内容正文:
课时冲关二十二 化学反应速率及影响因素
学生用书 P439
一、选择题:每题只有一个选项符合题意
1.(2025湖南长郡质检)2007年2月,中国首条
“生态马路”在上海复兴路隧道建成,它运用了
“光触媒”技术,在路面涂上一种光催化剂涂料,
可将汽车尾气中45%的NO和CO转化成N2 和
CO2.下列对此反应的叙述中正确的是 ( )
A.使用光催化剂不改变反应速率
B.使用光催化剂能增大NO的转化率
C.升高温度能加快反应速率
D.改变压强对反应速率无影响
解析:C [A.使用光催化剂可以加快化学反应
速率,A不正确;B.使用光催化剂对正、逆反应
的速率的影响是相同的,不能增大 NO的转化
率,B不正确;C.升高温度能提高活化分子的百
分数,故能加快反应速率,C正确;D.该反应中
的所有组分均为气体,故改变压强对反应速率
有影响,D不正确.]
2.(2025四川成都实验中学模拟)下列有关反应
速率的说法正确的是 ( )
A.氢气与氮气能够缓慢反应生成氨,使用合适
催化剂可提高反应速率
B.等质量的锌粉和锌片与相同体积、相同浓度
的盐酸反应,反应速率相等
C.用铁片与硫酸制备氢气时,使用浓硫酸可以
加快产生氢气的速率
D.二氧化硫催化氧化反应的ΔH<0,所以升高
温度,反应速率减小
解析:A [催化剂能加快化学反应速率,A项正
确;质量相同时,锌粉与盐酸的接触面积大,反
应速率快,B项错误;常温下铁遇浓硫酸钝化,
C项错误;升高温度,活化分子的百分数增大,
分子间的碰撞频率提高,分子间有效碰撞的几
率提高,反应速率增大,D项错误.]
3.(2025双鸭山市高三检测)往
一容积不变的密闭容器中充入
H2 和I2,发生反应H2(g)+
I2(g) 2HI(g) ΔH<0,当
达到平衡后,t1 时改变反应的
某一条件,平衡如图所示,则t1 改变的条件为
( )
A.增大压强 B.升高温度
C.增大H2 的浓度 D.加入催化剂
解析:B [A项,反应前后气体分子数不变,增
大压强,正、逆反应速率都增大,但平衡不移动,
错误;B项,反应放热,升高温度,正、逆反应速
率均增大,且 平 衡 逆 向 移 动,符 合 题 意,正 确;
C项,增大 H2 的 浓 度,平 衡 正 向 移 动,错 误;
D项,加入催化剂,正、逆反应速率均增大,但平
衡不移动,错误.]
4.(2025浙江模拟)下表数据是在某高温下,金
属镁和镍分别在氧气中进行氧化反应时,在金
属表面生成氧化薄膜的实验记录如下(a和b均
为与温度有关的常数):
反应时
间t/h
1 4 9 16 25
MgO层
厚Y/nm
005a020a045a080a125a
NiO层厚
Y′/nm
b 2b 3b 4b 5b
下列说法不正确的是 ( )
A.金属表面生成的氧化薄膜可以对金属起到保
护作用
B.金属高温氧化腐蚀速率可以用金属氧化膜的
生长速率来表示
C.金属氧化膜的膜厚Y 跟时间t所呈现的关系
是:MgO氧化膜厚Y 属直线形,NiO氧化膜
厚Y′属抛物线形
D.Mg与Ni比较,金属镁具有更良好的耐氧化
腐蚀性
解析:D [A.有些金属表面被氧化时,会生成
致密的氧化物薄膜,可以起到保护金属的作用,
例如铝等,A项正确;B.金属腐蚀即金属失去电
子被氧化的过程,因此可以用氧化膜的生长速
率表示金属在高温下被氧化腐蚀的速率,B项
正确;C.表格中列举的数据,时间间隔分别是
1h、3h、5h、7h、9h;对于 MgO,结合 MgO厚
度的数据分析可知,MgO氧化膜每小时增加的
厚度是定值即005a,因此其随时间变化呈现直
285
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线形关系;结合NiO厚度的数据分析,NiO氧化
膜厚度随时间推移,增长的越 来 越 缓 慢,所 以
NiO氧化膜与时间呈现抛物线形的关系,C项
正确;D.根据表格数据分析可知,MgO氧化膜
随时间推移,厚度呈现直线形 递 增 的 趋 势,而
NiO氧化膜随时间推移,厚度增加越来越缓慢,
说明NiO氧化膜的生成能够逐渐减缓Ni单质
被氧化的速率,所以 Ni的耐氧化腐蚀性能更
好,D项错误.]
5.(2025永州市模拟)室温下,在P和Q浓度相
等的混合溶液中,同时发生反应①P+QX
+Z和反应② P+QY+Z,反应①和②的
速率方程分别是v1=k1c2(P)、v2=k2c2(P)(k1、
k2 为速率常数).反应过程中,Q、X的浓度随
时间变化情况如图所示.下列说法错误的是
( )
A.反应开始后,体系中X和Y的浓度之比保持
不变
B.45min时Z的浓度为04molL-1
C.反应①的活化能比反应②的活化能大
D.如果反应能进行到底,反应结束时,有40%
的P转化为Y
解析:D [A.根据①和②的速率方程分别是v1
=k1c2(P)、v2=k2c2(P)(k1、k2 为速率常数),反
应开始后,体系中X和 Y的浓度之比为
k1
k2
,保
持不变,故A正确;B.根据反应①P+QX
+Z和反应②P+QY+Z方程式,可知每
消耗1molQ同时生成1molZ,反应到45min
时,Q的浓度降低04mol/L,则Z的浓度为
04molL-1,故B正确;C.反应到20min时,
Q的浓度降低03mol/L,反应①中X浓度增
大012mol/L,则反应②中 Y浓度增大018
mol/L,反应②的速率大于反应①,所以反应①
的活化能比反应②的活化能大,故C正确;D.反
应到20min时,Q的浓度降低03mol/L,反应
①中X浓度增大012mol/L,则反应②中Y浓
度增大018mol/L,如果反应能进行到底,反应
结束时,有60%的P转化为Y,故D错误.]
6.(2025滁州市模拟)利用天然气制乙炔,反应
原理如下:
①2CH4(g) C2H4(g)+2H2(g) ΔH1>0
②C2H4(g) C2H2(g)+H2(g) ΔH2>0
在1L恒容密闭反应器中充入适量的CH4,发
生上述反应,测得某温度时各含碳物质的物质
的量随时间变化如图所示.下列叙述正确的是
( )
A.M点正反应速率小于逆反应速率
B.反应前30min以乙烯生成为主
C.若60min后升温,乙曲线上升,甲曲线下降
D.0~40min内CH4 平均速率为2.0mol
L-1min-1
解析:B [根据题干化学反应方程式特点,随反
应进行,甲烷含量逐渐减小,乙烯物质的量先增
大后减小,产物乙炔物质的量只增大,因此曲线
甲代表乙炔、乙代表甲烷、丙代表乙烯;根据曲
线变化,30min前以生成乙烯为主,30min后,
以反应生成乙炔为主.A.由分析可知,乙代表
甲烷,M 点时,甲烷的物质的量减小,说明反应
向正方向进行,则正反应速率大于逆反应速率,
A项错误;B.由分析可知,30min前以乙烯生成
为主,B项正确;C.根据题干,两反应均属于吸
热反应,升高温度,平衡正向移动,甲烷物质的
量减少,乙炔物质的量增大,则乙曲线下降,甲
曲线上升,C项错误;D.乙代表甲烷,0~40min
内 CH4 平 均 速 率 为
(100-20)×10-2mol
1L×40min =
0.02molL-1min-1,D项错误;答案选B.]
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第六章 化学反应的方向、限度与速率
7.硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为
Na2S2O3+H2SO4Na2SO4+SO2↑+S↓+
H2O,下列各组实验中最先出现浑浊的是 ( )
实
验
反应温
度/℃
Na2S2O3 溶液 稀 H2SO4 H2O
V/mL c/(mol/L) V/mL c/(mol/L) V/mL
A 25 5 0.1 10 0.1 5
B 25 5 0.2 5 0.2 10
C 35 5 0.1 10 0.1 5
D 35 5 0.2 5 0.2 10
解析:D [本题考查反应速率的影响因素,温度
高、浓度大反应速率快,先出现浑浊,D项符合
题意.]
8.在四氯化碳溶液中,N2O5 按下式分解:2N2O5
4NO2+O2.取2L该溶液测得在67℃时
c(N2O5)随时间的变化如下表:
t/min 0 1 2 3 4
c(N2O5)/
(molL-1)
1.00 0.71 0.50 0.35 0.25
根据表中数据,下列说法不正确的是 ( )
A.其他条件不变时,化学反应速率随浓度的减
小而减小
B.前 2 min,以 NO2 表 示 的 平 均 反 应 速 率
是0.25molL-1min-1
C.前4min,生成O2 的物质的量为0.75mol
D.若升高温度,1min时测得c(N2O5)<0.71molL-1
解析:B [本题考查化学反应速率的计算及温
度、浓度对反应速率的影响.由表中数据可知,
随着反应的进行,每分钟内c(N2O5)的变化量
逐渐减小,则其他条件不变时,化学反应速率随
浓度 的 减 小 而 减 小,A 正 确;前 2 min 内,
c(N2O5)减小0.50molL-1,则c(NO2)增加
1.00molL-1,故有v(NO2)=
1.00molL-1
2min
=0.50molL-1min-1,B错误;前4min内,
c(N2O5)减小0.75molL-1,则反应中消耗
N2O5 为0.75molL-1×2L=1.50mol,故前
4min生成的 O2 为0.75mol,C正确;升高温
度,反应速率加快,1min内消耗的N2O5 增加,
故1min时测得c(N2O5)<0.71molL-1,
D正确.]
二、选择题:每小题有一个或两个选项符合题意
9.由下列生产或实验事实得出的相应结论不正确
的是 ( )
事实 结论
A
其他条件相同,Na2S2O3
溶液 和 H2SO4 溶 液 反
应,升高溶液的温度,析
出硫沉淀所需时间缩短
当其 他 条 件 不
变时,升高反应
温度,化学反应
速率加快
B
工业 制 硫 酸 中,在 SO3
的吸收阶段,吸收塔里要
装填瓷环
增大 气 液 接 触
面积,使SO3 的
吸收速率增大
C
在容积可变的密闭容器
中发 生 反 应:2NH3(g)
N2H4(l)+H2(g),
把容器的体积缩小一半
正反 应 速 率 加
快,逆反应速率
减慢
D
向A、B两支试管中分别
加入等体积5%的 H2O2
溶液,在 B试管中加入
2~3滴FeCl3 溶液,B试
管中产生气泡快
当其 他 条 件 不
变时,催化剂可
以改 变 化 学 反
应速率
解析:C [C项中压缩容器体积,反应物、生成
物的浓度均增加,正、逆反应速率均加快.]
10.恒 容 条 件 下,1 mol
SiHCl3发生如下反应:
2SiHCl3 (g)
SiH2Cl2(g)+SiCl4(g).
已知:v正=v消耗(SiHCl3)
=k正 x2 (SiHCl3),v逆 =2v消耗 (SiH2Cl2)=
k逆x(SiH2Cl2)x(SiCl4),k正、k逆 分别为正、逆向反
应速率常数(仅与温度有关),x为物质的量分数.
如图是不同温度下x(SiHCl3)随时间的变化.下
列说法正确的是 ( )
A.该反应为放热反应,v正a<v逆b
B.化学平衡状态时2v消耗(SiHCl3)=
v消耗(SiCl4)
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C.当反应进行到a处时,
v正
v逆=
16
9
D.T2K时平衡体系中再充入1molSiHCl3,
平衡正向移动,x(SiH2Cl2)增大
解析:C [A.因两曲线对应的状态只是温度
不同,由图像知达到平衡所需时间T2K小于
T1K,温度越高反应速率越快,所以温度T2>
T1.又T2K下达到平衡时SiHCl3的物质的
量分数比T1K平衡时小,说明升温平衡向正
反应方向移动,由此推知该反应为吸热反应,选
项A错误;B.化学平衡状态时v消耗(SiHCl3)=
2v消耗(SiCl4),选 项B错 误;C.2SiHCl3(g)
SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)反应前后分子数不变,即
反应开始至达平衡的过程中混合气体总物质
的量始终为1mol,由图像知T2K下达到平衡
时SiHCl3 的 物 质 的 量 分 数 为0.75,则 此 时
SiH2Cl2 和SiCl4 的物质的量分数均为0.125,
因为平衡时v正=v逆,v正=k正 x2(SiHCl3)=
0.752k正,v逆 =k逆 x(SiH2Cl2)x(SiCl4)=
0.1252k逆,则0.752k正 =0.1252k逆,
k正
k逆 =
0.1252
0.752
=136
,因k正 和k逆 只与温度有关,反应进
行到a点处时v正=k正 x2(SiHCl3)=0.82k正,
v逆=k逆x(SiH2Cl2)x(SiCl4)=0.12k逆.
v正
v逆=
k正
k逆×
0.82
0.12
=136×
0.82
0.12
=169
,选项C正确;D.恒
容条件下再充入1molSiHCl3,相当于增大压
强,而2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)
反应 前 后 气 体 体 积 不 变,所 以 平 衡 不 移 动,
x(SiH2Cl2)不变,选项D错误.]
11.在容积不变的密闭容器中存在如下反应:2SO2(g)
+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-QkJmol-1
(Q>0).某研究小组研究了其他条件不变时,
改变某一条件对上述反应的影响,分析正确
的是 ( )
A.图Ⅰ研究的是t1 时刻增大压强对反应速率
的影响
B.图Ⅱ研究的是t1 时刻加入催化剂后对反应
速率的影响
C.图Ⅲ研究的是催化剂对平衡的影响,且甲的
催化速率比乙高
D.图Ⅲ研究的是温度对化学平衡的影响,且乙
的温度较低
解析:AB [A.增大压强,正、逆反应速率均增
大,且正反应速率增加的倍数大,平衡向右移
动.图像正确,A项正确;B.图Ⅱ正、逆反应速
率同等程度的增大,为催化剂对反应速率的影
响,B项正确;C.催化剂不改变平衡状态移动,
平衡时转化率应相等,C项错误;D.若图Ⅲ研
究的是温度对化学平衡的影响,则乙先达到平
衡,对应的温度高,升温不利于二氧化硫的转
化,则二氧化硫转化率低,D项错误.]
三、非选择题
12.用酸性KMnO4 和H2C2O4(草酸)反应研究影
响反应速率的因素,离子方程式为:2MnO-4 +
5H2C2O4+6H+ 2Mn2+ +10CO2 ↑ +
8H2O.一实验小组欲通过测定单位时间内生
成CO2 的速率,探究某种影响化学反应速率的
因素,设计实验方案如下(KMnO4 溶液已酸
化),实验装置如图甲所示:
实验
序号
A溶液 B溶液
①
20 mL0.1 mol/L
H2C2O4 溶液
30mL0.01mol/L
KMnO4 溶液
②
20 mL0.2 mol/L
H2C2O4 溶液
30mL0.01mol/L
KMnO4 溶液
(1)该实验探究的是 因素对化学反应
速率的影响.相同时间内针筒中所得CO2 的
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第六章 化学反应的方向、限度与速率
体积大小关系是 > (填实验
序号).
(2)若实验①在2min末收集了4.48mLCO2
(标准状况下),则在2min末,c(MnO-4 )=
mol/L.(假设混合溶液体积为50mL)
(3)除通过测定一定时间内CO2 的体积来比较
反应速率,本实验还可通过测定 来比
较化学反应速率.
(4)小组同学发现反应速率变化如图乙,其中t1~
t2 时间内速率变快的主要原因可能是:①产物
Mn2+是反应的催化剂、② .
解析:(1)根据表中所列数据分析,实验探究的
是浓度因素对化学反应速率的影响.浓度越
大反应速率越快,生成的CO2 的体积越大,即
②>①.
(2)4.48mLCO2,即0.0002mol,根据化学方
程式计算,反应的 MnO-4 是0.00004mol,剩
余的 MnO-4 是0.0003mol-0.00004mol=
0.00026mol,故c(MnO-4)=0.0052molL-1.
(3)KMnO4 是 有 颜 色 的,故 还 可 通 过 测 定
KMnO4 溶液完全褪色所需时间或产生相同体
积气体所需的时间来比较化学反应速率.
(4)升高温度会加快反应的速率.
答案:(1)浓度 ②①
(2)0.0052
(3)KMnO4 溶液完全褪色所需时间(或产生相
同体积气体所需的时间)
(4)反应放热,使混合溶液的温度升高
13.(2025保定市高三开学考)某实验小组以
H2O2 分解为例,研究浓度、催化剂、溶液的酸
碱性对反应速率的影响.在常温下按照如下
方案完成实验.
编号 反应物 催化剂
Ⅰ
10mL2% H2O2 溶
液+1mL水
无
Ⅱ
10mL5% H2O2 溶
液+1mL水
无
编号 反应物 催化剂
Ⅲ
10 mL 5% H2O2
溶液
1mL01molL-1
FeCl3 溶液
Ⅳ
10mL5% H2O2 溶
液+少量HCl溶液
1mL01molL-1
FeCl3 溶液
Ⅴ
10mL5%H2O2溶液
+少量NaOH溶液
1mL01molL-1
FeCl3 溶液
(1)实验Ⅰ和实验Ⅱ的目的是
.
(2)实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的起始反应速率由大到小的顺序
为 (用实验编号表示).
(3)实验Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ中,测得生成氧气的体积(折算成
标准状况)随时间变化的关系如图所示.
①分析图示能够得出的结论是
.
②实验Ⅲ在t1~t2 时间内,以H2O2 表示的反应速
率为 .
解析:(1)实验Ⅰ和Ⅱ均未使用催化剂,混合液的总体
积均为11mL,c(H2O2)不同,则实验目的是探究反
应物 浓 度 对 反 应 速 率 的 影 响.(2)实 验Ⅰ中,
c(H2O2)最小且未使用催化剂,则实验Ⅰ中起始反应
速率最小;实验Ⅱ和Ⅲ中c(H2O2)相同,实验Ⅲ中加
入FeCl3 溶液,则实验Ⅲ的起始反应速率大于实验
Ⅱ,故反应速率由大到小的顺序为Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ.(3)①
与实验Ⅲ相比,实验Ⅳ加入少量HCl溶液,实验Ⅴ
加入少量NaOH溶液,其他实验条件均相同,由题
图可知,反应速率:Ⅴ>Ⅲ>Ⅳ,据此得出结论:碱性
环境能加快H2O2 的分解速率,酸性环境能减慢
H2O2 的分解速率.②实验Ⅲ在t1~t2 时间内,生
成标准状况下O2 的体积为(b-a)mL,则有n(O2)
=
(b-a)×10-3
22.4 mol
,反应中消耗H2O2 的物质的
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量n(H2O2)=2n(O2)=
(b-a)×10-3
11.2 mol
,溶液的
总体积为11mL,故以 H2O2 表示的反应速率
v(H2O2)=
(b-a)×10-3
11.2×0.011×(t2-t1)
molL-1s-1
= b-a123.2(t2-t1)
molL-1s-1.
答案:(1)探究反应物浓度对反应速率的影响
(2)Ⅲ>Ⅱ>Ⅰ
(3)①碱性环境能加快 H2O2 分解的速率,酸
性环境能减慢H2O2 分解的速率
② b-a123.2(t2-t1)
molL-1s-1
14.(2025镇江市高三检测)氮元素是一种重要
元素,其单质及化合物在化工、生产等领域应
用非常广泛.请回答下列问题:
(1)氮元素的常见单质有N2、N4、N8,三种分子
中的每个氮原子均为8电子稳定结构,则 N4
的结构式为 .
(2)为探究温度及不同催化剂对反应2NO(g)
+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) ΔH =
-7465kJ/mol的影响,分别在不同温度、不
同催化剂下,保持其他初始条件不变重复实
验,在相同时间内测得NO转化率与温度的关
系如图所示.在催化剂乙作用下,图中 M 点
对应的速率(对应温度400℃)v(正)
v(逆)(填“>”“<”或“=”),温度升高
后,两种催化剂条件下 NO转化率均明显降
低,原因可能是 .
(3)NH3 催化 还 原 NO 是 重 要 的 烟 气 脱 硝
技术.
某研究小组将2molNH3、3molNO和一定量
的O2 充入2L密闭容器中,在 Ag2O催化剂
表面发生反应4NH3(g)+6NO(g) 5N2(g)
+6H2O(g) ΔH<0,NO的转化率随温度变
化的情况如图所示.
①在15min内将温度从420℃升高到580℃,
此时间段内 NO的平均反应速率为
molL-1min-1.
②在有氧条件下,580℃之后 NO生成 N2 的
转化率降低的原因可能是
.
解析:(1)N4 分子中每个N原子均为8电子稳定
结构,N4 为四面体结构,结构式为 .
(2)由于在催化剂乙作用下,题图中 M 点对应
的转化率低于催化剂甲作用下对应的转化率,
因此反应没有达到平衡状态,反应向正反应方
向进行,则 速 率(对 应 温 度400 ℃)v(正)>
v(逆);温度高于400℃,NO转化率降低的原
因可能是温度升高,催化剂活性降低.
(3)①420℃时NO的转化率为2%,此时消耗
NO的 物 质 的 量 为3mol×2%=006mol,
580℃时NO的转化率为59%,此时消耗NO的
物质的量为3mol×59%=177mol,故在420~
580℃,NO的改变量为177mol-006mol=
171mol,平 均 反 应 速 率 v= 1.71mol2L×15min=
0057molL-1min-1.②该反应为放热反应,
温度升高,平衡逆向移动,NO的转化率降低.
答案:(1) (2)> 温度升高,催
化剂活性降低
(3)①0057 ②该反应为放热反应,温度升
高,平衡逆向移动
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第六章 化学反应的方向、限度与速率