第六章　化学反应与能量　阶段重点突破练(四)（含答案)

阶段重点突破练(四)
一、化学反应速率的计算与比较
1．在2 L密闭容器中，发生以下反应：2A(g)＋B(g)2C(g)＋D(g)。若最初加入的A和B都是4 mol，在前10 s A的平均反应速率为0.12 mol·L－1·s－1，则10 s时，容器中B的物质的量是(　　)
A．1.6 mol B．2.8 mol
C．2.4 mol D．1.2 mol
2．(2022·重庆市育才中学高一期中)对于反应：3A(g)＋B(g)2C(g)＋3D(g)，下列各数据表示不同条件下的反应速率，其中反应进行得最快的是(　　)
A．v(A)＝0.09 mol·L－1·s－1
B．v(B)＝0.02 mol·L－1·s－1
C．v(C)＝0.05 mol·L－1·s－1
D．v(D)＝1.0 mol·L－1·min－1
3．把0.6 mol X气体和0.6 mol Y气体混合于2 L的密闭容器中，使它们发生如下反应：3X(g)＋Y(g)nZ(g)＋2W(g)。5 min末生成0.2 mol W。若测知以Z的浓度变化表示平均反应速率为0.01 mol·L－1·min－1，则化学方程式中n的值为(　　)
A．1 B．2 C．3 D．4
4．(2022·山西运城高一检测)一定温度下，物质的量为0.1 mol的X(g)与0.3 mol的Y(g)在容积为2 L的恒容密闭容器中发生反应：X(g)＋3Y(g)2Z(g)，5 min达到平衡状态，测得密闭容器中Z的物质的量为0.12 mol，下列说法正确的是(　　)
A．5 min内，用X表示的平均反应速率为0.003 mol·L－1·min－ 1
B．达到平衡时，容器内的压强是反应前的0.7倍
C．达到平衡时，2n(Y)＝3n(Z)
D．达到平衡时，增加少量氦气(不参与反应)，反应速率增大
二、化学反应速率的影响因素及实验探究
5．(2022·江苏淮安高一期中)用100 mL 1 mol·L－1盐酸与锌粉反应制备氢气，下列措施能加快反应速率的是(　　)
A．降低温度
B．改用200 mL 1 mol·L－1盐酸
C．用锌块代替锌粉
D．滴加少量CuCl2溶液
6．(2022·郑州高一阶段检测)下列生产或实验事实引出的结论错误的是(　　)
选项 事实 结论
A 其他条件相同，铁片和稀硫酸反应，适当升高溶液的温度，单位时间内产生的气泡增多 当其他条件不变时，升高反应温度，化学反应速率加快
B 工业制硫酸过程中，在SO3的吸收阶段，吸收塔里要装填瓷环 增大气液接触面积，使SO3的吸收速率加快
C 在容积可变的密闭容器中发生反应：N2O4(g)??2NO2(g)，把容器的体积缩小一半 反应速率减慢
D A、B两支试管中分别加入等体积5%的H2O2溶液，在B试管中加入2～3滴FeCl3溶液，B试管中产生气泡快 当其他条件不变时，催化剂可以改变化学反应速率
7.反应3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)在一容积可变的密闭容器中进行，下列条件的改变能使反应速率加快的是(　　)
①增加铁的量　②将容器的体积缩小一半　③保持体积不变，充入N2使体系压强增大　④保持体积不变，充入水蒸气使体系压强增大
A．①④ B．②③ C．③④ D．②④
8．某探究小组利用丙酮的溴代反应(CH3COCH3＋Br2CH3COCH2Br＋HBr)来研究反应物浓度与反应速率的关系。反应速率v(Br2)通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定。在一定温度下，获得如下实验数据：
实验序号 初始浓度c/(mol·L－1) 溴颜色消失所需时间t/s
CH3COCH3 HCl Br2
① 0.80 0.20 0.001 0 290
② 1.60 0.20 0.001 0 145
③ 0.80 0.40 0.001 0 145
④ 0.80 0.20 0.002 0 580
分析实验数据所得出的结论不正确的是(　　)
A．增大c(CH3COCH3)，v(Br2)增大
B．实验②和③的v(Br2)相等
C．增大c(HCl)，v(Br2)增大
D．增大c(Br2)，v(Br2)增大
9．(2022·南京高一期末)把在空气中久置的铝片5.0 g投入盛有500 mL 0.5 mol·L－1硫酸溶液的烧杯中，该铝片与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间可用如图所示的坐标曲线来表示。回答下列问题：
(1)曲线O→a段不产生氢气的原因是________________________________________________
_______________________________________________________________________________，
有关反应的离子方程式为__________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)曲线a→b段产生氢气的速率较慢的原因是_________________________________________
_______________________________________________________________________________，
有关的化学方程式为______________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(3)曲线b→c段，产生氢气的速率增加较快的主要原因是________________________________
_______________________________________________________________________________。
(4)曲线c以后，产生氢气的速率逐渐下降的主要原因是_________________________________
_______________________________________________________________________________。
三、化学平衡状态的建立及判定
10．在373 K时，密闭容器中充入一定物质的量的NO2和SO2，发生如下反应：NO2＋SO2NO＋SO3，达到平衡时，下列叙述正确的是(　　)
A．SO2、NO2、NO、SO3的物质的量一定相等
B．NO2和SO2的物质的量一定相等
C．平衡体系中总物质的量一定等于反应开始时总物质的量
D．NO和SO3的物质的量一定不相等
11．在密闭容器中进行反应：X2(g)＋3Y2(g)2Z(g)，其中 X2、Y2、Z 的起始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.4 mol·L－1、0.2 mol·L－1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是(　　)
A．c(Z)＝0.4 mol·L－1
B．c(Y2)＝0.1 mol·L－1
C．c(X2)＝0.15 mol·L－1且c(Z)＝0.25 mol·L－1
D．c(X2)＝0.05 mol·L－1 且c(Z)＝0.3 mol·L－1
12．(2022·上海市嘉定区第一中学高一阶段检测)一定温度下，在容积恒定的密闭容器中进行反应：A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)，下列叙述能表明该反应已达到平衡状态的是(　　)
①混合气体的密度不变
②容器内气体的压强不变
③混合气体的总物质的量不变
④B的物质的量浓度不变
⑤v正(C)＝v逆(D)
A．②③ B．①③⑤
C．②④⑤ D．①④⑤
四、化学反应速率与化学平衡图像
13．(2022·济南高一检测)一定条件下，将3 mol A气体和1 mol B气体混合于固定容积为2 L的密闭容器中，发生反应：3A(g)＋B(g)C(g)＋2D(s)。2 min末该反应达到平衡，生成D的物质的量随时间的变化情况如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．混合气体的密度不再改变时，该反应不一定达到平衡状态
B．2 min后，加压会使正反应速率加快，逆反应速率变慢
C．反应过程中A和B的转化率之比为3∶1
D．开始到平衡，用A表示的化学反应速率为0.3 mol·L－1·min－1
14．一定条件下，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。下列说法错误的是(　　)
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
15．汽车尾气中含有CO、NO等有害气体，某新型催化剂能促使NO、CO转化为2种无毒气体。T ℃时，将0.8 mol NO和0.8 mol CO充入容积为2 L的密闭容器中，模拟尾气转化，容器中NO的物质的量随时间的变化如图所示。
(1)NO、CO转化为2种无毒气体的化学方程式是_______________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)反应开始至10 min，v(NO)＝______ mol·L－1·min－1。
(3)下列说法正确的是________(填字母)。
a．新型催化剂可以加快NO、CO的转化
b．该反应进行到10 min时达到化学平衡状态
c．平衡时CO的浓度是0.4 mol·L－1
16．某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了如下实验：
[实验原理]2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O
[实验内容及记录]
实验编号 室温下，试管中所加试剂及其用量/mL 室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min
0.6 mol·L－1 H2C2O4溶液 H2O 0.2 mol·L－1 KMnO4溶液 3 mol·L－1 稀硫酸
1 3.0 2.0 3.0 2.0 4.0
2 3.0 3.0 2.0 2.0 5.2
3 3.0 4.0 1.0 2.0 6.4
请回答下列问题：
(1)根据上表中的实验数据，可以得到的结论是_______________________________________。
(2)利用实验1中数据计算，v(KMnO4)＝__________________________。
(3)该化学小组同学根据经验绘制了n(Mn2＋)随时间变化趋势的示意图，如图1所示。但有同学查阅已有的实验资料发现，该实验过程中n(Mn2＋)随时间变化的趋势应如图2所示。该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设，并继续进行实验探究。
①该小组同学提出的假设是____________________________________________________。
②请你帮助该小组同学完成实验方案，并填写表中空白。
实验编号 室温下，试管中所加试剂及其用量/mL 再向试管中加入少量固体 室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min
0.6 mol·L－1 H2C2O4溶液 H2O 0.2 mol·L－1 KMnO4溶液 3 mol·L－1 稀硫酸
4 3.0 2.0 3.0 2.0 t
③若该小组同学提出的假设成立，应观察到的现象是___________________________________
_______________________________________________________________________________。
阶段重点突破练(四)
1．B　2.A
3．A　[5 min内W的平均化学反应速率v(W)＝＝0.02 mol·L－1·min－1，利用各物质的反应速率之比等于其化学计量数之比，以Z的浓度变化表示的平均反应速率为0.01 mol·L－1·min－1，则v(Z)∶v(W)＝0.01 mol·L－1·min－1∶0.02 mol·L－1·min－1＝n∶2，所以n＝1。]
4．B　[5 min内，生成Z的物质的量是0.12 mol，根据物质反应转化关系可知反应消耗X的物质的量是0.06 mol，则用X的浓度变化表示的平均反应速率为v(X)＝＝＝0.006 mol·L－1·min－1，A错误；在相同条件下，气体的压强与气体的总物质的量成正比，在反应开始时n(总)＝0.1 mol＋0.3 mol＝0.4 mol；在平衡时n(Z)＝0.12 mol，n(X)＝0.1 mol－0.06 mol＝0.04 mol，n(Y)＝0.3 mol－3×0.06 mol＝0.12 mol，则平衡时n(总)＝0.04 mol＋0.12 mol＋0.12 mol＝0.28 mol，＝＝，则达到平衡时，容器内的压强是反应前的0.7倍，B正确；根据选项B分析可知达到平衡时n(Y)＝0.12 mol，n(Z)＝0.12 mol，n(Y)＝n(Z)，C错误；反应达到平衡时，增加少量氦气，在恒容下各物质浓度不变，反应速率不变，D错误。]
5．D
6．C　[其他条件相同，铁片和稀硫酸反应，适当升高溶液的温度，单位时间内产生的气泡增多，则反应速率增大，因此得出结论：当其他条件不变时，升高反应温度，化学反应速率加快，A项正确；与不装瓷环相比，从塔顶喷淋下来的浓硫酸从与从塔底进入的气体在瓷环间隙充分接触，能加快反应速率，因此得出结论：增大气液接触面积，使SO3的吸收速率加快，B项正确；在容积可变的密闭容器中发生反应：N2O4(g)2NO2(g)，把容器的体积缩小一半，则气体反应物浓度增大，反应速率也增大，C项不正确；A、B两支试管中分别加入等体积5%的H2O2溶液，在B试管中加入2～3滴FeCl3溶液，B试管中产生气泡快，则反应速率增大，该对比实验中，变量为催化剂，因此得出结论：当其他条件不变时，催化剂可以改变化学反应速率，D项正确。]
7．D　8.D
9．(1)铝片表面有氧化铝，硫酸首先与表面的氧化铝反应　Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O　(2)反应开始，温度较低且只有部分硫酸与铝片作用　2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑　(3)铝片与硫酸反应放出热量使溶液温度升高，反应速率加快　(4)随着反应进行，硫酸浓度变小
解析　(1)曲线O→a段不产生氢气的原因是铝片表面有氧化铝，硫酸首先与表面的氧化铝反应，有关反应的离子方程式为Al2O3＋6H＋===2Al3＋＋3H2O。(2)曲线a→b段产生氢气的速率较慢的原因是反应开始，温度较低且只有部分硫酸与铝片作用，有关的化学方程式为2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑。(3)曲线b→c段，产生氢气的速率增加较快的主要原因是铝片与硫酸反应放出热量使溶液温度升高，反应速率加快。(4)曲线c以后，产生氢气的速率逐渐下降的主要原因是随着反应进行，硫酸浓度变小。
10．C
11．D　[由于反应X2(g)＋3Y2(g)2Z(g)是一个可逆反应，故各物质均不可能完全转化，假设反应正向完全进行，故有：
　　　　　X2(g)＋3Y2(g)2Z(g)
起始量/ mol·L－1 0.1　　0.4　　　0.2
转化量/ mol·L－1 　 0.1　　0.3　　　0.2
终止量/ mol·L－1 　 0　　　0.1　　　0.4
假设反应逆向完全进行，则有：
X2(g)＋3Y2(g)2Z(g)
起始量/ mol·L－1 　0.1　　0.4　　　0.2
转化量/ mol·L－1 　0.1　　0.3　　　0.2
终止量/ mol·L－1 　0.2　　0.7　　　0
综合得出：012．D　[混合气体的密度等于混合气体的总质量除以容器体积，A是固体，所以混合气体的总质量是一个变量，容器体积是定值，所以混合气体密度不变时，反应达到平衡状态，①正确；该反应是反应前后气体分子数之和相等的反应，在温度和容积一定时，压强和气体的总物质的量成正比，所以容器内气体的压强一直不变，则压强不变不能判断该反应是否平衡，②错误；该反应的混合气体的总物质的量一直不变，故不能用总的物质的量不变判断反应是否平衡，③错误；B的物质的量浓度不再变化说明反应达到了平衡状态，④正确；用C表示的正反应速率等于用D表示的逆反应速率，说明正、逆反应速率相等，反应达到了平衡状态，⑤正确。]
13．D　[生成物D为固体，随反应进行气体质量减小，容器容积不变，故气体的密度减小，气体的密度不变说明反应达到平衡状态，故A错误；增大压强，A、B、C的浓度都增大，故正、逆反应速率都增大，故B错误；A、B按物质的量之比3∶1反应，且二者起始物质的量分别为3 mol、1 mol，故二者转化率相等，故C错误；2 min内生成0.8 mol D，则消耗A的物质的量为0.8 mol×＝1.2 mol，故2 min内A的反应速率v(A)＝＝0.3 mol·L－1·min－1，故D正确。]
14．A
15．(1)2CO＋2NON2＋2CO2　(2)0.02　(3)ab
解析　(1)NO、CO反应产生N2、CO2，根据图像可知，反应一段时间后，n(NO)不再变化，且不为0，则说明该反应为可逆反应，再根据原子守恒、得失电子守恒，可得反应的化学方程式为2CO＋2NON2＋2CO2。(2)0～10 min内，v(NO)＝＝0.02 mol·L－1·min－1。(3)催化剂可以加快反应速率，所以使用新型催化剂可以加快NO、CO的转化，a正确；根据图像可知，该反应进行到10 min后，NO的物质的量不再发生变化，说明反应达到化学平衡状态，b正确；平衡时，CO的物质的量是0.4 mol，由于容器的容积为2 L，所以CO的浓度是0.2 mol·L－1，c错误。
16．(1)其他条件相同时，增大KMnO4溶液的浓度(或反应物浓度)，反应速率增大　(2)1.5×10－2 mol·L－1·min－1　(3)①生成物中的MnSO4为该反应的催化剂(或Mn2＋对该反应有催化作用)　②MnSO4　③与实验1比较，室温下溶液褪色所需时间更短(或所用时间t小于4.0 min及其他合理答案)
解析　(1)可由图表中的数据直接得出结论：其他条件相同时，增大KMnO4溶液的浓度(或反应物浓度)，反应速率增大。
(2)v(KMnO4)＝＝1.5×10－2 mol·L－1·min－1。
(3)由图可以看出Mn2＋在一定时间后生成速率增大，故可以想到生成物中的MnSO4可能为该反应的催化剂，从而提出假设；在反应时KMnO4是用H2SO4酸化的，如果用MnCl2来证明Mn2＋的催化作用，就又引进了Cl－，这时就不知道是Mn2＋的催化作用还是Cl－的催化作用。而用MnSO4就能避免这个问题。有了催化剂，在其他条件相同时，褪色时间就会缩短。