2025版高一化學(xué)必修第二冊(cè)（含不定項(xiàng)選擇）課時(shí)過程性評(píng)價(jià) 微專題突破(三) 化學(xué)反應(yīng)的速率與限度圖像分析

微專題突破(三)化學(xué)反應(yīng)的速率與限度圖像分析(30分鐘40分)題組過關(guān)·夯基礎(chǔ)題組一:濃度-時(shí)間(c-t)圖像1.(2分)如圖所示是425℃時(shí),在1L密閉容器中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的各物質(zhì)的濃度隨時(shí)間的變化示意圖。下列敘述錯(cuò)誤的是 ()A.圖①中t0時(shí),三種物質(zhì)的物質(zhì)的量相同B.圖①中t0時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)C.圖②中的逆反應(yīng)為H2(g)+I2(g)2HI(g)D.圖①、②中當(dāng)c(HI)=3.16mol·L-1時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)【解析】選B。圖①中t0時(shí),H2、I2、HI的物質(zhì)的量濃度相等但未保持不變,沒有達(dá)到平衡狀態(tài),B錯(cuò)誤。2.(4分)在恒溫恒容條件下,發(fā)生反應(yīng)2A(g)+xB(g)2C(g),反應(yīng)體系中部分物質(zhì)的濃度c隨時(shí)間的變化如圖中曲線甲、乙所示,已知x為整數(shù)。下列說法正確的是 ()A.x=3B.曲線乙表示的是物質(zhì)A在反應(yīng)進(jìn)程中的濃度變化C.10~30min內(nèi)v(C)=0.05mol·L-1·min-1D.c點(diǎn)對(duì)應(yīng)物質(zhì)的濃度與d點(diǎn)對(duì)應(yīng)物質(zhì)的濃度相等【解析】選A。A.隨著反應(yīng)進(jìn)行,c(A)、c(B)都減小,c(C)增加,則乙表示c(C)隨時(shí)間的變化曲線,2A(g)+xB(g)2C(g),則Δc(C)∶Δc(A)=1∶1,濃度變化量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,60min時(shí),Δc(C)=1.6mol·L-1,曲線甲表示的物質(zhì)的濃度變化量為2.4mol·L-1,可知甲表示c(B)隨時(shí)間的變化曲線,Δc(B)∶Δc(C)=2.4∶1.6=3∶2=x∶2,解得x=3,A正確;B.曲線乙表示的是物質(zhì)C在反應(yīng)進(jìn)程中的濃度變化,B錯(cuò)誤;C.10~30min內(nèi),Δc(B)=(2-1)mol·L-1=1mol·L-1,v(B)=1mol·L-120minv(B)∶v(C)=3∶2,則v(C)=23v(B)=23×0.05mol·L-1·min-1,C錯(cuò)誤;D.由圖可知c點(diǎn)對(duì)應(yīng)物質(zhì)的濃度為1.6mol·L-1,d點(diǎn)對(duì)應(yīng)物質(zhì)的濃度為0.6mol·L-13.(4分)100℃時(shí),向某恒容密閉容器加入1.6mol·L-1的Q后會(huì)發(fā)生如下反應(yīng):2Q(g)M(g)。其中M的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間的變化如圖所示:下列說法錯(cuò)誤的是 ()A.從反應(yīng)開始到剛達(dá)到平衡的時(shí)間段內(nèi),v(Q)=0.02mol·L-1·s-1B.a、b兩時(shí)刻生成Q的速率:v(a)<v(b)C.用Q濃度變化值表示的ab、bc兩個(gè)時(shí)間段內(nèi)的反應(yīng)速率:v(ab)>v(bc)=0D.其他條件相同,起始時(shí)將0.2mol·L-1氦氣與Q混合,則反應(yīng)達(dá)到平衡所需時(shí)間少于60s【解析】選D。由圖可知,從反應(yīng)開始到剛達(dá)到平衡的時(shí)間段內(nèi),M的物質(zhì)的量濃度變化量為0.6mol·L-1,Q的物質(zhì)的量濃度變化量為M的兩倍,則v(Q)=Δct=1.2mol·L-160s=0.02mol·L-1·s-1,故A正確;Q為反應(yīng)物,初始時(shí)濃度最大,消耗速率最大,生成速率最小,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,Q的濃度逐漸減小,消耗速率逐漸減小,生成速率逐漸增大,則a、b兩時(shí)刻生成Q的速率:v(a)<v(b),故B正確;ab段M的物質(zhì)的量濃度變化量為(0.6-0.3)mol·L-1=0.3mol·L-1,則Q的物質(zhì)的量濃度變化量為M的兩倍,為0.3mol·L-1×2=0.6mol·L0.015mol·L-1·s-1,bc段反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),M、Q的物質(zhì)的量濃度變化量為0,則v(bc)=0,則用Q濃度變化值表示的ab、bc兩個(gè)時(shí)間段內(nèi)的反應(yīng)速率:v(ab)>v(bc)=0,故C正確;其他條件相同,向某恒容密閉容器中通入0.2mol·L-1氦氣與Q混合,容器體積不變,Q、M的濃度不變,反應(yīng)速率不變,反應(yīng)達(dá)到平衡所需時(shí)間等于60s,故D錯(cuò)誤。題組二:物質(zhì)的量-時(shí)間(n-t)圖像4.(4分)某溫度下在4L密閉容器中,X、Y、Z三種氣態(tài)物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化曲線如圖所示,下列說法正確的是 ()A.0~5min內(nèi)容器內(nèi)氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量增大B.該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Y+6X5ZC.0~5min,v(Z)=0.1mol·L-1·min-1D.X、Y的反應(yīng)速率比為3∶1,反應(yīng)達(dá)到平衡【解析】選A。0~5min內(nèi),氣體總物質(zhì)的量減小,總質(zhì)量不變,容器內(nèi)氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量增大,A正確;利用物質(zhì)的量的變化量之比等于系數(shù)之比,知該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Y+3X2Z,B錯(cuò)誤;0~5min,v(Z)=(0.5-0.1)÷4÷5=0.02(mol·L-1·min-1),C錯(cuò)誤;無論反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài),X、Y的反應(yīng)速率比均為3∶1,因此不能說明反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài),D錯(cuò)誤。5.(4分)一定溫度下,在2L密閉容器中,A、B、C三種氣體的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的曲線如圖所示,下列說法不正確的是 ()A.該反應(yīng)是可逆反應(yīng)B.5min時(shí),反應(yīng)停止C.反應(yīng)的化學(xué)方程式為3A(g)2B(g)+C(g)D.反應(yīng)開始到5min,v(C)=0.02mol·L-1·min-1【解析】選B。由5min之后,反應(yīng)物、產(chǎn)物都存在,該反應(yīng)存在限度,故是可逆反應(yīng),A正確;5min時(shí),反應(yīng)達(dá)平衡,是動(dòng)態(tài)平衡,不是反應(yīng)停止,B錯(cuò)誤;化學(xué)反應(yīng)計(jì)量數(shù)之比等于反應(yīng)體系中物質(zhì)變化量之比,Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)=0.6mol∶0.4mol∶0.2mol=3∶2∶1,則反應(yīng)的化學(xué)方程式為3A(g)2B(g)+C(g),C正確;反應(yīng)開始到5min,v(C)=0.02mol·L-1·min-1,D正確。題組三:化學(xué)反應(yīng)速率-時(shí)間(v-t)圖像6.(2分)在容積為4L的剛性密閉容器中,進(jìn)行可逆反應(yīng):X(g)+2Y(g)2Z(g),并達(dá)到平衡,在此過程中,以Y的濃度改變表示的反應(yīng)速率v(正)、v(逆)與時(shí)間t的關(guān)系如圖。則圖中陰影部分的面積表示 ()A.X的濃度的變化B.Y的物質(zhì)的量的變化C.Z的濃度的變化D.Z的物質(zhì)的量的減少【解析】選C。由v=ΔcΔt可知,v(正)與Δt的乘積為Y濃度減小量,v(逆)與Δt的乘積為Y濃度增加量,Δc=v(正)Δt-v(逆)Δt=S(陰影),所以陰影部分的面積為Y的濃度的變化,Y濃度的變化也等于Z濃度的變化,為X濃度變化的27.(2分)向絕熱恒容密閉容器中通入SO2和NO2,在一定條件下發(fā)生反應(yīng):SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g),正反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的示意圖如圖所示,下列結(jié)論中正確的是 ()A.反應(yīng)在c點(diǎn)達(dá)到平衡狀態(tài)B.反應(yīng)物濃度:a點(diǎn)小于b點(diǎn)C.反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量D.Δt1=Δt2時(shí),SO2的轉(zhuǎn)化率:ab段小于bc段【解析】選D。當(dāng)正反應(yīng)速率不變時(shí),達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài),由圖可知,c點(diǎn)正反應(yīng)速率開始減少,所以c點(diǎn)不是平衡點(diǎn),故A錯(cuò)誤;反應(yīng)向正反應(yīng)進(jìn)行,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,反應(yīng)物濃度逐漸降低,所以反應(yīng)物濃度:a點(diǎn)大于b點(diǎn),故B錯(cuò)誤;從a到c正反應(yīng)速率增大,之后正反應(yīng)速率減小,說明反應(yīng)剛開始時(shí)溫度升高、對(duì)正反應(yīng)速率的影響大于濃度減小對(duì)正反應(yīng)速率的影響,說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng),即反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,故C錯(cuò)誤;Δt1=Δt2時(shí),vΔt=Δc,根據(jù)圖像可知,ab段反應(yīng)物濃度變化Δc小于bc段,則ab段參加反應(yīng)的物質(zhì)的量小于bc段,由于反應(yīng)初始物質(zhì)的量相等,所以SO2的轉(zhuǎn)化率:ab段小于bc段,故D正確。綜合應(yīng)用·拓思維8.(2分)根據(jù)鹽酸與大理石(足量)反應(yīng),V(CO2)-t關(guān)系圖曲線,以下判斷正確的是()A.若溫度相同,①反應(yīng)的鹽酸濃度大于③反應(yīng),但H+物質(zhì)的量相等B.②反應(yīng)H+的物質(zhì)的量濃度最大C.②與①的反應(yīng)速率相等D.反應(yīng)速率由大到小順序?yàn)棰冖佗邰堋窘馕觥窟xA。①和③最終生成的氣體體積相等,即酸的量是相等的,但是①的速率比③大,所以酸的濃度大,A正確;①中H+的物質(zhì)的量濃度最大,但②中n(H+)多,所以②比①反應(yīng)速率小,但產(chǎn)生的CO2多,B、C錯(cuò)誤。根據(jù)圖像中的4條直線的斜率大小可知反應(yīng)速率由大到小為①②③④,D錯(cuò)誤?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】不同條件下,用O2氧化一定濃度的FeCl2溶液過程中所測的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖所示。下列分析或推測不合理的是 ()A.Fe2+的氧化率隨時(shí)間延長而逐漸增大B.由②和③可知,pH越大,Fe2+氧化速率越大C.由①和③可知,溫度越高,Fe2+氧化速率越大D.氧化過程的離子方程式為4Fe2++O2+4H+===4Fe3++2H2O【解析】選B。由圖像可知,Fe2+的氧化率隨時(shí)間延長而逐漸增大,故A正確;由②和③可知,當(dāng)溫度相同pH不同時(shí),pH越大,Fe2+的氧化速率越小,故B錯(cuò)誤;由①和③可知,當(dāng)pH相同溫度不同時(shí),溫度越高Fe2+的氧化速率越大,故C正確;在酸性條件下,Fe2+和氧氣、氫離子反應(yīng)生成Fe3+和H2O,反應(yīng)的離子方程式為4Fe2++O2+4H+===4Fe3++2H2O,故D正確。9.(4分)一定條件下,Cu2+、Mn2+、Fe3+的濃度對(duì)乙酸在光照條件下的催化降解率的影響如圖所示,其降解產(chǎn)物為無污染物質(zhì)。下列判斷錯(cuò)誤的是 ()A.溫度越高,Cu2+、Mn2+、Fe3+的催化降解率越大B.離子濃度相同時(shí),Cu2+的催化效果最好C.Fe3+的濃度對(duì)乙酸降解率的影響不大D.乙酸的降解產(chǎn)物可能是CO2和H2O【解析】選A。Cu2+、Mn2+、Fe3+均可作乙酸降解的催化劑,要使催化劑達(dá)到最佳催化效果,需在一定溫度下進(jìn)行,并不是溫度越高越好,A項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)圖示可知,相同濃度下,a線(Cu2+)表示的降解率最大,B項(xiàng)正確;根據(jù)圖示可知,隨著Fe3+的濃度增加,乙酸的降解率變化不是很大,所以Fe3+的濃度對(duì)乙酸降解率的影響不大,C項(xiàng)正確;乙酸的降解產(chǎn)物為無污染物質(zhì),其產(chǎn)物可能為CO2、H2O等,D項(xiàng)正確。【補(bǔ)償訓(xùn)練】綜合利用CO2具有重要的意義。30MPa、200℃條件下,CO2與H2反應(yīng)可制得氣態(tài)甲醇(CH3OH),其反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO2+3H2CH3OH+H2O(g)。(1)在實(shí)際生產(chǎn)中,測得合成塔中H2及H2O(g)的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖所示,則圖中代表H2的曲線是__________(填“X”或“Y”),v(正)大于v(逆)的點(diǎn)為__________(填字母)。

(2)在一定溫度下,將2molCO2與6molH2氣體混合于2L密閉容器中制甲醇,2min末生成0.8molH2O(g),請(qǐng)計(jì)算:①用單位時(shí)間內(nèi)CO2濃度的減小來表示2min內(nèi)該反應(yīng)的平均速率為____________________________;

②2min末容器中H2的物質(zhì)的量濃度為____________________________。

【解析】(1)由圖0~t1minX和Y的變化量之比符合化學(xué)方程式系數(shù)之比,得出Y代表H2,a、b兩點(diǎn)正向進(jìn)行未達(dá)到平衡,v(正)大于v(逆)。(2)①利用物質(zhì)的量變化之比等于化學(xué)方程式系數(shù)之比,可知CO2反應(yīng)了0.8mol,v(CO2)=0.8mol÷2L÷2min=0.2mol·L-1·min-1;②H2反應(yīng)了0.8mol×3=2.4mol,2min末容器中n(H2)=6mol-2.4mol=3.6mol,c(H2)=3.6mol÷2L=1.8mol·L-1。答案:(1)Yab(2)①0.2mol·L-1·min-1②1.8mol·L-1遷移創(chuàng)新·提素能10.(12分)某實(shí)驗(yàn)小組以H2O2分解為例,研究濃度、催化劑、溶液酸堿性對(duì)反應(yīng)速率的影響。在常溫下按照以下方案完成實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)編號(hào)反應(yīng)物催化劑①10mL2%H2O2溶液無②10mL5%H2O2溶液無③10mL5%H2O2溶液1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液④10mL5%H2O2溶液+少量HCl溶液1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液⑤10mL5%H2O2溶液+少量NaOH溶液1mL0.1mol·L-1FeCl3溶液(1)實(shí)驗(yàn)①和②的目的是______________。(4分)

提示:探究H2O2溶液濃度的變