2025版高一化学必修第二册（含不定项选择）课时过程性评价 微专题突破(三) 化学反应的速率与限度图像分析

微专题突破(三)化学反应的速率与限度图像分析(30分钟40分)题组过关·夯基础题组一:浓度-时间(c-t)图像1.(2分)如图所示是425℃时,在1L密闭容器中发生化学反应的各物质的浓度随时间的变化示意图。下列叙述错误的是 ()A.图①中t0时,三种物质的物质的量相同B.图①中t0时,反应达到平衡状态C.图②中的逆反应为H2(g)+I2(g)2HI(g)D.图①、②中当c(HI)=3.16mol·L-1时,反应达到平衡状态【解析】选B。图①中t0时,H2、I2、HI的物质的量浓度相等但未保持不变,没有达到平衡状态,B错误。2.(4分)在恒温恒容条件下,发生反应2A(g)+xB(g)2C(g),反应体系中部分物质的浓度c随时间的变化如图中曲线甲、乙所示,已知x为整数。下列说法正确的是 ()A.x=3B.曲线乙表示的是物质A在反应进程中的浓度变化C.10~30min内v(C)=0.05mol·L-1·min-1D.c点对应物质的浓度与d点对应物质的浓度相等【解析】选A。A.随着反应进行,c(A)、c(B)都减小,c(C)增加,则乙表示c(C)随时间的变化曲线,2A(g)+xB(g)2C(g),则Δc(C)∶Δc(A)=1∶1,浓度变化量之比等于化学计量数之比,60min时,Δc(C)=1.6mol·L-1,曲线甲表示的物质的浓度变化量为2.4mol·L-1,可知甲表示c(B)随时间的变化曲线,Δc(B)∶Δc(C)=2.4∶1.6=3∶2=x∶2,解得x=3,A正确;B.曲线乙表示的是物质C在反应进程中的浓度变化,B错误;C.10~30min内,Δc(B)=(2-1)mol·L-1=1mol·L-1,v(B)=1mol·L-120minv(B)∶v(C)=3∶2,则v(C)=23v(B)=23×0.05mol·L-1·min-1,C错误;D.由图可知c点对应物质的浓度为1.6mol·L-1,d点对应物质的浓度为0.6mol·L-13.(4分)100℃时,向某恒容密闭容器加入1.6mol·L-1的Q后会发生如下反应:2Q(g)M(g)。其中M的物质的量浓度随时间的变化如图所示:下列说法错误的是 ()A.从反应开始到刚达到平衡的时间段内,v(Q)=0.02mol·L-1·s-1B.a、b两时刻生成Q的速率:v(a)<v(b)C.用Q浓度变化值表示的ab、bc两个时间段内的反应速率:v(ab)>v(bc)=0D.其他条件相同,起始时将0.2mol·L-1氦气与Q混合,则反应达到平衡所需时间少于60s【解析】选D。由图可知,从反应开始到刚达到平衡的时间段内,M的物质的量浓度变化量为0.6mol·L-1,Q的物质的量浓度变化量为M的两倍,则v(Q)=Δct=1.2mol·L-160s=0.02mol·L-1·s-1,故A正确;Q为反应物,初始时浓度最大,消耗速率最大,生成速率最小,随着反应的进行,Q的浓度逐渐减小,消耗速率逐渐减小,生成速率逐渐增大,则a、b两时刻生成Q的速率:v(a)<v(b),故B正确;ab段M的物质的量浓度变化量为(0.6-0.3)mol·L-1=0.3mol·L-1,则Q的物质的量浓度变化量为M的两倍,为0.3mol·L-1×2=0.6mol·L0.015mol·L-1·s-1,bc段反应达到平衡状态,M、Q的物质的量浓度变化量为0,则v(bc)=0,则用Q浓度变化值表示的ab、bc两个时间段内的反应速率:v(ab)>v(bc)=0,故C正确;其他条件相同,向某恒容密闭容器中通入0.2mol·L-1氦气与Q混合,容器体积不变,Q、M的浓度不变,反应速率不变,反应达到平衡所需时间等于60s,故D错误。题组二:物质的量-时间(n-t)图像4.(4分)某温度下在4L密闭容器中,X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图所示,下列说法正确的是 ()A.0~5min内容器内气体的平均相对分子质量增大B.该反应的化学方程式为2Y+6X5ZC.0~5min,v(Z)=0.1mol·L-1·min-1D.X、Y的反应速率比为3∶1,反应达到平衡【解析】选A。0~5min内,气体总物质的量减小,总质量不变,容器内气体的平均相对分子质量增大,A正确;利用物质的量的变化量之比等于系数之比,知该反应的化学方程式为Y+3X2Z,B错误;0~5min,v(Z)=(0.5-0.1)÷4÷5=0.02(mol·L-1·min-1),C错误;无论反应是否达到平衡状态,X、Y的反应速率比均为3∶1,因此不能说明反应达到了平衡状态,D错误。5.(4分)一定温度下,在2L密闭容器中,A、B、C三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示,下列说法不正确的是 ()A.该反应是可逆反应B.5min时,反应停止C.反应的化学方程式为3A(g)2B(g)+C(g)D.反应开始到5min,v(C)=0.02mol·L-1·min-1【解析】选B。由5min之后,反应物、产物都存在,该反应存在限度,故是可逆反应,A正确;5min时,反应达平衡,是动态平衡,不是反应停止,B错误;化学反应计量数之比等于反应体系中物质变化量之比,Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)=0.6mol∶0.4mol∶0.2mol=3∶2∶1,则反应的化学方程式为3A(g)2B(g)+C(g),C正确;反应开始到5min,v(C)=0.02mol·L-1·min-1,D正确。题组三:化学反应速率-时间(v-t)图像6.(2分)在容积为4L的刚性密闭容器中,进行可逆反应:X(g)+2Y(g)2Z(g),并达到平衡,在此过程中,以Y的浓度改变表示的反应速率v(正)、v(逆)与时间t的关系如图。则图中阴影部分的面积表示 ()A.X的浓度的变化B.Y的物质的量的变化C.Z的浓度的变化D.Z的物质的量的减少【解析】选C。由v=ΔcΔt可知,v(正)与Δt的乘积为Y浓度减小量,v(逆)与Δt的乘积为Y浓度增加量,Δc=v(正)Δt-v(逆)Δt=S(阴影),所以阴影部分的面积为Y的浓度的变化,Y浓度的变化也等于Z浓度的变化,为X浓度变化的27.(2分)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图所示,下列结论中正确的是 ()A.反应在c点达到平衡状态B.反应物浓度:a点小于b点C.反应物的总能量低于生成物的总能量D.Δt1=Δt2时,SO2的转化率:ab段小于bc段【解析】选D。当正反应速率不变时,达到化学平衡状态,由图可知,c点正反应速率开始减少,所以c点不是平衡点,故A错误;反应向正反应进行,随着反应的进行,反应物浓度逐渐降低,所以反应物浓度:a点大于b点,故B错误;从a到c正反应速率增大,之后正反应速率减小,说明反应刚开始时温度升高、对正反应速率的影响大于浓度减小对正反应速率的影响,说明该反应为放热反应,即反应物的总能量高于生成物的总能量,故C错误;Δt1=Δt2时,vΔt=Δc,根据图像可知,ab段反应物浓度变化Δc小于bc段,则ab段参加反应的物质的量小于bc段,由于反应初始物质的量相等,所以SO2的转化率:ab段小于bc段,故D正确。综合应用·拓思维8.(2分)根据盐酸与大理石(足量)反应,V(CO2)-t关系图曲线,以下判断正确的是()A.若温度相同,①反应的盐酸浓度大于③反应,但H+物质的量相等B.②反应H+的物质的量浓度最大C.②与①的反应速率相等D.反应速率由大到小顺序为②①③④【解析】选A。①和③最终生成的气体体积相等,即酸的量是相等的,但是①的速率比③大,所以酸的浓度大,A正确;①中H+的物质的量浓度最大,但②中n(H+)多,所以②比①反应速率小,但产生的CO2多,B、C错误。根据图像中的4条直线的斜率大小可知反应速率由大到小为①②③④,D错误。【补偿训练】不同条件下,用O2氧化一定浓度的FeCl2溶液过程中所测的实验数据如图所示。下列分析或推测不合理的是 ()A.Fe2+的氧化率随时间延长而逐渐增大B.由②和③可知,pH越大,Fe2+氧化速率越大C.由①和③可知,温度越高,Fe2+氧化速率越大D.氧化过程的离子方程式为4Fe2++O2+4H+===4Fe3++2H2O【解析】选B。由图像可知,Fe2+的氧化率随时间延长而逐渐增大,故A正确;由②和③可知,当温度相同pH不同时,pH越大,Fe2+的氧化速率越小,故B错误;由①和③可知,当pH相同温度不同时,温度越高Fe2+的氧化速率越大,故C正确;在酸性条件下,Fe2+和氧气、氢离子反应生成Fe3+和H2O,反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+===4Fe3++2H2O,故D正确。9.(4分)一定条件下,Cu2+、Mn2+、Fe3+的浓度对乙酸在光照条件下的催化降解率的影响如图所示,其降解产物为无污染物质。下列判断错误的是 ()A.温度越高,Cu2+、Mn2+、Fe3+的催化降解率越大B.离子浓度相同时,Cu2+的催化效果最好C.Fe3+的浓度对乙酸降解率的影响不大D.乙酸的降解产物可能是CO2和H2O【解析】选A。Cu2+、Mn2+、Fe3+均可作乙酸降解的催化剂,要使催化剂达到最佳催化效果,需在一定温度下进行,并不是温度越高越好,A项错误;根据图示可知,相同浓度下,a线(Cu2+)表示的降解率最大,B项正确;根据图示可知,随着Fe3+的浓度增加,乙酸的降解率变化不是很大,所以Fe3+的浓度对乙酸降解率的影响不大,C项正确;乙酸的降解产物为无污染物质,其产物可能为CO2、H2O等,D项正确。【补偿训练】综合利用CO2具有重要的意义。30MPa、200℃条件下,CO2与H2反应可制得气态甲醇(CH3OH),其反应的化学方程式为CO2+3H2CH3OH+H2O(g)。(1)在实际生产中,测得合成塔中H2及H2O(g)的物质的量随时间变化如图所示,则图中代表H2的曲线是__________(填“X”或“Y”),v(正)大于v(逆)的点为__________(填字母)。

(2)在一定温度下,将2molCO2与6molH2气体混合于2L密闭容器中制甲醇,2min末生成0.8molH2O(g),请计算:①用单位时间内CO2浓度的减小来表示2min内该反应的平均速率为____________________________;

②2min末容器中H2的物质的量浓度为____________________________。

【解析】(1)由图0~t1minX和Y的变化量之比符合化学方程式系数之比,得出Y代表H2,a、b两点正向进行未达到平衡,v(正)大于v(逆)。(2)①利用物质的量变化之比等于化学方程式系数之比,可知CO2反应了0.8mol,v(CO2)=0.8mol÷2L÷2min=0.2mol·L-1·min-1;②H2反应了0.8mol×3=2.4mol,2min末容器中n(H2)=6mol-2.4mol=3.6mol,c(H2)=3.6mol÷2L=1.8mol·L-1。答案:(1)Yab(2)①0.2mol·L-1·min-1②1.8mol·L-1迁移创新·提素能10.(12分)某实验小组以H2O2分解为例,研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照以下方案完成实验。实验编号反应物催化剂①10mL2%H2O2溶液无②10mL5%H2O2溶液无③10mL5%H2O2溶液1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液④10mL5%H2O2溶液+少量HCl溶液1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液⑤10mL5%H2O2溶液+少量NaOH溶液1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液(1)实验①和②的目的是______________。(4分)

提示:探究H2O2溶液浓度的变