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- 2021-07-06 发布
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考点规范练19 化学反应速率及影响因素
(时间:45分钟 满分:100分)
考点规范练第38页
一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.将4 mol A气体和2 mol B气体在容积为2 L的容器中混合并在一定条件下发生反应:2A(g)+B(g)2C(g),经2 s 后测得C的浓度为0.6 mol·L-1,下列几种说法中正确的是( )。
A.用物质A表示反应的平均速率为0.3 mol·L-1·s-1
B.用物质B表示反应的平均速率为0.3 mol·L-1·s-1
C.2 s时物质A的转化率为70%
D.2 s时物质B的浓度为0.3 mol·L-1
答案:A
解析: 2A(g)+ B(g) 2C(g)
起始浓度(mol·L-1): 2 1 0
变化浓度(mol·L-1): 0.6 0.3 0.6
2 s时浓度(mol·L-1): 1.4 0.7 0.6
v(A)=0.6mol·L-12 s=0.3 mol·L-1·s-1,A项正确;根据化学反应速率之比等于方程式中各物质的化学计量数之比得v(B)=0.15 mol·L-1·s-1,B项错误;2 s时,物质A的转化率α(A)=0.6mol·L-12mol·L-1×100%=30%,C项错误;2 s时,物质B的浓度为0.7 mol·L-1,D项错误。
2.下列说法正确的是( )。
A.用稀硫酸和锌粒制取H2时,加几滴CuSO4溶液以加快反应速率
B.探究浓度对反应速率的影响:向2支盛有5 mL不同浓度NaHSO3溶液的试管中同时加入2 mL 5% H2O2溶液,观察实验现象
C.在酶催化淀粉水解反应中,温度越高淀粉水解速率越大
D.由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程中的催化剂可有效提高反应物的平衡转化率
答案:A
解析:Zn与Cu在稀硫酸中构成原电池,可以增大反应速率,A项正确;NaHSO3溶液中加入5% H2O2溶液,发生氧化还原反应生成Na2SO4和H2O,无明显实验现象,故不能利用该实验探究浓度对反应速率的影响,B项错误;酶是一种生物催化剂,温度过高酶会失去生理活性,C项错误;催化剂只影响化学反应速率,不能使化学平衡移动,不能提高反应物的平衡转化率,D项错误。
3.在恒温、恒容的容器中进行反应2AB,若反应物的浓度由0.1 mol·L-1降到0.06 mol·L-1需要20 s,那么由0.06 mol·L-1降到0.036 mol·L-1所需反应时间应( )。
A.等于10 s B.等于12 s
C.大于12 s D.小于12 s
答案:C
解析:反应物的浓度由0.1 mol·L-1降到0.06 mol·L-1需20 s,则其反应速率为0.1mol·L-1-0.06 mol·L-120 s=0.002 mol·L-1·s-1。若由0.06 mol·L-1降到0.036 mol·L-1,所需反应时间为x s,则其反应速率为0.06-0.036xmol·L-1·s-1。因为随着反应的进行,反应物浓度逐渐降低,反应速率逐渐减小,即0.06-0.036x<0.002,解得x>12。
4.下列关于化学反应速率的说法中,正确的是( )。
①用铁片与稀硫酸反应制取氢气时,改用98%的浓硫酸可以加快产生氢气的速率
②SO2的催化氧化是一个放热反应,所以升高温度,反应速率减慢
③决定化学反应速率的主要因素是反应物的浓度
④汽车尾气中的NO与CO反应转化为无害的N2和CO2,减小压强,反应速率减慢
⑤增大压强,一定能加快化学反应速率
⑥使用正催化剂,使反应的活化能降低,反应速率加快
⑦光是影响某些化学反应速率的外界条件之一
⑧增加反应物的用量,一定会增大化学反应速率
A.①②⑤ B.④⑥⑦
C.④⑦⑧ D.③⑥⑦
答案:B
解析:铁片遇98%的浓硫酸发生钝化,不能得到H2,①错误;升高温度,化学反应速率加快,②错误;决定化学反应速率的主要因素是反应物本身的性质,③错误;NO和CO都是气体,减小压强反应速率减慢,④正确;对于没有气体参与的反应,压强的改变不会影响化学反应速率,⑤错误;使用正催化剂能降低反应的活化能,使活化分子百分数增大,反应速率加快,⑥正确;氢气与氯气在光照条件下反应生成氯化氢,⑦正确;固体和纯液体用量的增加,不会影响化学反应速率,⑧错误。
5.合成氨反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ· mol-1,在反应过程中,正反应速率的变化如图。下列说法正确的是( )。
A.t1时升高了温度
B.t2时使用了催化剂
C.t3时增大了压强
D.t4时降低了温度
答案:B
解析:t1时正反应速率增大,且大于逆反应速率,则应该是增大压强,A项错误;t2时正逆反应速率同等程度增大,应该是使用了催化剂,B项正确;t3时正反应速率减小,且逆反应速率大于正反应速率,应该是减小压强,C项错误;t4时正反应速率瞬间不变,然后减小,应该是减小生成物浓度,D项错误。
6.一定温度下,在一个容积为2 L的密闭容器中发生反应4A(s)+3B(g)2C(g)+D(g),经2 min达到平衡状态,此时B反应了1.2 mol,下列说法正确的是( )。
A.充入N2(不参与反应)使压强增大可加快反应速率
B.A的平均反应速率为0.4 mol·L-1·min-1
C.平衡状态时,B、C的反应速率相等
D.C的平均反应速率为0.2 mol·L-1·min-1
答案:D
解析:容器容积不变,充入氮气对反应物和生成物浓度没有影响,化学反应速率不变,故A项错误;不能用单位时间内固体的量的变化表示化学反应速率,故B项错误;化学反应速率之比等于化学计量数之比,所以2v(B)=3v(C),故C项错误;v(C)=23v(B)=1.2mol2 L2min×23=0.2 mol·L-1·min-1,故D项正确。
7.某温度下,在容积为2 L的密闭容器中投入一定量的A、B发生反应3A(g)+bB(g)cC(g) ΔH=-Q kJ· mol-1(Q>0),12 s时反应达到平衡,生成C的物质的量为0.8 mol,反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )。
A.前12 s内,A的平均反应速率为0.025 mol·L-1·s-1
B.12 s后,A的消耗速率等于B的生成速率
C.化学计量数之比b∶c=1∶2
D.12 s内,A与B反应放出的热量为0.2Q kJ
答案:C
解析:分析题图可知12 s内A的浓度变化为(0.8-0.2) mol·L-1=0.6 mol·L-1,反应速率v(A)=ΔcΔt=0.6mol·L-112 s=0.05 mol·L-1·s-1,A项错误;分析题图可知12 s内B的浓度变化为(0.5-0.3) mol·L-1=0.2 mol·L-1,v(B)=0.2mol·L-112 s=160 mol·L-1·s-1,v(C)=0.8mol2 L×12 s=130 mol·L-1·s-1,由v(A)v(B)=3b,v(A)v(C)=3c,则b=1,c=2,A、B的化学计量数不同,12 s后达到平衡状态,A的消耗速率不等于B的生成速率,B项错误,C项正确;消耗3 mol A放热Q kJ,12 s内消耗A的物质的量为0.6 mol·L-1×2 L=1.2 mol,消耗1.2 mol A放出的热量为0.4Q kJ,D项错误。
8.一定温度下,在某密闭容器中发生反应:2HI(g)H2(g)+I2(g) ΔH>0,若15 s内c(HI)由0.1 mol·L-1降到0.07 mol·L-1,则下列说法正确的是( )。
A.0~15 s内用I2表示的平均反应速率为v(I2)=0.002 mol·L-1·s-1
B.c(HI)由0.07 mol·L-1降到0.05 mol·L-1所需的反应时间小于10 s
C.升高温度正反应速率增大,逆反应速率减小
D.减小反应体系的体积,化学反应速率增大
答案:D
解析:0~15 s内,v(I2)=12v(HI)=12×(0.1-0.07)mol·L-115 s=0.001 mol·L-1·s-1,A项错误;随着反应的进行,c(HI)减小,v(HI)减小,故c(HI)由0.07 mol·L-1降到0.05 mol·L-1所需时间大于10 s,B项错误;升高温度,正、逆反应速率均增大,C项错误;减小反应体系的体积,压强增大,反应速率增大,D项正确。
9.为探讨反应aX+bYcZ中反应速率与反应物浓度的关系,实验测得X、Y的初始浓度(用c表示,单位为mol·L-1)与生成物Z的浓度达到0.004 2 mol·L-1时所需时间见下表。k为常数,下列关于该反应的反应速率的判断,正确的是( )。
实验编号
c(X)
c(Y)
所需时间/s
一
0.10
0.10
0.60
二
0.20
0.10
0.15
三
0.20
0.05
0.30
A.v=kc(X)·c(Y) B.v=kc(X),且与c(Y)无关
C.v=kc2(X)·c(Y) D.v=kc2(X)c(Y)
答案:C
解析:由第一、二组数据知,X的物质的量浓度加倍,而Z达到相同浓度所需时间缩短为原来的14,故反应速率与c2(X)成正比,由第二、三组数据知,Y的物质的量浓度变为原来的12,Z达到相同浓度所需时间延长一倍,故反应速率与c(Y)成正比,C项正确。
10.一定温度下,将1 mol A(g)和1 mol B(g)充入容积为2 L密闭容器中发生反应A(g)+B(g)xC(g)+D(s),在t1时达到平衡。在t2、t3时刻分别改变反应的一个条件,测得容器中C(g)的浓度随时间变化如图所示。下列有关说法正确的是( )。
A.反应方程式中x=2
B.t2时刻改变的条件是使用催化剂
C.t3时刻改变的条件是移去少量D
D.t1~t3间该反应的平衡常数不相同
答案:A
解析:t2时刻改变条件,浓度增大而平衡不移动,催化剂只改变反应速率,不影响平衡,则只能是改变容器的容积,使浓度增大且平衡不移动,所以反应前后气体体积不变,故x=2,A项正确,B项错误;由于D是固体,D的多少不影响反应速率和化学平衡,故C项错误;平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,故D项错误。
二、非选择题(本题共3个小题,共50分)
11.(16分)有人利用炭还原法处理氮氧化物,发生反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。向某密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,在T1 ℃时,不同时间测得各物质的浓度如下表所示:
浓度/(mol·L-1)
时间/min
0
10
20
30
40
50
c(NO)
1.00
0.68
0.50
0.50
0.60
0.60
c(N2)
0
0.16
0.25
0.25
0.30
0.30
c(CO2)
0
0.16
0.25
0.25
0.30
0.30
(1)10~20 min内,N2的平均反应速率v(N2)= 。
(2)30 min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡,根据上表中的数据判断改变的条件可能是 (填字母序号)。
A.通入一定量的NO
B.加入一定量的活性炭
C.加入合适的催化剂
D.适当缩小容器的容积
(3)40 min后的反应速率 (填“一定”或“不一定”)比20~30 min内的反应速率快。
答案:(1)0.009 mol·L-1·min-1 (2)AD (3)一定
解析:(1)10~20 min时,N2的平均反应速率为0.25mol·L-1-0.16 mol·L-120min-10min=0.009 mol·L-1·min-1;(2)各物质的浓度均增大到原来的1.2倍,所以采取的措施可以是缩小容积增大压强,也可以是加入NO增大NO的浓度,因此AD正确。
12.(16分)在一定条件下,二氧化硫与氧气发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。
(1)降低温度,化学反应速率 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)600 ℃时,在一容积为2 L的密闭容器中,将二氧化硫与氧气混合,在反应进行至10 min和20 min时,分别改变了影响反应的一个条件,反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图所示,前10 min正反应速率逐渐 (填“增大”“减小”或“不变”);前15 min内用SO3表示的平均反应速率为 。
(3)根据图中反应进程,表示正反应速率与逆反应速率相等的时间段是 。
(4)根据题图判断,10 min时改变的反应条件可能是 (填字母,下同);20 min时改变的反应条件可能是 。
A.加入催化剂
B.缩小容器容积
C.降低温度
D.增加O2的物质的量
答案:(1)减小 (2)减小 1.33×10-3 mol·L-1·min-1
(3)15~20 min,25~30 min (4)AB D
解析:(1)降低温度,化学反应速率减小。(2)前10 min随着反应的不断进行,反应物SO2和O2的浓度不断减小,正反应速率减小;前15 min内用SO3表示的平均反应速率为0.04mol2 L×15min≈1.33×10-3 mol·L-1·min-1。(3)反应过程中SO2、O2、SO3物质的量不随时间变化的时间段内正、逆反应速率相等,即15~20 min和25~30 min反应处于平衡状态。(4)10~15 min,三条曲线的斜率突然增大,说明反应速率突然增大,其原因可能是加入催化剂或缩小容器容积。反应进行至20 min时,曲线发生的变化是O2的物质的量突然增大,平衡发生移动引起SO2、SO3的物质的量随之发生变化。
13.(18分)某学习小组利用反应5H2C2O4+2KMnO4+3H2SO42MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O来探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时,先分别量取酸性KMnO4溶液、H2C2O4溶液,然后倒入大试管中迅速振荡混合均匀,开始计时,通过测定褪色所需时间来判断反应的快慢。
(1)甲同学设计了如下实验:
实验编号
H2C2O4溶液
酸性KMnO4溶液
温度℃
浓度(mol·L-1)
体积mL
浓度(mol·L-1)
体积mL
a
0.10
2.00
0.01
4.00
25
b
0.20
2.00
0.01
4.00
25
c
0.20
2.00
0.01
4.00
50
①探究浓度对化学反应速率影响的组合的实验编号是 ,探究温度对化学反应速率影响的组合的实验编号是 。
②实验a测得混合后溶液褪色的时间为40 s,忽略混合前后体积的微小变化,则这段时间内的平均反应速率v(KMnO4)= 。
(2)在其他条件相同的情况下,乙同学用不同浓度的酸性KMnO4溶液进行实验,测得的实验数据如下表所示:
实验编号
温度℃
H2C2O4溶液
酸性KMnO4溶液
褪色所需时间min
浓度(mol·L-1)
体积mL
浓度(mol·L-1)
体积mL
1
25
0.10
4.00
0.20
8.00
t1
2
25
0.10
4.00
0.02
8.00
t2(t2