高中化学鲁科版 (2019)选择性必修1第3节 化学反应的速率课后复习题
展开2.3化学反应的速率同步练习-鲁科版高中化学选择性必修1
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.氨气是一种重要的化工原料,以氨为原料可以生产化肥和硝酸,在催化剂条件下,氨催化氧化生成NO,进而继续被氧化为NO2,再与水反应生成硝酸,氨气与硝酸反应可得氮肥硝酸铵。4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H=-905.8kJ·mol-1。工业上将含NO2废气通入氢氧化钠溶液中可获得NaNO3和NaNO2,也可向废气中通入NH3在催化剂的条件转化为无毒无害的气体排放。对于反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g),下列说法不正确的是
A.该反应在高温、低温条件下都能自发进行
B.催化剂的使用能改变反应的活化能但不能降低反应的焓变
C.分离出H2O(g),平衡右移,正反应速率增大
D.1molN—H断裂的同时有1molO—H断裂说明反应到达该条件下的平衡状态
2.将4molA气体和2molB在2L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应:2A(g)+B(s)⇌2C(g),2s后测得C的浓度为0.8mol∙L-1,下列说法正确的是
A.用物质A表示的反应平均速率为0.8mol∙L-1∙s-1
B.用物质B表示的反应的平均速率为0.2mol∙L-1∙s-1
C.2s时物质A的转化率为40%
D.2s时物质B的浓度为0.6mol∙L-1
3.当2SO2+O22SO3 达到平衡后,通入18O2一定时间后,18O存在于
A.三氧化硫、氧气 B.二氧化硫、三氧化硫、氧气
C.二氧化硫、氧气 D.二氧化硫、三氧化硫
4.化学物质、化学反应与人类的生产、生活息息相关,下列说法错误的是
A.将食物保存在冰箱中,能够减缓食物变质的过程
B.SO2催化氧化时,通过控制条件可使体积比为2:1的SO2和O2完全转化成SO3
C.食醋显酸性是因为其中的CH3COOH部分电离出CH3COO-和H+
D.活性污泥法处理污水时,水中的含氮化合物转化为N2的反应属于氧化还原反应
5.由下列生产或实验事实得出的相应结论不正确的是
选项
事实
结论
A
其他条件相同,Na2S2O3溶液和H2SO4溶液反应,升高溶液的温度,析出硫沉淀所需时间缩短
当其他条件不变时,升高反应温度,化学反应速率加快
B
铁在空气中和在纯氧中反应的剧烈程度明显不同
空气中的某种成分可以加快铁与氧气的化学反应速率
C
工业制硫酸中,在SO3的吸收阶段,吸收塔里要装填瓷环
增大气液接触面积,使SO3的吸收速率增大
D
向A、B两支试管中分别加入等体积5%的H2O2溶液,在B试管中加入2~3滴FeCl3溶液,B试管中产生气泡快
当其他条件不变时,催化剂可以改变化学反应速率
A.A B.B C.C D.D
6.对可逆反应 下列叙述正确的是
A.达到化学平衡时
B.若单位时间内生成 的同时消耗 则反应达到平衡状态
C.达到化学平衡时若增大容器体积,则正反应速率减小,逆反应速率增大
D.当混合气体的压强不随时间变化时,此反应达平衡
7.在绝热的某刚性容器中置入1molCO和,发生反应: 。下列说法中能够判断该反应一定处于平衡状态的有
①容器中CO、、共存
②单位时间内生成的同时消耗
③CO(g)与体积之比恒定不变
④容器中温度恒定不变
⑤容器中CO、、的物质的量之比为1:2:1
⑥反应容器中压强不随时间变化
A.①②③④⑥ B.③④⑥ C.③④⑤⑥ D.②③④⑤⑥
8.在一密闭容器中进行如下反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 mol/L、0.1 mol/L、0.2 mol/L,当反应达平衡时,可能存在的数据是
A.SO2为0.4 mol/L、O2为0.2 mol/L B.SO2、SO3均为0.15 mol/L
C.SO3为0.25 mol/L D.SO3为0.4 mol/L
9.一定条件下,在恒容密闭容器中发生反应:X(g)+2Y(g)⇌3Z(g),表明反应一定达到化学平衡状态的是
① X、Y、Z的物质的量之比是1:2:3
② X、Y、Z的浓度不再发生变化
③ 容器中的压强不再发生变化
④ 单位时间内生成n mol X,同时消耗2n mol Y
⑤容器中气体的平均相对分子质量不再发生变化
A.①② B.②④ C.②③ D.④⑤
10.对恒温恒容的可逆反应:X(g)+Y(g)Z(g)+W(s) ΔH>0 ,下列叙述正确的是 ( )
A.加入少量W,反应速率加快,平衡逆向移动
B.当容器中气体压强不变时,反应达到平衡
C.升高温度,平衡逆向移动
D.平衡后加入X,上述反应的ΔH增大
二、填空题
11.将等物质的量的A、B混合放于2L的密闭容器中,发生反应3A(g)+B(g)⇌xC(g)+2D(g)。经5min后,测得D的浓度为0.5mol·L-1,c(A)∶c(B)=3∶5,v(C)=0.1mol·L-1·min-1。则:
(1)x= 。
(2)A在5min末的浓度是 。
(3)前5min内B的反应速率v(B)= ,D的平均反应速率v(D)= 。
(4)5min末A的转化率为 。
12.“绿水青山就是金山银山”,研究并消除氮氧化物污染对建设美丽家乡,打造宜居环境有重要意义。
(1)目前可利用以下化学原理解决汽车尾气:。一定条件下,在容积固定的容器中进行上述反应,浓度与时间关系如图所示:
①a、b、c三点的正反应速率明、、的大小关系是 。
②下列可说明反应到达图中c点的是 。
A.、、、的浓度比值保持不变
B.CO的浓度不再改变
C.反应消耗的同时消耗
D.容器中气体质量不发生变化
(2)用活性炭还原法处理氮氧化物的有关反应为:。向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,其反应速率与时间的关系如图所示,在时刻某条件发生改变。
①由图可判断该反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。
②一定温度下,随着NO的起始浓度增大,则NO的平衡转化率 (填“增大”、“不变”或“减小”)。
(3)影响化学反应速率的因素有很多,某课外兴趣小组用实验的方法对其进行探究。取的溶液各分别进行下列实验,实验报告如下表所示。
序号
V(过氧化氢溶液)/mL
V(氯化铁溶液)/mL
二氧化锰质量/g
反应温度/℃
V(水)/mL
结论
1
10
2
0
50
8
2
10
2
0
30
8
3
10
0
1
30
①实验1、2研究的是 对分解速率的影响。
②表中数据a的值应该为 ;实验2、3研究的是 对分解速率的影响。
13.常见的氮氧化物有NO、NO2、N2O5等。
(1)在一定条件下,N2与O2反应生成1molNO气体,吸收90kJ的热量。该反应的热化学方程式为 。
(2)在800℃,2L密闭容器中,发生反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g),体系中NO物质的量随时间变化如表:
时间/s
0
1
2
3
4
5
n(NO)/mol
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
①0~2s,以O2的浓度变化表示该反应的平均速率(O2)= mol·L-1·s-1。
②若要进一步提高该反应的化学反应速率,除了使用催化剂和升高温度外,还可以采取的措施有 (填一种)。
③若上述反应在恒容的密闭容器中进行,判断该反应达到平衡状态的标志是 。
a.c(NO):c(O2)=2:1
b.每消耗1molO2的同时生成2molNO2
c.混合气体的颜色保持不变
14.甲烷(CH4)是自然界储量丰富的天然气的主要组分,可用作清洁能源和廉价的化工原料,将甲烷催化转化为具有更高价值的化学物质是一个广受关注的课题.哈尔滨工业大学的科研人员研究了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程(催化剂是),共分为甲烷活化、二氧化碳进入和H转移(夺氢)三个阶段.该反应历程的示意图如下:
(1)在研究初期,科研人员提出先将CH4转化成CO和H2,再转化成CH3COOH。
已知:
①
②
③
则混合气体CO和H2转化成CH3COOH(g)的热化学方程式为 .
(2)催化剂有以下四种形态:、、、.
图甲、图乙分别表示反应在催化剂的形态时的势能变化:
图甲 中与直接转化的反应过程的势能曲线
图乙 CH4与CO2在中同时发生活化的反应路线的势能曲线
由图甲、图乙可知 0(填“>”“<”或“=”);不同形态的对 (填“有”或“无”)影响.
(3)从CH4到过渡态Ⅰ断裂的是 键(填“碳氢”“碳碳”“氧氢”或“碳氧”,下同),最后一步“夺氢”过程中有 键形成.
15.研究化学反应的能量变化和速率变化是研究化学反应的重要角度。
(1)化学反应中能量变化的主要原因是旧的化学键断裂会 (填“放出”或“吸收”)能量;新的化学键形成会 (填“放出”或“吸收”)能量。
(2)工业上高炉炼铁,其反应为:,属于放热反应,反应物的总能量 (填“>”、“=”或“<”)生成物的总能量。
(3)兴趣小组的同学们把空气中久置的50g铝片投入盛有硫酸溶液的烧杯中,该铝片与硫酸产生氢气的速率与反应时间的关系可用如图曲线来表示。回答下列问题:
①曲线由0-a段不产生氢气的原因是 ,有关反应的离子方程式为 。
②曲线b→c段,产生氢气的速率增加较快的主要原因是 。
③曲线由c以后,产生氢气的速率逐渐下降的主要原因是 。
16.研究含碳化合物的相互转化,有利于提高工业生产效率。回答下列问题:
(1)在一体积可变的密闭容器中加入一定量的并充入一定量的,发生反应: 。下列能说明该反应达到平衡状态的是_______(填标号)。
A.容器的体积不再改变 B.固体的质量不再改变
C.气体的总质量不再改变 D.
(2)已知: 。若将一定比例的和在装有催化剂的反应器中反应12小时,体系中的产率和催化剂的催化活性与温度的变化关系如图所示。
①P点 (填“是”或“不是”)处于平衡状态,原因是 。
②490K之后,产率随温度升高而减小的原因可能是 、 。
17.T℃时,向一恒容密闭容器中加入3 mol H2和1 mol Se,发生反应:,温度对H2Se产率的影响如图:
550℃时H2Se产率最大的原因: 。
18.恒温下在2L密闭容器中,X、Y、Z三种气态物质的物质的量随时间变化曲线如图。
(1)该反应的化学方程式为 ;
(2)从开始至5min,Y的平均反应速率为 ;平衡时,Z的物质的量浓度为 ,X的转化率为 。
(3)反应达平衡时体系的压强是开始时的 倍;
(4)下列描述中能表明反应已达到平衡状态的是 。(填序号)
①容器内温度不变
②混合气体的密度不变
③混合气体的压强不变
④混合气体的平均相对分子质量不变
⑤Z(g)的物质的量浓度不变
⑥容器内X、Y、Z三种气体的浓度之比为3:1:2
⑦某时刻v(X)=3v(C)且不等于零
⑧单位时间内生成2n mol Z,同时生成3n mol X
(5)在某一时刻采取下列措施能加快反应速率的是 。
A.加催化剂
B.降低温度
C.体积不变,充入X
D.体积不变,从容器中分离出Y
19.下表是实验室模拟合成氨反应:的部分数据。请分析后回答下列问题。
浓度
反应开始时的浓度()
2.5
2
0
时的浓度()
1.9
(1)内该反应的化学反应速率 。
(2)在上表空格中填入合适数据 、 。
(3)如果用浓度的增加值来表示化学反应速率,则内为 。
(4)经测定反应开始后到末的反应速率,则末的浓度为 。
20.臭氧是一种强氧化剂,常用于消毒、杀菌等。
(1)O3与KI溶液反应生成的两种单质分别是 (填分子式,下同)和 。
(2)O3在水中易分解,发生反应。已知O3的起始浓度为,则O3的浓度减少一半所需的时间t与温度T、溶液pH的关系如表所示。
3.0
4.0
5.0
6.0
20
301
231
169
58
30
158
108
48
15
50
31
26
15
7
①由表中数据可知,T相同时,pH越大,O3的分解速率越大,表明引起速率变化的可能原因是 对O3分解起到了催化作用。
②在30℃、pH=4.0的条件下,O3的分解速率为 。
③根据表中的递变规律,推测O3在下列条件下分解速率由小到大的顺序为 (填序号)。
A.40℃、pH=3.0 B.10℃、pH=4.0 C.30℃、pH=7.0
三、实验题
21.H2O2是一种绿色试剂,在化学工业中用于生产过氧乙酸、亚氯酸钠等的原料,医药工业用作杀菌剂、消毒剂。某化学小组欲探究双氧水的性质做了如下实验:
(1)下表是该小组研究影响过氧化氢(H2O2)分解速率的因素时采集的一组数据:
用10mLH2O2制取150mLO2所需的时间(秒)
30%H2O2
15%H2O2
10%H2O2
5%H2O2
无催化剂、不加热
几乎不反应
几乎不反应
几乎不反应
几乎不反应
无催化剂、加热
360
480
540
720
MnO2催化剂、不加热
10
25
60
120
①研究小组在设计方案时,考虑了浓度、 、 因素对过氧化氢分解速率的影响。
②双氧水分解的方程式为 。
(2)另一研究小组拟在同浓度Fe3+的催化下,探究H2O2浓度对H2O2分解反应速率的影响。限选试剂与仪器:30%H2O2、0.1mol∙L-1FeCl3、蒸馏水、锥形瓶、双孔塞、水槽、胶管、玻璃导管、量筒、秒表、恒温水浴槽、注射器。设计实验装置,完成图1方框内的装置示意图 (要求所测得的数据能直接体现反应速率大小)。
(3)对于H2O2分解反应,Cu2+也有一定的催化作用。为比较Fe3+和Cu2+对H2O分解的催化效果,研究小组的同学设计了如图2所示的实验。请回答相关问题:
①可通过观察 ,比较得出结论。
②有同学提出将0.1mol/L的FeCl3溶液改为0.05mol/LFe2(SO4)3更为合理,其理由是 。
(4)已知FeCl3溶液中主要含有H2O、Fe3+和Cl—三种微粒,甲同学又做了两种猜想:
猜想1:真正催化分解H2O2的是FeCl3溶液中的Fe3+
猜想2:真正催化分解H2O2的是 。
完成表格验证猜想
所需试剂
操作及现象
结论
Cl—对H2O2分解无催化作用
22.将浓度均为0.01 mol/L的H2O2、H2SO4、KI、Na2S2O3溶液及淀粉混合,一定时间后溶液变为蓝色。该实验是一种“碘钟实验”。某小组同学在室温下对该“碘钟实验”的原理进行探究。
资料:该“碘钟实验”的总反应:。反应分两步进行:反应A为H2O2+2I-+2H+=I2+2H2O,反应B为……
(1)反应B的离子方程式是 。
(2)为证明反应A、B的存在,进行如下实验。
a.向酸化的H2O2溶液中加入试剂X的水溶液,溶液变为蓝色。
b.再向得到的蓝色溶液中加入Na2S2O3溶液,溶液的蓝色褪去。试剂X是 。
(3)为探究溶液变蓝快慢的影响因素,进行实验I、实验Ⅱ。(溶液浓度均为0.01 mol/L)
实验序号
H2O2溶液/mL
H2SO4溶液/mL
Na2S2O3溶液/mL
KI溶液(含淀粉)/mL
H2O/mL
实验I
5
4
8
3
0
实验Ⅱ
5
2
x
y
z
溶液从混合时的无色变为蓝色的时间:实验I是30 min、实验Ⅱ是40 min。
①实验Ⅱ中,x、y、z所对应的数值分别是 。
②对比实验I、实验Ⅱ,可得出的实验结论是 。
23.某研究性学习小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液之间的反应来探究“外界条件改变对化学反应速率的影响”,实验如表:(不考虑溶液混合所引起的体积变化)
实验序号
实验温度/K
物质
溶液颜色褪至无色时所需时间/s
KMnO4溶液(含硫酸)
H2C2O4溶液
H2O
V/mL
c/mol•L-1
V/mL
c/mol•L-1
V/mL
A
293
2
0.02
4
0.1
0
6
B
T1
2
0.02
3
0.1
V1
8
C
313
2
0.02
3
0.1
1
t1
(1)通过实验A、B,可探究出浓度的改变对反应速率的影响,其中V1= ;通过实验 (填实验序号)可探究出温度变化对化学反应速率的影响。
(2)C组实验中溶液褪色时间t1 (填“>”或“<”)8。
(3)写出相应反应的离子方程式: 。
参考答案:
1.C
2.C
3.B
4.B
5.B
6.A
7.B
8.C
9.B
10.B
11.(1)2
(2)0.75mol/L
(3) 0.1mol·L-1·min-1
(4)50%
12.(1) BC
(2) 吸热 不变
(3) 温度 10 催化剂
13.(1)N2(g)+O2(g)=2NO(g) =+180kJ/mol
(2) 0.0015 增大NO、O2的浓度或者缩小容器体积以增大压强 c
14.(1)
(2) > 无
(3) 碳氢 氧氢
15. 吸收 放出 > 首先是硫酸与铝片表面的反应,不产生; 该反应放热,使溶液温度升高,反应速率加快 随着反应的进行,硫酸的浓度不断下降,使反应速率减慢
16.(1)BCD
(2) 不是 若P点处于平衡状态,该反应放热,则随着温度升高,平衡逆向移动,产率应减小,与题图不符,说明P点不是处于平衡状态 升高温度,平衡逆向移动 催化剂的催化活性降低
17.低于550℃时,温度越高反应速率越快,H2Se的产率越大;高于550℃时,反应达到平衡,该反应为放热反应,温度升高平衡逆向移动,H2Se的产率减小
18. 3X(g)+Y(g)⇌2Z(g) 0.02mol/(L·min) 0.25mol/L 60% ③④⑤⑧ A、C
19.(1)
(2) 0.2mol/L 1.2mol/L
(3)0.2
(4)1.28mol/L
20. O2 I2 OH- B<A<C
21.(1) 温度 催化剂 2H2O22H2O+O2↑或2H2O22H2O+O2↑
(2)
(3) 反应产生气泡快慢 消除阴离子不同对实验的干扰
(4) Cl— 双氧水、盐酸 向盛有双氧水溶液的试管中加入少量的HCl,然后把带火星的木条伸入试管中,木条不复燃
22.(1)
(2)淀粉-KI
(3) 8、3、2 其它条件不变,增大氢离子(或硫酸)浓度可以加快反应速率
23.(1) 1 B、C
(2)<
(3)2MnO+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
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