2021版高考化学一轮复习课时跟踪检测（二十八）化学反应速率（含解析）新人教版

课时跟踪检测（二十八）化学反应速率

1．(2020·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

解析：选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。

2．下列说法正确的是(　　)

A．H2(g)＋I2(g)2HI(g)，其他条件不变，缩小反应容器体积，正逆反应速率不变

B．C(s)＋H2O(g)H2(g)＋CO(g)，碳的质量不再改变说明反应已达平衡

C．若压强不再随时间变化能说明反应2A(？)＋B(g)2C(？)已达平衡，则A、C不能同时是气体

D．1 mol N2和3 mol H2反应达到平衡时H2转化率为10%，放出的热量为Q1；在相同温度和压强下，当2 mol NH3分解为N2和H2的转化率为10%时，吸收的热量为Q2，Q2不等于Q1

解析：选B　对于反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)，反应前后气体分子数相等，缩小反应容器体积，平衡不移动，正逆反应速率增大相同的倍数，A项错误；碳的质量不变，说明正、逆反应速率相等，反应已达平衡状态，B项正确；恒温恒容条件下，若A、C同时为气体，当压强不变时，也能说明反应达到平衡状态，C项错误；设N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　

ΔH＝－a(a>0)kJ·mol－1,1 mol N2和3 mol H2反应达到平衡时H2转化率为10%，放出热量Q1＝0.1a kJ，当2 mol NH3分解为N2和H2的转化率为10%时，吸收热量Q2＝0.1a kJ，故Q1＝Q2，D项错误。

3．(2020·福州模拟)已知热化学方程式：H2(g)＋2ICl(g)===2HCl(g)＋I2(g)　ΔH＝a kJ·mol－1。其反应过程如下：

①H2(g)＋ICl(g)===HClI(g)＋H(g)(慢)

②H(g)＋ICl(g)===HCl(g)＋I(g)(快)

③HClI(g)===HCl(g)＋I(g)(快)

④I(g)＋I(g)===I2(g)(快)

下列说法不正确的是(　　)

A．总反应的速率由反应①的速率决定

B．反应④的焓变小于0

C．HClI是上述总反应的催化剂

D．正反应活化能Ea1与逆反应活化能Ea2之差为a kJ·mol－1

解析：选C　慢反应决定反应速率，则总反应速率的快慢主要由反应①决定，故A正确；反应④为碘单质的形成，放热，则焓变小于0，故B正确；HClI是中间产物，不是催化剂，故C错误；正、逆反应的活化能之差即为该反应的焓变，所以正反应活化能Ea1与逆反应活化能Ea2之差为a kJ·mol－1，故D正确。

4．相同温度下，下列各组的反应中，前者速率一定大于后者的是(　　)

A．10 mL 4 mol·L－1的NaHCO3溶液＋10 mL 2 mol·L－1盐酸＋20 mL水与20 mL 3 mol·L－1的NaHCO3溶液＋10 mL 2 mol·L－1盐酸＋10 mL水

B．同品质等质量的两份Al(OH)3分别与2 mol·L－1硫酸、2 mol ·L－1盐酸反应

C．表面积完全相同的两块钠分别与200 mL、100 mL水反应

D．0.5 mol·L－1的NaHCO3溶液分别与1 mol·L－1盐酸和0.5 mol·L－1硫酸混合

解析：选B　A项中虽然前者中NaHCO3溶液的浓度较大，但由所给数据知其所含溶质的量小于后者，故混合后前者溶液中NaHCO3的浓度小于后者，故反应速率小于后者；B项中反应的本质为Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，由于H2SO4是二元酸，溶液中c(H＋)比盐酸中的大，故反应速率大于后者；C项中水的浓度相同，速率相同；D项中虽然两种酸中c(H＋)相同，但因不知道所用溶液的体积，故无法判断混合后(反应前)溶液中c(H＋)、c(HCO) 的大小，因此无法确定其反应速率的相对大小。

5．在密闭容器中进行的反应：N2＋O22NO，不能加快该反应的反应速率的是(　　)

A．缩小体积　　　　　　 B．充入少量NO气体

C．体积增大到原来的2倍  D．升高温度

解析：选C　A项，缩小体积，反应物浓度增大，化学反应速率增大；B项，充入NO气体增大生成物浓度，反应速率增大；C项，体积扩大，反应物浓度减小，化学反应速率减小；D项，升高温度，加快反应速率。

6．NO和CO都是汽车尾气里的有害物质，它们能缓缓地反应生成N2和CO2，化学方程式为2NO＋2CON2＋2CO2，对此反应，下列叙述错误的是(　　)

A．使用正催化剂能加快反应速率

B．改变反应物的压强对反应速率产生影响

C．冬天气温低，反应速率减慢，对人体危害更大

D．无论外界条件怎样改变，均对此化学反应的速率无影响

解析：选D　正催化剂能加快反应速率，故A正确；增大压强反应速率加快，减小压强反应速率减慢，故B正确；降低温度反应速率减慢，故C正确；反应速率随温度、压强、浓度、催化剂的改变而改变，故D错误。

7.(2020·渭南期末)反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)经a min后SO3的浓度变化情况如图所示，在0～a min内用O2表示的平均反应速率为0.04 mol·L－1·min－1，则a等于(　　)

A．0.1  B．2.5

C．5  D．10

解析：选C　由题图可知，0～a min内Δc(SO3)＝0.4 mol·L－1，则有v(SO3)＝mol·

L－1·min－1。根据反应速率与化学计量数的关系可得，v(O2)＝v(SO3)＝mol·L－1·min－1，又知“0～a min内用O2表示的平均反应速率为0.04 mol·L－1·min－1”，则有mol·L－1·min－1＝0.04 mol·L－1·min－1，解得a＝5，C项正确。

8．为探究Fe3＋和Cu2＋对H2O2分解反应的催化效果，甲、乙两组同学分别设计了如图1、图2所示的实验。下列叙述不正确的是(　　)

A．图1实验可通过观察产生气泡的快慢来比较反应速率的大小

B．若图1所示的实验中反应速率为①＞②，则一定说明Fe3＋比Cu2＋对H2O2分解催化效果好

C．用图2装置比较反应速率可测定在相同状况下反应产生一定气体体积所需时间

D．为检查图2装置的气密性，可关闭A处活塞，将注射器活塞拉出一定距离，一段时间后松开活塞，观察活塞是否复原

解析：选B　阴离子不同，不能说明Fe3＋比Cu2＋对H2O2分解催化效果好，故B错误。

9．下列操作中，未考虑化学反应速率影响因素的是(　　)

A．实验室由乙醇生成乙烯，温度控制在170 ℃而不是140 ℃

B．KMnO4溶液与H2C2O4溶液反应时加入MnSO4

C．铜与浓硫酸反应时将铜丝绕成螺旋状

D．实验室制备氢气时滴入几滴CuSO4溶液

解析：选A　乙醇与浓硫酸加热反应时，反应温度不同，所得产物不同，170 ℃时生成乙烯，而140 ℃时生成乙醚，A项未考虑化学反应速率影响因素；KMnO4溶液与H2C2O4反应时，MnSO4作催化剂，加入其中可加快反应速率，B项考虑了化学反应速率影响因素；铜与浓硫酸反应时，将铜丝绕成螺旋状，可增大铜丝与浓硫酸的接触面积，加快反应速率，C项考虑了化学反应速率影响因素；制备H2时滴入CuSO4溶液能形成原电池反应，加快反应速率，D项考虑了化学反应速率影响因素。

10．反应2NO(g)＋2H2(g)===N2(g)＋2H2O(g)中，每生成7 g N2，放出166 kJ的热量，该反应的速率表达式为v＝k·cm(NO)·cn(H2)(k、m、n待测)，其反应包含下列两步：

①2NO＋H2===N2＋H2O2(慢)

②H2O2＋H2===2H2O(快)

T ℃时测得有关实验数据如下：

下列说法错误的是(　　)

A．整个反应速率由第①步反应决定

B．正反应的活化能一定是①＜②

C．该反应速率表达式：v＝5 000c2(NO)·c(H2)

D．该反应的热化学方程式为2NO(g)＋2H2(g)===N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－664 kJ·mol－1

解析：选B　A．反应过程中反应慢的反应决定反应速率，由①、②两步反应知，第①步反应慢，则整个反应速率由第①步反应决定，正确；B.反应①慢，说明第①步反应的活化能高，正反应的活化能一定是①>②，错误；C.比较实验Ⅰ、Ⅱ数据可知，NO浓度不变，氢气浓度增大一倍，反应速率增大一倍，比较实验Ⅲ、Ⅳ数据可知，H2浓度不变，NO浓度增大一倍，反应速率增大四倍，据此得到速率方程：v＝kc2(NO)·c(H2)，依据实验Ⅰ中数据计算k＝5 000，则速率表达式为v＝5 000c2(NO)·c(H2)，正确；D.反应2NO(g)＋2H2(g)===N2(g)＋2H2O(g)中，每生成7 g N2放出166 kJ的热量，生成28 g N2放热664 kJ，热化学方程式为2NO(g)＋2H2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－664 kJ·mol－1，正确。

11.在一定条件下，X气体与Y气体反应生成Z气体。反应过程中，反应物与生成物的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示，则下列叙述正确的是(　　)

A．该反应的化学方程式为3X＋Y2Z

B．t1～(t1＋10)s时，v(X)＝v(Y)＝0

C．t1 s时反应物X的转化率为60%

D．0～t1 s内X的反应速率为v(X)＝ mol·L－1·s－1

解析：选A　0～t1 s，Δc(X)＝(0.8－0.2)mol·L－1＝0.6 mol·L－1，Δc(Y)＝(0.5－0.3)mol·L－1＝

0.2 mol·L－1，Δc(Z)＝0.4 mol·L－1，三者之比为0.6∶0.2∶0.4＝3∶1∶2，所以该反应的化学方程式为3X＋Y2Z，A项正确；t1～(t1＋10)s反应处于平衡状态，v(X)＝3v(Y)≠0，B项错误；t1 s时，X的转化率为×100%＝75%，C项错误；0～t1 s，X的反应速率为＝ mol·L－1·s－1，D项错误。

12．一定条件下，溶液的酸碱性对MnO2催化H2O2分解反应的影响如图所示。下列判断不正确的是(　　)

A．在0～50 min之间，pH＝2和pH＝7时H2O2的分解百分率相等

B．溶液酸性越强，H2O2的分解速率越大

C．相同条件下，H2O2的起始浓度越小，分解速率越大

D．在20～25 min之间，pH＝10时H2O2的平均分解速率为0.04 mol·L－1·min－1

解析：选C　根据图示可知，在50 min时，pH＝2和pH＝7时H2O2浓度均为0，分解百分率均为100%，故A正确；溶液酸性越强，即pH越小，线的斜率越大，则H2O2的分解速率越大，故B正确；相同条件下，H2O2的起始浓度越小，分解速率越小，故C错误；在20～25 min之间，pH＝10时H2O2的平均分解速率为mol·L－1·min－1＝0.04 mol·L－1·

min－1，故D正确。

13．Ⅰ.下列各项分别与哪个影响化学反应速率的因素关系最为密切？

(1)同浓度不同体积的盐酸中放入同样大小的锌块和镁块，产生气泡有快有慢：________________________________________________________________________。

(2)MnO2加入双氧水中放出气泡更快：________________________________________。

Ⅱ.在一定温度下，4 L密闭容器内某一反应中气体M、气体N的物质的量随时间变化的曲线如图：

(1)比较t2时刻，正逆反应速率大小v正________v逆。(填“＞”“＝”或“＜”)

(2)若t2＝2 min，计算反应开始至t2时刻用M的浓度变化表示的平均反应速率为________________________________________________________________________。

(3)t3时刻化学反应达到平衡，反应物的转化率为________。

(4)如果升高温度，则v逆________(填“增大”“减小”或“不变”)。

解析：Ⅰ.(1)反应物本身性质是影响化学反应速率的主要因素，镁比锌活泼，与盐酸反应较剧烈。

(2)MnO2是H2O2分解反应的催化剂，可加快反应速率。

Ⅱ.(1)t2时刻，反应物逐渐减小，生成物逐渐增多，反应未达到平衡且正向进行，v正＞v逆。

(2)v＝＝＝0.25 mol·L－1·min－1。

(3)t3时刻化学反应达到平衡，剩余2 mol N，则转化了6 mol N，转化率为×100%＝75%。

(4)升高温度，反应速率增大。

答案：Ⅰ.(1)反应物本身性质　(2)催化剂

Ⅱ.(1)＞　(2)0.25 mol·L－1·min－1　(3)75%　(4)增大

14．某同学在用稀硫酸与锌反应制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题：

(1)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是_________________________________

________________________________________________________________________。

(2)实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4四种溶液，可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是_________________________________________________________。

(3)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需的时间。

请完成此实验设计，其中：V1＝________，V6＝________，V9＝________。

解析：(1)由于Zn与CuSO4溶液反应生成的Cu及稀硫酸形成了Cu－Zn原电池，大大加快了生成氢气的反应速率。

(2)只要是比锌的金属性差的金属都可以与锌组成原电池，都可以加快生成氢气的反应速率，故在所给的物质中只有Ag2SO4溶液符合题意。

(3)因为要研究硫酸铜的量对反应速率的影响，故应保持硫酸的浓度在各组实验中相同，则硫酸溶液的体积均取30 mL，根据F中增加的水与硫酸铜溶液的体积之和为20 mL，可以求得各组实验中加入水的体积分别为V7＝20 mL，V8＝19.5 mL，V9＝17.5 mL，V10＝15 mL，实验E中加入的硫酸铜溶液的体积V6＝10 mL。

答案：(1)CuSO4溶液与Zn反应生成的Cu与Zn形成Cu－Zn原电池，加快了氢气的生成速率

(2)Ag2SO4溶液　(3)30　10　17.5

15．(2020·滨州二模)氮及其化合物对环境具有显著影响。

(1)已知汽车气缸中氮及其化合物发生如下反应：

N2(g)＋O2(g)2NO(g)　ΔH＝＋180 kJ·mol－1

N2(g)＋2O2(g)2NO2(g)　ΔH＝＋68 kJ·mol－1

则2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)　ΔH＝____ kJ·mol－1

(2)对于反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的反应历程如下：

第一步：2NO(g)N2O2(g)(快速平衡)

第二步：N2O2(g)＋O2(g)2NO2(g)(慢反应)

其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡，第一步反应中：v正＝k1正·c2(NO)，

v逆＝k1逆·c(N2O2)，k1正、k1逆为速率常数，仅受温度影响。下列叙述正确的是________(填标号)。

A．整个反应的速率由第一步反应速率决定

B．同一温度下，平衡时第一步反应的越大，反应正向程度越大

C．第二步反应速率低，因而转化率也低

D．第二步反应的活化能比第一步反应的活化能高

(3)科学家研究出了一种高效催化剂，可以将CO和NO2两者转化为无污染气体，反应方程式为2NO2(g)＋4CO(g)4CO2(g)＋N2(g)　ΔH<0。某温度下，向10 L密闭容器中分别充入0.1 mol NO2和0.2 mol CO，发生上述反应，随着反应的进行，容器内的压强变化如下表所示：

在此温度下，反应的平衡常数Kp＝________kPa－1(Kp为以分压表示的平衡常数)；若降低温度，再次平衡后，与原平衡相比体系压强(p总)减小的原因是_____________________。

(4)汽车排气管装有的三元催化装置，可以消除CO、NO等的污染，反应机理如下

Ⅰ： NO＋Pt(s)===NO(*)　[Pt(s)表示催化剂，NO(*)表示吸附态NO，下同]

Ⅱ：CO＋Pt(s)===CO(*)

Ⅲ：NO(*)===N(*)＋O(*)

Ⅳ：CO(*)＋O(*)===CO2＋2Pt(s)

Ⅴ：N(*)＋N(*)===N2＋2Pt(s)

Ⅵ：NO(*)＋N(*)===N2O＋2Pt(s)

尾气中反应物及生成物浓度随温度的变化关系如图。

①330 ℃以下的低温区发生的主要反应的化学方程式是

________________________________________________________________________。

②反应Ⅴ的活化能________反应Ⅵ的活化能(填“<”“>”或“＝”)，理由是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析：(1)把已知两个反应依次编号①、②，运用盖斯定律将②－①得2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)　ΔH＝＋68 kJ·mol－1－180 kJ·mol－1＝－112 kJ·mol－1。

(2)由题意知，决定总反应速率的是第二步，故A错误；因为v正＝k1正·c2(NO)，v逆＝k1逆·c(N2O2)，同一温度下达到平衡时v正＝v逆，即＝＝反应的平衡常数，越大，反应正向程度越大，故B正确；化学反应速率快慢，与转化率没有关系，故C错误；化学反应的活化能越高，活化分子数目越少，有效碰撞次数越少，化学反应速率越慢，所以第二步比第一步反应的活化能高，故D正确。

(3)向10 L密闭容器中分別充入0.1 mol NO2和0.2 mol CO，反应10 min后达到平衡，体系内压强由75 kPa减少到68.75 kPa，设该反应中转化N2的浓度为x mol·L－1，则

　           2NO2(g) ＋ 4CO(g)4CO2(g)＋N2(g)

幵始/(mol·L－1)　0.01　　　 0.02　　　0　　　 0

变化/(mol·L－1)　 2x　　　　4x　　　　4x　　 x

平衡/(mol·L－1)  0.01－2x　 0.02－4x　 4x　　 x

根据压强比等于物质的量之比：75 kPa/68.75 kPa＝(0.01＋0.02)/(0.01－2x＋0.02－4x＋4x＋x)，解得x＝0.002 5；Kp＝[(68.75×0.01/0.027 5)4×68.75×0.002 5/0.027 5]/[(68.75×0.005/0.027 5)2×(68.75×0.01/0.0275)4]＝0.04；因为该反应为放热反应，所以降低温度平衡正向移动，气体的总物质的量减小，压强减小；若温度降低，体积不变，根据阿伏加德罗定律，总压强减小。

(4)①由图可知330 ℃以下的低温区中CO2、N2O含量较高，故发生的主要反应的化学方程式是CO＋2NOCO2＋N2O。

②低温区N2O选择性高于N2 ，由此可推断出：Ⅴ反应的活化能>Ⅵ反应的活化能，理由是反应的活化能小，化学反应速率大，选择性高。

答案：(1)－112　(2)BD

(3)0.04　降低温度，由于反应放热，所以平衡向正反应方向移动，容器中气体分子数减少，总压强也减小；若温度降低，体积不变，根据阿伏加德罗定律，总压强减小

(4)①CO＋2NOCO2＋N2O　②>　生成N2O的选择性高，说明反应Ⅵ的化学反应速率大，该反应的活化能就小