2.1化学反应速率及影响因素 练习题 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

化学反应速率 【学习目标】1．了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。 2．了解有效碰撞理论、活化分子的含义及其对化学反应速率的影响。 3．通过实验探究温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响。 【学习重点】化学反应速率的计算与比较 【学习难点】影响化学反应速率的因素 目标一：化学反应速率的定义与计算 1、概念：化学反应速率是用来衡量 的物理量，通常用单位时间内 反应物 或生成物 来表示。 2、计算公式：v(B)= 单位： 3、注意事项：① 固体或纯液体一般不用来表示化学反应速率； ② 同一反应，速率用不同物质的浓度变化表示时，数值可能不同，但数值之比等于方程式中 各物质的化学计量数比。如： aA + bB cC + dD v(A)︰v(B)︰v(C)︰v(D) ＝ ； ③ 上述化学反应速率是平均速率，而不是瞬时速率； ④ 用化学反应速率来比较不同反应进行的快慢或同一反应在不同条件下反应的快慢时，应换算成同一物质来比较，并且注意单位的统一。 【导练1】对反应A + 3B2C + D来说，下列反应中速率最快的是（ ） A．v(A) = 0.3mol/(L•min) B．v(B) = 0.6mol/(L•min) C．v(C) = 0.5mol/(L•min) D．v(D) = 0.01mol/(L•s) 【导练2】对于可逆反应H2（g）+I2（g）2HI（g），在温度一定下由H2（g）和I2（g）开始反应，下列说法正确的是（ ） A．H2（g）的消耗速率与HI（g）的生成速率比为2∶1 B．反应进行的净速率是正、逆反应速率之差 C．正、逆反应速率的比值是恒定的 D．达到平衡时，正、逆反应速率相等 目标二：有效碰撞理论 1、概念：（1）分子必须经过碰撞才可能发生反应。 （2）能量高于某个定值的分子称为活化分子，活化分子间碰撞才可能发生反应。 （3）活化分子间方向合适的碰撞才能发生反应，能发生反应的碰撞称为 。 2、活化分子百分数：（活化分子数/反应物分子总数）×100% 3、活化能：活化分子具有的最低能量与分子的平均能量之差，称为该反应的活化能,符号Ea。单位：kJ·mol-1。 【导练3】下列有关活化分子和有效碰撞的描述中，正确的是（ ） A．当碰撞的分子具有足够的能量和适当的取向时，才能发生化学反应。 B．发生有效碰撞的分子一定是活化分子 C．活化分子间的碰撞一定是有效碰撞 D．活化分子间每次碰撞都发生化学反应 E．能发生有效碰撞的分子必须具有相当高的能量 F．活化能只是活化分子多出反应物分子平均能量的那部分能量 目标三：影响化学反应速率的因素 1、内因：影响化学反应速率的内因是 ，它是决定化学反应速率的主要因素。不同的反应，由于反应物质的结构不同和反应机理不同，因此反应速率不同。 2、外因：影响化学反应速率的外因主要有 、 、 和 等。 （1）浓度对化学反应速率的影响 在其他条件不变时，增加反应物的浓度，单位体积内 的数目增多，单位时间内 次数增多，化学反应速率增大。 减小反应物的浓度，单位体积内 的数目减少，单位时间内 次数减少，化学反应速率减小。 注意：固体和纯液体（如水）的浓度是一个常数，所以增加这些物质的量，不会影响反应的速率。 （2）压强对化学反应速率的影响 对有气体参加的化学反应而言，增大压强，则气体体积 ，相当于 浓度，单位体积内的活化分子数增加，单位时间内有效碰撞次数增多，化学反应速率加快。 减小压强，则气体体积 ，相当于 浓度，单位体积内的活化分子数减少，单位时间内有效碰撞次数减少，化学反应速率减小。 注意：Ⅰ.压强的变化只影响有气体参加的反应的反应速率。如果参加反应的物质是固体、液体或溶液时，压强的改变，对反应速率无影响。 Ⅱ.压强对反应速率的影响是通过改变浓度而影响反应速率的。我们在分析压强对反应速率的影响时，应最终落实到浓度上，将压强问题转化为浓度问题。 ( 引起 ) ( 引起 ) ( 引起 )Ⅲ.对于气体反应体系，有以下几种情况： ① 恒温时：增大压强 体积缩小 浓度增大 速率加快。 ( 引起 )② 恒容时： ( 引起 ) ( 引起 ) ( 引起 ) a．充入气体反应物 总压增大 浓度增大 速率加快； ( 引起 ) ( 引起 ) ( 引起 ) b．充入“惰性气体” 总压强增大，但各反应物浓度不变，所以反应速率不变。 ③ 恒压时：充入“惰性气体” 体积增大 各反应物浓度减少 反应速率减慢。 【导练4】反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)，在一体积可变的密闭容器中进行，下列条件的 改变对其化学反应速率几乎没有影响的是（ ） A．增加C的用量 B．将容器体积缩小一半 C．保持容器体积不变，充入N2使容器内压强增大 D．保持容器内压强不变，充入N2使容器的体积变大 【导练5】一定温度下，对于反应N2+O2 2NO在密闭容器中进行，下列措施能加快反应速 率的是 ( ) A．缩小体积使压强增大 B．恒容，充入N2 C．恒容，充入He气 D．恒压，充入He气 （3）温度对化学反应速率的影响 温度对任何反应的速率都有影响，升高温度可使非活化分子吸收能量转化为 ，从而增加单位体积内的活化分子 ，单位时间内有效碰撞次数 ，化学反应速 率随之 。 （4）催化剂对化学反应速率的影响 催化剂能够降低反应所需能量，这样就会使更多的反应物分子转化为 ，大大增加了单位体积内的活化分子 ，从而成千成万倍的改变化学反应速率。 注意：①催化剂改变化学反应速率的原因仅仅是改变始态到终态的途径，不改变反应的结果。 ②对可逆反应而言，正催化剂使正、逆反应速率都加快，且加快的程度相同。相反，负催化剂使正、逆反应速率都减小，且减小的程度相同。 3、其他因素：除了上述因素外，光波、电磁波、超声波、激光、反应物颗粒大小、扩散速率、溶剂等因素对化学反的速率也有影响。 【导练6】在温度不变的条件下，恒定的容器中进行下列反应：N2O4 2NO2，若N2O4的浓 度由0.1 mol/L降到0.07 mol/L要用10 s，那么N2O4的浓度从0.07 mol/L降到0.04 mol/L时， 所用时间（ ） A．等于5 s B．等于10 s C．大于10 s D．小于10 s 【导练7】对某一反应而言，改变下列条件，速率一定改变的是（ ） A．改变反应物的量 B．改变压强 C．改变温度 D．使用催化剂 【小结】外界条件对反应速率的影响 单位体积内 活化分子数目 活化分子 百分数 单位时间内 有效碰撞次数 化学反应速率 增大浓度 增大压强 升高温度 使用催化剂 作业 1． 一定温度下，10 mL 0.40 mol/L H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表。 t/min 0 2 4 6 8 10 V(O2)/mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9 下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)(　　) A．0～6 min的平均反应速率：v(H2O2)≈3.3×10－2mol·L－1·min－1 B．6～10min的平均反应速率：v(H2O2)<3.3×10－2mol·L－1·min－1 C．反应至6 min时，c(H2O2)＝0.30 mol/L D．反应至6 min时，H2O2分解了50% 2．一定条件下，分别对反应C(s)＋CO2(g)2CO(g)(ΔH>0)进行如下操作(只改变该条件)：①升高反应体系的温度；②增加反应物C的用量；③缩小反应体系的体积；④减少体系中CO的量。上述措施中一定能使反应速率显著变大的是 (　　) A．①②③④ B．①③④ C．①② D．①③ 3．在一定条件，将A2和B2两种气体通入1 L密闭容器中，发生反应：xA2(g)＋yB2(g) 2C(g)。 2 s内的反应速率：v(A2)＝0.5 mol·L－1·s－1，v(B2)＝1.5 mol·L－1·s－1，v(C)＝1 mol·L－1·s－1。则x和y的值分别为 (　　) A．2和3 B．3和2 C．3和1 D．1和3 4．把下列四种X溶液分别加入四只盛有10ml 2 mol·L－1盐酸的烧杯中，均加入水稀释到50ml，此时，X和盐酸缓慢地进行反应，其中反应最快的是（ ） A．10℃ 20ml 3 mol·L－1的X溶液 B．20℃ 30ml 2 mol·L－1的X溶液 C．10℃ 10ml 4 mol·L－1的X溶液 D．10℃ 10ml 2 mol·L－1的X溶液 5．取pH均等于2的盐酸和醋酸各100mL分别稀释2倍后，再分别加入0.03g锌粉，在相同条件 下充分反应，有关叙述正确的是（ ） A．醋酸与锌反应放出氢气多 B．盐酸和醋酸分别与锌反应放出氢气一样多 C．醋酸与锌反应速率大 D．盐酸和醋酸分别与锌反应的速率一样大 6．下列说法正确的是（ ） A．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多 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)，可增大活化分子的百分数，从而使反应速率增大 C．升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是增加了反应物分子中活化分子的百分数 D．催化剂能增大单位体积内活化分子的百分数，从而成千成万倍地增大化学反应速率 7．100mL浓度为2 mol·L－1的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的总量， 可采用的方法是（ ） A．加入适量的6 mol·L－1的盐酸 B．加入数滴氯化铜溶液 C．加入适量的蒸馏水 D．加入适量的氯化钠溶液 8．以下事实说明反应速率受反应物浓度影响的是（ ） A．高压锅烹饪食品比普通锅熟的快 B．镁条比锌粒与盐酸放氢气快 C．足量锌粒投入一定量盐酸中放出氢气速率越来越慢 D．铜片分别与浓、稀硝酸反应，前者产生大量红棕色气体，后者产生气体在管口变红棕色 9．对于反应：N2+ O2 2NO，在密闭容器中进行，下列哪些条件能加快反应速率（ ） A．缩小体积使压强增大 B．体积不变，充入N2使压强增大 C．体积不变，充入He使压强增大 D．压强不变，充入H2使体积增大 10．反应4A(s)＋3B(g)===2C(g)＋D(g)，经2 min后，B的浓度减少了0.6 mol·L－1。下列反应速率的表示正确的是 (　　) A．用A表示的反应速率是0.4 mol·L－1·min－1 B．用B表示的反应速率是0.3 mol·L－1·min－1 C．2 min末时的反应速率，用B表示为0.3 mol·L－1·min－1 D．在这2 min内用B表示的反应速率的值是减小的，C表示的反应速率逐渐增大 11．对可逆反应4NH3(g)+5O2( g)4NO(g)+6H2O(g)，下列叙述正确的是（ ） A．达到化学平衡时4v正(O2)＝5v逆(NO) B．若单位时间内生成x molNO的同时，消耗x molNH3，则反应达到平衡状态 C．达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大 D．化学反应速率关系是：2v正(NH3)=3v正(H2O) 12．对于反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，能增大正反应速率的措施是（ ） A．通入大量O2 B．增大容器容积 C．移去部分SO3　D．降低体系温度 13．在2升的密闭容器中,发生以下反应:2A(g)+ B(g) 2C(g)+D(g) 。若最初加入的A和B都是4 mol，在前10秒钟A的平均反应速度为0.12 mol/(L·ｓ)，则10秒钟时，容器中B的物质的量是 A．1.6 mol B．2.8 mol C．2.4 mol D．1.2 mol 14． 在恒容密闭容器中通入X并发生反应：2X(g)Y(g)，温度T1、T2下X的物质的量浓度c(X)随时间t变化的曲线如图所示，下列叙述正确的是(　　) A．该反应进行到M点放出的热量大于进行到W点放出 的热量 B．T2下，在0～t1时间内，v(Y)＝mol·L－1·min－1 C．M点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆 D．M点时再加入一定量X，平衡后X的转化率减小 15．把镁条投入到盛有盐酸的敞口容器中，产生H2的速率 可由如图2-1-1表示，在下列因素中， ①盐酸的浓度，②镁条的表面积，③溶液的温度， ④氯离子的浓度，影响反应速率的因素是（ ） A．①④ B．①③ C．①② D．②③ 16．反应3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+4H2(g) 在一可变的容积的密闭容器中进行，试回答： ⑴ 增加Fe的量，其正反应速率的变化是 （填增大、不变、减小，以下相同） ⑵ 将容器的体积缩小一半，其正反应速率 ，逆反应速率 。 ⑶ 保持体积不变，充入N2使体系压强增大，其正反应速率 ，逆反应速率 。 ⑷ 保持压强不变，充入N2使容器的体积增大，其正反应速率 ，逆反应速率 。 17．[2014·天津卷] 合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为： N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。一种工业合成氨的简式流程图如下： ⑴ 天然气中的H2S杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式： ___ ______________________。 ⑵ 步骤Ⅱ中制氢气的原理如下： ①CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) ΔH＝＋206.4 kJ·mol－1 ②CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41.2 kJ·mol－1 对于反应①，一定可以提高平衡体系中H2的百分含量，又能加快反应速率的措施是_____。 a．升高温度　b．增大水蒸气浓度　c．加入催化剂　d．降低压强 利用反应②，将CO进一步转化，可提高H2的产量。若1 mol CO和H2的混合气体(CO的体积 分数为20%)与H2O反应，得到1.18 mol CO、CO2和H2的混合气体，则CO的转化率为________。 ⑶ 图(1)表示500℃、60.0 MPa条件下，原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数：____________。 ⑷ 依据温度对合成氨反应的影响，在图(2)坐标系中，画出一定条件下的密闭容器内，从通入原料气开始，随温度不断升高，NH3物质的量变化的曲线示意图。 　 ⑸ 上述流程图中，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号)________。简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法：_______________ _______________________。 18．⑴ 对于下列反应：2SO2 + O2 2SO3，如果2min内SO2的浓度由6 mol/L下降为2 mol/L，那么，用SO2浓度变化来表示的化学反应速率为____________，用O2浓度变化来表示的反应速率为_____________。如果开始时SO2浓度为4mol/L，2min后反应达平衡，若这段时间内v(O2)为0.5mol/(L·min)，那么2min时SO2的浓度为_______ ______。 ( v t 0 a b c d V 正 V 正 V 正 V 逆 V 逆 V 逆 ) ( 速 度 温度 A )⑵ 下图表示在密闭容器中反应：2SO2+O22SO3 △H＜0达到平衡时，由于条件改变而引起反应速度和化学平衡的变化情况，a~b过程中改变的条件可能是 ；b~c过程中改变的条件可能是 ；若增大压强时，反应速度变化情况画在c~d处。 ⑶ 酶是蛋白质，具有蛋白质的特性，酶能催化很多化学反应，下图表示酶参加的反应中，温 度与反应速率的关系。解释曲线变化原因 19 已知：MnO在酸性环境下的还原产物是Mn2＋。某化学兴趣小组的甲同学在向草酸(弱酸)溶液中逐滴加入高锰酸钾溶液时，发现溶液褪色总是先慢后快，即反应速率由小变大。为此，他对此实验进行了探究。 【实验用品】试剂：0.1 mol·L－1 H2C2O4溶液、0.1 mol·L－1 KMnO4溶液、稀硫酸、MnSO4固体 仪器：试管(若干个)、胶头滴管(2支) 加入药品 不加MnSO4的稀硫酸 酸化的H2C2O4溶液 加少量MnSO4的稀硫酸 酸化的H2C2O4溶液 实验现象(褪色时间) 溶液褪色很慢(31秒) 溶液褪色很快(4秒) 【实验内容】在1号和2号试管中分别加入10 mL H2C2O4溶液和少量稀硫酸，在1号试管中加入硫酸锰固体。然后在两支试管中加入0.1 mol·L－1 KMnO4溶液。现做如下对比实验，现象如下表所示： 请回答下列问题。 ⑴ 甲同学进行该实验还缺少的实验仪器是______________________ ⑵ H2C2O4溶液与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式为 。 ⑶ 甲同学认为该反应褪色由慢到快是何种原因引起的？ ⑷ 乙同学从甲同学的实验探究中得到启示，他也提出了可能影响该化学反应速率的因素，你认为他提出的因素可能是________________________(写一条即可)。 化学反应速率答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 C D D B BC CD B C AB B A A B B C 16．①不变 ②增大；增大 ③不变；不变 ④减小；减小。 17、(1)2NH4HS＋O22NH3·H2O＋2S↓ (2)a　90% (3)14.5% (4) (5)Ⅳ　对原料气加压；分离液氨后，未反应的N2、H2循环使用 18． ⑴ 2mol/(L·min)； 1mol/(L·min)； 2mol/L ⑵ 升温；减小 SO3 浓度； ( v t 0 a b c d V 正 V 逆 ) ⑶酶具有催化作用，故温度低时，随温度的升高，速率加快.但在较高温度时，酶蛋白因受热变性而失去催化作用，故速率反而降低。 19．⑴ 秒表　 ⑵ 5H2C2O4＋2MnO＋6H＋＝10CO2↑＋2Mn2＋＋8H2O　 ⑶ Mn2＋在反应中起到催化剂的作用，加快了反应速率　 ⑷ 温度升高，反应速率增大，溶液褪色加快(其他合理答案也可) 学科网（北京）股份有限公司 $$