2024鲁科版新教材高中化学选择性必修1同步练习--第1课时　化学反应速率（含解析）

2024鲁科版新教材高中化学选择性必修1
第3节　化学反应的速率
第1课时　化学反应速率
基础过关练
题组一　基元反应与反应历程
1.我国科研人员研究了在Cu-ZnO-ZrO2催化剂上CO2加氢制甲醇过程中水的作用机理,其主反应历程如图所示(H2 *H+*H)。下列说法错误的是(　　)
A.向该反应体系中加入少量的水能增大甲醇的产率
B.用“*”标记的物质是该反应历程中的中间产物
C.二氧化碳加氢制甲醇的过程中原子利用率达100%
D.第③步的反应方程式为*H3CO+H2O CH3OH+*HO
2.(2022山东潍坊期中监测)中国科学家研究在Pd/SVG催化剂上H2还原NO生成N2和NH3的路径,各基元反应及活化能Ea(单位:kJ·mol-1)如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.生成NH3的各基元反应中,N元素均被还原
B.在Pd/SVG催化剂上,NO更容易被H2还原为N2
C.决定NO生成NH3速率的基元反应为NH2O+H NH2OH
D.生成NH3的总反应方程式为2NO+5H2 2NH3+2H2O
题组二　化学反应速率的计算
3.化学反应4A(s)+3B(g) 2C(g)+D(g),经2 min,B的浓度减小了0.6 mol/L,下列对该反应的反应速率的表示正确的是(　　)
A.用A表示的反应速率是0.4 mol/(L·min)
B.升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小
C.2 min末的反应速率用B表示为0.3 mol/(L·min)
D.B、C的反应速率:3v(C)=2v(B)
4.(2021北京石景山期末)在一定温度下,10 mL 0.40 mol/L H2O2溶液发生催化分解反应。不同时刻测定生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表。
t/min 0 2 4 6 8 10
V(O2)/mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9
下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)(　　)
A.0~6 min的平均反应速率:v(H2O2)≈3.3×10-2 mol/(L·min)
B.6~10 min的平均反应速率:v(H2O2)<3.3×10-2 mol/(L·min)
C.反应至6 min时,c(H2O2)=0.3 mol/L
D.反应至6 min时,H2O2分解了50%
题组三　化学反应速率的比较
5.反应A(g)+3B(g) 2C(g)+2D(g)在四种不同情况下的反应速率分别为
①v(A)=0.15 mol·L-1·s-1
②v(B)=0.6 mol·L-1·s-1
③v(C)=0.4 mol·L-1·s-1
④v(D)=0.45 mol·L-1·s-1
则该反应进行的快慢顺序为(　　)
A.④>③=②>①　　　B.①>③=②>④
C.④>③>①>②　　D.④>③>②>①
6.(2021山东新泰中学阶段性考试)在四个不同的容器中进行合成氨的反应。根据下列在相同时间内测定的结果,判断生成氨的速率最快的是(　　)
A.v(H2)=0.3 mol·L-1·min-1
B.v(N2)=0.2 mol·L-1·min-1
C.v(N2)=0.05 mol·L-1·s-1
D.v(NH3)=0.3 mol·L-1·min-1
题组四　化学反应速率的测定
7.(2022山东潍坊期中监测)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 2H2O2(l) 2H2O(l)+O2(g) 温度、压强一定时,气体体积变化
B Na2SO4+BaCl2 BaSO4↓+2NaCl 沉淀质量变化
C CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g) 温度、体积一定时,体系压强变化
D H2O2+2HI 2H2O+I2 溶液体积一定时,I-的浓度变化
8.(2022河北邢台联考)用如图所示的装置测定不同浓度的稀硫酸与纯铝反应制取H2的反应速率,按照装置图组装3套完全相同的装置(气密性良好)。首先将注射器推至最底端,然后在三个锥形瓶中分别放入相同形状的块状纯铝0.6 g,最后通过分液漏斗向三个锥形瓶中分别加入0.5 mol·L-1、1.0 mol·L-1和2.0 mol·L-1的稀硫酸各40 mL(忽略溶液体积的变化及反应温度的影响)。
加入的稀硫酸 的浓度/mol·L-1 反应时间/ min 收集到的气体 体积/mL 反应速率/ (mL·min-1)
① 0.5 15 18 v1
② 1.0 t1 18 v2
③ 2.0 t2 18 12
下列说法错误的是(　　)
A.实验①测得H2的反应速率为0.02 mL·s-1
B.实验②中反应结束后,生成H2的体积为896 mL
C.实验②中t1的取值范围为1.5D.实验③中,若将块状纯铝碾碎成粉末,反应开始至收集到相同体积的气体时,反应速率一定大于12 mL·min-1
答案全解全析
基础过关练
1.C 2.B 3.D 4.C 5.A 6.C 7.C 8.B
1.C　反应历程第③步需要水,所以向该反应体系中加入少量的水能增大甲醇的产率,A项正确;根据图可知,用“*”标记的物质在反应过程中最终被消耗,所以用“*”标记的物质是该反应历程中的中间产物,B项正确;二氧化碳和氢气反应生成甲醇和水,该反应中除了生成甲醇外还生成水,所以二氧化碳加氢制甲醇的过程中原子利用率不是100%,C项错误;由图可知,第③步的反应方程式为*H3CO+H2O CH3OH+*HO,D项正确。
2.B　由图示可知,生成氨气的过程为:NO→HNO→NH2O→NH2OH→NH2→NH3,每步反应中N元素化合价均降低,被还原,A正确;由图示可知,NO被还原为N2的活化能明显大于被还原生成NH3的活化能,故在该催化剂作用下,NO更容易被H2还原为NH3,B错误;据图分析可知,生成NH3的基元反应中,NH2O+H NH2OH的活化能最大,相同条件下反应速率最慢,是决定NO生成NH3速率的基元反应,C正确;NO与H2反应生成NH3和H2O,该反应的化学方程式为2NO+5H2 2NH3+2H2O,D正确。
3.D　物质A是固体,不能用A表示该反应的反应速率,A项错误;升高温度,正、逆反应速率均增大,B项错误;0.3 mol/(L·min)是2 min内用B表示的平均反应速率,而2 min末的反应速率为瞬时速率,C项错误;化学反应速率之比等于化学计量数之比,v(B)∶v(C)=3∶2,即3v(C)=2v(B),D项正确。
4.C　0~6 min时间段内,生成氧气的体积为22.4 mL,氧气的物质的量为0.001 mol,则参加反应的H2O2的物质的量为0.002 mol,浓度为0.002 mol÷0.01 L=0.2 mol/L,所以v(H2O2)=0.2 mol/L÷6 min≈
3.3×10-2 mol/(L·min),A正确;随着反应的进行,H2O2的浓度逐渐减小,反应速率减慢,B正确;反应至6 min时,c(H2O2)=0.40 mol/L-
0.2 mol/L=0.2 mol/L,C错误;反应至6 min时,H2O2分解了×100%=50%,D正确。
A　①、②、③、④的反应速率之比为∶∶∶=
0.15∶0.2∶0.2∶0.225,故反应进行的快慢顺序为④>③=②>①。
方法技巧
　　比较同一化学反应在不同条件下反应速率快慢的方法:
“一看”:看化学反应速率的单位是否统一。
“二化”:将用不同物质表示的化学反应速率转化为用同一种物质表示的化学反应速率或分别除以相应物质的化学计量数。
“三比较”:比较用同一种物质表示的化学反应速率的数值或用不同物质表示的化学反应速率分别除以相应物质的化学计量数的数值。数值越大,反应速率越大。如反应aA(g)+bB(g) cC(g),比较与的大小,若>,则v(A)表示的反应速率大于v(B)表示的反应速率。
C　合成氨反应的化学方程式为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),以氢气的反应速率为标准进行判断。A项,v(H2)=0.3 mol·L-1·min-1;B项,v(N2)=0.2 mol·L-1·min-1,反应速率之比等于化学计量数之比,v(H2)=0.6 mol·L-1·min-1;C项,v(N2)=0.05 mol·L-1·s-1=
3 mol·L-1·min-1,所以v(H2)=9 mol·L-1·min-1;D项,v(NH3)=
0.3 mol·L-1·min-1,所以v(H2)=0.45 mol·L-1·min-1。综上所述,反应速率最快的是C。
7.C　该反应是反应前后气体体积不变的反应,所以反应过程中混合气体的压强始终保持不变,测量依据不可行,C符合题意。
8.B　H2的反应速率为 mL·s-1=0.02 mL·s-1,A正确;题中没有给出气体所处状况,故无法计算生成H2的体积,B错误;实验②中稀硫酸的浓度比实验①中稀硫酸的浓度大,故反应时间比实验①短,实验②中稀硫酸的浓度比实验③中稀硫酸的浓度小,故反应时间比实验③长,实验③需要的时间为=1.5 min,故1.5min-1,D正确。
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