2.1化学反应速率同步练习题(含解析）高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

2.1化学反应速率同步练习题
一、选择题
1．下列对有关事实或解释不正确的
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 锌与稀硫酸反应，滴入少量硫酸铜溶液，生成氢气的速率加快 锌置换出铜，形成原电池，反应速率加快
D 密闭容器中反应：，当温度、压强不变，充入惰性气体，反应速率减慢 容器体积增大，反应物浓度减小，反应速率减慢
A．A B．B C．C D．D
2．犹记2008夏的热烈，拥抱2022冬的激情。北京冬奥会全部场馆将100%使用太阳能、氢能等清洁能源供电，着力打造“绿色冬奥”。甲醇与水蒸气制取氢气的反应为CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)，正反应是吸热反应。下列有关该反应的说法正确的是
A．如图表示正反应过程的能量变化
B．使用合适的催化剂能加快反应速率
C．减小CH3OH的浓度能加快反应速率
D．达到化学平衡时，CH3OH能完全转化为生成物
3．催化剂又称触媒，下列关于催化剂的说法正确的是
A．催化剂能加快反应速率是因为能改变反应热
B．对可逆反应使用合适的催化剂能同等程度改变正、逆反应速率
C．催化剂反应前后的质量和物理性质不变
D．催化剂通过参与化学反应并改变化学反应路径来起催化作用，但反应的活化能不变
4．已知：4NH3+5O2=4NO+6H2O若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示，则下列关系正确的是
A．2v(NH3)=3v(H2O) B．5v(O2)=6v(NO)
C．4v(NH3)=5v(O2) D．4v(O2)=5v(NO)
5．反应A(g)+3B(g)=2C(g)+2D(g)在不同条件下的化学反应速率，其中反应最快的是
A．v(A)=0.4mol/(L·s) B．v(B)=0.6mol/(L·s)
C．v(C)=0.5mol/(L·s) D．v(D)=0.15mol/(L·s)
6．2022年诺贝尔化学奖授予了对点击化学和生物正交化学作出贡献的三位科学家。点击化学的代表反应为“叠氮化物炔烃”反应，其反应原理如图所示(和代表烃基)。下列说法错误的是
A．在[Cu]作用下，C—H键断裂并放出能量
B．反应中[Cu]可降低反应的活化能，提高反应速率
C．若发生析氢反应：，则会影响的生成
D．该反应原理的总反应的原子利用率为100%
7．采取下列措施对增大化学反应速率有明显效果的是
A．K与水反应时，增加水的用量
B．铁与稀硫酸反应制备氢气，改用浓硫酸
C．与盐酸反应制取时，将块状大理石改为粉末状大理石
D．溶液与溶液反应时，增大压强
8．反应物转化为产物时的能量变化与反应进程的关系如图所示，下列说法正确的是
A．该反应是吸热反应
B．M为反应的中间产物
C．其他条件相同时，②的反应速率比①的更快
D．对于反应①，升高温度，Y的平衡产率将增大
9．二甲醚()被称为21世纪的“清洁能源”，科学家研究在酸性条件下，用甲醇可合成二甲醚，反应历程中相对能量变化如图所示。
下列说法错误的是
A．反应过程中，是催化剂
B．该历程中最小的能垒(基元反应活化能)为
C．总反应速率由反应决定
D．反应的
10．过渡金属元素离子催化乙烯氧化成乙醛的反应机理如图所示。下列说法正确的是
A．和能够降低反应的活化能
B．该反应历程中氢离子物质的量一直减小
C．Pd的化合价在反应历程中未发生变化
D．该历程的总反应为
11．某探究小组研究的反应速率与浓度的关系。反应速率可通过测定减半所需时间来确定。在一定温度下，获得如下实验数据。
实验序号 初始浓度 减半所需时间t/min
① 0.10 10.0 5.0 10
② 0.10 10.0 2.5 20
③ 0.20 10.0 5.0 5
④ 0.10 5.0 5.0 5
分析以上数据所得出的结论错误的是
A．增大增大 B．增大不变
C．实验①和②的不相等 D．实验③的为
12．下列说法正确的是
A．放热反应不用加热即可反应，吸热反应一定要加热才能反应
B．对于同一反应无论是否使用催化剂，该反应的焓变(ΔH)均不发生变化
C．C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)的ΔH(＋131.3kJ·mol–1)随温度升高而增大
D．H＋(aq)＋OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1，说明任何酸碱反应的中和热均为57.3kJ·mol-1
13．下列关于碰撞理论的说法正确的是
A．活化分子发生的碰撞一定是有效碰撞
B．提高有效碰撞频率即可加快化学反应速率
C．增大反应物用量可增大活化分子百分数，加快反应速率
D．升高温度可降低活化能，使单位体积内活化分子数增多
14．将2 mol X和2 mol Y充入2 L密闭容器中发生如下反应：X(g)＋3Y(g) = 2Z(g)＋aQ(g)，经过2 min后，生成0.8 mol Z，Q的浓度为0.4 mol·L-1，下列叙述错误的是
A．a的值为2 B．反应速率v(Y)=0.3 mol·(L·min)-1
C．X的转化率为20% D．2 min后，X的浓度为0.2 mol·L-1
15．催化剂的研究一直是一个重要的科研领域。如图为含氮元素分子在不同催化剂的作用下发生的一系列转化示意图：
下列叙述正确的是
A．使用催化剂a、b均可以提高单位时间内生成物的产量
B．催化剂a作用下氮元素发生了氧化反应
C．催化剂a、b表面均发生了极性共价键的断裂
D．第一步实现了，第二步实现了，均属于氮的固定
二、填空题
16．在催化剂作用下，CO2、H2同时发生如下反应：
反应1(主反应)：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(l)+H2O(g) △H=-86.9kJ mol-1
反应2(副反应)：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H=+41.2kJ mol-1
反应2的发生不利于反应1中CH3OH(l)生成的原因是_____；一定温度、压强下，为了提高反应速率和CH3OH(1)的选择性，应当_____。
17．下表是研究影响过氧化氢(H2O2)分解速率的因素时采集的一组数据：
用10mL H2O2溶液制取150mL氧气所需的时间(单位：s)
30% H2O2 15%H2O2 10%H2O2 5%H2O2
无催化剂、不加热 几乎不反应 几乎不反应 几乎不反应 几乎不反应
无催化剂、加热 360 480 540 720
MnO2催化剂、加热 10 25 60 120
请分析回答：
(1)该研究小组在设计方案时，考虑了浓度、 ___________、 ___________等反应条件对过氧化氢分解速率的影响。
(2)从上述影响过氧化氢分解速率的因素中任选一个，说明该因素对分解速率有何影响？____。
三、计算题
18．(I)在某一容积为的密闭容器中，A、B、C、D四种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示：完成下列问题：
(1)该反应的化学方程式为_____________________________________
(2)前用A的浓度变化表示的化学反应速率为_________________________
(II)将等物质的量的A和B混合于2 L的密闭容器中，反应：3A(g)+B(g)xC+ 2D，5min后测得C(D)=0.5mol·L－1，C(A):C(B)=3:5，C的反应速率是0.1mol·L－1·min－1
(1)在5min末的A浓度是______________。
(2)v(B)=______________。
(3) x=______________。
四、实验题
19．I.某研究性学习小组利用溶液和酸性溶液的反应探究“外界条件的改变对化学反应速率的影响”，进行了如下实验：
实验序号 实验温度 有关物质 溶液颜色褪至无色所需时间/s
和酸性溶液 溶液
V/mL c/ V/mL c/ V/mL
A 293 2 0.02 4 0.1 0
B 2 0.02 3 0.1 8
C 313 2 0.02 0.1 1
(1)写出草酸与高锰酸钾反应的离子方程式_______。
(2)通过实验A、B，可探究出_______(填外部因素)的改变对化学反应速率的影响，其中_______、_______；通过实验_______(填实验序号)可探究出温度变化对化学反应速率的影响，其中_______。
(3)若，则由此实验可以得出的结论是_______；忽略溶液体积的变化，利用实验B中数据计算，0-8s内，用的浓度变化表示的反应速率_______。
II.催化剂在生产和科技领域起到重大作用。某化学研究小组的同学分别设计了如图1所示的实验，用控制变量法比较和对分解的催化效果。请回答相关问题；
(4)定性分析：某同学通过观察甲中两支试管产生气泡的快慢，由此得出和对分解的催化效果，该结论_______填(“合理”或“不合理”)，原因_______。
20．化学反应速率是描述化学反应进行快慢程度的物理量。下面是某同学测定化学反应速率的实验。
该同学利用如图装置测定化学反应速率。(已知：S2O+2H+ = H2O+S↓+SO2↑)
(1)除如图装置所示的实验用品外，还需要的一件实验用品是_______。
(2)若在2 min时收集到224 mL(已折算成标准状况)气体，可计算出该2 min内H+的反应速率，而该测定值比实际值偏小，其原因可能是_______。
(3)利用该化学反应，试简述测定反应速率的其他方法：_______(写一种)。
【参考答案】
一、选择题
1．B
解析：A．铝粉与稀盐酸反应比铝片与稀盐酸反应的反应速率快，是因为表面积增大，应速率加快，故A正确；
B．5%的双氧水中加入二氧化锰粉末，分解速率迅速加快是因为二氧化锰催化了双氧水的分解，但不会降低了反应的焓变，故B错误；
C．Zn和硫酸铜发生置换反应生成Cu，Zn、Cu和稀硫酸构成原电池加快化学反应速率，导致生成氢气的速率加快，故C正确；
D．密闭容器中反应，充入惰性气体，当温度、压强不变时，容器体积增大，反应物浓度减小，所以反应速率减慢，故D正确；
故答案选B。
2．B
解析：A．根据图中信息可知，反应物总能量高于生成物总能量，为放热反应，选项A错误；
B．催化剂能加快化学反应速度，选项B正确；
C．反应物的浓度减小，反应速率降低，选项C错误；
D．可逆反应无法彻底转化，故CH3OH无法完全转化为生成物，选项D错误；
答案选B。
3．B
解析：A．催化剂能加快反应速率是因为能改变反应的活化能，但不能改变反应热，故A错误；
B．对可逆反应使用合适的催化剂能同等程度改变正、逆反应速率，故B正确；
C．催化剂反应前后质量和化学性质不变，但物理性质可能变化，如形态等，故C错误；
D．催化剂能改变反应的活化能，故D错误；
故选B。
4．D
解析：同一反应不同物质的反应速率之比等于计量数之比；
A．v(NH3)∶v(H2O)=4∶6=2∶3，即3v(NH3) = 2v(H2O)，故A错误；
B．v(O2)∶v(NO)=5∶4，即4(O2)=5(NO)，故B错误；
C．v(NH3)∶v(O2)=4∶5，即5v(NH3)=4v(O2)，故C错误；
D．v(O2)∶v(NO)=5∶4，即4(O2)=5(NO)，故D正确；
故答案为D。
5．A
解析：全部转化为A的化学反应速率，则
A．v(A)=0.4mol/(L·s)；
B．v(A)=v(B)=0.2mol/(L·s)；
C．v(A)=v(C)=0.25mol/(L·s)；
D．v(A)=v(D)=0.075mol/(L·s)；
因此反应最快的是A，答案选A。
6．A
解析：A．化学键断裂需要吸收能量，在［Cu］作用下C—H键断裂并吸收能量，A错误；
B．催化剂能降低反应的活化能，提高反应的速率，B正确；
C．析氢反应()会导致生成过程中不足，从而影响其生成，C正确；
D．据图可知，该流程中初始反应物为和，最终产物为，化学方程式为 反应的原子利用率为100%，D正确；
故选A。
7．C
解析：A．水为纯液体，水的多少不影响反应速率，所以K与水反应时增大水的用量不影响反应速率，A错误；
B．常温下浓硫酸与铁发生钝化现象，加热时反应但不生成氢气，生成二氧化硫，B错误；
C．将块状大理石改为粉末状大理石，增大了反应物的接触面积，反应速率加快，C正确；
D．溶液与溶液反应在溶液中进行，没有气体参加反应，则增大压强，反应速率不变，D错误；
故选C。
8．C
解析：A．由图示可知，反应物X的能量高于生成物Y的能量，则物质X转化为物质Y放出能量，该反应是放热反应，选项A错误；
B．由图示可知，M参与反应后，最后一步反应又生成M，则M为反应的催化剂，选项B错误；
C．因为过程②各步反应的活化能均小于过程①反应的活化能，所以其他条件相同时，②的反应速率比①的更快，选项C正确；
D．对于反应①，该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，Y的平衡产率将减小，选项D错误；
答案选C。
9．B
解析：A．整个过程中先参与第一步反应，最后一步生成，因此是整个过程的催化剂，故A正确；
B．判断反应历程能垒时，注意纵坐标采用科学记数法，由图可知该历程中最小的能垒(基元反应活化能)为，故B错误；
C．决定总反应速率的是活化能或能垒最高的基元反应，由图可知，该基元反应为，故C正确；
D．整个过程消耗甲醇，生成二甲醚和水，总反应为，由图可知，，故D正确。
综上所述，答案为B。
10．D
解析：A．是中间产物，不是催化剂，不能降低反应的活化能，A错误；
B．反应历程中氢离子的物质的量有增多和减少的过程，并不是一直减小，B错误；
C．Pd元素化合价有从+2转化为0，也有从0到+2，C错误；
D．该历程的总反应为，D正确；
故选D。
11．B
解析：A．比较①③数据可以判断出，增大，时间减半，v(Cr3+)增大，故A正确；
B．对比①②组数据，可以判断出增大c(Ag+)，v(Cr3+)增大，故B错误；
C．实验①的v(Cr3+)=ΔcΔt=5mol/L10min=，实验②的v(Cr3+)=ΔcΔt=5mol/L20min=，两组实验速率不相等，C正确；
D．实验③的v(Cr3+)=ΔcΔt=5mol/L5min=，故D正确；
故选B。
12．B
解析：A．放热反应和吸热反应只决定于反应物和生成物总能量的相对大小，与反应条件无关，有些放热反应需要加热，比如燃烧，需要加热引发反应，而有些吸热反应，在常温下也可以发生，比如铵盐与碱的反应，A错误；
B．催化剂只是加快反应速率，不会改变焓变(ΔH)，B正确；
C．焓变(ΔH)只与反应前后的能量大小有关，与温度无关，C错误；
D．是指稀强酸和稀强碱溶液反应，生成可溶性盐和放出的热量为57.3kJ·mol-1，D错误；
故选B。
13．B
解析：A．活化分子发生的碰撞不一定是有效碰撞，有合适的取向才能发生有效碰撞，A错误；
B．提高有效碰撞频率，可利于生成物的生成，即可加快化学反应速率，B正确；
C．增大反应物用量，能增加活化分子数目，但不能增大活化分子百分数，C错误；
D．升高温度不能降低活化能，但可以使单位体积内活化分子数增多，D错误；
故选B。
14．D
【分析】根据题中已知信息列出三段式，根据参加反应的物质的物质的量之比等于化学计量数之比计算a的值；转化率= ×100%，反应速率v=；
根据三段式可知，
解析：A． 参加反应的不同物质的浓度变化之比等于计量系数之比，所以a=2，选项A正确；
B． v(Y)= =0.3mol/(L·min)，选项B正确；
C．X的转化率为0.2/1×100%=20%，选项C正确；
D． 2min后，X的浓度为=0.8mol/L，选项D错误；
答案选D。
15．A
解析：A．催化剂a、b提高反应速率，因此使用催化剂a、b均可以提高单位时间内生成物的产量，故A正确；
B．催化剂a作用下，氮元素化合价降低，发生了还原反应，故B错误；
C．催化剂a表面发生了非极性共价键的断裂，极性共价键的生成，b表面发生了极性共价键、非极性共价键的断裂，极性共价键的生成，故C错误；
D．氮的固定是指游离态的氮变为化合态的氮，第一步实现了，属于氮的固定，第二步实现了，不属于氮的固定，故D错误。
综上所述，答案为A。
二、填空题
16． 反应2消耗CO2、H2，且有H2O(g)生成，CO2、H2浓度减小和H2O(g)浓度增大都使反应1逆向进行 选择性催化剂(选择CH3OH的催化剂)
解析：反应2消耗CO2、H2，且有H2O(g)生成，CO2、H2浓度减小和H2O(g)浓度增大都使反应1逆向进行；根据影响反应速率的因素，一定温度、压强下，温度压强不能改变，可以利用催化剂，可以用选择性催化剂，选择生成CH3OH的催化剂。
17．(1) 温度 催化剂
(2)在其它条件相同时，催化剂、加热可加快过氧化氢的分解速率
解析：(1)该研究小组在设计方案时，控制的变量有温度、浓度、催化剂；故考虑了浓度、温度、催化剂等反应条件对过氧化氢分解速率的影响。
(2)例如研究30% H2O2在不同条件下的制取150mL氧气所需的时间，通过分析数据可知，在使用催化剂、加热条件下所需时间最短，无催化剂、不加热条件下几乎不反应，故可知在其它条件相同时，催化剂、加热可加快过氧化氢的分解速率。
三、计算题
18． 2A＋B2C 0.25mol·L－1·s－1 0.75 mol·L-1 0.05mol·L-1·min-1 2
【分析】(I)(1)根据物质的量的变化判断反应物和生成物，再根据物质的量的变化之比等于化学计量数之比书写方程式；
(2)根据速率计算公式得到化学反应速率；
(II) D的浓度为0.5mol/L，所以D的物质的量为1mol，设A、B的物质的量为nmol，由三段式可知，，C(A):C(B)==3：5，所以n=3，据此计算。
解析：(I) (1)达到平衡时A、B、C、D改变的物质的量分别为2mol、1mol、2mol、0mol，且A、B的物质的量减少，应为反应物；C的物质的量增加，应为生成物；D的物质的量不变，反应中减少后增加，为催化剂，则反应的化学方程式为2A＋B2C，故答案为：2A＋B2C；
(2)前2min时，A的物质的量变化为：2mol；所以v(A)= =0.25mol·L－1·min-1，故答案为：0.25mol·L－1·min-1；
(II) (1) A在5min末的物质的量为：（n-1.5）mol=1.5mol，其物质的量浓度为=0.75 mol·L-1，故答案为：0.75 mol·L-1；
(2) C的反应速率是0.1mol·L-1·min-1，根据同一反应中，各物质的反应速率之比等于计量数之比，所以B的反应速率是0.05mol·L-1·min-1，故答案为：0.05mol·L-1·min-1；
(3) D的浓度为0.5mol/L，反应时间为5min，D的反应速率为0.1mol·L-1·min-1，C的反应速率是0.1mol·L-1·min-1，根据同一反应中，各物质的反应速率之比等于计量数之比，所以x=2，故答案为：2。
四、实验题
19．(1)
(2) 浓度 1 293 B、C 3
(3) 浓度越大，反应速率越快
(4) 不合理 阴离子种类不同
解析：（1）草酸被高锰酸钾氧化为二氧化碳，高锰酸根离子被还原为锰离子，反应的离子方程式为；
（2）实验A、B中草酸的浓度不用，可探究出浓度的改变对化学反应速率的影响，根据“控制变量法”，为使的浓度相同，必须使混合后溶液的总体积相等，所以1，温度相同293K；实验B、C的变量是温度，通过实验B、C可探究出温度变化对化学反应速率的影响；为控制草酸的浓度相同，3。
（3）若，由此实验可以得出的结论是浓度越大，反应速率越快；根据实验B中数据，0-8s内，用的浓度变化表示的反应速率= 。
（4）由于两溶液中加入的阴离子、阳离子都不相同，所以不能得出和对分解的催化效果。
20．(1)秒表
(2)SO2会部分溶于水
(3)测定一段时间内生成沉淀的质量(或实时测定溶液中氢离子浓度，或其他合理答案)
解析：稀硫酸与Na2S2O3混合会发生反应：H2SO4+Na2S2O3=Na2SO4+H2O+S↓+SO2↑。可以通过测量一定时间内反应产生SO2气体的多少，或通过测量产生一定体积的SO2所需时间长短或通过测定一段时间内生成沉淀的质量来测量化学反应速率。
（1）除如图装置所示的实验用品外，还需要的一件实验用品是及时用的秒表；
（2）若在2 min时收集到224 mL(已折算成标准状况)气体，可计算出该2 min内H+的反应速率，而该测定值比实际值偏小，这是由于SO2会部分溶于水，导致根据SO2气体计算的H+的浓度改变值减少；
（3）利用该化学反应，简述测定反应速率的其他方法可以是：测定一段时间内生成沉淀的质量(或实时测定溶液中氢离子浓度)。