三种气体在密闭容器中反应时的浓度变化情况，则下列说法错误的是
A．2min后反应达到平衡状态
B．前2min，A的分解速率为0.1
C．发生的反应可表示为
D．2min时，A、B、C的浓度之比为
【答案】C
【详解】A．2min后A、B、C的浓度不再变化，反应达到平衡状态，故A正确；
B．前2min，A的分解速率为，故B正确；
C．根据图像可知，反应过程中A的浓度减小，B、C的浓度增大，因此A为反应物，B、C为生成物，根据0~2min内浓度的变化量∆c(A)=(0.4-0.2)ml/L=0.2ml/L、∆c(B)=(0.3-0.1)ml/L=0.2ml/L、∆c(C)=0.1ml/L，变化量与化学计量数成正比，可以确定反应为，故C错误；
D．据图可知2min时，A、B、C的浓度分别为0.2ml/L、0.3ml/L 、0.1ml/L，比值为2:3:1，故D正确；
故答案为C。
6．FeCl3溶液和KI溶液发生反应：。下列关于该反应的说法错误的是
A．降低温度能减慢反应速率
B．增大和的浓度能加快反应速率
C．反应达到平衡时，溶液中与相等
D．达到平衡状态时，仍有与反应生成与I2
【答案】C
【详解】A．温度越低反应速率越慢，所以降低温度能减慢反应速率，故A正确；
B．浓度越大反应速率越快，所以增大和的浓度能加快反应速率，故B正确；
C．当上述可逆反应达到平衡时，溶液中与不变，而不一定相等，故C错误；
D．化学平衡为动态平衡，达到平衡状态时，仍有与反应生成与I2，故D正确；
故选C。
7．一定条件下，当反应达到平衡时，通入一定时间后，下列物质中存在的是
A．只有NO2、O2 B．只有N2O5、NO2
C．只有N2O5、O2 D．N2O5、NO2、O2
【答案】D
【详解】向反应的平衡体系中通入，可逆反应继续进行，当达到新平衡时， N2O5、NO2、O2中都应含有，故选D。
8．硫及其化合物之间的转化在生产中有重要作用。接触法制硫酸中，制取的反应为(放热反应)。反应在有、无催化剂条件下的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A．该反应中存在极性共价键和非极性共价键的断裂和形成
B．使用催化剂能加快化学反应的速率并提高的转化率
C．达到化学平衡时，的消耗速率和的消耗速率相等
D．使用作催化剂时，温度越高，反应越快达到平衡
【答案】C
【详解】A．该反应中存在S-O极性共价键和O=O非极性共价键的断裂，形成了S-O极性共价键，没有形成非极性共价键，故A错误；
B．使用催化剂能加快化学反应的速率，但是不能提高的转化率，故B错误；
C．根据反应方程式，，达到化学平衡时，正逆反应速率相等，的消耗速率和的消耗速率相等，故C正确；
D．使用作催化剂时，温度越高，分解越快，可能会降低反应速率，故D错误；
答案选C。
9．已知(红色气体)和(无色气体)存在平衡：(放热反应)，将一定量置于恒容容器中，下列分析错误的是
A．气体颜色不再改变是达到化学平衡状态的标志
B．反应过程中，与的浓度比为是达到化学平衡状态的标志
C．气体的密度不再改变不能判断该反应已达到平衡状态
D．将该气体置于绝热容器中，体系温度不再改变能说明反应达到了限度
【答案】B
【详解】A．NO2为红棕色气体，当气体颜色不再变化，说明NO2浓度不再变化，反应达到平衡状态，A正确；
B．反应过程中，与的浓度比为不能说明正逆反应速率相等，不是达到化学平衡状态的标志，B错误；
C．容器体积和气体质量始终不变，则混合气体的密度始终不变，因此不能说明反应已达平衡，C正确；
D．该反应在恒容绝热容器中进行，当体系温度不再变化，说明反应放出和吸收的热量相等，证明反应达到平衡状态，D正确；
故选B。
10．利用反应可以去除石油化工工业催化剂上吸附的碳粒。向某密闭容器中加入和碳粉发生上述反应，下列条件能加快该反应速率的是
A．保持体积不变，增加碳粉的用量
B．保持体积不变，再向容器中充入
C．保持压强不变，再向容器中充入He
D．保持体积不变，再向容器中充入He
【答案】B
【详解】A．碳是固体其浓度视为常数，保持体积不变，增加碳粉的用量，反应物浓度不变，则反应速率不变，A不符合题意；
B．保持体积不变，再向容器中充入，反应物二氧化碳浓度增大，反应速率加快，B符合题意；
C．保持压强不变，再向容器中充入He，体积减小，气体的浓度减小，反应速率减慢，C不符合题意；
D．保持体积不变，再向容器中充入He，参与反应的气体浓度不变，反应速率不变，D不符合题意；
故选B。
11．在一定温度下，在体积为2L的恒容密闭容器中，某一反应中X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示，下列表述中正确的是
A．反应的化学方程式为
B．t min时，反应达到化学平衡状态，反应停止
C．t min内X的平均反应速率
D．温度、体积不变，t时刻充入1ml He使压强增大，正、逆反应速率都增大
【答案】C
【分析】由图象可以看出，反应中X物质的量减小，Y、Z的物质的量增多，则X为反应物，Y、Z为生成物，且，则该反应的化学方程式为，据此解答。
【详解】A．根据分析，该反应的化学方程式为，故A错误；
B．t min时，正、逆反应继续进行，反应达到化学平衡状态，是动态平衡，故B错误；
C．t min内X的化学反应速率，故C正确；
D．温度、体积不变，t时刻充入1ml He使压强增大，但不改变原来各物质的浓度，正、逆反应速率不变，故D错误；
答案选C。
12．一定温度下，向一个的密闭容器中通入等物质的量的A和B，发生反应：，经后测得C的浓度为，，以D表示的平均反应速率，下列说法错误的是
A．反应速率B．该化学方程式中，
C．时，A的转化率为50%D．时，A的浓度为
【答案】C
【分析】后生成的C物质的量为，生成的D物质的量为，改变量之比等于计量数之比，故x=3；根据相关数据列三段式如下：
，则a-1=2，a=3；
【详解】A．由上述分析可知，反应速率，故A正确；
B．后生成的C物质的量为，D物质的量为，
所以，故B正确；
C．时，A的转化率为=33.3%，故C错误；
D．后A的物质的量就为2ml，A的浓度为，故D正确；
答案选C。
13．一定温度下用过量铁块与稀硫酸反应制取氢气，采取下列措施：①将铁块换为等质量的铁粉；②加入少量NaNO3溶液；③将稀硫酸换为98%的硫酸；④加入少量水；⑤滴加少量CuSO4溶液；其中可提高H2的生成速率的措施有
A．①③B．②⑤C．①⑤D．②④
【答案】C
【详解】①将铁块换为等质量的铁粉，固体物质表面积增大，与硫酸反应接触面积增大，反应速率加快，①符合题意；
②加入少量NaNO3溶液，在酸性条件下，H+、表现强氧化性，与Fe反应不能制取得到H2，②不符合题意；
③将稀硫酸换为98%的硫酸，在室温下Fe遇浓硫酸会发生钝化，不能反应得到H2，③不符合题意；
④加入少量水，会导致硫酸浓度降低，反应速率减慢，④不符合题意；
⑤滴加少量CuSO4溶液时，Fe与CuSO4在溶液中发生置换反应产生Cu单质，Fe、Cu、H2SO4会构成原电池，使化学反应速率加快，⑤符合题意；
综上所述可知：能够加快反应速率的操作有①⑤，故合理选项是C。
14．对于密闭容器中的反应：(正反应放热)，673K、30MPa下，和随时间t变化的关系如图所示。下列叙述正确的是
A．c点处正反应速率和逆反应速率相等
B．d点(时刻)和e点(时刻)处不同
C．a点的正反应速率比b点的大
D．在时刻，正反应速率大于逆反应速率
【答案】C
【详解】A．c点后氨气和氢气的物质的量还在变化，并未达到平衡，故c点正、逆反应速率不相等，A错误；
B．d点(时刻)和e点(时刻)均达到化学平衡状态，相同，B错误；
C．由图可知，起始氨气的物质的量为0，反应正向进行，a点和b点均为达到化学平衡状态，a点反应物的浓度大，故a点正反应速率大于b点，C正确；
D．在时刻，达到化学平衡状态，正反应速率等于逆反应速率，D错误；
故选C。
15．已知：，某温度下，在2 L恒容密闭容器中充入1ml A与1 ml B发生该反应，平衡时总压强增加了20%。下列说法正确的是
A．平衡时c(C)=0.2 ml/LB．平衡时B的体积分数为20%
C．A的转化率为20%D．平衡时C与D的化学反应速率相等
【答案】A
【分析】假设平衡时A(g)物质的量变化了x，根据题意可知：
，平衡时气体的总物质的量为：(1-x)ml+(1-x)ml+x ml+2x ml=2 ml+2 ml×20%，解答x=0.4 ml。
【详解】A．根据上述分析可知平衡时n(C)=x ml=0.4 ml，由于容器的容积是2 L，故平衡时C物质的浓度c(C)==0.2 ml/L，A正确；
B．根据上述计算可知平衡时n(B)=(1-x ml)=1 ml-0.4 ml=0.6 ml，平衡时气体总物质的量为n(总)=2 ml+2 ml×20%=2.4 ml，则平衡时B的体积分数为×100%=25%，B错误；
C．反应开始时A的物质的量是1 ml，反应消耗A的物质的量是0.4 ml，则A的转化率为，C错误；
D．根据反应方程式可知：反应生成C(g)与D(g)的化学计量数不同，因此平衡时C(g)与D(g)的化学反应速率不相等，D错误；
故合理选项是A。
16．在体积都为2L的恒容容器中，200℃和T℃时，发生如下反应，A的物质的量浓度(单位：ml/L)随时间变化的有关实验数据见下表：
下列有关该反应的描述正确的是
A．在200℃时，6min时用A表示的化学反应速率为0.1ml/(L·min)
B．从表中可以看出T200℃，故B错误；
C．T℃下，可能是4~6min内某一时刻反应刚好达到平衡状态，故C错误；
D．向容器1中通入氦气，容器中总压强增大，浓度不变，反应速率不变，故D正确；
选D。
17．在化学反应的研究和实际应用中，人们还要关注化学反应进行的快慢和程度，以提高生产效率。在一定温度下，2L体积不变密闭容器内某一反应中气体M、气体N的物质的量随时间变化的曲线如图：
(1)该反应的化学方程式为 。
(2)如果升高温度，则 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)若t3=5，计算反应开始至时刻用N的浓度变化表示的平均反应速率为 。
(4)t2时，N的转化率是 。
(5)下列能说明该反应已达到平衡状态的是_______(填字母)。
A．混合气体密度不再改变B．容器内压强不变
C．混合气体的平均相对分子质量不变D．正反应速率与逆反应速率相等，且都为0
【答案】(1)[或]
(2)增大
(3)0.6
(4)50%或0.5
(5)BC
【详解】（1）根据图示可知：在反应进行到t1时刻，N的物质的量减少了2 ml ，M物质的量增大了1 ml，则N是生成物，M是反应物，二者变化的物质的量的比是2：2；反应进行到t3时刻以后，M、N都存在，它们的物质的量不再发生改变，说明该反应是可逆反应，反应的化学方程式为[或]；
（2）如果升高温度，物质的内能增加，正反应速率、逆反应速率都会增大；
（3）若t3=5 ml，反应达到平衡状态，此时N物质的物质的量减少了6 ml，容器的容积是2 L，则用N物质浓度变化表示的反应速率为v(N)==0.6 ml/(L·min)；
（4）根据图象可知：在反应进行到t2时，N物质反应消耗了4 ml，由于反应开始时加入N的物质的量是8 ml，故此时反应物N的转化率为：×100%=50%；
（5）A．反应在恒容密闭容器中进行，气体的体积不变；反应混合物都是气体，气体的质量不变，因此混合气体密度始终不改变，因此不能据此判断反应是否达到平衡状态，A错误；
B．反应在恒容密闭容器中进行，气体的体积不变；该反应是反应前后气体物质的量改变的反应，因此若容器内压强不变，则气体的物质的量不变，反应达到了平衡状态，B正确；
C．反应混合物都是气体，气体的质量不变；该反应是反应前后气体物质的量改变的反应，当混合气体的平均相对分子质量不变时，气体的物质的量不变，则此时反应达到了平衡状态，C正确；
D．化学平衡是动态平衡，反应达到平衡时，正反应速率与逆反应速率相等，但不可能都为0，D错误；
故合理选项是BC。
18．完成和化学反应速率有关的问题。
Ⅰ．硫代硫酸钠与硫酸反应会生成不溶于水的硫，反应生成的硫使溶液出现乳白色浑浊，比较浑浊现象出现所需时间的长短，可以判断该反应进行的快慢。
(1)中硫元素的化合价为 价。
(2)写出反应的离子方程式 。
(3)5mL 0.1和0.2溶液分别和5mL 0.1混合，前者出现浑浊的时间为秒，后者出现浑浊的时间为秒，则 (填“>”或“