必修二第二章第三节时作业详细解析

1、必修二第二章第三节课时作业化学反应的速率和限度一、选择题(本题包括8小题,每小题4分,共32分)1.(2014·洛阳高一检测)下列事实能说明氯气与水的反应是可逆反应的是()A.氯水的漂白作用B.氯水呈黄绿色C.氯水与NaOH反应D.氯水与锌反应产生H2【解析】选B。可逆反应就是生成物和反应物都有,反应不能进行到底。要证明氯气与水的反应是可逆反应,就是要证明有Cl2、H2O、HCl、HClO同时存在或者证明反应物没有全部反应完全。氯水呈黄绿色说明氯水中有Cl2,可以说明氯气与水的反应是可逆反应。酸性说明氯水中有HCl,漂白性说明氯水中有HClO,都不足以说明反应是可逆反应。【方法规律】

2、可逆反应的判断及特点(1)判断一个反应是否属于可逆反应一看反应是否相反,二看反应条件是否相同。(2)可逆反应不可能进行到底,反应物的转化率一定小于100%,平衡时生成物和反应物共存。2.(2014·福州高一检测)下列关于化学反应速率的说法中,不正确的是()A.化学反应速率是衡量化学反应进行快慢程度的物理量B.化学反应速率通常用单位时间内生成或消耗某物质的质量的多少来表示C.在同一个反应中,各物质的反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比D.化学反应速率的常用单位有mol·L-1·s-1和mol·L-1·min-1【解析】选B。化学反应速率是

3、衡量化学反应进行快慢程度的物理量,通常用单位时间内生成或消耗某物质的浓度的变化来表示,常用单位有mol·L-1·s-1和mol·L-1·min-1,A、D正确,B错误;在同一个反应中,各物质的反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比,C正确。3.(双选)(2014·广州高一检测)某容积固定的密闭容器中发生可逆反应:A(g)+2B(g)C(g)+D(g),能说明反应已达到平衡状态的事实是()A.容器内A、B、C、D四者共存B.vA(正)=2vB(逆)C.容器内压强不随时间的变化而变化D.vA(正)=vC(逆)【解析】选C、D。容器内A、B、C

4、、D四者共存,不能说明反应是否达到平衡,A错误;2vA(正)=vB(逆),vA(正)=vC(逆),能说明反应达到平衡,B错误,D正确;因该反应是气体体积可变的反应,所以容器内压强不随时间的变化而变化,说明混合气体的物质的量不再改变,证明反应达到平衡,C正确。4.(2014·鞍山高一检测)反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)经一段时间后,SO3的浓度增加了0.4 mol·L-1,在这段时间内用O2表示的反应速率为0.04 mol·L-1·s-1,则这段时间为()A.0.1 sB.2.5 sC.10 sD.5 s【解析】选D。根据题意,SO3的浓度增

5、加了0.4 mol·L-1,则O2的浓度减少了0.2 mol·L-1,v(O2)=c(O2)t,t=c(O2)v(O2)=0.2mol·L-10.04mol·L-1·s-1=5 s。5.(2014·北京西城区高一检测)对于反应4NH3+5O24NO+6H2O,下列为4种不同情况下测得的反应速率,其中能表明该反应进行最快的是()A.v(NH3)=0.2 mol·L-1·s-1B.v(O2)=14 mol·L-1·min-1C.v(H2O)=0.25 mol·L-1·s-1D.v

6、(NO)=9 mol·L-1·min-1【解析】选A。首先,统一单位,A项v(NH3)=0.2 mol·L-1·s-1=12 mol·L-1·min-1,C项v(H2O)=0.25 mol·L-1·s-1=15 mol·L-1·min-1;其次,物质的化学反应速率与其化学计量数之比越大,则该物质表示的化学反应速率就越大,A、B、C、D四个选项中该比值分别是12÷4=3,14÷5=2.8,15÷6=2.5,9÷4=2.25,故选A。【方法规律】反应速率大小比

7、较的方法同一化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同,比较化学反应速率的快慢不能只看数值大小,还要进行一定的转化:(1)换算成同一物质、同一单位表示,再比较数值大小。(2)比较化学反应速率与化学计量数的比值。如反应aA+bBcC,要比较v(A)与v(B)的相对大小,即比较v(A)a与v(B)b的相对大小,若v(A)a>v(B)b,则A的反应速率比B大。6.对于可逆反应M+NQ达到平衡时,下列说法正确的是()A.M、N、Q三种物质的浓度一定相等B.M、N全部变成了QC.反应物和生成物的浓度都保持不变D.反应已经停止【解析】选C。平衡时反应物、生成物的浓度之比应从两个方面考虑:一是反应物的起

8、始浓度,二是化学方程式中的化学计量数。如2 mol M与1 mol N反应,无论怎样反应,M与N的浓度永远不相等,所以“M、N、Q三种物质的浓度一定相等”这种说法是错误的,A错误;此反应是可逆反应,B错误;反应物和生成物的浓度都保持不变,可以说明反应既不向正反应方向移动,也不向逆反应方向移动,符合化学平衡特征,C正确;化学平衡是一种动态平衡,D错误。7.(2014·宜昌高一检测)把镁条投入到盛有盐酸的敞口容器中,产生H2的速率可由右图表示。在下列因素中对产生H2速率有影响的是()盐酸的浓度镁条的表面积溶液的温度Cl-的浓度A.B.C.D.全部【解析】选C。盐酸的浓度、镁条的表面积、溶

9、液的温度会影响化学反应速率,因该反应的实质是Mg+2H+=Mg2+H2,与Cl-的浓度无关,选C。【变式训练】下列实验中,反应速率加快是由催化剂引起的是()A.在炭粉中加入KClO3,点燃时燃烧更为剧烈B.H2O2中加入少量FeCl3,即可迅速放出气体C.将炭块粉碎成粉末状,可使燃烧更加充分D.锌与稀硫酸反应中加入少量硫酸铜,产生氢气速率加快【解析】选B。A项,氯酸钾受热时分解产生氧气,会使炭粉燃烧更旺,A不符合题意;B项,氯化铁是双氧水分解的催化剂,加快了化学反应速率,B符合题意;C项,增大了固体的表面积,从而加快了反应速率,C不符合题意;D项,构成原电池加快了反应速率,D不符合题意。8.下

10、列反应中生成H2的速率最快的是()金属酸溶液温度AMg0.5 mol·L-1H2SO420BFe1 mol·L-1HCl20CZn2 mol·L-1HCl20DMg1 mol·L-1H2SO430【解析】选D。金属的活泼性顺序是Mg>Zn>Fe,故B、C错误;A、D两项相比,D项中反应物的浓度大,且溶液的温度高,故生成H2的速率最快。【互动探究】(1)若A、D两项中硫酸的浓度相同,溶液的温度相同,A中是镁片,D中是镁粉,则反应速率最快的是哪个?提示:D项镁粉的表面积大,反应速率快。(2)若在D项的硫酸溶液中滴入几滴硫酸铜溶液,化学反应速率发生

11、改变吗?如何改变?提示:此时构成原电池,加快化学反应速率。二、非选择题(本题包括2小题,共18分)9.(8分)(2014·郑州高一检测)某温度时,在2 L容器中X、Y、Z三种物质随时间的变化曲线如图所示,由图中的数据分析。(1)该反应的化学方程式为 _;(2)反应开始至2 min时Z的平均反应速率为_。【解析】(1)由题图可知2 min内X、Y分别减少了0.3 mol和0.1 mol,Z增加了0.2 mol,故X、Y为反应物,Z为生成物,X、Y、Z的化学计量数之比为312,该反应的化学方程式为3X+Y2Z。(2)v(Z)=0.2mol/2 L2min=0.05 mol

12、83;L-1·min-1。答案:(1)3X+Y2Z(2)0.05 mol·L-1·min-110.(10分)将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L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2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L-1,则(1)用物质A表示的反应速率为_;(2)用物质B表示的反应速率为_;(3)2 s时物质B的转化率为_;(4)2 s时物质A的浓度为_。【解析】据题意可知,初始时c(A)=2 mol·L-1,c(B)=1 mol·L-1,经2 s后测得C的浓度为0.6 mol

13、·L-1,则有(括号内为已知量):2A(g)+B(g)2C(g)c(初)(mol·L-1)(2)(1)0c(mol·L-1)0.60.30.6c(末)(mol·L-1) 1.4 0.7 (0.6)故v(A)=v(C)=0.6 mol·L-1÷2 s=0.3 mol·L-1·s-1,v(B)=0.15 mol·L-1·s-1,2 s时物质B的转化率为0.3 mol·L-1÷1 mol·L-1×100%=30%,2 s时物质A的浓度为2 mol·L-

14、1-0.6 mol·L-1=1.4 mol·L-1。答案:(1)0.3 mol·L-1·s-1(2)0.15 mol·L-1·s-1(3)30%(4)1.4 mol·L-1【方法规律】应用三段式法计算化学反应速率1.计算模式:设amol·L-1、bmol·L-1分别为A、B两物质的起始浓度,mxmol·L-1为反应物A的转化浓度,nxmol·L-1为B的转化浓度,则:mA(g)+nB(g)pC(g) + qD(g)起始浓度(mol·L-1)ab00转化浓度(mol·

15、L-1)mx nx pxqx终态浓度(mol·L-1)a-mx b-nx pxqx2.基本步骤:(1)确定反应物或生成物的起始加入量。(2)确定反应过程中各物质的变化量。(3)确定反应进行至某时刻时各物质的量。(4)依据题干中的条件建立等式关系进行解答。(5)应用化学反应速率之比=物质的量浓度变化之比=物质的量变化之比=化学计量数之比。3.计算公式:(1)反应物:c(末)=c(初)-c生成物:c(末)=c(初)+c(2)v=ct=nV·t(3)反应物转化率=cc(初)×100%一、选择题(本题包括6小题,每小题5分,共30分)1.(2014·天津高一检测

16、)把下列4种X的溶液,分别加入盛有10 mL 2 mol·L-1的盐酸的烧杯中,并均加水稀释至50 mL,此时X和盐酸缓慢地进行反应,其中反应速率最大的是()A.20 mL,2 mol·L-1B.20 mL,3 mol·L-1C.10 mL,5 mol·L-1D.10 mL,3 mol·L-1【解析】选B。据条件可知,加入的X溶液中X的物质的量越多,当“稀释至50 mL”时其物质的量浓度就越大,故选B。【变式训练】硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S+H2O,下列各组实验中最先出现浑浊的是

17、()实验反应温度/Na2S2O3溶液稀硫酸H2OV/mLc/(mol·L-1)V/mLc/(mol·L-1)V/mLA2550.1100.15B2550.250.210C3550.1100.15D3550.250.210【解析】选D。温度越高,浓度越大,反应速率越快。2.(2014·石家庄高一检测)将5.6 g铁粉投入盛有100 mL 2 mol·L-1稀硫酸的烧杯中,2 min时铁粉刚好溶解完全。如果反应前后溶液的体积不变,则该反应的平均速率可表示为()A.v(Fe)=0.5 mol·L-1·min-1B.v(H2SO4)=1 mo

18、l·L-1·min-1C.v(H2)=1 mol·L-1·min-1D.v(FeSO4)=0.5 mol·L-1·min-1【解析】选D。铁粉是固体,浓度视为常数,A项错;铁粉完全反应,硫酸不一定完全反应,B项错;反应生成的氢气逸出,不在溶液中,所以无法用H2表示该反应的反应速率,C项错;硫酸亚铁浓度增大,2 min时,其物质的量为0.1 mol,v(FeSO4)=0.1 mol/(0.1 L×2 min)=0.5 mol·L-1·min-1,D项正确。3.(双选)(2014·黄山高一检测)一定

19、条件下反应2AB(g)A2(g)+B2(g)达到平衡状态的标志是()A.单位时间内生成nmol A2,同时消耗2nmol ABB.容器内,3种气体AB、A2、B2共存C.AB的消耗速率等于A2的消耗速率的2倍D.容器中各组分的物质的量分数不随时间变化【解析】选C、D。A项均表示正反应方向;B项是可逆反应的特点,无法判断反应是否达到平衡;C项能表示正、逆反应速率相等;D项,反应达到化学平衡时,各组分的物质的量分数保持不变,故C、D正确。【易错提醒】化学平衡状态标志的判断注意事项(1)对于n=0的反应,总体积、总物质的量、总压强始终保持不变,不能作为依据;(2)利用密度判断化学平衡时,不仅要看化学

20、方程式的特点(质量变化和物质的量的变化),还要看容器的特点(不变还是可变)。4.(2014·大庆高一检测)在恒温、恒容的容器中进行反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),若氮气浓度由0.1 mol·L-1降到0.06 mol·L-1需2 s,那么由0.06 mol·L-1降到0.024 mol·L-1需要的反应时间为()A.等于1.8 sB.等于1.2 sC.大于1.8 sD.小于1.8 s【解析】选C。氮气浓度降低0.1 mol·L-1-0.06 mol·L-1=0.04 mol·L-1需要2 s,若化学反应

21、速率相等,则浓度降低0.06 mol·L-1-0.024 mol·L-1=0.036 mol·L-1需要时间为0.036 mol·L-1×2 s÷0.04 mol·L-1=1.8 s,但由于随着反应的进行,反应物的浓度不断减小,反应速率减小,故所用时间增长。5.对于可逆反应2A+3B2CH<0,下列条件的改变一定可以加快正反应速率的是()A.增大压强B.升高温度C.增加A的量D.加入二氧化锰作催化剂【解析】选B。若该反应无气体或增大压强时并没有引起物质浓度的改变,则反应速率就不改变,A错误;升高温度,反应速率一定增大,

22、B正确;若A为固体,增加其用量时,因浓度不变,其反应速率不变,C错误;有些反应不用催化剂,不同的反应有不同的催化剂,二氧化锰不是“万能”催化剂,D错误。【互动探究】(1)若该反应是吸热反应,升高温度时,其反应速率如何变化?提示:不管是放热反应还是吸热反应,升高温度时,反应速率都增大。(2)若反应为2A(g)+3B(s)2C(g)H<0,则缩小容器的体积时,反应速率如何变化?提示:缩小容器的体积时,成分气体的浓度增大,反应速率增大。6.(能力挑战题)(2014·北京高考)在一定温度下,10 mL 0.40 mol·L-1H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体

23、积(已折算为标准状况)如下表。t/min0246810V(O2)/mL0.09.917.222.426.529.9下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)()A.06 min的平均反应速率:v(H2O2)3.3×10-2mol·L-1·min-1B.610 min的平均反应速率:v(H2O2)<3.3×10-2mol·L-1·min-1C.反应至6 min时,c(H2O2)=0.30 mol·L-1D.反应至6 min时,H2O2分解了50%【解析】选C。A选项,生成22.4 mL氧气,消耗过氧化氢0.002 mol

24、,根据反应速率计算公式可知06 min的平均反应速率为0.002 mol÷(0.01 L×6 min)= 0.033 mol·L-1·min-1,正确;B选项,随反应物浓度减小,反应速率减小,故正确;C选项,反应至6 min时消耗过氧化氢0.002 mol,故剩余浓度应为0.01 L×0.40mol·L-1-0.002mol0.01 L=0.20 mol·L-1,错误;D选项,6 min时过氧化氢转化率应为(0.002 mol÷0.004 mol)×100%=50%,正确。二、非选择题(本题包括2小题,共20分)7.(8分)将等物质的量的氢气和碘蒸气放入密闭容器中进行反应:H2(g)+I2(g)2HI(g)(正反应放热),反应经过5 min测得碘化氢的浓度为0.5 mol·L-1,碘蒸气的浓度为0.25 mol·L-1。请填写以下空白:(1)v(HI)=_;v(H2)=_;氢气的起始浓度=_。(2)若上述反应达到平衡时,则平衡浓度c(HI)、c(I2)、c(H2)的关系是_(填“相等”“211”或“均为恒量”)。【解析】根据速率的计算公式,得v(HI)=0.1 mol·L-1·min-1;v(H2)=0.05 mol