训练(1) 化学反应速率和化学反应限度-2024年高一化学暑假作业（江苏专版）

第一部分　温故知新 训练(一)　化学反应速率和化学反应限度 知识点一 化学反应速率及影响因素 知识点二 化学平衡状态的判断标志 直接 标志 | 正逆 相等 (1)v正＝v逆 ①同一种物质的生成速率等于________速率； ②在化学方程式同一边的不同物质的生成速率与消耗速率之比等于________之比； ③在化学方程式两边的不同物质的生成(或消耗)速率之比等于化学计量数之比； (2)各组分的浓度一定 ①各组分的________不随时间的改变而改变； ②各组分的________分数、________分数、________分数不随时间的改变而改变 间接 标志 | 变量 不变 (1)反应体系中的总压强不随时间的改变而变化(适用于反应前后气体体积不等的反应)； (2)对于反应混合物中存在有颜色变化的物质的可逆反应，若体系中颜色不再改变，则反应达到平衡状态； (3)全是气体参加的、前后气体体积不等的可逆反应，平均相对分子质量保持不变； (4)对于同一物质而言，________化学键的物质的量与________化学键的物质的量相等 知识点三 化学反应速率和化学平衡图像题分析 看图像 (1)看面，弄清楚横、纵坐标所表示的含义； (2)看线，弄清楚线的走向和变化趋势； (3)看点，弄清楚曲线上点的含义，特别是曲线上的折点、交点、最高点、最低点等； (4)看辅助线，作横轴或纵轴的垂直线(如等温线、等压线、平衡线等)； (5)看量的变化，弄清楚是物质的量的变化、浓度的变化，还是转化率的变化 想规律 如各物质的转化量之比与化学计量数之比的关系，各物质的化学反应速率之比与化学计量数之比的关系，外界条件的改变对化学反应速率的影响规律以及反应达到平衡时，外界条件的改变对正、逆反应速率的影响规律等 作判断 利用有关规律，结合图像，通过对比分析，作出正确判断 1．某小组设计如图所示实验探究影响H2O2分解速率的因素。下列分析错误的是(　　) A．该实验探究的是温度对反应速率的影响 B．该实验要控制MnO2的质量、颗粒大小相同 C．实验中，H2O2的浓度越大越好 D．温度相同时，若用FeCl3代替MnO2，反应速率不相同 2．化学在生活中的应用随处可见。下列措施不是为了改变化学反应速率的是(　　) A．将食物存放在冰箱中 B．加工馒头时添加膨松剂 C．糕点包装袋内放置除氧剂 D．冶铁时将铁矿石粉碎 3．在某一化学反应中，反应物A的浓度在10 s内从0.8 mol·L－1变为0.2 mol·L－1，则在这10 s内A的化学反应速率为(　　) A．0.02 mol·L－1 B．0.02 mol·L－1·s－1 C．0.06 mol·L－1·s－1 D．0.06 mol·L－1·min－1 4．一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)。当SO2、O2、SO3的浓度不再变化时，下列说法正确的是(　　) A．该反应已达化学平衡状态 B．正、逆反应速率相等且等于零 C．SO2和O2全部转化为SO3 D．SO2、O2、SO3的浓度一定相等 5．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)，恒温恒容时，反应体系中气体的颜色保持不变 B．2NO2(g) N2O4(g)，恒温恒容时，反应体系中气体的压强保持不变 C．CaCO3(s)CO2(g)＋CaO(s)，恒温恒容时，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 6．一定温度下，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时，用Z表示的反应速率为0.158 mol·L－1·s－1 B．反应开始到10 s时，X的物质的量浓度减少了0.79 mol·L－1 C．反应开始到10 s时，Y的转化率为79.0% D．反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)===2Z(g) 7． 向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，使反应SO2(g)＋NO2(g) SO3(g)＋NO(g)在一定条件下达到平衡，正反应速率随时间变化的曲线如图所示。由图可得出的正确结论是(　　) A．反应在c点达到平衡状态 B．反应物浓度：b点大于a点 C．反应物的总能量低于生成物的总能量 D．Δt1＝Δt2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段 8．下列反应条件的控制中不恰当的是(　　) A．为防止铁生锈，在其表面涂一层防锈油漆 B．为防止火灾，在面粉厂、加油站等场所要严禁烟火 C．为加快KClO3的分解速率，加入MnO2 D．为加快H2O2的分解速率，把反应容器放到冷水中冷却 9．氨基甲酸铵分解反应为NH2COONH4(s) 2NH3(g)＋CO2(g)，在一容积恒定的容器里，发生上述反应，可以说明该反应已经达到平衡的是(　　) A．密闭容器中氨气的体积分数不变 B．1 mol NH2COONH4分解同时有17 g NH3消耗 C．密闭容器中混合气体的密度不变 D．2v(NH3)＝v(CO2) 10．在一定温度下，将1 mol A和2 mol B放入容积为5 L的某密闭容器中发生反应：A(s)＋2B(g) C(g)＋2D(g)。5 min后达到平衡，测得容器内B的浓度减少了0.2 mol·L－1，则下列叙述不正确的是(　　) A．在5 min内该反应用C的浓度变化表示的反应速率为0.02 mol·L－1·min－1 B．平衡时B的转化率为50% C．平衡时B的体积分数约为33.3% D．初始时的压强与平衡时的压强比为4∶5 11．向某容积一定的密闭容器中充入2 mol SO2和1 mol O2，一定条件下发生如下反应：2SO2＋O22SO3。下列说法不正确的是(　　) A．升高温度或充入一定量O2均能加快化学反应速率 B．达到平衡状态时，SO2、O2、SO3的物质的量之比一定为2∶1∶2 C．当SO3的消耗速率与SO2的消耗速率相等时，反应达到平衡状态 D．达到平衡状态时，生成SO3的物质的量一定小于2 mol 12．某同学为探究FeCl3与KI反应是否存在反应限度，设计了如下实验方案(FeCl3溶液、KI溶液浓度均为0.1 mol·L－1)，最合理的方案是(　　) A．方案1　　　　　　B．方案2 C．方案3 D．方案4 13．某温度下，在2 L密闭容器中，X、Y、Z三种气态物质发生化学反应时，物质的量随时间变化的关系曲线如图所示： (1)由图中的数据分析，该反应的化学方程式为_________________________________。 (2)5 min内用Z和Y表示的平均反应速率分别为________、________。 14．在2 L密闭容器内，t ℃时发生反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，在体系中，n(N2)随时间的变化如下表： 时间/min 0 1 2 3 4 5 N2的物质 的量/mol 0.20 0.10 0.08 0.06 0.06 0.06 (1)上述反应在第5 min时，N2的转化率为________。 (2)用H2表示从0～2 min内该反应的平均速率v(H2)＝________。 (3)t ℃时，在4个均为2 L的密闭容器中分别进行合成氨反应。根据在相同时间内测定的结果，判断反应进行快慢的顺序为________(用字母表示)。 a．v(NH3)＝0.05 mol·L－1·min－1 b．v(H2)＝0.03 mol·L－1·min－1 c．v(N2)＝0.02 mol·L－1·min－1 d．v(H2)＝0.001 mol·L－1·s－1 (4)下列表述能作为反应达到化学平衡状态标志的是________(填字母)。 a．反应速率v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)＝1∶3∶2 b．各组分的物质的量浓度不再改变 c．混合气体的平均相对分子质量不再改变 d．混合气体的密度不变 e．单位时间内生成n mol N2的同时，生成3n mol H2 f．v消耗(N2)＝2v消耗(NH3) g．单位时间内3 mol H—H键断裂的同时2 mol N—H键也断裂 1．催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应R(g) P(g)。反应历程(下图)中，M为中间产物。其他条件相同时，下列说法不正确的是(　　) A．使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行 B．反应达平衡时，升高温度，R的浓度增大 C．使用Ⅱ时，反应体系更快达到平衡 D．使用Ⅰ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大 2．恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解反应：2NH3(g)催化剂,N2(g)＋3H2(g)，测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化如下表所示，下列说法不正确的是(　　) 编号 时间/min　c(NH3)/ (10－3 mol·L－1)表面积/cm2 0 20 40 60 80 ① a 2.40 2.00 1.60 1.20 0.80 ② a 1.20 0.80 0.40 x ③ 2a 2.40 1.60 0.80 0.40 0.40 A.实验①，0～20 min，v＝1.00×10－5mol·L－1·min－1 B．实验②，60 min时处于平衡状态，x≠0.40 C．相同条件下，增加氨气的浓度，反应速率增大 D．相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大 答案 第一部分　温故知新 训练(一)　化学反应速率和化学反应限度 [知识巩固] 知识点一 浓度　温度　压强　催化剂 知识点二 (1)①消耗　②化学计量数　(2)①浓度　②质量　物质的量　体积　(4)断裂　形成 [知能训练] 1．C　双氧水浓度过大，反应速率过快，不易控制，C项错误。 2．B　添加膨松剂，可使馒头疏松柔软，与改变速率无关，B项错误。 3．C　10 s内从0.8 mol·L－1变为0.2 mol·L－1，浓度改变0.6 mol·L－1，速率为0.06 mol·L－1·s－1。 4．A　浓度不再变化时，该反应已达化学平衡状态。 5．D 6．C　反应开始到10 s时，用Z表示的反应速率为＝0.079 mol·L－1·s－1，A错误；反应开始到10 s时，X的物质的量浓度减少了＝0.395 mol·L－1，B错误；反应开始到10 s时，Y的转化率为×100%＝79.0%，C正确；由图像可以看出，反应中X、Y的物质的量减少，应为反应物，Z的物质的量增多，应为生成物，当反应进行到10 s时，Δn(X)＝0.79 mol，Δn(Y)＝0.79 mol，Δn(Z)＝1.58 mol，则Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)＝1∶1∶2，参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比，则反应的化学方程式为X(g)＋Y(g) 2Z(g)，D错误。 7．D　化学平衡状态的标志是各物质的浓度不再改变，其实质是正反应速率等于逆反应速率，且保持不变，c点对应的正反应速率显然还在改变，故一定未达到平衡，A错误；a到b时正反应速率增加，反应物浓度不断减小，B错误；随着反应的进行，反应物浓度减小，但正反应速率增大，说明体系温度升高，正反应是放热反应，即反应物的总能量高于生成物的总能量，C错误；因为反应一直正向进行，且a～c段正反应速率一直在增大，故SO2的转化率：a～b段小于b～c段，D正确。 8．D　在铁制品表面涂一层防锈油漆，可减少其与空气的接触，从而防止铁生锈，A正确；面粉颗粒、汽油等都是易燃物质，为防止火灾，在面粉厂、加油站等场所要严禁烟火，B正确；KClO3在有催化剂时会快速分解产生O2，所以为加快KClO3的分解速率，加入催化剂MnO2，C正确；H2O2在温度较高时容易发生分解反应，所以为加快H2O2的分解速率，应把反应容器放到温水中加热，D错误。 9．C　反应混合气体中只有氨气与二氧化碳，反应开始时只有氨基甲酸铵，则氨气和二氧化碳物质的量之比始终为2∶1，氨气体积分数始终不变，故不能说明反应达到平衡，A错误；1 mol NH2COONH4分解同时有17 g NH3消耗，17 g NH3的物质的量为1 mol，消耗17 g NH3生成0.5 mol NH2COONH4，反应未达到平衡，B错误；随反应正向进行，混合气体的质量增大，容器的容积不变，混合气体的密度增大，当密度不再变化，说明反应达到平衡状态，C正确；若2v(NH3)＝v(CO2)，反应一定没有达到平衡状态，D错误。 10．C　测得容器内B的浓度减少了0.2 mol·L－1，则C的浓度增加量为0.1 mol·L－1，因此在5 min内该反应用C的浓度变化表示的反应速率为＝0.02 mol·L－1·min－1，A正确；消耗B的物质的量为0.2 mol·L－1×5 L＝1 mol，则平衡时B的转化率为×100%＝50%，B正确；消耗B的物质的量为1 mol，生成C、D的物质的量分别为0.5 mol、1 mol，A是固体，所以平衡时B的体积分数为×100%＝40%，C错误；一定条件下气体压强之比等于气体的物质的量之比，A是固体，所以初始时的压强与平衡时的压强比为＝4∶5，D正确。 11．B　根据影响化学反应速率的因素，升高温度或充入一定量O2均能加快化学反应速率，A正确；初始加入2 mol SO2和1 mol O2，达到平衡状态时，SO2、O2、SO3的物质的量之比不一定为2∶1∶2，B错误；SO3的消耗速率和SO2的消耗速率相等时，即正反应速率和逆反应速率相等，能作为平衡判断的标志，C正确；因为2SO2＋O22SO3是可逆反应，不能进行彻底，达到平衡状态时，生成SO3的物质的量一定小于2 mol，D正确。 12．D　KI溶液和FeCl3溶液发生氧化还原反应生成Fe2＋和I2，反应的离子方程式为2Fe3＋＋2I－===2Fe2＋＋I2，Fe3＋少量时，向反应后的溶液中加入CCl4，若下层呈紫红色，则说明生成碘，向上层清液中滴加KSCN溶液，溶液显红色，发生反应Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3，说明Fe3＋没有反应完，则反应存在限度，D正确。 13．解析　(1)由题图可知，反应中X、Y的物质的量减小，Z的物质的量增多，则X、Y为反应物，Z为生成物，且Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)＝0.6 mol∶0.2 mol∶0.6 mol＝3∶1∶3，且5 min达到平衡，为可逆反应，则反应化学方程式为3X＋Y3Z；(2)5 min内用Z表示的平均反应速率为v(Z)＝＝＝0.06 mol·L－1·min－1，由反应速率与化学计量数成正比，v(Y)＝v(Z)＝0.02 mol·L－1·min－1。 答案　(1)3X＋Y3Z (2)0.06 mol·L－1·min－1　0.02 mol·L－1·min－1 14．解析　(1)上述反应在第5 min时，消耗氮气的物质的量是0.20 mol－0.06 mol＝0.14 mol，则N2的转化率为×100%＝70%。(2)0～2 min内消耗氮气的物质的量是0.20 mol－0．08 mol＝0.12 mol，根据方程式可知消耗氢气的物质的量是0.36 mol，则浓度变化是0.18 mol·L－1，即用H2表示从0～2 min内该反应的平均速率v(H2)＝＝0.09 mol·L－1·min－1。(3)如果都用氢气表示其反应速率，则根据反应速率之比是相应的化学计量数之比可知：a项v(H2)＝0.075 mol·L－1·min－1，b项v(H2)＝0.03 mol·L－1·min－1，c项v(H2)＝0.06 mol·L－1·min－1，d项v(H2)＝0.06 mol·L－1·min－1，所以反应进行快慢的顺序为a>c＝d>b。(4)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。反应速率v(N2)∶v(H2)∶v(NH3)＝1∶3∶2不能说明反应达到平衡状态，a错误；各组分的物质的量浓度不再改变，说明反应达到平衡状态，b正确；混合气体的平均相对分子质量是混合气体的质量和混合气体的总物质的量的比值，总质量不变，但总物质的量随反应进行而改变，所以混合气体的平均相对分子质量不再改变，说明反应达到平衡状态，c正确；密度是混合气体的总质量和容器容积的比值，在反应过程中总质量和容积始终是不变的，因此混合气体的密度始终不变，不能说明反应达到平衡状态，d错误；单位时间内生成n mol N2的同时，生成3n mol H2，均表示逆反应速率，不能说明反应达到平衡状态，e错误；v消耗(N2)＝2v消耗(NH3)，不满足正、逆反应速率相等，不能说明反应达到平衡状态，f错误；单位时间内3 mol H—H键断裂的同时2 mol N—H键也断裂，不满足正、逆反应速率相等，没有达到平衡状态，g错误。 答案　(1)70%　(2)0.09 mol·L－1·min－1 (3)a>c＝d>b　(4)bc [提升演练] 1．C　由题图可知两种催化剂均出现四个波峰，所以使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行，A正确；由题图可知该反应是放热反应，所以达平衡时，升高温度平衡向左移动，R的浓度增大，B正确；由题图可知Ⅰ的最高活化能小于Ⅱ的最高活化能，所以使用Ⅰ时反应速率更快，反应体系更快达到平衡，C错误；由题图可知在前两个历程中使用Ⅰ活化能较低反应速率较快，后两个历程中使用Ⅰ活化能较高反应速率较慢，所以使用Ⅰ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大，D正确。 2．C　实验①中，0～20 min，氨气浓度变化量为2.40×10－3 mol/L－2.00×10－3mol/L＝4.00×10－4 mol/L，v(NH3)＝＝2.00×10－5mol/(L·min)，反应速率之比等于化学计量数之比，v(N2)＝v(NH3)＝1.00×10－5mol/(L·min)，A正确；催化剂表面积大小只影响反应速率，不影响平衡，实验③中氨气初始浓度与实验①中一样，实验③达到平衡时氨气浓度为4.00×10－4 mol/L，则实验①达平衡时氨气浓度也为4.00×10－4 mol/L，而恒温恒容条件下，实验②相对于实验①为减小压强，平衡正向移动，因此实验②60 min时处于平衡状态，x<0.4，即x≠0.4，B正确；实验①、实验②中0～20 min、20 min～40 min氨气浓度变化量都是4.00×10－4mol/L，实验②中60 min时反应达到平衡状态，实验①和实验②催化剂表面积相同，实验①中氨气初始浓度是实验②中氨气初始浓度的两倍，实验①60 min时反应未达到平衡状态，相同条件下，增加氨气浓度，反应速率并没有增大，C错误；对比实验①和实验③，氨气浓度相同，实验③中催化剂表面积是实验①中催化剂表面积的2倍，实验③先达到平衡状态，实验③的反应速率大，说明相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大，D正确。 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