第2章第3节化学反应的快慢和限度同步练习 （含答案）2022-2023学年下学期高一化学鲁科版（2019）必修第二册

第2章第3节化学反应的快慢和限度同步练习
一、单选题
1. 有些科学工作者认为反应物变到生成物，要经过一个中间过渡状态，即反应物分子首先形成活化络合物，反应物过渡态生成物，如图所示是中间过渡态的能量变化示意图。下列说法错误的是( )
A. 反应速率的快慢与形成活化络合物的浓度有关 B. 反应速率的快慢与活化络合物解离的速率有关
C. 中间过渡态可能形成了 D. 加入催化剂会使反应的和的数值均变小
2. 工业上利用对烟道气进行脱硝除氮氧化物的技术具有效率高、性能可靠的优势。技术的原理为和在催化剂表面转化为和，反应进程中的相对能量变化如图所示。下列说法正确的是 ( )
A. 总反应为
B. 是脱硝反应的催化剂
C. 升高温度，脱硝反应正反应速率的增大程度大于其逆反应速率的增大程度
D. 决定反应速率的步骤是“的转化”
3. 分解速率受多种因素影响。实验测得时不同条件下浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A. 图甲表明，其他条件相同时，浓度越小，其分解速率越快
B. 图乙表明，其他条件相同时，溶液越小，分解速率越快
C. 图丙表明，少量存在时，溶液碱性越强，分解速率越快
D. 图丙和图丁表明，碱性溶液中，对分解速率的影响大
4. 铁的配合物离子用表示催化某反应的一种反应机理和相对能量的变化情况如图所示：
下列说法错误的是( )
A. 该过程的总反应为
B. 浓度过大或者过小，均导致反应速率降低
C. 该催化循环中元素的化合价发生了变化
D. 该过程的总反应速率由ⅡⅢ步骤决定
5. 研究表明与在作用下发生反应的能量变化及反应历程如图所示，下列说法错误的是( )
A. 反应总过程
B. 使反应的活化能减小
C. 总反应若在密闭容器中进行，温度越高，反应速率一定越快
D. 、两步反应均为放热反应
6. 我国科学家用催化剂电催化还原制甲酸的机理如图所示，反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用标注。下列说法中错误的是 ( )
A. 使用催化剂能够降低反应的活化能
B. 制甲酸的决速步骤为
C. 电催化还原制甲酸副反应的
D. 催化剂活性位点在催化过程中的作用是活化水分子
7. 工业上利用对烟道气进行脱硝除氮氧化物的技术具有效率高、性能可靠的优势。技术的原理为和在催化剂表面转化为和，反应进程中的相对能量变化如图所示。下列说法错误的是( )
A. 总反应化学方程式为
B. 是脱硝反应的活性中间体
C. 升高温度，脱硝反应的正反应速率的增大程度大于其逆反应速率的增大程度
D. 决定反应速率的步骤是“的移除”
8. 酸催化乙烯水合制乙醇的反应机理能量与反应历程的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A. 、、三步反应均释放能量 B. 该反应历程中有两个过渡态
C. 第步反应的原子利用率为 D. 总反应速率由第步的反应速率决定
9. 等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测定在不同时间 产生氢气体积 的数据，根据数据绘制如图所示曲线，则曲线、、、所对应的实验组别分别是 ( )
组别 温度 状态
块状
块状
粉末状
粉末状
A. 、、、 B. 、、、 C. 、、、 D. 、、、
10. 反应在容积为的密闭容器中进行。起始时和均为。反应在不同条件下进行，反应体系总压强随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A. 实验，从反应开始至达到平衡时
B. 实验，用浓度表示的平衡常数为
C. 该反应的
D. 比较实验、可得出升高温度反应速率加快
11. 捕获和转化可减少排放并实现资源利用，原理如图所示。反应完成之后，以为载气，以恒定组成的混合气，以恒定流速通入反应器，单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图所示。反应过程中始终未检测到，在催化剂上有积碳。
下列说法不正确的是
A. 反应为；反应为
B. ，比多，且生成速率不变，可能有副反应
C. 时刻，副反应生成的速率大于反应生成速率
D. 之后，生成的速率为，是因为反应不再发生
12. 现有反应，在一体积可调的密闭容器中进行，采取下列措施对其反应速率几乎无影响的是( )
A. 增加的量 B. 将容器体积缩小一半
C. 保持容器内体积不变，充入使体系压强增大 D. 充入，保持容器内压强不变
13. 某小组同学设计实验探究镁与铵盐溶液的反应，记录如下：
实验编号
溶液种类
溶液
实验现象 有气体产生，并产生白色沉淀 有气体产生，并产生白色沉淀 有气体产生，并产生白色沉淀 几乎看不到现象
时
根据上述实验所得结论正确的是( )
A. 实验中发生的反应为
B. 由实验可得，溶液中越大，反应速率越快
C. 由实验可得，溶液中阴离子的种类对产生的速率有影响
D. 由实验可得，溶液的越小，产生的速率越快
14. 下列表格中的各种情况，可以用对应选项中的图像表示的是( )


选项 反应 甲 乙
A. 外形、大小相近的金属和水反应
B. 溶液分别和不同浓度的草酸溶液反应 的溶液 的溶液
C. 溶液和溶液反应 热水浴 冷水浴
D. 的过氧化氢溶液分解放出 无粉末 加粉末
A. B. C. D.
15. 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. 越大氧化率越大
B. 温度越高氧化率越小
C. 的氧化率仅与溶液的和温度有关
D. 实验说明降低、升高温度有利于提高的氧化率
二、填空题
16. 我国“十四五”规划提出要制定年前碳达峰行动方案，努力争取年前实现碳中和。为此，研发转化利用技术成为重要科技目标。
以为原料加氢可以合成甲醇，将的混合气体充入体积为的密闭容器中，在催化剂存在的条件下进行以下两个反应：


测得温度与转化率、产物选择性的关系如图所示。
选择性
以后转化率随温度升高而增大的原因可能是___________。
有利于提高选择性的反应条件可以是___________填标号。
A.降低温度 使用更合适的催化剂
C.增大压强 原料气中掺入适量的
控制温度，测得混合气体流速为已换算为标准状况，则的反应速率___________写出计算式。
以和为原料合成尿素。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下：
：
：
：
反应的___________。个反应的自由能变化随温度的变化关系如图所示，图中对应于反应的线是___________填字母。
一定条件下的恒容容器中，充入原料气和，平衡时的转化率为，则平衡时和的物质的量比为 ___________ ，已知反应的，测得平衡时容器内总压为，则反应的平衡常数___________。
17. 汽车尾气用表示是空气污染源之一。回答下列问题：
用还原的能量变化如下图所示，则该反应的热化学方程式为________________________________________________。
在相同温度和压强下，和经过相同反应时间测得如下实验数据：
实验 温度 催化剂 转化率
实验 催化剂
催化剂
实验 催化剂
催化剂
试分析在相同温度时，催化剂催化下转化率更高的原因是______________________________________________________________________________。
在体积均为的密闭容器，恒温、起始，绝热两个容器中分别加入、和相同催化剂。实验测得、容器中的转化率随时间的变化关系如图所示。
容器中的转化率随时间的变化关系是上图中的______曲线。
要缩短曲线对应容器达到平衡的时间，但不改变的平衡转化率，在催化剂一定的情况下可采取的措施是______________答出项即可。
该反应的化学平衡常数______用分数表示。
实验测定该反应的反应速率，。、分别是正、逆反应速率常数，为物质的量浓度。计算处的______保留两位小数。
三、实验题
18. 某酸性工业废水中含有。光照下，草酸能将其中的转化为。某课题组研究发现，少量铁明矾即可对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响，探究如下：
在下，控制光照强度、废水样品初始浓度和催化剂用量相同，调节不同的初始和一定浓度草酸溶液用量，做对比实验，完成以下实验设计表表中不要留空格。
实验编号 初始 废水样品体积 草酸溶液体积 蒸馏水体积
测得实验和溶液中的浓度随时间变化关系如图所示。
上述反应后草酸被氧化为_______________________________________填化学式。
实验和的结果表明_________________________________________________；
实验中时间段反应速率__________用代数式表示。
19. 某实验小组用硫酸酸化的高锰酸钾溶液与草酸溶液反应；，测定单位时间内生成的量来探究影响反应速率的因素。设计实验方案如表：
实验序号 溶液 溶液
溶液 溶液
溶液 溶液
图装置中盛放溶液的仪器名称是________。
此实验探究的是________因素对化学反应速率的影响，若实验在末收集了标准状况下则在内 ________忽略溶液混合前后体积的变化。
小组同学将图的气体收集装置改为图，实验完毕后，应先将气体冷却至室温，再调节量气管高度使两液面相平或向下移动量气管使两端液面相平，最后平视量气管刻度进行读数。为减小气体测量误差，还可以将量气管中的水换成________。
除了从生成气体角度，通过测定_________________来比较反应速率，本实验还可以通过测定硫酸浓度变化来比较化学反应速率。
同学们在实验中发现反应速率总是如图所示，探究时间内速率变快的主要原因可能是________填标号。
A.该反应放热 生成的起催化作用 浓度增大
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
从图中可以看出该反应为放热反应，反应热为。
【解答】
A.形成活化络合物的浓度越大，活化分子微粒个数越多，反应速率越快，即反应速率的快慢与形成活化络合物的浓度有关，A正确；
B.活化络合物解离成产物分子的速率越快，生成产物的速率越快，即反应速率的快慢与活化络合物解离的速率有关，B正确；
C.根据原子守恒，反应物为和，形成的过渡态可能为，C正确；
D.加入催化剂会使反应的活化能降低，但不改变反应热，即减小但的数值不变，D错误；
故选D。

2.【答案】
【解析】 由技术的原理为和在催化剂表面转化为和，可知总反应的化学方程式为，由题图可知，起始相对能量高于终态，所以，项正确；
由题图可知，是脱硝反应的活性中间体，项错误；
由题图可知，该反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，所以升高温度，脱硝反应正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度，项错误；
全过程中只有的移除过程能量升高，这一过程需要吸收能量越过能垒，其速率最慢，决定总反应的速率，项错误。
3.【答案】
【解析】项，浓度对反应速率的影响是浓度越大，反应速率越快，错误；
项，浓度越大，即越大，分解速率越快，错误；
项，由图可知，存在时，溶液中的分解速率比中的快，错误；
项，由图可知，碱性条件下，存在时，对分解速率影响大，正确。
4.【答案】
【解析】由反应机理可知，电离岀氢离子后，与催化剂结合，放出二氧化碳，然后又结合氢离子转化为氢气，所以化学方程式为，故A正确；
若氢离子浓度过低，则反应ⅢⅣ的反应物浓度降低，反应速率减慢，若氢离子浓度过高，则会抑制甲酸的电离，使甲酸根离子浓度降低，反应ⅠⅡ速率减慢，所以氢离子浓度过高或过低，均导致反应速率减慢，故B正确；
由反应机理可知，在反应过程中化学键数目发生变化，则化合价也发生变化，故C正确；
由反应进程可知，反应ⅣⅠ能垒最大，反应速率最慢，对该过程的总反应起决定作用，故D错误。
5.【答案】
【解析】 由题图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应是放热反应，，故A正确；
是催化剂，能降低该反应的活化能，故B正确；
催化剂只有在适当的温度范围内才能发挥其催化活性，因此温度过高，催化剂的催化效率会降低，反应速率会减慢，故C错误；
由题图可知两步反应中反应物的总能量均高于生成物的总能量，均为放热反应，故D正确。
6.【答案】
【解析】催化剂能降低反应的活化能，项正确；由题图知，制甲酸的反应历程为题图下面的曲线，反应 的最大，是决速步骤，项正确；该催化反应的副反应为题图上面的曲线，其，项错误；由题图可知，催化剂活性位点在催化过程中的作用是活化水分子，项正确。
7.【答案】
【解析】由已知“技术的原理为和在催化剂表面转化为、”可知总反应的化学方程式为，说法正确；
观察相对能量一反应进程曲线知，吸附在催化剂表面后，经过一定的反应形成了，又经过反应得到和，所以是脱硝反应的活性中间体，说法正确；
始态相对能量高于终态，说明这是一个放热反应，升高温度平衡会逆向移动，所以升高温度后，脱硝反应的正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度，说法错误；
相对能量一反应进程曲线表明，全过程只有的移除过程势能升高，这是一个需要吸收能量越过能垒的反应，其速率是全过程几个反应中最慢的，决定了反应的速率，是总反应的控速步骤，说法正确。
8.【答案】
【解析】
综上分析，、项错误，项正确；由原子守恒和电荷守恒知，第步反应还有产生，原子利用率不是，项错误。
9.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查影响化学反应速率的外界条件，利用固定变量法即可解答，题目难度一般。
【解答】
由题图可知，斜率越大反应速率越大，则反应速率大小顺序为；由题表中数据可知，实验温度最低、氢离子浓度最小且固体表面积小，所以反应速率最慢，为曲线；实验和的温度和氢离子浓度都相同，实验的固体表面积大，所以反应速率：实验；实验和实验的氢离子浓度和固体表面积都相同，实验的温度高，所以反应速率：实验。因此反应速率：实验，即、、、所对应的实验组别分别为、、、。
故选：。
10.【答案】
【解析】实验，设达到平衡时转化的物质的量为 ，根据“三段式”法进行计算：

起始量
转化量
平衡量
则，解得，，项正确。
实验，设平衡时转化的，的物质的量为 ，运用“三段式法进行计算：

起始量
转化量
平衡量
则，解得，则平衡时，故用浓度表示的平衡常数，项正确；
实验相对于实验，容器容积和起始投料量均相同，但起始总压强增大，因此实验的温度高于实验，由于实验达到平衡时转化，实验达到平衡时转化，因此升高温度，平衡向逆反应方向移动，该反应的逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，，项错误；
实验相对于实验改变的条件为升高温度，根据题图可知实验比实验先达到平衡，故比较实验、可以得出升高温度反应速率加快，项正确。
11.【答案】
【解析】
【分析】
略
【解答】
A.由题干图所示信息可知，反应为，结合氧化还原反应配平可得反应为，A正确；
B.由题干图信息可知，，比多，且生成速率不变，且反应过程中始终未检测到，在催化剂上有积碳，故可能有副反应，反应和副反应中和的系数比均为：，B正确；
C.由题干反应方程式可知，和的反应速率相等，而时刻信息可知，的反应速率未变，仍然为，而变为之间，故能够说明副反应生成的速率小于反应生成速率，C错误；
D.由题干图信息可知，之后，的速率为，的速率逐渐增大，最终恢复到，说明生成的速率为，是因为反应不再发生，而后副反应逐渐停止反应，D正确；
故答案为：。

12.【答案】
【解析】错，增加的量，反应速率加快。
错，将容器的体积缩小一半，气体浓度增大，反应速率加快。
对，保持体积不变，充入使体系压强增大，气体反应物的浓度不变，则反应速率不变。
错，保持总压强不变，充入，容器的体积增大，气体反应物的浓度减小，反应速率减慢。
13.【答案】
【解析】离子方程式电荷不守恒，生成物有沉淀，错误；
实验，浓度不同，无法得出越大，反应速率越快的结论，B错误；
实验，溶液中相同，故阴离子种类对产生的速率有影响，C正确；
由实验，不能得出溶液的越小，产生的速率越快，D错误。
14.【答案】
【解析】由于比活泼，故大小相同的金属和与水反应，的反应速率更大，又由于、与反应均为放热反应，随着反应的进行，放出大量的热，反应速率逐渐增大，项不正确；
由于起始时乙中浓度大，故其反应速率比甲中大，项不正确；
由于甲反应是在热水中进行的，故甲的反应速率大于乙，随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，故甲、乙中反应速率均逐渐减小，项正确；
在的分解过程中起催化作用，故乙的反应速率大于甲，项不正确。
15.【答案】
【解析】由可知，温度相同时越小，氧化率越大；由可知，相同时，温度越高，氧化率越大。的氧化率除受、温度影响外，还受其他因素影响，如浓度等。
16.【答案】 反应未达平衡，温度升高，反应速率加快；生成的反应为主反应，该反应吸热，温度升高转化率增大
：

【解析】以后转化率随温度升高而增大的原因可能是反应未达平衡，温度升高，反应速率加快；生成的反应为主反应，该反应吸热，温度升高转化率增大；答案为：反应未达平衡，温度升高，反应速率加快；生成的反应为主反应，该反应吸热，温度升高转化率增大。
降低温度，反应正向移动，反应逆向移动，有利于提高的选择性，项选；
B.使用更合适的催化剂，对反应的选择性更好，抑制反应的发生，可提高的选择性，项选；
C.增大压强，反应正向移动，反应不移动，有利于提高的选择性，项选；
D.原料气中掺入适量的，反应逆向移动，、浓度增大，反应正向移动，有利于提高的选择性，项选；
答案选ABCD。
将的混合气体充入体积为的密闭容器中，控制温度，测得混合气体流速为，根据图像可知，时的转化率为，的反应速率；答案为：。
根据盖斯定律，，则反应的；反应的、，根据，反应随温度的升高减小，对应于反应的线是，反应的、，反应的、，反应和反应随温度的升高增大，反应相对于反应有气态物质生成，则反应的的绝对值比反应的小，反应的比反应的大，对应于反应的线是，对应于反应的线是；答案为：；。
一定条件下的恒容容器中，充入原料气和，平衡时的转化率为，转化物质的量为，在反应、中消耗的、物质的量之比为：，则转化物质的量为，平衡时物质的量为、物质的量为，平衡时和的物质的量比为：：；已知反应的，则平衡时的分压为，测得平衡时容器内总压为，平衡时和的总压为，平衡时和的物质的量比为：，在恒温恒容容器中气体的压强之比等于物质的量之比，则平衡时、的分压依次为、，则反应的平衡常数 ；答案为：：；。
17.【答案】；图象表明反应未达到平衡，在催化剂催化下，反应的活化能更低，反应速率快，经过相同反应时间转化率更高；
；
缩小容器体积；
；
。
【解析】
【分析】
本题考查化学平衡的相关知识，涉及到热化学方程式的书写，化学平衡的移动，化学平衡常数的计算，化学反应速率相关知识点，均为高频考点，也是重点，整体难度中等。
【解答】
反应物总能量高于生成物总能量，反应为放热反应，反应为：，反应的焓变为，
在相同温度时，催化剂催化下转化率更高，相同反应时间内，反应速率越大，则转化率越高，催化剂作用下，反应的活化能更低，反应速率快，相同时间段内，转化率更高，
故答案为：；图象表明反应未达到平衡，在催化剂催化下，反应的活化能更低，反应速率快，经过相同反应时间转化率更高；
反应放热，绝热容器中随着反应进行温度升高，反应速率不断加快，达到平衡的时间缩短，同时温度升高不利于反应正向进行，则到达平衡时，容器相对于容器，的转化率降低，但达到平衡的时间缩短，所以曲线表示反应容器中的转化率随时间的变化关系，
故答案为：；
缩短曲线对应容器达到平衡的时间，但不改变的平衡转化率，且在催化剂一定的情况下，反应为气体分子数不变的反应，反应前后体系压强不变，增大压强可以增大化学反应速率缩短到达平衡的时间，同时不影响反应平衡转化率，具体措施可以减小容器体积，
故答案为：缩小容器体积；
根据图象，时，中的平衡转化率为，起始时充入、反应，

起始
转化
平衡
则平衡常数，
故答案为：；
处转化率为，则该点处，，，，平衡时有，则，所以点，
故答案为：。
18.【答案】其他合理答案也可
溶液对该反应的速率有影响
如与足量盐酸的反应，化学反应速率随时间的变化出现如图所示情况。
原因解释：段增大，因反应为放热反应，随反应的进行，温度逐渐升高，化学反应速率逐渐增大；段减小，主要因为随反应的进行，溶液中逐渐减小，化学反应速率减小。

【解析】实验、中初始不同，为探究对反应速率的影响，则实验、为探究不同浓度草酸溶液对反应速率的影响，且实验、中试剂总体积应相同。草酸中为价，则其被氧化为。实验和表明越小，转化为的反应速率越快； 。
19.【答案】分液漏斗
浓度；
饱和碳酸氢钠溶液或四氯化碳
单位时间内生成的体积；收集相同体积所需要的时间

【解析】
【分析】
本题考查化学反应速率，为高频考点，把握速率的影响因素、化学反应速率的计算、控制变量法为解答关键，侧重分析与实验能力的考查，注意催化剂对速率的影响，题目难度中等。
【解答】
盛放溶液的仪器名称为：分液漏斗，
由表中数据可知，只有草酸浓度不同，因此该实验探究的是草酸浓度对化学反应速率的影响；标准状况下的物质的量为：，反应的化学方程式为：，则，所以，
小组同学将图的气体收集装置改为图，实验完毕后，应先将气体冷却至室温，防止因温度升高导致气体体积偏大，然后调节量气管高度使两液面相平或向下移动量气管使两端液面相平，防止读出的体积不准确，最后平视量气管刻度进行读数。为减小气体测量误差，还可以将量气管中的水换成饱和碳酸氢钠溶液或四氯化碳，此时二氧化碳的损失量更小，
实验中，除了可以通过测定单位时间内生成的体积来比较反应速率，还可以通过测定收集相同体积所需要的时间来比较反应速率，
在实验中发现反应速率加快，则速率变快的主要原因可能是：该反应为放热反应，反应放出的热量使环境温度升高，加快了反应速率；产物锰离子有催化作用，溶液中钾离子和硫酸根离子浓度几乎不变，所以硫酸钾对反应速率无影响，答案选AB。
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