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(寒假班)人教版高中化学必修第二册同步讲义第六章化学反应与能量第二节 化学反应的速率与限度（含详解）
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这是一份(寒假班)人教版高中化学必修第二册同步讲义第六章化学反应与能量第二节 化学反应的速率与限度（含详解），共10页。
【学习目标】
1.了解化学反应速率的概念和表示方法，并能进行简单计算。
2.理解影响化学反应速率的因素及规律，并能合理解释生产、生活中的相关化学现象。
3.学会运用变量控制研究影响化学反应速率的方法。
4.了解可逆反应及特点。
5.理解化学平衡状态的特征及标志，知道改变条件化学平衡会发生移动。
6.了解控制反应条件在生产、生活和科学研究中的作用。
【基础知识】
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、化学反应速率的影响因素
（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 。
（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。
4、温度对化学反应速率的影响
5、催化剂对化学反应速率的影响
6、压强对化学反应速率的影响
在一密闭容器中充入1 ml H2和1 ml I2，压强为p(Pa)，并在一定温度下使其发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)。该密闭容器有一个可移动的活塞(如图所示)。
（1）恒容时： 增大 压强eq \(――→,\s\up9(引起))体积 缩小 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 。
（4）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 。
二、化学反应的限度
1、可逆反应
（1）概念：在同一条件下 正反应 方向和 逆反应 方向均能进行的化学反应。
（2）特点：①反应不能进行 到底 ；②在一定条件下 反应物 与 生成物 同时存在；③正、逆反应方向 同时 进行。
2、化学平衡
（1）化学平衡的建立
①浓度对速率的影响的角度：在一定条件下，向反应容器中加入N2和H2，发生反应：N2＋3H22NH3。
②利用速率—时间(vt)图像分析：
（2）化学平衡状态的概念：
在一定条件下，当反应进行到一定程度时， 正反应速率 与 逆反应速率 相等，反应物的 浓度 和生成物的 浓度 都不再改变，达到一种表面静止的状态，称之为 化学平衡 状态。
（3）化学反应的限度是指可逆反应在一定条件下所能达到或完成的 最大 程度，即该反应进行的限度。化学反应的限度决定了反应物在该条件下转化为生成物的最大 转化率 。
（4）转化率＝eq \f(n（已被转化的反应物）,n（初始反应物）)×100%。
（5）影响因素：改变反应条件，可以在一定程度上改变该反应的化学 平衡 状态。
三、化学反应条件的控制
1、化学反应条件的控制
（1）目的：促进 有利 的化学反应，抑制 有害 的化学反应。
（2）基本措施
①改变化学反应速率：改变反应体系的 温度 、物质的 浓度 、气体的 压强 、固体的 表面积 以及催化剂的合理使用等。
②改变可逆反应进行的限度：改变 可逆反应 体系的温度、物质的浓度、气体的压强等。
（3）考虑因素：控制反应条件的成本和实际可能性。
2、提高煤的燃烧效率
（1）煤燃烧时，将煤块粉碎成煤粉目的是增大与空气中O2的 接触面积 ，煤粉燃烧 更充分 ，反应速率快；通入适当过量的空气可以使煤粉充分燃烧，生成CO2，放出更多的热量；若空气不足，会造成煤燃烧不完全，生成CO，产生热量减少，且会造成污染。
（2）选择保温隔热且耐热的炉灶材料的主要目的是 防止 热量散失。
（3）充分利用煤燃烧后的废气中的热量可采取的措施是将燃烧后的废气通过 热交换 装置，供其他方面使用。
【考点剖析】
考点一 化学反应速率的概念及表示方法
1.下列对化学反应速率的理解正确的是( )
A.化学反应速率表示的是化学反应进行的程度
B.化学反应速率可以用单位时间内反应物浓度的变化来表示
C.化学反应速率可以用任何一种反应物或生成物来表示
D.化学反应速率可以是正值，也可以是负值
答案 B
解析 A项，化学反应速率表示化学反应进行的快慢，不表示反应进行的程度，错误；B项，化学反应速率可以用单位时间内反应物浓度的减少量来表示，也可以用单位时间内生成物浓度的增加量来表示，正确；C项，化学反应速率不能用纯液体或纯固体的物质的量浓度的变化来表示，错误；D项，化学反应速率都是正值，无负值，错误。
2.一定条件下反应N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)在10 L的密闭容器中进行，测得2 min内，N2的物质的量由20 ml减小到8 ml，则2 min内N2的反应速率为( )
A.1.2 ml·L－1·min－1B.6 ml·L－1·min－1
C.0.6 ml·L－1·min－1D.0.4 ml·L－1·min－1
答案 C
解析 2 min内，N2的物质的量由20 ml减小到8 ml，则Δc＝eq \f(12 ml,10 L)＝1.2 ml·L－1，则2 min内N2的反应速率为v＝eq \f(Δc,Δt)＝eq \f(1.2 ml·L－1,2 min)＝0.6 ml·L－1·min－1，故选C。
3.反应4A(s)＋3B(g)===2C(g)＋D(g)经2 min后，B的浓度减少了0.6 ml·L－1。下列说法正确的是( )
A.用A表示的化学反应速率是0.4 ml·L－1·min－1
B.分别用B、C、D表示化学反应速率，其比是3∶2∶1
C.在2 min末的反应速率用B表示是0.3 ml·L－1·min－1
D.在这2 min内B和C两物质的浓度都减小
答案 B
解析 A为固体，浓度不变，不能用单位时间内的浓度变化量来表示反应速率，A项错误；同一反应中用各物质表示的反应速率，其数值之比等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比，B项正确；2 min内，B的浓度减少0.6 ml·L－1，用B表示的2 min内的平均反应速率是0.3 ml·L－1·min－1，而不是2 min末的瞬时速率，C项错误；随着反应的进行，反应物B的浓度降低，生成物C的浓度增大，D项错误。
4.已知4NH3(g)＋5O2(g)eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))4NO(g)＋6H2O(g)，若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示，则正确的关系式为( )
A.4v(NH3)＝5v(O2) B.5v(O2)＝6v(H2O)
C.2v(NH3)＝3v(H2O) D.4v(O2)＝5v(NO)
答案 D
解析 在同一化学反应里，各物质的反应速率之比等于各物质的化学计量数之比。A选项应为5v(NH3)＝4v(O2)；B选项应为6v(O2)＝5v(H2O)；C选项应为3v(NH3)＝2v(H2O)。
考点二 化学反应速率的计算及运用数值比较反应快慢
5.在2A(g)＋B(g)3C(g)＋4D(g)反应中，表示该反应速率最快的是( )
A.v(A)＝0.5 ml·L－1·s－1
B.v(B)＝0.3 ml·L－1·s－1
C.v(C)＝0.8 ml·L－1·s－1
D.v(D)＝1 ml·L－1·s－1
答案 B
解析 用反应速率判断反应快慢时，首先把各物质的反应速率除以其化学方程式中的化学计量数：A选项eq \f(vA,2)＝0.25 ml·L－1·s－1，B选项eq \f(vB,1)＝0.3 ml·L－1·s－1，C选项eq \f(vC,3)＝eq \f(0.8,3) ml·L－1·
s－1，D选项eq \f(vD,4)＝0.25 ml·L－1·s－1；然后比较大小，B选项最大。
6.某温度下，浓度都是1 ml·L－1的两种气体X2和Y2，在密闭容器中反应生成气体Z。反应2 min后，测得参加反应的X2为0.6 ml·L－1，用Y2表示的反应速率v(Y2)＝0.1 ml·L－1·min－1，生成的c(Z)为0.4 ml·L－1，则该反应的化学方程式是( )
A.X2＋2Y2===2XY2 B.2X2＋Y2===2X2Y
C.3X2＋Y2===2X3Y D.X2＋3Y2===2XY3
答案 C
解析 用X2表示的反应速率为v(X2)＝eq \f(0.6 ml·L－1,2 min)＝0.3 ml·L－1·min－1。用Z表示的反应速率为v(Z)＝eq \f(0.4 ml·L－1,2 min)＝0.2 ml·L－1·min－1。根据X2、Y2和Z反应速率之比即化学方程式中相应物质的化学计量数之比，则v(X2)∶v(Y2)∶v(Z)＝0.3 ml·L－1·min－1∶0.1 ml·L－1·min－1
∶0.2 ml·L－1·min－1＝3∶1∶2。根据原子守恒，可确定Z的化学式为X3Y。故可得出反应的化学方程式为3X2＋Y2===2X3Y。
考点三 影响化学反应速率的因素
7.盐酸与块状CaCO3反应时，不能使反应最初的速率明显加快的是( )
A.将盐酸的用量增加一倍
B.盐酸的浓度增加一倍，用量减半
C.温度升高30 ℃
D.将块状CaCO3粉碎后再与盐酸反应
答案 A
解析 影响化学反应速率的因素有浓度、温度、催化剂、固体物质状态等，将盐酸的用量增加一倍，但浓度不变，故不能明显加快反应速率，故A正确；B、C、D三项中条件都可加快反应速率。
8.相同温度下，有关反应速率的下列说法中正确的是( )
A.0.1 ml·L－1盐酸和0.1 ml·L－1硫酸与2 ml·L－1 NaOH溶液反应的速率相同
B.大理石块和大理石粉与0.1 ml·L－1盐酸反应的速率相同
C.等量的镁粉、铝粉和0.1 ml·L－1盐酸反应的速率相同
D.0.1 ml·L－1盐酸和0.1 ml·L－1硝酸与相同形状和大小的大理石反应的速率相同
答案 D
解析 A选项是酸碱中和，硫酸的H＋浓度是盐酸H＋浓度的2倍，所以速率不同；B选项中大理石块与盐酸接触面积小，反应慢；C选项中Mg比Al活泼，反应速率快。
9.下列各组反应(表中物质均为反应物)，反应刚开始时，放出H2的速率最大的是( )
答案 D
解析 金属与硝酸反应不产生H2，排除A项；Fe不如Mg活泼，排除C项；其他两项中只比较c(H＋)即可，显然3 ml·L－1盐酸中c(H＋)小于3 ml·L－1硫酸中c(H＋)，因此D项放出H2的速率最大。
10.为了提高煤的利用率，人们先把煤转化为CO和H2，再将它们转化为甲醇，某实验人员在一定温度下的密闭容器中，充入一定量的H2和CO，发生反应：2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)，测定的部分实验数据如下：
(1)在500 s内用H2表示的化学反应速率是_________________________________________。
(2)在1 000 s内用CO表示的化学反应速率是_______________________________________。
(3)在500 s时生成的甲醇的浓度是________________________________________________。
答案 (1)2.96×10－3 ml·L－1·s－1
(2)1.26×10－3 ml·L－1·s－1
(3)0.74 ml·L－1
考点四 可逆反应的特点
11.下列各组反应中，属于可逆反应的一组是( )
A.2H2Oeq \(=====,\s\up7(通电))2H2↑＋O2↑，2H2＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃))2H2O
B.NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3，NH4HCO3eq \(=====,\s\up7(△))NH3↑＋CO2↑＋H2O
C.H2＋I2eq \(=====,\s\up7(△))2HI,2HIeq \(=====,\s\up7(△))H2＋I2
D.2Ag＋Br2eq \(=====,\s\up7(CuO))2AgBr,2AgBreq \(=====,\s\up7(光照))2Ag＋Br2
答案 C
解析 可逆反应必须是在同一条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应，A、B、D三项中反应条件不同，都不是可逆反应，只有C满足条件，故选C。
12.2 ml H2和3 ml I2蒸气在持续加热的条件下进行：I2(g)＋H2(g)eq \(,\s\up7(△))2HI(g)，充分反应后HI的物质的量可能是( )
A.4 ml B.小于4 ml
C.6 ml D.大于6 ml
答案 B
解析 I2蒸气过量，2 ml H2若完全反应，可转化为4 ml HI，由于该反应为可逆反应，H2的转化率小于100%，故反应后HI的物质的量小于4 ml。
考点五 化学平衡状态和限度
13.下列有关化学反应限度的说法不正确的是( )
A.任何可逆反应的进程都有一定限度
B.提高反应的限度可以提高反应物的利用率
C.化学平衡状态是指一定条件下进行的可逆反应达到的最大限度
D.化学反应达到最大限度时，可逆反应的正、逆反应速率为零
答案 D
解析 在一定条件下的可逆反应，当达到最大限度时，反应就达到平衡状态，此时反应的正、逆反应速率相等，但不为零，是动态平衡，故选D项。
14.向一密闭容器中放入1 ml X，进行可逆反应2X(g)3Y(g)，反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线如图所示，下列叙述正确的是( )
A.t1时，只有正反应
B.t2～t3时，反应不再发生
C.t2时，容器内有1.5 ml Y
D.t2～t3时，X、Y的物质的量均没有发生变化
答案 D
解析 t1时，v正＞v逆＞0，正、逆反应都在发生，A项错误；t2～t3时，v正＝v逆＞0，反应并未停止，B项错误；该反应为可逆反应，1 ml X不能完全反应，所以当反应达到平衡时，容器内Y的物质的量小于1.5 ml，C项错误；t2～t3时为化学平衡状态，X、Y的物质的量均不发生变化，D项正确。
15.下列对于可逆反应2M(g)＋N(g)2P(g)达到平衡时的说法正确的是( )
A.M、N全部变成了P
B.反应已经停止
C.反应混合物中各组分的浓度不再改变
D.反应混合物中c(M)∶c(N)∶c(P)一定等于2∶1∶2
答案 C
解析 可逆反应的转化率达不到100%，即M、N不可能全部变成P，A项错误；平衡时正、逆反应速率相等，但不为0，即反应没有停止，B项错误；平衡时反应混合物中各组分的浓度不再改变，C项正确；平衡时反应混合物中c(M)∶c(N)∶c(P)不一定等于2∶1∶2，D项错误。
考点六 化学平衡状态的判断
16.一定条件下的可逆反应2NO2(红棕色)2NO(无色)＋O2(无色)，在恒压密闭容器中充入NO2，达到化学平衡状态的标志是( )
A.反应停止了
B.NO的正反应速率与O2的逆反应速率相等
C.c(NO)∶c(O2)＝2∶1
D.气体的颜色不再变化
答案 D
解析 A项，反应达到平衡时，正、逆反应速率相等，但反应并没有停止，故错误；B项，NO的正反应速率与O2的逆反应速率之比为2∶1时才能确定反应达到平衡状态，故错误；C项，c(NO)∶c(O2)始终是2∶1，不能作为判断是否达到平衡的依据，故错误；D项，混合气体的颜色不再改变，说明NO2气体的浓度不变，达到平衡状态，故正确。
17.在一定条件下，使一定量的A和B气体混合发生反应2A(g)＋3B(g)4C(g)。下列描述中，说明反应已达到平衡状态的是( )
A.各物质的浓度之比c(A)∶c(B)∶c(C)＝2∶3∶4
B.混合气体中各物质的浓度相等
C.单位时间内，消耗a ml A物质的同时消耗2a ml C物质
D.混合气体的体积是反应开始前的eq \f(4,5)
答案 C
解析 化学平衡状态时，各组分浓度保持不变，不是浓度相等；用不同物质的反应速率表示达到平衡，要求反应方向是一正一逆，且反应速率之比为化学计量数之比。
考点七 化学反应条件的控制
18.通过控制或改变反应条件可以加快、减缓甚至阻止反应的进行，使化学反应有利于人类的生存和提高生活质量。下列各图所示的措施中，能加快化学反应速率的是( )
答案 C
19.工业上合成氨反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，在实际生产中为提高合成氨的反应速率，下列说法正确的是( )
A.温度越高，反应速率越快，因此采取的温度越高越好
B.压强越高，反应速率越快，因此采取的压强越高越好
C.催化剂能加快反应速率，因此可选用适当的催化剂
D.可向容器中加入一定量的水蒸气，使氨气溶解以提高反应速率
答案 C
解析 A项，温度高反应速率快，但温度过高会消耗更多的燃料，因此实际生产中的温度不是越高越好，故错误；B项，压强大反应速率快，但压强过高会增加设备的成本，因此实际生产中的压强不是越高越好，故错误；C项，可选用适当的催化剂提高反应速率，故正确；D项，加入水蒸气会降低反应体系的温度，且氨气溶于水并不能提高反应速率，故错误。
20.某温度下，在2 L密闭容器中X、Y、Z三种物质(均为气态)间进行反应，其物质的量随时间的变化曲线如图。据图回答：
(1)该反应的化学方程式可表示为_______________________________________________。
(2)反应起始至t min(设t＝5)，X的平均反应速率是________________。
(3)在t min时，该反应达到了____________状态，下列可判断反应已达到该状态的是________(填字母，下同)。
A.X、Y、Z的反应速率相等
B.X、Y的反应速率比为2∶3
C.混合气体的密度不变
D.生成1 ml Z的同时生成2 ml X
(4)一定能使该反应的反应速率增大的措施有________。
A.其他条件不变，及时分离出产物
B.适当降低温度
C.其他条件不变，增大X的浓度
D.保持温度不变，将容器体积压缩为1 L
答案 (1)2X3Y＋Z (2)0.08 ml·L－1·min－1 (3)化学平衡 D (4)CD
解析 (1)由图像可以看出X为反应物，Y和Z为生成物，当反应达到t＝5 min时，Δn(X)＝0.8 ml，Δn(Y)＝1.2 ml，Δn(Z)＝0.4 ml，化学反应中，各物质的物质的量变化值与化学计量数呈正比，故Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)＝2∶3∶1，所以反应的化学方程式为2X3Y＋Z。
(2)v(X)＝eq \f(Δc,Δt)＝eq \f(0.8 ml,2 L×5 min)＝0.08 ml·L－1·min－1。
(3)在t min时，反应中各物质的物质的量不再变化，反应达到化学平衡状态。A项，X、Y、Z的化学计量数不相等，则X、Y、Z的反应速率也不会相等，错误；B项，用不同物质表示的化学反应速率之比等于化学计量数之比，无论平衡与否，X、Y的反应速率之比都为2∶3，错误；C项，据ρ＝eq \f(m,V)，由于反应的体积不变，气体的总质量不变，则混合气体的密度不变，错误；D项，当生成1 ml Z的同时生成2 ml X，说明正、逆反应速率相等，达到平衡状态，正确。
(4)减小产物浓度，降低温度，会使反应速率减小，故A、B项错误；增大反应物浓度，会使反应速率增大，故C、D项正确。
实验操作
试管中均为2 mL 5%的H2O2溶液，同时滴入2滴FeCl3溶液
实验现象
①产生气泡速率 最慢
②产生气泡速率 较快
③产生气泡速率 最快
实验结论
其他条件相同时，升高温度，化学反应速率 增大 ，降低温度，化学反应速率 减小
实验操作
实验现象
①有 少量 气泡出现
②产生 大量 气泡
③产生 大量 气泡
实验结论
MnO2、FeCl3可以使H2O2分解的速率 加快
浓度
速率变化
v正、v逆关系
开始
反应物浓度最大
v正最大
v正＞v逆
生成物浓度最小
v逆最小
变化
反应物浓度减小
v正减小
v正＞v逆
生成物浓度增大
v逆增大
平衡
反应物浓度不变
v正不变
v正＝v逆≠0
生成物浓度不变
v逆不变
选项
金属(粉末状)
酸的浓度
体积
反应温度
A
0.1 ml Mg
6 ml·L－1 硝酸
10 mL
60 ℃
B
0.1 ml Mg
3 ml·L－1盐酸
10 mL
60 ℃
C
0.1 ml Fe
3 ml·L－1盐酸
10 mL
60 ℃
D
0.1 ml Mg
3 ml·L－1硫酸
10 mL
60 ℃
t/s
0
500
1 000
c(H2)/ml·L－1
5.00
3.52
2.48
c(CO)/ml·L－1
2.50
【学习目标】
1.了解化学反应速率的概念和表示方法，并能进行简单计算。
2.理解影响化学反应速率的因素及规律，并能合理解释生产、生活中的相关化学现象。
3.学会运用变量控制研究影响化学反应速率的方法。
4.了解可逆反应及特点。
5.理解化学平衡状态的特征及标志，知道改变条件化学平衡会发生移动。
6.了解控制反应条件在生产、生活和科学研究中的作用。
【基础知识】
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、化学反应速率的影响因素
（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 。
（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。
4、温度对化学反应速率的影响
5、催化剂对化学反应速率的影响
6、压强对化学反应速率的影响
在一密闭容器中充入1 ml H2和1 ml I2，压强为p(Pa)，并在一定温度下使其发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)。该密闭容器有一个可移动的活塞(如图所示)。
（1）恒容时： 增大 压强eq \(――→,\s\up9(引起))体积 缩小 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 。
（4）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 。
二、化学反应的限度
1、可逆反应
（1）概念：在同一条件下 正反应 方向和 逆反应 方向均能进行的化学反应。
（2）特点：①反应不能进行 到底 ；②在一定条件下 反应物 与 生成物 同时存在；③正、逆反应方向 同时 进行。
2、化学平衡
（1）化学平衡的建立
①浓度对速率的影响的角度：在一定条件下，向反应容器中加入N2和H2，发生反应：N2＋3H22NH3。
②利用速率—时间(vt)图像分析：
（2）化学平衡状态的概念：
在一定条件下，当反应进行到一定程度时， 正反应速率 与 逆反应速率 相等，反应物的 浓度 和生成物的 浓度 都不再改变，达到一种表面静止的状态，称之为 化学平衡 状态。
（3）化学反应的限度是指可逆反应在一定条件下所能达到或完成的 最大 程度，即该反应进行的限度。化学反应的限度决定了反应物在该条件下转化为生成物的最大 转化率 。
（4）转化率＝eq \f(n（已被转化的反应物）,n（初始反应物）)×100%。
（5）影响因素：改变反应条件，可以在一定程度上改变该反应的化学 平衡 状态。
三、化学反应条件的控制
1、化学反应条件的控制
（1）目的：促进 有利 的化学反应，抑制 有害 的化学反应。
（2）基本措施
①改变化学反应速率：改变反应体系的 温度 、物质的 浓度 、气体的 压强 、固体的 表面积 以及催化剂的合理使用等。
②改变可逆反应进行的限度：改变 可逆反应 体系的温度、物质的浓度、气体的压强等。
（3）考虑因素：控制反应条件的成本和实际可能性。
2、提高煤的燃烧效率
（1）煤燃烧时，将煤块粉碎成煤粉目的是增大与空气中O2的 接触面积 ，煤粉燃烧 更充分 ，反应速率快；通入适当过量的空气可以使煤粉充分燃烧，生成CO2，放出更多的热量；若空气不足，会造成煤燃烧不完全，生成CO，产生热量减少，且会造成污染。
（2）选择保温隔热且耐热的炉灶材料的主要目的是 防止 热量散失。
（3）充分利用煤燃烧后的废气中的热量可采取的措施是将燃烧后的废气通过 热交换 装置，供其他方面使用。
【考点剖析】
考点一 化学反应速率的概念及表示方法
1.下列对化学反应速率的理解正确的是( )
A.化学反应速率表示的是化学反应进行的程度
B.化学反应速率可以用单位时间内反应物浓度的变化来表示
C.化学反应速率可以用任何一种反应物或生成物来表示
D.化学反应速率可以是正值，也可以是负值
答案 B
解析 A项，化学反应速率表示化学反应进行的快慢，不表示反应进行的程度，错误；B项，化学反应速率可以用单位时间内反应物浓度的减少量来表示，也可以用单位时间内生成物浓度的增加量来表示，正确；C项，化学反应速率不能用纯液体或纯固体的物质的量浓度的变化来表示，错误；D项，化学反应速率都是正值，无负值，错误。
2.一定条件下反应N2(g)＋3H2(g)===2NH3(g)在10 L的密闭容器中进行，测得2 min内，N2的物质的量由20 ml减小到8 ml，则2 min内N2的反应速率为( )
A.1.2 ml·L－1·min－1B.6 ml·L－1·min－1
C.0.6 ml·L－1·min－1D.0.4 ml·L－1·min－1
答案 C
解析 2 min内，N2的物质的量由20 ml减小到8 ml，则Δc＝eq \f(12 ml,10 L)＝1.2 ml·L－1，则2 min内N2的反应速率为v＝eq \f(Δc,Δt)＝eq \f(1.2 ml·L－1,2 min)＝0.6 ml·L－1·min－1，故选C。
3.反应4A(s)＋3B(g)===2C(g)＋D(g)经2 min后，B的浓度减少了0.6 ml·L－1。下列说法正确的是( )
A.用A表示的化学反应速率是0.4 ml·L－1·min－1
B.分别用B、C、D表示化学反应速率，其比是3∶2∶1
C.在2 min末的反应速率用B表示是0.3 ml·L－1·min－1
D.在这2 min内B和C两物质的浓度都减小
答案 B
解析 A为固体，浓度不变，不能用单位时间内的浓度变化量来表示反应速率，A项错误；同一反应中用各物质表示的反应速率，其数值之比等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比，B项正确；2 min内，B的浓度减少0.6 ml·L－1，用B表示的2 min内的平均反应速率是0.3 ml·L－1·min－1，而不是2 min末的瞬时速率，C项错误；随着反应的进行，反应物B的浓度降低，生成物C的浓度增大，D项错误。
4.已知4NH3(g)＋5O2(g)eq \(=====,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))4NO(g)＋6H2O(g)，若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示，则正确的关系式为( )
A.4v(NH3)＝5v(O2) B.5v(O2)＝6v(H2O)
C.2v(NH3)＝3v(H2O) D.4v(O2)＝5v(NO)
答案 D
解析 在同一化学反应里，各物质的反应速率之比等于各物质的化学计量数之比。A选项应为5v(NH3)＝4v(O2)；B选项应为6v(O2)＝5v(H2O)；C选项应为3v(NH3)＝2v(H2O)。
考点二 化学反应速率的计算及运用数值比较反应快慢
5.在2A(g)＋B(g)3C(g)＋4D(g)反应中，表示该反应速率最快的是( )
A.v(A)＝0.5 ml·L－1·s－1
B.v(B)＝0.3 ml·L－1·s－1
C.v(C)＝0.8 ml·L－1·s－1
D.v(D)＝1 ml·L－1·s－1
答案 B
解析 用反应速率判断反应快慢时，首先把各物质的反应速率除以其化学方程式中的化学计量数：A选项eq \f(vA,2)＝0.25 ml·L－1·s－1，B选项eq \f(vB,1)＝0.3 ml·L－1·s－1，C选项eq \f(vC,3)＝eq \f(0.8,3) ml·L－1·
s－1，D选项eq \f(vD,4)＝0.25 ml·L－1·s－1；然后比较大小，B选项最大。
6.某温度下，浓度都是1 ml·L－1的两种气体X2和Y2，在密闭容器中反应生成气体Z。反应2 min后，测得参加反应的X2为0.6 ml·L－1，用Y2表示的反应速率v(Y2)＝0.1 ml·L－1·min－1，生成的c(Z)为0.4 ml·L－1，则该反应的化学方程式是( )
A.X2＋2Y2===2XY2 B.2X2＋Y2===2X2Y
C.3X2＋Y2===2X3Y D.X2＋3Y2===2XY3
答案 C
解析 用X2表示的反应速率为v(X2)＝eq \f(0.6 ml·L－1,2 min)＝0.3 ml·L－1·min－1。用Z表示的反应速率为v(Z)＝eq \f(0.4 ml·L－1,2 min)＝0.2 ml·L－1·min－1。根据X2、Y2和Z反应速率之比即化学方程式中相应物质的化学计量数之比，则v(X2)∶v(Y2)∶v(Z)＝0.3 ml·L－1·min－1∶0.1 ml·L－1·min－1
∶0.2 ml·L－1·min－1＝3∶1∶2。根据原子守恒，可确定Z的化学式为X3Y。故可得出反应的化学方程式为3X2＋Y2===2X3Y。
考点三 影响化学反应速率的因素
7.盐酸与块状CaCO3反应时，不能使反应最初的速率明显加快的是( )
A.将盐酸的用量增加一倍
B.盐酸的浓度增加一倍，用量减半
C.温度升高30 ℃
D.将块状CaCO3粉碎后再与盐酸反应
答案 A
解析 影响化学反应速率的因素有浓度、温度、催化剂、固体物质状态等，将盐酸的用量增加一倍，但浓度不变，故不能明显加快反应速率，故A正确；B、C、D三项中条件都可加快反应速率。
8.相同温度下，有关反应速率的下列说法中正确的是( )
A.0.1 ml·L－1盐酸和0.1 ml·L－1硫酸与2 ml·L－1 NaOH溶液反应的速率相同
B.大理石块和大理石粉与0.1 ml·L－1盐酸反应的速率相同
C.等量的镁粉、铝粉和0.1 ml·L－1盐酸反应的速率相同
D.0.1 ml·L－1盐酸和0.1 ml·L－1硝酸与相同形状和大小的大理石反应的速率相同
答案 D
解析 A选项是酸碱中和，硫酸的H＋浓度是盐酸H＋浓度的2倍，所以速率不同；B选项中大理石块与盐酸接触面积小，反应慢；C选项中Mg比Al活泼，反应速率快。
9.下列各组反应(表中物质均为反应物)，反应刚开始时，放出H2的速率最大的是( )
答案 D
解析 金属与硝酸反应不产生H2，排除A项；Fe不如Mg活泼，排除C项；其他两项中只比较c(H＋)即可，显然3 ml·L－1盐酸中c(H＋)小于3 ml·L－1硫酸中c(H＋)，因此D项放出H2的速率最大。
10.为了提高煤的利用率，人们先把煤转化为CO和H2，再将它们转化为甲醇，某实验人员在一定温度下的密闭容器中，充入一定量的H2和CO，发生反应：2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)，测定的部分实验数据如下：
(1)在500 s内用H2表示的化学反应速率是_________________________________________。
(2)在1 000 s内用CO表示的化学反应速率是_______________________________________。
(3)在500 s时生成的甲醇的浓度是________________________________________________。
答案 (1)2.96×10－3 ml·L－1·s－1
(2)1.26×10－3 ml·L－1·s－1
(3)0.74 ml·L－1
考点四 可逆反应的特点
11.下列各组反应中，属于可逆反应的一组是( )
A.2H2Oeq \(=====,\s\up7(通电))2H2↑＋O2↑，2H2＋O2eq \(=====,\s\up7(点燃))2H2O
B.NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3，NH4HCO3eq \(=====,\s\up7(△))NH3↑＋CO2↑＋H2O
C.H2＋I2eq \(=====,\s\up7(△))2HI,2HIeq \(=====,\s\up7(△))H2＋I2
D.2Ag＋Br2eq \(=====,\s\up7(CuO))2AgBr,2AgBreq \(=====,\s\up7(光照))2Ag＋Br2
答案 C
解析 可逆反应必须是在同一条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向进行的反应，A、B、D三项中反应条件不同，都不是可逆反应，只有C满足条件，故选C。
12.2 ml H2和3 ml I2蒸气在持续加热的条件下进行：I2(g)＋H2(g)eq \(,\s\up7(△))2HI(g)，充分反应后HI的物质的量可能是( )
A.4 ml B.小于4 ml
C.6 ml D.大于6 ml
答案 B
解析 I2蒸气过量，2 ml H2若完全反应，可转化为4 ml HI，由于该反应为可逆反应，H2的转化率小于100%，故反应后HI的物质的量小于4 ml。
考点五 化学平衡状态和限度
13.下列有关化学反应限度的说法不正确的是( )
A.任何可逆反应的进程都有一定限度
B.提高反应的限度可以提高反应物的利用率
C.化学平衡状态是指一定条件下进行的可逆反应达到的最大限度
D.化学反应达到最大限度时，可逆反应的正、逆反应速率为零
答案 D
解析 在一定条件下的可逆反应，当达到最大限度时，反应就达到平衡状态，此时反应的正、逆反应速率相等，但不为零，是动态平衡，故选D项。
14.向一密闭容器中放入1 ml X，进行可逆反应2X(g)3Y(g)，反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线如图所示，下列叙述正确的是( )
A.t1时，只有正反应
B.t2～t3时，反应不再发生
C.t2时，容器内有1.5 ml Y
D.t2～t3时，X、Y的物质的量均没有发生变化
答案 D
解析 t1时，v正＞v逆＞0，正、逆反应都在发生，A项错误；t2～t3时，v正＝v逆＞0，反应并未停止，B项错误；该反应为可逆反应，1 ml X不能完全反应，所以当反应达到平衡时，容器内Y的物质的量小于1.5 ml，C项错误；t2～t3时为化学平衡状态，X、Y的物质的量均不发生变化，D项正确。
15.下列对于可逆反应2M(g)＋N(g)2P(g)达到平衡时的说法正确的是( )
A.M、N全部变成了P
B.反应已经停止
C.反应混合物中各组分的浓度不再改变
D.反应混合物中c(M)∶c(N)∶c(P)一定等于2∶1∶2
答案 C
解析 可逆反应的转化率达不到100%，即M、N不可能全部变成P，A项错误；平衡时正、逆反应速率相等，但不为0，即反应没有停止，B项错误；平衡时反应混合物中各组分的浓度不再改变，C项正确；平衡时反应混合物中c(M)∶c(N)∶c(P)不一定等于2∶1∶2，D项错误。
考点六 化学平衡状态的判断
16.一定条件下的可逆反应2NO2(红棕色)2NO(无色)＋O2(无色)，在恒压密闭容器中充入NO2，达到化学平衡状态的标志是( )
A.反应停止了
B.NO的正反应速率与O2的逆反应速率相等
C.c(NO)∶c(O2)＝2∶1
D.气体的颜色不再变化
答案 D
解析 A项，反应达到平衡时，正、逆反应速率相等，但反应并没有停止，故错误；B项，NO的正反应速率与O2的逆反应速率之比为2∶1时才能确定反应达到平衡状态，故错误；C项，c(NO)∶c(O2)始终是2∶1，不能作为判断是否达到平衡的依据，故错误；D项，混合气体的颜色不再改变，说明NO2气体的浓度不变，达到平衡状态，故正确。
17.在一定条件下，使一定量的A和B气体混合发生反应2A(g)＋3B(g)4C(g)。下列描述中，说明反应已达到平衡状态的是( )
A.各物质的浓度之比c(A)∶c(B)∶c(C)＝2∶3∶4
B.混合气体中各物质的浓度相等
C.单位时间内，消耗a ml A物质的同时消耗2a ml C物质
D.混合气体的体积是反应开始前的eq \f(4,5)
答案 C
解析 化学平衡状态时，各组分浓度保持不变，不是浓度相等；用不同物质的反应速率表示达到平衡，要求反应方向是一正一逆，且反应速率之比为化学计量数之比。
考点七 化学反应条件的控制
18.通过控制或改变反应条件可以加快、减缓甚至阻止反应的进行，使化学反应有利于人类的生存和提高生活质量。下列各图所示的措施中，能加快化学反应速率的是( )
答案 C
19.工业上合成氨反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，在实际生产中为提高合成氨的反应速率，下列说法正确的是( )
A.温度越高，反应速率越快，因此采取的温度越高越好
B.压强越高，反应速率越快，因此采取的压强越高越好
C.催化剂能加快反应速率，因此可选用适当的催化剂
D.可向容器中加入一定量的水蒸气，使氨气溶解以提高反应速率
答案 C
解析 A项，温度高反应速率快，但温度过高会消耗更多的燃料，因此实际生产中的温度不是越高越好，故错误；B项，压强大反应速率快，但压强过高会增加设备的成本，因此实际生产中的压强不是越高越好，故错误；C项，可选用适当的催化剂提高反应速率，故正确；D项，加入水蒸气会降低反应体系的温度，且氨气溶于水并不能提高反应速率，故错误。
20.某温度下，在2 L密闭容器中X、Y、Z三种物质(均为气态)间进行反应，其物质的量随时间的变化曲线如图。据图回答：
(1)该反应的化学方程式可表示为_______________________________________________。
(2)反应起始至t min(设t＝5)，X的平均反应速率是________________。
(3)在t min时，该反应达到了____________状态，下列可判断反应已达到该状态的是________(填字母，下同)。
A.X、Y、Z的反应速率相等
B.X、Y的反应速率比为2∶3
C.混合气体的密度不变
D.生成1 ml Z的同时生成2 ml X
(4)一定能使该反应的反应速率增大的措施有________。
A.其他条件不变，及时分离出产物
B.适当降低温度
C.其他条件不变，增大X的浓度
D.保持温度不变，将容器体积压缩为1 L
答案 (1)2X3Y＋Z (2)0.08 ml·L－1·min－1 (3)化学平衡 D (4)CD
解析 (1)由图像可以看出X为反应物，Y和Z为生成物，当反应达到t＝5 min时，Δn(X)＝0.8 ml，Δn(Y)＝1.2 ml，Δn(Z)＝0.4 ml，化学反应中，各物质的物质的量变化值与化学计量数呈正比，故Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)＝2∶3∶1，所以反应的化学方程式为2X3Y＋Z。
(2)v(X)＝eq \f(Δc,Δt)＝eq \f(0.8 ml,2 L×5 min)＝0.08 ml·L－1·min－1。
(3)在t min时，反应中各物质的物质的量不再变化，反应达到化学平衡状态。A项，X、Y、Z的化学计量数不相等，则X、Y、Z的反应速率也不会相等，错误；B项，用不同物质表示的化学反应速率之比等于化学计量数之比，无论平衡与否，X、Y的反应速率之比都为2∶3，错误；C项，据ρ＝eq \f(m,V)，由于反应的体积不变，气体的总质量不变，则混合气体的密度不变，错误；D项，当生成1 ml Z的同时生成2 ml X，说明正、逆反应速率相等，达到平衡状态，正确。
(4)减小产物浓度，降低温度，会使反应速率减小，故A、B项错误；增大反应物浓度，会使反应速率增大，故C、D项正确。
实验操作
试管中均为2 mL 5%的H2O2溶液，同时滴入2滴FeCl3溶液
实验现象
①产生气泡速率 最慢
②产生气泡速率 较快
③产生气泡速率 最快
实验结论
其他条件相同时，升高温度，化学反应速率 增大 ，降低温度，化学反应速率 减小
实验操作
实验现象
①有 少量 气泡出现
②产生 大量 气泡
③产生 大量 气泡
实验结论
MnO2、FeCl3可以使H2O2分解的速率 加快
浓度
速率变化
v正、v逆关系
开始
反应物浓度最大
v正最大
v正＞v逆
生成物浓度最小
v逆最小
变化
反应物浓度减小
v正减小
v正＞v逆
生成物浓度增大
v逆增大
平衡
反应物浓度不变
v正不变
v正＝v逆≠0
生成物浓度不变
v逆不变
选项
金属(粉末状)
酸的浓度
体积
反应温度
A
0.1 ml Mg
6 ml·L－1 硝酸
10 mL
60 ℃
B
0.1 ml Mg
3 ml·L－1盐酸
10 mL
60 ℃
C
0.1 ml Fe
3 ml·L－1盐酸
10 mL
60 ℃
D
0.1 ml Mg
3 ml·L－1硫酸
10 mL
60 ℃
t/s
0
500
1 000
c(H2)/ml·L－1
5.00
3.52
2.48
c(CO)/ml·L－1
2.50
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