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2024-2025学年高中化学鲁科版必修2课时作业 第二章第3节 化学反应速率
一、单选题(每题3分,共42分)
1.化学反应速率和化学反应限度是化工生产研究的主要问题之一,下列对化学反应速率和反应限度的认识错误的是( )
A.使用催化剂是为了增大反应速率,提高生产效率
B.对任何化学反应来说,反应速率越大,对应现象越明显
C.任何可逆反应都有一定的限度,且限度是可以改变的
D.影响化学反应速率的客观因素是温度、浓度、压强和催化剂
2.在密闭容器中进行如下反应:,已知、、Z的起始浓度分别为0.1mol L-1、0.3mol L-1、0.2mol L-1,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是( )
A.为0.2 B.为0.2
C.Z为0.3 D.Z为0.45
3.下列有关有效碰撞理论和活化能的认识,不正确的是( )
A.增大压强(对于气体反应),单位体积内活化分子总数增大,故反应速率增大
B.温度升高,分子动能增加,分子运动加快,增加了碰撞频率,故反应速率增大
C.选用适当的催化剂,降低活化能,活化分子百分数增加,反应速率增大
D.水溶液中和的反应活化能接近于零,反应几乎在瞬间完成
4.对于可逆反应,升高温度产生的影响是( )
A.正反应速率增大,逆反应速率减小
B.正反应速率减小,逆反应速率增大
C.正、逆反应速率同等程度的增大
D.正、逆反应速率不同程度的增大
5.控制变量是科学研究的重要方法。相同质量的锌与足量稀硫酸在下列条件下发生反应,初始阶段反应速率最快的是( )
A B C D
锌的状态 块状 块状 粉末 粉末
1 2 1 2
t/℃ 20 40 20 40
A.A B.B C.C D.D
6.下列说法错误的是( )
A.化学反应的限度可以通过改变条件而改变
B.可逆反应达到平衡状态时,就是此条件下该反应所能达到的限度
C.2mol与1mol混合一定能生成2mol
D.不同可逆反应的反应限度不同
7.某恒容密闭容器中发生反应,某时刻X、Y、Z的物质的量分别为2mol、1mol、3mol,当反应达到最大限度时,下列数据合理的为( )
A.X为5mol B.Y为0.5mol
C.X、Y均为1.5mol D.Z为6mol
8.某恒容密闭容器中发生反应,某时刻X,Y,Z的物质的量分别为2mol、1mol、3mol,当反应达到最大限度时,下列数据合理的为( )
A.X为5mol B.Y为0.5mol
C.X、Y均为1.5mol D.Z为6mol
9.在紫外光照射时,不同催化剂均可以将和转化为和,产量随光照时间的变化见图甲;以为催化剂,可以将和直接转化成乙酸,在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系见图乙。下列有关说法中正确的是( )
A.由图甲知,在内,的平均生成速率从大到小的顺序:Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ
B.由图甲知,在内,的平均生成速率从大到小的顺序:Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ
C.由图乙知,约时催化剂的催化效率最高
D.由图乙知,生成乙酸的最佳温度范围在以上
10.某工业流程中,进入反应塔的混合气体中NO和的物质的量分数分别为0.10和0.06,发生化学反应,在其他条件相同时,测得实验数据如下表:
压强/(×) 温度/℃ NO达到所列转化率需要时间/s
50% 90% 98%
1.0 30 12 250 2 830
90 25 510 5 760
8.0 30 0.2 3.9 36
90 0.6 7.9 74
根据表中数据,下列说法正确的是( )
A.升高温度,反应速率加快
B.增大压强,反应速率变慢
C.在、90 ℃ 条件下,当转化率为98%时反应已达平衡
D.若进入反应塔的混合气体为mol,反应速率以表示,则在、30℃条件下,转化率从50%增至90%时段NO的反应速率为
11.某同学做浓度对化学反应速率的影响的实验时,将3支试管分别编号为①②③,实验结束后记录的数据如下表所示:
试管编号 加3%溶液 加 加溶液 出现浑浊时间
① 3mL 3mL 5滴 33s
② 2mL 5滴 28s
③ 5mL 5滴 16s
下列叙述不正确的是( )
A.反应的化学方程式为
B.的浓度越大,反应速率越快
C.
D.
12.化学反应是有历程的,下列有关叙述错误的是( )
A.所有的化学反应都由多个基元反应构成
B.化学反应不同,反应历程就不相同
C.反应物的结构和反应条件决定着一个反应的反应历程
D.由多个基元反应构成的化学反应中,其反应速率快慢取决于反应历程中的慢反应
13.模型法是化学中把微观问题宏观化的最常见方法,对于反应,下列四个图中可以表示该反应在一定条件下为可逆反应的是( )
A. B. C. D.
14.反应经历两步:①X→Y;②Y→2Z。反应体系中X、Y、Z的浓度c随时间t的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是( )
A.a为随t的变化曲线
B.时,
C.时,Y的消耗速率大于生成速率
D.后,
二、解答题(共4题,58分)
15.动手实践。
请利用实验室提供的用品探究实验室制备氢气的最佳条件。
实验用品:
锌粒,铁钉,镁条,稀硫酸(,,);大试管,秒表,导管,单孔塞,双孔塞,量筒,水槽,广口瓶,烧杯,玻璃棒,镊子,胶头滴管。
(1)请设计实验方案。
(2)请画出实验装置示意图。
(3)请设计实验记录单,包括实验现象、收集气体的体积、收集气体所用时间等。
(4)由此实验可得出什么结论?
16.某学习小组利用溶液和酸性溶液的反应,探究浓度对化学反应速率的影响。
【反应原理】。
【实验方案】学习小组经讨论设计了以下三组实验。
实验序号 实验温度/K 酸性溶液 溶液 溶液颜色褪至无色所需时间/s
① 293 2 0.02 4 0.1 0
② 293 2 0.02 3 0.1
③ 313 2 0.02 4 0.1 0
【预测实验结果】
(1)甲同学认为,选择实验①、②做对照可探究反应物浓度对化学反应速率的影响,其中=_______mL。若实验测得,则可以得出结论:_______。乙同学认为甲同学在完成上述实验时,还应该可加入试剂稀硫酸控制pH相同才更科学合理。
【实验实施】小组同学用pH=1的溶液分别进行实验①、②和操作,发现紫色并未直接褪去,而是分成两个阶段:ⅰ.紫色溶液转变为青色溶液,ⅱ.青色溶液逐渐褪至无色溶液。
【查阅资料】(a)无色,能在溶液中稳定存在。(b)无色,有强氧化性,能与反应,(青绿色),反应后氧化性减弱。(c)呈绿色,在酸性条件下不稳定,迅速分解产生和。
(2)结合查阅的资料信息及氧化还原反应的原理,试预测“青色”溶液中有色离子是而不是的理由_______。
【继续探究】为进一步证实青色溶液中含有,该学习小组分别测定了实验①和②在反应过程中有色离子和浓度随时间的变化趋势图。
(3)试结合平衡解题思路,减小溶液中浓度,平衡向逆反应方向移动,溶液的氧化性_______(填“增强”或“减弱”),由此可知反应第ⅱ阶段,实验②速率更快。
(4)据此推测的浓度越大,反应速率_______。
【结论与反思】
(5)上述实验涉及的反应中,体现了草酸的酸性和_______性。
结论:化学反应可能是分阶段进行的,草酸浓度的改变对不同阶段反应速率的影响可能不同。
17.根据所学知识回答下列问题:
(1)某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化,在200mL稀盐酸中加入足量的锌粉,用排水集气法收集反应放出的氢气,实验记录如表(累计值):
时间(min) 1 2 3 4 5
氢气体积(mL)(标准状况) 50 120 232 290 310
上述实验过程中,反应速率最大时间段是_____(选填字母作答),该时间段反应速率最大的主要原因是_____。
A.0-1min B.1-2min C.2-3min D.3-4min E.4-5min
(2)某温度下在容积为1L密闭容器中,X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图。
①该反应的化学方程式是_____。
②反应进行到2min时,Y的转化率为_____。(提示:转化率=×100%)
③3min时,反应_____(填“是”或“否”)达到化学平衡。4min时,正反应速率_____逆反应速率(填“>”“<”或“=”)。
18.甲、乙两位同学探究外界条件对化学反应速率的影响。
【实验原理】反应:,反应过程中溶液出现乳白色浑浊和有刺激性气味的气体。
【实验用品】0.1mol/L溶液、0.1mol/L溶液、蒸馏水。
试管、烧杯、量筒、胶头滴管、容量瓶等。
实验一:甲同学利用如图装置测定化学反应速率。
(1)为保证实验的准确性和可靠性,利用该装置进行实验前应先进行的操作是_______________。
实验二:乙同学得到各组实验数据如下表。
溶液 溶液 蒸馏水
浓度/(mol/L) 体积/mL 浓度/(mol/L) 体积/mL 体积/mL 温度/℃
Ⅰ 0.1 1.5 0.1 1.5 V 20
Ⅱ 0.1 2.5 0.1 1.5 8 a
Ⅲ 0.1 2.5 0.1 1.5 8 30
(2)实验Ⅰ、Ⅱ探究__________对化学反应速率的影响。
①__________。
②__________,加入VmL水的目的是_______________。
(3)实验Ⅱ、Ⅲ探究温度对化学反应速率的影响。实验表明,实验Ⅲ的反应速率最快,支持这一结论的实验现象是_______________。
参考答案
1.答案:B
解析: A.使用催化剂是为了增大反应速率,提高单位时间内产物产率,提升生产效率,故八正确;
B.有些反应即使反应很快也没有明显现象,故B错误;
C.任何可逆反应部有一定的限度,当外界条件改变时,限度是可以改变的,故C正确;
D.影响化学反应速率的客观因素是温度、浓度、压强和催化剂等条件,故D正确;故选B。
2.答案:C
解析:A.若平衡时,则根据物质反应转化关系可知,会消耗Z的浓度为0.2,此时c(Z)=0,但该反应是可逆反应,生成物不能完全转化为反应物,A不符合题意;
B.若平衡时,则根据物质反应转化关系可知,会消耗的浓度为0.1,此时=0,但该反应是可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,B不符合题意;
C.若c(Z)=0.3,(Z)=0.1,则反应会消耗、的浓度0.05mol/L,此时,三种物质都存在,符合可逆反应的特点,C符合题意;
D.反应开始时c(Z)=0.2,若平衡时c(Z)=0.45,(Z)=0.25,就要消耗、的浓度0.125,但反应开始时只有0.1,可见不可能反应生成0.25的Z,故平衡时Z不可能为0.45,D不符合题意;
故合理选项是C。
3.答案:B
解析:A.增大压强,体积减小,单位体积内活化分子总数增大,故反应速率增大,故A正确;B.温度升高,更多分子吸收能量成为活化分子,活化分子百分数增加反应速率增大,故B错误;C.使用催化剂,降低活化能,使更多分子成为活化分子,活化分子百分数增加,反应速率增大,故C正确;D.酸和碱反应不需要其他外界条件就能发生,活化能接近于零,反应几乎在瞬间完成,故D正确。
4.答案:D
解析:对于可逆反应,升高温度,正反应速率和逆反应速率都增大、但是吸热方向即逆方向的速率增加得更快,则D满足;
答案选D。
5.答案:D
解析:该反应的速率与接触面积,硫酸浓度,温度有关。
接触面积越大反应速率越快,故锌的状态为粉末时反应速率快;浓度越大反应速率越快, 故时反应速率快;温度越高反应速率越快,故t=40℃时反应速率快;
故答案选D。
6.答案:C
解析:A.改变影响化学平衡的条件,化学平衡被破坏,平衡移动,即改变化学反应的限度,故A正确;
B.当正逆反应速率相等时,可逆反应达到平衡状态,则此条件下该反应达到反应限度,故B正确;
C.二氧化硫和氧气的反应为可逆反应,所以反应物不可能完全转化为生成物,故C错误;
D.决定可逆反应限度的是物质本身的性质,所以不同的可逆反应其反应限度不同,故D正确;
故选:C。
7.答案:B
解析:
8.答案:B
解析:
9.答案:C
解析:由题图甲知,在0~15 h内,Ⅱ中甲烷产量最大的平均生成速率从大到小的顺序:Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ,故A错误由题图甲知,在25~35 h内,Ⅲ中甲烷产量变化值最大,则的平均生成速率最大的是Ⅲ,故B错误;由题图乙知,约250 ℃时催化剂的催化效率最高,故C正确;由题图乙知,虽然乙酸的生成速率在约300 ℃后逐渐增大,但催化剂逐渐失去活性,且此时温度高,耗能大,生成乙酸的最佳温度在250 ℃左右,此时催化剂的催化效率最高,乙酸的生成速率也较快,故D错误。
10.答案:D
解析:根据题表中数据知,压强相同条件下,升高温度,达到相同转化率所需时间增长,反应速率减慢,A错误;温度相同条件下,增大压强,达到相同转化率所需时间减短,反应速率加快,B错误;在、90℃条件下,当转化率为98%时,没有依据可以确定反应已达平衡,C错误;若进入反应塔的混合气体为,其中NO的物质的量为,在、30℃条件下转化率从50%增至90%时段所用时间为3.7s,NO物质的量变化量为,则NO的反应速率为,D正确。
11.答案:D
解析:反应的化学方程式为,A正确;在其他条件不变时,反应物的浓度越大,反应速率越快,B正确;该实验是研究浓度对化学反应速率的影响,根据①可知,溶液与所加水的总体积为6mL,则,C正确,D错误。
12.答案:A
解析:某些反应是由多个基元反应构成的,而还有一些反应本身就是基元反应,A错误;每个化学反应都有自己独特的反应历程,B正确;反应物的结构和反应条件共同决定该反应的反应热、反应方向和反应历程,C正确;由于慢反应能垒较高、反应时间较长,故其能决定由多个基元反应构成的化学反应的反应快慢,D正确。
13.答案:C
解析:可逆反应中反应物与生成物同时存在,C符合题意。
14.答案:B
解析:
15.答案:利用不同金属(锌粒、铁钉、镁条)和相同浓度的稀硫酸反应,根据收集相同体积气体所用的时间长短,比较出反应速率由快到慢的顺序:镁条>锌粒>铁钉。得出结论:其他条件相同时,反应物自身的化学性质不同,反应速率不同。
然后再利用不同浓度的同一种酸(盐酸或稀硫酸)和同一种金属反应,分别在常温和加热的条件下,根据收集相同体积气体所用的时间长短,分别比较温度和浓度不同时对反应速率的影响。得出结论:其他条件相同时,温度越高,浓度越大,反应速率越快实验装置示意图如下图所示:
做实验记录时,记录的项目应包括所用试剂、收集气体的体积(量筒中水的体积)、收集气体所用的时间。确定实验室制备氢气的最佳条件(实验结论)时,要以生成氢气的化学反应速率适中为依据。
解析:
16.答案:(1)1 ;其他条件相同的情况下,反应物浓度越大,化学反应速率越快
(2)在酸性条件下不稳定,迅速分解产生和
(3)增强
(4)越快
(5)还原
解析:(1)由表中数据可知,实验①和②是探究浓度对反应速率影响,溶液的总体积也必须相同,溶液总体积为2mL+4mL=6mL;则6mL-2mL-3mL=1mL;
若实验测得,则可以得出结论是:其他条件相同的情况下,反应物浓度越大,化学反应速率越快;
(2)结合查阅的资料信息及氧化还原反应的原理,预测“青色”溶液中有色离子是而不是,理由是在酸性条件下不稳定,迅速分解产生和;
(3)对于化学平衡:,减小溶液中浓度,化学平衡向逆反应方向移动,浓度增大。由于具有强的氧化性,则浓度增大会导致溶液的氧化性增强;
(4)据此推测的浓度越大,反应速率越快;
(5)上述实验涉及的反应中,体现了草酸的酸性和还原性;化学反应可能是分阶段进行的,草酸浓度的改变对不同阶段反应速率的影响可能不同。
17.答案:(1)C;因反应放热,温度升高,反应速率增大
(2);10%;否;>
解析:
18.答案:(1)检查装置气密性
(2)溶液浓度;20;9保持稀硫酸浓度不变
(3)实验Ⅲ最先产生沉淀
解析:
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