1、课时作业21化学反应的速率工业合成氨(时间：45分钟分数：100分)一、选择题(本题共8题，每小题6分，共48分，每小题只有一个选项符合题目要求)1下列说法正确的是()。A升高温度能使化学反应速率增大，主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数B有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反应容器的体积)，可增加活化分子的百分数，从而使反应速率增大C增大反应物浓度，可增大单位体积内活化分子的百分数，从而使有效碰撞次数增大D催化剂不影响反应活化能但能增大单位体积内活化分子百分数，从而增大反应速率2下列各组中反应速率一定相同的是()。A表面积完全相同的锌片分别与同浓度、同体积的盐酸、硫酸在相同温度下
2、反应B100 时，向A、B两个容器中分别各加入0.2 mol HI发生分解反应C向分别盛有100 mL、200 mL水的两个烧杯中各加入少量表面积相同的钠D0.5 molL1的NaHCO3(aq)分别与1 molL1盐酸和1 molL1的醋酸溶液反应3(2012山东师大附中高三月考)已知Fe3和I在水溶液中的反应如下：2I2Fe3=I22Fe2。某温度下该反应的正反应速率和I、Fe3浓度的关系为vkcm(I)cn(Fe3)(k为常数)。c(I)/(molL1)c(Fe3)/(molL1)v/(molL1s1)0.200.800.032k0.600.400.144k0.800.200.128k由
3、此推知，有关Fe3、I的浓度对反应速率影响的判断正确的是()。AFe3浓度对正反应速率影响程度大于I浓度的影响程度BFe3浓度对正反应速率影响程度小于I浓度的影响程度CFe3浓度对正反应速率影响程度等于I浓度的影响程度D无法比较4化合物Bilirubin在一定波长的光照射下发生分解反应，反应物浓度随反应时间变化如图所示，计算反应48 min间的平均反应速率和推测反应16 min时反应物的浓度，结果应是()。A2.5 molL1min1和2.0 molL1B2.5 molL1min1和2.5 molL1C3.0 molL1min1和3.0 molL1D5.0 molL1min1和3.0 molL
4、15(2012日照模拟)可逆反应A(s)B(g)nC(g)HQ(n为正整数)在不同条件下反应混合物中C的百分含量和反应过程所需时间的关系曲线如图所示。下列有关叙述中一定正确的是()。A其他条件相同，a表示使用了催化剂，b没有使用催化剂B其他条件相同，若只改变压强，则a比b的压强大且n2C其他条件相同，若只改变温度，则a比b的温度高且Q0D其他条件相同，若改变A的物质的量，则a比b消耗A的物质的量少6500 、20 MPa时，将H2和N2置于一容积为2 L的密闭容器中发生反应。反应过程中H2、N2和NH3的物质的量变化如下图所示，下列说法正确的是()。A反应开始到第一次平衡时，N2的平均反应速率
5、为0.005 molL1min1B从曲线可以看出，反应进行到1020 min时可能是增大了NH3的物质的量C从曲线可以看出，反应进行至25 min时，分离出0.1 mol的氨气D在25 min时平衡正向移动但达到新平衡后NH3的体积分数比原平衡小7一定温度下，在固定体积的密闭容器中发生下列反应：2HI(g)H2(g)I2(g)。若c(HI)由0.1 molL1降到0.07 molL1时，需要15 s，那么c(HI)由0.07 molL1降到0.05 molL1时，所需反应的时间为()。A等于5 s B等于10 sC大于10 s D小于10 s8反应mA(s)nB(g)pC(g)H0，在一定温度
6、下，平衡时B的体积分数与压强变化的关系如图所示，下列叙述中一定正确的是()。mnpx点表示的正反应速率大于逆反应速率npx点比y点时的反应速率慢若升高温度，该反应的平衡常数增大A B只有C只有 D二、非选择题(共4题，52分)9(16分)某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题：(1)上述实验中发生反应的化学方程式有_；(2)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是_；(3)实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4种溶液，可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是_；(4)要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的
7、措施有_(答两种)；(5)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积的气体所需时间。请完成此实验设计，其中：V1_，V6_，V9_；反应一段时间后，实验A中的金属呈_色，实验E中的金属呈_色；该同学最后得出的结论为：当加入少量CuSO4溶液时，生成氢气的速率会大大提高。但当加入的CuSO4溶液超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因_。10(6分)O3在水中易分解，一定条件下，O3的浓度减少一半所需的时间(t)如下表所示。已知：O3的起始浓
8、度为0.021 6 molL1。(1)pH增大能加速O3分解，表明对O3分解起催化作用的是_。(2)在30 、pH4.0条件下，O3的分解速率为_ molL1min1。(3)据表中的递变规律，推测O3在下列条件下分解速率依次增大的顺序为_。(填字母代号)a40 、pH3.0b10 、pH4.0c30 、pH7.011(2012山东理综)(16分)偏二甲肼与N2O4是常用的火箭推进剂，二者发生如下化学反应：(CH3)2NNH2(l)2N2O4(l)=2CO2(g)3N2(g)4H2O(g)()(1)反应()中氧化剂是_。(2)火箭残骸中常现红棕色气体，原因为：N2O4(g)2NO2(g)()当温
9、度升高时，气体颜色变深，则反应()为_(填“吸热”或“放热”)反应。(3)一定温度下，反应()的焓变为H。现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是_。若在相同温度下，上述反应改在体积为1 L的恒容密闭容器中进行，平衡常数_(填“增大”“不变”或“减小”)，反应3 s后NO2的物质的量为0.6 mol，则03 s内的平均反应速率v(N2O4)_ mol(Ls)1。(4)NO2可用氨水吸收生成NH4NO3。25 时，将a mol NH4NO3溶于水，溶液显酸性，原因是_(用离子方程式表示)。向该溶液滴加b L 氨水后溶液呈中性，则滴加氨水的过程中水的
10、电离平衡将_(填“正向”“不”或“逆向”)移动，所滴加氨水的浓度为_ molL1。(NH3H2O的电离平衡常数取Kb2105 molL1)12(2012课标全国理综)(14分)光气(COCl2)在塑料、制革、制药等工业中有许多用途，工业上采用高温下CO与Cl2在活性炭催化下合成。(1)实验室中常用来制备氯气的化学方程式为_。(2)工业上利用天然气(主要成分为CH4)与CO2进行高温重整制备CO，已知CH4、H2和CO的燃烧热(H)分别为890.3 kJ mol1、285.8 kJ mol1和283.0 kJ mol1，则生成1 m3(标准状况)CO所需热量为_。(3)实验室中可用氯仿(CHCl
11、3)与双氧水直接反应制备光气，其反应的化学方程式为_。(4)COCl2的分解反应为COCl2(g)=Cl2(g)CO(g)H108 kJ mol1。反应体系达到平衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示(第10 min到14 min的COCl2浓度变化曲线未示出)：计算反应在第8 min时的平衡常数K_；比较第2 min反应温度T(2)与第8 min反应温度T(8)的高低：T(2)_T(8)(填“”“”或“”)；若12 min时反应于温度T(8)下重新达到平衡，则此时c(COCl2)_ molL1；比较产物CO在23 min、56 min和1213 min时平均反应速率平均反应速率分
12、别以v(23)、v(56)、v(1213)表示的大小_；比较反应物COCl2在56 min和1516 min时平均反应速率的大小：v(56)_v(1516)(填“”“”或“”)，原因是_。参考答案 1A2C3B4B解析：v(反应物)2.5 molL1min1，由图像可知04 min的反应速率为5 molL1min1、48 min的反应速率2.5 molL1min1，反应速率成等比数列，由此可得：812 min的反应速率为1.25 molL1min1、1216 min的反应速率为0.625 molL1min1，即16 min时，反应物的浓度为10 molL11.25 molL1min14 min
13、0.625 molL1min14 min2.5 molL1，B正确。在讨论16 min时反应物的浓度也可以由图像直接推导，04 min时从40变到20，48 min时从20变到10，那么从812 min时应该从10变到5，从1216 min时应该从5变到2.5。5B解析：催化剂只能改变速率，不改变平衡状态，A错；若只改变压强，加压w(C)减小，平衡左移，则n2，B项正确；若只改变温度，升温w(C)减小，平衡左移，则Q0，C项错；A为固体，增大或减小A的量，对平衡无影响，D项错。6C解析：从图像看，按时间划分五个阶段：010 min是第一阶段，其间反应物逐渐减少而生成物逐渐增加；1020 min
14、是第二阶段，其间仍然是反应物的量逐渐减少而生成物逐渐增加，只是变化幅度有所增大，可能使用了催化剂；2025 min是第三阶段，各种物质都处在不变状态，反应处于平衡状态；2535 min是第四阶段，开始时刻两反应物不变，而生成物急剧减少而后又逐渐增加，中间时间是反应物逐渐减少而生成物逐渐增加；3540 min是第五阶段，各种物质都处在不变状态，反应处于平衡状态。7C解析：由0.1 molL1降到0.07 molL1时，0.002 molL1s1，那么从0.07 molL1降至0.05 molL1的肯定小于0.002 molL1s1，因此所需反应时间肯定大于10 s。8B解析：A为固体，根据等温线
15、，B的体积分数随压强增大而增大，说明np，但不能说明(mn)与p的关系；曲线上各点已达平衡，在x点时反应正在向正方向进行，v(正)v(逆)；x点与y点相比，x点时的压强小，反应速率慢；若升温，该反应向逆方向移动，K变小；综上正确。9答案：(1)ZnCuSO4=ZnSO4Cu，ZnH2SO4=ZnSO4H2(2)CuSO4与Zn反应产生的Cu与Zn形成Cu/Zn微电池，加快了氢气产生的速率(3)Ag2SO4(4)升高反应温度、适当增加硫酸的浓度、增加锌粒的比表面积等(5)301017.5灰黑暗红当加入一定量的CuSO4后，生成的单质Cu会沉积在Zn的表面，降低了Zn与溶液的接触面积解析：(1)分
16、析实验中涉及的物质：Zn、CuSO4、H2SO4，其中能发生的化学反应有2个：ZnCuSO4=ZnSO4Cu，ZnH2SO4=ZnSO4H2。(2)由于Zn与CuSO4反应生成的Cu附着在Zn片表面，构成铜锌原电池，从而加快了H2产生的速率。(3)4种溶液中能与Zn发生置换反应的只有Ag2SO4，ZnAg2SO4=ZnSO42Ag。(4)根据影响化学反应速率的外界因素，则加快反应速率的方法还有：增大反应物浓度，升高温度，使用催化剂，增大锌粒的比表面积等。注意H2SO4浓度不能过大，浓硫酸与Zn反应不生成H2。(5)若研究CuSO4的量对H2生成速率的影响，则实验中除CuSO4的量不同之外，其他
17、物质的量均相同，则V1V2V3V4V530 mL，最终溶液总体积相同，由F可知，溶液的总体积均为50 mL，则V610 mL，V917.5 mL。随着CuSO4的量增大，则附着在Zn片表面的Cu会越来越多，当Cu完全附着在Zn片表面时，Zn不能与H2SO4接触，则H2生成速率会减慢，且Zn片表面的Cu为暗红色。10答案：(1)OH(2)1.00104(3)bac解析：(1)分析表中的数据知，pH增大，O3的分解速率加快，则对O3分解起催化作用的是OH。(2)查表计算v(O3)1.00104 molL1min1。(3)分析表中数据知，a项中反应时间31ta158，同理tb231，tc15，故可判
18、断O3的分解速率的大小顺序是bac。11答案：(1)N2O4(2)吸热(3)ad不变0.1(4)NHH2ONH3H2OH逆向解析：(1)分析元素化合价可知，N2O4中N元素的化合价由4价变为0价，被还原，作氧化剂。(2)升高温度，气体颜色加深，说明NO2的浓度增大，平衡正向移动，所以反应()是吸热反应。(3)因为反应N2O42NO2的正方向是气体的物质的量增大的方向，在恒压下建立平衡时，气体的体积应该增大，气体的质量不变，所以其密度为变量，当密度不再改变时说明反应达到平衡状态，a正确；温度一定时，反应的焓变为定值，所以焓变不变不能说明反应是否达到平衡状态，b错误；当v(正)v(逆)时反应达到平
19、衡状态，而c中均为v(正)，故c错误；N2O4的转化率为变量，当其不变时说明反应达到平衡状态，d正确。化学平衡常数只与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变。根据题意可知，在3 s时，NO2的速率是0.2 mol(Ls)1，根据速率之比等于化学计量数之比可得，N2O4的速率是0.1 mol(Ls)1。(4)NH4NO3溶液显酸性是因为NH发生水解：NHH2ONH3H2OH，盐的水解促进了水的电离，加入氨水至中性的过程中抑制了水的电离，所以水的电离平衡将逆向移动。根据NH3H2O的电离平衡常数Kbc(NH)c(OH)/c(NH3H2O)可知，c(NH3H2O)c(NH)c(OH)/Kb，故n(NH
20、)200n(NH3H2O)，根据电荷守恒可知n(NH)n(NO)a mol。所以n(NH3H2O)mol，c(NH3H2O) molL1。12答案：(1)MnO24HCl(浓)MnCl2Cl22H2O(2)5.52103 kJ (3)CHCl3H2O2=HClH2OCOCl2(4)0.234 molL10.031v(56)v(23)v(1213)在相同温度时，该反应的反应物浓度越高，反应速率越大解析：(1)实验室用浓盐酸与MnO2混合加热制Cl2。(2)首先依据燃烧热概念写出：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l)H1890.3 kJ mol1，H2(g)O2(g)=H2O(l)
21、H2285.8 kJ mol1，CO(g)O2(g)=CO2(g)H3283.0 kJmol1；再写出CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)，式式2式2即得CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)，所以HH12H22H3(890.3285.82283.02)kJ mol1247.3 kJ mol1，生成1 m3 CO所需热量为247.3 kJ mol15 520 kJ。(3)由CHCl3生成COCl2，碳的化合价由2升高到4，升高2价，由H2O2生成H2O化合价降低2，所以上述物质的计量数均为1，即CHCl3H2O2COCl2H2O，依据Cl守恒还应有HCl生成。(4)c
22、(Cl2)0.11 molL1、c(CO)0.085 molL1、c(COCl2)0.04 molL1，代入K0.234 molL1；第4 min时，Cl2与CO的浓度均逐渐增大，再结合此反应正向为吸热反应，所以第4 min时改变的条件一定是升高温度，故T(2)T(8)；用平衡常数进行求解，此温度下K0.234 molL1可知c(COCl2)0.031 molL1；依据v(CO)可知v(23)v(1213)0；由图像可知上面的两个曲线是生成物浓度变化曲线、下面的曲线为COCl2浓度变化曲线，v(COCl2)，56 min时的c(COCl2)大于1516 min时的，所以v(56)v(1516)；应从影响化学反应速率的因素入手分析，由图像可知418 min温度相同，只能从浓度角度分析。
