2.1.1　化学反应速率同步练习（含解析）

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第二章　化学反应速率与化学平衡
第一节　化学反应速率
第1课时　化学反应速率
基础过关练
题组一　　对化学反应速率的理解
1.(2023湖北沙市中学月考)下列关于化学反应速率的说法正确的是 (　　)
A.化学反应速率是指在一段时间内反应物物质的量的减小或生成物物质的量的增大
B.化学反应速率为0.2 mol·L-1·min-1是指反应经过1 min后,某物质的浓度是0.2 mol·L-1
C.对于任何化学反应来说,反应速率越快,反应现象越明显
D.化学反应速率可以衡量化学反应进行的快慢
2.(经典题)一定条件下,在恒容密闭容器中发生反应3CO2(g)+10H2(g) C3H8(g)+6H2O(g),反应速率分别用v(CO2)、v(H2)、v(C3H8)、v(H2O)表示,下列关系式正确的是 (　　)
A.v(C3H8)=v(H2O)
C.v(H2)=v(H2O)
题组二　　化学反应速率的相关计算
3.(易错题)(2024北京清华附中月考)一定条件下,在2 L密闭容器中发生反应:2A(s)+3B(g) 2C(g)+4D(g),测得5 min时,A的物质的量减小了10 mol,则0~5 min内该反应的平均反应速率为 (　　)
A.v(A)=1.0 mol/(L·min)
B.v(B)=1.5 mol/(L·min)
C.v(C)=2.0 mol/(L·min)
D.v(D)=0.5 mol/(L·min)
4.(2024河北石家庄期中)已知反应:2NO(g)+Br2(g) 2NOBr(g)　ΔH=-a kJ·mol-1(a>0)。一定条件下,将2 mol NO和2 mol Br2(g)通入2 L的恒容密闭容器中。反应进行到10 s时,测得生成0.5 mol NOBr。下列说法正确的是　 (　　)
A.10 s内,v(Br2)=0.025 mol·L-1·s-1
B.第10 s时,v(NOBr)=0.025 mol·L-1·s-1
C.第10 s时,NO的浓度为0.75 mol·L-1
D.10 s内,NO(g)与Br2(g)反应放出的热量为a kJ
5.反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)中SO3的浓度随时间变化情况如图所示,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
题组三　　化学反应速率大小的比较
6.(2024江西抚州临川一中期中)在四种不同条件下,分别进行反应2M(g)+3N(g) 4P(g)+Q(g),实验测得反应速率分别为①v(M)=0.20 mol·L-1·min-1、②v(N)=0.45 mol·L-1·min-1、③v(P)=0.40 mol·L-1·min-1、④v(Q)=0.01 mol·L-1·s-1。下列关于四种条件下的反应速率大小关系的比较正确的是 (　　)
A.②>①>③>④　　　　B.④>②>③>①
C.④>③=①>②　　　　D.④>②>①=③
7.(经典题)用纯净的CaCO3与100 mL稀盐酸反应制取CO2,实验过程记录如图所示(CO2的体积已折算为标准状况下的体积)。下列叙述不正确的是 (　　)
A.EF段表示的平均反应速率最大
B.EF段,用盐酸表示该反应的平均反应速率为0.4 mol·L-1·min-1(忽略溶液体积变化)
C.OE、EF、FG三段,用CO2表示的平均反应速率之比为2∶6∶7
D.E、F、G三点中,G点收集的CO2的量最多
题组四　　化学反应速率的测定
8.(2023河南豫北名校月考)下列测量化学反应速率的依据不可行的是 (　　)
选项 化学反应 测量依据 (单位时间内)
A 2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4 K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O 溶液颜色变化
B AgNO3+NaCl AgCl↓+NaNO3 沉淀质量变化
C H2(g)+I2(g) 2HI(g) 温度、容器体积一定时,体系压强变化
D H2O2+2HI 2H2O+I2 溶液体积一定时,I-的浓度变化
9.(2023浙江台州三校月考)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 (　　)
图1
图2
A.图1所示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.用图2装置比较反应速率大小,可通过测定在相同状况下反应产生一定体积气体所需时间的多少
C.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分解反应的催化效果好
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后松开,观察注射器活塞是否回到原位
10.(2024湖北荆州沙市中学月考)某校化学活动社团为测定1 mol/L的H2SO4溶液与锌粒和锌粉反应的速率,设计如图1装置。
(1)图1中盛装H2SO4溶液的仪器的名称是　　　　　　。
(2)按照图1装置实验时,限定了两次实验时间均为10 min,还需要测定的另一个数据是　　　　　　　　。
(3)若将图1装置中的气体收集装置改为图2装置,实验结束后读取气体体积时应该注意的问题是　　　　　　　　　(至少回答两点)。
能力提升练
题组一　　化学反应速率的综合计算
1.(2024北京海淀统考)H2(g)+I2(g) 2HI(g)在1 L的恒温容器中进行,反应过程中部分数据如表:
反应时间/min n(H2)/mol n(I2)/mol n(HI)/mol
0 4 4 0
10 2
若在起始时总压为p0 kPa,反应速率若用单位时间内分压的变化表示,而气态物质分压=总压×气态物质的物质的量分数,则10 min内H2(g)的反应速率为 (　　)
A.0.25p0 kPa·min-1　　　　　B.0.025p0 kPa·min-1
C.0.005p0 kPa·min-1　　　　　D.0.016p0 kPa·min-1
2.(2024湖南衡阳期中)在一定温度下,10 mL 0.40 mol/L H2O2发生催化分解。不同时刻测定生成O2的体积(已折算为标准状况)如表所示(液体体积变化忽略不计)。下列叙述不正确的是 (　　)
t/min 0 2 4 6 8 10
V(O2)/mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9
A.反应至6 min时,c(H2O2)=0.3 mol/L
B.第6 min后平均反应速率逐渐减慢
C.0~6 min的平均反应速率:v(H2O2)≈3.3×10-2 mol/(L·min)
D.反应至6 min时,过氧化氢的分解率为50%
题组二　　借助图像考查化学反应速率
3.(经典题)(2024湖北名校联盟联考)一定温度下,向容积为2 L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应,反应中各物质的物质的量的变化如图所示,下列对该反应的推断不合理的是 (　　)
A.在0~6 s内,用C表示的化学反应速率约为0.067 mol·L-1·s-1
B.6 s后,反应停止了
C.该反应的化学方程式为3B+4C 6A+2D
D.在0~4 s内,v(A)=3v(D)
4.(2024辽宁省实验中学期中)一定条件下,H2O(g)在某催化剂表面发生分解反应生成H2和O2,测得的实验结果如图所示。下列叙述正确的是 (　　)
A.H2O(g)在该催化剂表面的分解反应是可逆反应
B.H2O(g)在该催化剂表面的分解速率与其起始浓度成正比
C.在该催化剂表面H2O(g)分解反应先快后慢
D.ab段O2的平均生成速率为5.0×10-4 mol/(L·min)
5.工业上有一种用CO2生产甲醇的方法:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)。某科学实验小组将6 mol CO2和8 mol H2充入2 L的密闭容器中,保持温度不变,测得H2的物质的量随时间变化如图所示。
(1)a~b、b~c、c~d三段中,平均反应速率最大的是　　　　段,该时间段内H2的平均反应速率是　　　　　　。
(2)H2的物质的量不再改变时,CO2的转化率是　　　　　;反应前后容器内的压强之比是　　　　。
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.D 2.C 3.B 4.C 5.C 6.D 7.C 8.C
9.C
1.D　化学反应速率常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增大来表示,A错误;化学反应速率为0.2 mol·L-1·min-1指反应经1 min后,某物质的浓度减小或增大0.2 mol·L-1,B错误;有些化学反应反应速率比较快,但无明显的现象,C错误;化学反应速率可衡量化学反应进行的快慢,D正确。
2.C　根据同一反应中,各物质的化学反应速率之比等于化学计量数之比可知,v(CO2)∶v(H2)∶v(C3H8)∶v(H2O)=3∶10∶1∶6。由此可得10v(C3H8)=v(H2)、6v(C3H8)=v(H2O)、v(CO2)=v(H2)、v(H2)=v(H2O),C正确。
3.B　本题利用v==计算,根据物质的量变化量之比等于化学计量数之比可推算出B、C、D物质的量的变化,然后带入公式进行求算即可。本题易忽视一般不用固体或纯液体表示化学反应速率(易错点)而错选A。
4.C　利用三段式分析:
2NO(g)+Br2(g) 2NOBr(g)
起始/mol 2 2 0
转化/mol 0.5 0.25 0.5
10 s时/mol 2-0.5 2-0.25 0.5
10 s内v(Br2)====0.012 5 mol·L-1·s-1,A项错误;根据化学反应速率之比等于化学计量数之比可知v(NOBr)=0.025 mol·L-1·s-1,其表示的是10 s内NOBr的平均反应速率,而不是第10 s时的瞬时速率,B项错误;第10 s时,c(NO)===0.75 mol·L-1,C项正确;2 mol NO(g)和1 mol Br2(g)完全反应生成2 mol NOBr(g)时,放出的热量为a kJ,10 s内有0.5 mol NOBr生成,放出的热量不为a kJ,D项错误。
5.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。根据化学反应速率之比等于化学计量数之比有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。
6.D　根据各物质的化学反应速率之比等于化学计量数之比,将选项中各物质表示的化学反应速率转化为同一物质所表示的化学反应速率后进行比较,注意单位要统一(解题技法)。①v(M)=0.20 mol·L-1·min-1时,v(Q)=v(M)=0.10 mol·L-1·min-1;②v(N)=0.45 mol·L-1·min-1时,v(Q)=v(N)=0.15 mol·L-1·min-1;③v(P)=0.40 mol·L-1·min-1时,v(Q)=v(P)=0.10 mol·L-1·min-1;④v(Q)=0.01 mol·L-1·s-1=0.60 mol·L-1·min-1。反应速率大小关系④>②>①=③,D正确。
易错分析
化学反应速率大小比较的常见错误
　　(1)只看数值。用同一物质表示的化学反应速率比较时,必须要保证单位统一;注意物质不能是固体或纯液体。(2)转化错误。同一化学反应中用不同物质表示的反应速率相互转化时出现错误,应按化学反应速率之比等于对应物质的化学计量数之比进行转化。
7.C　OE、EF、FG三段对应所用时间相同,生成的二氧化碳体积分别为224 mL、(672-224) mL=448 mL、(784-672) mL=112 mL,故EF段表示的平均反应速率最大,A正确;EF段,生成的n(CO2)==0.02 mol,根据关系式CaCO3~2HCl~CO2,则消耗的n(HCl)=2n(CO2)=0.04 mol,用盐酸表示该反应的平均反应速率为=0.4 mol·L-1·min-1,B正确;OE、EF、FG三段,反应时间相同,生成的CO2的体积之比等于反应速率之比,则用CO2表示的平均反应速率之比为224 mL∶448 mL∶112 mL=2∶4∶1,C错误;由题图可知,E、F、G三点中,G点收集的CO2的量最多,D正确。
8.C　随反应进行KMnO4溶液浓度逐渐减小,可通过记录单位时间内溶液颜色变化来测定反应速率,A可行;单位时间内产生沉淀的质量越多,反应速率越快,反之,反应速率越慢,B可行;反应前后气体分子数不变,即温度、容器体积一定时,反应前后气体总压强不变,C不可行;溶液体积一定时,单位时间内,I-的浓度变化越大,反应速率越快,反之,反应速率越慢,D可行。
解题技法
常采用的测定化学反应速率的方法
　　(1)对于有气体生成的反应,可测定相同时间内收集气体的体积或收集等量气体所用的时间。(2)对于有固体做反应物的反应,可测定一段时间内消耗固体质量的多少。(3)对于有酸、碱参与的反应,可测定一段时间内溶液中H+或OH-浓度的变化。(4)对于有颜色变化的反应,可测定溶液变色所需时间。(5)对于有沉淀生成的反应,可测定溶液变浑浊所需的时间。
9.C　反应速率的大小可以通过观察产生气泡的快慢来判断,A正确;反应速率的大小可以根据产生相同体积的气体所用时间的多少来判断,B正确;若题图1所示实验中反应速率①>②,则能够说明FeCl3比CuSO4对H2O2分解反应的催化效果好,Cl-和S对H2O2分解也可能有影响,C错误;关闭A处活塞,将注射器活塞拉出一定距离,若装置气密性不好,注射器活塞不能回到原位,D正确。
10.答案　(1)分液漏斗　(2)收集到气体的体积
(3)调节量气管的高度使得两侧液面相平;视线平视凹液面最低点;待锥形瓶中气体恢复至室温
解析　(1)题图1中盛装H2SO4溶液的仪器的名称是分液漏斗。(2)按照题图1装置实验时,限定了两次实验时间均为10 min,还需要测定的另一个数据是收集到气体的体积。
能力提升练
1.B 2.A 3.B 4.D
1.B　H2(g)+I2(g) 2HI(g)为反应前后气体总物质的量不变的反应,则反应中的任意时刻总压不变,均为p0 kPa,列三段式:
　　　　　　　　H2(g)+I2(g) 2HI(g)
起始/mol 4 4 0
转化/mol 2 2 4
10 min时/mol 2 2 4
反应前H2(g)的分压为×p0 kPa=0.5p0 kPa,10 min时H2(g)的分压为×p0 kPa=0.25p0 kPa,则10 min内用H2(g)表示的反应速率为=0.025p0 kPa·min-1。
2.A　反应2H2O2 2H2O+O2↑,根据题表中数据可知,0~6 min内产生的氧气的物质的量Δn(O2)==0.001 mol,Δn(H2O2)=0.002 mol,故反应至6 min时c(H2O2)==0.2 mol/L,A错误;在一定温度下,反应物浓度越大反应速率越快,随着反应的进行,H2O2的浓度逐渐减小,反应速率逐渐减慢,B正确;0~6 min,v(H2O2)==≈3.3×10-2 mol/(L·min),C正确;反应至6 min时,H2O2的分解率为×100%=50%,D正确。
3.B　在0~6 s内,用C表示的化学反应速率v(C)=≈0.067 mol·L-1·s-1,A正确;6 s后,正、逆反应速率相等但不等于零,反应没有停止,只是达到化学平衡状态,B错误;由图中信息可知,0~6 s内B、C的物质的量分别减小0.6 mol、0.8 mol,A、D的物质的量分别增加1.2 mol、0.4 mol,该反应的化学方程式为3B+4C 6A+2D,C正确;在0~4 s内,用不同物质表示该反应的化学反应速率,其化学反应速率之比等于化学计量数之比,即v(A)=3v(D),D正确。
解题技法
n-t或c-t图的解题技巧
　　(1)看趋势,定位置:观察图像,n(或c)随时间逐渐减小的物质为反应物,反之为生成物。
　　(2)看变化量,定化学计量数:由图像数据计算各物质在相同时间内的物质的量(或浓度)的变化量,根据各物质的物质的量(或浓度)的变化量之比等于化学计量数之比,确定各物质的化学计量数。
　　(3)看是否共存,定符号:根据图像观察各物质是否最终共存,从而判断该反应是否为可逆反应,确定在方程式中用“”还是“”。
4.D　
5.答案　(1)a~b　1 mol·L-1·min-1　(2)33.3%　7∶5
解析　(1)a~b段氢气的平均反应速率为=1 mol·L-1·min-1,b~c段氢气的平均反应速率为=0.75 mol·L-1·min-1,c~d段氢气的平均反应速率为=0.1 mol·L-1·min-1,所以平均反应速率最大的是a~b段。
(2)由题图可知,平衡时氢气的物质的量为2 mol,列三段式:
　　　　　 3H2(g)+CO2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
起始/mol 　8 　6 　 0 　0
变化/mol 　6 　2 　 2 　2
平衡/mol 　2 　4 　 2 　2
所以平衡时CO2的转化率为×100%≈33.3%;恒温、恒容时,气体压强之比等于气体的物质的量之比,所以反应前后容器内的压强之比是(6+8)∶(4+2+2+2)=7∶5。

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