6.2 化学反应的速率与限度（第二课时 化学反应的限度）-2021-2022学年高一化学同步课时练+单元测试（人教版2019必修第二册）（解析版）

第二节化学反应的速率与限度（第2课时化学反应的限度及反应条件的控制）一、选择题（共12题）1．化学反应速率和化学反应的限度是化工生产研究的主要问题之一，下列对化学反应速率和反应限度的认识正确的是A．决定化学反应速率的主要因素是光照、超声波、压强和催化剂等B．化学反应速率理论是研究怎样提高原料转化率的C．可逆反应到一定程度时，会出现正、逆反应速率相等，各物质浓度相等的现象D．化学限度（即平衡）理论，是研究怎样改变反应条件，提高产品的产率【答案】D【解析】A.决定化学反应速率的主要因素是反应物本身的性质，A错误；B.化学反应速率是研究反应快慢的，化学反应的限度理论是研究怎样提高原料转化率的，B错误；C.可逆反应到一定程度时，会出现正、逆反应速率相等的现象，但各物质浓度不一定相等，C错误；D.化学限度（即平衡）理论，是研究怎样改变反应条件，提高产品的产率，D正确，答案选D。2．一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应：。当、、、的浓度不再变化时，下列说法正确的是A．和全部转化为和B．该反应已达到化学平衡C．正、逆反应速率相等且等于零D．、、、的浓度一定相等【答案】B【解析】A．可逆反应有限度，转化率不可能为100%，故A错误；B．该反应是可逆反应，、、、的浓度不再变化时，说明达到平衡状态，故B正确；C．根据B分析可知该反应达到平衡，正、逆反应速率相等但不等于零，故C错误；D．、、、的浓度不再变化时，但浓度不一定相等，故D错误；综上所述，答案为B。3．T℃时，在2L的密闭容器中，气体X、Y和Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示，下列描述正确的是A．容器中化学反应为X(g)＋Y(g)Z(g)B．0～10s，X表示的平均化学反应速率为0.04mol/(L·s)C．使用催化剂只能加快0～10s间的反应速率D．0～4s的平均反应速率小于0～10s的平均反应速率【答案】B【解析】A.由图像可知反应在10s时达到化学平衡，此时X、Y分别减少了0.8mol、0.8mol，Z增加了1.6mol，所以反应的化学方程式为：X(g)+Y(g)2Z(g)，故A错误；B.0～10s，X表示的平均化学反应速率为（0.8mol÷2L÷10s）=0.04mol/(L·s)，故B正确；C.使用催化剂不仅加快0～10s间的反应速度，平衡后的速率也加快，故C错误；D.随着反应进行反应物浓度减小，速率减小，所以0～4s的平均反应速率大于0～10s时平均反应速率，故D错误；答案选B。4．一定温度下，向一恒容密闭容器中充入和，在催化剂作用下发生反比应：，下列有关说法错误的是A．温度升高，可以加快反应速率B．使用催化剂是为了加快反应速率，提高生产效率C．达到化学平衡时，生成的物质的量为D．若单位时间内消耗，同时生成，则反应达到平衡状态【答案】C【解析】A．升高温度，可以加快反应速率，A正确；B．使用催化剂是为了加快反应速率，缩短到达平衡所需要的时间，提高生产效率，B正确；C．达到化学平衡时，由于转化率不可能是100%，因此生成的物质的量小于，C错误；D．若单位时间内消耗，同时生成，说明正逆反应速率相等，则反应达到平衡状态，D正确；答案选C。5．2SO2+O22SO3∆H<0。实验发现，一定条件下向一密闭容器中充入SO2和18O2，反应一段时间后，核素18O存在于SO2、O2、SO3中。下列分析不正确的是A．18O2与O2的化学性质基本相同B．断裂2molSO2+1molO2中的共价键的能量小于断裂2molSO3中的共价键的能量C．化合反应与分解反应可同时发生，说明反应存在可逆性D．平衡时，18O2初始浓度c0(18O2)与平衡时各组分浓度c之间一定存在：2c0(18O2)=2c(S18O2)+3c(S18O3)+2c(18O2)【答案】D【解析】A．18O2与O2的结构相同，化学性质基本相同，故A正确；B．该反应为放热反应，反应物的键能和小于生成物的键能和，故B正确；C．该反应正向为化合反应，逆向为分解反应，在相同的条件下，反应既可以正向进行，也可以逆向进行，可说明反应存在可逆性，故C正确；D．在反应过程中还可能存在只含一个18O原子的二氧化硫，只含一个18O原子的三氧化硫等分子，故D错误；故选：D。6．甲烷消除NO2的污染原理为：。在一定温度下，向恒容密闭容器中充入一定量的CH4和NO2进行上述反应。下列表述能用来判断该反应达到化学平衡状态的是A．v正(CH4)=2v逆(NO2)B．容器中混合气体的平均密度不再变化C．容器中混合气体的平均摩尔质量不再发生变化D．单位时间内，消耗1molCH4同时生成1molCO2【答案】C【解析】A．v正(CH4)=2v逆(NO2)不满足化学计量数关系，说明没有达到平衡状态，故A不选；B．该反应前后都是气体，气体总质量、容器容积为定值，则混合气体密度始终不变，因不能根据混合气体密度判断平衡状态，故B不选；C．该反应为正向是气体体积增大的反应，气体的平均摩尔质量为变量，当容器中混合气体平均摩尔质量不再发生变化时，表明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故C选；D．单位时间内，消耗1molCH4同时生成1molCO2，表示的都是正反应速率，无法判断是否达到平衡状态，故D不选；故选：C。7．空气中久置的铝片5.0g投入盛有50mL0.5mol/L硫酸溶液的烧杯中，该铝片与硫酸反应产生氢气的速率v与反应时间t可用如图所示的曲线来表示。下列推论错误的是A．0→a段不产生氢气是因为表面的氧化物隔离了铝和硫酸溶液B．b→c段产生氢气的速率增加较快的主要原因之一是温度升高C．t=c时反应处于平衡状态，产率最大D．t＞c时，产生氢气的速率降低主要是因为溶液中c(H+)降低【答案】C【解析】由图可知，开始不生成氢气，为氧化铝与硫酸的反应，然后Al与硫酸反应生成氢气，开始温度较低，由于反应放热，则温度升高反应速率加快，后来，氢离子浓度减小，则反应速率减小；A．因铝的表面有一层致密的Al2O3能与硫酸反应得到盐和水，无氢气放出，发生的反应为Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O，故A正确；B．在反应过程中，浓度减小，反应速率减小，但反应放热，溶液温度升高，反应速率加快，且后者为主要因素，故B正确；C．t=c时反应反应没有停止，继续生成氢气，则产率不最大，故C错误；D．随着反应的进行，溶液中的氢离子浓度逐渐降低，所以反应速率逐渐减小，故D正确；故选：C。8．一定温度和压强不变的条件下，发生可逆反应：A(g)＋3B(g)⇌4C(g)，下列叙述能作为该反应达到平衡状态的标志的是①混合气体的平均摩尔质量不再变化②v(A)∶v(B)∶v(C)=1∶3∶4③A、B、C的浓度不再变化④C的体积分数不再变化⑤A、B、C的分子数之比为1∶3∶4⑥混合气体的密度不再变化⑦单位时间消耗amolA，同时生成3amolBA．②③④⑤⑥⑦ B．③④⑦C．③④⑥⑦ D．①③⑤⑥⑦【答案】B【解析】①反应前后气体体积不变，气体物质的量不变，质量守恒，所以混合气体的摩尔质量始终不变，不能据此判断反应是否达到平衡状态，①错误；②在任何情况下速率之比等于化学计量数之比，不能说明正、逆反应速率相等，因此不能据此判断反应是否达到平衡状态，②错误；③当混合气体中各组分浓度不变时，说明反应达到平衡状态，③正确；④C的体积分数不变，说明正、逆反应速率相等，反应达到了平衡状态，④正确；⑤平衡时各物质的分子数之比，决定于开始加入物质的多少和反应程度，与平衡状态无关，⑤错误；⑥混合气体质量守恒，体积不变，密度始终不变,所以密度不变不能说明反应达到平衡状态，⑥错误；⑦消耗amolA，同时生成3amolB，说明正、逆反应速率相等，反应达到了平衡状态，⑦正确；可见能够判断反应达到平衡状态的叙述是③④⑦，故合理选项是B。9．一定温度和压强下，在2L的密闭容器中合成氨气：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。在反应过程中反应物和生成物的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法错误的是：A．0～10min内，以NH3表示的平均反应速率为0.005mol•L-1•min-1B．10～20min内，NH3浓度变化的原因可能是加入催化剂或缩小容器体积C．该反应在20min时达到化学平衡状态D．N2的平衡转化率与H2平衡转化率相等【答案】D【解析】由图可知，该反应在20min时各物质浓度不变，说明反应达到化学平衡状态，10min时改变条件的瞬间各物质的物质的量不变，反应速率加快，可能是加入催化剂或缩小容器体积导致。A项、0～10min内，生成NH3的物质的量为0.1mol，浓度为0.05mol•L-1，则以NH3表示的平均反应速率为==0.005mol•L-1•min-1，故A正确；B项、10min时改变条件的瞬间各物质的物质的量不变，10～20min内反应速率加快，则10～20min内，NH3浓度变化的原因可能是加入催化剂或缩小容器体积导致，故B正确；C项、由图可知，该反应在20min时各物质浓度不变，说明反应达到化学平衡状态，故C正确；D项、反应达到平衡时，N2的平衡转化率为×100%=37.5%，H2平衡转化率×100%=75%，两者转化率不同，故D错误。故选D。10．一定条件下，等物质的量的和在容积为的恒容密闭容器中发生如下反应：图表示该反应过程中的物质的量随反应时间()的变化。下列叙述正确的是A．当反应达到平衡时，的转化率为B．内反应的平均速率为C．末的物质的量浓度为D．点对应的化学反应速率：【答案】A【解析】A．根据图示，当反应达到平衡时，氮气的物质的量由5mol变为2mol，和的投料相等，则的转化率为，故A正确；B．内氮气的物质的量由5mol变为4mol，反应的平均速率为，故B错误；C．内消耗1mol氮气，末的物质的量是2mol，NO的浓度为，故C错误；D．点反应达到平衡状态，正逆反应速率比等于系数比，对应的化学反应速率：，故D错误；选A。11．在一定温度下的定容容器中，有反应。当下列的物理量不再发生变化时，表明已达到平衡状态的是A．混合气体的密度 B．混合气体的压强C．气体的总物质的量 D．物质A的物质的量浓度【答案】A【解析】A．因为A为固体，所以反应中气体的总质量一直在变化，当混合气体的密度不变，说明气体的质量不变，反应达平衡状态，故A正确；B．方程式两边气体的计量数相等，所以混合气体的压强一直不变，故B错误；C．混合气体的总物质的量一直不变，故C错误；D．A为纯固体、物质的量浓度是常数，故D正确；答案：A12．在容积一定的密闭容器中，可逆反应：A(g)+B(g)⇌xC(g)，符合图(I)所示关系，由此推断对图(II)的说法正确的是A．P3＜P4，Y轴表示混合气体平均摩尔质量B．P3＜P4，Y轴表示C的质量分数C．P3＞P4，Y轴表示A的转化率D．P3＞P4，Y轴表示混合气体密度【答案】C【解析】A．若P3＜P4，增大压强，化学平衡向正反应移动，气体的物质的量减小，而气体的质量不变，则混合气体平均摩尔质量会增大，图象与实际不相符，故Y轴不能表示混合气体平均摩尔质量，A错误；B．若P3＜P4，增大压强，化学平衡向正反应移动，C的物质的量及质量增大，C的质量分数也会增加，图象与实际不相符，故Y轴不能表示C的质量分数，B错误；C．若P3＞P4，在相同温度下增大压强，化学平衡向正反应方向移动，A的转化率会增大；同时升高温度化学平衡向吸热的逆反应方向移动，导致A的转化率降低，图象与实际符合，故Y轴表示A的转化率，C正确；D．若P3＞P4，由于混合气体的总质量不变，反应在恒容密闭容器中进行，容器的体积不变，混合气体的密度不变，因此Y轴不能表示混合气体密度，D错误；故合理选项是C。二、非选择题（共3题）13．催化加氢还能合成甲醇，在体积为的密闭容器中，充入和，一定条件下发生反应：，测得和的浓度随时间变化如下图所示。(1)在到时间段，_________。(2)能说明上述反应达到平衡状态的是_________(填字母)。A．反应中与的物质的量浓度相等时(即图中交叉点)B．容器内气体的压强不随时间的变化而变化C．单位时间内每消耗，同时生成D．的体积分数在混合气体中保持不变(3)下列措施能增大反应速率的是_________(填字母)。A．升高温度B．扩大容器体积C．充入一定量氦气D．加入催化剂(4)平衡时的物质的量为_________。【答案】(1)0.15(2)BD(3)AD(4)【解析】(1)在到时间段，，由反应速率之比等于计量数之比，则3；(2)A．由图可知反应中CO2与CH3OH的物质的量浓度之比为1：1时，并未达到平衡状态，故A错误；B．因反应前后气体分子数不相等，则压强是一变量，当容器内气体的压强不随时间的变化而变化，说明达到平衡状态，故B正确；C．无论是否达到平衡状态，都存在单位时间内每消耗3molH2，同时生成1molH2O，故C错误；D．CO2的体积分数在混合气体中保持不变，说明达到平衡状态，故D正确；故答案为：BD；(3)A．升高温度能增大反应速率，A正确；B．扩大容器体积，浓度减小，反应速率减小，B错误；C．由于体积不变，充入一定量氦气但浓度不变，反应速率不变，C错误；D．加入催化剂可增大反应速率，D正确；故选：AD；(4)由图知平衡时n()=cV=0.75mol/L×2=1.5mol，则消耗的n()=3n()=3×1.5mol=4.5mol，平衡时的物质的量为6-4.5=1.5mol。14．某同学探究外界条件对H2O2分解速率的影响实验所用试剂：0.4mol·L-1H2O2溶液、蒸馏水、MnO2粉末、Fe2O3粉。实验序号H2O2浓度(mol·L-1)V(H2O2溶液)(mL)温度催化剂收集112mLO2所需时间(s)10.420室温无几乎无气体产生20.42050℃水浴无29630.420室温0.5ga4540.420室温0.5gMnO2粉末10050.4b室温a>45(1)实验1、2的目的是其他条件相同时，研究____对H2O2分解速率的影响。(2)表中a处所用试剂为_。对比实验3、4可得出的结论是__。(3)实验3、5是其他条件相同时，探究浓度对该化学反应速率的影响。b处取用10mL0.4mol·L-1H2O2溶液，还应添加的试剂及用量为___。(4)控制其他条件相同，印刷电路板的金属粉末用0.4mol·L-1H2O2溶液和3.0mol·L-1H2SO4溶液处理。①请配平方程式：___Cu+H2O2+H+—Cu2++H2O②某同学在不同温度下完成该实验，测得铜的平均溶解速率分别为：温度(℃)20304050607080铜的平均溶解速率(×10-3mol·L-1·min-1)7.348.019.257.987.246.735.76当温度高于40℃时，铜的平均溶解速率随着反应温度的升高而下降，其主要原因是：______。【答案】(1)温度(2)Fe2O3粉末其他条件相同时，不同催化剂对H2O2分解速率影响不同(3)10mL蒸馏水(4)①11212②温度高于40℃时，有较多H2O2分解，反应物浓度降低，使铜的平均溶解速率降低【解析】(1)由控制变量法可知，实验1、2的目的是其他条件相同时，研究温度对H2O2分解速率的影响；(2)实验3、4是Fe2O3粉末相比MnO2粉末具有更高的催化效率，对比实验3、4可得出的结论是其他条件相同时，不同催化剂对H2O2分解速率影响不同；(3)为了保持溶液体积相同，此处还应添加的试剂及用量为10mL蒸馏水；(4)①由得失电子守恒，电荷守恒：Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O；②温度高于40℃后，随着温度的升高，H2O2的分解速率加快，使溶液中H2O2的浓度降低的更快，对铜的溶解速率的影响超过了温度升高对铜溶解速率的影响，所以铜的溶解速率逐渐减小。15．回收利用硫和氮的氧化物是保护环境的重要举措。(1)H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g)。在610K时，将0.10molCO2与0.40molH2S充入2.5L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。H2S的平衡转化率α1=___%。(2)在620K重复实验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H2S的转化率α2__α1，该反应的ΔH__0。(填“>”“<”或“=”)(3)向反应器中再分别充入下列气体，能使H2S转化率增大的是__(填标号)。A．H2S B．CO2 C．COS D．N2(4)用NH3消除NO污染的反应原理为：4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l)ΔH=-1807.9