2.1化学反应速率 同步练习题2023-2024学年高二上学期人教版（2019）化学选择性必修1

2.1化学反应速率同步练习题 一、选择题 1．反应在密闭容器中进行，下列反应速率中最快的是 A．v(X)=0.5mol/(L·min) B． v(Y)=0.3mol/(L·min) C．v(Z)=0.4mol/(L·min) D． 2．对于化学反应，下列化学反应速率关系中正确的是 A． B． C． D． 3．对于反应，下列表示中反应速率最快的是。 A． B． C． D． 4．SiHCl3在催化剂作用下主要发生反应：2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g) ΔH=+48kJ•mol-1。已知：反应速率v=v正-v逆=k正x2SiHCl3-k逆xSiH2Cl2xSiCl4，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数，x为物质的量分数，在323K和343K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。 下列说法正确的是 A．343K时反应物的平衡转化率为21% B．a点的反应速率小于b点的反应速率 C．343K时= D．由323K的平衡转化率数据，不能计算323K的平衡常数K 5．反应A(g)+3B(g)=2C(g)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率如下，其中表示反应速率最快的是 A．v(A)=0.15mol·L-1·min-1 B．v(B)=0.01mol·L-1·s-1 C．v(C)=0.40mol·L-1·min-1 D．v(D)=0.45mol·L-1·min-1 6．紫外光照射时，不同催化剂作用下将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2， CH4产量随光照时间的变化如图1，以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸，不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系如图2，下列有关说法正确的是 A．由图1知，在0~15h内，CH4的平均生成速率从大到小的顺序：Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ B．由图1知，在0~35h内，CH4的平均生成速率从大到小的顺序： Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ C．由图2知，250℃~300℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的主要原因是催化剂的催化效率降低 D．由图2知，乙酸的生成最佳温度应为250℃～400℃ 7．已知2N2O(g) 2N2(g)+O2(g)的速率方程为v=k·cn(N2O)(k为速率常数，只与温度、催化剂有关)。实验测得，N2O在催化剂X表面反应的变化数据如下： t/min 0 10 20 30 40 50 60 70 c(N2O)/mol·L-1 0.100 0.080 c1 0.040 0.020 c2 c3 0 下列说法正确的是 A．t=10min时，v(N2O)=2.0×10-3mol·L-1·min-1 B．速率方程中n=1，表格中c1>c2=c3 C．相同条件下，增加N2O的浓度或催化剂X的表面积，都能加快反应速率 D．保持其他条件不变，若起始浓度为0.020mol·L-1，当减至一半时共耗时70min 8．氢能的利用是人们对新能源的重要研究方向之一，铁的配合物离子(用[L- Fe-H]+表示)催化HCOOH分解的反应机理和相对能量的变化情况如图所示。 下列说法错误的是 A．将HCOOH转化为CO2和H2的反应是放热反应 B．若用D标记HCOO-中的H原子，可能会产生D2 C．H+浓度过大或过小，均导致反应速率降低 D．该过程的总反应速率由Ⅳ→Ⅰ步骤决定 二、填空题 9．(1)化学反应速率可通过实验测定。要测定不同反应时刻反应物或生成物的浓度，可通过观察和测量体系中的某一物质的相关性质，再进行适当的转换和计算。如比较锌粒与不同浓度硫酸反应时的速率，可通过测定收集等体积H2需要的__来实现；在硫酸酸化的KMnO4与H2C2O4反应中，可通过观察单位时间内溶液颜色变化来测定该反应的速率，该反应的化学方程式为：__。 (2)已知：Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O（该反应速率的快慢可通过出现浑浊所需要的时间来判断）。某同学探究影响硫代硫酸钠与稀硫酸反应速率的因素时(注：控制单一变量)，设计了如下系列实验： 实验序号 反应温度 Na2S2O3浓度 稀硫酸 H2O V/mL c/(mol/L) V/mL c/(mol/L) V/mL ① 20 10.0 0.10 10.0 0.50 0 ② 40 V1 0.10 10.0 0.50 V2 ③ 20 10.0 0.10 4.0 0.50 V3 该实验①、②可探究___对反应速率的影响，因此V1和V2分别是__、__。实验①、③可探究__对反应速率的影响，因此V3是__。 10．反应A(g)+B(s)⇌C(g)；△H＜0，在其他条件不变时，改变其中一个条件，则生成C的速率(填“增大”、“不变”、“减小”)： (1)升温_______； (2)增大压强_______； (3)增大容器容积_______； (4)加入A_______； (5)加入B_______； (6)加正催化剂_______。 11．工厂烟气(主要污染物SO2、NO)直接排放会造成空气污染，需处理后才能排放。 (1)O3氧化。 O3氧化过程中部分反应的能量变化如图所示， Ea1是反应的活化能，一定条件下，活化能越大反应速率越慢，反应越困难。 ①写出NO与O3反应的热化学方程式：_______。 ②在相同条件下，O3与SO2反应的速率_______O3与NO的反应速率。(填>、=、<) ③其他条件不变时，工厂烟气处理主要发生NO与O3反应，即使增加n(O3)，O3氧化SO2的反应几乎不受影响，可能原因是_______。 (2)NaClO2氧化。 40 ℃时向一定量NaClO2溶液中按一定流速持续通入工厂烟气，溶液的pH与ORP值(氧化还原电位)随时间变化如图所示。 ①写出溶液中NO与反应生成和Cl-的离子方程式：_______。 ②刚开始，工厂烟气处理，SO2处理速率明显快于NO，可能原因是_______。 ③烟气中含有少量SO2，NO的脱除率比不含SO2的烟气高，可能原因是_______。 12．将等物质的量的A、B混合于2 L的密闭容器中，发生反应： 3A(g)＋B(g) 3C(g)＋2D(g)，经5 min后，测得D的浓度为0.5 mol·L-1，n(A)∶n(B)=3∶5.求： (1)5 min 末C的浓度是多少_______？ (2)这5 min 内B的平均反应速率是多少_______？ (3)反应开始前容器中的A的物质的量是多少_______？ 13．含氮物质是一类常见物质，在人们的生产、生活活动中有重要作用。 (1)实验室中，采用一定浓度的NaNO2溶液和NH4Cl溶液作为反应物，通过加热制备少量N2。 ①该反应的化学方程式是_______，收集N2的方法是_______(填标号)。 ②实验小组同学设计以下实验探究上述反应的速率与c(NaNO2)的关系 实验编号 溶液体积/mL 收集1.0mLN2所用时间/s NaNO2溶液 NH4Cl溶液 醋酸 水 1 4.0 4.0 4.0 8.0 334 2 V1 4.0 4.0 V3 150 3 8.0 4.0 4.0 4.0 83 4 12.0 4.0 4.0 0.0 38 i. V1=_______，V3=_______。 ii. 已知该反应的速率方程为，k为反应速率常数。根据上述实验数据，_______(填整数)。 (2)“侯氏制碱法”是中国人的骄傲，上述实验中需用到的NH4Cl是“侯氏制碱法”的副产物。实验小组模拟“侯氏制碱法”的原理，在实验室中制备少量NaHCO3，使用的装置如下图： 装置接口正确的连接顺序为_______(填接口序号)；由该装置可知，该实验中制备NH3需用到的试剂是_______(填化学式)。 (3)实验小组在实验中，将1.0 mol·L-1 NaNO2溶液滴入pH=0.5的1.0 mol·L-1 FeSO4溶液中，观察到溶液为棕色，而不是预期的黄色。于是他们进行以下实验探究。 ①查阅资料  常温下，[Fe(NO)]2+在溶液中能稳定存在，溶液为棕色，受热分解释放出NO。 ②提出猜想  溶液的棕色来源于[Fe(NO)]2+，且[Fe(NO)]2+的颜色掩盖了Fe3+的黄色。 ③设计实验、验证猜想 实验编号 5 6 操作方法 取上述滴有NaNO2溶液的棕色混合液，向其中滴加稀KSCN溶液 取上述棕色混合液，按下图所示加热 ④实验现象及分析 i. 实验5溶液变红色，说明溶液中存在Fe3+，Fe3+的来源是_______(写出离子方程式)； ii. 实验6观察到_______(填实验现象)，证明溶液呈棕色是因为存在[Fe(NO)]2+，且其颜色掩盖了Fe3+的黄色。 【参考答案】 一、选择题 1．A 解析：根据反应速率之比等于化学计量数之比：，，，，所以反应速率最快的是A，故选A。 2．B 解析：A．化学反应中各物质的速率比等于其系数比，故，A错误； B．由A分析可知，，B正确； C．由A分析可知，， C错误； D．由A分析可知，，D错误； 故选B。 3．C 【分析】根据速率之比等于化学计量数之比，先都转化为用B表示的反应速率且要统一单位，再进行比较。 解析：A．A为固体，不能用浓度变化量表示其反应速率； B．； C． ； D．； 则反应速率v(C)>v(B)>v(D)； 故答案选C。 4．C 解析：A．该可逆反应为气体分子数不变且吸热的反应。则对于该可逆反应来说，温度升高，反应向正反应方向进行。根据题中t-SiHCl3%图，可知曲线a为343K时SiHCl3的转化率-时间曲线，曲线b为323K时SiHCl3的转化率-时间曲线。由分析可知，曲线a为343K时的变化曲线，由图可知，343K时反应物的平衡转化率为22%，A项错误； B．由图可知，a、b两点的转化率相等，可认为各物质的浓度对应相等，而a点的温度更高，所以速率更快，即a点的反应速率大于b点的反应速率，B项错误； C．由图可知，343K时SiHCl3的转化率为22%，设起始时SiHCl3的浓度为1mol/L，则根据反应方程式有： 平衡时v正=v逆，则k正x2SiHCl3=k逆xSiH2Cl2xSiCl4，则==，C项正确； D．由图可知，323K时SiHCl3的转化率为21%，设起始时SiHCl3的浓度为1mol/L，由反应方程式可知： 该可逆反应的平衡常数K==0.0136，故由323K的平衡转化率数据，可以计算323K的平衡常数K，D项错误。 5．D 【分析】比较化学反应速率快慢时，可根据各物质表示的反应速率之比等于参与反应或生成的对应物质的化学计量数之比，所以可将选项中各物质表示的速率转化为同一物质所表示的反应速率后进行比较，注意单位要统一。 解析：A．； B．； C．v(C)=0.40mol·L-1·min-1，则； D．v(D)=0.45mol·L-1·min-1，则； 所以上述四种状况下反应速率最快的是0.225mol/(L·min)，故合理选项是D。 故选D。 6．C 解析：A.由图1可知，在0～15h内，甲烷的物质的量变化量为），故在0～15h内，CH4的平均生成速率：II＞III＞I，A错误； B.由图1可知，在0～35h内，甲烷的物质的量变化量为，故在0～35h内，CH4的平均生成速率：III＞II＞I， B错误； C. 由图2知，250 ℃时催化剂的活性最高，温度超过250℃时，催化剂的催化效率降低，在300℃时失去活性，C正确； D. 由图2知，乙酸的生成速率在300℃后逐渐增大，催化剂逐渐失去活性，则乙酸的生成最佳温度在250℃左右，此时催化剂的催化活性最高，乙酸的生成速率也较快，D错误； 故选C。 7．A 解析：A．t=10min时，v(N2O)==2.0×10-3mol·L-1·min-1，选项A正确； B．根据表中数据分析，该反应的速率始终不变，N2O的消耗是匀速的，说明反应速率与c(N2O)，所以速率方程中n=0，选项B错误； C．速率方程中n=0，相同条件下增加N2O的浓度不能加快反应速率，选项C错误； D．保持其他条件不变，该反应的反应速率不变，即为2.0×10-3mol·L-1·min-1，若起始浓度0.200mol·L-1，减至一半时所耗时间为=50min，选项D错误； 答案选A。 8．B 解析：A．该过程的总反应为HCOOHCO2+H2，反应物总能量大于生成物总能量，则将HCOOH转化为CO2和H2的反应是放热反应，故A正确； B．由反应机理可知，[L- Fe-H]++ HCOO-⟶，⟶CO2+， +H+⟶，⟶[L- Fe-H]++H2，所以若用D标记HCOO-中的H原子，不可能产生D2，故B错误； C．H+浓度过大HCOO-浓度减小，[L- Fe-H]++ HCOO-⟶反应慢，H+浓度过小， +H+⟶反应慢，H+浓度过大或过小，均导致反应速率降低，故C正确； D．决定化学反应速率的步骤是最慢的一步，活化能越高，反应越慢，从反应机理的相对能量变化可知，Ⅳ→Ⅰ的活化能最大，该过程的总反应速率由Ⅳ→Ⅰ步骤决定，故D正确； 答案选B。 二、填空题 9． 时间 2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O 温度 10.0 0 浓度 6.0 【分析】研究外界条件对化学反应速率的影响时，我们通常只设定一个变量，其它量都相同；要么通过产生相同量的气体，测定反应所需的时间；要么测定相同时间内，产生气体的体积，以此分析化学反应速率的快慢。 解析：(1)比较锌粒与不同浓度硫酸反应的速率时，生成H2的体积相等，则需要测定反应所需的时间；用硫酸酸化的KMnO4与H2C2O4反应，生成K2SO4、MnSO4、CO2等，该反应的化学方程式为：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O。答案为：时间；2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O； (2)该实验①、②的温度不同，则各物质的浓度一定相同，可探究温度对反应速率的影响，因此V1和V2分别是10.0、0。实验①、③的温度相同，则只允许有一种物质浓度不同，可探究稀硫酸的浓度对反应速率的影响，要使Na2S2O3浓度相同，则溶液的总体积相同，因此V3是6.0。答案为：温度；浓度；6.0。 10．(1)增大(2)增大(3)减小(4)增大(5)不变(6)增大 解析：（1）升温，正逆反应速率均变大，生成C速率增大； （2）增大压强，相当于增大物质的浓度，生成C反应速率增大； （3）增大容器容积，相当于减小物质的浓度，生成C反应速率减小； （4）加入A，反应物浓度增大，则生成C速率增大； （5）B为固体，不影响生成C速率； （6）加正催化剂，会加快反应的速率，生成C速率增大。 11．(1) NO(g)+O3(g)＝NO2(g)+O2(g) ΔH=−200.9kJ·mol−1 < SO2与O3反应的活化能比NO与O3反应的活化能大得多，其他条件不变时SO2与O3的反应速率慢 (2) 4NO+3+4OH－＝4+3Cl－+2H2O或4NO+3+2H2O＝4+4H++3Cl－ SO2能溶于水，在水中浓度大，反应速率快，而NO难溶于水 SO2反应后使溶液pH降低，ORP值增大，氧化能力增强，NO去除率升高 解析：（1）①根据图象可知NO与O3反应生成NO2和O2，放出204.1kJ－3.2kJ＝200.9kJ，因此热化学方程式为NO(g)+O3(g)＝NO2(g)+O2(g) ΔH=−200.9kJ·mol−1。 ②在相同条件下，O3与SO2反应活化能大于O3与NO反应的活化能，所以O3与SO2反应的速率＜O3与NO的反应速率。 ③由于SO2与O3反应的活化能比NO与O3反应的活化能大得多，其他条件不变时SO2与O3的反应速率慢，因此其他条件不变时，即使增加n(O3)，O3氧化SO2的反应几乎不受影响。 （2）①根据电子得失守恒、电荷守恒以及原子守恒可知溶液中NO与反应生成和Cl-的离子方程式为4NO+3+4OH－＝4+3Cl－+2H2O或4NO+3+2H2O＝4+4H++3Cl－。 ②由于SO2能溶于水，在水中浓度大，反应速率快，而NO难溶于水，所以刚开始，工厂烟气处理，SO2处理速率明显快于NO。 ③由于SO2反应后使溶液pH降低，ORP值增大，氧化能力增强，NO去除率升高，所以烟气中含有少量SO2，NO的脱除率比不含SO2的烟气高。 12．(1)0.75 mol·L-1 (2)0.05 mol·L-1·min-1 (3)3 mol 解析：（1）由化学反应方程式可得， ，故c(C)= ； （2）由化学反应方程式可得， ，故，这5 min 内B的平均反应速率为 ； （3）设A和B的物质的量浓度为x，则有 ， ，解得x=1.5mol/L，故反应开始前容器中的A的物质的量 。 13．(1) a 6.0 6.0 2 (2) a→b，c←f←e←d NH4Cl、Ca(OH)2 (3) 溶液变为黄色 【分析】探究NaNO2溶液和NH4Cl溶液反应的速率与c(NaNO2)的关系时，c(NaNO2)是唯一变量； 解析：（1）①溶液和溶液加热生成NaCl、、H2O，该反应的化学方程式是，的密度与空气相近，难溶于水，所以用排水法收集，选a。 ②i. 根据实验3、4可知，溶液的总体积为20.0mL，该实验的目的是探究NaNO2溶液的浓度对化学反应速率的影响，根据实验1和3，NaNO2的体积增大二倍，速率大约变为4倍，实验4的速率大约是实验2的4倍，则实验2所用NaNO2溶液的体积为实验4的二分之一，则V1=6.0mL，V3=(20.0-4.0-4.0-6.0)mL=6.0mL。 ii.由表中实验1、3数据可知，其他物质的浓度相同时，NaNO2溶液的浓度增大1倍时，实验3、1中收集1.0mLN2所需时间比值为≈，即实验3的反应速率为实验1的4倍，由于，实验m≈2。 （2）把氨气和二氧化碳气体通入饱和食盐水中制取碳酸氢钠，根据装置图，该装置适合加热氯化铵和氢氧化钙固体制取氨气，氨气易溶于水，为防止倒吸，由b口通入氨气；石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳，用饱和碳酸氢钠溶液除去二氧化碳中的氯化氢，二氧化碳由c口通入饱和食盐水中，装置接口正确的连接顺序为a→b，c←f←e←d。由该装置可知，该实验中制备NH3需用到的试剂的化学式是NH4Cl、Ca(OH)2。 （3）i. 遇SCN-溶液变为血红色，滴加溶液变红，说明溶液中存在的离子是，Fe3+的来源是与发生氧化还原反应生成和NO，离子方程式是； ii. 若猜想成立，溶液中的棕色掩盖了的黄色，则“实验6”中受热分解释放出，溶液变为黄色。 学科网（北京）股份有限公司 $$