2024-2025學年高中化學第二章化學反應與能量3化學反應的速率和限度課時評價含解析新人教版必修2

PAGE10-化學反應的速率和限度(40分鐘70分)一、選擇題(本題8小題,每小題5分,共40分)1.通過限制或變更反應條件可以加快、減緩甚至阻擋反應的進行,使化學反應有利于人類的生存和提高生活質(zhì)量。下列各圖所示的措施中,能加快化學反應速率的是 ()【解析】選C。扇子扇煤爐火的目的是增加反應物氧氣的濃度,加快煤燃燒的速率。2.下列各組大理石和鹽酸的反應中,產(chǎn)生CO2的反應速率最小的是 ()試管鹽酸濃度溫度大理石A0.5mol·L-120塊狀B0.5mol·L-120粉末狀C2.0mol·L-135塊狀D2.0mol·L-135粉末狀【解析】選A?；瘜W反應速率受溫度影響大,溫度越低反應速率越慢,但A中大理石是塊狀,B中大理石是粉末狀,塊狀和鹽酸接觸面積較粉末狀小,反應速率較慢,答案選A。3.如圖是N2(g)+3H2(g)2NH3(g)在反應過程中反應速率v與時間t的關系曲線,下列說法錯誤的是 ()A.t1時,正反應速率大于逆反應速率B.t2時,反應體系中NH3的濃度達到最大值C.t2～t3時間段,正反應速率等于逆反應速率D.t2～t3時間段,各物質(zhì)的濃度相等且不再發(fā)生變更【解析】選D。t1時反應是正反應速率大于逆反應速率,A正確;t2時達到平衡狀態(tài),反應達到最大限度,反應體系中NH3的濃度達到最大值,B正確;t2～t3時間段,反應達到平衡狀態(tài),v正=v逆,各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變更但不確定相等,C正確,D錯誤。【加固訓練】下列關于化學反應限度的說法中正確的是 ()A.一個可逆反應達到的平衡狀態(tài)就是這個反應在該條件下所能達到的限度B.當一個可逆反應達到平衡狀態(tài)時,正反應速率和逆反應速率相等且等于零C.平衡狀態(tài)時,各物質(zhì)的濃度保持相等D.化學反應的限度不行以通過變更條件而變更【解析】選A。平衡狀態(tài)就是一個可逆反應在該條件下所能達到的最大限度,A正確;反應達到平衡時,正反應速率和逆反應速率相等但不等于零,各物質(zhì)的濃度保持不變但不確定相等,且當外界條件發(fā)生變更時,這種狀態(tài)也會發(fā)生變更。4.下列食品添加劑中,其運用目的與反應速率有關的是 ()A.抗氧化劑 B.調(diào)味劑C.著色劑 D.增稠劑【解析】選A?？寡趸瘎┠茏钃趸蜓泳徥称返难趸冑|(zhì),與反應速率有關,A正確;調(diào)味劑是為了增加食品的味道,與反應速率無關,B錯誤;著色劑是為了給食品添加某種顏色,與反應速率無關,C錯誤;增稠劑可以提高食品的黏稠度,使食品加工體系更趨于穩(wěn)定狀態(tài),與反應速率無關,D錯誤。5.向2L密閉容器中充入4molA和3molB,發(fā)生4A(g)+3B(g)2C(g)+6D(g),4min后測得D(g)占混合氣體體積的40%,則下列表示不正確的是A.v(C)=0.125mol·L-1·min-1B.v(D)=0.375mol·L-1·min-1C.v(B)=0.225mol·L-1·min-1D.v(A)=0.250mol·L-1·min-1【解析】選C。利用“三段式”進行計算。4A(g)+3B(g)2C(g)+6D(g)n(起先): 4mol 3mol 0 0n(轉(zhuǎn)化): 4x 3x 2x 6xn(4min時): 4-4x 3-3x 2x 6x依據(jù)D(g)占混合氣體體積的40%得:×100%=40%,解得x=0.5mol,則v(C)=2×0.5mol÷2L4min=0.125mol·L-1·min-1,同理得:v(D)=0.375mol·L-1·min-1,v(B)=0.1875mol·L-1·min-1,v(A)=0.250mol·L-1·min-1。6.在反應2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)中,經(jīng)過一段時間后,SO3的濃度增加了0.4mol·L-1,用氧氣表示的化學反應速率為0.4mol·L-1·s-1,則這段時間是 ()A.0.1B.2.5sC.0.5sD.10s【解析】選C。當SO3的濃度增加了0.4mol·L-1,氧氣的濃度應削減0.2mol·L-1,所以0.4mol·L-1·s-1×t=0.2mol·L-1,t=0.5s,答案為C。7.關于反應NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g),下列物理量可以確定達到平衡狀態(tài)的是 ()A.密閉容器中氨氣的體積分數(shù)不變B.密閉容器中的壓強不變C.c(NH3)∶c(CO2)=2∶1D.v(NH3)∶v(CO2)=2∶1【解析】選B。因氨基甲酸銨的分解反應中,反應物是固體,無論反應是否達到平衡,NH3的體積分數(shù)始終為,所以密閉容器中NH3、CO2的體積分數(shù)不變,不標記反應達到平衡,A錯誤;當壓強不變時,說明氣體的總物質(zhì)的量不再變更,即反應達到平衡狀態(tài),B正確;只有當各組分的濃度不變時,反應才達到平衡狀態(tài),C錯誤;反應必需是同時向兩個方向進行,且符合反應速率之比等于物質(zhì)的化學計量數(shù)之比,反應才達到平衡狀態(tài),D錯誤。【加固訓練】1.(2024·大同高一檢測)為探討硫酸銅的量對鋅與稀硫酸反應生成氫氣速率的影響,某同學設計了如下一系列試驗。將表中所給的混合溶液分別加入6個盛有過量Zn粒的反應瓶中,收集產(chǎn)生的氣體,記錄獲得相同體積的氣體所需的時間。下列說法正確的是 ()試驗混合溶液ABCDEF4mol·L-1H2SO4溶液/mL30V1V2V3V4V5飽和CuSO4溶液/mL00.52.55V620H2O/mLV7V8V9V10100A.V1=30,V6=10B.反應一段時間后,試驗A、E中的金屬呈暗紅色C.加入MgSO4與Ag2SO4可以起與硫酸銅相同的加速作用D.硫酸銅的量越多,產(chǎn)生氫氣的速率確定越快【解析】選A。反應的總體積應當相同,A組中硫酸為30mL,那么其他組硫酸量也都為30mL,因此V1=30,而硫酸銅溶液和水的總量應相同,F組中硫酸銅為20mL,水為0mL,那么總量為20mL,因此V6=10,A正確;A中Zn反應較慢,看到金屬呈灰黑色,而E中置換出大量的Cu,看到金屬呈紅色,B錯誤;硫酸鎂與鋅不反應,不能形成原電池,C錯誤;假如硫酸銅過多,生成的銅附著在鋅表面,會阻礙鋅與硫酸的反應,反而會降低反應速率,D錯誤。2.某同學為探討在溶液中進行的M+NC的反應速率,他將M、N在確定條件下反應并測定反應中生成物C的濃度隨反應時間的變更狀況,繪制出如圖所示的曲線。下列說法正確的是 ()A.在各相同的時間段里,反應速率最大的時間段是t2～t3B.圖中陰影部分“面積”表示t2～t3時間段C的濃度變更量C.從反應速率的變更,可看出該反應可能是放熱反應D.生成C最多的時間段是O～t1【解析】選C。在各相同的時間段里,t1～t2的時間段中C的濃度變更量最大,所以反應速率最快,A錯誤;t2～t3時間段C的濃度變更量是c3～c2,B錯誤;t1～t2時間段中C的濃度變更量比O～t1大,可能是因為溫度上升引起的,該反應可能是放熱反應,C正確;生成C最多的時間段是t1～t2,D錯誤。8.確定溫度下,向容積為2L的密閉容器中通入兩種氣體發(fā)生化學反應,反應中各物質(zhì)的物質(zhì)的量變更如圖所示,A.該反應的化學方程式為3B+4D6A+2CB.反應進行到1s時,v(A)=v(D)C.反應進行到6s時,B的平均反應速率為0.05mol·L-1·s-1D.反應進行到6s時,各物質(zhì)的反應速率相等【解析】選C。Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)=(1.2-0)mol∶(1.0-0.4)mol∶(1.0-0.2)mol∶(0.4-0)mol=6∶3∶4∶2,化學方程式為3B+4C6A+2D,A錯誤;不論在什么時刻,用各物質(zhì)表示的速率之比等于化學計量數(shù)之比,B、D錯誤;反應進行到6s時,B的物質(zhì)的量濃度的變更量為(1.0-0.4)mol÷2L=0.3mol·L-1,6s時,B的平均反應速率為0.3mol·L-1÷60.05mol·L-1·s-1,C正確。二、非選擇題(本題包括2小題,共30分)9.(16分)某試驗小組以H2O2分解為例,探究濃度、催化劑、溶液酸堿性對反應速率的影響,在常溫下依據(jù)下表所示的方案完成試驗。試驗編號反應物催化劑①10mL2%H2O2溶液無②10mL5%H2O2溶液無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)試驗①和②的目的是。

同學們進行試驗時沒有視察到明顯現(xiàn)象而無法得出結(jié)論。資料顯示,通常條件下H2O2穩(wěn)定,不易分解。為了達到試驗目的,你對原試驗方案的改進方法是(填一種方法即可)。

(2)試驗③④⑤中,測得生成氧氣的體積隨時間變更的關系如圖所示。分析該圖能夠得出的試驗結(jié)論是

。

(3)為比較Fe3+和Cu2+對H2O2分解的催化效果,設計了如圖所示的試驗裝置進行試驗,通過測定O2的體積來比較H2O2的分解速率快慢,試驗時可以通過測量或來比較。

(4)0.1gMnO2粉末加入50mLH2O2溶液中,在標準狀況下放出氣體的體積和時間的關系如圖所示。請說明化學反應速率變更的緣由:

H2O2的初始物質(zhì)的量濃度為mol·L-1(保留兩位有效數(shù)字)。

【解析】(1)試驗①和②的濃度不同,則該試驗的目的為探究濃度對化學反應速率的影響;為了便于比較,應在相同的條件下利用一個變量來比較,則向反應物中加入等量同種催化劑(或?qū)⑹⒂蟹磻锏脑嚬芊旁谕粺崴≈?。(2)由圖可知,⑤的反應速率最大,④的反應速率最小,則堿性環(huán)境能增大H2O2分解的速率,酸性環(huán)境能減小H2O2分解的速率。(3)試驗時可以通過測量單位時間生成O2的體積或生成單位體積O2所須要的時間來比較H2O2的分解速率快慢。(4)濃度越大,反應速率越大,反之越小,隨著反應進行,反應物的濃度漸漸減小,則速率漸漸減小;依據(jù)圖象可以看出H2O2完全反應放出60mLO2,H2O2的分解反應為2H2O22H2O+O2↑,則n(H2O2)=×2≈0.00536mol,H2O2的初始物質(zhì)的量濃度為c(H2O2)=≈0.11mol·L-1。答案:(1)探究濃度對反應速率的影響向反應物中加入等量同種催化劑(或?qū)⑹⒂蟹磻锏脑嚬芊旁谕粺崴≈?(2)堿性環(huán)境能增大H2O2分解的速率,酸性環(huán)境能減小H2O2分解的速率(3)單位時間生成O2的體積生成單位體積O2所須要的時間(4)隨著反應的進行,H2O2濃度減小,反應速率減慢0.1110.(14分)將等物質(zhì)的量的A、B置于2L的密閉容器中,3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g),經(jīng)5min后,測得D的濃度為0.5mol·L-1,c(A)∶c(B)=3∶5,C的平均反應速率是0.1mol·L-1·min-1,則:(1)x=,B的平均反應速率是mol·L-1·min-1。

(2)5min末c(A)=mol·L-1,反應起先時放入容器中n(B)=mol。

【解析】(1)依據(jù)3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g),由C的反應速率0.1mol·L-1·min-1,知5min后C的濃度為0.1mol·L-1·min-1×5min=0.5mol·L-1,與D的濃度的變更量相同,得x=2。因D的濃度的變更量為0.5mol·L-1,則A、B的濃度的變更量分別為0.75mol·L-1、0.25mol·L-1,可求得v(B)=0.25mol·L-1÷5min=0.05mol·L-1·min-1。(2)由c(A)∶c(B)=3∶5,可設5min末A、B的濃度分別為3x和5x,因起先物質(zhì)的量相等,得:3x+0.75mol·L-1=5x+0.25mol·L-1,x=0.25mol·L-1,起先時A的濃度為3×0.25mol·L-1+0.75mol·L-1=1.5mol·L-1,則起先時,A、B物質(zhì)的量均為3mol。答案:(1)20.05(2)0.753(20分鐘30分)一、選擇題(本題3小題,每小題5分,共15分)11.已知2molSO2與1molO2完全反應生成2SO3時放出196.64kJ的熱量,現(xiàn)試驗室用4molSO2與2molO2進行反應:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),當放出314.624kJ熱量時反應達到平衡狀態(tài),則SO2的轉(zhuǎn)化率為 ()A.40%B.50%C.80%D.90%【解析】選C。依據(jù)放出314.624kJ的熱量可知參與反應的SO2的物質(zhì)的量為×2=3.2mol,故SO2的轉(zhuǎn)化率為×100%=80%。12.用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金屬制造發(fā)動機的耐熱部件,能大幅度提高發(fā)動機的熱效率。工業(yè)上用化學氣相沉積法制備氮化硅,其反應如下:3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)Si3N4(s)+12HCl(g)。確定條件下,在密閉恒容的容器中,能表示上述反應達到化學平衡狀態(tài)的是 ()A.v逆(N2)=3v正(H2)B.v正(HCl)=4v正(SiCl4)C.混合氣體密度保持不變D.c(N2)∶c(H2)∶c(HCl)=1∶3∶6【解析】選C。利用化學反應速率之比等于方程式中化學計量數(shù)之比可知,A項應為3v逆(N2)=v正(H2),才表示達到平衡狀態(tài),故A錯誤;B項均表示正反應速率,無論反應是否處于平衡狀態(tài),都成立,B錯誤;混合氣體密度不變,說明體系中混合氣體質(zhì)量不變,若未達到平衡,則混合氣體質(zhì)量變更,所以C項表示達到平衡狀態(tài);D項表示的濃度關系與是否平衡無關,錯誤。13.下列方法對2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的反應速率沒有影響的是 ()A.加入SO3 B.容積不變,充入N2C.壓強不變,充入N2 D.降低溫度【解析】選B。容積不變,充入N2后沒有引起反應中各物質(zhì)濃度的變更,故反應速率不變。二、非選擇題(本題包括1小題,共15分)14.生產(chǎn)中可用雙氧水氧化法處理電鍍含氰廢水,某化學愛好小組模擬該法探究有關因素對破氰反應速率的影響(注:破氰反應是指氧化劑將CN-氧化的反應)?！鞠嚓P資料】①氰化物主要是以CN-和[Fe(CN)6]3-兩種形式存在。②Cu2+可作為雙氧水氧化法破氰處理過程中的催化劑;Cu2+在偏堿性條件下對雙氧水分解影響較弱,可以忽視不計。③[Fe(CN)6]3-較CN-難被雙氧水氧化,且pH越大,[Fe(CN)6]3-越穩(wěn)定,越難被氧化?！驹囼炦^程】在常溫下,限制含氰廢水樣品中總氰的初始濃度和催化劑Cu2+的濃度相同,調(diào)整含氰廢水樣品不同的初始pH和確定