2.1 化学反应速率 同步练习 （含解析）2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1
文档属性
| 名称 | 2.1 化学反应速率 同步练习 （含解析）2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 411.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-12-17 19:24:06 | ||
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文档简介
2.1 化学反应速率 同步练习
一、单选题
1．下列说法正确的有几项（ ）
①活化分子间的碰撞一定能发生化学反应
②普通分子不会发生碰撞
③升高温度会加快反应速率，原因是增加了活化分子的有效碰撞次数
④增大反应物浓度会加快反应速率的原因是单位体积内有效碰撞的次数增多
⑤使用催化剂能加快反应速率，原因是提高了分子的能量，使有效碰撞频率增大
⑥化学反应的实质是活化分子有合适取向时的有效碰撞
A．1项 B．2项 C．3项 D．4项
2．对于反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H<0，下列措施中，既能使正反应速率增大又能使平衡正向移动的是（ ）
A．通入大量的O2 B．增大容积的体积
C．移去部分SO3 D．升高体系的温度
3．在恒温、恒容的密闭容器中进行反应2H2O2 2H2O＋O2↑。若H2O2溶液的浓度由2.0 mol·L－1降到1.0 mol·L－1需20 s，那么H2O2浓度由1.0 mol·L－1降到0.5 mol·L－1所需的反应时间为（ ）
A．大于10 s B．小于10 s C．10 s D．无法判断
4．下列有关活化分子的说法正确的是( )
A．增大反应物浓度可以提高活化分子百分数
B．增大体系的压强一定能提高活化分子百分数
C．使用合适的催化剂可以增大活化分子的能量
D．升高温度能提高活化分子百分数
5．少量铁片与的稀盐酸反应，反应速率太慢。为了加快此反应速率，不可以使用如下方法中的（ ）
A．升高温度(不考虑盐酸挥发) B．将铁片改为铁粉
C．加氯化钠溶液 D．加入盐酸
6．金属Zn与酸反应产生H2的反应速率最大的是（ ）
选项 温度 金属 酸
A Zn粒 盐酸
B Zn粒 硫酸
C Zn粉 硫酸
D Zn粉 盐酸
A．A B．B C．C D．D
7．利用有机分子模拟生物体内“醛缩酶”催化Diels-Alder反应取得重要进展，荣获2021年诺贝尔化学奖。某Diels-Alder反应催化机理如下，下列说法错误的是（ ）
A．总反应为加成反应 B．Ⅰ和Ⅴ互为同系物
C．Ⅵ是反应的催化剂 D．化合物X为
8．与在铁催化剂表面进行如下两步反应，其相对能量与反应历程如图所示。
第一步：
第二步：
下列叙述错误的是（ ）
A．使反应的活化能减小 B．两步反应均为放热反应
C．总反应为 D．第一步反应比第二步反应快
9．下列操作不能加快反应速率的是（ ）
A．与合成时，扩大容器体积
B．向锌与稀硫酸反应的溶液中加入少量固体
C．利用双氧水制备氧气时加入少量固体
D．稀盐酸溶解大理石时，将大理石研碎
10．下列图示与对应的叙述不相符的是（ ）
A．图1表示A(g)+B(g) 3C(g)+2D(s) △H<0，达到平衡后升高温度成增大压强时的速率—时间变化图像
B．图2表示某放热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化
C．图3表示压强对可逆反应A(g)+B(g) 3C(g)+D(s)的影响，乙的压强大
D．图4表示冰醋酸加水稀释，导电能力的变化图像，其中b点醋酸电高程度最大
11．欲加快铁片与稀硫酸的反应速率，下列措施不可行的是（ ）
A．滴入适量的硫酸锌溶液 B．适当地增大硫酸的浓度
C．将铁片改成铁粉 D．升高温度
12．已知反应：2NO(g)＋Br2(g) 2NOBr(g) △H =－a kJ·mol－1(a>0)，其反应机理如下：
①NO(g)＋Br2(g) NOBr2 (g) 快
②NO(g)＋NOBr2(g) 2NOBr(g) 慢
下列有关该反应的说法正确的是（ ）
A．该反应的速率主要取决于①的快慢
B．NOBr2是该反应的催化剂
C．慢反应②的活化能小于快反应的活化能
D．正反应的活化能比逆反应的活化能小a kJ·mol－1
13．对于化学反应3W(g)+2X(g)=4Y(g)+3Z(g)，下列反应速率关系中，正确的是
A．v(W)=3v(Z) B．2v(X)=3v(Z) C．2v(X)=v(Y) D．3v(W)=2v(X)
14．一定条件下，在容积为5L的密闭容器中发生反应：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)，半分钟后，测得生成0.04molSO3。在这段时间内O2的化学反应速率(mol·L-1·min-1)为（ ）
A．0.004 B．0.008 C．0.016 D．0.032
15．在2A+B 3C+4D反应中，表示该反应速率最快的是（ ）
A．v（A）=0.5 mol L﹣1 s﹣1 B．v（B）=0.3 mol L﹣1 s﹣1
C．v（C）=0.8 mol L﹣1 s﹣1 D．v（D）=30 mol L﹣1 min﹣1
16．在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图，
下列表述中正确的是（）
A．反应的化学方程式为2M N
B．t2时，正逆反应速率相等达到平衡状态
C．t1时，N的浓度是M浓度的2倍
D．t3时，正反应速率大于逆反应速率
二、综合题
17．把0.6mol X气体和0.4mol Y气体混合于2L容器中，发生反应：3X（g）+Y（g）= nZ（g）+2W（g），5min末已生成0.2mol W，若测知以Z浓度变化来表示的平均速率为0.03mol·L﹣1·min﹣1，计算：
（1）n的值为 ；
（2）前5min内用X表示的反应速率 ；
（3）5min末Y的浓度 。
18．近几年来关于氮污染的治理倍受关注。
（1）三效催化剂是最为常见的汽车尾气催化剂，其催化剂表面物质转化的关系如图所示，下列说法正确的是 。
a.在转化过程中，氮元素均被还原
b.依据图示判断催化剂不参与储存和还原过程
c.还原过程中生成 ，转移电子数为
d.三效催化剂能有效实现汽车尾气中 、 、 三种成分的净化
（2）利用 氧化氮氧化物反应过程如下： 。反应Ⅰ的化学方程式是 ，反应Ⅱ的离子方程式是 。
（3）加入过量次氯酸钠可使废水中 完全转化为 ，而本身被还原为 。
①检验废水中是否存在 的方法是 。
②若处理废水产生了 (标准状况)，则需消耗浓度为 的次氯酸钠的体积为 L。
19．甲烷既是重要的能源也是重要的化工原料。
已知反应CH4(g)
+2NO2(g) N2(g) +CO2(g) + 2H2O(g) ，起始时向体积为V的恒容密闭容器中通入2 mol CH4和3 mol NO2，测得CH4、N2、H20的物质的量浓度与时间的关系如图所示。
（1）容器体积V= L。
（2）图中表示H2O的物质的量浓度与时间关系的是曲线 (填“甲”“乙"或"丙")。
（3）0 ~5 min内，用N2表示的化学反应速率为 mol·L-1·min -1。
（4）a、b、c三点中达到平衡的点是 。 达到平衡时，NO2的转化率是 。
(物质平衡转化率=转化的物质的量/起始的物质的量 x100%)。
（5）a点时，n( CH4):n(NO2)
= 。
20．某温度时，在2 L容器中X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。由图中数据分析，该反应的化学方程式为： ；反应开始至2 min，Z的平均反应速率为 。
21．关于化学反应的理论是一个经过简化的概念模型，合理简化的概念模型是研究化学反应原理的基础。反应速率的碰撞理论提出：能引发化学反应的碰撞称为有效碰撞。
（1）图I是HI分解反应中HI分子之间的几种碰撞示意图，其中属于有效碰撞的是 （填“a”“b”或“c”）。
图Ⅰ
图Ⅱ
（2）过渡态理论是在碰撞理论的基础上提出的：化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的，而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能量的过渡态。根据图Ⅱ写出相应的热化学方程式： 。
（3）过渡态理论认为，催化剂改变反应速率的原因是改变了活化能从而改变了反应的途径。请在图Ⅱ中画出该反应在其他条件不变，仅使用催化剂而使反应速率加快的能量变化示意图。
答案解析部分
1．【答案】C
【解析】【解答】①活化分子间的碰撞需要一定能量和方向才能发生化学反应，故不符合题意；
②普通分子也在不断运动，会发生碰撞，故不符合题意；
③升高温度会加快反应速率，原因是增加了活化分子的百分数，增加了活化分子的有效碰撞次数，故符合题意；
④增大反应物浓度会加快反应速率的原因是单位体积内活化分子数目增多，单位体积内有效碰撞的次数增多，故符合题意；
⑤使用催化剂能加快反应速率，原因是降低了反应物的活化能，使活化分子数目增大，故不符合题意；
⑥化学反应的实质是活化分子有合适取向时的有效碰撞，故符合题意；
故答案为：C。
【分析】活化分子的理论问题：
1、分子之间的碰撞不一定会发生反应，需要有活化分子；
2、活化分子是分子吸收足够的活化能形成的；
3、活化分子发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞；
4、活化分子的每一次碰撞不一定都是有效的，需要找准合适的方向；
5、外界条件对有效碰撞理论的影响：
① 升高温度，活化分子数目增加，活化分子百分数增加，反应速率加快；
② 增大浓度，单位体积内活化分子数目增加，活化分子百分数不变，反应速率加快；
③ 增大压强，单位体积内活化分子数目增加，活化分子百分数不变，反应速率加快；
④ 加入催化剂，降低反应所需活化能，活化分子数目增加，活化分子百分数增加，反应速率加快。
2．【答案】A
【解析】【解答】A．通入大量的O2，单位体积内反应物活化分子数增加，有效碰撞频率增加，化学反应速率增大，逆反应速率在通入O2瞬间不变，正反应速率大于逆反应速率，平衡正向移动，选项A符合题意；
B．增大容积的体积，单位体积内反应物活化分子数减小，有效碰撞频率减小，化学反应减小，增大容积的体积瞬间，容器内压强减小，平衡将向气体体积增大的方向移动，即平衡逆向移动，选项B不符合题意；
C．移去部分SO3后，容器内总压强减小，反应物的分压减小，化学反应速率减小，平衡将向生成SO3的方向移动，即平衡正向移动，选项C不符合题意；
D．升高温度，单位体积内活化分子数增加，有效碰撞频率增加，化学反应速率增大，该反应正向为放热反应，平衡将向吸热反应移动，即逆向移动，选项D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.增大反应物浓度促进正反应进行且提升反应速率；
B.反应向增大气体体积的方向进行；
C.移去生成物使反应向增加生成物方向进行但反应速率降低；
D.反应放热，加温会促进逆反应发生。
3．【答案】A
【解析】【解答】H2O2的浓度由2.0 mol·L－1降到1.0/L mol L－1需20 s，则这段时间的平均反应速率为：(2.0 mol L-1-1.0 mol L-1)÷20 s＝0.05mol L-1 s-1，如果速率不变，则H2O2浓度由1.0mol L-1降到0.5mol L-1所需的反应时间为(1.0 mol L-1-0.5 mol L-1)÷0.05mol L-1 s-1＝10s，但随着反应的进行，反应物浓度降低，反应速率逐渐减小，所以所需时间应大于10s，故答案为A。
【分析】随着反应的进行，溶液中H2O2的浓度逐渐减小，反应速率逐渐减小，因此反应所需的时间逐渐增大。
4．【答案】D
【解析】【解答】升高温度、加入催化剂能提高活化分子百分数，且加入催化剂可降低反应的活化能； 增加反应物浓度，增大体系压强只增大单位体积活化分子的数目，百分数不变；只有D正确。
故答案为：D
【分析】根据温度、压强、浓度和催化剂对活化能和活化分子数以及活化分子百分含量的影响进行判断即可.
5．【答案】C
【解析】【解答】A．升高温度，反应速率加快，A不符合题意；
B．将铁片改为铁粉，增大反应物的接触面积，反应速率加快，B不符合题意；
C．加氯化钠溶液，相当于稀释盐酸浓度，故反应速率变慢，C符合题意；
D．加的盐酸，浓度增大，反应速率加快，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】加快化学反应速率的外界因素有：升温、增加浓度、使用催化剂、增大接触面积等
6．【答案】C
【解析】【解答】温度越高、金属表面积越大、H+浓度越大的反应速率越大，
故答案为：C。
【分析】温度高，反应速率快；粉的接触面积大于颗粒，有助于提高反应速率；同物质的量的硫酸H+含量大于盐酸，故C 正确
7．【答案】B
【解析】【解答】A．由催化机理可知，总反应为+ ，该反应为加成反应，A不符合题意；
B．结构相似、分子组成上相差若干个CH2原子团的有机物互为同系物，和结构不相似、分子组成上也不是相差若干个CH2原子团，两者不互为同系物，B符合题意；
C．由催化机理可知，反应消耗了Ⅵ又生成了VI，VI是反应的催化剂，C不符合题意；
D．I+VI→X+II，由I、VI、II的结构简式可知，X为H2O，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.由图可知，总反应为+ ；
B.结构相似，在分子组成上相差一个或n个CH2的化合物互为同系物；
C.Ⅵ既生成又消耗，为该反应的催化剂；
D.根据质量守恒可知X为H2O。
8．【答案】D
【解析】【解答】A．由题意可知，第一步Fe*被消耗，第二步Fe*又生成，说明Fe*是反应的催化剂，故A不符合题意；
B．根据反应历程图，可知两步反应的生成物的总能量均低于反应物的总能量，则两步反应均为放热反应，ΔH均小于0，故B不符合题意；
C．根据盖斯定律：第一步反应+第二步反应=总反应，则总反应为，故C不符合题意；
D．根据反应历程图，第一步反应活化能高于第二步反应活化能，活化能越低，反应速率越快，则第一步反应比第二步反应慢，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.催化剂能降低反应的活化能；
B.两步反应的反应物的总能量均大于生成物的总能量，均为放热反应；
C.根据盖斯定律计算。
9．【答案】A
【解析】【解答】A．扩大容器体积，压强降低，不能加快反应速率，故A符合题意；
B．锌与稀硫酸反应的溶液中加入少量固体，锌置换出铜单质，形成微小原电池。反应速率加快，故B不符合题意；
C．双氧水制备氧气时，固体作为催化剂，反应速率加快，故C不符合题意；
D．将大理石研碎，反应接触面积增大，反应速率加快，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】影响反应速率的外界因素有温度、浓度、压强、催化剂以及固体表面积等，一般来说，升高温度、增大浓度、增大压强以及加入催化剂或增大固体的表面积都可增大反应速率，以此解答。
10．【答案】D
【解析】【解答】A. 图1表示A(g)+B(g) 3C(g)+2D(s) △H<0，达到平衡后，升高温度，正逆反应速率都增大，由于温度升高，化学平衡向着吸热的方向移动，故逆向移动，增大压强，平衡向着体积减小的方向移动，即逆向移动，故A图象复合，故A不符合题意；
B. 反应物的总能量大于生成物的总能量，则反应是放热反应，加入催化剂会降低活化能，改变反应的速率，但反应热不改变，故B不符合题意；
C. 乙的压强比甲的压强大，则增大压强，平衡逆向移动，则反应物的浓度比较大，则图象符合题意，故C不符合题意；
D. b点表示醋酸的导电能力最强，对于弱电解质，溶液越稀，电离程度越大，c点表示醋酸电高程度最大，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】催化剂只改变速率，不影响平衡。
11．【答案】A
【解析】【解答】A．滴入适量的硫酸锌溶液不能加快铁片与稀硫酸的反应速率，A符合题意；
B．适当的增大硫酸的浓度，化学反应速率加快，B不符合题意；
C．将铁片改成铁粉，增大了接触面积，化学反应速率加快，C不符合题意；
D．升高温度，活化分子数增多，有效碰撞几率增大，化学反应速率加快，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】加快铁与稀硫酸的速率，可以适当的增加硫酸的浓度，可以变为铁粉，可以适当的提高温度，可以适当的加入一些弱的金属的硫酸盐溶液形成原电池可以加快速率
12．【答案】D
【解析】【解答】A.决定整个反应的反应速率快慢的是慢反应，因此该反应的速率主要取决于②的快慢，A不符合题意；
B.NOBr2为反应①的产物，为反应②的反应物，因此NOBr2为该反应的中间产物，B不符合题意；
C.反应②的反应速率比反应①慢，因此反应②所需的活化能比反应①高，C不符合题意；
D.正逆反应的活化能的差值为反应热，因此正反应的活化能比逆反应的活化能小akJ/mol，D符合题意；
故答案为：D
【分析】A、决定反应速率的为慢反应；
B、NOBr2是该反应的中间产物；
C、反应所需的活化能越高，反应速率越慢；
D、正逆反应的活化能的差值为反应热；
13．【答案】C
【解析】【解答】化学反应速率之比等于化学系数之比，则根据方程式3W(g)+2X(g)=4Y(g)+3Z(g)可知
A、v（W）：v（Z）=3：3=1：1，A不符合题意；
B、v（X）：v（Z）=2：3，B不符合题意；
C、v（X）：v（Y）=2：4=1：2，C符合题意；
D、v（W）：v（X）=3：2，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据化学计量数之比等于速率之比。
14．【答案】B
【解析】【解答】半分钟后测得生成0.04mol SO3，则v（SO3）=(0.04mol/5L)/0.5min=0.016mol·L-1·min-1，速率之比等于化学计量数之比，故v（O2）=1/2v（SO3）=1/2×0.016mol·L-1·min-1=0.008mol·L-1·min-1；
故答案为：B。
【分析】根据v=以及反应速率之比等于化学计量数之比计算。
15．【答案】B
【解析】【解答】解：都转化为D物质表示的速率进行比较，对于2A+B 3C+4D，
A、υ（A）=0.5 mol/（L s），速率之比等于化学计量数之比，故υ（D）=2υ（A）=1mol/（L s），
B、υ（B）=0.3mol/（L s），速率之比等于化学计量数之比，故υ（D）=4υ（B）=1.2mol/（L s），
C、υ（C）=0.8mol/（L s），速率之比等于化学计量数之比，故υ（D）= υ（C）= ×0.8mol/（L s）=1.1mol/（L s），
D、υ（D）=30mol/（L min）=0.5mol L﹣1 min﹣1，
故反应速率B＞C＞A＞D，
故选B．
【分析】利用速率之比等于化学计量数之比转化为用同一物质表示的速率，然后再进行比较．
16．【答案】A
【解析】【解答】A．达到平衡时，N的物质的量为2mol，变化6mol，M的物质的量为5mol，变化3mol，反应的方程式为2M N，A符合题意；
B.t2时，没有达到平衡状态，则正逆反应速率不等，B不符合题意；
C.t1时，N的物质的量为6mol，M的物质的量为3mol，则N的浓度是M浓度的2倍，C不符合题意；
D.t3时，达到平衡状态，则正逆反应速率相等，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】M的物质的量增加为生成物，N的物质的量减小为反应物，且M、N的物质的量变化量之比为2:1，所以反应方程式中系数之比为2:1.t3时，达到平衡状态，正逆反应速率相等。
17．【答案】（1）3
（2）0.03mol·L-1·min-1
（3）0.15mol·L-1
【解析】【解答】（1）Z浓度变化来表示的平均速率为 0.03mol L﹣1 min﹣1，则Z的物质的量变化为：0.03mol L﹣1 min﹣1×2L×5min=0.3mol，根据物质的量之比等于计量数之比可知，n：2=0.3mol：0.2mol，解得n=3；（2）Z与X的化学计量数都是3，则前5min内用X表示的反应速率与Z表示的反应速率相等，都是0.03mol·L-1·min-1；（3）5min内Z的物质的量变化为：0.03mol L﹣1 min﹣1×2L×5min=0.3mol，根据反应3X（g）+Y（g）═3Z（g）+2W（g）可知5min末总共消耗Y的物质的量为：0.3mol×1/3 =0.1mol，则5min末剩余Y的物质的量为：0.4mol﹣0.1mol=0.3mol，所以5min末Y的物质的量浓度为：0.3mol/2L=0.15mol·L-1.
【分析】根据反应速率与化学计量数间的关系分析解答；根据速率表达式进行相关计算。
18．【答案】（1）cd
（2）
（3）取少量废水于试管中，向其中加入浓 溶液，加热，把湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若试纸变蓝，证明废水中有 ，若试纸不变蓝，证明废水中无 ；0.12
【解析】【解答】(1)a.在转化过程的储存过程中，氮元素化合价升高，被氧化，a不正确；
b.根据催化剂的特点可知催化剂参与储存和还原过程，b不正确；
c.还原过程中氮元素化合价从+5价降低到0价，得到5个电子，则生成 ，转移电子为0.1mol×5×2＝1.0mol，c正确；
d.根据示意图可判断三效催化剂能有效实现汽车尾气中 、 、 三种成分的净化，d正确；
故答案为：cd；
(2)二氧化氮具有氧化性，亚硫酸钠具有还原性，二者之间会发生氧化还原反应： ；
(3)①铵盐能与强碱反应放出氨气，则检验铵根离子的方法为：取少量废水于试管中，向其中加入浓 溶液，加热，把湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若试纸变蓝，证明废水中有 ，若试纸不变蓝，证明废水中无 ；
②因为次氯酸钠氧化废水中 使之转化为N2，而本身被还原为NaCl，根据得失电子守恒，离子方程式为2 +3ClO-=N2↑+3Cl-+2H++3H2O，根据方程式可知，处理废水产生了0.448L即0.02mol N2（标准状况），则需消耗浓度为0.5mol L-1的次氯酸钠的体积为0.06mol÷0.5mol L-1=0.12L。
【分析】（1）根据反应物和生成物中元素的化合价进行判断氧化剂与还原剂，在此转化过程中，催化剂参与的反应，产生了中间产物，根据氮元素的化合价变化情况，计算出电子转移的数目
（2）根据反应物和生成物即可写出离子方程式
（3）①铵根离子的检验是将其变成氨气，再利用湿润的红色石蕊试纸进行检测②根据电子转移情况，即可计算次氯酸钠溶液的体积
19．【答案】（1）2
（2）甲
（3）0.1
（4）C；80% 或0.8
（5）4:5
【解析】【解答】（1）由分析可知，丙为CH4，充入CH4的物质的量为2mol，此时CH4的物质的量浓度为1.0mol/L，因此可得，溶液的体积V=2L；
（2）由分析可知，图中表示H2O的物质的量浓度与时间关系的是曲线甲；
（3）由图可知，0~5min内，反应生成c(N2)=0.5mol/L，因此用N2表示的反应速率；
（4）反应达到平衡状态时，体系内各物质的物质的量浓度保持不变，因此a、b、c三点中表示反应达到平衡状态的点是c；由图可知，当反应达到平衡状态时，参与反应的CH4的物质的量为(1.0mol/L-0.4mol/L)×2L=1.2mol，因此参与反应的n(NO2)=2×1.2mol=2.4mol，因此反应达到平衡状态时，NO2的转化率为：；
（5）由图可知，a点时体系内c(H2O)=c(CH4)，令c(H2O)=c(CH4)=a mol/L，则由反应的化学方程式可知，参与反应的c(CH4)=(1-a)mol/L，反应生成的c(H2O)=(2-2a)mol/L，因此可得2-2a=a，解得a=mol/L，则参与反应的c(CH4)=(1-)=mol/L，参与反应的，则此时体系中剩余因此a点时，n(CH4):n(NO2)=c(CH4):c(NO2)==4:5；
【分析】由图可知，相同时间内，甲、乙两物质参与反应的物质的量浓度之比为2:1，因此甲为H2O，以为N2或CO2；甲与丙的物质的量浓度之比为2:1，因此丙为CH4；据此结合题干设问分析作答。
20．【答案】X＋3Y 2Z；0.05 mol·(L·min) 1
【解析】【解答】由图可知：反应开始前只有X和Y，均为1.0 mol，反应开始后，X和Y 均减少，Z增加。显然，X和Y为反应物，Z为生成物，其反应的化学方程式可表示为：aX＋bY cZ。图中，反应进行到2 min时，X、Y、Z的物质的量分别为0.9 mol，0.7 mol，0.2 mol，于是可根据化学反应中各物质的物质的量的改变量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比的规律，求出各物质的化学计量数。a∶b∶c＝(1.0 0.9)∶(1.0 0.7)∶(0.2 0)＝1∶3∶2，因此，该反应的化学方程式为X＋3Y 2Z。Z的化学反应速率可根据化学反应速率的定义求出： (Z)＝ ＝ 0.05 mol·(L·min) 1。
【分析】由图像确定反应物反应的物质的量以及生成物生成的物质的量，再由其物质的量之比确定反应中的化学计量系数之比，从而确定该反应的化学方程式；再结合速率公式计算反应速率。
21．【答案】（1）a
（2）
（3）
【解析】【解答】（1）只有发生化学反应的碰撞才是有效碰撞，分析三个图，可知只有a有新物质生成，则a为有效碰撞；
（2）反应热为134kJ/mol-368kJ/mol=-234kJ/mol，则反应的热化学方程式为NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）△H=-234 kJ/mol；
（3）使用催化剂而使反应速率加快的的原因是降低了反应的活化能。
【分析】（1）由题干定义分析；
（2）反应物总能量大于生成物总能量，反应放热，由活化能的差值计算；
（3）加入催化剂后反应的活化能降低，在原图像下边，起点和终点相同。
一、单选题
1．下列说法正确的有几项（ ）
①活化分子间的碰撞一定能发生化学反应
②普通分子不会发生碰撞
③升高温度会加快反应速率，原因是增加了活化分子的有效碰撞次数
④增大反应物浓度会加快反应速率的原因是单位体积内有效碰撞的次数增多
⑤使用催化剂能加快反应速率，原因是提高了分子的能量，使有效碰撞频率增大
⑥化学反应的实质是活化分子有合适取向时的有效碰撞
A．1项 B．2项 C．3项 D．4项
2．对于反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H<0，下列措施中，既能使正反应速率增大又能使平衡正向移动的是（ ）
A．通入大量的O2 B．增大容积的体积
C．移去部分SO3 D．升高体系的温度
3．在恒温、恒容的密闭容器中进行反应2H2O2 2H2O＋O2↑。若H2O2溶液的浓度由2.0 mol·L－1降到1.0 mol·L－1需20 s，那么H2O2浓度由1.0 mol·L－1降到0.5 mol·L－1所需的反应时间为（ ）
A．大于10 s B．小于10 s C．10 s D．无法判断
4．下列有关活化分子的说法正确的是( )
A．增大反应物浓度可以提高活化分子百分数
B．增大体系的压强一定能提高活化分子百分数
C．使用合适的催化剂可以增大活化分子的能量
D．升高温度能提高活化分子百分数
5．少量铁片与的稀盐酸反应，反应速率太慢。为了加快此反应速率，不可以使用如下方法中的（ ）
A．升高温度(不考虑盐酸挥发) B．将铁片改为铁粉
C．加氯化钠溶液 D．加入盐酸
6．金属Zn与酸反应产生H2的反应速率最大的是（ ）
选项 温度 金属 酸
A Zn粒 盐酸
B Zn粒 硫酸
C Zn粉 硫酸
D Zn粉 盐酸
A．A B．B C．C D．D
7．利用有机分子模拟生物体内“醛缩酶”催化Diels-Alder反应取得重要进展，荣获2021年诺贝尔化学奖。某Diels-Alder反应催化机理如下，下列说法错误的是（ ）
A．总反应为加成反应 B．Ⅰ和Ⅴ互为同系物
C．Ⅵ是反应的催化剂 D．化合物X为
8．与在铁催化剂表面进行如下两步反应，其相对能量与反应历程如图所示。
第一步：
第二步：
下列叙述错误的是（ ）
A．使反应的活化能减小 B．两步反应均为放热反应
C．总反应为 D．第一步反应比第二步反应快
9．下列操作不能加快反应速率的是（ ）
A．与合成时，扩大容器体积
B．向锌与稀硫酸反应的溶液中加入少量固体
C．利用双氧水制备氧气时加入少量固体
D．稀盐酸溶解大理石时，将大理石研碎
10．下列图示与对应的叙述不相符的是（ ）
A．图1表示A(g)+B(g) 3C(g)+2D(s) △H<0，达到平衡后升高温度成增大压强时的速率—时间变化图像
B．图2表示某放热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化
C．图3表示压强对可逆反应A(g)+B(g) 3C(g)+D(s)的影响，乙的压强大
D．图4表示冰醋酸加水稀释，导电能力的变化图像，其中b点醋酸电高程度最大
11．欲加快铁片与稀硫酸的反应速率，下列措施不可行的是（ ）
A．滴入适量的硫酸锌溶液 B．适当地增大硫酸的浓度
C．将铁片改成铁粉 D．升高温度
12．已知反应：2NO(g)＋Br2(g) 2NOBr(g) △H =－a kJ·mol－1(a>0)，其反应机理如下：
①NO(g)＋Br2(g) NOBr2 (g) 快
②NO(g)＋NOBr2(g) 2NOBr(g) 慢
下列有关该反应的说法正确的是（ ）
A．该反应的速率主要取决于①的快慢
B．NOBr2是该反应的催化剂
C．慢反应②的活化能小于快反应的活化能
D．正反应的活化能比逆反应的活化能小a kJ·mol－1
13．对于化学反应3W(g)+2X(g)=4Y(g)+3Z(g)，下列反应速率关系中，正确的是
A．v(W)=3v(Z) B．2v(X)=3v(Z) C．2v(X)=v(Y) D．3v(W)=2v(X)
14．一定条件下，在容积为5L的密闭容器中发生反应：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)，半分钟后，测得生成0.04molSO3。在这段时间内O2的化学反应速率(mol·L-1·min-1)为（ ）
A．0.004 B．0.008 C．0.016 D．0.032
15．在2A+B 3C+4D反应中，表示该反应速率最快的是（ ）
A．v（A）=0.5 mol L﹣1 s﹣1 B．v（B）=0.3 mol L﹣1 s﹣1
C．v（C）=0.8 mol L﹣1 s﹣1 D．v（D）=30 mol L﹣1 min﹣1
16．在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图，
下列表述中正确的是（）
A．反应的化学方程式为2M N
B．t2时，正逆反应速率相等达到平衡状态
C．t1时，N的浓度是M浓度的2倍
D．t3时，正反应速率大于逆反应速率
二、综合题
17．把0.6mol X气体和0.4mol Y气体混合于2L容器中，发生反应：3X（g）+Y（g）= nZ（g）+2W（g），5min末已生成0.2mol W，若测知以Z浓度变化来表示的平均速率为0.03mol·L﹣1·min﹣1，计算：
（1）n的值为 ；
（2）前5min内用X表示的反应速率 ；
（3）5min末Y的浓度 。
18．近几年来关于氮污染的治理倍受关注。
（1）三效催化剂是最为常见的汽车尾气催化剂，其催化剂表面物质转化的关系如图所示，下列说法正确的是 。
a.在转化过程中，氮元素均被还原
b.依据图示判断催化剂不参与储存和还原过程
c.还原过程中生成 ，转移电子数为
d.三效催化剂能有效实现汽车尾气中 、 、 三种成分的净化
（2）利用 氧化氮氧化物反应过程如下： 。反应Ⅰ的化学方程式是 ，反应Ⅱ的离子方程式是 。
（3）加入过量次氯酸钠可使废水中 完全转化为 ，而本身被还原为 。
①检验废水中是否存在 的方法是 。
②若处理废水产生了 (标准状况)，则需消耗浓度为 的次氯酸钠的体积为 L。
19．甲烷既是重要的能源也是重要的化工原料。
已知反应CH4(g)
+2NO2(g) N2(g) +CO2(g) + 2H2O(g) ，起始时向体积为V的恒容密闭容器中通入2 mol CH4和3 mol NO2，测得CH4、N2、H20的物质的量浓度与时间的关系如图所示。
（1）容器体积V= L。
（2）图中表示H2O的物质的量浓度与时间关系的是曲线 (填“甲”“乙"或"丙")。
（3）0 ~5 min内，用N2表示的化学反应速率为 mol·L-1·min -1。
（4）a、b、c三点中达到平衡的点是 。 达到平衡时，NO2的转化率是 。
(物质平衡转化率=转化的物质的量/起始的物质的量 x100%)。
（5）a点时，n( CH4):n(NO2)
= 。
20．某温度时，在2 L容器中X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。由图中数据分析，该反应的化学方程式为： ；反应开始至2 min，Z的平均反应速率为 。
21．关于化学反应的理论是一个经过简化的概念模型，合理简化的概念模型是研究化学反应原理的基础。反应速率的碰撞理论提出：能引发化学反应的碰撞称为有效碰撞。
（1）图I是HI分解反应中HI分子之间的几种碰撞示意图，其中属于有效碰撞的是 （填“a”“b”或“c”）。
图Ⅰ
图Ⅱ
（2）过渡态理论是在碰撞理论的基础上提出的：化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的，而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能量的过渡态。根据图Ⅱ写出相应的热化学方程式： 。
（3）过渡态理论认为，催化剂改变反应速率的原因是改变了活化能从而改变了反应的途径。请在图Ⅱ中画出该反应在其他条件不变，仅使用催化剂而使反应速率加快的能量变化示意图。
答案解析部分
1．【答案】C
【解析】【解答】①活化分子间的碰撞需要一定能量和方向才能发生化学反应，故不符合题意；
②普通分子也在不断运动，会发生碰撞，故不符合题意；
③升高温度会加快反应速率，原因是增加了活化分子的百分数，增加了活化分子的有效碰撞次数，故符合题意；
④增大反应物浓度会加快反应速率的原因是单位体积内活化分子数目增多，单位体积内有效碰撞的次数增多，故符合题意；
⑤使用催化剂能加快反应速率，原因是降低了反应物的活化能，使活化分子数目增大，故不符合题意；
⑥化学反应的实质是活化分子有合适取向时的有效碰撞，故符合题意；
故答案为：C。
【分析】活化分子的理论问题：
1、分子之间的碰撞不一定会发生反应，需要有活化分子；
2、活化分子是分子吸收足够的活化能形成的；
3、活化分子发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞；
4、活化分子的每一次碰撞不一定都是有效的，需要找准合适的方向；
5、外界条件对有效碰撞理论的影响：
① 升高温度，活化分子数目增加，活化分子百分数增加，反应速率加快；
② 增大浓度，单位体积内活化分子数目增加，活化分子百分数不变，反应速率加快；
③ 增大压强，单位体积内活化分子数目增加，活化分子百分数不变，反应速率加快；
④ 加入催化剂，降低反应所需活化能，活化分子数目增加，活化分子百分数增加，反应速率加快。
2．【答案】A
【解析】【解答】A．通入大量的O2，单位体积内反应物活化分子数增加，有效碰撞频率增加，化学反应速率增大，逆反应速率在通入O2瞬间不变，正反应速率大于逆反应速率，平衡正向移动，选项A符合题意；
B．增大容积的体积，单位体积内反应物活化分子数减小，有效碰撞频率减小，化学反应减小，增大容积的体积瞬间，容器内压强减小，平衡将向气体体积增大的方向移动，即平衡逆向移动，选项B不符合题意；
C．移去部分SO3后，容器内总压强减小，反应物的分压减小，化学反应速率减小，平衡将向生成SO3的方向移动，即平衡正向移动，选项C不符合题意；
D．升高温度，单位体积内活化分子数增加，有效碰撞频率增加，化学反应速率增大，该反应正向为放热反应，平衡将向吸热反应移动，即逆向移动，选项D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A.增大反应物浓度促进正反应进行且提升反应速率；
B.反应向增大气体体积的方向进行；
C.移去生成物使反应向增加生成物方向进行但反应速率降低；
D.反应放热，加温会促进逆反应发生。
3．【答案】A
【解析】【解答】H2O2的浓度由2.0 mol·L－1降到1.0/L mol L－1需20 s，则这段时间的平均反应速率为：(2.0 mol L-1-1.0 mol L-1)÷20 s＝0.05mol L-1 s-1，如果速率不变，则H2O2浓度由1.0mol L-1降到0.5mol L-1所需的反应时间为(1.0 mol L-1-0.5 mol L-1)÷0.05mol L-1 s-1＝10s，但随着反应的进行，反应物浓度降低，反应速率逐渐减小，所以所需时间应大于10s，故答案为A。
【分析】随着反应的进行，溶液中H2O2的浓度逐渐减小，反应速率逐渐减小，因此反应所需的时间逐渐增大。
4．【答案】D
【解析】【解答】升高温度、加入催化剂能提高活化分子百分数，且加入催化剂可降低反应的活化能； 增加反应物浓度，增大体系压强只增大单位体积活化分子的数目，百分数不变；只有D正确。
故答案为：D
【分析】根据温度、压强、浓度和催化剂对活化能和活化分子数以及活化分子百分含量的影响进行判断即可.
5．【答案】C
【解析】【解答】A．升高温度，反应速率加快，A不符合题意；
B．将铁片改为铁粉，增大反应物的接触面积，反应速率加快，B不符合题意；
C．加氯化钠溶液，相当于稀释盐酸浓度，故反应速率变慢，C符合题意；
D．加的盐酸，浓度增大，反应速率加快，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】加快化学反应速率的外界因素有：升温、增加浓度、使用催化剂、增大接触面积等
6．【答案】C
【解析】【解答】温度越高、金属表面积越大、H+浓度越大的反应速率越大，
故答案为：C。
【分析】温度高，反应速率快；粉的接触面积大于颗粒，有助于提高反应速率；同物质的量的硫酸H+含量大于盐酸，故C 正确
7．【答案】B
【解析】【解答】A．由催化机理可知，总反应为+ ，该反应为加成反应，A不符合题意；
B．结构相似、分子组成上相差若干个CH2原子团的有机物互为同系物，和结构不相似、分子组成上也不是相差若干个CH2原子团，两者不互为同系物，B符合题意；
C．由催化机理可知，反应消耗了Ⅵ又生成了VI，VI是反应的催化剂，C不符合题意；
D．I+VI→X+II，由I、VI、II的结构简式可知，X为H2O，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.由图可知，总反应为+ ；
B.结构相似，在分子组成上相差一个或n个CH2的化合物互为同系物；
C.Ⅵ既生成又消耗，为该反应的催化剂；
D.根据质量守恒可知X为H2O。
8．【答案】D
【解析】【解答】A．由题意可知，第一步Fe*被消耗，第二步Fe*又生成，说明Fe*是反应的催化剂，故A不符合题意；
B．根据反应历程图，可知两步反应的生成物的总能量均低于反应物的总能量，则两步反应均为放热反应，ΔH均小于0，故B不符合题意；
C．根据盖斯定律：第一步反应+第二步反应=总反应，则总反应为，故C不符合题意；
D．根据反应历程图，第一步反应活化能高于第二步反应活化能，活化能越低，反应速率越快，则第一步反应比第二步反应慢，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.催化剂能降低反应的活化能；
B.两步反应的反应物的总能量均大于生成物的总能量，均为放热反应；
C.根据盖斯定律计算。
9．【答案】A
【解析】【解答】A．扩大容器体积，压强降低，不能加快反应速率，故A符合题意；
B．锌与稀硫酸反应的溶液中加入少量固体，锌置换出铜单质，形成微小原电池。反应速率加快，故B不符合题意；
C．双氧水制备氧气时，固体作为催化剂，反应速率加快，故C不符合题意；
D．将大理石研碎，反应接触面积增大，反应速率加快，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】影响反应速率的外界因素有温度、浓度、压强、催化剂以及固体表面积等，一般来说，升高温度、增大浓度、增大压强以及加入催化剂或增大固体的表面积都可增大反应速率，以此解答。
10．【答案】D
【解析】【解答】A. 图1表示A(g)+B(g) 3C(g)+2D(s) △H<0，达到平衡后，升高温度，正逆反应速率都增大，由于温度升高，化学平衡向着吸热的方向移动，故逆向移动，增大压强，平衡向着体积减小的方向移动，即逆向移动，故A图象复合，故A不符合题意；
B. 反应物的总能量大于生成物的总能量，则反应是放热反应，加入催化剂会降低活化能，改变反应的速率，但反应热不改变，故B不符合题意；
C. 乙的压强比甲的压强大，则增大压强，平衡逆向移动，则反应物的浓度比较大，则图象符合题意，故C不符合题意；
D. b点表示醋酸的导电能力最强，对于弱电解质，溶液越稀，电离程度越大，c点表示醋酸电高程度最大，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】催化剂只改变速率，不影响平衡。
11．【答案】A
【解析】【解答】A．滴入适量的硫酸锌溶液不能加快铁片与稀硫酸的反应速率，A符合题意；
B．适当的增大硫酸的浓度，化学反应速率加快，B不符合题意；
C．将铁片改成铁粉，增大了接触面积，化学反应速率加快，C不符合题意；
D．升高温度，活化分子数增多，有效碰撞几率增大，化学反应速率加快，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】加快铁与稀硫酸的速率，可以适当的增加硫酸的浓度，可以变为铁粉，可以适当的提高温度，可以适当的加入一些弱的金属的硫酸盐溶液形成原电池可以加快速率
12．【答案】D
【解析】【解答】A.决定整个反应的反应速率快慢的是慢反应，因此该反应的速率主要取决于②的快慢，A不符合题意；
B.NOBr2为反应①的产物，为反应②的反应物，因此NOBr2为该反应的中间产物，B不符合题意；
C.反应②的反应速率比反应①慢，因此反应②所需的活化能比反应①高，C不符合题意；
D.正逆反应的活化能的差值为反应热，因此正反应的活化能比逆反应的活化能小akJ/mol，D符合题意；
故答案为：D
【分析】A、决定反应速率的为慢反应；
B、NOBr2是该反应的中间产物；
C、反应所需的活化能越高，反应速率越慢；
D、正逆反应的活化能的差值为反应热；
13．【答案】C
【解析】【解答】化学反应速率之比等于化学系数之比，则根据方程式3W(g)+2X(g)=4Y(g)+3Z(g)可知
A、v（W）：v（Z）=3：3=1：1，A不符合题意；
B、v（X）：v（Z）=2：3，B不符合题意；
C、v（X）：v（Y）=2：4=1：2，C符合题意；
D、v（W）：v（X）=3：2，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】根据化学计量数之比等于速率之比。
14．【答案】B
【解析】【解答】半分钟后测得生成0.04mol SO3，则v（SO3）=(0.04mol/5L)/0.5min=0.016mol·L-1·min-1，速率之比等于化学计量数之比，故v（O2）=1/2v（SO3）=1/2×0.016mol·L-1·min-1=0.008mol·L-1·min-1；
故答案为：B。
【分析】根据v=以及反应速率之比等于化学计量数之比计算。
15．【答案】B
【解析】【解答】解：都转化为D物质表示的速率进行比较，对于2A+B 3C+4D，
A、υ（A）=0.5 mol/（L s），速率之比等于化学计量数之比，故υ（D）=2υ（A）=1mol/（L s），
B、υ（B）=0.3mol/（L s），速率之比等于化学计量数之比，故υ（D）=4υ（B）=1.2mol/（L s），
C、υ（C）=0.8mol/（L s），速率之比等于化学计量数之比，故υ（D）= υ（C）= ×0.8mol/（L s）=1.1mol/（L s），
D、υ（D）=30mol/（L min）=0.5mol L﹣1 min﹣1，
故反应速率B＞C＞A＞D，
故选B．
【分析】利用速率之比等于化学计量数之比转化为用同一物质表示的速率，然后再进行比较．
16．【答案】A
【解析】【解答】A．达到平衡时，N的物质的量为2mol，变化6mol，M的物质的量为5mol，变化3mol，反应的方程式为2M N，A符合题意；
B.t2时，没有达到平衡状态，则正逆反应速率不等，B不符合题意；
C.t1时，N的物质的量为6mol，M的物质的量为3mol，则N的浓度是M浓度的2倍，C不符合题意；
D.t3时，达到平衡状态，则正逆反应速率相等，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】M的物质的量增加为生成物，N的物质的量减小为反应物，且M、N的物质的量变化量之比为2:1，所以反应方程式中系数之比为2:1.t3时，达到平衡状态，正逆反应速率相等。
17．【答案】（1）3
（2）0.03mol·L-1·min-1
（3）0.15mol·L-1
【解析】【解答】（1）Z浓度变化来表示的平均速率为 0.03mol L﹣1 min﹣1，则Z的物质的量变化为：0.03mol L﹣1 min﹣1×2L×5min=0.3mol，根据物质的量之比等于计量数之比可知，n：2=0.3mol：0.2mol，解得n=3；（2）Z与X的化学计量数都是3，则前5min内用X表示的反应速率与Z表示的反应速率相等，都是0.03mol·L-1·min-1；（3）5min内Z的物质的量变化为：0.03mol L﹣1 min﹣1×2L×5min=0.3mol，根据反应3X（g）+Y（g）═3Z（g）+2W（g）可知5min末总共消耗Y的物质的量为：0.3mol×1/3 =0.1mol，则5min末剩余Y的物质的量为：0.4mol﹣0.1mol=0.3mol，所以5min末Y的物质的量浓度为：0.3mol/2L=0.15mol·L-1.
【分析】根据反应速率与化学计量数间的关系分析解答；根据速率表达式进行相关计算。
18．【答案】（1）cd
（2）
（3）取少量废水于试管中，向其中加入浓 溶液，加热，把湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若试纸变蓝，证明废水中有 ，若试纸不变蓝，证明废水中无 ；0.12
【解析】【解答】(1)a.在转化过程的储存过程中，氮元素化合价升高，被氧化，a不正确；
b.根据催化剂的特点可知催化剂参与储存和还原过程，b不正确；
c.还原过程中氮元素化合价从+5价降低到0价，得到5个电子，则生成 ，转移电子为0.1mol×5×2＝1.0mol，c正确；
d.根据示意图可判断三效催化剂能有效实现汽车尾气中 、 、 三种成分的净化，d正确；
故答案为：cd；
(2)二氧化氮具有氧化性，亚硫酸钠具有还原性，二者之间会发生氧化还原反应： ；
(3)①铵盐能与强碱反应放出氨气，则检验铵根离子的方法为：取少量废水于试管中，向其中加入浓 溶液，加热，把湿润的红色石蕊试纸放在试管口，若试纸变蓝，证明废水中有 ，若试纸不变蓝，证明废水中无 ；
②因为次氯酸钠氧化废水中 使之转化为N2，而本身被还原为NaCl，根据得失电子守恒，离子方程式为2 +3ClO-=N2↑+3Cl-+2H++3H2O，根据方程式可知，处理废水产生了0.448L即0.02mol N2（标准状况），则需消耗浓度为0.5mol L-1的次氯酸钠的体积为0.06mol÷0.5mol L-1=0.12L。
【分析】（1）根据反应物和生成物中元素的化合价进行判断氧化剂与还原剂，在此转化过程中，催化剂参与的反应，产生了中间产物，根据氮元素的化合价变化情况，计算出电子转移的数目
（2）根据反应物和生成物即可写出离子方程式
（3）①铵根离子的检验是将其变成氨气，再利用湿润的红色石蕊试纸进行检测②根据电子转移情况，即可计算次氯酸钠溶液的体积
19．【答案】（1）2
（2）甲
（3）0.1
（4）C；80% 或0.8
（5）4:5
【解析】【解答】（1）由分析可知，丙为CH4，充入CH4的物质的量为2mol，此时CH4的物质的量浓度为1.0mol/L，因此可得，溶液的体积V=2L；
（2）由分析可知，图中表示H2O的物质的量浓度与时间关系的是曲线甲；
（3）由图可知，0~5min内，反应生成c(N2)=0.5mol/L，因此用N2表示的反应速率；
（4）反应达到平衡状态时，体系内各物质的物质的量浓度保持不变，因此a、b、c三点中表示反应达到平衡状态的点是c；由图可知，当反应达到平衡状态时，参与反应的CH4的物质的量为(1.0mol/L-0.4mol/L)×2L=1.2mol，因此参与反应的n(NO2)=2×1.2mol=2.4mol，因此反应达到平衡状态时，NO2的转化率为：；
（5）由图可知，a点时体系内c(H2O)=c(CH4)，令c(H2O)=c(CH4)=a mol/L，则由反应的化学方程式可知，参与反应的c(CH4)=(1-a)mol/L，反应生成的c(H2O)=(2-2a)mol/L，因此可得2-2a=a，解得a=mol/L，则参与反应的c(CH4)=(1-)=mol/L，参与反应的，则此时体系中剩余因此a点时，n(CH4):n(NO2)=c(CH4):c(NO2)==4:5；
【分析】由图可知，相同时间内，甲、乙两物质参与反应的物质的量浓度之比为2:1，因此甲为H2O，以为N2或CO2；甲与丙的物质的量浓度之比为2:1，因此丙为CH4；据此结合题干设问分析作答。
20．【答案】X＋3Y 2Z；0.05 mol·(L·min) 1
【解析】【解答】由图可知：反应开始前只有X和Y，均为1.0 mol，反应开始后，X和Y 均减少，Z增加。显然，X和Y为反应物，Z为生成物，其反应的化学方程式可表示为：aX＋bY cZ。图中，反应进行到2 min时，X、Y、Z的物质的量分别为0.9 mol，0.7 mol，0.2 mol，于是可根据化学反应中各物质的物质的量的改变量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比的规律，求出各物质的化学计量数。a∶b∶c＝(1.0 0.9)∶(1.0 0.7)∶(0.2 0)＝1∶3∶2，因此，该反应的化学方程式为X＋3Y 2Z。Z的化学反应速率可根据化学反应速率的定义求出： (Z)＝ ＝ 0.05 mol·(L·min) 1。
【分析】由图像确定反应物反应的物质的量以及生成物生成的物质的量，再由其物质的量之比确定反应中的化学计量系数之比，从而确定该反应的化学方程式；再结合速率公式计算反应速率。
21．【答案】（1）a
（2）
（3）
【解析】【解答】（1）只有发生化学反应的碰撞才是有效碰撞，分析三个图，可知只有a有新物质生成，则a为有效碰撞；
（2）反应热为134kJ/mol-368kJ/mol=-234kJ/mol，则反应的热化学方程式为NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）△H=-234 kJ/mol；
（3）使用催化剂而使反应速率加快的的原因是降低了反应的活化能。
【分析】（1）由题干定义分析；
（2）反应物总能量大于生成物总能量，反应放热，由活化能的差值计算；
（3）加入催化剂后反应的活化能降低，在原图像下边，起点和终点相同。