資源簡介

作業(yè)20　化學(xué)反應(yīng)的速率與限度重點(diǎn)突破練
一、化學(xué)反應(yīng)速率的計算與比較
1.(2024·福建泉州高一段考)反應(yīng)3A(g)+B(g)===2C(g)在三種不同的條件下進(jìn)行反應(yīng)，在同一時間內(nèi)，測得的反應(yīng)速率用不同的物質(zhì)表示為①v=1.0 mol·L-1·min-1　②v=0.5 mol·L-1·min-1　③v=0.5 mol·L-1·min-1，三種情況下的該化學(xué)反應(yīng)速率大小的關(guān)系正確的是(　　)
A.①>②>③ B.③>②>①
C.③>①>② D.②>①>③
2.(2024·江蘇徐州高一段考)在2 L恒容密閉容器中，充入0.6 mol X氣體和0.4 mol Y氣體，發(fā)生如下反應(yīng)：3X+YnZ+2W，5 min末容器中W的物質(zhì)的量為0.2 mol。若測得前5 min以Z的濃度變化來表示的平均反應(yīng)速率為0.01 mol·L-1·min-1，則上述反應(yīng)在5 min末時，已消耗掉Y的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)是(　　)
A.20%　B.25%　C.33%　D.50%
3.(2023·甘肅民勤第一中學(xué)高一期中)將4 mol A氣體和2 mol B氣體置于1 L的密閉容器中，混合后發(fā)生如下反應(yīng)：2A(g)+B(g)2C(g)，若經(jīng)2 s后測得C的濃度為1.2 mol·L-1，下列說法正確的是(　　)
A.用物質(zhì)A表示0~2 s的平均反應(yīng)速率為0.3 mol·L-1·s-1
B.達(dá)到平衡時，該反應(yīng)停止
C.2 s時物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率為30%
D.反應(yīng)后n(B)∶n(C)=1∶2
4.一定溫度下，物質(zhì)的量為0.1 mol的X(g)與0.3 mol的Y(g)在容積為2 L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：X(g)+3Y(g)2Z(g)，5 min達(dá)到平衡狀態(tài)，測得密閉容器中Z的物質(zhì)的量為0.12 mol，下列說法正確的是(　　)
A.5 min內(nèi)，用X表示的平均反應(yīng)速率為0.003 mol·L-1·min- 1
B.達(dá)到平衡時，容器內(nèi)的壓強(qiáng)是反應(yīng)前的0.7倍
C.達(dá)到平衡時，2n(Y)=3n(Z)
D.達(dá)到平衡時，增加少量氦氣(不參與反應(yīng))，反應(yīng)速率增大
二、化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素及實(shí)驗(yàn)探究
5.(2024·江蘇高郵高一段考)下列措施對增大反應(yīng)速率有效的是(　　)
A.N2與H2合成氨氣時，適當(dāng)提高體系的溫度
B.Zn與稀硫酸反應(yīng)制取氫氣時，將稀硫酸改用濃硫酸
C.在K2SO4與BaCl2兩溶液反應(yīng)時，增大壓強(qiáng)
D.Na與水反應(yīng)時，增大水的用量
6.實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行的反應(yīng)，其反應(yīng)速率各不相同。下列事實(shí)能說明影響化學(xué)反應(yīng)速率的決定性因素的是(　　)
A.Fe和Cl2在常溫下不反應(yīng)，加熱時反應(yīng)生成FeCl3
B.Mg與稀硫酸反應(yīng)比Fe與稀硫酸反應(yīng)快
C.H2O2在加熱條件下比常溫下分解得更快
D.Cu與5 mol·L-1硝酸反應(yīng)比Cu與3 mol·L-1硝酸反應(yīng)快
三、化學(xué)平衡狀態(tài)的建立及判定
7.一定條件下，對于可逆反應(yīng)：X(g)+3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始濃度分別為c1、c2、c3(均不為零)，達(dá)到平衡時，X、Y、Z的濃度分別為0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.08 mol·L-1，則下列判斷正確的是(　　)
A.c1∶c2=3∶1
B.平衡時，Y和Z的生成速率之比為2∶3
C.X、Y的轉(zhuǎn)化率不相等
D.c1的取值范圍為08.將一定量純凈的氨基甲酸銨置于特制的密閉真空容器中(假設(shè)容器體積不變，固體試樣體積忽略不計)，在恒定溫度下使其達(dá)到化學(xué)平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。可以判斷該分解反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是(　　)
A.2v(NH3)=v(CO2)
B.密閉容器中NH3與CO2的物質(zhì)的量之比不變
C.密閉容器中混合氣體密度不變
D.密閉容器中氨氣的體積分?jǐn)?shù)不變
四、化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡圖像
9.(2024·河北邢臺高一月考)一定溫度下，在密閉容器中加入一定量X，發(fā)生反應(yīng)X(s)Y(g)+Z(g)，X、Y的物質(zhì)的量與時間的變化關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A.M點(diǎn)對應(yīng)狀態(tài)為平衡狀態(tài)
B.N點(diǎn)逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率
C.相同時間內(nèi)，Y、Z的平均反應(yīng)速率相等
D.增大X的物質(zhì)的量，可加快反應(yīng)速率
10.(2024·河北張家口高一期末)某研究小組為探究影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，以反應(yīng)2HIH2+I2為研究對象設(shè)計如下實(shí)驗(yàn)：在恒容密閉容器中，改變實(shí)驗(yàn)條件，得到反應(yīng)物HI的濃度隨反應(yīng)時間的變化情況如圖所示，已知初始時H2、I2的起始濃度為0。下列說法錯誤的是(　　)
A.比較實(shí)驗(yàn)①②得出：增大反應(yīng)物濃度，化學(xué)反應(yīng)速率加快
B.若實(shí)驗(yàn)②③只有一個條件不同，則實(shí)驗(yàn)③使用了催化劑
C.比較實(shí)驗(yàn)②④得出：升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率加快
D.0~10 min內(nèi)，實(shí)驗(yàn)②的平均反應(yīng)速率v=0.04 mol·L-1·min-1
11.(16分)(2024·河北衡水高一期中)某溫度時在容積為2 L的恒容密閉容器中發(fā)生可逆反應(yīng)，X(g)、Y(g)、Z(g)三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如圖1所示(該反應(yīng)為放熱反應(yīng))，正反應(yīng)速率隨時間變化的曲線如圖2所示：
(1)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為　　　　　　　　。
(2)t1時刻，正、逆反應(yīng)速率大小關(guān)系為v正　　　　(填“>”“=”或“<”，下同)v逆；t2時刻，正、逆反應(yīng)速率大小關(guān)系為v正　　　　v逆。
(3)若t1=2，計算反應(yīng)開始至t1時刻，X的平均化學(xué)反應(yīng)速率為　　　　　　；下列措施能加快化學(xué)反應(yīng)速率的是　　　　(填字母)。
A.縮小容器容積
B.降低反應(yīng)體系溫度
C.使用高效催化劑
D.在體系中通入稀有氣體(不參與反應(yīng))
(4)t2 min時，Z的體積分?jǐn)?shù)為　　　　(計算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。
(5)下列說法正確的是　　　　(填字母)。
A.反應(yīng)在c點(diǎn)未達(dá)到平衡狀態(tài)
B.反應(yīng)物濃度：a點(diǎn)小于b點(diǎn)
C.t2 min時，X的轉(zhuǎn)化率一定等于Y的轉(zhuǎn)化率為80%
12.(14分)某化學(xué)小組為了研究外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：
[實(shí)驗(yàn)原理]2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O
[實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及記錄]
實(shí)驗(yàn) 編號 室溫下，試管中所加試劑及其用量/mL 室溫下溶液顏色褪至無色所需時間/min
0.6 mol·L-1 H2C2O4溶液 H2O 0.2 mol·L-1 KMnO4溶液 3 mol·L-1稀硫酸
1 3.0 2.0 1.0 2.0 4.0
2 2.0 3.0 1.0 2.0 5.2
3 1.0 4.0 1.0 2.0 6.4
(1)根據(jù)上表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以得到的結(jié)論是　　　 　　　　。
(2)利用實(shí)驗(yàn)1中數(shù)據(jù)計算，v(KMnO4)=　　　　。
(3)該化學(xué)小組同學(xué)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)繪制了n(Mn2+)隨時間變化趨勢的示意圖，如圖1所示。但有同學(xué)查閱已有的實(shí)驗(yàn)資料發(fā)現(xiàn)，該實(shí)驗(yàn)過程中n(Mn2+)隨時間變化的趨勢應(yīng)如圖2所示。該小組同學(xué)根據(jù)圖2所示信息提出了新的假設(shè)，并繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。
①該小組同學(xué)提出的假設(shè)是　　　　。
②請你幫助該小組同學(xué)完成實(shí)驗(yàn)方案，并填寫表中空白。
實(shí)驗(yàn) 編號 室溫下，試管中所加試劑及其用量/mL 再向試管中加入少量固體 室溫下溶液顏色褪至無色所需時間/min
0.6 mol·L-1 H2C2O4溶液 H2O 0.2 mol·L-1 KMnO4溶液 3 mol·L-1 稀硫酸
4 3.0 2.0 1.0 2.0 t
③若該小組同學(xué)提出的假設(shè)成立，應(yīng)觀察到的現(xiàn)象是　　　　。
答案精析
1.C
2.B　[根據(jù)Y、W的關(guān)系式知，消耗的n(Y)=n(W)=×0.2 mol=0.1 mol，上述反應(yīng)在5 min末時，已消耗掉Y的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為×100%=×100%=25%。]
3.C　[　　　　　　　2A(g)+B(g)2C(g)
開始/(mol·L-1)　　　　4　　　2　　　0
轉(zhuǎn)化/(mol·L-1)　　　　1.2　　0.6　　1.2
平衡/(mol·L-1)　　　　2.8　　1.4　　1.2
0~2 s，用物質(zhì)A表示的平均反應(yīng)速率為=0.6 mol·L-1·s-1，故A錯誤；可逆反應(yīng)的平衡是一個動態(tài)平衡，反應(yīng)未停止，故B錯誤；2 s后n(C)=1.2 mol·L-1×1 L=1.2 mol，參加反應(yīng)的n(A)=n(C)=1.2 mol，則A的轉(zhuǎn)化率為×100%=30%，故C正確；該密閉容器中，物質(zhì)的量之比等于物質(zhì)的量濃度之比，根據(jù)三段式分析可得n(B)∶n(C)=7∶6，故D錯誤。]
4.B　[5 min內(nèi)，生成Z的物質(zhì)的量是0.12 mol，根據(jù)物質(zhì)反應(yīng)轉(zhuǎn)化關(guān)系可知反應(yīng)消耗X的物質(zhì)的量是0.06 mol，則用X的濃度變化表示的平均反應(yīng)速率為v(X)===0.006 mol·L-1·min-1，A錯誤；在相同條件下，氣體的壓強(qiáng)與氣體的總物質(zhì)的量成正比，在反應(yīng)開始時n(總)=0.1 mol+0.3 mol=0.4 mol；在平衡時n(Z)=0.12 mol，n(X)=0.1 mol-0.06 mol=0.04 mol，n(Y)=0.3 mol-3×0.06 mol=0.12 mol，則平衡時n(總)=0.04 mol+0.12 mol+0.12 mol=0.28 mol，==，則達(dá)到平衡時，容器內(nèi)的壓強(qiáng)是反應(yīng)前的0.7倍，B正確；根據(jù)選項B分析可知達(dá)到平衡時n(Y)=0.12 mol，n(Z)=0.12 mol，n(Y)=n(Z)，C錯誤；反應(yīng)達(dá)到平衡時，增加少量氦氣，在恒容下各物質(zhì)濃度不變，反應(yīng)速率不變，D錯誤。]
5.A　[將稀硫酸改用濃硫酸會生成二氧化硫，得不到氫氣，B錯誤；反應(yīng)在溶液中進(jìn)行，增大壓強(qiáng)不能改變反應(yīng)速率，C錯誤；增加水的量，反應(yīng)速率不變，D錯誤。]
6.B
7.D　[X、Y的平衡濃度之比為1∶3，轉(zhuǎn)化濃度之比亦為1∶3，故c1∶c2=1∶3，X、Y的轉(zhuǎn)化率相等，A、C不正確；平衡時Y生成表示逆反應(yīng)速率，Z生成表示正反應(yīng)速率且v生成(Y)∶v生成(Z)為3∶2，B錯誤；由可逆反應(yīng)的特點(diǎn)可知08.C　[A項，未指明其速率是代表正反應(yīng)速率還是逆反應(yīng)速率，且倍數(shù)關(guān)系也不正確；由于得到的氣體中NH3與CO2的體積比恒為2∶1，且體系中只有這兩種氣體，故NH3的體積分?jǐn)?shù)始終不變，B、D項不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)；該反應(yīng)中NH2COONH4為固體，當(dāng)壓強(qiáng)或氣體密度不變時，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，C項能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)。]
9.C　[由圖知，M點(diǎn)對應(yīng)狀態(tài)下反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量均在改變，不是平衡狀態(tài)，A錯誤；N點(diǎn)是平衡狀態(tài)，正、逆反應(yīng)速率相等，B錯誤；X為固體，其用量不影響反應(yīng)速率，D錯誤。]
10.D　[實(shí)驗(yàn)①②溫度相同，反應(yīng)物濃度不同，濃度越大反應(yīng)速率越快，故增大反應(yīng)物濃度，化學(xué)反應(yīng)速率加快，A正確；實(shí)驗(yàn)②③溫度相同，反應(yīng)物起始濃度相同，實(shí)驗(yàn)③速率快，是因?yàn)槭褂昧舜呋瘎珺正確；對比實(shí)驗(yàn)②④，④溫度高，先達(dá)到平衡，則升高溫度，化學(xué)反應(yīng)速率加快，C正確；0~10 min內(nèi)，實(shí)驗(yàn)②的平均反應(yīng)速率v(HI)==0.02 mol·L-1·min-1，反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，則v(H2)=v(HI)=0.01 mol·L-1·min-1 ，D錯誤。]
11.(1)X(g)+Y(g)2Z(g)　(2)>　=　(3)0.1 mol·L-1·min-1　AC　(4)72.7%　(5)A
解析　(1)由圖可知，t2時刻反應(yīng)達(dá)到平衡時，X、Y、Z的物質(zhì)的量變化量之比為(1.20-0.40) mol∶(1.00-0.20) mol∶(1.60-0) mol=1∶1∶2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為X(g)+Y(g)2Z(g)。
(2)由圖可知，t1時刻，反應(yīng)未達(dá)到平衡，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，t2時刻，反應(yīng)達(dá)到平衡，正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率。
(3)由圖可知，t1時刻，X的物質(zhì)的量為0.80 mol，則反應(yīng)開始至2 min時刻，X的反應(yīng)速率為=0.1 mol·L-1·min-1；縮小容器容積，氣體壓強(qiáng)增大，使用高效催化劑，反應(yīng)速率都加快；降低反應(yīng)體系溫度，反應(yīng)速率減慢；在恒容體系中通入不參與反應(yīng)的稀有氣體，反應(yīng)體系中各物質(zhì)的濃度不變，化學(xué)反應(yīng)速率不變；故選A、C。
(4)t2時刻時，反應(yīng)達(dá)到平衡，X、Y、Z的物質(zhì)的量分別為0.40 mol、0.20 mol、1.60 mol，則Z的體積分?jǐn)?shù)為×100%≈72.7%。
(5)平衡形成過程中，正反應(yīng)速率減小、逆反應(yīng)速率增大，由圖可知，c點(diǎn)時反應(yīng)速率未達(dá)到最小，則反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài)，故A正確；t2時刻，反應(yīng)達(dá)到平衡，X的物質(zhì)的量為0.40 mol，則X的轉(zhuǎn)化率為×100%≈66.7%≠80%，故C錯誤。
12.(1)其他條件相同時，增大H2C2O4溶液的濃度(或反應(yīng)物濃度)，反應(yīng)速率增大
(2)6.25×10-3 mol·L-1·min-1
(3)①生成物中的MnSO4為該反應(yīng)的催化劑(或Mn2+對該反應(yīng)有催化作用)　②MnSO4　③與實(shí)驗(yàn)1比較，室溫下溶液褪色所需時間更短(或所用時間t小于4.0 min及其他合理答案)
解析　(1)可由圖表中的數(shù)據(jù)直接得出結(jié)論：其他條件相同時，增大H2C2O4溶液的濃度(或反應(yīng)物濃度)，反應(yīng)速率增大。
(2)v(KMnO4)==6.25×10-3 mol·L-1·min-1。

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