第2章 第3节 第2课时 浓度、温度和催化剂对化学反应速率的影响（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修1（鲁科版2019）

第2章　第3节　第2课时 1．下列关于化学反应速率的说法正确的是(　　) A．反应4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)，增加铁的质量，反应速率加快 B．其他条件相同时，0.1 mol/L盐酸和0.1 mol/L硝酸分别与大理石反应的速率不同 C．在相同温度下，两个相同的容器中，分别充入相同物质的量的Br2和Cl2，与等量的氢气发生反应，反应速率相同 D．有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反应容器的容积)，可增加气态物质的浓度，从而使反应速率加快 D　[增加铁的质量，不能改变其浓度，故反应速率不变，A错误；大理石与盐酸、硝酸反应的实质均为CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O,0.1 mol/L盐酸和0.1 mol/L硝酸中c(H＋)都是0.1 mol/L，故反应速率相同，B错误；Cl2比Br2更活泼，故Cl2与H2反应的速率更快，C错误；有气体参加的化学反应，增大压强，缩小反应容器的容积，气态物质的浓度增大，反应速率加快，D正确。] 2．硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为：Na2S2O3＋H2SO4=== Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O。下列各组实验中最先出现浑浊现象的是(　　) 实验 温度/℃ Na2S2O3溶液 稀H2SO4 V/(mL) c/(mol·L－1) V/(mL) c/(mol·L－1) A 25 5 0.1 10 0.1 B 25 5 0.2 5 0.2 C 35 5 0.1 10 0.1 D 35 5 0.2 5 0.2 D　[反应体系的温度越高，c(Na2S2O3)越大，反应速率越快，越先出现浑浊，故D先出现浑浊。] 3．设C＋CO22CO(正反应吸热)反应速率为v1；N2＋3H22NH3(正反应放热)反应速率为v2。对于上述反应，当温度升高时，v1和v2变化情况为(　　) A．同时减小　　 B．同时增大 C．v1减小，v2增大　　 D．v1增大，v2减小 B　[升高温度，无论是吸热反应还是放热反应，活化分子数目均增大，故升高温度，v1、v2均增大。] 4．反应NO2＋CO===NO＋CO2的能量变化如图所示，下列说法正确的是(　　) A．正反应是吸热反应 B．E1表示逆反应的活化能 C．当NO2和CO系统的平均能量到达B处时，碰撞形成ONO…CO D．A点表示NO2和CO系统的平均能量，此处两分子发生碰撞并发生反应 C　[该反应中反应物(NO2＋CO)具有的能量高于生成物(NO＋CO2)具有的能量，则该反应的正反应是放热反应，A错误；E1是正反应的活化能，E2是逆反应的活化能，B错误；由图可知，NO2和CO系统的平均能量达到B处时，成为活化分子，发生碰撞形成ONO…CO，C正确；A点表示NO2和CO系统的平均能量，此时能量较低，不能发生有效碰撞，故不能发生反应，D错误。] 1．某小组设计如图所示实验，探究影响H2O2分解速率的因素。下列分析错误的是(　　) A．该实验探究的是温度对反应速率的影响 B．该实验要控制MnO2的质量、颗粒大小相同 C．实验中，H2O2的浓度不宜过大 D．温度相同时，若用FeCl3代替MnO2，反应速率相同 D　[两组实验只有温度不同，故该实验探究温度对反应速率的影响，A正确；采用控制变量法探究温度对反应速率的影响时，其他条件应相同，故要控制MnO2的质量、颗粒大小相同，B正确；H2O2浓度过大，反应速率过快，对比现象不明显，故实验中H2O2浓度不宜过大，C正确；不同催化剂的催化效果不同，故温度相同时，用FeCl3代替MnO2，反应速率不一定相同，D错误。] 2．在一定温度下，某密闭容器中发生反应：2C(g)A(g)＋B(s)　ΔH＞0，若0～15 s内c(C)由0.1 mol·L－1降到0.07 mol·L－1，则下列说法正确的是(　　) A．0～15 s内用B表示的平均反应速率为v(B)＝0.001 mol·L－1·s－1 B．c(C)由0.07 mol·L－1降到0.05 mol·L－1所需的反应时间小于10 s。 C．升高温度正反应速率加快，逆反应速率减慢 D．减小反应体系的体积，化学反应速率加快 D　[B是固体，不能用B的浓度变化来表示反应速率，A错误；随着反应的进行，c(C)逐渐减小，反应速率减慢，故c(C)由0.07 mol·L－1降到0.05 mol·L－1，所需时间大于10 s，B错误；升高温度，正、逆反应速率均加快，C错误；减小反应体系的体积，气体混合物的浓度增大，则化学反应速率加快，D正确。] 3．研究表明N2O与CO在某催化剂作用下发生反应的能量变化及反应历程如图所示： 下列说法正确的是(　　) A．Fe＋是催化剂，反应结束后，其化学性质基本不变 B．FeO＋是催化剂，它增加活化分子百分数，加快了反应速率 C．Fe＋是催化剂，它降低反应活化能，增大了反应物的转化率 D．FeO＋是催化剂，它的加入不影响反应释放的总能量 A　[由图可知，第一步反应中Fe＋转化为FeO＋，第二步反应中FeO＋转化为Fe＋，则Fe＋是催化剂，FeO＋是中间产物，B、D均错误。Fe＋是催化剂，反应结束后，其化学性质基本不变，A正确；Fe＋是催化剂，降低反应的活化能，加快反应速率，但不能增大反应物的转化率，C错误。] 4．已知反应：2NO(g)＋Br2(g)2NOBr(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1(a＞0)，其反应机理是 ①NO(g)＋Br2(g)NOBr2(g)　快 ②NOBr2(g)＋NO(g)2NOBr(g)　慢 下列有关该反应的说法正确的是(　　) A．该反应的速率主要取决于①的快慢 B．增大Br2(g)的浓度能增大活化分子百分数，加快反应速率 C．NOBr2是该反应的催化剂 D．总反应中生成物的总键能比反应物的总键能大a kJ·mol－1 D　[第②步是慢反应，故该反应的速率主要取决于②的快慢，A错误；增大Br2(g)的浓度，能增大单位体积内活化分子数目，加快反应速率，但活化分子百分数不变，B错误；NOBr2是该反应的中间产物，不是催化剂，C错误；该反应是放热反应，ΔH＝－a kJ/mol，说明断裂反应物中化学键吸收的能量比形成生成物中化学键释放的能量少a kJ/mol，D正确。] 5．反应2NO(g)＋2H2(g)N2(g)＋2H2O(g)中，每生成7g N2放出166 kJ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℃时测得有关实验数据如下表： 序号 c(NO)/mol·L－1 c(H2)/mol·L－1 速率/mol·L－1·min－1 Ⅰ 0.006 0 0.001 0 1.8×10－4 Ⅱ 0.006 0 0.002 0 3.6×10－4 Ⅲ 0.001 0 0.006 0 3.0×10－5 Ⅳ 0.002 0 0.006 0 1.2×10－4 下列说法错误的是(　　) A．该反应速率表达式：v＝5 000·c2(NO)·c(H2) B．整个反应速率由第①步反应决定　　　 C．正反应的活化能：①＜② D．该反应的热化学方程式为2NO(g)＋2H2(g)===N2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－664 kJ·mol－1 C　[将实验Ⅰ、Ⅱ数据代入速率表达式可得：1.8×10－4＝k·0.006 0m·0.001 0n,3.6×10－4＝k·0.006 0m·0.002 0n，综合两式可得：n＝1；将实验Ⅲ、Ⅳ数据代入速率表达式可得：3.0×10－5＝k·0.006 0n·0.001 0m,1.2×10－4＝k·0.006 0n·0.002 0m，综合两式可得：m＝2，则速率表达式为v＝k·c2(NO)·c(H2)，将实验Ⅰ数据代入可得：1.8×10－4＝k·0.006 02×0.001 0，则有k＝5 000，故该反应速率表达式为v＝5 000·c2(NO)·c(H2)，A正确。第①步反应是慢反应，正反应的活化能较大；第②步反应是快反应，正反应的活化能较小，故整个反应速率由第①步反应决定，且正反应的活化能：①＞②，则B正确，C错误。生成7 g N2(即0.25 mol)放出166 kJ的热量，则生成1 mol N2(g)放出热量为664 kJ，据此写出热化学方程式，D正确。] 6．反应2NO＋Cl2===2NOCl在295 K时，其反应物浓度与反应速率关系的数据如下： c(NO)/(mol·L－1) c(Cl2)/(mol·L－1) v(Cl2)/(mol·L－1·s－1) ① 0.100 0.100 8.0×10－3 ② 0.500 0.100 2.0×10－1 ③ 0.100 0.500 4.0×10－2 注　①反应物浓度与反应速率关系式为v(Cl2)＝k·cm(NO)·cn(Cl2)(式中速率常数k＝Ae－，其中Ea为活化能，A、R均为大于0的常数，T为温度)；②反应级数是反应的速率方程式中各反应物浓度的指数之和。 下列说法不正确的是(　　) A．m＝2，n＝1，反应级数为3级 B．当c(NO)＝0.200 mol·L－1，c(Cl2)＝0.300 mol·L－1时，v(NO)＝0.192 mol·L－1·s－1 C．加入催化剂可以改变反应途径，也可以增大速率常数k，而加快反应速率 D．升高温度，可以增大反应的活化能Ea，从而使速率常数k增大 D　[将①、②组数据代入速率关系式，可得m＝2，将①、③组数据代入速率关系式，可得n＝1，故该反应的级数为3级，A正确；将m＝2、n＝1及第①组数据代入速率关系式可得：8.0×10－3 mol·L－1·s－1＝k·0.100 02×0.100 0，解得k＝8.0，当c(NO)＝0.200 mol/L，c(Cl2)＝0.300 mol/L时，v(Cl2)＝8.0×0.2002×0.300＝0.096 mol·L－1·s－1，则有v(NO2)＝2v(Cl2)＝2×0.096 mol·L－1·s－1＝0.192 mol·L－1·s－1，B正确；加入催化剂，改变反应的途径，加快反应速率，由于c(NO)、c(Cl2)不变，则速率常数k增大，C正确；升高温度，速率常数k增大，但活化能Ea不变，D错误。] 7．某同学学习了化学反速率后，联想到曾用H2O2制备氧气的实验，于是他设计了下面的实验方案并进行了实验探究： 实验编号 反应物 催化剂 甲 3 mL 2% H2O2溶液 无 乙 3 mL 5% H2O2溶液 无 丙 3 mL 5% H2O2溶液 1 mL 0.1 mol·L－1FeCl3溶液 丁 3 mL 5% H2O2溶液和3滴稀HCl溶液 1 mL 0.1 mol·L－1FeCl3溶液 戊 3 mL 5% H2O2溶液和3滴NaOH溶液 1 mL 0.1 mol·L－1FeCl3溶液 (1)上述实验中发生反应的化学方程式为______________________________。 (2)实验甲和实验乙的实验目的是_________________________________； 实验丙、丁和戊的实验目的是________________________________________。 (3)采用下面的左图装置制备并收集氧气，实验过程中该同学对实验丙、丁、戊中产生的气体进行收集，并在2 min内6个时间点对注射器内气体进行读数，记录数据如下表： 时间/s 20 40 60 80 100 120 气体体积 /mL 实验丙 9.5 19.5 29.0 36.5 46.0 54.5 实验丁 15.5 30.0 44.5 58.5 71.5 83.0 实验戊 8.0 16.0 23.5 31.5 39.0 46.5 ①对于实验丁，0～20 s的气体平均生成速率v1＝0.775 mL·s－1,100～120 s的气体平均生成速率v2＝________________。不考虑实验测量误差，二者速率差异的主要原因是________________________________________________________________________。 ②上面右图是根据实验收集到最大体积的气体时所用时间绘制的图像。图像c表示的是实验________(填“丙”“丁”或“戊”)。 解析　(2)实验甲和乙对比，H2O2溶液的浓度不同，故目的是探究浓度对反应速率的影响。实验丙、丁和戊的其他条件相同，溶液分别呈中性、酸性和碱性，故目的是探究不同酸碱性条件下催化剂对H2O2分解速率的影响。 (3)①实验丁中100～120 s内生成气体的体积为83.0 mL－71.5 mL＝11.5 mL，则气体平均生成速率v2＝(11.5 mL)/(20 s)＝0.575 mL/s。随着反应的进行，H2O2浓度降低，反应速率减小。 ②图像c的反应速率最小，对比表中实验丙、丁、戊的实验条件及表中数据，图像c代表实验戊。 答案　(1)2H2O2催化剂,2H2O＋O2↑ (2)探究不同反应物浓度对反应速率的影响 探究不同酸碱性条件下催化剂对反应速率的影响 (3)①0.575 mL·s－1　随着反应的进行H2O2浓度逐渐降低，反应速率减小 ②戊 学科网（北京）股份有限公司 $$