(精)2020-2021年高中化学：化学反应速率和化学平衡(高分秘籍)

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宝岛优品—倾心为你打造精品文档 宝岛优品—倾心为你打造精品文档 第七章 化学反应速率和化学平衡 第一节 化学反应的速率 课时作业 一、选择题 （包括 8 小题。 1~6 小题只有一个选项符合题意， 7~8 小题有两个选项符合题意。 ） 1.（2020 年福建五校）常温常压下将氢气和氧气混合在一起，即使 过上几年， 它们也不会发生化合反应生成水。 然而只要给一个电火花， 氢气就迅速与氧气反应生成水。反应过程中的能量变化如下图 A 所 示。对比下图 B 中的情景，漫画中的羊供给石头的“能量”相当于图 A 中的 ( ) A.E2 B.E2-E1 C.E3-E2 D.E3 2.（2020 年泰州质检）一定温度下，在固定体积的密闭容器中发生 下列反应： 2HI （g）=H 2（g）+I 2（g）。若 c（HI ）由 19 mol ·-1L 降到 0.20 mol ·-1L 时，需要 15 s,那么 c（HI）由 0.20 mol · -1L 时降 到 0.20 mol · -1L 时，所需反应的时间为 ( ) A.等于 5 s 宝岛优品—倾心为你打造精品文档 宝岛优品—倾心为你打造精品文档 B.等于 10 s C.大于 10 s D.小于 10 s 3.在一定温度下， 容器内某一反应中 M 、N 的物质的量随反应时间变 化的曲线如右图所示，下列表述中正确的是 ( ) A.反应的化学方程式为： 2M=N B.t2 时，正逆反应速率相等 C.t3 时，正反应速率大于逆反应速率 D.t 1 时， N 的浓度是 M 浓度的 2 倍 4.（2020 年浙江台州）在一定温度时， N 2 与 H 2 反应过程中能量变 化的曲线如右图所示。下列叙述正确的是 ( ) A.该反应的热化学方程式为： N 2+3H 2=2NH 3；ΔH=-92 kJ 宝岛优品—倾心为你打造精品文档 宝岛优品—倾心为你打造精品文档 B.b 曲线是加入催化剂时的能量变化曲线 C.加入催化剂，该化学反应放出的热量增多 D.加入催化剂可增大正反应速率，降低逆反应速率 5.（2020 年枣庄模拟）可逆反应 mA（g）+nB（g）=pC （g）+gD （g）的 v-t 图象如下图甲，若其他条件都不变，只是在反应前加入 合适的催化剂，则其 v-t 图象如下图乙。 ①a1=a2 ②a1t2 ⑥t1=t2 ⑦两图中阴影部分面积相等 ⑧乙图阴影 部分面积更大 以上正确的为 ( ) A.②④⑤⑦ B.①④⑥⑧ C.②③⑤⑧ D.①③⑥⑦ 6.反应 A+B→C 的反应速率方程式为： v=k ·c（A）·c（B），v 为反 应速率， k 为速率常数。当 c（A）=c （B）=1 mol ·-1L 时，反应速 率在数值上等于速率常数。下列说法正确的是 ( ) 宝岛优品—倾心为你打造精品文档 宝岛优品—倾心为你打造精品文档 A.只增大 c（A）时， v 也增大 B.只增大 c（A）时， v 值不变 C.只升高温度时 ,k 值不变 D.只升高温度时， k 值变小 7.某温度下，反应 2N 2O 5=4NO 2+O 2。开始时 c（N 2O 5）=0.2008 mol ·-1L，经 1 min 后测得 c（N 2O 5）=0.200 mol ·-1L，则该反应速 率为 ( ) A.v （N 2O5 ）=1.08 ×10-4 mol · -1L·s-1 B.v（N 2O5 ）=1.8 ×10-4 mol ·（L·s）-1 C.v（O2 ）=9.0 ×10-5 mol ·（L·s）-1 D.2v （NO 2）=v （N 2O5） 8.（2020 年盐城质检）反应 C（s）+H 2 O（g）=CO （g）+H 2（g） 在一可变容积的密闭容器中进行， 下列条件的改变对其反应速率几乎 无影响的是 ( ) A.增加 C 的量 B.将容器的体积缩小一半 C.保持体积不变，充入 N 2 使体系压强增大 D.保持压强不变，充入 N 2 使容器体积增大 二、非选择题 宝岛优品—倾心为你打造精品文档 宝岛优品—倾心为你打造精品文档 9.在化学反应中，只有活化分子才能发生有效碰撞而发生化学反应。 使普通分子变成活化分子所需提供的平均能量叫活化能， 其单位通常 用 kJ·mo -1L 表示。请观察下图，回答问题。 （1）图中所示反应是 ____________（填“吸热”或“放热” ）反应Δ H 是 ____________（用 E1、E2 表示） 。 （2）已知热化学方程式： H 2（g）+1/2O 2（g）=H 2 O（g）;ΔH=-241.8 kJ·mo -1L，该反应的活化能为 167.2 kJ·mo -1L，则其逆反应的活化 能为____________。 （3）对于同一反应，图中虚线（Ⅱ）与实线（Ⅰ）相比，活化能大 大降低，活化分子百分数增多，反应速率加快，你认为最可能的原因 是 ____________ 。 10.在相同条件下进行 Mg 与 HCl 、CH3COOH 反应的对照实验，相 关数据如下： Mg 的质量 酸量 开始时反应 速率 产 生 H 2 总 量 Ⅰ 0.24 g HCl0.2 mol · -1L100 v1 n1 宝岛优品—倾心为你打造精品文档 宝岛优品—倾心为你打造精品文档 mL Ⅱ 0.24 g CH3COOH 0.2 mol · -1L100 mL v2 N 2 （1）试比较有关量的大小： v1____________v2,n1____________N2（填“ > ”、“= ”或“ < ”）。 （2）现欲改变条件，使实验Ⅰ中的 v1 降低，但不改变 n1 的值，试 写出两种可行的方法。 方法① ____________ 。 方法② ____________ 。 11.甲、 乙两位同学学习了化学反应与能量的有关知识后， 进行了如下 探究，请你参与其中的探究，并分析和解答相关问题。 Ⅰ.甲同学为探究 CaCO3 与稀盐酸反应的化学反应速率，设计实验如 下：在 25 ℃时，将 CaCO3 放入 1000 mL 1 mol ·-1L 稀盐酸中，根据 得到 CO 2 气体的物质的量随反应时间的变化情况，绘制成如右图所 示的曲线。 根据曲线分析讨论以下问题 （假设溶液的体积变化忽略不 宝岛优品—倾心为你打造精品文档 宝岛优品—倾心为你打造精品文档 计）。 （1）在 0~2 min 、2 min~4 min 、4 min~6 min 内，反应速率最大 的 是 ____________， 原 因 是 ____________ 。 该 反 应 是 ____________（填“吸热”或“放热” ）反应。 （2）在 0~4 min 内，用 HCl 表示的平均反应速率为 ____________。 （ 3 ） 6 min 以 后 反 应 速 率 为 ____________ ， 原 因 是 ____________ 。 Ⅱ.乙同学探究 KClO 3 和 NaHSO 3 溶液反应，查阅资料知： 氯酸钾和亚硫酸氢钠发生氧化还原反应生成 Cl（-1 价） 和 S（+6 价） ， 在某温度下， 他绘出大致的反应速率随时间变化如右图所示。 已知该 反应速率随着溶液中 c（H + ）增大而加快。 （ 1 ） 反 应 开 始 反 应 速 率 加 快 的 原 因 是 ____________ ____________ 。 （ 2 ） 反 应 后 期 反 应 速 率 下 降 的 原 因 是 ____________ ____________ 。 12.下表是稀硫酸与某金属反应的实验数据： 实 验 序号 金属 质 量 金属 状态 c（H 2SO4 ） mol ·-1L V（H 2 SO4） /mL 溶 液 温 度 / ℃ 金 属 消 失 宝岛优品—倾心为你打造精品文档 宝岛优品—倾心为你打造精品文档 /g 反 应 前 反 应 后 的 时 间/s 1 0.10 丝 0.5 50 20 34 500 2 0.10 粉末 0.5 50 20 35 50 3 0.10 丝 0.7 50 20 36 250 4 0.10 丝 0.8 50 20 35 200 5 0.10 粉末 0.8 50 20 36 25 6 0.10 丝 1.0 50 20 35 125 7 0.10 丝 1.0 50 35 50 50 8 0.10 丝 1.1 50 20 34 100 9 0.10 丝 1.1 50 30 44 40 分析上述数据，回答下列问题： （1）实验 4 和 5 表明， ____________对反应速率有影响， ____________ 反应速率越快， 能表明同一规律的实验还有 ____________（填实验序号） 。 （2）仅表明反应物浓度对反应速率产生影响的实验有 - （填 实验序号） 。 （3）本实验中影响反应速率的其他因素还有 ____________，其实验 序号是 ____________。 （4）实验中的所有反应，反应前后溶液的温度变化值（约 15 ℃） 相近，推测其原因： ______________________________________ 。 宝岛优品—倾心为你打造精品文档 宝岛优品—倾心为你打造精品文档 参考答案 ： 1.解析 :羊供给石头的 “能量”相当于氢气和氧气反应过程中的电火花， 即反应过程中的活化能 E3-E2。 答案 :C 2.解析 :c（HI) 从 0.1 mol·L-1降到 0.20 mol ·L-1过程中： v（HI)= Δc/Δt=0.20 mol ·L-1/15s=0.002 mol ·L-1 假设 v（HI) 不变，则 c（HI) 从 0.20 mol ·L-1 降到 0.20 mol ·L-1 时， Δt= Δc/v=0.02 mol ·L-1/0.002 mol ·L-1·s-1=10 s. 但反应速率受 浓度变化的影响，浓度越大，反应速率越快。而 0.20 mol ·L-1 比 1 mol ·L-1 小，反应速率慢，所需反应时间大于 10 s。 答案 :C 3.解析 :分析本题图象可知，从反应开始到时间 t3 建立平衡， N 的物 质的量变化为 8 mol-2 mol=6 mol,M 的物质的量变化为 5 mol-2 mol=3 mol 。可知， N 的变化量与 M 的变化量之比为 2∶1,该反应的 反应式表示为 2N=M 。在 t 2 时， M 、N 的物质的量相等，反应在同 一容器中进行， 实际上也是浓度相等。 但由于此时并未达到平衡状态， 正、逆反应的速率并不相等。 t 3 时平衡状态， v 正 =v 逆。 t 1 时， M 和 N 的物质的量分别为 6 mol 和 3 mol ，故此时 N 的浓度是 M 浓度的 2 倍。综上分析， D 选项符合题意。 答案 :D 4.解析 :A 项没有标物质的状态，Δ H 的单位为 kJ·mol-1；C 项加催 宝岛优品—倾心为你打造精品文档 宝岛优品—倾心为你打造精品文档 化剂不影响反应热； D 项催化剂既可增大正反应速率， 又可增大逆反 应速率。 答案 :B 5.解析 :加入催化剂只加快反应速率， 使达到平衡所需的时间缩短， 其 它各项都不发生变化。所以上述的②④⑤⑦正确。 答案 :A 6.解析 :v 与 c（A)、c（B)成正比，无论只增大 c（A)、只增大 c（B) 或同时增大 c（A)、c（B)，v 均增大。若只升高温度， v 增大， c（A)、 c（B)不变，所以 k 值变大。 答案 :A 7. 解析 : 此题先求出 1 min 内 N 2O5 的浓度变化值应为 0.2008 mol ·L-1-0.200 mol ·L-1=0.1908 mol ·L-1。 然后求出用 N 2O5 来 表 示 的 反 应 速 率 v （ N 2O 5)=0.198 mol · L-1/60 s=1.8 × 10-4 mol ·（L·s)-1 再根据同一化学反应在相同时间内用不同的物质表示 反应 速率之间的关系得出 C 正确，应选 BC。 答案 :BC 8.解析 :A 选项中 C 为固态反应物，增加固体的量对反应速率无影响； B 选项将容器的体积缩小一半，压强增大，反应速率加快； C 选项中 充入 N 2 使体系压强增大，但容器的容积未变，参加反应的各种气体 浓度未变，故反应速率不变； D 选项中保持恒压，充入 N 2 使容器体 积增大，参加反应的各种气体浓度减小，反应速率减小。 宝岛优品—倾心为你打造精品文档 宝岛优品—倾心为你打造精品文档 答案 :AC 9.解析 :（2)逆反应的活化能 =167.2 kJ ·mol-1-241.8 kJ·mol-1=420.0 kJ·mol-1 （3)催化剂可降低活化能，从而使活化分子百分数增多， 反应速率加快。 答案 :（1)放热 E2-E1（2)420.0 kJ ·mol-1 （3)使用了催化剂 10.解析 :（1)n（Mg)=0.24 g/24 g·mol -1=0.19 mol, n（HCl)=n （CH3COOH)=0.2 mol ·L-1×0.1 L=0.02 mol, 因此 Mg 与 HCl、 CH 3COOH 分别反应时，均能恰好完全反应，生成 H 2 总量相同， n1=N 2;反应开始时，盐酸中 c（H + )大于 CH 3COOH 中 c（H + )，由于 c（H + )越大，反应越快，所以反应开始时 v1>v2 。 （2)改变条件使 实验Ⅰ中 v1降低， n1 不变，需满足 c（H + )降低， n（H + )保持不变， 因此可采取向盐酸中加水稀释或降低温度或加入 CH3COONa 固体 等方法。 答案 :（1)>= （2) 加少量 H 2O 降温（或加少量 CH 3COONa 固体 ) 11.解析 :Ⅰ.（1)在 0~2 min 内，曲线斜率逐渐增大，说明反应速率逐 渐增大。在 2 min~4 min 内，HCl 的浓度变小，但曲线的斜率变大， 说明该反应是放热反应， 且温度对反应速率的影响比浓度对反应速率 的影响更显著，反应速率最大。在 4 min~6 min 内，曲线的斜率逐 渐变小，温度的影响变小， 浓度成为影响反应速率的主要因素，反应 速率减小。 （2)根据反应 CaCO3+2HCl=CaCl 2+CO 2↑+H 2O 可知， 在 0~4 min 内，消耗 HCl 的物质的量为 0.6 mol, 故 v（HCl)=0.6 mol ÷1000 mL÷4 min=0.15 mol ·L-1·min -1。 （3)6 min 后，曲线变得 宝岛优品—倾心为你打造精品文档 宝岛优品—倾心为你打造精品文档 平行于 4 轴，曲线斜率为 0，反应速率为 0，说明至少有一种反应物 反应完全。 Ⅱ.（1)作为已知考虑的因素有反应速率加快，可能引起 溶液中反应速率加快①增加浓度，②加压，③升温，④加正催化剂。 联系题意可排除②④，由于题意中不涉及热量变化，故不需考虑③ ; 接下来考虑①， 但题中无外加物， 所以只能考虑 c（H + )的变化， KClO 3 →Cl-,NaHSO 3 →SO4 2-+H ++Na+, c（H) + 增大，反应速率 v 增大。 答案 :Ⅰ.（1)2~4 min 曲线斜率大放热 （2)0.15 mol ·L-1·min -1 （3)0 因为不再产生气体（或至少有一种物质反应完 ) Ⅱ.（1)2KClO 3+6NaHSO 3= 3Na 2SO4 2-+2KCl+3H 2SO4 溶液中 c （H + )增大是影响反应速率的主要因素，化学反应速率加快 （2)反应后期， 反应物浓度减小， 使反应速率减慢成为影响反应速率 的主要因素，化学反应速率减慢 12.解析 :（1)对比实验 4 和 5，其反应条件的区别为金属的状态，实 验 4 为丝状，实验 5 为粉末状。 这说明固体反应物的表面积对反应速 率有影响。从金属消失的时间可看出，固体反应物表面积越大，反应 速率越快。能表明同一规律的实验还有 1 和 2。 （2) 观察表中数据 可看出实验 1、3、4、6、8 及实验 2、5 所选择的实验条件仅是反应 物浓度不同，能表明反应物浓度对反应速率产生影响。 （3)观察 6、 7 及 8、9 实验，可见本实验中响反应速率的 因素还有温度。 （4)因为所有反应中，金属质量和硫酸溶液体积均 相等且硫酸过量，产生热量相等，所以溶液温度变化值相近。 宝岛优品—倾心为你打造精品文档 宝岛优品—倾心为你打造精品文档 答案 :（1)固体反应物的表面积表面积越大 1 和 2 （2)1、3、4、6、8 或 2、5 （3)反应温度 6 和 7 或 8 和 9 （4)因为所有反应中， 金属质量和硫酸溶液体积均相等， 且硫酸过量， 产生热量相等，所以溶液温度变化值相近