2020-2021学年人教版必修2第2章第3节化学反应的速率和限度作业

第三节
1.通过控制或改变反应条件可以加快、减缓甚至阻止反应的进行,使化学反应有利于人类的生存和提高生活质量。

下列各图所示的措施中,能加快化学反应速率的是( )
解析：选C。

扇子扇煤炉火的目的是增加反应物氧气的浓度,加快煤燃烧的速率。

2.下列各组大理石和盐酸的反应中,产生CO
2
的反应速率最小的是( )
试管盐酸浓度温度大理石
A 0.5 mol·L-120 ℃块状
B 0.5 mol·L-120 ℃粉末状
C 2.0 mol·L-135 ℃块状
D 2.0 mol·L-135 ℃粉末状
解析：选A。

化学反应速率受温度影响大,温度越低反应速率越慢,但A中大理石是块状,B中大理石是粉末状,块状和盐酸接触面积较粉末状小,反应速率较慢,答案选A。

3.如图是N
2(g)+3H
2
(g)2NH
3
(g)在反应过程中反应速率v与时间t的关系曲线,下列说法错
误的是 ( )
A.t
1
时,正反应速率大于逆反应速率
B.t
2时,反应体系中NH
3
的浓度达到最大值
C.t
2～t
3
时间段,正反应速率等于逆反应速率
D.t
2～t
3
时间段,各物质的浓度相等且不再发生变化
解析：选D。

t
1时反应是正反应速率大于逆反应速率,A正确;t
2
时达到平衡状态,反应达到最
大限度,反应体系中NH
3的浓度达到最大值,B正确;t
2
～t
3
时间段,反应达到平衡状态,v
正
=v
逆
,
各物质的浓度不再发生变化但不一定相等,C正确,D错误。

4.下列食品添加剂中,其使用目的与反应速率有关的是( )
A.抗氧化剂
B.调味剂
C.着色剂
D.增稠剂
解析：选A。

抗氧化剂能阻止或延缓食品的氧化变质,与反应速率有关,A正确;调味剂是为了增加食品的味道,与反应速率无关,B错误;着色剂是为了给食品添加某种颜色,与反应速率无关,C错误;增稠剂可以提高食品的黏稠度,使食品加工体系更趋于稳定状态,与反应速率无关,D错误。

5.向2 L密闭容器中充入4 mol A和3 mol B,发生4A(g)+3B(g)2C(g)+6D(g),4 min后测得D(g)占混合气体体积的40%,则下列表示不正确的是( )
A.v(C)=0.125 mol·L-1·min-1
B.v(D)=0.375 mol·L-1·min-1
C.v(B) =0.225 mol·L-1·min-1
D.v(A) =0.250 mol·L-1·min-1
解析：选C。

利用“三段式”进行计算。

4A(g) +3B(g)2C(g)+6D(g)
n(开始): 4 mol 3 mol 0 0
n(转化): 4x 3x 2x 6x
n(4 min时): 4-4x 3-3x 2x 6x
根据D(g)占混合气体体积的40%得:
×100%=40%,解得x=0.5 mol,则v(C)=2×0.5 mol÷2 L÷
4 min=0.12
5 mol·L-1·min-1,同理得:v(D)=0.375 mol·L-1·min-1,v(B)=
0.1875 mol·L-1·min-1,v(A) =0.250 mol·L-1·min-1。

6.在反应2SO
2(g)+O
2
(g)2SO
3
(g)中,经过一段时间后,SO
3
的浓度增加了
0.4 mol·L-1,用氧气表示的化学反应速率为0.4 mol·L-1·s-1,则这段时间是( )
A.0.1
B.2.5 s
C.0.5 s
D.10 s
解析：选C。

当SO
3
的浓度增加了0.4 mol·L-1, 氧气的浓度应减少0.2 mol·L-1,所以0.4 mol·L-1·s-1×t=0.2 mol·L-1,t=0.5 s,答案为C。

7.关于反应NH
2COONH
4
(s)2NH
3
(g)+CO
2
(g),下列物理量可以肯定达到平衡状态的是 ( )
A.密闭容器中氨气的体积分数不变
B. 密闭容器中的压强不变
C.c(NH
3)∶c(CO
2
)=2∶1
D.v(NH
3)∶v(CO
2
)=2∶1
解析：选B。

因氨基甲酸铵的分解反应中,反应物是固体,无论反应是否达到平衡,NH
3
的体积分
数始终为,所以密闭容器中NH
3、CO
2
的体积分数不变,不标志反应达到平衡,A错误;当压强不
变时,说明气体的总物质的量不再改变,即反应达到平衡状态,B正确;只有当各组分的浓度不变时,反应才达到平衡状态,C错误;反应必须是同时向两个方向进行,且符合反应速率之比等于物质的化学计量数之比,反应才达到平衡状态,D错误。

8.下列关于化学反应限度的说法中正确的是( )
A.一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度
B.当一个可逆反应达到平衡状态时,正反应速率和逆反应速率相等且等于零
C.平衡状态时,各物质的浓度保持相等
D.化学反应的限度不可以通过改变条件而改变
解析：选A。

平衡状态就是一个可逆反应在该条件下所能达到的最大限度,A正确;反应达到平衡时,正反应速率和逆反应速率相等但不等于零,各物质的浓度保持不变但不一定相等,且当外界条件发生改变时,这种状态也会发生改变。

9.为研究硫酸铜的量对锌与稀硫酸反应生成氢气速率的影响,某同学设计了如下一系列实验。

将表中所给的混合溶液分别加入6个盛有过量Zn粒的反应瓶中,收集产生的气体,记录获得相同体积的气体所需的时间。

下列说法正确的是( )
实验
混合溶液
A B C D E F
4 mol·L-1 H
2SO
4
溶液/mL 30 V
1
V
2
V
3
V
4
V
5
饱和CuSO
4溶液/mL 0 0.5 2.5 5 V
6
20
H 2O/mL V
7
V
8
V
9
V
10
10 0
A.V
1=30,V
6
=10
B.反应一段时间后,实验A、E中的金属呈暗红色
C.加入MgSO
4与Ag
2
SO
4
可以起与硫酸铜相同的加速作用
D.硫酸铜的量越多,产生氢气的速率肯定越快
解析：选A。

反应的总体积应该相同,A组中硫酸为30 mL,那么其他组硫酸量也都为30 mL,
因此V
1
=30,而硫酸铜溶液和水的总量应相同,F组中硫酸铜为20 mL,水为0 mL,那么总量为20
mL,因此V
6
=10,A正确;A中Zn反应较慢,看到金属呈灰黑色,而E中置换出大量的Cu,看到金属呈红色,B错误;硫酸镁与锌不反应,不能形成原电池,C错误;如果硫酸铜过多,生成的铜附着在锌表面,会阻碍锌与硫酸的反应,反而会降低反应速率,D错误。

10.某同学为研究在溶液中进行的M+N C的反应速率,他将M、N在一定条件下反应并测定反应中生成物C的浓度随反应时间的变化情况,绘制出如图所示的曲线。

下列说法正确的是( )
A.在各相同的时间段里,反应速率最大的时间段是t
2～t
3
B.图中阴影部分“面积”表示t
2～t
3
时间段C的浓度变化量
C.从反应速率的变化,可看出该反应可能是放热反应
D.生成C最多的时间段是O～t
1
解析：选C。

在各相同的时间段里,t
1～t
2
的时间段中C的浓度变化量最大,所以反应速率最快,A
错误;t
2～t
3
时间段C的浓度变化量是c
3
～c
2
,B错误;t
1
～t
2
时间段中C的浓度变化量比O～t
1
大,可能是因为温度升高引起的,该反应可能是放热反应,C正确;生成C最多的时间段是t
1
～
t
2
,D错误。

11.一定温度下,向容积为2 L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应,反应中各物质的物质的量变化如图所示,对该反应的推断合理的是( )
A.该反应的化学方程式为3B+4D6A+2C
B.反应进行到1 s时,v(A)= v(D)
C.反应进行到6 s时,B的平均反应速率为0.05 mol·L-1·s-1
D.反应进行到6 s时,各物质的反应速率相等
解析：选C。

Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)=(1.2-0) mol∶(1.0-
0.4) mol∶(1.0-0.2) mol∶(0.4-0) mol=6∶3∶4∶2,化学方程式为3B+4C6A+2D,A错误;不论在什么时刻,用各物质表示的速率之比等于化学计量数之比,B、D错误;反应进行到6 s 时,B的物质的量浓度的变化量为(1.0-
0.4) mol÷2 L=0.3 mol·L-1,6 s时,B的平均反应速率为0.3 mol·L-1÷6 s=
0.05 mol·L-1·s-1,C正确。

12.已知2 mol SO
2与1 mol O
2
完全反应生成2SO
3
时放出196.64 kJ的热量,现实验室用4 mol
SO
2与2 mol O
2
进行反应:2SO
2
(g)+O
2
(g)2SO
3
(g),当放出314.624 kJ热量时反应达到平衡
状态,则SO
2
的转化率为( )
A.40%
B.50%
C.80%
D.90%
解析：选C。

根据放出314.624 kJ的热量可知参加反应的SO
2
的物质的量为
×2=3.2 mol,故SO
2
的转化率为×100%=80%。

13.用氮化硅(Si
3N
4
)陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件,能大幅度提高发动机的热效率。

工
业上用化学气相沉积法制备氮化硅,其反应如
下:3SiCl
4(g)+2N
2
(g)+6H
2
(g)Si
3
N
4
(s)+12HCl(g)。

一定条件下,在密闭恒容的容器中,能表
示上述反应达到化学平衡状态的是( )
A.v
逆(N
2
)=3v
正
(H
2
)
B.v
正(HCl)=4v
正
(SiCl
4
)
C.混合气体密度保持不变
D.c(N
2)∶c(H
2
)∶c(HCl)=1∶3∶6
解析：选C。

利用化学反应速率之比等于方程式中化学计量数之比可知,A项应为3v
逆(N
2
)=v
正
(H
2
),才表示达到平衡状态,故A错误;B项均表示正反应速率,无论反应是否处于平衡状态,都成立,B错误;混合气体密度不变,说明体系中混合气体质量不变,若未达到平衡,则混合气体质量改变,所以C项表示达到平衡状态;D项表示的浓度关系与是否平衡无关,错误。

14.下列方法对2SO
2(g)+O
2
(g)2SO
3
(g)的反应速率没有影响的是( )
A.加入SO
3B.容积不变,充入N
2
C.压强不变,充入N
2
D.降低温度
解析：选B。

容积不变,充入N
2
后没有引起反应中各物质浓度的变化,故反应速率不变。

15.生产中可用双氧水氧化法处理电镀含氰废水,某化学兴趣小组模拟该法探究有关因素对破氰反应速率的影响(注:破氰反应是指氧化剂将CN-氧化的反应)。

【相关资料】
①氰化物主要是以CN-和[Fe(CN)
6
]3-两种形式存在。

②Cu2+可作为双氧水氧化法破氰处理过程中的催化剂;Cu2+在偏碱性条件下对双氧水分解影响较弱,可以忽略不计。

③[Fe(CN)
6]3-较CN-难被双氧水氧化,且pH越大,[Fe(CN)
6
]3-越稳定,越难被氧化。

【实验过程】
在常温下,控制含氰废水样品中总氰的初始浓度和催化剂Cu2+的浓度相同,调节含氰废水样品不同的初始pH和一定浓度双氧水溶液的用量,设计如下对比实验:
(1)
请完成以下实验设计表(表中不要留空格)。

实验
目的
初始
pH
V(废水
样品)
/mL
V(CuSO
4
溶液)/mL
V(H
2
O
2
)
/mL
V(H
2
O)
/mL
①参考值7 60 10 10 20
②
初始pH
对v的
影响
12 60 10 10 20
③7 60 10
实验测得含氰废水中的总氰浓度[以c(CN-)表示]随时间变化关系如图所示。

(2)实验①中20～60 min时间段反应速率:v(CN-)= mol·L-1·min-1。

(3)实验①和实验②结果表明,含氰废水的初始pH增大,破氰反应速率减小,其原因可能
是 (填一点即可)。

解析：(1)根据调节含氰废水样品不同的初始pH和一定浓度双氧水溶液的用量设计的实验,所以该实验的目的是探究初始pH和双氧水的浓度对破氰反应速率的影响,故③中V(CuSO
4
溶
液)=10 mL,V(H
2O
2
)=20 mL。

(2)v(CN-)=(1.4-0.7)mol·L-1÷(60-20) min=0.0175 mol·L-1·min-1。

(3)pH增大[Fe(CN)
6]3-越稳定,越难被氧化,反应速率越小;催化剂Cu2+会形成Cu(OH)
2
沉淀,影
响了Cu2+的催化作用(或初始pH增大,[Fe(CN)
6
]3-较中性和酸性条件下更稳定,难以氧化)。

答案:(1)双氧水的浓度对破氰反应速率的影响
10 20 (2)0.0175
(3)初始pH增大,催化剂Cu2+会形成Cu(OH)
2
沉淀,影响了Cu2+的催化作用(或初始pH增
大,[Fe(CN)
6
]3-较中性和酸性条件下更稳定,难以氧化)
16.某实验小组以H
2O
2
分解为例,探究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响,在常温下
按照下表所示的方案完成实验。

(1)实验①和②的目的是。

同学们进行实验时没有观察到明显现象而无法得出结论。

资料显示,通常条件下H
2O
2
稳定,不
易分解。

为了达到实验目的,你对原实验方案的改进方法是
(填一种方法即可)。

(2)实验③④⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图所示。

分析该图能够得出的实验结论是。

(3)为比较Fe3+和Cu2+对H
2O
2
分解的催化效果,设计了如图所示的实验装置进行实验,通过测定
O 2的体积来比较H
2
O
2
的分解速率快慢,实验时可以通过测量
或来比较。

(4)0.1 g MnO
2粉末加入50 mL H
2
O
2
溶液中,在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图
所示。

请解释化学反应速率变化的原因: ,
H 2O
2
的初始物质的量浓度为mol·L-1(保留两位有效数字)。

解析：(1)实验①和②的浓度不同,则该实验的目的为探究浓度对化学反应速率的影响;为了便于比较,应在相同的条件下利用一个变量来比较,则向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放在同一热水浴中)。

(2)由图可知,⑤的反应速率最大,④的反应速率最小,则碱性环境能增大H
2O
2
分解的速率,酸
性环境能减小H
2O
2
分解的速率。

(3)实验时可以通过测量单位时间生成O
2的体积或生成单位体积O
2
所需要的时间来比较H
2
O
2
的分解速率快慢。

(4)浓度越大,反应速率越大,反之越小,随着反应进行,反应物的浓度逐渐减小,则速率逐渐减
小;根据图象可以看出H
2O
2
完全反应放出60 mL O
2
,H
2
O
2
的分解反应为2H
2
O
2
2H
2
O+O
2
↑,则
n(H
2O
2
)=×2≈0.00 536 mol,H
2
O
2
的初始物质的量浓度为c(H
2
O
2
)=≈0.11
mol·L-1。

答案:(1)探究浓度对反应速率的影响向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放在同一热水浴中)
(2)碱性环境能增大H
2O
2
分解的速率,酸性环境能减小H
2
O
2
分解的速率(3)单位时间生成O
2
的体积生成单位体积O
2
所需要的时间
(4)随着反应的进行,H
2O
2
浓度减小,反应速率减慢0.11
17.将等物质的量的A、B置于2 L的密闭容器中,发生如下反应:
3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g),经5 min后,测得D的浓度为0.5 mol·L-1,
c(A)∶c(B)=3∶5,C的平均反应速率是0.1 mol·L-1·min-1,则:
(1)x= ,B的平均反应速率是mol·L-1·min-1。

(2)5 min末c(A)= mol·L-1,反应开始时放入容器中n(B)= mol。

解析：(1)根据3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g),由C的反应速率0.1 mol·L-1·min-1,知5 min后C的浓度为0.1 mol·L-1·min-1×5 min=0.5 mol·L-1,与D的浓度的变化量相同,得x=2。

因D 的浓度的变化量为0.5 mol·L-1,则A、B的浓度的变化量分别为0.75 mol·L-1、0.25 mol·L-1,可求得v(B)=0.25 mol·L-1÷5 min=
0.05 mol·L-1·min-1。

(2)由c(A)∶c(B)=3∶5,可设5 min末A、B的浓度分别为3x和5x,因开始物质的量相等,得:3x+0.75 mol·L-1=5x+0.25 mol·L-1,x=0.25 mol·L-1,开始时A的浓度为3×0.25 mol·L-1+0.75 mol·L-1=1.5 mol·L-1,则开始时,A、B物质的量均为3 mol。

答案:(1)2 0.05 (2)0.75 3。