6.2化学反应的速率与限度 2024-2025学年高中化学人教版（2019）必修第二册

2024—2025学年高中化学人教版必修第二册6.2化学反应的速率与限度 课时作业 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．下列不属于可逆反应的是（    ） A．氯气与水反应生成与 B．与在一定条件下可以生成，同时又可分解为和 C．电解水生成和，氢气和氧气燃烧生成 D．溶于水生成 2．改变下列条件，可以改变反应活化能的是 A．压强 B．温度 C．反应物浓度 D．催化剂 3．下列措施中，能加快化学反应速率的是 A．减小反应物浓度 B．降低压强 C．升高温度 D．减小反应物接触面积 4．CO和H2在一定条件下可以合成乙醇：2CO(g)+4H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g)，下列叙述中能说明上述反应在一定条件下已达到最大限度的是(　　) A．CO全部转化为乙醇 B．正反应和逆反应的化学反应速率均为0 C．CO和H2以1∶2的物质的量之比反应生成乙醇 D．反应体系中乙醇的物质的量浓度不再变化 5．将5.6g铁粉投入的硫酸中，2min后铁恰好完全溶解。下列有关该反应速率的表示正确的是(忽略溶液体积的变化) A．用铁表示的反应速率为 B．用硫酸表示的反应速率为 C．用硫酸亚铁表示的反应速率为 D．用氢气表示的反应速率为 6．在一定条件下，某可逆反应的正反应速率和逆反应速率随时间变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是 A．t1时刻，反应逆向进行 B．t2时刻，正反应速率大于逆反应速率 C．t3时刻，达到反应进行的限度 D．t4时刻，反应处于平衡状态，反应停止 7．在一定条件下的密闭容器中存在下列四个化学反应，增大容器的体积对化学反应速率没有影响的是 A．2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) B．CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) C．CO2(g)+H2O(l)H2CO3(aq) D．Fe3+(aq)+3SCN-(aq)Fe(SCN)3(aq) 8．如下反应条件的控制中，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的分解速率而加入MnO2 D．降温加快H2O2的分解速率 9．某同学做浓度对化学反应速率的影响的实验时，将3支试管分别编号为①②③，实验结束后记录的数据如表所示。 试管编号 加3%溶液 加 加溶液 出现浑浊的时间 ① 5滴 ② 5滴 ③ 5滴 下列叙述不正确的是（    ） A．反应的化学方程式为 B．的浓度越大，反应速率越快 C． D． 10．对于A2+3B22C的反应来说，以下化学反应速率的表示中，反应速率最快的是（    ） A．v(B2)=0.8mol/(L·s) B．v(A2)=0.4mol/(L·s) C．v(C)=0.6mol/(L·s) D．v(B2)=4.2mol/(L·min) 11．恒温条件下，可逆反应：在体积固定的密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是 ①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2 ②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO ③用NO2、NO、O2表示的反应速率的比为2∶2∶1的状态 ④混合气体的颜色不再改变的状态 ⑤混合气体的密度不再改变的状态 ⑥混合气体的压强不再改变的状态 ⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 A．①④⑥⑦ B．②⑤⑥⑦ C．①③④⑤ D．全部 12．甲、乙两容器都在进行A→B的反应，甲容器内每分钟减少了4molA，乙容器内每分钟减少了2molA，则甲容器内的反应速率比乙容器内的反应速率要（    ） A．快 B．慢 C．相等 D．无法判断 13．一定量的锌粒与足量稀硫酸反应，向反应混合液中加入某些物质，下列判断正确的是（    ） A．加入少量水，产生H2速率减小，H2体积不变 B．加入NH4HSO4固体，产生H2速率不变，H2体积不变 C．加入CH3COONa固体，产生H2速率减小，H2体积减小 D．滴加少量CuSO4溶液，产生H2速率变大，H2体积不变 14．等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测得在不同时间(t)内产生气体体积(V)的数据如图所示，根据图示分析实验条件，下列说法中一定不正确的是 组别 对应曲线 c(HCl)/mol·L-1 反应温度/℃ 铁的状态 1 a 30 粉末状 2 b 30 粉末状 3 c 2.5 块状 4 d 2.5 30 块状 A．第4组实验的反应速率最慢 B．第1组实验中盐酸的浓度大于2.5mol·L-1 C．第2组实验中盐酸的浓度等于2.5mol·L-1 D．第3组实验的反应温度低于30℃ 15．一定温度下，密闭容器中可逆反应3X(g)+Y(g) 2Z(g)达到限度的标志是 A．X的生成速率与Z的生成速率相等 B．单位时间内生成3n mol X，同时消耗n mol Y C．某时刻X、Y、Z的浓度相等 D．某时刻X、Y、Z的分子个数比为3:1:2 二、填空题 16．温度 (1)对任何化学反应都适用，且不受 的影响。 (2)不论是吸热反应还是放热反应，升高温度都能 化学反应速率，降低温度都能 化学反应速率。 17．水是生命之源。请结合如图所示的空间站水、气整合循环系统，回答下列问题： (1)“萨巴蒂尔反应器”内发生反应的化学方程式为 。 (2)通过“萨巴蒂尔反应器”生成的水可以电解，实现氧气的再生，电解水的化学方程式为 。 18．某同学设计如下实验方案探究影响锌与稀硫酸反应速率的因素，有关数据如表所示： 序号 纯锌粉(g) 2.0mol·L-1硫酸溶液(mL) 温度(℃) 硫酸铜固体(g) 加入蒸馏水(mL) Ⅰ 2.0 50.0 25 0 0 Ⅱ 2.0 40.0 25 0 10.0 Ⅲ 2.0 50.0 25 0.2 0 Ⅳ 2.0 50.0 25 4.0 0 ①实验Ⅰ和实验Ⅱ可以探究 对锌与稀硫酸反应速率的影响。 ②实验Ⅲ和实验Ⅳ的目的是 ，写出有关反应的离子方程式 ， 。 19．已知锌与稀盐酸反应放热，某学生为了探究反应过程中的速率变化，用排水集气法收集反应放出的氢气。所用稀盐酸浓度有1.00 mol·L-1、2.00 mol·L-1两种浓度，每次实验稀盐酸的用量为25.00 mL，锌有细颗粒与粗颗粒两种规格，用量为6.50 g。实验温度为298 K、308 K。 （1）完成以下实验设计（填写表格中空白项），并在实验目的一栏中填出对应的实验编号： 编号 T/K 锌规格 盐酸浓度/mol·L-1 实验目的 ① 298 粗颗粒 2.00 (Ⅰ)实验①和②探究盐酸浓度对该反应速率的影响； (Ⅱ)实验①和 探究温度对该反应速率的影响； (Ⅲ)实验①和 探究锌规格（粗、细）对该反应速率的影响。 ② 298 粗颗粒 1.00 ③ 308 粗颗粒 2.00 ④ 298 细颗粒 2.00 （2）实验①记录如下（换算成标况）： 时间(s) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 氢气体积 (mL) 16.8 39.2 67.2 224 420 492.8 520.8 543.2 554.4 560 ①计算在30s～40s范围内盐酸的平均反应速率ν(HCl)= （忽略溶液体积变化）。 ②反应速率最大的时间段(如0s～10s......)为 ，可能原因是 。 ③反应速率最小的时间段为 ，可能原因是 。 （3）另一学生也做同样的实验，由于反应太快，测量氢气的体积时不好控制，他就事先在盐酸溶液中分别加入等体积的下列溶液以减慢反应速率，在不影响产生H2气体总量的情况下，你认为他上述做法中可行的是 (填相应字母)； A．氨水 B．CuCl2溶液 C．NaCl溶液 D．KNO3溶液 （4）另有某温度时，在2L容器中X、Y、Z物质的量随时间的变化关系曲线如下图所示，该反应的化学方程式为： 。 三、计算题 20．在一体积固定的密闭容器中加入反应物A、B，发生如下反应：A+2B=3C。反应经2min后，A的浓度从开始时的1.0mol·L-1降到0.8mol·L-1。已知反应开始时B的浓度是1.2mol·L-1。 (1)2min末B、C的浓度 。 (2)用A表示该反应2min内的平均速率 。 21．20℃时，将溶液与溶液等体积混合，2min后溶液中出现明显浑浊，反应的化学方程式为：，已知温度每升高10℃，该反应的速率增大为原来的2倍。那么50℃时，同样的反应要看到同样的浑浊现象所需时间为多少？ 22．在2 L和密闭容器中放入4mol N2O5，发生如下反应：2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)，反应进行到5min时，测得N2O5转化了20%，求： (1)5min时，剩余N2O5的物质的量 ； (2)前5min，v(NO2)为多少 ； (3)5min时，O2的物质的量占混合气体总物质的量的百分比 。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《2025年3月8日高中化学作业》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D C D B B D D D B 题号 11 12 13 14 15 答案 A D A D B 1．C 【详解】A．溶于水的氯气部分与水反应生成盐酸和弱酸次氯酸，溶液中反应物和生成物同时存在，该反应是可逆反应，故A不符合； B．氮气和氢气合成氨同时氨气分解为氮气和氢气，该反应是可逆反应，故B不符合； C．电解水生成氢气和氧气通过通电反应，氢气和氧气点燃反应生成水，反应条件不同，不是可逆反应，故C符合； D．二氧化硫和水反应生成的亚硫酸，同时亚硫酸又分解生成二氧化硫和水，该反应是可逆反应，故D不符合； 故选C。 【点睛】判断可逆反应的关键是看正逆反应的条件是否相同。 2．D 【详解】A．压强可以使化学反应速率改变，但是不能改变反应途径，因此不能改变反应活化能，错误； B．温度可以使化学反应速率改变，但是不能改变反应途径，因此不能改变反应活化能，错误； C．反应物浓度可以使化学反应速率改变，但是不能改变反应途径，因此不能改变反应活化能，错误； D．催化剂可以改变反应途径，降低反应的活化能，正确。 3．C 【详解】A． 减小反应物浓度，反应速率降低，故A不符； B． 降低压强，体积增大，反应混合物浓度降低，反应速率降低，故B不符； C． 升高温度，单位体积内活体分子数增大，活化分子百分数增大，化学反应速率增大，故C符合； D． 减小反应物接触面积，反应速率降低，故D不符； 故选C。 4．D 【详解】A.可逆反应中反应物不可能完全转化为生成物，A错误； B.可逆反应在一定条件下达到反应的限度即达到化学平衡状态，此时正、逆反应速率相等，都大于0，是动态平衡，B错误； C.只要反应发生，CO和H2就以1∶2的物质的量之比反应生成甲醇，C错误； D.反应体系中乙醇的物质的量浓度不再变化，说明正、逆反应速率相等，D正确。 答案选D。 【点睛】可逆反应在一定条件下达到反应的限度即达到化学平衡状态，达到化学平衡状态的标志有：正、逆反应速率相等，但不等于0；各组分的浓度不再改变。 5．B 【详解】铁为固体不能用浓度表示速率，发生的化学反应为，溶液中浓度发生变化的只有反应物硫酸和生成物硫酸亚铁。5.6g Fe的物质的量为0.1mol，故反应消耗的物质的量=生成的物质的量=0.1mol， 。 故答案为B。 6．B 【详解】A．t1时刻，υ(正)>υ(逆)，反应正向进行，故A错误； B．t2时刻，υ(正)>υ(逆)，故B正确； C．t3时刻，υ(正)>υ(逆)，反应没有达到最大限度，即平衡状态，故C错误； D．t4时刻，υ(正)=υ(逆)，反应达到平衡状态，但υ(正)=υ(逆)0，反应没有停止，故D错误。 本题答案B。 7．D 【详解】增大容器体积，相当于减小压强，压强对反应速率的影响，研究对象是气体，选项D中组分没有气体参与，改变压强，化学反应速率无影响，选项D符合题意；故答案为D。 8．D 【详解】A．防止铁生锈，在其表面涂一层防锈油漆，阻止铁与潮湿的空气接触，故A恰当； B．面粉厂、纺纱厂、加油站周围的空气中漂浮着可燃性的气体或粉尘，遇明火可能会发生爆炸，所以面粉厂、纺纱厂、加油站均要严禁烟火，故B恰当； C．加入MnO2，对KClO3的分解起催化作用，催化剂可加快化学反应速率，故C恰当； D．温度越低反应速率越慢，降温会减慢H2O2的分解速率，故D不恰当； 答案选D。 9．D 【详解】A．中S元素的化合价为，具有氧化性和还原性，在酸性条件下会发生氧化还原反应，反应的化学方程式为，故A正确； B．在其他条件不变时，反应物的浓度越大，反应速率越快，故B正确； C．该实验是研究浓度对化学反应速率的影响，根据①可知，反应溶液的总体积为，则a=4，故C正确； D．该实验是研究浓度对化学反应速率的影响，根据①可知，反应溶液的总体积为，则b=1，故D错误； 故答案为D。 10．B 【分析】同一个反应用不同的物质表示其反应速率时，数值可能不同，但表示的意义是相同的。所以比较反应速率快慢时，应先换算成同一种物质的反应速率，然后才能直接比较速率数值大小； 【详解】A. v(B2)=0.8mol/(L•s)，则v(A2)= mol/(L•s)；     B. v(A2)=0.4mol/(L•s)； C. v(C)=0.6mol/(L•s)，则v(A2)=0.3mol/(L•s)；     D. v(B2)=4.2mol/(L•min)，则v(A2)=1.4 mol/(L•min)=0.023 mol/(L•s)； 从以上数据可知，B表示的反应速率最快； 答案选B。 11．A 【详解】①单位时间内生成n mol O2就会消耗2n mol NO2气体，同时生成2n mol NO2，则NO2的物质的量及浓度不变，反应达到平衡状态，①符合题意； ②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO表示的都是反应逆向进行，因此不能据此判断反应是否达到平衡状态，②不符合题意； ③化学反应速率与化学计量数成正比，则用NO2、NO、O2表示的反应速率的比始终为2：2：1，无法判断平衡状态，③不符合题意； ④混合气体的颜色不再改变，表明NO2的浓度不再变化，该反应达到平衡状态，④符合题意； ⑤混合气体的总质量、总体积始终不变，则混合气体的密度为定值，不能根据混合气体的密度判断平衡状态，⑤不符合题意； ⑥该反应为气体物质的量缩小的反应，在体积固定的密闭容器中混合气体的压强为变量，当混合气体的压强不再改变时，表明达到平衡状态，⑥符合题意； ⑦混合气体的总质量为定值，混合气体的总物质的量为变量，则混合气体的平均相对分子质量为变量，当混合气体的平均相对分子质量不再改变时，表明达到平衡状态，⑦符合题意； 综上所述可知：达到平衡状态的标志是①④⑥⑦，故合理选项是A。 12．D 【详解】反应速率的表达式为v=Δc/Δt，因为容器的体积不知道，所以无法求出一分钟内两容器中A的浓度变化量，仅根据每分钟减少了的A 的物质的量，是不能判断出甲乙两容器的反应速率孰大孰小的； 答案选D。 13．A 【详解】A．加入少量水，减小了H+的浓度，锌粒的物质的量不变，则产生H2的速率减小，生成H2体积不变，A正确； B．加入NH4HSO4固体，增大了H+的浓度，锌粒的物质的量不变，则产生H2的速率加快，生成H2体积不变，B错误； C．加入CH3COONa固体，CH3COO-结合氢离子生成醋酸，减小了H+的浓度，锌粒的物质的量不变，则产生H2的速率减小，生成H2体积不变，C错误； D．滴加少量CuSO4溶液，锌置换出铜，构成Cu-Zn原电池，反应速率加快，锌粒的物质的量减少，则产生H2的速率增大，生成H2体积减小，D错误； 答案选A。 【点睛】明确氢离子的浓度的变化及锌粒物质的量的变化是解答本题的关键，注意选项D为解答的难点和易错点。 14．D 【解析】相同时间内生成氢气的体积越大，说明反应速率越快，由图可知，反应速率a＞b＞c＞d。 【详解】A．由图可知，相同时间内，曲线d生成的氢气的体积最少，第4组实验的反应速率最慢，A项正确； B．第1组反应速率比第4组快，1、4组相比，温度相同，1组固体表面积更大，第1组盐酸的浓度可能等于、小于或大于2.5mol•L-1，B项正确； C．第2组反应速率比第4组快，2、4组相比，温度相同，2组固体表面积更大，第2组盐酸的浓度可能等于、小于或大于2.5mol•L-1，C项正确； D．第3组反应速率比第4组快，3、4组相比，浓度、固体表面积相同，温度越高反应速率越快，第3组实验的反应温度高于30℃，D项错误； 答案选D。 15．B 【分析】 【详解】A．X的生成速率与Z的生成速率比等于3:1时，一定达到平衡状态，故A错误； B．单位时间内生成3n mol X，同时消耗n mol Y，正逆反应速率相等，故B正确； C．反应达到平衡，X、Y、Z的浓度不一定相等，故C错误； D．反应达到平衡，X、Y、Z的物质的量不一定相等，故D错误。 16．(1)反应物状态 (2) 增大 减小 【解析】略 17． 【详解】(1)“萨巴蒂尔反应器”内发生反应为氢气和二氧化碳在催化剂的作用下生成甲烷和水，化学方程式为：，故答案为：； (2)电解水的化学方程式为：，故答案为：。 18． 浓度 探究硫酸铜的量对反应速率的影响 【详解】①由表中数据可知，实验Ⅰ和实验Ⅱ加入2.0mol·L-1硫酸溶液的体积不同，而液体的总体积相同，即实验Ⅰ和实验Ⅱ硫酸浓度不同，则实验Ⅰ和实验Ⅱ可以探究浓度对锌与稀硫酸反应速率的影响； ②实验Ⅲ和实验Ⅳ是探究硫酸铜的量对反应速率的影响，有关反应的离子方程式为、。 19． ③ ④ 0.056 mol·L-1·s-1 40s～50s 反应放热 90s～100s 盐酸浓度降低 C 3X+Y2Z 【分析】（1）根据实验的目的和影响化学反应速率的因素来设计实验,注意对照实验的设计关键是采用控制变量法来比较外界条件对反应速率的影响； （2）①计算氢气的物质的量n(H2)，再计算出溶液中氢离子浓度的改变，根据v＝△c÷△t计算30s～40s范围内盐酸的平均反应速率； ②③根据相等时间段内，产生的氢气的体积越大，可以确定反应速率越快，据影响反应速率的因素来判断； （3）根据浓度以及原电池原理的应用来确定化学反应速率的变化情况。据此解答。 （4）根据图象分析反应物和生成物，结合变化量之比是化学计量数之比解答。 【详解】（1）由实验目的可以知道，探究浓度、温度、接触面积对化学反应速率的影响，实验①②探究盐酸浓度对该反应速率的影响。要探究温度对该反应速率的影响，则固体的表面积以及盐酸的浓度应该是一样的，而两实验的温度应控制不同，所以实验①和③可达到实验目的。探究锌规格(粗、细)对该反应速率的影响，要求实验温度以及盐酸的浓度是相等的，表面积不同，所以实验①和④可达到实验目的。 （2）①在30s～40s范围内氢气的n(H2)＝(224－67.2)×10－3L÷22.4L/mol＝0.007mol，则溶液中的氢离子改变了0.007mol×2＝0.014mol，则△c(H+)＝0.014mol÷0.025L＝0.56mol/L，所以在30s～40s范围内盐酸的平均反应速率v(HCl)＝0.56mol/L÷10s＝0.056mol/(L·s)。 ②根据相等时间段内，产生的氢气的体积越大，可以确定反应速率越快，所以反应速率最大的时间段是40s～50s，可能原因是反应放热，温度高，反应速率快。 ③根据相等时间段内，产生的氢气的体积越小，可以确定反应速率越慢，所以反应速率最小的时间段是90s∼100s，可能原因是反应进行过程中，盐酸浓度减小，反应速率变慢。 （3）A.加入氨水，盐酸被中和，能达到减慢速率的目的，但是影响了氢气的产量，故A不符合要求； B.加入氯化铜，则金属锌会置换出金属铜，形成Cu、Zn、盐酸原电池，会加快反应速率，故B不符合要求； C.在盐酸中加入NaCl溶液相当于将盐酸稀释，盐酸中氢离子浓度减小，所以速率减慢，但不影响氢气的产量，故C符合要求； D.加入硝酸钾溶液后，锌与氢离子、硝酸根发生氧化还原反应生成一氧化氮，不再产生氢气，故D不符合要求。 答案选C。 （4）根据图象可知X和Y的物质的量减少，是反应物，Z是生成物，达到平衡时X减少1.0mol－0.4mol＝0.6mol，Y减少1.0mol－0.8mol＝0.2mol，Z增加了0.5mol－0.1mol＝0.4mol，所以X、Y、Z物质的物质的量之比是3：1：2，因此方程式为3X+Y2Z。 20．(1)0.8mol·L-1、0.6mol·L-1 (2)0.1mol·L-1·min-1 【详解】（1）反应经2min后，A的浓度从开始时的1.0mol·L-1降到0.8mol·L-1，即A的浓度减小0.2 mol·L-1，结合A2B=3C可知B浓度减小0.4 mol·L-1，C浓度增大0.6 mol·L-1，故2min末B的浓度为1.2 mol·L-1-0.4 mol·L-1=0.8 mol·L-1，C的浓度为0+0.6 mol·L-1=0.6 mol·L-1； （2）2 min内，v(A)0.1 mol·L-1·min-1 21．15s 【详解】化学反应中，升高温度，反应速率增大，20℃时，将溶液与溶液等体积混合，2min(即120s)后溶液中明显出现浑浊；已知温度每升高10℃，反应速率增大到原来的2倍，那么在50℃时，温度升高30°℃，反应速率应是20℃的23倍=8倍，反应需要时间为原先的，则同样的反应出现混浊需要的时间为120s×=15s。 22． 3.2mol 0.16mol/(L·min) 7.69% 【分析】(1)根据转化率计算剩余的N2O5的物质的量； (2)根据N2O5的转化量，计算出v(N2O5)，然后利用不同物质表示的速率关系计算v(NO2)； (3)计算出5min时各种气体的物质的量，然后根据体积分数的定义计算。 【详解】(1)转化的N2O5的物质的量=4mol×20%=0.8mol，故剩余N2O5的物质的量n(N2O5)=4mol-0.8mol=3.2mol； (2)在前5min内转化的N2O5的物质的量=4mol×20%=0.8mol，则v(N2O5)==0.08mol/(L·min)。根据方程式2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)中物质反应转化关系可知v(NO2)=2v(N2O5)=2×0.08mol/(L·min)= 0.16mol/(L·min)； (3)根据(1)可知5min时，N2O5反应消耗了0.8mol，则根据方程式中物质转化关系可知会产生0.16molNO2、0.4molO2，所以5min时混合气体的总物质的量n=n(N2O5)+n(NO2)+n(O2)=3.2mol+1.6mol+0.4mol=5.2mol，则O2占混合气体总物质的量的百分比为×100%=7.69%。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$