6.2 化学反应的速率与限度
1.化学与社会生产息息相关。下列生产活动与化学反应速率调控无关的是( )
A.向门窗合页里注油
B.合成氨时,使用铁触媒作催化剂
C.煅烧矿石时,向炉膛“鼓风”增强火势
D.在空运水果中放入冰袋
2.不同的化学反应有着不同的化学反应速率,决定化学反应速率的主要因素是( )
A.温度 B.压强
C.物质的性质 D.催化剂
3.在某一化学反应中,生成物D的浓度在5 s内从1.0 mol/L 变成1.5 mol/L,则5 s内用生成物D表示的化学反应速率是( )
A.0.05 mol/(L·s) B.0.1 mol/(L·s)
C.0.15 mol/(L·s) D.0.2 mol/(L·s)
4.在一定温度下,某反应A+BC体系中,n(A)随反应时间(t)的变化如下表。该反应处于平衡状态的时间区域为( )
t/min 0 1 2 3 4 5
n(A)/ mol 0.040 0.020 0.014 0.010 0.010 0.010
A.1～2 min B.1～3 min
C.2～3 min D.3～5 min
5.密闭容器中充入SO2和18O2,一定条件下达到平衡时,18O存在于( )
A.只存在于SO2中
B.只存在于O2和SO3中
C.只存在于SO2和SO3中
D.SO2、SO3和O2中都有可能存在
6.下列过程中,化学反应速率的增大对人类有益的是( )
A.金属的腐蚀 B.食物的腐败
C.塑料的老化 D.氨的合成
7.CO还原赤铁矿(主要成分Fe2O3)可用于工业炼铁。在密闭体系中,反应Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)在一定条件下达到平衡。保持条件不变,则一段时间后( )
A.Fe的产量增加
B.CO的转化率提高
C.CO2的浓度增加
D.CO的浓度保持不变
8.(2022·辽宁7月合格考)某温度时,在1 L容器中发生A、B两种物质间的转化反应,A、B物质的量随时间变化曲线如图所示。下列叙述正确的是( )
A.该反应的化学方程式为A2B
B.达到平衡时,A和B浓度一定相等
C.8 min时,该反应已处于化学平衡状态
D.0～4 min,B的平均反应速率为0.1 mol/(L·min)
9.在下列影响化学反应速率的外界因素中,能增大化学反应速率的方法是( )
①升温 ②使用催化剂 ③增大反应物浓度 ④将块状固体反应物磨成粉末 ⑤减小反应物浓度
A.①②③⑤ B.①②④⑤
C.①③④⑤ D.①②③④
10.等质量的锌与过量盐酸在不同的实验条件下进行反应,实验数据见下表。收集相同条件下相同体积的氢气,所需时间最短的一组是( )
组别 A B C D
盐酸浓度/ (mol·L-1) 2.0 2.5 2.5 2.5
温度/℃ 25 30 50 50
锌的状态 块状 粉末 块状 粉末
11.恒容密闭容器内发生反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),下列能说明该反应达到平衡状态的是( )
A.正、逆反应速率相等且为零
B.CO2的浓度不再变化
C.各物质的物质的量相等
D.消耗1 mol H2O的同时生成1 mol H2
12.(2024·河北保定高一期末)一定条件下,向容积为2 L的密闭容器中加入2 mol A和10 mol B,发生反应4A(g)+5B(g)4C(g)+6D(g),2 min 时测得剩余A为1 mol,下列化学反应速率表示正确的是( )
A.v(A)=0.50 mol·L-1·min-1
B.v(B)=0.35 mol·L-1·min-1
C.v(C)=0.25 mol·L-1·min-1
D.v(D)=0.50 mol·L-1·min-1
13.工业上用氢气和氮气合成氨:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),下列有关说法错误的是( )
A.增大N2的浓度,可增大反应速率
B.达到平衡时,反应达到了最大限度
C.达到平衡时,N2的转化率为100%
D.达到平衡时,正反应速率与逆反应速率相等
14.(2024·辽宁抚顺高一期末)可逆反应X(s)+3Y(g)2Z(g)+Q(g)在不同条件下的反应速率如下,其中反应速率最大的是( )
A.v(X)=0.25 mol/(L·s)
B.v(Y)=3.6 mol/(L·min)
C.v(Q)=0.2 mol/(L·s)
D.v(Z)=0.3 mol/(L·s)
15.一定条件下,恒容密闭容器中发生反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。下列能说明该反应达到平衡状态的是( )
A.H2的物质的量保持不变
B.气体分子总数保持不变
C.CO与CO2的浓度相等
D.CO、H2O、CO2、H2同时存在
16.如图是可逆反应X+3Y2Z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.t2～t3时,各物质的浓度不再发生变化
B.t2时,反应未达到限度
C.t2～t3时,反应已停止进行
D.t1时,反应只向正反应方向进行
17.向四个容积相同的密闭容器(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排列顺序正确的是( )
(甲)在500 ℃时,10 mol SO2和5 mol O2反应
(乙)在450 ℃时,8 mol SO2和5 mol O2反应
(丙)在500 ℃时,8 mol SO2和5 mol O2反应
(丁)在500 ℃时,用V2O5作催化剂,10 mol SO2和5 mol O2反应
A.甲、丙、丁、乙 B.丁、甲、丙、乙
C.丙、甲、乙、丁 D.乙、丁、丙、甲
18.下列叙述表示可逆反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)一定处于平衡状态的是( )
A.N2、H2、NH3的浓度相等
B.单位时间内消耗a mol N2的同时消耗了3a mol H2
C.单位时间内消耗a mol N2的同时生成了3a mol H2
D.N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2
19.化学反应速率和限度的研究对日常生活和工业生产有着重要意义。下列有关说法错误的是( )
A.向炉膛内鼓风,用煤粉代替煤块可以使炉火更旺
B.将肉类食品进行低温冷藏,能使其永远不会腐败变质
C.工业合成氨时,要同时考虑反应速率和反应限度两个方面
D.我国西周时期已用“酒曲”酿酒,原理是利用催化剂改变反应速率
20.下列措施中,不能增大化学反应速率的是( )
A.Zn与稀硫酸反应制取H2时,加入少量CuSO4溶液
B.Al在O2中燃烧生成Al2O3时,用铝粉替代铝片
C.用KClO3固体分解制取O2时,固体中添加少量MnO2
D.CaCO3与稀盐酸反应生成CO2时,将盐酸换成等浓度的硝酸
1.A 向门窗合页里注油是为了增加润滑性,没有调控反应速率,与化学反应速率调控无关,A符合题意;铁触媒作催化剂能增大化学反应速率,与化学反应速率调控有关,B不符合题意;向炉膛“鼓风”,增大O2的浓度,能增大燃烧的速率,与化学反应速率调控有关,C不符合题意;在空运水果中放入冰袋,可以降低温度,减小化学反应速率,与化学反应速率调控有关,D不符合题意。
2.C 温度、压强、催化剂都是影响化学反应速率的外因,决定化学反应速率的主要因素是物质的性质,故选C。
3.B 用生成物D表示的化学反应速率是v(D)===0.1 mol/(L·s),B正确。
4.D 反应平衡后各组分的物质的量不再变化,故选D。
5.D 该反应为可逆反应,正反应和逆反应同时进行,故SO2、SO3和O2中都有可能存在18O,故D正确。
6.D 金属的腐蚀越慢越好,故增大速率对人类无益,A不符合题意;食物的腐败越慢越好,故增大速率对人类无益,B不符合题意;塑料的老化越慢越好,故增大速率对人类无益,C不符合题意;增大合氨的速率,可缩短生产周期,故增大速率对人类有益,D符合题意。
7.D 化学反应达到平衡后,各组分的浓度、物质的量、质量、转化率等都不再变化。
8.C 由题图可知A是反应物,B是生成物,达到平衡时,消耗的时间是一样的,A的物质的量的变化为0.6 mol,B的物质的量的变化为0.3 mol,变化量之比等于化学计量数之比,该反应的化学方程式为2AB,A错误;由题图可知,反应达到平衡时,A与B的浓度保持不变,但不相等,B错误;8 min 时图像中的两条曲线都趋于直线,说明物质的量不再发生改变,说明在此时已经达到平衡,C正确;0～4 min,B的平均反应速率为v===0.05 mol/(L·min),D错误。
9.D 升温、使用催化剂、增大反应物浓度都可增大反应速率,故①、②、③符合题意;将块状固体反应物磨成粉末,增大了反应物的接触面积,反应速率增大,故④符合题意;减小反应物浓度,反应速率减小,故⑤不符合题意。
10.D 盐酸浓度越大,反应温度越高,盐酸与锌的接触面积越大,则化学反应速率越大,收集相同体积的氢气耗时越短,故选D。
11.B A项,反应达到平衡状态时,正、逆反应速率相等但不为零,不符合题意;B项,CO2的浓度不再变化,则正、逆反应速率相等,说明反应达到平衡状态,符合题意;C项,各物质的物质的量相等,反应不一定达到平衡状态,不符合题意;D项,当反应未达到平衡状态时,消耗1 mol H2O的同时也生成1 mol H2,不符合题意。
12.C 一定条件下,向容积为2 L的密闭容器中加入2 mol A和10 mol B,发生反应4A(g)+5B(g)4C(g)+6D(g),2 min 时测得剩余A为1 mol,参与反应的A为1 mol,则v(A)==0.25 mol·L-1·min-1,根据化学反应速率之比等于化学计量数之比, 则v(C)=0.25 mol·L-1·min-1,v(B)=0.25 mol·L-1·min-1×≈0.31 mol·L-1·min-1,v(D)=0.25 mol·L-1·min-1×=0.375 mol·L-1·min-1,故C正确。
13.C 增大N2的浓度,反应速率增大,故A正确;达到平衡时,正、逆反应速率相等,平衡不再移动,反应达到了最大限度,故B正确;该反应是可逆反应,反应物不可能全部转化,故C错误;可逆反应中,正、逆反应速率相等且不为0时,反应达到平衡状态,故D正确。
14.C A.由于X为固体,其浓度视为常数,故不能用其单位时间内浓度变化量表示反应速率;B.v(Y)=3.6 mol/(L·min)=0.06 mol/(L·s);C.v(Q)=0.2 mol/(L·s),v(Y)=3v(Q)=0.6 mol/(L·s);D.v(Z)=0.3 mol/(L·s),v(Y)=v(Z)=0.45 mol/(L·s)。综上所述,故选C。
15.A H2的物质的量保持不变,说明反应达到平衡状态,故A符合题意;该反应是反应前后体积不变的反应,气体分子总数始终不变,因此当气体分子总数保持不变,不能说明反应达到平衡状态,故B不符合题意;CO与CO2的浓度相等,不能说明反应达到平衡状态,故C不符合题意;CO、H2O、CO2、H2同时存在,不能说明反应达到平衡状态,故D不符合题意。
16.A t2～t3时,正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态,各物质的浓度不再发生变化,A正确;t2时,正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态,即反应达到限度,B错误;t2～t3时,正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态,但反应速率不为0,反应没有停止,C错误;t1时,正、逆反应速率均不为0,反应向正反应方向进行的同时也向逆反应方向进行,D错误。
17.B 温度为甲=丙=丁>乙,浓度为甲=丁>乙=丙,且丁使用催化剂,温度越高,反应速率越大,浓度越大,反应速率越大,使用催化剂可增大反应速率,故反应速率丁>甲>丙>乙。
18.C N2、H2、NH3的浓度相等,不能说明反应达到平衡,故A不符合题意;单位时间内,消耗a mol N2的同时消耗3a mol H2,均表示正反应方向,不能说明反应达到平衡,故B不符合题意;单位时间内,消耗a mol N2的同时生成3a mol H2,正、逆反应速率相等,说明反应达到平衡,故C符合题意;平衡时各物质的浓度之比取决于各物质的起始物质的量和转化率,故N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2,不能说明反应达到平衡,故D不符合题意。
19.B 相同条件下,增大反应物的浓度或增大固体反应物的表面积均可增大反应速率,所以向炉膛内鼓风,用煤粉代替煤块可使炉火更旺,A项正确;低温冷藏只能减小肉类食品腐败变质的速率,不能使肉类食品永远不腐败变质,B项错误;工业合成氨是一个可逆的放热反应,为提高产率,需要同时考虑反应速率和反应限度两个方面,C项正确;酒曲是一种酶,酿酒过程中作催化剂,增大反应速率,D项正确。
20.D Zn与稀硫酸反应制取H2时,加入少量CuSO4溶液,Zn置换出CuSO4溶液中的Cu,与稀硫酸构成锌铜原电池,增大化学反应速率,A项不符合题意;Al在O2中燃烧生成Al2O3时,用铝粉替代铝片增大了反应物的接触面积,增大了化学反应速率,B项不符合题意;用KClO3固体分解制取O2时,固体中添加少量MnO2起到了催化剂的作用,增大了化学反应速率,C项不符合题意;CaCO3与稀盐酸反应生成CO2时,将盐酸换成等浓度的硝酸,并没有改变H+的浓度,不能增大化学反应速率,D项符合题意。
