专题03 化学反应速率-2024-2025学年高二化学上学期期末复习一遍过 (人教版2019选择性必修1)
2024-12-13
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2份
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精品
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版选择性必修1 化学反应原理 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第一节 化学反应速率 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 化学反应速率 |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 7.35 MB |
| 发布时间 | 2024-12-13 |
| 更新时间 | 2024-12-13 |
| 作者 | 慕白舒然 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-12-13 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/49304999.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题03 化学反应速率
考点梳理
题型演练
考点01化学反应速率
【题型1化学反应速率】
考点02化学反应速率大小的比较
【题型2化学反应速率测定】
考点03 化学反应速率的计算
【题型3影响化学反应速率的因素】
考点04化学反应速率的测定
【题型4活化分子、有效碰撞综合应用】
考点05影响化学反应速率的因素
考点06有效碰撞理论
考点07有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释
考点08活化分子、有效碰撞与反应速率的关系
考点梳理
考点01化学反应速率
1.意义:化学反应速率是用来衡量 的物理量
2.表示方法:通常用单位时间内反应物浓度的 或生成物浓度的 (均取正值)来表示
3.表达式:v=或v=
式中:Δc为 ,一般以 为单位;Δt为时间,一般以 或 为单位
(1)一般来说,化学反应不是等速进行的,因此某一时间内的反应速率实际上是这一段时间内的平均速率。
(2)化学反应速率无论是用反应物还是生成物表示,其化学反应速率都为正值。
(3)固体或纯液体的浓度视为常数,Δc=0,因此不用固体或纯液体表示化学反应速率。
4.单位:mol/(L·s)、mol/(L·min)、mol/(L·h)
5.适用范围:所有的化学反应(主要是气体和溶液)
【温馨提醒】
①一般来说,随着反应的逐渐进行,反应物浓度会逐渐减小,化学反应速率也会逐渐减慢。因此,化学反应速率通常是指某一段时间内的平均反应速率,而不是瞬时反应速率
②在同一化学反应中,选用不同物质表示化学反应速率,其数值可能相同也可能不相同,但表示的意义相同,即一种物质的化学反应速率就代表了整个化学反应的反应速率
③对于一个具体的化学反应,反应物和生成物的物质的量的变化是按化学方程式中化学计量数之比进行的,所以化学反应中各物质的反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比
对于反应aA+bB===cC+dD (A、B、C、D均不是固体或纯液体):则:v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)=Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)∶Δc(D)=a∶b∶c∶d
④表示化学反应速率时,必须指明用哪种物质作标准,因为同一化学反应,用不同的物质表示的反应速率,其数值可能不同。如:化学反应N2+3H22NH3,用H2表示该反应的反应速率时应写成v(H2)
⑤浓度是指物质的量浓度而不是物质的量或质量分数
⑥化学反应速率与时间和浓度有关,无论是用反应物浓度的减少还是用生成物浓度的增加来表示,都取正值
⑦在一定温度下,对于固体和纯液体物质来说,其单位体积里的物质的量不会改变,即它们的物质的量浓度为常数,即Δc=0(无意义),所以不用固体或纯液体表示反应速率
考点02化学反应速率大小的比较
1.定性比较
通过明显的实验现象,如反应的剧烈程度、产生气泡或沉淀的快慢、固体消失或气体充满所需时间的长短等来定性判断化学反应的快慢。如K与水反应比Na与水反应剧烈,则反应速率:K>Na。
2.定量比较
同一化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同,比较化学反应速率的快慢不能只看数值大小,还要进行一定的转化。
(1) “一看”:看化学反应速率的单位是否一致,若不一致,转化为同一单位。
(2) “二化”:将不同物质的化学反应速率转化成同一物质的化学反应速率,或分别除以相应物质的化学计量数。
(3) “三比较”:标准统一后比较数值大小,数值越大,反应速率越大。
考点03化学反应速率的计算
1.公式法:v==
2.运用同一反应中“速率之比等于化学计量数之比”的规律进行计算。
3.“三段式”法
(1)求解化学反应速率计算题的一般步骤:
a.写出有关反应的化学方程式;
b.找出各物质的起始量、转化量、某时刻量;转化量之比等于化学计量数之比;
c.根据已知条件列方程计算。
反应: mA(g)+ nB(g) pC(g)
起始/(mol·L-1) a b c
转化/(mol·L-1) x
某时刻(t s)/(mol·L-1) a-x b- c+
再利用化学反应速率的定义求算
v(A)= mol·L-1·s-1;v(B)= mol·L-1·s-1;v(C)= mol·L-1·s-1。
(2)计算中注意以下量的关系:
对反应物:c(起始)-c(转化)=c(某时刻);
对生成物:c(起始)+c(转化)=c(某时刻);
转化率=×100%。
考点04化学反应速率的测定
1.测定原理
化学反应速率是可以通过实验测定的。根据化学反应速率表达式,实验中需要测定不同时刻反应物(或生成物)的浓度。化学反应进行时,反应体系中一种反应物的变化,必然引起其他物质浓度发生相应的变化。因此,反应体系中任何一种物质的浓度、质量等等的变化均可测定用于计算化学反应速率。
2.测定方法
化学反应速率是可以通过实验测定的。根据化学反应速率表达式,实验中需要测定不同反应时刻反应物(或生成物)的浓度。实际上任何一种与物质浓度有关的可观测量都可以加以利用,如气体的体积、体系的压强、颜色的深浅、光的吸收、导电能力等。例如,对于在溶液中进行的反应,当反应物或生成物本身有比较明显的颜色时,人们常常利用颜色变化与浓度变化间的比例关系来测量反应速率。
(1)直接观察测定:如 和 等
(2)科学仪器测定:如颜色的深浅、光的吸收、光的发射、导电能力等。在溶液中,当反应物或产物本身有较明显的颜色时,可利用 和 间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率
【温馨提醒】
①对于有气体生成的反应,可测定相同时间内收集气体的多少或测定收集等量气体所耗时间的多少
②对于有固体参加的反应,可测定相同时间内消耗固体质量的多少
③对于有酸或碱参加的反应,可测定溶液中c(H+)或c(OH-)的变化
④对于有颜色变化或有沉淀生成的反应,可测定溶液变色或变浑浊所消耗时间的多少
考点05影响化学反应速率的因素
1.影响化学反应速率的主要因素——内因
不同的化学反应,具有 的反应速率,因此, 是决定化学反应速率的主要因素
2.影响化学反应速率的外界因素——外因
(1)浓度对化学反应速率的影响
①实验探究——硫代硫酸钠与硫酸的反应
实验过程
取两支大小相同的试管,分别加入5 mL 0.1mol/L Na2S2O3溶液,向其中一支试管(左图)加入5 mL 0.1mol/L H2SO4溶液,另一支试管(右图)加入5 mL 0.5mol/L H2SO4溶液,振荡。观察、比较两支试管中溶液出现浑浊的快慢
实验装置
化学方程式
Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O
实验现象
两支试管中的溶液均变 ,滴加 mol·L-1 H2SO4溶液的试管先变浑浊
实验结论
增大浓度,化学反应速率
②影响规律:当其他条件不变时,增大反应物的浓度,可以 化学反应速率;减小反应物的浓度,可以 化学反应速率
【温馨提醒】
①浓度对化学反应速率的影响只适用于气体或溶液的反应,对于纯固体或液体的反应物,一般情况下其浓度是常数,因此改变它们的量不会改变化学反应速率
②固体物质的反应速率与接触面积有关,颗粒越细,表面积越大,反应速率就越快。块状固体可以通过研细来增大表面积,从而加快化学反应速率
③对于离子反应,只有实际参加反应的各离子浓度发生变化,才会引起化学反应速率的改变
④随着化学反应的进行,反应物的浓度会逐渐减小,因此一般反应速率也会逐渐减小
(2)压强对化学反应速率的影响
①研究对象——气体模型的理解
对于气体来说,在一定温度下,一定质量的气体所占的体积与压强成反比
由图可知:其他条件不变时,增大压强,气体体积 ,浓度
②影响规律:
对于有气体参加的化学反应,在相同温度下,增大压强(减小容器容积),反应速率 ;减小压强(增大容器容积),反应速率 。
【温馨提醒】
①恒温时,压缩体积→压强增大→气体浓度增大→反应速率增大;
②恒温恒容时,充入气体反应物→压强增大→气体反应物浓度增大→反应速率增大;充入惰性气体→总压强增大→气体浓度不变→反应速率不变。
恒温恒压时,充入惰性气体→压强不变→体积增大→气体浓度减小→反应速率减小。
(3)温度对化学反应速率的影响
①实验探究——硫代硫酸钠与硫酸的反应
实验过程
取两支大小相同的试管,各加入5 mL 0.1mol/L Na2S2O3溶液和5mL 0.1mol/L H2SO4溶液,分别放入盛有热水和冷水的两个烧杯中。观察、比较两支试管中溶液出现浑浊的快慢
实验装置
化学方程式
Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O
实验温度
热水
冷水
出现黄色浑浊的时间
短
长
实验结论
若其他条件相同,升高温度,化学反应速率 ;降低温度,化学反应速率
②影响规律:当其他条件不变时,升高温度,可以 化学反应速率;降低温度,可以 化学反应速率
【温馨提醒】
①温度对反应速率的影响不受反应物聚集状态的限制,不论是吸热反应还是放热反应,升高温度都能增大化学反应速率,故不能认为升高温度只会增大吸热反应的反应速率。
②实验测定,温度每升高10oC,化学反应速率通常增大到原来2~4倍
(4)催化剂对化学反应速率的影响
①实验探究
实验过程
取两支大小相同的试管,分别加入2 mL 5% H2O2溶液,向其中一支试管(右图)滴加2滴1 mol/L FeCl3溶液。观察、比较两支试管中气泡出现的快慢
实验装置
化学方程式
2H2O22H2O+O2↑
实验现象
产生 气泡
解释
H2O2分解缓慢
加入FeCl3,H2O2分解速率迅速
实验结论
催化剂能加快化学反应速率
②影响规律:当其他条件不变时,使用催化剂,化学反应速率
(5)其他因素对化学反应速率的影响
①固体表面积:固体颗粒越小,其单位质量的表面积 ,与其他反应物的接触面积 ,化学反应速率 。
②反应物状态:一般来说,配成溶液或反应物是气体,都能 反应物之间的接触面积,有利于 反应速率。
考点06有效碰撞理论
1.基元反应与反应历程
(1)基元反应:大多数化学反应并不是经过简单碰撞就能完成的,而往往经过多个反应步骤才能实现。每一步反应都称为 反应。基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生 。
(2)自由基:带有单电子的原子或原子团叫自由基,如 I·自由基、O·自由基。自由基反应活性很强,寿命极短。
(3)反应机理:先后进行的 反映了化学反应的反应历程,反应历程又称
(4)基元反应发生的先决条件:基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生 ,但是并不是每一次分子碰撞都能发生化学反应
2.有效碰撞
(1)概念:把能够发生化学反应的碰撞叫做
(2)条件:具有足够的 ;具有合适的
(3)与反应速率的关系:碰撞的频率越高,则反应速率越
3.活化能和活化分子
(1)活化分子:把能够发生 的分子叫做活化分子
(2)活化能:活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差,叫做反应的活化能
(3)活化分子的特点:活化分子具有比普通分子(非活化分子)更高的能量,活化分子在碰撞后有可能使原子间的化学键断裂从而导致化学反应的发生
(4)反应物、生成物的能量与活化能的关系图
E1:正反应的活化能
E2:活化分子变成生成物分子放出的能量,也可认为是逆反应的活化能
E1-E2:反应热,即ΔH=E1-E2
4.基元反应发生经历的过程
考点07有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释
1.影响化学速率的内因——活化能大小不同所致,活化能小的化学反应速率 ,活化能大的反应速率 。活化能大小主要是由反应物自身的性质决定的
2.反应物的浓度与有效碰撞次数
在其他条件不变时,对某一反应来说,增大反应物浓度可以 化学反应速率
3.化学反应速率与分子间的有效碰撞频率有关,所有能够改变内能、运动速率,以及碰撞几率的方法,都可以用来改变、控制反应的速率,即活化分子百分数和单位体积活化分子数增大时,化学反应速率也就
,
4.用图表法分析浓度、压强、温度、催化剂对化学反应速率的影响
外界因素
活化能
分子
总数
活化分
子总数
活化分子百分数
单位体积
活化分子数
有效碰撞次数
反应速率
增大反应
物的浓度
不变
增多
增多
不变
增多
增多
加快
增大反应物的压强
不变
不变
不变
不变
增多
增多
加快
升高反应
物的温度
不变
不变
增多
增多
增多
增多
加快
使用催化剂
降低
不变
增多
增多
增多
增多
加快
考点08活化分子、有效碰撞与反应速率的关系
题型演练
【题型1化学反应速率】
1.(24-25高二上·湖南长沙·期中)已知反应(X、Y、Z、W均为气体)在不同条件下的化学反应速率如下,其中表示反应速率最快的是
A. B.
C. D.
2.(24-25高二上·广东·期中)某温度下,浓度都是的两种气体和,在密闭容器中反应生成气体。反应后,测得剩余的为,用表示的反应速率,生成的为,则该反应的化学方程式是
A. B.
C. D.
3.(24-25高二上·广东汕头·期中)已知:,若反应速率分别用、、、表示,则关系正确的是
A. B.
C. D.
4.(24-25高二上·吉林通化·期中)在恒温恒容的密闭容器中,加入2molNO和1mol使其充分反应: kJ⋅mol-1,tmin后反应达到平衡,设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.放出的热量等于113kJ B.生成的分子数为
C. D.
5.(24-25高二上·广东深圳·期中)已知反应在不同条件下的化学反应速率如下,其中表示反应速率最快的是
A. B.
C. D.
6.(24-25高二上·辽宁·期中)一定温度下,在2L的恒容密闭容器中发生如图反应,反应过程中X、Y、Z、W(均为气体)的物质的量变化如图所示,下列说法正确的是
A.反应的化学方程式为
B.反应至6 min时
C.反应至2 min时Y的转化率为
D.反应任意时刻体系的压强与初始压强之比均为
7.(24-25高二上·辽宁·期中)为研究碳酸钙与盐酸反应的反应速率(),某同学通过测定相同条件不同时间反应中生成气体的体积,绘制出如图所示的曲线,下列说法错误的是
A.可用某些物理量的变化来表示该反应的反应速率
B.化学反应速率最快的时间段是
C.
D.时间段的平均反应速率可以表示为
8.(24-25高二上·黑龙江·期中)下列说法中不正确的是
A.已知:4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g),若化学反应速率分别用v(O2)、v(NO)、[单位均为mol/(L·s)]表示,则v(O2)=v(NO)
B.对于合成氨的反应,在不同条件下测得N2、H2、NH3的化学反应速率的数值如下:①v(N2)=0.01 mol/(L·s) ②v(H2)=0.9 mol/(L·min) ③v(NH3)=0.8 mol/(L·min),反应速率由大到小的顺序是①>③>②
C.不能用固体和纯液体物质表示化学反应速率
D.反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)经a min后SO3浓度的变化情况如上图所示,在0~a min内用O2表示的平均反应速率为0.04 mol/(L·min),则a等于5
9.(24-25高二上·河北唐山·阶段练习)某温度下,在密闭容器中投入一定量的A、B发生反应: 。时反应达到平衡,反应初始与平衡时的压强比为,反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.前内,A的平均反应速率为
B.后,A的消耗速率等于B的生成速率
C.化学计量数之比
D.内,A和B反应放出的热量为
10.(24-25高二上·广东江门·阶段练习)T℃时,在恒容密闭容器中,气体与气体反应生成气体,反应过程中的浓度随时间变化如图所示。下列结论正确的是
A.内用表示的反应速率为
B.时充入氦气,化学反应速率减小
C.该反应的化学方程式为
D.升高温度,活化分子百分数增大,正、逆反应速率都加快
11.(24-25高二上·重庆万州·阶段练习)某温度下,在容积为2L的密闭容器中投入一定量的A、B发生反应 ,12s时反应达到平衡,生成C的物质的量为0.8mol,反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.化学计量数之比b:c=1:2
B.前12s内,A的平均反应速率为
C.12s后,A的消耗速率等于B的生成速率
D.12s内,A和B反应放出的热量为0.2Q kJ
【题型2化学反应速率测定】
1.(24-25高二上·江西南昌·阶段练习)下列操作规范且能达到实验目的的是
A
B
测定中和热
探究反应物浓度对化学反应速率的影响
C
D
测定锌和稀硫酸反应的速率
比较Cu2+、Fe3+对反应速率的影响
A.A B.B C.C D.D
2.(24-25高二上·吉林长春·阶段练习)下列实验的对应操作中,合理的是
A.从提纯后的FeCl3溶液获得FeCl3晶体
B.测定O2的生成速率
C.用HCl标准溶液滴定NaOH溶液
D.通过体系颜色变化探究压强对化学平衡的影响
A.A B.B C.C D.D
3.(24-25高二上·山东泰安·期中)使用下列装置进行实验,能达到实验目的的是
A.测定化学反应速率 B.在铜牌表面镀银
C.制作简单氢氧燃料电池 D.测中和反应的反应热
4.(24-25高二上·安徽·期中)化学实验操作中,规范的操作直接影响实验结果的准确性和有效性。下列实验操作规范且能达到目的的是
A.喷泉实验
B.测定反应速率
C.配制时转移溶液
D.中和热的测定
A.A B.B C.C D.D
5.(24-25高二上·河南·期中)实验是化学的灵魂。用下列装置进行相应实验,能够达到实验目的的是
A.测定生成氢气的速率
B.制备并收集
C.制作简单的燃料电池
D.制备Fe(OH)2
A.A B.B C.C D.D
6.(24-25高二上·河南·阶段练习)下列实验装置、操作均正确且能达到实验目的的是
A.用装置①探究不同阳离子对的分解的催化作用
B.用装置②验证该反应是放热反应
C.用装置③探究常温下浓度对化学反应速率的影响
D.用装置④测定锌与稀硫酸的反应速率
7.(24-25高二上·河北石家庄·期中)利用下列装置设计的实验方案能达到目的的是
A.比较MnO2和Fe2O3对H2O2的催化效果
B.用简易量热计测定中和反应的反应热
C.测定生成氢气的速率
D.探究生成物浓度对平衡移动的影响
A.A B.B C.C D.D
8.(24-25高三上·安徽·期中)用下列装置进行实验,能达到实验目的的是
A.除去氢氧化钙固体中混有的少量氯化铵固体
B.利用该装置验证牺牲阳极法
C.测量生成氢气的体积
D.制备
A.A B.B C.C D.D
9.(24-25高二上·广东·期中)下列实验装置图正确且能达到相应实验目的的是
A.图甲:电解精炼铜 B.图乙:测定锌与稀硫酸反应速率
C.图丙:铁钥匙上镀铜 D.图丁:测定中和反应的反应热
10.(24-25高三上·黑龙江·阶段练习)下列“事实”的“图示表达”不正确的是
A.NaCl溶液中的水合离子
B.测定锌与硫酸反应速率
C.HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH<0
D.CH3COOHCH3COO-+H+
A.A B.B C.C D.D
11.(24-25高二上·云南昆明·期中)下列实验装置或操作能实现相应实验目的的是
A.用HCl标准溶液滴定含酚酞的NaOH溶液
B.定量测定H2O2的分解速率
C.测氯水的pH
D.配制一定物质的量浓度的KCl溶液
A.A B.B C.C D.D
12.(24-25高二上·北京·期中)某同学设计实验探究丙酮碘化反应中,丙酮(无色液体)、I2、H+浓度对化学反应速率的影响。
已知:
编号
丙酮溶液
I2溶液
盐酸
蒸馏水
溶液褪色的时间/s
①
②
③
④
下列说法正确的是
A.对比实验①和②无法探究丙酮浓度对反应速率的影响
B.如果t1大于t3,可知I2浓度越大,反应速率越慢
C.实验③中,以丙酮表示的反应速率为
D.实验④中,a=1mL,根据实验①和④可探究H+浓度对反应速率的影响
13.(24-25高二上·四川泸州·期中)某兴趣小组欲探究外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响,设计了如下实验。
回答下列问题:
(1)利用图1实验探究锌分别与硫酸和硫酸反应速率的快慢。本实验可以通过测定收集一定体积氢气所用的时间进行比较。实验需要控制的变量有(写出1项): 。图中装锌粒的仪器是 。对该装置进行气密性检查的方法是: 。
(2)图2实验探究浓度对化学平衡的影响。已知重铬酸钾溶液中存在平衡:,如图操作,中溶液颜色变深,中溶液颜色变浅。①用平衡移动原理解释C中溶液颜色变深的原因: 。
②有强氧化性,在加热条件下可以氧化浓盐酸产生氯气,其还原产物为。该反应的离子方程式为: 。
(3)图3实验是在不同条件下的反应,兴趣小组设计了在常温下如下实验方案。
编号
试剂组成
催化剂
①
溶液
5滴溶液
②
溶液
5滴溶液
③
溶液
5滴溶液
④
溶液+少量溶液
5滴溶液
⑤
溶液+少量溶液
5滴溶液
①本实验方案可以探究浓度、 、 对反应速率的影响。
②对比实验②和实验③,有同学提出将改为更为合理,其理由是 。
14.(24-25高二上·广东广州·阶段练习)广实外的高二化学兴趣小组经常开展课外实验探究活动。
(1)第一组同学为了测定1mol/L的H2SO4溶液与锌粒和锌粉反应的速率,设计了如图1装置。
①图1中盛有H2SO4溶液的仪器名称是 ,该实验中还需要一个重要仪器是 。
②按照图1装置实验时,限定了两次实验时间均为10min,还需要测定的另一个数据是 。
③第二组同学将图1装置中的气体收集装置改为图2装置,实验完毕后,必须冷却至室温再读数,原因是: 。冷却后,若观察到左边干燥管内液面的高度与右侧量气管内液面高的高度不一致,应该先进行的操作是 。
(2)第三组同学用50mL0.55mol/L NaOH溶液和50mL0.50mol/L盐酸溶液进行中和热测定,实验装置和数据如图:
实验次数
起始温度t1/℃
终止温度t2/℃
温度差平均值/℃
HCl
NaOH
平均值
1
26.2
26.0
26.1
29.3
∆t
2
27.0
27.4
27.2
30.5
3
26.4
26.2
26.3
29.7
①表格中的∆t= ℃。
②近似认为0.55mol/L NaOH溶液和0.50mol/L盐酸溶液的密度都是1.0 g·mL-1,中和后生成溶液的比热容为c=4.18J·(g·℃)-1,热量Q=c·m·∆t,则生成1mol H2O(l)时的中和反应反应热∆H= kJ·mol-1(列出计算表达式即可,可以不化简)。
③将V1mL1.0mol/L盐酸和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录温度,实验结果如下图所示(始终保持V1+V2=50)。由图可知,二者恰好完全中和时NaOH所加的体积是 mL,若该组实验测得的热量值为QkJ,写出表示生成1mol H2O(l)的中和热的热化学离子方程式 (∆H的值用含Q的代数式表示)。
【题型3影响化学反应速率的因素】
1.(24-25高二上·北京·期中)已知反应:3M(g)+N(g)P(s)+4Q(g) ΔH<0。下图中a、b曲线表示在密闭容器中不同条件下,M的转化率随时间的变化情况。若使曲线b变为曲线a,可采取的措施是
A.减小压强 B.增加N的浓度
C.使用合适的催化剂 D.升高温度
2.(24-25高二上·福建泉州·阶段练习)一定条件下,向密闭恒容容器中加入1.0 mol·L-1 X,发生反应 ΔH<0,反应到8 min时达到平衡;在14 min 时改变体系的温度, 16 min时建立新平衡。X的物质的量浓度变化如图所示。下列有关说法正确的是
A.0~8 min用Y表示该反应速率为0.1 mol·L-1·min-1
B.8 min时达到平衡,该反应的平衡常数K=0.5
C.14 min时,改变的反应条件是降低了温度
D.16 min时的正反应速率比8 min时的正反应速率大
3.(24-25高二上·广东汕头·期中)下列实验方法或操作,可以达到实验目的的是
选项
实验目的
实验方法或操作
A
探究浓度对反应速率的影响
用不同浓度、等体积的溶液分别与相同浓度相同体积的溶液反应,观察现象
B
证明与的反应是可逆反应
向溶液中,滴入几滴溶液,然后滴加几滴溶液
C
探究室温下的电离程度
用pH计测量室温下氨水的pH
D
探究酸性
向溶液中通入气体,有沉淀生成
A.A B.B C.C D.D
4.(24-25高二上·广东汕头·期中)反应在一个容积可变的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是
①增加的量
②将容器的体积缩小一半
③保持体积不变,充入使体系压强增大
④保持压强不变,充入使容器体积变大
A.①② B.①③ C.①④ D.②④
5.(24-25高二上·广东汕头·期中)化学与生产、生活息息相关,下列说法错误的是
A.将黄花梨放在冰雪里保存以减缓腐败速率
B.打开剧烈摇动后的碳酸饮料产生大量气泡的原因是压强对化学平衡的影响
C.工业合成氨选用的温度越低越好,压强越大越好
D.制造蜂窝煤时加入生石灰,与化学反应速率无关
6.(24-25高二上·北京·期中)下列措施是为了增大化学反应速率的是
A.将食物放进冰箱避免变质
B.用锌粒代替镁条制备氢气
C.自行车车架镀漆避免生锈
D.工业合成氨时加入铁触媒作催化剂
7.(24-25高二上·贵州·期中)我国向国际社会承诺2030年前实现“碳达峰”,2060年前实现“碳中和”。将转化为有机燃料是实现碳资源可持续利用的有效途径。催化加氢合成总反应为,下列不能加快反应速率的措施是
A.增加的浓度
B.保持体积不变,充入,使体系压强增大
C.将容器的体积缩小一半
D.升高温度
8.(24-25高二上·北京·期中)下列事实能说明影响化学反应速率的决定性因素是反应物本身性质的是
A.Cu与浓硝酸反应比与稀硝酸反应快
B.Cu与浓硫酸能反应,而不与稀硫酸反应
C.与在常温、常压下不反应,放电时可反应
D.大小、形状相同的镁片、铁片,前者与盐酸反应放出的速率比后者大
9.(24-25高二上·湖南·期中)下列做法的目的与改变反应速率无关的是
A.将豆腐置于冰箱中存放 B.食品包装袋中放置小包的活性铁
C.用含杂质的锌与稀硫酸反应制备 D.食品中添加着色剂
10.(24-25高二上·福建漳州·期中)一定量的锌粉和过量稀盐酸反应,当向其中加入少量的下列物质时,能够加快反应速率,但不影响产生的总量的是
①铜粉、②铁粉、③石墨粉、④、⑤浓盐酸、⑥碳酸钠、⑦硫酸铜
A.①③⑤ B.②③⑤⑦ C.①②③⑤ D.①③⑤⑦
11.(24-25高二上·广东广州·期中)下列方案设计能达到实验目的的是
A.甲装置可以定量测定化学反应速率
B.乙装置可以由球中气体颜色的深浅判断温度对反应速率的影响
C.丙装置可以由褪色快慢研究反应物浓度对反应速率的影响
D.丁装置可以验证增大反应物浓度对化学平衡的影响
【题型4活化分子、有效碰撞综合应用】
1.(24-25高二上·四川泸州·期中)关于“活化分子”,下列说法正确的是
A.升高温度可降低反应所需活化能,提高活化分子百分数,反应速率加快
B.增大反应物浓度,使单位体积内活化分子数增加,反应速率加快
C.恒容下,对于有气体参加的反应,加入惰性气体使体系压强增大,活化分子数增加,反应速率加快
D.活化分子的碰撞一定是有效碰撞
2.(24-25高二上·江苏南京·期中)平流层中氯氟烃的光解产物会对臭氧层产生破坏,反应过程如图。下列说法不正确的是
A.
B.反应①是决速步
C.催化剂降低了反应活化能,改变了反应过程
D.总反应为催化剂和均为催化剂
3.(24-25高二上·甘肃·期中)研究一个化学反应时,往往需要关注反应的快慢、历程和涉及的反应速率和反应机理。下列说法错误的是
A.对于钢铁的腐蚀,减缓其腐蚀速率对人类有益
B.增大反应物浓度时,能增多单位体积内活化分子数
C.制造蜂窝煤时加入生石灰,与化学反应速率无关
D.化学反应中,反应物分子的每次碰撞都为有效碰撞
4.(24-25高三上·辽宁·阶段练习)近期,我国科学家报道了一种在室温下由和合成乙酸的辐射催化反应。反应历程如图(表示微粒吸附在固体表面),下列说法正确的是
A.粒子为
B.反应④有生成
C.总反应为
D.若将换成,最终产物仍为
5.(24-25高二上·浙江台州·期中)下列影响速率的因素中,既可以增大单位体积活化分子数,又可以增大活化分子百分比的是
①升高温度 ②增大压强 ③加入催化剂 ④增大反应物浓度
A.①②③④ B.②③④ C.①③④ D.①③
6.(24-25高二上·北京·期中)下列关于催化剂的说法中正确的是
A.催化剂能使不反应的物质发生反应
B.温度越高,催化剂的催化效果越好
C.催化剂能使反应体系的活化能降低,增大反应平衡转化率
D.催化剂能使反应体系的活化分子百分数增大,增大反应速率
7.(24-25高二上·广东深圳·期中)在含、和的溶液中,发生反应:,其反应进程中的能量变化如下,下列有关该反应的说法正确的是
A.步骤①的热化学方程为:
B.决速步骤为第②步
C.该总反应为放热反应
D.可以使反应物分子中活化分子百分数增大
8.(24-25高二上·湖南·期中)甲醇和亚硫酰氯的反应过程分为反应①和反应②,其各自的反应历程如图所示,下列有关结论错误的是
A.反应①属于放热反应
B.反应②中既有极性键的断裂,又有非极性键的形成
C.反应①中分子有效碰撞几率最大的是第二步
D.该反应的总方程式为
9.(24-25高二上·广东广州·期中)室温下,某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等,同时发生以下两个反应:①;②。反应①的速率可表示为,反应②的速率可表示为(、为速率常数)。反应体系中组分M、Z的浓度随时间变化情况如图,下列说法不正确的是
A.0~30min时间段内,Y的平均反应速率为
B.反应①的活化能比反应②的活化能大
C.反应开始后,体系中Y和Z的浓度之比保持不变
D.如果反应能进行到底,反应结束时62.5%的M转化为Z
10.(24-25高二上·重庆璧山·阶段练习)下列说法正确的是
A.豆科植物固氮过程中,固氮酶能提高该反应的活化能
B.与反应中,Ag催化能提高生成的选择性
C.制反应中,能加快化学反应速率
D.与反应中,能减小该反应的焓变
11.(24-25高二上·四川成都·期中)研究与氯自由基(用表示)的反应有助于保护臭氧层。已知与反应有4条可能的反应路径,如图所示。图中TS表示过渡态,IM表示中间体。下列说法中正确的是
A.相同条件下,路径①的反应速率最快
B.路径④属于放热反应
C.路径②是基元反应
D.过渡态中最稳定的是TS1,产物最稳定的是路径④的
12.(24-25高二上·四川·期中)已知在催化下发生分解反应的能量变化如下图所示,第一步反应的离子方程式为。下列说法错误的是
A.是在存在下发生分解反应放出的总能量
B.第二步反应为
C.断裂的化学键吸收的能量大于断裂与的化学键吸收的总能量
D.是第二步反应逆反应的活化能
13.(24-25高二上·广西·期中)反应实际上是经过了两步反应完成的:①(慢);②(快)。下列说法错误的是
A.的寿命较短 B.步骤②需要吸收能量
C.HI分解过程包含两个基元反应 D.该反应属于分解反应
14.(24-25高三上·山西长治·阶段练习)有机物在含铁配离子(用表示)的作用下,发生反应的机理和相对能量变化如图所示。下列说法错误的是
A.在整个反应过程中的作用是催化剂
B.整个反应过程中形成共价键的数目发生了变化
C.总反应的化学方程式为
D.反应进程中的最大能垒是
15.(24-25高二上·山东泰安·期中)自由基是化学键断裂时产生的含未成对电子的中间体,自由基与O2反应进程的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.与O2键能总和大于产物P2的键能总和
B.产物 P1与P2的分子式、氧元素的化合价均相同
C.产物 P2的反应历程中最大能垒
D.中间产物Z转化为产物的速率:
16.(24-25高二上·浙江·期中)某科研人员提出与在羟基磷灰石()表面催化氧化生成和的历程,该历程示意图如下(图中只画出了的部分结构)。下列说法错误的是
A.能提高与的反应速率的原因是降低了反应的活化能
B.和的空间构型分别为平面结构和直线结构
C.在反应过程中,有、键的断裂和键的形成
D.根据图示信息,分子中的氧原子只有部分来自
17.(24-25高二上·浙江·期中)反应过程中能量变化如图所示(图中表示正反应的活化能,表示逆反应的活化能),下列有关叙述错误的是
A.该反应为放热反应,kJ/mol
B.有催化剂的两步反应中,第一步为该反应的决速步
C.使用催化剂可以降低反应的活化能,从而加快化学反应速率
D.若kJ/mol则和反应放出的热量一定小于akJ
18.(24-25高二上·河南信阳·期中)一定条件下,丙烯与HCl发生加成反应,生成和两种产物,其能量与反应过程如下图所示。下列说法正确的是
A.丙烯与HCl发生的反应是放热反应,能自发进行
B.根据该反应推测,丙烯与HBr加成的主要产物为1-溴丙烷
C.合成的反应中,第I步反应为整个反应的决速步骤
D.总反应的
19.(24-25高二上·福建龙岩·期中)“接触法制硫酸”的核心反应是,因在催化剂表面与接触而得名,反应过程示意图如下:
下列说法不正确的是
A.反应①的活化能比反应②的高
B.增大的浓度能明显增大的生成速率
C.图示过程中既有键的断裂又有键的形成
D.的作用是降低该反应的活化能,提高单位时间内的产率
20.(24-25高二上·福建·期中)我国学者发现时(各物质均为气态),甲醇与水在铜基催化剂上的反应机理和能量图如图:
下列说法正确的是
A.反应Ⅱ的热化学方程式为:
B.是该反应的催化剂,能使反应中活化分子百分数增大
C.选择优良的催化剂可以降低反应Ⅰ和Ⅱ的活化能,减少过程中的能耗和反应的焓变
D.和的总能量小于和的总能量
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专题03 化学反应速率
考点梳理
题型演练
考点01化学反应速率
【题型1化学反应速率】
考点02化学反应速率大小的比较
【题型2化学反应速率测定】
考点03 化学反应速率的计算
【题型3影响化学反应速率的因素】
考点04化学反应速率的测定
【题型4活化分子、有效碰撞综合应用】
考点05影响化学反应速率的因素
考点06有效碰撞理论
考点07有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释
考点08活化分子、有效碰撞与反应速率的关系
考点梳理
考点01化学反应速率
1.意义:化学反应速率是用来衡量化学反应过程进行快慢程度的物理量
2.表示方法:通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量(均取正值)来表示
3.表达式:v=或v=
式中:Δc为浓度的变化量,一般以mol·L-1为单位;Δt为时间,一般以s或min为单位
(1)一般来说,化学反应不是等速进行的,因此某一时间内的反应速率实际上是这一段时间内的平均速率。
(2)化学反应速率无论是用反应物还是生成物表示,其化学反应速率都为正值。
(3)固体或纯液体的浓度视为常数,Δc=0,因此不用固体或纯液体表示化学反应速率。
4.单位:mol/(L·s)、mol/(L·min)、mol/(L·h)
5.适用范围:所有的化学反应(主要是气体和溶液)
【温馨提醒】
①一般来说,随着反应的逐渐进行,反应物浓度会逐渐减小,化学反应速率也会逐渐减慢。因此,化学反应速率通常是指某一段时间内的平均反应速率,而不是瞬时反应速率
②在同一化学反应中,选用不同物质表示化学反应速率,其数值可能相同也可能不相同,但表示的意义相同,即一种物质的化学反应速率就代表了整个化学反应的反应速率
③对于一个具体的化学反应,反应物和生成物的物质的量的变化是按化学方程式中化学计量数之比进行的,所以化学反应中各物质的反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比
对于反应aA+bB===cC+dD (A、B、C、D均不是固体或纯液体):则:v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)=Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)∶Δc(D)=a∶b∶c∶d
④表示化学反应速率时,必须指明用哪种物质作标准,因为同一化学反应,用不同的物质表示的反应速率,其数值可能不同。如:化学反应N2+3H22NH3,用H2表示该反应的反应速率时应写成v(H2)
⑤浓度是指物质的量浓度而不是物质的量或质量分数
⑥化学反应速率与时间和浓度有关,无论是用反应物浓度的减少还是用生成物浓度的增加来表示,都取正值
⑦在一定温度下,对于固体和纯液体物质来说,其单位体积里的物质的量不会改变,即它们的物质的量浓度为常数,即Δc=0(无意义),所以不用固体或纯液体表示反应速率
考点02化学反应速率大小的比较
1.定性比较
通过明显的实验现象,如反应的剧烈程度、产生气泡或沉淀的快慢、固体消失或气体充满所需时间的长短等来定性判断化学反应的快慢。如K与水反应比Na与水反应剧烈,则反应速率:K>Na。
2.定量比较
同一化学反应速率用不同物质表示时数值可能不同,比较化学反应速率的快慢不能只看数值大小,还要进行一定的转化。
(1) “一看”:看化学反应速率的单位是否一致,若不一致,转化为同一单位。
(2) “二化”:将不同物质的化学反应速率转化成同一物质的化学反应速率,或分别除以相应物质的化学计量数。
(3) “三比较”:标准统一后比较数值大小,数值越大,反应速率越大。
考点03化学反应速率的计算
1.公式法:v==
2.运用同一反应中“速率之比等于化学计量数之比”的规律进行计算。
3.“三段式”法
(1)求解化学反应速率计算题的一般步骤:
a.写出有关反应的化学方程式;
b.找出各物质的起始量、转化量、某时刻量;转化量之比等于化学计量数之比;
c.根据已知条件列方程计算。
反应: mA(g)+ nB(g) pC(g)
起始/(mol·L-1) a b c
转化/(mol·L-1) x
某时刻(t s)/(mol·L-1) a-x b- c+
再利用化学反应速率的定义求算
v(A)= mol·L-1·s-1;v(B)= mol·L-1·s-1;v(C)= mol·L-1·s-1。
(2)计算中注意以下量的关系:
对反应物:c(起始)-c(转化)=c(某时刻);
对生成物:c(起始)+c(转化)=c(某时刻);
转化率=×100%。
考点04化学反应速率的测定
1.测定原理
化学反应速率是可以通过实验测定的。根据化学反应速率表达式,实验中需要测定不同时刻反应物(或生成物)的浓度。化学反应进行时,反应体系中一种反应物的变化,必然引起其他物质浓度发生相应的变化。因此,反应体系中任何一种物质的浓度、质量等等的变化均可测定用于计算化学反应速率。
2.测定方法
化学反应速率是可以通过实验测定的。根据化学反应速率表达式,实验中需要测定不同反应时刻反应物(或生成物)的浓度。实际上任何一种与物质浓度有关的可观测量都可以加以利用,如气体的体积、体系的压强、颜色的深浅、光的吸收、导电能力等。例如,对于在溶液中进行的反应,当反应物或生成物本身有比较明显的颜色时,人们常常利用颜色变化与浓度变化间的比例关系来测量反应速率。
(1)直接观察测定:如释放出气体的体积和体系的压强等
(2)科学仪器测定:如颜色的深浅、光的吸收、光的发射、导电能力等。在溶液中,当反应物或产物本身有较明显的颜色时,可利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率
【温馨提醒】
①对于有气体生成的反应,可测定相同时间内收集气体的多少或测定收集等量气体所耗时间的多少
②对于有固体参加的反应,可测定相同时间内消耗固体质量的多少
③对于有酸或碱参加的反应,可测定溶液中c(H+)或c(OH-)的变化
④对于有颜色变化或有沉淀生成的反应,可测定溶液变色或变浑浊所消耗时间的多少
考点05影响化学反应速率的因素
1.影响化学反应速率的主要因素——内因
不同的化学反应,具有不同的反应速率,因此,参加反应的物质的本身性质是决定化学反应速率的主要因素
2.影响化学反应速率的外界因素——外因
(1)浓度对化学反应速率的影响
①实验探究——硫代硫酸钠与硫酸的反应
实验过程
取两支大小相同的试管,分别加入5 mL 0.1mol/L Na2S2O3溶液,向其中一支试管(左图)加入5 mL 0.1mol/L H2SO4溶液,另一支试管(右图)加入5 mL 0.5mol/L H2SO4溶液,振荡。观察、比较两支试管中溶液出现浑浊的快慢
实验装置
化学方程式
Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O
实验现象
两支试管中的溶液均变浑浊,滴加0.5 mol·L-1 H2SO4溶液的试管先变浑浊
实验结论
增大浓度,化学反应速率增大
②影响规律:当其他条件不变时,增大反应物的浓度,可以增大化学反应速率;减小反应物的浓度,可以减小化学反应速率
【温馨提醒】
①浓度对化学反应速率的影响只适用于气体或溶液的反应,对于纯固体或液体的反应物,一般情况下其浓度是常数,因此改变它们的量不会改变化学反应速率
②固体物质的反应速率与接触面积有关,颗粒越细,表面积越大,反应速率就越快。块状固体可以通过研细来增大表面积,从而加快化学反应速率
③对于离子反应,只有实际参加反应的各离子浓度发生变化,才会引起化学反应速率的改变
④随着化学反应的进行,反应物的浓度会逐渐减小,因此一般反应速率也会逐渐减小
(2)压强对化学反应速率的影响
①研究对象——气体模型的理解
对于气体来说,在一定温度下,一定质量的气体所占的体积与压强成反比
由图可知:其他条件不变时,增大压强,气体体积缩小,浓度增大
②影响规律:
对于有气体参加的化学反应,在相同温度下,增大压强(减小容器容积),反应速率增大;减小压强(增大容器容积),反应速率减小。
【温馨提醒】
①恒温时,压缩体积→压强增大→气体浓度增大→反应速率增大;
②恒温恒容时,充入气体反应物→压强增大→气体反应物浓度增大→反应速率增大;充入惰性气体→总压强增大→气体浓度不变→反应速率不变。
恒温恒压时,充入惰性气体→压强不变→体积增大→气体浓度减小→反应速率减小。
(3)温度对化学反应速率的影响
①实验探究——硫代硫酸钠与硫酸的反应
实验过程
取两支大小相同的试管,各加入5 mL 0.1mol/L Na2S2O3溶液和5mL 0.1mol/L H2SO4溶液,分别放入盛有热水和冷水的两个烧杯中。观察、比较两支试管中溶液出现浑浊的快慢
实验装置
化学方程式
Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O
实验温度
热水
冷水
出现黄色浑浊的时间
短
长
实验结论
若其他条件相同,升高温度,化学反应速率增大;降低温度,化学反应速率减小
②影响规律:当其他条件不变时,升高温度,可以增大化学反应速率;降低温度,可以减小化学反应速率
【温馨提醒】
①温度对反应速率的影响不受反应物聚集状态的限制,不论是吸热反应还是放热反应,升高温度都能增大化学反应速率,故不能认为升高温度只会增大吸热反应的反应速率。
②实验测定,温度每升高10oC,化学反应速率通常增大到原来2~4倍
(4)催化剂对化学反应速率的影响
①实验探究
实验过程
取两支大小相同的试管,分别加入2 mL 5% H2O2溶液,向其中一支试管(右图)滴加2滴1 mol/L FeCl3溶液。观察、比较两支试管中气泡出现的快慢
实验装置
化学方程式
2H2O22H2O+O2↑
实验现象
无明显现象
产生大量气泡
解释
H2O2分解缓慢
加入FeCl3,H2O2分解速率迅速
实验结论
催化剂能加快化学反应速率
②影响规律:当其他条件不变时,使用催化剂,化学反应速率增大
(5)其他因素对化学反应速率的影响
①固体表面积:固体颗粒越小,其单位质量的表面积越大,与其他反应物的接触面积越大,化学反应速率越大。
②反应物状态:一般来说,配成溶液或反应物是气体,都能增大反应物之间的接触面积,有利于增大反应速率。
考点06有效碰撞理论
1.基元反应与反应历程
(1)基元反应:大多数化学反应并不是经过简单碰撞就能完成的,而往往经过多个反应步骤才能实现。每一步反应都称为基元反应。基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞。
(2)自由基:带有单电子的原子或原子团叫自由基,如 I·自由基、O·自由基。自由基反应活性很强,寿命极短。
(3)反应机理:先后进行的基元反应反映了化学反应的反应历程,反应历程又称反应机理
(4)基元反应发生的先决条件:基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞,但是并不是每一次分子碰撞都能发生化学反应
2.有效碰撞
(1)概念:把能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞
(2)条件:具有足够的能量;具有合适的取向
(3)与反应速率的关系:碰撞的频率越高,则反应速率越快
3.活化能和活化分子
(1)活化分子:把能够发生有效碰撞的分子叫做活化分子
(2)活化能:活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差,叫做反应的活化能
(3)活化分子的特点:活化分子具有比普通分子(非活化分子)更高的能量,活化分子在碰撞后有可能使原子间的化学键断裂从而导致化学反应的发生
(4)反应物、生成物的能量与活化能的关系图
E1:正反应的活化能
E2:活化分子变成生成物分子放出的能量,也可认为是逆反应的活化能
E1-E2:反应热,即ΔH=E1-E2
4.基元反应发生经历的过程
考点07有效碰撞理论对影响化学反应速率因素的解释
1.影响化学速率的内因——活化能大小不同所致,活化能小的化学反应速率快,活化能大的反应速率慢。活化能大小主要是由反应物自身的性质决定的
2.反应物的浓度与有效碰撞次数
在其他条件不变时,对某一反应来说,增大反应物浓度可以增大化学反应速率
3.化学反应速率与分子间的有效碰撞频率有关,所有能够改变内能、运动速率,以及碰撞几率的方法,都可以用来改变、控制反应的速率,即活化分子百分数和单位体积活化分子数增大时,化学反应速率也就增大
,
4.用图表法分析浓度、压强、温度、催化剂对化学反应速率的影响
外界因素
活化能
分子
总数
活化分
子总数
活化分子百分数
单位体积
活化分子数
有效碰撞次数
反应速率
增大反应
物的浓度
不变
增多
增多
不变
增多
增多
加快
增大反应物的压强
不变
不变
不变
不变
增多
增多
加快
升高反应
物的温度
不变
不变
增多
增多
增多
增多
加快
使用催化剂
降低
不变
增多
增多
增多
增多
加快
考点08活化分子、有效碰撞与反应速率的关系
题型演练
【题型1化学反应速率】
1.(24-25高二上·湖南长沙·期中)已知反应(X、Y、Z、W均为气体)在不同条件下的化学反应速率如下,其中表示反应速率最快的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】化学反应速率之比等于化学计量数之比,比较速率和系数的比值大小即可,比值越大,反应速度越大,以此分析;
【详解】A.,;
B.;
C.;
D.,;
对比可知反应速率最快的是D;
故答案选D。
2.(24-25高二上·广东·期中)某温度下,浓度都是的两种气体和,在密闭容器中反应生成气体。反应后,测得剩余的为,用表示的反应速率,生成的为,则该反应的化学方程式是
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】△c(X2)= -=0.6mol·L-1,△c(Y2)=0.1mol·L-1·min-1×2min=0.2mol·L-1,生成的c(Z)=0.4mol·L-1,故X2、Y2、Z的化学计量数之比为0.6mol·L-1:0.2mol·L-1:0.4mol·L-1=3:1:2,即反应表示为3X2+Y22Z,根据原子守恒可知Z为X3Y,故该反应方程式为3X2+Y22X3Y,C正确;
故选:C。
3.(24-25高二上·广东汕头·期中)已知:,若反应速率分别用、、、表示,则关系正确的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【分析】同一反应中,不同物质的速率之比等于化学计量数之比,据此判断。
【详解】A.,故A错误;
B.,故B正确;
C.,故C错误;
D.,故D错误;
故选:B。
4.(24-25高二上·吉林通化·期中)在恒温恒容的密闭容器中,加入2molNO和1mol使其充分反应: kJ⋅mol-1,tmin后反应达到平衡,设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.放出的热量等于113kJ B.生成的分子数为
C. D.
【答案】D
【详解】A.实际消耗2mol一氧化氮和1mol氧气时才放出113kJ的热量,该反应为可逆反应,现在加入2molNO和1mol无法完全反应,因此放出热量小于113kJ,A不符合题意;
B.结合选项A可知,生成的分子数小于,B不符合题意;
C.化学反应速率之比等于化学计量数之比。则,C不符合题意;
D.按元素质量守恒可知,D符合题意;
故选D。
5.(24-25高二上·广东深圳·期中)已知反应在不同条件下的化学反应速率如下,其中表示反应速率最快的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【分析】化学反应速率之比等于化学计量数之比,可以转化为同种物质的反应速率比较反应速率,注意速率单位统一。
【详解】A.v(X)=0.02mol/(L⋅s),则v(Z)=0.3mol/(L⋅min);
B.v(Y)=0.6mol/(L⋅min),则v(Z)=0.3mol/(L⋅min);
C.v(Z)=0.4mol/(L⋅min);
D.v(W)=0.08mol/(L⋅s),则v(Z)=1.2mol/(L⋅min);
对比可知反应速率最快的是D;故答案选D。
6.(24-25高二上·辽宁·期中)一定温度下,在2L的恒容密闭容器中发生如图反应,反应过程中X、Y、Z、W(均为气体)的物质的量变化如图所示,下列说法正确的是
A.反应的化学方程式为
B.反应至6 min时
C.反应至2 min时Y的转化率为
D.反应任意时刻体系的压强与初始压强之比均为
【答案】D
【分析】由图可知,X、Y的物质的量减小,是反应的反应物,Z、W的物质的量增大,是反应的生成物,X、Y、Z、W的物质的量比为(1.0—0.4)mol:(1.0—0.2)mol:1.0mol:0.4mol=3:4:5:2,反应的化学方程式为。
【详解】A.由分析可知,反应的化学方程式为,故A错误;
B.由图可知,反应至6 min时,W的物质的量为0.4mol,W的浓度,故B错误;
C.由图可知,反应至2 min时Y的物质的量为0.6mol,转化率为,故C错误;
D.由分析可知,反应的化学方程式为,该反应是气体体积不变的反应,所以反应任意时刻体系的压强与初始压强之比均为,故D正确;
故选D。
7.(24-25高二上·辽宁·期中)为研究碳酸钙与盐酸反应的反应速率(),某同学通过测定相同条件不同时间反应中生成气体的体积,绘制出如图所示的曲线,下列说法错误的是
A.可用某些物理量的变化来表示该反应的反应速率
B.化学反应速率最快的时间段是
C.
D.时间段的平均反应速率可以表示为
【答案】C
【详解】A.碳酸钙为固体,可以用单位时间内固体质量变化量表示反应速率, A正确;
B.曲线的斜率为该反应的化学反应速率,斜率越大其反应速率越大,根据图象知,斜率最大的是t1~t2,B正确;
C.由于HCl、CaCl2与CO2属于不同的聚集状态,因此对应反应速率无法直接建立比值关系,C错误;
D.t1~t4时间段的平均反应速率可以表示为mL/min,D正确;
故答案选C。
8.(24-25高二上·黑龙江·期中)下列说法中不正确的是
A.已知:4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g),若化学反应速率分别用v(O2)、v(NO)、[单位均为mol/(L·s)]表示,则v(O2)=v(NO)
B.对于合成氨的反应,在不同条件下测得N2、H2、NH3的化学反应速率的数值如下:①v(N2)=0.01 mol/(L·s) ②v(H2)=0.9 mol/(L·min) ③v(NH3)=0.8 mol/(L·min),反应速率由大到小的顺序是①>③>②
C.不能用固体和纯液体物质表示化学反应速率
D.反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)经a min后SO3浓度的变化情况如上图所示,在0~a min内用O2表示的平均反应速率为0.04 mol/(L·min),则a等于5
【答案】C
【详解】A.用不同物质浓度变化表示的化学反应速率之比等于化学计量数之比,A正确;
B.根据化学方程式,转化为同一物质、同一单位表示的化学反应速率为①v(N2)=0.01mol/(L·s)=0.6mol/(L·min)②③,故反应速率由大到小的顺序是①>③>②,B正确;
C.不能用固体和纯液体物质的浓度表示化学反应速率,但是可以用单位时间物质的量等的变化表示反应速率,故C错误;
D.根据化学反应速率之比等于化学计量数之比可得,即×=0.04 mol/(L·min),解得a=5,D正确;
答案选C。
9.(24-25高二上·河北唐山·阶段练习)某温度下,在密闭容器中投入一定量的A、B发生反应: 。时反应达到平衡,反应初始与平衡时的压强比为,反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.前内,A的平均反应速率为
B.后,A的消耗速率等于B的生成速率
C.化学计量数之比
D.内,A和B反应放出的热量为
【答案】C
【分析】由题图分析可知,前内A的浓度变化,,B的浓度变化,,依据题意,压强之比等于物质的量之比等于浓度之比,有,=0.4mol/L,前内,同一反应中,不同物质的反应速率之比等于化学计量数之比,,,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,前内,A的平均反应速率为,A错误;
B.题图可知,该反应体系在达到平衡,则后反应的正反应速率等于逆反应速率,即A的消耗速率与B的生成速率比值等于系数之比为,B错误;
C.由分析可知,化学计量数之比,C正确;
D.由上述分析可知,该反应的化学方程式为,与完全反应放热Q kJ,内A反应的物质的量为,则反应放出热量,D错误;
答案为:C。
10.(24-25高二上·广东江门·阶段练习)T℃时,在恒容密闭容器中,气体与气体反应生成气体,反应过程中的浓度随时间变化如图所示。下列结论正确的是
A.内用表示的反应速率为
B.时充入氦气,化学反应速率减小
C.该反应的化学方程式为
D.升高温度,活化分子百分数增大,正、逆反应速率都加快
【答案】D
【详解】A.10s内用B表示的反应速率为,A错误;
B.恒容密闭容器中,10s时充入氦气,不影响反应物浓度,化学反应速率不变,B错误;
C.A、B随时间推移逐渐减小,A、B为反应物,C随时间推移逐渐增加,C为生成物,内,0-10s,反应的A、B、C浓度之比为0.2:0.6:0.4=1:3:2, 10s时反应达到平衡,故反应的化学方程式为,C错误;
D.升高温度,活化分子百分数增大,有效碰撞增加,正逆反应速率都加快,D正确;
答案选D。
11.(24-25高二上·重庆万州·阶段练习)某温度下,在容积为2L的密闭容器中投入一定量的A、B发生反应 ,12s时反应达到平衡,生成C的物质的量为0.8mol,反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.化学计量数之比b:c=1:2
B.前12s内,A的平均反应速率为
C.12s后,A的消耗速率等于B的生成速率
D.12s内,A和B反应放出的热量为0.2Q kJ
【答案】A
【分析】由图可知,12s时反应达到平衡,B的浓度变化量=0.5mol/L-0.3mol/L=0.2mol/L,A的浓度变化量0.8mol/L-0.2mol/L=0.6mol/L,生成C的物质的量为0.8mol,则,则::=3:1:2,化学计量数之比b:c=1:2,该方程式为
【详解】A.由分析可知,化学计量数之比b:c=1:2,A正确;
B.前12s内,A的平均反应速率为,B错误;
C.12s后,反应达到平衡,由方程式可知,A的消耗速率等于B的生成速率的3倍,C错误;
D. 表示消耗3molA,放出QkJ能量,12s内,A的消耗量为0.6mol/L×2L=1.2mol,放出的热量为0.4Q kJ,D错误;
故选A。
【题型2化学反应速率测定】
1.(24-25高二上·江西南昌·阶段练习)下列操作规范且能达到实验目的的是
A
B
测定中和热
探究反应物浓度对化学反应速率的影响
C
D
测定锌和稀硫酸反应的速率
比较Cu2+、Fe3+对反应速率的影响
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.金属能传导热量,造成热量损失,应该选择玻璃搅拌器,故A不符合题意;
B.该组实验盐酸的浓度不同,所用的金属也不同,没有控制变量,无法探究反应物浓度对化学反应速率的影响,故B不符合题意;
C.分液漏斗中滴加稀硫酸,锌与稀硫酸反应产生氢气收集到注射器中,利用秒表测定收集气体体积来测定锌与稀硫酸反应的速率,能达到实验目的,故C符合题意;
D.阳离子、阴离子均不同,没有控制变量,故不能比较Cu2+、Fe3+对反应速率的影响,故D不符合题意;
故选C。
2.(24-25高二上·吉林长春·阶段练习)下列实验的对应操作中,合理的是
A.从提纯后的FeCl3溶液获得FeCl3晶体
B.测定O2的生成速率
C.用HCl标准溶液滴定NaOH溶液
D.通过体系颜色变化探究压强对化学平衡的影响
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.FeCl3是强酸弱碱盐,在水溶液中会发生水解产生Fe(OH)3和HCl,加热时,水解程度增大,水解产生的HCl挥发逸出,使FeCl3水解平衡正向移动,蒸干最终得到Fe(OH)3,不能得到FeCl3晶体,A错误;
B.反应产生的O2会通过长颈漏斗逸出,不能收集到O2,因此不能测定O2的生成速率,B错误;
C.用HCl标准溶液滴定NaOH溶液时,左手控制酸式滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶中溶液颜色的变化,图示操作规范、合理,C正确;
D.该反应是一个反应前后气体体积不变的反应,压强改变,I2蒸气的浓度发生变化,但是化学平衡不移动,因此不能通过体系颜色变化探究压强对化学平衡的影响,D错误;
故合理选项是C。
3.(24-25高二上·山东泰安·期中)使用下列装置进行实验,能达到实验目的的是
A.测定化学反应速率 B.在铜牌表面镀银
C.制作简单氢氧燃料电池 D.测中和反应的反应热
【答案】B
【详解】A.该装置中使用长颈漏斗,且漏斗口位于液面上,反应产生的氢气会从长颈漏斗逸出,且缺及时工具,不能准确测定某段时间内生成氢气的体积,也就不能准确测定化学反应速率,A不能达到实验目的;
B.在铜牌表面镀银时,银片作阳极,铜牌作阴极,可溶性铜盐作电解质,B能达到实验目的;
C.制作简单氢氧燃料电池,先打开K2、关闭K1,但电解质不能为NaCl(阳极生成Cl2,阴极生成H2),应为含氧酸、碱或含氧强酸的强碱盐等(电解的实质为电解水),两电极分别产生H2、O2,再打开K1、关闭K2,C不能达到实验目的;
D.铜的导热能力强,会使反应产生的热散失,测中和反应的反应热时,不能使用铜制搅拌器,D不能达到实验目的;
故选B。
4.(24-25高二上·安徽·期中)化学实验操作中,规范的操作直接影响实验结果的准确性和有效性。下列实验操作规范且能达到目的的是
A.喷泉实验
B.测定反应速率
C.配制时转移溶液
D.中和热的测定
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.二氧化氮、氧气、氢氧化钠溶液直接生成硝酸钠,烧瓶中气体压强突然变小,形成喷泉,A正确;
B.定量测定化学反应速率,应该把长颈漏斗改为分液漏斗,B错误;
C.配制溶液时,转移溶液用玻璃棒引流,玻璃棒末端要在容量瓶的刻度线以下,C错误;
D.中和热的测定,量热器中大小烧杯杯口应相平,D错误;
故选A。
5.(24-25高二上·河南·期中)实验是化学的灵魂。用下列装置进行相应实验,能够达到实验目的的是
A.测定生成氢气的速率
B.制备并收集
C.制作简单的燃料电池
D.制备Fe(OH)2
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.浓盐酸具有挥发性,Zn与浓盐酸反应生成的H2中混有HCl气体,该装置不能测定生成氢气的速率,且需要计时器或秒表,A不符合题意;
B.浓氨水滴到生石灰上可快速产生氨气,氨气密度比空气小,应采用向下排空气法收集,但收集装置不能密闭,否则可能发生爆炸,B不符合题意;
C.上述装置中先闭合K1,打开K2构成电解池装置,左侧石墨电极为阳极,溶液中的水发生失电子的氧化反应生成氧气,右侧石墨电极作阴极,放出氢气;再闭合K2,打开K1,形成原电池,右侧石墨电极为负极,氢气放电,左侧石墨电极为正极,氧气得电子,能达到实验目的,C符合题意;
D.制备Fe(OH)2应当让铁做阳极,铁电极自身放电形成Fe2+,再与氢氧化钠反应制备Fe(OH)2,D不符合题意;
故选C。
6.(24-25高二上·河南·阶段练习)下列实验装置、操作均正确且能达到实验目的的是
A.用装置①探究不同阳离子对的分解的催化作用
B.用装置②验证该反应是放热反应
C.用装置③探究常温下浓度对化学反应速率的影响
D.用装置④测定锌与稀硫酸的反应速率
【答案】B
【详解】A.装置①中阳离子的种类和浓度均不同,要探究不同阳离子的催化作用,应该控制阳离子的浓度相同,A错误;
B.水与CaO反应后,大试管内温度会发生变化,导致大试管内气压变化,若观察到U形管中红墨水左低右高,说明大试管内气压增大,反应放热,B正确;
C.要探究浓度对反应速率的影响,则应该选用同种酸,且铁在浓硫酸中发生钝化,应该都选择盐酸,C错误;
D.锌与稀硫酸反应生成氢气,生成的氢气会从长颈漏斗中逸出,应该选择分液漏斗,而且测定反应速率还需要测定反应时间,D错误;
故答案选B。
7.(24-25高二上·河北石家庄·期中)利用下列装置设计的实验方案能达到目的的是
A.比较MnO2和Fe2O3对H2O2的催化效果
B.用简易量热计测定中和反应的反应热
C.测定生成氢气的速率
D.探究生成物浓度对平衡移动的影响
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.题干图示信息可知,该实验中H2O2溶液的浓度不同,催化剂种类不同,即变量不唯一,不能达到实验目的,A不合题意;
B.用题干图示简易量热计可以较好地减少热量的散失,故可用于测定中和反应的反应热,B符合题意;
C.反应放热,导致浓盐酸挥发出氯化氢气体,使得测得的氢气的体积不准确,且差测量时间的秒表,故不能测定生成氢气的速率,C不合题意;
D.已知FeCl3与KSCN反应的实质是Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,故KCl的浓度对该反应平衡无影响,故该实验操作不能探究生成物浓度对平衡移动的影响,D不合题意;
故答案为:B。
8.(24-25高三上·安徽·期中)用下列装置进行实验,能达到实验目的的是
A.除去氢氧化钙固体中混有的少量氯化铵固体
B.利用该装置验证牺牲阳极法
C.测量生成氢气的体积
D.制备
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.氢氧化钙与氯化铵加热时会反应生成氨气,此实验不能达到除杂目的,故A错误;
B.利用该装置验证牺牲阳极法,即验证是否被腐蚀,Fe若失去电子会生成Fe2+,不应该使用溶液,可以使用铁氰化钾溶液检验Fe2+,故B错误;
C.锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,针筒可测量生成氢气的体积,故C正确;
D.的水溶液会被氧化成,从而生成沉淀,故D错误;
故选C。
9.(24-25高二上·广东·期中)下列实验装置图正确且能达到相应实验目的的是
A.图甲:电解精炼铜 B.图乙:测定锌与稀硫酸反应速率
C.图丙:铁钥匙上镀铜 D.图丁:测定中和反应的反应热
【答案】A
【详解】A.电解精炼铜时,粗铜做阳极,纯铜做阴极,电解液用硫酸铜溶液,A正确;
B.装置乙无法实现液封,且没有秒表进行记录时间,B错误;
C.要在铁钥匙上镀铜,应该使铁钥匙连接电源负极作阴极,Cu连接电源正极作阳极,图示连接刚好顺序相反,C错误;
D.图甲中缺少混合溶液使用的环形玻璃搅拌棒,因此不能达到准确测定中和热数值的目的,D错误;
故选A。
10.(24-25高三上·黑龙江·阶段练习)下列“事实”的“图示表达”不正确的是
A.NaCl溶液中的水合离子
B.测定锌与硫酸反应速率
C.HCl(aq)+NaOH(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH<0
D.CH3COOHCH3COO-+H+
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.水分子中氧原子带负电荷,氢原子带正电荷,水分子与NaCl中的Na+、Cl-形成水合离子时,Cl-靠近水分子中带正电的氢原子,Na+靠近带负电的氧原子,A项正确;
B.可以根据测定生成一定体积的H2所用的时间来测定测定锌与硫酸反应速率,B项正确;
C.盐酸与氢氧化钠中和是放热反应,氢氧化钠和盐酸的总焓大于氯化钠和水的总焓,图示表达错误,C项错误;
D.醋酸是弱酸,电离时不能完全电离,所以醋酸溶液中存在醋酸分子、醋酸根离子、水合氢离子,D项正确;
答案选C。
11.(24-25高二上·云南昆明·期中)下列实验装置或操作能实现相应实验目的的是
A.用HCl标准溶液滴定含酚酞的NaOH溶液
B.定量测定H2O2的分解速率
C.测氯水的pH
D.配制一定物质的量浓度的KCl溶液
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.用标准溶液滴定含酚酞的溶液时,眼睛应注视锥形瓶中的溶液,以便观察溶液颜色的变化从而判断滴定终点,A正确;
B.生成的氧气会从长颈漏斗中逸出,无法通过单位时间内生成氧气的体积测定的分解速率,B错误;
C.由于氯水中含有的具有漂白性,故不可以用试纸测氯水的,C错误;
D.定容阶段,当液面在刻度线以下约时,应改用胶头滴管滴加蒸馏水,D错误;
故选A。
12.(24-25高二上·北京·期中)某同学设计实验探究丙酮碘化反应中,丙酮(无色液体)、I2、H+浓度对化学反应速率的影响。
已知:
编号
丙酮溶液
I2溶液
盐酸
蒸馏水
溶液褪色的时间/s
①
②
③
④
下列说法正确的是
A.对比实验①和②无法探究丙酮浓度对反应速率的影响
B.如果t1大于t3,可知I2浓度越大,反应速率越慢
C.实验③中,以丙酮表示的反应速率为
D.实验④中,a=1mL,根据实验①和④可探究H+浓度对反应速率的影响
【答案】D
【详解】A.实验①和②的温度相同,溶液的总体积都为6mL,c(I2)相同,只有c(丙酮)不同,可以探究丙酮浓度对反应速率的影响,A不正确;
B.溶液的颜色是由c(I2)决定的,实验①中c(I2)是实验③中的二倍,即便t1大于t3,也不能说明I2浓度越大,反应速率越慢,B不正确;
C.实验③中,丙酮过量,应使用c(I2)计算丙酮表示的反应速率,即为mol·L-1·s-1,C不正确;
D.混合溶液的总体积都为6mL,则实验④中,a=6mL-5mL=1mL,实验①和④中两种反应物的浓度都相同,只有c(H+)不同,则可探究H+浓度对反应速率的影响,D正确;
故选D。
13.(24-25高二上·四川泸州·期中)某兴趣小组欲探究外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响,设计了如下实验。
回答下列问题:
(1)利用图1实验探究锌分别与硫酸和硫酸反应速率的快慢。本实验可以通过测定收集一定体积氢气所用的时间进行比较。实验需要控制的变量有(写出1项): 。图中装锌粒的仪器是 。对该装置进行气密性检查的方法是: 。
(2)图2实验探究浓度对化学平衡的影响。已知重铬酸钾溶液中存在平衡:,如图操作,中溶液颜色变深,中溶液颜色变浅。①用平衡移动原理解释C中溶液颜色变深的原因: 。
②有强氧化性,在加热条件下可以氧化浓盐酸产生氯气,其还原产物为。该反应的离子方程式为: 。
(3)图3实验是在不同条件下的反应,兴趣小组设计了在常温下如下实验方案。
编号
试剂组成
催化剂
①
溶液
5滴溶液
②
溶液
5滴溶液
③
溶液
5滴溶液
④
溶液+少量溶液
5滴溶液
⑤
溶液+少量溶液
5滴溶液
①本实验方案可以探究浓度、 、 对反应速率的影响。
②对比实验②和实验③,有同学提出将改为更为合理,其理由是 。
【答案】(1) 温度或锌粒大小 锥形瓶 关闭分液漏斗的活塞,轻轻向外拉动或向里推动注射器的活塞,一段时间后,若活塞能回到原来的位置,证明装置不漏气。
(2) 加入溶液,增大,平衡逆向移动,浓度增大,溶液颜色加深
(3) 催化剂 溶液的酸碱性 控制变量,排除干扰离子的影响
【详解】(1)为了探究浓度对反应速率的影响,控制单一变量法,需保证温度、锌粒大小相同,则实验需要控制的变量有温度或锌粒大小,图中装锌粒的仪器是锥形瓶,检查该装置气密性的方法是:关闭分液漏斗的活塞,轻轻向外拉动或向里推动注射器的活塞,一段时间后,若活塞能回到原来的位置,证明装置不漏气;
(2)①对于平衡:,加入5滴浓硫酸会增大氢离子浓度,生成物浓度增大,平衡逆向移动,所以用平衡移动原理解释C中溶液颜色变深的原因:加入溶液,增大,平衡逆向移动,浓度增大,溶液颜色加深;
②有强氧化性,在加热条件下可以氧化浓盐酸产生氯气,其还原产物为,铬元素化合价从+6降低至+3,氯元素化合价从-1升高至0价,该反应转移6个电子,该反应的离子方程式为:;
(3)①利用实验方案①②可以探究浓度对反应速率的影响,实验方案②③探究催化剂对反应速率的影响,实验方案④⑤探究溶液的酸碱性对反应速率的影响;
②对比实验②和实验③,目的是探究催化剂对反应速率的影响,则应控制阳离子不同这一单一变量,保持阴离子种类和浓度相同,避免干扰实验,故将改为更为合理,其理由是控制变量,排除干扰离子的影响。
14.(24-25高二上·广东广州·阶段练习)广实外的高二化学兴趣小组经常开展课外实验探究活动。
(1)第一组同学为了测定1mol/L的H2SO4溶液与锌粒和锌粉反应的速率,设计了如图1装置。
①图1中盛有H2SO4溶液的仪器名称是 ,该实验中还需要一个重要仪器是 。
②按照图1装置实验时,限定了两次实验时间均为10min,还需要测定的另一个数据是 。
③第二组同学将图1装置中的气体收集装置改为图2装置,实验完毕后,必须冷却至室温再读数,原因是: 。冷却后,若观察到左边干燥管内液面的高度与右侧量气管内液面高的高度不一致,应该先进行的操作是 。
(2)第三组同学用50mL0.55mol/L NaOH溶液和50mL0.50mol/L盐酸溶液进行中和热测定,实验装置和数据如图:
实验次数
起始温度t1/℃
终止温度t2/℃
温度差平均值/℃
HCl
NaOH
平均值
1
26.2
26.0
26.1
29.3
∆t
2
27.0
27.4
27.2
30.5
3
26.4
26.2
26.3
29.7
①表格中的∆t= ℃。
②近似认为0.55mol/L NaOH溶液和0.50mol/L盐酸溶液的密度都是1.0 g·mL-1,中和后生成溶液的比热容为c=4.18J·(g·℃)-1,热量Q=c·m·∆t,则生成1mol H2O(l)时的中和反应反应热∆H= kJ·mol-1(列出计算表达式即可,可以不化简)。
③将V1mL1.0mol/L盐酸和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录温度,实验结果如下图所示(始终保持V1+V2=50)。由图可知,二者恰好完全中和时NaOH所加的体积是 mL,若该组实验测得的热量值为QkJ,写出表示生成1mol H2O(l)的中和热的热化学离子方程式 (∆H的值用含Q的代数式表示)。
【答案】(1) 分液漏斗 秒表 10 min内收集到气体的体积 温度升高时,气体体积因膨胀而偏大 将两侧液体调平
(2) 3.3 20
【详解】(1)图1中盛有H2SO4溶液的仪器名称是分液漏斗,该实验中还需要一个重要仪器秒表测量时间,测定1mol/L的H2SO4溶液与锌粒和锌粉反应的速率可测量10 min 内产生气体的体积。图2装置测量气体体积因该反应使温度升高,气体体积因膨胀而偏大,必须冷却至室温再读数。冷却后,若观察到左边干燥管内液面的高度与右侧量气管内液面高的高度不一致,应该先将两侧液体调平。
(2)三次实验温差分别为3.2 ℃、3.3 ℃、3.4 ℃,易知其平均值为3.3 ℃。酸与碱的密度近似为水的密度,可知混合溶液质量为100 g,故放出的热量为,50mL0.55mol/L NaOH溶液和50mL0.50mol/L盐酸溶液反应,水的物质的量为,故生成1mol H2O(l)时的中和反应反应热∆H= kJ·mol-1。
由图可知,温度最高时,两者恰好反应,此时盐酸消耗30 mL,则NaOH所加的体积是20 mL,可知水的物质的量与盐酸相等,为0.03 mol,且该组实验测得的热量值为QkJ,写故生成1mol H2O(l)的中和热的热化学离子方程式为。
【题型3影响化学反应速率的因素】
1.(24-25高二上·北京·期中)已知反应:3M(g)+N(g)P(s)+4Q(g) ΔH<0。下图中a、b曲线表示在密闭容器中不同条件下,M的转化率随时间的变化情况。若使曲线b变为曲线a,可采取的措施是
A.减小压强 B.增加N的浓度
C.使用合适的催化剂 D.升高温度
【答案】C
【分析】根据图像可知,若使曲线b变为曲线a,改变条件时反应达到平衡状态时的时间缩短了,但反应物M的转化率不变,说明改变条件时增大化学反应速率但不影响平衡移动。
【详解】A.该反应为反应前后气体分子数不变的反应,减小压强,平衡不移动,M的转化率不变,但减小压强,反应速率减慢,反应到达平衡的时间延长,A项错误;
B.增加N的浓度,该反应向正反应方向移动,M的转化率增大。与图像所显示的M的转化率不变相矛盾,B项错误;
C.使用合适的催化剂,可以改变化学反应速率,改变物质到达平衡所需的时间,但不能改变M的转化率,C项正确;
D.由题给信息可知,该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,M的转化率减小,D项错误;
答案选C。
2.(24-25高二上·福建泉州·阶段练习)一定条件下,向密闭恒容容器中加入1.0 mol·L-1 X,发生反应 ΔH<0,反应到8 min时达到平衡;在14 min 时改变体系的温度, 16 min时建立新平衡。X的物质的量浓度变化如图所示。下列有关说法正确的是
A.0~8 min用Y表示该反应速率为0.1 mol·L-1·min-1
B.8 min时达到平衡,该反应的平衡常数K=0.5
C.14 min时,改变的反应条件是降低了温度
D.16 min时的正反应速率比8 min时的正反应速率大
【答案】D
【详解】A.根据图象0~8min用X表示该反应速率为=0.1mol·L-1·min-1,根据速率比等于系数比,用Y表示该反应速率为0.05mol·L-1·min-1,A错误;
B.根据图像列三段式,,所以平衡常数,B错误;
C.据图可知改变温度后X的浓度增大,即平衡逆向移动,该反应焓变小于0,所以应为升高温度,C错误;
D.16min时体系温度高于8min,X的浓度也大,则正反应速率也大,D正确;
综上所述答案为D。
3.(24-25高二上·广东汕头·期中)下列实验方法或操作,可以达到实验目的的是
选项
实验目的
实验方法或操作
A
探究浓度对反应速率的影响
用不同浓度、等体积的溶液分别与相同浓度相同体积的溶液反应,观察现象
B
证明与的反应是可逆反应
向溶液中,滴入几滴溶液,然后滴加几滴溶液
C
探究室温下的电离程度
用pH计测量室温下氨水的pH
D
探究酸性
向溶液中通入气体,有沉淀生成
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.过氧化氢溶液与亚硫酸钠溶液反应生成硫酸钠和水,反应中没有明显现象,不能用于探究浓度对反应速率的影响,故A错误;
B.溶液中铁离子与碘离子反应生成亚铁离子和碘,向溶液中加入铁氰化钾溶液可以检验反应生成的亚铁离子,不能证明该反应为可逆反应,该实验碘离子过量,应通过检验是否存在Fe3+来验证与该反应是否是可逆反应,故B错误;
C.用pH计测量室温下氨水的pH,依据溶液pH可以确定一水合氨的电离程度,故C正确;
D.次氯酸钙溶液具有强氧化性,与具有还原性的二氧化硫发生氧化还原反应,所以向次氯酸钙溶液中通入二氧化硫气体,有沉淀生成不能探究亚硫酸和次氯酸的酸性强弱,故D错误;
故选C。
4.(24-25高二上·广东汕头·期中)反应在一个容积可变的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是
①增加的量
②将容器的体积缩小一半
③保持体积不变,充入使体系压强增大
④保持压强不变,充入使容器体积变大
A.①② B.①③ C.①④ D.②④
【答案】B
【详解】①C为固体,增加C固体的量,反应速率不变,①符合题意;
②将容器的体积缩小一半,气体压强增大,反应速率加快,②不符合题意;
③保持体积不变,充入不参与反应的氮气使体系压强增大,参与反应的体系中气体的浓度不变,反应速率不变,③符合题意;
④保持压强不变,充入不参与反应的氮气使容器体积变大,相当于减小气体压强,反应速率减慢,④不符合题意;
①③符合题意,故选B。
5.(24-25高二上·广东汕头·期中)化学与生产、生活息息相关,下列说法错误的是
A.将黄花梨放在冰雪里保存以减缓腐败速率
B.打开剧烈摇动后的碳酸饮料产生大量气泡的原因是压强对化学平衡的影响
C.工业合成氨选用的温度越低越好,压强越大越好
D.制造蜂窝煤时加入生石灰,与化学反应速率无关
【答案】C
【详解】A.将黄花梨放在冰雪保存是通过降低温度降低反应速率以减缓腐败速率,A正确;
B.打开剧烈摇动后的碳酸饮料产生大量气泡因为温度相同时气体的溶解度随着压强的降低而减小,打开碳酸饮料瓶盖时瓶内的压强减小,二氧化碳的溶解平衡逆向移动,会产生大量气泡,B正确;
C.从平衡移动的角度看温度越低越好,但温度低反应速率减慢,降低生产效率,故选用450℃左右,催化剂的活性最高的温度做反应温度;压强并不是越大越好,压强越大,对设备性能要求越高,成本会增加,C错误;
D.制造蜂窝煤加入生石灰是为了除去二氧化硫,防止对环境造成污染,与化学反应速率无关,D正确;
答案选C。
6.(24-25高二上·北京·期中)下列措施是为了增大化学反应速率的是
A.将食物放进冰箱避免变质
B.用锌粒代替镁条制备氢气
C.自行车车架镀漆避免生锈
D.工业合成氨时加入铁触媒作催化剂
【答案】D
【详解】A.将食物放进冰箱,环境温度降低,降低食物变质的速率,A错误;
B.用锌粒代替镁粉制备氢气,锌的活泼性小于镁,化学反应速率降低,B错误;
C.自行车车架镀漆,降低自行车车架生锈的速率,C错误;
D.工业合成氨时加入催化剂,增大化学反应速率,D正确;
故选:D。
7.(24-25高二上·贵州·期中)我国向国际社会承诺2030年前实现“碳达峰”,2060年前实现“碳中和”。将转化为有机燃料是实现碳资源可持续利用的有效途径。催化加氢合成总反应为,下列不能加快反应速率的措施是
A.增加的浓度
B.保持体积不变,充入,使体系压强增大
C.将容器的体积缩小一半
D.升高温度
【答案】B
【详解】A.增加的浓度,可加快反应速率,A不符合题意;
B.保持体积不变,充入,使体系压强增大,但反应物、生成物浓度均不变,化学反应速率不变,B符合题意;
C.将容器的体积缩小一半,则反应物、生成物浓度均变大,反应速率加快,C不符合题意;
D.升高温度,反应速率加快,D不符合题意;
故选B。
8.(24-25高二上·北京·期中)下列事实能说明影响化学反应速率的决定性因素是反应物本身性质的是
A.Cu与浓硝酸反应比与稀硝酸反应快
B.Cu与浓硫酸能反应,而不与稀硫酸反应
C.与在常温、常压下不反应,放电时可反应
D.大小、形状相同的镁片、铁片,前者与盐酸反应放出的速率比后者大
【答案】D
【详解】A.Cu与浓硝酸反应比与稀硝酸反应快,这是因为浓硝酸的氧化性比稀硝酸强,是由于反应物浓度不同导致反应速率不同,而不是反应物本身性质(铜的性质)决定的,A不符合题意;
B.Cu与浓硫酸能反应,而不与稀硫酸反应,是因为浓硫酸具有强氧化性,稀硫酸氧化性较弱,这是由于反应物浓度不同导致反应情况不同,不是由铜本身性质决定反应是否发生,B不符合题意;
C.与在常温、常压下不反应,放电时可反应,这是因为反应条件(放电)改变了反应的活化能,使得反应能够进行,不是由与本身性质决定反应是否在常温常压下进行,C不符合题意;
D.大小、形状相同的镁片、铁片,前者与盐酸反应放出H2的速率比后者大。在这个实验中,镁和铁是反应物,盐酸浓度、反应温度、固体的接触面积等其他条件相同,反应速率不同是因为镁和铁本身的金属活动性不同,即反应物本身性质决定了反应速率,D符合题意;
故选D。
9.(24-25高二上·湖南·期中)下列做法的目的与改变反应速率无关的是
A.将豆腐置于冰箱中存放 B.食品包装袋中放置小包的活性铁
C.用含杂质的锌与稀硫酸反应制备 D.食品中添加着色剂
【答案】D
【详解】A.豆腐容易腐败变质,将豆腐置于冰箱中存放,温度降低,可以减缓腐败的速率,A不符合题意;
B.活性铁具有强还原性,食品包装袋中放置小包的活性铁可以除去食品包装袋内的氧气,降低氧气的浓度,可以减缓食品被腐蚀的速率,B不符合题意;
C.含杂质的锌与稀硫酸反应制备时可以形成原电池,加快反应的速率,C不符合题意;
D.在食品中添加着色剂,可增强食品的颜色,与反应速率无关,D符合题意;
答案选D。
10.(24-25高二上·福建漳州·期中)一定量的锌粉和过量稀盐酸反应,当向其中加入少量的下列物质时,能够加快反应速率,但不影响产生的总量的是
①铜粉、②铁粉、③石墨粉、④、⑤浓盐酸、⑥碳酸钠、⑦硫酸铜
A.①③⑤ B.②③⑤⑦ C.①②③⑤ D.①③⑤⑦
【答案】A
【详解】①加入铜粉,构成原电池,反应速率加快,不影响锌粉的量,不影响产生H2的总量,故①正确;
②加入铁粉,构成原电池,反应速率加快,锌反应完毕,铁可以与盐酸反应生成氢气,产生H2的总量增大,故②错误;
③加入石墨粉,构成原电池,反应速率加快,不影响锌粉的量,不影响产生H2的总量,故③正确;
④加入CuO,与盐酸反应生成氯化铜,氯化铜与锌反应生成铜,形成原电池,加快反应,但与盐酸反应的锌的量减少,生成氢气的总量减少,故④错误;
⑤加入浓盐酸,氢离子浓度增大,反应速率加快,不影响锌粉的量,不影响产生H2的总量,故⑤正确;
⑥加入碳酸钠,碳酸钠与盐酸反应,反应速率减小,故⑥错误;
⑦加入硫酸铜,硫酸铜与锌反应生成铜,形成原电池,加快反应,但与盐酸反应的锌的量减少,生成氢气的总量减少,故⑦错误;
①③⑤正确,答案选A。
11.(24-25高二上·广东广州·期中)下列方案设计能达到实验目的的是
A.甲装置可以定量测定化学反应速率
B.乙装置可以由球中气体颜色的深浅判断温度对反应速率的影响
C.丙装置可以由褪色快慢研究反应物浓度对反应速率的影响
D.丁装置可以验证增大反应物浓度对化学平衡的影响
【答案】D
【详解】A.生成的气体易从长颈漏斗逸出,应改为分液漏斗,故A错误;
B.乙装置中温度会影响平衡移动,影响颜色变化的观察,乙装置不可以由球中气体颜色的深浅判断温度对反应速率的影响,故B错误;
C.高锰酸钾和草酸反应的离子方程式为:,丙中两个试管中加入的H2C2O4是少量的,无法观察到酸性高锰酸钾溶液褪色,故C错误;
D.丁中两个试管中SCN-的浓度不同,其他条件相同,可以验证增大反应物浓度对化学平衡的影响,故D正确;
故选D。
【题型4活化分子、有效碰撞综合应用】
1.(24-25高二上·四川泸州·期中)关于“活化分子”,下列说法正确的是
A.升高温度可降低反应所需活化能,提高活化分子百分数,反应速率加快
B.增大反应物浓度,使单位体积内活化分子数增加,反应速率加快
C.恒容下,对于有气体参加的反应,加入惰性气体使体系压强增大,活化分子数增加,反应速率加快
D.活化分子的碰撞一定是有效碰撞
【答案】B
【详解】A.升高反应的温度,提供了能量,导致活化分子百分数增加,有效碰撞的几率提高,反应速率增大,而加入正催化剂可降低反应所需活化能,故A错误;
B.增大反应物的浓度,单位体积内活化分子数目增加,有效碰撞的几率提高,反应速率加快,故B正确;
C.恒容下,对于有气体参加的反应,加入惰性气体使体系压强增大,但参与反应的气体浓度不变,反应速率不变,故C错误;
D.活化分子间有合适的取向,发生的碰撞才能发生化学反应,则活化分子之间发生的碰撞不一定为有效碰撞,故D错误;
故选B。
2.(24-25高二上·江苏南京·期中)平流层中氯氟烃的光解产物会对臭氧层产生破坏,反应过程如图。下列说法不正确的是
A.
B.反应①是决速步
C.催化剂降低了反应活化能,改变了反应过程
D.总反应为催化剂和均为催化剂
【答案】D
【详解】A.由图可知,生成物能量低于反应物能量,反应放热,焓变为负值,A正确;
B.反应①的活化能是两步中较大的,是决速步,B正确;
C.催化剂降低了反应活化能,改变了反应过程,,加快了反应速率,C正确;
D.由图可知,总反应为,为催化剂,而为中间产物,D错误;
故选D。
3.(24-25高二上·甘肃·期中)研究一个化学反应时,往往需要关注反应的快慢、历程和涉及的反应速率和反应机理。下列说法错误的是
A.对于钢铁的腐蚀,减缓其腐蚀速率对人类有益
B.增大反应物浓度时,能增多单位体积内活化分子数
C.制造蜂窝煤时加入生石灰,与化学反应速率无关
D.化学反应中,反应物分子的每次碰撞都为有效碰撞
【答案】D
【详解】A.钢铁的腐蚀是一个普遍存在的问题,不仅会导致材料性能下降,还会增加维护成本,影响工业生产和日常生活,所以减缓其腐蚀速率对人类有益,故A正确;
B.增大反应物浓度时,可以增多单位体积内活化分子数,故B正确;
C.制造蜂窝煤时加入生石灰,是为了减少二氧化硫的排放,减少酸雨的形成,与化学反应速率无关,故C正确;
D.化学反应中,并不是反应物分子的每次碰撞都能发生反应,能够发生化学反应的碰撞叫有效碰撞,故D错误;
故选D。
4.(24-25高三上·辽宁·阶段练习)近期,我国科学家报道了一种在室温下由和合成乙酸的辐射催化反应。反应历程如图(表示微粒吸附在固体表面),下列说法正确的是
A.粒子为
B.反应④有生成
C.总反应为
D.若将换成,最终产物仍为
【答案】C
【详解】A.反应①中,在射线作用下分解为、和X,根据电荷守恒,X不带电,因此X为(羟基自由基),A错误;
B.与反应,得到的产物Y为,因此反应④为,没有生成,B错误;
C.反应②为,因此作为反应①的反应物在反应②中又重新生成,和作为催化剂,总反应为,C正确;
D.反应④的来自反应①中的分解,因此若将换成,则反应④中的变为,最终得到的产物为,D错误;
答案选C。
5.(24-25高二上·浙江台州·期中)下列影响速率的因素中,既可以增大单位体积活化分子数,又可以增大活化分子百分比的是
①升高温度 ②增大压强 ③加入催化剂 ④增大反应物浓度
A.①②③④ B.②③④ C.①③④ D.①③
【答案】D
【详解】①升高温度,给体系提供了能量,因此增大了单位体积的活化分子数,也提高了活化分子的百分数,有效碰撞几率增大,会加快反应速率,故①符合题意;
②对于气体反应来说,通过压缩体积增大压强,可以提高单位体积内活化分子数,有效碰撞几率增大,从而提高反应速率,但活化分子百分比没有发生变化,故②不符合题意;
③加入催化剂可以降低活化能,因此增大了单位体积的活化分子数,活化分子百分比也增大,有效碰撞几率增大,可以加快反应速率,故③符合题意;
④增大反应物浓度,可以提高单位体积内分子总数,活化分子百分比不变,单位体积内活化分子数增多,有效碰撞几率增大,从而提高反应速率,故④不符合题意;
因此符合题意的为①③,
故答案选D。
6.(24-25高二上·北京·期中)下列关于催化剂的说法中正确的是
A.催化剂能使不反应的物质发生反应
B.温度越高,催化剂的催化效果越好
C.催化剂能使反应体系的活化能降低,增大反应平衡转化率
D.催化剂能使反应体系的活化分子百分数增大,增大反应速率
【答案】D
【详解】A.催化剂不能改变反应发生的可能性,也就是不能使不发生的反应发生,也不能使能发生的反应不发生,A不正确;
B.催化剂的最佳催化活性通常有一定的温度范围,温度过高,催化剂可能减弱甚至丧失催化活性,B不正确;
C.催化剂能降低反应体系的活化能,但不能改变反应物的平衡转化率,C不正确;
D.催化剂能降低反应的活化能,从而增大反应体系的活化分子百分数,加快反应速率,D正确;
故选D。
7.(24-25高二上·广东深圳·期中)在含、和的溶液中,发生反应:,其反应进程中的能量变化如下,下列有关该反应的说法正确的是
A.步骤①的热化学方程为:
B.决速步骤为第②步
C.该总反应为放热反应
D.可以使反应物分子中活化分子百分数增大
【答案】C
【详解】A.由图可知,步骤①的反应物的总能量为E2kJ/mol、生成物的总能量为E3 kJ/mol,所以步骤①的热化学方程为:△H=(E3-E2) kJ/mol,故A错误;
B.反应的活化能越大,反应速率越慢,反应的决速步骤为慢反应,由图可知,步骤①的活化能大于步骤②,所以步骤①是慢反应,决速步是第①步,故B错误;
C.图中可见生成物的总能量小于反应物的总能量,总反应放热,∆H<0,故C正确;
D.由图可知,铁离子先消耗,后生成,是该反应的催化剂,催化剂能降低反应的活化能,提高活化分子百分数,但亚铁离子为中间产物,不能改变活化分子百分数,故D错误;
故选C。
8.(24-25高二上·湖南·期中)甲醇和亚硫酰氯的反应过程分为反应①和反应②,其各自的反应历程如图所示,下列有关结论错误的是
A.反应①属于放热反应
B.反应②中既有极性键的断裂,又有非极性键的形成
C.反应①中分子有效碰撞几率最大的是第二步
D.该反应的总方程式为
【答案】B
【详解】A.如图,反应物的总能量大于生成物的总能量,该反应为放热反应,A正确;
B.根据反应②物质变化可知,CH3OS(O)Cl中有极性键的断裂,生成CH3Cl和SO2,有极性键的形成,无非极性键的形成,B错误;
C.反应①的第一步活化能大,反应速率相对较慢,第二步活化能小,反应速率相对较快,有效碰撞几率较大,C正确;
D.根据反应①和反应②物质变化可知,总反应:,D正确;
答案选B。
9.(24-25高二上·广东广州·期中)室温下,某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等,同时发生以下两个反应:①;②。反应①的速率可表示为,反应②的速率可表示为(、为速率常数)。反应体系中组分M、Z的浓度随时间变化情况如图,下列说法不正确的是
A.0~30min时间段内,Y的平均反应速率为
B.反应①的活化能比反应②的活化能大
C.反应开始后,体系中Y和Z的浓度之比保持不变
D.如果反应能进行到底,反应结束时62.5%的M转化为Z
【答案】A
【分析】由图可知:M的起始浓度为0.5 mol/L,反应①的速率v1=k1c2(M),反应②的速率v2=k2c2(M)(k1、k2为速率常数)。则同一反应体系中反应①、②的速率之比始终不变,所以Y、Z的浓度变化之比始终不变;①M+N=X+Y、②M+N=X+Z,则体系中始终有c(Y)+c(Z)=△c (M),由图可知:30 min时△c(M)=0.5 mol/L-0.3mol/L=0.2 mol/L;c(Z)=0.125 mol/L,则c (Y)=0.2 mol/L-0.125 mol/L=0.075 mol/L,即反应开始后,体系中Y和Z的浓度之比为0.075 mol/L:0.125 mol/L=3:5;
【详解】A. 据分析,0~30min时间段内,Y的平均反应速率为,A错误;
B.由图可知,30 min时△c(M)=0.5 mol/L-0.3 mol/L=0.2 mol/L,c(Z)=0.125 mol/L,则c(Y)=△c(M)- c(Z)=0.2 mol/L-0.125 mol/L=0.075 mol/L,则v(Y):v(Z)=0.075 mol/L:0.125 mol/L =3:5,即v(Y)<v(Z),v1<v2。反应的活化能越高,反应速率越慢,所以反应①的活化能大于反应②的活化能,B正确;
C.反应①的速率v1=k1c2(M),反应②的速率v2=k2c2(M),k1、k2为速率常数,则反应体系中反应①、②的速率之比始终不变,即反应开始后,体系中生成物Y、Z的浓度之比始终不变,C正确;
D.由上述分析可知,体系中Y和Z的浓度之比始终为3:5,则如果反应能进行到底,反应结束时,有62.5%的M转化为Z,D正确;
答案选A。
10.(24-25高二上·重庆璧山·阶段练习)下列说法正确的是
A.豆科植物固氮过程中,固氮酶能提高该反应的活化能
B.与反应中,Ag催化能提高生成的选择性
C.制反应中,能加快化学反应速率
D.与反应中,能减小该反应的焓变
【答案】C
【详解】A.豆科植物固氮过程中,固氮酶是催化剂,能降低该反应的活化能,故A错误;
B.催化剂具有选择性,与反应中,Ag催化能提高生成环氧乙烷的选择性,故B错误;
C.制反应中,作催化剂,能加快化学反应速率,故C正确;
D.催化剂能降低反应活化能,不能改变反应的焓变,故D错误;
选C。
11.(24-25高二上·四川成都·期中)研究与氯自由基(用表示)的反应有助于保护臭氧层。已知与反应有4条可能的反应路径,如图所示。图中TS表示过渡态,IM表示中间体。下列说法中正确的是
A.相同条件下,路径①的反应速率最快
B.路径④属于放热反应
C.路径②是基元反应
D.过渡态中最稳定的是TS1,产物最稳定的是路径④的
【答案】B
【详解】A.相同条件下,路径①的活化能最大,反应速率最慢,A错误;
B.路径④的生成物总能量小于反应物总能量,属于放热反应,B正确;
C.基元反应是指反应物一步直接转化为产物的反应,从图中可以看出,路径②中存在中间产物,则不是基元反应,C错误;
D.过渡态中TS1的能量最高,稳定性最差,D错误;
故选B。
12.(24-25高二上·四川·期中)已知在催化下发生分解反应的能量变化如下图所示,第一步反应的离子方程式为。下列说法错误的是
A.是在存在下发生分解反应放出的总能量
B.第二步反应为
C.断裂的化学键吸收的能量大于断裂与的化学键吸收的总能量
D.是第二步反应逆反应的活化能
【答案】C
【详解】A.是生成物与反应物的能量差,故是分解反应放出的总能量,A项正确;
B.总反应为双氧水在MnO2催化下分解,结合总反应式和题中给的第一步反应式可写出第二步反应式为,B项正确;
C.由图像可知该反应是放热反应,反应物总键能小于生成物总键能,C项错误;
D.是第二步反应的活化分子与生成物的能量差,是第二步反应逆反应的活化能,D项正确;
故选C。
13.(24-25高二上·广西·期中)反应实际上是经过了两步反应完成的:①(慢);②(快)。下列说法错误的是
A.的寿命较短 B.步骤②需要吸收能量
C.HI分解过程包含两个基元反应 D.该反应属于分解反应
【答案】B
【详解】A.第一步为慢反应,第二步为快反应,则的消耗速率大于生成速率,因此的寿命较短,A正确;
B.步骤②形成化学键,需要释放能量,B错误;
C.上述反应①②都是基元反应,C正确;
D.该反应为一边多的反应,属于分解反应,D正确;
故选B。
14.(24-25高三上·山西长治·阶段练习)有机物在含铁配离子(用表示)的作用下,发生反应的机理和相对能量变化如图所示。下列说法错误的是
A.在整个反应过程中的作用是催化剂
B.整个反应过程中形成共价键的数目发生了变化
C.总反应的化学方程式为
D.反应进程中的最大能垒是
【答案】D
【详解】A.根据反应的机理,含铁配离子在第①步是反应物,最后一步是生成物,所以是催化剂,A正确;
B.由图可知,在反应①中Fe的成键数目由2变为3,B正确;
C.由图可知,反应物为,生成物为,合并①②③④方程式,则总反应的化学方程式为,C正确;
D.反应进程中的最大能垒是活化能最大的Ⅳ→Ⅰ,根据反应进程可知最大能垒是,D错误;
故选D。
15.(24-25高二上·山东泰安·期中)自由基是化学键断裂时产生的含未成对电子的中间体,自由基与O2反应进程的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A.与O2键能总和大于产物P2的键能总和
B.产物 P1与P2的分子式、氧元素的化合价均相同
C.产物 P2的反应历程中最大能垒
D.中间产物Z转化为产物的速率:
【答案】C
【详解】A.根据图示,与O2的总能量高于产物P2,该反应为放热反应,即反应热=反应物总键能-生成物总键能<0,则与O2键能总和小于产物P2的键能总和,A错误;
B.根据产物P1与P2的结构式,可知P1与P2分子式均为HNO3,分子式相同。根据产物P1的结构式,分子中含有O-O键,与H2O2类似,这两个O的化合价为-1价;其他O的化合价为-2价,则产物 P1的氧元素的化合价有-1价和-2价。根据产物P2的结构式,O均与其他非氧原子形成两个共用电子对,化合价均为-2价。因此产物P1和P2中氧元素的化合价不相同,B错误;
C.根据图示,产物P2的反应历程中能垒最大的步骤为中间产物Z转化为产物P2,能垒E正=-18.9kJ⋅mol-1-(-205.1kJ⋅mol-1)=186.2kJ⋅mol-1,C正确;
D.活化能越大,反应速率越小,根据图示,中间产物Z转化为P1的活化能小于转化为P2的活化能,则,D错误;
故选C。
16.(24-25高二上·浙江·期中)某科研人员提出与在羟基磷灰石()表面催化氧化生成和的历程,该历程示意图如下(图中只画出了的部分结构)。下列说法错误的是
A.能提高与的反应速率的原因是降低了反应的活化能
B.和的空间构型分别为平面结构和直线结构
C.在反应过程中,有、键的断裂和键的形成
D.根据图示信息,分子中的氧原子只有部分来自
【答案】C
【详解】A.催化剂参与反应改变反应历程,降低了反应的活化能,加快了反应速率,HAP能提高HCHO与 O2 的反应速率的原因是降低了反应的活化能,A正确;
B.HCHO中C原子形成有一个双键,碳原子杂化方式为sp2杂化,HCHO为平面结构, CO2中C原子形成两个双键,碳原子杂化方式为sp杂化,空间构型是直线结构,B正确;
C.由图可知,与反应生成和,反应过程中,从过渡态到HAP有C-H键的断裂,O-H、C=O键的形成,没有的断裂,C错误;
D.根据图示信息,分子中的氧原子只有部分来自、部分来自,D正确;
故选C。
17.(24-25高二上·浙江·期中)反应过程中能量变化如图所示(图中表示正反应的活化能,表示逆反应的活化能),下列有关叙述错误的是
A.该反应为放热反应,kJ/mol
B.有催化剂的两步反应中,第一步为该反应的决速步
C.使用催化剂可以降低反应的活化能,从而加快化学反应速率
D.若kJ/mol则和反应放出的热量一定小于akJ
【答案】D
【详解】A.反应热=正反应的活化能逆反应的活化能,根据图中信息可知反应的,A正确;
B.有催化剂的反应中活化能越大,反应速率越慢,根据图中信息,第一步的活化能比第二步活化能大,则第一步反应速率慢,为决速步,B正确;
C.催化剂可以改变反应的路径,与反应物形成活化中间体,这个新的路径使得反应所需的活化能降低,从而降低了活化能,使得更多的分子能够达到反应所需的能量阈值,从而加快了反应速率,C正确;
D.若kJ/mol只能表示生成放出热量,题目中没有具体给出参加反应和的反应量,所以无法比较放出热量与的大小关系,D错误;
故答案为:D。
18.(24-25高二上·河南信阳·期中)一定条件下,丙烯与HCl发生加成反应,生成和两种产物,其能量与反应过程如下图所示。下列说法正确的是
A.丙烯与HCl发生的反应是放热反应,能自发进行
B.根据该反应推测,丙烯与HBr加成的主要产物为1-溴丙烷
C.合成的反应中,第I步反应为整个反应的决速步骤
D.总反应的
【答案】C
【详解】A.或的熵变,由图知反应放热,为放热的熵减反应,不能判断反应一定能自发进行,需要结合温度判断,A错误;
B.由图中可以看出生成的活化能较低,反应的主要产物为,B错误;
C.在合成的反应过程中,第Ⅰ步反应活化能更大,反应速率更小,慢反应为整个反应的决速步骤,C正确;
D.由图可知,总反应的,D错误;
故选C。
19.(24-25高二上·福建龙岩·期中)“接触法制硫酸”的核心反应是,因在催化剂表面与接触而得名,反应过程示意图如下:
下列说法不正确的是
A.反应①的活化能比反应②的高
B.增大的浓度能明显增大的生成速率
C.图示过程中既有键的断裂又有键的形成
D.的作用是降低该反应的活化能,提高单位时间内的产率
【答案】B
【详解】A.由图知反应①慢,反应②快,则反应①活化能比反应②高,A正确;
B.增大的浓度可以提高反应②的化学反应速率,反应①不需要氧气参与,反应①速率较慢,总反应速率是由慢反应决定,所以总反应不能明显提高,B错误;
C.与的相互转化过程中既有V-O的断裂又有V-O键的形成,C正确;
D.作为催化剂,其作用是降低该反应的活化能,缩短反应达到平衡所需的时间,即可以提高单位时间内的产率,D正确;
答案选B。
20.(24-25高二上·福建·期中)我国学者发现时(各物质均为气态),甲醇与水在铜基催化剂上的反应机理和能量图如图:
下列说法正确的是
A.反应Ⅱ的热化学方程式为:
B.是该反应的催化剂,能使反应中活化分子百分数增大
C.选择优良的催化剂可以降低反应Ⅰ和Ⅱ的活化能,减少过程中的能耗和反应的焓变
D.和的总能量小于和的总能量
【答案】D
【分析】根据图示,反应Ⅰ为,反应Ⅱ为。
【详解】A.根据图示,反应Ⅱ反应物总能量高于生成物,反应放热,反应Ⅱ的热化学方程式为:,故A错误;
B.反应Ⅰ生成CO、反应Ⅱ消耗CO,是该反应的中间产物,故B错误;
C.催化剂可以降低反应的活化能,但催化剂不能改变反应的焓变,故C错误;
D.根据图示,总反应为,反应物总能量低于生成物,正反应吸热,则和的总能量小于和的总能量,故D正确;
选D。
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