周测5 化学反应的速率与限度
(时间：60分钟 分值：100分)
一、选择题(本题共14小题，每小题4分，共56分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.(2024·四川绵阳高一期中)下列关于化学反应速率的说法正确的是 ( )
A.金属钠与足量水反应，增加水的量能加快反应速率
B.外界条件相同时，放热反应的速率一定大于吸热反应的速率
C.对于反应H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)，增大压强不一定加快反应速率
D.2.8 g铁片与100 mL 1.0 mol·L-1的稀硫酸反应，加入少量CuSO4固体，可以在加快反应速率的同时不改变H2的产量
2.目前国际空间站处理CO2废气涉及的反应为CO2+4H2CH4+2H2O。下列关于该反应的说法正确的是 ( )
A.升高温度能减小该反应的速率
B.钌催化剂能增大该反应的速率
C.达到平衡时，v(正)=v(逆)=0
D.达到平衡时，CO2能100%转化为CH4
3.一定温度下，将2 mol SO2和1 mol O2充入2 L密闭容器中，在催化剂存在下进行下列反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，正反应放热。下列说法正确的是 ( )
A.达到反应限度时，SO2和SO3的分子数一定相等
B.任意时刻，SO2和SO3物质的量之和一定为2 mol
C.SO2的消耗速率等于O2的生成速率时，达到反应限度
D.达到反应限度后，升高温度，正反应速率加快，逆反应速率减慢
4.某化学实验小组进行如下实验：将稀盐酸、H2O2和KSCN溶液倒入烧杯中，将一根洁净的铁丝制作成心形放入烧杯中，铁丝上有气泡生成，其周围溶液变成红色；一段时间后铁丝周围溶液开始产生大量气泡且生成气泡越来越快。下列说法错误的是 ( )
A.该过程中产生的气体为H2和O2
B.Fe3+能加快H2O2的分解
C.HCl、H2O2均被氧化
D.反应结束后，向烧杯中加入足量维生素C可使溶液红色褪去
5.如图所示为工业合成氨的流程图。下列有关生产条件的调控作用分析正确的是 ( )
A.①中“净化”可以防止催化剂中毒，③选择高效催化剂可以使原料完全转化成氨
B.②中“加压”可以增大反应速率，因为在该压强下催化剂的活性最大
C.③一般选择控制反应温度为700 ℃左右
D.④⑤有利于提高原料的利用率，节约生产成本
6.(2023·山西朔州高一期中)一定温度下，向2 L恒容密闭容器中充入0.4 mol NH3和0.5 mol O2发生反应：4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)。2 min后，NO的浓度为0.06 mol·L-1。下列有关说法不正确的是 ( )
A.2 min末，用NO表示的反应速率为0.06 mol·L-1·min-1
B.2 min末，NH3的浓度为0.14 mol·L-1
C.0~2 min内，生成的水的质量为3.24 g
D.0~2 min内，O2的物质的量减少了0.15 mol
7.(2024·山东潍坊高一期中)T ℃时，2 L恒容密闭容器中A、B发生反应：aA+BcC+2D，A、B物质的量浓度随时间变化如图所示，12 s时生成C的物质的量为1.2 mol。下列说法错误的是 ( )
A.a=3，c=3
B.0~12 s，C的平均反应速率为0.05 mol·L-1·s-1
C.m点，v=v
D.2 s末时，D的物质的量浓度为0.2 mol·L-1
8.(2023·石家庄正定中学月考)下列情况中，可以证明可逆反应达到平衡状态的有 ( )
Ⅰ.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)：①v正(N2)=2v逆(NH3)；②1个N≡N断裂的同时，有6个N—H断裂
Ⅱ.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)：③恒温恒容时，气体的压强不再改变；④恒温恒压时，气体的密度不再改变
Ⅲ.C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)：⑤恒温恒容时，气体的密度不再改变；⑥恒温恒容时，气体的平均相对分子质量不再改变
Ⅳ.NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)：⑦恒温恒容时，气体的平均相对分子质量不再改变；⑧恒温恒压时，CO2的体积分数不再改变
Ⅴ.H2(g)+I2(g)2HI(g)：⑨c(HI)∶c(H2)∶c(I2)=2∶1∶1；⑩恒容绝热时，压强不再改变
A.6个 B.7个 C.8个 D.9个
9.(2024·福州高一期中)某实验小组用0.1 mol·L-1 Na2S2O3溶液和0.1 mol·L-1 H2SO4溶液为反应物，探究外界条件对化学反应速率的影响，实验记录如下表。
序号 温度 Na2S2O3溶液体积 H2SO4溶液体积 H2O体积 出现沉淀的时间
Ⅰ 20 5 5 10 t1
Ⅱ 20 5 10 a t2
Ⅲ 60 5 5 10 t3
已知：(1)Na2S2O3+H2SO4Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O；
(2)实验结果：t1>t2>t3。
下列说法不正确的是 ( )
A.研究H2SO4浓度对该反应速率的影响，a=5
B.对比实验Ⅰ、Ⅲ可知，温度越高，反应速率越快
C.进行实验Ⅰ、Ⅱ时，依次向试管中加入Na2S2O3溶液、H2SO4溶液、H2O
D.用出现沉淀所需时间比较反应速率比用产生气泡所需时间来比较反应速率更合理
10.(2024·福州高一期中)一定条件下，对于反应X+3Y2Z，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)。达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1和0.08 mol·L-1，则下列判断合理的是 ( )
①c1：c2=1∶3
②平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3
③X和Y转化量之比为1∶1
④c2的取值范围为0
答案 B
11.(2023·福建南平高一期中)为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解反应的催化效果，甲、乙两位同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。下列叙述不正确的是 ( )
A.图甲所示实验可通过观察产生气泡的快慢来比较H2O2分解速率的大小
B.相同环境下若图甲所示实验中反应速率为①>②，则一定说明Fe3+比Cu2+对H2O2分解催化效果好
C.用图乙所示装置测定反应速率，需要记录反应产生的气体体积及反应时间
D.为检查图乙所示装置的气密性，可关闭A处活塞，将注射器活塞拉出一定距离，一段时间后松开活塞，观察活塞是否回到原位
12.在一定温度下，容器内某一反应aNbM的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，下列表述正确的是 ( )
A.a∶b=1∶2
B.t2时，逆反应速率大于正反应速率
C.t3时，正、逆反应速率相等，达到平衡
D.t1时，v(N)的反应速率是 mol·L-1·min-1
13.(2023·青岛高一期中)丙酮()碘化反应为+I2I-+H++。某兴趣小组在20 ℃时研究了该反应的反应速率。他们在反应开始前加入淀粉溶液，通过观察淀粉溶液褪色时间来度量反应速率的大小。实验数据如下表，其中①~④混合液总体积相同。
序号 c(丙酮)/ (mol·L-1) c(I2)/ (mol·L-1) c(H+)/ (mol·L-1) 褪色时 间/s
① 2 0.002 0.5 40
② 1 0.002 0.5 80
③ 2 0.001 0.5 20
④ 2 0.002 0.25 80
下列根据实验数据做出的推理不合理的是 ( )
A.实验①中，v(I2)=5×10-5 mol·L-1·s-1
B.由实验①②可知，c(丙酮)越大，反应速率越快
C.由实验①③可知，c(I2)越大，反应速率越慢
D.由实验①④可知，c(H+)越大，反应速率越快
14.某反应A(g)+B(g)C(g)+D(g)的速率方程为v=k·cm(A)·cn(B)。其中，k为速率常数，是指给定温度下，反应物的浓度均为1 mol·L-1 时的反应速率。已知其半衰期(当剩余反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为。改变反应物浓度(单位：mol·L-1)时，反应的瞬时速率(单位：10-3 mol·L-1·min-1)如表所示，下列说法不正确的是 ( )
c(A) 0.25 0.50 1.00 0.50 1.00 c1
c(B) 0.050 0.050 0.100 0.100 0.200 c2
v 1.6 3.2 v1 3.2 v2 4.8
A.上述表格中的c1=0.75、v2=6.4
B.该反应的速率常数k=6.4×10-3 min-1
C.升温、加入催化剂及缩小容积均可使k增大，反应瞬时速率加快
D.在过量的B存在时，当剩余6.25%的A时，所需的时间是500 min
二、非选择题(本题共3小题，共44分)
15.(16分)(2023·甘肃天水高一期中)某温度时，在2 L恒容密闭容器中充入0.9 mol A(g)、0.6 mol B(g)、0.3 mol C(g)，发生反应：3A(g)+B(g)2C(g)，各物质物质的量的变化关系如图所示，回答下列问题：
(1)图中表示物质A的变化曲线为 (填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
(2)0~5 min内，v(B)= mol·L-1·min-1。
(3)反应达到平衡时，c(C)= mol·L-1。
(4)若仅改变下列一个条件，推测该反应的速率发生的变化 (填“增大”“减小”或“不变”)：
①降低温度，化学反应速率 ；
②充入少量不参加反应的稀有气体，化学反应速率 ；
③将容器的体积压缩至原来的一半，化学反应速率 。
(5)t1 min时，反应 (填“达到”或“没有达到”)化学平衡；5 min时，v(正) (填“>”“<”或“=”) v(逆)。
16.(14分)在化学反应的研究和实际应用中，人们除了选择合适的化学反应以实现所期待的物质转化或能量转化，还要关注化学反应进行的快慢和程度，以提高生产效率。
(1)控制条件，让反应在恒容密闭容器中进行如下反应：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。用传感器测得不同时间NO和CO的浓度如表。
时间/s 0 1 2 3 4 5
c(NO)/ (10-4 mol·L-1) 10.0 4.50 2.50 1.50 1.00 1.00
c(CO)/ (10-3 mol·L-1) 3.60 3.05 2.85 2.75 2.70 2.70
前2 s内的平均反应速率v(N2)= ，从表格看，已达化学平衡的时间段为 。
(2)(4分)在一定温度下，某固定容积的密闭容器中充入一定量的NO2气体后，发生反应：2NO2(g)N2O4(g)，已知NO2是红棕色气体，N2O4是无色气体。如图是反应速率(v)与时间(t)的关系曲线。下列叙述正确的是___________________(填字母)。
a.t1时，反应未达到平衡，NO2浓度在减小
b.t2时，反应达到平衡，反应不再进行
c.t2~t3各物质浓度不再变化
d.t2~t3各物质浓度相等
e.O~t2，N2O4浓度增大
f.反应过程中气体的颜色不变
g.建立平衡过程中，混合气体平均相对分子质量增大
(3)在压强为0.1 MPa条件下，a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(l)，反应放热。为了寻得合成甲醇的适宜温度与压强，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面的实验设计表中。表中剩余的实验数据：n= ，m= 。
实验编号 T/℃ p/MPa
① 180 2∶3 0.1
② n 2∶3 5
③ 350 m 5
(4)在四个不同的容器中，在不同的条件下进行合成氨反应：N2+3H22NH3，根据在相同时间内测定的结果判断，生成氨气的反应速率由大到小排列为 (填字母)。
A.v(H2)=0.01 mol·L-1·s-1
B.v(N2)=0.3 mol·L-1·min-1
C.v(NH3)=0.15 mol·L-1·min-1
D.v(H2)=0.3 mol·L-1·min-1
17.(14分)(2023·辽宁抚顺高一期中)为实现碳中和，研究人员开发了双功能催化剂，它具有吸收二氧化碳和将其吸收的二氧化碳与氢气反应转化为甲烷的功能，过程中发生的反应为CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)。已知：断开1 mol物质中的化学键所要吸收的能量(单位：kJ·mol-1)如表。
物质 CO2(g) H2(g) CH4(g) H2O(g)
吸收的能量 1 490 436 1 652 926
(1)若每生成32 g甲烷，则该反应 (填“放出”或“吸收”) kJ能量。
(2)某温度下，在2 L的密闭容器中充入n(CO2)∶n(H2)=1∶5的混合气体，发生上述反应，n(CO2)与n(CH4)随时间的变化如图所示。
①0~2 min内，用H2表示该反应的平均反应速率v(H2)= mol·L-1·min-1，反应达到平衡状态时，c(H2O)= mol·L-1。
②x、y两点用CO2表示的化学反应速率：v正(x) (填“>”“<”或“=”)v逆(y)。
③(4分)下列说法正确的是 (填字母)。
A.5 min后该反应停止
B.容器中混合气体的平均相对分子质量不再发生改变时，该反应达到平衡
C.2 min时，v正=v逆
D.若改变催化剂，则反应达到平衡状态所需的时间一定小于5 min
周测5 化学反应的速率与限度
(时间：60分钟 分值：100分)
一、选择题(本题共14小题，每小题4分，共56分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.(2024·四川绵阳高一期中)下列关于化学反应速率的说法正确的是 ( )
A.金属钠与足量水反应，增加水的量能加快反应速率
B.外界条件相同时，放热反应的速率一定大于吸热反应的速率
C.对于反应H2(g)+Cl2(g)2HCl(g)，增大压强不一定加快反应速率
D.2.8 g铁片与100 mL 1.0 mol·L-1的稀硫酸反应，加入少量CuSO4固体，可以在加快反应速率的同时不改变H2的产量
答案 C
解析 水为纯液体，增加水的量不能加快反应速率，故A错误；反应速率与物质的性质有关，与反应热无关，如金属的腐蚀为放热反应，但非常缓慢，故B错误；若容器体积恒定，向容器中通入稀有气体，尽管压强增大，反应速率并不加快，故C正确；n(Fe)==0.05 mol，n(H+)=0.1 L×1.0 mol·L-1×2=0.2 mol，由Fe+2H+Fe2++H2↑可知，Fe完全反应，生成的氢气由Fe的物质的量决定，加入少量CuSO4固体，Fe可置换出Cu，构成原电池可加快反应速率，但生成的氢气减少，故D错误。
2.目前国际空间站处理CO2废气涉及的反应为CO2+4H2CH4+2H2O。下列关于该反应的说法正确的是 ( )
A.升高温度能减小该反应的速率
B.钌催化剂能增大该反应的速率
C.达到平衡时，v(正)=v(逆)=0
D.达到平衡时，CO2能100%转化为CH4
答案 B
解析 升高温度，反应速率增大，A错误；加入催化剂，反应速率增大，B正确；达到平衡时，正、逆反应速率相等，但不为零，C错误；可逆反应的反应物不可能全部转化为生成物，D错误。
3.一定温度下，将2 mol SO2和1 mol O2充入2 L密闭容器中，在催化剂存在下进行下列反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，正反应放热。下列说法正确的是 ( )
A.达到反应限度时，SO2和SO3的分子数一定相等
B.任意时刻，SO2和SO3物质的量之和一定为2 mol
C.SO2的消耗速率等于O2的生成速率时，达到反应限度
D.达到反应限度后，升高温度，正反应速率加快，逆反应速率减慢
答案 B
解析 达到反应限度时，反应物和生成物的物质的量与化学方程式中的化学计量数无关，故A错误；反应中二氧化硫与三氧化硫的化学计量数相等，二氧化硫的消耗量与三氧化硫的生成量相等，故SO2 和 SO3 物质的量之和一定为2 mol，故B正确；SO2的消耗速率等于O2的生成速率时，正、逆反应速率不相等，反应未达到平衡状态，故C错误；达到反应限度后，升高温度，正、逆反应速率均增大，故D错误。
4.某化学实验小组进行如下实验：将稀盐酸、H2O2和KSCN溶液倒入烧杯中，将一根洁净的铁丝制作成心形放入烧杯中，铁丝上有气泡生成，其周围溶液变成红色；一段时间后铁丝周围溶液开始产生大量气泡且生成气泡越来越快。下列说法错误的是 ( )
A.该过程中产生的气体为H2和O2
B.Fe3+能加快H2O2的分解
C.HCl、H2O2均被氧化
D.反应结束后，向烧杯中加入足量维生素C可使溶液红色褪去
答案 C
解析 开始，铁和盐酸生成氢气，后来因为H2O2在氯化铁的催化下生成水和氧气，A正确；一段时间后开始产生大量气泡且生成气泡越来越快，说明三价铁可以催化过氧化氢分解，B正确；HCl中氢的化合价降低，氯的化合价没有变化，故HCl被还原，C错误；三价铁具有氧化性，能被维生素C还原为二价铁，从而使溶液颜色发生变化，D正确。
5.如图所示为工业合成氨的流程图。下列有关生产条件的调控作用分析正确的是 ( )
A.①中“净化”可以防止催化剂中毒，③选择高效催化剂可以使原料完全转化成氨
B.②中“加压”可以增大反应速率，因为在该压强下催化剂的活性最大
C.③一般选择控制反应温度为700 ℃左右
D.④⑤有利于提高原料的利用率，节约生产成本
答案 D
解析 “净化”的目的是除去杂质防止催化剂中毒而失去活性，但③选择高效催化剂只能增大反应速率，并不能使原料完全转化为氨，故A错误；②中“加压”是为了增大反应速率和氨的产率，并不是该压强下催化剂的活性最大，故B错误；工业合成氨反应一般选择在400~500 ℃下进行，因为该温度范围内反应速率较大，氨的产率也较大，故C错误；合成氨反应是可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，步骤④⑤通过液化将未反应的氢气和氮气与氨分离，并循环使用，有利于提高原料的利用率，节约生产成本，故D正确。
6.(2023·山西朔州高一期中)一定温度下，向2 L恒容密闭容器中充入0.4 mol NH3和0.5 mol O2发生反应：4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)。2 min后，NO的浓度为0.06 mol·L-1。下列有关说法不正确的是 ( )
A.2 min末，用NO表示的反应速率为0.06 mol·L-1·min-1
B.2 min末，NH3的浓度为0.14 mol·L-1
C.0~2 min内，生成的水的质量为3.24 g
D.0~2 min内，O2的物质的量减少了0.15 mol
答案 A
解析 化学反应速率指的是平均反应速率，不是瞬时速率，因此无法计算2 min末的瞬时速率，A错误；2 min末，NO的浓度为0.06 mol·L-1，则参加反应的NH3的浓度为0.06 mol·L-1，则2 min末，NH3的浓度为0.2 mol·L-1-0.06 mol·L-1=0.14 mol·L-1，B正确；0~2 min内，生成的水的物质的量为×2 L=0.18 mol，质量为0.18 mol×18 g·mol-1=3.24 g，C正确；0~2 min内，O2的物质的量减少了×2 L=0.15 mol，D正确。
7.(2024·山东潍坊高一期中)T ℃时，2 L恒容密闭容器中A、B发生反应：aA+BcC+2D，A、B物质的量浓度随时间变化如图所示，12 s时生成C的物质的量为1.2 mol。下列说法错误的是 ( )
A.a=3，c=3
B.0~12 s，C的平均反应速率为0.05 mol·L-1·s-1
C.m点，v=v
D.2 s末时，D的物质的量浓度为0.2 mol·L-1
答案 C
解析 由图可知，0~12 s内，B的转化量为(0.5-0.3) mol·L-1×2 L=0.4 mol，A的转化量为(0.8-0.2) mol·L-1×2 L =1.2 mol，12 s时生成C的物质的量为1.2 mol ，Δn：Δn：Δn=0.4∶1.2∶1.2=1∶3∶3，则a=3，c=3，A正确；0~12 s，C的平均反应速率为=0.05 mol·L-1·s-1，B正确；图中曲线的斜率可以代表速率的大小，则m点：v
Ⅰ.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)：①v正(N2)=2v逆(NH3)；②1个N≡N断裂的同时，有6个N—H断裂
Ⅱ.2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)：③恒温恒容时，气体的压强不再改变；④恒温恒压时，气体的密度不再改变
Ⅲ.C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)：⑤恒温恒容时，气体的密度不再改变；⑥恒温恒容时，气体的平均相对分子质量不再改变
Ⅳ.NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)：⑦恒温恒容时，气体的平均相对分子质量不再改变；⑧恒温恒压时，CO2的体积分数不再改变
Ⅴ.H2(g)+I2(g)2HI(g)：⑨c(HI)∶c(H2)∶c(I2)=2∶1∶1；⑩恒容绝热时，压强不再改变
A.6个 B.7个 C.8个 D.9个
答案 A
解析 ①v正(N2)=2v逆(NH3)时，正、逆反应速率不相等，反应未达到平衡状态；②1个N≡N断裂的同时，一定有6个N—H形成，若同时有6个N—H断裂，则说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态；③题给反应正向进行过程中，气体的物质的量将减小，恒温恒容时，气体的物质的量之比等于气体的压强之比，当气体的压强不再改变时，说明气体的物质的量不变，反应达到平衡状态；④参加反应的物质均为气体，反应过程中气体的总质量不变，恒温恒压时，气体的物质的量之比等于容器容积之比，该反应正向进行过程中，容器容积将减小，当气体的密度不再改变时，说明容器容积不变，即气体的物质的量不变，反应达到平衡状态；⑤反应物中有固体，反应正向进行过程中，气体的质量将增大，恒温恒容时，当气体的密度不再改变时，说明反应达到平衡状态；⑥设起始加入1 mol水蒸气和足量固体碳，起始气体摩尔质量为18 g·mol-1，设水蒸气的转化量为x mol，则反应过程中气体的平均相对分子质量==，因此恒温恒容时，气体的平均相对分子质量不再改变，说明反应达到平衡状态；⑦恒温恒容时，生成的二氧化碳和氨气的物质的量之比为定值，气体的平均相对分子质量不会发生改变，当气体的平均相对分子质量不变时，不能说明反应达到平衡状态；⑧生成的二氧化碳和氨气的物质的量之比为定值，CO2的体积分数为定值，不能说明反应达到平衡状态；⑨反应物的起始量及转化率未知，无法根据物质的浓度之比判断反应是否达到平衡状态；⑩恒容绝热时，随反应的进行，温度将变化，温度变化会引起压强变化，当压强不再改变时，说明反应达到平衡状态。可以证明可逆反应达到平衡状态的有6个，故选A。
9.(2024·福州高一期中)某实验小组用0.1 mol·L-1 Na2S2O3溶液和0.1 mol·L-1 H2SO4溶液为反应物，探究外界条件对化学反应速率的影响，实验记录如下表。
序号 温度 Na2S2O3溶液体积 H2SO4溶液体积 H2O体积 出现沉淀的时间
Ⅰ 20 5 5 10 t1
Ⅱ 20 5 10 a t2
Ⅲ 60 5 5 10 t3
已知：(1)Na2S2O3+H2SO4Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O；
(2)实验结果：t1>t2>t3。
下列说法不正确的是 ( )
A.研究H2SO4浓度对该反应速率的影响，a=5
B.对比实验Ⅰ、Ⅲ可知，温度越高，反应速率越快
C.进行实验Ⅰ、Ⅱ时，依次向试管中加入Na2S2O3溶液、H2SO4溶液、H2O
D.用出现沉淀所需时间比较反应速率比用产生气泡所需时间来比较反应速率更合理
答案 C
解析 研究H2SO4浓度对该反应速率的影响，应该保持溶液总体积相等，则a=5+5+10-5-10=5，故A正确；实验Ⅰ、Ⅲ温度不同，其他条件相同，t1>t3，说明升高温度能加快该反应速率，故B正确；由于硫代硫酸钠和稀硫酸混合就反应，所以进行实验Ⅰ、Ⅱ时，依次向试管中加入Na2S2O3溶液、H2O、H2SO4溶液，故C错误；二氧化硫易溶于水生成亚硫酸，因此用出现沉淀所需时间比较反应速率比用产生气泡所需时间来比较反应速率更合理，故D正确。
10.(2024·福州高一期中)一定条件下，对于反应X+3Y2Z，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)。达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1和0.08 mol·L-1，则下列判断合理的是 ( )
①c1：c2=1∶3
②平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3
③X和Y转化量之比为1∶1
④c2的取值范围为0
答案 B
解析 由题可知： X+3Y2Z
起始/ c1 c2 c3
平衡/ 0.1 0.3 0.08
反应方程式中反应物X、Y的化学计量数之比为1∶3，所以反应中X和Y以物质的量之比为1∶3消耗，因此起始时X和Y的浓度之比为1∶3，①正确；平衡时Y和Z的生成速率之比等于化学计量数之比，故Y和Z的生成速率之比为3∶2，②错误；反应中X和Y以物质的量之比为1∶3消耗，X和Y转化量之比为1∶3，③错误；运用极限法，假设起始时Z的浓度为0 mol·L-1，则c2为0.42 mol·L-1，即c2的取值范围为0
A.图甲所示实验可通过观察产生气泡的快慢来比较H2O2分解速率的大小
B.相同环境下若图甲所示实验中反应速率为①>②，则一定说明Fe3+比Cu2+对H2O2分解催化效果好
C.用图乙所示装置测定反应速率，需要记录反应产生的气体体积及反应时间
D.为检查图乙所示装置的气密性，可关闭A处活塞，将注射器活塞拉出一定距离，一段时间后松开活塞，观察活塞是否回到原位
答案 B
解析 反应速率可以通过观察产生气泡的快慢来判断，故A正确；图甲所示实验中没有控制唯一变量，没有设计实验验证Cl-和S对反应速率的影响，故该实验不能确定Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果，故B错误；反应速率可以用单位时间内产生气体的体积表示，要测定反应速率，需要记录反应产生的气体体积及反应时间，故C正确；关闭A处活塞，将注射器活塞拉出一定距离，若气密性不好，活塞不能回到原位，故D正确。
12.在一定温度下，容器内某一反应aNbM的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，下列表述正确的是 ( )
A.a∶b=1∶2
B.t2时，逆反应速率大于正反应速率
C.t3时，正、逆反应速率相等，达到平衡
D.t1时，v(N)的反应速率是 mol·L-1·min-1
答案 C
解析 根据图像，在相等的时间内消耗的N和生成的M的物质的量之比为a∶b=2∶1，选项A错误；由图可知t2时反应没有达到平衡，此时正反应速率大于逆反应速率，选项B错误；由图可知t3时，反应达到平衡，正、逆反应速率相等，选项C正确；容器的容积未知，且N的反应速率也只能算出平均速率，选项D错误。
13.(2023·青岛高一期中)丙酮()碘化反应为+I2I-+H++。某兴趣小组在20 ℃时研究了该反应的反应速率。他们在反应开始前加入淀粉溶液，通过观察淀粉溶液褪色时间来度量反应速率的大小。实验数据如下表，其中①~④混合液总体积相同。
序号 c(丙酮)/ (mol·L-1) c(I2)/ (mol·L-1) c(H+)/ (mol·L-1) 褪色时 间/s
① 2 0.002 0.5 40
② 1 0.002 0.5 80
③ 2 0.001 0.5 20
④ 2 0.002 0.25 80
下列根据实验数据做出的推理不合理的是 ( )
A.实验①中，v(I2)=5×10-5 mol·L-1·s-1
B.由实验①②可知，c(丙酮)越大，反应速率越快
C.由实验①③可知，c(I2)越大，反应速率越慢
D.由实验①④可知，c(H+)越大，反应速率越快
答案 C
解析 实验①中，v(I2)===5×10-5 mol·L-1·s-1，故A正确；由实验①②可知，c(丙酮)越大，褪色时间越短，反应速率越快，故B正确；实验①③c(丙酮)相等，c(I2)越大，褪色时间越长，但不能说明反应速率慢，故C错误；实验①④中c(丙酮)、c(I2)相等，c(H+)越大褪色时间越短，反应速率越快，故D正确。
14.某反应A(g)+B(g)C(g)+D(g)的速率方程为v=k·cm(A)·cn(B)。其中，k为速率常数，是指给定温度下，反应物的浓度均为1 mol·L-1 时的反应速率。已知其半衰期(当剩余反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为。改变反应物浓度(单位：mol·L-1)时，反应的瞬时速率(单位：10-3 mol·L-1·min-1)如表所示，下列说法不正确的是 ( )
c(A) 0.25 0.50 1.00 0.50 1.00 c1
c(B) 0.050 0.050 0.100 0.100 0.200 c2
v 1.6 3.2 v1 3.2 v2 4.8
A.上述表格中的c1=0.75、v2=6.4
B.该反应的速率常数k=6.4×10-3 min-1
C.升温、加入催化剂及缩小容积均可使k增大，反应瞬时速率加快
D.在过量的B存在时，当剩余6.25%的A时，所需的时间是500 min
答案 C
解析 由表格中第1、2、4组的数据代入速率方程，可求得m=1、n=0，从而求出速率常数k=6.4×10-3 min-1，B正确；当速率为4.8×10-3 mol·L-1·min-1时，c1=0.75 mol·L-1，c(A)=1 mol·L-1时速率为6.4×10-3 mol·L-1·min-1，A正确；速率常数与浓度无关，缩小容积(加压)不会使k增大，C错误；存在过量的B时，剩余6.25%的A可以看作经历4个半衰期，因此所需的时间为=500 min，D正确。
二、非选择题(本题共3小题，共44分)
15.(16分)(2023·甘肃天水高一期中)某温度时，在2 L恒容密闭容器中充入0.9 mol A(g)、0.6 mol B(g)、0.3 mol C(g)，发生反应：3A(g)+B(g)2C(g)，各物质物质的量的变化关系如图所示，回答下列问题：
(1)图中表示物质A的变化曲线为 (填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
(2)0~5 min内，v(B)= mol·L-1·min-1。
(3)反应达到平衡时，c(C)= mol·L-1。
(4)若仅改变下列一个条件，推测该反应的速率发生的变化 (填“增大”“减小”或“不变”)：
①降低温度，化学反应速率 ；
②充入少量不参加反应的稀有气体，化学反应速率 ；
③将容器的体积压缩至原来的一半，化学反应速率 。
(5)t1 min时，反应 (填“达到”或“没有达到”)化学平衡；5 min时，v(正) (填“>”“<”或“=”) v(逆)。
答案 (1)Ⅲ (2)0.02 (3)0.35 (4)①减小 ②不变 ③增大 (5)没有达到 =
解析 (1)在2 L恒容密闭容器中充入0.9 mol A(g)，则图中表示物质A的变化曲线为Ⅲ。(2)在2 L恒容密闭容器中充入0.6 mol B(g)，平衡时B物质的量为0.4 mol，则0~5 min内，v(B)==0.02 mol·L-1·min-1。(3)反应达到平衡时，C的物质的量为0.7 mol，则c(C)==0.35 mol·L-1。(4)①降低温度，化学反应速率减小；②充入少量不参加反应的稀有气体，压强虽然增大，但反应物浓度未变，因此化学反应速率不变；③将容器的体积压缩至原来的一半，压强增大，浓度增大，则化学反应速率增大。(5)t1 min 后反应物还在减少，说明t1 min时，反应没有达到化学平衡；5 min时反应物浓度不再改变，说明达到平衡即v(正)=v(逆)。
16.(14分)在化学反应的研究和实际应用中，人们除了选择合适的化学反应以实现所期待的物质转化或能量转化，还要关注化学反应进行的快慢和程度，以提高生产效率。
(1)控制条件，让反应在恒容密闭容器中进行如下反应：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)。用传感器测得不同时间NO和CO的浓度如表。
时间/s 0 1 2 3 4 5
c(NO)/ (10-4 mol·L-1) 10.0 4.50 2.50 1.50 1.00 1.00
c(CO)/ (10-3 mol·L-1) 3.60 3.05 2.85 2.75 2.70 2.70
前2 s内的平均反应速率v(N2)= ，从表格看，已达化学平衡的时间段为 。
(2)(4分)在一定温度下，某固定容积的密闭容器中充入一定量的NO2气体后，发生反应：2NO2(g)N2O4(g)，已知NO2是红棕色气体，N2O4是无色气体。如图是反应速率(v)与时间(t)的关系曲线。下列叙述正确的是___________________(填字母)。
a.t1时，反应未达到平衡，NO2浓度在减小
b.t2时，反应达到平衡，反应不再进行
c.t2~t3各物质浓度不再变化
d.t2~t3各物质浓度相等
e.O~t2，N2O4浓度增大
f.反应过程中气体的颜色不变
g.建立平衡过程中，混合气体平均相对分子质量增大
(3)在压强为0.1 MPa条件下，a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇：CO(g)+2H2(g)CH3OH(l)，反应放热。为了寻得合成甲醇的适宜温度与压强，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下面的实验设计表中。表中剩余的实验数据：n= ，m= 。
实验编号 T/℃ p/MPa
① 180 2∶3 0.1
② n 2∶3 5
③ 350 m 5
(4)在四个不同的容器中，在不同的条件下进行合成氨反应：N2+3H22NH3，根据在相同时间内测定的结果判断，生成氨气的反应速率由大到小排列为 (填字母)。
A.v(H2)=0.01 mol·L-1·s-1
B.v(N2)=0.3 mol·L-1·min-1
C.v(NH3)=0.15 mol·L-1·min-1
D.v(H2)=0.3 mol·L-1·min-1
答案 (1)1.875×10-4 mol·L-1·s-1 4~5 s
(2)aceg (3)180 2∶3 (4)B>A>D>C
解析 (1)前2 s内Δc(NO)=7.5×10-4 mol·L-1，根据方程式可知，Δc(N2)=3.75×10-4 mol·L-1，则结合速率公式可知v(N2)==1.875×10-4 mol·L-1·s-1；根据表格数据，4 s后CO和NO的浓度保持不变，则说明反应在4~5 s时间段内反应已达到平衡状态。(2)t1时，正反应速率大于逆反应速率，则反应未达到平衡，反应向正反应方向进行，所以NO2浓度在减小，故a正确；t2时，正、逆反应速率相等，反应达平衡状态，化学平衡为动态平衡，反应没有停止，故b错误；t2~t3为平衡状态，各物质浓度不再变化，故c正确；t2~t3，正、逆反应速率相等，反应达平衡状态，各物质浓度不再变化，但浓度不一定相等，故d错误；O~t2，正反应速率大于逆反应速率，反应未达到平衡，反应向正反应方向进行，所以N2O4浓度增大，故e正确；反应过程中，N2O4浓度增大，气体的颜色变浅，故f错误。(3)寻找合成甲醇的适宜温度和压强，故温度和压强为变量，需保持相同，则m=2∶3；①②中压强不同，则温度需相同，即n=180。(4)根据方程式将四个选项中的速率都化为氮气的速率，并统一单位，则A项，v(H2)=0.01 mol·L-1·s-1=0.6 mol·L-1·min-1，则v(N2)=v(H2)=0.2 mol·L-1·min-1；B项，v(N2)=0.3 mol·L-1·min-1；C项，v(NH3)=0.15 mol·L-1·min-1，则v(N2)=v(NH3)=0.075 mol·L-1·min-1；D项，v(H2)=0.3 mol·L-1·min-1，则v(N2)=v(H2)=0.1 mol·L-1·min-1；综上所述，生成氨气的反应速率由大到小顺序为B>A>D>C。
17.(14分)(2023·辽宁抚顺高一期中)为实现碳中和，研究人员开发了双功能催化剂，它具有吸收二氧化碳和将其吸收的二氧化碳与氢气反应转化为甲烷的功能，过程中发生的反应为CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)。已知：断开1 mol物质中的化学键所要吸收的能量(单位：kJ·mol-1)如表。
物质 CO2(g) H2(g) CH4(g) H2O(g)
吸收的能量 1 490 436 1 652 926
(1)若每生成32 g甲烷，则该反应 (填“放出”或“吸收”) kJ能量。
(2)某温度下，在2 L的密闭容器中充入n(CO2)∶n(H2)=1∶5的混合气体，发生上述反应，n(CO2)与n(CH4)随时间的变化如图所示。
①0~2 min内，用H2表示该反应的平均反应速率v(H2)= mol·L-1·min-1，反应达到平衡状态时，c(H2O)= mol·L-1。
②x、y两点用CO2表示的化学反应速率：v正(x) (填“>”“<”或“=”)v逆(y)。
③(4分)下列说法正确的是 (填字母)。
A.5 min后该反应停止
B.容器中混合气体的平均相对分子质量不再发生改变时，该反应达到平衡
C.2 min时，v正=v逆
D.若改变催化剂，则反应达到平衡状态所需的时间一定小于5 min
答案 (1) 放出 540 (2) ①0.5 0.8 ②> ③B
解析 (1)32 g甲烷的物质的量为2 mol，若每生成32 g甲烷，断裂2 mol CO2(g)中的化学键和8 mol H2中的化学键吸收的总能量为1 490 kJ·mol-1×2 mol+436 kJ·mol-1×8 mol=6 468 kJ，形成2 mol CH4中的化学键和4 mol H2O中的化学键放出的总能量为1 652 kJ·mol-1×2 mol+926 kJ·mol-1×4 mol=7 008 kJ，则该反应放出540 kJ能量。
(2)①
CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)
初始/mol 1 5 0 0
转化/mol x 4x x 2x
2 min末/mol 1-x 5-4x x 2x
2 min末甲烷和二氧化碳物质的量相等，1-x=x，x=0.5，则反应消耗氢气的物质的量为2 mol，0~2 min内，用H2表示该反应的平均反应速率v(H2)==0.5 mol·L-1·min-1；根据图像，反应达到平衡状态时，生成0.8 mol甲烷，则生成1.6 mol H2O，c(H2O)==0.8 mol·L-1。②x点反应物浓度大于y点反应物浓度，v(x)正>v(y)正，y点达到平衡状态v(y)正=v(y)逆，x、y两点用CO2表示的化学反应速率：v(x)正>v(y)逆。③5 min后反应达到平衡状态，该反应没有停止，故A错误；反应前后气体化学计量数之和不同，混合气体的平均相对分子质量是变量，容器中混合气体的平均相对分子质量不再发生改变时，该反应达到平衡，故B正确；2 min时，反应没有达到平衡状态，v正>v逆，故C错误；若改变催化剂，反应速率可能减慢，则反应达到平衡状态所需的时间不一定小于5 min，故D错误。
