6.2化学反应的速率与限度 课时作业（含解析）

6.2化学反应的速率与限度 课时作业
2022-2023学年下学期高一化学人教版（2019）必修第二册
一、单选题
1．图甲、乙分别表示反应 CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH>0 在 t1 时刻达到平衡，在t2时刻因改变某个条件而发生变化的情况，下列说法正确的是
A．图甲中t2时刻发生改变的条件一定是同比增大 CO2和H2的浓度
B．图甲中t2时刻发生改变的条件一定是加入催化剂
C．图乙中t2时刻发生改变的条件可能是降低温度
D．图乙中t2时刻发生改变的条件可能是增大CO2的浓度
2．一定温度下，向一恒容密闭容器中充入2 mol SO2和1 mol O2，在一定条件下发生反应： 2SO2＋O22SO3，下列有关说法正确的是
A．当O2的浓度不变时，反应达到平衡状态
B．达到化学平衡时，正反应和逆反应的速率相等且都为零
C．当单位时间消耗a mol O2，同时消耗2a mol SO2时，反应达到平衡状态
D．当SO2、O2、SO3的分子数比为2∶1∶2时，反应达到平衡状态
3．对于可逆反应2SO2＋O22SO3，在混合气体中充入一定量的18O2，足够长的时间后，18O原子（　　）
A．只存在于O2中 B．只存在于O2和SO3中
C．只存在于O2和SO2中 D．存在于SO2、O2和SO3中
4．对利用甲烷消除NO2污染进行研究，CH4+2NO2N2+CO2+2H2O。在1L密闭容器中，控制不同温度，分别加入0.50molCH4和1.2molNO2，测得n(CH4)随时间变化的有关实验数据见表。
组别 温度 时间/minn/mol 0 10 20 40 50
① T1 n(CH4) 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10
② T2 n(CH4) 0.50 0.30 0.18 … 0.15
下列说法正确的是（ ）
A．组别①中，0~20min内，NO2的降解速率为0.0125mol·L-1·min-1
B．由实验数据可知该反应较适宜的温度为T1
C．40min时，表格中T2应填的数据为0.18
D．0～10min内，CH4的降解速率①>②
5．反应：3X(g)＋Y(g) 2Z(g)＋2W(g)在2 L密闭容器中进行，5 min后Y减少了0.5 mol，则此反应的反应速率为(　　)
A．v(X)＝0.05 mol·L－1·min－1 B．v(Y)＝0.10 mol·L－1·min－1
C．v(Z)＝0.10 mol·L－1·min－1 D．v(W)＝0.10 mol·L－1·s－1
6．一定温度下，向容积为2L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示。则下列对该反应的推断合理的是
A．该反应的化学方程式为6A+2D=3B+4C
B．反应进行到1s时，v(A)=v(B)
C．达到反应限度时，C的转化率为80％
D．反应进行到5s时，B的平均反应速率为0.12mol/(L·s)
7．在一定条件下，某可逆反应的正反应速率和逆反应速率随时间变化的曲线如下图所示。下列叙述正确的是
A．时刻，反应逆向进行 B．时刻，逆反应速率大于正反应速率
C．时刻，反应物在该条件下转化率最大 D．时刻，正反应速率等于逆反应速率
8．已知一定温度下，在2L的密闭容器中，合成氨反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的各物质数据如下：
N2 H2 NH3
起始时各物质的物质的量/mol 2.0 6.0 0
2s末各物质的物质的量/mol 1.2 3.6 1.6
以氢气来表示该化学反应的反应速率为（ ）
A．0.2mol·L-1·s-1 B．0.4mol·L-1·s-1
C．0.6mol·L-1·s-1 D．0.8mol·L-1·s-1
9．一定温度下，在某恒容的密闭容器中，建立化学平衡：。下列叙述不能说明该反应已达到化学平衡状态的是
A．加入碳后，浓度不增加 B．气体的密度不再发生变化
C．气体的压强不再发生变化 D．生成n mol ，同时生成n mol
10．室温下，向3 mL0.1 mol/L稀盐酸中加入1 mL0.1mol/L氯化钴溶液发生反应：，平衡时溶液呈浅紫色。下列说法不正确的是
A．加热，溶液会逐渐变成蓝色
B．向溶液中加AgNO3，如果生成白色沉淀.说明该反应存在限度
C．加入少量水，平衡会逆向移动
D．加入NaCl固体，平衡右移，但平衡常数不变
11．反应A+3B=2C+D在四种不同情况下的反应速率分别为①v(A)=0.15mol·L-1·s-1 ②v(B)=0.6mol·L-1·s-1 ③v(C)=0.5mol·L-1·min-1 ④v(D)=0.45mol·L-1·s-1。则反应进行由快到慢的顺序为（ ）
A．④＞③＞①＞② B．④＞②＞①＞③
C．②＞③＞④＞① D．④＞③＞②＞①
12．10 mL浓度为1 mol/L的盐酸与过量的锌粉反应，若加入适量的下列溶液，能减慢反应速率但又不影响氢气生成的是(　　)
A．KHSO4 B．CH3COONa C．CuSO4 D．Na2CO3
13．如图是可逆反应在反应过程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线，下列叙述正确的是
A．时，各物质的浓度不再发生变化
B．时，反应未达到限度
C．时，反应已停止进行
D．时，反应只向正反应方向进行
14．已知断裂1 mol共价键所需要吸收的能量分别为H—H：436 kJ，I—I：151 kJ，H—I：299 kJ，下列对H2(g)＋I2(g)2HI(g)的反应类型判断错误的是(　　)
A．吸收能量的反应 B．放出能量的反应
C．氧化还原反应 D．可逆反应
15．已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ，在含少量I-的溶液中，H2O2分解分两步基元反应：H2O2+I- →H2O+IO- 慢 H2O2+IO- → H2O+O2+I- 快；下列有关该反应的说法正确的是
A．v (H2O2)=v (H2O)=v (O2) B．IO-是该反应的中间产物
C．反应活化能为98 kJ·mol-1 D．反应速率由IO-浓度决定
二、填空题
16．SO2与O2反应生成SO3，是接触法制硫酸的关键步骤，有关化学方程式为2SO2+O22SO3。回答下列问题：
(1)将2mol SO2、2mol O2置于恒容密闭绝热反应器中合成三氧化硫，反应速率与反应时间的关系如图：
①M、N、O、P四点中，_____点反应速率最大，_____点反应处于平衡态。
②M到N反应速率变大的原因为______________________。
(2)某兴趣小组以恒温恒容（温度、体积均不变）反应器合成SO3，各物质的物质的量浓度与时间的关系如图：
①________线表示SO2，前4min二氧化硫的平均反应速率为_______mol/(L·min)。
②W点SO3物质的量浓度为__________(用分数表示)mol/L。
17．工业上一般在恒温恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)
(1)判断反应达到平衡状态的依据是(填字母序号，下同)__________。
A．生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
B．混合气体的密度不变
C．混合气体的相对平均分子质量不变
D．CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
(2)下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。
温度 250℃ 300℃ 350℃
K 2.041 0.270 0.012
①由表中数据判断该反应的△H__________0(填“>”、“=”或“<”)；
②某温度下，将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中，充分反应后，达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L，则CO的转化率为__________，此时的温度为__________。
(3)要提高CO的转化率，可以采取的措施是__________。
a. 升温 b. 加入催化剂 c. 增加CO的浓度 d. 加入H2 e. 加入惰性气体 f. 分离出甲醇
三、实验题
18．影响化学反应速率的因素很多，某课外兴趣小组用实验的方法进行探究。他们利用Cu、Fe、Mg和不同浓度的硫酸(0.5mol·L-1、2mol·L-1、18.4mol·L-1)，设计实验方案来研究影响反应速率的因素。甲同学研究的实验报告如下表：
实验步骤 现象 结论
①分别取等体积的2mol·L-1硫酸于试管中；②分别投入大小、形状相同的Cu、Fe、Mg 反应快慢：Mg>Fe>Cu 反应物的性质越活泼，反应速率越快
(1)该同学的实验目的是___________；要得出正确的实验结论，还需控制的实验条件是___________。
(2)乙同学为了更精确地研究浓度对反应速率的影响，利用下图装置进行定量实验。完成该实验可选用的实验药品是___________；应该测定的实验数据是___________。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【详解】由图象可知，甲中t2时刻反应速率增大，正、逆反应速率相等，化学平衡不移动，由方程式可知反应物气体和生成物气体的体积相等，则增大压强平衡不移动，则可增大压强或加入催化剂，选项A、B错误；
图乙t2时刻CO2浓度增大，CO浓度减小，应是平衡逆向移动，由于该反应的正反应是吸热反应，根据平衡移动原理，降低温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，使CO2浓度增大，CO浓度减小，C正确；若是增大CO2的浓度，CO2的浓度应该是迅速增大，而由于平衡正向移动，CO浓度也会增大，与图象不符合，D错误；
故合理选项是C。
2．A
【详解】在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态；
A．当O2的浓度不变时，反应达到平衡状态，A正确；
B．达到化学平衡时，正反应和逆反应的速率相等，但不为零，B错误；
C．当单位时间消耗a molO2，同时消耗2amolSO2时，只能说明正反应速率的情况，不能说明正逆反应速率相等，C错误；
D．当SO2、O2、SO3的分子数比为2∶1∶2时正逆反应速率不一定相等，所以反应不一定达到平衡状态，D错误；
正确选项A。
3．D
【详解】该反应为可逆反应，在混合气体中充入一定量的18O2，SO2和18O2反应生成SO3中含有18O，同时SO3分解生成SO2和O2，则SO2中含有18O原子，则18O原子存在于O2、SO2和SO3中。
答案选D。
4．B
【详解】A. 组别①中，0-20min内，CH4的降解速率为=0.0125mol·L-1·min-1，根据化学反应的计量数之比等于化学反应速率之比可知，NO2的降解速率为2 0.0125mol·L-1·min-1=0.025 mol·L-1·min-1，A项错误；
B. 由实验整组数据可知，该反应在T1温度下降解达平衡所需要更短，故较适宜的温度为T1，B项正确；
C. 随着反应的进行，反应物的浓度降低，反应速率减小，40min时，表格中T2对应的数据为0.15-0.18之间，C项错误；
D. 有表格数据对比可以看出，0~10min内，CH4的变化量：②>①，相同的时间内其降解速率: ②>①，D项错误。
答案选B。
5．C
【分析】先求Y的速率，
【详解】A选项，v(Y)＝0.05 mol·L－1·min－1，根据速率比等于计量系数之比，v(X)＝3v(Y) =
3× 0.05 mol·L－1·min－1 = 0.15 mol·L－1·min－1，故A错误；
B选项，根据分析求出的Y的速率，故B错误；
C选项，v(Y)＝0.05 mol·L－1·min－1，根据速率比等于计量系数之比，v(Z)＝2v(Y) =
2× 0.05 mol·L－1·min－1 =0.10 mol·L－1·min－1，故C正确；
D选项，v(Y)＝0.05 mol·L－1·min－1，根据速率比等于计量系数之比，v(W)＝2v(Y) =
2× 0.05 mol·L－1·min－1 =0.10 mol·L－1·min－1，而D是v(W)＝0.10 mol·L－1·s－1，故D错误；
综上所述，答案为C。
【点睛】先根据已知求出已知量的速率，再根据速率之比等于计量系数之比求所需要的。
6．C
【详解】A．变化的物质的量之比=系数比，根据图可知，该反应的化学方程式为6A+2D 3B+4C，故A错误；
B．根据速率公式可知，，反应进行到1s时，，故B错误；
C．根据图可知：，故C正确；
D．反应进行到4s时，达到平衡，5s时，B的平均反应速率为0.15mol/(L·s)，故D错误；
故答案为C。
7．D
【详解】A．时刻，正反应速率大于逆反应速率，反应正向进行，A项错误；
B．时刻，逆反应速率小于正反应速率，B项错误；
C．时刻，反应物在该条件下转化率最大，C项错误；
D．是平衡状态，正反应速率等于逆反应速率，D项正确；
答案选D。
8．C
【详解】由表格数据可知，△n（H2）=6.0mol-3.6mol=2.4mol，则以氨气来表示该化学反应的反应速率为=0.6 mol·L-1·s-1。
故选C。
9．A
【分析】可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不变。据此判断。
【详解】A．碳是固体，加入碳后平衡不移动，所以浓度不增加不能说明达到平衡状态，故A选；
B．容器容积不变，但气体的质量是变化的，所以密度是变量，所以气体的密度不再发生变化，反应达到平衡状态，故B不选；
C．恒温恒容条件下气体压强与物质的量成正比，反应前后气体计量数之和增大，则反应过程中压强增大，当压强不变时，反应达到平衡状态，故C不选；
D．生成nmol CO的同时生成nmol H2O（g），同时消耗nmolCO，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故D不选；
故选A。
10．B
【详解】A.正反应为吸热反应，加热，平衡正向移动，溶液变蓝色，故A正确，不符合题意；
B.盐酸过量，所以向溶液中加入硝酸银，会生成氯化银白色沉淀，不能说明反应存在限度，故B错误，符合题意；
C.加入水稀释，平衡逆向移动，故C正确，不符合题意；
D.加入氯化钠，氯离子浓度增大，平衡向右移动，但平衡常数只受温度影响，不平衡常数不变，故D正确，不符合题意。
故选B。
11．B
【详解】不同物质表示的速率之比等于其化学计量数之比，故不同物质表示的速率与其化学计量数的比值越大，反应速率越快，由题意可得：
①=0.15mol L 1 s 1；
②=0.2mol L 1 s 1；
③=0.25 mol·L-1·min-1=0.004 mol L 1 s 1；
④=0.45mol L 1 s 1；
则反应进行由快到慢的顺序为④＞②＞①＞③，答案选B。
【点睛】不同物质表示的速率之比等于其化学计量数之比，故不同物质表示的速率与其化学计量数的比值越大，反应速率越快是解答关键。
12．B
【分析】需要减慢反应速率但又不影响氢气生成，即降低H+的浓度而又不改变H+的物质的量，据此解答。
【详解】A．加入KHSO4溶液，溶液中氢离子总量增多，故氢气生成量增多，故A错误；
B．加入CH3COONa溶液，溶液被稀释，且醋酸根离子与溶液中氢离子结合为醋酸分子，溶液中氢离子浓度降低，且提供的氢离子总量不变，故能减慢反应速率且又不影响氢气生成量，故B正确；
C．Zn可以置换出Cu，构成原电池，加快反应速率，故C错误；
D．加入Na2CO3溶液，碳酸根离子与氢离子反应，则溶液中氢离子总量减小，故氢气生成量也减小，故D错误。
故选：B。
13．A
【详解】A．时，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，各物质的浓度不再发生变化，A正确；
B．时，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，即反应达到限度，B错误；
C．时，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，但反应速率不为0，反应没有停止，C错误；
D．时，正、逆反应速率均不为0，反应向正反应方向进行的同时也向逆反应方向进行，D错误。
答案选A。
14．A
【详解】A. 断键吸收的热量为436 kJ + 151 kJ = 587 kJ，成键放出的热量为299 kJ×2 = 598 kJ，因此成键放出的热量大于断键吸收的热量，因此是放出能量的反应，故A错误；
B. 根据A选项分析得到是放出能量的反应，故B正确；
C. 有化合价发生变化，因此反应为氧化还原反应，故C正确；
D. 该反应是可逆符号，因此反应为可逆反应，故D正确。
综上所述，答案为A。
15．B
【详解】A．溶液中水的浓度是常数，不能用其浓度变化表示反应速率，故A错误；
B．溶液中开始含有碘离子，没有次碘酸根离子，所以IO-是该反应的中间产物，故B正确；
C．1 mol H2O2分解 =98 kJ/mol， 不是反应的活化能，是生成物与反应物的能量差，故C错误；
D．H2O2分解分两步基元反应：H2O2+I- →H2O+IO- 慢 H2O2+IO- → H2O+O2+I- 快；过氧化氢的分解速率有慢反应决定，对慢反应的速率有影响的还有I- ，故D错误；
故选：B。
16． N P 该反应为放热反应，温度升高，速率加快 X 0.05
【详解】(1)①由图可知，N点反应速率最大，P点化学反应速率不在改变，达到平衡状态，故本题答案为：N；P；
②二氧化硫与氧气反应是放热反应，在绝热反应器中反应，体系温度会升高，使反应速率加快，故本题答案为：该反应为放热反应，温度升高，速率加快；
(2)某兴趣小组以恒温恒容(温度、体积均不变)反应器合成SO3，各物质的物质的量浓度与时间的关系如图：
①由图可知，X，Y的物质的量浓度逐渐减少，说明其为生成物，而且X减少0.2mol/L，Y减少0.1mol/L，则说明X为二氧化硫，Y为氧气，Z为三氧化硫，前4 min二氧化硫的平均反应速率为=0.05mol/(L·min)，故本题答案为：X；0.05；
②W点，氧气与三氧化硫的物质的量浓度相等，则：
根据图象，0.2-x=2x，解得x=，
则W点SO3物质的量浓度为SO3物质的量浓度为2x=mol/L。
【点睛】在解题时，要特别注意对反应体系的描述，理解恒温恒容，恒温恒压，绝热等体系的特点，及其物理量的变化情况等，此为易错点。
17． CD < 80% 250℃ df
【详解】(1)A．生成CH3OH的同时必然消耗CO，其速率相等且方向同向，不能判断是否达到平衡状态，A与题意不符；
B．反应体系中各物质均为气体，则气体质量不变，而容积恒定，则混合气体的密度始终不变，气体的密度不变不能判断是否达到平衡状态，B与题意不符；
C．反应体系中各物质均为气体，则气体质量不变，达到平衡状态时，气体的物质的量不变，则混合气体的相对平均分子质量不变，C符合题意；
D．CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化，反应达到平衡状态，D符合题意；
答案为CD。
(2)①根据表中数据，升高温度，K减小，即平衡逆向移动，则逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，△H＜0；
②平衡时测得c(CO)=0.2mol/L，容器的体积为2L，则平衡时，CO的物质的量为0.4mol，
CO的转化率=×100%=80%；K==2.041，则温度为250℃；
(3)a．正反应为放热反应，升温平衡逆向移动，CO的转化率降低，a与题意不符；
b．加入催化剂反应速率加快，平衡不移动，b与题意不符；
c．增加CO的浓度平衡正向移动，CO的转化率降低，c与题意不符；
d．加入H2平衡正向移动，CO的转化率升高，d符合题意；
e．加入惰性气体，容积不变，平衡不移动，CO转化率不变，e与题意不符；
f．分离出甲醇，平衡正向移动，CO的转化率升高，f符合题意；
答案为df。
18．(1) 金属的活动性对金属与稀硫酸反应的反应速率的影响 反应温度相同
(2) Mg (或Fe)、硫酸(0.5 mol·L－1、2 mol·L－1) 产生相同体积气体所需的时间(或相同时间内产生气体的体积)
【分析】由题意可知，该实验的实验目的是探究金属的活动性对金属与稀硫酸反应的反应速率的影响，由控制变量唯一化原则可知，实验时，必须保证Cu、Fe、Mg的大小、形状相同，稀硫酸的浓度和反应温度相同，通过测量相同时间内产生气体的体积(或产生一定体积的气体所需时间)来比较反应的快慢，得到金属的活动性越强，金属与稀硫酸反应的反应速率越快和稀硫酸的浓度越大，反应速率越快的结论。
(1)
由分析可知，甲同学的实验目的是探究金属的活动性对金属与稀硫酸反应的反应速率的影响，由控制变量唯一化原则可知，实验时，必须保证Cu、Fe、Mg的大小、形状相同，稀硫酸的浓度和反应温度相同，故答案为：金属的活动性对金属与稀硫酸反应的反应速率的影响；反应温度相同；
(2)
铜与稀硫酸不反应，镁和铁能与稀硫酸反应生成氢气，镁与浓硫酸反应生成二氧化硫，不能生成氢气，常温下铁在浓硫酸中发生钝化，阻碍反应继续进行，则乙同学实验时，可以选用镁或铁与稀硫酸反应，不能选用铜和浓硫酸，则完成该实验可选用的实验药品是Mg(或Fe)、硫酸(0.5 mol·L－1、2 mol·L－1)，通过测量相同时间内产生气体的体积(或产生一定体积的气体所需时间)来比较稀硫酸浓度不同时反应速率的快慢，故答案为：Mg (或Fe)、硫酸(0.5 mol·L－1、2 mol·L－1)；产生相同体积气体所需的时间(或相同时间内产生气体的体积)。
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