2020版高考化学新探究大一轮精讲鲁科版检测：第7章6第3节化学反应速率工业合成氨含解析

[课后达标检测]
一、选择题
1．(2016·高考北京卷)下列食品添加剂中，其使用目的与反应速率有关的是( ) A ．抗氧化剂 B ．调味剂 C ．着色剂
D ．增稠剂
解析：选A 。

相对于食品，抗氧化剂可以更快地被氧气氧化，从而降低了包装袋中氧气的浓度，减缓食品被氧化的速率。

2．(2019·哈师大附中月考)一定条件下，向2 L 密闭容器中加入2 mol N 2和10 mol H 2，发生反应：N 2(g)＋3H 2(g)
2NH 3(g)，2 min 时测得剩余N 2为1 mol ，下列化学反应速率表示不正确的是( )
A ．v (N 2)＝0.25 mol·L －
1·min －
1 B ．v (H 2)＝0.75 mol·L －
1·min －
1
C ．v (NH 3)＝1 mol·L －
1·min －
1
D ．v (NH 3)＝0.5 mol·L －
1·min －
1
解析：选C 。

一定条件下，向2 L 密闭容器中加入2 mol N 2和10 mol H 2，2 min 时测得剩余N 2为1 mol ，故2 min 内以N 2表示的反应速率v (N 2)＝Δc (N 2)Δt ＝(2－1) mol
2 L 2 min ＝0.25 mol·L －1·min －
1，A 项正确；由于同一反应
中各物质反应速率之比等于各物质化学计量数之比，故v (H 2)＝3v (N 2)＝3×0.25 mol·L －
1·min －
1＝0.75 mol·L
－
1
·min －
1，B 项正确；v (NH 3)＝2v (N 2)＝2×0.25 mol·L －
1·min －
1＝0.5 mol·L －
1·min －
1，C 项错误、D 项正确。

3．合成氨时，既要使合成氨的产率增大，又要使反应速率加快，可采取的办法是( ) ①减压 ②加压 ③升温 ④降温 ⑤补充N 2或H 2 ⑥加催化剂 ⑦减小N 2或H 2的量 A ．③④⑤⑦ B ．②⑤⑥ C ．②⑤
D ．②③⑥⑦
解析：选C 。

合成氨反应N 2(g)＋3H 2(g)
2NH 3(g) ΔH ＜0的特点为正反应放热且反应前后气体分子数
减小，要使平衡向正反应方向移动且反应速率加快，应选C 。

4．对于化学反应：3W(g)＋2X(g)===4Y(g)＋3Z(g)，下列化学反应速率关系中，正确的是( ) A ．v (W)＝3v (Z) B ．2v (X)＝3v (Z) C ．2v (X)＝v (Y)
D ．3v (W)＝2v (X)
解析：选C 。

对于任一化学反应，用不同的物质表示该反应的速率，其数值之比等于其化学计量数之比，v (W)∶v (X)∶v (Y)∶v (Z)＝3∶2∶4∶3。

v (W)＝v (Z)，A 错误；3v (X)＝2v (Z)，B 错误；2v (X)＝v (Y)，C 正确；2v (W)＝3v (X)，D 错误。

5．为探究锌与稀硫酸的反应速率[以v (H 2)表示]，向反应混合液中加入某些物质，下列判断正确的是( ) A ．加入NH 4HSO 4固体，v (H 2)不变 B ．加入少量水，v (H 2)减小
C ．加入CH 3COONa 固体，v (H 2)不变
D ．滴加少量CuSO 4溶液，v (H 2)减小
解析：选B 。

A 项，加入的NH 4HSO 4固体溶于水发生电离：NH 4HSO 4===NH ＋
4＋H ＋
＋SO 2－
4，使溶液中c (H
＋
)增大，v (H 2)增大；C 项，加入CH 3COONa 固体，发生反应：CH 3COO －＋H
＋
CH 3COOH ，c (H ＋
)减小，v (H 2)
减小；D 项，滴加少量CuSO 4溶液，发生反应：Cu 2＋
＋Zn===Cu ＋Zn 2＋
，生成的Cu 与Zn 、稀H 2SO 4形成以Zn 为负极、Cu 为正极、稀H 2SO 4为电解质溶液的原电池，加快了反应速率，使v (H 2)增大。

6．(2019·江西五校一模)H 2与ICl 的反应分①②两步进行，且两步都为可逆反应，其能量曲线如图所示，下列有关说法错误的是( )
①H 2＋ICl HI ＋HCl 慢反应 ②HI ＋ICl
I 2＋HCl 快反应
A ．反应①、反应②均为放热反应
B ．降低温度有利于提高HCl 的产率
C ．总反应速率的快慢主要由反应①决定
D ．H 2(g)＋2ICl(g)
I 2(g)＋2HCl(g) ΔH ＝－218 kJ·mol －
1，加入催化剂可使该反应的焓变增大
解析：选D 。

根据题图可知，反应①和反应②中反应物总能量都大于生成物总能量，则反应①、反应②均为放热反应，A 正确；反应①、反应②和总反应都是放热反应，降低温度，平衡正向移动，B 正确；慢反应决定总反应速率，则总反应速率的快慢主要由反应①决定，C 正确；加入催化剂可改变反应的活化能，但不能改变焓变，D 错误。

7．可逆反应：m A(g)
n B(g)＋p C(s) ΔH ＝Q ，温度和压强的变化对正、逆反应速率的影响分别符合下
图中的两个图像，以下叙述正确的是( )
A ．m >n ，Q >0
B ．m >n ＋p ，Q >0
C ．m >n ，Q <0
D ．m <n ＋p ，Q <0
解析：选C 。

由图像可知，温度升高，v 正、v 逆都增大，且v 逆>v 正，平衡向逆反应方向移动，逆反应为吸热反应；压强增大，v 正、v 逆都增大，且v 正>v 逆，平衡向正反应方向移动，正反应为气体体积减小的反应，C 正确。

8．某探究小组利用丙酮的溴代反应(CH 3COCH 3＋Br 2――→HCl
CH 3COCH 2Br ＋HBr)来研究反应物浓度与反应速
率的关系，反应速率v (Br 2)通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定。

在一定温度下，获得如下实验数据：
A ．增大c (CH 3COCH 3)，v (Br 2)增大
B ．实验②和③的v (Br 2)相等
C ．增大c (HCl)，v (Br 2)增大
D ．增大c (Br 2)，v (Br 2)增大
解析：选D 。

A 项，比较实验①和②可知，增大c (CH 3COCH 3)，反应时间变少，v (Br 2)增大。

B 项，实验②和③反应时间相同，起始Br 2的浓度相同，则v (Br 2)相等。

C 项，比较实验①和③可知，增大c (HCl)时，反应时间缩短，v (Br 2)增大。

D 项，比较实验①和④可知，增大c (Br 2)时，v (Br 2)减小，故选D 。

9．(2019·长沙一模)一定条件下，在体积为2 L 的密闭容器中，3 mol X 和3 mol Y 发生反应：3X(g)＋Y(g)
2Z(g) ΔH >0，经60 s 达到平衡，生成0.4 mol Z 。

下列说法正确的是( ) A ．60 s
内反应速率为v (X)＝0.05 mol·L －
1·s －
1
B ．其他条件不变，升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小
C ．其他条件不变，若初始投入2 mol X 和2 mol Y ，则物质Y 的转化率减小
D ．其他条件不变，将容器体积变为4 L ，Z 的平衡浓度变为原来的一半
解析：选C 。

60 s 内反应速率为v (X)＝32v (Z)＝32×0.4 mol 2 L ×60 s ＝0.005 mol·L －1·s －1，A 项错误；其他条件不
变，升高温度，正、逆反应速率均增大，B 项错误；其他条件不变，若初始投入2 mol X 和2 mol Y ，相当于减小反应体系的压强，平衡向逆反应方向移动，则物质Y 的转化率减小，C 项正确；其他条件不变，将容器体积变为4 L ，相当于减小反应体系的压强，平衡向逆反应方向移动，Z 的平衡浓度小于原来的一半，D 项错误。

二、非选择题
10．(2019·沧州高三质检)向某密闭容器中加入0.15 mol ·L －
1A 、0.05 mol·L －
1C 和一定量的B 三种气体。

一
定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如图甲所示[t 0～t 1时c (B)未画出，t 1时增大到0.05 mol·L －
1]。

图乙为t 2时刻后改变反应条件，平衡体系中正、逆反应速率随时间变化的情况。

(1)若t 4时改变的条件为减小压强，则B 的起始物质的量浓度为________mol·L －
1。

(2)若t 5时改变的条件是升温，此时v (正)>v (逆)，若A 的物质的量减少0.03 mol 时，容器与外界的热交换总
量为a kJ，写出反应的热化学方程式：________________________。

(3)t3时改变的某一反应条件可能是________(选填序号)。

a．使用催化剂
b．增大压强
c．增大反应物浓度
(4)在恒温恒压下通入惰性气体，v(正)___________v(逆) (填“>”“＝”或“<”)。

解析：(1)t4时，减小压强，v(正)、v(逆)以同等倍数减小，说明反应前后气体分子数相等，由A、C浓度变化曲线知，到t1时，A、C的浓度变化量分别为
Δc(A)＝0.15 mol·L－1－0.06 mol·L－1＝0.09 mol·L－1，
Δc(C)＝0.11 mol·L－1－0.05 mol·L－1＝0.06 mol·L－1，
即A、C的化学计量数之比为0.09∶0.06＝3∶2，
故反应方程式为3A(g)2C(g)＋B(g)，
则B的起始浓度为0.05 mol·L－1－0.03 mol·L－1＝0.02 mol·L－1。

(2)因升温且v(正)>v(逆)，平衡正向进行，故此反应为吸热反应，其热化学方程式为3A(g)2C(g)＋B(g)ΔH＝100a kJ·mol－1。

(3)图乙中t3时刻v(正)、v(逆)以同等倍数增大，故改变的条件应是增大压强或加入催化剂。

(4)在恒温恒压下充入惰性气体，各组分浓度以相同倍数减小，相当于减压，因本反应为等气体体积反应，平衡不移动，v(正)＝v(逆)。

答案：(1)0.02
(2)3A(g)2C(g)＋B(g)ΔH＝100a kJ·mol－1
(3)ab(4)＝
11．(2019·西安二检)已知：CH2CH3(g)催化剂CH===CH2(g)＋H2(g)ΔH＝124 kJ·mol－1。

若反应体系达到平衡后，各物质的浓度在不同条件下(只改变一种条件)的变化状况如图所示(第10 min到14 min的CH2CH3浓度变化曲线未表示出)：
(1)第2 min反应温度T(2)与第8 min反应温度T(8)的高低：T(2)________(填“<”“>”或“＝”)T(8)；第10 min 时反应改变的条件是__________________________。

(2)比较产物苯乙烯在2～3 min、5～6 min时平均反应速率[平均反应速率分别以v(2～3)、v(5～6)表示]的大小__________________________________________________________。

(3)反应物乙苯在5～6 min和15～16 min时平均反应速率的大小：v(5～6)大于v(15～16)，原因是
______________________________________________________________________。

解析：(1)由题图看出，4 min 时各物质浓度不变，4 min 后平衡正向移动，8 min 时达到平衡，则4 min 时改变的条件应为升高温度，故T (2)<T (8)。

第10 min 时苯乙烯的浓度瞬时减小，而另一种生成物H 2的浓度却瞬时不变，随后逐渐增大，说明改变的条件为移出部分苯乙烯(或减小苯乙烯的浓度)。

(2)该反应体系在2～3 min 时处于平衡状态，而在4 min 时升高温度，所以5～6 min 时苯乙烯的反应速率增大，故v (2～3)<v (5～6)。

(3)5～6 min 和15～16 min 温度相同，在相同温度时，该反应的反应物浓度越大，反应速率越大，15～16 min 时各组分的浓度均小，故5～6 min 反应速率大于15～16 min 反应速率。

答案：(1)< 减小CH===CH 2的浓度 (2)v (5～6)>v (2～3)
(3)温度相同，反应物浓度5～6 min 大，化学反应速率大
12．大气中的部分碘源于O 3对海水中I －
的氧化。

某科学小组进行O 3与含I －
溶液反应相关研究。

(1)O 3将I －
氧化生成I 2的过程由三步反应组成： ①I －
(aq)＋O 3(g)===IO －
(aq)＋O 2(g) ΔH 1 ②IO －
(aq)＋H ＋
(aq)
HOI(aq) ΔH 2
③HOI(aq)＋I －
(aq)＋H ＋
(aq)
I 2(aq)＋H 2O(l) ΔH 3
用热化学方程式表示O 3氧化I －
生成I 2的反应：_______________________________。

(2)O 3在水中易分解，在一定条件下，O 3的浓度减少一半时所需的时间(t )如下表所示。

已知：O 3的起始浓度为0.021 6 mol·L －
1。

①在30 ℃、pH ＝4.0条件下，O 3的分解速率为________mol·L －
1·min －
1。

②增大pH 能加速O 3分解，表明对O 3分解起催化作用的是________。

③根据表中数据，推测O 3在下列条件下分解速率依次增大的顺序为________(填字母代号)。

a ．40 ℃、pH ＝3.0 b ．10 ℃、pH ＝4.0 c ．30 ℃、pH ＝7.0
解析：(1)将所给的三个反应相加，即①＋②＋③可得总反应：2I －
(aq)＋O 3(g)＋2H ＋
(aq)===I 2(aq)＋O 2(g)＋H 2O(l) ΔH ＝ΔH 1＋ΔH 2＋ΔH 3。

(2)①v ＝Δc Δt ＝0.010 8 mol·L －
1108 min
＝1.00×10－4 mol ·L －1·min －
1；
②增大pH ，则OH －
浓度增大，能加速O 3分解，表明对O 3分解起催化作用的是OH －
；
③由表中数据可知，40 ℃、pH ＝3.0时，所需时间在31～158 min 之间；10 ℃、pH ＝4.0时，所需时间>231 min ；30 ℃、pH ＝7.0时，所需时间<15 min ，则O 3分解速率依次增大的顺序为bac 。

答案：(1)O 3(g)＋2I －
(aq)＋2H ＋
(aq)===I 2(aq)＋H 2O(l)＋O 2(g) ΔH ＝ΔH 1＋ΔH 2＋ΔH 3 (2)①1.00×10－
4 ②OH －
③bac
13．(2018·高考全国卷Ⅲ)三氯氢硅(SiHCl 3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。

对于反应2SiHCl 3(g)===SiH 2Cl 2(g)＋SiCl 4(g)，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323 K 和343 K 时SiHCl 3的转化率随时间变化的结果如图所示。

比较a 、b 处反应速率大小：v a ________v b (填“大于”“小于”或“等于”)。

反应速率v ＝v 正－v 逆＝k 正
x 2SiHCl3－k
逆
x SiH2Cl2x SiCl4，k 正、k 逆分别为正、逆向反应速率常数，x 为物质的量分数，计算a 处的
v 正
v 逆
＝________(保留一位小数)。

解析：温度越高，反应速率越大，a 点所在曲线对应的温度高于b 点所在曲线对应的温度，所以a 点反应速率大于b 点反应速率。

a 点所在曲线达到平衡时，v 正＝v 逆，即k 正x 2SiHCl 3＝k 逆x SiH2Cl2x SiCl4，从题图上可知a 点所在曲线平衡时SiHCl 3的转化率为22%，设投入SiHCl 3 y mol ，则根据三段式法得
2SiHCl 3(g)===SiH 2Cl 2(g)＋SiCl 4(g) 开始/mol y 0 0
转化/mol 0.22y 0.11y 0.11y 平衡/mol 0.78y 0.11y 0.11y
代入k 正x 2
SiHCl3＝k 逆x SiH2Cl2x SiCl4得，k 正0.782
＝k 逆0.112
，k 正k 逆＝0.112
0.78
2 ①
在a 处SiHCl 3的转化率为20%，根据三段式法得 2SiHCl 3(g)===SiH 2Cl 2(g)＋SiCl 4(g) 开始/mol y 0 0 转化/mol 0.2y 0.1y 0.1y a 处/mol 0.8y 0.1y 0.1y
则v 正v 逆＝k 正x 2SiHCl3k 逆x SiH2Cl2x SiCl4＝k 正k 逆×0.820.12，将①代入计算得出v 正v 逆＝1.3。

答案：大于 1.3。