考點18化學反應速率與限度（原卷版）

考點18化學反應速率與限度【學業(yè)要求】1.通過實驗認識影響化學反應速率的因素。2.通過實驗認識化學反應的限度。3.了解控制反應條件在生產(chǎn)和科學研究中的作用?！究键c梳理】一、化學反應速率1．化學反應速率及其表示方法(1)概念：化學反應速率是用來衡量化學反應過程進行快慢程度的物理量。(2)表示方法：可用單位時間內反應物濃度的減少或者生成物濃度的增加(均取正值)來表示。(3)計算：表達式為v＝eq\f(Δc,Δt)或v＝eq\f(Δn,V·Δt)。式中：Δc為濃度的變化量，一般以mol·L－1為單位；Δt為時間，一般以s或min為單位。(4)常用單位：mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1。2．規(guī)律對于同一反應，用不同的物質來表示反應速率，其比值一定等于化學方程式中相應的化學計量數(shù)之比。如對于反應：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。(1)內因：由參加反應的物質的結構(化學性質)決定。如常溫下，H2和F2反應很快，N2和H2反應很困難。(2)外因：主要指濃度、溫度、壓強和催化劑。改變條件對化學反應速率的影響改變的條件影響結果改變的條件影響結果濃度增大速率增大減小速率減小溫度升高速率增大降低速率減小壓強(有氣體參與的反應)增大速率增大減小速率減小催化劑加入合適的催化劑速率增大不用催化劑速率小固體粉碎(小顆粒)速率增大塊狀(大顆粒)速率小二、化學反應的限度1．可逆反應(1)概念：在同一條件下，既能向正反應方向進行，又能向逆反應方向進行的化學反應。(2)特征：反應不能進行到底，或者在一定條件下反應物與生成物同時存在。在書寫化學方程式時，可逆反應用符號“”表示。影響化學反應的限度的因素(1)決定因素：化學反應的限度首先取決于反應物的化學性質。不同的可逆反應在給定條件下的化學反應限度不同，反應物的最大轉化率不同。(2)外界因素：化學反應的限度受溫度、濃度、壓強等條件的影響。改變其中的一個條件，可以在一定程度上改變一個化學反應的限度。2．化學平衡的建立對于可逆反應2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I2，其化學反應速率與時間的關系如圖所示。①反應開始時，正反應速率最大，原因是反應物濃度最大；逆反應速率為0，原因是生成物濃度為0；②反應進行中，正反應速率的變化是逐漸減小，原因是反應物濃度逐漸減??；逆反應速率的變化是逐漸增大，原因是生成物濃度逐漸增大；③反應一段時間(t1)后，正反應速率和逆反應速率的關系是大小相等，反應物的濃度不再改變，生成物的濃度不再改變?！菊骖}演練】例1．(2023·江蘇合格考)乙醇–水催化重整制氫的反應有CH3CH2OH(g)+3H2O(g)2CO2(g)+6H2(g)，正反應是吸熱反應。下列有關該反應的說法正確的是A.反應物的總能量高于生成物的總能量B.反應的能量變化與化學鍵的斷裂和形成有關C.用催化劑減慢該反應的速率D.達到化學平衡時，CH3CH2OH能完全轉化為生成物例2．(2022·江蘇合格考)猶記2008夏的熱烈，擁抱2022冬的激情。北京冬奧會全部場館將100%使用太陽能、氫能等清潔能源供電，著力打造“綠色冬奧”。甲醇與水蒸氣制取氫氣的反應為CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)，正反應是吸熱反應。下列有關該反應的說法正確的是A.如圖表示正反應過程的能量變化B.使用合適的催化劑能加快反應速率C.減小CH3OH的濃度能加快反應速率D.達到化學平衡時，CH3OH能完全轉化為生成物例3．(2023·江蘇合格考)水—碳催化制氫的反應為：C+H2OH2+CO可應用于汽車尾氣的凈化，下列關于該反應的說法正確的是A.增大壓強能減慢化學反應速率B.合適的催化劑能加快反應速率C.增大水蒸氣的濃度能減慢化學反應速率D.達到化學平衡時，H2O能全部轉化為H2例4．(2023·江蘇合格考)反應2NO+2CON2+2CO2可應用于汽車尾氣的凈化，下列關于該反應的說法正確的是（）A.升高溫度能減慢反應速率B.減小CO濃度能加快反應速率C.使用恰當?shù)拇呋瘎┠芗涌旆磻俾蔇.達到化學平衡時，NO能100%轉化為產(chǎn)物例5．(2018·江蘇合格考)4NH3＋5O24NO＋6H2O是硝酸工業(yè)中的一個反應。下列關于該反應的說法正確的是()A.增大反應物濃度能減慢反應速率 B.降低溫度能加快反應速率C.使用催化劑能加快反應速率 D.NH3與O2能100%轉化為產(chǎn)物例6．(2016·江蘇合格考)實驗室用大理石和鹽酸制備CO2。下列措施可使反應速率加快的是()A.降低反應溫度C.粉碎大理石【核心歸納】1．化學平衡狀態(tài)的特征2．化學反應的限度（1）化學平衡狀態(tài)是可逆反應達到的一種特殊狀態(tài)，是在給定條件下化學反應所能達到的或完成的最大程度，任何可逆反應在給定條件下的進程都有一定的限度。（2）不同條件下，同一可逆反應的化學反應限度不同；相同條件下，不同反應的化學反應限度也不同。（3）化學反應的限度決定了反應物在該條件下轉化為生成物的最大轉化率。3．化學平衡狀態(tài)的判斷依據(jù)（1）直接判斷依據(jù)：v正＝v逆≠0①同種物質：同一物質的生成速率等于消耗速率。②不同物質：必須標明是“異向”的反應速率關系。如aA＋bB?cC＋dD，eq\f(v正（A）,v逆（B）)＝eq\f(a,b)時，反應達到平衡狀態(tài)。（2）間接判斷依據(jù)：各種“量”不變①各物質的質量、物質的量或濃度不變。②各物質的百分含量(物質的量分數(shù)、質量分數(shù)等)不變。③溫度、壓強(化學反應方程式兩邊氣體體積不相等)或顏色(某組分有顏色)不變?？傊?，若物理量由變量變成了不變量，則表明該可逆反應達到平衡狀態(tài)；若物理量為“不變量”，則不能作為平衡標志?！具^關檢測】1．（2023秋·江蘇·高二學業(yè)考試）某化學反應中，反應物B的物質的量濃度在10s內，從4.0mol/L變成了2.0mol/L，則這10s內B的反應速率為A．0.2mol/(L·s) B．0.5mol/(L·min) C．0.02mol/(L·s) 2．（2023·江蘇南通·高二統(tǒng)考學業(yè)考試）NOx(主要指NO和NO2)是大氣主要污染物之一。有效去除大氣中的NOx是環(huán)境保護的重要課題。一種利用NH3無害化處理NO的反應為6NO+4NH35N2+6H2O。該反應過程中物質的能量變化如下圖所示。關于該反應，下列說法正確的是A．升高溫度能夠加快反應速率B．降低NO濃度能夠加快反應速率C．使用催化劑不影響反應的速率D．加入足量的NH3可以使NO100％轉化為N23．（2023秋·江蘇·高二校聯(lián)考學業(yè)考試）一定條件下，恒容密閉容器中發(fā)生反應：，下列說法中錯誤的是A．降低溫度會減慢反應速率 B．不可能100%轉化為C．平衡時，正、逆反應速率均為0 D．平衡時，兩種氣體的濃度保持不變4．（2023秋·江蘇鹽城·高二統(tǒng)考學業(yè)考試）反應在一定體積的密閉容器中進行。下列說法正確的是A．升高溫度能減慢反應速率 B．減小濃度能加快反應速率C．縮小反應容器的體積能加快反應速率 D．達到化學平衡狀態(tài)時，全部轉化為5．（2023·江蘇揚州·高二統(tǒng)考學業(yè)考試）下列關于工業(yè)合成SO3的反應(2SO2+O22SO3)的說法正確的是A．升高溫度能加快反應速率B．降低H2的濃度能加快反應速率C．使用催化劑對反應速率無影響D．達到化學平衡時，SO2能100%轉化為產(chǎn)物6．（2023·江蘇·高二統(tǒng)考學業(yè)考試）2023年11月，嫦娥五號在長征五號火箭的助推下成功發(fā)射，火箭采用液氫、液氧等無毒無污染推進劑。嫦娥五號首次實現(xiàn)在月球上動態(tài)展示五星紅旗(如圖)，并帶著“月壤”從地外天體起飛返回地球。旗開月表，五星閃耀。水—碳催化制氫的反應為：C+H2OH2+CO可應用于汽車尾氣的凈化，下列關于該反應的說法正確的是A．增大壓強能減慢化學反應速率B．合適的催化劑能加快反應速率C．增大水蒸氣的濃度能減慢化學反應速率D．達到化學平衡時，H2O能全部轉化為H27．（2023秋·江蘇鹽城·高二統(tǒng)考學業(yè)考試）工業(yè)上H2可以發(fā)生反應：CO+2H2CH3OH，下列有關說法不正確的是A．增大H2的濃度，可加快反應速率B．使用合適催化劑，可加快反應速率C．達到平衡時，正反應速率與逆反應速率相等D．達到平衡時，CO可以完全轉化8．（2023·江蘇揚州·高二統(tǒng)考學業(yè)考試）一定溫度下，向某恒容密閉容器中充入和，在催化劑作用下發(fā)生反應：，下列說法正確的是A．使用催化劑可實現(xiàn)的100%轉化B．以或濃度的變化均可表示反應速率，兩者的數(shù)值相等C．達到平衡狀態(tài)時，與物質的量之比為D．達到平衡狀態(tài)時，的濃度不再發(fā)生變化9．（2023秋·江蘇南京·高二校聯(lián)考學業(yè)考試）空間站是一種可以提供多名航天員巡防、長期工作和生活的載人航天器?？臻g站補充的一種方式是通過化學反應來生成。電解水可以生成和，其中可以直接供人類呼吸使用。在一定條件下與人類呼出的反應生成和，然后又可以電解產(chǎn)生。這樣就可以形成一個循環(huán)的反應鏈。和反應生成和的反應為。下列關于該反應的說法正確的是A．合適的催化劑能加快反應速率B．適當升高溫度會減慢化學反應速率C．增大的濃度能減慢化學反應速率D．達到化學平衡時，能全部轉化為10．（2023秋·江蘇鎮(zhèn)江·高二?？紝W業(yè)考試）在恒溫恒容條件下發(fā)生可逆反應N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。下列說法正確的是A．平衡時一定存在c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2B．平衡時氨氣的百分含量不再變化C．平衡時斷開1個N≡N鍵的同時有6個N—H鍵生成D．平衡時1molN2和3molH2反應能完全反應生成2molNH311．（2023秋·江蘇·高二學業(yè)考試）在演唱會上，我們能看到“星光閃爍”。熒光棒的發(fā)光原理是：化學物質相互反應過程中，能量以光的形式釋放出來。把熒光棒放在熱水中，熒光棒會迅速變亮。原因之一是A．壓強變大，反應速率變快 B．反應物濃度增大，反應速率增大C．溫度升高，反應速率增大 D．熱水作為催化劑，從而加快了反應速率12．（2023秋·江蘇揚州·高二統(tǒng)考學業(yè)考試）金屬鐵廣泛應用于生產(chǎn)生活中，鐵元素的常見化合價有和價，常見的核素有、、等。是重要的化工原料，硫鐵礦燒渣中含有大量的，工業(yè)上常將其用于制取綠礬。可用作反應的催化劑。關于反應的說法正確的是A．減小濃度能加快反應速率B．使用催化劑可加快反應的速率C．使用催化劑可實現(xiàn)原料的轉化D．達到化學平衡時，正、逆反應的速率為013．（2023·江蘇揚州·高二揚州中學?？紝W業(yè)考試）下列反應條件的改變對實驗室制備氯氣速率的影響正確的是A．增大鹽酸的濃度能加快反應速率B．若用稀鹽酸與二氧化錳反應則反應速率較慢C．升高溫度能減慢反應速率D．增加MnO2的質量可顯著加快反應速率14．（2023·江蘇南京·高二南京師范大學附屬揚子中學校考學業(yè)考試）猶記2008夏的熱烈，擁抱2023冬的激情。北京冬奧會全部場館將100%使用太陽能、氫能等清潔能源供電，著力打造“綠色冬奧”。甲醇與水蒸氣制取氫氣的反應為CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)，正反應是吸熱反應。下列有關該反應的說法正確的是A．如圖表示正反應過程的能量變化B．使用合適的催化劑能加快反應速率C．減小CH3OH的濃度能加快反應速率D．達到化學平衡時，CH3OH能完全轉化為生成物15．（2023·江蘇鹽城·高二學業(yè)考試）目前國際空間站處理CO2廢氣涉及的反應為CO2＋4H2CH4＋2H2O。下列關于該反應的說法正確的是A．升高溫度能減慢該反應的速率B．釕催化劑能加快該反應的速率C．達到平衡時，v(正)=v(逆)=0D．達到平衡時，CO2能100%轉化為CH416．（2023秋·江蘇·高二統(tǒng)考學業(yè)考試）下列條件的改變對反應的影響說法不正確的是A．升高溫度能加快化學反應速率B．增大H2的濃度能加快化學反應速率C．達到化學平衡狀態(tài)時，N2能全部轉化為NH3D．增大壓強可加快該反應的化學反應速率17．（2023秋·江蘇徐州·高二統(tǒng)考學業(yè)考試）恒溫恒容條件下，能說明反應2NO2(g)N2O4(g)(無色)一定處于化學平衡狀態(tài)的是A．消耗2molNO2的同時生成1molN2O4B．混合氣體的顏色不再變化C．單位時間內消耗NO2的物質的量與消耗N2O4的物質的量之比為1∶2D．混合氣體的密度保持不變18．（2023秋·江蘇徐州·高二統(tǒng)考學業(yè)考試）硫酸的工業(yè)用途非常廣泛，可用于制造化肥、除鐵銹、作電解液等。工業(yè)制硫酸的關鍵一步是將SO2氧化為SO3，該反應為2SO2＋O22SO3。但該反應速率小，無法投入工業(yè)化生產(chǎn)。后來化學家們不斷地改進反應條件，找到了理想的催化劑及反應的適宜溫度，成功開發(fā)出了制造硫酸的生產(chǎn)工藝。材料中的反應為放熱反應，下列說法正確的是A．斷開化學鍵放出能量B．放熱反應都不需要加熱C．及時移走部分產(chǎn)物能加快反應速率D．該反應的反應物總能量大于生成物的總能量19．（2023秋·江蘇徐州·高二統(tǒng)考學業(yè)考試）臭氧是理想的煙氣脫硝劑，其脫硝反應為2NO2(g)＋O3(g)N2O5(g)＋O2(g)。下列說法正確的是A．增大O3濃度可加快反應速率B．升高溫度可減慢反應速率C．達到平衡時，v正=v逆