2021-2022学年下学期高一化学暑假巩固练习4 化学反应速率与限度

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    例1．利用CH4可消除NO2的污染，该反应原理为CH4(g)+2NO2(g)CO2(g)+N2(g)+2H2O(g)。为了验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了如下三组实验，部分实验条件已经填在下表中（增大催化剂的比表面积可提高该反应速率）： 实验编号温度/℃CH4初始浓度（mol·L-1）NO2初始浓度（mol·L-1）催化剂的比表面积（m2·g-1）①2501.2×10-23.2×10 -281②2501.2×10-2y121③350x3.2×10-281下列说法错误的是A．表中数据x、y分别为1.2×10-2、3.2×10-2B．能验证温度对反应速率的影响规律是实验①和③C．能验证催化剂的比表面积对反应速率的影响规律是实验②和③D．三组实验中，化学反应速率最小的是实验①例2．甲烷消除NO2污染的原理为：CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)。下列表述能用来判断该反应达到化学平衡状态的是A．v正(CH4)=2v逆(NO2)B．单位时间内，消耗1molNO2同时消耗1molH2OC．单位时间内，消耗lmolCH4同时生成1molCO2D．n(N2)∶n(CO2)∶n(H2O)=1∶1∶2  1．在A(g)+2B(g)3C(g)+4D(g)反应中，下列表示该反应速率最慢的是A．υ(A)=0.5 mol∙L−1∙s−1 B．υ(B)=0.5 mol∙L−1∙s−1C．υ(C)=0.5 mol∙L−1∙s−1 D．υ(D)=0.5 mol∙L−1∙s−12．化学与生产、生活密切相关。下列事实与化学反应速率无关的是A．食品抽真空包装 B．在铁制品表面刷油漆C．工业矿石冶炼前先将矿石粉碎 D．向门窗合页里注油3．在合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)中，下列说法可以确定反应达到化学平衡状态的是A．当有1molN≡N键断裂的同时，有3molH—H键断裂B．当有1molN≡N键断裂的同时，有6molN—H键形成C．当有1molN≡N键断裂的同时，有6molH—H键形成D．当有1molN≡N键断裂的同时，有6molN—H键断裂4．在一个定容的密闭容器中进行如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。已知反应过程中的某一时间SO2、O2和SO3的浓度分别为0.1mol·L-1、0.05mol·L-1和0.3mol·L-1。当反应达平衡时可能存在的数据正确的是A．c(SO2)=0.25mol·L-1 B．c(O2)=0.2mol·L-1C．c(SO2)＋c(SO3)=0.15mol·L-1 D．c(SO2)＋c(O2)=0.6mol·L-15．相同温度和压强下，在容积为2L的密闭容器中发生反应：2HI(g)H2(g)+I2(g)，达到平衡状态的标志是A．HI、H2和I2的物质的量之比为2∶1∶1B．c(H2)=c(I2)C．v正(HI)=2v逆(I2)D．拆开2molH－I共价键，同时生成1molH－H共价键6．恒温时向2 L密闭容器中通入一定量的气体X和Y，发生反应：2X(g)+Y(g)3Z(g)，Y的物质的量n(Y)随时间t变化的曲线如图所示。下列说法正确的是A．正反应速率a点比b点小B．t0 min时该反应停止反应C．t0 min时，c(Z)=0.75 mol/LD．当密闭容器中的压强不再变化，该可逆反应达到了化学平衡状态7．下列有关化学反应速率的说法正确的是A．和反应是一个放热反应，所以升高温度，化学反应速率减慢B．汽车尾气中的NO和CO可以缓慢反应生成和，减小压强，化学反应速率减小C．用铁片和稀硫酸反应制取氢气时，增加铁片的用量可以加快产生氢气的速率D．10.0mL 2mol/L的盐酸跟锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，化学反应速率不变8．工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，其反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。向一个密闭容器中充入一定量的N2和H2，在一定条件下使其发生反应生成NH3，测得0～30s，c(N2)减小了1mol/L。下列说法正确的是A．当N2足量且充分反应后，H2的转化率为100%B．化学反应速率关系是2v(H2)=3v(NH3)C．0～15s，c(NH3)增加了1mol/LD．达到平衡时正逆反应速率相等且为09．20世纪初，德国化学家哈伯在实验室首次利用氯气和氢气合成了氨：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)  ΔΗ=-92.4kJ·mol-1。从此人类进入了新的农业时代，化肥的使用大大提高了粮食产量。双催化剂“TM—LiH（TM表示过渡金属）”催化合成氨反应的原理示意如图：下列说法正确的是A．过程①中，N2分子断键变成N原子会释放能量B．当1molN2参与反应，过程②中生成1molLiNHC．过程③中，没有化学键的断裂，只有化学键的形成D．双催化剂“TM—LiH”能加快合成氨反应的速率10．一定温度下，在密闭容器中加入I2(g)和H2(g)各0.5 mol，发生反应H2(g)+I2(g)2HI(g)，达到平衡时，生成0.8 mol HI，若其他条件不变，而充入的H2改为2 mol，则达平衡时的HI物质的量为A．0.08 mol B．0.8~1.0 mol C．1.0 mol D．1.4 mol11．在密闭系统中有反应C(s)+CO2(g) 2CO(g)，能使反应速率加快的措施是①通过减小容器体积增大压强 ②升高温度 ③将炭粉碎 ④恒容条件下通入CO2 ⑤增加炭的量 ⑥恒容条件下通入N2使得压强增大A．①②③⑥ B．①②④⑥ C．①②③④ D．①②③④⑤12．羰基硫（COS）是一种粮食熏蒸剂，能防止某些害虫和真菌的危害。在一定温度下的容积不变的密闭容器中发生反应：CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g)。下列叙述中，不能说明反应达到化学平衡状态的是A．COS的生成速率与H2S的生成速率相等B．单位时间内消耗amolCO，同时消耗amolH2C．容器内气体的总压强不再变化D．CO的浓度不再变化13．NO2（红棕色）和N2O4（无色）之间发生反应：N2O4(g)2NO2(g)。将一定量N2O4气体充入体积为2L的恒容密闭容器中，控制反应温度为T。（1）该反应为吸热反应，则反应物的化学键断裂要吸收的能量____（填“大于”、“小于”或“等于”）生成物的化学键形成要放出的能量。（2）下列可以说明该反应达到平衡的是____。A．c(N2O4)∶c(NO2)=1∶2 B．v正(N2O4)=2v逆(NO2)C．容器内气体的颜色不再变化 D．混合气体的压强不再变化（3）在温度为T的条件下，向该恒容密闭容器中充入0.04mol·L-1N2O4，c(NO2)随时间的变化曲线如图所示。①在图中画出0～16min时间段内，c(N2O4)随时间的变化曲线____。②1~4四个点中，v正=v逆的点有____。③反应进行到16min时，N2O4的转化率是____。④下列措施能使该反应速率加快的是____。A．增大NO2的浓度               B．增大容器体积C．加入合适的催化剂            D．恒容条件下充入He（4）NO2、O2和熔融KNO3可制作燃料电池，其原理如图所示。该电池在放电过程中石墨I电极上生成氧化物Y，Y可循环使用，则正极反应式为____________。      
   例1．【答案】C【解析】A．要验证温度和催化剂的比表面积对化学反应速率的影响，应控制两种反应物的浓度对应相同，故表中数据x=1.2 ×10-2 mol·L-1，y=3.2×10-2 mol·L-1，A正确；B．要验证温度对反应速率的影响，必须控制两种反应物的浓度和催化剂的比表面积对应相同，只有反应的温度不同，故应用实验①和③，B正确；C．要验证催化剂的比表面积对反应速率的影响，必须控制两种反应物的浓度和温度对应相同，而催化剂的比表面积不同，故选用的是实验①和②，C错误；D．因为反应物的浓度对应相同时，温度越高，催化剂的比表面积越大，反应速率越快。据表中数据分析知，反应速率：实验②大于实验①，实验③大于实验①，故反应速率最小的是实验①，D正确；故合理选项是C。例2．【答案】B【解析】A．化学反应速率之比等于化学计量数之比，当2v正(CH4)= v逆(NO2)时，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故A不符合题意；B．单位时间内，消耗1molNO2同时消耗1molH2O，正反应速率和逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故B符合题意；C．单位时间内，消耗lmolCH4同时生成1molCO2均表示正反应速率，无法判断反应是否达到平衡状态，故C不符合题意；D．n(N2)∶n(CO2)∶n(H2O)=1∶1∶2在任何时候均成立，因此n(N2)∶n(CO2)∶n(H2O)=1∶1∶2不能说明反应达到平衡状态，故D不符合题意；答案选B。  1．【答案】D【解析】根据速率与计量系数之比分析，比值越大，则速率越快，比值越小，则速率越慢，由于，则υ(D)=0.5 mol∙L−1∙s−1的反应速率最慢，故D符合题意。综上所述，答案为D。2．【答案】D【解析】A．食品抽真空包装，防止食品在短时间内变质，减缓变质速度，故A不符合题意；B．在铁制品表面刷油漆，减缓腐蚀速度，故B不符合题意；C．工业矿石冶炼前先将矿石粉碎，增大接触面积，加快反应速率，故C不符合题意；D．向门窗合页里注油，使门窗更易转动，减小摩擦，与反应速率无关，故D符合题意。综上所述，答案为D。3．【答案】D【解析】A．有1molN≡N键断裂代表消耗1molN2，有3molH—H键断裂代表消耗3molH2，任何时刻消耗1molN2的同时都会消耗3molH2，不能证明反应达到化学平衡状态，A错误；B．有1molN≡N键断裂代表消耗1molN2，有6molN—H键形成代表生成2molNH3，任何时刻消耗1molN2的同时都会生成2molNH3，不能证明反应达到化学平衡状态，B错误；C．有1molN≡N键断裂代表消耗1molN2，同时消耗3molH2，有6molH—H键形成代表生成6molH2，消耗氢气的量小于生成氢气的量，正逆反应速率不相等，反应未达到化学平衡状态，C错误；D．有1molN≡N键断裂代表消耗1molN2，同时生成2molNH3，有6molN—H键断裂代表消耗2molNH3，生成氨气和消耗氨气的量相等，正逆反应速率相等，反应达到化学平衡状态，D正确；答案选D。4．【答案】A【解析】如果反应完全正向进行，则SO2、O2、SO3的浓度分别为0、0、0.4 mol·L-1；如果反应完全逆向进行，则SO2、O2、SO3的浓度分别为0.4 mol·L-1、0.2 mol·L-1、0；A．可逆反应不可能完全进行，所以：0＜c(SO2)＜0.4 mol·L-1，故选A；B．可逆反应不可能完全进行，所以：0＜c(O2)＜0.2 mol·L-1，故不选B；C．根据硫元素的守恒，SO2和SO3的浓度之和恒为0.1mol·L-1+0.3mol·L-1=0.4 mol·L-1，故不选C；D．可逆反应不可能完全进行，所以：0＜c(SO2)＋c(O2)＜0.6 mol·L-1，故不选D；选A。5．【答案】C【解析】A．HI、H2和I2的物质的量之比为2∶1∶1，不能说明正逆反应速率相等，不一定达到平衡状态，故A错误；B．平衡时各组成的浓度不变，而不一定相等，故B错误；C．平衡时正逆反应速率相等，则应有v正(HI)=2v逆(I2)，故C正确；D．拆开2molH－I共价键，同时生成1molH－H共价键，都反映的是正向，未体现正与逆的关系，故D错误；故选C。6．【答案】C【解析】A．反应开始加入一定量的气体X和Y，则反应从正反应方向进行，随着反应的进行，正反应速率越来越小，到平衡时达到最小值，则根据图示可知a点的正反应速率大于b点的正反应速率，A错误；B．可逆反应从b点开始达到平衡，化学平衡为动态平衡，此时反应仍然在进行，正反应速率等于逆反应速率，反应继续进行，B错误；C．从图像中可以看出，从反应开始到平衡，参加反应的Y的物质的量为0.5 mol，根据物质反应转化关系可知：生成的Z的物质的量为1.5 mol，由于容器的容积是2 L，因此t0 min时，c(Z)==0.75mol/L，C正确；D．该反应是一个反应前后气体物质的量不变的反应，体系的压强始终不变，因此不能根据压强不变判断反应是否达到平衡状态，D错误；故合理选项是C。7．【答案】B【解析】A．无论是放热反应还是吸热反应，升高温度，化学反应速率就会加快，A项错误；B．有气体参加的反应，减小压强，化学反应速率减小，B项正确；C．铁片是固体，增加铁片的用量不会影响产生氢气的速率，C项错误；D．加入适量的氯化钠溶液，溶液总体积增大，相当于稀释了盐酸，化学反应速率减小，D项错误；答案选B。8．【答案】B【解析】A．N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反应可逆，任意反应物的转化率不可能为100%，故A错误；B．同一化学反应，用不同物质表示反应速率，速率比等于系数比，化学反应速率关系是2v(H2)=3v(NH3)，故B正确；C．测得0～30s，c(N2)减小了1mol/L，则c(NH3)增加了2mol/L，反应过程中正反应速率逐渐减慢，所以0～15s，c(NH3)增加量大于1mol/L，故C错误；D．达到平衡时正逆反应速率相等且不为0，反应没停止，故D错误；选B。9．【答案】D【解析】根据图示可知，双催化剂“TM—LiH（TM表示过渡金属）”吸收氮气，将LiH转化为LiNH，LiNH再与氢气反应，生成LiH与NH3，据此分析作答。A．N2分子断键变成N原子会吸收能量，A项错误；B．双催化剂“TM—LiH（TM表示过渡金属）”吸收氮气，将LiH转化为LiNH，化学方程式为：N2+2LiH=2LiNH，即1molN2参与反应，过程②中生成2molLiNH，B项错误；C．过程③中，LiNH与氢气反应，生成LiH与NH3，则存在化学键的断裂和形成，C项错误；D．双催化剂“TM—LiH”是高效催化剂，能加快合成氨反应的速率，D项正确；答案选D。10．【答案】B【解析】H2(g)+I2(g)2HI(g)，达到平衡时，生成0.8 mol HI，若其他条件不变，而充入的H2改为2 mol，相当于增加氢气浓度，平衡正向移动，平衡时生成的HI应大于0.8 mol；由于反应可逆，0.5 mol I2(g)不可能完全生成HI，所以HI的物质的量小于1.0 mol，达平衡时的HI物质的量为0.8~1.0 mol，故选B。11．【答案】C【解析】①通过减小容器体积增大压强，浓度增大，速率加快，故①符合题意；②升高温度，反应速率加快，故②符合题意；③将炭粉碎，增大接触面积，反应速率加快，故③符合题意；④恒容条件下通入CO2，浓度增大，反应速率加快，故④符合题意；⑤增加炭的量，浓度未变，反应速率不变，故⑤不符合题意；⑥恒容条件下通入N2使得压强增大，浓度不变，反应速率不变，故⑥不符合题意；因此能使反应速率加快的措施是①②③④，故C符合题意。综上所述，答案为C。12．【答案】C【解析】A．COS的生成速率与H2S的生成速率相等，根据方程式可判断正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故A正确；B．两单位时间内消耗amolCO，同时消耗amolH2，根据方程式可判断正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故B正确；C．反应前后气体的物质的量不变，则压强始终不变，不能据此判断平衡状态，故C错误；D．CO的浓度不再变化，说明反应达到平衡状态，故D正确；故选C。13．【答案】（1）大于    （2）CD（3）     1、2     75%     AC（4）O2+2N2O5+4e-=4NO【解析】（1）断键吸热、成键放热，该反应为吸热反应，说明反应物的化学键断裂要吸收的能量大于生成物的化学键形成要放出的能量。（2）A．c(N2O4)∶c(NO2)=1∶2，不能判断浓度是否再发生变化，反应不一定平衡，故不选A；B．反应达到平衡，正逆反应速率比等于系数比，v正(N2O4)=2v逆(NO2)反应不平衡，故不选B；C．容器内气体的颜色不再变化，说明NO2浓度不变，反应一定达到平衡状态，故选C；D．反应前后气体系数和不同，压强是变量，混合气体的压强不再变化，反应一定达到平衡状态，故选D；选CD。（3）①根据图示，0min c(N2O4)=0.04 mol·L-1、4min c(N2O4)=0.02 mol·L-1、12min c(N2O4)=0.01 mol·L-1、16min c(N2O4)=0.01 mol·L-1，c(N2O4)随时间的变化曲线为。②反应达到平衡，正逆反应速率相等，v正=v逆的点有1、2。③反应进行到16min时，c(NO2)=0.06 mol·L-1，则c(N2O4)减小0.03 mol·L-1，N2O4的转化率是。④A．反应物浓度增大，反应速率加快，增大NO2的浓度，反应速率加快，故选A；B．增大容器体积，反应物浓度减小，反应速率减慢，故不选B；C．催化剂加快反应速率，加入合适的催化剂，反应速率加快，故选C；D．恒容条件下充入He，反应物浓度不变，反应速率不变，故不选D；选AC。（4）该电池在放电过程中石墨I电极上NO2发生氧化反应生成氧化物Y，N元素化合价升高，所以Y是N2O5，石墨I电极是负极，则石墨II电极是正极，正极氧气得电子与N2O5结合生成硝酸根离子，则正极反应式为O2+2N2O5+4e-=4NO。