化学必修第二册本章复习学案

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常见考法
常见考法一 控制变量思想在比较反应速率中的应用
【例1】Fentn法常用于处理含难降解有机物的工业废水，通常是在调节好pH和Fe2+浓度的废水中加入H2O2，生成的物质能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物p-CP，探究有关因素对该降解反应速率的影响。
[实验设计]控制p-CP的初始浓度相同，恒定实验温度在298K或313K（其余实验条件见下表），设计如下对比试验。
（1）请完成以下实验设计表（表中不要留空格）。
[数据处理]实验测得p-CP的浓度随时间变化的关系如图。
（2）请根据上图实验 = 1 \* GB3 ①曲线，计算降解反应在50~150s内的反应速率：
v（p-CP）= ml·L-1·s-1
[解释与结论]
（3）实验 = 1 \* GB3 ①、 = 2 \* GB3 ②表明温度升高，降解反应速率增大。但温度过高时反而导致降解反应速率减小，请从Fentn法所用试剂H2O2的角度分析原因：
。
（4）实验 = 3 \* GB3 ③得出的结论是：pH等于10时， 。
[思考与交流]
（5）实验时需在不同时间从反应器中取样，并使所取样品中的反应立即停止下来。根据上图中的信息，给出一种迅速停止反应的方法： 。
必杀技
当分析多个因素对化学反应速率的影响时，注意“求同存异、定多变一”，确定相同的因素，研究某一因素的不同条件下所导致的结果的变化，从而得到相应的结论。
问题的考查方式往往有：
（1）以表格的形式给出多组实验数据，找出每组数据的变化对化学反应速率的影响；
（2）给出影响化学反应速率的几种因素，设计实验分析各因素对化学反应速率的影响。
【同步练习1】下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据．分析数据，回答下列问题：
（1）实验4和5表明，__________________对反应速率有影响，__________，则反应速率越快，表中能表明同一规律的实验还有______ （填实验序号）。
（2）仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有______________（填实验序号）。
（3）本实验中影响反应速率的其他因素还有______，其实验序号是______。
（4）实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值（约15℃）相近，推测其原因____________
______________________。
常见考法二 化学平衡状态的判断依据
【例2】在一定温度下的定容容器中，当下列哪些物理量不再发生变化时，表明反应A(g)＋2B(g) C(g)＋D(g)已达到平衡状态的是( )
①混合气体的压强 ②混合气体的密度 ③B的物质的量浓度 ④混合气体的总物质的量 ⑤混合气体的平均相对分子质量 ⑥v(C)与v(D)的比值 ⑦混合气体的总质量 ⑧混合气体的总体积 ⑨C、D的分子数之比为1∶1
A．①②③④⑤⑥⑦⑧
B．①③④⑤
C．①②③④⑤⑦
D．①③④⑤⑧⑨
必杀技
（1）本质依据：v(正)= v(逆)。
说明：①要有“正”和“逆”两个不同方向；
②不同物质的速率之比要等于方程式中的化学计量数之比。
（2）表观特征：随着反应的进行不断变化的量，均可作为判断可逆反应达到平衡状态的依据。
具体的说：
①对于可逆反应，若各组分的物质的量、浓度不发生变化，则反应已达到平衡状态。
②对于存在有色气体的反应体系，如2NO2(g)N2O4(g)等，若体系的颜色不再发生改变，则反应已达平衡状态。
③对于有气体存在且反应前后气体的物质的量发生改变的反应，如N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，若反应体系的压强不再发生变化、平均相对分子质量不再变化，则说明反应已达平衡状态。
对有气体存在且反应前后气体物质的量不发生改变的反应，反应过程中的任何时刻体系的压强、气体的总物质的量都不变，故压强、气体的总物质的量不变，均不能说明反应已达平衡状态。
④从微观的角度分析，如反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，下列各项均可说明该反应达到了平衡状态。
a．断裂1 ml N≡N键的同时，生成1 ml N≡N键。
b．断裂1 ml N≡N键的同时，生成3 ml H—H键。
c．断裂1 ml N≡N键的同时，断裂6 ml N—H键。
d．生成1 ml N≡N键的同时，生成6 ml N—H键。
【同步练习2】铁和铝是两种重要的金属，它们的单质及化合物有着各自的性质。
（1）在一定温度下，氧化铁可以与一氧化碳发生下列反应：
Fe2O3(s) + 3CO(g) 2Fe(s) +3 CO2(g)
该温度下，在2 L盛有Fe2O3粉末的密闭容器中通入CO气体，10 min后，生成了单质铁11.2 g。则10 min内CO的平均反应速率为 。
（2）请用上述反应中某种气体的有关物理量来说明该反应已达到平衡状态：
① ② 。
（3）某些金属氧化物粉末和Al粉在镁条的引燃下可以发生铝热反应。下列反应速率(v) 和温度(T)的关系示意图中与铝热反应最接近的是 。
常见考法三 速率－时间(v­t)图像
【例3】在一定条件下，反应A(g)＋B(g)C(g) （放热反应）达到平衡后，根据下列图象判断
A． B． C． D．
（1）升温，达到新的平衡的是 ；
（2）减少C的量，移向新平衡的是 ；
（3）增加A的量，移向新平衡的是 ；
（4）使用催化剂，达到平衡的是 。
必杀技
速率－时间(v­t)图像是分析化学平衡状态和平衡移动常用的一种图像。
以mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)为例，说明如下：
（1）“渐变”类v­t图像
（2）“断点”类v­t图像
（3）“平台”类v­t图像
【同步练习3】对于反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)（放热反应）已达平衡，如果其他条件不变时，分别改变下列条件，对化学反应速率和化学平衡产生影响，下列条件与图像不相符的是(O～t1：v正＝v逆；t1时改变条件，t2时重新建立平衡)( )
常见考法四 化学平衡的思维方法
1. 不等式法
【例4】在一定体积的密闭容器中放入3 L气体R和5 L气体Q，在一定条件下发生反应2R(g) + 5Q(g) 4X(g) + nY(g)，反应完全后，容器温度不变，混合气体的压强是原来的87.5%，则化学方程式中n值是（ ）
A．2 B．3 C．4 D．5
必杀技
根据反应前后某一物理量的大小列不等式进行解答。
【同步练习】在一个容积为a L的密闭容器中，放入2 L A气体和1 L B气体，在一定条件下发生反应3A(g) + B(g) nC(g) + 2D(g)，反应达平衡后，A的浓度减少到原来的1/2，混合气体的平均相对分子质量增大了1/8倍，则反应中的n值是（ ）
A．1 B．2 C．3 D．4
2. 假设法
【例5】在密闭容器中，反应xA(g)+yB(g)zC(g)，达到平衡后测得A气体的浓度为0.5ml/L。保持温度不变，将密闭容器的容积增加一倍，当达到新的平衡时，测得A的浓度为0.3ml/L，则下列叙述中正确的是
A．平衡向正反应方向运动 B．x + y ＞ z
C．物质C的体积分数增大 D．物质B的转化率增大
必杀技
当改变某一条件后，我们不妨先“假如平衡不移动”，找出比较的标准，再用实际情况与比对比，即可判断平衡移动方向，进而得出其他相关结论。
【同步练习】（双选）在密闭容器中发生如下反应：aX(g) + bY(g)cZ(g) + dW(g)。反应达平衡后，保持温度不变，将气体体积压缩到原来的1/2，当再次达到平衡时，W的浓度为原平衡时的1.8倍。下列叙述正确的是（ ）
A．平衡向逆反应方向移动 B．X的转化率下降
C．a + b＞c + d D．Z的体积分数增大
3. 极限法
【例6】在一定温度下，将1 ml CO和1 ml水蒸气充入一密闭容器中发生反应：CO + H2O(g)CO2 + H2，反应达到平衡后，测得CO2为0.6 ml，然后再充入4 ml水蒸气，重新达到平衡后，CO2的物质的量为（ ）
A．0.6 ml B．1 ml
C．大于0.6 ml，小于1 ml D．大于1 ml
必杀技
化学平衡研究的对象是可逆反应，可逆反应是不能进行到底的。在进行定量比较时，我们可以把问题推向两个极端：正向完全进行、逆向完全进行，再结合选项进行判断。
【同步练习】合成氨工业中的H2是通过反应CO + H2O(g)CO2 + H2制得的。现在一定温度下，将1 ml CO和3 ml水蒸气置于密闭容器中反应，达平衡后测得CO2为0.75 ml，再通入6 ml水蒸气，重新达到平衡后，CO2和H2的物质的量之和为
A．1.2 ml B．1.5 ml C．1.8 ml D．2.5 ml
4. 守恒法
【例7】在密闭容器中充入4 ml X，在一定温度下4X(g) 3Y(g) + Z(g)，达到平衡时，有30%的X发生分解，则平衡时混合气体的总物质的量是（ ）
A．3.4 ml B．4 ml C．2.8 ml D．1.2 ml
必杀技
可根据反应前后气体物质的量守恒（如例7）、某元素的守恒（如同步练习7）等进行分析。
【同步练习7】在一密闭容器中发生可逆反应2SO2(g) + O2(g)2SO3(g)， 起始时，SO2为0.2 ml，O2为0.3 ml，SO3为0.4 ml，在反应的任何时刻，下列数据不可能的是（ ）
A．SO2和SO3的物质的量之和为0.5 ml B．SO2为0.05 ml
C．SO2和O2的物质的量之和为0.35 ml D．SO3为0.5 ml
5. 虚拟法
【例8】在恒温时，一固定容积的容器内发生如下反应：2NO2(g) N2O4(g)，达平衡时，再向容器中通入一定量的NO2(g)，重新达到平衡后，与第一次平衡时相比，NO2的体积分数（ ）
A．不变 B．增大 C．减小 D．无法判断
必杀技
当多个因素影响时，可以依据控制变量的思想，设计一个只存在一个变量的“虚拟状态”，再该状态后再变化另一变量。
【同步练习8】在相同条件下（T=500K），有相同体积的甲、乙两容器，甲容器中充入1 g SO2和1 g O2，乙容器中充入2 g SO2和2 g O2。下列叙述中错误的是（ ）
A．化学反应速率：乙＞甲
B．平衡时O2的浓度：乙＞甲
C．平衡时SO2的转化率：乙＞甲
D．平衡时SO2的体积分数：乙＞甲
分层提分
题组A 基础过关练
1．下列是4位同学在学习“化学反应速率和化学平衡”一章后，联系工业生产实际所发表的观点，你认为不正确的是
A．化学反应速率理论是研究怎样在一定时间内快出产品
B．化学平衡理论是研究怎样使用有限原料多出产品
C．化学反应速率理论是研究怎样提高原料转化率
D．化学平衡理论是研究怎样使原料尽可能多地转化为产品
2．对某一可逆反应来说,使用催化剂的作用是
A．提高反应物的平衡转化率
B．以同样程度改变正逆反应的速度
C．增大正反应速度,减小逆反应速度
D．改变平衡混合物的组成
3．能确认发生了化学平衡移动的是
A．化学反应速率发生了变化
B．可逆反应达到平衡后，使用了催化剂
C．有气体物质参加的可逆反应达到平衡后，增大对容器的压强
D．由于某一条件的改变，使平衡混合物中各组分的浓度发生了不同程度的改变。
4．某温度下，体积一定的密闭容器中进行如下可逆反应：X(g)＋Y(g) Z(g)＋W(s)（吸热反应）；下列叙述正确的是
A．加入少量W，逆反应速率增大
B．当容器中气体压强不变时，反应达到平衡
C．升高温度，平衡逆向移动
D．平衡后加入W，上述反应逆向移动
5．对平衡CO2(g) CO2(aq) （放热），为增大二氧化碳在水中的溶解度，应采用的方法是
A．升温增压 B．降温减压 C．升温减压 D．降温增压
6．对于反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) （放热反应），已达平衡，如果其他条件不变时，分别改变下列条件，对化学反应速率和化学平衡产生影响，下列条件与图象不相符的是
A．增加氧气的浓度 B．增大压强
C．升高温度 D．加入催化剂
7．如图是N2(g)+3H2(g)2NH3(g)（放热反应） QUOTE 在反应过程中的反应速率v与时间t的关系曲线，下列说法错误的是
A．t1时，正反应速率大于逆反应速率
B．t2时，反应体系中NH3的浓度达到最大值
C．t2～t3时间段，正反应速率等于逆反应速率
D．t2～t3时间段，各物质的浓度相等且不再发生变化
8．某温度下，在密闭容器中SO2、O2、SO3三种气态物质建立化学平衡后，改变条件对反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) （放热反应）的正、逆反应速率的影响如图所示：

（1）加催化剂对反应速率影响的图象是________(填序号，下同)，平衡________移动。
（2）升高温度对反应速率影响的图象是__________，平衡向________方向移动。
（3）增大O2的浓度对反应速率影响的图象是__________，平衡向________方向移动。
9．下列说法中能说明2HI(g)H2(g)＋I2(g)已达平衡状态的是__________。
(1)单位时间内生成n ml H2的同时生成n ml HI；
(2)一个H－H键断裂的同时有两个H－I键断裂；
(3)c(HI)＝c(I2)；
(4)反应速率：v(H2)＝v(I2)＝v(HI)；
(5)c(HI)∶c(I2)∶c(H2)＝2∶1∶1；
(6)温度和体积一定时，某一生成物浓度不再变化；
(7)温度和体积一定时，容器内压强不再变化；
(8)条件一定，混合气体的平均相对分子质量不再变化；
(9)温度和体积一定时，混合气体的颜色不再发生变化。
10．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 ml·L－1、2.00 ml·L－1，大理石有细颗粒与粗颗粒两种规格，实验温度为298 K、308 K。
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：
题组B 能力提升练
11．已知x溶液能与氢氧化钠溶液反应，现有四份20 mL 4 ml·L－1的氢氧化钠溶液分别与下列四种x溶液反应，其中反应最快的是( )
A．10 ℃，20 mL 3 ml·L－1的x溶液
B．20 ℃，30 mL 2 ml·L－1的x溶液
C．20 ℃，10 mL 5 ml·L－1的x溶液
D．10 ℃，10 mL 2 ml·L－1的x溶液
12．右图是关于反应A2(g)+3B2(g)2C(g)(正反应为放热反应)的平衡移动图象，影响平衡移动的原因可能是
A．升高温度，同时加压
B．降低温度，同时减压
C．增大反应物浓度，同时减小生成物浓度
D．增大反应物浓度，同时使用催化剂
13．某探究小组利用丙酮的溴代反应（CH3COCH3+Br2CH3COCH2Br+HBr）来研究反应物浓度与反应速率的关系。反应速率v(Br2)通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定。在一定温度下，获得如下实验数据：
分析实验数据所得出的结论不正确的是
A. 增大c(CH3COCH3)，v(Br2)增大
B. 实验②和③的v(Br2)相等
C. 增大c(HCl), v(Br2)增大
D. 增大c(Br2),，v(Br2)增大
14．一定条件下，可逆反应X(g) + 3Y(g) 2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3（均不为0），平衡时X、Y、Z的浓度分别为0.1 ml/L、0.3 ml/L、0.08 ml/L，则下列判断不合理的是（ ）
A．c1︰c2 = 1︰3 B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为3︰2
C．X、Y的转化率不相等 D．c1的取值范围为0＜ c1＜ 0.14 ml/L
15．体积相同的甲、乙两个容器中，分别都充有相同物质的量的SO2和O2，在相同温度下发生反应2SO2(g) + O2(g)2SO3(g)，并达到平衡。在这过程中，甲容器保持体积不变，乙容器保持压强不变，若甲容器中SO2的转化率为p%，则乙容器中SO2的转化率（ ）
A．等于p% B．大于p% C．小于p% D．无法判断
16．“碘钟”实验中，3I－＋S2Oeq \\al(2－,8)===Ieq \\al(－,3)＋2SOeq \\al(2－,4)的反应速率可以用Ieq \\al(－,3)遇加入的淀粉溶液显蓝色的时间t来度量，t越小，反应速率越大。某探究性学习小组在20 ℃进行实验，得到的数据如下表：
回答下列问题：
(1)该实验的目的是_____________________________________________________。
(2)显色时间t1为________。
(3)通过分析比较上述数据，得到的结论是_____________________________________________。
题组C 培优拔尖练
17．在容积固定的2L密闭容器中充入X和Y各2 ml，发生可逆反应X（g）+2Y（g） 2Z（g）并达到平衡。以Y的浓度改变表示的反应速率v（正），v（逆）与时间t的关系如下图，则图中阴影部分的面积表示（ ）。
A．X的浓度的减少为：Sbd部分的面积
B．Y的物质的量的减少为：1-Sbd部分的面积
C．Z的浓度的增加为：Sab部分的面积
D．X的物质的量的减少为：Sabd部分的面积
18．某化学反应2AB+D在四种不同条件下进行反应，B、D起始浓度为0。反应物A的浓度为（ml/L）随反应时间（min）的变化情况如下表：
根据上述数据，完成下列填空：
（1）在实验1，反应在10至20分钟时间内平均速率为______________ml/(L·min)。
（2）在实验2，A的初始浓度c2＝__________ ml/L，反应经20分钟就达到平衡，可推测实验2中还隐含的条件是____________________________。
（3）设实验3的反应速率为v3，实验1的反应速率为v1，则v3______v1（填“>”、“＝”或“<”），且c3_______1.0 ml/L（填“>”、“＝”或“<”）。
（4）比较实验4和实验1，可推测该反应是___________反应（选填“吸热”或“放热”）。理由是________________________________________________________________________。
19．将a ml A(g), d ml D(g)置于体积可变的密闭容器中，加热至一定温度发生如下反应：
2A（g）2B（g）+C（g），2D（g）+C（g）2E（g）。在t min时建立平衡，平衡时测得B的物质的量为m ml，C的物质的量为n ml。试回答：
（1）平衡时，D的物质的量为 ml（用含d, m, n的代数式表示，下同）
（2）平衡时，若温度、压强与反应前相同，则反应前和平衡时气体的密度之比为 。
20．在10℃和2×105Pa 条件下，反应aA(g) dD(g)+eE(g)建立平衡后，再逐步增加体系的压强（保持温度不变）。下表列出不同压强下反应建立平衡时物质D的浓度：
根据表中数据回答下列问题：
（1）压强从2×105Pa增加到5×105Pa时，平衡向 反应方向移动（填“正”或“逆”），其理由是 。
（2）压强从5×105Pa增加到1×106Pa时，平衡向 反应方向移动（填“正”或“逆”），其理由是 。
实验
编号
实验目的
T/K
pH
c/10-3 ml·L-1
H2O2
Fe2+
= 1 \* GB3 ①
为以下实验作参考
298
3
6.0
0.30
= 2 \* GB3 ②
探究温度对降解反应速率的影响
= 3 \* GB3 ③
298
10
6.0
0.30
实验序号
金属质量/g
金属性状
c(H2SO4)
(ml•L -1)
V(H2SO4)
(mL )
溶液温度/℃
金属消失的
时间/s
反应前
反应后
1
0.10
丝
0.5
50
20
34
500
2
0.10
粉末
0.5
50
20
35
50
3
0.10
丝
0.7
50
20
36
250
4
0.10
丝
0.8
50
20
35
200
5
0.10
粉末
0.8
50
20
36
25
6
0.10
丝
1.0
50
20
35
125
7
0.10
丝
1.0
50
35
50
50
图像
变化
分析
t1时其他条件不变，增大反应物的浓度
t1时v′正突然增大，v′逆逐渐增大；v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动
t1时其他条件不变，减小反应物的浓度
t1时v′正突然减小，v′逆逐渐减小；v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动
图像
变化
分析
t1时其他条件不变，升高温度，且该反应为吸热反应
t1时v′正、v′逆均突然增大，且v′正＞v′逆；平衡向正反应方向进行
t1时其他条件不变，降低温度，且该反应为放热反应
t1时v′正、v′逆均突然减小，且v′正＞v′逆；平衡向正反应方向进行
图像
变化
分析
t1时其他条件不变使用催化剂
t1时v′正、v′逆均突然增大且v′正＝v′逆，平衡不移动
t1时其他条件不变增大反应体系的压强且m＋n＝p＋q(反应前后气体体积无变化)
实验
编号
T(K)
大理石规格
HNO3浓度
(ml·L－1)
实验目的
①
298
粗颗粒
2.00
(Ⅰ)实验①和②探究HNO3浓度对该反应速率的影响
(Ⅱ)实验①和________探究温度对该反应速率的影响
(Ⅲ)实验①和________探究大理石规格(粗、细)对该反应速率的影响
②
③
粗颗粒
④
实验
序号
初始浓度c/ml/L
溴颜色消失
所需时间t/s
CH3COCH3
HCl
Br2
①
0.80
0.20
0.0010
290
②
1.60
0.20
0.0010
145
③
0.80
0.40
0.0010
145
④
0.80
0.20
0.0020
580
实验编号
①
②
③
④
⑤
c(I－)/ml·L－1
0.040
0.080
0.080
0.160
0.120
c(S2Oeq \\al(2－,8))/ml·L－1
0.040
0.040
0.080
0.020
0.040
t/s
88.0
44.0
22.0
44.0
t1
实验序号
浓度 时间
温度
0
10
20
30
40
50
60
1
800℃
1.0
0.80
0.67
0.57
0.50
0.50
0.50
2
800℃
c2
0.60
0.50
0.50
0.50
0.50
0.50
3
800℃
c3
0.92
0.75
0.63
0.60
0.60
0.60
4
820℃
1.0
0.40
0.25
0.20
0.20
0.20
0.20
压强（Pa）
2×105
5×105
1×106
D的浓度（ml/L）
0.085
0.20
0.44