2024届高考化学一轮复习 课时跟踪检测（三十四） 化学反应速率 （含答案）

课时跟踪检测（三十四） 化学反应速率

一、选择题

1．(2023·洛阳模拟)下列说法不正确的是(  )

A．图甲中曲线Ⅱ可以表示催化剂降低了反应的活化能

B．图乙中HI分子发生了有效碰撞

C．盐酸和氢氧化钠溶液的反应活化能接近于零

D．增大反应物浓度，单位体积内活化分子数增多，有效碰撞几率增加

2．实验测得某反应在不同pH下产物A的浓度随时间变化的关系如图所示(其他条件相同)。则下列有关说法正确的是(  )

A．若增大压强，该反应的反应速率一定增大

B．pH＝6.8时，随着反应的进行，反应速率逐渐增大

C．一定pH范围内，溶液中H＋浓度越小，反应速率越快

D．可采取调节pH的方法使反应停止

3．工业废水中的有机物能够引起水体污染，导致水体富营养化。其中Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水，往调节好pH和Fe2＋浓度的废水中加入H2O2，所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物p­CP，控制p­CP的初始浓度相同，恒定实验温度在298 K或313 K进行实验。实验测得p­CP的浓度随时间变化的关系如图所示，下列说法不正确的是(　 )

A．由①可得，降解反应在50～150 s内的反应速率：v(p­CP)＝8.0×10－6 mol·L－1·s－1

B．升高温度，有利于加快降解反应速率，所以温度越高越有利于降解

C．③目的为探究溶液的pH对降解反应速率的影响

D．298 K下，有机物p­CP降解速率pH＝10时比pH＝3时慢

4．(2022·北京等级考)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，以恒定组成的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，在催化剂上有积碳。

下列说法不正确的是(  )

A．反应①为CaO＋CO2===CaCO3；反应②为CaCO3＋CH4CaO＋2CO＋2H2

B．t1～t3，n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速率

D．t3之后，生成CO的速率为0，是因为反应②不再发生

5．以表面覆盖Cu2Al2O4的二氧化钛为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。下列说法错误的是(  )

A．250 ℃时，催化剂的活性最高

B．250～300 ℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是催化剂的催化效率降低

C．300～400 ℃时，乙酸的生成速率升高的原因是催化剂的催化效率增大

D．300～400 ℃时，乙酸的生成速率升高的原因是温度升高

6．探究2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O反应速率的影响因素，有关实验数据如下表所示：

下列说法不正确的是(  )

A．a<12.7，b>6.7

B．用KMnO4表示该反应速率，v(实验③)<v(实验①)

C．用H2C2O4表示该反应速率，v(实验①)约为7.87×10－5 mol·L－1·min－1

D．可通过比较收集相同体积CO2所消耗的时间来判断反应速率的快慢

二、非选择题

7．NH3和纯净的O2在一定条件下发生如下反应：

4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g)

现向一容积不变的2 L密闭容器中充入4 mol NH3和3 mol O2,4 min后，测得生成的H2O占混合气体体积的40%。请回答：

(1)用O2、H2O表示的反应速率分别为________________________、

______。

(2)NH3的转化率为____。

(3)4 min后N2的浓度为________。

8．生产中可用双氧水氧化法处理电镀含氰废水，某化学兴趣小组模拟该法探究有关因素对破氰反应速率的影响(注：破氰反应是指氧化剂将CN－氧化的反应)。

[相关资料]

①氰化物主要是以CN－和[Fe(CN)6]3－两种形式存在。

②Cu2＋可作为双氧水氧化法破氰处理过程中的催化剂；Cu2＋在偏碱性条件下对双氧水分解影响较弱，可以忽略不计。

③[Fe(CN)6]3－较CN－难被双氧水氧化，且pH越大，[Fe(CN)6]3－越稳定，越难被氧化。

[实验过程]

在常温下，控制含氰废水样品中总氰的初始浓度和催化剂Cu2＋的浓度相同，调节含氰废水样品不同的初始pH和一定浓度双氧水溶液的用量，设计如下对比实验：

(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)。

实验测得含氰废水中的总氰浓度[以c(CN－)表示]随时间变化关系如图所示。

(2)实验①中20～60 min时间段反应速率：v(CN－)＝____mol·L－1·min－1。

(3)实验①和实验②结果表明，含氰废水的初始pH增大，破氰反应速率减小，其原因可能是________________________________________________(填一点即可)。

课时跟踪检测（三十四） 化学反应速率

一、选择题

1．(2023·洛阳模拟)下列说法不正确的是(  )

A．图甲中曲线Ⅱ可以表示催化剂降低了反应的活化能

B．图乙中HI分子发生了有效碰撞

C．盐酸和氢氧化钠溶液的反应活化能接近于零

D．增大反应物浓度，单位体积内活化分子数增多，有效碰撞几率增加

解析：选B 图乙中HI分子碰撞，没有生成新物质，不属于有效碰撞，B错误。

2．实验测得某反应在不同pH下产物A的浓度随时间变化的关系如图所示(其他条件相同)。则下列有关说法正确的是(  )

A．若增大压强，该反应的反应速率一定增大

B．pH＝6.8时，随着反应的进行，反应速率逐渐增大

C．一定pH范围内，溶液中H＋浓度越小，反应速率越快

D．可采取调节pH的方法使反应停止

解析：选D 不知该反应中有没有气体参加，不能根据压强变化判断反应速率，A项错误；图像中表示反应速率的是曲线的斜率，随着反应的进行，每个时间段的斜率不一定都增大，B项错误；pH越小，H＋浓度越大，反应速率越快，C项错误；pH＝8.8时，反应速率接近于0，D项正确。

3．工业废水中的有机物能够引起水体污染，导致水体富营养化。其中Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水，往调节好pH和Fe2＋浓度的废水中加入H2O2，所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物p­CP，控制p­CP的初始浓度相同，恒定实验温度在298 K或313 K进行实验。实验测得p­CP的浓度随时间变化的关系如图所示，下列说法不正确的是(　 )

A．由①可得，降解反应在50～150 s内的反应速率：v(p­CP)＝8.0×10－6 mol·L－1·s－1

B．升高温度，有利于加快降解反应速率，所以温度越高越有利于降解

C．③目的为探究溶液的pH对降解反应速率的影响

D．298 K下，有机物p­CP降解速率pH＝10时比pH＝3时慢

解析：选B　根据图像可知，曲线①中50 s时的浓度为1.2×10－3 mol·L－1,150 s时浓度为0.4×10－3 mol·L－1，则50～150 s内的平均反应速率为 v(p­CP)＝＝＝8.0×10－6 mol·L－1·s－1，故A正确；升高温度，有利于加快降解反应速率，但温度过高反应速率又会变慢，因为温度较高时，过氧化氢不稳定易分解而导致降解反应速率减小，故B不正确；③目的为探究溶液的pH对降解反应速率的影响，通过图像曲线变化可知，当pH＝10时，随着时间的变化，其浓度基本不变，即反应速率趋向于零，故C正确；根据曲线③可以得出，该反应在pH＝10的溶液中基本停止，故在298 K下，有机物p­CP降解速率pH＝10时比pH＝3时慢，故D正确。

4．(2022·北京等级考)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，以恒定组成的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，在催化剂上有积碳。

下列说法不正确的是(  )

A．反应①为CaO＋CO2===CaCO3；反应②为CaCO3＋CH4CaO＋2CO＋2H2

B．t1～t3，n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速率

D．t3之后，生成CO的速率为0，是因为反应②不再发生

解析：选C 由题干图1所示信息可知，A正确；由题干图2信息可知，t1～t3，n比n(CO)多，且生成H2速率不变，且反应过程中始终未检测到CO2，在催化剂上有积碳，故可能有副反应CH4C＋2H2，B正确；反应②生成H2和CO的反应速率相等，而由t2时刻信息可知，H2的反应速率未变，仍然为2  mmol·min－1，而CO变为1～2 mmol·min－1之间，故说明副反应生成H2的速率小于反应②生成H2速率，C错误；由题干图2信息可知，t3之后，CO的速率为0，CH4的速率逐渐增大，最终恢复到1，是因为反应②不再发生，而后副反应也逐渐停止反应，D正确。

5．以表面覆盖Cu2Al2O4的二氧化钛为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。下列说法错误的是(  )

A．250 ℃时，催化剂的活性最高

B．250～300 ℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是催化剂的催化效率降低

C．300～400 ℃时，乙酸的生成速率升高的原因是催化剂的催化效率增大

D．300～400 ℃时，乙酸的生成速率升高的原因是温度升高

解析：选C 图中250 ℃时乙酸生成速率与催化效率均较大，则工业上制备乙酸最适宜的温度应为250 ℃，故A正确；催化剂可加快反应速率，且温度太高使催化剂失去活性，则250～300 ℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的主要原因是催化剂的催化效率降低，故B正确；由300～400 ℃可知，乙酸生成速率与催化效率变化不同，催化剂的催化效率越低，乙酸的生成速率越大，故C错误；由300～400 ℃可知，催化剂的催化效率降低，则乙酸的生成速率升高的原因是温度升高，故D正确。

6．探究2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O反应速率的影响因素，有关实验数据如下表所示：

下列说法不正确的是(  )

A．a<12.7，b>6.7

B．用KMnO4表示该反应速率，v(实验③)<v(实验①)

C．用H2C2O4表示该反应速率，v(实验①)约为7.87×10－5 mol·L－1·min－1

D．可通过比较收集相同体积CO2所消耗的时间来判断反应速率的快慢

解析：选C 实验①中，根据关系式2KMnO4～5H2C2O4可知，H2C2O4过量，故消耗的H2C2O4的物质的量浓度为×＝ mol·L－1，则用H2C2O4表示实验①的反应速率时，其值为≈6.56×10－3mol·L－1·min－1，C项错误。

二、非选择题

7．NH3和纯净的O2在一定条件下发生如下反应：

4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g)

现向一容积不变的2 L密闭容器中充入4 mol NH3和3 mol O2,4 min后，测得生成的H2O占混合气体体积的40%。请回答：

(1)用O2、H2O表示的反应速率分别为________________________、

______。

(2)NH3的转化率为____。

(3)4 min后N2的浓度为________。

解析：设4 min时，生成6x mol H2O(g)

据题意，则有：＝0.4，解得：x＝0.5。

(1)则4 min内H2O的变化浓度为Δc(H2O)＝＝1.5 mol·L－1，v(H2O)＝＝0.375 mol·L－1·min－1，v(O2)＝v(H2O)＝0.187 5 mol·L－1·min－1。

(2)α(NH3)＝×100%＝50%。

(3)c(N2)＝ mol·L－1＝0.5 mol·L－1。

答案：(1)0.187 5 mol·L－1·min－1 0.375 mol·L－1·min－1 (2)50% (3)0.5 mol·L－1

8．生产中可用双氧水氧化法处理电镀含氰废水，某化学兴趣小组模拟该法探究有关因素对破氰反应速率的影响(注：破氰反应是指氧化剂将CN－氧化的反应)。

[相关资料]

①氰化物主要是以CN－和[Fe(CN)6]3－两种形式存在。

②Cu2＋可作为双氧水氧化法破氰处理过程中的催化剂；Cu2＋在偏碱性条件下对双氧水分解影响较弱，可以忽略不计。

③[Fe(CN)6]3－较CN－难被双氧水氧化，且pH越大，[Fe(CN)6]3－越稳定，越难被氧化。

[实验过程]

在常温下，控制含氰废水样品中总氰的初始浓度和催化剂Cu2＋的浓度相同，调节含氰废水样品不同的初始pH和一定浓度双氧水溶液的用量，设计如下对比实验：

(1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格)。

实验测得含氰废水中的总氰浓度[以c(CN－)表示]随时间变化关系如图所示。

(2)实验①中20～60 min时间段反应速率：v(CN－)＝____mol·L－1·min－1。

(3)实验①和实验②结果表明，含氰废水的初始pH增大，破氰反应速率减小，其原因可能是________________________________________________(填一点即可)。

解析：(1)根据调节含氰废水样品不同的初始pH和一定浓度双氧水溶液的用量设计的实验，所以该实验的目的是探究初始pH或双氧水的浓度对破氰反应速率的影响，故③中V(CuSO4溶液)＝10 mL，V(H2O2)＝20 mL。

(2)v(CN－)＝(1.4－0.7)mol·L－1÷(60－20)min＝0.017 5 mol·L－1·min－1。

答案：(1)双氧水的浓度对破氰反应速率的影响 10 20 (2)0.017 5 (3)初始pH增大，催化剂Cu2＋会形成Cu(OH)2沉淀，影响了Cu2＋的催化作用(或初始pH增大，[Fe(CN)6]3－较中性和酸性条件下更稳定，难以氧化)