江蘇專版2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)專題6化學(xué)反應(yīng)與能量變化第一單元化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)限度微專題1化學(xué)反應(yīng)速率和限度的相關(guān)計(jì)算與圖像分析分層作業(yè)蘇教版必修第二冊

微專題1化學(xué)反應(yīng)速率和限度的相關(guān)計(jì)算與圖像分析1.[2024河南南陽期中]向5L恒容密閉容器中充入肯定量N2和CO2,發(fā)生反應(yīng):N2(g)+CO2(g)C(s)+2NO(g),其中N2、NO的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時(shí)間改變的曲線如圖所示。則0~10min內(nèi)用NO濃度改變表示的平均反應(yīng)速率為()A.0.04mol·L-1·min-1B.0.02mol·L-1·min-1C.0.004mol·L-1·min-1D.0.008mol·L-1·min-12.[2024河北邢臺月考]某溫度下,在容積為2L的恒容密閉容器中,M、N、R三種氣態(tài)物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間改變的曲線如圖所示。下列說法正確的是()A.該反應(yīng)的化學(xué)方程式為6R(g)5M(g)+3N(g)B.平衡時(shí),R的轉(zhuǎn)化率為75%C.5min時(shí),M的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為50%D.0~5min內(nèi),v(M)=0.4mol·L-1·min-13.探討反應(yīng)2X(g)Y(g)+Z(g)的速率影響因素,在不同條件下(容器容積不變)進(jìn)行4組試驗(yàn),Y、Z起始濃度為0,反應(yīng)物X的濃度(mol·L-1)隨反應(yīng)時(shí)間(min)的改變狀況如圖所示。下列說法不正確的是()A.比較試驗(yàn)②④得出:上升溫度,化學(xué)反應(yīng)速率加快B.比較試驗(yàn)①②得出:增大反應(yīng)物濃度,化學(xué)反應(yīng)速率加快C.若試驗(yàn)②③只有一個(gè)條件不同,則試驗(yàn)③運(yùn)用了催化劑D.在0~10min之間,試驗(yàn)②的平均速率v(Y)=0.04mol·L-1·min-14.[2024浙江精誠聯(lián)盟聯(lián)考]對水樣中M的分解速率的影響因素進(jìn)行探討,每次取2L水樣進(jìn)行試驗(yàn),在相同溫度下,M的物質(zhì)的量[n(M)]隨時(shí)間(t)改變的有關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下圖所示,下列說法正確的是()A.由③④得,水樣中添加Cu2+,能加快M的分解速率B.由②③得,反應(yīng)物濃度越大,M的分解速率越快C.由②④得,水樣的pH越小,M的分解速率越快D.在0~20min內(nèi),②中M的平均分解速率為0.015mol·L-1·min-15.氯酸鉀和亞硫酸氫鉀溶液能發(fā)生氧化還原反應(yīng):Cl+3HS3S+Cl-+3H+。已知該反應(yīng)的速率隨c(H+)的增大而加快。下圖為用Cl在單位時(shí)間內(nèi)物質(zhì)的量濃度改變表示的該反應(yīng)v-t圖。下列說法中正確的是()A.反應(yīng)起先時(shí)速率增大肯定是溫度上升所致B.縱坐標(biāo)為v(Cl-)的v-t曲線與圖中曲線不重合C.圖中陰影部分的面積表示t1~t2時(shí)間內(nèi)Cl的物質(zhì)的量的減小D.后期反應(yīng)速率下降的主要緣由是反應(yīng)物濃度減小6.[2024吉林長春月考]2molA與2molB混合于2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):2A(g)+3B(g)2C(g)+zD(g),若2s后,A的轉(zhuǎn)化率為50%,測得v(D)=0.25mol·L-1·s-1。下列推斷正確的是()A.v(C)=0.2mol·L-1·s-1B.z=3C.B的轉(zhuǎn)化率為75%D.反應(yīng)前后壓強(qiáng)之比為7∶87.[2024廣西欽州月考]在一個(gè)體積固定的密閉容器中加入反應(yīng)物A、B,發(fā)生如下反應(yīng):A+2B3C(A、B、C均為氣體)。反應(yīng)經(jīng)2min后,A的濃度從起先時(shí)的1.0mol·L-1降到0.8mol·L-1。已知反應(yīng)起先時(shí)B的濃度是1.2mol·L-1,求:(1)2min末B、C的濃度為。

(2)用單位時(shí)間內(nèi)A濃度的減小來表示2min內(nèi)該反應(yīng)的平均速率為。

8.[2024江西南昌三中期中]將等物質(zhì)的量A、B混合于1L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng),3A(g)+B(g)xC(g)+2D(s),經(jīng)5min后達(dá)到平衡,測得D的物質(zhì)的量為2mol,c(A)∶c(B)=3∶5,C的平均反應(yīng)速率是0.2mol··mi。請計(jì)算:(1)平衡時(shí)A的濃度為;反應(yīng)起先前容器中B的物質(zhì)的量為。

(2)前5min內(nèi)用B表示的平均反應(yīng)速率為。

(3)化學(xué)反應(yīng)方程式中x的值為。

9.[2024江蘇蘇州昆山中學(xué)期末]肯定溫度下,在容積為2L的密閉容器中,與同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)有關(guān)的A、B、C、D(其中A、B、C均為氣體)四種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時(shí)間的改變?nèi)鐖D所示。E為該反應(yīng)的另一種氣態(tài)生成物,且在化學(xué)方程式中E的化學(xué)計(jì)量數(shù)與B的相同。請回答下列問題:(1)該反應(yīng)的反應(yīng)物為。

(2)0~2min內(nèi),v(C)=,

v(E)=。

(3)若降低溫度,則v(正)(填“加快”“減慢”或“不變”,下同),v(逆)。

(4)該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)記有(填序號)。

a.A和C的物質(zhì)的量相等b.B的物質(zhì)的量保持不變c.A的正反應(yīng)速率與B的逆反應(yīng)速率之比為2∶1d.容器內(nèi)壓強(qiáng)不變(5)物質(zhì)D在反應(yīng)中的作用是。

10.Ⅰ.在2L固定容積的密閉容器中,800℃時(shí)發(fā)生反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)。該體系中,n(NO)隨時(shí)間的改變?nèi)缦卤?時(shí)間/s012345n(NO)/mol0.0200.0120.0090.00750.00750.0075反應(yīng)過程如上圖所示,a、b、c、d其中只有3條曲線是正確的。請回答:(1)圖中表示NO2的改變的曲線是,A點(diǎn)時(shí),v(正)(填“大于”“小于”或“等于”)v(逆)。用O2表示從0~3s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v=。

(2)能說明該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是(填字母)。

a.混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不變b.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變c.v逆(NO)=2v正(O2)d.容器內(nèi)的密度保持不變e.相同時(shí)間內(nèi),每消耗2amol的NO同時(shí)生成等量的NO2f.混合氣體中O2和NO2物質(zhì)的量之比為1∶2的狀態(tài)(3)能使該反應(yīng)的反應(yīng)速率增大的是(填字母)。

a.剛好分別出NO2氣體b.適當(dāng)上升溫度c.增大O2的濃度d.選擇高效的催化劑Ⅱ.373K時(shí)把0.24mol無色的N2O4氣體通入容積為500mL的密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):,容器中馬上出現(xiàn)紅棕色。反應(yīng)進(jìn)行到2s時(shí),測得生成NO2的物質(zhì)的量為0.04mol;反應(yīng)進(jìn)行到60s時(shí)達(dá)到平衡,此時(shí)容器內(nèi)N2O4與NO2的物質(zhì)的量相等。請計(jì)算:(4)起先2s內(nèi)以N2O4表示的化學(xué)反應(yīng)速率為。

(5)達(dá)到平衡時(shí)體系的壓強(qiáng)與起先時(shí)體系的壓強(qiáng)之比為。

(6)N2O4的平衡轉(zhuǎn)化率為。

11.[2024江蘇泰州中學(xué)期末]硫酸是重要的化工原料。以黃鐵礦(主要成分為FeS2)為原料制備硫酸的原理示意圖如圖。(1)為了提高黃鐵礦的燃燒效率,可實(shí)行的措施是。

(2)已知98.3%的濃硫酸的密度為1.84g·mL-1,則該濃硫酸的物質(zhì)的量濃度為。

(3)某愛好小組探討在肯定條件下,肯定體積的密閉容器中SO2→SO3,獲得如下數(shù)據(jù)。①能說明SO2→SO3的反應(yīng)在該條件下存在限度的試驗(yàn)證據(jù)是

。

②該反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),SO2的轉(zhuǎn)化率為。

(4)硫酸廠產(chǎn)生的尾氣中含有少量SO2,如圖為雙堿法脫硫的原理示意圖。①可以循環(huán)運(yùn)用的物質(zhì)是。

②理論上,過程Ⅲ中消耗1mol氧氣時(shí),過程Ⅰ中汲取SO2的物質(zhì)的量是mol。

微專題1化學(xué)反應(yīng)速率和限度的相關(guān)計(jì)算與圖像分析1.D解析從化學(xué)方程式可知,NO為產(chǎn)物,則在反應(yīng)過程中NO的物質(zhì)的量漸漸增大,則上升的曲線表示NO的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時(shí)間改變的狀況,0~10min內(nèi),NO物質(zhì)的量增大0.4mol,則v(NO)==0.008mol·L-1·min-1。2.B解析由圖中信息可知,R為反應(yīng)物,M、N為生成物,化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于物質(zhì)的量的改變量之比,故該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2R(g)M(g)+N(g),A錯(cuò)誤;平衡時(shí),R的轉(zhuǎn)化率為×100%=75%,B正確;5min時(shí),M、R、N的物質(zhì)的量分別為4mol、4mol、2mol,M的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為40%,C錯(cuò)誤;0~5min內(nèi),M的物質(zhì)的量的改變量為2mol,v(M)=0.2mol·L-1·min-1,D錯(cuò)誤。3.D解析試驗(yàn)②④起始濃度相同,但溫度不同,試驗(yàn)④反應(yīng)速率較大,則可得出:上升溫度,化學(xué)反應(yīng)速率加快,故A正確;試驗(yàn)①②溫度相同,但濃度不同,試驗(yàn)①濃度較大,則可得出:增大反應(yīng)物濃度,化學(xué)反應(yīng)速率加快,故B正確;試驗(yàn)②③溫度、濃度相同,試驗(yàn)③反應(yīng)速率較大,應(yīng)為加入催化劑,故C正確;在0~10min之間,試驗(yàn)②中X的濃度改變?yōu)?.20mol·L-1,則v(Y)=v(X)==0.01mol·L-1·min-1,故D錯(cuò)誤。4.A解析依據(jù)③④知,pH相同時(shí),添加銅離子,相同時(shí)間內(nèi)n(M)的改變量增大,則M的分解速率大,A正確;依據(jù)②③知,反應(yīng)起始濃度及溶液pH都不同,兩個(gè)變量,則無法推斷反應(yīng)速率與濃度關(guān)系,B錯(cuò)誤;依據(jù)②④知,反應(yīng)起始濃度、是否加入銅離子及溶液pH都不同,三個(gè)變量,則無法推斷M的分解速率與pH關(guān)系,C錯(cuò)誤;由題圖知0~20min內(nèi),②中M的分解速率v(M)==0.0075mol·L-1·min-1,D錯(cuò)誤。5.D解析由反應(yīng)方程式可知,反應(yīng)起先后,c(H+)不斷增大,由題目信息可知,反應(yīng)的速率隨c(H+)的增大而加快,A錯(cuò)誤;由反應(yīng)方程式可知,v(Cl)∶v(Cl-)=1∶1,縱坐標(biāo)為v(Cl-)的v-t曲線與圖中曲線重合,B錯(cuò)誤;橫坐標(biāo)為時(shí)間,縱坐標(biāo)為v(Cl),兩者的乘積為Δc(Cl),故陰影部分的面積表示t1~t2時(shí)間內(nèi)Cl的物質(zhì)的量濃度的削減量,C錯(cuò)誤;隨著反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)物的濃度削減,反應(yīng)速率減小,所以后期反應(yīng)速率下降的主要緣由是反應(yīng)物濃度減小,D正確。6.C解析若2s后,A的轉(zhuǎn)化率為50%,則A的濃度改變量為0.5mol·L-1,v(A)==0.25mol·L-1·s-1,依據(jù)速率與系數(shù)成正比,則v(C)=0.25mol·L-1·s-1,A錯(cuò)誤;依據(jù)速率與系數(shù)成正比,,則z=2,B錯(cuò)誤;A的濃度改變量為0.5mol·L-1,則B轉(zhuǎn)化了1.5mol,則轉(zhuǎn)化率是75%,C正確;2s后,A、B、C、D剩余物質(zhì)的量是1mol、0.5mol、1mol、1mol,同溫同體積下,體系壓強(qiáng)與氣體總物質(zhì)的量成正比,,D錯(cuò)誤。7.答案(1)0.8mol·L-1、0.6mol·L-1(2)0.1mol·L-1·min-1解析依據(jù)“三段式”有A+2B3C起始(mol·L-1)1.01.20轉(zhuǎn)化(mol·L-1)0.20.40.62min末(mol·L-1)0.80.80.62min內(nèi),v(A)==0.1mol·L-1·min-1。8.答案(1)3mol·L-16mol(2)0.2mol·L-1·mi(3)1解析由題中信息可知,生成C的物質(zhì)的量為n(C)=0.2mol·L-1·min-1×5min×1L=1mol,D的物質(zhì)的量為2mol,則v(D)=mol·L-1·min-1=0.4mol·L-1·min-1,依據(jù)反應(yīng)中反應(yīng)速率之比等于各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,則v(C)∶v(D)=x∶2,即0.2∶0.4=x∶2,解之x=1。設(shè)反應(yīng)起先前充入容器中的A、B的物質(zhì)的量為amol,依據(jù)題目列化學(xué)平衡三段式如下:3A(g)+B(g)C(g)+2D(s)起始(mol)aa00改變(mol)3112平衡(mol)a-3a-112平衡時(shí),c(A)∶c(B)=3∶5,則(a-3)∶(a-1)=3∶5,解得a=6。(1)平衡時(shí)A的物質(zhì)的量為(a-3)mol=(6-3)mol=3mol,則平衡時(shí)c(A)==3mol·L-1;反應(yīng)起先前容器中B的物質(zhì)的量為6mol。(2)反應(yīng)速率之比等于各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,即v(B)∶v(C)=1∶1,則v(B)=v(C)=0.2mol·L-1·min-1。(3)x=1。9.答案(1)A、B(2)0.5mol·L-1·min-10.25mol·L-1·min-1(3)減慢減慢(4)bc(5)作催化劑解析(1)由題給圖像可知,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,A、B的物質(zhì)的量削減,則A、B為反應(yīng)物,C的物質(zhì)的量增加,則C為生成物。(2)v(C)==0.5mol·L-1·min-1,因在化學(xué)方程式中E的化學(xué)計(jì)量數(shù)與B的相同,故v(E)=v(B)==0.25mol·L-1·min-1。(3)降低溫度,正、逆反應(yīng)速率都減慢。(4)A和C的物質(zhì)的量相等,不能說明反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài),a錯(cuò)誤;由圖知,2min后,該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),B的物質(zhì)的量保持不變,b正確;由圖可知,0~2min內(nèi),|Δn(A)|=2mol,|Δn(B)|=1mol,Δn(C)=2mol,由相同時(shí)間內(nèi)物質(zhì)的物質(zhì)的量改變值之比等于其對應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比可知,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2A(g)+B(g)2C(g)+E(g),若v正(A)=2v逆(B),由v正(A)=2v正(B),知v正(B)=v逆(B),說明反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài),c正確;該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),容器體積不變,則容器內(nèi)壓強(qiáng)始終保持不變,不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),d錯(cuò)誤。(5)由圖知,反應(yīng)前后D的物質(zhì)的量不變,故D作催化劑。10.答案(1)b大于0.001mol·L-1·s-1(2)abc(3)bcd(4)0.02mol·L-1·s-1(5)4∶3(6)33.3%解析(1)依據(jù)圖示結(jié)合表中的數(shù)據(jù)可知,因?yàn)樵谄瘘c(diǎn)NO的物質(zhì)的量為0.02mol,容器容積是2L,起始濃度為0.01mol·L-1,圖中c線符合,即圖中c線為NO的改變曲線,因?yàn)榉磻?yīng)為可逆反應(yīng),平衡時(shí)NO2的濃度小于0.01mol·L-1,因此b線為NO2的改變曲線,d線為O2的改變曲線;在A點(diǎn)處,NO的物質(zhì)的量濃度在減小,說明反應(yīng)在向正反應(yīng)方向進(jìn)行,此時(shí)v(正)>v(逆);依據(jù)表格數(shù)據(jù),平衡時(shí),c(NO)==0.00375mol·L-1,0~3s內(nèi),v(NO)=≈0.002mol·L-1·s-1,依據(jù)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,v(O2)=×0.002mol·L-1·s-1=0.001mol·L-1·s-1。(2)800℃時(shí)發(fā)生反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)。反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量發(fā)生改變,因此混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不變,即混合氣體的物質(zhì)的量不變,能夠說明達(dá)到平衡狀態(tài),a正確;反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量發(fā)生改變,容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變,即混合氣體的物質(zhì)的量不變,能夠說明達(dá)到平衡狀態(tài),b正確;v逆(NO)=2v正(O2),說明正、逆反應(yīng)速率相等,能夠說明達(dá)到平衡狀態(tài),c正確;容器的容積不變,氣體的質(zhì)量不變,容器內(nèi)的密度始終保持不變,不能說明達(dá)到平衡狀態(tài),d錯(cuò)誤;依據(jù)方程式,相同時(shí)間內(nèi),消耗2amol的NO必定同時(shí)生成等量的NO2,不能說明達(dá)到平衡狀態(tài),e錯(cuò)誤;混合氣體中O2和NO2物質(zhì)的量之比為1∶2的狀態(tài),不能說明二者的濃度是否發(fā)生改變,不能說明達(dá)到平衡狀態(tài),f錯(cuò)誤。(3)剛好分別出NO2氣體,生成物濃度減小,則反應(yīng)速率減小,a錯(cuò)誤;適當(dāng)上升溫度,反應(yīng)速率增大,b正確;增大O2的濃度,反應(yīng)速率增大,c正確;選擇高效催化劑能增大反應(yīng)速率,d正確。(4)起先2s內(nèi),v(NO2)==0.04mol·L-1·s-1,依據(jù)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,v(N2O4)=×0.04mol·L-1·s-1=0.02mol·L-1·s-1。(5)設(shè)反應(yīng)的N2O4的物質(zhì)的量為xmol,則