专题05 化学反应速率与限度 同步练习 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

专题05 化学反应的速率与限度 题型一 化学反应速率的意义、计算和比较 题型二 控制变量法探究影响速率的因素 题型三 化学反应速率影响因素的判断 题型四 化学平衡状态的建立和特征 题型五 化学平衡状态的判断 题型六 化学反应速率和平衡的计算 题型七 化学反应速率、平衡图像问题 题型八 化学反应原理综合题 题型一 化学反应速率的意义、计算和比较 解题要点 同一反应在同一时间内，用不同物质来表示的反应速率可能不同，但表示的意义相同（即快慢程度相同），且反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的化学计量数之比。 如在反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)中，存在v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d 1.在密闭容器中进行反应4NH3+5O24NO+6H2O，内的物质的量从减少到，则用的浓度变化表示的化学反应速率为 A．1.25 mol∙L-1∙min-1 B．2.5 mol∙L-1∙min-1 C．5 mol∙L-1∙min-1 D．0.5 mol∙L-1∙min-1 2.反应在四种不同情况下的反应速率如下，其中反应速率最快的是 A． B． C． D． 题型二 控制变量法探究影响速率的因素 解题要点 ①确定变量：解答这类题目时首先要认真审题，理清影响实验探究结果的因素有哪些。 ②定多变一：在探究时，应该先确定其他的因素不变，只变化一种因素，看这种因素与探究的问题存在怎样的关系；这样确定一种以后，再确定另一种，通过分析每种因素与所探究问题之间的关系，得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。 ③数据有效：解答时注意选择数据(或设置实验)要有效，且变量统一，否则无法作出正确判断。 1.基于Na2S2O3溶液与H2SO4溶液反应会出现浑浊，探究化学反应速率的影响因素，实验过程中的数据记录如下。下列说法不正确的是 实验编号 水浴温度/℃ Na2S2O3溶 液 H2SO4溶液 H2O V/mL c/(mol/L) V/mL c/(mol/L) V/mL 1 40 2 0.1 2 0.1 0 2 20 2 0.1 2 0.1 0 3 20 1 0.1 2 0.1 a 4 40 1.5 0.1 2 0.1 1 A．通过比较出现浑浊所需时间的长短判断化学反应速率的快慢 B．该实验探究了温度、Na2S2O3溶液的浓度对化学反应速率的影响 C．实验1需先将Na2S2O3溶液和H2SO4溶液混合，再水浴加热至40℃ D．若实验2和3是探究浓度对化学反应速率的影响，则a=1 2.某小组为了探究影响溶液与溶液在酸性条件下反应速率的因素，设计如表所示的实验方案。 实验 褪色时间 1 3.0 2.0 1.0 0.0 2.0 8 2 3.0 2.0 2.0 0.0 a 6 3 4.0 2.0 2.0 0.0 0.0 4 4 3.0 2.0 1.0 0.5 b 3 下列说法不正确的是 A．， B．实验1和2的对照说明溶液的酸碱性会影响该反应的速率 C．实验1和4的对照说明能加快该反应的速率，是该反应的催化剂 D．根据实验1的数据计算反应速率 题型三 化学反应速率影响因素的判断 解题要点 注意：（1）压强对反应速率的影响是通过改变浓度来实现的，浓度不变，速率不变。 （2）温度改变，化学反应速率一定改变。 （3）不特别指明，催化剂一般是加快化学反应速率。 （4）固体反应物量的增减，不能改变化学反应速率，固体的表面积改变才能改变化学反应速率。 1.一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应： 反应达到平衡后，下列说法不正确的是 A．和的浓度一定相等 B．正反应速率等于逆反应速率 C．的浓度不再变化 D．改变温度，可以改变该反应进行的程度 2.实验室制取氧气的反应：2H2O2=2H2O+O2↑下列条件下，反应的速率最快的是（    ） 选项 H2O2的质量分数 温度 催化剂 A 5% 5℃ MnO2 B 5% 40℃ MnO2 C 10% 5℃ 无 D 10% 40℃ MnO2 题型四 化学平衡状态的建立和特征 解题要点 对于只加入反应物从正向建立的平衡： 浓度 速率变化 v正、v逆关系 开始 反应物浓度最大 v正最大 v正＞v逆 生成物浓度为0 v逆为0 变化 反应物浓度减小 v正减小 v正＞v逆 生成物浓度增大 v逆增大 平衡 反应物浓度不变 v正不变 v正＝v逆 生成物浓度不变 v逆不变 1.在密闭容器中发生反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.4mol·L-1、0.2mol·L-1、0.4mol·L-1，当反应达到平衡时，可能存在的数据是 A．SO2为0.6mol·L-1，O2为0.3mol·L-1 B．SO3为0.8mol·L-1 C．SO2为0.2mol·L-1，O2为0.3mol·L-1 D．SO2、SO3均为0.3mol·L-1 2.工业上获得四氯化钛常用“碳氯法”，其反应原理为。将一定量的投入某容器中发生该反应，下列说法正确的是 A．增大的投料，可实现投入的全部参与反应 B．当时，反应达到平衡状态 C．适当升高温度，增大，减小 D．在建立平衡过程中，混合气体的平均摩尔质量呈增大趋势 题型五 化学平衡状态的判断 1.一定温度下，在容积恒定的密闭容器中发生可逆反应A(s)+2B(g)C(g)+D(g)，下列情况能说明该反应一定达到化学平衡的是 ①容器内气体的压强不变； ②混合气体的密度不变；③C的物质的量浓度不变 ④混合气体的总物质的量不变；⑤； ⑥ A．只有③ B．①②④⑥ C．②③⑤ D．②④⑤⑥ 题型六 化学反应速率和平衡的计算 解题要点 公式 备注 反应物的转化率＝×100%＝×100% ①平衡量可以是物质的量、气体的体积 ②某组分的体积分数，也可以是物质的量分数 生成物的产率＝×100% 平衡时混合物组分的百分含量＝×100% 某组分的体积分数＝×100% 1.T℃时，在2L的恒容密闭容器中充入物质的量之比为1∶4的和混合气体，一定条件下发生反应：，测量反应过程中的物质的量随时间的变化如下表所示。下列说法正确的是 反应时间/min 0 2 4 6 8 10 12 /mol 2.0 1.36 0.96 0.68 0.52 0.50 0.50 A．0~4min内，用表示的平均速率为0.52mol⋅L-1⋅min-1 B．6~8min内，逆反应速率大于正反应速率 C．10min时，反应恰好达到该条件下的最大限度，且气体压强不再变化 D．容器内达到平衡状态时的压强与起始时的压强之比为7∶10 2.在10L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g)，发生反应X(g)+Y(g)M(g)+N(g)，实验数据如下表： 实验编号 温度/℃ 起始时物质的量/mol 平衡时物质的量/mol n(X) n(Y) n(M) ① 700 0.40 0.10 0.090 ② 800 0.10 0.40 0.080 ③ 800 0.20 0.30 a ④ 900 0.10 0.15 b 完成下列问题 （1）实验①中，若时测得，则0至时间内，用表示的平均反应速率 。 （2）实验②中，若某时刻测得，则此时混合气体中的体积分数为 。 （3）实验③中，a的值为 。 （4）实验④中，达到平衡时， 0.06(填“>”，“<”或“=”)。 题型七 化学反应速率、平衡图像问题 1.如图是在一定温度下，某固定容积的密闭容器中充入一定量的气体后，发生反应，已知是红棕色气体，是无色气体。反应速率(v)与时间(t)的关系曲线。下列叙述正确的是 A．时，反应达到平衡，反应不再进行 B．过程中，若消耗，同时消耗 C．反应过程中容器内的气体颜色不变 D．反应过程中混合气体压强减小 2.一定条件下，A、B、C三种气体在某恒容密闭容器中发生反应，各气体的浓度随时间变化的曲线如图所示。0～2min内该反应共吸收了akJ(a>0)能量。下列说法不正确的是 A．达到平衡时，A的浓度不再变化 B．反应的化学方程式为 C．反应达到平衡后，往容器中充入He，反应速率加快 D．该条件下，0.8molA(g)的总能量小于0.4molB(g)和1.2molC(g)的总能量 3.一定温度下，向体积为10 L的恒容密闭容器中加入一定量的X、Y、Z三种气体，发生反应：，各物质的浓度随时间变化情况如图所示［阶段变化未画出］。下列说法不正确的是 A． B．Y的起始投料为0.2 mol C．，正、逆反应的速率相等 D．，X的平均消耗速率为 题型八 化学反应原理综合题 【变式8-1】是空气污染物，烟气脱硝是环境保护、促进社会可持续发展的重要课题。 （1）甲烷还原法。 高温条件下能将转化为无害气体，反应的化学方程式为 。 （2）催化还原法。 发生反应：。 ①反应过程中的能量变化如图所示，已知破坏键、键、键时分别需要吸收、、的能量，则破坏分子中化学键需要吸收 kJ的能量。 ②还原的反应分三步完成，第Ｉ步：，第步：，反应过程如图所示。则第III步反应的化学方程式为 ，已知断开反应物中的化学键吸收的能量越多，反应越难进行，则总反应的反应速率取决于第 步（填“I”“II”或“III”）。 ③一定条件下，将和充入恒容密闭容器中发生反应：，容器内压强随时间的变化关系如图所示。内， 。某同学认为在该条件下，只要反应足够长时间，可变为0，请你分析他的观点错误的原因： 。 专题05 化学反应的速率与限度 题型一 化学反应速率的意义、计算和比较 【1】【答案】A【解析】内的物质的量从减少到，则的浓度变化为，因此用表示的化学反应速率为， 【2】【答案】D【解析】根据反应速率之比等于化学计量系数之比可知，B为固体，一般不用固体表示反应速率，故当时，，当=0.60时，，故反应速率大小顺序为：D＞C＞A，即其中反应速率最快的是D，故答案为：D。 题型二 控制变量法探究影响速率的因素 【1】【答案】C【解析】A．硫代硫酸钠分解生成硫单质和二氧化硫，，当有S单质先生成时，说明反应速率较快，A正确；B．实验编号1、2、3、4四个实验中，采用改变温度和硫代硫酸钠浓度两个变量来探究化学反应速率，B正确；C．实验1需要先将硫酸溶液加热至40℃，再加入硫代硫酸钠溶液，C错误； D．若实验2、3是探究浓度对化学反应速率的影响，则要确保溶液的总体积相等，实验2的溶液总体积为4mL，则有4=a+1+2，即a=1，D正确； 【2】【答案】D【解析】A．探究实验方案两两之间应保持单一变量，则四组实验的溶液总体积相等，利用混合溶液褪色时间判断变量对反应速率的影响。据题意可知，4组实验溶液总体积应相同，则a=1.0，b=1.5，A正确；B．由实验1，2可知，变量是混合后硫酸的浓度不一致，导致褪色时间不一致，即反应速率不一致，故酸的浓度（溶液的酸性）会影响该反应化学反应速率，B正确； C．对比表格中实验1和4的数据，4中有，反应速率快，故实验1和4的对照说明能加快该反应的速率，是该反应的催化剂，C正确；D．亚硫酸氢钠与高锰酸钾反应的离子方程式为，实验1中，高锰酸钾能反应完全，，D错误； 题型三 化学反应速率影响因素的判断 【1】【答案】A【解析】A．反应达到平衡后，各物质浓度不再变化，但CO2和CH3OH的浓度不一定相等，A错误；B．当正反应和逆反应速率相等时，反应达到平衡，B正确；C．当各物质浓度不再改变时，反应达到平衡，C正确；D．改变温度平衡发生移动，反应进行程度发生变化，D正确； 【2】【答案】D【分析】题中涉及影响反应速率的因素有温度、浓度和催化剂，一般来说，温度越高、浓度越大且加入催化剂，可增大反应速率，以此解答该题。 【解析】A、C与B、D相比较，B、D反应温度高、加入催化剂，反应速率较大，B、D相比较，D浓度较大，则D反应速率最大。 题型四 化学平衡状态的建立和特征 【1】【答案】A【解析】A．若SO2为0.6mol·L-1，则SO2的生成量为0.6mol·L-1-0.4 mol·L-1=0.2 mol·L-1，由方程式2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)可知，O2(g)的生成量为0.1 mol·L-1，O2的平衡量为0.2mol·L-1+0.1mol·L-1=0.3mol·L-1，A正确； B．若SO3为0.8mol·L-1，则SO3的生成量为0.8mol·L-1-0.4 mol·L-1=0.4mol·L-1，由方程式2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)可知，SO2的消耗量为0.4mol·L-1，而该反应为可逆反应，SO2的消耗量小于0.4mol·L-1，B错误；C．若SO2为0.2mol·L-1，则SO2的消耗量为0.4mol·L-1-0.2mol·L-1=0.2 mol·L-1，由方程式2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)可知，O2(g)的消耗量为0.1 mol·L-1，O2的平衡量为0.2mol·L-1-0.1mol·L-1=0.1mol·L-1，C错误；D．若SO2为0.3mol·L-1，则SO2的消耗量为0.4mol·L-1-0.3mol·L-1=0.1 mol·L-1，由方程式2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)可知，SO3的生成量为0.1 mol·L-1，平衡量为0.4mol·L-1+0.1mol·L-1=0.5mol·L-1，D错误； 【2】【答案】D【解析】A．该反应为可逆反应，即使的投料过量，也不能使全部参与反应，A错误；B．当时，说明反应达到平衡状态，B错误； C．适当升高温度，正、逆反应速率均增大，C错误； D．用极端假设法，气体只有反应物时，气体的摩尔质量为，气体只有生成物和时，平均摩尔质量为，故在建立平衡过程中，混合气体的平均摩尔质量呈增大趋势，D正确； 题型五 化学平衡状态的判断 【1】【答案】C【解析】①A为固体，B、C、D为气体，反应前后气体系数之和相等，相同条件下，压强之比等于气体物质的量之比，推出该反应的混合气体的压强始终不变，即混合气体的压强不变，不能说明该反应达到平衡，故①不符合题意；②A为固体，该反应为气体质量增加的反应，容器为恒容，根据密度的定义，当混合气体密度不变时，说明反应达到平衡，故②符合题意； ③根据化学平衡的定义，因此C的物质的量浓度不变，说明该反应达到平衡，故③符合题意； ④A为固体，B、C、D为气体，反应前后气体系数之和相等，混合气体总物质的量始终相等，即当混合气体总物质的量不变，不能说明反应达到平衡，故④不符合题意； ⑤用不同物质的反应速率表示达到平衡，要求反应方向是一正一逆，且化学反应速率之比等于化学计量数之比，因此v正(C)=v逆(D)，能说明反应达到平衡，故⑤符合题意； ⑥根据⑤分析，应是v正(B)=2v逆(C)，说明反应达到平衡，故⑥不符合题意； 综上所述，符合题意的是②③⑤，选项C正确； 题型六 化学反应速率和平衡的计算 【1】【答案】D【解析】A．0~4min内，由表可知∆=2.0-0.96=1.04mol，则，根据反应速率之比等于系数比，用表示的平均速率为v()=v(CO2)=0.13mol⋅L-1⋅min-1，A错误； B．6~8min内，在减小，说明反应正向进行，则正反应速率大于逆反应速率，B错误； C．由表可知10min后不再发生变化，说明10min时反应已经达到平衡状态，但不能说明反应恰好达到该条件下的最大限度，C错误； D．充入物质的量之比为1∶4的和混合气体，则该反应起始加入2mol和8mol，列三段式：，起始时总物质的量为2+8=10mol，平衡时总物质的量为0.5+2+1.5+3=7mol，恒温恒容下，气体的物质的量与压强成正比，达到平衡状态时的压强与起始时的压强之比为7∶10，D正确； 【2】【答案】（1）（2）12%（3）0.12（4）< 【解析】（1）根据反应速率之比等于化学计量数之比可知，(N)=(M)==1.0×10-3mol/(L•min)，故答案为：1.0×10-3mol/(L•min)； （2）由三段式分析： ，则此时混合气体中X(g)的体积分数为×100%=12%，故答案为：12%； （3）由实验②数据可知，三段式分析： ，则该温度下的化学平衡常数为：K==1，温度不变平衡常数不变，则有实验③数据三段式分析可知，，该反应的平衡常数K==1.0，解得：a=0.12，故答案为：0.12； （4）根据三段式可求得，700℃时，化学平衡常数K≈2.6，升高温度至800℃得平衡常数为K=1.0，K减小，即平衡逆向移动，则正反应为放热反应，若④的温度为800℃，恒容体系中，气体体积不变的反应，④与③为等效平衡，b=a=0.06mol，但④的实际温度为900℃，相比较800℃，平衡逆向移动，b＜0.06，故答案为：＜。 题型七 化学反应速率、平衡图像问题 【1】【答案】C【解析】A．时，反应达到平衡，化学平衡状态是动态平衡，反应始终再进行，A错误； B．过程中，保持平衡状态，若消耗，同时消耗，B错误； C．时，反应达到平衡状态，浓度保持不变，故反应过程中容器内的气体颜色不变，C正确； D．反应过程中，各物质浓度保持不变，则气体压强也不变，D错误； 【2】【答案】C【解析】A．反应达到平衡状态时各组分浓度不再变化，即达到平衡时，A的浓度不再变化，故A正确； B．参加反应的A和生成物B、C的物质的量浓度之比为(2.0-1.2)mol/L：0.4mol/L：1.2mol/L=2：1：3，则反应的化学方程式是，故B正确； C．恒容容器中冲入稀有气体，反应物与生成物的浓度不变，反应速率不变，故C错误； D．该反应的化学方程式为，0～2min内该反应共吸收了a(a＞0)kJ能量，说明该反应为吸热反应，该条件下0.8molA(g)的总能量小于0.4molB(g)和1.2molC(g)的总能量，故D正确； 【3】【答案】D【解析】A．由图可知，，，浓度变化量之比等于化学计量数之比，则m=3，A正确； B．浓度变化量之比等于化学计量数之比，设Y的起始投料为xmol/L，，:∶0.06 mol/L=1∶2，x=0.02，容器体积为10 L，则Y的起始投料为0.2 mol，B正确； C．，各物质的物质的量浓度均不变，说明反应达到平衡状态，正、逆反应的速率相等，C正确； D．，X的平均消耗速率为，D错误； 【答案】（1） （2）631 I 可逆反应中反应物的转化率不可能达100%（合理即可） BD 【解析】（1）高温条件下能将转化为无害气体，可知反应生成二氧化碳、氮气和水，配平后可得反应的化学方程式为：； （2）①根据图示， 2molNO发生反应：，放热664kJ，设破坏分子中化学键需要吸收xkJ的能量，则：946+463×4-2x-436×2=664，x=631，所以破坏分子中化学键需要吸收631kJ的能量； ②总反应减去第I步、第II步反应可得第III步反应的化学方程式为：，已知断开反应物中的化学键吸收的能量越多，反应越难进行，根据图示，第一步反应断开反应物中的化学键吸收的能量最多，第一步反应最难进行，则总反应的反应速率取决于第I步； ③一定条件下，将和充入恒容密闭容器中发生反应：，恒温恒容时，物质的量之比等于其压强之比，则根据图示，10min时，容器内气体总物质的量为 ，即内，容器内气体减少，由反应式可知，每生成1mol，混合气体减少1mol，此时混合气体减少0.28mol，则内生成0.28mol，所以内，。该反应为可逆反应，反应物的转化率不可能达100%，无论反应多长时间，不可能变为0，某同学认为在该条件下，只要反应足够长时间，可变为0，他的观点错误的原因为：可逆反应中反应物的转化率不可能达100%，无论反应多长时间，不可能变为0； ④A．由反应式可得：，但并未体现同一组分正、逆反应速率相等，不能说明反应达到平衡状态，A不符合题意； B．混合气体中NO的物质的量分数不再改变，即NO的浓度不再改变，能说明反应达到平衡状态，B符合题意； C．混合气体质量不变，容器体积不变，混合气体的密度始终不变，所以混合气体的密度不再改变，不能说明反应达到平衡状态，C不符合题意； D．该反应是气体分子数减小的反应，在恒温恒容密闭容器中，混合气体的压强在改变，则当混合气体的压强不再改变时，能说明反应达到平衡状态，D符合题意； 故选BD。 学科网（北京）股份有限公司1 / 21 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$