2019届二轮复习 化学反应速率 作业（全国通用） 练习

化学反应速率

1.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

2.一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时,为了减缓反应速率且不影响生成H2的总量,可向盐酸中加入适量的(　　)

A.CaCO3(固) B.Na2SO4溶液

C.KNO3溶液 D.CuSO4(固)

3.实验室用Zn与稀硫酸反应来制取氢气,常加少量CuSO4来加快反应速率。为了研究CuSO4的量对H2生成速率的影响,某同学设计了下表中实验方案,将表中所给的试剂按一定体积混合后,分别加入四个盛有相同大小的Zn片(过量)的反应瓶(甲、乙、丙、丁)中,收集产生的气体,并记录收集相同体积的气体所需的时间。

下列说法正确的是(　　)

A.t1=t2=t3=t4 B.V4=V5=10

C.V6=7.5 D.V1<V2<V3<20

4.将0.6 mol A和0.5 mol B充入0.4 L密闭容器中发生反应2A(g)+B(g)mD(g)+E(g),经过5 min后达到化学平衡,此时测得D为0.2 mol。又知5 min内用E表示的平均反应速率为0.1 mol·L-1· min-1,下列结论正确的是(　　)

A.A、B均转化了20%

B.m值为1

C.5 min内用A表示的平均反应速率为0.1 mol·L-1· min-1

D.平衡时混合物总物质的量为1 mol

5.在一个容积固定为2 L的密闭容器中,发生反应:aA(g)+bB(g) pC(g)　ΔH=?反应情况记录如下表:

请仔细分析,根据表中数据,回答下列问题:

(1)第2 min到第4 min时间内A的平均反应速率v(A)=　　　mol·L-1·min-1。 

(2)由表中数据可知反应在第4 min到第6 min时处于平衡状态,若在第2 min、第6 min、第8 min时分别改变了某一反应条件,则改变的条件分别可能是:

①第2 min　　　　　　　　或　　　　　　　　; 

②第6 min　　　　　　　　　　　　　　　　; 

③第8 min　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)若从开始到第4 min建立平衡时反应放出的热量为235.92 kJ,则该反应的ΔH=　　　　　　　　。 

6.工业上有一种用CO2来生产甲醇燃料的方法:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH=-49.0 kJ·mol-1,将6 mol CO2和8 mol H2充入2 L的密闭容器中,测得H2的物质的量随时间变化如下图所示(实线)。图中a(1,6)表示在1 min时H2的物质的量是6 mol。

(1)a点正反应速率　　　　(填“大于”“等于”或“小于”)逆反应速率。 

(2)下列时间段平均反应速率最大的是　　　　。 

A.0~1 min B.1~3 min

C.3~8 min D.8~11 min

(3)仅改变某一实验条件再进行两次实验测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示。曲线Ⅰ对应的实验条件改变是　　　　　　,曲线Ⅱ对应的实验条件改变是　　　　　　　　　　;体积不变时再充入3 mol CO2和4 mol H2,H2O(g)的体积分数　　　　(填“增大”“不变”或“减小”)。 

7.(2017北京朝阳期中,15)温度为T1时,向容积为2 L 的密闭容器甲、乙中分别充入一定量的CO和H2O(g),发生反应:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)　 ΔH=-41 kJ/mol。相关数据如下:

(1)甲容器中,反应在0~t1 min 内的平均速率v(H2)=        mol/(L·min)。

(2)甲容器中,平衡时,反应放出的热量为　　　　　　kJ。 

(3)T1时,反应的平衡常数K甲=　　　　　。 

(4)乙容器中,a=　　　mol。 

(5)解释升高温度使CO2平衡浓度降低的原因:                  　。 

8.(2017北京海淀期中,13)在100 ℃时,将0.40 mol NO2气体充入2 L的密闭容器中,发生如下反应:2NO2(g) N2O4(g)　ΔH<0。监测反应获得如下数据:

下列说法正确的是(　　)

A.0~20 s内,v(NO2)=0.005 mol·L-1·s-1

B.59 s时,c(NO2)一定大于0.12 mol·L-1

C.若仅将起始时充入NO2的量增至0.80 mol,则该反应的平衡常数K>25/9

D.若上述反应在120 ℃时进行,则反应至80 s时,n(N2O4)<0.08 mol

9.用O2将HCl转化为Cl2,反应方程式为:4HCl(g)+O2(g) 2H2O(g)+2Cl2(g)　ΔH<0。一定条件下测得反应过程中n(Cl2)的实验数据如下。下列说法正确的是(　　)

A.0~2 min的反应速率小于4~6 min的反应速率

B.2~6 min用Cl2表示的反应速率为0.9 mol/(L·min)

C.增大压强可以提高HCl的转化率

D.平衡常数K(200 ℃)<K(400 ℃)

10.某温度下,反应2A(g)B(g)+C(g)的平衡常数为1,在容积为2 L的密闭容器中加入A(g)。20 s时测得各组分的物质的量如下表:

下列说法正确的是(　　)

A.反应前20 s的平均速率为v(A)=0.6 mol·L-1·s-1

B.20 s时,正反应速率等于逆反应速率

C.达平衡时,A(g)的转化率为100%

D.若升高温度,平衡常数变为0.5,则反应的ΔH<0

11.T ℃时,在2 L的密闭容器中,A气体与B气体发生可逆反应生成C气体,反应过程中A、B、C的物质的量变化如图(Ⅰ)所示。若保持其他条件不变,温度分别为T1和T2时,B的物质的量分数与时间的关系如图(Ⅱ)所示。下列叙述正确的是(　　)

A.T ℃时,0~2 min内用A表示的化学反应速率为0.1 mol/(L·min)

B.在反应达平衡时,保持其他条件不变,增大压强,正、逆反应速率都增大,且平衡向逆反应方向移动

C.在反应达平衡时,保持其他条件不变,升高温度,正、逆反应速率都增大,且A的转化率增大

D.在T ℃时,若A的浓度减少1 mol/L,则B的浓度会减少3 mol/L,C的浓度会增加2 mol/L

12.(2017北京昌平二模,28)某研究小组为了验证反应物浓度对反应速率的影响,选用硫酸酸化的高锰酸钾溶液与草酸溶液在室温下进行反应(实验中所用的草酸溶液为稀溶液,可视为强酸溶液):

(1)将高锰酸钾氧化草酸的离子方程式补充完整:

2Mn+　　　C2+　　 2Mn2++　　　CO2↑+　　　H2O 

(2)该小组进行了实验Ⅰ,数据如下表:

一般来说,其他条件相同时,增大反应物浓度,反应速率增大;但分析实验数据,得到的结论是　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)该小组欲探究出现上述异常现象的原因,在实验Ⅰ的基础上,只改变草酸溶液浓度进行了实验Ⅱ,获得实验数据并绘制曲线图如下:

①用文字描述曲线图表达的信息　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

②该小组查阅资料获取如下信息,其中能够解释MO变化趋势的是　　　　　。 

(4)该小组为探究ON段曲线变化趋势的原因,又进行了实验Ⅲ,所得数据如下表。

该小组进行实验Ⅲ的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(5)综合实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,推测造成曲线MN变化趋势的原因,为验证该推测还需要补充实验,请对实验方案进行理论设计。

答案精解精析

1.A　抗氧化剂是防止食品氧化变质的添加剂,使用目的是延缓食品的变质。

2.B　A项,CaCO3(固)可以与盐酸反应,生成氢气总量减少;B项,加入Na2SO4溶液,盐酸浓度减小,反应速率减慢,但n(H+)不变,所以生成H2的总量不变;C项,加入KNO3溶液后,H+、N与铁反应不能生成氢气;D项,加入CuSO4(固)后,铁粉与硫酸铜反应置换出铜,构成原电池加快反应速率。

3.C　CuSO4的量越多,反应速率越快,收集相同体积的气体所需时间越短,故t1>t2>t3>t4,A项错误;根据对比实验的设计原则可知,CuSO4溶液与H2O的体积之和为10 mL,所以V4=2、V5=10、V6=7.5,B项错误,C项正确;因为该实验仅研究CuSO4的量对反应速率的影响,所以H2SO4的量应相同,则V1=V2=V3=20,D项错误。

4.B　5 min内用E表示的平均反应速率为0.1 mol·L-1· min-1,则Δn(E)=0.1 mol·L-1· min-1×0.4 L×5 min=0.2 mol。

　　　　　2A(g)+B(g)mD(g)+E(g)

n(始)/mol 0.6 0.5 0 0

Δn/mol 0.4 0.2 0.2 0.2

n(平)/mol 0.2 0.3 0.2 0.2

A项,A、B的转化率分别为66.7%和40%;B项,物质变化的物质的量之比等于方程式中的化学计量数之比,m=1;C项,5 min内用A表示的平均反应速率为0.2 mol·L-1· min-1;D项,平衡时混合物总物质的量为0.9 mol。

5.答案　(1)0.2

(2)①使用催化剂　升高温度　②增大B的浓度　③减小C的浓度

(3)-196.6 kJ·mol-1

解析　(1)v(A)==0.2 mol·L-1·min-1。

(2)①2~4 min内,A、B、C的浓度变化量比前2 min大,说明反应速率加快了,故第2 min时改变的条件可能为使用催化剂或升高温度。②第6 min改变条件后,到第8 min时,A的浓度减小而B的浓度增大,可知改变的条件为增大B的浓度。③0~2 min内,A、B、C的浓度变化量分别为0.2 mol·L-1、0.4 mol·L-1、0.4 mol·L-1,则a、b、p分别为1、2、2,从第8、9 min的数据来看,C的浓度大幅度减小,而A、B浓度也减小,且A、B浓度的减小量与化学方程式中化学计量数成正比,故第8 min改变的条件为减小C的浓度。

(3)从开始到第4 min消耗A 1.2 mol,共放出热量235.92 kJ,故每消耗1 mol A放出热量:×1 mol=196.6 kJ,由(2)的分析可知A的化学计量数为1,故该反应的ΔH=-196.6 kJ·mol-1。

6.答案　(1)大于

(2)A

(3)升高温度　增大压强(或充入一定量的CO2)　增大

解析　(1)由图像看出,反应在6 min达到平衡,a点时反应还没达到平衡,故正反应速率大于逆反应速率。

(2)随反应进行,反应物浓度不断减小,正反应速率也不断减小,故开始一段时间内正反应速率最大。

(3)由图像看出,曲线Ⅰ对应的实验缩短了达到平衡的时间,加快了反应速率,H2的转化率减小,结合该反应为放热反应可知,该实验改变的条件为升高温度。曲线Ⅱ对应的实验缩短了达到平衡的时间,加快了反应速率,H2的转化率增大,结合该反应为气体物质的量减小的反应可知,该实验改变的条件为增大压强或充入一定量的CO2。体积不变时再充入3 mol CO2和4 mol H2,相当于增大压强,平衡右移,H2O(g)的体积分数增大。

7.答案　(1)0.2/t1　(2)16.4　(3)1　(4)1.6

(5)该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动, CO2平衡浓度降低

解析　(1)v(H2)=v(CO)==mol/(L·min);

(2)平衡时CO反应了0.4 mol,放出的热量为41 kJ/mol×0.4 mol=16.4 kJ;

(3)平衡时,c(CO)=0.4 mol/L,c(H2O)=0.1 mol/L,c(CO2)=c(H2)=0.2 mol/L,所以平衡常数K甲==1;

(4)从反应条件和投料情况看,甲、乙为等效平衡,故a=1.6;

(5)因该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,故CO2平衡浓度降低。

8.D　A项,v(N2O4)==0.001 25 mol·L-1·s-1,则v(NO2)=2v(N2O4)=0.002 5 mol·L-1·s-1;B项,若59 s时反应已达到平衡状态,则c(NO2)等于0.12 mol·L-1;C项,n3=0.40-0.08×2=0.24,平衡常数K==,K只和温度有关,与投料量无关;D项,该反应是放热反应,升高温度平衡逆向移动,80 s时n(N2O4)<0.08 mol。

9.C　0~2 min内,Δn(Cl2)=1.8×10-3 mol;4~6 min内,Δn(Cl2)=1.7×10-3 mol,所以0~2 min的反应速率大于4~6 min的反应速率;B项,没有给出容器的体积,无法计算化学反应速率;C项,该反应为气体分子数减少的反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,HCl的转化率增大;D项,此反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,因此K(200 ℃)>K(400 ℃)。

10.D　A项,前20 s的平均速率为v(A)=1.2 mol/(2 L·20 s)=0.03 mol·L-1·s-1;B项,20 s时,Qc=c(B)·c(C)/c2(A)==0.25<K,可逆反应向正反应方向进行,正反应速率大于逆反应速率;C项,反应是可逆反应,平衡时A(g)的转化率不可能为100%;D项,升高温度,平衡常数减小,反应放热,ΔH<0。

11.D　A项,0~2 min内,A的物质的量变化量为0.5 mol-0.3 mol=0.2 mol,v(A)==0.05 mol/(L·min);B项,由图(Ⅰ)可知,0~2 min内A、B、C的物质的量变化量分别为0.2 mol、0.6 mol、0.4 mol,所以A、B、C的化学计量数之比为0.2 mol∶0.6 mol∶0.4 mol=1∶3∶2,反应方程式为A+3B 2C,增大压强,正、逆反应速率都增大,平衡向正反应方向移动;C项,由图(Ⅱ)可知,温度越高,平衡时B的物质的量分数越高,即升高温度平衡向逆反应方向移动,则A的转化率减小;D项,浓度变化量之比等于化学计量数之比,故若A的浓度减少1 mol/L,则B的浓度减少3 mol/L,C的浓度增加 2 mol/L。

12.答案　(1)5　16H+　10　8

(2)在当前实验条件下,增大草酸溶液浓度,反应速率减小

(3)①当草酸的物质的量浓度小于0.4 mol/L时,反应速率随着草酸的物质的量浓度增加而减小;当草酸的物质的量浓度大于0.4 mol/L时,反应速率随着草酸的物质的量浓度增加而增大　②ab

(4)探究其他离子浓度不变,溶液中H+浓度对反应速率的影响

(5)当草酸溶液浓度较小时,C2起主要作用,草酸溶液浓度越大,反应速率越小;当草酸溶液浓度较大时,H+起主要作用,使得草酸溶液浓度越大,反应速率越大。

为验证C2对反应速率的影响,保持高锰酸钾与硫酸溶液浓度不变,增加草酸钠的浓度,记录反应速率;若随着草酸钠浓度增加,反应速率降低,证明C2浓度越大,反应速率越小(实验方案包括:目的,操作,现象,结论)。

解析　(1)酸性条件下高锰酸根离子和草酸根离子发生氧化还原反应,Mn元素由+7价变为+2价、C元素由+3价变为+4价,根据得失电子守恒、电荷守恒及原子守恒配平方程式得2Mn+5C2+16H+2Mn2++10CO2↑+8H2O;

(2)在当前实验条件下,增大草酸溶液浓度,反应时间增长,反应速率减小;

(3)①由图可知,当草酸的物质的量浓度小于0.4 mol/L时,反应速率随着草酸的物质的量浓度增加而减小,当草酸的物质的量浓度大于0.4 mol/L时,反应速率随着草酸的物质的量浓度增加而增大;

②MO段反应速率随着草酸的物质的量浓度增加而减小,可能的原因是KMnO4与H2C2O4反应是分步进行的,反应过程中生成Mn(Ⅵ)、Mn(Ⅲ)、Mn(Ⅳ),最终变为无色的Mn(Ⅱ),以及草酸根易与不同价态锰离子形成较稳定的配位化合物;

(4)进行实验Ⅲ的目的是探究其他离子浓度不变,溶液中H+浓度对反应速率的影响;

(5)MN变化趋势的原因可能是当草酸溶液浓度较小时,C2起主要作用,草酸溶液浓度越大,反应速率越小;当草酸溶液浓度较大时,H+起主要作用,使得草酸溶液浓度越大,反应速率越大。设计实验方案时注意保持其他条件不变,只改变C2的浓度,通过现象得出结论。