化学复习方略 课时提能演练二十三72 化学反应的速率工业合成氨鲁科版福建专供.docx
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化学复习方略课时提能演练二十三72化学反应的速率工业合成氨鲁科版福建专供
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课时提能演练（二十三）
（45分钟 100分）
一、选择题（本题包括10小题，每小题6分，共60分）
1.一定条件下反应N2（g）＋3H2（g）
2NH3（g）在10L的密闭容器中进行，测
得2min内，N2的物质的量由20mol减小到8mol，则2min内N2的反应速率为（ ）
A.1.2mol·L－1·min－1B.1mol·L－1·min－1
C.0.6mol·L－1·min－1D.0.4mol·L－1·min－1
2.（2012·泉州模拟）为了说明影响化学反应快慢的外界因素，甲、乙、丙、丁四同学分别设计了如下A～D四个实验，你认为结论不正确的是（ ）
A.将相同大小、形状的镁条和铝条与相同浓度的盐酸反应时，两者速率一样大
B.在相同条件下，等质量的大理石块和大理石粉与相同浓度的盐酸反应，大理石粉反应快
C.将浓硝酸分别放在冷暗处和强光照射下，会发现光照可以加快浓硝酸的分解
D.两支试管中分别加入相同质量的氯酸钾，其中一支试管中再加入少量二氧化锰，同时加热，产生氧气的快慢不同
3.在一密闭容器中加入A、B、C三种气体，保持一定温度，在t1～t4（s）时刻测得各物质的浓度如下表。
据此下列结论不正确的是（ ）
测定时刻/s
t1
t2
t3
t4
c（A）/mol·L－1
6
3
2
2
c（B）/mol·L－1
5
3.5
3
3
c（C）/mol·L－1
1
2.5
3
3
A.在t3时刻反应已经停止
B.A的转化率比B的转化率高
C.在容器中发生的反应为：
2A＋B
C
D.在t2～t3内A的平均反应速率为[1/（t3－t2）]mol·L－1·s－1
4.对于反应N2＋O2
2NO在密闭容器中进行，下列条件中能使该反应的逆反应速率加快的是（ ）
A.缩小体积使压强增大
B.压强不变充入He使体积增大
C.体积不变充入He使压强增大
D.压强不变充入N2使体积增大
5.（2013·深圳模拟）在容积为2L的密闭容器中,一定条件下发生化学反应:
2NO（g）+2CO（g）
N2（g）+2CO2（g） ΔH=-746.4kJ·mol-1。
起始反应时NO和CO各为4mol,10秒钟后达到化学平衡,测得N2为1mol。
下列有关反应速率的说法中,正确的是（ ）
A.反应前5秒钟内,用NO表示的平均反应速率为0.1mol·L-1·s-1
B.达到平衡后,升高温度,正反应速率将减小,逆反应速率将增大
C.达到平衡后,反应速率的关系有:
v正（CO）=2v逆（N2）
D.保持容器体积不变,往容器中充入1molO2,正、逆反应速率都不改变
6.（2012·四川高考）在体积恒定的密闭容器中,一定量的SO2与1.100molO2在催化剂作用下加热到600℃发生反应:
2SO2+O2
2SO3 ΔH<0。
当气体的物质的量减少0.315mol时反应达到平衡,在相同温度下测得气体压强为反应前的82.5%。
下列有关叙述正确的是（ ）
A.当SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等时反应达到平衡
B.降低温度,正反应速率减小程度比逆反应速率减小程度大
C.将平衡混合气体通入过量BaCl2溶液中,得到沉淀的质量为161.980g
D.达到平衡时,SO2的转化率为90%
7.总压强为3.0×107Pa时，氮氢混合气体（体积比为1∶3）通入合成塔，反应达平衡时的压强降为2.5×107Pa。
则平衡时混合气体中氨的体积分数为（ ）
A.35% B.30% C.25% D.20%
8.（易错题）在体积固定为2L的密闭容器中，A、B、C、D四种气体的物质的量n（mol）随时间t（min）的变化情况如图所示。
下列有关说法不正确的是（ ）
A.该反应的化学方程式为4A＋5B
6C＋4D
B.前2min用B表示的反应速率约为0.0021mol·L－1·s－1
C.2min时，外界条件的改变可能是升高温度或加入了催化剂
D.该反应为放热反应
9.（2013·宁德模拟）下列说法不正确的是（ ）
①0.1mol·L-1盐酸和0.1mol·L-1醋酸分别与0.2mol·L-1氢氧化钠溶液反应的速率相同
②0.1mol·L-1盐酸和0.1mol·L-1硝酸分别与大小相同的大理石反应的速率不同
③铝和铁分别与0.1mol·L-1硫酸反应的反应速率相同
④大理石块与大理石粉末分别与0.1mol·L-1盐酸反应的速率不同
⑤已知T1℃时反应N2（g）+3H2（g）
2NH3（g）ΔH<0的速率为v,若降低温度,正反应速率加大
⑥合成氨中及时分离出氨气可减小逆反应速率
⑦在合成氨反应中,相同条件下在有催化剂时（a）和无催化剂时（b）速率时间图像可用下图一表示
⑧在合成氨反应中,不同温度下（T2>T1）的NH3的体积分数与时间的关系图像可用图二表示
A.除①⑦外 B.除②⑥外
C.除③⑤外D.除④⑥外
10.（2012·莆田模拟）温度为T0时，在恒容的密闭容器中发生反应，各物质的浓度随时间变化的关系如图a所示。
其他条件相同，温度分别为T1、T2时发生反应，Z的浓度随时间变化的关系如图b所示。
下列叙述正确的是（）
A．该反应的正反应是放热反应
B．若在第6min时升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动
C．图a中反应达到平衡时，Y的转化率为37.5%
D．反应中某时刻各物质的正反应速率为2v（X）＝2v（Y）＝v（Z）
二、非选择题（本题包括3小题，共40分）
11.（10分）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所示：
（1）从反应开始到10s，用Z表示的反应速率为_______，X的物质的量浓度减少了 ，Y的转化率为 。
（2）该反应的化学方程式为________________________________。
（3）10s后的某一时刻（t1）改变了外界条件，其速率随时间的变化图像如图所示：
则下列说法符合该图像的是 。
A.t1时刻，增大了X的浓度
B.t1时刻，升高了体系温度
C.t1时刻，缩小了容器体积
D.t1时刻，使用了催化剂
12.（12分）（2013·福州模拟）草酸与高锰酸钾在酸性条件下能够发生如下反应:
Mn
+H2C2O4+H+——Mn2++CO2↑+H2O（未配平）用4mL0.001mol·L-1KMnO4溶液与2mL0.01mol·L-1H2C2O4溶液研究不同条件对化学反应速率的影响。
改变的条件如下:
组别
10%硫酸体积/mL
温度/℃
其他物质
Ⅰ
2
20
Ⅱ
2
20
10滴饱和MnSO4溶液
Ⅲ
2
30
Ⅳ
1
20
1mL蒸馏水
（1）该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为_____________。
（2）如果研究催化剂对化学反应速率的影响,使用实验________和________（用Ⅰ～Ⅳ表示,下同）;如果研究温度对化学反应速率的影响,使用实验________和________。
（3）对比实验Ⅰ和Ⅳ,可以研究 __________________对化学反应速率的影响,实验Ⅳ中加入1mL蒸馏水的目的是____________________________________。
13.（18分）（探究题）为了探究硫酸铜对硫酸与锌反应速率的影响，有同学设计了在一定条件下进行如下实验，测量在不同试剂用量的反应条件下获得相同量气体所用的时间。
（1）请完成下表（填写在表格中的空白处，假设溶液混合时体积变化忽略不计）
实验编号
①
②
③
所加0.4mol·L-1H2SO4溶液的体积
30mL
所加0.2mol·L-1CuSO4溶液的体积
0
0.5mL
5mL
所加蒸馏水的体积
5mL
探究硫酸铜对硫酸与锌反应速率的影响，设计实验时应注意的问题
（2）实验③一段时间后可看到锌粒表面呈 色。
（3）实验表明反应速率②号实验最快，③号实验最慢，可能的原因是________
_____________________________________________________。
答案解析
1.【解析】选C。
根据v＝Δn/（VΔt）＝12mol/（10L×2min）＝
0.6mol·L－1·min－1。
2.【解析】选A。
考虑外界因素对化学反应速率的影响时，要针对同一反应研究。
A中Mg、Al的金属活泼性不同，与同浓度的盐酸反应速率不同。
3.【解析】选A。
从表中数据可知，t3时刻反应达到平衡，故A错；达到平衡时A、B、C的浓度变化量分别是4mol·L－1、2mol·L－1、2mol·L－1，则A的转化率大于B的转化率，故B正确；变化的浓度之比为2∶1∶1，故C正确；v（A）＝
＝
mol·L－1·s－1，故D正确。
4.【解析】选A。
压强增大，正、逆反应速率均增大，A对；压强不变，体积增大导致反应体系中各物质的浓度减小，正、逆反应速率减小，B错；体积不变充入He对反应体系中物质的浓度无影响，反应速率不变，C错；压强不变充入N2，则容器的体积增大，使c（NO）减小，逆反应速率减小，D错。
5.【解析】选C。
10s内,由化学方程式知,参加反应的NO为2mol,v（NO）=
=0.1mol·L-1·s-1,所以,5s内的速率不是0.1mol·L-1·s-1,A项错误。
升高温度,正、逆反应速率均加快,B项错误。
由方程式知,v正（CO）=2v正（N2）,结合C项中的关系,可说明v正（N2）=v逆（N2）,即为平衡状态,C项正确。
充入O2可以与NO反应,使NO的浓度减小,则正反应速率减小,逆反应速率瞬时不变,随后减小,故D项错误。
6.【解析】选D。
三氧化硫的生成与二氧化硫的消耗均是正向反应,因此两者相等不能说明反应达到平衡状态;由于反应为放热反应,降低温度,正、逆反应速率都降低,但是由于逆反应速率减小的程度比正反应速率减小的程度大,因此平衡正向移动;
由于反应过程中气体物质减小的物质的量等于生成的三氧化硫的一半,因此反应中生成的三氧化硫为0.63mol,反应体系中只有三氧化硫与氯化钡溶液反应,得到硫酸钡沉淀,其质量为:
0.63mol×233g·mol-1=146.79g;
2SO2 + O2
2SO3
初始加入量（mol）x1.1000
转化的物质的量（mol）0.630.3150.63
平衡时的物质的量（mol）x-0.630.7850.63
=
x=0.7mol
此时二氧化硫的转化率为90%。
7.【解析】选D。
写出反应方程式，用三段式计算
N2 ＋ 3H2
2NH3
起始量130
转化量x3x2x
平衡量1－x3－3x2x
反应前后压强之比为：
＝
，x＝1/3，NH3的体积分数为20%。
8.【解析】选D。
根据图像可知，从反应开始到达到平衡的过程中A、B、C、D的物质的量变化分别为0.8mol、1.0mol、1.2mol、0.8mol，所以A、B、C、D的化学计量数之比为4∶5∶6∶4，反应方程式为4A＋5B
6C＋4D，A对；前2minB的物质的量变化为0.5mol，B的反应速率为0.5mol/（2L×
120s）≈0.0021mol·L－1·s－1，B对；2min时改变条件，反应速率加快，反应物A、B物质的量减少，C、D的物质的量增加，在改变条件的瞬间，A、B、C、D的物质的量都没有发生变化，因此一定不是改变的反应物或生成物的物质的量，可能是升高温度或使用催化剂或增大压强，说明正反应为吸热反应，C对、D错。
9.【解析】选D。
①中醋酸是弱电解质,溶液中氢离子的浓度小,所以速率小;
②中盐酸和硝酸与大理石反应的速率相同;③中铝的金属性强于铁,反应速率更大;⑤不论反应是放热反应还是吸热反应,温度降低,正逆反应速率均减小;⑥合成氨中及时分离出氨气会导致其浓度减小,因此逆反应速率会减小;⑦加入催化剂缩短了达到平衡所需的时间,同时加大了化学反应速率,从图中看出两种条件下达到化学平衡状态时速率是相等的,因此也不符合实际情况;⑧由于合成氨反应是放热反应,因此温度越高,NH3的产率越低,这一点图二是符合的,但考虑到温度越高,化学反应速率越快,体现在图像上即在T2时达到平衡前曲线的斜率大,因此图二也不符合。
10.【解析】选D。
由图a知3min时反应达平衡，Δc（X）∶Δc（Y）∶Δc（Z）＝（0.3-0.05）∶（0.4-0.15）∶（0.5-0）＝1∶1∶2，故该反应的化学方程式为X（g）＋Y（g）
2Z（g）。
Y的转化率＝
×100%＝62.5%，故C错。
由图b知达到平衡所需时间t1T2；温度越高，平衡时c（Z）越大，表明升温有利于反应向正反应方向进行，即正反应为吸热反应，故A错。
升温时，v（正）、v（逆）都增大，故B错。
11.【解析】
（1）分析图像知：
Δc（Z）＝
＝0.79mol·L－1，
v（Z）＝
＝0.079mol·L－1·s－1，
Δc（X）＝
＝0.395mol·L－1，
Y的转化率α（Y）＝
×100%＝79.0%。
（2）由各物质转化的量：
X为0.79mol，Y为0.79mol，Z为1.58mol。
可知方程式中各物质的化学计量数之比为1∶1∶2。
则化学方程式为X（g）＋Y（g）
2Z（g）。
（3）由图可知，外界条件同等程度地增大了该反应的正、逆反应速率。
增大X的浓度，升高体系温度不会同等程度地改变正、逆反应速率，A、B错误。
由
（2）中的解析可知，该反应的化学方程式为X（g）＋Y（g）
2Z（g），缩小容器体积，增大压强，可同等程度地增大正、逆反应速率，C正确。
D使用催化剂可同等程度地改变正、逆反应速率，D正确。
答案：
（1）0.079mol·L－1·s－1 0.395mol·L－1 79.0%
（2）X（g）＋Y（g）
2Z（g） （3）C、D
12.【解析】
（1）根据电子守恒列式可得:
n（Mn
）×（7-2）=n（H2C2O4）×2×（4-3）,则n（Mn
）∶n（H2C2O4）=2∶5。
（2）研究某一因素对化学反应速率的影响时,要保证其他各条件完全相同。
（3）对比Ⅰ和Ⅳ,反应的温度、溶液的体积等都相同,仅有c（H+）不同,故可研究c（H+）对反应速率的影响。
加1mL水的目的是确保c（KMnO4）、c（H2C2O4）不变和总体积不变。
答案:
（1）2∶5
（2）Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅲ（3）c（H+）（或硫酸溶液的浓度）
确保所有实验中c（KMnO4）、c（H2C2O4）不变和总体积不变
13.【解析】本题考查影响化学反应速率的因素，要控制变量来研究某一条件的影响。
（1）要探究硫酸铜对硫酸与锌反应速率的影响，其他条件要相同；
（2）一段时间后，铜会覆盖在锌的表面，故为暗（紫）红色；
（3）②中CuSO4与Zn反应生成的铜与锌形成微电池，加快了氢气产生的速率。
而③中较多的CuSO4加入后与Zn反应生成的铜大量沉积在锌表面，减小了锌与硫酸的接触面。
答案：
（1）
①
②
③
30mL
30mL
4.5mL
0
控制温度、硫酸浓度、
锌粒用量及颗粒大小一样
（2）暗（紫）红
（3）②中CuSO4与Zn反应生成的铜与锌形成微电池，加快了氢气产生的速率；
③中较多的CuSO4加入后与Zn反应生成的铜大量沉积在锌表面，减小了锌与
硫酸的接触面
【方法技巧】控制变量法在探究性实验中的应用
在对未知的反应机理或规律的研究中，如果有多个影响因素，通常采用控制变量法。
人为控制其他因素不变，只有一个因素发生变化，通过研究每个因素变化时的反应机理或规律，从而得出正确的反应机理或规律与多个影响因素之间的关系。
这是高考中经常考查的类型。
如探究本题中反应速率与温度、固体表面积和浓度的影响时就注意采用人为控制变量的方法，只改变一个因素，从而得出反应速率与温度、浓度、固体表面积之间关系的规律。
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