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2019-2020年高中化學 第二章 化學反應與能量 第三節(jié) 化學反應的速率和限度課時達標訓練 新人教版必修2 一、選擇題 1．一定條件下發(fā)生反應N2＋3H2 2NH3，在5 min內，N2的物質的量濃度由6 molL－1變?yōu)? molL－1，則用NH3表示該反應在這段時間的平均速率為(　　) A．4 molL－1min－1　　B．1.6 molL－1min－1 C．0.8 molL－1min－1 D．0.6 molL－1min－1 2．(海南高考)對于化學反應3W(g)＋2X(g)===4Y(g)＋3Z(g)，下列反應速率關系中，正確的是(　　) A．v(W)＝3v(Z) B．2v(X)＝3v(Z) C．2v(X)＝v(Y) D．3v(W)＝2v(X) 3．反應：3A(g)＋B(g)===2C(g)＋2D(g)，在不同條件下，用不同物質表示其反應速率，分別為： ①v(A)＝0.6 molL－1min－1； ②v(B)＝0.45 molL－1min－1； ③v(C)＝0.015 molL－1min－1； ④v(D)＝0.45 molL－1min－1。 則此反應在不同條件下進行最快的是(　　) A．③　　　　B．①　　　　C．④　　　　D．② 4．如圖所示，相同質量的鐵和鋅與足量的稀H2SO4充分反應，產生氫氣的質量(m)與反應時間(t)的正確關系是(　　) 5．對于可逆反應2SO2＋O2 2SO3，在混合氣體中充入一定量的 18O2，足夠長的時間后，18O原子(　　) A．只存在于O2中 B．只存在于O2和SO3中 C．只存在于O2和SO2中 D．存在于SO2、O2和SO3中 6．(北京高考)一定溫度下，10 mL 0.40 molL－1 H2O2溶液發(fā)生催化分解。不同時刻測得生成O2的體積(已折算為標準標況)如下表。 t/min 0 2 4 6 8 10 V(O2)/mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9 下列敘述不正確的是(溶液體積變化忽略不計)(　　) A．0～6 min的平均反應速率：v(H2O2)≈3.310－2molL－1min－1 B．6～10 min的平均反應速率：v(H2O2)<3.310－2molL－1min－1 C．反應至6 min時，c(H2O2)＝0.30 molL－1 D．反應至6 min時，H2O2分解了50% 7．[雙選]下列關于化學反應的限度的說法正確的是(　　) A．一個可逆反應達到的平衡狀態(tài)，就是這個反應在該條件下所能達到的限度 B．當一個可逆反應達到平衡狀態(tài)時，正、逆反應速率相等 C．平衡狀態(tài)是一種靜止的狀態(tài)，反應物和生成物的濃度已經不再改變 D．化學反應的限度不可以通過改變條件而改變 8．在一密閉容器中進行反應：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，已知反應過程中某一時刻SO2、O2、SO3的濃度分別為0.2 molL－1、0.1 molL－1、0.2 molL－1，當反應達到平衡時，可能存在的數據是(　　) A．SO2為0.4 molL－1，O2為0.2 molL－1 B．SO2為0.25 molL－1 C．SO2、SO3均為0.15 molL－1 D．SO3為0.4 molL－1 9．在體積固定的容器中，對于反應A(g)＋B(g)3C(g)(正反應為放熱反應)，下述為平衡狀態(tài)標志的是(　　) ①單位時間內A、B生成C的分子數與分解C的分子數相等 ②外界條件不變時，A、B、C濃度不隨時間變化 ③體系溫度不再變化 ④體系的壓強不再變化 ⑤體系的分子總數不再變化 A．①② B．①②③ C．①②③④ D．①②③④⑤ 10．一定條件下，可逆反應2AB＋3C在四種狀態(tài)中處于平衡狀態(tài)的是(　　) 正反應速率 逆反應速率 A v(A)＝2 molL－1min－1 v(B)＝2 molL－1min－1 B v(A)＝2 molL－1min－1 v(C)＝2 molL－1min－1 C v(A)＝1 molL－1min－1 v(B)＝2 molL－1min－1 D v(A)＝1 molL－1min－1 v(C)＝1.5 molL－1min－1 11．某溫度時，在容積為3 L的密閉容器中，X、Y、Z三種氣體的物質的量隨時間變化的曲線如圖所示。由圖中數據分析，下列結論錯誤的是(　　) A．該反應的化學方程式為2Z＋Y3X B．反應開始至2 min末，X的化學反應速率為0.2 molL－1s－1 C．該反應是由正、逆反應同時開始的，最終建立平衡 D．若增加或減少X的物質的量，化學反應速率一定會發(fā)生明顯的變化 12．CO和H2在一定條件下可以合成乙醇：2CO(g)＋4H2(g)CH3CH2OH(g)＋H2O(g)，下列敘述中能說明上述反應在一定條件下已達到最大限度的是(　　) A．CO全部轉化為乙醇 B．正反應和逆反應的化學反應速率均為零 C．CO和H2以1∶2的物質的量之比反應生成乙醇 D．反應體系中乙醇的物質的量濃度不再變化 二、非選擇題 13．在2 L的密閉容器中有如圖所示的反應，看圖按要求回答下列問題： (1)圖中，反應物：Ⅰ是________，Ⅱ是________。 (2)寫出圖中所示反應的化學方程式： Ⅰ________________________________________________________________________， Ⅱ________________________________________________________________________。 (3)在圖Ⅱ中，以0～10 s內的平均反應速率計算，t＝6 s時A的濃度是________ molL－1。 14．t ℃時，將2 mol SO2和1 mol O2通入體積為2 L的恒溫、恒容密閉容器中，發(fā)生如下反應：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，2 min時反應達到化學平衡，此時測得反應物O2還剩余0.8 mol，請?zhí)顚懴铝锌瞻祝? (1)從反應開始到化學平衡，生成SO3的平均反應速率為____________________。 (2)下列敘述能說明該反應已達到化學平衡狀態(tài)的是________(填標號)。 A．容器內壓強不再發(fā)生變化 B．SO2的體積分數不再發(fā)生變化 C．容器內氣體原子總數不再發(fā)生變化 D．相同時間內消耗2n mol SO2的同時消耗n mol O2 E．相同時間內消耗2n mol SO2的同時生成n mol O2 15．某實驗小組為確定過氧化氫分解的最佳催化條件，用如圖實驗裝置進行實驗，反應物用量和反應停止的時間數據如表所示： MnO2時間H2O2 0.1 g 0.3 g 0.8 g 10 mL 1.5% 223 s 67 s 56 s 10 mL 3.0% 308 s 109 s 98 s 10 mL 4.5% 395 s 149 s 116 s 分析表中數據回答下列問題： (1)相同濃度的過氧化氫的分解速率隨著二氧化錳用量的增加而________(填“增大”或“減小”)。 (2)從實驗效果和“綠色化學”的角度考慮，雙氧水的濃度相同時，加入________g的二氧化錳為較佳選擇。 (3)該小組的某同學分析上述數據后認為：“當用相同質量的二氧化錳時，雙氧水的濃度越小，所需要的時間就越少，亦即其反應速率越大”的結論，你認為是否正確________，理由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (提示：H2O2的密度可認為近似相等)。 16．影響化學反應速率的因素很多，某?；瘜W小組用實驗的方法進行探究。 實驗一：他們利用Cu、Fe、Mg和不同濃度的硫酸溶液(0.5 molL－1、2 molL－1、18.4 molL－1)，設計實驗方案來研究影響化學反應速率的因素。 甲同學研究的實驗報告如表： 實驗步驟 現象 結論 ①分別取等體積2 molL－1硫酸溶液于三支試管中 ②________________________________________________________________________ 反應速率Mg＞Fe，Cu不反應 金屬的性質越活潑，化學反應速率越大 (1)甲同學表中的實驗步驟②為________________________________________________________________________。 (2)甲同學的實驗目的是________________________________________________________________________。 乙同學為了更精確地研究濃度對化學反應速率的影響，利用如圖所示裝置進行定量實驗。 (3)乙同學在實驗中應該測定的數據是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)乙同學完成該實驗應選用的實驗藥品是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 實驗二：已知2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O。在酸性高錳酸鉀溶液與草酸(H2C2O4)溶液反應時，發(fā)現開始一段時間，反應速率減小，溶液褪色不明顯，但不久突然褪色，反應速率明顯增大。 (1)針對上述實驗現象，丙同學認為KMnO4與H2C2O4反應放熱，導致溶液溫度升高，反應速率增大。從影響化學反應速率的因素看，你認為還可能是__________的影響。 (2)若用實驗證明你的猜想，除酸性高錳酸鉀溶液、草酸溶液外，還需要選擇的試劑最合理的是________(填字母)。 A．硫酸鉀　　　　　　　　　B．硫酸錳 C．二氧化錳 D．水 課時達標訓練(六) 1．解析：選B　首先根據5 min內N2濃度的變化量，計算出用N2表示的化學反應速率：v(N2)＝＝0.8 molL－1min－1。其次利用“反應速率之比等于化學計量數之比”確定v(NH3)＝2v(N2)＝1.6 molL－1min－1。 2．解析：選C　化學反應速率之比等于化學方程式中相應物質的計量數之比，故正確的關系應為：A項，v(W)＝v(Z)；B項，3v(X)＝2v(Z)；C項，2v(X)＝v(Y)；D項，2v(W)＝3v(X)。 3．解析：選D　化學反應速率之比等于化學反應方程式中的化學計量數之比，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝3∶1∶2∶2，則用A表示的化學反應速率分別為： ①v(A)＝0.6 molL－1min－1， ②v(A)＝1.35 molL－1min－1， ③v(A)＝0.022 5 molL－1min－1， ④v(A)＝0.675 molL－1min－1， 所以在不同條件下，進行最快的是②，D項正確。 4．解析：選A　化學反應速率的快慢由物質的本性決定，并受外界條件的影響。圖像中拐點表示金屬已經完全反應。由于Zn比Fe活潑，所以反應速率較快，因此其完全反應所需時間少(橫坐標要小)；相同質量的鋅和鐵，鋅生成的H2的質量少，所以Zn對應的縱坐標要小。 5．解析：選D　該反應為可逆反應，加入18O2后，它與SO2反應生成SO3，因此SO3中會有 18O原子，含有 18O原子的SO3會部分分解為SO2和O2, 18O原子可能進入O2中，也可能進入SO2中，因此最后SO2、O2和SO3中都會有 18O原子。 6．解析：選C　根據題目信息可知，0～6 min，生成22.4 mL(標準狀況)氧氣，消耗0.002 mol H2O2，則v(H2O2)≈3.310－2 molL－1min－1，A項正確；隨反應物濃度的減小，反應速率逐漸降低，B項正確；反應至6 min時，剩余0.002 mol H2O2，此時c(H2O2)＝0.20 molL－1，C項錯誤；反應至6 min時，消耗0.002 mol H2O2，轉化率為50%，D項正確。 7．解析：選A、B　當一個可逆反應達到平衡狀態(tài)時，正、逆反應速率相等，反應物達到最大轉化率，這就是這個反應在該條件下所能達到的限度，A項正確；當一個可逆反應進行到平衡狀態(tài)時，正、逆反應速率相等，B項正確；化學平衡狀態(tài)是一種動態(tài)平衡，一旦條件改變，平衡就可能被破壞，化學反應的限度也就可能隨之改變，C、D兩項錯誤。 8．解析：選B　本題可采用極限法分析。若反應向右進行到底，則有：c1(SO2)＝0，c1(O2)＝0，c1(SO3)＝0.4 molL－1；若反應向左進行到底，則有：c1(SO2)＝0.4 molL－1，c1(O2)＝0.2 molL－1，c1(SO3)＝0。化學反應的限度決定了可逆反應中的各種成分是不可能完全轉化的，所以平衡時各物質的濃度范圍為0＜c(SO2)＜0.4 molL－1，0＜c(O2)＜0.2 molL－1,0＜c(SO3)＜0.4 molL－1，因此A、D項錯誤，B項正確；對于C項，若SO3為0.15 molL－1，則轉化的SO3的濃度為(0.2－0.15) molL－1＝0.05 molL－1，此時SO2的濃度應該為(0.2＋0.05) molL－1＝0.25 molL－1，故C項錯誤。 9．解析：選D?、僬⒛娣磻俾氏嗟?；②濃度不變，說明已達平衡；③如果該反應沒有達到平衡則反應要和外界有能量的交換，必然導致體系溫度改變；現在體系溫度不變，說明已達平衡；由于該反應是一個體積改變的反應，沒有達到平衡之前，壓強是改變的，分子總數也是改變的，只有平衡狀態(tài)時，二者才不會改變，故①②③④⑤均可作為平衡狀態(tài)的標志。 10．解析：選D　正反應速率和逆反應速率相等時，化學反應達到平衡狀態(tài)。通過化學方程式中的化學計量數進行變換比較，A項，v(A)＝2 molL－1min－1，則v(B)＝1 molL－1min－1；B項，v(A)＝2 molL－1min－1，則v(C)＝3 molL－1min－1；C項，v(A)＝1 molL－1min－1，則v(B)＝0.5 molL－1min－1。 11．解析：選B　從圖中橫、縱坐標及曲線的變化趨勢可找到X、Y、Z轉化的物質的量之比，即可寫出該反應的化學方程式2Z＋Y3X，故A項正確；根據化學反應速率的計算公式，可求出X的化學反應速率：v(X)＝≈0.001 1 molL－1s－1，故B項錯誤；根據題圖中曲線均不通過原點，可判斷該可逆反應是由正、逆反應同時開始的，故C項正確。因X為氣體，改變其物質的量，必然會導致其濃度的改變，因此化學反應速率也會隨之改變，故D項正確。 12．解析：選D　可逆反應的最大限度即化學平衡，對于可逆反應，反應不能進行到底，A項不正確；化學平衡為動態(tài)平衡，正、逆反應速率相等且不為零，B項不正確；C項不能說明正、逆反應速率相等，不正確；反應體系中乙醇的物質的量濃度不變，反應達到平衡，故D項正確。 13．解析：在圖Ⅰ和圖Ⅱ中，都是A的濃度隨反應的進行不斷減小至不變，B、C的濃度隨反應的進行不斷增大至不變，所以A為反應物，B、C為生成物。不同的是圖Ⅰ中A的最終濃度為0，圖Ⅱ中不為0，所以圖Ⅰ中的反應是不可逆反應，而圖Ⅱ中的反應是可逆反應。圖Ⅱ中，10 s內變化的c(A)＝1.2 molL－1－0.8 molL－1＝0.4 molL－1，所以6 s內變化的c(A)＝6 s＝0.24 molL－1，此時c(A)＝0.96 molL－1。 答案：(1)A　A　(2)3A===2B＋C　AB＋2C　(3)0.96 14．解析：　　　　　　　　2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) 起始濃度(molL－1) 　1 0.5 　0 轉化濃度(molL－1) 　0.2 0.1 　0.2 平衡濃度(molL－1) 　0.8 0.4 　0.2 v(SO3)＝＝0.1 molL－1min－1。 答案：(1)0.1 molL－1min－1　(2)ABE 15．解析：(1)由表格中的數據可知：相同濃度的H2O2，加入的MnO2越多，反應所用的時間越短，即分解速率越大。(2)用0.1 g催化劑的化學反應速率明顯小于用0.3 g和0.8 g催化劑的化學反應速率；用0.8 g催化劑和用0.3 g催化劑的化學反應速率及反應時間相差不多，但用0.3 g催化劑節(jié)約藥品。(3)從表中數據可知，相同體積3.0%的雙氧水中的溶質含量是1.5%的雙氧水中溶質含量的2倍，但反應的時間卻比其反應時間的2倍小得多，由化學反應速率計算公式(v＝)可得出，此實驗條件下雙氧水的濃度越大分解速率越大。 答案：(1)增大　(2)0.3 (3)不正確　H2O2的濃度擴大2倍(從1.5%→0.3%)，但反應所需時間比其2倍小得多 16．解析：實驗一：甲同學是探究幾種不同金屬本身的性質與化學反應速率的關系，固體表面積的大小對化學反應速率有影響，因此要選用大小、形狀相同的金屬；乙同學是探究濃度對化學反應速率的影響，18.4 molL－1的硫酸溶液為濃硫酸，常溫下Mg與濃硫酸化學反應生成SO2，Fe在濃硫酸中鈍化，因此，比較濃度對化學反應速率的影響時不選濃硫酸。 實驗二：影響化學反應速率的因素有溫度、濃度、壓強、催化劑等。隨著反應的進行，濃度逐漸減小，化學反應速率應逐漸減小，所以排除了濃度對化學反應速率的影響。除考慮溫度外，還可能是反應產生了催化劑，該實驗發(fā)生的是氧化還原反應，有新增離子Mn2＋生成，所以可能是Mn2＋的催化作用。 答案：實驗一：(1)向三支試管中分別投入大小、形狀相同的Cu、Fe、Mg　(2)研究金屬(或反應物)本身的性質與化學反應速率的關系　(3)測定一定時間內產生氣體的體積(或產生一定體積的氣體所需的時間)　(4)Mg(或Fe)、0.5 molL－1硫酸溶液、2 molL－1硫酸溶液 實驗二：(1)催化劑(或MnSO4、Mn2＋)的催化作用　(2)B