2.3 第2课时 影响化学反应速率的因素（同步练习）-【学而思·PPT课件分层练习】2025-2026学年高二化学选择性必修第一册（鲁教版2019）

第2课时　影响化学反应速率的因素 基础过关练 题组一　影响化学反应速率的因素 1.生活离不开化学。生活中的下列做法与化学反应速率控制无关的是 (　　) A.夏天将食物保存在冰箱中 B.食品抽真空包装 C.加工馒头时加入NaHCO3 D.洗衣服时使用加酶洗衣粉 2.(易错题)下列关于反应3H2(g)+N2(g) 2NH3(g)的说法中正确的是 (　　) A.恒温条件下,将容器压缩,平衡正向移动,v正增大、v逆减小 B.恒温恒容条件下充入Ar,压强增大,反应速率加快,平衡正向移动 C.恒温恒压条件下充入He,平衡逆向移动,v正减小、v逆增大 D.移除NH3,平衡正向移动,v正、v逆都减小 3.把打磨过的镁条投入盛有稀盐酸的试管中,试管外壁发烫,产生H2的速率与时间(t)的关系如图所示,则下列说法正确的是 (　　) A.如果使用催化剂,反应结束后会产生更多质量的气体 B.t2时刻的速率大于t1时刻的速率主要原因是反应物的量较多 C.t2~t3速率变化的主要原因是盐酸的浓度逐渐减小 D.t2时恰好完全反应 4.地下水中加入H2O2可将地下水中的三氯乙烯(C2HCl3)除去,反应如下:3H2O2+C2HCl3 2H2O+2CO2↑+3HCl。常温下,在某密闭容器中进行上述反应,测得c(H2O2)随时间的变化如表所示: 时间/min 0 2 4 6 8 c(H2O2)/mol·L-1 1.20 0.90 0.70 0.60 0.55 已知:在反应体系中加入Fe2+,可提高反应速率。下列说法错误的是 (　　) A.Fe2+为该反应的催化剂 B.反应过程中可能产生O2 C.加热,正反应速率加快,逆反应速率减小 D.0~4 min,v(H2O2)=0.125 mol·L-1·min-1 5.恒温恒容条件下,在某催化剂表面上发生氨的分解反应:2NH3(g) N2(g)+3H2(g),测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化如下表所示,下列说法不正确的是 (　　) 编 号 时间/minc(NH3)/10-3 mol·L-1表面积/cm2 0 20 40 60 80 ① a 2.40 2.00 1.60 1.20 0.80 ② a 1.20 0.80 0.40 x ③ 2a 2.40 1.60 0.80 0.40 0.40 A.实验①,0~20 min,v(N2)=1.00×10-5 mol·L-1·min-1 B.实验②,40 min时未达到平衡状态,x≠0.40 C.其他条件相同,增加氨气的浓度,反应速率一定增大 D.其他条件相同,增加催化剂的表面积,反应速率增大 题组二　反应历程和活化能 6.如图为某可逆反应体系的能量随反应进程的变化曲线,下列有关说法正确的是 (　　) A.该反应常温下一定可以自发进行 B.使用催化剂可以改变E1、E3的大小,从而改变正、逆反应速率 C.E2为正反应的焓变,且正反应的ΔH>0 D.该反应反应物总能量大于生成物总能量,故一定可设计成原电池 7.已知反应S2(aq)+2I-(aq) 2S(aq)+I2(aq),若向该反应体系中加入含Fe3+的某溶液,反应机理如图所示。 ①2Fe3+(aq)+2I-(aq) I2(aq)+2Fe2+(aq) ②2Fe2+(aq)+S2(aq) 2Fe3+(aq)+2S(aq) 下列有关该反应的说法错误的是 (　　) A.反应①和反应②相比,反应②更容易发生 B.Fe3+是该反应的催化剂 C.增大Fe3+的浓度,能够加快反应速率 D.若不加Fe3+,正反应的活化能比逆反应的活化能大 8.H2在石墨烯负载型Pd单原子催化剂(Pd/SVG)上还原NO生成N2和NH3的路径机理及活化能(kJ·mol-1)如图所示(图中涉及物质均为气态)。下列说法错误的是 (　　) A.H2还原NO生成N2的决速步为反应⑥ B.Pd/SVG上H2还原NO,更容易生成NH3,不容易生成N2 C.根据上图数据可计算NO(g)+5H(g) NH3(g)+H2O(g)的ΔH D.由图可知,相同催化剂条件下反应可能存在多种反应历程 9.工业上可用一氧化碳和氢气在催化剂作用下合成甲醇,反应历程如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。 (1)该反应的ΔH　　　0(填“>”“=”或“<”)。  (2)其中决速步的能垒为　　　　eV。  (3)虚线框内最有可能发生的反应的化学方程式为　　　　　　　　　。  能力提升练 题组一　借助图像分析化学反应速率的影响因素 1.一定条件下,溶液的酸碱性对TiO2光催化染料R降解反应的影响如图所示。下列说法正确的是 (　　) A.在0~50 min时间段内,pH=2和pH=7时R的降解率相等 B.溶液酸性越强,R的降解速率越小 C.R的起始浓度不同,无法判断溶液的酸碱性对R的降解速率的影响 D.20~25 min内,pH=10时R的降解速率为0.04 mol·L-1·min-1 2.一定条件下,酸性KMnO4溶液与H2C2O4发生反应,Mn(Ⅱ)起催化作用,过程中不同价态含Mn粒子的浓度随时间变化如下图所示。下列说法正确的是 (　　) A.Mn(Ⅲ)不能氧化H2C2O4 B.整个反应过程中,反应速率逐渐减小 C.该条件下,Mn(Ⅱ)和Mn(Ⅶ)不能大量共存 D.增加c(K+),反应速率加快 3.某温度下,降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合,反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期,下列说法错误的是 (　　) A.其他条件相同时,催化剂浓度越大,反应速率越大 B.其他条件相同时,降冰片烯浓度越大,反应速率越大 C.①对应的降冰片烯的反应速率为0.012 mol·L-1·min-1 D.②对应的降冰片烯的起始浓度为3.0 mol·L-1,半衰期为62.5 min 题组二　“控制变量法”探究外界因素对化学反应速率的影响 4.研究2X(g) Y(g)+3Z(g)的反应速率的影响因素,在不同条件下进行4组实验,Y、Z起始浓度为0,X的浓度随反应时间的变化情况如图所示。下列说法不正确的是 (　　) A.比较实验①②得出:增大反应物浓度,化学反应速率加快 B.比较实验②④得出:升高温度,化学反应速率加快 C.若实验②③只有一个条件不同,则实验③使用了催化剂 D.在0~10 min,实验④的平均速率v(Y)=0.06 mol·L-1·min-1 5.室温下进行下图所示实验。(已知:H2C2O4为二元弱酸) 试管a、b、c中溶液褪色分别耗时690 s、677 s、600 s。下列说法正确的是 (　　) A.反应的离子方程式为2Mn 2Mn2++10CO2↑+8H2O B.试管c反应至300 s时,溶液中剩余的c(KMnO4)为0.002 5 mol/L C.对比试管a、b,得到的结论是H2C2O4溶液浓度增大,反应速率加快 D.对比试管c、d,可验证c(H+)对反应速率的影响 6.某小组学生设计了如下定性探究影响化学反应速率因素的实验。可选试剂:5% H2O2溶液、1 mol/L FeCl3溶液、蒸馏水、0.1 mol/L Na2S2O3溶液、0.5 mol/L H2SO4溶液、0.1 mol/L H2SO4溶液 请按要求回答下列问题。 (1)小组确定实验探究的反应原理及比较反应快慢的依据(填充空白)。 原理实验 化学方程式 判断依据 ⅰ 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  产生气泡快慢 ⅱ Na2S2O3+H2SO4 Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O 　　　　　  (2)学生甲选择原理ⅰ,探究催化剂对该反应速率的影响,必选试剂除5% H2O2溶液外,还应选　　　　　　　　。  (3)学生乙选择原理ⅱ,设计如图所示对比实验,探究H2SO4浓度对该反应速率的影响。 试剂X及其用量:　　　　　　　　。  (4)学生丙选择原理ⅱ设计对比实验,探究影响该反应速率的因素,数据如表所示: 实验 编号 Na2S2O3溶液 H2SO4溶液 蒸馏水 浓度/ (mol/L) 体积/ mL 浓度/ (mol/L) 体积/ mL 体积/ mL 温度/ ℃ Ⅰ 0.1 1 0.5 1 V 30 Ⅱ 0.1 2 0.5 1 7 30 Ⅲ 0.1 2 0.5 1 7 40 ①对比实验Ⅰ、Ⅱ,为探究　　　　　　　　对该反应速率的影响。  ②V=　　　　,加入V mL水的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　。  ③对比上述实验数据,推测反应速率最快的是实验　　　　(填实验编号)。  答案与分层梯度式解析 基础过关练 1.C 2.D 3.C 4.C 5.C 6.B 7.D 8.C 1.C　降低温度,食物腐败速率减慢,可以保存更长的时间,A不符合题意;食品抽真空包装降低了氧气浓度,可减慢食品腐败速率,B不符合题意;加工馒头时加入NaHCO3,与化学反应速率控制无关,C符合题意;酶作为催化剂,可以起到快速去污的作用,D不符合题意。 2.D　恒温条件下,将容器压缩,压强增大,平衡正向移动,v正、v逆都增大,A错误;恒温恒容条件下充入Ar,压强增大,参与反应的各物质的浓度不变,反应速率不变,平衡不移动,B错误;恒温恒压条件下充入He,相当于减压,平衡逆向移动,v正、v逆都减小,C错误;移除NH3,减小生成物浓度,平衡正向移动,v正、v逆都减小,D正确。 易错分析 本题因不能正确理解外界条件的变化对v正、v逆的影响,而容易错选。 (1)浓度:增大浓度(无论是反应物还是生成物),v正、v逆都增大,平衡之所以移动,是因为v正、v逆增大的程度不同;减小浓度(无论是反应物还是生成物),v正、v逆均减小。 (2)压强:对有气体参加的可逆反应,加压(压缩容器体积),v正、v逆均突然增大,平衡向气体体积减小的方向移动,减小压强(扩大容器体积),v正、v逆均减小,平衡向气体体积增大的方向移动。 (3)恒温恒容条件下充入与反应无关的气体,反应体系中各组分的浓度不变,反应速率不变;恒温恒压条件下充入与反应无关的气体,容器体积增大,反应体系中各组分的浓度减小,v正、v逆都减小,平衡向着气体体积增大的方向移动。 3.C　催化剂可以加快化学反应速率,但是不影响生成物最终的量,A错误;t1时刻盐酸浓度比t2时刻大,试管外壁发烫,说明反应放热,故t2时刻的反应速率大于t1时刻的主要原因是温度升高,B错误;t2~t3反应速率逐渐减小的原因是随着反应进行盐酸的浓度逐渐减小,C正确;t2时刻反应速率不为0,反应还在进行中,D错误。 4.C　在反应体系中加入Fe2+,可提高反应速率,Fe2+为该反应的催化剂,A正确;H2O2可以将Fe2+氧化为Fe3+,而Fe3+可以催化H2O2分解为O2和H2O,故反应过程中可能产生O2,B正确;加热,正、逆反应速率都加快,C错误;0~4 min,v(H2O2)==0.125 mol·L-1·min-1,D正确。 5.C　实验①中,0~20 min,Δc(NH3)=2.40×10-3 mol·L-1-2.00×10-3 mol·L-1=4.00×10-4 mol·L-1,则Δc(N2)=2.00×10-4 mol·L-1,v(N2)==1.00×10-5 mol·L-1·min-1,A正确;催化剂表面积大小只影响反应速率,不影响平衡,实验③中NH3初始浓度与实验①中一样,实验③达到平衡时NH3的浓度为4.00×10-4 mol·L-1,则实验①达平衡时NH3的浓度也为4.00×10-4 mol·L-1,而恒温恒容条件下,实验②可看作在实验①基础上减小压强,减压平衡正向移动,因此实验②中平衡时NH3的浓度小于4.00×10-4 mol·L-1,即40 min时未达到平衡状态,x≠0.40,B正确;实验①和实验②的催化剂表面积相同,实验①中NH3初始浓度是实验②中氨气初始浓度的两倍,0~20 min、20~40 min的Δc(NH3)都是4.00×10-4 mol·L-1,相同条件下,增加NH3浓度,反应速率并没有增大,C错误;对比实验①和实验③,NH3初始浓度相同,实验③中催化剂表面积是实验①中催化剂表面积的2倍,实验③先达到平衡状态,实验③的反应速率大,说明其他条件相同,增加催化剂的表面积,反应速率增大,D正确。 6.B　由题图可知该反应为放热反应,ΔH<0,只有满足ΔG=ΔH-T·ΔS<0时反应才能自发进行,ΔS未知,无法确定常温下该反应是否可自发进行,A、C错误;E1、E3分别为正、逆反应的活化能,使用催化剂可以降低反应的活化能,改变E1、E3的大小,从而改变正、逆反应速率,B正确;该反应为放热反应,但不一定是可自发进行的氧化还原反应,不一定可设计成原电池,D错误。 7.D　反应②的活化能比反应①低,反应②更容易发生,A正确;Fe3+在反应①中被消耗生成Fe2+,在反应②中Fe2+被消耗又生成了Fe3+,故Fe3+是该反应的催化剂,B正确;增大Fe3+的浓度,能够加快反应①的速率,反应①决定总反应的快慢,C正确;该反应为放热反应,无论是否加Fe3+,正反应的活化能都比逆反应的活化能小,故D错误。 8.C　活化能最大的为决速步,则H2还原NO生成N2的决速步为反应⑥,A正确;由题图知,Pd/SVG上H2还原NO,经过①②③④⑤即可生成NH3,经过①②③④自发过程⑥⑦才能生成N2,而反应⑥的活化能最大,发生最困难,则更容易生成NH3,不容易生成N2,B正确;根据题图数据可计算NO(g)+5H(g) NH3(g)+H2O(g)的正反应的活化能,不知道逆反应的活化能,不能计算ΔH,C错误;由题图可知,相同催化剂条件下,反应可能存在多种反应历程,D正确。 9.答案　(1)<　(2)0.8　(3)H3CO*+H2(g) CH3OH* 解析　(1)由反应历程图可知,反应物总能量高于生成物总能量,可知该反应的ΔH<0。(2)对于多步反应,其决速步为活化能最大的一步,从反应历程图可看出,决速步的能垒为-0.1 eV-(-0.9 eV)=0.8 eV。(3)从反应历程图可以看出,物质的转化过程为CO(g)→CO*→HCO*→H2CO*→H3CO*→CH3OH*→CH3OH(g),故虚线框内最有可能发生的反应的化学方程式为H3CO*+H2(g) CH3OH*。 方法点津 解答这类试题,关键是看明白反应历程图所表示的含义。根据反应物与生成物相对能量的大小,可确定总反应是放热反应还是吸热反应;根据图像可确定每步反应的活化能,其对应的活化能越大,反应越慢。 能力提升练 1.A 2.C 3.B 4.D 5.C 1.A　由题图可知,在0~50 min时间段内,pH=2和pH=7时R的降解率都是100%,A正确;由题图可知,pH越小,酸性越强,R降解速率越大,B错误;根据不同pH下R的浓度变化量相同时所需的时间不同,可以判断溶液的酸碱性对R降解速率的影响,C错误;20~25 min内,pH=10时R的降解速率为=4×10-6 mol·L-1·min-1,D错误。 2.C　由图像知,随着时间的推移Mn(Ⅲ)的浓度先增大后减小,说明开始反应生成Mn(Ⅲ),后Mn(Ⅲ)被消耗生成Mn(Ⅱ),Mn(Ⅲ)能氧化H2C2O4,A错误;反应物浓度逐渐减小,反应速率逐渐减小,大约13 min时开始生成Mn(Ⅱ),Mn(Ⅱ)对反应起催化作用,13 min后反应速率会增大,B错误;Mn(Ⅶ)的浓度为0后才开始生成Mn(Ⅱ),该条件下Mn(Ⅱ)和Mn(Ⅶ)不能大量共存,C正确;总的离子反应为2Mn+5H2C2O4+6H+ 2Mn2++10CO2↑+8H2O,增加c(K+),反应速率不变,D错误。 3.B　由题图中①②两条线可知,其他条件相同时,催化剂浓度越大,反应所需时间越短,故反应速率越大,A正确;由题图中①③两条线可知,其他条件相同时,降冰片烯的起始浓度①是③的两倍,反应所用时间①也是③的两倍,B错误;由题图可知,①对应的降冰片烯的反应速率v==0.012 mol·L-1·min-1,C正确;反应物消耗一半所需的时间称为半衰期,由题图可知,②对应的降冰片烯的起始浓度为3.0 mol·L-1,半衰期为125 min÷2=62.5 min,D正确。 4.D　实验①②温度相同,①中X的起始浓度较大,反应速率较快,A正确;实验②④X的起始浓度相同,但温度不同,实验④的反应速率较大,说明升高温度,化学反应速率加快,B正确;实验②③温度、X的起始浓度相同,达平衡时c(X)相同,实验③的反应速率较大,应为使用了催化剂,C正确;在0~10 min,实验④X的浓度变化为0.60 mol·L-1,则v(Y)=v(X)=×=0.03 mol·L-1·min-1,D错误。 5.C　H2C2O4为二元弱酸,参与题述反应的离子方程式为2Mn+6H++5H2C2O4 2Mn2++10CO2↑+8H2O,A错误;c中溶液褪色耗时600 s,随反应进行反应物浓度逐渐变小,反应变慢,试管c反应至300 s时,溶液中剩余的c(KMnO4)无法求算,B错误;试管a、b中的H2C2O4浓度不同,其他条件相同,根据溶液褪色时间得出H2C2O4溶液浓度增大,反应速率加快,C正确;对比试管c、d,d中以浓盐酸作溶剂,而KMnO4能氧化浓盐酸中的Cl-,不能验证c(H+)对反应速率的影响,D错误。 6.答案　(1)2H2O2 2H2O+O2↑　溶液变浑浊的快慢　(2)1 mol/L FeCl3溶液　(3)2 mL 0.5 mol/L H2SO4溶液　(4)①Na2S2O3溶液的浓度　②8　控制硫酸的起始浓度相同　③Ⅲ 解析　(1)原理ⅰ比较反应快慢的依据为产生气泡的快慢,结合所给的试剂知选择的反应为2H2O2 2H2O+O2↑。原理ⅱ选择的反应为Na2S2O3+H2SO4 Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O,生成了淡黄色沉淀硫单质,故比较反应快慢的依据为溶液变浑浊的快慢。 (2)FeCl3对反应2H2O2 2H2O+O2↑具有催化作用,故选择原理ⅰ探究催化剂对该反应速率的影响,必选试剂除5% H2O2溶液外,还应选FeCl3溶液。 (3)若要探究H2SO4溶液浓度对反应速率的影响,题图所示实验中H2SO4溶液的浓度应不同,Na2S2O3溶液的浓度应相同,所加硫酸的体积应相同,故应加入2 mL 0.5 mol/L H2SO4溶液。 (4)①对比实验Ⅰ、Ⅱ,所加Na2S2O3溶液的体积不同,即Na2S2O3的物质的量不同,所加H2SO4溶液的体积、浓度均相同,所处温度相同,则实验Ⅰ、Ⅱ为探究Na2S2O3溶液的浓度对该反应速率的影响。②实验Ⅰ、Ⅱ所加H2SO4溶液的体积、浓度均相同,为保证溶液混合后H2SO4的浓度相同,则要加入蒸馏水控制H2SO4的起始浓度相同,由实验可知,溶液混合后总体积为10 mL,则V=8。 16 学科网（北京）股份有限公司 $$