2025版新教材高考化学一轮复习课时评价20化学反应速率化学反应条件的优化含解析鲁科版

PAGE7-课时评价20化学反应速率化学反应条件的优化(建议用时：40分钟)一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)1．在恒温恒容的容器中进行反应：A(g)2B(g)＋C(g)，20秒时，若反应物A的浓度由0.1mol·L－1降到0.06mol·L－1，则下列叙述不正确的是()A．20秒内，v(A)＝0.002mol·L－1·s－1B．20秒内，v(A)∶v(B)∶v(C)＝1∶2∶1C．20秒时，n(A)∶n(B)∶n(C)＝1∶2∶1D．再经20秒，c(A)＞0.02mol·L－1C解析：在恒温恒容的容器中进行反应：A(g)2B(g)＋C(g)，20秒时，若反应物A的浓度由0.1mol·L－1降到0.06mol·L－1则A的反应速率v＝eq\f(0.1mol·L－1－0.06mol·L－1,20s)＝0.002mol·L－1·s－1，故A正确；速率之比等于系数之比，20秒内，v(A)∶v(B)∶v(C)＝1∶2∶1，故B正确；反应到20s时c(A)＝0.06mol·L－1，依据浓度变更之比等于系数之比，则c(B)＝(0.1mol·L－1－0.06mol·L－1)×2＝0.08mol·L－1，c(C)＝0.1mol·L－1－0.06mol·L－1＝0.04mol·L－1，n(A)∶n(B)∶n(C)＝3∶4∶2，故C错误；再经20秒，若依据前20秒反应，则A变更的物质的量浓度＝0.002mol·L－1·s－1×20s＝0.04mol·L－1，剩余0.06mol·L－1－0.04mol·L－1＝0.02mol·L－1，但速率小于前20s，则c(A)＞0.02mol·L－1，故D正确。2．下列说法中，正确的是()A．0.1mol·L－1HCl和0.1mol·L－1H2SO4与2mol·L－1NaOH溶液反应，其反应速率相同B．大理石块与大理石粉末分别同0.1mol·L－1盐酸反应，其反应速率相同C．Mg、Al在相同条件下分别与0.1mol·L－1盐酸反应，其反应速率相同D．0.1mol·L－1HCl和0.1mol·L－1HNO3与相同形态和大小的大理石反应，其反应速率相同D解析：0.1mol·L－1HCl和0.1mol·L－1H2SO4中，硫酸中氢离子浓度大，与2mol·L－1NaOH溶液反应速率快，故A错误；固体的表面积越大，化学反应速率越快，所以大理石粉末同0.1mol·L－1盐酸反应速率快，故B错误；金属本身的性质是确定化学反应速率的确定性因素，金属镁的活泼性强于金属铝，所以Mg与0.1mol·L－1盐酸反应速率快，故C错误；0.1mol·L－1HCl和0.1mol·L－1HNO3氢离子浓度大小相等，所以与相同形态和大小的大理石反应，反应速率相同，故D正确。3．(2024·潍坊模拟)“接触法制硫酸”的主要反应是2SO2＋O22SO3，在催化剂表面的反应历程如下：下列说法正确的是()A．运用催化剂只能加快正反应速率B．反应②的活化能比反应①大C．该反应的催化剂是V2O4D．过程中既有V—O的断裂，又有V—O的形成D解析：A项，催化剂能同时且同等程度地变更(加快或减慢)正反应速率和逆反应速率，不正确；B项，反应②的速率比反应①的速率快，说明反应②的活化能更小，不正确；C项，催化剂的质量和化学性质在反应前后不会发生变更，故该反应的催化剂是V2O5，不正确；D项，反应①中有V—O的断裂，反应②中有V—O的形成，正确。4．已知2H2O2(l)2H2O(l)＋O2(g)在催化剂作用下分解速率加快，其能量随反应进程的变更如图所示。下列说法不正确的是()A．加入催化剂，活化分子百分数增加，反应速率变大B．加入催化剂，增加了正反应速率，逆反应速率不变C．降低温度，对逆反应速率影响大D．增大压强，正反应速率几乎不变，逆反应速率增大B解析：A项，加入催化剂，降低了反应的活化能，活化分子百分数增加，有效碰撞次数增加，反应速率变大，正确；B项，加入催化剂，会同等程度地变更正反应速率和逆反应速率，错误；C项，降低温度，正反应速率和逆反应速率均减小，但是降低温度对吸热反应方向即逆反应速率影响大，正确；D项，正反应的反应物无气体，增大压强，浓度几乎不变，速率不变；逆反应的反应物中有气体氧气，增大压强，浓度增大，逆反应速率加快，正确。5．某温度下，在容积肯定的密闭容器中进行如下反应：2X(g)＋Y(g)Z(g)＋W(s)ΔH>0，下列叙述正确的是()A．在容器中加入氩气，反应速率不变B．加入少量W，逆反应速率增大C．上升温度，正反应速率增大，逆反应速率减小D．将容器的容积压缩，可增大单位体积内活化分子的百分数，有效碰撞次数增大A解析：在容器中加入氩气，各反应组分的浓度不变，反应速率不变，A项正确；W为固态，加入少量W，反应速率不变，B项错误；上升温度，正、逆反应速率均增大，C项错误；将容器的容积压缩，可增大单位体积内活化分子数和有效碰撞次数，但活化分子百分数不变，D项错误。6．在不同浓度(c)、温度(T)条件下，蔗糖水解的瞬时速率(v)如下表。下列推断不正确的是()A．a＝6.00B．同时变更反应温度和蔗糖的浓度，v可能不变C．b＜318.2D．不同温度时，蔗糖浓度削减一半所需的时间相同D解析：A项，依据表中的数据可知：328.2K时，蔗糖溶液的浓度越大，水解的速率越快。依据浓度与速率的变更关系可知，蔗糖的浓度每减小0.100mol·L－1，速率减小1.50mmol·L－1·min－1，所以在浓度为0.400mol·L－1时，蔗糖水解的速率a＝6.00mmol·L－1·min－1，正确；B项，依据表中的数据可知：温度上升，水解速率越快，浓度越高，水解速率也越快，同时变更反应物的浓度和反应的温度，若二者对反应速率的影响趋势相反，并能相互抵消，反应速率也可能不变，正确；C项，在物质的浓度不变时，温度上升，水解速率加快，温度降低，水解速率减慢，在物质的浓度为0.600mol·L－1时，当318.2K时水解速率是3.60mmol·L－1·min－1，bK时该反应的速率为2.16mmol·L－1·min－1，小于3.60mmol·L－1·min－1，所以反应温度低于318.2K，即b＜318.2，正确；D项，由于温度不同时，在相同浓度时的反应速率不同，所以不同温度下，蔗糖浓度减小一半所需的时间不同，错误。二、不定项选择题(每小题有一个或两个选项符合题意)7．反应2NO(g)＋2H2(g)=N2(g)＋2H2O(g)中，每生成7gN2，放出166kJ的热量，该反应的速率表达式为v＝k·cm(NO)·cn(H2)(k、m、n待测)，其反应包含下列两步：①2NO＋H2=N2＋H2O2(慢)②H2O2＋H2=2H2O(快)T℃时测得有关试验数据如下：序号c(NO)/(mol·L－1)c(H2)/(mol·L－1)速率/(mol·L－1·min－1)Ⅰ0.00600.00101.8×10－4Ⅱ0.00600.00203.6×10－4Ⅲ0.00100.00603.0×10－5Ⅳ0.00200.00601.2×10－4下列说法错误的是()A．整个反应速率由第②步反应确定B．正反应的活化能肯定是①<②C．该反应速率表达式：v＝5000·c2(NO)·c(H2)D．该反应的热化学方程式为2NO(g)＋2H2(g)=N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－664kJ·mol－1AB解析：由①、②两反应知，反应过程中慢反应确定反应速率，整个反应速率由第①步反应确定，A错误；反应①慢，说明反应①的活化能高，正反应的活化能肯定是①>②，B错误；比较试验Ⅰ、Ⅱ数据可知，NO浓度不变，氢气浓度增大一倍，反应速率增大一倍，比较试验Ⅲ、Ⅳ数据可知，H2浓度不变，NO浓度增大一倍，反应速率增大四倍，据此得到速率方程：v＝kc2(NO)·c(H2)，依据试验Ⅰ中数据计算k＝5000，则速率表达式为v＝5000·c2(NO)·c(H2)，C正确；反应2NO(g)＋2H2(g)=N2(g)＋2H2O(g)中，每生成7gN2放出166kJ的热量，生成28gN2放热664kJ，热化学方程式为2NO(g)＋2H2(g)=N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－664kJ·mol－1，D正确。8．为探讨某溶液中溶质R的分解速率的影响因素，分别用三份不同初始浓度的R溶液在不同温度下进行试验，c(R)随时间变更如图。下列说法不正确的是()A．25℃时，在10～30min内，溶质R的平均分解速率为0.02mol·L－1·min－1B．对比30℃和10℃曲线，在50min时，R的分解百分率相等C．对比30℃和25℃曲线，在0～50min内，能说明R的平均分解速率随温度上升而增大D．对比30℃和10℃曲线，在同一时刻，能说明R的分解速率随温度上升而增大AD解析：由题图分析知，25℃时，在10～30min内，溶质R的平均分解速率v(R)＝eq\f(1.4mol·L－1－0.8mol·L－1,20min)＝0.03mol·L－1·min－1，A项错误；由30℃和10℃对应曲线可知，反应进行到50min时，R均完全分解，分解百分率均为100%，B项正确；0～50min内，25℃时，Δc(R)＝(1.8－0.5)mol·L－1＝1.3mol·L－1，30℃时，Δc(R)＝(1.6－0)mol·L－1＝1.6mol·L－1，说明温度上升，分解速率加快，C项正确；10℃曲线所代表的起始浓度比30℃曲线所代表的起始浓度小，分解反应速率较小不肯定是由温度这一因素所造成的，还会受浓度影响，D项错误。三、非选择题9．1799年英国化学家汉弗莱·戴维发觉一氧化二氮(N2O)气体具有稍微的麻醉作用，而且对心脏、肺等器官无损害，后来被广泛应用于医学手术中。在肯定温度下的恒容容器中，反应2N2O(g)=2N2(g)＋O2(g)的部分试验数据如下：反应时间/min0102030405060708090100c(N2O)/mol·L－10.100.090.080.070.060.050.040.030.020.010.00(1)在0～20min时段，反应速率v(N2O)为________mol·L－1·min－1。(2)若N2O起始浓度c0为0.150mol·L－1，则反应至30min时N2O的转化率α＝________。(3)不同温度(T)下，N2O分解半衰期随起始压强的变更关系如图所示(图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间)，则T1________(填“>”“＝”或“<”)T2。当温度为T1、起始压强为p0，反应至t1min时，体系压强p＝________(用p0表示)。解析：(1)依据表格数据，在0～20min时段，反应速率v(N2O)＝eq\f(Δc,Δt)＝eq\f(0.10－0.08mol·L－1,20min)＝1.0×10－3mol·L－1·min－1。(2)由表可知，每隔10min，c(N2O)的变更量相等，故单位时间内c(N2O)的变更与N2O的起始浓度无关，每10min均减小0.01mol·L－1，若N2O起始浓度c0为0.150mol·L－1，则反应至30min时转化的N2O的浓度为0.01mol·L－1×3＝0.03mol·L－1，则N2O的转化率α＝eq\f(0.03mol·L－1,0.150mol·L－1)×100%＝20.0%。(3)其他条件相同时，温度上升化学反应速率加快，N2O分解半衰期减小，由图可知，压强相同时，半衰期T2>T1，则温度T1>T2；当温度为T1、起始压强为p0，设起始时的物质的量为1mol，则2N2O(g)=2N2(g)＋O2(g)起始量/mol100t1min时/mol0.50.50.25t1min时总物质的量为(0.5＋0.5＋0.25)mol＝1.25mol，依据等温等容条件下，压强之比等于物质的量之比，体系压强p＝eq\f(1.25,1)p0＝1.25p0。答案：(1)1.0×10－3(2)20.0%(3)>1.25p010．(2024·全国卷Ⅰ)硫酸是一种重要的基本化工产品。接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化：SO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)eq\o(→,\s\up10(钒催化剂))SO3(g)ΔH＝－98kJ·mol－1。回答下列问题：(1)钒催化剂参加反应的能量变更如图(a)所示，V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOSO4(s)和V2O4(s)的热化学方程式为_______________。(2)当SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时，在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa压强下，SO2平衡转化率α随温度的变更如图(b)所示。反应在5.0MPa、550℃时的α＝________，推断的依据是________________________________________________。影响α的因素有_____________________________________________________________。(3)将组成(物质的量分数)为2m%SO2(g)、m%O2(g)和q%N2(g)的气体通入反应器，在温度t、压强p条件下进行反应。平衡时，若SO2转化率为α，则SO3压强为________，平衡常数Kp＝________________________(以分压表示，分压＝总压×物质的量分数)。(4)探讨表明，SO2催化氧化的反应速率方程为v＝k(eq\f(α,α′)－1)0.8(1－nα′)式中：k为反应速率常数，随温度t上升而增大；α为SO2平衡转化率，α′为某时刻SO2转化率，n为常数。在α′＝0.90时，将一系列温度下的k、α值代入上述速率方程，得到v～t曲线，如图(c)所示。曲线上v最大值所对应温度称为该α′下反应的最相宜温度tm。t<tm时，v渐渐提高；t>tm后，v渐渐下降。缘由是______________________________。解析：(1)据图(a)写出热化学方程式：①V2O4(s)＋2SO3(g)=2VOSO4(s)ΔH1＝－399kJ·mol－1；②V2O4(s)＋SO3(g)=V2O5(s)＋SO2(g)ΔH2＝－24kJ·mol－1，由①－②×2可得：2V2O5(s)＋2SO2(g)=2VOSO4(s)＋V2O4(s)，依据盖斯定律，该反应的ΔH＝ΔH1－2ΔH2＝(－399kJ·mol－1)－(－24kJ·mol－1)×2＝－351kJ·mol－1。(2)反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的正反应是气体总分子数削减的放热反应，其他条件相同时，增大压强，平衡正向移动，SO2平衡转化率增大，则图中p1＝5.0MPa，p3＝0.5MPa。由图可知，反应在5.0MPa、550℃时SO2的平衡转化率α＝0.975。温度、压强和反应物的起始浓度(组成)都会影响SO2的平衡转化率α，温度肯定时，压强越大，α越大；压强肯定时，温度越高，α越小。(3)假设原气体的物质的量为100mol，则SO2，O2和N2的物质的量分别为2mmol、mmol和qmol，q＝100－3m，SO2的平衡转化率为α，则有下列关系：平衡时混合气体的总物质的量为n(总)＝2m(1－α)mol＋m(1－α)mol＋2mαmol＋qmol，则SO3的物质的量分数为eq\f(nSO3,n总)×100%＝eq\f(2mαmol,2m1－αmol＋m1－αmol＋2mαmol＋qmol)×100%＝eq\f(2mα,