2019高中化学 第二章 化学反应的方向、限度与速率 2.3 化学反应的速率精练(含解析)鲁科版选修4

化学反应的速率
A组
1.将气体A、B置于容积为2 L的密闭容器中,发生如下反应:4A(g)+B(g)2C(g),反应进行到4 s末,测得A为0.5 mol,B为0.4 mol,C为0.2 mol。

则用反应物A浓度的减少来表示该反应的速率应为( )
A.0.025 mol·L-1·s-1
B.0.05 mol·L-1·s-1
C.0.012 5 mol·L-1·s-1
D.0.1 mol·L-1·s-1
解析:用C表示的反应速率为=0.025mol·L-1·s-1,因为,故v(A)=0.05mol·L-1·s-1。

答案:B
2.已知4NH3+5O24NO+6H2O,若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)表示,则正确的关系式应该为( )
A.v(NH3)=v(O2)
B.v(O2)=v(H2O)
C.v(NH3)=v(H2O)
D.v(O2)=v(NO)
解析:4NH3+5O24NO+6H2O
v(NH3)∶v(O2)∶v(NO)∶v(H2O)=4∶5∶4∶6
A选项,v(NH3)∶v(O2)=4∶5⇒v(NH3)=v(O2),因此A不正确。

B选项,v(O2)∶v(H2O)=5∶6⇒v(O2)=v(H2O),因此B不正确。

C选项,v(NH3)∶v(H2O)=4∶6⇒v(NH3)=v(H2O),因此C不正确。

D选项,v(O2)∶v(NO)=5∶4⇒v(O2)=v(NO),因此D正确。

答案:D
3.在2A+B3C+4D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)=1 mol·L-1·s-1
解析:可将速率转化为用B表示的速率,然后比较大小即可。

A项:v(B)==0.25mol·L-1·s-1
C项:v(B)=≈0.27mol·L-1·s-1
D项:v(B)==0.25mol·L-1·s-1
B 项中速率最大。

答案:B
4.一定温度下,在2 L 的密闭容器中,X 、Y 、Z 三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示
:
下列描述正确的是( )
A.反应开始到10 s,用Z 表示的反应速率为0.158 mol·L -1
·s -1
B.反应开始到10 s,X 的物质的量浓度减少了0.79 mol·L -1
C.反应开始到10 s,Y 的转化率为79.0%
D.反应的化学方程式为X(g)+Y(g)Z(g)
解析:v (Z)=
=0.079mol·L -1
·s -1
,A 项错;反应开始到10s,X 物质的量浓度减少量为=0.395mol·L -1
,B 项错;10s 内Y 的转化率为
×100%=79.0%,C 项对;X 、Y 、
Z 三物质的系数比为(1.20-0.41)∶(1.00-0.21)∶1.58=1∶1∶2,故化学方程式为X(g)+Y(g)2Z(g),D 项错。

答案:C
5.2014年我国家用轿车的数量迅猛增长,由此带来了更为严重的汽车尾气污染。

已知汽车尾气无害化处理反应为2NO(g)+2CO(g)
N 2(g)+2CO 2(g)。

下列说法不正确的是( )
A.升高温度可使该反应的逆反应速率降低
B.使用高效催化剂可有效提高正反应速率
C.反应达到平衡后,NO 的反应速率保持恒定
D.单位时间内消耗CO 和CO 2的物质的量相等时,反应达到平衡
解析:升高温度、使用催化剂都会使化学反应速率升高,既包括正反应速率也包括逆反应速率,故A 选项错误,B 选项正确。

反应达到平衡后,正反应速率和逆反应速率相等,因此C 、D 选项都是正确的。

答案:A
6.已知Na 2S 2O 3+H 2SO 4
Na 2SO 4+SO 2↑+S↓+H 2O,下列各组实验中,反应速率最快的是( )
解析:本题主要比较温度和浓度对化学反应速率的影响。

溶液混合后总体积都相同,从温度方面判
断C、D的反应速率大于A、B的反应速率;从浓度方面判断,A、D的反应速率大于B、C的反应速率,所以反应速率最快的为D。

答案:D
7.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是制备硫酸的重要反应。

下列叙述正确的是( )
A.催化剂V2O5不改变该反应的逆反应速率
B.增大反应体系的压强,反应速率一定增大
C.该反应是放热反应,降低温度将缩短反应达到平衡的时间
D.在t1、t2时刻,SO3(g)的浓度分别是c1、c2,则时间间隔t1~t2内,SO3(g)生成的平均速率为v=
解析:催化剂可以同等程度地改变正、逆反应速率,A错;增大反应体系压强的方法有许多种,当向反应体系中充入无关气体时,压强增大,但反应速率不变,B错;降低温度减小反应速率,达到平衡的时
间增长,C错;反应速率就是用某一时间段内浓度的变化值除以反应时间,D对。

答案:D
8.可逆反应2X(g)+Y(s)2Z(g)在t1时刻达到平衡状态。

当增大平衡体系压强(减小容器容积)时,下列有关正、逆反应速率(v)随时间变化的图像正确的是( )
解析:因反应前后气态物质系数之和相等,则达到平衡状态后,增大平衡体系的压强,正、逆反应速
率仍相等,但由于压强增大,所以反应速率都增大。

看图分析选C。

答案:C
9.将等物质的量的A和B,混合于2 L的密闭容器中,发生如下反应:
3A(g)+B(g)x C(g)+2D(g)
5 min后测得c(D)=0.5 mol·L-1,c(A)∶c(B)=3∶5,C的反应速率是0.1 mol·L-1·min-1。

则:
(1)A在5 min末的浓度是。

(2)v(B)= 。

(3)x= 。

解析:5min末,n(D)=0.5mol·L-1×2L=1mol,反应的A为1.5mol,反应的B为0.5mol,生成C为mol,又由c(A)∶c(B)=3∶5,可求得反应开始时A、B均为3mol。

A在5min 末的浓度为=0.75mol·L-1
v (B)==0.05mol·L-1·min-1
mol=0.1mol·L-1·min-1×2L×5min,x=2
答案:(1)0.75 mol·L-1(2)0.05 mol·L-1·min-1(3)2
10.在500 ℃时,2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0的体系中,只改变下列条件,请把影响结果填入表中。

解析:增大反应物或生成物的浓度,正、逆反应速率均增大,减小反应物或生成物的浓度,反应速率均减小;压缩体积增大压强、升高温度、使用催化剂均会使反应速率增大。

答案:
B 组
1.在容积不变的密闭容器中存在如下反应:2SO 2(g)+O 2(g)
2SO 3(g) ΔH <0,某研究小组研究了
其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,下列分析正确的是( )
A.图Ⅰ表示的是t 0时刻增大O 2的物质的量浓度对反应速率的影响
B.图Ⅱ表示的是t 0时刻加入催化剂后对反应速率的影响
C.图Ⅲ表示的是催化剂对平衡的影响,且甲的催化效率比乙高
D.图Ⅲ表示的是压强对化学平衡的影响,且乙的压强较高
解析:若增大O 2的浓度,正反应速率突然变大,逆反应速率瞬间不变,随后逐渐变大,故A 项错误;加入催化剂,正、逆反应速率同等程度增大,v '(正)=v '(逆),故B 项正确;加入催化剂,正、逆反应速率同等程度增大,v (正)=v (逆),化学平衡不移动,SO 2的转化率不变,故C 项错误;乙达到平衡时所用时间短,则反应速率快,乙的压强较甲高,但增大压强平衡右移,SO 2的转化率增大,故D 项错误。

答案:B
2.如图所示,某刚性容器内有一活塞和弹簧,B为真空,A内已充入2 mol SO2和1 mol O2,在一定条件下发生可逆反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH1=-Q kJ·mol-1(Q>0),一段时间后活塞已保持静止,SO2的反应速率为v0。

再往A内迅速充入2 mol SO2和1 mol O2,当活塞再次保持静止时,SO2的反应速率为v,在此过程中,下列说法正确的是( )
A.活塞先下移,后上移到原静止位置,v>v0
B.活塞先下移,后上移但不到原静止位置,v>v0
C.活塞先下移,后上移到原静止位置,v=v0
D.活塞先下移,后上移但不到原静止位置,v=v0
解析:再往A内充入2molSO2和1molO2后,压强增大,先将弹簧压下,随着反应的进行,压强减小(平衡正向移动),弹簧又伸长,但最终压强比原来大,所以反应速率比原来大。

答案:B
3.一定温度下,在固定容积的密闭容器中发生下列反应:2HI(g)H2(g)+I2(g)。

若c(HI)由0.1 mol·L-1降到0.07 mol·L-1时,需要15 s,那么c(HI)由0.07 mol·L-1降到0.05 mol·L-1时,所需反应的时间为( )
A.等于5 s
B.等于10 s
C.大于10 s
D.小于10 s
解析:c(HI)从0.1mol·L-1降到0.07mol·L-1过程中:v(HI)==0.002mol·L-1·s-1。

假设v(HI)不变,则c(HI)从0.07mol·L-1降到0.05mol·L-1
时,Δt==10s。

但反应速率受浓度变化的影响,浓度越大,反应速率越快。

随着反应的进行c(HI)越来越小,反应速率越来越慢,所需反应时间大于10s。

答案:C
4.在一定温度时,N2与H2反应过程中能量变化的曲线如下图。

下列叙述正确的是( )
A.该反应的热化学方程式为N2+3H22NH3ΔH=-92 kJ·mol-1
B.b曲线是加入催化剂时的能量变化曲线
C.加入催化剂,该化学反应放热增多
D.加入催化剂可增大正反应速率,降低逆反应速率
解析:加入催化剂可以降低反应所需的活化能,根据图示可求ΔH,热化学方程式应标出反应物和生成物的状态,A错。

使用催化剂会同等程度地加快正、逆反应速率,但不能使平衡发生移动,也就不会影响反应释放的热量,C、D错。

答案:B
5.在化学反应中,只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞才可能发生化学反应,这些分子被称为活化分子。

使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能,其单位通常用kJ·mol-1表示。

请认真观察下图,然后回答问题。

(1)图中所示的反应是(填“吸热”或“放热”)反应,该反应(填“需要”或“不需要”)加热,该反应的ΔH= (用含E1、E2的代数式表示)。

(2)已知热化学方程式:H2(g)+O2(g)H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1,该反应的活化能为167.2 kJ·mol-1,则其逆反应的活化能为。

(3)对于同一反应,图中虚线(Ⅱ)与实线(Ⅰ)相比,活化能大大降低,活化分子百分数增多,反应速率加快,你认为最可能的原因是。

解析:(1)据图可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,是放热反应,反应热为ΔH=-(E1-
E2)kJ·mol-1;由于反应物的总能量低于活化分子的最低能量,因此反应需要加热。

(2)由图可知,在反应H2(g)+O2(g)H2O(g)
ΔH=-241.8kJ·mol-1中,活化分子的最低能量比反应物分子的能量高167.2kJ·mol-1,该反应是放热反应,反应物分子的能量又比生成物分子的能量高241.8kJ·mol-1,因此活化分子的最低能量比生成物分子的能量高(241.8+167.2)kJ·mol-1=409kJ·mol-1;逆反应是吸热反应,活化能高于原反应的活化能,应等于原反应中活化分子的最低能量与生成物分子的能量差,即409kJ·mol-1。

(3)加入催化剂,改变了反应历程,降低了反应的活化能。

答案:(1)放热需要-(E1-E2)kJ·mol-1
(2)409 kJ·mol-1
(3)使用了催化剂
6.在2 L密闭容器内,800 ℃时反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如下表:
时间/s 0 1 2 3 4 5
n(NO)/mol 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007 0.007
(1)写出该反应的平衡常数表达式:K= 。

已知:K300 ℃>K350 ℃,则该反应是热反应。

(2)上图中表示NO2变化曲线的是。

用O2表示从0~2 s内该反应的平均速率v= 。

(3)能说明该反应已达到平衡状态的是。

A.v(NO2)=2v(O2)
B.容器内压强保持不变
C.v逆(NO)=2v正(O2)
D.容器内密度保持不变
解析:(1)由300℃→350℃时,K值减小,说明升高温度平衡左移,逆反应为吸热反应,则正反应是放热反应。

(2)由平衡体系2NO(g)+O2(g)2NO2(g)知,NO2为生成物,在0s时,c(NO2)=0mol·L-1,随反应的进行,c(NO2)逐渐增大,当达到平衡时,[NO2]==0.0065mol·L-1,故表示NO2变化曲线的为b。

v(NO)==
=0.003mol·L-1·s-1,
则v(O2)=v(NO)=0.0015mol·L-1·s-1。

(3)A项中未指明正、逆反应速率,故无法说明该反应是否达到平衡状态;由于该反应是气态物质系数减小的反应,当容器内压强保持不变时,说明该反应已达到平衡状态,故B项正确;C项中已说明正、逆反应速率相等,故说明该反应已达到平衡状态;由于气体总质量不变,气体总体积也不变,因此,无论该反应是否达到平衡,容器内密度总保持不变,故D项无法说明该反应是否达到平衡状态。

答案:(1)放
(2)b0.001 5 mol·L-1·s-1
(3)BC。