2.1 化学反应速率 同步练习题-2024-2025学年高二上学期人教版（2019）化学选择性必修1

2.1化学反应速率同步练习题 一、选择题 1．江西省进贤县李渡镇拥有中国时代最早、遗址最全、遗物最多、时间跨度最长且最富有地方特色的大型古代烧酒作坊遗址。李渡高梁酒酿制过程中，下列说法不正确的是 A．“蒸粮”时可适当鼓风加快燃烧速率 B．“拌曲”加入的酒曲在酿酒时起到催化作用 C．“堆酵”时升温是因为此过程 D．“馏酒”的原理即实验操作中的“蒸馏” 2．在溶液中用光照射Cu−PHI催化剂产生光电子和空穴h+，可以在常温常压下使甲烷转化为甲醇和氢气，其部分反应机理如图所示。下列说法错误的是 A．空穴h+参与发生的反应为2H2O＋ 2h＋＝H2O2＋2H＋ B．光电子参与发生的反应为2H＋＋2e－＝H2 C．反应过程中水作还原剂 D．该反应的化学方程式为CH4＋H2O CH3OH＋H2 3．以为催化剂的光热化学循环分解反应，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。 下列说法不正确的是 A．完全分解成和需要吸热30kJ B．该反应中，光能和热能转化为化学能 C．使用作催化剂可以提高化学反应速率 D．过程①中吸收能量使钛氧键发生了断裂 4．为了研究一定浓度的溶液在不同条件下被氧气氧化的氧化率，实验结果如图所示，判断下列说法正确的是 A．pH越小，氧化率越小 B．温度越高，氧化率越小 C．的氧化率仅与溶液的pH和温度有关 D．实验说明降低pH、升高温度有利于提高的氧化率 5．采用真空封管法制备磷化硼纳米颗粒，在发展非金属催化剂实现CO2电催化还原制备甲醇方向取得重要进展，该反应历程如图所示。下列说法错误的是 A．容易得到的副产物有CO和CH2O，其中相对较多的副产物为CO B．上述合成甲醇的反应速率较慢，要使反应速率加快，主要降低*CO+*OH→*CO+*H2O的能量变化。 C．该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率 D．总反应焓变 6．光催化氧化甲烷制甲醛的机理如图所示。下列说法正确的是 A．在光催化剂表面会发生反应 B．中间产物结构与相似，具有强氧化性 C．整个过程中的能量变化：电能转化为化学能 D．每生成1molHCHO，需消耗标准状况下11.2L 7．Li2CO3和C只有在MoS2的催化作用下才能发生2Li2CO3+C-4e-=4Li++3CO2电极反应，反应历程中的能量变化如图。 下列说法正确的是 A．碳原子在电极反应中均发生氧化反应 B．反应历程中存在碳氧键的断裂和形成 C．反应历程中涉及电子转移的变化均释放能量 D．MoS2催化剂通过降低电极反应的焓变使反应速率加快 8．下列说法正确的是 A．煤的气化反应既是放热反应又是置换反应 B．煤焦油提苯既发生物理变化又发生化学变化 C．铅蓄电池放电一段时间后，正极、负极的质量均增加 D．升高温度，放热反应速率变慢，吸热反应速率变快 二、填空题 9．理论解释——有效碰撞理论 (1)活化分子、活化能、有效碰撞 ①活化分子：能够发生有效碰撞的分子(必须具有足够的能量)。 ②活化能：如图 图中：表示_______，使用催化剂时的活化能为_______，反应热为_______(注：表示活化分子变成生成物分子放出的能量) ③有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。 (2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系 增大反应物的浓度 升高反应体系的温度 吸收能量 单位体积内_______增加，活化分子_______不变，活化分子数增加 单位时间内单位体积内有效碰撞次数增多 单位体积内_______不变，活化分子_______增加，活化分子数增加 降低活化能 增大气体压强 增大化学反应速率 使用催化剂 10．在碳循环中，以为原料生产尿素的反应历程与能量变化示意图如图所示。 第二步反应的 0(填“>”、“<”或“=”)。从图像分析决定生产尿素的总反应的反应速率的步骤是第 步反应，并说明理由 。 11．在一定体积的密闭容器中进行如下反应： (1)开始时，A为，2s后，A为。计算该反应的速率 。 (2)请用适当的理论模型解释。 ①温度升高，反应速率提高 。 ②使用催化剂，反应速率提高 。 ③增大A的浓度，反应速率提高 。 12．汽车尾气中主要污染物是NOx和CO，它们是现代化城市中的重要大气污染物。 (1)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应生成NO，其能量变化如图1所示，则图1中三种分子最稳定的是___________，图1中对应反应的热化学方程式为___________。 (2)N2O和CO均是有害气体，可在Pt2O+表面转化为无害气体，其反应原理如下：CO(g)+N2O(g)N2(g)+CO2(g) △H。有关化学反应的能量变化过程如图2所示。 ①图2中反应是___________(填“放热”或“吸热”)反应，该反应的活化能为___________，该反应的△H=___________。 ②加入Pt2O+作为该反应的催化剂，则Ea___________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，△H___________。 (3)利用NH3还原法可将NOx，还原为N2进行脱除。已知：4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g) △H=-2070 kJ∙mol-1，若有0.5molNO被还原，放出的热量为___________。 13．完成下列问题。 (1)某同学探究影响硫代硫酸钠与稀硫酸()反应速率的因素时，设计如下系列实验： 实验序号 反应温度℃ 溶液 稀 V/mL c/(mol/L) V/mL c/(mol/L) V/mL ① 20 10.0 0.10 10.0 0.50 0 ② 40 0.10 0.50 ③ 20 0.10 4.0 0.50 =_______；=_______。 (2)①可以作为水溶液中歧化反应的催化剂，可能的催化过程如下。将II补充完整____。 I. II.______=______+______+ ②探究I、II反应速率与歧化反应速率的关系，实验如下：分别将饱和溶液加入到2mL下列试剂中，密闭放置观察现象。(已知：易溶解在KI溶液中) 序号 A B C D 试剂组成 实验现象 溶液变黄，一段时间后出现浑浊 溶液变黄，出现浑浊较A快 无明显现象 溶液由棕褐色很快褪色，变成黄色，出现浑浊较A快 i.B是A的对比实验，则a=_______。 ii.比较A、B、C，可得出的结论是_______。 A．可以作为歧化反应的催化剂 B．增强溶液酸性可以加快的歧化反应 C．氢离子单独存在对歧化反应无明显影响 iii.实验表明，的歧化反应速率D>A。结合I、II反应速率解释原因：_______。 五、解答题 14．回答下列问题： (1)用催化加氢可制取乙烯：。若该反应体系的能量随反应过程变化关系如图所示，则该反应的△H＝ (用含a、b的式子表示)。 (2)甲烷自热重整是先进的制氢方法，包含甲烷氧化和蒸汽重整两个过程。向反应系统中同时通入甲烷、氧气和水蒸气，发生的主要化学反应如下表，则在初始阶段，蒸汽重整的反应速率 (填“大于”“小于”或“等于”)甲烷氧化的反应速率。 反应过程 化学方程式 焓变△H/() 活化能E/() 甲烷氧化 125.6 172.5 蒸汽重整 240.1 243.9 (3)在Cu-ZnO催化下，可同时发生如下的反应Ⅰ、Ⅱ，其可作为解决温室效应及能源短缺问题的重要手段。 Ⅰ． Ⅱ． 某温度时，若反应Ⅰ的速率大于反应Ⅱ的速率，则下列反应过程的能量变化正确的是 (填字母)。 A． B． C． D． 【参考答案】 一、选择题 1．C 解析：A．“蒸粮”时可适当鼓风，增加氧气的浓度，可以加快燃烧速率，A正确； B．酒曲在酿酒时起到催化作用，B正确； C．“堆酵”时升温是因为反应放热，，C错误； D．酒精和水的沸点相差较大，可以通过蒸馏分离，“馏酒”的原理即实验操作中的“蒸馏”，D正确； 故选C。 2．C 解析：A．根据图中信息，空穴h+与水反应，其参与发生的反应为2H2O＋ 2h＋＝H2O2＋2H＋，故A正确； B．氢离子得到光电子提供的电子，则参与发生的反应为2H＋＋2e－＝H2，故B正确； C．该反应的化学方程式为CH4＋H2O CH3OH＋H2，水中氢化合价降低，则反应过程中水作氧化剂，故C错误； D．根据图中信息常温常压下使甲烷和水转化为甲醇和氢气，则该反应的化学方程式为CH4＋H2O CH3OH＋H2，故D正确。 综上所述，答案为C。 3．A 解析：A．由信息可知的键能和为1598kJ/mol，CO的键能为1072kJ/mol，的键能为496kJ/mol，根据焓变=反应物键能和-生成物键能和，则，=2×1598kJ/mol-2×1072kJ/mol-496kJ/mol=+556 kJ/mol，即完全分解成和需要吸热556kJ，故A错误； B．由图中信息可知，光照和受热条件下均有反应发生，光能和热能转化为化学能，故B正确； C．催化剂参与反应过程，降低反应活化能加快反应速率，故C正确； D．由图中信息可知过程①中钛氧键发生了断裂，断裂化学键吸收能量，故D正确； 故选：A。 4．D 【分析】根据图象知，只有当温度和其它条件相同pH值不同时，pH值越小，Fe2+的氧化率越大；只有当pH值等其它条件相同温度不同时，温度越高Fe2+的氧化率越大； 解析：A．根据图象知，只有当温度和其它条件相同pH值不同时，pH值越小，Fe2+的氧化率越大，故A错误； B．只有当pH值等其它条件相同温度不同时，温度越高Fe2+的氧化率越大，故B错误； C．亚铁离子的氧化率不仅和温度、pH有关，还与离子的浓度等其它因素有关，故C错误； D．根据图象知，降低pH、升高温度亚铁离子的氧化率增大，故D正确； 故选D。 5．C 解析：A．*CO→CO的活化能低于*CO→CH2O的活化能，因此相对较多的副产物为CO，故A正确； B．*CO+*OH→*CO+*H2O的能垒最大，因此合成甲醇的反应，要使反应速率加快，主要降低*CO+*OH→*CO+*H2O的能量变化，故B正确； C．该催化剂虽然能改变选择性，但是并不能影响平衡，故无法提高反应物平衡转化率，故C错误； D．总反应吸热，因此总反应焓变，故D正确； 故选C。 6．B 解析：A． 在光催化剂表面会发生反应，中电荷不守恒，应为，故A错误 B． 中间产物结构与相似，均含有-1氧，具有强氧化性，故B正确； C． 整个过程中的能量变化：应为光能转化为化学能，故C错误； D． 根据图示，甲烷生成甲醛的方程式为：，每生成1molHCHO，需消耗1mol氧气，标准状况下22.4L，故D错误； 故选B。 7．B 解析：A．碳原子在电极反应中即发生氧化反应也发生还原反应，故A错误； B．图中可以看到碳酸根离子到二氧化碳存在碳氧键的断裂，从C到CO存在碳氧键的形成，故B正确； C．反应历程中涉及电子转移的变化时，能量增加，均吸收能量，故C错误； D．MoS2催化剂通过降低电极反应的活化能，焓变不变，反应更容易进行，使反应速率加快，故D错误； 故答案选B。 8．C 解析：A．煤的气化是将其转化为可燃气体的过程，主要反应为碳与水蒸气反应生成H2、CO等气体的过程，是吸热反应，故A错误； B．煤焦油提苯是利用各组分沸点差异，蒸馏分离；属于物理变化，故B错误； C．铅蓄电池在放电过程中，Pb作负极，在反应中失去电子生成PbSO4，反应式为：，硫酸铅是固体，负极质量增重，正极电极反应式为：，正极质量增加，故C正确； D．升高温度，放热反应和吸热反应速率都变快，故D错误； 故答案选C。 二、填空题 9．(1) 反应的活化能 (2) 分子总数 百分数 分子总数 百分数 解析：（1）反应物转化为活化分子所吸收的能量为反应的活化能，则表示反应的活化能，使用催化剂降低反应的活化能，则使用催化剂时的活化能为，反应热等于正反应的活化能减去逆反应的活化能，则反应热为； （2）增大反应物的浓度，单位体积内分子总数增加，活化分子数也增加，但活化分子百分数不变；升高反应体系的温度，单位体积内分子总数不变，有一部分普通分子吸收能量转化为活化分子，则活化分子百分数增加。 10． > 二 活化能越小反应越快，活化能越大反应越慢，决定总反应速率的是慢反应；从图像分析第一步反应活化能小于第二步反应的活化能，决定生产尿素的总反应的反应速率的步骤是第二步反应。 解析：分析图可知第二步反应中生成物能量高于反应物能量，反应为吸热反应，故>0；过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，活化能越小反应越快，活化能越大反应越慢，决定总反应速率的是慢反应；从图像分析决定生产尿素的总反应的反应速率的步骤是第二步反应，故答案为：>；二；活化能越小反应越快，活化能越大反应越慢，决定总反应速率的是慢反应；从图像分析第一步反应活化能小于第二步反应的活化能，决定生产尿素的总反应的反应速率的步骤是第二步反应。 11．(1)、、 (2) 提高了反应物分子的能量，增大反应物间的碰撞频率 降低了反应物的活化能，增大单位体积内活化分子百分数 增加了反应物分子数，增大反应物间的碰撞频率 解析：（1）；； 故答案为：、、； （2）①温度升高，提高了反应物分子的能量，增大反应物间的碰撞频率，从而提高反应速率；②加入催化剂，降低了反应物的活化能，增大单位体积内活化分子百分数，从而提高了化学反应速率； ③增大A的浓度，增加了反应物分子数，增大反应物间的碰撞频率，从而提高反应速率； 故答案为：提高了反应物分子的能量，增大反应物间的碰撞频率；降低了反应物的活化能，增大单位体积内活化分子百分数；增加了反应物分子数，增大反应物间的碰撞频率。 故答案为：提高了反应物分子的能量，增大反应物间的碰撞频率；降低了反应物的活化能，增大单位体积内活化分子百分数；增加了反应物分子数，增大反应物间的碰撞频率。 12．(1) N2 N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+180kJ·mol-1 (2) 放热 134kJ·mol-1 -226kJ·mol-1 减小 不变 (3)172.5kJ 解析：（1）从图中可以看出，N2的键能为946 kJ·mol-1、O2的键能为498 kJ·mol-1、NO的键能为632 kJ·mol-1，则图1中三种分子最稳定的是N2，图1中对应反应的热化学方程式为N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=(946+498-2×632) kJ·mol-1=+180kJ·mol-1。答案为：N2；N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+180kJ·mol-1； （2）①图2中，反应物的总能量大于生成物的总能量，则反应是放热反应，该反应的活化能为134kJ·mol-1，该反应的△H=(134-360) kJ·mol-1=-226kJ·mol-1。 ②加入Pt2O+作为该反应的催化剂，反应的活化能减小，即Ea减小；但反应物和生成物的总能量不变，所以△H不变。答案为：放热；134kJ·mol-1；-226kJ·mol-1；减小；不变； （3）已知：4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g) △H=-2070 kJ∙mol-1，若有0.5molNO被还原，放出的热量为=172.5kJ。答案为：172.5kJ。 13．(1) 0 6.0 (2) 0.4 ABC 反应II比反应I快，而且反应II中生成了氢离子，也能加快反应I的速率，从而使D的反应速率比A快 解析：（1）实验①②是探究温度对反应速率的影响，根据控制变量法，其它数据就应该相同，故V3是0；同理，实验①③是探究硫酸浓度对反应速率的影响，故V5是0.6。 （2）①I2反应的生成I-，化合价降低，作氧化剂，必需要一个还原剂，根据I-作催化剂可知还原剂为SO2，其反应的离子方程式为： ②i.B是A的对比实验，则a的值与A相同，即为0.4； ii. A．I-在反应I被反应掉，在反应II中又被生成，故它可以作为SO2歧化反应的催化剂，A正确； B．对比AB两组实验，B组在加了硫酸之后，反应速率加快，故增强溶液酸性可以加快SO2的歧化反应，B正确； C．根据C组实验的结论可知，氢离子单独存在对SO2的歧化反应几乎没有影响，C正确； 故选ABC。 iii. 在D中，加入I2后，迅速与二氧化硫发生反应，即反应II比反应I快，而且反应II中生成了氢离子，也能加快反应I的速率，从而使D的反应速率比A快。 五、解答题 14．(1)(a-b)kJ/mol (2)小于 (3)D 解析：（1）根据反应能量变化图，存在热化学方程式有：，该反应为放热反应，△H=(a-b)kJ/mol； （2）由表中数据可知，甲烷氧化的活化能低于蒸气重整的活化能，活化能越低，反应速率越快，故初始阶段，甲烷蒸汽重整的反应速率小于甲烷氧化的反应速率，故答案为：小于； （3）根据方程式知，I为放热反应，反应物总能量大于生成物总能量；II为吸热反应，反应物总能量小于生成物总能量；反应Ⅰ的速率(v1)大于反应Ⅱ的速率(v2)，则反应Ⅱ的活化能较大，则符合条件的图为D，故选D。 学科网（北京）股份有限公司 $$