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第二节　化学反应的速率与限度
课题1　化学反应的速率
1 恒温恒容下，发生反应A(s)＋2B(g) 3X(g)，c(B)随时间的变化如图中曲线甲所示。下列说法错误的是(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A. 从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率
B. 从b点切线的斜率可求得该化学反应在反应开始时的瞬时速率
C. 在不同时刻都存在关系：2v(B)＝3v(X)
D. 维持温度、容积、反应物起始的量不变，向反应体系中加入催化剂，c(B)随时间变化关系如图中曲线乙所示
2 下列说法错误的是(　　)
A. 化学反应速率是用来表示一段时间内化学反应快慢的物理量
B. 化学反应速率通常用反应物或生成物物质的量浓度随时间的变化表示
C. 对于同一段时间、同一个反应，化学反应速率用不同物质表示时数值一定不同
D. 用不同物质表示化学反应速率时，其数值之比等于化学方程式中计量数之比
3 一定温度下，向容积为2 L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的变化如图所示，下列对该反应的推断不合理的是(　　)
A. 0～6 s内，C的化学反应速率约为0.067 mol/(L·s)
B. 6 s后，反应停止了
C. 该反应的化学方程式为3B＋4C 6A＋2D
D. 0～4 s内，v(A)＝3v(D)
4 某同学为了探究影响化学反应速率的因素，取了一定量锌和足量盐酸反应，为了使反应速率减缓同时又不影响氢气的产量，则可向反应体系中加入的物质是(　　)
①蒸馏水　②硫酸钠溶液　③氯化钠溶液　④醋酸钠
A. ①② B. ①③
C. ①④ D. ①②③④
5 (2024无锡锡山中学月考)某实验小组探究化学反应速率的影响因素，设计如下实验。资料：硫代硫酸钠与硫酸的反应为Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O。下列分析不正确的是(　　)
实验 ⅰ ⅱ ⅲ
反应体系温度 T/℃ 20 20 50
Na2S2O3溶液 V/mL 2 1 2
c/(mol/L) 0.1 0.1 0.1
加入水的体积 V/mL 0 1 0
H2SO4溶液 V/mL 2 2 2
c/(mol/L) 0.1 0.1 0.1
A. 比较浑浊现象出现所需时间的长短，可判断反应进行的快慢
B. ⅰ与ⅱ对比，可看出Na2S2O3的浓度对该反应速率的影响
C. ⅰ与ⅲ对比，可看出温度对该反应速率的影响
D. 化学反应速率：ⅰ>ⅱ>ⅲ
6 (2024无锡一中月考)为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解反应的催化效果，甲、乙两位同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。下列叙述不正确的是(　　)
甲 乙
A. 图甲所示实验可通过观察产生气泡的快慢来比较反应速率的大小
B. 若图甲所示实验中反应速率：①＞②，则能说明Fe3+一定比Cu2+对H2O2分解催化效果好
C. 用图乙装置测定反应速率，可测定反应产生的气体体积及反应时间
D. 为检查图乙所示装置的气密性，可关闭A处旋塞，将注射器活塞拉出一定距离，一段时间后松开活塞，观察活塞是否回到原位
7 某小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液反应来探究“条件对化学反应速率的影响”，进行如下实验：
实验编号 1 2 3
室温下，试管中所加试剂及其用量/mL 0.6 mol/LH2C2O4溶液 3.0 3.0 3.0
水 4.0 a 2.0
0.2 mol/LKMnO4溶液 1.0 2.0 3.0
3 mol/L稀硫酸 2.0 2.0 2.0
室温下，溶液颜色褪至无色所需时间/min 6.4 5.2 4.0
(1) 写出上述反应的离子方程式：_____________________________________
______________________________________________________________________。
(2) 根据表中的实验数据，可以得到的结论是___________________________
______________________________________________________________________；
其中a的值为________。
(3) 利用实验3中数据计算，v(H2C2O4)＝____________________。
(4) 甲同学发现，草酸溶液与酸性KMnO4溶液反应时，褪色总是先慢后快。
①该组乙同学根据甲同学的实验现象提出了以下假设：
假设1：反应放热；
假设2：___________________________________________________________。
②请你帮助该小组同学完成实验方案并填表。
实验编号 4
室温下，试管中所加试剂及其用量/mL 0.6 mol/L H2C2O4溶液 3.0
水 2.0
0.2 mol/L KMnO4溶液 3.0
3 mol/L稀硫酸 2.0
再向试管中加入少量________(填化学式)固体
室温下，溶液颜色褪至无色所需时间/min t
③若该小组同学提出的假设2成立，应观察到的现象是___________________
______________________________________________________________________。
④经小组同学查阅资料得到草酸溶液与酸性KMnO4溶液反应机理如图所示。根据反应机理图，写出KMnO4溶液与Mn2+反应的离子方程式：________________
_____________________________________________________。
8 某同学为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，他在100 mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气，测得生成H2的体积(已折算为标准状况)如下表所示。
时间/min 1 2 3 4 5
氢气体积/mL 50 120 232 290 310
(1) 反应速率最大的时间段是________，原因是_________________________
______________________________________________________________________。
(2) 反应速率最小的时间段是________，原因是_________________________
______________________________________________________________________。
(3) 2～3 min时间段以盐酸的浓度变化表示的该反应速率是____________。
(4) 如果反应太剧烈，为了减缓反应速率而又不减少产生氢气的量，他在盐酸中分别加入等体积的下列溶液，你认为可行的是________(填字母)。
A. 蒸馏水　　B. NaCl溶液　　C. NaNO3溶液
D. CuSO4溶液　　E. Na2CO3溶液
9 实验室以(NH4)2CO3溶液浸取工业废渣(主要含CaSO4·2H2O，还含少量SiO2、Al2O3、Fe2O3)可制取轻质CaCO3。
(1) 浸取反应的化学方程式为________________________________________。
(2) 废渣浸取在如图所示的装置中进行。控制反应温度在60～70 ℃，搅拌，反应3小时。温度过高将会导致CaSO4的转化率下降，其原因是________________
____________________；保持反应时间、反应物和溶剂的量不变，实验中提高CaSO4转化率的操作有__________________________________________________
________________(填两种)。
课题2　化学反应的限度
1 将0.2 mol/L的KI溶液和0.05 mol/L Fe2(SO4)3溶液等体积混合，取混合液分别完成下列实验。下列说法错误的是(　　)
实验编号 实验操作 实验现象
① 滴入KSCN溶液 溶液变红色
② 滴入AgNO3溶液 有黄色沉淀生成
③ 滴入K3[Fe(CN)6]溶液 有蓝色沉淀生成
④ 滴入淀粉溶液 溶液变蓝色
A. 由实验①②不能说明Fe3+与I－没有发生反应
B. 由实验③④说明Fe3+与I－发生反应
C. 由实验①③说明Fe3+与I－发生的是可逆反应
D. 由实验②④说明Fe3+与I－发生的是可逆反应
2 下列描述的化学反应状态，不一定是平衡状态的是(　　)
A. H2(g)＋Br2(g) 2HBr(g)，恒温、恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变
B. 2NO2(g) N2O4(g)，恒温、恒容下，反应体系中气体的压强保持不变
C. CaCO3(s)CO2(g)＋CaO(s)，恒温、恒容下，反应体系中气体的密度保持不变
D. N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，反应体系中H2与N2的物质的量之比保持3∶1
3 一定温度下，在2 L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10 s，v(Z)＝0.158 mol/(L·s)
B. 达到反应限度时，Y的转化率为79%
C. 反应开始到10 s，X的物质的量浓度减少了0.79 mol/L
D. 反应的化学方程式为X(g)＋Y(g) Z(g)
4 对于反应4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)，该反应是放热反应。下列有关说法正确的是(　　)
A. 反应中生成22.4 L NO时，转移2.5 mol电子
B. 断裂4 mol N—H的同时，形成6 mol O—H，说明该反应达到平衡状态
C. 升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小
D. 在恒温恒容条件下，若反应体系压强不再改变，说明该反应达到平衡状态
5 一定温度下，在恒容密闭容器中进行可逆反应：2HI(g) H2(g)＋I2(g)，下列可以作为反应到达化学平衡状态标志的有(　　)
①单位时间内生成1 mol H2的同时生成1 mol I2
②1 mol H—H断裂的同时有2 mol H—I断裂
③密闭容器中混合气体密度不再变化
④密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不再变化
⑤用HI、H2、I2的物质的量浓度变化表示的化学反应速率之比为2∶1∶1的状态
⑥H2的浓度不再随时间发生变化
⑦密闭容器中混合气体的颜色不再变化
A. 3个 B. 4个 C. 5个 D. 6个
6 Ⅰ. 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转化为两种无毒气体。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，模拟汽车尾气转化，容器中NO的物质的量随时间变化如图所示。
(1) NO、CO转化为两种无毒气体的化学方程式是________________________
_______________________________________________。
(2) 反应开始至10 min，v(NO)＝_________mol/(L·min)。
(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
Ⅱ. 恒温下，将4 mol的H2(g)和2 mol的CO(g)充入1 L恒容的密闭容器中发生如下反应：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)。CO(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
(4) 0～5 min内，H2(g)的平均反应速率是________mol/(L·min)。
(5) 12 min时，v正________(填“>”“<”或“＝”)v逆。
(6) 根据反应原理下列描述能说明反应达到最大限度的是________(填字母)。
A. CO(g)、H2(g)、CH3OH(g)的物质的量比为1∶2∶1
B. 混合气体的压强不随时间的变化而改变
C. 单位时间内每消耗2a mol H2(g)，同时生成a mol CH3OH(g)
D. 反应速率：v(H2)＝2v(CO)
7 (2024徐州铜山期中)NO2(红棕色)和N2O4(无色)之间在一定条件下可发生反应：N2O4(g) 2NO2(g)。
(1) 一定温度下，容积为2 L的恒容密闭容器中，NO2(红棕色)和N2O4(无色)之间发生反应，如图所示：
①曲线________(填“X”或“Y”)表示NO2的物质的量随时间的变化曲线。
②0～3 min内，用NO2浓度的变化表示的反应速率为________________。
③若在一保温容器中加入一定量NO2，反应一段时间后，混合气体温度升高，说明2 mol NO2(g)的能量比1 mol N2O4(g)的能量________(填“高”或“低”)。
(2) 恒温恒容条件下，可以说明反应：N2O4(g) 2NO2(g)达到平衡状态的是______(填字母，下同)。
A. c(N2O4)∶c(NO2)＝1∶2
B. v正(N2O4)＝2v逆(NO2)
C. 容器内气体的颜色不再变化
D. 混合气体的密度不再变化
(3) 一定温度下，向该恒容密闭容器中充入0.04 mol/L N2O4，c(NO2)随时间的变化曲线如图所示。
①1～4四个点中，v正＝v逆的点有________。
②反应进行到16 min时，N2O4的转化率是________。
③下列措施能使该反应速率加快的是________。
A. 升高温度
B. 恒容条件下充入He，增大压强
C. 增大容器容积
D. 加入合适的催化剂
8 实现“碳中和”，综合利用CO2具有重要的意义。一定条件下，CO2与H2制备气态甲醇(CH3OH)的化学方程式为CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)。
(1) 为了增大反应速率，可以采取的措施是_____________________________
___________________________________________________________(任写一种)。
(2) 一定温度下，在恒容密闭容器中进行该反应，当进行到某一时刻时，CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度分别为0.1 mol/L、0.3 mol/L、0.1 mol/L、0.1 mol/L，反应达到平衡状态时，下列数据不可能出现的是________(填字母)。
A. c(CO2)＝0.2 mol/L，c(H2)＝0.6 mol/L
B. c(CO2)＝0.15 mol/L，c(H2O)＝0.05 mol/L
C. c(CH3OH)＝0.15 mol/L，c(H2O)＝0.15 mol/L
D. c(H2)＝0.6 mol/L，c(CH3OH)＝0.2 mol/L
(3) 在容积为2 L的恒温密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，测得CO2和CH3OH的物质的量随时间的变化情况如表所示。
时间/min 0 3 6 9 12
n(CH3OH)/mol 0 0.50 a 0.75 0.75
n(CO2)/mol 1 0.50 0.35 0.25 0.25
①a＝________；3～6 min内，v(H2)＝____________________。
②12 min末，混合气体中CH3OH的物质的量分数为________。已知：B的物质的量分数＝×100%。
③3 min时的v正(CH3OH)________(填“>”“<”或“＝”)9 min时的v逆(CH3OH)。
④下列能说明上述反应达到平衡状态的是________(填字母)。
A. CO2的体积分数在混合气体中保持不变
B. 混合气体的密度不随时间的变化而变化
C. 单位时间内消耗3 mol H2，同时生成1 mol H2O
D. 容器中CO2和CH3OH(g)的物质的量浓度相等
E. 混合气体的平均相对分子质量保持不变
第二节　化学反应的速率与限度
课题1　化学反应的速率
1. C　化学反应速率之比等于化学方程式计量数之比，3v(B)＝2v(X)，C错误。
2. C　对于同一时间、同一个反应，化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同，C错误。
3. B　0～6 s内，v(C)＝≈0.067 mol/(L·s)，A正确；6 s后，反应达到平衡，反应未停止，正、逆反应速率相等但不等于零，B错误；由图推知，该反应的化学方程式为3B＋4C 6A＋2D，C正确；用不同物质表示反应速率，速率之比等于化学方程式的计量数比，0～4 s内，v(A)＝3v(D)，D正确。
4. D　5. D　6. B
7. (1) 5H2C2O4＋2MnO＋6H＋===10CO2↑＋2Mn2+＋8H2O　(2) 其他条件相同时，增大酸性KMnO4溶液浓度，反应速率增大　3.0　(3) 3.75×10-2 mol/(L·min)
(4) 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3比较，溶液褪色所需时间短或所用时间(t)小于4 min　④MnO＋Mn2+===MnO＋Mn3+
解析：(2) 探究某一条件对反应速率的影响时，保证其他条件不变，在此溶液中保证溶液的总体积为10 mL，a＝3.0。(3) 由关系式：5H2C2O4～2KMnO4知，v(KMnO4)＝＝0.015 mol/(L·min)，v(H2C2O4)＝2.5v(KMnO4)＝0.15×2.5＝3.75×10-2 mol/(L·min)。
8. (1) 2～3 min　该反应是放热反应，温度升高，反应速率增大　
(2) 4～5 min　 H＋浓度减小，反应速率减小
(3) 0.1 mol/(L·min)　(4) AB
9. (1) CaSO4·2H2O＋(NH4)2CO3===CaCO3＋(NH4)2SO4＋2H2O　(2) 温度过高，(NH4)2CO3分解　粉碎工业废渣、加快搅拌速率(合理即可)
课题2　化学反应的限度
1. D　将0.2 mol/L的KI溶液和0.05 mol/L Fe2(SO4)3溶液等体积混合，发生反应：2Fe3+＋2I－ 2Fe2+＋I2，KI溶液是过量的。实验②中，向混合液中滴入AgNO3溶液，有黄色沉淀(AgI)生成，因为KI溶液是过量的，故不能说明混合液中I－与Fe3+反应不完全；实验④中，向混合液中滴入淀粉溶液，溶液变蓝色，说明混合液中含有I2；故由实验②④不能说明Fe3+与I－发生的是可逆反应，D错误。
2. D　若H2与N2的初始投料比为3∶1，则不管反应是否达到平衡状态，反应体系中H2和N2的物质的量之比始终保持为3∶1，D错误。
3. B　4. D　
5. A　均表示正反应，①不可作为反应到达化学平衡状态标志；H—H断裂表示逆反应， H—I断裂表示正反应，且正、逆反应速率相等，②可作为反应到达化学平衡状态标志；恒容密闭容器中，混合气体质量恒定、容器容积恒定，故密度始终不变，③不可作为反应到达化学平衡状态标志；该反应是气体分子数不变的反应，混合气体质量恒定，故平均相对分子质量始终不变，④不可作为反应到达化学平衡状态标志；化学反应速率之比等于化学计量数之比，⑤不可作为反应到达化学平衡状态标志；H2的浓度不再随时间发生变化，⑥可作为反应到达化学平衡状态标志；密闭容器中混合气体的颜色不再变化，说明碘单质的浓度不变，⑦可作为反应到达化学平衡状态标志；②⑥⑦可作为反应到达化学平衡状态标志，故选A。
6. (1) 2CO＋2NON2＋2CO2　(2) 0.02　(3) ab
(4) 0.4　(5) ＝　(6) B
解析：(2) 反应开始至10 min，v(NO)＝＝0.02 mol/(L·min)。(3) 反应开始到平衡，共消耗 0.4 mol NO，同时消耗0.4 mol CO，平衡时，c(CO)＝＝0.2 mol/L，c错误。(4) 0～5 min内，Δc(CO)＝1.0 mol/L，则Δc(H2)＝2 mol/L，v(H2)＝＝0.4 mol/(L·min)。(6) 反应达到最大限度，说明反应达到平衡状态。不能依据物质的量之比为定值判断反应已经达到平衡状态，A错误；反应前后气体系数和不同，压强是变量，混合气体的压强不随时间的变化而改变，反应一定达到平衡状态，B正确；均表示正反应，不能据此判断反应已经达到平衡状态，C错误；始终存在v(H2)＝2v(CO)，不能据此判断反应已经达到平衡状态，D错误。
7. (1) ①X　②0.1 mol/(L·min)　③高　
(2) C
(3) ①1、2　②75%　③AD
8. (1) 升高温度、选用合适的催化剂、增大反应物浓度等(答案合理即可)
(2) AD
(3) ①0.65　0.075 mol/(L·min)
②30%　③>　④AE

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