鲁科版 (2019)必修 第二册第3节 化学反应的快慢和限度第1课时课后作业题

这是一份鲁科版 (2019)必修 第二册第3节 化学反应的快慢和限度第1课时课后作业题，共19页。试卷主要包含了对于反应，室温下,H2O2与氢碘酸反应等内容，欢迎下载使用。
第2章　化学键　化学反应规律
第3节　化学反应的快慢和限度
第1课时　化学反应的快慢
基础过关练
题组一　对化学反应速率的理解
1.(2021宁夏隆德期末)下面有关化学反应速率的说法中正确的是 (　　)
　　　　　 　　　　　 　　　　　
A.对任何化学反应来说,反应速率越大,反应现象就越明显
B.化学反应速率通常用单位时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加来表示
C.若某化学反应的反应速率为0.5 mol·(L·s)-1,就是指在该时间内反应物和生成物的浓度变化都为0.5 mol·(L·s)-1
D.化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的物理量
2.对于反应:CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑,下列判断正确的是 (　　)
A.用HCl和CaCl2表示的化学反应速率数值不同,但所表示的意义相同
B.不能用CaCO3表示上述化学反应的反应速率,但可以用水来表示
C.用H2O和CO2表示的化学反应速率相同
D.用CaCl2浓度的减少量来表示上述化学反应的反应速率
题组二　化学反应速率的计算
3.(2020辽宁沈阳重点高中高一联考)在一个密闭容器中盛有N2和H2,它们的起始浓度分别是1.8 mol/L和5.4 mol/L,在一定的条件下它们反应生成NH3,10 min后测得N2的浓度是0.8 mol/L,则在这10 min内用NH3来表示该反应的平均反应速率是 (　　)
A.0.1 mol/(L·min) B.0.2 mol/(L·min)
C.0.3 mol/(L·min) D.0.6 mol/(L·min)
4.(2020辽宁沈阳东北育才学校高一期末)一定条件下,在2 L密闭容器中发生反应:2A(s)+3B(g)2C(g)+4D(g),测得5 min内,A的物质的量减小了5 mol,则0~5 min 内该反应的平均速率为 (　　)
A.v(A)=0.5 mol/(L·min)
B.v(B)=0.75 mol/(L·min)
C.v(C)=1.0 mol/(L·min)
D.v(D)=0.25 mol/(L·min)
5.(2021广东广州高一期末)室温下,H2O2与氢碘酸反应:H2O2+2HII2+2H2O,已知起始浓度:c(H2O2)=0.1 mol·L-1,c(HI)=0.1 mol·L-1,20 s后测得H2O2的浓度为0.08 mol·L-1,v(HI)为 (　　)
A.0.001 mol·L-1·s-1 B.0.002 mol·L-1·s-1
C.0.003 mol·L-1·s-1 D.0.04 mol·L-1·s-1
题组三　化学反应快慢的比较
6.(2020湖南常德淮阳中学高一上学期期中)在2A(g)+B(g)3C(g)+4D(g)反应中,表示该反应最快的是 (　　)
A.v(A)=0.5 mol/(L·s) B.v(B)=0.3 mol/(L·s)
C.v(C)=0.8 mol/(L·s) D.v(D)=1 mol/(L·s)
7.(2021湖南永州高二期末)对于可逆反应4HCl(g)+O2(g)2H2O(g)+2Cl2(g),在不同条件下的化学反应速率如下,其中表示反应最快的是 (　　)
A.v(HCl)=0.3 mol·L-1·min-1
B.v(O2)=0.2 mol·L-1·min-1
C.v(H2O)=0.2 mol·L-1·min-1
D.v(Cl2)=0.3 mol·L-1·min-1
题组四　外界条件对化学反应速率的影响
8.(2021北京东城期末)铝片与稀硫酸反应产生氢气的速率较慢,为了加快该反应速率,下列措施不合理的是 (　　)
A.将溶液适当加热
B.将铝片更换为铝粉
C.将稀硫酸改为98%浓硫酸
D.向溶液中滴入少量硫酸铜溶液
9.(2021安徽阜阳临泉第一中学高二期末)实验室用锌粒与4 mol·L-1硫酸溶液制取氢气,下列措施能加快化学反应速率的是 (　　)
A.向该硫酸溶液中加入等体积的水
B.加入等体积6 mol·L-1盐酸
C.加热溶液
D.增加锌粒质量
10.(2020辽宁抚顺六校协作体高二上学期期末)少量铁粉与100 mL 0.01 mol·L-1的稀盐酸反应,反应速率太慢。为了加快此反应速率而不改变H2的产量,可以使用如下方法中的 (　　)
①加H2O　②加NaOH固体　③滴入几滴浓盐酸　④加CH3COONa固体　⑤加NaCl溶液　⑥滴入几滴硫酸铜溶液　⑦升高温度(不考虑盐酸挥发)　⑧改用10 mL 0.1 mol·L-1盐酸
A.①⑥⑦ B.③⑤⑧ C.③⑦⑧ D.⑤⑦⑧
11.(2020浙江金华高二期中)为探究Fe3+和Cu2+对H2O2分解反应的催化效果,某同学分别设计了图1、图2所示的实验。下列叙述中不正确的是 (　　)

A.图2中的A为分液漏斗
B.图2实验可通过测定相同状况下产生的气体体积与反应时间来比较反应速率
C.图1实验可通过观察产生气泡的快慢来比较反应速率
D.若图1实验中反应速率为①>②,则Fe3+对H2O2分解的催化效果一定比Cu2+好
题组五　化学反应速率的图像分析
12.(2020江西抚州高一开学考试)在1 L的容器中,用纯净的CaCO3与100 mL稀盐酸反应制取CO2,反应生成CO2的体积随时间的变化关系如图所示(CO2的体积已折算为标准状况下的体积)。下列分析正确的是 (　　)

A.OE段表示的平均反应速率最快
B.F点收集到的CO2的量最多
C.EF段,用HCl表示该反应的平均反应速率为0.04 mol·L-1·min-1
D.OE、EF、FG三段中,该反应用二氧化碳表示的平均反应速率之比为2∶6∶7
13.CaCO3与稀盐酸反应生成CO2的量与反应时间的关系如下图所示。下列结论不正确的是 (　　)

A.反应在2~4 min内平均反应速率最大
B.反应开始4 min内温度比浓度对反应速率的影响大
C.4 min后,反应速率减小的主要原因是c(H+)减小
D.反应在2~4 min内生成CO2的平均反应速率为v(CO2)=0.1 mol·L-1·min-1
14.(2020湖南长沙高一下联考)Ⅰ.已知:反应aA(g)+bB(g) cC(g),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)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)=0.6 mol·L-1·min-1,则甲、乙、丙三个容器中反应由快到慢的顺序为　　　　　　　　(用甲、乙、丙表示)。 
Ⅱ.某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的反应速率变化,他在100 mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水集气法收集反应放出的氢气(气体体积已折合成标准状况下的体积),实验记录如表(累计值):
时间/min
1
2
3
4
5
6
氢气体积/mL
50
120
224
392
472
502
(3)　　　　(填“0~1 min”“1~2 min”“2~3 min”“3~4 min”“4~5 min”“5~6 min”)反应速率最快,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(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,他在稀盐酸中分别加入等体积的下列溶液,你认为可行的是　　　　(填字母)。 
A.CH3COONa溶液 B.NaNO3溶液
C.KCl溶液 D.Na2CO3溶液
Ⅲ.(5)下列可以说明H2(g)+I2(g) 2HI(g)已达平衡状态的是　　　　。(填字母) 
A.单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol HI
B.一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂
C.温度和体积一定时,混合气体颜色不再变化
D.反应速率v(H2)=v(I2)=12v(HI)
E.温度和体积一定时,容器内压强不再变化
F.温度和体积一定时,混合气体的密度不再变化


能力提升练
题组一　化学反应速率的计算及快慢的比较
1.(2020云南玉溪第二中学高二期中,)将5.6 g铁粉投入盛有100 mL 2 mol/L稀硫酸的烧杯中,经2 min反应完全。如果反应前后溶液的体积不变,则该反应的平均反应速率可表示为 (　　)
　　　　　 　　　　　 　　　　　
A.v(Fe)=0.5 mol/(L·min)
B.v(H2SO4)=1 mol/(L·min)
C.v(FeSO4)=0.5 mol/(L·min)
D.v(H2)=0.5 mol/(L·min)
2.(2020重庆育才中学高二期中,)反应4A(s)+3B(g)2C(g)+D(g),2 min内B的浓度减少0.6 mol·L-1,对此反应速率的描述正确的是 (　　)
A.v(A)=0.4 mol·L-1·min-1
B.分别用B、C、D表示的反应速率之比为3∶2∶1
C.在2 min末的反应速率,用B表示为0.3 mol·L-1·min-1
D.在这2 min内B和C两物质浓度都是逐渐减小的
3.(2021安徽安庆高二开学考试,)已知4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示,正确的是 (　　)
A.45v(O2)=v(NO) B.56v(O2)=v(H2O)
C.23v(NH3)=v(H2O) D.45v(NH3)=v(O2)
4.()向四个体积相同的密闭容器(甲、乙、丙、丁)中分别充入一定量的SO2和O2,开始反应时,按反应速率由大到小顺序排列正确的是 (　　)
甲:在500 ℃时,10 mol SO2和5 mol O2反应
乙:在500 ℃时,用V2O5作催化剂,10 mol SO2和5 mol O2反应
丙:在450 ℃时,8 mol SO2和5 mol O2反应
丁:在500 ℃时,8 mol SO2和5 mol O2反应
A.甲、乙、丙、丁 B.乙、甲、丙、丁
C.乙、甲、丁、丙 D.丁、丙、乙、甲
题组二　实验分析化学反应速率的影响因素
5.(2020辽宁沈阳高一重点联考,)下列条件下的反应,放出氢气最快的是 (　　)

金属(相同
粉末状)/mol
酸的浓度和
体积(mL)
反应温度
A
Al
0.1
3 mol/L HCl
10
20 ℃
B
Cu
0.1
4 mol/L H2SO4
10
20 ℃
C
Fe
0.1
3 mol/L HCl
10
20 ℃
D
Mg
0.1
6 mol/L HNO3
10
20 ℃
6.(2020湖南长沙雅礼中学高二上期中,)下列有关化学反应速率的说法中,不正确的是 (　　)
A.100 mL 2 moI·L-1的盐酸与锌反应时,加入适量的氯化钠溶液,生成氢气的速率减慢
B.用铁片和H2SO4溶液反应制取氢气时,改用铁片和浓硫酸可以加快产生氢气的速率
C.用锌片和稀硫酸反应制取氢气时,加入少量的硫酸铜溶液,反应速率加快
D.探究浓度对化学反应速率的影响:分别向盛有4 mL 0.01 mol/L酸性KMnO4溶液的试管中一次性加入2 mL 0.1 mol/L、2 mL 0.2 mol/L的H2C2O4溶液
7.(2020山东济南高二上期末,)在稀硫酸与锌反应制取氢气的实验中,探究铜离子的量对氢气生成速率的影响。实验中Zn粒足量且颗粒大小相同,饱和硫酸铜溶液用量0~4.0 mL,保持溶液总体积为10.0 mL,记录获得相同体积(标准状况下336 mL)的气体所需时间,实验结果如图所示。据图分析,下列说法错误的是 (　　)

A.加入1.5 mL饱和硫酸铜溶液时,产生氢气的速率最快
B.a、c两点消耗锌的质量相等
C.b点对应的平均反应速率v(H2)=134.4 mL·min-1
D.该实验不能使用氯化铜溶液和硝酸铜溶液
8.()草酸(H2C2O4)溶液与酸性KMnO4溶液反应时,溶液褪色总是先慢后快,某学习小组探究反应过程中溶液后面褪色加快的主要原因,过程如下:
【实验原理】2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4 K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑。
【提出假设】从影响化学反应速率的因素,猜想可能的原因:
假设1:该反应是放热反应。
假设2:反应生成的Mn2+对该反应有催化作用。
假设3:K+对该反应有催化作用。
(1)该小组同学未提出反应物浓度使反应速率加快的假设,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
【设计、完成实验】
(2)完成探究,记录数据。

烧杯中所加试剂及用量(mL)
控制条件

0.10 mol·
L-1 H2C2O4
溶液
0.05 mol·
L-1 KMnO4
溶液

0.50 mol·
L-1 稀硫酸
a
30
20
10
20
空白对照
18
b
30
20
10
20
水浴控制温度为65 ℃
15
c
30
20
10
20
加入少量MnSO4固体
3.6
d
30
20
x
20
加入5 mL 0.10 mol·L-1 K2SO4溶液
18
实验采用控制单一变量的方法,分析上表中数据回答下列问题:
①表格中x=　　　　,假设　　　　不成立。加入蒸馏水的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
②实验b测得混合后溶液褪色所用的时间为15 s,忽略混合前后溶液体积的变化,则这段时间内的平均反应速率v(KMnO4)=　　　　　mol·L-1·min-1。 
③该小组同学认为不宜用MnCl2溶液代替MnSO4溶液对该反应进行催化探究,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(用离子方程式表示)。 
题组三　化学反应速率图像的综合分析
9.()某实验探究小组研究320 K时N2O5的分解反应:2N2O5 4NO2+O2。如图是该小组根据所给表格中的实验数据绘制的。下列有关说法正确的是　　 (　　)

t/min
0
1
2
3
4
c(N2O5)/(mol·L-1)
0.160
0.114
0.080
0.056
0.040
c(O2)/(mol·L-1)
0
0.023
0.040
0.052
0.060
A.曲线Ⅰ是N2O5的浓度变化曲线
B.曲线Ⅱ是O2的浓度变化曲线
C.N2O5的浓度越大,反应速率越快
D.O2的浓度越大,反应速率越快
10.()固定和利用CO2能有效地利用资源,并减少空气中的温室气体。工业上有一种用CO2来生产甲醇燃料的方法:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)。某科学实验将6 mol CO2和8 mol H2充入2 L的密闭容器中,测得H2的物质的量随时间变化如图中曲线Ⅱ所示。a、b、c、d、e括号内数据表示坐标。

(1)a~b、b~c、c~d,d~e四段中,平均反应速率最大的是　　　　,该时间段内CO2的平均反应速率是　　　　　　。 
(2)若在反应中加入了催化剂,则反应过程将变为图中的曲线　　　　(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。 
(3)平衡时CO2的转化率是　　　　　　;反应前后容器内的压强之比是　　　　　　　。 
11.(2020福建莆田一中高一期中,)某温度时,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z(均为气体)三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。

(1)由图中所给数据进行分析,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　。 
(2)反应从开始至2 min,用Z的浓度变化表示的平均反应速率为v(Z)=　　　　　　　　　　。 
(3)2 min时容器内混合气体的总压强与起始时相比　　　　(填“增大”“减小”或“不变”);混合气体密度与起始时相比　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。 
(4)下列措施能加快反应速率的是　　　　。 
A.恒压时充入He　　 B.恒容时充入He
C.恒容时充入X　　 D.及时分离出Z
E.升高温度 F.选择高效的催化剂


答案全解全析
第2章　化学键　化学反应规律
第3节　化学反应的快慢和限度
第1课时　化学反应的快慢
基础过关练
1.D　反应速率快的现象不一定明显,故A错误;一般不用固体和纯液体表示化学反应速率,故B错误;若某化学反应的反应速率为0.5 mol·(L·s)-1,指在用某物质表示的该反应的平均反应速率为0.5 mol·(L·s)-1,故C错误;化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的物理量,故D正确。
2.A　CaCO3是固体,H2O为纯液体,一般不用固体和纯液体表示化学反应速率;CaCl2是生成物,其浓度在反应过程中会增加;在同一反应中,选用不同的物质表示化学反应速率,数值可能不同,也可能相同,但意义相同,故选A。
3.B　10 min内氮气的浓度变化为1.8 mol/L-0.8 mol/L=1.0 mol/L,根据合成氨反应的化学方程式:N2+3H22NH3可得氨气的浓度变化为1.0 mol/L×2=2.0 mol/L,所以用氨气表示该时间段内该反应的平均反应速率为2.0mol/L10min=0.2 mol/(L·min),故选B。
4.B　A为固体,不用其表示反应速率,故A错误;v(B)=7.5mol2L×5min=0.75 mol/(L·min),故B正确;v(C)=5mol2L×5min=0.5 mol/(L·min),故C错误; v(D)=2v(C)=2×0.5 mol/(L·min)=1 mol/(L·min),故D错误。
5.B　开始时c(H2O2)=0.1 mol·L-1,20 s后测得H2O2的浓度为0.08 mol·L-1,故20 s内v(H2O2)=ΔcΔt=0.1mol·L-1-0.08mol·L-120s=0.001 mol·L-1·s-1,而反应速率之比等于化学计量数之比,故v(HI)=2v(H2O2)=0.002 mol·L-1·s-1。
6.B　在2A(g)+B(g)3C(g)+4D(g)反应中都换成B的速率进行比较。A项,v(A)∶v(B)=2∶1,v(B)=0.25 mol/(L·s);B项,v(B)=0.3 mol/(L·s);C项,v(B)∶v(C)=1∶3,v(B)=0.83 mol/(L·s);D项,v(B)∶v(D)=1∶4,v(B)=0.25 mol/(L·s),所以B项正确。
7.B　A项,v(HCl)=0.3 mol·L-1·min-1;B项,v(HCl)=4v(O2)=4×0.2 mol·L-1·min-1=0.8 mol·L-1·min-1;C项,v(HCl)=2v(H2O)=2×0.2 mol·L-1·min-1=0.4 mol·L-1·min-1;D项,v(HCl)=2v(Cl2)=2×0.3 mol·L-1·min-1=0.6 mol·L-1·min-1;故B选项所表示的反应速率表示的反应最快。
8.C　升温可加快反应速率,所以将溶液适当加热,可加快反应速率,故A不选;将铝片更换为铝粉,增大接触面积,可加快反应速率,故B不选;铝片遇98%的浓硫酸钝化,则将稀硫酸改为98%浓硫酸不能加快产生氢气的速率,故C选;铝片与硫酸铜反应生成Cu,Al—Cu—硫酸溶液构成原电池,可加快反应速率,故D不选。
9.C　向该硫酸溶液中加入等体积的水,c(H+)变小,反应速率减慢,A不正确;4 mol·L-1硫酸溶液中c(H+)=8 mol·L-1,6 mol·L-1盐酸中c(H+)=6 mol·L-1,所以加入等体积6 mol·L-1盐酸后氢离子浓度减小,反应速率减慢,B不正确;升高温度可以加快反应速率,C正确;锌粒为固体,增加锌粒的质量并不能加快反应速率,D不正确。
10.C　①加水,稀释盐酸,c(H+)降低,反应速率减小,故①不符合题意;②加入NaOH,c(H+)降低,反应速率减小,故②不符合题意;③滴入几滴浓盐酸,c(H+)增大,反应速率加快,由于Al少量故产生H2的量不变,故③符合题意;④加CH3COONa固体,发生H++CH3COO-CH3COOH,造成溶液中c(H+)降低,反应速率减小,故④不符合题意;⑤加NaCl溶液,相当于稀释盐酸,c(H+)降低,反应速率变慢,故⑤不符合题意;⑥滴入几滴CuSO4溶液,发生反应Fe+Cu2+Cu+Fe2+,构成原电池,反应速率加快,但生成氢气的量减少,⑥不符合题意;⑦升高温度,加快反应速率,故⑦符合题意;⑧改用10 mL 0.1 mol·L-1盐酸,c(H+)增大,反应速率加快,故⑧符合题意;选C。
11.D　图2中的A为分液漏斗,故A正确;图2实验可通过测定相同状况下产生的气体体积与反应时间来比较反应速率,故B正确;图1实验可通过观察产生气泡的快慢来比较反应速率,故C正确;因为氯化铁、硫酸铜阴离子不同,若图1实验中反应速率:①>②,不能说明Fe3+对H2O2分解的催化效果一定比Cu2+好,故D错误。
12.C　由题图可知相同时间内EF段产生的CO2最多,所以该段反应速率最快,A错误;G点收集到的CO2的量最多,B错误;EF段产生的CO2共0.02 mol,由于反应中n(HCl)∶n(CO2)=2∶1,所以该段消耗的HCl的物质的量为0.04 mol,时间是1 min,所以用HCl表示的EF段平均反应速率是0.04 mol·L-1·min-1,C正确;由于时间都是1 min,所以OE、EF、FG三段中用二氧化碳表示的平均反应速率之比等于产生CO2的体积之比,即224∶(672-224)∶(784-672)=2∶4∶1,D错误。
13.D　由题图可知,反应在2~4 min内平均反应速率最大,A正确;由题图可知,反应刚开始时反应速率较小,然后逐渐增大,因该反应为放热反应,温度升高,则开始4 min内温度对反应速率的影响比浓度大,B正确;随反应进行,氢离子浓度降低,反应速率减小,由题图可知,0~2 min内反应刚开始,温度较低,此时反应速率由氢离子浓度决定,2~4 min反应速率最快,2~4 min内温度对反应速率起主要作用,4 min后反应速率减小,氢离子浓度起主要作用,C正确;由题图可知,2~4 min内,生成0.2 mol二氧化碳,但体积未知,不能计算CO2的平均反应速率,D错误。
14.答案　Ⅰ.(1)3A(g)+B(g) 2C(g)
(2)乙>甲>丙
Ⅱ.(3)3~4 min　该反应是放热反应,此时温度对反应速率的影响占主导作用
(4)AC
Ⅲ.(5)BC
解析　Ⅰ.(1)经测定前4 s内v(C)=0.05 mol·L-1·s-1,生成的C的物质的量浓度为0.05 mol·L-1·s-1×4 s=0.2 mol·L-1,此时减小的A的物质的量浓度是0.8 mol·L-1-0.5 mol·L-1=0.3 mol·L-1,所以a∶c=3∶2;平衡时A与B减小的物质的量浓度分别是0.6 mol·L-1、0.2 mol·L-1,所以a∶b=3∶1,该反应的化学方程式为3A(g)+B(g) 2C(g)。
(2)将用物质B、C表示的反应速率都转化为用物质A表示的反应速率并统一单位;乙中,v(B)=0.12 mol·L-1·s-1时,v(A)=3v(B)=0.36 mol·L-1·s-1;丙中,v(C)=0.6 mol·L-1·min-1时,v(A)=32v(C)=0.9 mol·L-1·min-1=0.015 mol·L-1·s-1,所以甲、乙、丙三个容器中反应由快到慢的顺序为乙>甲>丙。
Ⅱ.(3)0~1 min、1~2 min、2~3 min、3~4 min、4~5 min、5~6 min内生成的氢气体积分别是50 mL、70 mL、104 mL、168 mL、80 mL、30 mL,所以反应速率最快的是3~4 min,这是因为该反应是放热反应,3~4 min内温度较高,温度对反应速率的影响占主导作用。
(4)A项,加入CH3COONa溶液,CH3COO-与氢离子结合生成醋酸,氢离子浓度降低,反应速率减小,随着反应的进行,氢离子又逐渐电离出来,所以生成的氢气体积几乎不变,故A可行;B项,加入NaNO3溶液,在酸性溶液中硝酸根离子具有强氧化性,与金属反应不能得到氢气,故B不可行;C项,加入KCl溶液相当于把溶液稀释,氢离子浓度降低,反应速率减小,且生成的氢气体积不变,故C可行;D项,加入Na2CO3溶液与氢离子反应生成二氧化碳,最终使生成的氢气减少,故D不可行。
Ⅲ.(5)A项,单位时间内生成n mol H2的同时生成n mol HI,正、逆反应速率不相等,说明反应没有达到平衡状态;B项,一个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂,正、逆反应速率相等,说明反应达到平衡状态;C项,温度和体积一定时,混合气体颜色不再变化说明单质碘的浓度不再发生变化,反应达到平衡状态;D项,反应速率v(H2)=v(I2)=12v(HI)没有指明反应方向,不能说明反应达到平衡状态;E项,该反应在反应前后气体体积不变,温度和体积一定时,容器内压强始终不变,则容器内压强不再变化不能说明反应达到平衡状态;F项,在反应过程中质量和容器容积始终是不变的,则混合气体的密度始终不变,所以温度和体积一定时,混合气体的密度不再变化不能说明反应达到平衡状态;故选BC。
能力提升练
1.C　铁为固体,一般不用固体表示化学反应速率,A不正确; 5.6 g铁是0.1 mol,Fe完全反应消耗硫酸也是0.1 mol,所以用硫酸表示的反应速率是v(H2SO4)=0.1 mol÷(0.1 L×2 min)=0.5 mol/(L·min),B不正确;反应速率之比等于化学计量数之比,所以v(FeSO4)=v(H2SO4)=0.5 mol/(L·min), C符合题意;氢气的体积未知,D不正确。
2.B　A是固体,一般不用固体表示化学反应速率,故A错误;化学反应速率之比等于化学计量数之比,分别用B、C、D表示的反应速率之比为3∶2∶1,故B正确;在2 min内,B的浓度减少0.6 mol·L-1,则v(B)=0.6mol·L-12min=0.3 mol·L-1·min-1,该速率为这段时间内的平均速率,不是某时刻的瞬时速率,故C错误;在这2 min内,反应物B的浓度逐渐减小,生成物C的浓度逐渐增大,故D错误。
3.A　化学反应速率之比等于化学计量数之比,故v(O2)∶v(NO)=5∶4,即45v(O2)=v(NO),故A正确; v(O2)∶v(H2O)=5∶6,即65v(O2)=v(H2O),故B错误;v(NH3)∶v(H2O)=4∶6,即32v(NH3)=v(H2O),故C错误;v(NH3)∶v(O2)=4∶5,即54v(NH3)=v(O2),故D错误。
4.C　甲与乙相比,氧气、SO2浓度相等,温度相同,乙中使用催化剂,其他条件相同,使用催化剂,反应速率加快,所以反应速率:乙>甲;甲与丁相比,甲中SO2的物质的量比丁中大,即SO2的浓度比丁中大,其他条件相同,浓度越大,反应速率越快,所以反应速率:甲>丁;丙与丁相比,其他条件相同,丁中温度高,温度越高,反应速率越快,所以反应速率:丁>丙;所以反应速率由大到小的顺序为乙、甲、丁、丙,C项正确。
5.A　题述金属中镁的活泼性最强,但硝酸与金属反应得不到氢气,4 mol/L H2SO4溶液中氢离子的浓度为8 mol/L,但Cu不与稀硫酸反应,金属与酸反应的本质是与氢离子反应,3 mol/L HCl溶液中氢离子的浓度为3 mol/L,Al比Fe活泼,所以放出氢气最快的是A项。
6.B　加入适量的氯化钠溶液,相当于稀释了溶液,c(H+)减小,反应速率减慢,故A正确;铁遇浓硫酸钝化,故B错误;用锌片和稀硫酸反应制取氢气时,加入少量的CuSO4溶液,锌、置换出的铜与电解质溶液形成了原电池,反应速率加快,故C正确;高锰酸钾不足,可观察褪色时间,且只有草酸浓度不同,可探究浓度对化学反应速率的影响,故D正确。
7.B　收集相同体积气体所用时间越短,反应速率越快,由题图可知b点所用时间最短,产生氢气的速率最快,故A正确。a、c两点硫酸铜的量不同,且Zn足量,则消耗Zn的质量不等,故B错误。b点获得336 mL气体所需时间为150 s,b点对应的平均反应速率v(H2)=336mL15060min=134.4 mL·min-1,故C正确。若选硝酸铜溶液,酸性条件下,Zn、硝酸根离子发生氧化还原反应生成NO;若使用氯化铜溶液,不能排除氯离子是否影响反应速率,故D正确。
8.答案　(1)实验过程中草酸、高锰酸钾、硫酸的浓度逐渐减小
(2)①5　3　控制变量,使四组实验中草酸、高锰酸钾、硫酸的浓度相同　②0.05　③2MnO4-+10Cl-+16H+ 2Mn2++5Cl2↑+8H2O
解析　(1)该小组同学未提出反应物浓度使反应速率加快的假设,原因是实验过程中草酸、高锰酸钾、硫酸的浓度逐渐减小。(2)①由总体积相同可知,x=5;由于实验a、d溶液褪色所用时间相同,故假设3不成立;加入蒸馏水的目的是控制变量,使四组实验中草酸、高锰酸钾、硫酸的浓度相同。②实验b测得混合后溶液褪色所用的时间为15 s,忽略混合前后溶液体积的变化,则这段时间内的平均反应速率v(KMnO4)=0.05mol·L-1×0.02L0.08L1560min=0.05 mol·L-1·min-1。③不宜用MnCl2溶液代替MnSO4溶液对该反应进行催化探究,其原因是酸性高锰酸钾溶液有强氧化性,能将Cl-氧化,反应的离子方程式为2MnO4-+10Cl-+16H+ 2Mn2++5Cl2↑+8H2O。
9.C　结合表格中N2O5和O2的初始浓度可知曲线Ⅰ、Ⅱ分别是O2、N2O5的浓度变化曲线,A、B项错误;利用表格中数据进行计算,无论是用N2O5的浓度变化,还是用O2的浓度变化得出的反应速率都随着反应的进行而减小,而随着反应的进行,N2O5的浓度减小,O2的浓度增大,C项正确,D项错误。
10.答案　(1)a~b　13 mol/(L·min)　
(2)Ⅰ　(3)33.3%　7∶5
解析　(1)刚开始时,反应物的浓度大,所以平均反应速率最大的是a~b段;0~1 min内,v(H2)=8mol-6mol2L1min=1 mol/(L·min),则v(CO2)=13v(H2)=13×1 mol/(L·min)=13 mol/(L·min)。
(2)反应中加入了催化剂,则反应速率加快,达到平衡所用的时间减少,但平衡状态相同,反应过程将变为图中的曲线Ⅰ。
(3)平衡时n(H2)=2 mol,则反应消耗的氢气为8 mol-2 mol=6 mol,消耗的二氧化碳为6 mol×13=2 mol,故平衡时CO2的转化率是2mol6mol×100%≈33.3%;平衡时生成的CH3OH、H2O的物质的量均为6 mol×13=2 mol,反应前后容器内的压强之比等于反应前后气体的物质的量之比,则反应前后压强之比为(6 mol+8 mol)∶(6 mol-2 mol+2 mol+2 mol+2 mol)=7∶5。
11.答案　(1)3X+Y 2Z
(2)0.05 mol·L-1·min-1
(3)减小　不变
(4)CEF
解析　(1)X、Y的起始物质的量均为1 mol,随着时间的变化,物质的量在减小,为反应物,Z的起始物质的量为0,为生成物,2分钟后,X、Y、Z的物质的量不再发生变化且均不为0,说明该反应为可逆反应,X、Y、Z的变化的物质的量分别为0.3 mol、0.1 mol、0.2 mol,变化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3X+Y 2Z。(2)反应从开始至2 min,容器的体积为2 L,用Z的浓度变化表示的平均反应速率为v(Z)=ΔcΔt=ΔnVΔt=0.2mol2L2min=0.05 mol·L-1· min-1。(3)由题图中数据可知,2 min时气体的总物质的量为0.7 mol+0.9 mol+0.2 mol=1.8 mol,在相同情况下,气体的压强之比等于物质的量之比,故2 min时,容器内混合气体的总压强比起始时小;从开始到2 min,气体的总质量不变,容器体积不变,所以密度始终不变。(4)恒压时充入He,体系分压减小,反应速率减小,A错误;恒容时充入He,不影响X、Y、Z的浓度,反应速率不变,B错误;恒容时充入X,X的浓度增大,反应速率加快,C正确;及时分离出Z,反应速率不加快,D错误;升高温度,化学反应速率加快,E正确;选择高效的催化剂,反应速率加快,F正确。