高一化学人教必修2同步课时检测23 《化学反应的速率和限度》答案+解析.docx
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高一化学人教必修2同步课时检测23《化学反应的速率和限度》答案+解析
2020年高一化学人教必修2:
——《化学反应的速率和限度》课时检测
一、选择题
1.在一定条件下,若要使反应CO(g)+NO2(g)
CO2(g)+NO(g)的反应速率增大可采取的措施有( D )
A.降低温度B.增大容器体积
C.减少NOD.选用高效催化剂
解析:
增大容器体积和减少NO,都会引起浓度变小,速率减小,B、C不选;降低温度,速率减小,A不选;选用高效催化剂,速率加快,选D。
2.下列做法利用了浓度对化学反应速率影响的是( D )
A.将食物保存在电冰箱里
B.做粉尘爆炸实验时选用很细的面粉
C.向过氧化氢溶液中加入MnO2
D.铁与稀盐酸反应太慢时加入较浓的盐酸
解析:
食物放在冰箱里,通过降温改变反应速率,不选A;选用细粉能增大接触面积使速率加快,不选B;过氧化氢溶液中加入MnO2,通过催化剂改变反应速率,不选C;加入较浓盐酸可增大H+浓度改变反应速率,选D。
3.已知4NH3+5O2
4NO+6H2O,若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示,则正确的关系式应该为( D )
A.
v(NH3)=v(O2)B.
v(O2)=v(H2O)
C.
v(NH3)=v(H2O)D.
v(O2)=v(NO)
解析:
v(NH3):
v(O2)=4:
5⇒
v(NH3)=v(O2),因此A不正确;v(O2):
v(H2O)=5:
6⇒
v(O2)=v(H2O),因此B不正确;v(NH3):
v(H2O)=4:
6⇒
v(NH3)=v(H2O),因此C不正确;v(O2):
v(NO)=5:
4⇒
v(O2)=v(NO),因此D正确。
4.一定温度下,密闭容器中进行的反应:
N2+3H2
2NH3达到平衡时的说法不正确的是( D )
A.平衡体系中氮气、氢气、氨的物质的量保持不变
B.平衡体系中氮气、氢气、氨的浓度保持不变
C.单位时间内生成的氨和分解的氨物质的量相同
D.单位时间内消耗的氮气和氢气与生成的氨气物质的量相同
解析:
反应N2+3H22NH3达到平衡时,平衡体系中氮气、氢气、氨的物质的量、浓度保持不变,A、B正确;单位时间内生成的氨和分解的氨物质的量相同,正、逆反应速率相等,反应达到平衡,C正确;反应达到平衡时,单位时间内消耗的氮气和氢气和生成的氨气都表示正反应方向,且物质的量之比始终为21,D错误。
5.(2019·益阳高一检测)某一反应物的浓度是1.0mol·L-1,经过20s后,它的浓度变成了0.2mol·L-1,在这20s内用该物质浓度变化表示的化学反应速率为( B )
A.0.02mol·L-1·s-1
B.0.04mol·L-1·s-1
C.0.08mol·L-1·s-1
D.0.04mol·L-1
解析:
化学反应速率是单位时间内物质浓度的改变量。
则化学反应速率是Δc÷Δt=(1.0mol·L-1-0.2mol·L-1)÷20s=0.04mol·L-1·s-1。
6.(2019·枣庄高一期末)已知汽车尾气无害化处理反应为2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g)。
下列说法不正确的是( A )
A.升高温度可使该反应的逆反应速率降低
B.使用高效催化剂可有效提高正反应速率
C.反应达到平衡后,NO的反应速率保持恒定
D.单位时间内消耗CO和CO2的物质的量相等时,反应达到平衡
解析:
升温,正逆反应速率均增大,A项错误;催化剂可同等程度地提高v(正)、v(逆),B项正确;平衡状态的标志之一是“等”——正逆反应速率相等且保持不变,C项正确;单位时间内消耗CO[代表v(正)]和CO2[代表v(逆)]的物质的量相等,再根据反应速率之比等于化学计量数之比,实质反映了同一物质的v(正)=v(逆),说明反应达到平衡,D项正确。
7.在体积固定的容器中,对于反应A(g)+B(g)
3C(g)(正反应为放热反应),下列叙述为平衡状态标志的是( D )
①单位时间内A、B生成C的分子数与分解C的分子数相等 ②外界条件不变时,A、B、C浓度不随时间变化而变化 ③体系温度不再变化 ④体系的压强不再变化 ⑤体积的分子总数不再变化
A.①② B.①②③
C.①②③④D.①②③④⑤
解析:
①同一物质的正、逆反应速率相等,说明已达平衡;②浓度不变,说明已达平衡;③如果该反应没有达到平衡,则反应要和外界有能量的交换,必然导致体系温度改变。
现在体系温度不变,说明已达平衡;④⑤由于该反应是一个体积改变的反应,没有达到平衡之前,压强是改变的。
分子总数也是改变的,只有平衡了,二者才不会改变,故①②③④⑤均正确。
8.(2019·淄博高一检测)某恒温恒容密闭容器中,发生如下反应:
2A(g)+B(g)
3C(g)+D(s),下列说法能表明该反应已达到平衡状态的是( A )
A.混合气体的平均相对分子质量不再改变
B.容器内气体的总物质的量不随时间而变化
C.D的浓度不随时间变化而改变
D.单位时间内生成2nmolA的同时,生成nmolB
解析:
平均相对分子质量=
,该反应是一个反应前后气体体积不变的化学反应,但反应前后气体总质量发生改变,所以气体平均相对分子质量不变说明已达平衡状态,A正确;该反应前后气体物质的量是恒量,不能用于判断达平衡,B错;D是固体,浓度始终不变,C错;A、B都是反应物,生成2nmolA的同时,生成nmol的B,不能说明正逆反应速率相等,D错。
9.(2019·襄阳高一检测)在一定条件下,将3molA和1molB两种气体混合于固定容积为2L的密闭容器中,发生如下反应:
3A(g)+B(g)
xC(g)+2D(g)。
2min末该反应达到平衡,测得生成0.8molC和0.4molD。
下列判断正确的是( B )
A.x=2
B.2min时,A的浓度为1.2mol·L-1
C.2min内A的反应速率为0.6mol·L-1·min-1
D.B的转化率为60%
解析:
2min末反应达平衡,测得生成0.8molC和0.4molD,可知
=
,解得x=4,
则 3A(g) + B(g)
4C(g) + 2D(g)
开始3mol1mol00
转化0.6mol0.2mol0.8mol0.4mol
平2.4mol0.8mol0.8mol0.4mol
由上述分析知,x=4,A错误;2min时,A的浓度为
=1.2mol·L-1,B正确;2min内A的反应速率为
=0.15mol·L-1·min-1,C错误;B的转化率为
×100%=20%,D错误。
10.(2019·寿光二中月考)把0.6molX气体和0.6molY气体混合于2L的密闭容器中,使它们发生如下反应3X(g)+Y(g)
nZ(g)+2W(g)。
5min末生成0.2molW。
若测知以Z的浓度变化表示的平均反应速率为0.01mol·L-1·min-1,则化学方程式中n的值为( A )
A.1 B.2
C.3D.4
解析:
5min内W的平均化学反应速率v(W)=
=0.02mol·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,Z浓度变化表示的平均反应速率为0.01mol·L-1·min-1,则v(Z)v(W)=0.01mol·L-1·min-10.02mol·L-1·min-1=n2,所以n=1。
11.(2019·玉溪高一检测)某温度下,浓度都是1mol·L-1的两种气体X2和Y2,在密闭容器中反应生成Z,反应2min后,测得参加反应的X2为0.6mol·L-1,用Y2变化表示的反应速率v(Y2)=0.1mol·L-1·min-1,生成的c(Z)=0.4mol·L-1,则该反应方程式为( A )
A.3X2+Y22X3YB.2X2+Y22X2Y
C.X2+2Y22XY2D.X2+3Y22XY3
解析:
Δc(X2)=0.6mol·L-1,Δc(Y2)=0.1mol·L-1·min-1×2min=0.2mol·L-1,生成的c(Z)=0.4mol·L-1,故X2、Y2、Z的化学计量系数比为0.60.20.4=312,反应可表示为3X2+Y2=2X3Y,A正确。
12.(2019·武汉高一期末)将1mol纯净的A置于真空密闭容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其分解达到平衡:
A(s)
2B(g)+C(g),下列可以判断该反应已达到化学平衡状态的是( C )
A.反应速率:
v正(B)=v逆(C)
B.B的体积分数不变
C.气体的密度保持不变
D.混合气体的平均摩尔质量保持不变
解析:
速率之比不等于系数比,A错误;真空容器中,B和C的物质的量比始终为21,B的体积分数为恒量,B错误;气体体积不变,气体总质量是变量,气体密度也是变量,C正确;B和C两气体物质的量比为21,混合气体平均相对分子质量一直保持不变,D错误。
13.(2019·合肥二中测试)一定条件下,在体积为10L的固定容器中发生反应:
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g),反应过程如图:
下列说法正确的是( B )
A.t1min时正、逆反应速率相等
B.X曲线表示NH3的物质的量随时间的变化关系
C.0~8min,H2的平均反应速率v(H2)=0.75mol·L-1·min-1
D.10~12min,N2的平均反应速率v(N2)=0.25mol·L-1·min-1
解析:
据图知,Δn(X)=(0.6-0)mol=0.6mol,Δn(Y)=(1.2-0.3)=0.9mol,则X、Y的物质的量的变化量之比等于其计量数之比=0.60.9=23,则X是NH3,Y是H2,t1min时,NH3与H2的物质的量相等,正逆速率不相等,A错误;据上述分析,X曲线表示NH3的变化关系,B正确;0-8min,H2的平均反应速率v(H2)=
=0.01125mol·L-1·min-1,C错误;10~12min,NH3的平均反应速率v(NH3)=
=0.005mol·L-1·min-1,再根据速率比等于计量数比,v(N2)=0.0025mol·L-1·min-1,D错误。
14.(2019·平顶山高一检测)用4g单质锌与5mL2mol·L-1的稀硫酸作用制备氢气时,下列四种情况下生成氢气速率大小顺序为( C )
①锌粒+硫酸 ②锌粉+硫酸 ③锌粉+硫酸+少量CuSO4粉末 ④锌粒+硫酸+少量3mol·L-1盐酸
A.②>③>④>①B.①>②>③>④
C.③>②>①>④D.②>①>③>④
解析:
用4g单质锌与5mL2mol·L-1的稀硫酸作用制备氢气时,锌粉的表面积大,反应速率快,则②③>①④;氢离子浓度越大,反应速率越快,则①>④;③中锌置换出铜,构成原电池,反应速率加快,③>②;因此生成氢气速率大小顺序为③>②>①>④,故选C。
15.已知:
1molX(g)发生反应X(g)+2Y(g)
3Z(g),放出akJ的热量。
下列说法不正确的是( D )
A.0.1molX和0.2molY充分反应生成Z的物质的量一定小于0.3mol
B.达到化学平衡状态时,X、Y、Z的浓度不再发生变化
C.达到化学平衡状态时,反应放出的总热量可达akJ
D.升高反应温度,逆反应速率增大、正反应速率减小
解析:
因为该反应为可逆反应,反应不可能进行到底,所以0.1molX和0.2molY充分反应生成Z的物质的量一定小于0.3mol,A选项正确;达到化学平衡状态时,正逆反应速率相等,各组分的浓度不再发生变化,B选项正确;1molX(g)和2molY(g)完全反应生成3molZ(g)放出akJ的热量,若n(X)>1mol,n(Y)>2mol,则反应放出的热量可达akJ,C选项正确;升高反应温度,正反应和逆反应速率都增大,D选项错误。
二、非选择题
1.(2019·洛阳高一检测)在容积为5L的密闭容器中,加入0.2molCO和0.2molH2O(g),在催化剂存在的条件下高温加热,发生反应:
CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g),并放出热量。
反应中CO2的浓度随时间变化的曲线如图所示。
(1)根据图中数据,从反应开始达到平衡时,CO的化学反应速率为__0.003_mol·L-1·min-1__;反应达到平衡时c(H2)=__0.03_mol·L-1__。
H2O(g)的转化率为 75% 。
(2)判断该反应达到平衡状态的依据是__A、C__(填字母)。
A.单位时间内CO消耗的物质的量和CO2消耗的物质的量相等
B.CO、H2O、CO2、H2的浓度都相等
C.CO、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化
D.正、逆反应速率都为0
解析:
(1)由题图可知从第10min时反应达到平衡状态,则v(CO)=v(CO2)=
=0.003mol·L-1·min-1;消耗的n(H2O)=n(CO2)=0.03mol·L-1×5L=0.15mol,则H2O(g)的转化率为0.15mol÷0.2mol×100%=75%;反应时转化的浓度之比=化学方程式中化学计量数之比,所以c(H2)=Δc(H2)=Δc(CO2)=0.03mol·L-1。
(2)达到化学平衡状态的标志是各物质的百分含量保持一定,浓度保持不变,正、逆反应速率相等且不为0。
2.某学生为了探究锌与盐酸反应过程中速率变化,在100mL稀盐酸中加入足量的锌粉,标准状况下测得数据累计值如下:
时间/min
1
2
3
4
5
氢气体积/mL
50
120
232
290
310
(1)在0~1min、1~2min、2~3min、3~4min、4~5min各时间段中:
反应速率最大的时间段是__2~3_min__,主要的原因可能是__该反应是放热反应,此时温度高__;反应速率最小的时间段是__4~5_min__,原因是__此时H+浓度小__。
(2)在2~3min时间段内,用盐酸的浓度变化表示的反应速率为__v(HCl)=0.1_mol·L-1·min-1__。
(3)为了减缓反应速率但不减少产生氢气的量,在盐酸中分别加入等体积的下列溶液:
A.蒸馏水B.Na2SO4溶液
C.NaOH溶液D.H2SO4溶液
E.Na2CO3溶液
你认为可行的是(填字母)__A、B__。
解析:
(1)根据表中数据可知在0~1min、1~2min、2~3min、3~4min、4~5min各时间段中生成氢气的体积分别是(mL)50、70、112、58、20,所以反应速率最大的时间段是2~3min,这是由于该反应是放热反应,此时温度高,反应速率快。
反应速率最小的时间段是4~5min,这是由于此时H+浓度小,反应速率小。
(2)在2~3min时间段内,生成氢气的物质的量=0.112L÷22.4L·mol-1=0.005mol,则消耗盐酸是0.01mol,浓度是0.01mol÷0.1L=0.1mol·L-1,所以用盐酸的浓度变化表示的反应速率v(HCl)=0.1mol·L-1÷1min=0.1mol·L-1·min-1。
(3)蒸馏水稀释盐酸,氢离子浓度降低,反应速率减小。
但氢离子物质的量不变,生成的氢气量不变,A正确;Na2SO4溶液稀释盐酸,氢离子浓度降低,反应速率减小。
但氢离子物质的量不变,生成的氢气量不变,B正确;NaOH溶液消耗氢离子,H+浓度降低,但生成的氢气也减少,C错误;H2SO4溶液增大氢离子浓度,反应速率增大,D错误;Na2CO3溶液消耗氢离子生成CO2,反应速率减小,生成的氢气也减少,E错误。
3.(2019·淮北高一检测)在某体积为2L的密闭容器中充入0.5molNO2和1molCO,在一定条件下发生反应:
NO2+CO
CO2+NO,2min时,测得容器中NO的物质的量为0.2mol,则:
(1)该段时间内,用CO2表示的平均反应速率为__0.05_mol·L-1·min-1__。
(2)假设此反应在5min时达到平衡,则此时容器内气体的总物质的量为__1.5_mol__。
(3)下列事实能够说明上述反应在该条件下已经达到化学平衡状态的是__b、d__。
a.容器内气体的质量保持不变
b.NO2的物质的量浓度保持不变
c.容器内气体的平均相对分子质量不变
d.NO2的消耗速率与CO2的消耗速率相等
e.容器内气体的物质的量保持不变
解析:
(1)根据化学方程式,在2min时,测得容器中NO的物质的量为0.2mol,说明反应生成CO2的物质的量为0.2mol,该段时间内,用CO2表示的平均反应速率为0.2mol÷(2L×2min)=0.05mol·L-1·min-1。
(2)该反应是气体分子数不发生变化的可逆反应,所以此反应在5min时达到平衡,则此时容器内气体的总物质的量为1.5mol。
(3)在密闭容器中,气体的质量始终保持不变,不能作为达到平衡的标志,a项错误;NO2的物质的量浓度不再改变,说明反应达到平衡状态,b项正确;根据M=
,密闭容器中,质量始终保持不变,该反应是气体分子数不发生变化的可逆反应,n始终不发生变化,则容器内气体的平均相对分子质量始终保持不变,不能作为平衡的标志,C项错误;NO2的消耗速率与CO2的消耗速率相等,描述的是v(正)=v(逆),能作为达到平衡的标志,d项正确;该反应是气体分子数不发生变化的可逆反应,容器内气体的物质的量始终保持不变,不能作为达到平衡的标志,e项错误。
4.
(1)某课外兴趣小组对过氧化氢的分解速率做了如下实验探究,表中是该小组研究影响过氧化氢分解速率的因素时采集的一组数据,表中数据为在不同条件下用10mL不同浓度的H2O2制取150mLO2所需时间(s)。
30%H2O2
15%H2O2
10%H2O2
5%H2O2
无催化剂、不加热
几乎不反应
几乎不反应
几乎不反应
几乎不反应
无催化剂、加热
360
480
540
720
MnO2催化剂、加热
10
25
60
120
①上述实验结果体现了__温度__、__浓度__、__催化剂__对过氧化氢分解速率的影响。
②从上述实验结果中选一个影响过氧化氢分解速率的因素,说明该因素对化学反应速率的影响是__当控制其他条件不变时,升高温度(或增加反应物的浓度,或加入催化剂),可以加快化学反应速率__。
(2)某温度时,在一个2L的密闭容器中,M、N、W三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示,根据图中数据,填写下列空白:
①该反应的化学方程式为 M(g)+N(g)
2W(g) 。
②反应至4min时,N的平均速率为__0.05_mol·L-1·min-1__,第4分钟末M的转化率为 33.3% 。
解析:
(1)①表格中的实验探究条件有H2O2的浓度变化、是否加热和是否使用催化剂,所以实验结果体现了浓度、温度、催化剂对化学反应速率的影响。
②在其他条件不变时,加热、增加H2O2的浓度、使用MnO2作催化剂都提高了其化学反应速率。
(2)①从图像可知,M、N为反应物,W为生成物,反应至4min时,W增加0.8mol,M、N都消耗0.4mol,所以该反应的化学方程式为M(g)+N(g)2W(g)。
②Δc(N)=
=0.2mol·L-1,v(N)=
=0.05mol·L-1·min-1,
M的转化率=
×100%≈33.3%。