2.3 化学反应的速率 同步练习题
一、选择题
1．在一定条件下，向2L密闭容器中通入2molN2和6molH2，发生反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，下列说法能够说明反应已达到平衡状态的是
A．c(NH3)：c(H2)：c(N2)=2：3：1
B．单位时间内1个N≡N键断裂的同时，有6个N－H键形成
C．混合气体的平均相对分子质量不再改变
D．单位时间内有6个N－H键断裂的同时，有3个H－H键形成
2．丙烯与HCl在催化剂作用下发生加成反应：第一步H+进攻丙烯生成碳正离子，第二步Cl-进攻碳正离子。得到两种碳正离子的反应进程与能量关系如图。
下列说法不正确的是
A．催化剂可以使生成①过程的活化能降低
B．过渡态(Ⅰ)比过渡态(Ⅱ)稳定
C．生成①的过程所需的活化能较高，速率慢
D．丙烯与HCl加成反应主要生成
3．下列说法正确的是（ ）
A．化学反应速率是对可逆反应而言的，非可逆反应不谈化学反应速率
B．在可逆反应中，正反应的化学反应速率是正值，逆反应的化学反应速率是负值
C．在同一化学反应中，化学反应速率可以用单位时间内反应物浓度的改变来表示，也可以用单位时间内生成物浓度的改变来表示，其数值可能相同，也可能不相同
D．化学反应速率表示的是化学反应进行的程度
4．在一定温度下的恒容密闭容器中，当下列物理量不再发生变化时，表明反应A(s)＋3B(g) 2C(g)＋D(g)已达平衡状态的是
①混合气体的压强 ②混合气体的密度 ③B的物质的量浓度 ④气体的总物质的量 ⑤混合气体的平均相对分子质量
A．①③⑤ B．①④⑤ C．②③④ D．②③⑤
5．在不同条件下，分别测得反应的化学反应速率如下，其中表示该反应进行得最慢的是
A．v(NO2)=4 mol/(L·min) B．v(O3)=3 mol/(L·min)
C．v(N2O5)=0.04mol/(L·s) D．v(O2)=0.05mol/(L·s)
6．设NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．39gNa2S和Na2O2组成的混合物中，含有阴离子的数目为NA
B．将2molNO和lmolO2混合，所得混合气体的分子总数为2NA
C．31g白磷含P-P键数为1.5NA
D．0.1mol/L的NaOH水溶液中含有Na+数目为0.01NA
7．在某一化学反应中，反应物A的浓度在2s内由1.0mol/L变成0.2mol/L，则在这2s内它的平均反应速率为
A．0.08mol/(L·s) B．0.8mol/(L·s) C．0.4mol/(L·s) D．0.04mol/(L·s)
8．用五乙烯六胺(PEHA)多聚物来捕获二氧化碳，以Ru-PNP络合物作催化剂，可直接将空气中二氧化碳转化为甲醇，反应可能的过程如图所示。下列叙述错误的是
A．此过程总反应方程式为
B．产品甲醇作为重要的能源物质，可作为车用燃料
C．催化剂在循环过程中未参与中间反应
D．反应过程中既有极性键的断裂，又有非极性键的断裂
9．反应，经2minB的浓度减少0.6mol/L，对此反应速率的正确表示是
A．用A表示的反应速率是
B．在2min时，B的浓度是D浓度的3倍
C．在2min末时的反应速率，用反应物B来表示是
D．B、C的速率关系：
10．一定条件下，向某密闭容器中充入HI，发生反应：2HI(g)H2(g)+I2(g) ΔH >0，达到平衡状态。该反应经过以下两步基元反应完成：
①2HI → 2H + 2I ΔH1
②2I→I2 ΔH2
下列分析不正确的是
A．ΔH1<0、ΔH2>0
B．反应物的分子必须发生碰撞才能发生基元反应
C．缩小容器体积，①的反应速率增大
D．加入催化剂，能降低该反应的活化能
二、填空题
11．在容积为1.00L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g)2NO2(g)，实验发现，随温度升高，混合气体的颜色变深。100℃时，体系中各物质浓度随时间变化如图所示。回答下列问题：
(1)反应的ΔH 0(填“大于”或“小于”)；
(2)在0～60s时段，反应速率v(N2O4)为 ；平衡时混合气体中NO2的体积分数为 。
(3)100℃时达平衡后，向容器中迅速充入含0.08mol的NO2和0.08mol的N2O4的混合气体，此时速率关系v(正) v(逆)。（填“大于”，“等于”，或“小于”）
(4)100℃时达平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)以0.0020mol·L-1·s-1的平均速率降低，经10s又达到平衡。
①T 100℃(填“大于”或“小于”)，判断理由是 。
②计算温度T时反应的平衡常数K2： 。
12．反应3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)，在一容积可变的密闭容器中进行，试回答：
(1)增加Fe的量，其正反应速率 (填“增大”“不变”或“减小”，下同)，平衡 移动(填“不”“向正反应方向”或“向逆反应方向”，下同)。
(2)将容器的体积缩小一半，其正反应速率 ，平衡 移动。
(3)保持体积不变，充入N2使体系压强增大，其正反应速率 ，平衡 移动。
(4)保持体积不变，充入水蒸气，其正反应速率 ，平衡 移动。
13．恒温恒容条件下，将2molA气体和2molB气体通入体积为2L的密闭容器中发生如下反应：2A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)，2min时反应达到平衡状态，此时剩余1.2molB，并测得C的浓度为1.2mol·L-1。
(1)从开始反应至达到平衡状态，生成C的平均反应速率为 。
(2)x= 。
(3)下列各项可作为该反应达到平衡状态的标志的是 。
A．压强不再变化 B．气体密度不再变化
C．A的消耗速率与B的消耗速率之比为2：1 D．A的百分含量保持不变
14．瑞典化学阿伦尼乌斯(Arrhenius)创立的化学反应速率常数随温度变化关系的经验公式为：(为活化能-假设受温度影响忽略不计，k为速率常数，R和C为常数)，为探究催化剂m、n的催化效率，进行了相应的实验，依据实验数据获得如图曲线。在催化剂m作用下，该反应的活化能 J mol-1,假设催化剂n的催化效率大于m的催化效率，请在如图中画出催化剂n的相应曲线图和标注。
15．在2A+3B=2C反应中(A、B、C都是气体)，开始时，A的浓度是2 mol/L，B的浓度是4 mol/L，2 min内，A的浓度减少0.8 mol/L，则v(B)= 。在2 min末，C的浓度是 ，B的浓度是 。
16．(1)在一定条件下，一定容积的密闭容器中进行反应：2SO2＋O22SO3，能证明反应到达平衡的说法是： 。
A容器中压强不发生改变 B容器内气体密度不发生改变 C容器内气体平均相对分子质量不发生改变 D容器内气体颜色不发生改变 E容器内SO3气体质量不发生改变 F2v正(SO2)=v逆(O2)
(2)请按下表填空：
SO2 O2 SO3
反应开始时的浓度/mol·L－1 3.0 1.5 0
10min后的浓度/mol·L－1
平均反应速率/mol·L－1·min－1 0.1
10min后，浓度c(SO2)= c(O2)=
平均反应速率v(SO2)= v(O2)=
(3)已知在该条件下每生成1molSO3(g)放出热量QkJ。若向容器中充入2molSO2(g)、2molO2(g)，充分反应后放出热量为 kJ。
17．某同学探究外界条件对H2O2分解速率的影响。实验所用试剂：0.4 mol·L-1 H2O2溶液、蒸馏水、MnO2粉末、Fe2O3粉。
实验序号 H2O2浓度 (mol·L-1) V(H2O2溶液) (mL) 温度 催化剂 收集112 mLO2所需时间(s)
1 0.4 20 室温 无 几乎无气体产生
2 0.4 20 50℃水浴 无 296
3 0.4 20 室温 0.5 g a 45
4 0.4 20 室温 0.5 g MnO2粉末 100
5 0.4 b 室温 0.5 g a ＞45
(1)实验1、2的目的是其他条件相同时，研究 对H2O2分解速率的影响。
(2)表中a处所用试剂为 ；对比实验3、4可得出的结论是 。
(3)实验3、5是其他条件相同时，探究浓度对该化学反应速率的影响。b处取用10 mL 0.4 mol·L-1 H2O2溶液，还应添加的试剂及用量为 。
(4)控制其他条件相同，印刷电路板的金属粉末用0.4 mol·L-1 H2O2溶液和3.0 mol·L-1 H2SO4溶液处理，其反应方程式为：Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O。某同学在不同温度下完成该实验，测得铜的平均溶解速率分别为：
温度(℃) 20 30 40 50 60 70 80
铜的平均溶解速率 (×10-3mol·L-1·min-1) 7.34 8.01 9.25 7.98 7.24 6.73 5.76
当温度高于40℃时，铜的平均溶解速率随着反应温度的升高而下降，其主要原因是： 。
【参考答案】
一、选择题
1．C
解析：A．恒容容器按照系数比充入反应物，任何时候物质的浓度比都等于系数比，不能作为平衡标志，故A错误；
B．平衡时v正=v逆，单位时间内1个N≡N键断裂表示正向反应，有6个N－H键形成也是正向速率，同向不能作为平衡标志，故B错误；
C．平均相对分子质量为，该反应是气体物质的量变化的反应，始终在变化，当不变了反应达到平衡，故C正确；
D．平衡时v正=v逆，单位时间内有6个N－H键断裂表示逆向速率，同时有3个H－H键形成表示逆向速率，同向不能作为平衡标志，故D错误；
故答案为C。
2．B
解析：A．催化剂可以改变反应历程降低反应所需要的活化能，加快反应速率，故催化剂可以使生成①过程的活化能降低，A正确；
B．由题干图像可知，过渡态(Ⅱ)能量较低，则比过渡态(Ⅰ)稳定，B错误；
C．由题干图像可知，生成①的过程所需的活化能较高，活化能越高，反应速率越慢，C正确；
D．活化能越低，反应越易进行，可知丙烯与HCl发生加成反应，主要生成产物CH3CHClCH3，D正确；
故答案为：B。
3．C
解析：A．化学反应速率是对于所有的化学反应而言的，只要能描述出单位时间浓度的改变量，故A错误；
B．化学反应速率用正值表示，在可逆反应中，正反应的化学反应速率是正值，逆反应的化学反应速率也是正值，故B错误；
C．在同一化学反应中，化学反应速率可以用单位时间内反应物浓度的改变来表示，也可以用单位时间内生成物浓度的改变来表示，其数值可能相同，也可能不相同，但表示的意义是相同的，故C正确；
D．化学反应速率表示化学反应进行的快慢，故D错误。
综上所述，答案为C。
4．D
【分析】反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化，可由此进行判断。
解析：①该反应是反应前后气体体积没有变化的反应，混合气体的压强始终不变，所以容器中的压强不再发生变化，不能证明达到了平衡状态，错误；
②该反应有固体参加，在恒容、密闭容器中，混合气体的质量发生变化，体积不变，则密度变化，当密度不再改变时，说明反应达到平衡状态，正确；
③B的物质的量浓度保持不变时，说明反应达到平衡状态，正确；
④该反应是反应前后气体体积没有变化的反应，所以气体总物质的量不变，不能表明反应达到平衡状态，错误；
⑤该反应是反应前后气体物质的量不变的可逆反应，但气体的质量发生改变，根据M=m/n，混合气体的平均相对分子质量发生变化，当平均相对分子质量不再变化时，说明反应达到平衡状态，正确；
故选D。
5．A
解析：比较反应速率时必须统一单位，可以转化为同一种物质的速率，也可以计算速率与计量数的比值，再比较大小。现在用后一种方法。
A．速率可以表示为2 mol/(L·min)；B．速率表示为3 mol/(L·min)；C．速率表示为2.4 mol/(L·min)；D．3mol/(L·min)；故速率最慢的为A。
故选A。
6．C
解析：A．Na2S和Na2O2的摩尔质量均为78g/mol，故39g混合物的物质的量均为0.5mol，且均由2个阳离子和1个阴离子构成，故0.5mol混合物中含0.5NA个阴离子，故A错误；
B．常温下 2molNO与1molO2混合，发生反应 2NO+O22NO2，该反应是可逆反应，不能完全生成NO2，所以分子总数是大于2NA，故B错误；
C．白磷是正四面体型结构，分子中含有6个P-P共价键，31 g白磷（分子式为P4）的物质的量是0.25mol，所以分子中含有P-P共价键1.5mol，含有的共价键数目为1.5 NA，故C正确；
D．未说明溶液的体积，无法计算0.1mol/L的NaOH水溶液中含有的Na+数目，故D错误；
故选C。
7．C
解析：由反应物A的浓度在2s内由1.0mol/L变成0.2mol/L可知，2s内A的平均反应速率为=0.4mol/(L·s)，故选C。
8．C
解析：A．由转化关系图可知，CO2与H2反应生成CH3OH和H2O，则总反应方程式为，A正确；
B．甲醇是液态燃料，燃烧热值高，所以甲醇可作为车用燃料，B正确；
C．由图可知，五乙烯六胺（PEHA）多聚物也是催化剂，但是参加了反应，所以循环过程中催化剂参与中间反应，C错误；
D．反应物CO2中含有极性键，反应物H2含有非极性键，则反应过程中有极性键和非极性键的断裂，D正确；
故答案为：C。
9．D
解析：A．A物质是固体，没有浓度变化量，不能用浓度的变化表示反应速率，故A项错误；
B．浓度的变化值之比等于化学计量数之比，由于初始浓度未知，所以2min时的浓度关系无法确定，故B项错误；
C．化学反应速率表示的是某时间段内的平均速率，不是瞬时速率，故C项错误；
D．化学反应速率之比等于化学计量数之比，故v(B):v(C)=3:4，即4v(B)=3v(C)，故D项正确；
答案选D。
10．A
解析：A．基元反应①是断裂化学键过程，反应吸热，ΔH1>0，基元反应②是形成化学键过程，反应放热，ΔH2<0，A选项错误；
B．反应物的分子必须发生碰撞，使化学键断裂，才能发生基元反应，B选项正确；
C．缩小容器体积，使HI的浓度增大，①的反应速率增大，C选项正确；
D．加入催化剂，能降低该反应的活化能，D选项正确；
答案选A。
二、填空题
11．大于 0.0010mol·L-1·s-1 75% 大于 大于 反应正方向吸热，反应向吸热方向进行，故温度升高 1.28
【分析】根据升高温度时体系颜色变化判断反应热的大小；根据一段时间内浓度的变化计算反应速率；根据某一时刻的浓度熵和平衡时的反应常数判断反应是否达到平衡并判断反应进行的方向。
解析：(1)由题干“随温度升高，混合气体的颜色变深”可知，升高温度向吸热反应方向移动，平衡向右侧移动，说明正反应为吸热反应，故该反应的ΔH>0，故答案为：大于；
(2)0～60s时，N2O4的浓度减小了0.1mol/L-0.04mol/L=0.06mol/L，故这段时间内v(N2O4)===0.0010mol·L-1·s-1；同温同压下气体的体积比等于物质的量的比，则平衡时混合气体中NO2的体积分数等于平衡时混合气体中NO2的物质的量分数，混合气体中NO2的体积分数=×100%=75%，故答案为：0.0010mol·L-1·s-1、75%；
(3)100℃时该反应的平衡常数K===0.36，随后向容器中迅速充入含0.08mol的NO2和0.08mol的N2O4的混合气体，此时，反应的浓度熵Q===0.33
②平衡时，c(NO2)=0.120mol·L-1+0.0020mol·L-1·s-1×10s×2=0.16mol·L-1，c(N2O4)=0.040mol·L-1-0.0020mol·L-1·s-1×10s=0.020mol·L-1，K2===1.28，故答案为：1.28。
12．不变 不 增大 不 不变 不 增大 向正反应方向
【分析】根据勒夏特列原理，改变反应物或生成物的浓度，反应速率改变，平衡发生移动，但固体和纯液体的浓度不变，改变固体或纯液体的量不会改变速率，平衡不会发生移动。
解析：(1)反应方程式中，Fe为固体，增加Fe的量，不改变正反应速率，平衡不移动，故答案为：不变、不；
(2)将容器的体积缩小一半，压强增大，其正反应速率增大，但反应前后气体体积不变，平衡不移动，故答案为：增大、不；
(3)保持体积不变，充入N2使体系压强增大，但容器中原气体的浓度不变，正反应速率不变，平衡不移动，故答案为：不变、不；
(4)保持体积不变，充入水蒸气，反应物的浓度增大，其正反应速率增大，平衡向正反应方向移动，故答案为：增大、向正反应方向。
13．(1)0.6mol·L-1·min-1
(2)3
(3)BD
【分析】由题意可建立如下三段式:
解析：（1）从开始反应至达到平衡状态，由三段式数据可知生成C的平均反应速率为=0.6mol·L-1·min-1；
（2）由变化量之比等于化学计量数之比可得：1：x=0.4mol/L：1.2mol/L，解得x=3；
（3）A．由方程式可知，该反应为气体体积不变的反应，无论是否达到平衡，气体压强均不会变化，则压强不再变化不能说明反应达到平衡状态，A错误；
B．该反应是气体质量减小的、气体体积不变的反应，反应中气体密度减小，则气体密度不再变化说明正逆反应速率相等，反应达到平衡，B正确；
C．A的消耗速率与B的消耗速率之比为2∶1不能表示正逆反应速率相等，不能判断反应是否达到平衡状态，C错误；
D．A的百分含量保持不变说明正逆反应速率相等，反应达到平衡，D正确；
故选BD。
14．
解析：①根据图像得两点坐标（7.2×10-3，54）、（7.5×10-3，27），代入，得54= 7.2×10-3Ea+C；27= 7.5×10-3Ea+C；等式联立求得Ea=90000 J mol-1；
②催化剂n的催化效率大于m的催化效率，则在催化剂n的作用下，反应的活化能Ea更小，根据，在温度一定的情况下，Ea越小，RlnK越大，催化剂n的相应曲线图在原曲线之上，故图像为： 。
15．6 mol/(L min) 0.8 mol/L 2.8 mol/L
【分析】先根据A浓度变化计算B浓度变化、C浓度变化，然后确定2 min末B的浓度，利用速率定义式计算2 min内B的反应速率。
解析：在反应2A+3B=2C开始时，c(A)=2 mol/L，c(B)=4 mol/L，2 min内，A的浓度减少0.8 mol/L，由于A、B、C三种物质反应时计量数的比是2：3：2，则B物质改变浓度△c(B)=△c(A)=×0.8 mol/L=1.2 mol，v(B)==0.6 mol/(L min)；则2 mol末B的浓度为c(B)=4 mol/L-1.2 mol/L=2.8 mol/L；C物质改变浓度△c(C)=△c(A)=0.8 mol/L，由于反应开始时没有加入物质C，所以2 min 末C物质浓度是0.8 mol/L。
16．ACE 2.0mol/L 1.0mol/L 0.1mol L-1 min-1 0.05mol L-1 min-1 小于2Q
解析：(1) A．反应物和生成物都是气体，化学计量数不同，压强不变，说明达到了平衡状态，故A符合题意；
B．由于容器容积固定，混合气体质量不变，密度始终不变，故密度无法判断是否达到平衡，故B不符合题意；
C．混合气体质量不变，反应前后化学计量数不同，故总物质的量在反应过程中变化，平均摩尔质量在变化，若不变，则达到平衡状态，故C符合题意；
D．反应体系中都是无色气体，不能用颜色作为判据，故D不符合题意；
E．浓度不变，说明达到平衡状态，故E符合题意；
F．2v正(SO2)═v逆(O2)，不能说明正逆反应速率相等，不能证明达到了平衡，故F不符合题意；
答案选ACE；
(2)根据表格数据列“三段式”：
10min后，浓度c(SO2)= 2.0mol/L；c(O2)= 1.0mol/L，反应速率之比=反应计量系数比，则平均反应速率v(SO2)= v(SO3)= 0.1mol L-1 min-1，v(O2)=v(SO3)= 0.05mol L-1 min-1；
(3)已知在该条件下每生成1molSO3(g)放出热量QkJ。若2mol SO2(g)、2mol O2(g)充分反应生成2molSO3(g)，则可放出热量2QkJ。由于此反应为可逆反应，不能进行到底，故放出的热量小于2QkJ。
17．(1)温度
(2)Fe2O3粉末 其他条件相同时，不同催化剂对H2O2分解速率影响不同
(3)10 mL蒸馏水
(4)温度高于40℃时，有较多H2O2分解，反应物浓度降低，使铜的平均溶解速率降低
解析：H2O2在催化剂存在条件下发生分解反应产生H2O、O2，反应的化学方程式为：2H2O22H2O+O2↑，在探究外界条件如浓度、温度、催化剂对化学反应速率影响时，应该采用控制变量方法进行研究，即其它外界条件都相同，只改变一个条件，根据反应产生相同体积O2所需时间的长短确定速率大小，进而判断该条件对化学反应速率的影响。对于Cu在酸性条件下与H2O2的反应：Cu +H2O2 +2H+=Cu2+ +2H2O，根据表格数据可知：在温度较低时，温度高速率快，当温度高于40℃时，铜的平均溶解速率随着反应温度的升高而下降，可结合H2O2的热稳定性分析判断。
（1）根据表格数据可知：实验1、2只有反应温度不同，其它条件都相同，则是研究温度对H2O2分解速率的影响；
（2）根据表格数据可知：实验3、4应该是只有加入的催化剂的种类不同，其它条件都相同，则是研究不同催化剂对H2O2分解速率的影响，根据题目已知试剂可知表中a处所用试剂是Fe2O3粉末；
（3）实验3、5是其他条件相同时，探究浓度对该化学反应速率的影响。由于溶液总体积是20 mL，b处取用0.4 mol·L-1 H2O2溶液体积是10 mL，故还应添加的试剂是蒸馏水，其用量为20 mL-10 mL=10 mL；
（4）Cu在酸性条件下与H2O2的反应：Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O，由表格数据可知：在温度较低时，温度升高反应速率加快，但当温度高于40℃时，铜的平均溶解速率随着反应温度的升高而下降，这是由于H2O2不稳定，受热分解，导致溶液中H2O2浓度降低，使铜的平均溶解速率降低
