高中化学选修4--第二章教案+练习题+参考答案

第1页共23页高中化学选修4化学反应原理第二单元化学反应速率和化学平衡一、化学反应速率01、化学反应速率（v）（1）定义：用来衡量化学反应的快慢，单位时间内反应物或生成物的物质的量的变化（2）表示方法：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（3）计算公式：（4）影响因素：决定因素（内因）：反应物的性质条件因素（外因）：反应所处的条件02、外因对化学反应速率的影响[浓度、温度、压强、催化剂]█注意：压强对固体、液体反应速率的影响以及充入稀有气体对反应速率的影响。[练习01]1、在一定条件,将A2和B2两种气体通入1L密闭容器中,发生反应:xA2(g)+yB2(g)2C(g)。2s内的反应速率:v(A2)=0.5mol·L-1·s-1,v(B2)=1.5mol·L-1·s-1,v(C)=1mol·L-1·s-1。则x和y的值分别为()A.2和3B.3和2C.3和1D.1和3解析:同一反应中不同物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比,由于v(A2)∶v(B2)∶v(C)=1∶3∶2,因此x∶y∶2=1∶3∶2,则x=1,y=3。答案:D2、反应4A(s)+3B(g)2C(g)+D(g),经2minB的浓度减少0.6mol·L-1。对此反应速率的正确表示是()A.用A表示的反应速率是0.8mol·L-1·s-1B.分别用B、C、D表示反应的速率,其比值是3∶2∶1C.在2min末时的反应速率,用反应物B来表示是0.3mol·L-1·min-1D.在这2min内用B和C表示的反应速率的值都是相同的解析:反应物A是固体,浓度为常数,通常不用其表示反应的速率,A不正确;v(B)=0.6mol·L-1/2min=0.3mol·L-1·min-1是2min内的平均反应速率,而不是2min末时的反应速率,C不正确;反应中B和C的计量数不同,表示的反应速率的值不同,D不正确。答案:B3、在可逆反应2A(g)+3B(g)xC(g)+D(g)中,已知:反应开始加入的物质只有A、B,起始浓度A为5mol·L-1,B为3mol·L-1,前2minC的平均反应速率为0.5mol·L-1·min-1。2min后,测得D的浓度为0.5mol·L-1。则关于此反应的下列说法中正确的是()第2页共23页A.2min末时A和B的浓度之比为5∶3B.x=1C.2min末时B的浓度为1.5mol·L-1D.2min末时A的消耗浓度为0.5mol·L-1解析:依题意2min末c(C)=0.5mol·L-1·min-1×2min=1mol·L-1,而c(D)=0.5mol·L-1,所以x=2。2A(g)+3B(g)2C(g)+D(g)c(起始)(mol·L-1)5300c(变化)(mol·L-1)11.510.5c(2min末)(mol·L-1)41.510.5可知C正确。答案:C4、在容积为2L的密闭容器中充入2molSO2和一定量O2,发生反应2SO2+O22SO3,当反应进行到4min时,测得n(SO2)=0.4mol。若反应进行到2min末时,容器中SO2的物质的量是()[来源:学_科_网Z_X_X_K]A.等于1.6molB.等于1.2molC.大于1.6molD.小于1.2mol解析:由题意可求得4min内SO2的平均反应速率v(SO2)==0.2mol·L-1·min-1。若按照这个反应速率计算,2min末时转化的SO2的物质的量为0.2mol·L-1·min-1×2min×2L=0.8mol,但由于前2min比后2min的反应速率大,所以2min时,n(SO2)2mol-0.8mol=1.2mol。答案:D5、在2L密闭容器中进行反应:mX(g)+nY(g)pZ(g)+qQ(g),式中m、n、p、q为化学计量数。在0~3min内,各物质物质的量的变化如下表所示:物质时间XY]ZQ起始/mol0.712min末/mol0.82.70.82.73min末/mol0.8已知2min内v(Q)=0.075mol·L-1·min-1,,(1)试确定以下物质的相关量:起始时n(Y)=,n(Q)=。[来源:学科网ZXXK](2)方程式中m=,n=,p=,q=。(3)用Z表示2min内的反应速率。解析:本题考查化学反应速率的简单计算。解题时明确化学反应速率与化学计量数的关系以及化学计算的方法。对比X的起始量和2min末的量,可知反应逆向进行。Δn(Q)=v(Q)·V·Δt=0.075mol·L-1·min-1×2L×2min=0.3mol对反应过程作“三段式”法分析如下:mX(g)+nY(g)pZ(g)+qQ(g)始/mol0.7n(Y)1n(Q)第3页共23页变/molΔn(X)Δn(Y)Δn(Z)0.32min末/mol0.82.70.82.7[来源:Zxxk.Com]故Δn(X)=0.8mol-0.7mol=0.1molΔn(Z)=1mol-0.8mol=0.2moln(Q)=0.3mol+2.7mol=3mol(1)因,故,v(Y)=0.075mol·L-1·min-1×=0.1mol·L-1·min-1Δn(Y)=0.1mol·L-1·min-1×2min×2L=0.4moln(Y)=2.7mol-0.4mol=2.3mol(2)m∶n∶p∶q=Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)∶Δn(Q)=0.1mol∶0.4mol∶0.2mol∶0.3mol=1∶4∶2∶3(3),v(Q)=0.075mol·L-1·min-1,故v(Z)=0.05mol·L-1·min-1。答案:(1)2.3mol3mol(2)1423(3)0.05mol·L-1·min-1[练习02]1、下列说法不正确的是()A.反应物分子(或离子)间的每次碰撞是反应的先决条件B.反应物的分子的每次碰撞都能发生化学反应C.活化分子具有比普通分子更高的能量D.活化能是活化分子的平均能量与普通反应物分子平均能量之差,如图所示正反应的活化能为E-E1解析:只有活化分子发生有效碰撞才能发生化学反应,因此B项错误;A、C、D三项均正确。答案:B[来2、下列事实能说明影响化学反应速率的决定性因素是反应物本身性质的是()A.Cu能与浓硝酸反应,而不与浓盐酸反应B.Cu与浓硝酸反应比与稀硝酸反应快C.N2与O2在常温、常压下不反应,放电时可反应D.Cu与浓硫酸反应,而不与稀硫酸反应解析:要想说明反应物本身的性质是影响化学反应速率的决定性因素,则该实验事实应区别在反应物本身而不是外界因素,如浓度、压强、温度、催化剂等。其中选项B、D为浓度不同所致,选项C为反应条件不同所致,只有选项A是因浓硝酸与浓盐酸本身性质不同所致。答案:A3、设C+CO22CO(正反应为吸热反应),反应速率为v1;N2+3H22NH3(正反应为放热反应),反应速率为v2,当温度升高时,v1和v2的变化情况为()A.同时增大B.同时减小C.v1增大,v2减小D.v1减小,v2增大解析:温度升高,无论正反应是放热反应还是吸热反应,反应速率均增大。答案:A4、100mL6mol·L-1的H2SO4溶液与过量锌粉反应,一定温度下,为了减缓反应进行的速率,但又不影响生成氢气的总量,可向反应物中加入适量的()第4页共23页A.Na2SO4固体C.NaOH溶液C.K2SO4溶液D.CuSO4固体解析:一定量的H2SO4溶液与过量的Zn粉反应,减慢反应速率的措施一般有:①降低温度,②降低H2SO4溶液浓度。加入Na2SO4(s)时反应物浓度影响不大,反应速率变化不大,所以A选项不符合题意。B选项显然不符合题意。加入K2SO4溶液,相当于稀释反应物,反应速率减小,且生成H2的总量不变,所以C选项正确。加入CuSO4固体,Zn会置换出Cu,构成ZnCu原电池,加快了反应速率,所以不符合题意。答案:C5、在气体反应中,能使反应物中活化分子数和活化分子百分数同时增大的方法是()①增大反应物的浓度②升高温度③增大压强④移去生成物⑤加入催化剂A.①③⑤B.②⑤C.②③⑤D.①③④解析:当改变浓度时不能改变活化分子的百分数,所能改变的只是单位体积内的活化分子数;当升高温度时,由于分子吸收能量,使原先不是活化分子的普通分子变为活化分子;加入催化剂时,由于降低反应的活化能,使大量分子变为活化分子,故升高温度和加入催化剂两条符合题意。答案:B6、用如图所示装置进行如下实验:(1)在检查装置的气密性后,向试管a中加入10mL6mol·L-1的稀硝酸和1g铜片,立即用带有导管的橡皮塞塞紧试管口。请写出在试管a中有可能发生的所有反应的化学方程式。(2)在实验过程中常常反应开始时速率缓慢,随后逐渐加快,这是由于,当反应进行一段时间后速率又逐渐减慢,原因是。(3)欲较快地制得NO,可采取的措施是(填写字母序号)。A.加热B.使用铜粉C.稀释HNO3D.增大硝酸的浓度解析:反应开始时溶液温度较低,故反应速率较慢,该反应为放热反应,随着反应的进行,溶液的温度逐渐升高,反应速率加快;反应一段时间后,HNO3因消耗而浓度减小,HNO3的浓度成为影响反应速率的主要因素,故反应速率又逐渐减慢。加热和增加固体的接触面积都能加快反应速率;稀释HNO3,速率减小;Cu与浓硝酸反应得到的气体是NO2。答案:(1)3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O,2NO+O22NO2(2)开始时溶液温度较低,反应速率缓慢,该反应为放热反应,随着反应的进行,溶液温度升高是影响化学反应速率的主要因素,故反应速率加快反应一段时间后HNO3的浓度降低是影响化学反应速率的主要因素,故反应速率又逐渐减慢(3)AB第5页共23页二、化学平衡03、化学平衡状态一定条件下，当一个可逆反应进行到正逆反应速率相等时，各组分浓度不再改变，达到表面上静止的一种“平衡”，这就是这个反应所能达到的最大限度即化学平衡状态。04、化学平衡的特征逆（研究前提是可逆反应）等（同一物质的正逆反应速率相等）动（动态平衡）定（各物质的浓度与质量分数恒定）变（条件改变，平衡发生变化）05、判断平衡的依据（1）化学平衡状态的标志和判断○1绝对标志A.=0vv正逆同一物质的生成速率等于消耗速率在化学方程式同一边的不同物质生成速率与消耗速率之比等于化学计量数之比在化学方程式两边的不同物质生成（或消耗）速率之比等于化学计量数之比B.各组分的浓度保持一定各组分的物质的量浓度不随时间的改变而改变各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数不随时间的改变而改变各反应物的转化率不变2相对标志A.反应体系中总压强不随时间变化（适用于气体反应中前、后体积不等的反应）B.混合气体的密度不随时间变化（适用于反应前、后气体体积不等且有固、液参与或生成的反应）（2）判断方法例举反应(g)nB(g)(g)qD(g)mApC混合物体系中各成分的含量○1各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定平衡○2各物质的质量或各物质质量分数一定平衡○3各气体的体积或体积分数一定平衡○4总体积、总压力、总物质的量一定不一定平衡正、逆反应速率的关系○1在单位时间内消耗了mmolA同时生成mmolA，即=vv正逆平衡○2在单位时间内消耗了nmolB同时消耗PmolC，即=vv正逆平衡第6页共23页○3()(B)()():::m:n:p:qACDvvvv,v正不一定等于v逆不一定平衡○4在单位时间内生成nmolB同时消耗PmolC，即=vv正逆不一定平衡○5单位时间内同一物质断裂的化学键与生成的化学键的物质的量相等平衡压强○1m+np+q时，总压力一定（其他条件不变）平衡○2m+n=p+q时，总压力一定（其他条件不变）不一定平衡混合气体平均相对分子质量Mr○1Mr一定时，只有当m+np+q时平衡○2Mr一定时，但m+n=p+q时不一定平衡温度任何反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时（其他条件不变）平衡体系密度密度一定不一定平衡其他如体系颜色不再变化等平衡[练习03]1、一定条件下,对于可逆反应X(g)+3Y(g)2Z(g),若