学年新人教版必修2 62化学反应的速率与限度 同步练习解析版.docx
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学年新人教版必修262化学反应的速率与限度同步练习解析版
6.2化学反应的速率与限度
同步练习(解析版)
1.下列事实和解释正确的是()
A.锌与稀盐酸反应,加入NaCl固体后反应速率加快是因为增大了Cl-的浓度
B.面粉厂内要禁止明火是因为固体表面积大会加快反应速率
C.5%的H2O2中加入MnO2粉末后分解速率迅速加快是因为MnO2粉末降低了反应的焓变
D.锌与稀盐酸反应滴入CuSO4稀溶液反应速率变慢是因为CuSO4溶液中的水降低了硫酸的浓度
2.可逆反应:
在固定体积密闭容器中反应,达到平衡状态的标志是
①单位时间内生成n mol
的同时生成2n mol HI;
②单位时间内生成n
的同时,生成n
;
③用HI、
、
的物质的量浓度变化表示的反应速率的比为2:
1:
1的状态;
④混合气体的颜色不再改变的状态;
⑤混合气体的密度不再改变的状态;
⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
A.①④B.②③⑤C.①③④D.①④⑤⑥
3.在体积为1L的密闭容器中体积不变充入
和
,一定条件下发生反应:
,测得
和
的浓度随时间变化如图所示。
下列说法正确的是
A.从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率为
B.进行到3min 时,正反应速率和逆反应速率相等
C.10min 后容器中各物质的量浓度不再改变
D.到达平衡状态时,反应放出
的能量
4.下列说法不正确的是
A.在固定体积的密闭容器中发生可逆反应
,当混合气体的压强不再改变时,说明已达到化学平衡状态
B.对于反应
,改变某一条件,若化学平衡常数增大,则反应速率也一定增大
C.将
的
加水稀释,则溶液中
减小
D.常温下向
悬浊液中加入
浓溶液后,溶液中
不变
5.下列说法或表示法正确的是
A.若反应2AB(g)⇌C(g)+3D(g)在高温下能自发进行,其逆反应在低温下能自发进行,则该正反应的∆H<0、∆S>0
B.在101KPa时,2gH2完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量,则表示氢气燃烧热的热化学方程式为2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)∆H=-571.6kJ/mol
C.一定条件下,反应2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)∆H<0达到平衡后,升高体系温度反应重新达到平衡前,有2v正(O2)>v逆(SO3)
D.酸与碱恰好完全反应生成正盐的c(H+)=c(OH-)=10-6mol/L的溶液一定呈中性
6.在3种不同条件下,分别向容积为2L的恒容密闭容器中充入2molA和1molB,发生反应:
2A(g)+B(g)
2C(g)ΔH=QkJ/mol。
相关条件和数据见下表:
实验编号
实验Ⅰ
实验Ⅱ
实验Ⅲ
反应温度/℃
700
700
750
达平衡时间/min
40
5
30
平衡时n(C)/mol
1.5
1.5
1
化学平衡常数
K1
K2
K3
下列说法正确的是()
A.K1=K2 B.升高温度能加快反应速率的原因是降低了反应的活化能 C.实验Ⅱ比实验Ⅰ达平衡所需时间小的可能原因是使用了催化剂 D.实验Ⅲ达平衡后,恒温下再向容器中通入1molA和1molC,平衡正向移动 7.二氧化硫是形成酸雨的罪魁祸首之一,含硫煤燃烧的尾气处理一直是化学研究的重要课题。 某工厂设计了新的治污方法,该工艺流程如图所示,下列叙述不正确的是() A.该过程中可得到化工产品 B.该工艺流程中 可以循环利用 C.若处理含 的尾气,理论上需要通入相同条件下的空气约 D.可用澄清石灰水检验最终排出的气体是否含有二氧化硫 8.在一绝热(不与外界发生热交换)的恒容容器中,发生反应: 2A(g)+B(s) C(g)+D(g),下列描述中能表明反应已达到平衡状态的有()个 ①容器内温度不变②混合气体的密度不变③混合气体的压强不变 ④混合气体的平均相对分子质量不变⑤C(g)的物质的量浓度不变 ⑥容器内A、C、D三种气体的浓度之比为2: 1: 1⑦某时刻v(A)=2v(C)且不等于零 ⑧单位时间内生成nmolD,同时生成2nmolA A.4B.5C.6D.7 9.在一体积2L的密闭容器中加入反应物N2、H2,发生如下反应: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。 反应过程中的部分数据如下表所示,下列说法正确的是 物质的量/mol 时间/min n(N2) n(H2) n(NH3) 0 1.0 1.2 0 2 0.9 4 0.75 6 0.3 A.0~2min内,NH3的反应速率为0.1mol·Lˉ1·minˉ1 B.2min时,H2的物质的量0.3mol C.4min时,反应已达到平衡状态,此时正、逆反应的速率都为0 D.4~6min内,容器内气体分子的总物质的量不变 10.O3也是一种很好的消毒剂,具有高效、洁净、方便、经济等优点。 O3可溶于水,在水中易分解,产生的[O]为游离氧原子,有很强的杀菌消毒能力。 常温常压下发生反应如下: 反应①O3 O2+[O]ΔH>0平衡常数为K1;反应②[O]+O3 2O2ΔH<0平衡常数为K2;总反应: 2O3 3O2ΔH<0衡常数为K。 下列叙述正确的是( ) A.升高温度,K增大B.K=K1+K2 C.适当升温,可提高消毒效率D.压强增大,K2减小 11.磷酸盐骨水泥具有良好的生物相容性和生物活性。 医药工业利用共沉淀原理,通过控制Ca/P物质的量比n(Ca)/n(P)]制备相应产品[Ca5(PO4)3OH和Ca3(PO4)2的n(Ca)/n(P)分别为1.67和15]流程如下: (注: Ca5(PO4)3OH和Ca3(PO4)2和CaHPO4均难溶于水;Ca(H2PO4)2溶液pH<7) 下表为n(Ca)/n(P)=1.5时,不同pH值制得滤饼的产率以及分析结果: (1)流程中强调“滴加速度100mL/45min的作用是______________________________。 流程中调pH选氨水,不选生石灰或石灰乳的理由是_____________________________。 (2)从表中数据分析生成Ca3(PO4)2时,“pH=x”中的x的最佳取值为___,滤饼的化学成分Ca5(PO4)3OH、Ca3(PO4)2和CaHPO4和_____________。 (3)酸性条件下产率偏低的原因是________________________________________。 (4)“高温煅烧”滤饼,化学反应方程式为___________________________________。 (5)如图是生产羟基磷灰石时得到的实验曲线,依据图上信息计算磷的初始浓度为0.70mmol/L,pH=10.0条件下反应前10min内磷的沉淀速率为______。 12.2007年诺贝尔化学奖授予德国科学家格哈德·埃特尔,以表彰他在表面化学研究领域作出的开拓性贡献。 (1)某校化学研究性学习小组的同学在技术人员的指导下,按下列流程探究不同催化剂对NH3还原NO反应的催化性能。 若控制其他实验条件均相同,在催化反应器中装载不同的催化剂,将经催化反应后的混合气体通过滴有酚酞的稀硫酸溶液(溶液的体积、浓度均相同)。 为比较不同催化剂的催化性能,需要测量并记录的数据是___。 (2)在汽车的排气管上安装“催化转化器”(用铂、钯合金作催化剂),它的作用是使CO、NO反应生成可参与大气生态环境循环的无毒气体,并促使烃类充分燃烧。 ①写出CO与NO反应的化学方程式: ___,该反应作氧化剂的物质是__。 ②用CH4催化还原NOx也可以消除氮氧化物的污染。 例如: CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g);ΔH1=-574kJ·mol-1 CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);ΔH2 若1molCH4还原NO2至N2,整个过程中放出的热量为867kJ,则ΔH2=___。 (3)有人认为: 该研究可以使氨的合成反应,在铁催化剂表面进行时的效率大大提高,从而使原料的转化率大大提高。 请你应用化学基本理论对此观点进行评价: ___。 13.将4molA气体和2molB气体在2L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应: 2A(g)+B(g)⇌2C(g)。 若经2s时测得C的浓度为0.6mol·L-1,填写下列空白: (1)用物质A表示反应的平均速率为_________。 (2)用物质B表示反应的平均速率为_________。 (3)2s时物质A的转化率为_________。 (4)2s时物质B的体积分数为_________。 14.在1000K时,将4molCO2和8molH2充入2L密闭容器中,发生反应CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g),容器中H2的物质的量随时间的变化如图中实线所示,图中虚线表示仅改变某一反应条件时,H2的物质的量随时间的变化。 回答下列问题: (1)反应开始至a点时的平均速率v(H2)=___mol•L-1•min-1。 (2)曲线Ⅰ对应的条件改变是升温,则该反应△H___0(填“>”或“<”)。 (3)曲线Ⅱ对应改变的一个条件可能是___(写出一条即可)。 (4)1000K时,该反应的化学平衡常数为___mol-2•L2。 (5)下列叙述中能说明该反应已达到化学平衡状态的是__(填标号)。 A.容器内CH4和H2O的浓度之比为1: 2 B.4v正(CO2)=v逆(H2) C.容器内压强保持不变 D.混合气体的密度保持不变 15.氧化剂H2O2在反应时不产生污染物被称为绿色氧化剂,因而受到人们越来越多的关注。 I.某实验小组以H2O2分解为例,探究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。 在常温下按照如下表所示的方案完成实验。 实验编号 反应物 催化剂 ① 10mL2%H2O2溶液 无 ② 10mL5%H2O2溶液 无 ③ 10mL5%H2O2溶液 1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液 ④ 10mL5%H2O2溶液+少量HCl溶液 1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液 ⑤ 10mL5%H2O2溶液+少量NaOH溶液 1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液 (1)实验①和②的目的是_________________________________。 同学们进行实验时没有观察到明显现象而无法得出结论。 资料显示,通常条件下H2O2稳定,不易分解。 为了达到实验目的,你对原实验方案的改进方法是_________________________(填一种方法即可)。 (2)实验③④⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图所示。 分析该图能够得出的实验结论是________________________________。 II.资料显示,某些金属离子或金属氧化物对H2O2的分解起催化作用。 为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,该实验小组的同学设计了如下图所示的实验装置进行实验。 (1)某同学通过测定O2的体积来比较H2O2的分解速率快慢,实验时可以通过测量_______或______来比较。 (2)0.1gMnO2粉末加入50mLH2O2溶液中,在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示。 请解释化学反应速率变化的原因: _____________。 请计算H2O2的初始物质的量浓度为________________(保留两位有效数字)。 为探究MnO2在此实验中对H2O2的分解起催化作用,需补做下列实验(无需写出具体操作): a._________________;b.___________________。 16.某研究性学习小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液的反应探究“外界条件的改变对化学反应速率的影响”,进行了如下实验: 实验序号 实验 温度/K 有关物质 溶液颜色褪至无色所需时间/s 酸性KMnO4溶液 H2C2O4溶液 H2O V/mL c/mol·L-1 V/mL c/mol·L-1 V/mL A 293 2 0.02 4 0.1 0 t1 B T1 2 0.02 3 0.1 V1 8 C 313 2 0.02 V2 0.1 1 t2 (1)通过实验A、B,可探究出___(填外部因素)的改变对化学反应速率的影响,其中V1=____、T1=____;通过实验___(填实验序号)可探究出温度变化对化学反应速率的影响,其中V2=____。 (2)若t1<8,则由此实验可以得出的结论是_____;忽略溶液体积的变化,利用实验B中数据计算,0~8s内,用KMnO4的浓度变化表示的反应速率v(KMnO4)=___。 (3)该小组的一位同学通过查阅资料发现,上述实验过程中n(Mn2+)随时间的变化情况如图所示,并认为造成这种变化的原因是反应体系中的某种粒子对KMnO4与草酸之间的反应有某种特殊作用,则该作用是____,相应的粒子最可能是___(填粒子符号)。 参考答案 1.B 【解析】 【详解】 A.锌与稀盐酸反应的实质是锌与氢离子之间的置换反应,增加氯离子的浓度反应速率不变,A错误; B.面粉厂内要禁止明火是因为固体表面积大会加快反应速率,引起爆炸,B正确; C.5%的H2O2中加入MnO2粉末后分解速率迅速加快是因为MnO2起催化剂作用,C错误; D.锌与稀盐酸反应滴入CuSO4稀溶液,锌置换出铜,构成原电池,加快反应速率,D错误; 答案选B。 2.A 【解析】 【详解】 ①单位时间内生成n mol 等效于消耗2n mol HI,同时生成2n mol HI,正逆反应速率相等,达平衡状态,故①正确; ②单位时间内生成n 的同时,生成n mol ,都说明向正反应方向进行,故②错误; ③只要反应发生,HI、 、 的物质的量浓度变化表示的反应速率的比一直为2: 1: 1,故③错误; ④混合气体的颜色不再改变,说明碘蒸气的浓度不变,反应达平衡状态,故④正确; ⑤混合气体的密度一直不改变,故⑤错误; ⑥反应前后气体分子数相等,混合气体的平均相对分子质量一直不变,故⑥错误。 所以①④符合题意,故A正确; 答案: A。 【点睛】 根据化学平衡状态的特征解答,当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化,解题时要注意,选择判断的物理量,随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态。 3.C 【解析】 【详解】 A.从反应开始到平衡,时间10min,图象中甲醇浓度变化为 ,结合化学方程式计算氢气浓度变化 ,反应速率 ,故A错误; B.进行到3min时二氧化碳和甲醇浓度相同,但随时间变化浓度会发生变化,反应未达到平衡状态,正反应速率和逆反应速率不相等,故B错误; C.平衡标志是物质浓度不发生变化,10min后容器中各物质的量浓度不再改变,说明反应达到平衡状态,故C正确; D.反应焓变是指反应物完全反应是的能量变化, ,反应为可逆反应,到达平衡状态时,反应放出的能量小于 ,故D错误; 答案: C。 4.C 【解析】 【详解】 A.对反应 ,当混合气体的压强不再改变时,说明正逆反应速率相等,已达到化学平衡状态,故正确; B.因为平衡常数只和温度有关,对于反应 ,只有升高温度使化学平衡常数增大,温度升高反应速率也一定增大,故正确; C.将 的 加水稀释,促进电离, = ,电离平衡常数不变, 浓度减小,则溶液中 增大,故C错误; D.溶液中 ,在分子和分母同乘以氢氧根离子的浓度,得 ,温度不变分式的值不变,故D正确; 答案: C。 【点睛】 根据化学平衡常数只与温度有关,与其他物理量无关,进行分析BD选项。 5.D 【解析】 【详解】 A、若反应2AB(g)⇌C(g)+3D(g)在高温下能自发进行,熵变∆S>0,∆H-∆S∙T<0,可能∆H>0,其逆反应在低温下能自发进行,逆反应熵变∆S<0,∆H-∆S∙T<0,则该逆反应的∆H<0,所以该正反应的∆H>0、∆S>0,A错误; B、2g氢气是1mol,放出285.8kJ热量,则氢气燃烧热的热化学方程式为: H2(g)+ O2(g)=H2O(l)∆H=-285.8kJ/mol,B错误; C、∆H<0为放热反应,升高体系温度,平衡逆向移动,则反应重新达到平衡前,有2v正(O2)<v逆(SO3),C错误; D、c(H+)=c(OH-)的溶液一定呈中性,D正确。 故选: D。 6.C 【解析】 【详解】 A.反应为2A(g)+B(g) 2C(g),比较实验I和III,温度升高,平衡时C的量减少,说明升高温度,化学平衡向逆反应方向移动,正反应为放热反应,Q<0,则K3 K3 B.升高温度,使一部分分子吸收热量而变为活化分子,导致活化分子百分数增大,增大活化分子有效碰撞机会,化学反应速率加快,而反应的活化能不变,B错误; C.实验II达到平衡的时间比实验I短,而实验温度与实验I相同,平衡时各组分的量也相同,可判断实验II改变的条件是使用了催化剂。 催化剂加快反应速率,但不改变化学平衡状态,故实验I和Ⅱ探究的是催化剂对于化学反应的影响,C正确; D.容积为2L的恒容密闭容器中充入2molA和1molB,发生反应: 2A(g)+B(g) 2C(g),实验III中,原平衡的化学平衡常数为K= =4。 温度不变,平衡常数不变,实验Ⅲ达平衡后,恒温下再向容器中通入1molA和1molC,则此时容器中c(A)=1mol/L,c(B)=0.25mol/L,c(C)=1mol/L,此时浓度商Qc= =4=K,因此恒温下再向容器中通入1molA和1molC,化学平衡没有发生移动,D错误; 故合理选项是C。 7.D 【解析】 【分析】 根据工艺流程所示可知,该工艺中Fe2(SO4)3和H2O吸收SO2生成FeSO4和H2SO4,该反应的化学方程式为Fe2(SO4)3+2H2O+SO2=2FeSO4+2H2SO4,据此分析解答。 【详解】 A.分析流程, 最终转化为 ,故该过程中可得到化工产品 ,故A正确; B. 与 反应生成 ,然后 被氧化为 ,故该工艺流程中 可以循环利用,故B正确; C.根据2SO2 +O2⇌3SO3,若处理含 的尾气,理论上需要相同条件下的氧气 ,氧气在空气中的体积分数约为 ,理论上需要通入相同条件下的空气约 ,故C正确; D.煤燃烧生成二氧化碳,最终排出的气体一定含有二氧化碳,也能使石灰水变浑浊,故D错误。 答案选D。 8.C 【解析】 【详解】 ①该容器为绝热容器,容器内温度不变,说明正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态; ②由于B呈固态,根据质量守恒定律,建立平衡过程中气体的总质量增大,恒容容器中混合气体的密度增大,达到平衡时混合气体总质量不变,混合气体的密度不变,混合气体的密度不变能说明反应达到平衡状态; ③该反应反应前后气体分子数不变,建立平衡过程中混合气体分子总物质的量始终不变,由于是绝热容器,建立平衡过程中容器温度变化,混合气体压强发生变化,达到平衡时温度不变,混合气体压强不变,混合气体的压强不变说明反应达到平衡; ④由于B呈固态,根据质量守恒定律,建立平衡过程中气体的总质量增大,混合气体分子总物质的量始终不变,混合气体的平均相对分子质量增大,达到平衡时混合气体总质量不变,混合气体的平均相对分子质量不变,混合气体的平均相对分子质量不变说明反应达到平衡状态; ⑤C(g)的物质的量浓度不变是化学平衡的特征标志,说明反应达到平衡状态; ⑥达到平衡时A、C、D的浓度保持不变,但不一定等于2: 1: 1,A、C、D三种气体的浓度之比为2: 1: 1时反应不一定达到平衡状态; ⑦某时刻υ(A)=2υ(C)且不等于零,没有指明是正反应速率,还是逆反应速率,不能说明反应达到平衡状态; ⑧单位时间内生成nmolD一定消耗2nmolA,同时生成2nmolA,A的浓度不变说明反应达到平衡状态; 能说明反应达到平衡状态的有①②③④⑤⑧,共6个,答案选C。 【点睛】 本题考查化学平衡的标志,化学平衡的标志是: 逆向相等,变量不变。 “逆向相等”指达到平衡时同一物质表示的正、逆反应速率相等,说明反应达到了平衡状态;“变量不变”指可变物理量不变是平衡的标志,不变物理量不变不能作为平衡的标志。 注意本题中的B呈固态以及容器为绝热容器。 9.D 【解析】 【详解】 依据表中数据可知: N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) 起始量(mol)11.20 变化量(mol)0.10.30.2 2min量(mol)0.90.90.2 N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) 起始量(mol)11.20 变化量(mol)0.150.450.3 4min量(mol)0.850.750.3 N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) 起始量(mol)11.20 变化量(mol)0.150.450.3 6min量(mol)0.850.750.3 A.0~2min内NH3的反应速率为: =0.05mol•L﹣1•min﹣1,故A错误; B.0~2min过程中消耗H2的物质的量0.3mol,2min时H2的物质的量0.9mol,故B错误; C.根据分析可知,4min时与6min时各组分的浓度相等,说明该反应已达到平衡状态,但此时正、逆反应的速率不等于0,故C错误; D.4~6min内已经达到平衡状态,正逆反应速率相等,则容器内气体分子的总物质的量不变,故D正确; 故答案为D。 10.C 【解析】 【详解】 A.由总反应: 2O3=3O2△H<0可知,正反应为放热反应,则升高温度平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,故A错误; B.由盖斯定律可知反应①+②可得总反应,则K=K1×K2,故B错误; C.适当升温,反应速率增大,则可提高消毒效率,故C正确; D.平衡常数只受温度的影响,温度不变,平衡常数不变,故D错误; 答案选C。 11.使反应物充分接触若选择生石灰或石灰乳调节pH会改变 7.2CaCO3酸性条件下,容易造成钙的流失;(或“酸性条件下,容易造成钙磷流失 或酸性条件下,难溶产物易溶解转化为易溶物质造成钙磷流失或酸性条件下,Ca5(PO4)3OH和Ca3(PO4)2和CaHPO4等易转化为可溶的Ca(H2PO4)2,造成钙磷流失)2CaHPO4+CaCO3 Ca3(PO4)2+H2O+CO2↑或Ca5(PO4)3OH+CaHPO4 2Ca3(PO4)2+H2O0.056mmol•L-1•min-1或5.6×10-5mol/(L•min) 【解析】 【分析】 (1)滴加速度较慢,可以使混合物充分接触;根据对 的影响分析; (2)根据 的值,及产率综合分析;根据反应物判断滤饼的化学成分; (3)酸性条件下易生成可溶性的Ca(H2PO4)2; (4)高温下,Ca
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