2.3 化学反应的速率 同步练习 2024-2025学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

2024—2025学年高中化学鲁科版选择性必修一2.3 化学反应的速率 一、单选题 1．已知：的正反应速率可表示为(为正反应速率常数)，该反应平衡常数的对数与温度的倒数的关系如图所示，下列说法正确的是 A．增大NO浓度可提高活化分子百分比 B．使用催化剂不会影响正反应速率常数 C．建立平衡后，压缩体积平衡正向移动但平衡常数K不变 D．升高温度可提高NO的平衡转化率 2．一定温度下，在2个容积均为1L的恒容密闭容器中，加入一定量的反应物，发生反应：，相关数据见下表。 容器编号 压强/Mpa 起始物质的量/mol 平衡物质的量/mol A B D Ⅰ 0.2 0.2 0.1 Ⅱ 0.4 0.4 下列说法不正确的是 A．B物质的状态只可能为气态 B．Ⅰ中反应达到平衡时，A的转化率为 C．均平衡后，两容器正反应速率ⅠⅡ D．对于Ⅰ，平衡后向容器中再充入和，平衡向右移动 3．基于非金属原子嵌入石墨烯三嗪基中，用于催化一氧化碳加氢生成甲醇的反应历程如图，其中吸附在催化剂表面上的物种用“”标注，下列说法中错误的是 A．整个反应历程中有极性键的断裂和生成 B．过渡态相对能量：TS55>TS44>TS77 C．物种吸附在催化剂表面的过程为吸热过程 D．反应决速步的活化能为 4．在催化剂表面与反应的部分历程如图所示，吸附在催化剂表面的物种用“·”标注，Ts表示过渡态。下列说法错误的是 A．使用高效催化剂，能降低反应活化能，从而影响反应热 B．反应的 C．②→③是图中①至⑥的历程中的决速步骤 D．③→④的过程中断裂了极性共价键 5．已知有机物R与形成的配离子能被氧化为：。现用等体积、浓度分别为mol/L、mol/L、mol/L（）的溶液与三组等体积的反应，随时间t的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是 A．曲线Ⅰ对应的溶液浓度为mol/L B．硝酸浓度为mol/L时，0~2min内，mol/（L·min） C．平衡后加水稀释，减小 D．三组实验中的反应速率都是先增大后减小 6．一定温度下，在10L恒容密闭容器中，充入0.4mol、0.6mol和0.3mol，发生反应的化学方程式为，反应进行至tmin后，下列数据合理的是 A． B．mol⋅L-1⋅min-1 C．mol⋅L-1 D． 7．利用轻质烷烃作为的还原剂，可以在产生有效化学品的同时实现的还原，是具有应用前景的转化利用方式之一，某研究小组计算得与反应的机理如图所示，下列说法不正确的是 A．该转化为吸热反应 B．通过与分子相互作用实现的转化 C．转化过程中有极性键与非极性键的形成 D．体系中的浓度会影响和的转化效率 8．工业上生产氮化硅陶瓷的反应为：，下列是在不同条件下测得的化学反应速率，其中最大的是 A． B． C． D． 9．利用反应制取苯乙烯的机理如下图，A、、点位带有不同电性。下列说法正确的是 A．催化剂的、点位带负电性 B．该反应的平衡常数 C．提高的浓度可以增大活化分子百分数，从而加快反应速率 D．使用催化剂可以降低该反应的焓变 10．反应，根据物质的百分含量-温度-压强图和图，下列分析错误的是 A．由图1可以确定 B．平衡正向移动的百分含量不一定增加 C．时改变的条件只能是加入催化剂 D．时改变的条件可能是降低温度 11．利用可消除污染，发生的反应为，下列说法错误的是 A．的酸酐为 B．淀粉可用作碘的指示剂 C．碳酸为二元弱酸 D．加入合适的催化剂，可提高该反应中的平衡转化率 12．利用甲烷可以除去SO3，反应为8SO3(g)+6CH4(g)S8(g)+6CO2(g)+12H2O(g)。下列说法正确的是 A．上述反应的△S<0 B．上述反应的化学平衡常数K= C．及时分离出H2O(g)，正反应速率增大，平衡向正反应方向移动 D．上述反应中生成lmolS8，转移电子的数目约为48×6.02×1023 13．科学家实现了利用CO和H2催化合成CH3OH，反应历程如图，*表示在催化剂表面的物质，下列说法错误的是 A．该历程中有5个放热过程 B．CO和H2均为可燃性气体 C．反应过程中既有极性键和非极性键的断裂，又有极性键和非极性键的形成 D．虚线框内的反应为 14．丙烯是重要的石油化工原料，作为一种活性温和的氧化剂，被应用于丙烷氧化脱氢的反应中。与在-基催化剂作用下的反应机理和整个过程中的能量关系分别如图1、2所示。下列说法错误的是 A．反应历程中第①步起决速作用 B．该反应过程中有共价键的断裂和形成 C．Cr-基催化剂降低了反应的活化能，改变了总反应的焓变 D．该反应的总反应为 15．一定条件下，某密闭容器中，CO和发生反应 △H，CO的平衡转化率随温度的变化如图所示。下列说法正确的是 A．该反应的反应物的总能量小于生成物的总能量 B．反应速率： C．平衡常数： D．各点对应的混合气体中，碳元素的质量分数： 二、填空题 16．(1)在2 L的密闭容器中放入4 mol N2O5，发生如下反应：2N2O5（g）4NO2（g）+O2（g）。反应至5 min时,测得N2O5转化了20%，则v（NO2）为 ；5 min时，N2O5在混合气体中的体积分数是 。 (2)某温度时，在一个2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示。根据图中数据填空：      ①该反应的化学方程式为 。 ②若X、Y、Z均为气体，2 min时反应达到平衡，此时体系内压强与开始时的压强之比为 。 ③若X、Y、Z均为气体，则达平衡时，容器内混合气体的平均相对分子质量比起始投料时 （填“增大”“减小”或“相等”）。 ④ 硫酸是一种重要的化工产品，硫酸消耗量常视为一个国家工业发展水平的一种标志。目前硫酸的重要生产方法是“接触法”，有关反应2SO2+O2 2SO3的说法正确的是 （多选）  。 A．该反应为可逆反应，故在一定条件下二氧化硫和氧气不可能全部转化为三氧化硫 B．达到平衡后，反应就停止了，故此时正、逆反应速率相等且均为0 C．一定条件下，向某密闭容器中加入2 mol SO2和1 mol O2，则从反应开始到达平衡的过程中，正反应速率不断减小，逆反应速率不断增大，某一时刻,正、逆反应速率相等 D．在利用上述反应生产三氧化硫时，要同时考虑反应所能达到的限度和化学反应速率两方面的问题 二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为：，该反应一般认为通过如下步骤来实现： ①   ②   17．若反应①为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是___________。 A． B． C． D． 18．某温度下，向容积为2.0L的恒容密闭容器中充入和模拟二氧化碳加氢制甲醇的反应。反应达到平衡状态时，测得。该温度下，平衡常数 。(保留两位小数) 19．在T℃下，某容积为2L的密闭容器内，有A、B、C、D、E五种物质参与同一个化学反应，其中A、B、C、D(A、B、C为气体)四种物质的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，E为该反应的一种气体生成物，且生成物E在化学方程式中的化学计量数与B的相同。请回答下列问题：    (1)该反应的反应物为 。 (2)在0～2min内，v(C)= mol•L-1•min-1，v(E)= mol•L-1•min-1。 (3)该反应达到平衡状态的时刻是t= min时，达到平衡状态的标志有 (填序号)。 a.A和C的物质的量相等 b.B的物质的量不变 c.A的正反应速率与的逆反应速率之比为2：1 d.压强不变 (4)物质D在反应中的作用是 。 20．雾霾主要成分为灰尘、SO2、NOx和有机碳氢化合物等粒子。烟气脱硝是治理雾霾的方法之一、 (1)以臭氧为烟气脱硝剂时，脱硝过程涉及的反应之一为：2NO2(g)+O3(g)⇌N2O5(g)+O2(g)。不同温度下，控制其它条件一定，在两个恒容容器中发生该反应，相关信息如下表及图所示： 容器 甲 乙 温度/K T1 T2 容积/L 2 起始充入量 4molNO2和2molO3 ①T1 T2(填“<"、“>”或“无法确定”)，该反应的H 0(填“<”或“>”)。 ②0~25min内乙容器中反应的平均速率：v(NO2)= 。 ③T1温度下，混合气体的起始总压为p，则达到平衡时，NO2的转化率为 ，平衡常数Kp= (以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。 三、计算题 21．在2L的密闭容器中，充入1molSO2和1molO2，在一定条件下发生反应：2SO2+O2⇌2SO3，当反应进行了10s时，测得SO3的物质的量为0.6mol，求： (1)用SO2表示该化学反应速率为多少？ (2)若改用O2表示化学反应速率又为多少？ (3)若要提高反应速率你认为可采取的合理措施有哪些？ 22．在2L密闭容器中加入适量的氮气和氢气，发生反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，10min后，在密闭容器中达到平衡，平衡时n(N2)=3mol，n(H2)=1mol，n(NH3)=4mol，求： (1)N2的转化率和这段时间内NH3的化学反应速率分别是： 、 ； (2)平衡时压强与开始时压强的比值 ； (3)该温度下反应的平衡常数 。 23．将等物质的量的A、B混合于2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g) =xC(g)＋2D(g)，经5 min后，测得D的浓度为0.5 mol·L-1，c(A)∶c(B)=3∶5，C的平均反应速率为0.1 mol·L-1·min-1。求： (1)反应开始前容器中的A、B的物质的量：n(A)=n(B)= mol。 (2)B的平均反应速率v(B)= mol·L-1·min-1。 (3)x的值为 。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《2025年1月14日高中化学作业》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D C A C A B C A C 题号 11 12 13 14 15 答案 D D C C C 1．C 【详解】A．增大反应物浓度可提高单位体积内活化分子数，但不能改变活化分子百分比，A错误； B．使用催化剂会加快反应速率，从速率方程上看是通过对速率常数k的影响来实现的，B错误； C．因为反应正方向为气体分子数减小的反应，建立平衡后，压缩体积平衡正向移动但平衡常数K不变，因为K仅与温度有关，C正确； D．根据图像分析lg K随温度升高而减小，说明正反应放热，所以升高温度NO的平衡转化率减小，D错误； 故选C。 2．D 【详解】A．一定温度下，在2个容积均为1L的恒容密闭容器中，Ⅱ加的A、B物质为Ⅰ的两倍，相当于增大压强，平衡时D的物质的量大于两倍，说明平衡正向移动，则反应为气体体积缩小的反应，故B物质的状态只可能为气态，A正确； B．Ⅰ中生成的D的物质的量为0.1mol，A、D计量数相等，则转化的A的物质的量为0.1mol，反应达到平衡时，A的转化率为，B正确； C．均平衡后，Ⅱ中A、B的物质的量接近于Ⅰ中的两倍，反应速率较大，故两容器正反应速率ⅠⅡ，C正确； D．根据上述分析，对于Ⅰ，平衡时A、B、D物质的量均为0.1mol，C为0.05mol，平衡数学K=，平衡后向容器中再充入和，Q==K，平衡不移动，D不正确； 答案选D。 3．C 【详解】A．由图可知，一氧化碳催化加氢生成甲醇的反应中有极性键的断裂和生成，故A正确； B．由图可知，过渡态相对能量的大小顺序为TS55>TS44>TS77，故B正确； C．由图可知，吸附在催化剂表面的生成物总能量低于反应物的总能量，为放热过程，故C错误； D．反应的活化能越大，反应速率越慢，反应决速步为慢反应，由图可知，反应H2CO*+H=H3CO-H的活化能最大，反应速率最慢，则反应决速步的活化能为0.35eV—(—0.60eV)=0.95eV，故D正确； 故选C。 4．A 【详解】A．使用催化剂能降低反应活化能，但不影响反应热，A错误； B．由图可知，反应中生成物总能量低于反应物总能量，为放热反应，即，B正确； C．过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，即图中峰值越大则活化能越大，决定总反应速率的是慢反应，活化能越大反应越慢，②→③活化能最大，是图中①至⑥的历程中的决速步骤，C正确； D．③→④的过程中断裂了碳氧极性共价键，D正确； 故选A。 5．C 【分析】浓度分别为mol/L、mol/L、mol/L（）的溶液，因为反应物浓度增加，反应速率增大，据此可知三者对应的曲线分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。 【详解】A．由分析可知，曲线Ⅰ对应的溶液浓度为mol/L，A正确； B．硝酸浓度为mol/L时，0~2min内， mol/（L·min），B正确； C．对于反应，加水稀释，平衡逆向移动，[FeR3]2+含量增加，[FeR3]3+含量减小，增大，C错误； D．观察图像可知，三组实验反应速率都是前期速率增加，后期速率减小，D正确； 故选C。 6．A 【分析】一定温度下，在10L恒容密闭容器中，充入0.4mol、0.6mol和0.3mol，发生反应的化学方程式为，反应进行至tmin后，根据等效平衡列极限数据：，极限数据为理论数据，根据可逆反应特点，是达不到极限数据的，根据分析数据解答。 【详解】A．根据分析数据计算出的极限最小值为：，极限最大值为：1.9，当时，，符合平衡反应中间的某一时刻物质的量关系，A正确； B．根据，可以计算出时的变化量为：，由于反应可逆，根据分析数据可知不可能变化生成，B错误； C．当时，，由于反应可逆，根据分析数据可知不可能得到，C错误； D．根据质量守恒，，D错误； 故答案为：A。 7．B 【详解】A．反应产物能量高于反应物，为吸热反应，故A正确； B．拫据反应历程通过与脱氢产生的反应而实现的转化，故B错误； C．反应过程中有、、等生成，既有极性键又有非极性键，故C正确； D．作为反应产物之一，其浓度会影响反应速率及平衡，从而影响反应速率，故D正确； 答案选B。 8．C 【详解】以N2为标准，并将单位统一： A．； B．是固体，没有浓度； C．=； D．=； 因此表示该反应进行最快的是，故选C。 9．A 【详解】A．根据电负性：可以推测，催化剂的、点位带负电性，A正确； B．有浓度，计算平衡常数时不可以视为1，，B错误； C．提高的浓度，活化分子百分数不变，单位体积内的活化分子数增多，发生有效碰撞的概率变大，从而加快反应速率，C错误； D．催化剂不能改变焓变，D错误； 故选A 10．C 【分析】由图1可知，压强增大，A的百分含量不变，所以反应前后气体计量数之和相等，即n=1，500℃时A的百分含量更大，说明升高温度，平衡逆向移动，该反应为放热反应，据此回答。 【详解】A．根据分析可知，n=1，A正确； B．若为分离C使得平衡正向移动，则C的百分含量不一定增加，反而会减小，B正确； C．由图2可知，t1时刻改变条件后，正逆反应速率均增大，平衡不移动，可能为增大压强或者加入催化剂，C错误； D．由图2可知，t2时刻改变条件后，正逆反应速率减小，平衡正向移动，改变的条件可能是降低温度，D正确； 故选C。 11．D 【详解】A．中碘元素化合价为+7价，即其酸酐为，A正确； B．淀粉遇碘会变蓝，即可用作碘的指示剂，B正确； C．碳酸(H2CO3)为二元弱酸，C正确； D．催化剂只能改变反应速率，不能提高该反应中的平衡转化率，D错误； 故选D。 12．D 【详解】A．该反应为气体分子数增大的反应，，A错误； B．由方程式可知，上述反应的化学平衡常数：，B错误； C．由及时分离出H2O(g)，平衡向正反应方向移动，但是生成物浓度减小，正反应速率减小，C错误； D．反应中硫元素化合价由+6变为0，，则上述反应中生成1mol S8，转移电子的数目约为，D正确； 故选D。 13．C 【分析】由题干反应历程可知，历程Ⅰ为：CO(g)+2H2(g)=CO*(g) +2H2(g) =-0.9eV，历程Ⅱ为：CO*(g) +2H2(g)= HCO*(g) +H2(g) =+0.7eV，历程Ⅲ为：HCO*(g) +H2(g)= H2CO*(g) +H2(g) =-0.3eV ，历程Ⅳ为：H2CO*(g) +H2(g)= H3CO*(g) +H2(g) =-0.8eV，历程Ⅴ为：H3CO*(g) +H2(g)= CH3OH*(g) =-0.1eV，历程Ⅳ为：CH3OH*(g) = CH3OH(g) =+0.4eV，据此分析解题。 【详解】 A．由题干反应历程可知，该历程中有5个放热过程，如图所示：，A正确； B．CO和H2均为可燃性气体，在空气或氧气中均能燃烧，B正确； C．由题干反应历程可知，反应过程中既有C-O极性键和H-H非极性键的断裂，但只有C-H、O-H等极性键的形成，没有非极性键的形成，C错误； D．由分析可知，虚线框内的反应为，D正确； 故答案为：C。 14．C 【详解】A．从能量关系图可知，反应过程中第①步活化能最大，是慢反应，起决速作用，A项正确； B．从物质的变化和反应机理图中均可知有、等共价键的断裂及等共价键的形成，B项正确； C．催化剂降低了反应的活化能，但不改变总反应的焓变，C项错误； D．从反应机理图和能量关系图可知，该反应的总反应式为，D项正确； 故选：C。 15．C 【分析】由图可知，随着温度的升高，CO的平衡转化率逐渐降低，说明升高温度平衡逆向移动，则该反应为放热反应，该反应为气体体积缩小的反应，温度相同时，压强越大CO的平衡转化率越高，可以得出p2>p1。 【详解】A．由上述分析可知，该反应为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，故A错误； B．c的温度高于a，b的压强大于c，故，故B错误； C．该反应为放热反应，温度越高，平衡常数越小，故，故C正确； D．根据碳元素守恒，可知碳元素的质量分数：，故D错误； 答案选C。 16． 0.16 mol·L-1·min-1 61.5% 3X+Y2Z 9∶10 增大 ACD 【详解】 (1) 反应至5 min时，测得N2O5转化了20%，根据化学方程式可知，5 min时各物质的物质的量为：n(N2O5)=4mol-4mol×20%=3.2mol、n(NO2)=1.6mol、n(O2)=0.4mol，v(NO2)==0.16 mol·L-1·min-1；相同条件下，气体的体积比等于物质的量之比，则N2O5在混合气体中的体积分数是：×100%=61.5%； (2)①反应中各物质的物质的量的变化量之比等于化学计量数之比，则X∶Y∶Z=（1-0.7）mol∶（1-0.9）mol∶（0.2-0）mol=3∶1∶2，2 min后各物质的物质的量不再变化，此反应为可逆反应，故反应的化学方程式为3X+Y2Z； ②相同条件下，压强之比等于气体物质的量之比，则（0.9+0.7+0.2）mol∶（1.0+1.0）mol=9∶10； ③达平衡时，容器内气体的物质的量减少，但气体总质量不变，故混合气体的平均相对分子质量比起始投料时增大； ④ A．该反应为可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，所以在一定条件下二氧化硫和氧气不可能全部转化为三氧化硫，故A正确； B．达到平衡后，正反应速率等于逆反应速率但不为0，反应仍然在进行，故B错误； C．一定条件下，向某密闭容器中加入2 mol SO2和1 mol O2，则从反应开始到达平衡的过程中，反应物不断减少，正反应速率不断减小，生成物不断增加，逆反应速率不断增大，某一时刻达到平衡，正、逆反应速率相等，故C正确； D．在利用上述反应进行工业生产三氧化硫时，既要考虑原料的利用率，也要考虑生产的时间成本，即要同时考虑反应所能达到的限度和化学反应速率两方面的问题，故D正确； 答案选：ACD。 17．A 18．0.59 【解析】17．反应①+反应②可得到总反应，总反应的，为放热反应，若反应①为慢反应，即反应①的活化能更大，符合条件的示意图为A； 18．由题意可得三段式：，平衡常数。 19．(1)AB (2) 0.5 0.25 (3) 2 bc (4)作催化剂 【分析】由图可知从时刻开始各物质的物质的量不再发生改变，说明反应达到平衡状态。由图可知A、B的物质的量减少，为反应物，C的物质的量增加，则C为生成物，为该反应的一种气体生成物，且生成物在化学方程式中的化学计量数与的相同，由化学方程式中的化学计量数与其反应速率成正比，可写出化学方程式为。 【详解】（1）由分析可知，该反应的反应物为A、B； （2），E为被反应的一种气体生成物，且生成物E在化学方程式中的化学计量数与B的相同，则； （3）由图可知从时刻开始各物质的物质的量不再发生改变，说明反应达到平衡状态； a.由图可知，A和C的物质的量相等时反应未达到平衡状态，a项不选； b.B的物质的量不再发生改变，说明其正逆反应速率相等，反应达到了平衡状态，b项选； c.A的正反应速率与B的正反应速率之比为，当A的正反应速率与B的逆反应速率之比为时，则B的正反应速率与B的逆反应速率之比为，即，反应达到了平衡状态，c项选； d.由反应的化学方程式可知，反应前后气体的物质的量未发生改变，故压强始终未变，压强不变不能说明反应达到了平衡状态，d项不选； 答案选bc； （4）由图中曲线变化可知，D参与反应前与达到平衡状态时，物质的量不变，可判断出D为催化剂。 20． > < 0.04 40% 【详解】①根据图中信息，T1温度下，甲容器先达到平衡，反应速率快，所以T 1> T2；T1温度下，N2O5百分含量低，说明升温平衡逆移，正反应放热，所以△H<0； ②0~25min内乙容器中反应的平均速率：v(N2O5)= ，根据计量系数之比，可知v(NO2)=2 v(N2O5)= 0.04； ③根据图中信息，列三段式如下： 则达到平衡时，NO2的转化率为，平衡常数Kp=； 21． 0.03mol·L-1·s-1 0.015mol·L-1·s-1 增大反应物浓度 升高温度 增大压强等 【详解】(1)当反应进行了10s时，测得SO3的物质的量为0.6mol，即Δn(SO3)=0.6mol，根据反应方程式可知Δn(SO2)=0.6mol，容器体积为2L，所以用SO2表示该化学反应速率为=0.03mol·L-1·s-1； (2)根据方程式可知Δn(O2)=0.3mol，所以O2表示化学反应速率=0.015mol·L-1·s-1； (3)增大反应物浓度、升高温度、增大压强等都可以提高反应速率。 22．(1) 40% 0.2mol/(L·min) (2)2：3 (3)或21.3 【分析】由题给数据可建立如下三段式： 【详解】（1）由三段式数据可知，氮气的转化率为×100%=40%，氨气的反应速率为=0.2mol/(L·min)，故答案为：40%；0.2mol/(L·min)； （2）由气体的压强之比等于化学计量数之比和三段式数据可得：=，平衡时压强与开始时压强的比值为2：3，故答案为：2：3； （3）由三段式数据可知，反应的化学平衡常数K==≈21.3，故答案为：或21.3。 23． 3 0.05 2 【详解】(1)由方程式可知Δc(A)=1.5Δc(D)=1.5×0.5mol/L=0.75mol/L，Δc(B)=0.5Δc(D)=0.25mol/L，A、B起始浓度相等设为cmol/L，则（c-0.75）：（c-0.25）=3：5，解得c=1.5，开始时容器中A、B的物质的量为n=1.5mol/L×2L=3mol；故答案为：3； (2)浓度变化量之比等于化学计量数之比，则x：2=0.1mol/（L•min）×5min：0.5mol/L，解得x=2，速率之比等于化学计量数之比，则v(B)=0.5v(C)=0.05mol/（L•min）；故答案为：0.05； (3)浓度变化量之比等于化学计量数之比，则x：2=0.1mol/（L•min）×5min：0.5mol/L，解得x=2，故答案为：2。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$