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化学反应速率和限度的习题和解析


化学反应速率和限度的习题和解析
1.NaHSO3 溶液在不同温度下均可被过量 KIO3 氧化,当 NaHSO3 完全消耗即有 I2 析出,根据 -1 I2 析出所需时间可以求得 NaHSO3 的反应速率。将浓度均为 0.020mol·L NaHSO3(含少量淀 粉)10.0ml、KIO3(过量)酸性溶液 40.0ml 混合,记录 10~55℃间溶液变蓝时间,55℃时未

观察到溶液变蓝,实验结果如右图。据图分析,下列判断不正确 的是 ...

A.40℃之前与 40℃之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反 B.图中 b、c 两点对应的 NaHSO3 反应速率相等 -5 -1 -1 C.图中 a 点对应的 NaHSO3 反应速率为 5.0 ×10 mol·L ·s D.温度高于 40℃时,淀粉不宜用作该试验的指示剂 【答案】B 【解析】A、从图像中可以看出,40℃以前,温度越高,反应速度越快,40℃后温度越高, 变色时间越长,反应越慢,而 55℃,未变蓝,说明没有生成 I2,正确;B、b、c 点对应的反

0.02mol / L ? 10mL 50mL 应原理不一样,故速率不相等,错误;C、速率为 80s
-5 -1 -1

=5.0

×10 mol·L ·s ,正确;D、55℃时,没有出现蓝色,故淀粉已不能作为该反应的指示剂, 正确。 2.2SO2+O2 2SO3 是制造硫酸的重要反应。下列关于该反应的说法正确的是

A.使用催化剂不影响反应速率 B.降低体系温度能加快反应速率 C.增加 O2 的浓度能加快反应速率 D.一定条件下达到反应限度时 SO2 全部转化为 SO3 【答案】C 【解析】试题分析:该反应为可逆反应,反应物不可能完全转化,一般来说,增大浓度、升 高温度或加入催化剂,可增大反应速率,以此解答该题。A、使用催化剂,反应速率增大, 故 A 不正确;B、降低温度,活化分子百分数减小,反应速率减小,故 B 错误;C、增加 O2 的浓度,单位体积活化分子数目增多,则反应速率增大,故 C 正确;D、可逆反应反应物不 可能完全转化,故 D 错误,故选 C。 3.如图是可逆反应 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) 在反应过程中的反应速率(v)与时间(t) 的关系曲线,下列叙述正确的是( )

A.t1 时,只有正方向反应 B.t2 时,反应到达限度 C.t2-t3,反应不再发生 D.t2-t3,各物质的浓度相等且不再发生变化 【答案】B 【解析】试题分析:A.可逆反应 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)发生后,在任何时刻反应不仅向 正反应方向进行,也向逆反应方向进行,在 t1 时,正方向方向的速率大于逆反应方向的速 率。错误。B.任何可逆反应都是在一定的条件下进行的。在 t2 时,反应到达该反应条件下 的限度。错误。C.在 t2-t3 时,反应处于该条件下平衡状态,产生反应仍然在进行,正反应 速率与逆反应速率相等。错误。D.在 t2-t3 内,反应处于该条件下的平衡状态,反应混合物 中由于在单位时间内消耗的浓度与产生的浓度相等,因此各物质的浓度相等且不再发生变 化。正确。 4.对于 100mL1mol/L 盐酸与铁片的反应,采取下列措施:①升高温度;②改用 100mL3mol/L 盐酸;③多用 300mL1mol/L 盐酸;④用等量铁粉代替铁片;⑤改用 98%的硫酸。其中能使反 应速率加快的是( ) A.①③④ B.①②④ C.①②③④ D.①②③⑤ 【答案】B 【解析】试题分析:在其它条件不变时①升高温度,化学反应速率加快,正确;②增大反应 物的浓度,化学反应速率加快,正确;③在反应物浓度相同时,改变量的多少,对化学反应 速率无影响,错误;④若将用等量铁粉代替铁片,即增大了反应物的接触面积,化学反应速 率加快,正确;⑤在 98%的硫酸中硫酸主要以分子的形式存在。在室温下 Fe 在浓硫酸中会 发生钝化,错误。以此其中能使反应速率加快的是①②④。选项为 B。 5.硫酸是一种重要的化工产品,目前主要采用“接触法”进行生产。有关接触氧化反应 2SO2 + O2 2SO3 的说法中正确的是 A.只要选择适宜的条件,SO2 和 O2 就能全部转化为 SO3 B.该反应达到平衡后,反应就完全停止了,即正逆反应速率为零 18 18 C.若用 O 原子组成的 O2 参加反应,平衡时 SO2 中也会含有 O D.在工业合成 SO3 时,要同时考虑反应速率和反应能达到的限度两方面的问题 【答案】CD 【解析】试题分析:A、可逆反应正逆反应速率相等时,反应达到最大限度,即化学平衡状 态,所以反应物不能全部转化为生成物,故 A 错误;B、可逆反应达到平衡后,正逆反应速 率相等且不等于 0,可逆反应达到一个动态平衡状态不是反应停止,故 B 错误;C、由于反 18 18 应为可逆反应,在达到平衡的体系中,充入由 O 原子组成的 O2 后,SO2、SO3 中也会含有 O, 故 C 正确;D、在工业合成 SO3 时,既要考虑反应时间又要考虑转化率,即要同时考虑反应 速率和反应能达到的限度两方面的问题,故 D 正确,故选 CD。 6.CaCO3 与稀盐酸反应(放热反应)生成 CO2 的量与反应时间的关系如图所示。下列结论不 正确的是

A.反应开始 2 分钟内平均反应速率最大 B.反应 4 分钟后平均反应速率最小 C.反应开始 4 分钟内温度对反应速率的影响比浓度大 D.反应 4 分钟后反应速率下降的原因是盐酸浓度逐渐减小 【答案】A 【解析】试题分析:A、由图可知,2~4 分钟时间内,生成的二氧化碳的体积最多,故 2~ 4min 反应速率最快,故 A 错误;B、4min 后氢离子浓度起主要作用,氢离子浓度降低,4 分 钟后的平均反应速率最小,故 B 正确;C、随反应进行氢离子浓度降低,氢离子浓度变化使 反应速率降低, 由图象可知, 2~4min 反应速率最快, 0~4 分钟温度对反应速率起主要作用, 4min 后反应速率又降低,氢离子浓度起主要作用,故 C 正确;D、由图可知,4min 后反应速 率又降低,氢离子浓度起主要作用,故 D 正确;故选 A。 7.可逆反应 A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(g) 在 4 种不同情况下反应速率分别如下,其 中反应速率 v 最大的是 A.v(A)=0.15mol/(L·min) B.v (B)=0.6 mol/(L·min) C.v (C)=0.3 mol/(L·min) D.v (D)=0.1 mol/(L·min) 【答案】B 【解析】试题分析:反应速率的单位相同,用各物质表示的反应速率除以对应各物质的化学 计量数, 数值大的反应速率快、 A、 v (A) /1=0.15mol/ (L?min) , B、 v (B) /3=0.2mol/ (L?min) , C、v(C)/2=0.15mol/(L?min) ,D、v(D)/2=0.05mol/(L?min) ,所以反应速率 v(B) >v(A)=v(C)>v(D) ,故选 B。 考点:考查化学反应速率的表示以及大小比较 8.可逆反应 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)的 v-t 图象如下右图,如若其它条件不变,只 是在反应前加入合适的催化剂,则其 v-t 图象如下右图:①a1>a2 ②a1<a2 ③b1>b2 ④b1 <b2 ⑤t1>t2 ⑥t1=t2 ⑦两图中阴影部分面积相等 ⑧右图中阴影部分面积更大,以上说 法中正确的是

A.②③⑤⑧ B. ①④⑥⑧ C. ②④⑤⑦ D. ①③⑥⑦ 【答案】C 【解析】试题分析:若其它条件不变,只是在反应前加入合适的催化剂,正逆反应速率均加 快, 缩小达到化学平衡的时间, 阴影部分的面积为反应物浓度的变化量, 平衡状态没有改变, 则阴影部分面积相同。可逆反应 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)的 v-t 图象如图, 如若其它条件不变,只是在反应前加入合适的催化剂,a1、a2 为两种条件下正反应速率,催 化剂加快反应速率,则 a1<a2;使用催化剂缩小达到化学平衡的时间,则加催化剂时达到平

衡的反应速率大,所以 b1<b2;使用催化剂缩小达到化学平衡的时间,则 t1>t2;阴影部分 的面积为反应物浓度的变化量,平衡状态没有改变,则阴影部分面积相同;综上所述②④⑤ ⑦说法正确,故选 C。 9.将 4 mol A 气体和 2 mol B 气体在 2 L 的容器中混合并在一定条件下发生如下反应: -1 2A(g)+B(g) 2C(g)。若经 2 s 后测得 C 的浓度为 0.6 mol·L ,现有下列几种说法: -1 -1 ①用物质 A 表示的反应平均速率为 0.6 mol·L ·s -1 -1 ②用物质 B 表示的反应的平均速率为 0.15mol·L ·s ③2s 时物质 A 的转化率为 30% -1 ④2s 时物质 B 的浓度为 0.3 mol·L 其中正确的是 A.①③ B.①④ C.②③ D.③④ 【答案】C -1 【解析】 试题分析: 经 2 s 后测得 C 的浓度为 0.6 mol· L , 则 C 物质表示的反应速率是 0.6mol/L ÷2s=0.3mol/(L·s),反应速率之比是相应的化学计量数之比,因此 A 物质表示的反应 速率是 0.3mol/(L·s),①不正确;反应速率之比是相应的化学计量数之比,因此 B 物质 表示的反应速率是 0.3mol/(L·s)÷2=0.15mol/(L·s),②正确;经 2 s 后测得 C 的 -1 浓度为 0.6 mol·L ,则根据方程式可知消耗 A 物质的浓度是 0.6mol/L,A 物质的起始浓度 是 2mol/L,所以 2s 时物质 A 的转化率为 30%,③正确;B 的起始浓度是 1mol/L,根据方程 式知,△ c ( B ) =0.15mol/ ( L · s )× 2s =0.3mol/L ,所以 2s 时物质 B 的浓度为: 1mol/L-0.3mol/L=0.7 mol/L,故④错误;故选 C。 考点:考查化学平衡的计算、化学反应速率的计算 10.使反应 4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)在 2L 的密闭容器中进行,半分钟后 N2 的物质 的量增加了 0.6mol。此反应的平均速率 v(X)为 -1 -1 -1 -1 A. v(NH3)=0.04mol·L ·s B. v(O2)=0.015mol·L ·s -1 -1 -1 -1 C. v(N2)=0.02mol·L ·s D. v(H2O)=0.02mol·L ·s 【答案】B 【解析】试题分析:根据 v=

?c 计算 v(N2),再利用速率之比等于化学计量数之比计算各 ?t

物质表示的反应速率,进行判断。在体积 2L 的密闭容器中进行,半分钟后,氮气的物质的 量增加了 0.60mol ,其浓度为 0.60mol÷ 2L = 0.30mol/L,则 v( N2) =0.30mol/L÷ 30s = 0.01mol?L ?s , A 、 速 率 之 比 等 于 化 学 计 量 数 之 比 , 所 以 v ( NH3 ) =
-1 -1 -1 -1 -1 -1

4 × 2

0.01mol?L ?s =0.020mol?L ?s , 故 A 错误; B、 速率之比等于化学计量数之比, 所以 v (O2) =

3 -1 -1 -1 -1 × 0.01mol?L ?s =0.0150mol?L ?s , 故 B 正 确 ; C 、 v ( N2 ) =0.30mol/L ÷ 30s = 2
-1 -1

0.01mol?L ?s ,故 C 不正确;D、速率之比等于化学计量数之比,所以 v(H2O)=
-1 -1 -1 -1

6 × 2

0.01mol?L ?s =0.03mol?L ?s ,故 D 错误,故选 B。 11.4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)在 10 L 密闭容器中进行,10s 后, 水蒸气的物质的量增加了 0.60 mol,则此反应的平均速率υ (X)(反应物的消耗速率或产物

的生成速率)可表示为 A.υ (NH3)=0.0060 mol/(L·s) C.υ (O2)=0.0060 mol/(L·s) 【答案】B 【解析】试题分析:根据 v=

B.υ (NO)=0.0040 mol/(L·s) D.υ (H2O)=0.036 mol/(L·min)

?c 计算 v(H2O),再利用速率之比等于化学计量数之比计算 ?t

各物质表示的反应速率,进行判断。在体积 10L 的密闭容器中进行,10s 后,水蒸气的物质 的量增加了 0.60mol,其浓度为 0.60mol÷10L=0.060mol/L,则 v(H2O)=0.060mol/L÷10s = 0.006mol?L ?s , A 、 速 率 之 比 等 于 化 学 计 量 数 之 比 , 所 以 v ( NH3 ) =
-1 -1 -1 -1 -1 -1

2 × 3

0.006mol?L ?s =0.0040mol?L ?s ,故 A 错误;B、速率之比等于化学计量数之比,所以 v (NO)=

2 -1 -1 -1 -1 ×0.006mol?L ?s =0.0040mol?L ?s ,故 B 正确;C、速率之比等于化学计量数 3 5 -1 -1 -1 -1 ×0.006mol?L ?s =0.0050mol?L ?s ,故 C 不正确;D、v(H2O)= 6

之比,所以 v(O2)=
-1 -1

0.36mol?L ?min ,故 D 错误,故选 B。 12.向甲、乙、丙三个密闭容器中充入一定量的 A 和 B,发生反应:A(g)+xB(g) 2C(g)。 各容器的反应温度、 反应物起始量, 反应过程中 C 的浓度随时间变化关系分别以下图和下表 表示。下列说法正确的是 容器 甲 乙 丙 容积 温度/℃ 反应物 起始量 0.5L T1 1.5molA 0.5molB 0.5L T2 1.5molA 0.5molB 1.0L T2 6.0molA 2.0molB

A.10min 内甲容器中反应的平均速率: v(A) = 0.05mol·(L·min) B.由图可知 T1>T2,且该反应为吸热反应 C.x=1,若平衡时保持温度不变,改变容器体积平衡不移动 D.T2℃,丙容器比乙容器反应快的原因可能是使用了催化剂 【答案】AC 【解析】试题分析:A、由图可知,10min 内甲容器中 C 的浓度变化量为 1mol/L,则 v(C) =1mol/L÷10min=0.1mol/(L?min),速率之比等于化学计量数之比,所以 v(A)=

-1

1 v 2

(C)=

1 ×0.1mol/(L?min)=0.05mol/(L?min),故 A 正确;B、比较甲与乙可知,乙 2

先到达平衡,故温度 T1<T2,温度越高 C 的浓度越低,升高温度平衡向逆反应移动,故正反 应为放热反应,故 B 错误;C、若 x=1,反应前后气体的物质的量不变,改变体积压强不变,

1mol / L ? 0.5L ?
不影响平衡移动,故 C 正确;D、乙中平衡时 A 的转化率为

1.5mol

1 2 = 1 ;丙中 A 6

2mol / L ?1L ?
的转化率为

6mol

1 2 = 1 ,丙中压强为乙中 2 倍,压强增大平衡不移动,故 x=1, 6

所以 T2℃,丙容器比乙容器反应快的原因可能是使用了催化剂,也可能是增大压强,D 不正 确,答案选 AC。 13.将等物质的量的 N2、H2 气体充入某密闭容器中,在一定条件下,发生如下反应并达到平 衡:N2(g)+3H2 (g) 2NH3 (g);△H<0。当改变某个条件并维持新条件直至新的平衡时, 下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是 改变条件 A B C D 增大压强 升高温度 充入一定量 H2 使用适当催化剂 新平衡与原平衡比较 N2 的浓度一定变小 N2 的转化率变小 H2 的转化率不变,N2 的转化率变大 NH3 的体积分数增大

【答案】B 【解析】试题分析:A、正方应是体积减小的,则增大压强平衡依据勒夏特列原理可知向正 反应方向移动,但氮气的浓度仍然比原平衡大,A 不正确;B、正方应是放热反应,则升高 温度平衡显逆反应方向移动,氮气的转化率降低,B 正确;C、充入一定量的氢气,平衡向 正反应方向移动,氮气的转化率增大,而氢气的转化率降低,C 不正确;D、催化剂只能改 变反应速率而不能改变平衡状态,D 不正确,答案选 B。

14.一定条件下将 0.1 mol N2 和 0.3 mol H2 置于密闭容器中发生反应 N2+3H2

2NH3。

下列关于该反应的说法正确的是 A.最终可生成 0.2 mol NH3 B.使用催化剂不影响反应速率 C.升高温度反应速率增大 D.增大压强反应速率减小 【答案】C 【解析】试题分析:A、可逆反应都存在反应的限度,反应物不可能完全转化为生成物,所 以不可能有 0.2mol 氨气生成,故 A 错误;B、使用催化剂可以改变反应速率,故 B 错误;C、 升高温度反应速率加快,故 C 正确;D、增大压强反应速率加快,故 D 错误;故选 C。 15.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 正确的关系是 ( ) A.4/5v(NH3)=v(O2)B.5/6v(O2)=v(H2O)C.2/3v(NH3)=v(H2O)D.4/5v(O2)=v(NO) 【答案】D 【解析】试题分析:同一反应中,化学反应速率之比等于化学方程式中化学计量数之比,符 合该原则的只有 D,所以答案选 D。 16.已知汽车尾气无害化处理反应为 2NO(g)+2CO(g) 中正确的是 A.使用适当的催化剂不改变反应速率 C.升高温度能提高反应速率 N2(g)+2CO2(g) ,下列说法

B.降低压强能提高反应速率 D.改变压强对反应速率无影响

【答案】C 【解析】试题分析:A、使用适当的催化剂可以加快反应速率,错误;B、降低压强,反应速 率减慢,错误;C、温度升高,反应速率加快,正确;D、改变压强对反应速率有影响,错误, 答案选 C。 17.把 4mol A 和 2.5mol B 混合于 2L 密闭容器中,发生反应:3A(g)+2B(s) xC(g)+ -1 -1 D(g), 5min 后反应达到平衡, 容器内压强变小, 测得 D 的平均反应速率为 0.05mol?L ?min , 下列结论错误的是( ) -1 -1 A.A 的平均反应速率为 0.15 mol?L ?min -1 B.平衡时,C 的浓度为 0.25mol?L -1 -1 C.B 的平均反应速率为 0.1 mol?L ?min D.平衡时,容器内压强为原来的 0.875 倍 【答案】C 【 解 析 】 试 题 分 析 : A.V(A):V(D)=3:1. V(D)= 0.05mol/( L?min) , 所 以 V(A)= 0.15mol/( L?min).正确。B.由于反应是在恒容的密闭容器内进行,达到平衡容器内压强变 小 , 所 以 3>x + 1. 因 此 x=1. V(C):V(D)=1:1 , 故 V(C)= 0.05mol/( L?min) 。 c(C)= 0.05mol/( L?min)×5min=0.25mol/L。正确。C. 由于 B 物质的状态为固态,所以其浓度不 会发生变化,因此不能用物质间的速率关系来表示。错误。 D.平衡时,容器内压强与开始 时的压强比为容器内气体的物质的量的比。在开始时 n(A)=4mol;当达到平衡时 n(C)=n(D)= 0.05mol/( L?min)×2L×5min=0. 5mol.则 n(A)=4mol-3×0. 5mol=2. 5mol.所以平衡时容 器内气体的总物质的量为: 2. 5mol + 0.5mol + 0.5mol=3. 5mol 。故压强为原来的 3. 5mol÷4mol=0.875. 故平衡时,容器内压强为原来的 0.875 倍。正确。 18.一定条件下,在体积为 10 L 的固定容器中发生反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) Δ H <0,反应过程如图:下列说法正确的是

A.t1min 时正、逆反应速率相等 B.X 曲线表示 NH3 的物质的量随时间变化的关系 -1 -1 C.0~8 min,H2 的平均反应速率 v(H2)=mol·L ·min -1 -1 D.10~12 min,N2 的平均反应速率 v(N2)=0.25 mol·L ·min 【答案】B 【解析】由图知,t1min 时,只是 X 和 Y 的物质的量相等,没有达到平衡状态,正、逆反应 速率不相等;根据图像,Y 表示 H2 的物质的量随时间的变化关系,X 表示 NH3 的物质的量随 -1 -1 时间的变化关系,0~8 min,H2 的平均反应速率 v(H2)=mol·L ·min ,10~12 min,N2 -1 -1 的平均反应速率 v(N2)=0.0025 mol·L ·min 。 19.某学生为了探究 Zn 与盐酸反应过程中的速率变化,在 100mL 稀盐酸中加入足量的 Zn 粉,用排水集气法收集反应放出的 H2,实验记录如下(累计值) : 时间(min) 1 2 3 4 5

氢气体积(mL)(标况下)

50

120

232

290

310

(1)哪一时间段(指 0~1、1~2、2~3、3~4、4~5 min)反应速率最大 ,你 认为原因是 。 (2)4~5 min 时间段的反应速率最小,你认为原因是 。 (3)求 2~3 min 时间段内以盐酸的浓度变化来表示的反应速率(假设溶液体积保持不变) V(HCl)= 。 (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,在盐酸中分别加入下 列物质: A.H2O B.NaCl 溶液 C.Na2CO3 溶液 D.Cu 粉 E.CuSO4 粉末 你认为可行的是(填编号) 。 + 【答案】(1) 2~3,Zn 与盐酸反应放热,温度越高,反应速率越大 (2)H 浓度变小。 -1 -1 (3)0.1mol·L ·min 。 (4)A、B 【解析】试题分析: (1)对于有气体产生的化学反应速率可以用相同的时间内产生氢气的多 少或产生相同体积的氢气的时间的长短来表示。由时间与速率的关系表格可以看出在 2~3min 时反应速率最大。原因是在开始时尽管 HCl 的浓度大,但是反应的温度低,所以速 率慢,由于 Zn 与盐酸反应放热,是反应溶液的温度升高,温度越高,反应速率越大。当反 应进行一段时间后影响速率的主要因素是溶液的浓度, 由于这时反应物的浓度逐渐变稀, 所 以速率又逐渐减小。 (2)4~5 min 时间段的反应速率最小,主要原因是这时影响化学反应 + 速率的主要因素是 HCl 的浓度,这时 HCl 电离产生的 H 浓度变小。 (3)在 2~3 min 时间段 内 n(H2)=0.112L÷22.4L/mol=0.005mol,Δ c(HCl)= =0.005mol×2÷0.1L=0.1mol/(L·min). (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,在盐酸中分别加入下 + 列物质:A.H2O 对溶液起稀释作用,由于 n(H )不变,所以物质的量不变,但是由于浓度减 + 小,所以速率减小。正确。B.NaCl 溶液中的水对溶液起稀释作用,由于 n(H )不变,所以 物质的量不变,但是由于浓度减小,所以速率减小。正确。C.Na2CO3 溶液,会发生反应: Na2CO3+ 2HCl=2NaCl+H2O+ CO2↑,消耗了 HCl,所以速率减小,产生氢气的物质的量也减小。 错误。D.Cu 粉,Zn、Cu 和 HCl 构成原电池,化学反应速率大大加快,错误。E.CuSO4 粉末, 首先发生反应:CuSO4+Zn=Cu+ ZnSO4,产生的 Cu 及未反应的 Zn 和 HCl 构成原电池,大大加 快反应速率。错误。 20.在一定条件下的定容密闭容器中,当物质的下列物理量不再变化时,不能表明反应: A(s)+2B(g) C(g)+D(g)已达平衡的是( ) A.混合气体的压强 B.混合气体的密度 C.B 的物质的量浓度 D.混合气体的平均相对分子质量 【答案】A 【解析】 试题分析: 由于该反应是个反应前后气体体积相等的可逆反应。 所以无论反应是否达到平衡, 混合气体的压强都不会发生变化。因此不能作为判断平衡的依据。正确。B.由于反应有固体 物质参加。若反应未达到平衡,反应正向进行混合气体的质量增大,气体的密度增大;若反 应逆向进行,则气体物质的质量减小,气体的密度减小。只有反应达到平衡时,气体的质量 和密度才保持不变。因此可以作为反应达到平衡的标志。错误。C.若反应未达到平衡,B 的 物质的量就会发生变化, B 的浓度也会发生改变。 因此可以作为判断平衡的标志。 错误。 D. 由于反应前后气体的物质的量不变,若反应达到平衡,混合气体的质量就不变,气体的平均 相对分子质量也不变;若反应未达到平衡,气体的质量就要发生变化 ,气体的摩尔质量或 混合气体的平均相对分子质量就要发生变化。 因此可以作为判断反应达到平衡的标志。 错误。

21.一定条件下,在一恒容密闭容器中,能表示反应 X(g)+2Y(g) 2Z(g) 一定达到化学 平衡状态的是 ①容器中气体的密度不再发生变化 ②X、Y、Z 的浓度不再发生变化 ③容器中的压强不再发生变化 ④单位时间内生成 2n mol Z,同时消耗 2n mol Y A.①② B.②③ C.③④ D.①④ 【答案】B 【解析】 试题分析:反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,平衡时各种物质的物质的量、浓度等 不再发生变化,可由此进行判断。①根据质量守恒定律知,混合气体的总质量不变,容器的 体积不变,所以密度始终不变,所以不能根据密度判断反应是否达到平衡状态,故错误;② 当反应达到平衡状态时,X、Y、Z 的浓度不再发生变化,所以能判断该反应达到平衡状态, 故正确;③该反应的反应前后气体体积改变,当反应达到平衡状态时,各物质的物质的量不 变,所以压强不再变化,所以能判断该反应达到平衡状态,故正确;④当反应达到平衡状态 时,单位时间内生成 2n mol Z,同时生成 2n mol Y,如果单位时间内生成 n mol Z,同时 生成 2n mol Y,该反应未达到平衡状态,故错误;故选 B。 22.某反应 A + B = C + D 在低温下能自发进行,在高温下不能自发进行,对该反应过程 △H、△S 的判断正确的是 A.△H<0 △S<0 B.△H>0 △S>0 C.△H<0 △S>0 D.△H>0 △S<0 【答案】A 【解析】 试题分析:反应自发进行的判断依据是△H-T△S<0 分析。A、△H<0,△S<0,低温下反 应自发进行,高温下不能自发进行,故 A 符合;B、△H>0,△S>0,高温下△H-T△S<0, 反应自发进行,低温反应非自发进行,故 B 不符合;C、△H<0,△S>0,一定存在△H-T △S<0,在任何温度下,反应都能自发进行,故 C 不符合;D、△H>0,△S<0,一定存在 △H-T△S>0,反应任何温度都不能自发进行,故 D 不符合;故选 A。 23.可以证明可逆反应 N2 + 3H2 2NH3 已达到平衡状态的是 ①一个 N≡N 断裂的同时,有 3 个 H-H 键断裂;②一个 N≡N 键断裂的同时,有 6 个 N-H 键断裂; ③其它条件不变时, 混合气体平均相对分子质量不再改变; ④保持其它条件不变时, 体系压强不再改变;⑤NH3、N2、H2 的体积分数都不再改变;⑥恒温恒容时,混合气体的密度 保持不变; ⑦正反应速率 v(H2) = 0. 6 mol/(L·min), 逆反应速率 v(NH3) = 0. 4 mol/(L·min) A.全部 B.①③④⑤ C.②③④⑤⑦ D.③⑤⑥⑦ 【答案】C 【解析】 试题分析: 反应到达平衡状态时, 正逆反应速率相等, 平衡时各物质的浓度、 百分含量不变, 可以及由此衍生的一些量也不发生变化, 由此进行判断。 解题时要注意, 选择判断的物理量, 随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态。①无 论是否达到平衡状态,只要一个 N≡N 断裂的同时,就有 3 个 H-H 键断裂,所以不能证明该 反应达到平衡状态,故错误;②反应达到平衡状态时,只要一个 N≡N 键断裂的同时,就有 有 6 个 N-H 键断裂,所以能证明该反应达到平衡状态,故正确;③该反应达到平衡状态时, 气体总物质的量不变,气体混合物的质量不变,所以其他条件不变时,混合气体平均相对分 子质量不再改变,能说明该反应达到平衡状态,故正确;④该反应是一个气体体积改变的反

应,当反应达到平衡状态时,各物质的浓度不变,则其压强也不变,所以保持其他条件不变 时,体系压强不再改变,能说明该反应达到平衡状态,故正确;⑤反应达到平衡状态时,各 物质的百分含量不变,所以 NH3%、N2%、H2%都不再改变能证明说明该反应达到平衡状态,故 正确;⑥恒温恒容时,密度始终保持不变,所以不能证明该反应达到平衡状态,故错误;⑦ v 正(H2)表示消耗 H2 的速率,v 逆(NH3)表示消耗 NH3 的速率,且 v 正(H2) :v 逆(NH3)=3: 2,充分说明向两个相反方向进行的程度相当,说明到达平衡状态,故正确;故选 C。 24.已知反应 2CO(g)=2C(s)+O2(g)的△H 为正值,△S 为负值。设△H 和△S 不随温度 而变,下列说法正确的是 A、低温下能自发进行 B、高温下能自发进行 C、低温下不能自发进行,高温下能自发进行 D、任何温度下都不能自发进行 【答案】D 【解析】 试题分析:反应 2CO(g)=2C(s)+O2(g)的△H 为正值,△S 为负值,则△G=△H-T?△S >0,反应不能自发进行,答案选 D。 25. 可逆反应 2NO2 2NO+O2 在体积不变的密闭容器中反应, 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 molNO ②单位时间内生成 n mol O2 的同时生成 2n molNO2 ③用 NO2、NO、O2 的物质的量浓度变化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 A.①④ B.②④ C.①③④ D.①②③④⑤ 【答案】B 【解析】 试题分析:①NO、O2 都是生成物,所以反应的任何阶段都有单位时间内生成 n mol O2 的同 时生成 2n molNO,不能作为达到平衡状态的标志,错误;②NO2、O2 分别是反应物、生成物, 单位时间内生成 n mol O2 的同时生成 2n molNO2,说明正逆反应速率相等,正确;③可逆反 应中各物质的物质的量浓度变化即反应速率始终等于化学计量数的比值, 不能作为达到平衡 状态的标志,错误;④在体积不变的密闭容器中,随着反应的进行,气体的颜色一直变化, 达平衡时不再变化,正确;⑤容器体积不变,气体质量不变,所以气体的密度始终不变,不 能作为达到平衡状态的标志,错误,答案选 B。 26.Ⅰ.某实验小组对 H2O2 的分解做了如下探究。下表是该实验小组研究影响 H2O2 分解速率 的因素时记录的一组数据,将质量相同但状态不同的 MnO2 分别加入盛有 15 ml 5%的 H2O2 溶 液的大试管中,并用带火星的木条测试,结果如下: MnO2 粉末状 块状 触摸试管情况 很烫 微热 观察结果 剧烈反应,带火星的木条复燃 反应较慢,火星红亮但木条未复燃 反应完成所需的时间 3.5min 30min

(1)写出大试管中发生反应的化学方程式: ,该 反应是 反应(填放热或吸热) 。 (2)实验结果表明,催化剂的催化效果与 有关。 Ⅱ.某可逆反应在某体积为 5L 的密闭容器中进行, 在从 0—3 分钟各物质的量的变化情况

如图所示(A,B,C 均为气体) 。
物质的量/mol 5 4 3 2 1 0 1 2 B 3/分钟 C A

(3)该反应的的化学方程式为 ; (4)反应开始至 2 分钟时,B 的平均反应速率为 。 (5)能说明该反应已达到平衡状态的是 。 a.v(A)= 2v(B) b.容器内压强保持不变 c.v 逆(A)= v 正(C) d.容器内混合气体的密度保持不变 (6)由图求得 A 的平衡时的转化率为 。 【答案】Ⅰ. (1)2H2O2 Ⅱ. (3)2A+B 【解析】 2H2O +O2↑;放热; (2)催化剂接触面积

2C; (4)0.1mol/(L·min); (5)b,c; (6)40%

试题分析:(1)H2O2 在二氧化锰作用下发生反应的化学反应方程式为 2H2O2

2H2O +O2↑,

根据试管很烫可知该反应是放热反应。 (2)根据表中给出的数据可知,在其他条件相同时,粉末状二氧化锰比块状二氧化锰反应 所需时间短,说明接触面积对反应速率有影响。 (3)由由图象可以看出,A、B 的物质的量逐渐减小,则 A、B 为反应物,C 的物质的量逐渐 增多,作为 C 为生成物,当反应到达 2min 时,△n(A)=2mol,△n(B)=1mol,△n(C) =2mol, 化学反应中, 各物质的物质的量的变化值与化学计量数呈正比, 则△n ( A) : △n (B) : △n(C)=2:1:2,所以反应的化学方程式为:2A+B 2C。 (4) 物质 B 浓度的变化量为 1mol÷5L=0.2mol/L, 所以 B 物质表示的反应速率为 0.2mol/L ÷2min=0.1mol/(L·min)。 (5)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,则 a.v(A)= 2v(B)符 合反应速率之比是相应的化学计量数之比, 但不能确定反应方向, 因此不能说明达到平衡状 态,a 不正确;b.正方应是体积减小的,因此压强也是减小,则容器内压强保持不变时可 以说明达到平衡状态,b 正确;c.v 逆(A)= v 正(C) 符合反应速率之比是相应的化学计量数 之比,且反应方向相反,可以说明达到平衡状态,c 正确;d.密度是混合气的质量和容器 容积的比值, 在反应过程中质量和容积始终是不变的, 所以容器内混合气体的密度保持不变 不能说明达到平衡状态,d 不正确,答案选 bc。 (6)A 物质的起始量是 5mol,平衡时消耗 A 是 2mol,所以 A 物质的转化率为

2mol ×100% 5mol

=40%。 27.某温度时,在 2L 容器中 X、Y、Z 三种物质随时间的变化关系曲线如下图所示。 (1)由图中的数据分析,该反应的化学方程式为 ; (2)反应开始至 2min 时 Z 的平均反应速率为 ; (3)下列关于化学反应速率与化学反应限度的叙述不正确的是 ( )

A.反应限度是一种平衡状态,此时反应已经停止 B.达到平衡状态时,正反应速率和逆反应速率相等 C.达到平衡状态时,反应物和生成物浓度都不再改变 D.化学反应速率理论是研究怎样在一定时间内快出产品 E.化学平衡理论是研究怎样使用有限原料多出产品 (4)5min 后曲线的含义



【答案】 (1)3X+Y ? 2Z (2 分)(可逆号写成“=”扣 1 分) -1 (2)0 . 05mol?( L?min) (2 分)(单位漏写或写错扣 1 分) (3)A (2 分) (4)在 此 条 件 下 该 反 应 已 达 到 反 应 限 度 ( 或 化 学 平 衡 ) (2 分) 【解析】 试题分析: (1)由图可知,X、Y 是反应物,物质的量分别减少 0.6mol、0.2mol,Z 是生 成物,物质的量增加 0.4mol,所以化学计量数的比值是 X:Y:Z=3:1:2,所得化学方程式 为 3X+Y ? 2Z ; ( 2 ) 2min 时 Z 的 物 质 的 量 增 加 0 . 2mol ,浓 度 增 加 0 . 1mol/L, 所 以 Z 的 平 均 反 -1 应 速 率 是 0 . 1mol/L/2min=0 . 05mol?( L?min) (3)A.反应限度是一种动态平衡状态,此时反应仍在进行,错误;B、达到平衡状态时,正 反应速率和逆反应速率相等,符合化学平衡的定义,正确;C、达到平衡状态时,反应物和 生成物浓度都不再改变,正确;D、化学反应速率研究的是反应进行的快慢程度,怎样在一 定时间内快出产品,正确;E、化学平衡理论研究的是反应进行的彻底程度,怎样使用有限 原料多出产品,正确,答案选 A。 (4)5min 时各物质的浓度不再变化,说明已达平衡状态,所以 5min 后曲线的含义是在 此 条件下该反应已达到反应限度(或化学平衡) 。 28.某校化学研究性学习小组学习了化学反应与能量的内容后,对 CaCO3 与稀盐酸的反应进 -1 行了相关探究。他们在室温条件下,将 CaCO3 块状固体放入 1L、1mol?L 稀盐酸中,记录下 了随反应时间的变化生成 CO2 气体的物质的量情况,绘制成如图曲线。假设溶液的体积变化 忽略不计,请分析以下问题:

(1)若想加快该反应的速率,可以采取的措施是 (2) 0~2min 内, 用 HCl 浓度变化表示的平均反应速率为 2~4min、4~6min 三个时间段,反应速率最大的是



(答两种) 。 , 比较 0~2min、 。

( 3 ) 根 据 定 量 的 数 据 , 定 性 的 描 述 0 ~ 6min 内 该 反 应 的 化 学 反 应 速 率 的 变 化 情 况 ; 呈 现 这 种 变 化 的 原 因 是 。 ( 4 ) 根 据 图 像 中 曲 线 的 变 化 趋 势 , 第 8min 时 , 该 反 应 的 反 应 速 率 为 。 【答案】 (1)升高温度、将块状固体碾成粉末、适当增加盐酸浓度等(2)0.1mol/(L·min) 2~4 min (3)反应在 0~2 min 内较慢,2~4 min 内加快,4~6 min 内又变慢 ;0~2 min 内温度较低, 反应慢,随着反应进行,放出的热量使反应体系温度升高,2~4 min 内加快,之后,盐酸浓 度下降,4~6 min 内又变慢 (4)0 mol/(L·min) 【解析】 试题分析: (1) 若想加快该反应的速率, 可以采取的措施是升高温度、 将块状固体碾成粉末、 适当增加盐酸浓度等。 (2)反应的方程式为 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑由方程式物质间的 关系可知,每产生 1mol CO2,会消耗 2mol 的 HCl。 图像可以看出:在 0~2min 内,用 HCl 浓度变化表示的平均反应速率为(0.2mol÷1L)÷2min=0.1mol/(L·min)。在 2~4 min 内 V(HCl)=(0.4mol÷1L)÷2min=0.2mol/(L·min) 。 在 2~4 min 内 V(HCl)=(0.2mol÷1L)÷2min=0.1mol/(L·min)。所以在 2~4 min 内反应速率最大。 (3)反 应 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑是放热反应,在反应开始时,在 0~2min 内温度较低,反应 慢,随着反应进行,放出的热量使反应体系温度升高,2~4 min 内加快,之后,由于反应物 盐酸浓度下降,因此在 4~6 min 内又变慢。故反应在 0~2 min 内较慢,2~4 min 内加快,4~6 min 内又变慢。 (4)根据图像中曲线的变化趋势,结合前边的计算可以看出,第 8min 时, c(HCl)=0.所以该反应的反应速率为 0 mol /(L·min)。 29.(2014· 北京理综,12)一定温度下,10 mL 0.40 mol· L 刻测得生成 O2 的体积(已折算为标准状况)如下表。 t/min V(O2)/mL 0 0.0 2 9.9 4 17.2 )
-2 -2 -1

H2O2 溶液发生催化分解。不同时

6 22.4

8 26.5

10 29.9

下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)( A.0~6 min 的平均反应速率:v(H2O2)≈3.3×10
-1

mol· L 1· min
- -

-1 -1

B.6~10 min 的平均反应速率:v(H2O2)<3.3×10 C.反应到 6 min 时,c(H2O2)=0.30 mol· L D.反应到 6 min 时,H2O2 分解了 50% 答案 C 解析 2H2O2=====2H2O+O2↑
催化剂

mol· L 1· min

22.4 mL×10 3 L· mL 1 - A 项,6 min 时,生成 O2 的物质的量 n(O2)= =1×10 3 mol,依据反 -1 22.4 L· mol - 2×10 3 mol - 应方程式, 消耗 n(H2O2)=2×10 3 mol, 所以 0~6 min 时, v(H2O2)= ≈3.3×10 0.01 L×6 min - ?29.9-22.4?×10 3 L -2 - - mol· L 1· min 1, 正确; B 项, 6~10 min 时, 生成 O2 的物质的量 n(O2)= -1 22.4 L· mol
- -

≈0.335×10

-3

mol ,依据反应方程式,消耗 n(H2O2) = 0.335×10

-3

mol×2 = 0.67×10

-3

mol,6~10 min 时,v(H2O2)=
1


0.67×10 3 mol - - - - - ≈1.68×10 2 mol· L 1· min 1<3.3×10 2 mol· L 0.01 L×4 min
- -

· min 1, 正确; C 项, 反应至 6 min 时, 消耗 n(H2O2)=2×10 3 mol, 剩余 n(H2O2)=0.40 mol· L -3 2 × 10 mol -1 - - - ×0.01 L-2×10 3 mol=2×10 3 mol,c(H2O2)= =0.20 mol· L 1,错误;D 项, 0.01 L 反应至 6 min 时,消耗 n(H2O2)=2×10 50%,正确。 30.Ⅰ.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:
-3

mol,n(H2O2)总=4×10

-3

mol,所以 H2O2 分解了

(1)从反应开始到 10 s 时,用 Z 表示的反应速率为__________________________________。 (2)该反应的化学方程式为__________________________________________________。 (3)10 s 后的某一时刻(t1)改变了外界条件,其速率随时间变化的情况如图所示。则下列说法 正确的是________(填序号)。

A.t1 时刻,增大了 X 的浓度 B.t1 时刻,升高了体系温度 C.t1 时刻,缩小了容器体积 D.t1 时刻,使用了催化剂 Ⅱ.已知:反应 aA(g)+bB(g)? ?cC(g),某温度下,在 2 L 的密闭容器中投入一定量

的 A、B,两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。

(1)经测定前 4 s 内 v(C)=0.05 mol· L 1· s 1,则该反应的化学方程式为____________
- -

________________________________________________________________________。 (2)请在图中将生成物 C 的物质的量浓度随时间的变化曲线绘制出来。 (3)若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行,经同一段时间后,测得三个 容器中的反应速率分别为 甲:v(A)=0.3 mol· L 1· s 1;
- -

乙:v(B)=0.12 mol· L 1· s
- -

-1 -

丙:v(C)=9.6 mol· L 1· min 1; 则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为__________________。 答案 Ⅰ.(1)0.079 mol· L 1· s
- -1

(2)X(g)+Y(g)===2Z(g) (3)CD

Ⅱ.(1)3A(g)+B(g)??2C(g) (2)

(3)乙>甲>丙 0.79 mol· L 1.58 mol - 解析 Ⅰ . (1)分析图像知 Δc(Z)= =0.79 mol· L 1,v(Z)= =0.079 mol· L 2L 10 s
-1 -1

· s 1。(2)由各物质转化的量:X 为 0.79 mol,Y 为 0.79 mol,Z 为 1.58 mol,可知方程式中


各物质的化学计量数之比为 1∶1∶2,则化学方程式为 X(g)+Y(g)??2Z(g)。(3)由图像可 知,外界条件同等程度地增大了该反应的正、逆反应速率。增大 X 的浓度、升高体系温度 均不会同等程度地改变正、逆反应速率,A、B 错误;由(2)中的反应方程式可知,该反应为 反应前后气体体积不变的反应,缩小容器体积或增大压强,均可同等程度地增大正、逆反应 速率,C 正确;使用催化剂可同等程度地改变正、逆反应速率,D 正确。 Ⅱ.(1)前 4 s 内, Δc(A)=0.8 mol· L 1-0.5 mol· L 1=0.3 mol· L 1, v(A)=0.3 mol· L 1÷ 4 s=0.075
- - - -

mol· L 1· s 1;v(A)∶v(C)=a∶c=(0.075 mol· L 1· s 1)∶(0.05 mol· L 1· s 1)=3∶2,由图像知,
- - - - - -

在 12 s 时 Δc(A)∶Δc(B)=(0.6 mol· L 1)∶(0.2 mol· L 1)=3∶1=a∶b,则 a、b、c 三者的比
- -

例为 3∶1∶2,所以该反应的化学方程式为 3A(g)+B(g)??2C(g)。 (2)生成物 C 的浓度从 0 开始增加,到 12 s 时达到最大,Δc(A)∶Δc(C)=a∶c=3∶2,所以 Δc(C)=2×0.6 mol· L 1÷ 3=0.4 mol· L 1。
- -

(3) 丙 容 器 中 v(C) = 9.6 mol· L
- -

-1

· min

-1

= 0.16 mol· L

-1

· s

-1

,则甲容器中
- -

v?A? v?A? = = a 3

0.3 mol· L 1· s 1 v?B? v?B? 0.12 mol· L 1· s 1 - - - - =0.1 mol· L 1· s 1, 乙容器中 = = =0.12 mol· L 1· s 1, 3 b 1 1 - - v?C? v?C? 0.16 mol· L 1· s 1 - - 丙容器中 = = =0.08 mol· L 1· s 1,故甲、乙、丙三个容器中反应速 c 2 2 率由快到慢的顺序为乙>甲>丙。

小结: 1.化学反应速率计算的常见错误 (1)不注意容器的容积。 (2)漏写单位或单位写错。

(3)忽略有效数字。 2.比较化学反应速率大小的注意事项 (1)看单位是否统一,若不统一,换算成相同单位。 (2)比较不同时间段内的化学反应速率大小时,可先换算成同一物质表示的反应速率,再比 较数值大小。 (3)比较化学反应速率与化学计量数的比值。例如,对于一般反应 aA(g)+bB(g)??cC(g)+ v?A? v?B? v?A? v?B? dD(g),比较不同时间段内 与 的大小,若 > ,则用 A 表示的反应速率比用 B a b a b 表示的大。


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