2024化学学业水平考试专题练
优化集训13 化学反应的速率与限度
一、选择题(每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的)
1.化学反应速率的大小主要取决于( )
A.反应的温度
B.是否使用催化剂
C.反应物的性质
D.反应物的浓度
2.实验室用100 mL 1 mol·L-1的盐酸与锌粒反应制取H2,下列措施能使反应速率增大的是( )
①升高温度 ②改用100 mL 3 mol·L-1盐酸 ③增加锌粒质量 ④用等量锌粉代替锌粒 ⑤加入几滴硫酸铜溶液
A.①③④ B.①②④⑤
C.①②③ D.②③
3.下列措施中,其目的与反应速率无关的是( )
A.食品中使用着色剂
B.食品置于冰箱中冷藏
C.实验室用双氧水制O2时,加少量MnO2
D.食品添加剂中使用抗氧化剂
4.关于化学反应速率的说法正确的是( )
A.化学反应速率可表示反应进行的程度
B.化学反应速率可用一定时间内,任意一种反应物或生成物的浓度变化来表示
C.由v=计算平均反应速率,用反应物表示时为正值,用生成物表示时为负值
D.同一化学反应,相同条件下用不同物质表示的反应速率,其数值可能不同,但表示的意义相同
5.在不同条件下进行过氧化氢分解实验,有关数据如表。四组实验中,收集相同体积(折算成标准状况)的O2,所需时间最短的一组是( )
选项 A B C D
过氧化氢溶液体积/mL 10 10 10 10
过氧化氢溶液质量分数 6% 6% 3% 6%
温度/℃ 20 40 40 40
MnO2质量/g 0.05 0.05 0.05 0
6.某温度时,2NO(g)+O2(g)2NO2(g)反应2 s后,NO的浓度减少了0.06 mol·L-1,则用O2表示该时段的化学反应速率是( )
A.0.03 mol·L-1·s-1
B.0.015 mol·L-1·s-1
C.0.12 mol·L-1·s-1
D.0.06 mol·L-1·s-1
7.汽车尾气处理时发生反应:4CO(g)+2NO2(g)N2(g)+4CO2(g)。在不同条件下的化学反应速率不同,下列表示反应速率最大的是( )
A.v(CO)=0.03 mol·L-1·s-1
B.v(NO2)=0.7 mol·L-1·min-1
C.v(N2)=0.4 mol·L-1·min-1
D.v(CO2)=1.1 mol·L-1·min-1
8.取50 mL过氧化氢水溶液,在少量I-存在下分解:2H2O22H2O+O2↑。在一定温度下,测得O2的放出量,转换成H2O2浓度(c)如表:
t/min 0 20 40 60 80
c/(mol·L-1) 0.80 a 0.20 0.10 0.05
下列说法不正确的是( )
A.反应20 min时,测得O2体积为224 mL(标准状况),则a=0.40
B.40~60 min时,消耗H2O2的平均速率为0.005 0 mol·L-1·min-1
C.第30 min时的瞬时速率小于第70 min时的瞬时速率
D.过氧化氢酶对H2O2分解也有催化作用
9.在2 L的密闭容器中发生反应4A(s)+3B(g)2C(g)+D(g),2 min后,B减少1.2 mol。下列叙述不正确的是( )
A.v(B)∶v(C)∶v(D)=3∶2∶1
B.2 min内v(B)=0.3 mol·L-1· min-1
C.2 min内v(C)=0.2 mol·L-1· min-1
D.2 min内D增加了0.2 mol
10.当可逆反应CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O达到一定限度后,向其中加入少量O。经过一段时间后,18O存在于( )
A.CH3COH、O
B.CH3CO18OH、O
C.O
D.CH3CO18OCH2CH3、O
11.一定温度下,在2 L的恒容密闭容器中发生反应A(g)+2B(g)3C(g)。反应过程中的部分数据如表所示:
t/min n(A)/mol n(B)/mol n(C)/mol
0 2.0 2.4 0
5 0.9
10 1.6
15 1.6
下列说法正确的是( )
A.0~5 min用A表示的平均反应速率为0.09 mol·L-1·min-1
B.容器内压强不变,说明反应已达到平衡状态
C.平衡状态时c(C)=0.6 mol·L-1且不再发生变化
D.升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小
12.已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)正反应放热,若该反应在恒压绝热容器中发生,下列表明反应一定达到化学平衡状态的是( )
A.容器内的温度不再变化
B.容器内的压强不再变化
C.相同时间内,断开H—H的数目和生成N—H的数目相等
D.容器内气体的浓度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2
13.在一定温度下的某容积可变的密闭容器中,发生反应:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)。不能说明该反应一定达到化学平衡状态的是( )
A.体系的体积不再发生变化
B.v正(CO)=v逆(H2)
C.生成n mol CO的同时生成n mol H2
D.1 mol H—H断裂的同时断裂2 mol H—O
14.恒温恒压下,在起始容积为10 L的密闭容器中发生反应:A(g)+2B(g)3C(g)。
t/min n(A)/mol n(B)/mol n(C)/mol
0 2.0 3.2 0
5 2.4
10 1.8
反应过程中的部分数据如表。下列说法正确的是 ( )
A.容器内气体密度不变,标志着反应达到平衡状态
B.5~10 min,用C表示的平均反应速率为0.012 mol·L-1·min-1
C.5 min时,A的物质的量浓度为1.6 mol·L-1
D.反应达到平衡后充入少量氦气(不参与反应),正反应速率减小,逆反应速率增大
15.工业制硫酸中的一步重要反应是SO2的催化氧化:
2SO2+O22SO3,这是一个正反应放热的可逆反应。如果反应在密闭容器中进行,下列有关说法不正确的是( )
A.使用催化剂是为了增大反应速率,提高生产效率
B.在上述条件下,SO2不可能100%转化为SO3
C.提高反应时的温度,可以实现SO2的完全转化
D.通过调控反应条件,可以提高该反应进行的程度
16.在一容积固定的密闭容器中加入反应物A、B,发生反应:A(g)+2B(g)3C(g)。反应过程中的部分数据如表所示。下列说法正确的是( )
时间/min
0 1.0 1.2 0
2 0.8
4 0.6
6 0.9
A.在0~2 min,B的反应速率为0.1 mol·L-1·min-1
B.2 min时,C的物质的量浓度为0.4 mol·L-1
C.4 min时,反应已达到平衡状态,此时正、逆反应的速率都为0
D.在4~6 min,容器内气体分子的总物质的量不变
二、非选择题
17.有关工业合成氨的条件,某化学兴趣小组进行了一些研究。
(1)查阅资料发现:选择“10 MPa~30 MPa”的压强的原因是 ;低温有利于氨的生成,选择“400~500 ℃”的原因是 。
(2)在N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反应模拟实验时,测得自开始至2 s时,氨的浓度由0变为0.6 mol·L-1,则此反应的平均反应速率用氨气来表示为 ,用氮气表示为 。
18.一定温度下,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示:
(1)反应的化学方程式为 。
(2)0~10 s的化学反应速率v(Z)= 。
(3)反应开始到10 s时,X的物质的量浓度减少了 。
19.T ℃时,A气体与B气体反应生成C气体。反应过程中A、B、C浓度随时间变化如图(Ⅰ)所示。若保持其他条件不变,温度分别为T1和T2(T1>T2)时,B的体积分数与时间的关系如图(Ⅱ)所示。
图(Ⅰ)
图(Ⅱ)
(1)A与B反应生成C的化学方程式为 。
(2)根据图(Ⅱ)分析,从化学反应的限度角度,最好选择较 (填“高”或“低”)温度进行该反应,有利于产物增多,理由是 。
20.某实验小组利用酸性KMnO4溶液与H2C2O4溶液反应研究影响反应速率的因素。
发生反应的离子方程式为2Mn+5H2C2O4+6H+2Mn2++10CO2↑+8H2O。
设计实验方案如下(实验中所用KMnO4溶液均已加入H2SO4):
(1)通过测定单位时间内生成CO2气体体积的大小来比较化学反应速率的大小。实验装置如图1,实验时分液漏斗中A溶液一次性放下,A、B的成分见下表:
图1
序号 A溶液 B溶液
① 2 mL 0.1 mol·L-1 H2C2O4溶液 4 mL 0.01 mol·L-1酸性KMnO4溶液
② 2 mL 0.2 mol·L-1 H2C2O4溶液 4 mL 0.01 mol·L-1酸性KMnO4溶液
③ 2 mL 0.2 mol·L-1 H2C2O4溶液 4 mL 0.01 mol·L-1酸性KMnO4溶液和少量MnSO4
在反应停止之前,相同时间内针管中所得CO2的体积由大到小的顺序是③>②>①,该现象说明: 。
(2)某组同学利用图2装置完成该实验,请分析导管a的作用: 。
图2
优化集训13 化学反应的速率与限度
1.C 解析 影响化学反应速率的主要因素是反应物本身的性质,浓度、温度、压强和催化剂是影响化学反应速率的重要因素,但不是决定性因素。故选C。
2.B 解析 ①升高温度能使化学反应速率增大;②改用100 mL 3 mol·L-1盐酸,浓度增大能使化学反应速率增大;③增加锌粒质量,溶液与固体的接触面积几乎不变,化学反应速率不变;④用等量锌粉代替锌粒,溶液与固体的接触面积增大,化学反应速率增大;⑤加入几滴硫酸铜溶液,锌置换出铜,形成铜锌原电池,化学反应速率增大。故选B。
3.A 解析 食品中使用着色剂,与反应速率无关;食品置于冰箱中冷藏,温度降低,变质速率减小;实验室用双氧水制O2时,MnO2作催化剂增大反应速率;食品添加剂中使用抗氧化剂,食品被氧化的速率减小。故选A。
4.D 解析 化学反应速率只能衡量化学反应进行的快慢;化学反应速率可用一定时间内,反应物或生成物的浓度变化来表示,但对固体或纯液体无法用浓度变化来表示;由v=计算平均反应速率,用反应物或生成物表示时都取正值。故选D。
5.B 解析 B组过氧化氢溶液质量分数最大、反应温度最高,且使用了MnO2作催化剂,化学反应速率最大,所需时间最短。故选B。
6.B 解析 通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量(均取正值)来表示化学反应速率。根据反应2 s后NO的浓度变化可以计算反应速率:v(NO)==0.03 mol·L-1·s-1;对于同一化学反应,物质的反应速率之比等于化学方程式中的计量数之比,即v(O2)=v(NO)=0.015 mol·L-1·s-1。故选B。
7.A 解析 v(CO)=0.03 mol·L-1·s-1=1.8 mol·L-1·min-1;B、C、D三个选项都用CO表示的化学反应速率分别为1.4 mol·L-1·min-1、1.6 mol·L-1·min-1、1.1 mol·L-1·min-1。故选A。
8.C 解析 反应20 min时,n(O2)==0.010 mol,则参与反应的H2O2的物质的量为0.020 mol,其浓度变化量为=0.40 mol·L-1,则a=0.40;40~60 min时,用H2O2表示的反应速率为v(H2O2)==0.005 0 mol·L-1·min-1;随着反应的进行,H2O2的浓度减小,则H2O2的分解速率也会减小,因此第30 min时的瞬时速率大于第70 min时的瞬时速率;酶是一种催化剂,过氧化氢酶对过氧化氢的分解有催化作用。故选C。
9.D 解析 根据同一化学反应中速率之比等于其化学计量数之比,则v(B)∶v(C)∶v(D)=3∶2∶1;2 min内v(B)==0.3 mol·L-1· min-1;v(B)=0.3 mol·L-1· min-1,则v(C)=0.2 mol·L-1· min-1;2 min内B减少1.2 mol,则D增加了0.4 mol。故选D。
10.B 解析 根据酯化反应的原理:酸脱羟基醇脱羟基上的氢原子,加入少量O后,由于反应可逆,则存在18O的有CH3CO18OH、O。故选B。
11.C 解析 5 min时n(C)=0.9 mol,则参加反应的n(A)=0.3 mol,因此用A表示的平均反应速率为0.03 mol·L-1·min-1;在恒容密闭容器中,对于反应前后气体分子数不变的反应,无论是否达到平衡,容器内压强恒定不变,因此容器内压强不变不能判定该反应是否达到平衡状态;根据题意计算可知,10 min时该反应已达平衡状态,则c(C)==0.6 mol·L-1;升高温度,正、逆反应速率均增大。故选C。
12.A 解析 正反应为放热反应,在绝热容器中发生该反应,容器内温度会随着反应的进行而不断升高,当温度不再变化时表示反应达到化学平衡状态;在恒压容器中的反应,无论是否达到平衡状态,容器内压强均恒定不变;相同时间内,断开H—H的数目和断开N—H的数目之比为1∶2说明反应达到平衡状态;各物质浓度之比并不能说明物质的浓度不再发生变化,不能判断平衡状态。故选A。
13.C 解析 该反应前后气体分子数发生改变,且容器容积可变,因此体系的体积不再发生变化说明反应达到化学平衡状态;因为始终存在v逆(H2)=v逆(CO),则v正(CO)=v逆(H2)=v逆(CO),说明反应达到平衡状态;CO和H2同为生成物,其变化应该始终相等,因此“生成n mol CO的同时生成n mol H2”不能说明该反应一定达到化学平衡状态;“1 mol H—H断裂”即为1 mol H2反应同时生成1 mol H2O,“断裂2 mol H—O”说明1 mol H2O反应,宏观上水的百分含量不变,说明反应达到平衡状态。故选C。
14.B 解析 根据信息可知:
A(g) + 2B(g) 3C(g)
起始/mol 2.0 3.2 0
5 min/mol 1.6 2.4 1.2
10 min/mol 1.4 2.0 1.8
该反应前后气体分子数不变,在恒压密闭容器中,气体总质量不变,容器容积始终不变,容器内气体密度也始终不变,不能用气体密度判断平衡状态;5~10 min,C的浓度变化量为0.06 mol·L-1,则用C表示的化学反应速率为=0.012 mol·L-1·min-1;5 min时A的物质的量为1.6 mol,则A的浓度为0.16 mol·L-1;恒压条件下通入惰性气体,则容器容积增大,因此正、逆反应速率均减小。故选B。
15.C 解析 该反应是一个可逆反应,SO2不可能完全转化。故选C。
16.D 解析 在0~2 min,v(A)==0.1 mol·L-1·min-1,v(B)=2v(A)=0.2 mol·L-1·min-1;2 min时,c(C)=3×(1.0-0.8) mol·L-1=0.6 mol·L-1;0~4 min,Δc(B)=(1.2-0.6) mol·L-1=0.6 mol·L-1,则Δc(C)=0.9 mol·L-1,即c(C)=0.9 mol·L-1,6 min时c(C)也为0.9 mol·L-1,说明4 min时反应已达到平衡状态,但化学平衡是动态平衡,正、逆反应的速率都不为0;该反应前后气体分子数不变,则容器内气体分子的总物质的量始终不变。故选D。
17.答案 (1)高压有利于加快化学反应速率且有利于氨的生成,但考虑设备成本选择“10 MPa~30 MPa”的压强 温度太低化学反应速率太小,结合催化剂的活性温度,选择“400~500 ℃”的反应温度
(2)0.3 mol·L-1·s-1 0.15 mol·L-1·s-1
解析 (1)合成氨反应条件的选择,既要考虑化学反应速率,又要考虑反应的限度,再结合生产规模、设备条件等综合考虑反应条件的选择。
(2)v(NH3)==0.3 mol·L-1·s-1,v(N2)=v(NH3)=0.15 mol·L-1·s-1。
18.答案 (1)X(g)+Y(g)2Z(g) (2)0.079 mol·L-1·s-1 (3)0.395 mol·L-1
解析 (1)从图中可知,0~10 s X、Y、Z物质的量的变化分别为0.79 mol、0.79 mol、1.58 mol,因此反应的化学方程式为X(g)+Y(g)2Z(g)。
(2)0~10 s,Z的反应速率v(Z)==0.079 mol·L-1·s-1。
(3)0~10 s,X的物质的量浓度减少了=0.395 mol·L-1。
19.答案 (1)A+3B2C
(2)低 T1>T2,温度偏低时,B的体积分数偏小,有利于C的生成
解析 (1)由图(Ⅰ)可知,A、B为反应物,C为生成物;其变化量之比为Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)=0.2∶0.6∶0.4=1∶3∶2,所以反应的化学方程式为A+3B2C。
(2)由图(Ⅱ)可知,T1>T2,温度偏低时,B的体积分数偏小,有利于C的生成。
20.答案 (1)增大H2C2O4溶液浓度和使用少量MnSO4作催化剂都能增大该反应的反应速率
(2)平衡气压使分液漏斗内液体顺利流下,减小由于液体的加入引起气体体积测量的误差
解析 (1)一般情况下,增大反应物浓度和使用催化剂都会增大化学反应速率。因此,增大H2C2O4溶液浓度和使用少量MnSO4作催化剂增大了该反应的反应速率。
(2)导管a有两个作用:平衡气压使分液漏斗内液体顺利流下;减小由于液体的加入引起气体体积测量的误差。
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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