2020-2021学年高一化学下学期苏教版（2019）必修第二册专题6化学反应与能量变化第一单元化学反应速率与反应限度课时训练

2020-2021学年高一化学第二学期苏教版（2019）必修第二册专题6化学反应与能量变化第一单元化学反应速率与反应限度课时训练
一、选择题
1．反应4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)在容积为2L的密闭容器中进行，1min后，NH3减少了0.12mol，则平均反应速率表示正确的是
A．NO：0.09mol·L-1·min-1
B．H2O：0.12mol·L-1·min-1
C．NH3：0.12mol·L-1·min-1
D．O2：0.075mol·L-1·min-1
2．对于反应A(g)+3B(g)
2C(g)+2D(g)，其中反应速率最快的是
A．v(D)=0.30mol?L﹣1?s﹣1
B．v(C)=0.80mol?L﹣1?s﹣1
C．v(B)=0.60mol?L﹣1?s﹣1
D．v(A)=0.50mol?L﹣1?s﹣1
3．下列关于化学反应速率的说法正确的是
A．对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显
B．化学反应速率通常表示一定时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加
C．化学反应速率为0.8
mol·L-1·s-1是指1
s时某物质的浓度为0.8
mol·L-1
D．根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢
4．关于水煤气变换反应CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)ΔH(简称WGS反应)，目前普遍接受的表面氧化还原机理的可能基元反应(一步完成的反应)步骤如下：
①H2O+
?H2O
②H2O
+
?OH
+H
③OH
+
?O
+H
④2H
+
?H2+2
⑤CO+
?CO
⑥CO
+O
?CO2
+
⑦CO2
?CO2+
其中
表示催化剂表面活性位，X
表示金属表面吸附物种。
WGS反应中可能基元反应步骤的活化能数值(单位：kJ·mol?1)如下表：
基元反应
正反应(Ef)
逆反应(Et)
Cu(110)
Cu(111)
Pd(111)
Cu(110)
Cu(111)
Pd(111)
①
0
0
0
58
58
42
②
96
109
108
24
8
0
③
58
67
63
96
88
92
④
80
63
92
21
29
8
⑤
0
0
0
50
50
142
⑥
45
46
100
95
117
140
⑦
21
21
17
0
0
0
注：表中X(111)表示不同金属的同一晶面，110与111表示不同晶面。
下列说法正确的是
A．由表中数据可以得出催化剂通过改变反应的焓变影响反应速率
B．由表中数据可计算Cu(111)催化WGS反应的焓变ΔH=+44kJ·mol?1
C．由表格数据可以看出Cu(111)的催化效果优于Cu(110)
D．该机理中WGS反应的速率控制步骤是②
5．控制变量法是化学实验的一种常用方法。下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据，分析上述数据，请判断下列叙述正确的是
实验
序号
金属质量/g
金属状态
/
/mL
溶液温度/℃
金属消失的时间/s
反应前
反应后
1
0.10
粉末
0.5
50
20
35
50
2
0.10
块状
0.8
50
20
35
3
0.10
粉末
0.8
50
20
36
25
4
0.10
块状
1.0
50
20
35
125
A．＜125
B．实验1和3表明，温度对该反应速率有影响
C．实验2和3表明，反应物接触面积对该反应速率有影响
D．实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值(约15℃)相近，推测其原因是反应本质相同
6．硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为：Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2+S↓+H2O，下列各组实验中最先出现浑浊的是
实验
反应温度/℃
Na2S2O3溶液
稀H2SO4
V/mL
c/mol·L-1
V/mL
c/mol·L-1
A
25
5
0.1
10
0.1
B
25
5
0.2
10
0.2
C
35
5
0.1
10
0.1
D
35
5
0.2
10
0.2
A．A
B．B
C．C
D．D
7．二氧化碳催化加氢制甲醇的反应为3H2(g)+CO(g)?
H2O(g)+CH3OH(g)
?H<0。下列说法正确的是
A．增大压强，平衡正向进行，该反应的平衡常数K增大
B．升高温度可使该反应的正反应速率增大，逆反应速率减小
C．温度越低越有利于该反应的进行，从而提高甲醇的生产效率
D．使用高效催化剂，可降低反应的活化能，增大活化分子百分数
8．一定温度下，在1L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示：下列描述正确的是
A．反应开始到10s，用X表示的反应速率为0.158mol/(Ls)
B．反应开始到10s，X的物质的量浓度减少了0.395mol/L
C．反应的化学方程式为：X(g)+Y(g)Z(g)
D．反应开始到10s时，Y的转化率为79.0%
9．下图是可逆反应X2(g)＋3Y2(g)?2Z2(g)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．t1时刻，v正＞0，v逆=0
B．t1～t2，X2的消耗速率小于X2的生成速率
C．t2～t3，反应不再发生
D．t2～t3，各物质的浓度不再发生变化
10．下列说法不正确的是
A．任何反应都存在化学平衡状态
B．化学反应的限度可以通过改变条件来改变
C．达到化学平衡状态时，正反应速率等于逆反应速率
D．化学平衡状态是反应在该条件下所能达到的最大反应限度
11．恒温下，物质的量之比为2：1的SO2和O2的混合气体在容积为2L的恒容密闭容器中发生反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)(正反应为放热反应)，n(SO2)随时间的变化如表：
时间/min
0
1
2
3
4
5
n(SO2)/mol
0.20
0.16
0.13
0.11
0.08
0.08
下列说法正确的是
A．当容器中气体的密度不变时，该反应达到平衡状态
B．该反应进行第3min时，逆反应速率小于正反应速率
C．前4min用SO3表示的平均反应速率为0.01mol/(L?min)
D．容器内达到平衡状态时的压强与起始时的压强之比为5：4
12．工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，其反应为N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)
ΔH=-92.4kJ·mol?1，向一恒容密闭容器中充入1molN2和3molH2，在一定条件下发生反应并达到平衡，下列说法正确的是
A．平衡时，NH3的物质的量为2mol
B．平衡时，正反应速率和逆反应速率都为零
C．若单位时间内消耗amolN2，则同时生成2amolNH3
D．容器内混合气体的密度不再变化时，说明该反应达到平衡状态
13．在密闭容器中进行反应：N2
+
3H2
(g)
2NH3
(g)，当反应达到限度时，下列说法正确的是
(
)
A．N2、H2完全转化为NH3
B．此时反应已停止
C．生成2mol
氨气的同时，同时生成3mol
H2
D．氮气、氢气、氨气的浓度相等
14．密闭容器中进行反应：X2(g)+3Y2(g)?2Z(g)，X2、Y2、Z起始浓度分别为0.2mol/L、0.
6mol/L、0.4mol/L，当平衡时，下列数据肯定不对的是
A．X2为0.4mol/L，Y2为1.2mol/L
B．Y2为1.0mol/L
C．X2为0.3mol/L，Z为0.2mol/L
D．Z为0.7mol/L
15．一定温度下在一定体积的密闭容器中，下列叙述能作为可逆反应A(g)＋3B(g)
2C(g)达到平衡状态标志的是
①C的生成速率与C的消耗速率相等
②单位时间内生成a
mol
A，同时生成3a
mol
B
③A、B、C的浓度不再变化
④C的物质的量不再变化
⑤混合气体的总压强不再变化
⑥混合气体的总物质的量不再变化
⑦单位时间消耗a
mol
A，同时生成3a
mol
B
⑧A、B、C的分子数之比为1∶3∶2
A．①③④⑤⑥⑦
B．①③④⑤⑥⑧
C．①③④⑥⑧
D．①③④⑤⑧
二、实验题
16．某小组同学欲通过实验探究浓度对化学反应速率的影响。可供选择的试剂有：
①0.01
mol/L
KMnO4溶液
②0.3
mol/L
KMnO4溶液
③0.1
mol/L
H2C2O4溶液
④0.2
mol/L
H2C2O4
溶液。
(1)该实验的反应原理为
_______(用化学方程式表示)。
(2)该实验中可用于判断反应速率快慢的现象为
_______。
(3)应选择的试剂为_______(填序号)。
三、元素或物质推断题
17．近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下：
(1)可以作为水溶液中歧化反应的催化剂，可能的催化过程如下，将ⅱ补充完整。
ⅰ.
ⅱ._________________________________
(2)探究ⅰ、ⅱ反应速率与歧化反应速率的关系，实验如下：
分别将18饱和溶液加入2下列试剂中，密闭放置观察现象。(已知：易溶解在溶液中)
序号
A
B
C
D
试剂组成
0.4
a
0.2
0.20.0002
实验现象
溶液变黄，一段时间后出现浑浊
溶液变黄，出现浑浊较A快
无明显现象
溶液由棕褐色很快褪色，变为黄色，出现浑浊较A快
①B是A的对比实验，则___________。
②比较A、B、C，可得出的结论是___________。
③实验表明，的歧化反应速率。结合ⅰ、ⅱ反应速率解释原因：___________。
四、原理综合题
18．(1)一定温度下，2L容器内某反应中A、B、C的物质的量随反应时间的变化情况如图所示.则该反应的化学方程式为：_______；2分钟后A、B、C各物质的量不再随时间的变化而变化，说明在这个条件下，反应已达到了_______；2
min内C的平均反应速率为_______。
(2)已知拆开1
mol
H-H键、1
mol
O=O键、1
mol
H-O键分别需要吸收的能量为436
kJ、498
kJ、463kJ。则2H2+O2=2H2O反应生成1
mol
H2O需要_______(填“放出”或“吸收”)_______kJ的热量；为了加快2H2+O2=2H2O的反应速率，可以采取的措施有_______(填序号)
A．使用催化剂
B．适当提高氧气的浓度
C．适当提高反应的温度
D．适当降低反应的温度
参考答案
1．D
【分析】
由题意可知：。
【详解】
A．根据同一反应中不同物质的反应速率之比等于其化学计量数之比，计算可得
，A项错误；
B．，B项错误；
C．由分析可知，，C项错误；
D．，D项正确；
故答案选D。
2．D
【分析】
因为同一反应用不同物质表示反应速率时，数值可能不同，所以应转化为同一物质进行比较，我们将备选项中的速率都转化为B物质表示
的速率。
【详解】
A．v(D)=0.30mol?L﹣1?s﹣1，v(B)=0.45mol?L﹣1?s﹣1；
B．v(C)=0.80mol?L﹣1?s﹣1，v(B)=1.20mol?L﹣1?s﹣1；
C．v(B)=0.60mol?L﹣1?s﹣1；
D．v(A)=0.50mol?L﹣1?s﹣1，v(B)=1.50mol?L﹣1?s﹣1；
比较以上数据，v(B)=1.50mol?L﹣1?s﹣1最大，故选D。
3．D
【详解】
A．化学反应速率越大，反应现象不一定越明显，如盐酸与氢氧化钠溶液的反应时本就没有明显现象，A错误；
B．固体或纯液体的浓度可视为常数，一般不用固体或纯液体表示化学反应速率，B错误；
C．0.8
mol·L-1·s-1表示1
s的时间内，某物质的浓度变化了0.8
mol·L-1，C错误；
D．化学反应速率就是表示化学反应进行快慢的物理量，D正确；
综上所述答案为D。
4．D
【详解】
A．催化剂不影响反应焓变，A错误；
B．Cu(111)催化WGS反应的焓变ΔH=E正?E逆=（109+67+63+46+21）kJ·mol?1?（58+8+88+29+50+117）kJ·mol?1=?44kJ·mol?1，B错误；
C．加入催化剂后，活化能越低，催化剂越好，由表中数据可知Cu(110)活化能更低，所以Cu(110)催化效果更好，C错误
D．反应所需的活化能越高，反应越难发生，反应速率越慢，故该机理中WGS反应的速率控制步骤是②，D正确；
答案选D。
5．C
【分析】
由题给实验数据可知，实验1和3、2和4固体的表面积相同，稀硫酸浓度不同，实验目的是探究浓度对反应速率的影响；实验2和3浓度相同，固体表面积不同，实验目的是探究固体表面积对反应速率的影响；由四组实验金属质量完全相同，反应前后溶液的温度变化值相近，可能是实验时选用的稀硫酸过量，反应消耗金属的质量相等，导致完全反应放出的热量相等，也可能是实验中反应物的量比较少，由于水的比热容较大导致反应前后溶液的温度不会有特别明显的变化。
【详解】
A．浓度越大，反应速率越快，金属消失的时间越短，由分析可知，实验2和4固体的表面积相同，稀硫酸浓度不同，实验4中稀硫酸浓度大于实验2，反应速率快于实验2，则实验2金属消失的时间＞125，故A错误；
B．由分析可知，实验1和3反应前的温度相同，固体的表面积相同，稀硫酸浓度不同，说明浓度对反应速率有影响，故B错误；
C．实验2和3浓度相同，固体表面积不同，反应物的接触面积不同，实验3的反应速率快于实验2，说明反应物接触面积对反应速率有影响，故正确；
D．由四组实验金属质量完全相同，反应前后溶液的温度变化值相近，可能是实验时选用的稀硫酸过量，反应消耗金属的质量相等，导致完全反应放出的热量相等，也可能是实验中反应物的量比较少，由于水的比热容较大导致反应前后溶液的温度不会有特别明显的变化，故D错误；
故选C。
6．D
【分析】
温度越高化学反应速率越快、浓度越大化学反应速率越快，则越先生成沉淀，且温度对化学反应速率影响大于浓度对化学反应速率影响。
【详解】
温度：A=B＜C=D，则A、B化学反应速率小于C、D；浓度：A＜B，则反应速率A＜B；浓度：C＜D，则化学反应速率：C＜D，所以化学反应速率：D＞C＞B＞A，则最先生成沉淀的是D，故选：C。
7．D
【详解】
A．该反应的正反应是气体分子数减小的反应，因此增大压强，平衡向正向进行，但平衡常数K不变，平衡常数K只与温度有关，A项错误；
B．升高温度可使该反应的正、逆反应速率均增大，B项错误；
C．反应的正反应是放热反应，在一定范围内，降低温度有理于平衡向正向移动，能提高甲醇的生产效率，温度过低不利于反应的进行，C项错误；
D．使用高效催化剂，可降低反应的活化能，增大活化分子百分数，增加反应速率，D项正确；
答案选D。
8．D
【详解】
A．由图可知，反应开始到10s，用X表示的反应速率为mol/(L?s)，A错误；
B．由图可知，反应开始到10s，X的物质的量浓度减少了(1.00-0.21)mol÷1L=0.79mol/L，B错误；
C．根据化学反应进行时，物质的量之比等于化学计量数之比，由图可知，10s内X变化了1.20-0.42=0.78mol，Y变化了：1.00-0.21=0.79mol，Z变化了1.58mol，故反应的化学方程式为：X(g)+Y(g)2Z(g)，C错误；
D．由图可知，反应开始到10s时，Y的转化率为=79.0%，D正确；
故答案为：D。
9．D
【详解】
A．t1时，v正＞v逆＞0，A项错误；
B．由于t1～t2时，反应物X2与Y2物质的量逐渐减少至t2时刻保持不变，X2的消耗速率大于X2的生成速率，B项错误；
C．t2～t3达平衡状态，v正=v逆≠0，C项错误；
D．t2～t3达平衡状态，各物质的浓度不再发生变化，D项正确；
答案选D。
10．A
【详解】
A．只有可逆反应才存在化学平衡状态，A项错误；
B．化学反应的限度可以通过改变条件来改变，B项正确；
C．达到化学平衡状态时，正反应速率等于逆反应速率，C项正确；
D．化学平衡状态是反应在该条件下所能达到的最大反应限度，D项正确；
答案选A。
11．B
【详解】
A．容器容积不变，气体的总质量不变，则气体的密度始终不变，因此容器内气体的密度不变，不能说明反应达到平衡状态，A错误；
B．根据表中数据可知反应进行到第3min时没有达到平衡状态，反应向正反应方向进行，则逆反应速率小于正反应速率，B正确；
C．由表格中的数据可知，4min时消耗二氧化硫的物质的量为，即生成SO3的物质的量为0.12mol，浓度是0.06mol/L，则用SO3表示的平均反应速率为，C错误；
D．开始时SO2和O2的物质的量分别为0.2mol、0.1mol，由表格中的数据计算可知平衡时SO2、O2、SO3的物质的量分别为0.08mol、0.04mol、0.12mol，其他条件相同时，压强之比等于气体物质的量之比，达到平衡状态时的压强与起始时的压强之比为，D错误；
答案选B。
12．C
【详解】
A.可逆反应不能进行完全，达到平衡时，反应物的转化率应小于100%，选项A错误；
B.平衡时，正、逆反应仍在进行，正、逆反应速率相等但不为0，选项B错误；
C.反应进行过程（平衡与否）中，均有相同时间内消耗a
mol
N2的同时会生成2a
mol
NH3，选项C正确；
D.混合气体质量不变，容器体积不变，混合气体的密度保持不变，所以混合气体的密度不变不能作为平衡状态建立的标志，选项D错误。
答案选C。
13．C
【详解】
A．合成氨反应为可逆反应，N2、H2不可能完全转化为NH3，A不正确；
B．反应为可逆反应，达平衡时反应并未停止，B不正确；
C．达平衡时，各物质的物质的量保持不变，若生成2mol
氨气，则生成3mol
H2，C正确；
D．达平衡状态时，氮气、氢气、氨气的浓度保持不变，但不一定相等，D不正确；
故选C。
14．A
【分析】
化学平衡的建立，既可以从正反应开始，也可以从逆反应开始，或者从正逆反应开始，不论从哪个方向开始，物质都不能完全反应，利用极限法假设完全反应，计算出相应物质的浓度变化量，实际变化量小于极限值，据此判断分析。
【详解】
如果反应正向进行，则依据极限法可知
如果反应逆向进行，则依据极限法可知
这说明X2的浓度介于0和0.4mol/L之间，Y2的浓度介于0和1.2mol/L之间，Z的浓度介于0和0.8mol/L之间，所以选项A中的X2为0.4mol/L，Y2为1.2mol/L是不可能的。
答案选A。
15．A
【详解】
①C的生成速率与C的消耗速率相等，说明反应达到平衡状态，故不选①；
②单位时间内生成a
molA，同时生成3a
molB，A、B都是反应物，生成A、B的速率都是逆反应速率，不能说明反应达到平衡状态，故选②；?
③A、B、C的浓度不再变化，说明反应达到平衡状态，故不选③；?
④C的物质的量不再变化，说明各组分浓度不变，反应达到平衡状态，故不选④；?
⑤混合气体的总压强不再变化，反应前后气体体积不相同，压强不变说明各组分浓度不变，反应达到平衡状态，故不选⑤；?
⑥混合气体的总物质的量不再变化，反应前后气体物质的量不相同，气体总物质的量不变说明各组分浓度不变，反应达到平衡状态，故不选⑥；?
⑦单位时间消耗a
mol
A，同时生成3a
molB，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故不选⑦；?
⑧A、B、C的分子数之比决定于开始加入物质的多少，与平衡状态无关，故选⑧；
根据以上分析②⑧不能作为可逆反应A(g)＋3B(g)
2C(g)达到平衡状态标志；故选A；
答案为A。
16．2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4＝2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O
KMnO4溶液褪色时间长短
①③④
【详解】
(1)KMnO4酸性溶液与草酸发生氧化还原反应生成锰离子和二氧化碳，化学方程式为：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4＝2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O；
(2)KMnO4酸性溶液为紫红色，反应中溶液由紫红色变成无色，所以可通过测定KMnO4溶液褪色时间长短以判断反应速率快慢；
(3)根据控制变量法，要探究浓度对化学反应速率的影响需要固定一种物质的浓度，而改变另一种物质的浓度，由于可以通过观察溶液颜色的变化判断反应快慢，因此固定高锰酸钾溶液的浓度，但②的浓度太大、可能出现KMnO4溶液过量造成干扰，所以选择的试剂是①③④，故答案为：①③④。
17．
0.4
是歧化反应的催化剂，单独存在时不具有催化作用，但可以加快歧化反应速率
反应ⅱ比反应ⅰ快，D中由反应ⅱ产生的使反应ⅰ加快
【详解】
(1)由循环图可知ⅱ的反应方程式为：SO2H2SO4
+2HI，为反应的催化剂，故可以采用总反应减去ⅰ式，可得，故答案：SO2；SO；4H+。
(2)①根据对比实验要求，碘化钾浓度保持不变，则a为0.4，故答案：0.4。
②C不反应，B反应比A快，说明二氧化硫在碘离子催化作用下的反应随溶液酸性增强反应速率加快，故答案：是歧化反应的催化剂，单独存在时不具有催化作用，但可以加快歧化反应速率。
③反应速率D大于A，说明反应ⅰ的反应速率小于反应ⅱ，加入碘单质后，D中由反应ⅱ产生的使反应ⅰ加快。故答案：反应ⅱ比反应ⅰ快，D中由反应ⅱ产生的使反应ⅰ加快。
18．2A+B
2C
平衡状态
0.5mol?L-1?min-1
放出
241
ABC
【分析】
化学反应中，各物质的物质的量的变化值与化学计量数呈正比，以此书写化学方程式，当反应达到平衡状态时，各物质的物质的量不再变化；焓变等于断键吸收的能量减去成键释放的能量，且物质的量与热量成正比，互为逆反应时焓变的数值相同、符号相反。
【详解】
(1)由图象可以看出，A、B的物质的量逐渐减小，则A、B为反应物，C的物质的量逐渐增多，作为C为生成物，当反应到达2min时，△n(A)=2mol，△n(B)=1mol，△n(C)=2mol，化学反应中，各物质的物质的量的变化值与化学计量数呈正比，则△n(A)：△n(B)：△n(C)=2：1：2，所以反应的化学方程式为：2A+B
2C；当反应达到平衡状态时，各物质的物质的量不再变化，2分钟后A、B、C各物质的量不再随时间的变化而变化，说明在这个条件下，反应已达到了平衡状态，2
min内C的平均反应速率为v(C)=
=0.5mol?L-1?min-1；故答案为：2A+B
2C；平衡状态；0.5mol?L-1?min-1；
(2)已知拆开1
mol
H-H键、1
mol
O=O键、1
mol
H-O键分别需要吸收的能量为436
kJ、498
kJ、463kJ。2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=(436.4KJ?mol-1)×2+(498KJ?mol-1)-2×2×(463KJ?mol-1)=-482
KJ?mol-1；为了加快2H2+O2=2H2O的反应速率，可以采取的措施有：
A．使用催化剂能降低反应所需活化能，加快反应速率，故A选；
B．适当提高氧气的浓度，可以提高单位体积内的活化分子百分数，可以加快反应速率，故B选；
C．适当提高反应的温度，可以提高单位体积内的活化分子百分数，可以加快反应速率，故C选；
D．适当降低反应的温度，降低反应速率，故D不选；
故答案为：放出；241；ABC。