高中化学化学反应速率竞赛试卷

高中化学化学反应速率竞赛试卷考试时间：120分钟 总分：100分 年级/班级：高中化学竞赛班

高中化学化学反应速率竞赛试卷

一、选择题

1.对于反应2SO2(g)+O2(g)→2SO3(g)，在恒容条件下，下列哪种措施能同时增大正反应速率和逆反应速率？

A.降低温度

B.增大O2浓度

C.使用催化剂

D.减小SO3浓度

2.在反应2NO(g)+O2(g)→2NO2(g)中，若初始NO和O2的浓度分别为0.1mol/L和0.2mol/L，反应10分钟后NO2的浓度为0.08mol/L，则该反应的平均速率是多少？

A.0.004mol/(L·min)

B.0.008mol/(L·min)

C.0.04mol/(L·min)

D.0.06mol/(L·min)

3.对于反应2N2O5(g)→4NO2(g)+O2(g)，在恒温恒容条件下，反应速率与N2O5浓度的关系为v=k[N2O5]，若初始N2O5浓度为0.2mol/L，反应2分钟后N2O5浓度降为0.1mol/L，则该反应的速率常数k是多少？

A.0.25mol/L·min

B.0.5mol/L·min

C.1mol/L·min

D.2mol/L·min

4.对于反应2A+B→C，实验测得反应速率表达式为v=k[A]^2[B]，若A和B的初始浓度分别为0.1mol/L和0.2mol/L，反应速率常数为0.5L/(mol·min)，则反应2分钟后B的浓度是多少？

A.0.18mol/L

B.0.16mol/L

C.0.14mol/L

D.0.12mol/L

5.对于反应2H2(g)+O2(g)→2H2O(g)，在恒温恒压条件下，反应速率与反应物浓度的关系为v=k[H2][O2]，若初始H2和O2的浓度分别为0.3mol/L和0.15mol/L，反应速率常数为0.2L/(mol·min)，则反应2分钟后H2O的浓度是多少？

A.0.12mol/L

B.0.24mol/L

C.0.36mol/L

D.0.48mol/L

6.对于反应2CO(g)+O2(g)→2CO2(g)，在恒温恒容条件下，反应速率与反应物浓度的关系为v=k[CO][O2]，若初始CO和O2的浓度分别为0.2mol/L和0.1mol/L，反应速率常数为0.3L/(mol·min)，则反应3分钟后CO2的浓度是多少？

A.0.18mol/L

B.0.36mol/L

C.0.54mol/L

D.0.72mol/L

7.对于反应2NH3(g)→N2(g)+3H2(g)，在恒温恒容条件下，反应速率与NH3浓度的关系为v=k[NH3]，若初始NH3浓度为0.4mol/L，反应2分钟后NH3浓度降为0.2mol/L，则该反应的速率常数k是多少？

A.0.1mol/L·min

B.0.2mol/L·min

C.0.3mol/L·min

D.0.4mol/L·min

8.对于反应2CH4(g)+3O2(g)→2CO2(g)+4H2O(g)，在恒温恒压条件下，反应速率与反应物浓度的关系为v=k[CH4][O2]^1.5，若初始CH4和O2的浓度分别为0.2mol/L和0.3mol/L，反应速率常数为0.1L^1.5/(mol^1.5·min)，则反应2分钟后CO2的浓度是多少？

A.0.12mol/L

B.0.24mol/L

C.0.36mol/L

D.0.48mol/L

9.对于反应2C2H6(g)+7O2(g)→4CO2(g)+6H2O(g)，在恒温恒容条件下，反应速率与反应物浓度的关系为v=k[C2H6][O2]^2，若初始C2H6和O2的浓度分别为0.1mol/L和0.2mol/L，反应速率常数为0.05L^2/(mol^2·min)，则反应3分钟后CO2的浓度是多少？

A.0.12mol/L

B.0.24mol/L

C.0.36mol/L

D.0.48mol/L

10.对于反应2N2(g)+3H2(g)→2NH3(g)，在恒温恒压条件下，反应速率与反应物浓度的关系为v=k[N2][H2]^1.5，若初始N2和H2的浓度分别为0.2mol/L和0.3mol/L，反应速率常数为0.02L^1.5/(mol^1.5·min)，则反应2分钟后NH3的浓度是多少？

A.0.12mol/L

B.0.24mol/L

C.0.36mol/L

D.0.48mol/L

二、填空题

1.对于反应2SO2(g)+O2(g)→2SO3(g)，在恒温恒容条件下，若初始SO2和O2的浓度分别为0.4mol/L和0.2mol/L，反应速率常数为0.5L/(mol·min)，则反应2分钟后SO3的浓度是多少？

2.对于反应2NO(g)+O2(g)→2NO2(g)，在恒温恒压条件下，若初始NO和O2的浓度分别为0.3mol/L和0.15mol/L，反应速率常数为0.3L/(mol·min)，则反应3分钟后NO2的浓度是多少？

3.对于反应2N2O5(g)→4NO2(g)+O2(g)，在恒温恒容条件下，若初始N2O5浓度为0.6mol/L，反应速率常数为0.2mol/L·min，则反应4分钟后N2O5的浓度是多少？

4.对于反应2A+B→C，在恒温恒压条件下，若初始A和B的浓度分别为0.5mol/L和0.2mol/L，反应速率常数为0.4L/(mol·min)，则反应2分钟后C的浓度是多少？

5.对于反应2H2(g)+O2(g)→2H2O(g)，在恒温恒容条件下，若初始H2和O2的浓度分别为0.4mol/L和0.2mol/L，反应速率常数为0.3L/(mol·min)，则反应3分钟后H2O的浓度是多少？

6.对于反应2CO(g)+O2(g)→2CO2(g)，在恒温恒压条件下，若初始CO和O2的浓度分别为0.3mol/L和0.1mol/L，反应速率常数为0.2L/(mol·min)，则反应4分钟后CO2的浓度是多少？

7.对于反应2NH3(g)→N2(g)+3H2(g)，在恒温恒容条件下，若初始NH3浓度为0.7mol/L，反应速率常数为0.1mol/L·min，则反应5分钟后N2的浓度是多少？

8.对于反应2CH4(g)+3O2(g)→2CO2(g)+4H2O(g)，在恒温恒压条件下，若初始CH4和O2的浓度分别为0.3mol/L和0.4mol/L，反应速率常数为0.1L^1.5/(mol^1.5·min)，则反应3分钟后CO2的浓度是多少？

9.对于反应2C2H6(g)+7O2(g)→4CO2(g)+6H2O(g)，在恒温恒容条件下，若初始C2H6和O2的浓度分别为0.2mol/L和0.3mol/L，反应速率常数为0.05L^2/(mol^2·min)，则反应4分钟后CO2的浓度是多少？

10.对于反应2N2(g)+3H2(g)→2NH3(g)，在恒温恒压条件下，若初始N2和H2的浓度分别为0.4mol/L和0.5mol/L，反应速率常数为0.02L^1.5/(mol^1.5·min)，则反应5分钟后NH3的浓度是多少？

三、多选题

1.对于反应2SO2(g)+O2(g)→2SO3(g)，下列哪些措施能增大反应速率？

A.升高温度

B.增大SO2浓度

C.使用催化剂

D.减小O2浓度

2.对于反应2NO(g)+O2(g)→2NO2(g)，下列哪些措施能增大反应速率？

A.降低温度

B.增大NO浓度

C.使用催化剂

D.减小O2浓度

3.对于反应2N2O5(g)→4NO2(g)+O2(g)，下列哪些措施能增大反应速率？

A.升高温度

B.增大N2O5浓度

C.使用催化剂

D.减小压强

4.对于反应2A+B→C，下列哪些措施能增大反应速率？

A.降低温度

B.增大A浓度

C.使用催化剂

D.减小B浓度

5.对于反应2H2(g)+O2(g)→2H2O(g)，下列哪些措施能增大反应速率？

A.升高温度

B.增大H2浓度

C.使用催化剂

D.减小O2浓度

6.对于反应2CO(g)+O2(g)→2CO2(g)，下列哪些措施能增大反应速率？

A.降低温度

B.增大CO浓度

C.使用催化剂

D.减小O2浓度

7.对于反应2NH3(g)→N2(g)+3H2(g)，下列哪些措施能增大反应速率？

A.升高温度

B.增大NH3浓度

C.使用催化剂

D.减小压强

8.对于反应2CH4(g)+3O2(g)→2CO2(g)+4H2O(g)，下列哪些措施能增大反应速率？

A.降低温度

B.增大CH4浓度

C.使用催化剂

D.减小O2浓度

9.对于反应2C2H6(g)+7O2(g)→4CO2(g)+6H2O(g)，下列哪些措施能增大反应速率？

A.升高温度

B.增大C2H6浓度

C.使用催化剂

D.减小O2浓度

10.对于反应2N2(g)+3H2(g)→2NH3(g)，下列哪些措施能增大反应速率？

A.降低温度

B.增大N2浓度

C.使用催化剂

D.减小H2浓度

四、判断题

11.对于反应2SO2(g)+O2(g)→2SO3(g)，在其他条件不变的情况下，增大反应物浓度会使反应速率常数增大。

12.反应速率表达式中的速率常数k只与温度有关，与其他因素无关。

13.对于放热反应，升高温度会使得正反应速率增加，逆反应速率减少。

14.在恒温恒容条件下，反应2A+B→C的反应速率表达式为v=k[A]^2[B]，则该反应对A的级数为2，对B的级数为1。

15.对于反应2N2O5(g)→4NO2(g)+O2(g)，若初始N2O5浓度为0.2mol/L，反应速率常数为0.1mol/L·min，则反应2分钟后NO2的浓度为0.4mol/L。

16.反应速率常数的单位取决于反应的级数。

17.对于反应2CH4(g)+3O2(g)→2CO2(g)+4H2O(g)，在恒温恒压条件下，若初始CH4和O2的浓度分别为0.3mol/L和0.4mol/L，反应速率常数为0.1L^1.5/(mol^1.5·min)，则反应3分钟后H2O的浓度大于0.6mol/L。

18.使用催化剂可以改变反应的活化能，从而影响反应速率。

19.对于反应2NH3(g)→N2(g)+3H2(g)，在恒温恒容条件下，若初始NH3浓度为0.6mol/L，反应速率常数为0.2mol/L·min，则反应4分钟后H2的浓度为0.6mol/L。

20.对于反应2CO(g)+O2(g)→2CO2(g)，在恒温恒压条件下，若初始CO和O2的浓度分别为0.4mol/L和0.2mol/L，反应速率常数为0.2L/(mol·min)，则反应5分钟后CO2的浓度等于0.4mol/L。

五、问答题

21.对于反应2SO2(g)+O2(g)→2SO3(g)，在恒温恒容条件下，若初始SO2和O2的浓度分别为0.5mol/L和0.25mol/L，反应速率常数为0.3L/(mol·min)，请计算反应2分钟后SO3的浓度。

22.对于反应2NO(g)+O2(g)→2NO2(g)，在恒温恒压条件下，若初始NO和O2的浓度分别为0.4mol/L和0.2mol/L，反应速率常数为0.4L/(mol·min)，请计算反应3分钟后NO2的浓度。

23.对于反应2N2O5(g)→4NO2(g)+O2(g)，在恒温恒容条件下，若初始N2O5浓度为0.7mol/L，反应速率常数为0.15mol/L·min，请计算反应5分钟后N2O5的浓度，并说明该反应的平均速率。

试卷答案

一、选择题

1.B

解析：增大反应物浓度会增加单位体积内的活化分子数，从而增大反应速率。同时增大正反应和逆反应速率的措施是增加反应物浓度或减小产物浓度，而升高温度会增加正逆反应速率，但会改变平衡移动方向。使用催化剂能同等程度地增大正逆反应速率。

2.C

解析：平均速率v=Δc/Δt=(0.08mol/L-0)/10min=0.008mol/(L·min)。

3.B

解析：v=k[N2O5]，Δc/Δt=k，k=0.1mol/L/2min=0.05mol/L·min。注意题目中给出的初始浓度和浓度变化量不正确，正确计算应为0.2mol/L/2min=0.1mol/L·min。

4.D

解析：v=k[A]^2[B]，v=0.5L/(mol·min)*(0.1mol/L)^2*0.2mol/L=0.001mol/(L·min)。Δc(反应3min)=v*3min=0.003mol/L，初始B浓度0.2mol/L，剩余B浓度0.2mol/L-0.003mol/L=0.197mol/L。

5.A

解析：v=k[H2][O2]，v=0.2L/(mol·min)*0.3mol/L*0.15mol/L=0.009mol/(L·min)。Δc(反应2min)=v*2min=0.018mol/L，初始H2O浓度为0，所以2分钟后H2O浓度为0.018mol/L。

6.B

解析：v=k[CO][O2]，v=0.3L/(mol·min)*0.2mol/L*0.1mol/L=0.006mol/(L·min)。Δc(反应3min)=v*3min=0.018mol/L，初始CO2浓度为0，所以3分钟后CO2浓度为0.018mol/L。

7.C

解析：v=k[NH3]，Δc/Δt=k，k=0.2mol/L/2min=0.1mol/L·min。

8.A

解析：v=k[CH4][O2]^1.5，v=0.1L^1.5/(mol^1.5·min)*0.2mol/L*(0.3mol/L)^1.5=0.006mol/(L·min)。Δc(反应2min)=v*2min=0.012mol/L，初始CO2浓度为0，所以2分钟后CO2浓度为0.012mol/L。

9.C

解析：v=k[C2H6][O2]^2，v=0.05L^2/(mol^2·min)*0.1mol/L*(0.2mol/L)^2=0.0002mol/(L·min)。Δc(反应3min)=v*3min=0.0006mol/L，初始CO2浓度为0，所以3分钟后CO2浓度为0.0006mol/L。

10.B

解析：v=k[N2][H2]^1.5，v=0.02L^1.5/(mol^1.5·min)*0.2mol/L*(0.3mol/L)^1.5=0.00018mol/(L·min)。Δc(反应2min)=v*2min=0.00036mol/L，初始NH3浓度为0，所以2分钟后NH3浓度为0.00036mol/L。

二、填空题

1.0.2mol/L

解析：v=k[N2O5]，v=0.5L/(mol·min)*0.2mol/L=0.1mol/(L·min)。Δc(反应2min)=v*2min=0.2mol/L，初始SO3浓度为0，所以2分钟后SO3浓度为0.2mol/L。

2.0.18mol/L

解析：v=k[NO][O2]，v=0.3L/(mol·min)*0.15mol/L*0.15mol/L=0.00675mol/(L·min)。Δc(NO2,3min)=2*v*3min=0.405mol/L，初始NO2浓度为0，所以3分钟后NO2浓度为0.405mol/L。

3.0.36mol/L

解析：v=k[N2O5]，v=0.2mol/L·min*0.6mol/L=0.12mol/(L·min)。Δc(反应4min)=v*4min=0.48mol/L，初始N2O5浓度为0.6mol/L，所以4分钟后N2O5浓度为0.6mol/L-0.48mol/L=0.12mol/L。

4.0.16mol/L

解析：v=k[A][B]，v=0.4L/(mol·min)*0.25mol/L*0.2mol/L=0.02mol/(L·min)。Δc(C,2min)=v*2min=0.04mol/L，初始C浓度为0，所以2分钟后C浓度为0.04mol/L。

5.0.18mol/L

解析：v=k[H2][O2]，v=0.3L/(mol·min)*0.2mol/L*0.1mol/L=0.006mol/(L·min)。Δc(H2O,3min)=2*v*3min=0.036mol/L，初始H2O浓度为0，所以3分钟后H2O浓度为0.036mol/L。

6.0.12mol/L

解析：v=k[CO][O2]，v=0.2L/(mol·min)*0.15mol/L*0.05mol/L=0.0015mol/(L·min)。Δc(CO2,4min)=2*v*4min=0.012mol/L，初始CO2浓度为0，所以4分钟后CO2浓度为0.012mol/L。

7.0.06mol/L

解析：v=k[NH3]，v=0.1mol/L·min*0.35mol/L=0.035mol/(L·min)。Δc(N2,5min)=v*5min/2=0.175mol/L/2=0.0875mol/L，初始N2浓度为0，所以5分钟后N2浓度为0.0875mol/L。

8.0.12mol/L

解析：v=k[CH4][O2]^1.5，v=0.1L^1.5/(mol^1.5·min)*0.15mol/L*(0.2mol/L)^1.5=0.0009mol/(L·min)。Δc(CO2,3min)=v*3min=0.0027mol/L，初始CO2浓度为0，所以3分钟后CO2浓度为0.0027mol/L。

9.0.12mol/L

解析：v=k[C2H6][O2]^2，v=0.05L^2/(mol^2·min)*0.1mol/L*(0.15mol/L)^2=0.0001125mol/(L·min)。Δc(CO2,4min)=v*4min=0.00045mol/L，初始CO2浓度为0，所以4分钟后CO2浓度为0.00045mol/L。

10.0.12mol/L

解析：v=k[N2][H2]^1.5，v=0.02L^1.5/(mol^1.5·min)*0.2mol/L*(0.25mol/L)^1.5=0.0003L^1.5mol^1.5/(min·L^1.5·mol^1.5)=0.0003mol/(L·min)。Δc(NH3,5min)=v*5min=0.0015mol/L，初始NH3浓度为0，所以5分钟后NH3浓度为0.0015mol/L。

四、判断题

11.错误

解析：速率常数k只与温度有关，与反应物浓度无关。增大反应物浓度会改变反应速率，但不会改变速率常数。

12.错误

解析：速率常数k不仅与温度有关，还可能与其他因素如催化剂、溶剂等有关。

13.错误

解析：升高温度会增加正逆反应速率，但由于正反应和逆反应的活化能不同，逆反应速率的增加幅度可能更大，导致平衡逆向移动。

14.正确

解析：速率表达式v=k[A]^2[B]中，A的指数为2，B的指数为1，所以对A的级数为2，对B的级数为1。

15.错误

解析：Δc(NO2)=2*Δc(N2O5)=2*v*2min=2*0.1mol/L·min*0.2mol/L*2min=0.08mol/L。

16.正确

解析：速率常数的单位为mol^1-nL^(1-n)·time^(-1)，其中n为反应级数。

17.正确

解析：v=k[CH4][O2]^1.5，v=0.1L^1.5/(mol^1.5·min)*0.3mol/L*(0.4mol/L)^1.5=0.0018mol/(L·min)。Δc(H2O,3min)=4*v