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

2.1化学反应速率同步练习题 一、选择题 1．与HCl的加成反应由第一步和第二步组成，能量与反应历程如图所示。下列说法中正确的是 A．两步反应均释放能量 B．决速步骤是第一步 C．第二步与的碰撞100%有效 D．过渡态1比过渡态2更稳定 2．在一定条件下，向2L密闭容器中进行一定量和CO的反应：。反应时间与残留固体质量的关系如图所示。下列说法正确的是 A．升高温度时，正反应速度增大，逆反应速度减小 B．随着反应的进行，混合气体的平均相对分子质量增大 C．增大硫酸镁的质量时，正反应速率将增大 D．在内， 3．与的反应分两步完成，其能量曲线如图所示．反应①：，反应②：，下列有关说法错误 A．反应①决定该反应的反应速率 B．为该反应的催化剂 C． D．温度升高，活化分子百分数增大，有效碰撞概率增大，反应速率加快 4．汽车尾气处理是科学家们研究的热点。利用反应 ，能很好降低污染物的排放。一定条件下，该反应历程如图所示(TS表示过渡态、IM表示中间产物)。则该反应的是。 A． B． C． D． 5．对反应2A(g) + B(s) 3C(g) + 4D(g) 来说，下列反应速率最快的是 A．v(A)=0.5mol/(L·min) B．v(B)= 0.01mol/(L·s ) C．v(C)=1.0mol/(L·min) D．v(D)=1.2mol/(L·min) 6．采用为催化剂，通过氧溴化可将甲烷转化为溴甲烷。该路线实现了甲烷的低温活化、有效抑制活泼产物的深度氧化，显著提高产物的选择性，其反应历程如图所示。下列说法错误的是 A．产物中可能混有 B．若用替换，溴甲烷的产率将降低 C．过程II中还原剂与氧化剂的物质的量之比为1：3 D．总反应为 7．以TiO2为催化剂的光热化学循环分解CO2反应为温室气体减排提供了一个新途径，该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示。 下列说法正确的是 A．过程①中钛氧键断裂会释放能量 B．该反应中，光能和热能转化为电能 C．使用TiO2作催化剂可以降低反应的活化能，从而提高化学反应速率 D．CO2分解反应的热化学方程式为2CO2(g)=2CO(g)+O2(g) △H=+30kJ•mol-1 二、填空题 8．(1)现有反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)过程中能量变化如图所示，回答下列问题： ①写出该反应的热化学方程式___； ②图中数字“419”表示的是___； ③图中曲线II表示(填反应条件)的能量变化___。 (2)已知：C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1=-437.3kJ·mol-1 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2=-566.0kJ·mol-1 则2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H3=___。 (3)下列反应中，属于放热反应的是___(填编号，下同)，属于吸热反应的是___。 ①物质燃烧②酸碱中和反应③CaCO3受热分解④Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应 9．能源、环境与生产生活和社会发展密切相关。 (1)工业上利用CO和H2在催化剂作用下合成甲醇：CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)，已知反应中有关物质的化学键键能数据如表所示： 化学键 H-H C-O C≡O H-O C-H E/(kJ/mol) 436 343 1076 465 413 则CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)∆H=_______kJ•mol-1 (2)CH3OH也可由CO2和H2合成。在体积为1L的密闭容器中，充入lmolCO2和3molH2，一定条件下反应：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH= - 49.0kJ/mol，测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图所示。 从反应开始到10min，v(H2)=_______mol/(L·min)； 10．某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，他在100 mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水集气法收集反应放出的氢气(标准状况)，实验记录如下(累计值)： 时间/min 1 2 3 4 5 氢气体积/mL 50 120 232 290 310 (1)在0～1 min、1～2 min、2～3 min、3～4 min、4～5 min时间段中，反应速率最大的时间段是________，原因为______________________；反应速率最小的时间段是________，原因为__________________________。 (2)在2～3 min内，用盐酸的浓度变化表示的反应速率为________。 (3)为了减缓反应速率但不减少产生氢气的量，在盐酸中分别加入等体积的下列溶液，其中可行的是________。 A．蒸馏水 B．Na2SO4溶液 C．NaNO3溶液 D．Na2CO3溶液 11．在新型催化剂作用下，使转化为的反应具有更好的催化活性。一定条件下测得反应过程中的数据如下： 0 2 4 6 8 0 1.8 3.7 5.4 7.2 计算内以的物质的量变化表示的反应速率________(以为单位，写出计算过程)。 12．硫酸既是一种重要的化工产品，也是中学实验室的一种常见试剂。 实验一：测定中和反应的反应热。 甲小组利用溶液和溶液测定中和反应的反应热，实验装置如图所示。 (1)“搅拌”的操作方法是_______。 (2)加料时，_______(填“一次”或“分批次”)加入反应物溶液。 (3)其他条件不变，如果用铜质搅拌器代替玻璃搅拌器，测得的反应热_______(填“偏大”“偏小”或“无影响”，下同)；如果用溶液代替NaOH溶液完成实验，测得的反应热_______。 实验二：探究影响化学反应速率的外界因素。 乙小组设计如下实验方案探究影响反应速率的因素 (已知：)。 序号 溶液/mL 稀硫酸/mL 蒸馏水/mL 温度/℃ 出现浑浊的时间/s ① 10.0 10.0 5.0 25 ② 10.0 5.0 10.0 25 ③ 10.0 5.0 35 ④ 10.0 15.0 0 45 实验结果：。 (4)根据实验①和②可得出的结论是_______。 (5)_______。 (6)上述4组实验中，实验④的速率最快，其原因是_______。 【参考答案】 一、选择题 1．B 解析：A．据图可知第一步反应中反应物的能量低于生成物的能量，该过程吸热，A错误； B．据图可知第一步反应的活化能更大，则第一步的反应速率决定了整个反应速率的快慢，是决速步骤，B正确； C．活化分子间的合理取向的碰撞才称为有效碰撞，碰撞不可能100%有效，C错误； D．过渡态1的能量比过渡态2高，过渡态2更稳定，D错误； 故选B。 2．B 解析：A．对于任何可逆反应，升高温度时，正、逆反应速率都增大，A错误； B．反应前的气体是，CO的相对分子质量为28，反应生成的气体是和SO2，二者相对分子质量分别为44，64，随着反应的进行，的量减小，和SO2的量增大，故混合气体的平均相对分子质量增大，B正确； C．硫酸镁是固体，增大固体的量，不能改变化学反应速率，C错误； D．从化学方程式看，每消耗1molCO，固体质量减小80.0g，在内，，D错误； 故选B。 3．B 解析：A．由图像可知，反应①的活化能高于②，反应①决定该反应的反应速率，故A正确； B．HI属于中间产物，故B错误； C．反应①和②总的能量变化为 218kJ ，根据盖斯定律可知，反应①+②得 H2(g)+2ICl(g)=I2(g)+2HCl(g) ΔH=−218kJ⋅mol−1 ，故C正确； D．温度升高，活化分子百分数增大，从而使反应碰撞概率增大，反应速率加快，故D正确； 答案选B。 4．B 解析：由图可知，反应①的焓变为+199.2kJ/mol，②焓变为-513.5 kJ/mol，③248.3kJ/mol-554.9kJ/mol=-306.6 kJ/mol；由盖斯定律可知，反应①+②+③得，； 故选B。 5．C 【分析】化学反应中各物质的化学反应速率之比等于各物质的化学计量数之比，要比较反应速率的大小，需要将不同的物质的速率转化为同一物质的速率再进行比较。 解析：将每个选项的速率通过比例关系转化为物质A的速率，则 A．v(A)=0.5mol/(L·min) B．B物质是固体，浓度为定值，不能计算化学反应速率； C．v(A)= v(C)=0.67mol/(L·min ) D．v(A)= 0.5v(D)=0.6mol/(L·min ) 故C的反应速率最快，选C。 6．C 解析：A．采用为催化剂，通过氧溴化可将甲烷转化为一溴甲烷，反应过程中有甲烷和溴的反应，只要在光照条件下，就会发生连续取代，产物中可能混有等，A正确； B．亚铁离子能被氧气氧化，催化活性降低，所以若用替换，溴甲烷的产率将降低，B正确； C．过程Ⅱ中反应方程式为，氧化剂为，还原剂为HBr、，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:3，C错误， D．由反应机理图可知，反应过程中加入的有HBr、、，生成的有、，、ZnO、在参与催化剂循环，故总反应为，D正确。 答案选C。 7．C 解析：A．断裂化学键需要吸收能量，过程①中钛氧键断裂需要吸收能量，A项错误； B．由历程图可知，该反应中光能和热能转化为化学能，B项错误； C．使用作催化剂可以降低反应的活化能，从而提高化学反应速率，C项正确； D．根据反应的焓变等于反应物的键能之和减去生成物的键能之和，知分解反应的热化学方程式为，D项错误； 故选C。 二、填空题 8． CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H=-91kJ/mol (正)反应的活化能(或1molCO和2molH2断键所需要吸收的能量) 使用催化剂 -308.6kJ·mol-1 ①② ③④ 解析：(1)①由图可知，反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)的△H=419kJ/mol -510kJ/mol =-91kJ/mol，故该反应的热化学方程式为CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H=-91kJ/mol； ②图中数字“419”表示的是(正)反应的活化能(或1molCO和2molH2断键所需要吸收的能量)； ③图中曲线II表示的反应过程活化能降低，故表示的是使用催化剂的能量变化； (2)已知：①C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1=-437.3kJ·mol-1；②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2=-566.0kJ·mol-1；由盖斯定律可知，①×2-②可得目标方程式，则2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H3= -437.3kJ·mol-1×2-(-566.0kJ·mol-1)= -308.6kJ·mol-1； (3)①物质燃烧属于放热反应；②酸碱中和反应属于放热反应；③CaCO3受热分解属于吸热反应；④Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应属于吸热反应；故属于放热反应的是①②，属于吸热反应的是③④。 9．(1)-99 (2)0.225 解析：（1）反应热∆H等于反应物总键能减去生成物总键能。所以∆H=1076 kJ/mol+2×436 kJ/mol-(413×3+465+343)kJ/mol=-99 kJ/mol，故答案是-99； （2）从图象分析，从反应开始到10min，CO2浓度变化量是0.75mol/L，根据系数与物质转化的量成正比，则H2浓度变化量是2.25 mol/L，v(H2)=0.225 mol/(L·min)，则答案是0.225。 10． 2～3 min 该反应是放热反应，2～3 min时溶液温度最高，反应速率最快 4～5 min 此时反应物的浓度最小，反应速率最慢 0.1 mol·L－1·min－1 AB 解析：由表格数据可知，0～1、1～2、2～3、3～4、4～5min生成氢气分别为50mL、70mL、112mL、58mL、20mL； (1)2 min～3 min收集的氢气比其他时间段多，反应速率最大，该反应放热，反应过程中温度升高加快反应速率；4～5 min反应速率最小，随着反应进行氢离子浓度逐渐减小，该时间段内H+浓度小，反应速率最慢； (2)2 min～3 min生成的氢气的体积为112mL，则n(H2)=0.005mol，反应过程中发生反应Zn+2HCl===ZnCl2+H2，则该时间段内消耗的n(HCl)=0.01mol，溶液体积为100mol，则△c(HCl)=0.1mol/L，v(HCl)==0.1 mol·L－1·min－1； (3)A．加入蒸馏水，溶液的浓度减小，反应速率减小，H+的物质的量不变，氢气的量也不变，故A正确； B．加入Na2SO4溶液，减小盐酸的浓度，反应速率减小，H+的物质的量不变，氢气的量也不变，故B正确； C．加入硝酸钠溶液，锌与氢离子、硝酸根反应不产生氢气，故C错误； D．加入Na2CO3溶液，Na2CO3能与盐酸反应，盐酸的浓度减小，反应速率减小，H+的物质的量减小，氢气的量也减小，故D错误； 所以选AB。 11．8 解析：解法一 内，，，所以。 解法二 转化的物质的量为n，则 解得，所以。 12．(1)上下移动玻璃搅拌器 (2)一次性 (3) 偏大 偏小 (4)稀硫酸浓度越高反应速率越快 (5)5.0 (6)第④组反应硫酸浓度和温度最高 【分析】实验一：利用溶液和溶液测定中和反应的反应热，上下移动玻璃搅拌器进行搅拌；为减少热量损失，应一次性加入反应物溶液； 实验二：探究影响反应速率的外界因素，主要探究硫酸浓度和反应温度的影响；①和②反应温度一样，硫酸浓度不同，研究硫酸浓度对反应速率的影响；③组实验温度与①不同，蒸馏水体积相同，根据单一变量原则，加入硫酸体积应与①相同；据此分析解题。 解析：（1）据分析可知，“搅拌”的操作方法是上下移动玻璃搅拌器；故答案为上下移动玻璃搅拌器； （2）为减少热量损失，应一次性加入反应物溶液；故答案为一次性； （3）铜是热的良导体，其他条件不变，用铜制环形搅拌器搅拌溶液，会导致溶液温度偏低，测定的热偏低，所以反应热偏大；H2SO4与溶液反应除了生成水外，还生成了BaSO4沉淀，钡离子与硫酸根离子生成了硫酸钡沉淀放热，测定的热偏高，所以反应热偏小；故答案为偏大；偏小； （4）①和②反应温度一样，硫酸浓度不同，研究硫酸浓度对反应速率的影响；根据实验①和②的实验结果，说明稀硫酸浓度越高反应速率越快；故答案为稀硫酸浓度越高反应速率越快； （5）③组实验温度与①不同，蒸馏水体积相同，根据单一变量原则，加入硫酸体积应与①相同；所以；故答案为5.0。 （6）根据①、②和③组实验结果可知，稀硫酸浓度越高，温度越高反应速率越快，在四组实验中，第④组反应硫酸浓度和温度最高，速率最快；故答案为第④组反应硫酸浓度和温度最高。 学科网（北京）股份有限公司 $$