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

2.3 化学反应的速率 同步练习题 一、选择题 1．一定条件下的密闭容器中： ，下列叙述不正确的是 A．通入适当过量的氧气，有利于提高的转化率 B．使用催化剂能缩短该反应到达平衡的时间 C．平衡后降低压强，混合气体平均摩尔质量增大 D．平衡后升高温度，混合气体中NO含量降低 2．下列说法中正确的是 ①活化分子间的碰撞一定能发生化学反应 ②普通分子间的碰撞有时也能发生化学反应 ③一般说来，活化分子比普通分子具有更高的能量 ④化学反应的实质是原子的重新组合 ⑤化学反应的实质是旧化学键断裂和新化学键形成的过程 ⑥化学反应的实质是活化分子有合适取向时的有效碰撞 A．①③④⑤ B．②③⑥ C．③④⑤⑥ D．②④⑤ 3．已知反应，经2min，B的浓度减少，对该反应速率的表示，下列说法正确的是 A．用A表示的反应速率是 B．用B、C、D表示的反应速率之比为3∶2∶1 C．在2min末，用B表示的反应速率是 D．在2min内用B表示的反应速率逐渐减小，用C表示的反应速率逐渐增大 4．下列选项表示2M+N3P+4Q反应速率最快的是 A．v(M)=0.5mol·L-1·s-1 B．v(N)=0.3mol·L-1·s-1 C．v(P)=0.8mol·L-1·s-1 D．v(Q)=0.9mol·L-1·s-1 5．已知工业制硝酸的反应之一为 ，在2L的恒温恒容密闭容器中投入1mol和1mol，并加入适量的催化剂，2min后测得容器中含有0.6mol，经10min反应达到平衡状态，此时压强是起始时的1.1倍。下列说法正确的是 A．0~8min内正反应速率、逆反应速率均呈减小趋势 B．0~2min内的平均反应速率 C．的平衡转化率为80% D．催化剂对反应达到平衡所需要的时间没有影响 6．在2A＋B3C＋5D反应中，表示该反应速率最快的是（ ） A．v(A)＝0.5mol·L－1·s－1 B．v(B)＝0.3mol·L－1·s－1 C．v(C)＝0.6mol·L－1·s－1 D．v(D)＝1mol·L－1·s－1 7．一定条件下，在2L恒容密闭容器中进行反应C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g)，10min内碳的质量减少了12g，则该反应的反应速率为 A．v(C)=0.05mol·L-1·min-1 B．v(H2O)=0.1mol·L-1·min-1 C．v(CO)=0.1mol·L-1·min-1 D．v(H2)=0.05mol·L-1·min-1 8．实验表明，一定条件下，反应的速率与浓度的关系为，其中k为速率常数，大小仅与温度有关。采用下列数据进行反应，反应速率最快的是 A．； B．； C．； D．； 二、填空题 9．某温度下，反应2A(g)B(g)＋C(g)的平衡常数为1，在容积为2L的密闭容器中加入A(g)。20s时测得各组分的物质的量如下表，则反应前20s的平均速率为 ，正反应速率 逆反应速率。 物质 A(g) B(g) C(g) 物质的量/mol 1.2 0.6 0.6 10．工业上合成氮气：，其原料之一的氢气可通过如下反应得到：，1mol甲烷和1mol水蒸气的总能量小于1mol一氧化碳和3mol氢气的总能量。 (1)下列表示合成氨反应的速率中，反应最快的是 。 A． B． C． D． (2)在一个恒温恒容的密闭容器中进行合成氨反应，下列证据能判断反应已达平衡状态的是 。 A． B．气体密度不再变化 C．每消耗就同时消耗 D．混合气体的平均摩尔质量不再变化 (3)已知断开键需吸热，断开键需吸热，断开键需吸热。则氮气与氢气反应，每生成需要 。 A．吸热 B．吸热 C．放热 D．放热 (4)在一个密闭容器中进行的合成氨反应，达到平衡后改变一个条件，一段时间又达到平衡，此时测得氨气的浓度增大。下列可能的原因是 。 A．升高温度 B．降低温度 C．增大容器体积 D．缩小容器体积 (5)在体积不变的密闭容器中进行反应，测得的物质的量浓度随反应时间的变化如图所示，反应进行到时，生成的的物质的量为 ，以表示的平均反应速率为 。此时，若再加入，则化学平衡将向 反应方向移动，过程中正反应速率的变化为 。 (6)如图所示，上述反应进行到10min时，改变外界条件导致如图所示的变化，则所改变的条件可能是 。 11．合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92kJ·mol-1是一个可逆反应，反应条件是高温、高压，并且需要合适的催化剂。则： (1)如果将1mol氮气和3mol氢气混合，使其充分反应，反应放出的能量总小于上述数值，为什么？ 。 (2)实验室模拟工业合成氨时，在容积为2L的密闭容器内，充入2mol氮气和3mol氢气，反应经过2分钟后，容器内压强变为原来的，则0～2分钟内用氮气表示的化学反应速率是 ，此时氢气的转化率为 。 (3)在容积为2L的密闭容器内，充入1mol氮气和3mol氢气，在500℃、有催化剂作用条件下，当合成氨的反应达到化学平衡时，下列说法正确的是 。 a．正反应速率和逆反应速率相等且为零 b．氮气和氢气的转化率相等 c．氮气的转化率达到最大值 d．氮气和氢气的浓度相等 e．NH3的体积分数保持不变 f．反应达到该条件下的最大限度 (4)CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和一种黑色固体。在25℃、101kPa下，已知该反应每消耗9.95gCuCl(s)放热4.44kJ，该反应的热化学方程式是 。 (5)根据所学知识，比较下列反应热的大小。 ①同一反应的生成物状态不同时反应热不同，如2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH1，2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH2，则ΔH1 ΔH2(填“>”、“<”或“=”，下同)。 ②同一反应的反应物状态不同时，反应热不同，如S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1，S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2，则ΔH1 ΔH2。 12．对于反应2M(g)+3N(g)xQ(g)+3R(g)，在容积为2L的密闭容器中，将2mol气体M和3mol气体N混合，当反应经2min后达平衡生成2.4mol气体R，并测得Q的浓度为0.4mol/L，则x的值为 ，M的平衡转化率为 ，vN= 。 13．一定温度下在某定容容器中发生反应：2A(g)＋3B(g)=2C(g)，开始时，A的浓度2 mol·L－1，B的浓度为4 mol·L－1，2 min后，A的浓度减少0.8 mol·L－1，则： (1)v(B)＝ mol·L－1·min－1，v(C)＝ mol·L－1·min－1。 (2)在2 min末，C的浓度是 mol·L－1，B的浓度是 mol·L－1。 14．蕴藏在海底的大量“可燃冰”，煤液化和气化形成的甲醇都是重要的能源。 (1)。若，气体完全反应时，吸收热量，部分化学键的键能如下表。 化学键 键能 b c d ①写出甲烷的结构式 。 ②的键能为 (用含a、b、c、d的式子表示)。 (2)某温度下加氢制甲醇的总反应为：，该反应为放热反应，在固定容积为的密闭容器中充入的和的，测得和的物质的量随时间变化如下图。 请回答： ①下列说法正确的是 。 A．反应物的化学键断裂要吸收的能量大于生成物的化学键形成要放出的能量 B．往容器中充入一定量的，反应速率不变 C．分离出后，正反应速率不变，逆反应速率一直在减小 D．减小容器体积，反应速率加快 E．时混合气体的密度大于时混合气体的密度 ②内的反应速率为 ，末时 (填“<”“>”或“=”)。 ③恒温恒容条件下，能说明反应已达平衡状态的是 。 A．体积分数保持不变 B．容器中气体压强保持不变 C．容器中浓度与浓度之比为 D．混合气体的密度保持不变 E．的生成速率是生成速率的3倍 ④该反应平衡时的转化率为 。 (3)甲醇是优质的清洁燃料，可制作碱性甲醇燃料电池，其工作原理如下图所示，其总反应式为：，则电极A的反应式为 ，当消耗甲醇的质量为时，假设电池的能量转化率为，则导线中转移电子的物质的量为 。 【参考答案】 一、选择题 1．C 解析：A．在恒容密闭容器中，通入适当过量的氧气即增大反应物浓度，化学平衡正向移动，故有利于提高NH3的转化率，A正确； B．使用催化剂能够加快反应速率，故能缩短该反应到达平衡的时间，B正确； C．已知减小压强平衡将向着气体体积增大的方向移动即向着气体总物质的量增大的方向移动，上述平衡过程中气体的总质量不变，故平衡后降低压强，混合气体平均摩尔质量减小，C错误； D．已知正反应是一个放热反应，故平衡后升高温度，化学平衡逆向移动，故混合气体中NO含量降低，D正确； 故答案为：C。 2．C 解析：①活化分子间的碰撞不一定为有效碰撞，则不一定发生化学反应，只有活化分子之间的有效碰撞才能发生化学反应，①错误； ②普通分子的能量小于活化分子的能量，普通分子间的碰撞，达不到反应所需的能量，则不能发生化学反应，②错误； ③一般说来，同一种分子中，活化分子比普通分子能量高，③正确； ④化学变化中的最小微粒为原子，则化学反应的实质是原子的重新组合，④正确； ⑤从化学键角度可知，化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程，⑤正确； ⑥化学反应的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成过程，即活化分子有合适取向时的有效碰撞，⑥正确； 故答案选C。 3．B 解析：A．经2min，B的浓度减少0.6mol/L，用B表示的反应速率v(B)==0.3mol·L-1·min-1，同一反应用不同物质表示的反应速率之比等于化学方程式中相应物质的系数之比，所以用A表示的反应速率v(A)=×0.3mol·L-1·min-1=0.4 mol·L-1·min-1，故A错误； B．同一反应用不同物质表示的反应速率之比等于化学方程式中相应物质的系数之比，由可知，B、C、D的系数之比为3∶2∶1，用B、C 、D表示的反应速率之比为3∶2∶1，故B正确； C．内用B表示的化学反应速率为，此反应速率为平均速率，不能计算2 min末的瞬时速率，故C错误； D．随着反应的进行，反应物的浓度逐渐降低，反应速率逐渐减小，所以内用B和C表示的化学反应速率都逐渐减小，故D错误； 故选B。 4．B 解析：化学反应速率大小比较时，可转化为比较各物质速率与化学计量数的比值大小，比值越大，化学反应速率越大。，，，，故选B。 5．C 【分析】根据题意可知，；据此分析解题。 解析：A．0~8min未达到平衡，正反应速率减小、逆反应速率增大，故A错误； B．0~2min内氧气转化量为0.5mol，平均反应速率，故B错误； C．经10min反应达到平衡状态，此时压强是起始时的1.1倍，所以有，解得x=0.2，平衡时的平衡转化率为，故C正确； D．催化剂可以加快反应速率，使达到平衡所需要的时间变短，故D错误； 故答案选C。 6．B 解析：反应速率与化学计量数的比值越大，反应速率越快，则 A.=0.25； B. =0.3； C. =0.2； D. =0.2； 显然B中比值最大，反应速率最快， 答案选B。 7．D 【分析】10min内碳的质量减少了12g，C的物质的量为12g÷12g/mol=1mol，则参与反应H2O、CO、H2的物质的量均为1mol； 解析：A．碳为固体，浓度不能用mol/L来表示，A错误； B．v(H2O)==0.05mol·L-1·min-1，B错误； C．v(CO)==0.05mol·L-1·min-1，C错误； D．v(H2)==0.05mol·L-1·min-1，D正确； 故选D。 8．B 解析：，其中k为速率常数，大小仅与温度有关，将各组数据代入公式计算，可得到A、B、C、D项的速率，其中速率最大的为B，故选B。 二、填空题 9．03mol·L－1·s－1 大于 解析：由题意知，前20s的平均速率为v(A)＝1.2mol/(2L·20s)＝0.03mol·L－1·s－1；20s时，Q＝＝0.25<K，可逆反应向正方向进行，正反应速率大于逆反应速率，故答案为：0.03mol·L－1·s－1；大于。 10．(1)A (2)D (3)C (4)BD (5)1.0mol 0.30mol·L-1·min-1 正 突然增大，然后慢慢减小至不变 (6)升高温度或者及时分离出H2O蒸气 解析：（1）根据反应速率之比等于化学计量系数比可知： A．==， B．当==时，，C．当时，， D．==，故A表示的反应速率最快，故答案为：A； （2）A．题干未告知N2和H2的反应速率正、逆反应，且N2和H2的系数不相等，当不能说明反应达到化学平衡，A不合题意； B．反应过程中，容器体积不变，气体的质量不变，即气体的密度一直不变，故气体密度不再变化不能说明反应达到化学平衡，B不合题意； C．消耗N2为正反应，消耗NH3为逆反应，根据系数可知，平衡时应该每消耗就同时消耗，C不合题意； D．反应过程中气体的质量不变，气体的总物质的量在改变，即混合气体的平均摩尔质量一直在变，故混合气体的平均摩尔质量不再变化，说明反应达到化学平衡状态，D符合题意； 故答案为：D； （3）已知断开键需吸热，断开键需吸热，断开键需吸热，则氮气与氢气反应，每生成时断键需要吸收的能量为：=1125kJ，形成化学键能够放出的能量为：=1173kJ，故每生成需要释放的能量为：1173kJ-1125kJ=48kJ，故答案为：C； （4）在一个密闭容器中进行的合成氨反应，达到平衡后改变一个条件，一段时间又达到平衡，此时测得氨气的浓度增大。 A．由(3)分析可知，合成氨是一个放热反应，升高温度 平衡逆向移动，则NH3的浓度减小，A不合题意； B．由(3)分析可知，合成氨是一个放热反应，降低温度平衡正向移动，则NH3的浓度增大，B符合题意； C．合成氨是气体体积减小的方向，故增大容器体积即减小压强平衡逆向移动，NH3的浓度减小，C不合题意； D．合成氨是气体体积减小的方向，缩小容器体积即增大压强平衡正向移动，且容器体积减小，则NH3的浓度增大，D符合题意； 故答案为：BD； （5）由题干图像信息可知，反应进行到5min时，CH4浓度减小了1.00-0.50=0.50mol/L，根据反应方程式可知，CO的浓度增加了0.50mol/L，故生成的的物质的量为0.50mol/L×2L=1.0mol，生成的H2的浓度为1.50mol/L，则以H2表示的平均反应速率为=0.30mol·L-1·min-1，此时若再加入，即增大反应物浓度，则化学平衡将向正反应方向移动，过程中正反应速率的变化为突然增大，然后慢慢减小至不变，故答案为：1mol；0.3mol·L-1·min-1；正；突然增大，然后慢慢减小至不变； （6）由题干图示信息可知，上述反应进行到10min时，改变外界条件后CH4的物质的量浓度慢慢减小后再不变，即平衡正向移动，结合题干信息：1mol甲烷和1mol水蒸气的总能量小于1mol一氧化碳和3mol氢气的总能量，即该反应正反应是一个吸热反应，则所改变的条件可能是升高温度或者及时分离出H2O蒸气，故答案为：升高温度或者及时分离出H2O蒸气。 11．(1)该反应是可逆反应，1mol氮气和3mol氢气混合，使其充分反应，反应放出的能量总小于92kJ (2)0.125mol/(L·min) 50% (3)cef或bcef也可以 (4)4CuCl(s)+O2(g)=2CuCl2(s)+2CuO(s) ΔH=-177.6kJ/mol (5)> < 解析：（1）1molN2和3molH2混合，使充分反应，反应放出的热量总小于上述数值，是因为合成氨为可逆反应，反应物不能完全转化为生成物NH3，所以1mol氮气和3mol氢气混合，使其充分反应，反应放出的能量总小于92kJ。 （2）在恒温恒容时，气体的压强比等于气体的物质的量的比，开始时气体的物质的量为2mol+3mol=5mol，由于平衡时气体压强为原来的80%，则气体的物质的量减小5mol-5mol×80%=1mol。根据方程式N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，可知：每有1molN2反应，反应后会减小2mol，现在气体的物质的量减小1mol，则反应的N2的物质的量为0.5mol，所以用氮气表示的化学反应速率是，根据方程式可知N2、H2反应的物质的量的比是1：3，氮气反应了0.5mol，则氢气反应了1.5mol，由于反应开始时加入氢气的物质的量为3mol，所以氢气的转化率为=×100%=50%。 （3）a．化学平衡为动态平衡，达到平衡时正反应速率和逆反应速率相等但不为零，a错误； b．起始加入的氮气和氢气的物质的量之比为方程式的系数比，反应时也按照方程式的系数比反应，则反应达到平衡时，氮气和氢气的转化率相等，b正确； c．反应从正反应方向开始，若氮气的转化率达到最大值，则反应达到平衡，c正确； d．达到平衡时氮气和氢气的浓度不一定相等，这与起始量、物质的转化率有关，d错误； e．NH3的体积分数不变，反应处于平衡状态，e正确； f．反应达到最大程度，任何物质的浓度不再发生变化，反应达到平衡状态，f正确； 故合理选项是bcef。 （4）CuCl(s)与O2反应生成CuCl2(s)和一种黑色固体CuO。在25℃、101kPa下，已知该反应每消耗9.95gCuCl(s)放热4.44kJ，即消耗0.1molCuCl(s)放热4.44kJ，故该反应的热化学方程式为4CuCl(s)+O2(g)=2CuCl2(s)+2CuO(s)ΔH=-44.4×4kJ/mol=-177.6kJ/mol。 （5）同一物质，气态时的能量高于液态时的能量，液态时的能量高于固态时的能量。 ①由盖斯定律知，用①式-②式得2H2O(l)=2H2O(g)ΔH=ΔH1-ΔH2>0，故ΔH1>ΔH2； ②由盖斯定律知，用①式-②式得S(g)=S(s)ΔH=ΔH1-ΔH2<0，故ΔH1<ΔH2。 12．80% 解析：反应经2min达到平衡，生成2.4mol气体R，测得气体Q的浓度为0.4mol/L，则生成的Q为2L×0.4mol/L=0.8mol，由变化的物质的量之比等于系数比，则2.4mol：0.8mol=3：x，解得x=1；由方程式可知，参加反应的M为2.4mol×=1.6mol，故M的平衡转化率为×100%=80%；转化的∆n(N)= ∆n(R)= 2.4mol，反应速率，故答案为：1；80%；。 13．6 0.4 0.8 2.8 【分析】根据化学反应速率之比等化学计量数之比，再根据方程式利用三段式进行解答。 解析：(1)根据， v(B)==0.6 mol·L-1·min-1v(C)==0.4 mol·L-1·min-1；故为：0.6；0.4。 (2)根据上述分析：在2 min末，v(C)= 0.8 mol·L-1·min-1，v(B)=2.8 mol·L-1·min-1，故为：0.8；2.8。 14．(1) (2)BD > ABE (3) 0.24 解析：（1）①甲烷的分子式为，属于共价化合物，分子中C原子与H原子之间形成1对共用电子对，其结构式为； ②设的键能为xkJ/mol，根据反应的焓变及和各化学键键能可知，故； （2）①A．该反应为放热反应，反应物的化学键断裂要吸收的能量小于生成物的化学键形成要放出的能量，A错误； B．该容器体积不变，往容器中充入，各物质的浓度不变，反应速率不变，B正确； C．及时分离出可减少生成物浓度，正逆化学反应速率均减小，C错误； D．减小容器体积可增大各物质的浓度，加快化学反应速率，D正确； E．混合气体的密度始终不变，E错误； 答案选BD； ②内的反应速率为，后反应物的物质的量仍在减少，说明反应向正反应方向进行，则末时； ③A．体积分数保持不变能说明反应已达平衡状态，A正确； B．该反应前后气体分子数不相等，恒温恒容条件下，压强与物质的量成正比，容器中气体压强保持不变，说明气体的物质的量不再变化，说明反应已达平衡状态，B正确； C．由图可知，时容器中浓度与浓度相等即两者之比为，但反应物仍在减小，说明反应未达平衡状态，C错误； D．恒容条件下，混合气体的总质量不变，则密度一直保持不变，不能说明反应达到平衡状态，D错误； E．的生成速率是生成速率的3倍，即正逆反应速率相等，说明反应已达平衡状态，E正确； 故选：ABE； ④该反应平衡时的转化率为； （3）碱性甲醇燃料电池中通入氧气的一极为正极，电极B的电极反应式为，电极A为负极，用总反应式为：减去正极的电极反应式可得负极A的反应式为。当消耗甲醇的质量为即0.05mol时，转移电子的的物质的量为。 学科网（北京）股份有限公司 $$