2.3 化学反应的速率 同步练习题2023-2024学年高二上学期鲁科版（2019）化学选择性必修1

2.3 化学反应的速率 同步练习题 一、选择题 1．将盐酸滴到碳酸钠粉末上，能使反应的最初速率加快的是 A．盐酸浓度不变，使用量增大一倍 B．盐酸浓度增加一倍，用量减至一半 C．增大Na2CO3粉末的量 D．把盐酸换为浓硫酸 2．在三种不同条件下，分别向容积为2 L的密闭容器中充入2 mol A和1 mol B，发生反应：2A(g)+B(g)2D(g)。相关条件和数据见下表： 实验编号 实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验Ⅲ 反应温度/℃ 700 700 750 达平衡时间/min 40 5 30 平衡时n(D)/mol 1.6 1.6 1 化学平衡常数 K1 K2 K3 下列说法正确的是 A．K1=80 B．K1=K2<K3 C．实验I和Ⅱ探究的可能是催化剂对化学反应的影响 D．升高温度能加快反应速率的原理是降低了反应的活化能 3．一定温度下，在2L的恒容密闭容器中发生反应。反应过程中的部分数据如下表所示： n(A) n(B) n(C) 0 4.0 2.0 0 5 1.8 10 2.0 15 1.0 下列说法正确的是 A．用D表示的平均反应速率为 B．该反应在10min时才达到平衡 C．平衡状态时， D．15min时适当升高反应温度，会使正反应速率增大，逆反应速率减小 4．在一恒温、恒容密闭容器中，发生反应：，下列描述中能表明反应已达到平衡状态的是 ①混合气体的密度不变 ②单位时间内生成1molD，同时消耗了2molA ③混合气体的平均相对分子质量不变 ④C的物质的量浓度不变 ⑤混合气体的压强不变 A．①②③ B．①③④ C．②③④ D．①②⑤ 5．在体积为2L的密闭容器中进行反应2SO2+O22SO3，起始加入4molSO2，反应5分钟时，经测得含SO2为2mol，则用SO2表示该反应的速率为mol/(Lmin) A．0.2 B．5 C．3.5 D．0.5 6．一定条件下，将4.0mol NH3充入容积为2L的密闭容器中，5min后容器内剩余2.4mol NH3。该分解反应中，应为（单位：） A．0.32 B．0.16 C．0.8 D．0.4 7．在反应中，表示该反应速率最快的是 A． B． C． D． 8．图中展示的是乙烯催化氧化的过程(部分相关离子未画出)，下列描述不正确的是 A．和在反应中都是催化剂 B．该转化过程中，有非极性键的断裂与极性键的形成 C．该转化过程中，酸性条件下过程V涉及反应为 D．乙烯催化氧化的反应方程式为 二、填空题 9．在温度500K时，向盛有食盐的恒容密闭容器中加入NO2、NO和Cl2，发生如下两个反应： I.2NO2(g)+NaCl(s)=NaNO3(s)+ClNO(g) △H1 II.2NO(g)+Cl2(g)=2ClNO(g) △H2 关于恒温恒容密闭容器中进行的反应I和II的下列说法中，正确的是 (填标号)。 a.△H1和△H2不再变化，说明反应达到平衡状态 b.反应体系中混合气体的颜色保持不变，说明反应I达到平衡状态 10．氯酸钾和亚硫酸氢钠发生氧化还原反应生成Cl(-1价)和S(+6价)的速率v(纵坐标)与反应时间t(横坐标)的关系如图所示，已知该反应速率随着溶液中c(H+)的增大而加快。 (1)反应开始时反应速率加快的原因是 ； (2)反应后期反应速率减慢的原因是 。 11．二氧化碳的回收利用是环保领域研究热点。 在太阳能的作用下，以CO2为原料制取炭黑的流程如图所示。总反应的化学方程式为 。 12．在一定温度下，将与的混合气体置于绝热(不与外界进行热交换)恒容密闭容器中，在催化剂作用下发生反应：，的正反应速率、体系的温度随反应时间的变化分别如图1、2所示。请回答下列问题： (1)结合图象，可知为 (填“放热”或“吸热”)反应，由此可说明：断裂和中的化学键所吸收的能量 (填“大于”或“小于”，下同)形成中的化学键所释放的能量；和的总能量 的总能量。 (2)a、b、c、d点对应的体系中，的浓度最小的点为 (填“a”、“b”、“c”或“d”)点。 (3)段反应速率减慢的原因是 。 (4)由图2可知，时刻反应 (填“达到”或“未达到”)平衡状态；下列能说明该条件下反应已达到平衡状态的是 (填序号)。 ①容器内氨气的物质的量保持不变 ②容器内气体的总质量保持不变 ③ (5)若反应达到平衡，分离出催化剂，则此时的正反应速率将 (填“加快”、“减慢”或“无变化”)。 13．在容积为2L的密闭容器中进行如下反应： A(g)+2B(g)⇌3C(g)+xD(g)，开始时通入4molA和6molB，5min末时测得C的物质的量为3mol，v(D)为0.2mol•L-1•min-1，计算： (1)5min末A的物质的量浓度为 mol•L-1。 (2)前5min内v(B)为 mol•L-1•min-1。 (3)化学方程式中x的值为 。 (4)此反应在四种不同情况下的反应速率分别如下所示，其中反应速率最快的是(填序号) 。 A．v(A)=0.4mol•L-1•min-1 B．v(B)=0.005mol•L-1•s-1 C．v(C)=0.3mol•L-1•min-1 D．v(D)=0.002mol•L-1•s-1 14．“绿水青山就是金山银山”，研究并消除氮氧化物污染对建设美丽家乡，打造宜居环境有重要意义。 Ⅰ．已知：2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g) ΔH1=-114 kJ∙mol−1 C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-393.5 kJ∙mol−1 N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH3=＋181 kJ∙mol−1 (1)若某反应的平衡常数表达式为K=，请写出此反应的热化学方程式 ，该反应自发进行的条件是 。(填“高温”或“低温”或“任何温度”) Ⅱ．为避免汽车尾气中的有害气体对大气的污染，需给汽车安装尾气净化装置。在净化装置中发生反应2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH1=-746.8 kJ∙mol−1 (2)T℃时，将体积比为1：1的CO和NO的混合气体充入刚性容器中发生上述反应，每隔一定时间测得容器内的压强如下表所示： 时间/min 10 20 30 40 50 60 kPa 1.08 1.02 0.97 0.93 0.90 0.90 0.90 ①反应开始10 min内，以CO的压强变化表示该反应的平均反应速率为 kPa/mol时，该反应的平衡常数Kp= kPa-1 (用分数表示，Kp为用各气体分压表示的平衡常数。) ②反应达到平衡后，若再向容器中加入2 mol CO2(g)和1 mol N2，再次达到平衡时NO的百分含量将 (填“增大””减小”或”不变”)。 (3)实验测得，v正=k正c2(NO)·c2(CO)，v逆=k逆c(N2)·c2(CO2)，k正、k逆为速率常数，只与温度有关)。 ①达到平衡后，仅升高温度，k正增大的倍数 (填“＞”“＜”或“” ) k逆增大的倍数。 ②若在1 L的密闭容器中充入1 mol CO和1 mol NO，在一定温度下达到平衡时，CO的转化率为40%，则 。 【参考答案】 一、选择题 1．B 解析：A．盐酸浓度不变，使用量增大一倍，不影响反应速率，A错误； B．盐酸浓度增加一倍，用量减至一半，使反应的最初速率加快，B正确； C．Na2CO3粉末为固体，改变固体的量不影响反应速率，C错误； D．浓硫酸中c(H＋)非常小，和Na2CO3粉末反应非常慢，D错误； 故选B。 2．C 解析：A．由题干表中数据结合三段式分析可知：，K1===160，A错误； B．根据温度不变，平衡常数不变可知，K1=K2=160，根据平衡Ⅱ、Ⅲ体系中D的平衡物质的量可知，升高温度平衡逆向移动，K值减小，则有K1=K2＞K3，B错误； C．由表中数据可知，实验Ⅱ的温度和实验Ⅰ相同，低于实验Ⅲ，但反应速率比实验Ⅰ和Ⅲ都快，故实验Ⅰ和Ⅱ探究的可能是催化剂对化学反应的影响，C正确； D．升高温度能加快反应速率的原理不是降低了反应的活化能，而是增大物质具有的能量，使得部分普通分子转化为活化分子，从而提高了活化分子百分数，D错误； 故答案为：C。 3．C 【分析】根据各物质改变量之比等于化学计量数之比，将表格数据补充完整如下： n(A) n(B) n(C) 0 4.0 2.0 0 5 2.8 1.4 1.8 10 2.0 1.0 3.0 15 2.0 1.0 3.0 解析：A．物质D是固体，浓度是定值，不用其单位时间内浓度的改变表示反应速率，A错误； B．据分析，该反应在10min时各物质的物质的量保持不变，但时间数据并不连续，不知道从何时开始保持不变，故不能确定是否在10min时才达到平衡，B错误； C．据分析，平衡状态时，物质C增加了3.0mol，则，C正确； D．15min时适当升高反应温度，会使正逆反应速率均增大，D错误； 故选C。 4．B 【分析】当可逆反应达到平衡时，正逆反应速率相等，各物质的浓度，百分含量保持不变。 解析：①总质量在变，体积不变，故密度会变，混合气体的密度不变能说明反应达到平衡状态，故①正确； ②生成1molD是正反应，消耗2molA也是正反应，不能说明正逆反应速率相等，故②错误； ③混合气体的平均相对分子质量等于质量和物质的量的比，m(总)是变值而n(总)是定量，则混合气体的平均相对分子质量不变时说明反应达到平衡状态，故③正确； ④C (g)的物质的量浓度不变，说明反应达到平衡状态，故④正确； ⑤反应前后气体的体积不变，故混合气体的压强不变，不能作为判断依据，故⑤错误； 能表明反应已达到平衡状态的是①③④； 答案选B。 5．A 解析：反应5分钟时，SO2减少了：4mol-2mol=2mol，则用SO2表示该反应的速率为：v(SO2)==0.2 mol/(Lmin)； 答案选A。 6．B 解析：5min后容器内剩余2.4mol NH3，容器体积为2L，则Δc(NH3)==0.8mol/L，所以v(NH3)==0.16mol·L-1·min-1，故答案为B。 7．D 【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．将v(A)表示的反应速率转化为用v(B)表示：v(B)=； B．； C．将v(C)表示的反应速率转化为用v(B)表示：v(B)=； D．将v(D)表示的反应速率转化为用v(B)表示：v(B)=； 由此可知，D项表示的反应速率最快，答案选D。 8．A 解析：A．过程V中消耗，过程IV中生成，不是催化剂，过程I消耗，过程IV生成，则是催化剂，A选项错误； B．该转化过程中，有非极性键的断裂与极性键的形成，例如过程V：氧气分子中的非极性键断裂，生成水有极性键的形成（氢氧键），B选项正确； C．该转化过程中，酸性条件下过程V是与氧气反应生成和水，涉及的反应为：，C选项正确； D．乙烯被氧气最终催化氧化为，反应的方程式为：，D选项正确； 答案选A。 二、填空题 9．b 【分析】a.△H1和△H2不再变化，说明反应达到平衡状态； b.反应体系中混合气体的颜色保持不变，说明反应Ⅰ达到平衡状态。 解析：①a.反应热与方程式有关，方程式确定，反应热始终不会改变，不能判断是否达到平衡状态，选项a错误； b.气体的颜色代表浓度，颜色不变说明气体的浓度不变，是平衡判断的标志，选项b正确； 答案选b。 10．+3=3+Cl- +3H+，溶液中c(H+)增大 ClO和HSO浓度减小 解析：(1)由题意知，KClO3与NaHSO3反应生成Cl-和，根据得失电子守恒初步确定反应为：+3→Cl- +3，根据元素守恒和电荷守恒，确定方程式右边添加3个H+，完整反应为：+3=Cl- +3+3H+，随着反应的进行，溶液中c(H+)增大，结合题目所给信息知反应速率加快，故此处填：+3→Cl- +3+3H+，随着反应的进行，溶液中c(H+)增大； (2)随着反应的进行，反应物浓度越来越小，反应速率逐渐变慢，故此处填和浓度减小。 11．CO2C+O2 解析：由图可知，以二氧化碳为原料制取炭黑的反应为在太阳能作用下，二氧化碳在氧化亚铁做催化剂的条件下分解生成碳和氧气，反应的化学方程式为CO2 C+O2，故答案为：CO2 C+O2。 12．(1) 放热 小于 大于 (2)d (3)随着反应的进行，反应物的浓度减小，反应速率减慢 (4)未达到 ①③ (5)减慢 解析：（1）根据图可知，该反应在绝热条件下进行，反应速率受温度和浓度的因素影响，反应速率先增大后减小，说明该反应为放热反应，先由于温度升高反应速率增大，后浓度下降,反应速率下降，所以反应物的总能量高于生成物的总能量，反应为放热反应； 故断裂和中的化学键所吸收的能量小于形成中的化学键所释放的能量；和的总能量大于的总能量； （2）反应为放热反应，且在绝热(不与外界进行热交换)恒容密闭容器中进行，故a-c段随着温度的升高正反应速率增大，c-d点反应继续正向进行，浓度降低反应速率降低，且还没达平衡状态，故a、b、c、d点对应的体系中，的浓度最小的点为d点； （3）因随着反应的进行，反应物的浓度减小，反应速率减慢，故段反应速率减慢； （4）反应在达到平衡状态时，反应速率应保持不变，故时刻反应未达到平衡状态； ①容器内氨气的物质的量保持不变，反应物各组分浓度保持不变说明反应达平衡状态，故正确； ②反应物均为气体，气体的总质量始终保持不变，故容器内气体的总质量保持不变无法说明反应达平衡状态，故错误； ③，则正逆反应速率相等，反应达平衡状态，故正确； 答案选①③； （5）若反应达到平衡，分离出催化剂，催化剂能加快反应速率，没有催化剂则此时的正反应速率将减慢。 13．5 0.2 2 A 【分析】根据化学平衡的“三段式”计算，求出5min末A的物质的量浓度和前5min内v(B)的值；根据反应速率之比等于系数之比求出x值；比较反应速率快慢，化为同一种物质的速率进行比较；据此解答。 解析：（1）在容积为2L的密闭容器中，发生，则c(A)= =1.5mol/L；答案为1.5。 （2）v(B)====0.2mol·L-1·min-1；答案为0.2。 （3）根据同一反应中、同一时间段内，各物质的反应速率之比等于计量数之比；所以v(B):v(D)= 0.2mol·L-1·min-1：0.2mol·L-1·min-1=2：x，x=2；答案为2。 （4）把所有速率都换算成A的反应速率；A．v(A )=0.4 mol•L-1•min-1， B．由v( B )=0.005 mol•L-1•s-1知，v(A )=0.005××60 mol•L-1•min-1=0.15 mol•L-1•min-1，C．由v(C)=0.3 mol•L-1•min-1知，v(A )=0.1 mol•L-1•min-1，D．由v(D )=0.002 mol•L-1•s-1知，v(A )=0.002××60 mol•L-1•min-1=0.06 mol•L-1•min-1，则A最快；答案为A。 14．(1) 2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH=-854 kJ∙mol−1 任何温度 (2)0.012 减小 (3)＜ 解析：（1）化学平衡常数是可逆反应达到平衡状态时各种生成物浓度幂之积与各种反应物浓度幂之积的比，则根据化学平衡常数K=，可知可逆反应化学方程式为：2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g)。已知：①2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g) ΔH1=-114 kJ∙mol−1；②C(s)＋O2(g)=CO2(g) ΔH2=-393.5 kJ∙mol−1；③N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH3=＋181 kJ∙mol−1，根据盖斯定律，将②×2-①-③，整理可得2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g)的反应热ΔH=-854 kJ∙mol−1； 反应要自发进行，ΔG=ΔH-ΔS＜0，该反应的正反应是气体体积增大的放热反应，ΔH＜0，ΔS＞0，反应自发进行的的反应温度是任何温度； （2）起始总压强为1.08 kPa，由CO和NO的体积比为1：1可知：CO、NO的分压均为0.54 kPa；容器体积不变，分压与物质的量成正比，即2CO(g)+2NO(g)N2(g)+ 2CO2(g)假设N2的压强变化为x kPa，则CO、NO、CO2的压强都是变化2x kPa，某时间气体分压分别是P(CO)=P(NO)=(0.54-2x)kPa，P(N2)=x kPa，P(CO2)=2x kPa。10 min时，(0.54-2x)+(0.54-2x)+x=2x=1.02，解得x=0.06，则以CO的压强变化表示的该反应的化学反应速率为0.06×2=0.12 kPa/min； 该反应达到平衡时气体总压强为0.90 kPa，(0.54-2x)+(0.54-2x)+x+2x=0.90，解得x=0.18，则CO、NO的分压都是0.18 kPa，N2的分压是0.18 kPa，CO2的分压是0.36 kPa，Kp=； ②反应达到平衡后，若再向容器中加入2 mol CO2(g)和1 mol N2，相当于增大体系的压强，化学平衡向气体体积减小的正反应方向移动，则反应再次达到平衡时NO的百分含量将减小； （3）①该反应的正反应为放热反应，升高温度使化学平衡向吸热的逆反应方向移动，则正反应速率增大的倍数小于逆反应速率增大的倍数，浓度不变，故k正增大的倍数小于k逆增大的倍数，故k正＜k逆； ②当反应达到平衡时，v正=v逆， 故，平衡时c(N2)=0.2 mol/L，c(CO2)=0.4 mol/L，c(CO)=c(NO)=0.6 mol/L，则。 学科网（北京）股份有限公司 $$