2018-2019版高中化學 第2章 化學反應(yīng)的方向、限度與速率 第3節(jié) 化學反應(yīng)的速率 第1課時學案 魯科版選修4.doc
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第1課時 化學反應(yīng)速率 [學習目標定位] 1.了解化學反應(yīng)速率的概念,會定量表示化學反應(yīng)速率。2.掌握化學反應(yīng)速率的簡單計算,會比較化學反應(yīng)速率的快慢。 一、化學反應(yīng)速率的表示方法 1.化學反應(yīng)速率:通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。 2.數(shù)學表達式為v=或v=。 3.常用單位為molL-1min-1、molL-1h-1、molL-1s-1。 4.對于化學反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)。在一定條件下分別用A、B、C、D表示同一時間內(nèi)化學反應(yīng)速率時,v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q。 化學反應(yīng)速率應(yīng)用中的注意事項 (1)化學反應(yīng)速率通常是指某一段時間內(nèi)的平均反應(yīng)速率,而不是瞬時反應(yīng)速率。 (2)在表示化學反應(yīng)速率時,不能用固體或純液體物質(zhì)來表示。 (3)在同一化學反應(yīng)中,選用不同物質(zhì)表示化學反應(yīng)速率,其數(shù)值可能相同也可能不相同,但表示的意義相同。因此,表示化學反應(yīng)速率時,必須指明用哪種物質(zhì)作為標準,在v的后面將該物質(zhì)的化學式用括號括起來。 例1 對于反應(yīng):CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑,下列說法正確的是( ) A.用HCl和CaCl2表示的反應(yīng)速率數(shù)值不同,但所表示的意義相同 B.不能用CaCO3的濃度變化來表示反應(yīng)速率,但可用水來表示 C.用H2O和CO2表示的化學反應(yīng)速率相同 D.用CaCl2濃度的減小表示其反應(yīng)速率 答案 A 解析 因為CaCO3是固體,H2O為純液體,不能用其濃度的變化來表示化學反應(yīng)速率,D中CaCl2為生成物,故應(yīng)用其濃度的增加表示反應(yīng)速率,故B、C、D項錯誤;在同一反應(yīng)中,選用不同的物質(zhì)表示反應(yīng)速率,反應(yīng)速率數(shù)值之比等于化學方程式中化學計量數(shù)之比,數(shù)值可能相同,也可能不同,但意義相同,故A項正確。 考點 化學反應(yīng)速率 題點 化學反應(yīng)速率的概念與表示方法 方法總結(jié) 對于反應(yīng)CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O,可以用下列方法來測定反應(yīng)速率: (1)測定收集一定體積的CO2時所用的時間。 (2)測定一段時間內(nèi)溶液中c(H+)的變化。 (3)測定一定質(zhì)量的CaCO3完全溶解所需時間。 (4)測定一定時間內(nèi)產(chǎn)生CO2氣體的體積。 例2 用大理石(雜質(zhì)不與稀鹽酸反應(yīng))與稀鹽酸反應(yīng)制CO2,實驗過程記錄如圖所示,下列有關(guān)說法正確的是( ) A.OE段表示的反應(yīng)速率最快 B.EF段表示的反應(yīng)速率最快,收集的CO2最多 C.FG段表示的收集的CO2最多 D.OG段表示隨著時間的推移,反應(yīng)速率逐漸增大 答案 B 解析 CaCO3與稀鹽酸反應(yīng)的化學方程式為CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O。圖像的橫坐標是時間,縱坐標是生成二氧化碳的體積,很明顯是用單位時間內(nèi)放出CO2的體積來表示其反應(yīng)速率的,表現(xiàn)在圖像上就是曲線的斜率,斜率越大,反應(yīng)速率越大,單位時間內(nèi)放出的CO2越多。由圖可以看出,EF段反應(yīng)速率最快,收集的CO2最多;整個反應(yīng)過程中,反應(yīng)速率加快的幅度先小(OE段)后大(EF段)再小(FG段),而不是逐漸增大,所以只有B項正確。 考點 化學反應(yīng)速率的圖像題 題點 氣體體積V-t圖像 方法規(guī)律 物質(zhì)的量(氣體體積或物質(zhì)的量濃度、反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率及物質(zhì)的百分含量)—時間曲線中,斜率大小可以表示反應(yīng)速率的大小。 二、化學反應(yīng)速率的計算與比較 1.利用反應(yīng)速率的定義式v=求算。 2.利用化學反應(yīng)中各物質(zhì)的速率之比等于化學計量數(shù)之比的規(guī)律求算。 例3 反應(yīng)4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)在10 L密閉容器中進行,半分鐘后,水蒸氣的物質(zhì)的量增加了0.45 mol。 (1)某同學計算此反應(yīng)的平均速率v(H2O)= molL-1s-1=0.015 molL-1s-1,判斷該同學計算結(jié)果是否正確?________,若不正確請改正:______________________________________ _____________________________________________。 (2)計算用NH3表示的反應(yīng)速率v(NH3)=______________。 答案 (1)不正確 v(H2O)==0.001 5 molL-1s-1 (2)0.001 molL-1s-1 解析 (1)Δc(H2O)==0.045 molL-1, v(H2O)==0.001 5 molL-1s-1。 (2)v(NH3)=v(H2O)=0.001 5 molL-1s-1=0.001 molL-1s-1。 3.利用三段式進行計算 對于反應(yīng):mA(g)+nB(g)===pC(g)+qD(g)。t0 s時,A的濃度為a molL-1,B的濃度為b molL-1。反應(yīng)進行至t1 s時,A消耗了x molL-1,則反應(yīng)速率可計算如下: mA+ nB===pC+qD 起始濃度(molL-1) a b 0 0 轉(zhuǎn)化濃度(molL-1) x 最終濃度(molL-1) a-x b- 則v(A)= molL-1s-1, v(B)= molL-1s-1。 例4 反應(yīng)A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g)在四種不同情況下的反應(yīng)速率分別為 ①v(A)=0.15 molL-1min-1 ②v(B)=0.01 molL-1s-1 ③v(C)=0.40 molL-1min-1 ④v(D)=0.45 molL-1min-1 則該反應(yīng)在不同情況下進行的快慢順序為__________________________。 答案?、?③=②>① 解析 方法一:將以不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率換算為用同一物質(zhì)表示的速率,再比較速率數(shù)值的大小。 若以物質(zhì)A為標準,根據(jù)用不同物質(zhì)表示同一反應(yīng)的速率時,速率之比等于各物質(zhì)的化學計量數(shù)之比,將②、③、④的反應(yīng)速率換算為用物質(zhì)A表示的反應(yīng)速率,則有: ②v(A)=v(B)=0.01 molL-1s-160 smin-1=0.20 molL-1min-1 ③v(A)=v(C)=0.40 molL-1min-1=0.20 molL-1min-1 ④v(A)=v(D)=0.45 molL-1min-1=0.225 molL-1min-1 故反應(yīng)在不同情況下進行的快慢順序為④>③=②>①。 方法二:首先將反應(yīng)速率單位統(tǒng)一為molL-1min-1,則②v(B)=0.60 molL-1min-1,然后根據(jù)反應(yīng)速率與對應(yīng)物質(zhì)化學計量數(shù)之比的大小進行判斷。由化學方程式A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g)得出: ①=0.15 molL-1min-1 ②=0.20 molL-1min-1 ③=0.20 molL-1min-1 ④=0.225 molL-1min-1 故反應(yīng)在不同情況下進行的快慢順序為④>③=②>①。 方法點撥 化學反應(yīng)速率的大小比較方法 方法1:首先統(tǒng)一單位,然后轉(zhuǎn)化為同一物質(zhì)的反應(yīng)速率,再比較大小。 方法2:首先統(tǒng)一單位,然后同除以對應(yīng)物質(zhì)的化學計量數(shù),再比較大小。 例5 將化合物A的蒸氣1 mol充入0.5 L容器中加熱分解:2A(g)B(g)+nC(g)。反應(yīng)到3 min時,容器內(nèi)A的濃度為0.8 molL-1,測得這段時間內(nèi),平均速率v(C)=0.6 molL-1min-1,則化學反應(yīng)方程式中n值為________,v(B)=________。 答案 3 0.2 molL-1min-1 解析 因為化學反應(yīng)方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)之比等于相應(yīng)物質(zhì)的反應(yīng)速率之比,所以欲求n值,可先求v(A)的值。Δc(A)=2 molL-1-0.8 molL-1=1.2 molL-1,A的化學反應(yīng)速率:v(A)===0.4 molL-1min-1,則v(A)∶v(C)=2∶n=0.4 molL-1min-1∶ 0.6 molL-1min-1=2∶3,故n=3。v(B)=v(A)=0.4 molL-1min-1=0.2 molL-1min-1。 考點 化學反應(yīng)速率 題點 化學反應(yīng)速率的計算 易錯警示 (1)計算化學反應(yīng)速率時,容易忽視體積,而用物質(zhì)的量變化除以時間。 (2)利用反應(yīng)速率之比等于化學計量數(shù)之比計算反應(yīng)速率時,容易忽略化學計量間的比值。 例6 一定溫度下,某2 L的密閉容器中,X、Y、Z三種氣體的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如圖所示,請回答下列問題: (1)該反應(yīng)的反應(yīng)物是____________。 (2)0~10 s時,平均反應(yīng)速率v(Z)=____________。 (3)0~10 s時,平均反應(yīng)速率v(X)____________(填“>”“<”或“=”)v(Y)。 (4)該反應(yīng)的化學方程式為_____________________________________________。 答案 (1)X、Y (2)0.079 molL-1s-1 (3)= (4)X+Y2Z 解析 (1)由圖像信息可知,反應(yīng)過程中X、Y的物質(zhì)的量不斷減少,故X、Y為反應(yīng)物。 (2)v(Z)===0.079 molL-1s-1。 (3)0~10 s時,Δc(X)=Δc(Y),故v(X)=v(Y)。 (4)由圖中信息可知Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)=1∶1∶2,即三者在化學方程式中的系數(shù)之比為1∶1∶2,反應(yīng)物、生成物共存,故為可逆反應(yīng)。 考點 化學反應(yīng)速率的圖像計算題 題點 n-t圖像題 易錯警示 書寫可逆反應(yīng)的化學方程式時,容易將可逆號寫成等號。 1.在2 L密閉容器內(nèi),某氣體反應(yīng)物在2 s內(nèi)由8 mol變?yōu)?.2 mol,則用該氣體表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為( ) A.0.4 molL-1s-1 B.0.3 molL-1s-1 C.0.2 molL-1s-1 D.0.1 molL-1s-1 答案 C 解析 v==0.2 molL-1s-1。 考點 化學反應(yīng)速率 題點 化學反應(yīng)速率的計算 2.已知4NH3(g)+5O2(g)===4NO(g)+6H2O(g),若反應(yīng)速率分別用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)(molL-1min-1)來表示,下列關(guān)系正確的是( ) A.v(NH3)=v(O2) B.v(O2)=v(H2O) C.v(NH3)=v(H2O) D.v(O2)=v(NO) 答案 D 考點 化學反應(yīng)速率 題點 化學反應(yīng)速率的計算 3.對于反應(yīng)A(g)+3B(g)===2C(g),下列各數(shù)據(jù)表示不同條件下的反應(yīng)速率,其中反應(yīng)進行得最快的是( ) A.v(A)=0.01 molL-1s-1 B.v(B)=0.02 molL-1s-1 C.v(B)=0.60 molL-1min-1 D.v(C)=1.0 molL-1min-1 答案 A 解析 對于同一反應(yīng)在不同條件下的反應(yīng)速率進行比較時,必須選定同一種速率單位和同一種物質(zhì),這樣比較才有意義。如選擇B物質(zhì)和單位molL-1min-1,并依據(jù)“各物質(zhì)的速率之比等于化學方程式中計量數(shù)之比”進行相應(yīng)的換算,然后進行對比。A項,v(B)=3v(A)=360 smin-10.01 molL-1s-1=1.8 molL-1min-1;B項,v(B)=60 smin-10.02 molL-1s-1= 1.2 molL-1min-1;D項,v(B)=v(C)=1.5 molL-1min-1,經(jīng)過比較可知A項反應(yīng)進行的最快。 考點 化學反應(yīng)速率 題點 化學反應(yīng)速率大小的比較 4.一定溫度下,向容積為2 L的密閉容器中通入兩種氣體發(fā)生化學反應(yīng),反應(yīng)中各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化如圖所示,對該反應(yīng)的推斷合理的是( ) A.該反應(yīng)的化學方程式為3B+4D6A+2C B.反應(yīng)進行到1 s時,v(A)=v(D) C.反應(yīng)進行到6 s時,B的平均反應(yīng)速率為0.05 molL-1s-1 D.反應(yīng)進行到6 s時,各物質(zhì)的反應(yīng)速率相等 答案 C 解析 A中各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化之比等于化學方程式中計量數(shù)之比,Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)=(1.2-0) mol∶(1.0-0.4) mol∶(1.0-0.2) mol∶(0.4-0) mol=6∶3∶4∶2,所以化學方程式為3B+4C6A+2D,錯誤;不論在什么時刻,用各物質(zhì)表示的速率之比等于計量數(shù)之比,B、D錯誤。 考點 化學反應(yīng)速率的圖像計算題 題點 n-t圖像題 5.在N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的反應(yīng)中,經(jīng)過一段時間后,NH3的濃度增加了0.6 molL-1,在此段時間內(nèi)用H2表示的平均反應(yīng)速率為0.45 molL-1s-1,則此段時間是( ) A.1 s B.2 s C.44 s D.1.33 s 答案 B 解析 本題考查化學反應(yīng)速率的有關(guān)計算。已知用H2表示的平均反應(yīng)速率為0.45 molL-1s-1,則用NH3表示的平均反應(yīng)速率為v(NH3)=v(H2)=0.45 molL-1s-1=0.3 molL-1s-1,Δt==2 s。 考點 化學反應(yīng)速率 題點 化學反應(yīng)速率的計算 6.為了提高煤的利用率,人們先把煤轉(zhuǎn)化為CO和H2,再將它們轉(zhuǎn)化為甲醇,某實驗人員在一定溫度下的密閉容器中,充入一定量的H2和CO,發(fā)生反應(yīng): 2H2(g)+CO(g)CH3OH(g),測定的部分實驗數(shù)據(jù)如下: t/s 0 500 1 000 c(H2)/molL-1 5.00 3.52 2.48 c(CO)/molL-1 2.50 (1)在500 s內(nèi)用H2表示的化學反應(yīng)速率是___________________________。 (2)在1 000 s內(nèi)用CO表示的化學反應(yīng)速率是________,1 000 s時CO的轉(zhuǎn)化率是________________________________________________________________________。 (3)在500 s時生成的甲醇的濃度是________。 答案 (1)2.9610-3 molL-1s-1 (2)1.2610-3 molL-1s-1 50.4% (3)0.74 molL-1 解析 (1)在500 s內(nèi), v(H2)==2.9610-3 molL-1s-1。 (2)在1 000 s內(nèi)反應(yīng)了的H2的濃度是Δc(H2)=5.00 molL-1-2.48 molL-1=2.52 molL-1,則反應(yīng)了的CO的濃度是Δc(CO)=Δc(H2)=1.26 molL-1, 用CO表示此段時間的平均速率為 v(CO)==1.2610-3 molL-1s-1, CO的轉(zhuǎn)化率為100%=50.4%。 (3)在500 s內(nèi)反應(yīng)了的H2的濃度為Δc(H2)=1.48 molL-1,則生成的CH3OH的濃度為Δc(CH3OH)=Δc(H2)=0.74 molL-1。 考點 化學反應(yīng)速率 題點 化學反應(yīng)速率的計算 [對點訓練] 題組1 化學反應(yīng)速率的表示方法 1.已知某條件下,合成氨反應(yīng)的數(shù)據(jù)如下: N2(g)+3H2(g)2NH3(g) 起始濃度(molL-1) 1.0 3.0 0.2 2 s末濃度(molL-1) 0.6 1.8 1.0 4 s末濃度(molL-1) 0.4 1.2 1.4 當用氨氣濃度的增加來表示該反應(yīng)的化學反應(yīng)速率時,下列說法錯誤的是( ) A.2~4 s內(nèi)的平均反應(yīng)速率為0.2 molL-1s-1 B.前4 s內(nèi)的平均反應(yīng)速率為0.3 molL-1s-1 C.前2 s內(nèi)的平均反應(yīng)速率為0.4 molL-1s-1 D.2 s末的反應(yīng)速率為0.4 molL-1s-1 答案 D 解析 化學反應(yīng)速率是表示一段時間內(nèi)的平均反應(yīng)速率而不是某一時刻的瞬時速率。 考點 化學反應(yīng)速率 題點 化學反應(yīng)速率的概念與表示方法 2.甲、乙兩容器都在進行A→B的反應(yīng),甲容器內(nèi)每分鐘減少了4 mol A,乙容器內(nèi)每分鐘減少了2 mol A,則甲容器內(nèi)的反應(yīng)速率比乙容器內(nèi)的反應(yīng)速率要( ) A.快 B.慢 C.相等 D.無法判斷 答案 D 解析 v(A)=,因不知道甲、乙兩容器的體積大小,無法計算反應(yīng)速率,故無法比較。 考點 化學反應(yīng)速率 題點 化學反應(yīng)速率的概念與表示方法 題組2 化學反應(yīng)速率的計算 3.氨分解反應(yīng)在容積為2 L的密閉容器內(nèi)進行。已知起始時氨氣的物質(zhì)的量為4 mol,5 s末為2.4 mol,則用氨氣表示該反應(yīng)的速率為( ) A.0.32 molL-1s-1 B.0.16 molL-1s-1 C.1.6 molL-1s-1 D.0.8 molL-1s-1 答案 B 解析 v(NH3)==0.16 molL-1s-1,B正確。 考點 化學反應(yīng)速率 題點 化學反應(yīng)速率的計算 4.在2 L的密閉容器中,發(fā)生反應(yīng)3A(g)+B(g)2C(g),若最初加入的A和B都是4 mol,測得10 s內(nèi)A的平均速率v(A)=0.12 molL-1s-1,則反應(yīng)進行到10 s時容器中B的物質(zhì)的量是( ) A.1.6 mol B.2.8 mol C.3.2 mol D.3.6 mol 答案 C 解析 10 s內(nèi)v(B)=v(A)=0.04 molL-1s-1,故10 s內(nèi),Δn(B)=10 s0.04 molL-1s-12 L=0.8 mol,因此10 s時,容器內(nèi)n(B)=4 mol-0.8 mol=3.2 mol。 考點 化學反應(yīng)速率 題點 化學反應(yīng)速率的計算 5.反應(yīng)aX(g)+bY(g)cZ(g)+dW(g)在一定體積的密閉容器中反應(yīng)5 min達到平衡,該過程中X的濃度減少n molL-1,Y的濃度減少 molL-1,Z的濃度增加 molL-1。若增大體系壓強,W的百分含量不發(fā)生變化,則化學方程式中各物質(zhì)的系數(shù)之比a∶b∶c∶d應(yīng)為( ) A.3∶1∶2∶1 B.1∶3∶2∶2 C.1∶3∶1∶2 D.3∶1∶2∶2 答案 D 解析 增大體系壓強時,W的百分含量不發(fā)生變化,說明a+b=c+d。由Δc(X)∶Δc(Y)∶Δc(Z)=n∶∶=3∶1∶2可知,a∶b∶c∶d=3∶1∶2∶2。 考點 化學反應(yīng)速率 題點 化學反應(yīng)速率的計算 6.在一定溫度下,向一個2 L的真空密閉容器中(預(yù)先裝入催化劑)通入1 mol N2和3 mol H2,經(jīng)過一段時間后,測得容器內(nèi)壓強是起始時的0.9倍。在此時間段內(nèi)H2的平均反應(yīng)速率為 0.1 molL-1min-1,則經(jīng)過時間為( ) A.2 min B.3 min C.4 min D.5 min 答案 B 解析 N2?。?H22NH3 起始(mol) 1 3 0 轉(zhuǎn)化(mol) x 3x 2x 剩余(mol) 1-x 3-3x 2x 由題意得:=0.9 x=0.2 v(H2)==0.1 molL-1min-1 t=3 min。 考點 化學反應(yīng)速率 題點 化學反應(yīng)速率的計算 7.把0.6 mol X氣體和0.4 mol Y氣體混合于2 L容器中,發(fā)生反應(yīng):3X(g)+Y(g)nZ(g)+2W(g),5 min末生成0.2 mol W,若測知以Z濃度變化來表示的平均速率為0.01 molL-1min-1,上述反應(yīng)中n的值是( ) A.1 B.2 C.3 D.4 答案 A 解析 利用條件可求:v(W)==0.02 molL-1min-1,利用計量數(shù)關(guān)系計算得n=1。 考點 化學反應(yīng)速率 題點 化學反應(yīng)速率的計算 8.反應(yīng)4A(s)+3B(g),2C(g)+D(g),經(jīng)2 min B的濃度減小0.6 molL-1。對此反應(yīng)速率的正確表示是( ) A.用A表示的反應(yīng)速率是0.8 molL-1min-1 B.用B、C、D表示反應(yīng)的速率其比值是3∶2∶1 C.在2 min末,v(B)=0.3 molL-1min-1 D.在這2 min內(nèi)用B和C表示的反應(yīng)速率的值相同 答案 B 解析 A為固體,一般不能用固體表示反應(yīng)速率,因為固體的濃度一般視為常數(shù);經(jīng)2 min B的濃度減小0.6 molL-1,則2 min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(B)=0.3 molL-1min-1,而不是2 min末時的反應(yīng)速率;根據(jù)反應(yīng)速率之比等于系數(shù)之比可知B項正確,D項錯誤。 考點 化學反應(yīng)速率 題點 化學反應(yīng)速率的計算 題組3 化學反應(yīng)速率的綜合應(yīng)用 9.將4 mol A氣體和2 mol B氣體在2 L的容器中混合并在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng):2A(g)+B(g)2C(g)。若經(jīng)2 s后測得C的濃度為0.6 molL-1,現(xiàn)有下列幾種說法: ①用物質(zhì)A表示的反應(yīng)的平均速率為0.3 molL-1s-1 ②用物質(zhì)B表示的反應(yīng)的平均速率為0.6 molL-1s-1 ③2 s末時物質(zhì)B的濃度為0.7 molL-1 ④2 s末,物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率為70% 其中正確的是( ) A.①④ B.①③ C.②④ D.③④ 答案 B 解析 2 s末C的濃度為0.6 molL-1,則2 s末n(C)=0.6 molL-12 L=1.2 mol,由三段式表示 2A(g) + B(g) 2C(g) 開始的物質(zhì)的量(mol) 4 2 0 轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量(mol) 1.2 0.6 1.2 2 s末的物質(zhì)的量(mol) 2.8 1.4 1.2 v(A)==0.3 molL-1s-1, v(B)==0.15 molL-1s-1, A的轉(zhuǎn)化率為100%=30%, 2 s末時B的濃度c(B)==0.7 molL-1。 考點 化學反應(yīng)速率 題點 化學反應(yīng)速率的計算 10.一定溫度下在密閉容器內(nèi)進行著某一反應(yīng),X氣體、Y氣體的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時間變化的曲線如下圖所示。下列敘述中正確的是( ) A.反應(yīng)的化學方程式為5Y(g)X(g) B.t1時,Y的濃度是X濃度的1.5倍 C.t2時,正、逆反應(yīng)速率相等 D.t3時,增大壓強,v正增大,v逆減小 答案 B 解析 t1時Y為6 mol,X為4 mol,故B正確;t2時X、Y物質(zhì)的量濃度相等,但未達到平衡狀態(tài),故正、逆反應(yīng)速率不相等,故C不正確;t3時的曲線表明已達平衡,故v正=v逆,增大壓強時,v正和v逆同時增大,D項不正確。 考點 化學反應(yīng)速率的圖像計算題 題點 n-t圖像題 [綜合強化] 11.已知:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJmol-1。一定條件下,向體積為1 L的密閉容器中充入1 mol CO2和3 mol H2,測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間的變化曲線如下圖所示。下列敘述正確的是( ) A.欲增大平衡狀態(tài)時[CH3OH]/[CO2]的比值,可采用升高溫度的方法 B.3 min時,CO2的消耗速率等于CH3OH的生成速率,且二者濃度相同 C.欲提高H2的平衡轉(zhuǎn)化率只能加壓減小反應(yīng)容器的體積 D.從反應(yīng)開始到平衡,H2的平均反應(yīng)速率v(H2)=0.075 molL-1min-1 答案 B 解析 升高溫度,平衡向左移動,[CO2]增大,[CH3OH]減小,[CH3OH]/[CO2]減小,A項不正確;降溫、減小H2O(g)或CH3OH(g)濃度、增大CO2濃度也能提高H2的轉(zhuǎn)化率,C項不正確;v(H2)=3v(CO2)=3=0.225 molL-1min-1,D項不正確。 考點 化學反應(yīng)速率的圖像計算題 題點 c-t圖像題 12.一定溫度下,10 mL 0.40 molL-1 H2O2溶液發(fā)生催化分解。不同時刻測得生成O2的體積(已折算為標準狀況)如下表: t/min 0 2 4 6 8 10 V(O2)/mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9 下列敘述不正確的是(溶液體積變化忽略不計)( ) A.0~6 min的平均反應(yīng)速率:v(H2O2)≈3.310-2 molL-1min-1 B.6~10 min的平均反應(yīng)速率:v(H2O2)<3.310-2 molL-1min-1 C.反應(yīng)至6 min時,c(H2O2)=0.30 molL-1 D.反應(yīng)至6 min時,H2O2分解了50% 答案 C 解析 H2O2分解到6 min時的分解量:222.410-3 L22.4 Lmol-1=0.002 0 mol。 0~6 min:v(H2O2)=0.002 0 mol0.01 L6 min≈3.310-2 molL-1min-1,A正確;其他條件相同,反應(yīng)物的濃度減小,化學反應(yīng)速率減小。6~10 min比0~6 min c(H2O2)小,則6~10 min v(H2O2)<3.310-2 molL-1min-1,B正確;反應(yīng)至6 min時,H2O2的分解濃度:c(H2O2)=0.002 0 mol0.01 L=0.20 molL-1,剩余濃度:0.40 molL-1-0.20 molL-1=0.20 molL-1,分解百分比:100%=50%,C不正確,D正確。 考點 化學反應(yīng)速率 題點 化學反應(yīng)速率的計算 13.某溫度時,在2 L容器中,某一反應(yīng)中A、B的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如圖所示,由圖中數(shù)據(jù)分析得: (1)在4 min末時,A、B的物質(zhì)的量濃度c(A)________c(B),從0~4 min內(nèi)A、B的物質(zhì)的量濃度變化量Δc(A)________Δc(B)(以上填“>”“<”或“=”)。 (2)從反應(yīng)開始至4 min時,A的平均反應(yīng)速率為______________________________________。 (3)該反應(yīng)的化學方程式為________________________________________________。 答案 (1)= > (2)0.05 molL-1min-1 (3)2AB 解析 (1)由圖可以看出,在4 min末n(A)=n(B)=0.4 mol,又因體積相等,所以c(A)=c(B),0~4 min內(nèi)Δc(A)=0.2 molL-1,Δc(B)=0.1 molL-1。 (2)v(A)===0.05 molL-1min-1。 (3)參加反應(yīng)的各物質(zhì)的物質(zhì)的量之比為n(A)∶n(B)=0.4 mol∶0.2 mol=2∶1,4 min后的一段時間以后A、B的物質(zhì)的量不再改變,證明該反應(yīng)達到化學平衡,此反應(yīng)為可逆反應(yīng)。 考點 化學反應(yīng)速率的圖像計算題 題點 n-t圖像題 14.已知NO2和N2O4可以相互轉(zhuǎn)化:2NO2(g)N2O4(g)ΔH<0?,F(xiàn)將一定量NO2和N2O4的混合氣體通入一體積為1 L的恒溫密閉容器中,反應(yīng)物濃度隨時間變化關(guān)系如下圖所示: (1)圖中兩條曲線X和Y,表示N2O4濃度變化的是________。 (2)a、b、c、d四個點中,表示化學反應(yīng)處于平衡狀態(tài)的點是________。 (3)b、c、d三點的化學反應(yīng)速率大小關(guān)系是_____________________________________。 (4)25~30 min內(nèi)用NO2表示的平均化學反應(yīng)速率是_____________________________。 (5)25 min時,曲線發(fā)生圖中變化,可采取的措施是_______________________________。 答案 (1)Y (2)bcd (3)v(c)=v(d)>v(b) (4)0.08 molL-1 min-1 (5)增加NO2濃度 解析 (1)題給反應(yīng)為2NO2(g)N2O4(g),圖像中的X表示反應(yīng)物NO2,Y表示生成物N2O4。(2)水平線表示可逆反應(yīng)處于化學平衡狀態(tài),b、c、d三點處于平衡狀態(tài)。(3)c、d為同一平衡狀態(tài)v(c)=v(d),b為原平衡狀態(tài),b處反應(yīng)物濃度小于d處的,所以反應(yīng)速率v(d)>v(b)。(4)由圖可計算出v(N2O4)==0.04 molL-1 min-1,再據(jù)v(NO2)=v(N2O4)2=0.08 molL-1 min-1。(5)由圖知25 min時是增加NO2的濃度。 考點 化學反應(yīng)速率的圖像計算題 題點 c-t圖像題 15.在體積為1 L的溶液中,反應(yīng)A+2BC分別在三種不同實驗條件下進行,它們的起始濃度均為c(A)=0.100 molL-1、c(B)=0.200 molL-1及c(C)=0 molL-1。反應(yīng)物A的濃度隨時間的變化如下圖所示: 請回答下列問題: (1)與①比較,②和③分別僅改變一種反應(yīng)條件。所改變的條件和判斷的理由是 ②________________________________________________________________________; ③________________________________________________________________________。 (2)實驗②平衡時B的轉(zhuǎn)化率為________;實驗③平衡時C的濃度為________。 (3)該反應(yīng)的ΔH________(填“>”“<”或“=”)0,其判斷理由是______________________ _______________________________________。 答案 (1)②加催化劑;達到平衡的時間縮短,平衡時A的濃度未變?、蹨囟壬?;達到平衡的時間縮短,平衡時A的濃度減小 (2)40% 0.060 molL-1 (3)> 溫度升高平衡向正反應(yīng)方向移動,故該反應(yīng)是吸熱反應(yīng) 解析 (1)②使用了(正)催化劑;理由:因為從圖可看出,兩者最終的平衡濃度相同,即最終的平衡狀態(tài)相同,而②比①所需要的時間短,顯然反應(yīng)速率加快了,故由影響反應(yīng)速率和影響平衡的因素可知是加入了(正)催化劑。③升高溫度;理由:因為該反應(yīng)是在溶液中進行的反應(yīng),所以不可能是改變壓強引起速率的改變,又由于各物質(zhì)起始濃度相同,故不可能是改變濃度影響反應(yīng)速率,再由于③和①相比達到平衡所需時間短,平衡時濃度更小,故不可能是使用催化劑,故改變的條件只能是升高溫度。 (2)②中達到平衡時A轉(zhuǎn)化了0.040 mol,由反應(yīng)計量數(shù)可知B轉(zhuǎn)化了0.080 mol,所以B的轉(zhuǎn)化率為100%=40%;同樣在③中A轉(zhuǎn)化了0.060 mol,則生成C為0.060 mol,體積不變,即平衡時c(C)=0.060 molL-1。 (3)ΔH>0;理由:由③和①進行對比可知升高溫度后A的平衡濃度減小,即A的轉(zhuǎn)化率升高,平衡向正反應(yīng)方向移動,所以正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),ΔH>0。 考點 化學反應(yīng)速率的圖像題 題點 c-t圖像題- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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- 2018-2019版高中化學 第2章 化學反應(yīng)的方向、限度與速率 第3節(jié) 化學反應(yīng)的速率 第1課時學案 魯科版選修4 2018 2019 高中化學 化學反應(yīng) 方向 限度 速率 課時 魯科版 選修
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