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选必修1 2.1化学反应速率 课时训练(含解析)
一、单选题
1.已知 ,反应速率分别用 、 、 、 表示,正确的是( )
A. B.
C. D.
2.室温下,H2O2与氢碘酸(HI)反应: H2O2+2HI =I2+ 2H2O,已知 c(H2O2)=0.1 mol/L,c (HI)= 0.1 mol/L,20s后测得H2O2的浓度为0.08 mol/L,则用HI表示反应速率为( )
A.0.001 mol· L-1· s-1 B.0.002 mol· L-1· s-1
C.0.003 mol· L-1· s-1 D.0.04 mol· L-1· s-1
3.把一定量的X气体和Y气体混合于容积为2L的容器中,使其发生如下反应: ,5min达到平衡状态,消耗Y为 ,这段时间用W表示的平均速率为 ,则n的值( )
A.1 B.2 C.3 D.4
4.实验室利用下列实验方案探究影响化学反应速率的因素,有关说法不正确的是( )
实验编号 温度℃ 酸性溶液 溶液
① 25 4mL 0.01mol/L 2mL0.1mol/L
② 25 4mL 0.01mol/L 2mL0.2mol/L
③ 50 4mL 0.01mol/L 2mL0.1mol/L
A.实验中要记录溶液褐色所需要的时间
B.对比实验①②探究的是浓度对化学反应速率的影响
C.对比实验①③探究的是温度对化学反应速率的影响
D.起始时向①中加入固体,不影响其反应速率
5.下列各组物质进行反应(表内物质均为反应物),反应刚开始时,放出H2的速率最快的是( )
选项 金属(粉末状) 酸及其浓度 酸的体积/mL 反应起始温度/℃
A 0.1 mol Zn 6 mol·L-1硝酸 10 50
B 0.1 mol Fe 3 mol·L-1硫酸 20 30
C 0.1 mol Zn 3 mol·L-1硫酸 10 30
D 0.1 mol Zn 3 mol·L-1盐酸 40 30
A.A B.B C.C D.D
6.反应,经2min,A的浓度减少了。下列反应速率的表示正确的是( )
A.2min末,用A表示的反应速率是
B.2min内,用B表示的反应速率是
C.2min内,用C表示的反应速率是
D.2min内,用B和C表示的反应速率之比为2∶3
7.已知:2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) ΔH,不同条件下反应过程能量变化如图所示。
下列说法中不正确的是( )
A.反应的ΔH<0
B.过程b使用了催化剂
C.使用催化剂不能提高活化分子百分数
D.过程b发生两步反应,第一步为吸热反应,且反应较慢
8.反应A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(g),在四种不同情况下用不同物质表示的反应速率分别如下,其中反应速率最大的是( )
A.v(C)=0.8mol·(L·min)-1 B.v(B)=0.9mol·(L·min)-1
C.v(A)=0.3mol·(L·min)-1 D.v(D)=0.6mol·(L·min)-1
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,测得在不同时间(t)内产生气体体积(V)的数据如图所示,根据图示分析实验条件,下列说法中一定错误的是( )
组别 对应曲线 c(HCl)/ mol·L-1 反应温度/℃ 铁的状态
1 A 30 粉末状
2 B 30 粉末状
3 C 2.5 块状
4 D 2.5 30 块状
A.第4组实验的反应速率最慢
B.第1组实验中盐酸的浓度大于2.5 mol·L-1
C.第2组实验中盐酸的浓度等于2.5 mol·L-1
D.第3组实验的反应温度低于30 ℃
10.反应2A(g) 2B(g)+E(g)(正反应为吸热反应)达到平衡时,要使正反应速率降低,A的浓度增大,应采取的措施是( )
A.降温 B.减压 C.减少E的浓度 D.加压
11.已知某可逆反应在密闭容器中进行:A(g)+2B(g)3C(g)+D(s)ΔH<0,如图中曲线b代表一定条件下A物质的转化率随时间变化的曲线。若使曲线b变为曲线a,可采取的措施是( )
①增大A的浓度②缩小容器的容积③增大B的浓度④升高温度⑤加入合适的催化剂
A.① B.②④ C.②⑤ D.②③
12.2021年12月9日,神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站进行太空授课。王亚平利用泡腾片演示了微重力环境下液体表面张力的实验。某维C泡腾片具有抗氧化、防衰老的功效,含有维生素C、柠檬酸、碳酸氢钠、乳糖、山梨糖醇等,遇水有大量气体生成。下列说法错误的是( )
A.该泡腾片功效与控制反应速率有关
B.泡腾片的保存需注意防潮,故使用后应密封保存
C.由泡腾片溶于水产生二氧化碳的现象可知,酸性:碳酸>柠檬酸
D.其他条件相同时,用温水溶解泡腾片冒气泡的速率比用冷水快
13.在一定温度下,将气体X和气体Y各0.16mol充入10L恒容密闭容器中,发生反应X(g)+Y(g) 2Z(g) △H < 0,一段时间后达到平衡,反应过程中测定的数据如下表:
t/min 2 4 7 9
n(Y)/mol 0.12 0.11 0.10 0.10
下列说法正确的是( )
A.反应前2min的平均速率ν(Z)=2.0×10-3mol·L-1·min-1
B.其他条件不变,降低温度,反应达到新平衡前ν(逆)> ν(正)
C.该温度下此反应的平衡常数K=1.44
D.其他条件不变,再充入0.2molZ,平衡时X的体积分数增大
14.等质量的两份锌粉 ,分别加入过量的稀 中,同时向a中滴入少量的 溶液,下图表示产生 的体积 与时间 的关系,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
15.一定温度下,在体积为2L的恒容密闭容器中,某一反应中X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示,下列表述中正确的是( )
A.反应的化学方程式为2X=3Y+Z
B.t时,正、逆反应都不再继续进行,反应达到化学平衡
C.若t=4,则0~t X的化学反应速率为0.1mol/(L·min)
D.温度、体积不变,t时刻充入1mol He使压强增大,正、逆反应速率都增大
二、综合题
16.一定条件下铁可以和CO2发生反应Fe(s)+ CO2(g) FeO(s)+CO(g)。一定温度下,向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体,反应过程中CO2气体和CO气体的浓度变化与时间的关系如图所示。
(1)t1min时,正、逆反应速率的大小关系为v正 v逆(填“>”“<”或“=”).
(2)0~4min内,CO2的转化率为 ,CO的平均反应速率,v(CO)= 。
(3)下列条件的改变能减慢上述反应的反应速率的是 (填序号,下同)。
①降低温度
②减少铁粉的质量 ③保持压强不变,充入He使容器的体积增大 ④保持体积不变,充入He使体系压强增大
(4)下列选项能说明上述反应已达平衡状态的是 。
①v(CO2)=v(CO)
②单位时间内生成nmolCO2的同时生成nmolCO
③容器中气体压强不随时间的变化而变化
④容器中气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化
17.氧化亚氮(N2O)是一种强温室气体,且易转换成颗粒污染物。研究氧化亚氮分解对环境保护有重要意义。
(1)污水生物脱氮过程中,在异养微生物催化下,硝酸铵可分解为N2O和另一种产物,该反应的化学方程式为 。
(2)已知反应2N2O(g)=2N2(g)
+ O2(g)的ΔH= –163 kJ·mol-1,1molN2(g)、1molO2(g)分子中化学键断裂时分别需要吸收945 kJ、498 kJ的能量,则1molN2O(g)分子中化学键断裂时需要吸收的能量为 kJ。
(3)在一定温度下的恒容容器中,反应2N2O(g)=2N2(g) + O2(g)的部分实验数据如下:
反应时间/min 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
C(N2O)/mol/L 0.100 0.090 0.080 0.070 0.060 0.050 0.040 0.030 0.020 0.010 0.010
①在0~20min时段,反应速率v(N2O)为 mol·L-1·min-1。
②若N2O起始浓度c0为0.150mol·L-1,则反应至30min时N2O的转化率α = 。比较不同起始浓度时N2O的分解速率:v(c0=0.150mol·L-1) v(c0=0.100mol·L-1)(填“>”、“=”或“<”)。
③不同温度(T)下,N2O分解半衰期随起始压强的变化关系如图所示(图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间),则T1 T2(填“>”、“=”或“<”)。当温度为T1、起始压强为p0,反应至t1 min时,体系压强p= (用p0表示)。
(4)碘蒸气存在能大幅度提高N2O的分解速率,反应历程为:
第一步 I2(g) 2I(g) (快反应)
第二步 I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g) (慢反应)
第三步 IO(g)+N2O(g)→N2(g)+O2(g)+I(g) (快反应)
实验表明,含碘时N2O分解速率方程v=k·c(N2O)·[c(I2)]0.5(k为速率常数)。下列表述正确的是________(填标号)。
A.N2O分解反应中,k(含碘)> k(无碘)
B.第一步对总反应速率起决定作用
C.第二步活化能比第三步大
D.I2浓度与N2O分解速率无关
答案解析部分
1.【答案】A
【解析】【解答】A.由于v(O2):v(NO)=5:4,所以 ,A符合题意;
B.由于v(O2):v(H2O)=5:6,所以 ,B不符合题意;
C.由于v(NH3):v(H2O)=4:6=2:3,所以 ,C不符合题意;
D.由于v(NH3):v(O2)=4:5,所以 ,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】利用化学反应速率之比和方程式系数成正比解答即可
2.【答案】B
【解析】【解答】c(H2O2)=0.1 mol/L,c (HI)= 0.1 mol/L,20s后测得H2O2的浓度为0.08 mol/L,则过氧化氢消耗的浓度为0.1 mol/L-0.08 mol/L=0.02 mol/L,根据方程式分析,碘化氢的消耗浓度为0.04 mol/L,则用碘化氢表示反应速率为
故答案为:B。
【分析】根据放映方程式物质的量的关系和放映速率的定义计算
3.【答案】A
【解析】【解答】5min 达到平衡状态,消耗Y为 ,则 ,化学反应速率与化学计量数成正比,则n: : : :2,解得 ,
故答案为:A。
【分析】先根据 计算出 ,同一反应中化学反应速率与化学计量数成正比,据此结合W的反应速率计算n。
4.【答案】D
【解析】【解答】A.探究影响化学反应速率的因素需要记录溶液褪色所需时间,故A不符合题意;
B.实验①②只有浓度不同,探究的是浓度对化学反应速率的影响,故B不符合题意;
C.实验①③只有温度不同,探究的是温度对化学反应速率的影响,故C不符合题意;
D.起始向①中加入固体,引入离子Mn2+,Mn2+催化该氧化还原反应,影响其反应速率,故D符合题意;
故答案为D。
【分析】Mn2+可以起到催化剂的作用,催化剂加快反应速率。
5.【答案】C
【解析】【解答】硝酸为氧化性酸,与活泼金属反应,不生成H2;金属活动性Zn>Fe,因此在温度相同、c(H+)相同时,Zn的反应速率较快;由于C选项中c(H+)大于D选项中酸中c(H+),因此C的反应速率最快,C符合题意;
故答案为:C
【分析】此题是对反应速率影响因素的考查,结合浓度、温度、反应物性质对反应速率的影响分析即可。注意金属与氧化性酸(如浓硫酸、硝酸)反应,不产生H2。
6.【答案】B
【解析】【解答】由经2min,A的浓度减少了0.4mol/L可知,2min 内A的反应速率为=,由反应速率之比等于化学计量数之比可知,B、C的反应速率之比为3:2,2min 内反应速率分别为×=、×=,
故答案为:B。
【分析】同一个化学反应,用不同的物质表示反应速率时,速率数值可能不同,但表示的意义是相同的,且速率之比等于相应的化学计量数之比。
7.【答案】C
【解析】【解答】A.由图可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,因此该反应为放热反应,其反应热ΔH<0,A不符合题意;
B.过程b的活化能低于过程a的活化能,因此过程b中加入了催化剂,B不符合题意;
C.使用催化剂可提高活化分子百分数,C符合题意;
D.第一步反应中反应物的总能量低于生成物的总能量,因此为吸热反应,由于第一步反应的活化能大于第二步反应的活化能,因此第一步反应的速率较慢,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A、根据物质能量的相对大小判断反应的热效应;
B、加入催化剂可降低反应所需的活化能;
C、使用催化剂可提高活化分子百分数;
D、根据反应活化能的大小判断反应速率的大小;
8.【答案】A
【解析】【解答】A. = =0.4mol/(L·min);
B. = =0.3mol/(L·min);
C. = =0.3mol/(L·min);
D. = =0.3mol/(L·min);
故反应速率V(C)>V(A)=V(B)= V(D),所以合理选项是A。
【分析】不同物质表示的速率之比等于其化学计量数之比,故不同物质表示的速率与其化学计量数的比值越大,表示的反应速率越快,注意单位要保持一致。
9.【答案】D
【解析】【解答】A.由图可知,相同时间内,曲线d生成的氢气的体积最少,第4组实验的反应速率最慢,A不符合题意;
B.第1组反应速率比第4组快,1、4组相比,温度相同,1组固体表面积更大,第1组盐酸的浓度可能等于、小于或大于2.5mol L-1,B不符合题意;
C.第2组反应速率比第4组快,2、4组相比,温度相同,2组固体表面积更大,第2组盐酸的浓度可能等于、小于或大于2.5mol L-1,C不符合题意;
D.第3组反应速率比第4组快,3、4组相比,浓度、固体表面积相同,温度越高反应速率越快,第3组实验的反应温度高于30℃,D符合题意;
故答案为:D
【分析】相同时间内生成氢气的体积越大,说明反应速率越快,由图可知,反应速率a>b>c>d,据此结合反应速率的影响因素分析。
10.【答案】A
【解析】【解答】A符合题意;B错,减压,正反应速率降低,平衡向右移动A的浓度减小;C错,减少E的浓度平衡向正反应方向进行,A的浓度降低,反应速率降低;D错,加压,平衡向逆反应方向移动,A的浓度增大,但反应速率加快;
【分析】根据题意,要求反应逆向进行的同时正反应速率降低,降低温度符合题意。
11.【答案】C
【解析】【解答】①增大A的浓度,平衡正向移动,但A的转化率减小,故①不选;
②缩小容器的容积,压强增大,反应速率加快,平衡不移动,故②选;
③增大B的浓度,平衡正向移动,A的转化率增大,故③不选;
④该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,A的转化率减小,故④不选;
⑤加入合适的催化剂,反应速率加快,平衡不移动,故⑤选。
故答案为:C。
【分析】曲线b变为曲线a,反应速率加快,但A的转化率不变,平衡不移动。
12.【答案】C
【解析】【解答】A.已知该泡腾片具有抗氧化的功效、遇水有大量气体生成。则该泡腾片泡好后久置还原性的物质会被氧气氧化、气体也基本逸出,所以泡腾片功效与控制反应速率有关,A不符合题意;
B.已知该泡腾片具有抗氧化的功效、遇水有大量气体生成,则泡腾片的保存需注意防潮,故使用后应密封保存,B不符合题意;
C. 强酸能制弱酸,由泡腾片溶于水时柠檬酸、碳酸氢钠反应产生了二氧化碳,则酸性:柠檬酸碳酸,C符合题意;
D. 其他条件相同时温度高反应速率快,则用温水溶解泡腾片冒气泡的速率比用冷水快,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.维生素含量越高,功效越好;
B.该维C泡腾片遇水有大量气体生成;
D.温度越高反应速率越快。
13.【答案】C
【解析】【解答】A、v(Y)=(0.16-0.12)mol÷10L÷2min=0.002mol·L-1min-1,则v(Z)= 0.004mol·L-1min-1,A项不符合题意;
B、降温,平衡正向移动,则达新平衡前,v(正)>v(逆),B项不符合题意;
C、
X(g)+ Y(g) 2Z(g) △H < 0
起始 0.16 0.16 0
转化 0.06 0.06 0.12
平衡 0.10 0.10 0.12
K= =1.44,C项符合题意;
D、由于该反应是气体体积不变的反应,则达平衡时与原平衡等效,平衡时X的体积分数不变,D项不符合题意;
故答案为:C。
【分析】本题是关于化学反应速率与化学平衡的综合应用题,重点考察反应速率,平衡移动平衡常数以及等效平衡的相关应用。再原平衡体系中加入0.2摩尔的Z,等效为再次加入0.1摩尔X和0.1摩尔Y,此时体系中的物料与原体系呈现一定比例关系,而恒容条件下物料成比例等效为压强成比例。对于反应前后气体的量不再改变的反应,压强变化并不影响平衡。
14.【答案】A
【解析】【解答】等质量的两份锌粉a、b,分别加入过量的稀H2SO4中,同时向a中放入少量的CuSO4溶液,发生:Zn+Cu2+=Zn2++Cu,形成原电池,反应速率增大,反应用时少于b,但生成的氢气也少于b,图象应为 。
故答案为:A。
【分析】放入少量的CuSO4溶液可与Zn反应生成Cu,构成原电池,但导致生成H2的量减少,据此分析;
15.【答案】C
【解析】【解答】A.参加反应的各物质的物质的量之比等于化学计量数之比,所以X、Y、Z的化学计量数之比为0.8:1.2:0.4=2:3:1,由题图可知该反应是一个可逆反应,反应的化学方程式为2X 3Y+Z,A不符合题意;
B.化学平衡是一种动态平衡,即正、逆反应都在进行,且正反应速率等于逆反应速率,B不符合题意;
C.若t=4,则0 t X的化学反应速率为 ,C符合题意;
D.温度、体积不变,t时刻充入1mol He使压强增大,但是各物质的物质的量浓度不变,则正、逆反应速率不变,化学平衡不移动,D不符合题意;
故答案为C。
【分析】A.根据坐标系数据确定反应物和生成物的物质的量之比,从而得出反应的化学方程式;
B.当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,但不为0;
C.根据公式计算反应速率;
D.体积不变,充入无关气体,体系宗亚强增大,但物质浓度不变,因此反应速率不变;
16.【答案】(1)>
(2)71.4%;0.125mol/(L·min)
(3)①③
(4)②④
【解析】【解答】(1)根据图象可知,在 后,CO浓度增大、 浓度减小,说明 时反应未达到平衡,反应正向进行,因此 ,故答案为:>;(2)根据图象可知,反应开始时 的浓度是0.7mol/L,4min时 浓度是0.2mol/L,所以0~4min内, 的转化率为 ;0~4min内CO的平均反应速率 ,故答案为:71.4%;0.125mol/(L·min);(3)①降低温度,化学反应速率降低,①正确;②由于固体的浓度始终不变,所以减少铁粉的质量对反应速率没有影响,②不正确;③保持压强不变,充入He使容器的体积增大,反应体系中各气体的浓度降低化学反应速率降低,③正确;
④保持体积不变,充入He使体系压强增大,由于体系中各气体的浓度不变,所以化学反应速率不变,④不正确;
故答案为:①③;(4)①未指明正、逆反应速率,因此不能判断是否为平衡状态,①不正确;②单位时间内生成 的同时必然会消耗 ,又生成 ,则CO的物质的量不变,反应达到平衡状态,②正确;③该反应是反应前后气体体积不变的反应,即体系的压强始终不变,因此不能据此判断反应是否为平衡状态,③不正确;④若容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化,因该反应不是纯气体反应,说明气体的质量不再发生变化,则反应达到平衡状态,④正确;
故答案为:②④。
【分析】(1)反应往正方向进行则 ,反应往逆方向进行则 ;(2) , ,以此计算;(3)根据影响化学反应速率的因素进行判断;(4)当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化,解题时要注意,选择判断的物理量,随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态。
17.【答案】(1)
(2)1112.5
(3)1.0×10-3;20.0%;=;>;1.25p0
(4)A;C
【解析】【解答】(1)硝酸铵可分解为N2O和另一种产物,根据质量守恒定律,可判断另一产物为H2O,反应的化学方程式为 ;故答案为: ;(2)正反应为放热反应,化学键生成时放出的能量-化学键断裂时需吸收的能量=反应放出的能量,设1molN2O(g)分子中化学键断裂时需要吸收的能量为xkJ,则945kJ×2+498kJ-2xkJ=163kJ,解得x=1112.5,故答案为:1112.5;(3)①在0~20min时段,v(N2O)= = =1.0×10-3mol·L-1·min-1;②从表中数据分析可知,每个时间段内,△c(N2O)相等,即v(N2O)相等,与起始浓度无关,所以不同起始浓度时N2O的分解速率:v(c0=0.150mol·L-1)=v(c0=0.100mol·L-1);若N2O起始浓度c0为0.150mol·L-1,则反应至30min时N2O转化的浓度为0.010mol/L×3=0.030mol/L,则转化率α= ×100%=20.0%;故答案为:20.0%;=;③温度越高反应越快,半衰期越短,由图可知,压强一定时,T1时半衰期小于T2,则T1>T2;其他条件相同时,压强之比等于物质的量之比,由反应式2N2O(g)=2N2(g)+O2(g)可知,设起始时有2molN2O,当有一半分解时,生成1molN2和0.5molO2,还剩余1molN2O,此时混合气体总物质的量变为(1mol+1mol+0.5mol)=2.5mol,则体系压强p= P0=1.25p0;故答案为:> ;1.25p0;(4)化学反应速率快慢取决于反应速率最慢的反应,即第二步反应,该反应的总反应为2N2O(g)=2N2(g)+O2(g),碘在反应中起催化剂作用,A.碘在反应中起催化剂作用,N2O分解反应中,k(含碘)>k(无碘),故A正确;
B.第二步反应为慢反应,对总反应速率起决定作用,故B错误;
C.第二步反应为慢反应,第三步反应为快反应,第二步活化能比第三步大,故C正确;
D.由含碘时N2O分解速率方程v=k·c(N2O)·[c(I2)]0.5可知,N2O分解速率与[c(I2)]0.5成正比,故D错误。答案选AC。故答案为:AC。
【分析】(1)硝酸铵在催化剂的作用下分解为氧化氮和水;
(2)反应热可以通过反应物和生成物的键能来计算;
(3)在一段时间内反应速率等于物质的浓度变化量与时间的比值;转化率等于已经反应的物质的量与总的物质的量的比值;
(4)碘在该反应中相当于催化剂,催化剂的作用就是降低反应的活化能,使反应速率加快。
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