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2021高考化学一轮复习 课时作业22 化学反应速率鲁科版

2021高考化学一轮复习 课时作业22 化学反应速率鲁科版

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- 11 -

化学反应速率
(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)
1．已知：4NH3＋5O2===4NO＋6H2O，若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)[单位为mol/(L·min)]表示，则正确的关系是(　　)
A.v(NH3)＝v(O2)　　　 B.v(O2)＝v(H2O)
C.v(NH3)＝v(H2O) D．v(O2)＝v(NO)
D
2．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)＝0.45 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
下列有关反应速率的比较中正确的是(　　)
A．④>③＝②>① B．①>④>②＝③
C．①>②>③>④ D．④>③>②>①
B　[可用比值法进行反应速率大小比较，＝0.45 mol·L－1·s－1；＝＝
0．2 mol·L－1·s－1；＝＝
0．2 mol·L－1·s－1；＝＝
0．225 mol·L－1·s－1，故①>④>②＝③，B项正确。]
3．将固体NH4Br置于密闭容器中，在某温度下，发生下列可逆反应：NH4Br(s)⇌NH3(g)＋HBr(g)，2HBr(g)⇌Br2(g)＋H2(g), 2 min后，测得c(H2)＝0.5 mol·L－1，c(HBr)＝4 mol·L－1，若上述反应速率用v(NH3)表示，下列反应速率正确的是(　　)
A．0.5 mol·L－1·min－1 B．2.5 mol·L－1·min－1
C．2 mol·L－1·min－1 D．5 mol·L－1·min－1
B　[对于2HBr(g)⇌Br2(g)＋H2(g)，Δc(H2)＝0.5 mol·L－1，则Δc(HBr)＝2Δc(H2)＝2×0.5 mol·L－1＝1 mol·L－1，则该可逆反应起始时c(HBr)＝4 mol·L－1＋1 mol·L－1＝5 mol·L－1；由NH4Br(s)⇌NH3(g)＋HBr(g)可知，NH3的平衡浓度应与HBr分解反应的起始浓度相等，即c(NH3)＝5 mol·L－1，v(NH3)＝＝
2．5 mol·L－1·min－1。]
4．2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g)　ΔH＝－198 kJ·mol－1，在V2O5存在时，该反应的机理为：V2O5＋SO2===2VO2＋SO3(快)，4VO2＋O2===2V2O5(慢)。
下列说法中正确的是 (　　)
A．反应速率主要取决于V2O5的质量
B．VO2是该反应的催化剂
C．逆反应的活化能大于198 kJ·mol－1
D．增大SO2的浓度可显著提高反应速率
C　[由反应机理可知，V2O5是该反应的催化剂，反应速率与催化剂V2O5的质量有一定关系，但主要取决于催化剂V2O5的表面积，A、B项错误；ΔH＝正反应的活化能－逆反应的活化能＝－198 kJ·mol－1，所以逆反应的活化能大于198 kJ·mol－1，C项正确；使用催化剂可以显著提高反应速率，增大SO2的浓度可以提高反应速率(不是显著提高)，D项错误。]
5．(2019·安徽安庆一中期中)“活化分子”是衡量化学反应速率快慢的重要依据，下列说法中不正确的是(　　)
A．活化分子之间的碰撞一定是有效碰撞
B．增大反应物的浓度，可使单位体积内的活化分子增多，反应速率加快
C．对于有气体参加的反应，通过压缩容器增大压强，可使单位体积内的活化分子增多，反应速率加快
D．催化剂能降低反应的活化能，使单位体积内的活化分子百分数增加
A　[活化分子之间的碰撞必须有合适的取向才能引发化学反应，才是有效碰撞，A错误；增大反应物的浓度，活化分子的浓度增大，使单位体积内的活化分子增多，反应速率加快，B正确；对于有气体参加的反应，通过压缩容器增大压强，气体的浓度增大，单位体积内的活化分子增多，反应速率加快，C正确；加入催化剂，反应的活化能降低，活化分子增多，单位体积内的活化分子百分数增加，反应速率加快，D正确。]
6．(2019·四川成都实验中学模拟)下列有关反应速率的说法正确的是 (　　)
A．氢气与氮气能够缓慢反应生成氨，使用合适催化剂可以提高反应速率
B．等质量的锌粉和锌片与相同体积、相同浓度的盐酸反应，反应速率相等
C．用铁片与硫酸制备氢气时，使用浓硫酸可以加快产生氢气的速率
D．二氧化硫催化氧化反应的ΔH<0，所以升高温度，反应速率减小
A　[催化剂能加快化学反应速率，A项正确；质量相同时，锌粉与盐酸的接触面积大，反应速率快，B项错误；常温下铁遇浓硫酸钝化，C项错误；升高温度，活化分子的百分数增大，分子间的碰撞频率提高，分子间有效碰撞的几率提高，反应速率增大，D项错误。]
7．下表为某学生进行的两组实验：
反应物
Na2S2O3溶液
H2SO4溶液
水

甲
0.1 mol·L－1
10 mL
0.1 mol·L－1
10 mL
5 mL
乙
0.2 mol·L－1
5 mL
0.2 mol·L－1
5 mL
20 mL
若其他条件均相同，上述两组实验中，对应反应的反应速率关系为(　　)
A．甲>乙 B．甲<乙
C．甲＝乙 D．无法判断
A　[甲组溶液的总体积是25 mL，混合溶液中，甲组反应物的浓度c(Na2S2O3)＝c(H2SO4)＝＝0.04 mol·L－1；乙组溶液的总体积是30 mL，混合溶液中，乙组反应物的浓度c(Na2S2O3)＝c(H2SO4)＝≈0.033 mol·L－1。由于甲组中反应物的浓度较大，故在其他条件相同时，其反应速率较大，即甲组的反应速率大于乙组的反应速率，A项正确。]
8．(2019·河北廊坊省级示范校联考)等质量的碳酸钙与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，反应速率由快到慢的顺序是(　　)
组别
c(HCl)/(mol·L－1)
温度/℃
固体状态
a
1.0
20
块状
b
1.0
30
块状
c
1.5
40
粉末
d
1.5
30
粉末
A.c>d>b>a B．c＝d>a＝b
C．c>d＝b>a D．a>b>d>c
A　[CaCO3与盐酸发生的反应为CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O，温度越高、c(HCl)越大、固体表面积越大(粉末)，反应速率越快，故反应速率大小顺序：c>d>b>a，A项正确。]
9．(2019·河北九校联考)过渡态理论认为：化学反应不是通过反应物分子的简单碰撞完成的。在反应物分子生成产物分子的过程中，首先生成一种高能量的活化配合物，高能量的活化配合物再进一步转化为产物分子。按照过渡态理论，NO2(g)＋CO(g)===CO2(g)＋NO(g)的反应历程如下：

下列有关说法正确的是 (　　)
A．第二步活化配合物之间的碰撞一定是有效碰撞
B．活化配合物的能量越高，第一步的反应速率越快
C．第一步反应需要吸收能量
D．该反应的反应速率主要取决于第二步反应
C　[活化配合物取向适当才是有效碰撞，A项错误；活化配合物能量越高，第一步反应速率越慢，B项错误；反应物需要吸收能量形成高能量的活化配合物，C项正确；该反应的反应速率主要取决于慢反应，即取决于第一步反应，D项错误。]
10．(2019·河南郑州一测)某兴趣小组将表中所给混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，以研究硫酸铜的浓度对稀硫酸与锌反应生成氢气速率的影响。下列判断错误的是 (　　)
　　　　　　实验组别
混合溶液　　　　　　
1
2
3
4
5
6
4 mol·L－1H2SO4溶液/mL
30
V1
V2
V3
V4
V5
饱和CuSO4溶液/mL
0
0.5
2.5
5
V6
20
H2O/mL
V7
V8
V9
V10
10
0
A.V1＝30，V6＝10，V7＝20
B．本实验利用了控制变量思想，变量为铜离子浓度
C．反应一段时间后，实验1中的金属呈灰白色，实验6中的金属呈现红色
D．该小组的实验结论是硫酸铜的浓度与生成氢气的速率成正比
D　[本实验利用控制变量思想，通过改变铜离子浓度，来研究硫酸铜的浓度对反应速率的影响，B项正确；要研究硫酸铜的浓度对反应速率的影响，则每组硫酸的量要保持相同，6组实验溶液的总体积也应该相同，根据实验1和实验6的数据，可知V1＝30，V6＝10，V7＝20，A项正确；反应一段时间后，实验1中的金属为Zn，呈灰白色，实验6中的金属为Cu，呈红色，C项正确；硫酸铜的浓度较小时，锌与置换出的铜形成原电池，化学反应速率加快，硫酸铜的浓度较大时，锌与硫酸铜反应生成的铜会附着在锌上，阻碍锌与硫酸反应，氢气生成速率下降，故硫酸铜的浓度与生成氢气的速率不成正比，D项错误。]
11．(2019·山东八校联考)I－可以作为水溶液中的SO2歧化反应的催化剂，可能的催化过程如下：
ⅰ.SO2＋4I－＋4H＋===S↓＋2I2＋2H2O
ⅱ.I2＋2H2O＋SO2===SO＋4H＋＋2I－
为探究ⅰ、ⅱ反应速率与SO2歧化反应速率的关系，实验如下：分别将18 mL SO2饱和溶液加入到2 mL下列试剂中，密闭放置，观察现象。(已知：I2易溶解在KI溶液中)
序号
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
试剂
组成
0.4 mol·L－1KI
a mol·L－1KI、
0．2 mol·L－1
H2SO4
0.2 mol·L－1
H2SO4
0.2 mol·L－1
KI、0.000 2 mol
I2
实验
现象
溶液变黄，一段时间后出现浑浊
溶液变黄，出现浑浊较Ⅰ快
无明显现象
溶液由棕褐色很快褪色，变成黄色，出现浑浊较Ⅰ快
下列说法不正确的是 (　　)
A．水溶液中SO2歧化反应的化学方程式为3SO2＋2H2O===2H2SO4＋S↓
B．Ⅱ是Ⅰ的对比实验，则a＝0.4
C．比较Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，可得出的结论是：I－是SO2歧化反应的催化剂，H＋单独存在时不具有催化作用，但H＋可以加快SO2歧化反应的速率
D．实验表明，SO2歧化反应的速率Ⅳ>Ⅰ，原因是反应ⅰ比反应ⅱ快；Ⅳ中由反应ⅱ产生的H＋使反应ⅰ加快
D　[根据题中催化过程，可得水溶液中SO2歧化反应的化学方程式为3SO2＋2H2O===2H2SO4＋S↓，A项正确；Ⅱ是Ⅰ的对比实验，采用控制变量法，Ⅱ比Ⅰ多加了0.2 mol·L－1H2SO4，Ⅰ与Ⅱ中KI浓度应相等，则a＝0.4，B项正确；对比Ⅰ与Ⅱ，加入H＋可以加快SO2歧化反应的速率，对比Ⅱ与Ⅲ，H＋单独存在时不能催化SO2的歧化反应，I－是SO2歧化反应的催化剂，C项正确；Ⅳ中“溶液由棕褐色很快褪色，变成黄色，出现浑浊较Ⅰ快”，说明SO2歧化反应速率Ⅳ>Ⅰ，对比Ⅳ和Ⅰ，Ⅳ中加入的KI的浓度小且加入了I2，反应ⅰ消耗H＋和I－，反应ⅱ消耗I2，由此说明反应ⅱ比反应ⅰ快，反应ⅱ产生的H＋使反应ⅰ加快，D项错误。]
12．(2019·江西赣州五校考试)将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的恒容密闭容器中混合，并在一定条件下发生如下反应：2A(g)＋B(g)⇌2C(g)。若经2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L－1，现有下列几种说法：
①用物质A表示的反应的平均速率为0.3 mol·L－1·s－1
②用物质B表示的反应的平均速率为0.6 mol·L－1·s－1
③2 s时物质A的转化率为70%
④2 s时物质B的浓度为0.7 mol·L－1
其中正确的是(　　)
A．①③ B．①④
C．②③ D．③④
B　[用物质C表示的反应的平均速率为0.3 mol·L－1·s－1，根据反应速率之比等于化学计量数之比，用物质A表示的反应的平均速率为0.3 mol·L－1·s－1，①正确；用物质B表示的反应的平均速率为0.15 mol·L－1·s－1，②错误；2 s时生成的C为1.2 mol，反应的A为1.2 mol，则物质A的转化率为×100%＝30%，③错误；2 s时物质B的浓度为(2－0.6)mol/2 L＝0.7 mol·L－1，④正确。]
13．(2019·河南平顶山六校联盟联考)某实验小组以H2O2分解为例，研究浓度、催化剂、溶液的酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下方案完成实验。
编号
反应物
催化剂
Ⅰ
10 mL 2% H2O2溶液＋1 mL水
无
Ⅱ
10 mL 5% H2O2溶液＋1 mL水
无
Ⅲ
10 mL 5% H2O2溶液
1 mL 0.1 mol·L－1FeCl3溶液
Ⅳ
10 mL 5% H2O2溶液＋少量HCl溶液
1 mL 0.1 mol·L－1FeCl3溶液
Ⅴ
10 mL 5% H2O2溶液＋少量NaOH溶液
1 mL 0.1 mol·L－1FeCl3溶液
(1)实验Ⅰ和实验Ⅱ的目的是
________________________________________________________________________。
(2)写出实验Ⅲ中发生反应的化学方程式：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的起始反应速率由大到小的顺序为________(用实验编号表示)。
(4)实验Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ中，测得生成氧气的体积(折算成标准状况)随时间变化的关系如图所示。

①分析图示能够得出的结论是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②实验Ⅲ在t1～t2时间内，以H2O2表示的反应速率为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：　(1)实验Ⅰ和Ⅱ均未使用催化剂，混合液的总体积均为11 mL，c(H2O2)不同，则实验目的是探究反应物浓度对反应速率的影响。
(2)实验Ⅲ为H2O2在FeCl3催化作用下分解生成H2O和O2的反应，据此写出化学方程式。
(3)实验Ⅰ中，c(H2O2)最小且未使用催化剂，则实验Ⅰ中起始反应速率最小；实验Ⅱ和Ⅲ中c(H2O2)相同，实验Ⅲ中加入FeCl3溶液，则实验Ⅲ的起始反应速率大于实验Ⅱ，故反应速率的大小顺序为Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ。
(4)①与实验Ⅲ相比，实验Ⅳ加入少量HCl溶液，实验Ⅴ加入少量NaOH溶液，其他实验条件均相同，由题图可知，反应速率：Ⅴ>Ⅲ>Ⅳ，据此得出结论：碱性环境能加快H2O2分解的速率，酸性环境能减慢H2O2分解的速率。
②实验Ⅲ在t1～t2时间内，生成标准状况下O2的体积为(b－a)mL，则有n(O2)＝mol，反应中消耗H2O2的物质的量n(H2O2)＝2n(O2)＝mol，溶液的总体积为11 mL，故以H2O2表示的反应速率v(H2O2)＝mol·L－1·s－1＝mol·L－1·s－1。
答案：　(1)探究反应物浓度对反应速率的影响
(2)2H2O22H2O＋O2↑　(3)Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ
(4)①碱性环境能加快H2O2分解的速率，酸性环境能减慢H2O2分解的速率
②mol·L－1·s－1
14．在一定温度下，将2 mol A和2 mol B两种气体混合于2 L密闭容器中，发生反应：3A(g)＋2B(g)⇌xC(g)＋2D(g)　ΔH<0,2 min末反应达到平衡状态，生成了0.8 mol D，并测得C的浓度为0.2 mol·L－1。由此推断：
(1)x值等于________。
(2)由于条件改变而引起反应速率和化学平衡的变化情况，a～b过程中改变的条件可能是________；b～c过程中改变的条件可能是________；若增大压强时，请把反应速率变化情况画在下图中的c～d处[标明v(正)和v(逆)]。

解析：　(1)
　　　　　　　　3A(g)＋2B(g)⇌xC(g)＋2D(g)
c(始)/(mol·L－1) 1 1 0 0
c(变)/(mol·L－1) 0.6 0.4 0.2 0.4
c(2 min)/(mol·L－1) 0.4 0.6 0.2 0.4
Δc(C)∶Δc(D)＝0.2∶0.4＝x∶2，整理得x＝1。
(2)已知反应是正向气体体积减小的放热反应。根据速率—时间图像，a～b过程中，正、逆反应速率均增大且逆反应速率增大的程度更大，因此改变的条件是升高温度。b～c过程中，b点正反应速率不变然后逐渐减小，逆反应速率突然减小然后逐渐增大，改变的条件可能是减小生成物的浓度。若增大压强，正、逆反应速率均增大且正、逆反应速率发生“突变”，且正反应速率增大的程度更大。
答案：　(1)1　(2)升高温度　减小生成物浓度

15．F.Daniels 等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25 ℃时N2O5(g)分解反应：
2N2O5(g)―→4NO2(g)＋O2(g)
　　　　　　⇌
　　　　　2N2O4(g)
其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示[t＝∞时，N2O5(g)完全分解]：
t/min
0
40
80
160
260
1 300
1 700
∞
p/kPa
35.8
40.3
42.5
45.9
49.2
61.2
62.3
63.1
研究表明，N2O5(g)分解的反应速率v＝2×10－3×pN2O5(kPa·min－1)。t＝62 min时，测得体系中pO2＝2.9 kPa，则此时的pN2O5＝________kPa，v＝________kPa·min－1。
解析：　由方程式2N2O5(g)=== 4NO2(g)＋O2(g)可知，62 min时，pO2＝2.9 kPa，则减小的N2O5为5.8 kPa，此时pN2O5＝35.8 kPa－5.8 kPa＝30.0 kPa，则v(N2O5)＝2×10－3×30.0 kPa·min－1＝6.0×10－2 kPa·min－1。
答案：　30.0　6.0×10－2