高中化学鲁科版 (2019)选择性必修1第2章 化学反应的方向、 限度与速率第3节 化学反应的速率第1课时综合训练题

第3节　化学反应的速率

第1课时　化学反应历程与化学反应速率

课时作业巩固

选题表

基础题组

1.(2021·广西桂林期中)一定条件下,在2 L密闭容器中进行反应:

C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),反应3 min后,H2的物质的量增加了

0.9 mol。则0～3 min内以H2表示的平均反应速率为(　D　)

A.0.60 mol·L-1·min-1

B.0.45 mol·L-1·min-1

C.0.30 mol·L-1·min-1

D.0.15 mol·L-1·min-1

解析:反应3 min后,H2的物质的量增加了0.9 mol,因此氢气的物质的量浓度变化量为0.45 mol·L-1,则0～3 min内H2的反应速率为=0.15 mol·L-1·min-1,故选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·min-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(　C　)

A.④<③=②<① B.④>③>②>①

C.④>③=②>① D.①>②>③>④

解析:不同物质表示的速率之比等于其系数之比,故各物质表示的反应速率与其系数之比越大,反应速率越快。①=0.007 5 mol·L-1·s-1,

②=0.20 mol ·L-1·s-1,③=0.20 mol ·L-1·s-1,④=

0.225 0 mol·L-1·s-1,反应速率④>③=②>①,故C正确。

3.(2021·重庆巴蜀中学期中)室温下按如图所示的装置进行实验

(实验过程中反应体系温度保持不变),5 s内消耗锌0.01 mol。下列说法正确的是(　D　)

A.可用长颈漏斗替换分液漏斗

B.5 s内:v(Zn)=0.002 mol·L-1·s-1

C.5 s内:v(H2SO4)=0.01 mol·L-1·s-1

D.若药品足量,再消耗0.64 g Zn的时间超过5 s

解析:若用长颈漏斗替换分液漏斗,则不方便控制反应进程,不能替换,故A错误;锌为纯固体,密度为定值,不能用单位时间内浓度的变化量来表示反应速率,故B错误;未知溶液体积,不能计算硫酸的反应速率,故C错误;随着反应进行,硫酸浓度变稀,反应时间变长,则再消耗0.64 g Zn的时间超过5 s,故D正确。

4.(2021·宁夏银川期中)某温度下,CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常数K=1,该温度下在体积均为1 L的甲、乙两个恒容密闭容器中,投入CO(g)和H2O(g)的起始浓度及5 min时的浓度如下表所示。

下列判断不正确的是(　C　)

A.甲中0～5 min平均反应速率v(CO)=0.004 mol·L-1·min-1

B.反应开始时,乙中反应速率快

C.x=y=0.16

D.平衡时,乙中水的转化率是50%

解析:甲中0～5 min内Δc(CO)=0.1 mol·L-1-0.08 mol·L-1=0.02 mol·L-1,

所以v(CO)==0.004 mol·L-1·min-1,A正确;乙容器中反应物的浓度是甲容器中反应物浓度的2倍,浓度越大,反应速率越快,所以反应开始时,乙中反应速率比甲快,B正确;在5 min时,甲中Q==<K,未达到平衡,乙相当于是甲容器的体积变为原来的,即增大压强,则反应物浓度增大,反应速率变快,因此在5 min时,乙中CO、H2O的浓度小于甲中的2倍,即x=y<0.16,C错误;设平衡时乙中H2O的转化浓度为a,则K==1,解得a=0.1 mol·L-1,所以水的转化率为×100%=50%,D正确。

能力题组

5.(2021·浙江温州期中)在2 L密闭容器中,一定条件下,足量碳与

1 mol CO2发生反应C(s)+CO2(g)2CO(g),反应2 min后测得CO的物质的量为0.4 mol。下列计算结果正确的是(　B　)

A.2 min末CO的反应速率为0.1 mol·L-1·min-1

B.2 min内C的反应速率为0.1 mol·min-1

C.2 min末CO2的浓度为0.3 mol·L-1

D.2 min内CO2的转化率为40%

解析:由题意列出三段式,

　　　  　C(s) +   CO2(g) 2CO(g)

开始              1 mol   0

转化　　  0.2 mol  0.2 mol   0.4 mol

2 min末           0.8 mol　 0.4 mol

2 min内CO的平均反应速率为=0.1 mol·L-1·min-1,不能确定2 min末的速度,A错误,B正确;2 min末CO2的浓度为=0.4 mol·L-1,

C错误;2 min内CO2的转化率为×100%=20%,D错误。

6.(2021·河北保定月考)一定温度下,在1 L的恒容密闭容器中发生反应X(g)+2Y(g)3Z(g)。反应过程中的部分数据如下表所示:

下列说法正确的是(　D　)

A.5～10 min用Y表示的平均反应速率为0.12 mol·L-1·min-1

B.10～15 min平衡发生移动

C.达到平衡状态时,c(Z)=0.6 mol·L-1

D.X的平衡转化率为30%

解析:根据表格数据可知0～5 min内Δn(Z)=0.6 mol,Δn(X)=0.2 mol,Δn(Y)=0.4 mol,所以5～10 min内Δn(X)=1.0 mol-0.2 mol-0.7 mol=

0.1 mol,则5～10 min内Δn(Y)=0.2 mol,容器体积为1 L,

所以v(Y)==0.04 mol·L-1·min-1,A错误;10 min时 n(Y)=

1.2 mol-0.4 mol-0.2 mol=0.6 mol,则10～15 min内,Y的物质的量没有发生变化,说明平衡没有发生移动,B错误;平衡时

Δn(Y)=0.2 mol+0.4 mol=0.6 mol,则Δn(Z)=0.9 mol,容器体积为

1 L,所以c(Z)=0.9 mol·L-1,C错误;平衡时Δn(Y)=0.6 mol,

则Δn(X)=0.3 mol,转化率为×100%=30%,D正确。

7.(2021·重庆育才中学期中)让天更蓝、山更绿、水更清,化学在行动。利用CuZSM5分子筛催化剂,NH3可脱除燃煤烟气中的NO和NO2,生成两种无毒物质,反应历程如图,用NA表示阿伏加德罗常数的值,

下列说法错误的是(　C　)

A.过程Ⅰ、Ⅱ发生的是非氧化还原反应

B.过程Ⅲ中X为N2,它既是氧化产物又是还原产物

C.过程Ⅳ中,每生成0.1 mol H+,转移的电子数为0.15NA

D.上述历程的总反应为2NH3+NO+NO22N2+3H2O

解析:过程Ⅰ、Ⅱ中,元素化合价均没有发生变化,都是非氧化还原反应,故A正确;过程Ⅲ中生成X的离子方程式是[(NH4)2(NO2)]2++NO[(NH4)(HNO2)]++X+H++H2O,根据元素守恒,X是N2,[(NH4)2(NO2)]2+中N的化合价升高,NO中N的化合价降低,所以N2既是氧化产物又是还原产物,故B正确;过程Ⅳ发生反应的离子方程式是[(NH4)(HNO2)]+N2↑+

2H2O+H+,N元素化合价由+3降低为0、由-3升高为0,每生成1 mol H+转移3 mol电子,故C错误;根据图示可知总反应为2NH3+NO+NO22N2+3H2O,故D正确。

8.(2021·山东德州期中)已知分解1 mol H2O2,放出热量98 kJ,在含少量I-的溶液中,H2O2分解的机理为H2O2+I-H2O+IO-(慢)、H2O2+IO-H2O+O2↑+I-(快)。下列有关该反应的说法错误的是(　B　)

A.化学反应速率与I-浓度有关

B.化学反应速率v(H2O2)=v(H2O)

C.反应2H2O22H2O+O2↑的反应热ΔH=-196 kJ·mol-1

D.I-是该反应的催化剂

解析:根据反应的机理可知,反应速率取决于慢反应H2O2+I-H2O+IO-,该步骤中I-为反应物,反应速率与I-浓度有关,I-浓度越大,反应速率越快,A正确;反应原理为2H2O22H2O+O2↑,反应速率不能用H2O表示,B错误;根据题意,分解1 mol H2O2放出热量98 kJ,则分解2 mol H2O2放出热量196 kJ,C正确;反应原理为2H2O22H2O+O2↑,可见I-是该反应的催化剂,IO-是中间产物,D正确。

9.(2021·浙江温州期中)二甲醚是一种重要的清洁燃料,也可替代氟利昂作制冷剂等,对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚。请回答下列问题。

(1)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:

①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)  ΔH1=-90.8 kJ·mol-1　K1

②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)  ΔH2=-23.5 kJ·mol-1　K2

③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)  ΔH3=-41.3 kJ·mol-1　K3

总反应3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的K=　　　　　(用包含K1、K2、K3的式子表示),一定条件下的等容密闭容器中,该总反应达到平衡,要提高CO的转化率,可以采取的措施是　　　　(填字母)。

A.高压

B.加入催化剂

C.增加CO的浓度

D.增加H2的浓度

(2)已知反应②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g),某温度下的平衡常数为100。此温度下,在密闭容器中加入CH3OH,反应到某时刻测得各组分的浓度如下表:

①比较此时正、逆反应速率的大小:v(正)　　  　　(填“>”“<”或“=”)v(逆)。 

②若加入CH3OH后,经10 min反应达到平衡,此时c(CH3OH)=　　　　,该时间内反应速率 v(CH3OH)=　　　　　　　。

解析:(1)根据盖斯定律,①×2+②+③得到3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g),K=·K2·K3。因为反应是体积减小的放热的可逆反应,高压向正反应方向移动;催化剂不能改变平衡状态;增加CO的浓度平衡向正反应方向移动,但会降低自身的转化率;增大氢气的浓度可以提高CO的转化率,故选AD。

(2)①该反应的平衡常数K=≈0.21<100,向正反应方向移动,v(正)>v(逆)。

②列三段式如下,

　　　　　2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)

起始浓度/

(mol·L-1) 2.2      1     1

转化浓度/

(mol·L-1) 2x　      x　     x

平衡浓度/

(mol·L-1)  2.2-2x     1+x    1+x

若加入CH3OH后,经10 min反应达到平衡,K==

=100,解得x=1.0,此时c(CH3OH)=0.2 mol·L-1,CH3OH的初始浓度为4.2 mol·L-1,平衡时浓度为0.2 mol·L-1,该时间内反应速率v(CH3OH)==0.4 mol·L-1·min-1。

答案:(1)·K2·K3　AD

(2)①>　②0.2 mol·L-1　0.4 mol·L-1·min-1