适用于新教材2024版高考化学一轮总复习第七章课时规范练34化学反应速率及影响因素新人教版

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课时规范练34
一、选择题:每小题只有1个选项符合题意。
1.下列措施不能加快Zn与1 mol·L-1硫酸反应产生H2的速率的是(　　)
A.用Zn粉代替Zn粒
B.滴加少量的CuSO4溶液
C.升高温度
D.再加入1 mol·L-1 CH3COOH溶液
答案:D
解析:用Zn粉代替Zn粒,可以增大接触面积,加快反应速率,A正确;滴加少量的CuSO4溶液,Zn会先置换出铜,之后形成原电池,可以加快反应速率,B正确;升高温度,可以加快反应速率,C正确;CH3COOH为弱酸,1mol·L-1CH3COOH溶液中c(H+)<1mol·L-1,加入后相当于稀释,会使c(H+)变小,减慢反应速率,D错误。
2.温度为T时,向2 L的恒容密闭容器中通入1 mol N2(g)和3 mol H2(g),发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。2 min后,容器内气体压强变为原来的80%,则该反应在0~2 min内的平均反应速率为(　　)
A.v(N2)=0.2 mol·L-1·min-1
B.v(H2)=0.3 mol·L-1·s-1
C.v(NH3)=0.2 mol·L-1·min-1
D.v(NH3)=0.2 mol·L-1·s-1
答案:C
解析:设0~2min内消耗N2的物质的量为xmol,利用“三段式”法进行计算:
　　　　　N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
起始量/mol 1 3 0
转化量/mol x 3x 2x
2min时量/mol 1-x 3-3x 2x
根据阿伏加德罗定律可知,恒温恒容时,气体的压强与其物质的量成正比,容器内气体压强变为原来的80%,则有×100%=80%,解得x=0.4。根据反应速率定义式可得:v(N2)==0.1mol·L-1·min-1,推知v(H2)=3v(N2)=0.3mol·L-1·min-1,v(NH3)=2v(N2)=0.2mol·L-1·min-1。
3.(2023辽宁东北育才学校阶段考)A与B在容积为1 L的密闭容器中发生反应:aA(s)+bB(g)cC(g)+dD(g),t1、t2时刻分别测得部分数据如表所示:

n(B)/mol
n(C)/mol
n(D)/mol
反应时间/min
0.12
0.06
0.10
t1
0.06
0.12
0.20
t2

下列说法正确的是(　　)
A.0~t1内,平均反应速率v(B)= mol·L-1·min-1
B.若起始时n(D)=0,则t2时v(D)= mol·L-1·min-1
C.升高温度,v(B)、v(C)、v(D)均增大
D.b∶d=6∶1
答案:C
解析:不能确定起始时B的物质的量,因此0~t1时间段内,不能确定B的变化量,则不能计算其平均反应速率,A错误;反应速率是平均反应速率,而不是瞬时反应速率,B错误;t1~t2时间段内,B和D的物质的量的变化量分别是0.06mol、0.1mol,则有b∶d=3∶5,D错误。
4.N2O是一种强温室气体,且易形成颗粒性污染物,研究N2O的分解对环境保护有重要意义。碘蒸气的存在能大幅度提高N2O的分解速率,反应历程如下:
第一步　I2(g)2I(g)(快反应)
第二步　I(g)+N2O(g)N2(g)+IO(g)(慢反应)
第三步　IO(g)+N2O(g)N2(g)+O2(g)+I(g)(快反应)
实验表明,含碘时N2O的分解速率方程为v=k·c(N2O)·c0.5(I2)(k为速率常数,只受温度影响)。下列表述正确的是(　　)
A.I2浓度与N2O分解速率无关
B.第一步对总反应速率起决定作用
C.第二步活化能比第三步小
D.IO为反应的中间产物
答案:D
解析:N2O分解反应中,实验表明,含碘时N2O的分解速率方程v=k·c(N2O)·c0.5(I2)(k为速率常数)和I2(g)有关,A错误;第二步I(g)+N2O(g)N2(g)+IO(g)(慢反应),在整个反应过程中对总反应速率起到决定性作用,B错误;第二步反应慢说明活化能比第三步大,C错误;IO是第二步反应产物,又是第三步反应物,故IO是反应的中间产物,D正确。
5.(2023福建南平模拟)顺-1,2-二甲基环丙烷(M)和反-1,2-二甲基环丙烷(N)可发生如下转化:　ΔH<0。该反应的速率方程可表示为v(正)=k(正)c(M)和v(逆)=k(逆)c(N),在一定温度下k(正)和k(逆)为常数,分别称为正、逆反应速率常数。下列说法不正确的是(　　)
A.等物质的量的M和N相比,M具有的能量高于N
B.升高温度,k(正)和k(逆)都增大
C.增大反应物M的浓度,活化分子的百分数增大,因此正反应速率增大
D.相同条件下,N比M更稳定
答案:C
解析:M转化为N的ΔH<0,说明M转化为N放出热量,则等物质的量的M和N相比,M具有的能量高于N,A正确;升高温度,M和N的活化分子百分数均增大,正、逆反应速率都增大,推知k(正)和k(逆)都增大,B正确;增大反应物M的浓度,正反应速率增大,但活化分子的百分数不变,C错误;能量越低越稳定,该反应为放热反应,则N的能量低,N比M更稳定,D正确。
6.(2022北京卷,14)CO2捕获和转化可减少CO2排放并实现资源利用,原理如图1所示。反应①完成之
后,以N2为载气,将恒定组成的N2、CH4混合气,以恒定流速通入反应器,单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图2所示。反应过程中始终未检测到CO2,在催化剂上检测到有积碳。下列说法不正确的是(　　)

图1

图2
A.反应①为CaO+CO2CaCO3;反应②为CaCO3+CH4CaO+2CO+2H2
B.t1~t3,n(H2)比n(CO)多,且生成H2速率不变,可能有副反应CH4C+2H2
C.t2时刻,副反应生成H2的速率大于反应②生成H2的速率
D.t3之后,生成CO的速率为0,是因为反应②不再发生
答案:C
解析:由题干图1所示信息可知,反应①为CaO+CO2CaCO3,结合氧化还原反应配平可得反应②为CaCO3+CH4CaO+2CO+2H2,A正确;t1~t3,n(H2)比n(CO)多,且生成H2速率不变,反应过程中始终未检测到CO2,在催化剂上检测到有积碳,故可能有副反应CH4C+2H2,B正确;反应②中生成H2和CO的速率相等,由t2时刻信息可知,H2的流速未变,仍然为2mmol·min-1,而CO的流速在1~2mmol·min-1之间,故能够说明副反应生成H2的速率小于反应②生成H2的速率,C错误;t3之后,CO的速率为0,CH4的速率逐渐增大,说明生成CO的速率为0,是因为反应②不再发生,D正确。
7.(2023浙江宁波十校联考)为了探究温度、硫酸铜对锌与稀硫酸反应生成氢气速率的影响,某同学设计了如下方案:


编号
纯锌粉
质量
0.2mol·L-1
稀硫酸体积
温度
硫酸铜
固体质量
Ⅰ
2.0 g
10.0 mL
25 ℃
0
Ⅱ
2.0 g
10.0 mL
T℃
0
Ⅲ
2.0 g
10.0 mL
35 ℃
0.2 g
Ⅳ
2.0 g
10.0 mL
35 ℃
4.0 g

下列推断合理的是(　　)
A.选择Ⅱ和Ⅲ实验探究硫酸铜对反应速率的影响,必须控制T=25
B.待测物理量是收集等体积(相同条件)的气体所需要的时间,时间越长,反应越快
C.根据该方案,还可以探究稀硫酸浓度对反应速率的影响
D.根据该实验方案得出反应速率的大小可能是Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ>Ⅳ
答案:D
解析:选择Ⅱ和Ⅲ实验探究硫酸铜对反应速率的影响,要控制硫酸铜固体质量不同,其余条件都相同,故必须控制T=35,A错误;待测物理量是收集等体积(相同条件)的气体所需要的时间,时间越长,反应越慢,B错误;该方案中,稀硫酸浓度都相等,不可以探究稀硫酸浓度对反应速率的影响,C错误;温度越高反应速率越快,原电池加快反应速率,Ⅲ、Ⅳ温度相同且都能形成原电池,但Ⅳ硫酸铜量太多与Zn反应会影响生成氢气的速率,则反应速率的大小可能是Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ>Ⅳ,D正确。
8.(2021山东卷,14)18O标记的乙酸甲酯在足量NaOH溶液中发生水解,部分反应历程可表示为:
+OH-+CH3O-,能量变化如图所示。已知为快速平衡,下列说法正确的是(　　)
A.反应Ⅱ、Ⅲ为决速步
B.反应结束后,溶液中存在18OH-
C.反应结束后,溶液中存在COH
D.反应Ⅰ与反应Ⅳ活化能的差值等于图示总反应的焓变

答案:B
解析:一般来说,反应的活化能越高,反应速率越慢,由图可知,反应Ⅰ和反应Ⅳ的活化能较高,该反应的决速步为反应Ⅰ、Ⅳ,A错误;反应Ⅰ为加成反应,而为快速平衡,反应Ⅱ的成键和断键方式为或,后者能生成18OH-,该反应结束后,溶液中存在18OH-,B正确;反应Ⅲ的成键和断键方式为或,该反应结束后溶液中不会存在COH,C错误;该总反应反应物的总能量高于生成物的总能量,总反应为放热反应,故和CH3O-的总能量与和OH-的总能量之差等于图示总反应的焓变,D错误。
9.已知反应:2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g),生成N2的初始速率与NO、H2的初始浓度的关系为v=kcx(NO)·cy(H2),k是速率常数。在800 ℃时测得的相关数据如表所示。

实验
数据
初始浓度
生成N2的初始速率/(mol·L-1·s-1)


1
2.00×10-3
6.00×10-3
1.92×10-3
2
1.00×10-3
6.00×10-3
4.80×10-4
3
2.00×10-3
3.00×10-3
9.60×10-4

下列说法不正确的是(　　)
A.关系式中x=1、y=2
B.800 ℃时,k的值为8×104
C.若800 ℃时,初始浓度c(NO)=c(H2)=4.00×10-3 mol·L-1,则生成N2的初始速率为5.12×10-3 mol·L-1·s-1
D.当其他条件不变时,升高温度,速率常数k将增大
答案:A
解析:由实验数据1和2可知,c(H2)不变,c(NO)扩大到原来的2倍,生成N2的初始速率扩大到原来的4倍,则x=2;由实验数据1和3可知,c(NO)不变,c(H2)扩大到原来的2倍,生成N2的初始速率扩大到原来的2倍,则y=1,A错误。根据数据1可知,800℃时,k的值为k==8×104,B正确。若800℃时,初始浓度c(NO)=c(H2)=4.00×10-3mol·L-1,则生成N2的初始速率为v=kc2(NO)·c(H2)=8×104×(4.00×10-3)2×4.00×10-3mol·L-1·s-1=5.12×10-3mol·L-1·s-1,C正确。当其他条件不变时,温度升高,反应速率加快,而c(NO)、c(H2)不变,则速率常数k将增大,D正确。
10.(2022浙江1月选考,19)在恒温恒容条件下,发生反应A(s)+2B(g)3X(g),c(B)随时间的变化如图中曲线甲所示。下列说法不正确的是(　　)

A.从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率
B.从b点切线的斜率可求得该化学反应在反应开始时的瞬时速率
C.在不同时刻都存在关系:2v(B)=3v(X)
D.维持温度、容积、反应物起始的量不变,向反应体系中加入催化剂,c(B)随时间变化关系如图中曲线乙所示
答案:C
解析:反应速率用单位时间内反应物或生成物的浓度变化来表示,从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内的Δc(B)和Δt,故可计算该时间间隔内化学反应的平均速率,A正确;b点处切线的斜率是此时刻物质浓度除以此时刻时间,为B(g)的瞬时速率,B正确;不同物质表示的化学反应速率之比等于其化学计量数之比,则有3v(B)=2v(X),C错误;维持温度、容积、反应物起始的量不变,向反应体系中加入催化剂,平衡不移动,反应速率增大,达到新的平衡状态,该平衡状态与原来的平衡状态相同,D正确。
11.(2022湖南卷,12改编)反应物(S)转化为产物(P或P·Z)的能量与反应历程的关系如图所示:

下列有关四种不同反应历程的说法正确的是(　　)
A.历程Ⅰ是吸热反应
B.平衡时P的产率:Ⅱ>Ⅰ
C.生成P的速率:Ⅲ>Ⅱ
D.历程Ⅳ中,Z没有催化作用
答案:D
解析:历程Ⅰ中S的总能量大于产物P的总能量,故历程Ⅰ是放热反应,A错误;历程Ⅱ中使用了催化剂X,但是催化剂不能改变平衡产率,在两个历程中平衡时P的产率相同,B错误;历程Ⅲ中由S·Y转化为P·Y的活化能大于历程Ⅱ中由S·X转化为P·X的活化能,由于这两步反应分别是两个历程的决速步骤,故生成P的速率:Ⅲ<Ⅱ,C错误;历程Ⅳ中S吸附到Z表面生成S·Z,然后S·Z转化为产物P·Z,由于P·Z没有转化为P+Z,故Z没有表现出催化作用,D正确。
二、非选择题
12.(2020全国Ⅱ卷,28节选)高温下,甲烷生成乙烷的反应如下:2CH4C2H6+H2。反应在初期阶段的速率方程为r=k×,其中k为反应速率常数。
(1)设反应开始时的反应速率为r1,甲烷的转化率为α时的反应速率为r2,则r2=　　　　　r1。 
(2)对于处于初期阶段的该反应,下列说法正确的是　　　　　(填字母)。 
A.增加甲烷浓度,r增大
B.增加H2浓度,r增大
C.乙烷的生成速率逐渐增大
D.降低反应温度,k减小
答案:(1)1-α　(2)AD
解析:(1)反应在初期阶段的速率方程为r=k×,设开始阶段=mmol·L-1,则有r1=km;甲烷的转化率为α时,=m(1-α)mol·L-1,反应速率为r2=km(1-α),则有,从而可得r2=(1-α)r1。
(2)在初期阶段的速率方程:r=k×,温度一定时,k是常数,r与成正比,故增加甲烷浓度,r增大,A正确;增加H2浓度,r不变,B错误;随着反应的进行,逐渐减小,则乙烷的生成速率逐渐减小,C错误;降低温度,反应速率常数k减小,D正确。