2022届高考化学一轮复习 第7章 化学反应的方向、限度与速率 第3节 化学反应速率 工业合成氨课后达标检测 鲁科版

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1、2022届高考化学一轮复习 第7章 化学反应的方向、限度与速率 第3节 化学反应速率 工业合成氨课后达标检测 鲁科版一、选择题1(2016高考北京卷)下列食品添加剂中,其使用目的与反应速率有关的是()A抗氧化剂B调味剂C着色剂D增稠剂解析:选A。相对于食品,抗氧化剂可以更快地被氧气氧化,从而降低了包装袋中氧气的浓度,减缓食品被氧化的速率。2(2018哈师大附中月考)一定条件下,向2 L密闭容器中加入2 mol N2和10 mol H2,发生反应:N2(g)3H2(g)2NH3(g),2 min时测得剩余N2为1 mol,下列化学反应速率表示不正确的是()Av(N2)0.25 molL1min1

2、Bv(H2)0.75 molL1min1Cv(NH3)1 molL1min1Dv(NH3)0.5 molL1min1解析:选C。一定条件下,向2 L密闭容器中加入2 mol N2和10 mol H2,2 min时测得剩余N2为1 mol,故2 min内以N2表示的反应速率v(N2)0.25 molL1min1,A项正确;由于同一反应中各物质反应速率之比等于各物质化学计量数之比,故v(H2)3v(N2)30.25 molL1min10.75 molL1min1,B项正确;v(NH3)2v(N2)20.25 molL1min10.5 molL1min1,C项错误、D项正确。3合成氨时,既要使合成氨

3、的产率增大,又要使反应速率加快,可采取的办法是()减压加压升温降温补充N2或H2加催化剂减小N2或H2的量ABCD解析:选C。合成氨反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)H0的特点为正反应放热且反应前后气体分子数减小,要使平衡向正反应方向移动且反应速率加快,应选C。4对于化学反应:3W(g)2X(g)=4Y(g)3Z(g),下列化学反应速率关系中,正确的是()Av(W)3v(Z)B2v(X)3v(Z)C2v(X)v(Y)D3v(W)2v(X)解析:选C。对于任一化学反应,用不同的物质表示该反应的速率,其数值之比等于其化学计量数之比,v(W)v(X)v(Y)v(Z)3243。v(W)v(Z),

4、A错误;3v(X)2v(Z),B错误;2v(X)v(Y),C正确;2v(W)3v(X),D错误。5为探究锌与稀硫酸的反应速率以v(H2)表示,向反应混合液中加入某些物质,下列判断正确的是()A加入NH4HSO4固体,v(H2)不变B加入少量水,v(H2)减小C加入CH3COONa固体,v(H2)不变D滴加少量CuSO4溶液,v(H2)减小解析:选B。A项,加入的NH4HSO4固体溶于水发生电离:NH4HSO4=NHHSO,使溶液中c(H)增大,v(H2)增大;C项,加入CH3COONa固体,发生反应:CH3COOHCH3COOH,c(H)减小,v(H2)减小;D项,滴加少量CuSO4溶液,发生

5、反应:Cu2Zn=CuZn2,生成的Cu与Zn、稀H2SO4形成以Zn为负极、Cu为正极、稀H2SO4为电解质溶液的原电池,加快了反应速率,使v(H2)增大。6(2018江西五校一模)H2与ICl的反应分两步进行,且两步都为可逆反应,其能量曲线如图所示,下列有关说法错误的是()H2IClHIHCl慢反应HIIClI2HCl快反应A反应、反应均为放热反应B降低温度有利于提高HCl的产率C总反应速率的快慢主要由反应决定DH2(g)2ICl(g)I2(g)2HCl(g)H218 kJmol1,加入催化剂可使该反应的焓变增大解析:选D。根据题图可知,反应和反应中反应物总能量都大于生成物总能量,则反应、

6、反应均为放热反应,A正确;反应、反应和总反应都是放热反应,降低温度,平衡正向移动,B正确;慢反应决定总反应速率,则总反应速率的快慢主要由反应决定,C正确;加入催化剂可改变反应的活化能,但不能改变焓变,D错误。7可逆反应:mA(g)nB(g)pC(s)HQ,温度和压强的变化对正、逆反应速率的影响分别符合下图中的两个图像,以下叙述正确的是()Amn,Q 0Bmnp,Q 0Cmn,Q 0Dmnp,Q v正,平衡向逆反应方向移动,逆反应为吸热反应;压强增大,v正、v逆都增大,且v正v逆,平衡向正反应方向移动,正反应为气体体积减小的反应,C正确。8某探究小组利用丙酮的溴代反应(CH3COCH3Br2CH

7、3COCH2BrHBr)来研究反应物浓度与反应速率的关系,反应速率v(Br2)通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定。在一定温度下,获得如下实验数据:实验序号初始浓度c/molL1溴颜色消失所需时间t/sCH3COCH3HClBr20.800.200.001 02901.600.200.001 01450.800.400.001 01450.800.200.002 0580分析实验数据所得出的结论不正确的是()A增大c(CH3COCH3),v(Br2)增大B实验和的v(Br2)相等C增大c(HCl),v(Br2)增大D增大c(Br2),v(Br2)增大解析:选D。A项,比较实验和可知,增大c(C

8、H3COCH3),反应时间变少,v(Br2)增大。B项,实验和反应时间相同,起始Br2的浓度相同,则v(Br2)相等。C项,比较实验和可知,增大c(HCl)时,反应时间缩短,v(Br2)增大。D项,比较实验和可知,增大c(Br2)时,v(Br2)减小,故选D。9(2018长沙一模)一定条件下,在体积为2 L的密闭容器中,3 mol X和3 mol Y发生反应:3X(g)Y(g)2Z(g)H0,经60 s达到平衡,生成0.4 mol Z。下列说法正确的是()A60 s内反应速率为v(X)0.05 molL1s1B其他条件不变,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,若初始投入2

9、mol X和2 mol Y,则物质Y的转化率减小D其他条件不变,将容器体积变为4 L,Z的平衡浓度变为原来的一半解析:选C。60 s内反应速率为v(X)v(Z)0.005 molL1s1,A项错误;其他条件不变,升高温度,正、逆反应速率均增大,B项错误;其他条件不变,若初始投入2 mol X和2 mol Y,相当于减小反应体系的压强,平衡向逆反应方向移动,则物质Y的转化率减小,C项正确;其他条件不变,将容器体积变为4 L,相当于减小反应体系的压强,平衡向逆反应方向移动,Z的平衡浓度小于原来的一半,D项错误。二、非选择题10(2018沧州高三质检)向某密闭容器中加入0.15 molL1A、0.0

10、5 molL1C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化如图甲所示t0t1时c(B)未画出,t1时增大到0.05 molL1。图乙为t2时刻后改变反应条件,平衡体系中正、逆反应速率随时间变化的情况。(1)若t4时改变的条件为减小压强,则B的起始物质的量浓度为_molL1。(2)若t5时改变的条件是升温,此时v(正)v(逆),若A的物质的量减少0.03 mol时,容器与外界的热交换总量为a kJ,写出反应的热化学方程式:_。(3)t3时改变的某一反应条件可能是_(选填序号)。a使用催化剂b增大压强c增大反应物浓度(4)在恒温恒压下通入惰性气体,v(正)_ _v(逆)(填“”

11、“”或“v(逆),平衡正向进行,故此反应为吸热反应,其热化学方程式为3A(g)2C(g)B(g)H100a kJmol1。(3)图乙中t3时刻v(正)、v(逆)以同等倍数增大,故改变的条件应是增大压强或加入催化剂。(4)在恒温恒压下充入惰性气体,各组分浓度以相同倍数减小,相当于减压,因本反应为等气体体积反应,平衡不移动,v(正)v(逆)。答案:(1)0.02(2)3A(g)2C(g)B(g)H100a kJmol1(3)ab(4)11(2018西安二检)已知:若反应体系达到平衡后,各物质的浓度在不同条件下(只改变一种条件)的变化状况如图所示(第10 min到14 min的浓度变化曲线未表示出)

12、:(1)第2 min反应温度T(2)与第8 min反应温度T(8)的高低:T(2)_(填“”或“”)T(8);第10 min时反应改变的条件是_。(2)比较产物苯乙烯在23 min、56 min时平均反应速率平均反应速率分别以v(23)、v(56)表示的大小_。(3)反应物乙苯在56 min和1516 min时平均反应速率的大小:v(56)大于v(1516),原因是_。解析:(1)由题图看出,4 min时各物质浓度不变,4 min后平衡正向移动,8 min时达到平衡,则4 min时改变的条件应为升高温度,故T(2)T(8)。第10 min时苯乙烯的浓度瞬时减小,而另一种生成物H2的浓度却瞬时不

13、变,随后逐渐增大,说明改变的条件为移出部分苯乙烯(或减小苯乙烯的浓度)。(2)该反应体系在23 min时处于平衡状态,而在4 min时升高温度,所以56 min时苯乙烯的反应速率增大,故v(23)v(56)。(3)56 min和1516 min温度相同,在相同温度时,该反应的反应物浓度越大,反应速率越大,1516 min时各组分的浓度均小,故56 min反应速率大于1516 min反应速率。答案:(1)v(23)(3)温度相同,反应物浓度56 min大,化学反应速率大12为探究铜与稀硝酸反应的产物及影响反应速率的主要因素,进行如下实验。实验一探究铜和稀硝酸反应的产物实验装置如图所示,气密性已检

14、查。已知:FeSO4NO=Fe(NO)SO4,该反应较缓慢,待生成一定量Fe(NO)2时突显明显棕色。(1)实验开始时先将Y形试管向盛有碳酸钙的支管倾斜,缓慢滴入稀硝酸,该实验操作的目的是_。(2)铜片和稀硝酸反应的化学方程式为_。(3)本实验A装置生成的气体中,若有NO2,则B瓶中的实验现象为_;若只有NO生成,则B瓶中的实验现象是_。实验二探究化学反应产物对反应速率的影响设计如下实验,利用上图装置测定溶液突显明显棕色的时间。序号温度铜片/g稀硝酸/mL硝酸铜/g125 225 5200.5325 5201.0(4)请将上表中实验1的实验条件填写完整。_(5)通过实验发现实验1、2、3的反应

15、速率并无明显变化,为达到实验目的还需要继续进行的实验是_。解析:(1)实验开始时先将Y形试管向盛有碳酸钙的支管倾斜,使碳酸钙与稀硝酸反应产生CO2,利用生成的CO2将整个装置内的空气赶尽,避免NO和O2反应生成NO2,对气体产物的观察产生干扰。(2)铜片和稀硝酸发生氧化还原反应的化学方程式为3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O。(3)若生成的气体中有NO2,NO2溶于水生成的硝酸能将Fe2氧化为Fe3,B瓶溶液出现血红色;若生成的气体中只有NO,则B瓶溶液出现棕色。(4)探究化学反应产物对反应速率的影响,应保持其他条件不变,只改变反应产物的量,由于产物为硝酸铜和NO,故铜片

16、和硝酸的量不变。本题中实验1为对照实验,不加硝酸铜,实验2、3分别改变硝酸铜的量。(5)由于硝酸铜的量几乎不影响反应速率,故还需研究另一反应产物NO对反应速率的影响。答案:(1)利用生成的CO2将整个装置内的空气赶尽,避免NO和O2反应生成NO2,对气体产物的观察产生干扰(2)3Cu8HNO3(稀)=3Cu(NO3)22NO4H2O(3)溶液出现血红色溶液出现棕色(4)5200(5)研究NO对反应速率的影响13在容积为1.00 L的容器中,通入一定量的N2O4,发生反应N2O4(g)2NO2(g),随温度升高,混合气体的颜色变深。回答下列问题:(1)反应的H_0(填“大于”或“小于”);100

17、 时,体系中各物质浓度随时间变化如上图所示。在060 s时段,反应速率v(N2O4)为_molL1s1;反应的平衡常数K1为_。(2)100 时达平衡后,改变反应温度为T,c(N2O4)以0.002 0 molL1s1的平均速率降低,经10 s又达到平衡。aT_100 (填“大于”或“小于”),判断理由是_。b列式计算温度T时反应的平衡常数K2:_。(3)温度T时反应达平衡后,将反应容器的容积减少一半。平衡向_(填“正反应”或“逆反应”)方向移动,判断理由是_。解析:(1)由题意及图示知,在1.00 L的容器中,通入0.100 mol的N2O4,发生反应:N2O4(g)2NO2(g),随温度升

18、高,混合气体的颜色变深,说明反应向生成NO2的方向移动,即向正反应方向移动,所以正反应为吸热反应,即H0;由图示知60 s时该反应达到平衡,消耗N2O4为0.100 molL10.040 molL10.060 molL1,根据v可知:v(N2O4)0.001 0 molL1s1;求平衡常数可利用三段式:N2O4(g)2NO2(g)起始量(molL1) 0.100 0转化量(molL1) 0.060 0.120平衡量(molL1) 0.040 0.120K10.36 molL1。(2)100 时达到平衡后,改变反应温度为T,c(N2O4)降低,说明平衡N2O4(g)2NO2(g)向正反应方向移动

19、,根据勒夏特列原理,温度升高,向吸热反应方向移动,即向正反应方向移动,故T 100 。由c(N2O4)以0.002 0 molL1s1的平均速率降低,经10 s又达到平衡,可知此时消耗N2O4为0.002 0 molL1s110 s0.020 molL1,由三段式:N2O4(g)2NO2(g)起始量(molL1) 0.040 0.120转化量(molL1) 0.020 0.040平衡量(molL1) 0.020 0.160K21.28 molL1。(3)温度T时反应达到平衡后,将反应容器的容积减少一半,压强增大,平衡向气体体积减小的方向移动,该反应逆反应为气体体积减小的反应,故平衡向逆反应方向移动。答案:(1)大于0.001 00.36 molL1(2)a.大于反应正方向吸热,反应向吸热方向进行,故温度升高b平衡时,NO20.120 molL10.002 0 molL1s110 s20.160 molL1,N2O40.040 molL10.002 0 molL1s110 s0.020 molL1,K21.28 molL1(3)逆反应对气体分子数增大的反应,增大压强平衡向逆反应方向移动

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