专题05 化学反应的速率与限度（解析版）

专题05化学反应的速率与限度重难点索引：1.影响化学反应速率的因素2.有关化学反应速率图像的分析方法3.化学平衡状态的判断方法重点重点1：影响化学反应速率的因素1.内因：反应物本身分子的性质。2.外因外因影响浓度增大反应物浓度，化学反应速率增大；减小反应物浓度，化学反应速率减小压强对于气体反应，增大体系压强，化学反应速率增大；减小体系压强，化学反应速率减小温度升高体系温度，化学反应速率增大；降低体系温度，化学反应速率减小催化剂正催化剂使化学反应速率增大；负催化剂使化学反应速率减小其他光、超声波、激光、放射线、电磁波、溶剂的性质等都会影响化学反应速率例1．（2022·安徽省利辛县第一中学高一）利用CH4可消除NO2的污染，该反应原理为CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+N2(g)+2H2O(g)。为了验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了如下三组实验，部分实验条件已经填在下表中(增大催化剂的比表面积可提高该反应速率)：实验编号温度/℃CH4初始浓度(mol·L-1)NO2初始浓度(mol·L-1)催化剂的比表面积(m2·g-1)①2501.2×10-23.2×10-281②2501.2×10-2y121③350x3.2×10-281下列说法错误的是（）A．表中数据x、y分别为1.2×10-2、3.2×10-2B．能验证温度对反应速率的影响规律是实验①和③C．能验证催化剂的比表面积对反应速率的影响规律是实验②和③D．三组实验中，化学反应速率最小的是实验①【答案】C【解析】A．要验证温度和催化剂的比表面积对化学反应速率的影响，应控制两种反应物的浓度对应相同，故表中数据x=1.2×10-2mol·L-1，y=3.2×10-2mol·L-1，A正确；B．要验证温度对反应速率的影响，必须控制两种反应物的浓度和催化剂的比表面积对应相同，只有反应的温度不同，故应用实验①和③，B正确；C．要验证催化剂的比表面积对反应速率的影响，必须控制两种反应物的浓度和温度对应相同，而催化剂的比表面积不同，故选用的是实验①和②，C错误；D．因为反应物的浓度对应相同时，温度越高，催化剂的比表面积越大，反应速率越快。据表中数据分析知，反应速率：实验②大于实验①，实验③大于实验①，故反应速率最小的是实验①，D正确；故合理选项是C。例2．（2022·浙江省杭州学军中学高一期中）下列说法正确且均与化学反应速率有关的是（）①将糕点存放在冰箱里，或在其包装袋中放入生石灰或叔丁基对苯二酚作为脱氧剂，可以延长保质期；②使用粗锌小颗粒和稀硫酸反应制氢气③炼铁高炉尾气中，总是存在一定含量CO④工业上选择400-500°C合成氨⑤向生橡胶中加入硫粉，提高了其强度和韧性和化学稳定性⑥面粉厂要注意防火，面粉在封闭厂房中扬起悬浮达到一定浓度时，易发生爆炸危险A．②④⑥ B．①④⑥ C．③④⑤ D．②⑥【答案】A【解析】①将糕点存放在冰箱里，降低温度可以减慢化学反应速率；在其包装袋中放入叔丁基对苯二酚作为脱氧剂，降低氧气浓度，减慢反应速率，可以延长保质期；生石灰只能吸水，不能作脱氧剂，①错误；②粗锌中含有杂质，使用粗锌小颗粒和稀硫酸反应，构成原电池，加快反应速率，②正确；③炼铁高炉尾气中，总是存在一定含量CO，说明一氧化碳还原氧化铁的反应是可逆反应，与化学反应速率无关，③错误；④工业上选择400-500°C合成氨，提高了催化剂的活性，可以加快化学反应速率，④正确；⑤向生橡胶中加入硫粉，提高了其强度和韧性和化学稳定性，改善了橡胶的性能，并没有影响化学反应速率，⑤错误；⑥面粉在封闭厂房中扬起悬浮达到一定浓度时，浓度增大，化学反应速率加快，易发生爆炸危险，⑥正确；故选A。重点重点2：有关化学反应速率图像的分析方法1.定性型图像：分析的方法为关注曲线的起点、折点、变化趋势（逐渐加快、逐渐减慢、先增后减或先减后增等），结合外界条件影响反应速率的相关理论知识进行分析。2.定量型图像：主要是指反应物或生成物的物质的量（或物质的量浓度、反应速率）与反应时间t的定量关系，如下图所示。该类图像所能解决的主要问题：①反应物、生成物的确定。②可逆反应或不可逆反应的确定。③反应方程式的确定。④某时间段内的平均反应速率。⑤化学反应达到平衡所用的时间。例3．（2022·山东·烟台二中高一）对于密闭容器中的反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)；ΔH<0，在673K，30MPa下n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如图所示，下列叙述正确的是A．a点的正反应速率比b点的小B．c点处反应达到平衡C．d点(t，时刻)和e点(t，时刻)处n(N2)不一样D．a点的逆反应速率比e点的小【答案】D【解析】A．由题图可知，和反应生成，正反应速率逐渐减小至稳定不变，故a点的正反应速率比b点的大，故A错误；B．c点时和的物质的量相等，但二者的物质的量还在变化，故该反应没有达到平衡状态，故B错误；C．d点、e点时反应都处于平衡状态，故d点和e点处相同，故C错误；D．反应达到平衡前，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，直到正逆反应速率相等，反应达到平衡，a点反应未达到平衡状态，逆反应速率仍在增大，e点为平衡状态，因此a点的逆反应速率比e点的小，故D正确；答案选D。例4．（2022·湖南·高一期中）恒温时向2L密闭容器中通入一定量的气体X和Y，发生反应：2X(g)+Y(g)3Z(g)，Y的物质的量n(Y)随时间t变化的曲线如图所示。下列说法正确的是（）A．正反应速率a点比b点小B．t0min时该反应停止反应C．t0min时，c(Z)=0.75mol/LD．当密闭容器中的压强不再变化，该可逆反应达到了化学平衡状态【答案】C【解析】A．反应开始加入一定量的气体X和Y，则反应从正反应方向进行，随着反应的进行，正反应速率越来越小，到平衡时达到最小值，则根据图示可知a点的正反应速率大于b点的正反应速率，A错误；B．可逆反应从b点开始达到平衡，化学平衡为动态平衡，此时反应仍然在进行，正反应速率等于逆反应速率反应继续进行，B错误；C．从图像中可以看出，从反应开始到平衡，参加反应的Y的物质的量为0.5mol，根据物质反应转化关系可知：生成的Z的物质的量为1.5mol，由于容器的容积是2L，因此t0min时，c(Z)==0.75mol/L，C正确，D．该反应是一个反应前后气体物质的量不变的反应，体系的压强始终不变，因此不能根据压强不变判断反应是否达到平衡状态，D错误；故合理选项是C。重点重点3：化学平衡状态的判断方法1.本质标志——“等”v(正)=v(逆)，对同一物质而言，该物质的生成速率等于消耗速率；对于不同物质而言，速率之比等于方程式中的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率。反应mA(g)+nB(g)⇌nC(g)+qD(g)正、逆反应速率的关系单位时间内消耗了mmolA，同时也生成了mmolA，即v(正)=v(逆)平衡单位时间内消耗了nmolB，同时也消耗了pmolC，即v(正)=v(逆)平衡v(A):v(B):v(C):v(D)=m：n：p：q,v(正)不一定等于v(逆)不一定平衡单位时间内消耗了nmolB，同时也生成了pmolC，相当于只给出了v(正)不一定平衡2.外在标志—“定”反应mA(g)+nB(g)⇌pC(g)+qD(g)混合物体系中各成分的含量各物质的物质的量或物质的量分数一定平衡各物质的质量或质量分数一定平衡各气体的体积或体积分数一定平衡总体积、总压强、总物质的量一定不一定平衡例5．（2022·广东·化州市第一中学高一期中）某温度时，在容积为3L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。由图中数据分析，下列结论错误的是（）A．该反应的化学方程式为2Z+Y⇌3XB．反应开始至2min末，X的化学反应速率为4mol·L-1·s-1C．该反应是由正、逆反应同时开始的，最终建立平衡D．若增加或减少X的物质的量，化学反应速率一定会发生明显的变化【答案】B【解析】A．由图象可以看出，反应中Z、Y的物质的量减少，应为反应物，X的物质的量增多，应为生成物，当反应进行到3min时，，，，则，参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比，反应的方程式应为：，选项A正确；B．反应开始至2min末，，容器体积为3L，所以X的化学反应速率为，选项B错误；C．X、Y、Z起始量不为0，该反应是由正、逆反应同时开始的，最终建立平衡，选项C正确；D．若增加或减少X的物质的量，生成物的浓度发生变化，逆反应速率会发生改变，从而也会正反应速率，选项D正确；答案选B。例6．（2022·浙江宁波·高一期中）汽车尾气中含有CO、NO等有害气体，两者在密闭容器中能发生如下反应2NO+2CO⇌2CO2+N2，280℃的情况下，反应5min后NO的浓度为0.8×10-3mol/L。为了验证温度对化学反应速率的影响，某同学设计了两组实验，如表所示。下列说法不正确的是（）实验编号t/℃NO的初始浓度/(mol/L)CO的初始浓度/(mol/L)催化剂的比表面积(m2/g)I2801.2×10-35.80×10-382Ⅱ350a5.80×10-382A．表中a的数值为1.2×10-3B．前5min内，用N2表示的平均反应速率为0.4×10-4mol/(L·min)C．当2v逆(NO)=v正(N2)，说明反应已达到平衡状态D．5min时NO的转化率为【答案】C【解析】A．要采用控制变量方法研究外界条件对化学反应速率的影响，根据表格数据可知：实验I、Ⅱ只有温度不同，其它外界条件都应该相同，因此表中a的数值为1.2×10-3，A正确；B．反应开始时c(NO)=1.2×10-3mol/L，反应5min后NO的浓度为0.8×10-3mol/L，△c(NO)=0.4×10-3mol/L，根据物质反应转化关系可知在前5min内，△c(N2)=△c(NO)=0.2×10-3mol/L，则用N2表示的平均反应速率v(N2)=，B正确；C．在任何时刻都存在v正(NO)=2v正(N2)，若2v逆(NO)=v正(N2)，则v正(NO)=2v正(N2)=4v逆(NO)，v正(NO)＞v逆(NO)，反应正向进行，未达到平衡状态，C错误；D．反应开始时c(NO)=1.2×10-3mol/L，反应5min后NO的浓度为0.8×10-3mol/L，△c(NO)=0.4×10-3mol/L，则5min时NO的转化率为，D正确；故合理选项是C。一、单项选择题（共16小题，每小题3分，共48分）1．（2022·甘肃·天水市第一中学高一）四个不同的密闭容器中，采用不同条件进行反应N2+3H2⇌2NH3，根据下列在相同时间内测定的结果判断，生成氨的速率最快的是（）A．v(N2)=0.1mol/(L·min) B．v(NH3)=0.2mol/(L·min)C．v(H2)=0.4mol/(L·min) D．v(N2)=0.005mol/(L·s)【答案】D【解析】同一反应，不同条件下，物质的反应速率与化学计量数的比值越大，反应速率越快，则==0.1、==0.1、=≈0.11、==0.3，则v(N2)=0.005mol/(L·s)时生成氨的速率最快，故选D。2．（2022·浙江·宁波市北仑中学高一期中）在温度T1和T2时，分别将0.50molA和1.2molB充入体积为3L的恒容密闭容器中，发生如下反应：A(g)+2B(g)⇌2C(g)+D(g)，测得n(A)随时间变化数据如表，下列说法正确的是（）温度时间/min010204050T1n(A)/mol0.500.350.250.100.10T2n(A)/mol0.500.300.18……0.15A．温度：T1>T2B．容器内压强不再改变时，反应达到平衡状态C．在温度T1时，0~10min用B表示的平均反应速率为0.010mol/(L∙min)D．保持其他条件不变，缩小反应容器体积，逆反应速率增大，正反应速率减小【答案】C【解析】A．分析题干表格数据可知，T2温度下A的物质的量减小的更快，即T2温度下反应速率较快，故T1＜T2，A错误；B．分析反应A(g)+2B(g)⇌2C(g)+D(g)可知该反应前后气体的体积没有发生改变，故容器的压强始终不变，故容器内压强不再改变时，不能证明反应达到平衡状态，B错误；C．在温度T1时，0~10

min用B表示的平均反应速率为，C正确；D．保持其他条件不变，缩小反应容器体积，反应物生成物的浓度均增大，故逆反应速率增大，正反应速率也增大，D错误；故选C。3．（2022·浙江省杭州学军中学高一期中）少量铁片与的稀硫酸反应，反应速率太慢。为了加快此反应速率而不改变的产量，可以使用如下方法中的（）A．滴入几滴浓硝酸 B．加入少量铁粉C．加溶液 D．升高温度【答案】D【解析】A．滴入几滴浓硝酸，由于硝酸具有强氧化性，会生成氮的氧化物，不产生氢气，故A不符合题意B．加入少量铁粉，增大了接触面积，反应速率加快，但加入了铁粉，生成氢气量增多，故B不符合题意；C．加溶液，溶液体积增大，氢离子浓度下降，反应速率减小，氢气量不变，故C不符合题意；D．升高温度，反应速率加快，生成氢气量不变，故D符合题意。综上所述，答案为D。4．（2022·河南开封·高一期中）据有关报道：科学家首次用X射线激光技术观察到CO与O在催化剂表面形成化学键的过程。反应过程如图所示(已知：化学反应的能量变化只与反应物和生成物的能量有关)，下列说法中正确的是（）A．状态I→状态III是吸热过程B．该过程中，CO先断键形成C和O，再生成CO2C．状态I→状态III表示CO和O形成CO2的过程D．状态I→状态II表示催化剂对反应没有起作用【答案】C【解析】A．从图示可看出生成物能量较低，所以状态Ⅰ→状态Ⅲ是放热过程，故A错误；B．从图示可看出该过程中，CO没有断键，故B错误；C．CO和O在催化剂表面形成CO2，所以状态Ⅰ→状态Ⅲ表示CO和O反应形成CO2的过程，故C正确；D．状态Ⅰ→状态Ⅱ是在催化剂表面进行的，催化剂对反应起作用，故D错误。故答案选C。5．（2022·浙江·宁波市北仑中学高一期中）可使反应C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g)的反应速率增大的措施是（）①压缩容器体积

②恒容通入H2O(g)

③增加碳的用量

④适当提高温度

⑤恒容下充入N2A．①③⑤ B．③⑤ C．①③ D．①②④【答案】D【解析】①压缩容器体积，增大压强，反应速率增大，故①正确；②恒容通入H2O(g)，反应物浓度增大，反应速率增大，故②正确；③碳为固体，增加碳的量对反应速率无影响，故③错误；④适当提高温度，反应速率增大，故④正确；⑤恒容下充入N2，容器中总压强增大，气体分压不变，反应速率不变，故⑤错误；故选D。6．（2022·陕西·西北农林科技大学附中高一期中）下列有关化学反应速率的说法正确的是（）A．和反应是一个放热反应，所以升高温度，化学反应速率减慢B．汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生成和，减小压强，化学反应速率减小C．用铁片和稀硫酸反应制取氢气时，增加铁片的用量可以加快产生氢气的速率D．10.0mL2mol/L的盐酸跟锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，化学反应速率不变【答案】B【解析】A．无论是放热反应还是吸热反应，升高温度，化学反应速率就会加快，A项错误；B．有气体参加的反应，减小压强，化学反应速率减小，B项正确；C．铁片是固体，增加铁片的用量不会影响产生氢气的速率，C项错误；D．加入适量的氯化钠溶液，溶液总体积增大，相当于稀释了盐酸，化学反应速率减小，D项错误；答案选B。7．（2022·山西省长治市第二中学校高一期中）NA表示阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是（）A．常温下，1molFe与足量浓硝酸反应，电子转移数目为2NAB．常温常压下，14g由N2和CO组成的混合气体含有的原子数目为2NAC．碱性锌锰干电池中，电路中每转移2mol电子，锌的质量理论上减少6.5gD．1molH2与1molI2于密闭容器充分反应后体系分子总数为2NA【答案】D【解析】A．常温下，Fe与浓硝酸发生钝化，A错误；B．N2和CO的相对分子质量均为28，一个分子中均含2个原子，14g由N2和CO组成的混合气体的物质的量为=0.5mol，含0.5mol2=1mol的原子，原子数为NA，B错误；C．碱性锌锰干电池中，负极反应式为：Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O，电路中每转移2mol电子，理论上锌减少1mol，质量减少65g，C错误；D．H2与I2反应的化学方程式为：H2+I2⇌2HI，反应前后气体分子数不变，因此1molH2与1molI2于密闭容器充分反应后体系分子总数为2NA，D正确；答案选D。8．（2022·河南开封·高一期中）相同温度和压强下，在容积为2L的密闭容器中发生反应：2HI(g)⇌H2(g)+I2(g)，达到平衡状态的标志是（）A．HI、H2和I2的物质的量之比为2：1：1B．c(H2)=c(I2)C．v正(HI)=2v逆(I2)D．拆开2molH－I共价键，同时生成1molH－H共价键【答案】C【解析】A．HI、H2和I2的物质的量之比为2：1：1，不能说明正逆反应速率相等，不一定达到平衡状态，故A错误；B．平衡时各组成的浓度不变，而不一定相等，故B错误；C．平衡时正逆反应速率相等，则应有v正(HI)=2v逆(I2)，故C正确；D．拆开2molH－I共价键，同时生成1molH－H共价键，都反映的是正向，未体现正与逆的关系，故D错误；故选C。9．（2022·浙江省杭州学军中学高一期中）向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，在一定条件下发生反应SO2(g)+NO2(g)⇌SO3(g)+NO(g)，正反应速率随时间变化的示意图如下图，下列结论中正确的个数为（）①反应在c点到达平衡②SO2浓度：a点小于c点③反应物的总能量高于生成物的总能量④Δt1=Δt2，ab段NO2的消耗量小于bc段NO2的消耗量⑤混合物颜色不再变化，说明反应达到平衡⑥体系压强不再变化，说明反应达到平衡⑦逆反应速率图像在此时间段内和上图趋势相同⑧改变容器体积增大压强，逆反应速率可能先增大后减小A．4个 B．5个 C．6个 D．7个【答案】A【解析】①正反应开始增大，在c点速率最大，后来速率又减小，因此反应在c点未达到平衡，故①错误；②绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，从a点到c点，正反应速率不断增大，不断消耗SO2，因此SO2浓度：a点大于c点，故②错误；③该容器绝热恒容，正反应速率增大，说明该反应是放热反应，因此反应物的总能量高于生成物的总能量，故③正确；④ab段的速率小于bc段的速率，若Δt1=Δt2，则ab段NO2的消耗量小于bc段NO2的消耗量，故④正确；⑤该反应正向进行，浓度不断减小，当混合物颜色不再变化，说明反应达到平衡，故⑤正确；⑥该反应是等体积反应，但正向反应，温度不断升高，压强不断增大，当体系压强不再变化，说明反应达到平衡，故⑥正确；⑦开始逆反应速率为0，生成物浓度增大，温度升高，逆速率加快，当正反应速率达到最大时，逆反应速率还在增大，因此逆反应速率图像在此时间段内和上图趋势不相同，故⑦错误；⑧改变容器体积增大压强，逆反应速率始终大于原反应速率，平衡不移动，故⑧错误；因此正确的有③④⑤⑥共4个，故A符合题意。10．（2022·陕西·西北农林科技大学附中高一期中）现向一密闭容器中通入lmol和3mol，发生反应：。下列有关说法正确的是（）A．反应达到化学平衡时，生成的物质的量为2molB．反应达到化学平衡时，反应就停止了C．反应达到化学平衡时，正反应速率和逆反应速率相等D．反应达到化学平衡时，、和的物质的量浓度之比为l：3：2【答案】C【解析】A．反应为可逆反应，达到化学平衡时，生成的物质的量小于2mol，A项错误；B．化学平衡为动态平衡，达到化学平衡时，反应没有停止，B项错误；C．反应达到化学平衡时，正反应速率和逆反应速率相等，C项正确；D．反应达到化学平衡时，只能说明、和的物质的量浓度不变，D项错误；答案选C。11．（2022·浙江·舟山中学高一期中）下列关于物质工业制法的叙述不正确的是（）A．陶瓷、玻璃、水泥的生产中均用到了石灰石B．工业上合成氨需控制各项反应条件，实现反应速率和限度的综合最优C．工业制硫酸过程中，常用98.3%的浓硫酸吸收SO3D．氨催化氧化是工业制硝酸的基础【答案】A【解析】A．陶瓷的生产原料主要是黏土，玻璃的生产原料主要是纯碱、石灰石和石英，水泥的生产原料主要是石灰石和黏土，故陶瓷生产中没有用到了石灰石，A不正确；B．氮气和氢气反应生成氨气是气体体积缩小的放热反应，高压低温有利于平衡正向移动，而工业上合成氨需控制各项反应条件，实现反应速率和限度的综合最优，B正确；C．由于三氧化硫和水反应是放热反应，温度很高，这时水会变为蒸汽，那么水和三氧化硫实际上在气体状态下反应得到硫酸，此时硫酸以酸雾的形成停留在吸收塔中，很难沉降下来，造成水吸收三氧化硫的速度会大大降低，工业制硫酸过程中不用水而常用98.3%的浓硫酸吸收SO3，C正确；D．工业制硝酸主要的反应有：、和，所以氨催化氧化是工业制硝酸的基础，D正确；答案选A。12．硫酸是一种重要的化工产品，目前的重要生产方法是“接触法”，反应原理为：2SO2+O22SO3，已知该反应为放热反应。则下列说法正确的是（）A．只要选择适宜的条件，SO2和O2就能全部转化为SO3B．达到平衡后，反应就停止了，故此时正、逆反应速率相等且均为零C．由反应可知，2molSO2的能量大于2molSO3的能量D．工业在利用上述反应生产三氧化硫时，要同时考虑反应所能达到的限度和化学反应速率两方面的问题【答案】D【解析】A．因为为可逆反应，所以尽管选择适宜的条件，SO2和O2也不能全部转化为SO3，故A错误；B．达到平衡后，反应没有停止了，只是正、逆反应速率相等但并不为零，故B错误；C．因为为放热反应，由反应可知，2molSO2和1molO2的总能量大于2molSO3的总能量，故C错误；D．工业在利用上述反应生产三氧化硫时，为了提高产率和效率，要同时考虑反应所能达到的限度和化学反应速率两方面的问题，故D正确；故答案：D。13．工业制硫酸中的一步重要反应是SO2在400-500℃和常压下的催化氧化:2SO2+O22SO3,这是一个正反应放热的可逆反应。如果反应在密闭容器中进行,下述相关说法中错误的是A．反应温度选择400-500℃是该反应催化剂的催化活性、反应速率、反应限度等角度综合考虑的结果B．因为在常压下该反应的速率和SO2的转化率已经很高了，所以选择常压条件主要是从生产成本角度考虑C．为提高SO2的转化率,应适当提高O2的浓度D．使用催化剂是为了加快反应速率,提高SO3产率【答案】D【解析】A、选择温度时，从速率考虑需要高温，但是该反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，原料的转化率降低，故选择400-500℃是该反应催化剂的催化活性、反应速率、反应限度等角度综合考虑的结果，故A正确；B、在二氧化硫的催化氧化中，常压下二氧化硫的转化率很高，增大压强会增加成本，故B正确；C、反应2SO2+O2⇌SO3中，适当增大氧气的量，可以提高二氧化硫的转化率，故C正确；D、使用催化剂加快化学反应的速率，缩短反应的时间，提高生产效率，但不能提高SO3产率，故D错误。答案选D。14．（2022·广东·佛山市第四中学高一）在一定条件下，将3molA和1molB两种气体混合于固定容积为2L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)。2min末该反应达到平衡，生成0.8molD，并测得C的浓度为0.8mol·L－1。下列判断错误的是（）A．x＝4 B．2min内B的反应速率为0.1mol·(L·min)－1C．混合气体密度不变，则表明该反应已达到平衡状态D．B的转化率为40%【答案】C【解析】根据化学平衡三段式列式计算，平衡时C的浓度为0.8mol·L－1，物质的量为1.6mol

3A（g）+B（g）xC（g）+2D（g）起始量（mol）

3

1

0

0变化量（mol）

1.2

0.4

1.6

0.8平衡量（mol）

1.8

0.6

1.6

0.8依据上式分析计算：A、根据浓度变化量之比等于化学计量数之比可知x=4，故A正确；B、2min内B的反应速率=0.4mol/(2L·2min)=0.1mol·(L·min)－1，故B正确；C、反应前后气体总质量不变，混合气体密度不变，不能表明该反应已达到平衡状态，故C错误；D、B的转化率=0.4mol/1mol=0.4，即B的转化率为40%，故D正确；故选C．15．一定温度下，密闭容器中可逆反应3X(g)+Y(g)2Z(g)达到限度的标志是（）A．X的生成速率与Z的生成速率相等 B．单位时间内生成3nmolX，同时消耗nmolYC．某时刻X、Y、Z的浓度相等 D．某时刻X、Y、Z的分子个数比为3:1:2【答案】B【解析】A．X的生成速率与Z的生成速率比等于3:1时，一定达到平衡状态，故A错误；B．单位时间内生成3nmolX，同时消耗nmolY，正逆反应速率相等，故B正确；C．反应达到平衡，X、Y、Z的浓度不一定相等，故C错误；D．反应达到平衡，X、Y、Z的物质的量不一定相等，故D错误。16．（2022·重庆·高一）在一定条件下，将3molA和1molB两种气体混合于容积为2L的恒容密闭容器中，发生如下反应：。2min末该反应达到平衡，测得生成0.4molC和0.8molD,下列判断不正确的是（）A．B．B的转化率为60%C．2min内A的平均反应速率为D．2min时，A的浓度为【答案】B【解析】A．变化量比等于系数比，，，故A正确；B．B的转化率为，故B错误；C．2min内A的平均反应速率为，故C正确；D．2min时，A的浓度为，故D正确；选B。二、非选择题（共4大题，第17题19分，18题8分，第19题12分，第20题13分，共52分）17．（2022·山西省长治市第二中学校高一期中）I.已知锌与稀盐酸反应放热，某学生为了探究反应过程中的速率变化，用排水集气法收集反应放出的氢气。每次实验稀盐酸的用量均为25.00mL，锌的用量均为6.50g。(1)在实验目的一栏中填出对应的实验编号：编号T/℃锌规格盐酸浓度/mol·L-1实验目的①25粗颗粒2.00(I)实验①和②探究盐酸浓度对该反应速率的影响;(II)实验①和____探究温度对该反应速率的影响;(III)实验①和____探究锌规格(粗、细)对该反应速率的影响。②25粗颗粒1.00③35粗颗粒2.00④25细颗粒2.00(2)实验①记录如表(换算成标准状况)：时间(s)102030405060708090100氢气体积(mL)16.839.267.2224420492.8520.8543.2554.4560①反应速率最大的时间段为____s，(如0~10s，下同)可能原因是____。②反应速率最小的时间段为____s，可能原因是____。II.某化学研究小组的同学为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，分别设计了如图甲、乙所示的实验。请回答相关问题：(3)定性分析：如图甲可通过观察____，定性比较得出结论。甲同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理，其理由是____。(4)定量分析：如图乙所示，实验时均以生成40mL气体为准，其他可能影响实验的因素均已忽略，实验中需要测量的数据是____。【答案】(1)

③

④(2)

40~50

反应放热

90~100

盐酸浓度降低(3)

产生气泡的快慢

控制阴离子相同，排除阴离子不同造成的干扰(4)收集40mL气体所用时间【分析】(1)探究温度对反应速率的影响，要控制变量，其他条件相同，只有温度不同，依据表格数据可知，实验①和③可探究温度对该反应速率的影响；探究锌规格(粗、细)对反应速率的影响，要控制变量，其他条件相同，只有锌规格(粗、细)不同，依据表格数据可知，实验①和④可探究锌规格(粗、细)对该反应速率的影响。(2)①由表格数据可知，0~10s生成气体体积为16.8mL，10~20s生成气体体积为22.4mL，20~30s生成气体体积为28mL，30~40s生成气体体积为156.8mL，40~50s生成气体体积为196mL，50~60s生成气体体积为72.8mL，60~70s生成气体体积为28mL，70~80s生成气体体积为22.4mL，80~90s生成气体体积为11.2mL，90~100s生成气体体积为5.6mL，相同时间内生成气体体积越大，反应速率越快，所以反应速率最大的时间段为：40~50s，可能原因为反应为放热反应，温度升高，反应速率加快。②相同时间内生成气体体积越小，反应速率越慢，所以反应速率最小的时间段为：90~100s，可能原因为随着反应进行，盐酸浓度降低，反应速率减小。(3)该反应产生气体，因此可以通过产生气泡的快慢定性判断反应速率的快慢，由于阴离子也可能会对反应速率产生影响，因此将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理，排除阴离子的干扰。(4)可通过测定产生相同体积气体所用时间来定量的判断反应速率快慢，因此以生成40mL气体为准，实验中需要测量的数据是：收集40mL气体所用时间。18．（2022·山西运城·高一期中）某化学小组利用H2O2的分解探究外界条件对化学反应速率的影响。请回答下列问题：(1)探究H2O2分解因素的实验方案和测得氧气的压强p(O2)如下：实验序号实验方案I25°C，10mL5%H2O2溶液II50°C，10mL5%H2O2溶液III25°C，10mL30%H2O2溶液IV25°C，少量MnO2，10mL5%H2O2溶液①实验I和实验II探究目的是_______；相同条件下，实验I与实验II相比，实验_______的反应速率大。②实验I和实验IV得出的结论是_______。(2)为进一步研究催化剂对H2O2分解反应速率的影响，化学小组同学又做了下列实验：①定性研究：小组同学用图2装置进行实验，在注射器中分别加入相同体积的1mol/LFeCl3溶液和1mol/LCuCl2溶液，可通过观察_______，确定反应速率的大小。某同学提出用相同体积1mol/LCuSO4溶液代替1mol/LCuCl2溶液做实验，你认为是否合理及理由是_______。②定量研究：为了更精确地研究催化剂对反应速率的影响，小组同学利用图3装置进行定量实验。向大试管中加入100mL2mol/L的H2O2溶液，向注射器中分别加入1mL1mol/LCuCl2溶液和1mL1mol/LFeCl3溶液，平行进行两次实验，测定的数据是_______，比较催化剂对反应速率的影响。若5min末得到气体1.12L(已换算为标准状况，溶液体积按100mL计算)，则H2O2的分解速率为_______。【答案】(1)

其他条件相同时，温度对反应速率的影响

II

在相同条件下，使用催化剂能加快反应速率(2)

气球膨胀的快慢不同

阴离子不同，可能有干扰

测定相同时间内产生气体体积(或测定产生相同体积的气体所需的时间)

0.2mol/(L·min)【分析】(1)①对比实验I和实验II可知两者当中的温度不同，其他条件相同，故其目的为：其他条件相同时，温度对反应速率的影响；实验I与实验II相比实验II温度高，速率快；②实验I和实验IV相比可知，实验IV有催化剂，其他条件和实验I相同，由图1可知实验IV反应更快，故可以得出的结论为：在相同条件下，使用催化剂能加快反应速率；(2)①三价铁离子和铜离子对过氧化氢的催化效果不同，过氧化氢分解产生氧气，气球会膨胀，故可以看到的现象是：气球膨胀的快慢不同；硫酸铜溶液中含有硫酸根离子，也可能会催化过氧化氢分解，故答案为：气球膨胀的快慢不同；阴离子不同，可能有干扰；②可以根据相同时间内气球的膨胀情况来进行分析，故答案为：测定相同时间内产生气体体积(或测定产生相同体积的气体所需的时间)；根据方程式：2H2O2=2H2O+O2↑，可知n(H2O2)=2n(O2)=，v(H2O2)=。19．（2022·湖南·高一期中）根据所学知识，回答下列问题：(1)分析下面的能量变化图，则C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)为____(填“吸热”或“放热”)反应。下列化学反应的能量变化与C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)的能量变化相同的是____(填标号)。A．稀硫酸与NaOH溶液的反应

B．点燃的镁条在氮气中继续燃烧C．灼热的炭与二氧化碳的反应D．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应(2)断裂1molH—H键、1molN—H键、1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则生成2molNH3放出的热量为____kJ。(3)在温度不变的条件下，密闭容器中发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。①恒容条件下，O2的浓度在2min内由0.4mol/L变成0.1mol/L，则由SO2表示的这段时间内反应的平均速率为___mol/(L·min)。②若压缩气体体积以增大压强，则该反应的反应速率将____(填“加快”、“减慢”或“不变”)。(4)一定温度下，在容积为1.0L的恒容密闭容器中放入0.10molPCl5(g)，在一定温度下进行反应：PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)，该反应为吸热反应，反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见表：t/h0124816202530p/100kPa4.915.586.327.318.549.509.529.539.53①上述反应体系处于化学平衡状态的时间段是___(填“4~8”、“16~20”“20～25”或“25~30”)h。②下列可以说明该反应达到平衡的是___(填标号)。A．c(PCl5)：c(PCl3)：c(Cl2)=1：1：1B．v(PCl5)=v(PCl3)C．容器内气体的颜色不再变化

D．混合气体的密度不再变化③结合上述转化的化学方程式，说明在恒温恒容条件下反应体系压强增大的原因：___。④用总压强p和起始压强p0计算反应物PCl5的平衡转化率，则α(PCl5)=____(保留三位有效数字)。【答案】(1)

吸热

CD(2)92(3)

0.3

加快(4)

25~30

C

反应总物质的量增大

94.1%【解析】(1)由图可知反应物能量低，产物能量高，故该反应为吸热反应；A．稀硫酸与NaOH溶液的反应，为放热反应，A错误；

B．点燃的镁条在氮气中继续燃烧，燃烧反应为放热反应，B错误；C．灼热的炭与二氧化碳的反应，该反应为吸热反应，C正确；D．Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应，该反应为吸热反应，D正确；故选CD；(2)，是一个放热的可逆反应，反应热=反应物总键能-生成物总键能=946+436×3-391×6=-92kJ/mol，若完全反应生成2molNH3可放出热量92kJ；(3)①O2的浓度在2min内由0.4mol/L变成了0.1mol/L，即变化了0.3mol/L，根据浓度变化之比等于系数比，则SO2变化了0.6mol/L，由SO2表示的这段时间内反应的平均速率为；②压缩体积以增大压强，使物质浓度增大，故反应速率加快；(4)①由表格中的数据可知，“25~30”时，容器中压强不再发生变化，故此时处于平衡状态；②A．物质的量浓度之比与反应平衡无关，A错误；B．整个反应过程中v(PCl5)=v(PCl3)，B错误；C．体系颜色不再改变，说明生成的氯气的浓度不再变化，则反应达到平衡，C正确；D．混合气体的密度，该反应体积不变，且所有的反应物和生成物都是气体，则质量不变，则密度始终不变，D错误；故选C；③由方程式