2021届一轮复习鲁科版化学反应速率工业合成氨作业 9页

化学反应速率 工业合成氨 基础巩固 ‎1.(2019湖南永州高三模拟)下列说法正确的是(　　)‎ A.增大反应物浓度,能增大活化分子百分数,所以反应速率增大 B.使用合适的催化剂,能增大活化分子百分数,所以反应速率增大 C.对于任何反应,增大压强都可加快反应速率 D.升高温度,只能增大吸热反应的反应速率 答案B 解析增大反应物的浓度会增大单位体积的活化分子数,但活化分子的百分数不变,A项错误;使用正催化剂,降低反应的活化能,使部分不是活化分子的分子成为活化分子,增大活化分子百分数,所以反应速率增大,B项正确;对于化学反应中全是液态物质参与的反应,增大压强,对反应速率无影响,C项错误;升高温度,正、逆反应的速率都增大,D项错误。‎ ‎2.(2019广西贺州平桂区平桂高级中学高三摸底)下列说法正确的是(　　)‎ A.对于反应A(s)+B(g)C(g)+D(g),加入A,反应速率增大 B.2NO2N2O4(正反应放热),升高温度,v(正)增大,v(逆)减小 C.一定温度下,反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)在密闭容器中进行,恒压时充入氦气不改变化学反应速率 D.100 mL 2 mol·L-1稀盐酸与锌反应时,加入少量硫酸铜固体,生成氢气的速率增大 答案D 解析对于A(s)+B(g)C(g)+D(g)的反应,A为固体,加入A,反应速率不变,故A项错误;对于反应2NO2N2O4(正反应放热),升高温度,v(正)和v(逆)均增大,故B项错误;一定温度下,反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)在密闭容器中进行,恒压充入氦气,容器的体积增大,浓度减小,化学反应速率减慢,故C项错误;100 mL 2 mol·L-1稀盐酸与锌反应时,加入少量硫酸铜固体,锌与硫酸铜发生置换反应析出铜,形成原电池,生成氢气的速率加快,故D项正确。‎ ‎3.(2019江西红色七校高三联考)在稀硫酸与锌反应制氢气的实验中,下列因素对产生H2速率没有影响的是(　　)‎ A.升高溶液的温度 B.初始加入的稀硫酸由5 mL变成10 mL C.将锌块换成锌粉 D.滴加几滴硫酸铜溶液 答案B 解析升高溶液的温度反应速率加快,A项错误;初始加入的稀硫酸由5 mL变成10 mL,氢离子浓度不变,反应速率不变,B项正确;将锌块换成锌粉增大固体反应物的接触面积,反应速率加快,C项错误;滴加几滴硫酸铜溶液,锌置换出铜,构成原电池,加快了反应速率,D项错误。‎ ‎4.已知反应2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)　ΔH=-752 kJ·mol-1的反应机理如下:‎ ‎①2NO(g)N2O2(g)(快)‎ ‎②N2O2(g)+H2(g)N2O(g)+H2O(g)(慢)‎ ‎③N2O(g)+H2(g)N2(g)+H2O(g)(快)‎ 下列有关说法错误的是(　　)‎ A.①的逆反应速率大于②的正反应速率 B.②中N2O2与H2的碰撞仅部分有效 C.N2O2和N2O是该反应的催化剂 D.总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大 答案C 解析①反应为快反应,说明反应物的活化能小于生成物的活化能,反应更容易发生;②为慢反应,说明反应物的活化能大于生成物的活化能,②反应物的活化能包含了反应①生成物的活化能和H2的活化能,因此①的逆反应速率大于②的正反应速率,A项正确;②反应为慢反应,反应慢说明反应的活化能大,物质微粒发生碰撞,许多碰撞都不能发生化学反应,因此碰撞仅部分有效,B项正确;反应过程中N2O2和 N2O是中间产物,不是催化剂,C项错误;总反应为放热反应,则总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大,D项正确。‎ ‎5.(2019天津静海高三联考)下列实验能达到实验目的的是(　　)‎ 序号 实验内容 实验目的 A 盛有4 mL 1 mol·L-1酸性KMnO4溶液的两支试管,一只加入2 mL 0.1 mol·L-1H2C2O4溶液,另一只加入2 mL 0.2 mol·L-1H2C2O4溶液　‎ 探究浓度对反应速率的影响 B 用石墨电极电解等浓度的Mg(NO3)2、Cu(NO3)2的混合液 比较确定铜和镁的金属活动性强弱 C 在容积可变的密闭容器中发生反应:2NO2(g)N2O4(g),把容器的体积缩小一半 正反应速率加快,逆反应速率减慢 D 向2支试管中各加入相同体积、相同浓度的Na2S2O3溶液,再分别加入不同体积相同浓度的稀硫酸,分别放入冷水和热水中 探究温度对反应速率的影响 答案B 解析高锰酸钾过量太多,观察不到颜色褪色的快慢,无法探究浓度对化学反应速率的影响,故A项错误;阴极有铜析出而没有镁析出,说明铜离子氧化性比镁离子强,由此得出镁比铜活泼,故B项正确;容器的体积缩小一半,NO2(g)和N2O4(g)的浓度增大,正,逆反应速率都加快,故C项错误;探究温度对反应速率的影响必须保证其他外界条件相同,此实验混合溶液中硫酸浓度不同,故D项错误。‎ ‎6.一定温度下,10 mL 0.40 mol·L-1 H2O2发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表所示:‎ t/min ‎0‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎6‎ ‎8‎ ‎10‎ V(O2)/mL ‎0.0‎ ‎9.9‎ ‎17.2‎ ‎22.4‎ ‎26.5‎ ‎29.9‎ 下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)(　　)‎ A.0~6 min的平均反应速率:v(H2O2)≈3.3×10-2mol·L-1·min-1　‎ B.6~10 min的平均反应速率:v(H2O2)<3.3×10-2mol·L-1·min-1　‎ C.反应至6 min时,剩余的c(H2O2)=0.3 mol·L-1‎ D.反应至6 min时,H2O2分解了50%‎ 答案C 解析在前6 min中生成O2 22.4 mL,即0.001 mol,根据化学方程式2H2O22H2O+O2↑可知,反应掉的H2O2为0.002 mol,故v(H2O2)=‎0.002mol‎0.01 L×6min≈3.3×10-2 mol·L-1·min-1,A项正确;由表格中的数据可知在相同的时间间隔中,生成的O2的体积越来越小,故6~10 min的平均反应速率要小于0~6 min的平均反应速率,B项正确;反应到6 min时,剩余的n(H2O2)=0.004 mol-0.002 mol=0.002 mol,故剩余的c(H2O2)=‎0.002mol‎0.01 L=0.2 mol·L-1,C项错误;反应到6 min时,H2O2分解率为‎0.002mol‎0.004mol×100%=50%,D项正确。‎ ‎7.(2019安徽黄山高三一模)工业合成氨是氮的重要用途之一,在一定条件下,将N2和H2通入到体积为0.5 L的恒容密闭容器中,反应过程中各物质的物质的量变化如图所示:‎ ‎(1)10 min内用NH3表示该反应的平均速率,v(NH3)=　　　　　　　。 ‎ ‎(2)在第10 min和第25 min改变的条件可能分别是　　　　、　　　　　(填字母)。 ‎ A.加了催化剂 B.升高温度 C.增加NH3的物质的量 D.压缩体积 E.分离出氨气 ‎(3)下列说法能说明该可逆反应达到平衡状态的是　　　　　(填字母)。 ‎ A.容器中气体密度不变 B.容器中压强不变 C.3v正(H2)=2v逆(NH3)‎ D.N2、H2、NH3分子数之比为1∶3∶2‎ 答案(1)0.02 mol·L-1·min-1　(2)ABD　E　(3)B 解析(1)根据图像可知,10 min时氨气的物质的量为0.1 mol,则10 min内用NH3表示该反应的平均速率v(NH3)=‎0.10mol‎0.5 L×10min=0.02 mol·L-1·min-1。‎ ‎(2)由图像可知各组分物质的量变化增加,且10 min之后各物质的变化是连续的,说明反应速率增大,则改变的条件可能是加入了催化剂、升高温度、压缩体积(增大压强),ABD正确;25 min时,瞬间NH3的物质的量骤降,即NH3的浓度下降,N2和H2在第25 min时刻未变化,说明平衡向正反应方向移动,则可能的条件为分离出氨气,E项正确。‎ ‎(3)混合气体的质量不变,气体的体积不变,故密度始终不变,则密度不变不能说明达到平衡,故A项错误;反应前后气体的物质的量有变化,说明压强是变量,总压强不再随时间而变化,可说明达到平衡,故B项正确;3v正(H2)=2v逆(NH3),表示的是正反应和逆反应,但是不满足计量数关系,说明没有达到平衡状态,故C项错误;N2、H2、NH3分子数之比为1∶3∶2,无法判断各组分的浓度是否变化,故D项错误。‎ 能力提升 ‎8.(2019北京石景山区高三统练)资料显示:自催化作用是指反应产物之一使该反应速率加快的作用。用稀硫酸酸化的KMnO4进行下列三组实验,一段时间后溶液均退色(0.01 mol·L-1可以记做0.01M)。‎ 实验①‎ 实验②‎ 实验③‎ ‎1 mL 0.01M的KMnO4溶液和1 mL 0.1M的H2C2O4溶液混合 ‎1 mL 0.01M的KMnO4溶液和1 mL 0.1M的H2C2O4溶液混合 ‎1 mL 0.01M的KMnO4溶液和1 mL 0.1M的H2C2O4溶液混合 退色 比实验①退色快 比实验①退色快 下列说法不正确的是(　　)‎ A.实验①中发生氧化还原反应,H2C2O4是还原剂,产物MnSO4能起自催化作用 B.实验②退色比①快,是因为MnSO4的催化作用增大了反应速率 C.实验③退色比①快,是因为Cl-的催化作用增大了反应速率 D.若用1 mL 0.2M的H2C2O4做实验①,推测比实验①退色快 答案C 解析由分析可知,实验①中发生氧化还原反应,H2C2O4作为还原剂,KMnO4被还原为Mn2+,能起自催化作用,故A正确;实验②加入了MnSO4固体后,褪色比①快,说明MnSO4的催化作用增大了反应速率,故B正确;实验③加入了稀盐酸之后,Cl-与KMnO4发生氧化还原反应,所以褪色比①快,Cl-是还原剂不是催化剂,故C错误;若用1 mL 0.2 M的H2C2O4做实验①,还原剂H2C2O4的浓度增大,反应速率增大,由此可推测比实验①褪色快,故D正确。‎ ‎9.(2019安徽肥东高中12月调研)T ℃时,将2 mol X和1 mol Y充入一体积为1 L的密闭容器中,发生反应2X(g)+Y(g)2Z(s)　ΔH=-M kJ·mol-1。10 min后反应达到平衡,生成0.2 mol Z,共放出热量N kJ,下列说法正确的是(　　)‎ A.在10 min时,X的反应速率为0.02 mol·L-1·min-l B.在0~10 min内,Y的反应速率为N‎10M mol·L-1·min-l C.增加Z的物质的量加快逆反应速率 D.反应达平衡后,保持T ℃,通入稀有气体增大压强,则化学反应速率变快 答案B 解析在0~10 min内,X的平均反应速率为0.02 mol·L-1·min-1,在10 min时,X的浓度较小,X的反应速率小于0.02 mol·L-1·min-1,故A项错误;在0~10 min内,Y的反应速率为N‎10M mol·L-1·min-1,故B项正确;Z为固体,其浓度为恒定值,因此增大Z的物质的量不会增大B的浓度而加快逆反应速率,故C项错误;反应体系中的气体浓度不变,所以化学反应速率不变,故D项错误。‎ ‎10.(2019浙江台州一模)已知化学反应2NO(g)+O22NO2(g),在其他条件相同时,测得实验数据如图。请根据图示数据,下列有关该反应的说法正确的是(　　)‎ A.相同条件下,化学反应速率随时间越来越大 B.相同条件下,压强越大,化学反应速率越大 C.相同条件下,温度越高,化学反应速率越大 D.在0.1 MPa、90 ℃条件下,反应20 s时达到化学平衡状态 答案B 解析相同条件下,随时间越来越长各曲线斜率越来越小,说明化学反应速率越来越小,故A项错误;相同条件下,压强越大,曲线斜率越大,说明压强越大,化学反应速率越快,故B项正确;根据图像可知,0.8 MPa、90 ℃对应的曲线比0.8 MPa、30 ℃对应的曲线斜率小,说明温度越高,化学反应速率越小,故C项错误;在0.1 MPa、90 ℃条件下,反应20 s之后二氧化氮的转化率随时间变化未知,不能说明反应达到化学平衡状态,故D项错误。‎ ‎11.‎ ‎(2019福建惠安惠南中学高三检测)在一个2 L的密闭容器中,发生反应2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)‎ ΔH>0,其中SO3的物质的量随时间变化如图所示,下列判断错误的是(　　)‎ A.0~8 min内v(SO3)=0.025 mol·L-1·min-1‎ B.8 min时,v逆(SO2)=2v正(O2)‎ C.8~9 min时,容器内压强保持不变 D.若8 min时将容器压缩为1 L,n(SO3)的变化如图中a 答案D 解析0~8 min内v(SO3)=‎0.4mol‎2 L×8min=0.025 mol·L-1·min-1,选项A正确;8 min时,n(SO3)不再变化,说明反应已达平衡,v逆(SO2)=v正(SO2)=2v正(O2),选项B正确;8~9 min时,n(SO3)不再变化,说明各组分浓度不再变化,容器内压强保持不变,选项C正确;若8 min时压缩容器体积时,平衡向气体体积减小的方向移动,但纵坐标是指物质的量,不是浓度,SO3的变化曲线应为渐变而不是突变,选项D错误。‎ 拓展深化 ‎12.用酸性KMnO4和H2C2O4(草酸)反应研究影响反应速率的因素,离子方程式为2MnO‎4‎‎-‎+5H2C2O4+6H+2Mn2++10CO2↑+8H2O。一实验小组欲通过测定单位时间内生成CO2的速率,探究某种影响化学反应速率的因素,设计实验方案如下(KMnO4溶液已酸化),实验装置如图甲所示:‎ 实验 序号 A溶液 B溶液 ‎①‎ ‎20 mL 0.‎ ‎30 mL 0.01 mol·L-1‎ ‎1 mol·L-1H2C2O4溶液 酸性KMnO4溶液 ‎②‎ ‎20 mL 0.2 mol·L-1H2C2O4溶液 ‎30 mL 0.01 mol·L-1酸性KMnO4溶液 ‎(1)该实验探究的是　　　　　　　对化学反应速率的影响。相同时间内针筒中所得CO2的体积大小关系是　　　　　>　　　　　(填实验序号)。 ‎ ‎(2)若实验①在2 min末收集了4.48 mL CO2(标准状况下),则在2 min末,c(MnO‎4‎‎-‎)=　　　　　mol·L-1(假设混合溶液的体积为50 mL)。 ‎ ‎(3)除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率外,本实验还可通过测定　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　来比较化学反应速率。 ‎ ‎(4)小组同学发现反应速率变化如图乙,其中t1~t2时间内速率变快的主要原因可能是:①产物Mn2+是反应的催化剂,②　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案(1)浓度　②　①　(2)0.005 2‎ ‎(3)KMnO4溶液完全褪色所需时间(或产生相同体积气体所需时间)‎ ‎(4)反应放热使溶液温度升高 解析(1)对比①②实验中A溶液、B溶液的数据可知,除c(H2C2O4)不同外,其余各量均相同,因此该实验是探究浓度对化学反应速率的影响。实验②中A溶液的c(H2C2O4)比实验①中大,则实验②的化学反应速率快,相同时间内所得CO2的体积大。‎ ‎(2)收集到CO2的物质的量为n(CO2)=‎4.48×1‎0‎‎-3‎L‎22.4 L·mol‎-1‎=2×10-4 mol,则有 ‎2MnO‎4‎‎-‎+5H2C2O4+6H+2Mn2++10CO2↑+8H2O ‎　2　　　　　　　　　　　　　　　　　10‎ n(MnO‎4‎‎-‎)　　　　　　　　　　　　2×10-4 mol 根据关系式:‎2‎‎10‎‎=‎n(MnO‎4‎‎-‎)‎‎2×1‎0‎‎-4‎mol,解得n(MnO‎4‎‎-‎)=4×10-5 mol。在2 min末,n(MnO‎4‎‎-‎)=30×1‎0‎‎-‎‎3‎ L×0.01 mol·L-1-4×10-5 mol=2.6×10-4 mol,从而可得c(MnO‎4‎‎-‎)=‎2.6×1‎0‎‎-4‎mol‎0.05 L=0.005 2 mol·L-1。‎