1、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,单位为molL1min1或molL1s1。3规律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。深度思考1化学反应速率是指瞬时
2、速率还是平均速率?能否用固体或纯液体表示化学反应速率?答案化学反应速率一般指平均速率;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。2判断正误,正确的划“”,错误的划“”(1)对于任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象就越明显()(2)由v计算平均速率,用反应物表示为正值,用生成物表示为负值()(3)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()答案(1)(2)(3)题组一“v”的应用1某温度时,在2 L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。由此分析,该反应的化学方程式为_;从反应开始至2 min
3、时,Z的反应速率为_。答案3YZ2X0.025 molL1min1解析找出2 min内X、Y、Z三种物质的浓度变化量为c(X)0.1 molL1,c(Y)0.15 molL1,c(Z)0.05 molL1。根据反应速率之比等于化学计量数之比,可以确定X、Y、Z三种物质的化学计量数分别为2、3、1。根据图像可以确定X是生成物,Y、Z是反应物,即可以确定化学反应方程式为3YZ2X。再根据反应速率的概念,可求出从反应开始至2 min时,Z的反应速率为v(Z)c(Z)/t0.025 molL1min1。2在恒温恒容的容器中进行反应N2(g)3H2(g)2NH3(g),若氮气浓度由0.1 molL1降到
4、0.06 molL1需2 s,那么由0.06 molL1降到0.024 molL1需要的反应时间为()A等于1.8 s B等于1.2 sC大于1.8 s D小于1.8 s答案C解析前2 s内的反应速率为v(N2)0.02 molL1s1,若反应速率不变,t1.8 s。因为随着反应的进行,反应速率减慢,所以t1.8 s。(1)“=”、“”运用不准确。(2)计算速率时忽略体积,用物质的量变化值除以时间。(3)单位运算不规范,如把a mol/(Lmin)表示为a mol/Lmin或a mol/(Lmin)。题组二化学反应速率的大小比较3已知反应4CO2NO2N24CO2在不同条件下的化学反应速率如下
5、,其中表示反应速率最快的是()Av(CO)1.5 molL1min1Bv(NO2)0.7 molL1min1Cv(N2)0.4 molL1min1Dv(CO2)1.1 molL1min1答案C解析转化为相同的物质表示的反应速率进行比较,B项v(CO)1.4 molL1min1,C项v(CO)1.6 molL1min1,D项v(CO)1.1 molL1min1,C项速率最快。4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()Av(A)0.5 molL1min1Bv(B)1.2 molL1s1Cv(D)0.4 molL1min1Dv
6、(C)0.1 molL1s1答案D解析本题可以采用归一法进行求解,可以通过方程式的计量数将不同物质表示的反应速率折算成同一物质表示的反应速率进行比较,B项中的B物质是固体,不能表示反应速率;C项中对应的v(A)0.2 molL1min1;D项中对应的v(A)3 molL1min1。化学反应速率大小的比较方法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)看单位是否统一,若不统一,换算成相同的单位。(2)换算成同一物质表示的速率,再比较数值的大小。(3)比较化学反应速率与化学计量数的比值,即对于一般反应aAbB=cCdD,比
7、较与,若,则A表示的反应速率比B的大。题组三“三段式”模板突破化学反应速率的计算5NH3和纯净的O2在一定条件下发生如下反应: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,测得生成的H2O占混合气体体积的40%,则下列表示此段时间内该反应的平均速率不正确的是()Av(N2)0.125 molL1min1Bv(H2O)0.375 molL1min1Cv(O2)0.225 molL1min1Dv(NH3)0.250 molL1min1答案C解析设4 min时,生成6x mol H2O(g) 4NH3(g)
8、3O2(g)2N2(g)6H2O(g)n(总)起始量(mol) 4 3 0 0 7变化量(mol) 4x 3x 2x 6x4 min量(mol) 44x 33x 2x 6x 7x据题意,则有:0.4解得:x0.5则4 min内H2O的变化浓度为c(H2O)1.5 molL1v(H2O)0.375 molL1min1,再由各物质表示的速率之比等于各物质的化学计量数之比,可得各物质表示的反应速率分别为v(N2)0.125 molL1min1,v(NH3)0.250 molL1min1,v(O2)0.187 5 molL1min1。对于较为复杂的关于反应速率的题目,常采用以下步骤和模板计算:(1)写
9、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mAnBpC起始浓度(molL1) a b c转化浓度(molL1) x 某时刻浓度(molL1) ax b c考点二影响化学反应速率的因素1内因(主要因素)反应物本身的性质。2外因(其他条件不变,只改变一个条件)3理论解释有效碰撞理论(1)活化分子、活化能、有效碰撞活化分子:能够发生有效碰撞的分子。活化能:如图图中:E1为正反应的活化能,使用催化剂时的活化能为E3,反应热为E1E2。(注:E2为逆反应的活化能)有效碰撞:活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。(2)活化分子、有效碰撞与反
10、应速率的关系深度思考1有人说压强对化学反应速率的影响是通过改变浓度实现的。这种说法是否正确,对此你如何理解?答案这句话是正确的。但压强仅对有气体参加的反应起作用。增大压强,所有参与反应的气体的浓度均增大,如2SO2(g)O2(g)2SO3(g)增大压强,SO2、O2、SO3的浓度均增大,正、逆反应速率均增大。而增大浓度可只增大反应物或生成物的浓度,若只增大反应物的浓度,v正瞬间增大,v逆不变。压强对无气体参与的反应无影响,但浓度仍可改变无气体参与的反应的化学反应速率。2按要求填空(1)形状大小相同的铁、铝分别与等浓度的盐酸反应生成氢气的速率:铁_铝。(2)对于Fe2HCl=FeCl2H2,改变
11、下列条件对生成氢气的速率有何影响?(填“增大”、“减小”或“不变”)升高温度:_;增大盐酸浓度:_;增大铁的质量:_;增加盐酸体积:_;把铁片改成铁粉:_;滴入几滴CuSO4溶液:_;加入NaCl固体:_。(3)若把(2)中的稀盐酸改成“稀硝酸”或“浓硫酸”是否还产生H2,为什么?答案(1)小于(2)增大增大不变不变增大增大不变(3)不会产生H2,Fe和稀硝酸反应生成NO;常温下,Fe在浓硫酸中钝化。题组一浓度与压强对化学反应速率的影响1对反应ABAB来说,常温下按以下情况进行反应:20 mL溶液中含A、B各0.01 mol50 mL溶液中含A、B各0.05 mol0.1 molL1的A、B溶
12、液各10 mL0.5 molL1的A、B溶液各50 mL四者反应速率的大小关系是()A BC D答案A解析中c(A)c(B)0.5 molL1;中c(A)c(B)1 molL1;中c(A)c(B)0.05 molL1;中c(A)c(B)0.25 molL1;在其他条件一定的情况下,浓度越大,反应速率越大,所以反应速率由大到小的顺序为。2一定温度下,反应N2(g)O2(g)2NO(g)在密闭容器中进行,回答下列措施对化学反应速率的影响。(填“增大”、“减小”或“不变”)(1)缩小体积使压强增大:_;(2)恒容充入N2:_;(3)恒容充入He:_;(4)恒压充入He:_。答案(1)增大(2)增大(
13、3)不变(4)减小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(1)恒容:充入“惰性气体”总压增大物质浓度不变(活化分子浓度不变)反应速率不变。(2)恒压:充入“惰性气体”体积增大物质浓度减小(活化分子浓度减小)反应速率减小。题组二外界条件对反应速率影响的综合判断3硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3H2SO4=Na2SO4SO2SH2O,下列各组实验中最先出现浑浊的是()实验反应温度/Na2S2O3溶液稀H2SO4H2OV/mLc/molL1V/mLc/molL1V/mLA2550.1100.15B2550.250.210C3550.1100.15D3550
14、.250.210答案D解析本题考查化学反应速率,意在考查学生分析外界条件对化学反应速率的影响。结合选项知混合液的体积都为20 mL,但选项D中反应温度最高、反应物Na2S2O3的浓度最大,其反应速率最大,故最先看到浑浊(有硫单质生成)。4等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应,测得在不同时间(t)内产生气体体积(V)的数据如图所示,根据图示分析实验条件,下列说法中一定不正确的是()组别对应曲线c(HCl)/molL1反应温度/铁的状态1a30粉末状2b30粉末状3c2.5块状4d2.530块状A第4组实验的反应速率最慢B第1组实验中盐酸的浓度大于2.5 molL1C第2组实验中盐酸的
15、浓度等于2.5 molL1D第3组实验的反应温度低于30 答案D解析由图像可知,1、2、3、4组实验产生的氢气一样多,只是反应速率有快慢之分。第4组实验,反应所用时间最长,故反应速率最慢,A正确;第1组实验,反应所用时间最短,故反应速率最快,根据控制变量法原则知盐酸浓度应大于2.5 molL1,B正确;第2组实验,铁是粉末状,与3、4组块状铁相区别,根据控制变量法原则知盐酸的浓度应等于2.5 molL1,C正确;由3、4组实验并结合图像知第3组实验中反应温度应高于30 ,D错误。考点三控制变量法探究影响化学反应速率的因素影响化学反应速率的因素有多种,在探究相关规律时,需要控制其他条件不变,只改
16、变某一个条件,探究这一条件对反应速率的影响。变量探究实验因为能够考查学生对于图表的观察、分析以及处理实验数据归纳得出合理结论的能力,因而在这几年高考试题中有所考查。解答此类题时,要认真审题,清楚实验目的,弄清要探究的外界条件有哪些。然后分析题给图表,确定一个变化的量,弄清在其他几个量不变的情况下,这个变化量对实验结果的影响,进而总结出规律。然后再确定另一个变量,重新进行相关分析。但在分析相关数据时,要注意题给数据的有效性。1某实验小组以H2O2分解为例,研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下方案完成实验。实验编号反应物催化剂10 mL 2% H2O2溶液无10 mL 5
17、% H2O2溶液无10 mL 5% H2O2溶液1 mL 0.1 molL1 FeCl3溶液10 mL 5% H2O2溶液少量HCl溶液1 mL 0.1 molL1 FeCl3溶液10 mL 5% H2O2溶液少量NaOH溶液1 mL 0.1 molL1 FeCl3溶液(1)催化剂能加快化学反应速率的原因是_。(2)常温下5% H2O2溶液的pH约为6,H2O2的电离方程式为_。(3)实验和的目的是_。实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示,通常条件下H2O2稳定,不易分解。为了达到实验目的,你对原实验方案的改进是_。(4)实验、中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如下图:分析
18、上图能够得出的实验结论是_。答案(1)降低了活化能(2)H2O2HHO(3)探究浓度对反应速率的影响向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中)(4)碱性环境能增大H2O2分解的速率,酸性环境能减小H2O2分解的速率解析(1)加入催化剂,能降低反应的活化能,使更多的分子成为活化分子,从而加快化学反应速率。(2)常温下,H2O2的pH约为6,则H2O2为弱酸,其电离方程式为H2O2HHO。(3)实验、中均没有使用催化剂,只是增大了H2O2的浓度,故实验、的目的是探究浓度对化学反应速率的影响。因实验过程中现象不明显,可采用升温或使用同种催化剂的方法加快反应速率来达到实验目的
19、。(4)实验、中H2O2的浓度相同,并加入相同量的同种催化剂,而改变的条件是中酸性增强,中碱性增强。通过相同时间内产生O2的快慢()可得出如下结论:溶液的碱性增强,能加快H2O2的分解,而溶液的酸性增强,能减慢H2O2的分解。2某探究小组用HNO3与大理石反应过程中质量减小的方法,研究影响反应速率的因素。所用HNO3浓度为1.00 molL1、2.00 molL1,大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格,实验温度为298 K、308 K,每次实验HNO3的用量为25.0 mL,大理石用量为10.00 g。(1)请完成以下实验设计表,并在实验目的一栏中填出对应的实验编号:实验编号T/K大理石规格HNO3
20、浓度/molL1实验目的298粗颗粒2.00()实验和探究HNO3的浓度对该反应速率的影响;()实验和_探究温度对该反应速率的影响;()实验和_探究大理石规格 (粗、细)对该反应速率的影响。(2)实验中CO2质量随时间变化的关系见下图:依据反应方程式CaCO3HNO3=Ca(NO3)2CO2H2O,计算实验在7090 s范围内HNO3的反应速率(忽略溶液体积变化,写出计算过程)。答案(1)实验编号T/K大理石规格HNO3浓度/molL1实验目的298粗颗粒2.00()()298粗颗粒1.00308粗颗粒2.00298细颗粒2.00(2)反应时间7090 s范围内:m(CO2)0.95 g0.8
21、4 g0.11 gn(CO2)0.11 g44 gmol10.002 5 molHNO3的减少量:n(HNO3)0.002 5 mol0.005 0 molHNO3的反应速率:v(HNO3)1.0102 molL1s1解析(1)实验和实验探究HNO3的浓度对该反应速率的影响,其他条件应相同而HNO3的浓度不同,故实验中HNO3的浓度应为1.00 molL1。实验和探究温度对反应速率的影响,除了温度不同,其余条件要保持一致。实验和探究大理石规格(粗、细)对反应速率的影响,因此要求二者大理石的规格不同,一个用粗颗粒,另一个用细颗粒。(2)反应时间7090 s范围内:m(CO2)0.95 g0.84
22、 g0.11 gn(CO2)0.11 g44 gmol10.002 5 molHNO3的减少量:n(HNO3)0.002 5 mol0.005 0 molHNO3的反应速率:v(HNO3)1.0102 molL1s1。1.常见考查形式(1)以表格的形式给出多组实验数据,让学生找出每组数据的变化对反应的影响。(2)给出影响化学反应的几种因素,让学生设计实验分析各因素对反应的影响。2解题策略(1)确定变量解答这类题目时首先要认真审题,理清影响实验探究结果的因素有哪些。(2)定多变一在探究时,应该先确定其他的因素不变,只变化一种因素,看这种因素与探究的问题存在怎样的关系;这样确定一种以后,再确定另一
23、种,通过分析每种因素与所探究问题之间的关系,得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。(3)数据有效解答时注意选择数据(或设置实验)要有效,且变量统一,否则无法做出正确判断。1某合作小组同学将钢片加入稀硝酸中,发现开始时反应非常慢,一段时间后反应速率明显加快。该实验中反应速率明显加快的原因可能是()A反应物接触面积增大B压强增大C生成物的催化作用D反应放热导致温度升高答案D解析该反应速率加快,是因为温度升高所致。2已知反应4NH35O24NO6H2O,若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示,则下列正确的关系是()A.v(NH3)v(O2) B.v(O2)v(H2O
24、)C.v(NH3)v(H2O) D.v(O2)v(NO)答案D解析根据同一反应中用不同物质表示的化学反应速率之比等于物质的化学计量数之比来判断。3将等物质的量的A、B混合于2 L的恒容密闭容器中,发生如下反应:3A(g)B(g)xC(g)2D(g),经5 min后,测得D的量为1 mol,C的平均反应速率是0.1 molL1min1。则x的值为()A1 B2 C3 D4答案B解析先计算出用D表示的该反应的反应速率:v(D)1 mol2 L5 min0.1 molL1min1,根据C与D的速率关系有x20.1 molL1min10.1 molL1min1,则x2。4下列说法正确的是()参加反应的
25、物质的性质是影响化学反应速率的主要因素光是影响某些化学反应速率的外界条件之一决定化学反应速率的主要因素是浓度不管什么反应,增大浓度、加热、加压、使用催化剂都可以加快反应速率A B C D答案A解析影响化学反应速率的主要因素是参加反应的物质的性质,正确,错误;影响化学反应速率的外因包括浓度、温度、催化剂、压强和其他一些条件(如光等),正确;加压对没有气体参加的反应影响不大,错误。5对于反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g),能增大正反应速率的措施是()A通入大量的O2 B增大容器容积C移去部分SO3 D降低体系温度答案A解析A项中通入氧气,增大了反应物的浓度,正反应速率加快;B项中增大容器体
26、积,反应物的浓度减小,正反应速率减小;C项中移走部分三氧化硫,反应物的浓度不变,正反应速率不变;D项中降低温度,正、逆反应速率都要减小。故选A。6已知某化学实验的结果如下表:实验序号反应物在相同温度下测得的反应速率v/molL1min1大小相同的金属片酸溶液1镁条1 molL1盐酸v12铁片1 molL1盐酸v23铁片0.1 molL1盐酸v3下列结论正确的是()Av1v2v3 Bv3v2v1Cv1v3v2 Dv2v3v1答案A解析影响化学反应速率的主要因素是反应物自身的性质,由于镁的活动性比铁强,所以与相同浓度的盐酸反应时,镁条放出氢气的速率大;反应物浓度也影响反应速率,在一定范围内,速率与
27、浓度成正比,故v2v3。7一定温度下,向容积为2 L的密闭容器中通入两种气体,发生化学反应,反应中各物质的物质的量变化如下图所示,对该反应的推断合理的是()A该反应的化学方程式为3B4D6A2CB反应进行到1 s时,v(A)v(D)C反应进行到6 s时,B的平均反应速率为0.05 molL1s1D反应进行到6 s时,各物质的反应速率相等答案C解析A中各物质的物质的量变化之比等于化学方程式中化学计量数之比,n(A)n(B)n(C)n(D)(1.20) mol(1.00.4) mol(1.00.2) mol(0.40) mol6342,所以化学方程式为3B4C6A2D,A错误;不论在什么时刻,用各
28、物质表示的反应速率之比等于化学计量数之比,B、D错误。8可逆反应mA(g)nB(g)pC(g)gD(g)的vt图像如图甲所示,若其他条件都不变,只是在反应前加入合适的催化剂,则其vt图像如图乙所示。a1a2a1a2b1b2b1b2t1t2t1t2两图中阴影部分面积相等图中阴影部分面积更大以上所列正确的为()A BC D答案A解析使用催化剂仅仅是加快反应速率,缩短达到平衡的时间,故正确。9把镁条直接投入到盛有盐酸的敞口容器中,产生H2的速率如右图所示,在下列因素中,影响反应速率的因素是()盐酸的浓度镁条的表面积溶液的温度Cl的浓度A BC D答案C解析Mg2H=H2Mg2,实质是镁与H间的反应,
29、与Cl无关。在镁条的表面有一层氧化膜,当将镁条投入盐酸中时,随着氧化膜的不断溶解,镁与盐酸接触的面积不断增大,产生H2的速率会加快;溶液的温度对该反应也有影响,反应放出热量,使温度升高,则反应速率会逐渐加快。10一定温度下,在2 L密闭容器中加入纳米级Cu2O并通入0.1 mol H2O(g),发生反应:2H2O(g)2H2(g)O2(g)H484 kJmol1,不同时间产生O2的物质的量见下表:时间/min20406080n(O2)/mol0.001 00.001 60.002 00.002 0下列说法不正确的是()A前20 min内的反应速率v(H2O)5.0105 molL1min1B达
30、到平衡时,至少需要从外界吸收能量0.968 kJC增大c(H2O),可以提高水的分解率D催化效果与Cu2O颗粒的大小有关答案C解析由题意知,v(H2O)2v(O2)25.0105 molL1min1,A正确;热化学方程式表示的含义是2 mol H2O(g)完全分解生成2 mol H2(g)和1 mol O2(g),吸收484 kJ的能量,所以生成O2 0.002 0 mol时,吸收的能量为0.002 0 mol484 kJmol10.968 kJ,正确;C项,由于反应物只有1种,增大c(H2O),相当于压强增大,平衡向气体体积减小的方向移动,所以水的分解率降低,错误;D项,若Cu2O颗粒小,则
31、接触面积大,反应速率快,催化效果好,正确。11利用催化剂可使NO和CO发生反应:2NO(g)2CO(g)2CO2(g)N2(g)H0。已知增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面的表中。实验编号T()NO初始浓度(molL1)CO初始浓度(molL1)催化剂的比表面积(m2g1)2801.21035.8103821.210312435082(1)请填全表中的各空格;(2)实验中,NO的物质的量浓度(c)随时间(t)的变化如下图所示。请在给出的坐标图中画出实验、中NO的物质的量浓度(c)随时
32、间(t)变化的曲线,并标明各曲线的实验编号。答案(1)实验编号T()NO初始浓度(molL1)CO初始浓度(molL1)催化剂的比表面积(m2g1)2805.81031.21035.8103(2)解析(1)在其他量相同的情况下,才能判断变量对反应速率的影响,要验证温度对速率的影响,催化剂的比表面积、反应物的初始浓度等要相同;同理,要验证催化剂的比表面积对反应速率的影响,温度、反应物的初始浓度要相同。(2)、的区别是催化剂的比表面积不同,因此的反应速率较快,但催化剂不影响平衡的移动。、的区别是温度变化,温度升高,化学反应速率加快,达到平衡的时间缩短,NO转化率降低,故最终中c(NO)较、中c(N
33、O)大。12一定温度下,在2 L的恒容密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示:(1)从反应开始到10 s时,用Z表示的反应速率为_,X的物质的量浓度减少了_,Y的转化率为_。(2)该反应的化学方程式为_。(3)10 s后的某一时刻(t1)改变了外界条件,其速率随时间的变化图像如图所示。则下列说法符合该图像的是_。At1时刻,增大了X的浓度Bt1时刻,升高了体系温度Ct1时刻,缩小了容器体积Dt1时刻,使用了催化剂答案(1)0.079 molL1s10.395 molL179.0%(2)X(g)Y(g)2Z(g)(3)CD解析(1)分析图像知:c(Z)0.79 molL
34、1v(Z)0.079 molL1s1;c(X)0.395 molL1;Y的转化率(Y)100%79.0%。(2)由各物质转化的量:X为0.79 mol,Y为0.79 mol,Z为1.58 mol可知方程式中各物质的化学计量数之比为112,则化学方程式为X(g)Y(g)2Z(g)。(3)由图像可知,外界条件同等程度地增大了该反应的正、逆反应速率。增大X的浓度、升高体系温度均不会同等程度地改变正、逆反应速率,A、B错误;由(2)中的化学方程式可知,该反应为反应前后气体体积不变的反应,缩小容器体积或增大压强,均可同等程度地增大正、逆反应速率,C正确;使用催化剂可同等程度地改变正、逆反应速率,D正确。
35、13在一密闭容器中发生反应N23H22NH3,达到平衡后,只改变某一个条件时,反应速率与反应时间的关系如图所示。回答下列问题:(1)处于平衡状态的时间段是_(填选项,下同)。At0t1Bt1t2Ct2t3Dt3t4 Et4t5 Ft5t6(2)t1、t3、t4时刻分别改变的一个条件是。A增大压强 B减小压强 C升高温度D降低温度 E加催化剂 F充入氮气t1时刻_;t3时刻_;t4时刻_。(3)依据(2)中的结论,下列时间段中,氨的百分含量最高的是_。At0t1 Bt2t3Ct3t4 Dt5t6(4)如果在t6时刻,从反应体系中分离出部分氨,t7时刻反应达到平衡状态,请在图中画出反应速率的变化曲
36、线。(5)一定条件下,合成氨反应达到平衡时,测得混合气体中氨气的体积分数为20%,则反应后与反应前的混合气体体积之比为_。答案(1)ACDF(2)CEB(3)A(4)(5)56解析(1)根据图示可知,t0t1、t2t3、t3t4、t5t6时间段内,v正、v逆相等,反应处于平衡状态。(2)t1时,v正、v逆同时增大,且v逆增大得更快,平衡向逆反应方向移动,所以t1时改变的条件是升温。t3时,v正、v逆同时增大且增大量相同,平衡不移动,所以t3时改变的条件是加催化剂。t4时,v正、v逆同时减小,但平衡向逆反应方向移动,所以t4时改变的条件是减小压强。(3)根据图示知,t1t2、t4t5时间段内平衡
37、均向逆反应方向移动,NH3的含量均比t0t1时间段的低,所以t0t1时间段内NH3的百分含量最高。(4)t6时刻分离出部分NH3,v逆立刻减小,而v正逐渐减小,在t7时刻二者相等,反应重新达平衡,据此可画出反应速率的变化曲线。(5)设反应前加入a mol N2,b mol H2,达平衡时生成2x mol NH3,则反应后气体总的物质的量(ab2x)mol,0.2,解得:ab12x,故反应后与反应前的混合气体体积之比。14按要求回答下列问题。(1)最新“人工固氮”的研究报道:常温常压、光照条件下,N2在催化剂表面与水发生反应:2N2(g)6H2O(l)4NH3(g)3O2(g)常温下,在恒压密闭
38、容器中上述反应达到平衡后,在其他条件不变时,通入2 mol N2,请在下图中画出正(v正)、逆(v逆)反应速率随时间t变化的示意图。(2)碳单质在工业上有多种用途。例如焦炭可用来制取水煤气、冶炼金属,活性炭可处理大气污染物NO。一定条件下,在2 L密闭容器中加入NO和活性炭(无杂质)反应生成气体A和B。当温度在T1 时,测得各物质平衡时物质的量如下表:活性炭(mol)NO(mol)A(mol)B(mol)初始2.0300.10000平衡2.0000.0400.0300.030在T1 时,达到平衡共耗时2分钟,则NO的平均反应速率为_ molL1min1;当活性炭消耗0.015 mol时,反应的
39、时间_(填“大于”、“小于”或“等于”)1分钟。(3)固定和利用CO2,能有效地利用资源,并减少空气中的温室气体。工业上正在研究利用CO2来生产甲醇燃料的方法,该方法的化学方程式是:CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H0某科学实验小组将6 mol CO2和8 mol H2充入一容积为2 L 的密闭容器中(温度保持不变),测得H2的物质的量随时间变化如下图中实线所示(图中字母后的数字表示对应的坐标)。回答下列问题:该反应在08 min内CO2的平均反应速率是_ molL1min1。仅改变某一条件再进行实验,测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示。与实线相比,曲线改变的条件可
40、能是_,曲线改变的条件可能是_。答案(1)(2)0.015小于(3)0.125升温加压解析(1)恒压时,充入N2,由于H2O为液体,平衡右移,但平衡后与原平衡速率一样。(2)由表中数据可得v(NO)0.015 molL1min1,此时消耗活性炭0.03 mol,当消耗0.015 mol 活性炭时,由于前一分钟的平均反应速率大于后一分钟的平均反应速率,所以反应时间小于1分钟。(3)前8分钟内,v(H2)0.375 molL1min1,所以v(CO2)0.375 molL1min10.125 molL1min1。升温,平衡左移,n(H2)增大,达到平衡所用时间短;加压,平衡右移n(H2)减少,达到平衡所用时间短。