内容正文:
第一节 综合训练
1.某温度下,向2 L密闭容器中通入1 mol NO和0.5 mol Br2,发生如下反应:2NO(g)+Br2(g) 2NOBr(g),Br2的物质的量随时间变化的实验数据如下表:
时间/min
5
10
15
20
25
30
35
n(Br2)/mol
0.38
0.30
0.25
0.23
0.20
0.20
0.20
下列说法正确的是( )
A.第18 min的瞬时速率小于第25 min的瞬时速率
B.0~10 min,消耗Br2的平均速率是0.02 mol·L-1·min-1
C.30~35 min,NO的物质的量浓度逐渐降低
D.任意时刻,容器中NO和Br2的转化率相等
解析:D 第18 min时的反应物浓度大于第25 min时的反应物浓度,所以第18 min的瞬时速率大于第25 min的瞬时速率,故A不符合题意;0~10 min,消耗Br2的平均速率是 =0.01 mol·L-1·min-1,故B不符合题意;根据表格数据,30~35 min,Br2的物质的量保持不变,则NO的物质的量浓度不变,故C不符合题意;投料比等于化学计量数之比,所以容器中NO和Br2的转化率相等,故D符合题意。
2.合成气转变为甲醇的反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-90.8 kJ·mol-1。一定条件下,将1 mol CO和3 mol H2通入2 L的恒容密闭容器中,5 min时测得H2的物质的量为2.4 mol。下列说法正确的是( )
A.其他条件不变,增大CO浓度可以增加体系中活化分子百分数
B.0~5 min,反应放出的热量为27.24 kJ
C.反应到5 min时,生成0.6 mol CH3OH
D.第5 min时,H2的反应速率为0.06 mol·L-1·min-1
解析:B 其他条件不变,增大CO浓度,增大单位体积内活化分子的数目,但分子总数也增大,故体系中活化分子百分数未改变,A说法不符合题意;0~5 min,反应放出的热量为 ×90.8 kJ·mol-1=27.24 kJ,B说法符合题意;反应到5 min时,反应消耗0.6 mol氢气,生成0.3 mol CH3OH,C说法不符合题意;只能计算一段时间内的平均速率,不能计算瞬时速率,第5 min时,H2的反应速率不能确定,D说法不符合题意。
3.(2026·浙江杭州质检)下列测量化学反应速率的依据不可行的是( )
选项
化学反应
测量依据(单位时间内)
A
2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O
溶液颜色变化
B
AgNO3+NaClAgCl↓+NaNO3
沉淀质量变化
C
H2(g)+I2(g)2HI(g)
温度、体积一定时,体系内压强变化
D
H2O2+2HI2H2O+I2
溶液体积一定时,I-的浓度变化
解析:C 该反应前后气体分子数不变,故温度、体积一定时,反应前后气体总压不变,则测量依据不可行,C符合题意。
4.(2026·江苏苏州高二检测)X(s)+3Y(g)Z(g) ΔH=-a kJ·mol-1。一定条件下,将2 mol X和2 mol Y通入容积为2 L的恒容密闭容器中,反应10 s,测得生成0.5 mol Z。下列说法正确的是( )
A.10 s内,X的平均反应速率为0.025 mol·L-1·s-1
B.10 s内,X和Y反应放出的热为0.5a kJ
C.第10 s时,Y的反应速率为0.075 mol·L-1·s-1
D.第10 s时,X的物质的量为1.5 mol,Y的物质的量浓度为0.5 mol·L-1
解析:B X呈固态,不能用X表示平均反应速率,A项错误;根据反应X(s)+3Y(g)Z(g) ΔH=-a kJ·mol-1可知,10 s内生成0.5 mol Z,反应放出的热为0.5a kJ,B项正确;由题给数据,不能求Y的瞬时反应速率,只能计算10 s内Y的平均反应速率,v(Y)=3v(Z)=3×=0.075 mol·L-1·s-1,C项错误;10 s内生成0.5 mol Z,则10 s内消耗0.5 mol X和1.5 mol Y,10 s时X的物质的量为2 mol-0.5 mol=1.5 mol,Y的物质的量浓度为=0.25 mol·L-1,D项错误。
5.(2026·山东济南高二月考)某小组用H2O2分别与HI和KI的反应探究外界条件对化学反应速率的影响。
实验Ⅰ.室温下,H2O2和HI溶液按下列初始浓度等体积混合进行实验。
实验编号
①
②
③
④
⑤
c(H2O2)/(mol·L-1)
0.2
0.2
0.2
0.4
0.6
c(HI)/(mol·L-1)
0.2
0.4
0.6
0.2
0.2
出现棕黄色的时间/s
13
6.5
4.3
6.6
4.4
实验Ⅱ.用KI替代HI做上述5组实验,观察到有无色气体产生,一段时间内溶液均未见棕黄色。
下列说法正确的是( )
A.由实验Ⅰ可知,H2O2与HI的反应的速率方程为v=kc0.5(H2O2)·c0.5(HI)
B.实验⑤出现棕黄色时间比实验①短是因为其速率常数增大
C.实验①中反应继续进行,20 s时测得c(H2O2)为0.08 mol·L-1,则0~20 s的平均反应速率v(H2O2)=0.006 mol·L-1·s-1
D.实验Ⅱ中的现象可能是因为H2O2分解的速率大于H2O2氧化KI的速率
解析:D 速率方程的形式为v=kcm(H2O2)cn(HI),对比实验①④,过氧化氢浓度变为原来的2倍,反应时间约变为原来的,速率变为2倍,可得2m=2,m=1,对比实验①②,HI浓度变为原来的2倍,反应时间约变为原来的,速率变为2倍,可得2n=2,n=1,速率方程为v=kc(H2O2)·c(HI),A错误;速率常数k仅与温度、催化剂有关,实验①和⑤的温度相同(室温)、无催化剂变化,因此k不变,实验⑤出现棕黄色时间更短,是因为H2O2浓度增大,速率加快,B错误;实验中溶液等体积混合,初始浓度需稀释为原来的一半,平均速率v(H2O2)= mol·L-1·s-1=0.001 mol·L-1·s-1,C错误;实验Ⅱ中 “有无色气体产生,溶液未见棕黄色”,说明过氧化氢分解反应速率远大于过氧化氢氧化KI的反应速率,I-主要催化H2O2分解,未大量生成I2,D 正确。
6.(2026·浙江金华高二练习)苯乙烷()与Cl2在光照条件下发生一氯取代,生成两种一取代物的速率如图Ⅰ,反应基本历程如图Ⅱ。下列说法不正确的是( )
A.反应①②③的ΔH>0,反应④⑤⑥的ΔH<0
B.光照条件下,得到等量的A和B时,生成B需要的能量更少
C.相同条件下,由苯乙烷分别制备等量的和的ΔH不相等
D.使用恰当的催化剂,可以使反应②的程度减小,反应③的程度增大
解析:B 根据反应历程可知,反应①②③为断裂旧化学键,为吸热过程,ΔH>0,反应④⑤⑥为新化学键的形成,为放热过程,ΔH<0,故A不选;根据图Ⅱ可知,A的稳定性大于B,物质越稳定所含能量越低,所以光照条件下,得到等量的A和B时,生成B需要的能量更多,故B选;根据选项B可知,A和B的能量不相同,所以相同条件下由分别制备等量的和的ΔH不相等,故C不选;由于催化剂具有一定的选择性,使用恰当的催化剂,可使反应按反应③进行,使反应②进行的程度减小甚至停止,故D不选。
7.N2O和CO是环境污染性气体,可在Pt2O+表面转化为无害气体,其反应为N2O(g)+CO(g)CO2(g)+N2(g) ΔH,有关化学反应的物质变化过程如图1,能量变化过程如图2。下列说法正确的是( )
A.由图1可知:Pt2O+和Pt2均为催化剂
B.由图2可知:反应①的反应速率比反应②快
C.由图2可知:ΔH1>0,ΔH2<0且ΔH=-226 kJ·mol-1
D.使用催化剂能降低活化能,从而改变反应的历程和焓变
解析:C ①N2O+Pt2O+Pt2+N2,②Pt2+COPt2O++CO2,Pt2O+为催化剂,Pt2为中间产物,A错误;由图2有催化剂的图像可知,反应①的活化能大于反应②,相同条件下,反应的活化能越大,反应速率越慢,反应①的反应速率比反应②慢,B错误;由图2有催化剂的图像可知,反应①为吸热反应,ΔH1>0,反应②为放热反应,ΔH2<0,ΔH=Ea1-Ea2=-226 kJ·mol-1,C正确;使用催化剂能降低活化能,从而改变反应的历程,但不改变焓变,D错误。
8.(2026·浙江高二质检)下列对有关事实或解释不正确的是( )
选项
事实
解释
A
用铝粉代替铝片与稀盐酸反应,反应速率加快
改用铝粉,固体表面积增大,故反应速率加快
B
5%的双氧水中加入二氧化锰粉末,分解速率迅速加快
降低了反应的焓变,活化分子数增多,有效碰撞增多,速率加快
C
将2 mL 0.1 mol·L-1的H2SO4溶液分别加入2 mL 0.1 mol·L-1、2 mL 0.05 mol·L-1的Na2S2O3溶液中,前者先出现明显浑浊
反应物浓度越大,反应速率越快
D
密闭容器中反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),当温度、压强不变,充入惰性气体,反应速率减慢
容器容积增大,反应物浓度减小,反应速率减慢
解析:B 用铝粉代替铝片增大了反应物表面积,加快反应速率,解释正确,A正确;二氧化锰作为催化剂,通过降低活化能加快反应速率,但未改变焓变,解释错误,B错误;实验中浓度较高的Na2S2O3溶液与H2SO4反应更快出现浑浊,说明反应速率与Na2S2O3浓度成正比,C正确;充入惰性气体使容器容积增大,反应物浓度降低,反应速率减慢,解释正确,D正确。
9.在化学反应中,能引发化学反应的分子间碰撞称为有效碰撞,这些分子称为活化分子。使普通分子变成活化分子所需提供的最低能量叫活化能,其单位用kJ·mol-1 表示。请认真观察下图,然后回答问题。
(1)图中反应是 (填“吸热”或“放热”)反应,该反应的 ΔH= (用含E1、E2 的代数式表示)。
(2)已知:H2(g)+O2(g)H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1,该反应的正反应的活化能为167.2 kJ·mol-1,则其逆反应的活化能为 。
(3)对于同一反应,图中虚线(Ⅱ)与实线(Ⅰ)相比,活化能 (填“升高”“降低”或“不变”),对反应热是否有影响? ,原因是 。
答案:(1)放热 E2-E1
(2)409.0 kJ·mol-1
(3)降低 无影响 催化剂只降低反应的活化能,不能改变反应物的总能量和生成物的总能量之差,即反应热不改变[或:因为催化剂只降低反应的活化能,同等程度地降低E1、E2的值,则E2-E1(即反应热)不改变]
解析:(1)由反应能量变化图可知,该反应中反应物的总能量大于生成物的总能量,因此该反应为放热反应。反应热等于生成物的总能量减去反应物的总能量,所以反应的反应热ΔH=E2-E1。(2)逆反应的活化能等于正反应的活化能减去反应热,因此逆反应的活化能为167.2 kJ·mol-1-(-241.8 kJ·mol-1)=409.0 kJ·mol-1。(3)虚线Ⅱ与实线Ⅰ相比,反应的活化能降低,其改变的条件为加入催化剂。催化剂可以降低反应的活化能,但不影响反应热,因为加入催化剂,不能改变反应物和生成物总能量的相对大小。
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