第15讲　化学反应速率 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  一、单项选择题 1．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O2 B．增大容器体积 C．移去部分SO3 D．降低体系温度 2．下列措施对增大反应速率明显有效的是(　　)。 A．Na与水反应时增大水的用量 B．Fe与稀硫酸反应制取H2时，改用浓硫酸 C．在K2SO4与BaCl2两溶液反应时，增大压强 D．Al在氧气中燃烧生成Al2O3的反应中，将Al片改成Al粉 3．设：A＋2B2C(正反应为吸热反应)的反应速率为v1；2X＋Y2Z(正反应为放热反应)的反应速率为v2，对于上述反应，当温度升高时，v1和v2的变化情况为(　　)。 A．同时增大 B．同时减少 C．v1增大，v2减少 D．v1减少，v2增大 4．在一密闭容器中，高温下发生下述反应(不考虑NO与氧气的反应)：4NH3(g)＋5O2(g) 4NO(g)＋6H2O(g) ΔH<0。容器中NH3、O2、NO、H2O四种物质的物质的量n(mol)随时间t(min)的变化曲线如图K3－15－1所示。反应进行至2 min时，只改变了某一条件，使曲线发生变化，该条件可能是下述中的(　　)。  图K3－15－1 A．充入了O2(g) B．降低温度 C．加了催化剂 D．扩大了容器体积 5．对于可逆反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＜0，下列研究目的和示意图相符的是(　　)。 A B C D  研究目的 压强对反应的影响(p2>p1) 温度对反应的影响 平衡体系增加N2的浓度对反应的影响 催化剂对反应的影响  图示      6.在一密闭容器中加入A、B、C三种气体，保持一定温度，在t1～t4时刻测得各物质的浓度如下表。据此判断下列结论正确的是(　　)。 测定时刻/s t1 t2 t3 t4  c(A)/mol·L－1 6 3 2 2  c(B)/mol·L－1 5 3.5 3 3  c(C)/mol·L－1 1 2.5 3 3  A.在t3时刻反应已经停止 B．A的转化率比B的转化率低 C．在容器中发生的反应为：2A＋B2C D．在t2～t3内A的平均反应速率为[1/(t3－t2)]mol·L－1·s－1 7．在恒温、恒容的密闭容器中进行反应：A(g)＋2B(g) C(g)。20 s后，反应物A的浓度由2.0 mol/L降到1.0 mol/L，此时反应物B的浓度由1.0 mol/L降到0.5 mol/L所需反应时间为(　　)。 A．5 s B．大于5 s C．小于5 s D．无法判断 8．在一定条件下，向一带活塞的密闭容器中充入2 mol SO2和1 mol O2，发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＜0。达到平衡状态后，在t1时刻改变条件，化学反应速率随时间变化关系如图K3－15－2。下列对t1时刻改变条件的推断中正确的是(　　)。  图K3－15－2 A．保持压强不变，升高反应温度 B．保持温度不变，增大容器体积 C．保持温度和容器体积不变，充入1 mol SO3(g) D．保持温度和压强不变，充入1 mol SO3(g) 二、双项选择题 9．(2010年广东韶关模拟)在容积固定的密闭容器中充入一定量的两种X、Y气体，一定条件下发生可逆反应：3X(g)＋3Y(g)2Z(g)，并达到平衡。已知正反应是放热反应，测得X的转化率为37.5%，Y的转化率为25%，下列有关叙述正确的是(　　)。 A．若X的反应速率为0.15 mol/(L·s)，则Z的反应速率为0.1 mol/(L·s) B．若向容器中充入氦气，Y的转化率增大 C．开始充入容器的X、Y物质的量之比为2∶3 D．升高温度，正反应速率增大，平衡向正反应方向移动 10．等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测定在不同时间t产生气体体积V的数据，根据数据绘制得到图K3－15－3，则曲线a、b、c、d所对应的实验组别可能是(　　)。  图K3－15－3 　 组别 c(HCl)(mol/L) 温度(℃) 状态  1 2.0 25 块状  2 2.5 30 块状  3 2.5 50 块状  4 2.5 30 粉末状   A．4－3－2－1 B．1－2－3－4 C．3－4－2－1 D．1－2－4－3 11．2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)是制备硫酸的重要反应。下列叙述正确的是(　　)。 A．催化剂V2O5同时改变正、逆反应的反应速率 B．增大反应体系的压强，反应速率一定增大 C．该反应是放热反应，降低温度将缩短反应达到平衡的时间 D．在t1、t2时刻，SO3(g)的浓度分别是c1、c2，则时间间隔t1～t2内，SO3(g)生成的平均速率为v＝  三、非选择题 12．(2010年重庆高考改编)钒(V)及其化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域。V2O5是接触法制硫酸的催化剂。 (1)一定条件下，SO2与空气反应t min后，SO2和SO3物质的量浓度分别为a mol/L和b mol/L, 则SO2起始物质的量浓度为__________mol/L ；生成SO3的化学反应速率为__________mol/(L·min) 。 (2)工业上制硫酸，尾气SO2用__________吸收。 13．二甲醚是一种重要的清洁燃料，也可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚。 请回答下列问题： (1)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下： ①2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)　ΔH ＝－90.8 kJ·mol－1； ②2CH3OH(g)CH3OCH3(g) ＋ H2O(g)　ΔH＝－23.5 kJ·mol－1； ③CO(g)＋H2O(g)CO2(g) ＋ H2(g)　ΔH＝－41.3 kJ·mol－1。 总反应：3H2(g)＋3CO(g)CH3OCH3(g)＋CO2 (g)的ΔH＝________________。 在一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，要提高CO的转化率，可以采取的措施是__________(填字母)。 a．高温高压 　 b．加入催化剂 　 c．减少CO2的浓度 d．增加CO的浓度　　　　 　　e．分离出二甲醚 (2)已知反应②：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)，某温度下的平衡常数为400。此温度下，在密闭容器中加入CH3OH ，反应到某时刻测得各组分的浓度如下： 物质 CH3OH CH3OCH3 H2O  浓度/mol·L－1 0.44 0.6 0.6   14．(2010年全国高考)在溶液中，反应：A＋2BC，分别在三种不同实验条件下进行，它们的起始浓度均为c(A)＝0.100 mol/L、c(B)＝0.200 mol/L及c(C)＝0 mol/L。反应物A的浓度随时间的变化如图K3－15－4所示。  图K3－15－4 请回答下列问题： (1)与①比较，②和③分别仅改变一种反应条件。所改变的条件和判断的理由是： ②________________________________________________________________________； ③________________________________________________________________________。 (2)实验②平衡时B的转化率为__________；实验③平衡时C的浓度为__________。 (3)该反应的ΔH__________0，判断其理由是__________________________。 (4)该反应进行到4.0 min时的平均反应速度率。 实验②：vB＝______________； 实验③：vC＝______________。 第15讲　化学反应速率 1．A　解析：增大反应物的浓度，正反应速率加快，在此瞬间逆反应速率不变。 2．D　解析：A项，一定温度下，固体和纯液体物质，改变其用量，不影响反应速率；B项，浓硫酸使铁钝化，使反应停止；C项，增大压强对溶液反应影响不大；D项，增大了固体的比表面积。 3．A　解析：不管是吸热反应还是放热反应，升高温度，反应速率都增大。 4．C　解析：反应进行到2 min时，各曲线突然变陡，说明反应速率加快，条件为升温或加压或加催化剂。 5．C　解析：压强越大，反应速率越快，达到平衡所用时间越短，A错误；温度升高，平衡向吸热方向移动，故N2的转化率减小，B错误；增加N2的浓度，正反应速率增大，逆反应速率瞬间不变，平衡向右移动，C正确；催化剂能够加快反应速率，故达到平衡所用时间短，D错误。 6．D　解析：从表中数据可以看出，反应没有进行到底，所以这是一个可逆反应，反应方程式为2A＋BC，t3时刻达到了平衡而不是反应终止，A、C错误；达到平衡时，A转化了2/3而B转化了2/5，B错误。 7．B　解析：随浓度降低反应速率应逐渐减慢，开始20 s内的B平均反应速率为v＝＝0.1 mol/(L·s)，而后一阶段v＝＜0.1 mol/(L·s)，所以t＞5 s。 8．D　解析：A中升高温度，正、逆反应速率都增大；B中温度不变增大体积，相当于减小压强，正、逆反应速率都减小；C中充入SO3，如果保持容积不变，那么正反应速率不变，逆反应速率增大；D中温度和压强不变，容器容积增大，但SO3的浓度仍然增大而反应物的浓度减小，所以正反应速率减小，逆反应速率增大。 9．AC　解析：反应容器是固定容积的，故加入不参与反应的氦气，对化学平衡无影响，Y转化率不变，B错误；升高温度，反应向吸热方向移动，即向逆反应方向移动，D错误。 10．AC　解析：化学反应速率与温度、浓度和固体物质的表面积的大小有关，实验1的盐酸的浓度最小，反应的温度最低，所以化学反应速率最慢；由于实验3的反应温度比实验2的反应温度高，所以反应速率实验3大于实验2；而实验4和实验3虽然浓度相同，但反应的温度不同，物质的状态也不相同，所以不能比较。 11．AD　解析：加入催化剂同时改变正、逆反应速率，A项正确；降低温度使反应速率降低，将延长反应达到平衡的时间，C项错误；根据计算平均速率的定义公式可得D项正确。 12．(1)a＋b　b/t　(2)氨水 解析：(1)由S守恒可得，SO2的起始浓度为(a＋b)mol/L；SO3的速率为单位时间内SO3浓度的变化，即b/t mol/(L·min)。(2)SO2可以用碱性的氨水吸收。 13．(1)－246.4 kJ· mol －1　ce (2)①＞　②0.04 mol·L－1 　0.16 mol·L－1·min－1 解析：(1)观察目标方程式，应是①×2＋②＋③，故ΔH=2ΔH1+ΔH2+ΔH3=-246.4 kj·mol－1。正反应是放热反应，升高温度平衡左移，CO的转化率减小；加入催化剂，平衡不转移，转化率不变；减少CO2的浓度、分离出二甲醚，平衡右移，CO的转化率增大；增大CO浓度，平衡右移，但CO的转化率降低；故选c、e。 （2）此时的浓度商Q==1.86<400,反应未达到平衡状态，向正反应方向移动，故v正>v逆；设平衡时二甲醚的浓度为0.6+x，则甲醇的浓度为(0.44-2x)有：400＝，解得x=0.2 mol·L－?1，故0.44 mol·L－1-2x=0.04 mol·L－1。 由表可知，甲醇的起始浓度为(0.44＋1.2)mol·L－1＝1.64 mol·L－1，其平衡浓度为0.04 mol·L－1，10 min变化的浓度为1.6 mol·L－1，故v(CH3OH)＝0.16 mol·L－1·min－1。 14．(1)②加催化剂；达到平衡的时间缩短，平衡时A的浓度未变　③温度升高；达到平衡的时间缩短，平衡时A的浓度减小 (2)40%(或0.4)　0.06 mol/L (3)>　升高温度向正方向移动，故该反应是吸热反应 (4)0.014 mol/(L·min)　0.009 mol/(L·min) 解析：(1)比较①、②可看出，两者最终的平衡浓度相同，即最终的平衡状态相同，而②比①所需的时间短，显然反应速率加快了，故由影响反应速率和影响平衡的因素可知是加入(正)催化剂；③因为该反应是在溶液中进行，所以不可能是改变压强引起速率的改变，又由于两条曲线A物质起始浓度相同，故不可能是改变浓度影响反应速率，再由③比①达平衡所需的时间短，平衡时反应物A浓度更小，故不可能是改用催化剂，而只能是升高温度来影响反应速率的。 (2)不妨令溶液为1 L，则②中达平衡时A转化了0.04 mol，由反应计量数可知B转化了0.08 mol，所以B转化率为×100%＝40.0%；同样在③中A转化了0.06 mol，则生成C为0.06 mol，体积不变，即平衡时c(C)＝0.06 mol/L。 (3)理由：由③和①进行对比可知升高温度后A的平衡浓度减小，即A的转化率升高，平衡向正方向移动，而升温平衡是向吸热反应方向移动，所以正反应是吸热反应，ΔH>0。 (4)从图上读数，进行到4.0 min时，实验②的A的浓度为0.072 mol/L，则Δc(A)＝0.10－0.072＝0.028 mol/L，v(A)＝Δc(A)/Δt＝＝0.007 mol/(L·min)，vB＝2vA＝0.014 mol/(L·min)；进行到4.0 min实验③的A的浓度为0.064 mol/L：Δc(A)＝0.10－0.064＝0.036 mol/L，v(A)＝Δc(A)/Δt＝＝0.009 mol/(L·min)，vC＝vA＝0.009 mol/(L·min)。
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