化学必修 第二册第3节 化学反应的快慢和限度课时作业

这是一份化学必修 第二册第3节 化学反应的快慢和限度课时作业，共13页。试卷主要包含了选择题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题
1．可逆反应A(g)+3B(g)2C(g)+ D(g) 在四种不同情况下的反应速率如下，其中反应进行得最快的是
A．VA=0.15ml ·(L·min)-1B．VB=0.6 ml ·(L·min)-1
C．VC=0.4 ml ·(L·min)-1D．VD=0.6 ml ·(L·min)-1
2．下列图示与对应的叙述相符的是
A．根据图①可判断可逆反应“”的
B．根据图②，若除去溶液中的可向溶液中加入适量，至pH在4左右
C．图③表示乙酸溶液中通入氨气至过量过程中溶液导电性的变化
D．图④表示加入催化剂，化学反应的焓变减小
3．反应速率会受到许多因素的共同影响。在下列四个容积相同的密闭容器中，在一定条件下发生反应：N2+3H2⇌2NH3，其中生成NH3的反应速率最大的是
A．AB．BC．CD．D
4．一定条件下，将一定量的N2和H2的混合气体充入某恒容密闭容器中，一段时间后，下列叙述能说明该反应达到平衡状态的是
A．容器中N2、H2、NH3共存B．N2、H2、NH3的物质的量之比为1∶3∶2
C．容器中的压强不随时间变化D．N2、NH3浓度相等
5．设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．7.8g的溶液与足量的水反应，转移的电子数为
B．与充分反应转移的电子数为
C．标准状况下，中所含电子数为
D．含的溶液滴入沸水中，制得的胶体粒子为
6．臭氧在烟气脱硝中的反应为。向的恒容密闭容器中充入和充分反应，平衡时，的体积分数随温度变化关系如图所示。下列说法正确的
A．该反应的
B．点时，的体积分数为
C．点时，
D．正反应速率的大小：点点
7．二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为
CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) ΔH=-164.7kJ·ml-1
CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=41.2kJ·ml-1
在密闭容器中，1.01×105Pa，n起始(CO2)：n起始(H2)=1：4时，CO2平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的CO2实际转化率随温度的变化如图所示。
CH4的选择性可表示为×100%。
下列说法正确的是
A．反应2CO(g)+2H2(g)=CO2(g)+CH4(g)的焓变ΔH=-205.9kJ·ml-1
B．CH4的平衡选择性随着温度的升高而减少
C．用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为480~530℃
D．450℃时，提高的值或增大压强，均能使CO₂平衡转化率达到X点的值
8．将等物质的量的A、B混合于的密闭容器中发生反应：，经后测得D的浓度为，，以C表示的平均速率，下列说法正确的是
A．反应速率
B．该反应方程式中，x=1
C．时，A的转化率为60％
D．时，A的物质的量为
9．下列说法正确的是
A．和在密闭容器中混合充分反应，转移电子的数目为
B．硫与非金属单质反应时均作氧化剂
C．硫粉在过量的纯氧中燃烧可以生成
D．在反应中，氧化剂与还原剂物质的量之比为2：1
10．多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现CH3OH在铜基催化剂上的反应机理如图(该反应为可逆反应)。下列说法正确的是
A．反应I为，且反应物总键能小于生成物总键能
B．优良的催化剂降低了反应的活化能和反应热，节约能源
C．CH3OH在铜基催化剂上的总反应在高温条件下能自发进行
D．理论上，催化剂表面会吸附积累大量中间产物CO
11．是工业上制造氮肥的重要反应，该反应的正反应为放热反应，下列说法正确的是
A．使用催化剂不影响反应速率
B．和的总能量低于总能量
C．增大的浓度可以提高化学反应速率
D．合适的条件下，和能100%转化为
12．设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．含有Si-Cl键的数目为
B．标准状况下，11.2LNO与混合后分子的数目为
C．一定条件下，与足量的反应，转移的电子数为
D．溶液中含有的氧原子数为
13．历史上曾利用HCl、CuCl2和O2制取氯气，反应原理如图所示。下列推断不正确的是
A．反应Ⅰ的化学方程式为
B．反应Ⅱ属于复分解反应
C．上述反应原理图中有2种元素化合价发生变化
D．CuO是整个过程的催化剂
14．对水样中M的分解速率的影响因素进行研究，每次取2L水样进行实验，在相同温度下，M的物质的量[n(M)]随时间(t)变化的有关实验数据如下图所示，下列说法正确的是
A．由③④得，水样中添加Cu2＋，能加快M的分解速率
B．由②③得，反应物浓度越大，M的分解速率越快
C．由②④得，水样的pH越小，M的分解速率越快
D．在0～20min内，②中M的平均分解速率为0.0075ml/(L·min)
15．不同条件下，用O2氧化一定浓度的FeCl2溶液过程中所测的实验数据如图所示，
下列分析或推测不合理的是
A．Fe2+的氧化率随时间延长而逐渐增大
B．由②和③可知，pH越大，Fe2+氧化速率不一定越快
C．由①和③可知，温度越高，Fe2+氧化速率越快
D．氧化过程的离子方程式为：4Fe2++O2+2H2O=4Fe3++4OH－
二、填空题
16．回答下列问题。
Ⅰ．请回答：
(1)已知断开 键、键、键分别需要吸收的能量为 、、，则由 和 生成 会 “放出”或“吸收”) kJ的热量。
Ⅱ．某温度时，在密闭容器中某一反应的气体物质的量随时间变化的曲线如图所示，由图中数据分析求得：
(2)该反应的化学方程式为 。
(3)反应开始至时，的平均反应速率为 。
(4)平衡时的转化率为 ；第 时，正、逆反应速率的大小关系为：正 逆 填“ ”、“ ”或“ ” 。
17．铜冶金技术以火法冶炼为主。
(1)火法炼铜的工艺流程如下：
反应I：2Cu2S(s)+3O2(g)=2Cu2O(s)+2SO2(g) △H=－768.2kJ·ml－1
反应Ⅱ：2Cu2O(s)+Cu2S(s)=6Cu(s)+SO2(g) △H=+116.0 kJ·ml－1
①在反应Ⅱ中，每生成1mlSO2转移电子 ml。
②反应Cu2S(s)+O2(g)=2Cu(s)+SO2(g)的△H= kJ·ml－1 。
③理论上m1：m2= 。
(2)炼铜的副产品SO2多用于制硫酸和石膏等化学产品。制硫酸中重要的一步反应是：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=－196kJ·ml－1。如图表示将2.0mlSO2和1.0mlO2置于1L密闭容器中，当其他条件一定时，SO2(g)的平衡转化率α随X的变化关系，X(X1、X2)代表压强或温度。X代表的物理量是 。A对应条件下平衡常数K= 。
(3)工业硫酸中往往含有一定量SO2，测定过程如下：取mg工业硫酸配成100mL溶液，取出20.00mL溶液，加入1mL指示剂，用cml·L－1I2标准溶液滴定，消耗的I2标准溶液VmL，工业硫酸中含有SO2的质量分数的计算式是 。
三、解答题
18．氢氧化氧镍(NiOOH)有良好的电化学活性，是合成锂离子电池材料的前驱体。某化工厂用含镍废料(主要成分为NiO，杂质为Fe3O4、CaO、CuO)制备NiOOH的工艺流程如图。
已知几种金属离子沉淀的pH如表：
(1)为了提高“酸浸”中原料的浸出效率，采取的措施不合理的有_______。
A．研磨废料B．加入大量水C．搅拌D．适当升高温度
(2)料渣2的主要成分是 (填化学式)。
(3)“除铜”中发生两个反应，写出其中生成CuS的离子方程式 。
(4)“除铁”在40~50℃下进行，加入H2O2的作用是 ，NaOH用于调节溶液的pH，应调节pH的范围是 。
(5)NiOOH中Ni的化合价为 。
(6)若用2.0t废料(含NiO75%)制得NiOOH 1.6t，则NiOOH的产率为 %(保留两位有效数字)。
19．金属钛(Ti)在航空航天，医疗器械等工业领域有着重要用途。目前生产钛的方法之一是将金红石(TiO2)转化为TiCl4，再进一步还原得到钛。回答下列问题：
(1)TiO2转化为TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1000℃时反应的热化学方程式及其平衡常数如下：
ⅰ.直接氯化法：
TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g) △H1>0 Kpl
ⅱ.碳氯化法：
TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g) △H2<0 Kp2
①反应2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H3 Kp3，则△H3= (用含△H1、△H2的代数式表示)，Kp3= (用含Kp1，Kp2的代数式表示)， (填“低温”“高温”或“任意温度”)有利于该反应自发进行。
②对于直接氯化法：仅增大压强，平衡 (填“向左”“向右”或“不”)移动；仅升高温度，Cl2(g)平衡转化率 (填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)在压强为170kPa恒压作用下，将TiO2(s)、C(s)、Cl2(g)以物质的量之比为1：2.2：2进行反应。体系中气体平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。
①原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+表示，与之相反的用-表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态钛原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为 。
②反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)的平衡常数Kp(T2℃)= kPa(分压=物质的量分数×总压)。
(3)查阅资料可知：Kp2>Kp1，即碳氯化法的反应趋势远大于直接氯化法，其原因为 。
容器
N2浓度/ml·L-1
H2浓度/ml·L-1
温度/℃
催化剂
A
2
3
400
无
B
2
3
500
无
C
1
6
500
无
D
2
6
500
有
金属离子
Fe3+
Fe2+
Ni2+
开始沉淀的pH
1.5
6.5
7.2
沉淀完全的pH
3.2
9.7
9.2
参考答案：
1．D
【分析】根据不同物质的反应速率之比等于计量数之比，将各物质的速率转化为同一个物质的速率，再进行比较。
【详解】A．VA=0.15ml/(L·min)；
B．VA=VB=0.2ml/(L·min)；
C．VA=VC=0.2ml/(L·min)；
D．VA=VD=0.6ml/(L·min)；
综上所述反应速率最快的为D，故答案为D。
2．B
【详解】A．根据图①可知，交点之前，反应未达平衡，交点时处于平衡状态，交点后增大温度，逆反应速率大于正反应速率，平衡逆向移动，升高温度平衡向吸热反应方向移动，故可以判断正反应是放热反应，A错误；
B．由图可知，三价铁离子在pH=4左右沉淀完全，此时铜离子不沉淀，故可以加入适量CuO调节pH至4左右，从而除去溶液中的，B正确；
C．乙酸溶液中通入氨生成乙酸铵，由弱电解质变为强电解质，溶液的导电能力增强，与图像不符，C错误；
D．催化剂只改变反应历程，不会改变反应的焓变，D错误；
故选B。
3．D
【详解】通过表格中数据分析，D 中使用了催化剂，其他条件相同的情况下，该反应在催化剂条件下进行，同时温度最高，浓度最大，所以反应速率最快，故D符合题意；
故选D。
4．C
【详解】A．可逆反应就是反应物和生成物共存的体系，故A错误；
B．体系达平衡状态时，N2、H2、NH3的物质的量之比可能为1∶3∶2，也可能不是1∶3∶2，与各物质的初始浓度及转化率有关，故B错误；
C．当反应容器中压强不随时间变化，说明气体的总物质的量不变，反应达平衡状态，故C正确；
D．N2、NH3的浓度相等，无法判断各组分的浓度是否变化，掌握无法判断是否达到平衡状态，故D错误；
故选C。
5．C
【详解】A．根据和H2O反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2，可知1ml转移1ml电子，n()==0.1ml，因此转移的电子数目为0.1NA，A项错误；
B．和的反应是可逆反应，与充分反应生成的HI小于２ml，转移的电子数小于２NA，B项错误；
C．中含有２个电子，标准状况下，的物质的量为＝0.5ml，所含电子数为，C项正确；
D．胶体粒子是大量氢氧化铁的聚集体，所以含0.1ml FeCl3溶质的溶液形成胶体后，胶体粒子小于0.1ml，D项错误；
故选C。
6．D
【详解】A．反应属于气体体积减小的反应，即，A错误；
B．，又a点平衡时的体积分数25%，所以，则x=0.29，故臭氧体积分数为41.5%，B错误；
C．点时的体积分数小于同等温度下平衡时体积分数，即该点反应逆向进行，故，C错误；
D．a、b两点二氧化氮体积分数一样，但b点温度高速率快，故反应速率点点，D正确；
故选D。
7．BD
【详解】A．由盖斯定律可知反应的焓变，A错误；
B．为放热反应，升高温度平衡逆向移动，的含量降低，故的平衡选择性随着温度的升高而降低，B正确；
C．由图可知温度范围约为350~400℃时二氧化碳实际转化率最高，催化剂的活性最大，此时为最适温度，温度继续增加，催化剂活性下降，C错误；
D．450℃时，提高的值可提高二氧化碳的平衡转化率，增大压强反应I平衡正向移动，可提高二氧化碳的平衡转化率，均能使平衡转化率达到X点的值，D正确；
故选BD。
8．D
【详解】A．根据题意得v(D)==0.25ml·L-1·min-1，则根据化学反应速率之比等于方程式中化学计量数之比可知v(B)=v(D)=0.125ml·L-1·min-1，A错误；
B．根据题意得v(D) =0.25ml·L-1·min-1，以C表示的平均速率v(C)=0.25ml·L-1·min-1，根据化学反应速率之比等于方程式中化学计量数之比可知x＝2，B错误；
C．由D知A的转化率为，C错误；
D．2min时，D的物质的量是0.5ml/L×2L=1ml，所以消耗A、B的物质的量分别是1.5ml、0.5ml，设A、B起始物质的量均为y，则剩余A、B的物质的量分别是y-1.5ml、y-0.5ml，根据c(A)：c(B)=3：5，解得=3:5，解得y=3ml。所以2min时，A的物质的量为3ml-1.5ml=1.5ml，D正确；
故选D。
9．D
【详解】A．二氧化硫和氧气反应为可逆反应进行不完全，则和在密闭容器中混合充分反应，转移电子小于4ml，电子数目小于，A错误；
B．硫与O2反应生成SO2时，硫作还原剂，B错误；
C．硫在足量O2中燃烧只能生成SO2，C错误；
D．反应中3mlS中2mlS化合价降低，作氧化剂，1mlS化合价升高，作还原剂，氧化剂与还原剂物质的量之比为2：1，D正确；
故选D。
10．C
【详解】A．根据图示可知反应I是1 ml反应产生1 ml CO(g)和2 ml H2(g)，反应物的能量比生成物的低，因此发生反应时会吸收能量，所以反应物总键能应大于生成物总键能，故A错误；
B．优良的催化剂降低了反应的活化能，使反应更容易发生，但不能改变反应物、生成物的总能量，因此反应热不变，故B错误；
C．根据图示可知该反应方程式为：，反应物的总能量比生成物的低，所以＞0，该反应的正反应是气体体积扩大的吸热反应，＞0，＞0，要使反应发生＜0，则＜0，因此高温条件下更有利于反应正向进行，故C正确；
D．从图可知中间产物CO处于高能量状态，根据化学反应趋于更低能量，所以中间产物CO不会大量存在，故D错误；
故选C。
11．C
【详解】A．加入催化剂能增大反应速率，A错误；
B．反应放热，故和的总能量高于总能量，B错误；
C．反应物的浓度增大，反应速率增大，C正确
D．该反应为可逆反应，反应物的转化率不可能达到100%，D错误；
故选C。
12．A
【详解】A．的结构式为，含有Si-Cl键的数目为，故A正确；
B．混合后发生的反应，，后者为可逆过程，不能判断混合后分子数目，故B错误；
C．与足量的反应是可逆反应即，不能计算转移电子数目，故C错误；
D．溶液中的水分子中也含有氧原子，故D错误；
故选A。
13．D
【分析】从图中可以看出，反应Ⅰ为O2+2CuCl2=2CuO+2Cl2，反应Ⅱ为CuO+2HCl=CuCl2+H2O。
【详解】A．由分析可知，反应Ⅰ的化学方程式为O2+2CuCl2=2CuO+2Cl2，A正确；
B．反应Ⅱ为CuO+2HCl=CuCl2+H2O，属于复分解反应，B正确；
C．上述反应原理图中，反应Ⅰ为氧化还原反应，元素O、Cl化合价发生变化，C正确；
D．从原理图中看，反应物为O2、HCl，生成物为Cl2、H2O，CuCl2出现在第一个反应中，则CuCl2是整个过程的催化剂，D不正确；
故选D。
14．AD
【详解】A．根据③④知，pH相同时，添加铜离子的，相同时间内c(M)的变化量越大，则M的分解速率大，A正确；
B．根据②③知，反应起始浓度及溶液pH都不同，两个变量，则无法判断反应速率与浓度关系，B错误；
C．根据②④知，铜离子及溶液pH都不同，两个变量，则无法判断M的分解速率与pH关系，C错误；
D．由题图知0～20 min内，②中M的分解速率v(M)＝＝0.0075 ml·L－1·min－1，D正确；
故选AD。
15．B
【分析】在酸性条件下，Fe2+和氧气、氢离子反应生成Fe3+和H2O，反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O，由图象可知，当pH相同温度不同时，温度越高Fe2+的氧化率越大；当温度相同pH不同时，pH越大，Fe2+的氧化率越小。
【详解】A．由图象可知，Fe2+的氧化率随时间延长而逐渐增大，故A正确；
B．由②和③可知，当温度相同pH不同时，pH越大，Fe2+的氧化速率越小，故B错误；
C．由①和③可知，当pH相同温度不同时，温度越高Fe2+的氧化速率越大，故C正确；
D．在酸性条件下，Fe2+和氧气、氢离子反应生成Fe3+和H2O，反应的离子方程式为4Fe2++O2+2H2O=4Fe3++4OH－，故D正确；
故选B。
16．(1) 放出 11
(2)
(3)
(4) 75% >
【详解】（1）由 和 生成 ，断键吸收的总能量为436+151=587kJ，成键放出的总能量为299×2=598kJ，所以反应放出598-587=11kJ的热量。
（2）0~4min内A的物质的量减少0.4ml、B的物质的量增加0.2ml，则A是反应物、B是生成物，且A、B得系数比为2:1，该反应的化学方程式为；
（3）反应开始至时，B的物质的量增加0.2ml ，的平均反应速率为；
（4）反应达到平衡，A的物质的量减少0.6ml，的转化率为；第 后，A继续减少、B继续增多，反应正向进行，正、逆反应速率的大小关系为正>逆)。
17．(1) 6 －217.4 2：1
(2) 压强 80
(3)
【详解】（1）①反应Ⅱ中S由-2价变为+4价，故每生成1mlSO2转移电子6ml；
②由盖斯定律可知得Cu2S(s)+O2(g)=2Cu(s)+SO2(g)，△H=－217.4 kJ·ml－1；
③反应Ⅰ中每消耗2mlCu2S的同时生成2mlCu2O，在反应Ⅱ中每消耗2mlCu2O的同时又消耗1mlCu2S，故m1:m2=2:1；
（2）该反应放热，温度升高平衡逆向移动，二氧化硫转化率降低；压强增大，平衡正向移动，二氧化硫转化率增大，则X表示压强；2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，平衡常数：；
（3）发生反应方程式：，得关系式：，则20.00mL溶液中含二氧化硫物质的量：，工业硫酸中含有SO2的质量分数：。
18．(1)B
(2)Fe(OH)3
(3)H2S+Cu2+=2H++CuS↓
(4) 将Fe2+氧化为Fe3+ 3.2≤pH<7.2
(5)+3
(6)87
【分析】向含NiO的废料(杂质为Fe3O4、CaO、CuO等)加入过量硫酸，过滤得到可溶性的硫酸盐和含有微溶物硫酸钙的滤渣；向滤液中通入硫化氢气体，过滤得到难溶的硫化铜以及单质硫和可溶性的硫酸盐(含Fe2+、Fe3+、Ni2+、Ca2+等)；向滤液中加入H2O2将Fe2+氧化为更容易沉淀的Fe3+，再加试剂NaOH调节溶液的pH除去Fe3+，过滤得到含Ni2+、Ca2+的滤液和氢氧化铁沉淀的滤渣；向滤液中加氟化钠将溶液中的Ca2+转化为难溶性的CaF2，过滤得到Ni2+的溶液，向滤液中加NaOH和K2S2O8溶液将Ni2+转化为NiOOH，经过滤、洗涤、干燥等步骤得到NiOOH固体，据此分析解题。
【详解】（1）提高“酸浸”中原料的浸出效率，采取的措施有：研磨废料、适当升高温度、适当增大硫酸浓度、搅拌等，故答案选B；
（2）由分析可知料渣2的主要成分是Fe(OH)3；
（3）“除铜”中发生两个反应，一个为：Fe3+将H2S氧化为S，化学方程式为：；另一个为生成CuS的化学方程式：，则生成CuS的离子方程式为H2S+Cu2+=2H++CuS↓；
（4）“除铁”时，加入H2O2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+；
NaOH用于调节溶液的pH，目的是除去Fe3+，使其转化为沉淀Fe(OH)3，但不能将Ni2+沉淀，应调节pH的范围是3.2≤pH<7.2；
（5）NiOOH中氢元素显+1价、氧元素显-2价，设Ni元素的化合价为x，根据化合物中各元素正负化合价的代数和为0得： x+(-2)+(-2)+(+1)=0，解得： x=+3；
（6）若用2.0t废料(含NiO75%)制得NiOOH1.6t，则NiOOH的产率=。
19．(1) △H2-△H1 任意温度 不 变大
(2) ＋1或-1 1740.8
(3)碳氯化法反应的气体分子数增加，△H<0，是熵增、放热过程，为自发过程，而直接氯化法的体系中气体分子数不变，且是吸热过程
【详解】（1）①由盖斯定律，反应ii-反应i可得反应2C(s)+O2(g)=2CO(g)，则△H3=△H2-△H1，两式相减则平衡常数相除，则Kp3=，△H3<0，正反应是气体系数增加，则△S>0，由△G=△H-T△S<0能自发进行，则任意温度有利于该反应自发进行；
②对于直接氯化法，正反应是气体系数不变的反应，仅增大压强，同等程度增大正、逆反应速率，则平衡不移动，△H1>0是吸热反应，仅升高温度，平衡正向移动，则Cl2(g)平衡转化率变大；
（2）①基态钛原子的价电子排布式为3d24s2，3d2是分占2个d轨道、自旋方向相同的2个电子，4s轨道填了自旋方向相反的2个电子，则其价电子自旋磁量子数的代数和为2×(+)=+1或2×(-)=-1；
②压强为170kPa恒压，由图可知T2℃时各物质的分压为p(CO)= 170kPa×0.64=108.8kPa，p(CO2)= 170kPa×0.04=6.8kPa，反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)的平衡常数Kp(T2℃)= kPa；
（3）碳氯化法的反应趋势远大于直接氯化法，其原因为碳氯化法反应的气体分子数增加，△H<0，是熵增、放热过程，为自发过程，而直接氯化法的体系中气体分子数不变，且是吸热过程。