高中化学苏教版（2019）选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 阶段重点突破练(三)(word版含解析)
文档属性
| 名称 | 高中化学苏教版（2019）选择性必修1 专题2 化学反应速率与化学平衡 阶段重点突破练(三)(word版含解析) |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 374.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-03-12 23:10:34 | ||
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文档简介
专题2 化学反应速率与化学平衡 阶段重点突破练(三)
一、化学反应速率的有关计算及大小比较
1．在四种不同条件下测得反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的反应速率如下表所示：
编号 (1) (2) (3) (4)
反应速率/ (mol·L－1·min－1) v(SO2) v(O2) v(SO3) v(O2)
0.4 0.25 0.5 0.3
其中反应速率最大的是( )
A．(1) B．(2) C．(3) D．(4)
2．将气体A2、B2各1 mol充入1 L的密闭容器中反应，生成气体C，一段时间后，测得c(A2)为0.58 mol·L－1，c(B2)为0.16 mol·L－1，c(C)为0.84 mol·L－1，则C的化学式为( )
A．AB B．A2B C．AB2 D．A2B2
3．将等物质的量的A、B通入2 L的密闭容器中，发生下列反应：3A(g)＋B(g)===xC(g)＋2D(g)，经2 min后测得D的浓度为0.5 mol·L－1，c(A)∶c(B)＝3∶5，以C表示的平均速率v(C)＝0.25 mol·
L－1·min－1，下列说法正确的是( )
A．反应速率v(B)＝0.25 mol·L－1·min－1
B．该反应方程式中，x＝1
C．2 min时，A的物质的量为1.5 mol
D．起始时，A、B的物质的量均为1.5 mol
4．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．第10 s时，Y的反应速率为0.075 mol·L－1·s－1
C．第10 s时，X为1.5 mol，Y的浓度为0.25 mol·L－1
D．10 s内，X和Y反应放出的热量为a kJ
二、化学反应速率的图像分析
5．已知反应A(g)＋B(g)2D(g)，若在起始时c(A)＝a mol·L－1，c(B)＝2a mol·L－1，则该反应中各物质浓度随时间变化的曲线是( )
6.一定温度下，向容积为2 L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，对该反应的推断合理的是( )
A．该反应的化学方程式为3B＋4D6A＋2C
B．反应进行到1 s时，v(A)＝v(D)
C．反应进行到6 s时，B的平均反应速率为0.05 mol·L－1·s－1
D．反应进行到6 s时，各物质的反应速率相等
7．在相同条件下，做H2O2分解对比实验时，其中①加入MnO2催化，②不加MnO2催化。下图是反应放出O2的体积随时间的变化关系示意图，其中正确的是( )
三、化学反应速率的影响因素
8.氯酸钾和亚硫酸氢钾溶液能发生氧化还原反应：ClO＋3HSO===3SO＋Cl－＋3H＋。已知该反应的速率随c(H＋)的增大而加快。如图为用ClO在单位时间内物质的量浓度变化表示的该反应的v—t图。下列说法不正确的是( )
A．反应开始时速率增大可能是c(H＋)所致
B．纵坐标为v(Cl－)的v—t曲线与图中曲线完全重合
C．图中阴影部分的面积表示t1～t2时间内ClO的物质的量的减少量
D．后期反应速率下降的主要原因是反应物浓度减小
9．下列说法正确的是( )
A．Fe和Mg与0.1 mol·L－1的盐酸反应，反应速率相同
B．0.1 mol·L－1的盐酸与0.1 mol·L－1的H2SO4分别与大小、形状相同的大理石反应，反应速率相同
C．催化剂能降低分子活化时所需能量，使活化分子百分数大大增加
D．100 mL 2 mol·L－1的盐酸与锌片反应，加入适量的NaCl溶液，反应速率不变
10．从下列实验事实所得出的相应结论正确的是( )
选项 实验事实 结论
A Na2S2O3溶液与稀硫酸反应，其他条件相同时，Na2S2O3溶液浓度越大，析出硫沉淀所需时间越短 当其他条件不变时，增大反应物浓度，化学反应速率加快
B 在化学反应前后，催化剂的质量和化学性质都没有发生变化 催化剂一定不参与化学反应
C 等体积且H＋浓度相同的盐酸和H2SO4溶液分别与足量等质量的形状相同的锌反应 后者产生氢气的质量大
D 在容积可变的密闭容器中发生反应：H2(g)＋I2(g)??2HI(g)，把容积缩小一半 正反应速率加快，逆反应速率不变
四、化学反应速率影响因素的微观探析
11.已知反应2HI(g)H2(g)＋I2(g)的能量变化如图所示。下列说法正确的是( )
A．常温下，向体积为V L的容器中充入2 mol HI(g)充分反应，可吸收12.5 kJ的热量
B．加入催化剂，分子的能量不变，但单位体积内活化分子数增多，反应速率加快
C．使用催化剂，Ea的数值减小，ΔH也减小
D．H2(g)＋I2(g)2HI(g)的活化能为12.5 kJ·mol－1
12．在体积可变的容器中发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，当增大压强使容器体积缩小时，化学反应速率加快，其主要原因是( )
A．分子运动速率加快，使反应物分子间的碰撞机会增多
B．反应物分子的能量增加，活化分子百分数增大，有效碰撞次数增多
C．活化分子百分数未变，但单位体积内活化分子数增加，有效碰撞次数增多
D．分子间距离减小，使所有的活化分子间的碰撞都成为有效碰撞
13.在含Fe3＋的S2O和I－的混合溶液中，反应S2O(aq)＋2I－(aq)===2SO(aq)＋I2(aq)的分解机理及反应过程中的能量变化如图：
步骤①：2Fe3＋(aq)＋2I－(aq)===I2(aq)＋2Fe2＋(aq)
步骤②：2Fe2＋(aq)＋S2O(aq)===2Fe3＋(aq)＋2SO(aq)
下列有关该反应的说法正确的是( )
A．反应速率与Fe3＋的浓度有关
B．Fe2＋是该反应的催化剂
C．v(S2O)＝v(I－)＝v(I2)
D．若不加Fe3＋，则正反应的活化能比逆反应的大
14．我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。
可知水煤气变换的ΔH________0(填“大于”“等于”或“小于”)。该历程中最大能垒(活化能)E正＝________eV，写出该步骤的化学方程式_________________________________。
15．用酸性KMnO4和H2C2O4(草酸)反应研究影响反应速率的因素，离子方程式为2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。一实验小组欲通过测定单位时间内生成CO2的速率，探究某种影响化学反应速率的因素，设计实验方案如下(KMnO4溶液已酸化)：
实验序号 A溶液 B溶液
① 20 mL 0.1 mol·L－1 H2C2O4溶液 30 mL 0.1 mol·L－1 KMnO4溶液
② 20 mL 0.2 mol·L－1 H2C2O4溶液 30 mL 0.1 mol·L－1 KMnO4溶液
(1)该实验探究的是________对化学反应速率的影响。如图一，相同时间内针筒中所得的CO2体积大小关系是________(填实验序号)。
(2)若实验①在2 min末收集了2.24 mL CO2(标准状况下)，则在2 min末，c(MnO)＝_______ mol·L－1(假设混合液体积为50 mL)。
(3)除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率外，本实验还可通过测定________________________________________________________________________
来比较化学反应速率。
(4)小组同学发现反应速率总是如图二，其中t1～t2时间内速率变快的主要原因可能是①产物MnSO4是该反应的催化剂；②________。
答案与解析
专题2 化学反应速率与化学平衡 阶段重点突破练(三)
一、化学反应速率的有关计算及大小比较
1．在四种不同条件下测得反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的反应速率如下表所示：
编号 (1) (2) (3) (4)
反应速率/ (mol·L－1·min－1) v(SO2) v(O2) v(SO3) v(O2)
0.4 0.25 0.5 0.3
其中反应速率最大的是( )
A．(1) B．(2) C．(3) D．(4)
答案 D
解析 由化学反应速率之比等于相应物质的化学计量数之比可得：v(SO2)＝v(O2)＝v(SO3)，将所得数据作如下换算：(1)v(O2)＝v(SO2)＝0.2 mol·L－1·min－1；(2)v(O2)＝0.25 mol·L－1·min－1；(3)v(O2)＝v(SO3)＝0.25 mol·L－1·min－1；(4)v(O2)＝0.3 mol·L－1·min－1；单位相同，数值大者反应速率大。
2．将气体A2、B2各1 mol充入1 L的密闭容器中反应，生成气体C，一段时间后，测得c(A2)为0.58 mol·L－1，c(B2)为0.16 mol·L－1，c(C)为0.84 mol·L－1，则C的化学式为( )
A．AB B．A2B C．AB2 D．A2B2
答案 C
解析 由题意可得A2、B2、C物质的量浓度的变化值，求出A2、B2、C三种物质的化学计量数之比为1∶2∶2，结合质量守恒定律可知，C的化学式为AB2。
3．将等物质的量的A、B通入2 L的密闭容器中，发生下列反应：3A(g)＋B(g)===xC(g)＋2D(g)，经2 min后测得D的浓度为0.5 mol·L－1，c(A)∶c(B)＝3∶5，以C表示的平均速率v(C)＝0.25 mol·
L－1·min－1，下列说法正确的是( )
A．反应速率v(B)＝0.25 mol·L－1·min－1
B．该反应方程式中，x＝1
C．2 min时，A的物质的量为1.5 mol
D．起始时，A、B的物质的量均为1.5 mol
答案 C
解析 根据题意得v(D)＝＝0.25 mol·L－1·min－1，根据化学反应速率之比等于化学计量数之比可知，v(B)＝v(D)＝0.125 mol·L－1·min－1；以C表示的平均速率v(C)＝0.25 mol·
L－1·min－1，可知x＝2；2 min时，D的物质的量是0.5 mol·L－1×2 L＝1 mol，所以消耗A、B的物质的量分别是1.5 mol、0.5 mol，设A、B起始物质的量均为y mol，则剩余A、B的物质的量分别是(y－1.5) mol、(y－0.5) mol，根据c(A)∶c(B)＝3∶5，解得＝，解得y＝3。
4．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．第10 s时，Y的反应速率为0.075 mol·L－1·s－1
C．第10 s时，X为1.5 mol，Y的浓度为0.25 mol·L－1
D．10 s内，X和Y反应放出的热量为a kJ
答案 C
解析 根据题意，列三段式：
X(s)＋3Y(g)Z(g)
开始/mol 2 2 0
转化/mol 0.5 1.5 0.5
10 s时/mol 1.5 0.5 0.5
X是固体，不能表示反应速率，故A错误；10 s内，Y的平均反应速率为＝0.075 mol·
L－1·s－1，不是瞬时速率，故B错误；第10 s时，X的物质的量为1.5 mol，Y的浓度为0.25 mol·L－1，
故C正确；该反应中，Y消耗3 mol时，反应放出a kJ热量，10 s内，Y消耗了1.5 mol，则反应放出的热量为0.5a kJ，故D错误。
二、化学反应速率的图像分析
5．已知反应A(g)＋B(g)2D(g)，若在起始时c(A)＝a mol·L－1，c(B)＝2a mol·L－1，则该反应中各物质浓度随时间变化的曲线是( )
答案 C
6.一定温度下，向容积为2 L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，对该反应的推断合理的是( )
A．该反应的化学方程式为3B＋4D6A＋2C
B．反应进行到1 s时，v(A)＝v(D)
C．反应进行到6 s时，B的平均反应速率为0.05 mol·L－1·s－1
D．反应进行到6 s时，各物质的反应速率相等
答案 C
7．在相同条件下，做H2O2分解对比实验时，其中①加入MnO2催化，②不加MnO2催化。下图是反应放出O2的体积随时间的变化关系示意图，其中正确的是( )
答案 A
解析 由图像知，横坐标为时间，纵坐标为V(O2)，只要H2O2的量相同，两种情况下最终产生O2的体积相同，①中加入MnO2作催化剂，加快了H2O2的分解速率，在相同时间内产生O2的体积比②大，反应结束时所用时间短，故选A。
三、化学反应速率的影响因素
8.氯酸钾和亚硫酸氢钾溶液能发生氧化还原反应：ClO＋3HSO===3SO＋Cl－＋3H＋。已知该反应的速率随c(H＋)的增大而加快。如图为用ClO在单位时间内物质的量浓度变化表示的该反应的v—t图。下列说法不正确的是( )
A．反应开始时速率增大可能是c(H＋)所致
B．纵坐标为v(Cl－)的v—t曲线与图中曲线完全重合
C．图中阴影部分的面积表示t1～t2时间内ClO的物质的量的减少量
D．后期反应速率下降的主要原因是反应物浓度减小
答案 C
解析 A项，随着反应的进行，氢离子的浓度逐渐增大，所以反应速率逐渐增大，正确；B项，根据反应速率之比等于相应的化学计量数之比可知，v(Cl－)＝v(ClO)，正确；C项，图中阴影部分的面积应为t1～t2时间内ClO的物质的量浓度的减少量，错误；D项，在反应的后期由于反应物浓度减小，反应速率开始下降，正确。
9．下列说法正确的是( )
A．Fe和Mg与0.1 mol·L－1的盐酸反应，反应速率相同
B．0.1 mol·L－1的盐酸与0.1 mol·L－1的H2SO4分别与大小、形状相同的大理石反应，反应速率相同
C．催化剂能降低分子活化时所需能量，使活化分子百分数大大增加
D．100 mL 2 mol·L－1的盐酸与锌片反应，加入适量的NaCl溶液，反应速率不变
答案 C
10．从下列实验事实所得出的相应结论正确的是( )
选项 实验事实 结论
A Na2S2O3溶液与稀硫酸反应，其他条件相同时，Na2S2O3溶液浓度越大，析出硫沉淀所需时间越短 当其他条件不变时，增大反应物浓度，化学反应速率加快
B 在化学反应前后，催化剂的质量和化学性质都没有发生变化 催化剂一定不参与化学反应
C 等体积且H＋浓度相同的盐酸和H2SO4溶液分别与足量等质量的形状相同的锌反应 后者产生氢气的质量大
D 在容积可变的密闭容器中发生反应：H2(g)＋I2(g)??2HI(g)，把容积缩小一半 正反应速率加快，逆反应速率不变
答案 A
解析 一般来说，在催化反应过程中，催化剂会先参与化学反应，然后通过化学反应再生成，故B项错误；H＋浓度相同时，二者生成氢气的质量相同，故C项错误；在H2(g)＋I2(g)??2HI(g)的反应体系中，容积缩小一半，压强增大，正、逆反应的反应速率均增大，故D项错误。
四、化学反应速率影响因素的微观探析
11.已知反应2HI(g)H2(g)＋I2(g)的能量变化如图所示。下列说法正确的是( )
A．常温下，向体积为V L的容器中充入2 mol HI(g)充分反应，可吸收12.5 kJ的热量
B．加入催化剂，分子的能量不变，但单位体积内活化分子数增多，反应速率加快
C．使用催化剂，Ea的数值减小，ΔH也减小
D．H2(g)＋I2(g)2HI(g)的活化能为12.5 kJ·mol－1
答案 B
解析 该反应为可逆反应，充入2 mol HI(g)充分反应，反应不能进行到底，所以吸收的热量小于12.5 kJ，A错误；加入催化剂，单位体积内活化分子数增多，有效碰撞增多，反应速率加快，B正确、C错误；由题图分析可知，H2(g)＋I2(g)??2HI(g)的活化能为(185－12.5) kJ·mol－1
＝172.5 kJ·mol－1，D错误。
12．在体积可变的容器中发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，当增大压强使容器体积缩小时，化学反应速率加快，其主要原因是( )
A．分子运动速率加快，使反应物分子间的碰撞机会增多
B．反应物分子的能量增加，活化分子百分数增大，有效碰撞次数增多
C．活化分子百分数未变，但单位体积内活化分子数增加，有效碰撞次数增多
D．分子间距离减小，使所有的活化分子间的碰撞都成为有效碰撞
答案 C
解析 A项，由于温度不变，因此分子运动速率不变，错误；B项，由于温度不变，因此反应物分子的能量不变，错误；D项，增大压强使容器体积缩小时，单位体积内反应物浓度增大，单位体积内分子间的碰撞不一定是有效碰撞，错误。
13.在含Fe3＋的S2O和I－的混合溶液中，反应S2O(aq)＋2I－(aq)===2SO(aq)＋I2(aq)的分解机理及反应过程中的能量变化如图：
步骤①：2Fe3＋(aq)＋2I－(aq)===I2(aq)＋2Fe2＋(aq)
步骤②：2Fe2＋(aq)＋S2O(aq)===2Fe3＋(aq)＋2SO(aq)
下列有关该反应的说法正确的是( )
A．反应速率与Fe3＋的浓度有关
B．Fe2＋是该反应的催化剂
C．v(S2O)＝v(I－)＝v(I2)
D．若不加Fe3＋，则正反应的活化能比逆反应的大
答案 A
解析 由题中信息知Fe3＋为该反应的催化剂，所以反应速率与Fe3＋的浓度有关，A正确、B错误；由反应S2O(aq)＋2I－(aq)===2SO(aq)＋I2(aq)可知，S2O～2I－～I2，则2v(S2O)＝v(I－)＝2v(I2)，C错误；由图像可知该反应是放热反应，则正反应的活化能比逆反应的活化能小，D错误。
14．我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。
可知水煤气变换的ΔH________0(填“大于”“等于”或“小于”)。该历程中最大能垒(活化能)E正＝________eV，写出该步骤的化学方程式_________________________________。
答案 小于 2.02 COOH*＋H*＋H2O*===COOH*＋2H*＋OH*(或H2O*===H*＋OH*)
解析 观察起始态物质的相对能量与终态物质的相对能量知，终态物质的相对能量低于始态物质的相对能量，说明该反应是放热反应，ΔH小于0。过渡态物质的相对能量与起始态物质的相对能量相差越大，活化能越大，由题图知，最大活化能E正＝1.86 eV－(－0.16 eV)＝2.02 eV，该步起始物质为COOH*＋H*＋H2O*，产物为COOH*＋2H*＋OH*。
15．用酸性KMnO4和H2C2O4(草酸)反应研究影响反应速率的因素，离子方程式为2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。一实验小组欲通过测定单位时间内生成CO2的速率，探究某种影响化学反应速率的因素，设计实验方案如下(KMnO4溶液已酸化)：
实验序号 A溶液 B溶液
① 20 mL 0.1 mol·L－1 H2C2O4溶液 30 mL 0.1 mol·L－1 KMnO4溶液
② 20 mL 0.2 mol·L－1 H2C2O4溶液 30 mL 0.1 mol·L－1 KMnO4溶液
(1)该实验探究的是________对化学反应速率的影响。如图一，相同时间内针筒中所得的CO2体积大小关系是________(填实验序号)。
(2)若实验①在2 min末收集了2.24 mL CO2(标准状况下)，则在2 min末，c(MnO)＝_______ mol·L－1(假设混合液体积为50 mL)。
(3)除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率外，本实验还可通过测定________________________________________________________________________
来比较化学反应速率。
(4)小组同学发现反应速率总是如图二，其中t1～t2时间内速率变快的主要原因可能是①产物MnSO4是该反应的催化剂；②________。
答案 (1)浓度 ②＞① (2)0.059 6 (3)生成相同体积的CO2所需时间(或相同时间内KMnO4溶液颜色变化的程度) (4)该反应放热
解析 (1)实验①和②中，KMnO4溶液的浓度和体积均相同，但H2C2O4溶液的浓度不同，所以该实验探究的是浓度对化学反应速率的影响。由于②中草酸的浓度大于①中草酸的浓度，所以相同时间内针筒中所得的CO2体积：②>①。
(2)若实验①在2 min末收集了标准状况下2.24 mL CO2(即1×10－4 mol)，根据化学方程式，消耗的MnO为2×10－5 mol，原有MnO的物质的量为0.003 mol，则在2 min末，剩余的MnO的物质的量为2.98×10－3 mol，c(MnO)＝＝0.059 6 mol·L－1。(4)反应开始后反应速率增大，可能的原因除了产物MnSO4是该反应的催化剂外，还可能是由于反应放热，温度升高，使反应速率增大。
一、化学反应速率的有关计算及大小比较
1．在四种不同条件下测得反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的反应速率如下表所示：
编号 (1) (2) (3) (4)
反应速率/ (mol·L－1·min－1) v(SO2) v(O2) v(SO3) v(O2)
0.4 0.25 0.5 0.3
其中反应速率最大的是( )
A．(1) B．(2) C．(3) D．(4)
2．将气体A2、B2各1 mol充入1 L的密闭容器中反应，生成气体C，一段时间后，测得c(A2)为0.58 mol·L－1，c(B2)为0.16 mol·L－1，c(C)为0.84 mol·L－1，则C的化学式为( )
A．AB B．A2B C．AB2 D．A2B2
3．将等物质的量的A、B通入2 L的密闭容器中，发生下列反应：3A(g)＋B(g)===xC(g)＋2D(g)，经2 min后测得D的浓度为0.5 mol·L－1，c(A)∶c(B)＝3∶5，以C表示的平均速率v(C)＝0.25 mol·
L－1·min－1，下列说法正确的是( )
A．反应速率v(B)＝0.25 mol·L－1·min－1
B．该反应方程式中，x＝1
C．2 min时，A的物质的量为1.5 mol
D．起始时，A、B的物质的量均为1.5 mol
4．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．第10 s时，Y的反应速率为0.075 mol·L－1·s－1
C．第10 s时，X为1.5 mol，Y的浓度为0.25 mol·L－1
D．10 s内，X和Y反应放出的热量为a kJ
二、化学反应速率的图像分析
5．已知反应A(g)＋B(g)2D(g)，若在起始时c(A)＝a mol·L－1，c(B)＝2a mol·L－1，则该反应中各物质浓度随时间变化的曲线是( )
6.一定温度下，向容积为2 L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，对该反应的推断合理的是( )
A．该反应的化学方程式为3B＋4D6A＋2C
B．反应进行到1 s时，v(A)＝v(D)
C．反应进行到6 s时，B的平均反应速率为0.05 mol·L－1·s－1
D．反应进行到6 s时，各物质的反应速率相等
7．在相同条件下，做H2O2分解对比实验时，其中①加入MnO2催化，②不加MnO2催化。下图是反应放出O2的体积随时间的变化关系示意图，其中正确的是( )
三、化学反应速率的影响因素
8.氯酸钾和亚硫酸氢钾溶液能发生氧化还原反应：ClO＋3HSO===3SO＋Cl－＋3H＋。已知该反应的速率随c(H＋)的增大而加快。如图为用ClO在单位时间内物质的量浓度变化表示的该反应的v—t图。下列说法不正确的是( )
A．反应开始时速率增大可能是c(H＋)所致
B．纵坐标为v(Cl－)的v—t曲线与图中曲线完全重合
C．图中阴影部分的面积表示t1～t2时间内ClO的物质的量的减少量
D．后期反应速率下降的主要原因是反应物浓度减小
9．下列说法正确的是( )
A．Fe和Mg与0.1 mol·L－1的盐酸反应，反应速率相同
B．0.1 mol·L－1的盐酸与0.1 mol·L－1的H2SO4分别与大小、形状相同的大理石反应，反应速率相同
C．催化剂能降低分子活化时所需能量，使活化分子百分数大大增加
D．100 mL 2 mol·L－1的盐酸与锌片反应，加入适量的NaCl溶液，反应速率不变
10．从下列实验事实所得出的相应结论正确的是( )
选项 实验事实 结论
A Na2S2O3溶液与稀硫酸反应，其他条件相同时，Na2S2O3溶液浓度越大，析出硫沉淀所需时间越短 当其他条件不变时，增大反应物浓度，化学反应速率加快
B 在化学反应前后，催化剂的质量和化学性质都没有发生变化 催化剂一定不参与化学反应
C 等体积且H＋浓度相同的盐酸和H2SO4溶液分别与足量等质量的形状相同的锌反应 后者产生氢气的质量大
D 在容积可变的密闭容器中发生反应：H2(g)＋I2(g)??2HI(g)，把容积缩小一半 正反应速率加快，逆反应速率不变
四、化学反应速率影响因素的微观探析
11.已知反应2HI(g)H2(g)＋I2(g)的能量变化如图所示。下列说法正确的是( )
A．常温下，向体积为V L的容器中充入2 mol HI(g)充分反应，可吸收12.5 kJ的热量
B．加入催化剂，分子的能量不变，但单位体积内活化分子数增多，反应速率加快
C．使用催化剂，Ea的数值减小，ΔH也减小
D．H2(g)＋I2(g)2HI(g)的活化能为12.5 kJ·mol－1
12．在体积可变的容器中发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，当增大压强使容器体积缩小时，化学反应速率加快，其主要原因是( )
A．分子运动速率加快，使反应物分子间的碰撞机会增多
B．反应物分子的能量增加，活化分子百分数增大，有效碰撞次数增多
C．活化分子百分数未变，但单位体积内活化分子数增加，有效碰撞次数增多
D．分子间距离减小，使所有的活化分子间的碰撞都成为有效碰撞
13.在含Fe3＋的S2O和I－的混合溶液中，反应S2O(aq)＋2I－(aq)===2SO(aq)＋I2(aq)的分解机理及反应过程中的能量变化如图：
步骤①：2Fe3＋(aq)＋2I－(aq)===I2(aq)＋2Fe2＋(aq)
步骤②：2Fe2＋(aq)＋S2O(aq)===2Fe3＋(aq)＋2SO(aq)
下列有关该反应的说法正确的是( )
A．反应速率与Fe3＋的浓度有关
B．Fe2＋是该反应的催化剂
C．v(S2O)＝v(I－)＝v(I2)
D．若不加Fe3＋，则正反应的活化能比逆反应的大
14．我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。
可知水煤气变换的ΔH________0(填“大于”“等于”或“小于”)。该历程中最大能垒(活化能)E正＝________eV，写出该步骤的化学方程式_________________________________。
15．用酸性KMnO4和H2C2O4(草酸)反应研究影响反应速率的因素，离子方程式为2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。一实验小组欲通过测定单位时间内生成CO2的速率，探究某种影响化学反应速率的因素，设计实验方案如下(KMnO4溶液已酸化)：
实验序号 A溶液 B溶液
① 20 mL 0.1 mol·L－1 H2C2O4溶液 30 mL 0.1 mol·L－1 KMnO4溶液
② 20 mL 0.2 mol·L－1 H2C2O4溶液 30 mL 0.1 mol·L－1 KMnO4溶液
(1)该实验探究的是________对化学反应速率的影响。如图一，相同时间内针筒中所得的CO2体积大小关系是________(填实验序号)。
(2)若实验①在2 min末收集了2.24 mL CO2(标准状况下)，则在2 min末，c(MnO)＝_______ mol·L－1(假设混合液体积为50 mL)。
(3)除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率外，本实验还可通过测定________________________________________________________________________
来比较化学反应速率。
(4)小组同学发现反应速率总是如图二，其中t1～t2时间内速率变快的主要原因可能是①产物MnSO4是该反应的催化剂；②________。
答案与解析
专题2 化学反应速率与化学平衡 阶段重点突破练(三)
一、化学反应速率的有关计算及大小比较
1．在四种不同条件下测得反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的反应速率如下表所示：
编号 (1) (2) (3) (4)
反应速率/ (mol·L－1·min－1) v(SO2) v(O2) v(SO3) v(O2)
0.4 0.25 0.5 0.3
其中反应速率最大的是( )
A．(1) B．(2) C．(3) D．(4)
答案 D
解析 由化学反应速率之比等于相应物质的化学计量数之比可得：v(SO2)＝v(O2)＝v(SO3)，将所得数据作如下换算：(1)v(O2)＝v(SO2)＝0.2 mol·L－1·min－1；(2)v(O2)＝0.25 mol·L－1·min－1；(3)v(O2)＝v(SO3)＝0.25 mol·L－1·min－1；(4)v(O2)＝0.3 mol·L－1·min－1；单位相同，数值大者反应速率大。
2．将气体A2、B2各1 mol充入1 L的密闭容器中反应，生成气体C，一段时间后，测得c(A2)为0.58 mol·L－1，c(B2)为0.16 mol·L－1，c(C)为0.84 mol·L－1，则C的化学式为( )
A．AB B．A2B C．AB2 D．A2B2
答案 C
解析 由题意可得A2、B2、C物质的量浓度的变化值，求出A2、B2、C三种物质的化学计量数之比为1∶2∶2，结合质量守恒定律可知，C的化学式为AB2。
3．将等物质的量的A、B通入2 L的密闭容器中，发生下列反应：3A(g)＋B(g)===xC(g)＋2D(g)，经2 min后测得D的浓度为0.5 mol·L－1，c(A)∶c(B)＝3∶5，以C表示的平均速率v(C)＝0.25 mol·
L－1·min－1，下列说法正确的是( )
A．反应速率v(B)＝0.25 mol·L－1·min－1
B．该反应方程式中，x＝1
C．2 min时，A的物质的量为1.5 mol
D．起始时，A、B的物质的量均为1.5 mol
答案 C
解析 根据题意得v(D)＝＝0.25 mol·L－1·min－1，根据化学反应速率之比等于化学计量数之比可知，v(B)＝v(D)＝0.125 mol·L－1·min－1；以C表示的平均速率v(C)＝0.25 mol·
L－1·min－1，可知x＝2；2 min时，D的物质的量是0.5 mol·L－1×2 L＝1 mol，所以消耗A、B的物质的量分别是1.5 mol、0.5 mol，设A、B起始物质的量均为y mol，则剩余A、B的物质的量分别是(y－1.5) mol、(y－0.5) mol，根据c(A)∶c(B)＝3∶5，解得＝，解得y＝3。
4．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．第10 s时，Y的反应速率为0.075 mol·L－1·s－1
C．第10 s时，X为1.5 mol，Y的浓度为0.25 mol·L－1
D．10 s内，X和Y反应放出的热量为a kJ
答案 C
解析 根据题意，列三段式：
X(s)＋3Y(g)Z(g)
开始/mol 2 2 0
转化/mol 0.5 1.5 0.5
10 s时/mol 1.5 0.5 0.5
X是固体，不能表示反应速率，故A错误；10 s内，Y的平均反应速率为＝0.075 mol·
L－1·s－1，不是瞬时速率，故B错误；第10 s时，X的物质的量为1.5 mol，Y的浓度为0.25 mol·L－1，
故C正确；该反应中，Y消耗3 mol时，反应放出a kJ热量，10 s内，Y消耗了1.5 mol，则反应放出的热量为0.5a kJ，故D错误。
二、化学反应速率的图像分析
5．已知反应A(g)＋B(g)2D(g)，若在起始时c(A)＝a mol·L－1，c(B)＝2a mol·L－1，则该反应中各物质浓度随时间变化的曲线是( )
答案 C
6.一定温度下，向容积为2 L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，对该反应的推断合理的是( )
A．该反应的化学方程式为3B＋4D6A＋2C
B．反应进行到1 s时，v(A)＝v(D)
C．反应进行到6 s时，B的平均反应速率为0.05 mol·L－1·s－1
D．反应进行到6 s时，各物质的反应速率相等
答案 C
7．在相同条件下，做H2O2分解对比实验时，其中①加入MnO2催化，②不加MnO2催化。下图是反应放出O2的体积随时间的变化关系示意图，其中正确的是( )
答案 A
解析 由图像知，横坐标为时间，纵坐标为V(O2)，只要H2O2的量相同，两种情况下最终产生O2的体积相同，①中加入MnO2作催化剂，加快了H2O2的分解速率，在相同时间内产生O2的体积比②大，反应结束时所用时间短，故选A。
三、化学反应速率的影响因素
8.氯酸钾和亚硫酸氢钾溶液能发生氧化还原反应：ClO＋3HSO===3SO＋Cl－＋3H＋。已知该反应的速率随c(H＋)的增大而加快。如图为用ClO在单位时间内物质的量浓度变化表示的该反应的v—t图。下列说法不正确的是( )
A．反应开始时速率增大可能是c(H＋)所致
B．纵坐标为v(Cl－)的v—t曲线与图中曲线完全重合
C．图中阴影部分的面积表示t1～t2时间内ClO的物质的量的减少量
D．后期反应速率下降的主要原因是反应物浓度减小
答案 C
解析 A项，随着反应的进行，氢离子的浓度逐渐增大，所以反应速率逐渐增大，正确；B项，根据反应速率之比等于相应的化学计量数之比可知，v(Cl－)＝v(ClO)，正确；C项，图中阴影部分的面积应为t1～t2时间内ClO的物质的量浓度的减少量，错误；D项，在反应的后期由于反应物浓度减小，反应速率开始下降，正确。
9．下列说法正确的是( )
A．Fe和Mg与0.1 mol·L－1的盐酸反应，反应速率相同
B．0.1 mol·L－1的盐酸与0.1 mol·L－1的H2SO4分别与大小、形状相同的大理石反应，反应速率相同
C．催化剂能降低分子活化时所需能量，使活化分子百分数大大增加
D．100 mL 2 mol·L－1的盐酸与锌片反应，加入适量的NaCl溶液，反应速率不变
答案 C
10．从下列实验事实所得出的相应结论正确的是( )
选项 实验事实 结论
A Na2S2O3溶液与稀硫酸反应，其他条件相同时，Na2S2O3溶液浓度越大，析出硫沉淀所需时间越短 当其他条件不变时，增大反应物浓度，化学反应速率加快
B 在化学反应前后，催化剂的质量和化学性质都没有发生变化 催化剂一定不参与化学反应
C 等体积且H＋浓度相同的盐酸和H2SO4溶液分别与足量等质量的形状相同的锌反应 后者产生氢气的质量大
D 在容积可变的密闭容器中发生反应：H2(g)＋I2(g)??2HI(g)，把容积缩小一半 正反应速率加快，逆反应速率不变
答案 A
解析 一般来说，在催化反应过程中，催化剂会先参与化学反应，然后通过化学反应再生成，故B项错误；H＋浓度相同时，二者生成氢气的质量相同，故C项错误；在H2(g)＋I2(g)??2HI(g)的反应体系中，容积缩小一半，压强增大，正、逆反应的反应速率均增大，故D项错误。
四、化学反应速率影响因素的微观探析
11.已知反应2HI(g)H2(g)＋I2(g)的能量变化如图所示。下列说法正确的是( )
A．常温下，向体积为V L的容器中充入2 mol HI(g)充分反应，可吸收12.5 kJ的热量
B．加入催化剂，分子的能量不变，但单位体积内活化分子数增多，反应速率加快
C．使用催化剂，Ea的数值减小，ΔH也减小
D．H2(g)＋I2(g)2HI(g)的活化能为12.5 kJ·mol－1
答案 B
解析 该反应为可逆反应，充入2 mol HI(g)充分反应，反应不能进行到底，所以吸收的热量小于12.5 kJ，A错误；加入催化剂，单位体积内活化分子数增多，有效碰撞增多，反应速率加快，B正确、C错误；由题图分析可知，H2(g)＋I2(g)??2HI(g)的活化能为(185－12.5) kJ·mol－1
＝172.5 kJ·mol－1，D错误。
12．在体积可变的容器中发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，当增大压强使容器体积缩小时，化学反应速率加快，其主要原因是( )
A．分子运动速率加快，使反应物分子间的碰撞机会增多
B．反应物分子的能量增加，活化分子百分数增大，有效碰撞次数增多
C．活化分子百分数未变，但单位体积内活化分子数增加，有效碰撞次数增多
D．分子间距离减小，使所有的活化分子间的碰撞都成为有效碰撞
答案 C
解析 A项，由于温度不变，因此分子运动速率不变，错误；B项，由于温度不变，因此反应物分子的能量不变，错误；D项，增大压强使容器体积缩小时，单位体积内反应物浓度增大，单位体积内分子间的碰撞不一定是有效碰撞，错误。
13.在含Fe3＋的S2O和I－的混合溶液中，反应S2O(aq)＋2I－(aq)===2SO(aq)＋I2(aq)的分解机理及反应过程中的能量变化如图：
步骤①：2Fe3＋(aq)＋2I－(aq)===I2(aq)＋2Fe2＋(aq)
步骤②：2Fe2＋(aq)＋S2O(aq)===2Fe3＋(aq)＋2SO(aq)
下列有关该反应的说法正确的是( )
A．反应速率与Fe3＋的浓度有关
B．Fe2＋是该反应的催化剂
C．v(S2O)＝v(I－)＝v(I2)
D．若不加Fe3＋，则正反应的活化能比逆反应的大
答案 A
解析 由题中信息知Fe3＋为该反应的催化剂，所以反应速率与Fe3＋的浓度有关，A正确、B错误；由反应S2O(aq)＋2I－(aq)===2SO(aq)＋I2(aq)可知，S2O～2I－～I2，则2v(S2O)＝v(I－)＝2v(I2)，C错误；由图像可知该反应是放热反应，则正反应的活化能比逆反应的活化能小，D错误。
14．我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用*标注。
可知水煤气变换的ΔH________0(填“大于”“等于”或“小于”)。该历程中最大能垒(活化能)E正＝________eV，写出该步骤的化学方程式_________________________________。
答案 小于 2.02 COOH*＋H*＋H2O*===COOH*＋2H*＋OH*(或H2O*===H*＋OH*)
解析 观察起始态物质的相对能量与终态物质的相对能量知，终态物质的相对能量低于始态物质的相对能量，说明该反应是放热反应，ΔH小于0。过渡态物质的相对能量与起始态物质的相对能量相差越大，活化能越大，由题图知，最大活化能E正＝1.86 eV－(－0.16 eV)＝2.02 eV，该步起始物质为COOH*＋H*＋H2O*，产物为COOH*＋2H*＋OH*。
15．用酸性KMnO4和H2C2O4(草酸)反应研究影响反应速率的因素，离子方程式为2MnO＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。一实验小组欲通过测定单位时间内生成CO2的速率，探究某种影响化学反应速率的因素，设计实验方案如下(KMnO4溶液已酸化)：
实验序号 A溶液 B溶液
① 20 mL 0.1 mol·L－1 H2C2O4溶液 30 mL 0.1 mol·L－1 KMnO4溶液
② 20 mL 0.2 mol·L－1 H2C2O4溶液 30 mL 0.1 mol·L－1 KMnO4溶液
(1)该实验探究的是________对化学反应速率的影响。如图一，相同时间内针筒中所得的CO2体积大小关系是________(填实验序号)。
(2)若实验①在2 min末收集了2.24 mL CO2(标准状况下)，则在2 min末，c(MnO)＝_______ mol·L－1(假设混合液体积为50 mL)。
(3)除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率外，本实验还可通过测定________________________________________________________________________
来比较化学反应速率。
(4)小组同学发现反应速率总是如图二，其中t1～t2时间内速率变快的主要原因可能是①产物MnSO4是该反应的催化剂；②________。
答案 (1)浓度 ②＞① (2)0.059 6 (3)生成相同体积的CO2所需时间(或相同时间内KMnO4溶液颜色变化的程度) (4)该反应放热
解析 (1)实验①和②中，KMnO4溶液的浓度和体积均相同，但H2C2O4溶液的浓度不同，所以该实验探究的是浓度对化学反应速率的影响。由于②中草酸的浓度大于①中草酸的浓度，所以相同时间内针筒中所得的CO2体积：②>①。
(2)若实验①在2 min末收集了标准状况下2.24 mL CO2(即1×10－4 mol)，根据化学方程式，消耗的MnO为2×10－5 mol，原有MnO的物质的量为0.003 mol，则在2 min末，剩余的MnO的物质的量为2.98×10－3 mol，c(MnO)＝＝0.059 6 mol·L－1。(4)反应开始后反应速率增大，可能的原因除了产物MnSO4是该反应的催化剂外，还可能是由于反应放热，温度升高，使反应速率增大。