2.1.1化学反应速率 同步练习 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

2.1.1化学反应速率 1．接触法制备硫酸中的关键步骤是在催化作用下与空气中在接触室发生可逆反应，其热化学方程式为  。下列4个数据反应最快的是 A． B． C． D． 2．反应在5L密闭容器中进行，1min后，NO的物质的量增加了0.3mol，则该反应在此1min内的平均速率可表示为 A．mol⋅L⋅s B．mol⋅L⋅s C．mol⋅L⋅s D．mol⋅L⋅s 3．在10L密闭容器中，1molA和3molB在一定条件下反应：时测得混合气体共4mol且生成了0.4molC，则下列说法错误的是 A．x等于1 B．前2minB的平均反应速率为 C．2min时A的转化率为20% D．2min时， 4．在容积为2L的密闭容器中进行如下反应：A(s)+2B(g)3C(g)+nD(g)，开始时A为4mol，B为6mol；5min末时测得C的物质的量为3mol，用D表示的化学反应速率v(D)为0.1 mol/(L·min)。下列说法错误的是 A．前5min内用A表示的化学反应速率v(A)为0.1mol/(L·min) B．化学方程式中n值为1 C．反应达到平衡时3v正(B)=2v逆(C) D．此反应在两种不同情况下的速率分别表示为：①v(B)=6 mol/(L·min)，②v(D)=4.5 mol/(L·min)，其中反应速率快的是② 5．向某温度恒定、体积固定的密闭容器中加入、和一定量(未知)的B三种气体，一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如图所示。已知在反应过程中混合气体的平均相对分子质量没有变化。下列说法不正确的是 A．密闭容器的容积为 B．若，则内以A物质浓度变化表示的反应速率 C．该反应的化学方程式为： D．物质B的起始物质的量是 6．一定温度下，在5L的密闭容器中投入一定量的气体A、气体B发生反应生成气体C，12s时生成C的物质的量为1.2mol(过程如图)。下列说法正确的是 A．该反应的化学方程式为 B．2s内用气体A表示的化学反应速率为 C．12s时容器内的气体压强与起始时的气体压强之比为13：11 D．4s时正反应速率等于逆反应速率 7．小李同学采用如图所示的实验装置测定锌与稀硫酸反应的速率，取1g锌粒与20mL0.5mol·L-1的硫酸进行反应，测得不同时刻反应生成的H2的体积(已折算为标准状况)如表。下列说法正确的是 t/s 0 5 10 15 20 25 V(H2)/mL 0.0 14.6 34.5 44.8 52.2 56.9 A．反应结束时锌粒无剩余 B．锌与稀硫酸反应初期速率逐渐加快，后又变慢 C．应用锌粉代替锌粒进行实验，以节约实验时间 D．假设溶液的体积不变，10~25s内的平均反应速率v(H2SO4)=0.02mol·L-1·min-1 8．某学习小组为了探究的反应速率(v)与反应物浓度(c)的关系，在20℃条件下进行实验，所得的数据如下：下列结论不正确的是 实验编号 相关数据 ① ② ③ ④ ⑤ 0.008 0.008 0.004 0.008 0.004 0.001 0.001 0.001 0.002 0.002 0.10 0.20 0.20 0.10 0.40 v1 已知：该反应的速率方程为：(k为常数) A．若温度升高到40℃，则化学反应速率增大 B．等浓度的和，对反应速率的影响小 C．速率方程中的 D．实验⑤中， 9．探究反应2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)△H<0，反应物浓度与初始反应速率的关系。在800℃、恒容密闭容器中充入NO、H2进行实验，所得数据如表： 相关数据实验编号 ① ② ③ ④ ⑤ c(NO)/mol·L-1 0.006 0.001 0.006 0.002 0.003 c(H2)/mol·L-1 0.001 0.006 0.002 0.006 0.006 v初始/mol·L-1·s-1 3.2×10-3 4.8×10-4 6.4×10-3 1.92×10-3 4.32×10-3 下列结论错误的是 A．实验②、④，探究的是c(NO)对反应速率的影响 B．若该反应速率方程为：v=kca(NO)·cb(H2)(k为常数)，则b=1 C．反应达到化学平衡后，升高温度，逆反应速率增大幅度大于正反应速率增大幅度 D．实验⑤经过60s达到化学平衡，用NO表示的平均反应速率为5.0×10-5mol·L-1·s-1 10．已知，速率方程为，其中k为速率常数，只与温度、催化剂、固体接触面积有关，与浓度无关；n为该反应级数，可以为正数、0、负数；起始浓度消耗一半的时间叫半衰期，在某催化剂表面上分解的实验数据如表： t/min 0 10 20 30 40 50 60 0.30 0.25 0.20 a 0.10 0.05 0.00 下列说法错误的是 A．该反应为0级反应 B．该反应速率常数为 C．表格中的 D．若起始浓度为，半衰期为60min 11．已知：反应aA(g)+bB(g) ⇌ cC(g)，某温度下，在2L的密闭容器中投入一定量的A和B，两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。 (1)经测定，前4s内v(C)=0.05mol·L-1·s-1，v(A)= ，则该反应的化学方程式为 。 (2)从反应开始到12s内，A的转化率为 ，若起始未充入C气体，则反应前后压强之比为 。 (3)若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行，反应相同时间后，测得三个容器中的反应速率分别为：甲：v(A)=0.3mol·L-1·s-1；乙：v(B)=0.12mol·L-1·s-1；丙：v(C)=9.6mol·L-1·min-1，则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为 。 (4)下列条件的改变能加快上述反应的反应速率的是 。 ①升高温度 ②保持压强不变，充入He ③保持体积不变，充入He ④增加A的浓度 (5)下列叙述能说明该反应达到化学平衡状态的是 。 A．混合气体的总物质的量不随时间变化而变化 B．单位时间内每消耗3molA，同时生成2molC C．混合气体的体积不随时间变化而变化 D．混合气体的密度不随时间变化而变化 E．混合气体的平均摩尔质量不随时间变化而变化 F．v(A)：v(B)=3：1 12．为防止氮的氧化物污染空气，可用活性炭或一氧化碳还原氮氧化物。回答下列问题： (1)消除NO污染物，可在一定条件下，用CO与NO反应生成CO2和N2，反应的化学方程式：2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)。 ①为提高此反应的速率，下列措施可行的是 (填字母代号)。 A．增大压强B．降低温度C．使用适合催化剂D．移出CO2 ②该反应的能量变化关系如图所示： 该反应属于 (填“放热反应”或“吸热反应”) (2)向两个1L的密闭容器中各加入活性炭(足量)和1.0molNO，发生反应为：C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。实验测得不同温度下NO和N2的物质的量变化如表所示： 物质的量/mol 温度为T1℃ 温度为T2/℃ 0 5min 9min 10min 12min 0min 5min 9min 10min NO 1.0 0.58 0.42 0.40 0.40 1.0 0.50 0.34 0.34 N2 0 0.21 0.29 0.30 0.30 0 0.25 0.33 0.33 ①T1时，0~5min内，以CO2表示的该反应速率v(CO2)= mol•L-1•min-1。 ②T1时，10min时，容器中CO2的物质的量浓度是 mol/L，NO的转化率为 。 (3)我国科学家正着力研究SCR技术(NH3选择性催化还原氮氧化物)对燃煤电厂烟气进行脱硝处理。铁基催化剂在260～300℃范围内实现SCR技术的过程如图： ①反应iv中消耗的NO2(NH)2与NO的物质的量之比为 。 ②适当增大催化剂用量可以明显加快脱硝速率，结合上述过程解释原因： 。 ③相比于铁基催化剂，使用锰基催化剂(活性物质为MnO2)时，烟气中含有的SO2会明显降低NO脱除率。推测SO2与MnO2会发生反应使催化剂失效，其化学方程式是 。 13．设计实验测定锌与硫酸反应的速率，按下列实验步骤完成实验： ①按图示安装置，加入锌粒，然后快速加入40mL1mol∙L-1的硫酸溶液，测量收集10mLH2所用的时间。 ②按图示再安转一套装置，加入与前一套装置相同的锌粒，然后再快速加入40mL4mol∙L-1的硫酸溶液，测量收集10mLH2所用的时间。 回答下列问题： (1)实验所用仪器有：锥形瓶、双孔塞、分液漏斗、直角导气管、注射器、铁架台、 。 (2)观察到的现象是 ；收集10mL气体②所用时间比①所用时间 。 (3)所能得出的实验结论是 。 (4)利用硫代硫酸钠或重铬酸钾与上述稀硫酸反应也可判断反应速率的快慢，请书写这两个反应的离子方程式 。 (5)某温度下按如图装置进行实验，锥形瓶内盛有6.5g锌粒(颗粒大小基本相同)，通过分液漏斗加入40mL2.5mol∙L-1的硫酸溶液，将产生的H2收集在一个注射器中，用时10s时恰好收集到气体的体积为(若折合成条件下的H2体积为44.8mL)。在该温度下，下列说法正确的是____ ___。 A．用锌粒表示的10s内该反应的速率为 B．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用表示的内该反应的速率为 C．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用表示的内该反应的速率为 D．用表示的内该反应的速率为 2.1.1化学反应速率 参考答案 1．C 【分析】根据反应速率之比等于化学计量数之比进行换算为同一物质相同单位进行比较，据此解题。 【详解】A．当时，； B．； C．当=0.6时，； D．当=0.24时，； 2．A 【分析】题中反应在5L的密闭容器中进行，1min后，NO的物质的量增加了0.3mol，则mol·L·s，据此解答。 【详解】A．根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，则有mol·L·s，A正确； B．根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，则有mol·L·s，B错误； C．根据分析：mol·L·s，C错误； D．根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，则有mol·L·s，D错误； 3．D 【分析】根据题意列三段式：，据此解答。 【详解】A．混合气体共4mol=0.8mol+（3-0.2x）mol+0.4mol，解得x=1，A正确； B．由分析中三段式分析可知，前2minB的平均反应速率为=，B正确； C．由分析中三段式分析可知，2min时A的转化率为=20%，C正确； D．根据方程式知，生成0.4mol C需要0.2mol A、0.2mol B，平衡时，A、B、C的物质的量分别为（1-0.2）mol=0.8mol、（3-0.2）mol=2.8mol、0.4mol，A、B、C的物质的量之比0.8mol：2.8mol：0.4mol=2：7：1，D错误； 4．A 【详解】A．A 为固体，不能用浓度变化表示化学反应速率，A错误； B． n(C) : n(D)=3: 1，为方程式化学计量系数比，B正确； C．平衡时正反应速率等于逆反应速率，不同物质表示速率等于计量数之比，C正确； D．当v(D)=4.5 mol/(L·min)，若用B的浓度变化表示应为v(B)=4.5× 2=9 mol/(L ·min)，D正确； 5．B 【分析】根据图象，0～t1s内A的浓度减少0.15mol/L-0.06mol/L=0.09mol/L，A为反应物，C的浓度增加0.11mol/L-0.05mol/L=0.06mol/L，C为生成物；A、C的化学计量数之比为0.09mol/L：0.06mol/L=3：2；在反应过程中混合气体的平均相对分子质量没有变化，反应前后气体分子数不变，则B为生成物，反应的化学方程式为3A(g)⇌B(g)+2C(g)；据此作答。 【详解】A．开始加入A的物质的量为0.45mol，A的浓度为0.15mol/L，则密闭容器的容积为0.45mol÷0.15mol/L=3L，A项正确； B．若t1=10，则0～t1s内以A物质浓度变化表示的反应速率v(A)==0.009mol·L-1·s-1，B项错误； C．根据分析，反应的化学方程式为3A(g)⇌B(g)+2C(g)，C项正确； D．根据转化浓度之比等于化学计量数之比，0～t1s内B的浓度增加0.03mol/L，t1s时B的浓度为0.05mol/L，则B的起始浓度为0.05mol/L-0.03mol/L=0.02mol/L，物质的量为0.02mol/L×3L=，D项正确； 6．B 【分析】12s是物质的量不再变化可知其反应达到平衡，12s时，A的物质的量减少了1.6mol-0.4mol=1.2mol，B的物质的量减少了1.0mol-0.6mol=0.4mol，C生成了1.2mol，根据变化量之比等于化学计量系数比，该反应的化学方程式为。 【详解】A．根据分析可知该反应的化学方程式为，故A错误； B．2s内用气体A表示的化学反应速率为，故B正确； C．体积相同，温度相同，装置内压强之比就等于气体物质的量之比，反应前气体总的物质的量为2.6mol，12s时，12s时容器内的气体压强与起始时的气体压强之比等于物质的量之比，即为11：13，故C错误； D．4s时，反应没有达到平衡，正、逆反应速率不相等，故D错误； 7．B 【详解】A．Zn与稀硫酸反应：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑，1gZn消耗稀硫酸的物质的量为mol＞0.01mol，锌过量，故A错误； B．锌与稀硫酸反应放热，温度升高，化学反应速率加快，反应进行一定时间后，酸中氢离子浓度减小，化学反应速率减慢，故B正确； C．采用锌粉反应速率太快，收集一定体积的H2时所需时间间隔太短，不易计时，故C错误； D．10~25s内反应生成n(H2)==0.001mol，参与反应的硫酸是0.001mol，v(H2SO4)=0.2mol·L-1·min-1，故D错误； 8．B 【详解】A．温度升高，化学反应速率增大，故A正确； B．由①②得b=1， 由①④得a=1，由②③得c=2，则等浓度的和，对反应速率的影响大，故B错误； C．由②③得速率方程中的，故C正确； D．根据a=b=1，c=2，及实验③⑤得 ，故D正确； 9．D 【详解】A．实验②、④，氢气的浓度相同，探究的是c(NO)对反应速率的影响，代入该反应速率方程为v=k⋅ca(NO)⋅cb(H2)，得a=2，故A正确； B．比较①③，当NO浓度相同时，氢气的浓度由0.001提高到0.002，速率由3.2×10−3提高到6.4×10−3，代入该反应速率方程为v=kca(NO)·cb(H2)(k为常数)，得b=1，故B正确； C．反应为放热反应，反应达到化学平衡后，温度升高，逆反应速率增大幅度大于正反应速率增大幅度，平衡逆向移动，故C正确； D．实验⑤经过60s达到化学平衡，若用NO表示的平均反应速率为5.0×10−5mol⋅L−1⋅s−1，则5.0×10−5mol⋅L−1⋅s−1×60s=0.003mol⋅L−1，60s末浓度不可能为0，NO不可能100%转化，故D错误； 10．B 【详解】A．根据表格中的数据，浓度变化与时间成正比，即速率是一个常数，说明，该反应是零级反应，故A正确： B．速率是一个常数，，可知，故B错误； C．根据表格中数据，每10min水的浓度降低0.05mol/L，可知，故C项正确； D．设起始浓度为cmol/L，半衰期可知半衰期与起始浓度成正比，表中起始浓度为0.3mol/L时，半衰期为30min，若起始浓度为0.6mol/L，则半衰期为60min，故D正确； 11．(1) 0.075mol•L-1•s-1 3A(g)+B(g)⇌2C(g) (2) 75% 13:9 (3)乙＞甲＞丙 (4)①④ (5)AE 【详解】（1）由图可知，A、B的起始物质的量分别为0.8mol/L、0.5mol/L，4s时，A的物质的量为0.5mol/L，从反应开始到4s时，v(A)==0.075mol•L-1•s-1，则v(A)：v(C)=3：2，则a：c=3：2，反应12s达到平衡，A、B平衡时物质的量分别为0.2mol•L-1、0.3mol•L-1，则△c(A)=(0.8-0.2)mol•L-1=0.6mol•L-1，△c(B)=(0.5-0.3)mol•L-1=0.2mol•L-1，则a：b=0.6：0.2=3：1，则a：b：c=3：1：2，则反应的化学方程式为：3A(g)+B(g)⇌2C(g)，故答案为：0.075mol•L-1•s-1；3A(g)+B(g)⇌2C(g)； （2）从反应开始到12s内，A的转化率为，由3A(g)+B(g)⇌2C(g)，消耗0.2mol/L物质B时生成0.4mol/L物质C，开始总物质的量为(0.8+0.5)mol/L×2L=2.6mol，12s后总物质的量为(0.3+0.2+0.4)mol/L×2L=1.8mol，在等温等容时，压强之比等于物质的量之比，则反应前后压强之比为2.6:1.8=13:9；故答案为：75%；13:9； （3）根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，甲：v(A)=0.3mol•L-1•s-1；乙：v(B)=0.12mol•L-1•s-1，v(A)=3×0.12mol•L-1•s-1=0.36mol•L-1•s-1；丙：v(C)=9.6mol•L-1•s-1，v(A)==0.24mol•L-1•s-1，则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为乙＞甲＞丙，故答案为：乙＞甲＞丙； （4）①升高温度，化学反应速率加快，故①正确； ②保持压强不变，充入He,容器体积增大，反应物浓度减小，反应速率减慢，故②错误； ③保持体积不变，充入He,反应物浓度不变，反应速率不变，故③错误； ④增加A的浓度，化学反应速率加快，故④正确； 故答案为：①④； （5）A.该反应是前后气体物质的量会改变，则混合气体的总物质的量不随时间变化而变化时，说明该反应达到化学平衡状态，故A正确； B.单位时间内每消耗3molA，同时生成2molC，表示的都是正反应速率，故不能据此判断反应是否达到平衡，故B错误； C.恒容条件下，混合气体的体积始终不变，则不能据此判断反应是否达到平衡，故C错误； D.根据质量守恒定律，该反应是前后气体质量m(g)不变，恒容条件下，由知密度始终不改变，所以不能据此判断反应是否达到平衡，故D错误； E.该反应是前后气体质量m(g)不变、物质的量n(g)会改变，由知混合气体的平均摩尔质量不随时间变化而变化时，说明该反应达到化学平衡状态，故E正确； F.v(A)：v(B)=3：1，没有说明反应的方向，则不能据此判断反应是否达到平衡，故F错误； 12．(1) AC 放热反应 (2) 0.042 0.30 60% (3) 1:1 反应ii为脱硝反应的决速步，增大催化剂的用量可提高反应ii的速率，进而提高脱硝反应速率 MnO2+SO2=MnSO4 【解析】（1） ①根据影响反应速率的因素对于2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)，为提高此反应的速率可行的是增大压强、使用适合催化剂，降低温度反应速率降低，移出CO2生成物浓度降低，反应速率降低，故答案为：AC； ②从图中看出反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应属于放热反应，故答案为：放热反应； （2） ①T1时，0~5min内，以CO2表示的该反应速率(CO2)=(N2)==0.042mol·L-1·min-1，故答案为：0.042； ②T1时，10min时达到平衡，此时，容器中CO2的物质的量浓度等于N2的浓度，是=0.30mol/L，NO的转化率为=60%。故答案为：0.30；60%； （3）①反应ivNO2(NH)2中N的化合价有两种，一个+2价的N和两个-3价的N，而NO中的N的化合价为+2价，所以二者反应生成N2，只需要1:1就能恰好完全反应，所以二者的物质的量之比为1:1； ②整个化学反应的快慢由最慢的反应过程来决定，由上图知反应速率由反应ⅱ来决定，所以适当增大催化剂用量可以明显加快反应ⅱ的反应速率，从而使脱硝速率明显加快； ③推测SO2与MnO2会发生反应使催化剂失效，因为二氧化锰把二氧化硫氧化生成硫酸根，二氧化锰中的锰由+4降到+2价，其化学方程式为MnO2+SO2=MnSO4。 13．(1)秒表 (2) 锌跟硫酸反应产生气泡 短 (3)4mol∙L-1的硫酸与锌反应比1mol∙L-1的硫酸与锌反应快 (4)+2H+=S↓+SO2↑+H2O、+H2O2+2H+ (5)AB 【分析】利用Zn与稀硫酸反应来测定反应速率，需要确定变量和时间，可以采用比较分析，测定相同时间内产生H2的体积，也可以测定产生相同体积氢气所用的时间。如果用浓度变化表示反应速率，可以是H+的浓度变化，也可以是Zn2+的浓度变化。 【详解】（1）测量速率时，不可缺少时间的测定，所以需要秒表。答案为：秒表； （2）在硫酸中，锌与硫酸反应生成氢气，所以观察到的现象是锌跟硫酸反应产生气泡；硫酸浓度越大，反应速率越快，②中硫酸浓度比①中大，所以收集10mL气体②所用时间比①所用时间短。答案为：锌跟硫酸反应产生气泡；短； （3）由产生气泡的快慢，可确定反应速率的快慢，则所能得出的实验结论是：4mol∙L-1的硫酸与锌反应比1mol∙L-1的硫酸与锌反应快。答案为：4mol∙L-1的硫酸与锌反应比1mol∙L-1的硫酸与锌反应快； （4）硫代硫酸钠与硫酸发生复分解反应，生成的H2S2O3发生分解，生成S、SO2等，重铬酸钾在稀硫酸中会发生平衡的移动，从而发生溶液颜色的变化，这两个反应的离子方程式+2H+=S↓+SO2↑+H2O、+H2O2+2H+。答案为：+2H+=S↓+SO2↑+H2O、+H2O2+2H+； （5）n(H2)==0.002mol，由反应方程式Zn+2H+=Zn2++H2↑，可求出参加反应的Zn的物质的量为0.002mol、H+为0.004mol，生成Zn2+为0.002mol、H2为0.002mol。 A．用锌粒表示的10s内该反应的速率为=，A正确； B．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用H+表示的10s内该反应的速率为=，B正确； C．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用Zn2+表示的10s内该反应的速率为=，C不正确； D．在注射器内只有H2，其浓度不变，所以不能用H2的浓度变化表示10s内该反应的速率，D不正确； 故选AB。答案为：AB。 学科网（北京）股份有限公司 $$