高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一节 化学反应速率综合训练题

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一节 化学反应速率综合训练题，共17页。
一、化学反应速率
1．概念：化学反应速率是定量描述化学反应进行快慢的物理量。如果反应体系的体积是恒定的，则通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示。
2．数学表达式为v＝eq \f(Δc,Δt)或v＝eq \f(Δn,V·Δt)。
3．单位常用ml·L－1·s－1或ml·L－1·min－1表示。
4．注意事项
(1)一般来说，随着反应的逐渐进行，反应物浓度会逐渐减小，化学反应速率也会逐渐减慢。因此，化学反应速率通常是指某一段时间内的平均反应速率，而不是瞬时反应速率。
(2)由于在反应中纯液体和固体的浓度是恒定不变的，因此对于有纯液体或固体参加的反应一般不用纯液体或固体来表示化学反应速率。
(3)在同一化学反应中，选用不同物质表示化学反应速率，其数值可能相同也可能不相同，但表示的意义相同。因此，表示化学反应速率时，必须指明用哪种物质作标准，在速率v的后面将该物质的化学式用括号括起来。
(4)用不同反应物表示化学反应速率时，化学反应速率之比＝物质的量浓度变化量之比＝物质的量变化量之比＝化学计量数之比。
二、影响化学反应速率的因素
1．浓度对反应速率的影响
在一般情况下，当其他条件相同，增大反应物浓度，化学反应速率增大；降低反应物浓度，化学反应速率减小。
①对于固体或纯液体，其浓度可视为常数，因而其物质的量改变时不影响化学反应速率。②固体物质的反应速率与接触面积有关，颗粒越细，表面积越大，反应速率就越快。块状固体可以通过研细来增大表面积，从而加快化学反应速率。③对于离子反应，只有实际参加反应的各离子浓度发生变化，才会引起化学反应速率的改变。
2．温度对化学反应速率的影响
若其他条件相同，升高温度，化学反应速率增大；降低温度，化学反应速率减小。
注意：温度对反应速率的影响规律，对吸热反应、放热反应都适用，且不受反应物状态的限制。不论放热反应还是吸热反应，升温时，化学反应速率均增大；降温时，化学反应速率均减小。
3．催化剂对化学反应速率的影响
催化剂可以改变化学反应速率。
注意：①催化剂有正、负之分，一般情况下的催化剂是指正催化剂。
②催化剂有选择性，不同化学反应的催化剂不相同，催化剂具有一定的活化温度。
③催化剂对可逆反应的正、逆反应的速率影响相同。
4．压强对化学反应速率的影响
对于有气体参加的化学反应，改变压强同样可以改变化学反应速率。
三、活化能
1．活化能与简单碰撞理论
(1)基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞。我们把能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞。发生有效碰撞的分子必须具有足够的能量，这种分子叫做活化分子。
(2)化学反应一般需要一个活化的过程，即能发生反应的分子，必须是先吸收能量后形成活化分子。
(3)活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差，叫做反应的活化能(Ea)。
(4)解释化学反应的过程
2．利用碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响
活化能大小主要是由反应物自身的性质决定的(改变外界条件也可以改变反应的活化能，如加入催化剂)，即反应物自身的性质影响着化学反应所需的活化能，从而影响化学反应速率的大小。例如：活化能小→普通分子容易变成活化分子→活化分子百分数大→单位体积内活化分子数多→单位时间、单位体积内有效碰撞次数多→化学反应速率大(内因对化学反应速率的影响)。
【核心归纳】1．化学反应速率的计算方法
(1)利用基本公式：v＝eq \f(Δc,Δt)＝eq \f(Δn,V·Δt)。
(2)利用速率之比＝化学计量数之比＝各物质浓度的变化量(Δc)之比＝各物质物质的量的变化量(Δn)之比。
(3)“三段式”法计算模板
例如：反应 mA＋nBpC
起始浓度/(ml·L－1) a b c
转化浓度/(ml·L－1) x eq \f(nx,m) eq \f(px,m)
t时刻浓度/(ml·L－1) a－x b－eq \f(nx,m) c＋eq \f(px,m)
计算中注意以下量的关系：
①对反应物：c(起始)－c(转化)＝c(某时刻)；
②对生成物：c(起始)＋c(转化)＝c(某时刻)。
2．比较化学反应速率大小的三步骤
(1)变换单位——将各反应速率的单位统一。
(2)转换物质——将各反应速率转换成用同一物质表示的反应速率(一般转换成化学计量数最小的物质)。
(3)比较大小——比较各反应速率的数值大小。
2．压强对化学反应速率的影响(适用范围：有气体参与的化学反应)
(1)对于固体或液体，压强的变化，基本不影响其浓度，也不影响其反应速率。
(2)恒容时充入“无关气体”，容器总压强增大，但各反应物的浓度不变，反应速率不变。
(3)恒压时充入“无关气体”，引起体积增大，各反应物浓度减小，反应速率减小。
(4)原因分析：
①增大压强→单位体积内活化分子数增多→有效碰撞次数增加→反应速率增大；
②减小压强→单位体积内活化分子数减少→有效碰撞次数减少→反应速率减小。
【必备知识基础练】
1．（2023秋·浙江宁波·高二统考期末）已知反应：，经过2min时间，B浓度减少了0.6ml/L。有关该反应速率的说法正确的是
A．0-2min用A表示的反应速率是0.4ml/(L·min)
B．0-2min用B表示的反应速率是0.3ml/(L·min)
C．2min末时用C表示的反应速率是0.2ml/(L·min)
D．分别用B、C、D表示的反应速率比值为2：3：6
【答案】B
【解析】A．A物质是固态，不能表示反应速率，A错误；
B．经2 min后，B的浓度减少了0.6ml/L，则用B物质表示的反应速率是＝0.3 ml/(L·min)，B正确；
C．反应速率是一段时间内的平均值，而不是瞬时反应速率，C错误；
D．反应速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比，故B、C、D表示的反应速率比值为3：2：1，D错误；
故选B。
2．（2023春·江苏苏州·高二江苏省木渎高级中学校考期中）下列4个数据是在不同条件下测得的合成氨反应的速率，其中反应最快的是
A．B．
C．D．
【答案】C
【解析】根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，把用不同物质表示的反应速率换算成用同一物质表示的化学反应速率，在同一成同一单位，然后比较大小，
A．；
B．；
C．；
D．；
综上所述，反应最快的C项，故选C。
3．（2023春·北京海淀·高二清华附中校考期中）已知反应：，下列条件下反应速率最快的是
A．AB．BC．CD．D
【答案】D
【解析】温度越高、反应物浓度越大反应速率越快，且温度对速率的影响大于浓度对速率的影响，因此C、D的速率大于A、B；C中混合后和硫酸的浓度均为0.05 ml/L，D中混合后和硫酸的浓度均为0.25 ml/L，因此D的反应速率最快。
故选：D。
4．（2023秋·浙江宁波·高二统考期末）下列有关碰撞理论的说法正确的是
A．活化分子的每一次碰撞都能发生化学反应
B．能发生有效碰撞的分子一定是活化分子
C．其它条件不变，增大压强，能增大活化分子百分数，从而增大有效碰撞次数
D．催化剂能增大反应的活化能，从而加快反应速率
【答案】B
【解析】A．活化分子的碰撞不一定都能发生化学反应，只有活化分子碰撞时取向合适时才能发生化学反应，故A错误；
B．有效碰撞是能发生化学反应的碰撞，所以能发生有效碰撞的分子一定是活化分子，故B正确；
C．其它条件不变，增大压强，能增大单位体积内的活化分子数，从而增大有效碰撞次数，不能增大活化分子百分数，故C错误；
D．催化剂能降低反应的活化能，从而加快反应速率，故D错误；
故选B。
5．（2023秋·广东广州·高二广州市第十七中学校考期中）反应C(s) +H2O(g) CO(g) +H2(g) ΔH >0，下列说法正确的是
A．其他条件不变时，增加碳的量，化学反应速率增大
B．其他条件不变时，升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小
C．其他条件不变时，缩小容器的容积，增大压强，化学反应速率增大
D．其他条件不变时，向容积不变的密闭容器中充入H2O(g)，正反应速率增大，逆反应速率减小
【答案】C
【解析】A．碳是固体，浓度为定值，只增大碳的量时化学反应速率不变，故A错误；
B．温度升高时，正、逆反应速率均增大，故B错误；
C．其他条件不变时，缩小容器的容积，增大压强，各物质浓度增大，化学反应速率增大，故C正确；
D．其他条件不变时，向容积不变的密闭容器中充入H2O(g)，等效为加压，则正反应速率增大，逆反应速率相对原来的也增大，故D错误；
故选C。
6．（2023春·广东·高二惠州一中校联考阶段练习）采取下列措施对增大化学反应速率有明显效果的是
A．N2和H2合成NH3时，不断分离出产物NH3
B．Fe与稀硫酸反应制取H2时，改用浓硫酸
C．Na2SO4溶液与BaCl2溶液反应时，增大压强
D．大理石与盐酸反应制取CO2时，将块状大理石改为粉末状大理石
【答案】D
【解析】A．N2和H2合成NH3时，不断分离出NH3，生成物的浓度降低，且随着反应进行反应物浓度也降低，化学反应速率降低，A错误；
B．常温下Fe遇浓硫酸发生钝化，无法增大反应速率，B错误；
C．Na2SO4溶液和BaCl2溶液反应，两者都是溶液，反应速率不受压强的影响，增大压强反应速率不变，C错误；
D．大理石与盐酸反应制备CO2，将块状大理石换成粉末状大理石，大理石与盐酸的接触面积增大，反应速率增大，D正确；
故答案选D。
【关键能力提升练】
7．（2023春·福建三明·高二校联考期中）乙苯催化脱氢制取苯乙烯的反应历程如图：

下列有关说法正确的是
A．状态Ⅰ中产生了活性的氢分子
B．由原料到状态Ⅰ吸收能量
C．总反应过程中没有涉及氧化还原反应
D．总反应的化学方程式为
【答案】B
【解析】A．由图可知，状态Ⅰ中在催化剂表面产生了氢负离子，A错误；
B．由原料到状态Ⅰ，发生了化学键的断裂，存在吸收能量过程，B正确；
C．总反应过程中二氧化碳转化为一氧化碳，则碳元素化合价发生改变，涉及氧化还原反应，C错误；
D．由图可知，总反应为乙苯、二氧化碳子发生脱氢反应生成苯乙烯和CO、水，化学方程式为 ，D错误；
故选B。
8．（2023秋·浙江宁波·高二统考期末）在含的和的混合溶液中，反应的分解机理及反应过程中的能量变化如下：
步骤①：
步骤②：
下列有关该反应的说法不正确的是
A．化学反应速率与浓度的大小有关
B．该反应为放热反应
C．是该反应的催化剂
D．若不加，则图中只出现一个能量峰
【答案】C
【解析】A．可以看作该反应的催化剂，根据反应的机理，化学反应速率与Fe3+浓度的大小有关，A正确；
B．反应物的总能量高于生成物的总能量，为放热反应，B正确；
C．Fe3+是该反应的催化剂，C错误；
D．加催化剂后会出现两个峰，不加，图中只出现一个能量峰，D正确；
故选C。
9．（2023春·河南周口·高二校联考阶段练习）在恒容密闭容器中，等物质的量的和混合气体发生反应：，其反应机理分为三步进行：①(快速平衡)；②(慢反应)；③(快反应)。下列有关说法正确的是
A．反应②的活化能小于反应③的活化能
B．反应的中间产物是，而是催化剂
C．v(第一步的逆反应)>v(第二步的正反应)
D．反应③中与的碰撞均为有效碰撞
【答案】C
【解析】A．反应②最慢，说明活化能最大，A错误；
B．反应过程中和均是中间产物，不是催化剂，B错误；
C．反应①快速平衡，说明第一步反应的正、逆反应速率都较大，则第一步反应的逆反应速率大于第二步慢反应的正反应速率，C正确；
D．反应③为快反应，说明反应的活化能小，微粒之间的许多碰撞能发生化学反应，但碰撞也是仅部分有效，D错误；
故选C。
10．（2023秋·浙江杭州·高二浙江省桐庐中学校联考期末）时，降冰片烯在催化剂作用下反应，反应物浓度与催化剂种类及反应时间的关系如下表所示。下列说法不正确的是
A．催化效果：催化剂Ⅱ优于催化剂Ⅰ
B．编号2和3实验中，反应至之前，反应物都已经消耗完
C．编号2实验中，以反应物浓度变化表示的反应速率为
D．其他条件相同时，反应物浓度越大，反应速率不一定越大
【答案】B
【解析】A．由表中数据可知, 50min内反应物浓度变化：催化剂I作用时为0.60ml/L，催化剂I作用时为1.20ml/L，则反应速率：催化剂Ⅱ>催化剂Ⅰ，所以催化效果：催化剂Ⅱ优于催化剂I， A正确；
B．编号2和3实验的反应速率始终不变，分别为=0.024ml/L，，则编号2实验反应物恰好都消耗完所需时间，编号3实验反应物恰好都消耗完所需时间，B错误；
C．编号2的反应速率始终不变，为=0.024ml/L， C正确；
D．分析反应物浓度对反应速率的影响，应该对比编号2实验、3实验或编号l实验、3实验, 根据控制变量法可知，编号2实验和3实验或编号l实验和3实验均有两个变量不同,则不能据此判断反应物浓度与反应速率的关系，D正确；
故选B。
11．（2023秋·陕西西安·高二统考期末）已知反应：2NO(g)+Br2(g)2NOBr(g) △H=-akJ•ml-1(a＞0)，其反应机理如下
①NO(g)+Br2(g)NOBr2(g) 快
②NO(g)+NOBr2(g)2NOBr(g) 慢
下列有关该反应的说法不正确的是
A．温度对反应②的速率影响更大
B．NOBr2是该反应的催化剂
C．正反应的活化能比逆反应的活化能小akJ•ml-1
D．增大Br2(g)浓度能增加单位体积内的活化分子数目，加快反应速率
【答案】B
【解析】A． ②是慢反应，是决速反应，温度对反应②的速率影响更大，故A正确；
B． NOBr2在第一个反应中生成，在第二个反应中消耗，是该反应的中间产物，故B错误；
C． 每摩反应放出akJ•ml-1热，正反应的活化能比逆反应的活化能小akJ•ml-1，故C正确；
D． 增大Br2(g)浓度，单位体积内分子总数增加，能增加单位体积内的活化分子数目，加快反应速率，故D正确；
故选B。
12．（2023春·浙江温州·高二校联考期中）1，3-丁二烯与HBr发生加成反应分两步：第一步进攻1，3-丁二烯生成碳正离子(如图)；第二步Br-进攻碳正离子完成1，2-加成或1，4-加成。反应进程中的能量变化如下图所示。已知在0℃和40℃时，1，2-加成产物与1，4-加成产物的比例分别为70：30和15：85.下列说法不正确的是
A．1，4-加成产物比1，2-加成产物稳定
B．与0℃相比，40℃时1，3-丁二烯的转化率增大
C．Br-刚开始进攻碳正离子时，1，2-加成要比1，4-加成反应速率快
D．从0℃升至40℃，1，4-加成正反应速率增大，1，2-加成正反应速率也增大
【答案】B
【分析】根据图像分析可知该加成反应为放热反应，且生成的1,4-加成产物的能量比1,2-加成产物的能量低，结合题干信息及温度对化学反应速率与化学平衡的影响效果分析作答。
【解析】A．能量越低越稳定，根据图像可看出，1,4-加成产物的能量比1,2-加成产物的能量低，即1,4-加成产物的能量比1,2-加成产物稳定，选项A正确；
B．该加成反应不管生成1,4-加成产物还是1,2-加成产物，均为放热反应，则升高温度，不利用1,3-丁二烯的转化，即在40时其转化率会减小，选项B错误；
C．从图中可知，Br-刚开始进攻碳正离子分别进行1，2-加成和1，4-加成的正反应活化能中，前者较低，故1，2-加成要比1，4-加成反应速率快，选项C正确；
D．从0升至40，正化学反应速率均增大，即1,4-加成和1,2-加成反应的正速率均会增大，选项D错误；
答案选B。
13．（2023春·内蒙古呼伦贝尔·高二校考阶段练习）研究化学反应的能量变化和速率变化是研究化学反应的重要角度。
(1)化学反应中能量变化的主要原因是旧的化学键断裂会___________(填“放出”或“吸收”)能量；新的化学键形成会___________(填“放出”或“吸收”)能量。
(2)工业上高炉炼铁，其反应为：，属于放热反应，反应物的总能量___________(填“＞”、“=”或“＜”)生成物的总能量。
(3)兴趣小组的同学们把空气中久置的50g铝片投入盛有硫酸溶液的烧杯中，该铝片与硫酸产生氢气的速率与反应时间的关系可用如图曲线来表示。回答下列问题：
①曲线由0-a段不产生氢气的原因是___________，有关反应的离子方程式为___________。
②曲线b→c段，产生氢气的速率增加较快的主要原因是___________。
③曲线由c以后，产生氢气的速率逐渐下降的主要原因是___________。
【答案】 吸收 放出 ＞ 首先是硫酸与铝片表面的反应，不产生； 该反应放热，使溶液温度升高，反应速率加快 随着反应的进行，硫酸的浓度不断下降，使反应速率减慢
【解析】(1)化学反应中能量变化的主要原因是旧的化学键断裂会吸收能量；新的化学键形成会放出能量。
(2)放热反应中反应物的总能量＞生成物的总能量。
(3)①由于铝片表面有一层致密的氧化膜，首先是硫酸与铝片表面的反应，因此曲线由0-a段不产生氢气，有关反应的离子方程式为。
②由于该反应放热，使溶液温度升高，反应速率加快，因此曲线b→c段，产生氢气的速率增加较快。
③由于随着反应的进行，硫酸的浓度不断下降，使反应速率减慢，因此曲线由c以后，产生氢气的速率逐渐下降。
14．（2023秋·高二课时练习）I.实验室利用下列方案探究影响化学反应速率的因素。请回答相关问题：
(1)实验时，分别量取溶液和酸性溶液，迅速混合并开始计时，通过测定_______来判断反应的快慢。
(2)实验①、②、③所加溶液均要过量，理由是_______。
(3)实验①和实验②是探究_______对化学反应速率的影响，实验②和③是探究_______对化学反应速率的影响。
(4)实验①和②起初反应均很慢，过了一会儿速率突然增大，可能原因是_______。
II.在恒容密闭容器中，用H2还原SO2，生成S的反应分两步完成(如图1所示)，该过程中相关物质的物质的量浓度随时间的变化关系如图2所示，请分析并回答如下问题：
(5)分析可知X为_______(填化学式)。
(6)时间段的温度为_______。
(7)时间段用SO2表示的化学反应速率为_______。
【答案】(1)溶液褪色时间
(2)根据反应方程式：，实验通过测定溶液的褪色时间判断反应的快慢，则三个实验中所加溶液均要过量
(3) 浓度 温度
(4)反应生成了具有催化作用的物质，其中可能起催化作用为
(5)H2S
(6)300℃
(7)
【解析】（1）溶液和酸性溶液反应的化学方程式为：，通过测量溶液褪色时间来判断反应的快慢；
（2）根据反应方程式：，实验通过测定溶液的褪色时间判断反应的快慢，则三个实验中所加溶液均要过量；
（3）①实验①和实验②溶液的浓度不同，其他实验条件均相同，则实验①和实验②探究溶液的浓度对化学反应速率的影响；
②实验②和实验③中温度不同，其他实验条件均相同，则验②和实验③探究温度对化学反应速率的影响；
（4）实验①和②起初反应均很慢，过了一会儿速率突然增大，说明可能反应生成了具有催化作用的物质，其中可能起催化作用为；
（5）根据图1可知，在300℃时，H2和SO2在催化剂条件下生成H2S，在100℃到200℃时，H2S与SO2在催化剂生成S和H2O，则物质X为H2S；
（6）由图2可知，时间段H2完全转化为H2S， H2和SO2的浓度降低且H2S的浓度增大，则时间段的温度为300℃；
（7）时间段用SO2浓度的变化量为，SO2的化学反应速率为。
15．（2023秋·甘肃天水·高二天水市第一中学校考期末）Ⅰ.一定温度下，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的量随时间变化的曲线如图：
(1)从反应开始到10s时，用Z表示的反应速率为 _____，Y的转化率为 _______。
(2)该反应的化学方程式为 _____________。
Ⅱ．KI溶液在酸性条件下能与氧气反应。现有以下实验记录：回答下列问题：
(3)该反应的离子方程式为 _____。
(4)该实验的目的是探究 _____。
(5)实验试剂除了1ml•L﹣1KI溶液、0.1ml•L﹣1H2SO4溶液外，还需要的试剂是 _____；
(6)上述实验操作中除了需要(3)的条件外，还必须控制不变的是 (填字母)。
A．温度B．试剂的浓度C．试剂的用量(体积)D．试剂添加的顺序
【答案】(1) 0.079 ml•L﹣1s﹣1 79.00%
(2)X(g)+Y(g)⇌2Z(g)
(3)4H++4I﹣+O2＝2I2+2H2O
(4)温度对反应速率的影响
(5)淀粉溶液
(6)BCD
【解析】（1）从反应开始到10s时，Z表示的反应速率为 ；Y的物质的量减少了1.00ml﹣0.21ml＝0.79ml，转化率为；
（2）由图像可以看出，反应到10s时，X的物质的量减小，变化值为1.20ml﹣0.41ml＝0.79ml，Y的物质的量减小，变化值为1.0ml﹣0.21ml＝0.79ml，则X、Y为反应物，Z的物质的量增多，变化值为1.58ml，为生成物，根据物质的量的变化与化学计量数呈正比，则有n(X)：n(Y)：n(Z)＝0.79ml：0.79ml：1.58ml＝1：1：2，所以反应的方程式为X(g)+Y(g)⇌2Z(g)；
（3）酸性条件下，KI与氧气反应生成碘单质和水，反应的离子方程式为4H++4I﹣+O2＝2I2+2H2O；
（4）根据表中数据分析，不同温度下该反应的显色时间，故该实验目的是探究温度对反应速率的影响；
（5）该反应生成I2，碘遇淀粉变蓝，需要用淀粉检验生成I2，故还需要淀粉溶液；
（6）A．该实验目的是探究温度对反应速率的影响，则温度是变量，故A错误；
B．指示剂的浓度大小与溶液变色程度有关，必须控制指示剂的浓度相同，故B正确；C．试剂的用量（体积）不同会导致反应物的浓度不同，影响反应速率大小，必须控制试剂的用量相同，故C正确；
D．试剂添加的顺序不同，可能改变反应途径，会影响实验效果，必须控制试剂添加的顺序相同，故D正确；
故答案为BCD。
【学科素养拔高练】
26．（2022·四川成都·高二期中）甲烷(CH4)是自然界储量丰富的天然气的主要组分，可用作清洁能源和廉价的化工原料，将甲烷催化转化为具有更高价值的化学物质是一个广受关注的课题．哈尔滨工业大学的科研人员研究了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程（催化剂是），共分为甲烷活化、二氧化碳进入和H转移（夺氢）三个阶段．该反应历程的示意图如下：
(1)在研究初期，科研人员提出先将CH4转化成CO和H2，再转化成CH3COOH。
已知：
①
②
③
则混合气体CO和H2转化成CH3COOH(g)的热化学方程式为______________．
(2)催化剂有以下四种形态：、、、．
图甲、图乙分别表示反应在催化剂的形态时的势能变化：
图甲 中与直接转化的反应过程的势能曲线
图乙 CH4与CO2在中同时发生活化的反应路线的势能曲线
由图甲、图乙可知_______0（填“>”“