【化学】化学化学反应的速率与限度的专项培优练习题(含答案)附答案解析
一、化学反应的速率与限度练习题（含详细答案解析）
1．能源与材料、信息一起被称为现代社会发展的三大支柱。面对能源枯竭的危机，提高能源利用率和开辟新能源是解决这一问题的两个主要方向。
(1)化学反应速率和限度与生产、生活密切相关，这是化学学科关注的方面之一。某学生为了探究锌与盐酸反应过程中的速率变化，在400mL稀盐酸中加入足量的锌粉，用排水法收集反应放出的氢气，实验记录如下(累计值): 时间/min 1 2 3 4 5 氢气体积/mL(标况) 100 240 464 576 620
①哪一段时间内反应速率最大：__________min(填“0～1”“1～2”“2～3”“3～4”或“4～5”)。 ②另一学生为控制反应速率防止反应过快难以测量氢气体积。他事先在盐酸中加入等体积的下列溶液以减慢反应速率但不影响生成氢气的量。你认为可行的是____________(填字母序号)。
A．KCl溶液 B．浓盐酸 C．蒸馏水 D．CuSO4溶液 (2)如图为原电池装置示意图：
①将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，一组插入烧碱溶液中，分别形成了原电池，在这两个原电池中，作负极的分别是_______(填字母)。 A．铝片、铜片 B．铜片、铝片 C．铝片、铝片 D．铜片、铜片
写出插入浓硝酸溶液中形成的原电池的负极反应式：_______________。 ②若A为Cu，B为石墨，电解质为FeCl3溶液，工作时的总反应为
2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2。写出B电极反应式：________；该电池在工作时，A电极的质量将_____(填“增加”“减小”或“不变”)。若该电池反应消耗了0.1mol FeCl3，则转移电子的数目为_______。
【答案】2～3 AC B Cu-2e?=Cu2+ Fe3++e?=Fe2+ 减小 0.1NA 【解析】 【分析】
(1)①先分析各个时间段生成氢气的体积，然后确定反应速率最大的时间段。 ②A．加入KCl溶液，相当于加水稀释； B．加入浓盐酸，增大c(H+)； C．加入蒸馏水，稀释盐酸；
D．加入CuSO4溶液，先与Zn反应生成Cu，形成原电池。
(2)①将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，铝发生钝化，铜失电子发生反应；一组插入烧碱溶液中，铜不反应，铝与电解质发生反应，由此确定两个原电池中的负极。 由此可写出插入浓硝酸溶液中形成的原电池的负极反应式。
②若A为Cu，B为石墨，电解质为FeCl3溶液，工作时A作负极，B作正极，则B电极，Fe3+得电子生成Fe2+；该电池在工作时，A电极上Cu失电子生成Cu2+进入溶液。若该电池反应消耗了0.1mol FeCl3，则Fe3+转化为Fe2+，可确定转移电子的数目。 【详解】
(1)①在1min的时间间隔内，生成氢气的体积分别为140mL、224mL、112mL、44mL，从而确定反应速率最大的时间段为2～3min。答案为：2～3；
②A．加入KCl溶液，相当于加水稀释，反应速率减慢但不影响生成氢气的体积，A符合题意；
B．加入浓盐酸，增大c(H+)，反应速率加快且生成氢气的体积增多，B不合题意； C．加入蒸馏水，稀释盐酸，反应速率减慢但不影响生成氢气的体积，C符合题意； D．加入CuSO4溶液，先与Zn反应生成Cu，形成原电池，反应速率加快但不影响氢气的总量；
故选AC。答案为：AC；
(2)①将铝片和铜片用导线相连，一组插入浓硝酸中，铝发生钝化，铜失电子发生反应；一组插入烧碱溶液中，铜不反应，铝与电解质发生反应，由此确定两个原电池中的负极分别为铜片、铝片，故选B。由此可写出插入浓硝酸溶液中形成的原电池的负极反应式为Cu-2e?=Cu2+。答案为：B；Cu-2e?=Cu2+；
②若A为Cu，B为石墨，电解质为FeCl3溶液，工作时A作负极，B作正极，则B电极上Fe3+得电子生成Fe2+，电极反应式为Fe3++e?=Fe2+；该电池在工作时，A电极上Cu失电子生成Cu2+进入溶液，A电极的质量将减小。若该电池反应消耗了0.1mol FeCl3，则Fe3+转化为Fe2+，可确定转移电子的数目为0.1NA。答案为：减小；0.1NA。 【点睛】
虽然铝的金属活动性比铜强，但由于在常温下，铝表面形成钝化膜，阻止了铝与浓硝酸的进一步反应，所以铝与浓硝酸的反应不能持续进行，铝作正极，铜作负极。
2．甲醇是重要的有机化工原料，目前世界甲醇年产量超过2.1×107吨，在能源紧张的今天，甲醇的需求也在增大。甲醇的合成方法是： (ⅰ)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH=-90.1kJ·mol-1 mol-1 另外：(ⅱ)2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566.0kJ·(ⅲ)2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-572.0kJ·mol-1 回答下列问题：
mol-1。 （1）甲醇的燃烧热为__kJ·
（2）在碱性条件下利用一氯甲烷(CH3Cl)水解也可制备少量的甲醇，该反应的化学方程式为__。
（3）若反应在密闭恒容绝热容器中进行，反应(iv)CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.1kJ·mol-1对合成甲醇反应中CO的转化率的影响是（_________）
a.增大 b.减小 c.无影响 d.无法判断
（4）在恒温恒容的密闭容器中发生反应(ⅰ)，各物质的浓度如下表： L-1 浓度/mol·时间/min 0 2 4 6 c(CO) c(H2) c(CH3OH) 0.8 0.6 0.3 0.3 1.6 x 0.6 0.6 0 0.2 0.5 0.5 ①x=__。
②前2min内H2的平均反应速率为v(H2)=__。该温度下，反应(ⅰ)的平衡常数K=__。（保留1位小数）
③反应进行到第2min时，改变了反应条件，改变的这个条件可能是（_________） a.使用催化剂 b.降低温度 c.增加H2的浓度
（5）如图是温度、压强与反应(ⅰ)中CO转化率的关系：
由图像可知，温度越低，压强越大，CO转化率越高，但实际生产往往采用300～400℃和10MPa的条件，其原因是__。
L-1·min-1 4.6L2·mol-2 a 温度【答案】764.9 CH3Cl+NaOH→CH3OH+NaCl d 1.2 0.2mol·较低，反应速率慢；压强太大，成本高 【解析】 【分析】 【详解】
（1）利用盖斯定律，热化学方程式(iii)-(i)+
13(ii)，得新的热化学方程式为：CH4OH(g)+ 22O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-764.9kJ·mol-1，故甲醇的燃烧热为764.9 kJ·mol-1； （2）根据提示知CH3Cl中的Cl被羟基取代生成CH3OH，反应方程式为：
CH3Cl+NaOH→CH3OH+NaCl[或CH3Cl+H2O
NaOH?aq??CH3OH+HCl]；
（3）反应(iv)消耗反应(i)的另外一种反应物氢气，而且生成反应(i)的反应物CO，使反应(i)的CO转化率降低；但反应(iv)为吸热反应，使体系温度降低，反应(i)正向移动，使反应(i)中CO的转化率提高，两个原因孰轻孰重不得而知，故无法判断反应(iv)对反应(i)中CO转化率的影响；
（4）①观察表中数据可知，0～2min内，CO浓度降低了0.2mol/L，则H2浓度会降低0.4mol/L，则x=1.6-0.4=1.2； ②v?H2??2v?CH3OH??2?0.2mol/L=0.2mol?L?1?min?1；平衡常数
2minK?c?CH3OH?0.5mol/L2?2??4.6L?mol；
c2?H2??c?CO??0.6mol/L?2?0.3mol/L③2min到4min的反应速率大于0到2min，而降低温度，反应速率降低，b项错误；由表格中的数据可知c项错误；故a项使用催化剂正确，故答案为：a；
（5）温度较低，反应速率慢，不利于甲醇的生成；压强越大，CO的转化率越大，但压强太大对设备要求高，成本高。
3．Ⅰ. （1）用锌片，铜片连接后浸入稀硫酸溶液中，构成了原电池，工作一段时间，锌片的质量减少了3.25g，铜表面析出了氢气________L（标准状况下），导线中通过________mol电子。
（2） 将ag Na投入到bg D2O（足量）中，反应后所得溶液的密度为dg/cm3，则该溶液物质的量浓度是_______；
Ⅱ. 将气体A、B置于固定容积为2 L的密闭容器中，发生如下反应：3A（g）＋B（g）?2C（g）＋2D（g）。反应进行到10 s末时，测得A的物质的量为1.8 mol，B的物质的量为0.6 mol，C的物质的量为0.8 mol，则：
（1）用C表示10 s内正反应的平均反应速率为____________。 （2）反应前A的物质的量浓度是________。 （3）10 s末，生成物D的浓度为________。 【答案】1.12 0.1 【解析】 【分析】 【详解】
Ⅰ.(1)用锌片、铜片连接后浸入稀硫酸溶液中，构成了原电池，锌为负极，电极反应为：Zn-2e-=Zn2+，铜为正极，电极反应为2H++2e-=H2↑，锌片的质量减少了3.25克，则物质的量为
1000admol/L 0.04mol?L-1?s-1 1.5mol?L-1 0.4mol?L-1
23a?23b?2a3.25g=0.05mol，转移的电子的物质的量为n(e-65g/mol)=2n(Zn)=2n(H2)=2×0.05mol=0.1mol，则V(H2)=0.05mol×22.4L/mol=1.12L，故答案为：1.12；0.1；
(2)将ag Na投入到bg D2O(足量)中，发生2Na+2D2O=2NaOD+D2↑，ag Na的物质的量为
agaaamol，生成的氢氧化钠为mol，D2的物质的量为mol，质量为=
23g/mol232346a2a2a2amol×4g/mol=g，反应后溶液的质量为ag+bg-g=(a+b-)g，溶液的体积为46232323（a?b?2a2a）ga?b?3
=2323cm，则该溶液物质的量浓度
dg/cm3damol23n1000ad1000adc==mol/L，故答案为：mol/L； =2aVa?b?23a?23b?2a23a?23b?2a23?10?3Ld0.8mol----Ⅱ.(1)v(C)=2L=0.04mol?L1?s1，故答案为：0.04mol?L1?s1；
10s(2)3A(g)＋B(g)?2C(g)＋2D(g)。反应进行到10 s末时，测得A的物质的量为1.8 mol，C的物质的量为0.8 mol，则反应的A为1.2mol，反应前A的物质的量浓度是
(1.8?1.2)mol=1.5mol?L-1，故答案为：1.5mol?L-1；
2L(3)3A(g)＋B(g)?2C(g)＋2D(g)。反应进行到10 s末时，测得C的物质的量为0.8 mol，则生成的D为0.8 mol ，10 s末，生成物D的浓度为0.4mol?L-1 。 【点睛】
本题的难点为I.(2)，要注意生成的氢气的质量的计算，同时注意c=“L”。
0.8mol-=0.4mol?L1，故答案为：2Ln中V的单位是V
4．从能量的变化和反应的快慢等角度研究反应：2H2+O2=2H2O。 （1）为了加快正反应速率，可以采取的措施有________（填序号，下同）。 A． 使用催化剂 B． 适当提高氧气的浓度 C． 适当提高反应的温度 D． 适当降低反应的温度
（2）已知该反应为放热反应，下图能正确表示该反应中能量变化的是________。
【化学】化学化学反应的速率与限度的专项培优练习题(含答案)附答案解析
