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1、反应速率及速率常数的计算反应速率及速率常数的计算最基本的方法模式是“平衡三段式法”。具体步骤是在化学方程式下写出有关物质起始时的物质的量、发生转化的物质的量、平衡时的物质的量(也可以是物质的量浓度或同温同压下气体的体积)，再根据题意列式求解。mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)n(起始)/mol a b 0 0 n(转化)/mol mx nx px qx n(平衡)/mol amx bnx px qx 起始、转化、平衡是化学平衡计算的“三步曲”。一、有关化学反应速率计算公式的理解一、有关化学反应速率计算公式的理解对于反应 mA(g)nB(g)=cC(g)dD(g)(1)计算公式：v(A)t
2、VAntAc=)()(2)同一反应用不同的物质表示反应速率时，数值可能不同，但意义相同。不同物质表示的反应速率，化学反应速率为高考的重点考查内容，分定性和定量两个方面。定性方面为化学反应速率概念的分析及外界条件改变对化学反应速率结果的判断；定量方面为有关反应速率的计算和比较；近年高考中，化学常涉及化学反应速率常数相关试题。速率常数虽然在高中教材中未曾提及，但近几年高考中，对速率常数和速率方程的考查成为新宠，此类试题主要考查考生知识获取能力、“变化观念与平衡思想”和“证据推理与模型认知”的化学学科核心素养，要求考生有较强的信息整理能力，认识到化学反应速率是可以调控的，能够多角度、动态地分析化学变
3、化，通过数据分析推理，建立认知模型，并运用认知模型解释变化的规律。反应速率及速率常数的计算-2024年高考化学答题技巧 存在如下关系：v(A)v(B)v(C)v(D)mncd(3)注意事项 浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质，不适用于固体和纯液体 化学反应速率是某段时间内的平均反应速率，而不是瞬时速率，且计算时取正值 二、转化率及其计算二、转化率及其计算 1明确三个量起始量、变化量、平衡量 N2 3H22NH3 起始量 1 3 0 变化量 a b c 平衡量 1a 3b c 反应物的平衡量起始量转化量。生成物的平衡量起始量转化量。各物质变化浓度之比等于它们在化学方程式中化学计量数之比。变化浓度
4、是联系化学方程式、平衡浓度、起始浓度、转化率、化学反应速率的桥梁。因此抓住变化浓度是解题的关键。2掌握四个公式(1)反应物的转化率n(转化)En(起始)EA100%Ac(转化)Ec(起始)EA100%。(2)生成物的产率：实际产量(指生成物)占理论产量的百分数。一般来讲，转化率越大，原料利用率越高，产率越大。产率A实际产量理论产量EA100%。(3)平衡时混合物组分的百分含量A平衡量平衡时各物质的总量EA100%。(4)某组分的体积分数A某组分的物质的量混合气体总的物质的量EA100%。3答题模板 反应：mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，令 A、B 起始物质的量分别为 a mol、b
5、mol，达到平衡后，A 的转化量为 mx mol，容器容积为 V L，则有以下关系：mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)起始/mol a b 0 0 转化/mol mx nx px qx 平衡/mol amx bnx px qx 对于反应物：n(平)n(始)n(转)对于生成物：n(平)n(始)n(转)则有：KpxVpqxVqamxVmbnxVn c平(A)amxV molL1(A)平mxa100%，(A)(B)mxanxbmbna(A)amxab(pqmn)x100%p平p始ab(pqmn)xab 混aM(A)bM(B)V gL1其中 M(A)、M(B)分别为 A、B 的摩尔质量 平衡时体
6、系的平均摩尔质量：M aM(A)bM(B)Eab(pqmn)xEA gmol1 三、化学反应速率常数及应用三、化学反应速率常数及应用 1速率常数含义：反应速率常数(k)是指在给定温度下，反应物浓度皆为 1 molL1时的反应速率。在相同的浓度条件下，可用反应速率常数大小来比较化学反应的反应速率 2速率常数的影响因素：与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响，但温度对化学反应速率的影响是显著的，速率常数是温度的函数，同一反应，温度不同，速率常数将有不同的值，一般温度越高，反应速率常数越大。通常反应速率常数越大，反应进行得越快。不同反应有不同的速率常数 3速率方程(1)定义：一定温度
7、下，化学反应速率与反应物浓度以其计量数为指数的幂的乘积成正比(2)表达式：对于反应：aA(g)bB(g)gG(g)hH(g)，则 v正k正ca(A)cb(B)(其中 k正为正反应的反应速率常数)，v逆k逆cg(G)ch(H)(其中 k逆为逆反应的反应速率常数)如：反应：2NO2(g)2NO(g)O2(g)，v正k正c2(NO2)，v逆k逆c2(NO)c(O2)。4速率常数与化学平衡常数之间的关系(1)K 与 k正、k逆的关系 对于反应：aA(g)bB(g)pC(g)qD(g)，则：v正k正ca(A)cb(B)(k正为正反应速率常数)v逆k逆cp(C)cq(D)(k逆为逆反应速率常数)反应达到平
8、衡时 v正v逆，此时：k正ca(A)cb(B)=k逆cp(C)cq(D)KBcAcDcCcbaqp=)()()()(kk逆正，即：逆正kk=K(2)Kp与 k正、k逆的关系 以 2NON2O4为例，v正k正p2(NO2)，v逆k逆p(N2O4)反应达到平衡时 v正v逆，此时：k正p2(NO2)k逆p(N2O4)k正k逆p(N2O4)p2(NO2)Kp，即：Kpk正k逆 5速率常数与反应级数 一定温度下，化学反应速率与反应物浓度以其计量数为指数的幂的乘积成正比。对于基元反应 aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)，其速率方程可表示为 vkca(A)cb(B)，a、b 称为反应的分级数，分别
9、表示物质 A 和 B 的浓度 对反应速率的影响程度。分级数之和(a+b)则称为反应的总级数，简称反应级数。反应级数可由实验数据计算得到，可以是正数、负数或零、也可以是分数(反应级数为负数的反应及其罕见)，若反应级数为零，则反应物的浓度不影响反应速率。1(2023山东卷，20 节选)一定条件下，水气变换反应 CO+H2OCO2+H2的中间产物是 HCOOH。为探究该反应过程，研究HCOOH水溶液在密封石英管中的分子反应：HCOOHCO+H2O(快)HCOOHCO2+H2(慢)(2)反应正反应速率方程为：()()vkc Hc HCOOH+=，k 为反应速率常数。T1温度下，HCOOH 电离平衡常数
10、为 Ka，当 HCOOH 平衡浓度为 x molL-1时，H+浓度为_ molL-1，此时反应应速率v=_ molL-1h-1(用含 Ka、x和 k 的代数式表示)。2(2023全国甲卷，28 节选)(2)电喷雾电离等方法得到的 M+(Fe+、C o+、Ni+等)与 O3反应可得 MO+。MO+与 CH4反应能高选择性地生成甲醇。分别在 300K 和 310K 下(其他反应条件相同)进行反应 MO+CH4=M+CH3OH，结果如下图所示。图中 300K 的曲线是_(填“a”或“b”。300K、60s时 MO+的转化率为_(列出算式)。3(2023广东卷，19 节选)(4)R 的衍生物 L 可用
11、于分离稀土。溶液中某稀土离子(用 M 表示)与 L 存在平衡：M+LML K1 ML+LML2 K2 研究组用吸收光谱法研究了上述反应中 M 与 L 反应体系。当 c0(L)=1.010-5molL-1时，测得平衡时各物种 c平/c0(L)随 c0(M)/c0(L)的变化曲线如图。c0(M)/c0(L)=0.51 时，计算 M 的平衡转化率 (写出计算过程，结果保留两位有效数字)。4(2022全国乙卷)油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢，需要回收处理并加以利用。H2S 热分解反应：2H2S(g)=S2(g)2H2 H4170kJmol1 在 1373K、100kPa 反应条件
12、下，对于 n(H2S)：n(Ar)分别为 4：1、1：1、1：4、1：9、1：19 的 H2SAr 混合气，热分解反应过程中 H2S 转化率随时间的变化如下图所示。(1)n(H2S)：n(Ar)越小，H2S 平衡转化率_，理由是_(2)n(H2S)：n(Ar)1：9 对应图中曲线_，计算其在 00.1s 之间，H2S 分压的平均变化率为_kPas1 5(2022海南卷)某空间站的生命保障系统功能之一是实现氧循环，其中涉及反应：CO2(g)4H2(g)CH4(g)2H2O(g)(1)某研究小组模拟该反应，温度t下，向容积为10L的抽空的密闭容器中通入0.1 mol CO2和0.1 mol H2，
13、反应平衡后测得容器中 n(CH4)0.05 mol。则 CO2的转化率为_(2)在相同条件下，CO2(g)与 H2(g)还会发生不利于氧循环的副反应 CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)，在反应器中按 n(CO2)：n(H2)1：4 通入反应物，在不同温度、不同催化剂条件下，反应进行到 2min 时，测得反应器中 CH3OH、CH4浓度(molL1)如下表所示 催化剂 t350 t400 c(CH3OH)c(CH4)c(CH3OH)c(CH4)催化剂 I 10.8 12722 345.2 42780 催化剂 II 9.2 10775 34 38932 在选择使用催化剂和 350
14、条件下反应，02min 生成 CH3OH 的平均反应速率为_molL1min1；若某空间站的生命保障系统实际选择使用催化剂和 400的反应条件，原因是_ 6(2022河北卷)工业上常用甲烷水蒸气重整制备氢气，体系中发生如下反应 CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)(1)下列操作中，能提高 CH4(g)平衡转化率的是_ A增加 CH4(g)用量 B恒温恒压下通入惰性气体 C移除 CO(g)D加入催化剂(2)恒温恒压条件下，1mol CH4(g)和 1mol H2O(g)反应达平衡时，CH4(g)的转化率为，CO2(g)的物质的量为 b mol
15、，则反应的平衡常数 Kx_(写出含有 a、b 的计算式；对于反应 mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，pqmxnx(C)x(D)K=x(A)x(B)，x 为物质的量分数)。其他条件不变，H2O(g)起始量增加到 5 mol，达平衡时，0.90，b0.65，平衡体系中 H2(g)的物质的量分数为_(结果保留两位有效数字)7(2021全国甲卷)二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为：CO23H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H49 kJmol1 合成总反应在起始物n(H2)n(CO2)3 时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数
16、为 x(CH3OH)，在 t250 下的 x(CH3OH)p、在 p5105 Pa 下的 x(CH3OH)t 如图所示。(1)用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数，表达式 Kp_；(2)当 x(CH3OH)0.10 时，CO2的平衡转化率 _，反应条件可能为_或_。催催催催催催 8(2021湖南卷)某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下，将 0.1 mol NH3通入 3 L 的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为 200 kPa)，各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。(1)若保持容器容积不变，t1时反应达到平衡，用 H2的浓度变化表示 0t1时间内的反应速率 v(H
17、2)_molL1min1(用含 t1的代数式表示)(2)在该温度下，反应的标准平衡常数 K_已知：分压总压该组分物质的量分数，对于反应 dD(g)eE(g)gG(g)hH(g)KpGpgpHphpDpdpEpe，其中 p100 kPa，pG、pH、pD、pE为各组分的平衡分压 9(2021河北卷)(1)雨水中含有来自大气的 CO2，溶于水中的 CO2进一步和水反应，发生电离：CO2(g)CO2(aq)CO2(aq)H2O(l)H(aq)HCO3(aq)25 时，反应的平衡常数为 K2。溶液中 CO2的浓度与其在空气中的分压成正比(分压总压物质的量分数)，比例系数为 y molL1kPa1，当大
18、气压强为 p kPa，大气中 CO2(g)的物质的量分数为 x 时，溶液中 H浓度为_molL1(写出表达式，考虑水的电离，忽略 HCO3的电离)。(2)105 时，将足量的某碳酸氢盐(MHCO3)固体置于真空恒容容器中，存在如下平衡：2MHCO3(s)M2CO3(s)H2O(g)CO2(g)上述反应达平衡时体系的总压为 46 kPa。保持温度不变，开始时在体系中先通入一定量的 CO2(g)，再加入足量 MHCO3(s)，欲使平衡时体系中水蒸气的分压小于 5 kPa，CO2(g)的初始压强应大于_kPa 10(2021广东省)我国力争于 2030 年前做到碳达峰，2060 年前实现碳中和。CH
19、4与 CO2重整是 CO2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应：(a)CH4(g)CO2(g)2CO(g)2H2(g)H1(b)CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H2(c)CH4(g)C(s)2H2(g)H3(d)2CO(g)CO2(g)C(s)H4(e)CO(g)H2(g)H2O(g)C(s)H5 设 Krp为相对压力平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为 kPa)除以 p0(p0 100 kPa)，反应 a、c、e 的 ln Krp随1T(温度的倒数)的变化如图所示 (1)反应 a、c、e 中，属于吸热反
20、应的有_(填字母)(2)反应 c 的相对压力平衡常数表达式为 Kr p_(3)在图中 A 点对应温度下、原料组成为 n(CO2)n(CH4)11、初始总压为 100 kPa 的恒容密闭容器中进行反应，体系达到平衡时 H2的分压为 40 kPa。计算 CH4的平衡转化率，写出计算过程。11(2021湖北卷)(1)在温度为 T2时，通入气体分压比为 p(C3H8)：p(O2)：p(N2)10：5：85 的混合气体，各组分气体的分压随时间的变化关系如图 b 所示。01.2s 生成 C3H6的平均速率为_kPa/s，在反应一段时间后，C3H8和 O2的消耗速率比小于 2：1 的原因为_ (2)恒温刚性
21、密闭容器中通入气体分压比为 p(C3H8)：p(O2)：p(N2)=2：13：85 的混合气体，已知某反应 条件下只发生如下反应(k、k为速率常数)：反应 II：2C3H8(g)O2(g)=2C3H6(g)2H2O(g)k 反应 III：2C3H6(g)9O2(g)=6CO26H2O(g)k 实验测得丙烯的净生成速率方程为 v(C3H6)=k p(C3H8)kp(C3H6)，可推测丙烯的浓度随时间的变化趋势为_，其理由是_。12(2021天津卷)CS2是一种重要的化工原料。工业上可以利用硫(S8)与 CH4为原料制备 CS2，S8受热分解成气态 S2，发生反应 2S2(g)CH4(g)CS2(
22、g)2H2S(g)，某温度下，若 S8完全分解成气态 S2。在恒温密闭容器中，S2与 CH4物质的量比为 21 时开始反应。(1)当 CS2的体积分数为 10%时，CH4的转化率为_。(2)当以下数值不变时，能说明该反应达到平衡的是_(填序号)。a气体密度 b气体总压 cCH4与 S2体积比 dCS2的体积分数 13(2023湖南卷，16 节选)(2)在某温度、100kPa下，向反应器中充入1mol气态乙苯发生反应，其平衡转化率为 50%，欲将平衡转化率提高至 75%，需要向反应器中充入_mol水蒸气作为稀释气(计算时忽略副反应)。1(2024辽宁省朝阳市建平区高三期末节选)(2)H2S 与
23、CO2在高温下发生反应：H2S(g)CO2(g)COS(g)H2O(g)H0。在 610K 时，将 0.1 mol H2S 与 0.3 mol CO2充入 2.5L 的空钢瓶中，经过 10min 反应达到平衡，平衡时 H2O(g)的物质的量分数为 0.125，用 H2O(g)的浓度变化表示的反应速率 v(H2O)=。H2S 的平衡转化率=%。2(2024广东省深圳市高三期末节选)(4)在一个 2L 恒容密闭容器中充入 1molCH3OH(g)，在催化剂作用下发生反应：CH3OH(g)HCHO(g)H2(g)H0 CH3OH(g)CO(g)2H2(g)H0 在不同温度下连续反应 20min 后，
24、测得甲醇的转化率、甲醛的选择性与温度的关系如下图所示。600时，体系中 H2的物质的量为 mol，020min平均反应速率()HCHO=mol/(Lmin)。3N2O4与 NO2之间存在反应 N2O4(g)2NO2(g)。将一定量的 N2O4放入恒容密闭容器中，在一定条件下，该反应 N2O4、NO2的消耗速率与自身压强间存在关系：v(N2O4)k1p(N2O4)，v(NO2)k2p2(NO2)，其中 k1、k2是与反应温度有关的常数。则一定温度下，k1、k2与平衡常数 Kp的关系是 k1_。4(2024云南师大附中高三适应性考试节选)(3)恒温、恒容密闭容器中加入 CO2、H2，其分压分别为1
25、5kPa、50kPa，加入某催化剂使其发生 CO2甲烷化反应：CO2+4H2CH4+2H2O，研究表明 CH4的反应速率v(CH4)=210-6p(CO2)p4(H2)kPa/s，某时刻测得H2O(g)的分压为20 kPa，则该时刻v(CH4)=kPa/s。5Bodensteins 研究了下列反应：2HI(g)H2(g)I2(g)，在 716 K 时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数 x(HI)与反应时间 t 的关系如下表：t/min 0 20 40 60 80 120 x(HI)1 0.91 0.85 0.815 0.795 0.784 x(HI)0 0.60 0.73 0.773 0.78
26、0 0.784 上述反应中，正反应速率为 v正k正x2(HI)，逆反应速率为 v逆k逆x(H2)x(I2)，其中 k正、k逆为速率常数，则 k逆为_(以 K 和 k正表示)。若 k正0.002 7 min1，在 t40 min 时，v正_min1 6(2024湖北鄂东南省级示范高中教育教学改革联盟高三联考节选)空气中 CO2含量的控制和 CO2资源利用具有重要意义。(1)已知 25、101kPa下，在合成塔中，可通过二氧化碳和氢气合成甲醇，后续可制备甲酸。某反应体系中发生反应如下：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H1+41.2 kJmol1 该反应的速率方程为()()211pC
27、OH Omol LhxxvkK=，其中 x 表示相应气体的物质的量分数，pK为平衡常数(用平衡分压代替平衡浓度计算)，k 为反应的速率常数。已知平衡后()()22COH0.3xx=，此时反应 的速率=v 11mol Lh(用含 k 的代数式表示)。7活性炭还原法也是消除氮氧化物污染的有效方法，其原理为：2C(s)2NO2(g)N2(g)2CO2(g)H”或“”“”“”或“=”)。18已知：N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0。在 2 L 密闭容器中通入 3 mol H2和 1 mol N2，测得不同温度下，NH3的产率随时间变化如图所示。(1)下列有关说法正确的是_。A由 b 点到 c 点
28、混合气体密度逐渐增大 B达到平衡时，2v正(H2)3v逆(NH3)C平衡时，通入氩气平衡正向移动 D平衡常数，Ka”“”“”“”或“”“”或“0中，v正k正c(N2O4)，v逆k逆c2(NO2)(k正、k逆只是温度的函数)。若该温度下的平衡常数 K10，则 k正_k逆。升高温度，k正增大的倍数_(填“大于”“小于”或“等于”)k逆增大的倍数。27对于基元反应，如 aAbBcCdD，反应速率 v正k正ca(A)cb(B)，v逆k逆cc(C)cd(D)，其中 k正、k逆是取决于温度的速率常数。对于基元反应 2NO(g)O2(g)2NO2(g)，在 653 K 时，速率常数 k正2.6103 L2m
29、ol2s1，k逆4.1103 Lmol1s1。(1)计算 653 K 时的平衡常数 K_。(2)653 K 时，若 NO 的浓度为 0.006 molL1，O2的浓度为 0.290 molL1，则正反应速率为_ molL1s1。28利用“合成气”合成甲醇后，甲醇脱水制得二甲醚的反应为：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)H，其速率方程式为：v正=k正c2(CH3OH)，v逆=k逆c(CH3OCH3)c(H2O)，k正、k逆为速率常数且只与温度有关。经查阅资料，上述反应平衡状态下存在计算式：lnKc=2.205+2708.6137T(Kc 为化学平衡常数；T 为热力学温度，单位为
30、 K)。反应达到平衡后，仅升高温度，k正增大的倍数_ k逆增大的倍数(填“”、“”或“”)。29(1)已知 2NO(g)+O2(g)2NO2(g)H 的反应历程分两步：2NO(g)N2O2(g)(快)H10，v1正=k1正c2(NO)，v1逆=k1逆c2(N2O2)N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢)H2”、“”、“”“”“p(C3H6)p(H2)，且有 CO2生成，H2分压降低，故体系中还发生反应 2C3H6+9O2=6CO2+3H2O、2H2+O2=2H2O 的反应，消耗 O2，导致 C3H8和 O2的消耗速率之比小于 2：1；(2)反应开始是，反应 II 向右进行，c(C3H6
31、)逐渐增大，且体系中以反应 II 为主，随反应进行，p(C3H8)减小，p(C3H6)增大，v(C3H6)减小，体系中主要发生反应 III，c(C3H6)逐渐减小，故丙烯的浓度随时间的变化趋势为先增大后减小。12(2021天津卷)CS2是一种重要的化工原料。工业上可以利用硫(S8)与 CH4为原料制备 CS2，S8受热分解成气态 S2，发生反应 2S2(g)CH4(g)CS2(g)2H2S(g)，某温度下，若 S8完全分解成气态 S2。在恒温密闭容器中，S2与 CH4物质的量比为 21 时开始反应。(1)当 CS2的体积分数为 10%时，CH4的转化率为_。(2)当以下数值不变时，能说明该反应
32、达到平衡的是_(填序号)。a气体密度 b气体总压 cCH4与 S2体积比 dCS2的体积分数【答案】(1)30%(2)d 解析：(1)在恒温密闭容器中，S2与 CH4物质的量比为 21 时开始反应，CS2的体积分数为 10%，即10%3xa=，解得 x=0.3a，则 CH4的转化率为xa=30%。(2)a.恒容容器，质量不变，故密度一直不变，故密度不变不一定平衡，不选；b.反应前后气体的物质的量不变，故压强也一直不变，故压强不变一定平衡，不选；c.CH4与 S2体积比一直为 1：2，故不一定平衡，不选；d.CS2的体积分数说明反应已经达到了平衡，选；故选 d。13(2023湖南卷，16 节选)
33、(2)在某温度、100kPa下，向反应器中充入1mol气态乙苯发生反应，其平衡转化率为 50%，欲将平衡转化率提高至 75%，需要向反应器中充入_mol水蒸气作为稀释气(计算时忽略副反应)。【答案】(2)5【解析】(2)设充入 H2O(g)物质的量为 xmol；在某温度、100kPa 下，向反应器中充入 1mol 气态乙苯发生反应。乙苯的平衡转化率为 50%，可列三段式：此时平衡时混合气体总物质的量为 1.5mol，此时容器的体积为 V；当乙苯的平衡转化率为 75%，可列三段式：此时乙苯、苯乙烯、H2物质的量之和为 1.75mol，混合气的总物质的量为(1.75+x)mol，在恒温、恒压时，体
34、积之比等于物质的量之比，此时容器的体积为1.75+xV1.5；两次平衡温度相同，则平衡常数相等，则20.5()V0.5V=20.75()1.75+xV1.50.251.75+xV1.5，解得 x=5。1(2024辽宁省朝阳市建平区高三期末节选)(2)H2S 与 CO2在高温下发生反应：H2S(g)CO2(g)COS(g)H2O(g)H0。在 610K 时，将 0.1 mol H2S 与 0.3 mol CO2充入 2.5L 的空钢瓶中，经过 10min 反应达到平衡，平衡时 H2O(g)的物质的量分数为 0.125，用 H2O(g)的浓度变化表示的反应速率 v(H2O)=。H2S 的平衡转化率
35、=%。【答案】(2)0.002 molL-1min-1 50【解析】(2)根据已知条件列出“三段式”平衡时()2H O g的物质的量分数为x0.4=0.125，x=0.05mol，用()2H O g的浓度变化表示的反应速率()20.05molH O2.5L 10minv=110.002mol Lmin，2H S的平衡转化率0.05100%0.1=50%。2(2024广东省深圳市高三期末节选)(4)在一个 2L 恒容密闭容器中充入 1molCH3OH(g)，在催化剂作用下发生反应：CH3OH(g)HCHO(g)H2(g)H0 CH3OH(g)CO(g)2H2(g)H0 在不同温度下连续反应 20
36、min 后，测得甲醇的转化率、甲醛的选择性与温度的关系如下图所示。600时，体系中 H2的物质的量为 mol，020min平均反应速率()HCHO=mol/(Lmin)。【答案】(4)0.77 0.00825 【解析】(4)由题干图示信息可知，600时，CH3OH 的转化率为 55%，HCHO 的选择性为 55%，则 CO 的选择性为 45%，根据反应 a、d 可知，体系中 H2的物质的量为 1mol0.5560%+1mol0.55240%=0.77mol，020min平均反应速率()HCHO=1mol?0.55?0.6220minL=0.00825mol/(Lmin)。3N2O4与 NO2之
37、间存在反应 N2O4(g)2NO2(g)。将一定量的 N2O4放入恒容密闭容器中，在一定条件下，该反应 N2O4、NO2的消耗速率与自身压强间存在关系：v(N2O4)k1p(N2O4)，v(NO2)k2p2(NO2)，其中 k1、k2是与反应温度有关的常数。则一定温度下，k1、k2与平衡常数 Kp的关系是 k1_。【答案】12Kpk2【解析】Kpp2(NO2)p(N2O4)，平衡时 NO2、N2O4的消耗速率之比为 v(NO2)v(N2O4)k2p2(NO2)k1p(N2O4)21。4(2024云南师大附中高三适应性考试节选)(3)恒温、恒容密闭容器中加入 CO2、H2，其分压分别为15kPa
38、、50kPa，加入某催化剂使其发生 CO2甲烷化反应：CO2+4H2CH4+2H2O，研究表明 CH4的反应速率v(CH4)=210-6p(CO2)p4(H2)kPa/s，某时刻测得H2O(g)的分压为20 kPa，则该时刻v(CH4)=kPa/s。【答案】0.1【解析】(3)同温同体积下，气体的压强和气体的物质的量成正比，用压强列出三段式如下：某时刻测得 H2O(g)的分压为 20kPa，则 2p=20kPa，p=10kPa此时，p(CO2)=5kPa，p(H2)=10kPa，v(CH4)=210-6p(CO2)p4(H2)kPas-1=210-65104kPas-1=0.1kPas-1。5
39、Bodensteins 研究了下列反应：2HI(g)H2(g)I2(g)，在 716 K 时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数 x(HI)与反应时间 t 的关系如下表：t/min 0 20 40 60 80 120 x(HI)1 0.91 0.85 0.815 0.795 0.784 x(HI)0 0.60 0.73 0.773 0.780 0.784 上述反应中，正反应速率为 v正k正x2(HI)，逆反应速率为 v逆k逆x(H2)x(I2)，其中 k正、k逆为速率常数，则 k逆为_(以 K 和 k正表示)。若 k正0.002 7 min1，在 t40 min 时，v正_min1。【答案】k正
40、正K 1.95103【解析】平衡时，v正v逆，即 k正x2(HI)k逆x(H2)x(I2)，则k正k逆x催H2催x催I2催x2催HI催K，k逆k正K。v正k正x2(HI)0.002 7 min10.8521.95103 min1。6(2024湖北鄂东南省级示范高中教育教学改革联盟高三联考节选)空气中 CO2含量的控制和 CO2资源 利用具有重要意义。(1)已知 25、101kPa下，在合成塔中，可通过二氧化碳和氢气合成甲醇，后续可制备甲酸。某反应体系中发生反应如下：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H1+41.2 kJmol1 该反应的速率方程为()()211pCOH Omol
41、LhxxvkK=，其中 x 表示相应气体的物质的量分数，pK为平衡常数(用平衡分压代替平衡浓度计算)，k 为反应的速率常数。已知平衡后()()22COH0.3xx=，此时反应的速率=v 11mol Lh(用含 k 的代数式表示)。【答案】(1)0.09k 【解析】()()()()()()22p2222(CO)H O(CO)H OCOHCOHp xp xxxKp xp xxx=总总总总，根据速率方程为()2p(CO)H OxxvkK=；7活性炭还原法也是消除氮氧化物污染的有效方法，其原理为：2C(s)2NO2(g)N2(g)2CO2(g)H0。已知该反应的正反应速率方程为 v正k正p2(NO2)
42、，逆反应速率方程为 v逆k逆p(N2)p2(CO2)，其中 k正、k逆分别为正、逆反应速率常数。则如图(lg k 表示速率常数的对数，1T表示温度的倒数)所示 a、b、c、d四条斜线中，能表示 lg k正随1T变化关系的斜线是_，能表示 lg k逆随1T变化关系的斜线是_。【答案】c d【解析】升高温度，正、逆反应速率都增大，说明 T 升高 k正、k逆都增大，则1T增大，即温度降低，k正、k逆都减小，即 lg k正、lg k逆都减小，而该反应焓变小于 0，为放热反应，降低温度平衡正向移动，说明平衡状态下降低温度 v正v逆，则 k正减小的幅度较小，即表示 lg k正随1T变化关系的斜线的斜率较小
43、，所以c 表示 lg k正随1T变化关系，d 表示 lg k逆随1T变化关系。81 mol CH3CH2OH 和 1 mol H2O 充入恒容密闭容器中发生反应：2CO(g)4H2(g)CH3CH2OH(g)H2O(g)，在 550 K 时，气体混合物中 H2的物质的量分数 x(H2)与反应时间 t 的关系如表所示。t/min 0 20 40 60 80 100 x(H2)/%0 15 29 40 48 48 上述反应中，正反应速率 v正k正x2(CO)x4(H2)，逆反应速率 v逆k逆x(CH3CH2OH)x(H2O)，其中 k正、k逆为速率常数，则 k逆_(以 Kx和 k正表示，其中 Kx
44、为用物质的量分数表示的平衡常数)，若 k逆75 molL1min1，在 t80 min 时，v逆_。【答案】k正Kx 1.47 molL1min1【解析】平衡时 v正v逆，可得 k正x2(CO)x4(H2)k逆x(CH3CH2OH)x(H2O)，Kxx催CH3CH2OH催x催H2O催x2催CO催x4催H2催，k逆k正Kx；t80 min 时，H2的物质的量分数为 48%，则 CO 的物质的量分数为 24%，CH3CH2OH、H2O 的物质的量分数均为 14%。v逆k逆x(CH3CH2OH)x(H2O)75 molL1min10.140.141.47 molL1min1。9升高温度绝大多数的化学
45、反应速率增大，但是 2NO(g)O2(g)2NO2(g)的速率却随温度的升高而减小，某化学小组为研究特殊现象的实质原因，查阅资料知：2NO(g)O2(g)2NO2(g)的反应历程分两步：i：2NO(g)N2O2(g)(快)，v1正k1正c2(NO)v1逆k1逆c(N2O2)H10 ii：N2O2(g)O2(g)2NO2(g)(慢)，v2正k2正c(N2O2)c(O2)v2逆k2逆c2(NO2)H20 一定温度下，反应 2NO(g)O2(g)2NO2(g)达到平衡状态，请写出用 k1正、k1逆、k2正、k2逆表示的平衡常数表达式 K_。【答案】k1正k2正k1逆k2逆【解析】2NO(g)N2O2
46、(g)；N2O2(g)O2(g)2NO2(g)；目标反应 2NO(g)O2(g)2NO2(g)，由反应达平衡状态，所以 v1正v1逆、v2正v2逆，所以 v1正v2正v1逆v2逆，k1正c2(NO)k2正c(N2O2)c(O2)k1逆c(N2O2)k2逆c2(NO2)，则 Kc2催NO2催c2催NO催c催O2催k1正k2正k1逆k2逆EA。10(2024云南部分名校高三联考理科综合节选)(3)在催化剂作用下，合成氨的反应速率为()()()a223vkcNcHcNH=(k 为速率常数，只与温度、催化剂有关，与浓度无关。a、为反应级数，可取正整数、负整数、0，也可取分数)。为了测定反应级数，在一定
47、温度下进行实验，其结果如下：序号 c(N2)/(molL-1)c(H2)/(molL-1)c(NH3)/(molL-1)反应速率 I 1 1 1 V 2 1 1 2v 1 4 1 16v 1 4 2 16v+=已知经验公式为 aERlnkCT=+(其中，Ea、k 分别为活化能、速率常数，R、C 为常数，T 为温度)。在催化剂作用下，测得 Rlnk 与温度(1T)的关系如图 1 所示。催化效率较高的是 (填“Catl”或“Cat2”)，在 Cat2 催化剂作用下。活化能 Ea为 。【答案】(3)3 Catl 30.0 kJ/mol【解析】(3)将各组数据代入计算，将 I、II 组数据代入，a 为
48、 1；将 I、III 组数据代入，为 2；将 III、IV 组数据代入，为 0；所以+=3；根据经验公式可知，温度变化相同时，Rlnk 变化值与活化能成比例，活化能越大，变化值越大。故斜率越小，活化能越小，催化剂 Catl 催化效率越高，代入 a、b 点数据可知，93=-Ea210-3+C，33=-Ea410-3+C，解得 Ea=30.0kJ/mol；11(1)已知合成氨反应：12N2(g)32H2(g)NH3(g)H46.2 kJmol1，标准平衡常数 KpNH3/p(pN2/p)0.5(pH2/p)1.5，其中 p为标准压强，pNH3、pN2、pH2为各组分的平衡分压，如 pNH3x(NH
49、3)p，p为平衡总压，x(NH3)为平衡系统中 NH3的物质的量分数。若往一密闭容器中加入的 N2、H2起始物质的量之比为 13，反应在恒定温度和标准压强下进行，NH3的平衡产率为 w，则 K_(用含 w 的最简式表示)。(2)某科研小组向一恒容密闭容器中通入 2 mol CH4、2 mol CO2，控制适当条件使其发生反应：CH4(g)CO2(g)2CO(g)2H2(g)H247 kJmol1，测出 CH4的某个平衡物理量 X 随着温度、压强的变化如图所示 X_(填“能”或“不能”)表示平衡体系中 CH4的体积分数；p1、p2的大小关系为_，b 点浓度商 Qc与对应温度下的平衡常数 K 相比
50、，较大的是_。若容器容积为 2 L，a 点时 c(CH4)0.4 molL1，则相应温度下的平衡常数 K_。【答案】(1)4w催2w催3 3催1w催2(2)不能 p1p2 K 12.96【解析】(1)设 n(N2)1 mol，则 n(H2)3 mol，N2转化的为 a mol，12N2(g)32H2(g)NH3(g)n(始)/mol 1 3 0 n/mol a 3a 2a n(平)/mol 1a 33a 2a 理论生成 NH3 2 mol，故2a2w，aw。又因为 pp，因此：Kx催NH3催x12催N2催x32催H2催2w42w1w42w1233w42w324w催2w催3 3催1w催2。(2)