6.2化学反应的速率与限度 重点突破练作业20 （含解析） 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

作业20　化学反应的速率与限度重点突破练
一、化学反应速率的计算与比较
1.(2024·福建泉州高一段考)反应3A(g)+B(g)===2C(g)在三种不同的条件下进行反应，在同一时间内，测得的反应速率用不同的物质表示为①v=1.0 mol·L-1·min-1　②v=0.5 mol·L-1·min-1　③v=0.5 mol·L-1·min-1，三种情况下的该化学反应速率大小的关系正确的是(　　)
A.①>②>③ B.③>②>①
C.③>①>② D.②>①>③
2.(2024·江苏徐州高一段考)在2 L恒容密闭容器中，充入0.6 mol X气体和0.4 mol Y气体，发生如下反应：3X+YnZ+2W，5 min末容器中W的物质的量为0.2 mol。若测得前5 min以Z的浓度变化来表示的平均反应速率为0.01 mol·L-1·min-1，则上述反应在5 min末时，已消耗掉Y的物质的量分数是(　　)
A.20%　B.25%　C.33%　D.50%
3.(2023·甘肃民勤第一中学高一期中)将4 mol A气体和2 mol B气体置于1 L的密闭容器中，混合后发生如下反应：2A(g)+B(g)2C(g)，若经2 s后测得C的浓度为1.2 mol·L-1，下列说法正确的是(　　)
A.用物质A表示0~2 s的平均反应速率为0.3 mol·L-1·s-1
B.达到平衡时，该反应停止
C.2 s时物质A的转化率为30%
D.反应后n(B)∶n(C)=1∶2
4.一定温度下，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.(2024·江苏高邮高一段考)下列措施对增大反应速率有效的是(　　)
A.N2与H2合成氨气时，适当提高体系的温度
B.Zn与稀硫酸反应制取氢气时，将稀硫酸改用浓硫酸
C.在K2SO4与BaCl2两溶液反应时，增大压强
D.Na与水反应时，增大水的用量
6.实验室中进行的反应，其反应速率各不相同。下列事实能说明影响化学反应速率的决定性因素的是(　　)
A.Fe和Cl2在常温下不反应，加热时反应生成FeCl3
B.Mg与稀硫酸反应比Fe与稀硫酸反应快
C.H2O2在加热条件下比常温下分解得更快
D.Cu与5 mol·L-1硝酸反应比Cu与3 mol·L-1硝酸反应快
三、化学平衡状态的建立及判定
7.一定条件下，对于可逆反应：X(g)+3Y(g)2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.08 mol·L-1，则下列判断正确的是(　　)
A.c1∶c2=3∶1
B.平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3
C.X、Y的转化率不相等
D.c1的取值范围为08.将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到化学平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。可以判断该分解反应已经达到平衡状态的是(　　)
A.2v(NH3)=v(CO2)
B.密闭容器中NH3与CO2的物质的量之比不变
C.密闭容器中混合气体密度不变
D.密闭容器中氨气的体积分数不变
四、化学反应速率与化学平衡图像
9.(2024·河北邢台高一月考)一定温度下，在密闭容器中加入一定量X，发生反应X(s)Y(g)+Z(g)，X、Y的物质的量与时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.M点对应状态为平衡状态
B.N点逆反应速率大于正反应速率
C.相同时间内，Y、Z的平均反应速率相等
D.增大X的物质的量，可加快反应速率
10.(2024·河北张家口高一期末)某研究小组为探究影响化学反应速率的因素，以反应2HIH2+I2为研究对象设计如下实验：在恒容密闭容器中，改变实验条件，得到反应物HI的浓度随反应时间的变化情况如图所示，已知初始时H2、I2的起始浓度为0。下列说法错误的是(　　)
A.比较实验①②得出：增大反应物浓度，化学反应速率加快
B.若实验②③只有一个条件不同，则实验③使用了催化剂
C.比较实验②④得出：升高温度，化学反应速率加快
D.0~10 min内，实验②的平均反应速率v=0.04 mol·L-1·min-1
11.(16分)(2024·河北衡水高一期中)某温度时在容积为2 L的恒容密闭容器中发生可逆反应，X(g)、Y(g)、Z(g)三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图1所示(该反应为放热反应)，正反应速率随时间变化的曲线如图2所示：
(1)该反应的化学方程式为　　　　　　　　。
(2)t1时刻，正、逆反应速率大小关系为v正　　　　(填“>”“=”或“<”，下同)v逆；t2时刻，正、逆反应速率大小关系为v正　　　　v逆。
(3)若t1=2，计算反应开始至t1时刻，X的平均化学反应速率为　　　　　　；下列措施能加快化学反应速率的是　　　　(填字母)。
A.缩小容器容积
B.降低反应体系温度
C.使用高效催化剂
D.在体系中通入稀有气体(不参与反应)
(4)t2 min时，Z的体积分数为　　　　(计算结果保留三位有效数字)。
(5)下列说法正确的是　　　　(填字母)。
A.反应在c点未达到平衡状态
B.反应物浓度：a点小于b点
C.t2 min时，X的转化率一定等于Y的转化率为80%
12.(14分)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 1.0 2.0 4.0
2 2.0 3.0 1.0 2.0 5.2
3 1.0 4.0 1.0 2.0 6.4
(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 1.0 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　　　　。
答案精析
1.C
2.B　[根据Y、W的关系式知，消耗的n(Y)=n(W)=×0.2 mol=0.1 mol，上述反应在5 min末时，已消耗掉Y的物质的量分数为×100%=×100%=25%。]
3.C　[　　　　　　　2A(g)+B(g)2C(g)
开始/(mol·L-1)　　　　4　　　2　　　0
转化/(mol·L-1)　　　　1.2　　0.6　　1.2
平衡/(mol·L-1)　　　　2.8　　1.4　　1.2
0~2 s，用物质A表示的平均反应速率为=0.6 mol·L-1·s-1，故A错误；可逆反应的平衡是一个动态平衡，反应未停止，故B错误；2 s后n(C)=1.2 mol·L-1×1 L=1.2 mol，参加反应的n(A)=n(C)=1.2 mol，则A的转化率为×100%=30%，故C正确；该密闭容器中，物质的量之比等于物质的量浓度之比，根据三段式分析可得n(B)∶n(C)=7∶6，故D错误。]
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.A　[将稀硫酸改用浓硫酸会生成二氧化硫，得不到氢气，B错误；反应在溶液中进行，增大压强不能改变反应速率，C错误；增加水的量，反应速率不变，D错误。]
6.B
7.D　[X、Y的平衡浓度之比为1∶3，转化浓度之比亦为1∶3，故c1∶c2=1∶3，X、Y的转化率相等，A、C不正确；平衡时Y生成表示逆反应速率，Z生成表示正反应速率且v生成(Y)∶v生成(Z)为3∶2，B错误；由可逆反应的特点可知08.C　[A项，未指明其速率是代表正反应速率还是逆反应速率，且倍数关系也不正确；由于得到的气体中NH3与CO2的体积比恒为2∶1，且体系中只有这两种气体，故NH3的体积分数始终不变，B、D项不能说明反应达到平衡状态；该反应中NH2COONH4为固体，当压强或气体密度不变时，反应达到平衡状态，C项能说明反应达到平衡状态。]
9.C　[由图知，M点对应状态下反应物和生成物的物质的量均在改变，不是平衡状态，A错误；N点是平衡状态，正、逆反应速率相等，B错误；X为固体，其用量不影响反应速率，D错误。]
10.D　[实验①②温度相同，反应物浓度不同，浓度越大反应速率越快，故增大反应物浓度，化学反应速率加快，A正确；实验②③温度相同，反应物起始浓度相同，实验③速率快，是因为使用了催化剂，B正确；对比实验②④，④温度高，先达到平衡，则升高温度，化学反应速率加快，C正确；0~10 min内，实验②的平均反应速率v(HI)==0.02 mol·L-1·min-1，反应速率之比等于化学计量数之比，则v(H2)=v(HI)=0.01 mol·L-1·min-1 ，D错误。]
11.(1)X(g)+Y(g)2Z(g)　(2)>　=　(3)0.1 mol·L-1·min-1　AC　(4)72.7%　(5)A
解析　(1)由图可知，t2时刻反应达到平衡时，X、Y、Z的物质的量变化量之比为(1.20-0.40) mol∶(1.00-0.20) mol∶(1.60-0) mol=1∶1∶2，反应的化学方程式为X(g)+Y(g)2Z(g)。
(2)由图可知，t1时刻，反应未达到平衡，正反应速率大于逆反应速率，t2时刻，反应达到平衡，正反应速率等于逆反应速率。
(3)由图可知，t1时刻，X的物质的量为0.80 mol，则反应开始至2 min时刻，X的反应速率为=0.1 mol·L-1·min-1；缩小容器容积，气体压强增大，使用高效催化剂，反应速率都加快；降低反应体系温度，反应速率减慢；在恒容体系中通入不参与反应的稀有气体，反应体系中各物质的浓度不变，化学反应速率不变；故选A、C。
(4)t2时刻时，反应达到平衡，X、Y、Z的物质的量分别为0.40 mol、0.20 mol、1.60 mol，则Z的体积分数为×100%≈72.7%。
(5)平衡形成过程中，正反应速率减小、逆反应速率增大，由图可知，c点时反应速率未达到最小，则反应未达到平衡状态，故A正确；t2时刻，反应达到平衡，X的物质的量为0.40 mol，则X的转化率为×100%≈66.7%≠80%，故C错误。
12.(1)其他条件相同时，增大H2C2O4溶液的浓度(或反应物浓度)，反应速率增大
(2)6.25×10-3 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H2C2O4溶液的浓度(或反应物浓度)，反应速率增大。
(2)v(KMnO4)==6.25×10-3 mol·L-1·min-1。