内容正文:
2.1.2 影响化学反应速率的因素
基础过关练
考点一 影响化学反应速率的因素
1.下列措施对增大化学反应速率有明显效果的是( )
A.Na与水反应时,增加水的用量
B.Na2SO4溶液与BaCl2溶液反应时,增大压强
C.常温下用Al与稀硫酸反应制取H2时,将稀硫酸改为浓硫酸
D.大理石与盐酸反应制取CO2时,将块状大理石改为粉末状大理石
2.对于反应4A(s)+2B(g) 3C(g),下列说法正确的是 ( )
A.体积不变充入惰性气体,反应速率减慢
B.其他条件不变,降低温度,反应速率减慢
C.其他条件不变,缩小体积,增大压强,活化分子百分数增大,化学反应速率加快
D.若增加或减少A的物质的量,反应速率一定会发生明显的变化
3.某化学小组欲测定KClO3与NaHSO3反应的化学反应速率,反应的离子方程式为Cl+3HS Cl-+3S+3H+并探究影响其化学反应速率的因素。所用试剂为20 mL 0.3 mol·L-1 KClO3溶液和20 mL 0.9 mol·L-1 NaHSO3溶液,测得数据如图所示,下列说法错误的是( )
A.4~8 min的反应速率v(S)=0.022 5 mol·L-1·min-1
B.反应过程中,该反应的化学反应速率先增大后减小
C.AB段速率变化的原因可能是该反应放热
D.BC段速率变化的原因可能是反应物浓度减小
4.H2O2是一种绿色消毒剂,已知反应H2O2(l) H2O(l)+O2(g),下列有关说法错误的是( )
A.升高温度,该反应中v(O2)增大
B.纯H2O2在54 ℃下恒温贮存2周,浓度仍能保持99%,说明常温下H2O2分解速率极其缓慢
C.上述反应中,随着H2O的生成,v(H2O)逐渐增大
D.H2O2分解反应中,其能量随反应进程的变化如上图所示,则乙表示加入了催化剂
5.少量铁粉与100 mL 0.01 mol·L-1的稀盐酸反应,反应太慢。为了加快该反应的化学反应速率且不改变H2的产量,可以使用如下方法中的( )
①加入NaCl溶液
②加入少量KNO3固体
③加入几滴浓盐酸
④滴入几滴硫酸铜溶液
⑤升高温度(不考虑盐酸挥发)
⑥改用10 mL 0.1 mol·L-1盐酸
A.②③④ B.③⑤⑥
C.④⑤⑥ D.①③⑤
6.下列实验操作不能达到实验目的的是( )
选项
实验目的
实验操作
A
探究催化剂对反应速率的影响
2支各盛有2 mL 0.1 mol/L过氧化氢溶液的试管,向其中一支试管中滴加FeCl3溶液,观察实验现象
B
探究浓度对反应速率的影响
在锥形瓶内各盛有2 g锌粒(颗粒大小基本相同),然后通过分液漏斗分别加入40 mL 1 mol/L和40 mL 2 mol/L的硫酸,比较两者收集10 mL氢气所用的时间
C
探究浓度对反应速率的影响
向2支各盛有2 mL 0.01 mol/L酸性KMnO4溶液的试管中,分别加入2 mL 0.1 mol/L H2C2O4溶液和2 mL 0.2 mol/L H2C2O4溶液,记录溶液褪色所需的时间
D
探究固体表面积对反应速率的影响
称取相同质量的块状大理石和粉末状纯碱,加入盛有浓度、体积均相同的盐酸的小烧杯中,观察实验现象
考点二 碰撞理论、活化能、基元反应
7.已知CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH=-41 kJ·mol-1,下列叙述正确的是( )
A.恒温恒压条件下充入惰性气体,活化分子数不变,反应速率不变
B.恒温恒容条件下,加入水蒸气,活化分子百分数增大,反应速率加快
C.升高温度,活化分子百分数增大,有效碰撞频率增加,反应速率加快
D.加入合适的催化剂,可降低反应的活化能和焓变,活化分子百分数增大,反应速率加快
8.2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的反应历程如图所示,下列说法正确的是( )
A.该反应决速步的活化能为E2
B.每消耗1 mol NO,转移电子4 mol
C.使用合适的催化剂会使E1、E2、E3同时减小
D.温度升高,第Ⅰ步反应活化分子百分数增大,第Ⅱ步反应活化分子百分数减小
9.在含Fe3+、S2和I-的溶液中,发生反应:S2(aq)+2I-(aq) 2S(aq)+I2(aq),其分解机理及反应过程中的能量变化如下:
步骤①:2Fe3+(aq)+2I-(aq) I2(aq)+2Fe2+(aq)
步骤②:2Fe2+(aq)+S2(aq) 2Fe3+(aq)+2S(aq)
下列有关该反应的说法正确的是( )
A.加入Fe3+可以使反应物分子中活化分子百分数增大
B.该反应的催化剂是Fe2+
C.步骤②是整个反应的决速步骤
D.若不加Fe3+,则正反应的活化能比逆反应的大
能力提升练
考点一 化学反应速率的影响因素
1.甲异腈(CH3NC)在恒容密闭容器中可发生异构化反应:CH3NC(g) CH3CN(g),反应过程中甲异腈浓度c随时间t的变化曲线如图所示(图中T表示温度)。该反应的反应速率v与c的关系为v=kc,k为速率常数,a点和b点反应速率相等,即v(a)=v(b)。下列说法错误的是( )
A.bf段用甲异腈表示的反应速率为1.0×10-4 mol/(L·min)
B.a点反应物的活化分子数多于d点
C.T1>T2
D.3v(d)=2v(e)
2.某探究小组利用丙酮的溴代反应(CH3COCH3+Br2 CH3COCH2Br+HBr)来研究反应物浓度与反应速率的关系。反应速率v(Br2)通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定。在一定温度下,获得如下实验数据:
实验
序号
初始浓度c/(mol·L-1)
溴颜色消
失所需时
间t/s
CH3COCH3
HCl
Br2
①
0.80
0.20
0.0010
290
②
1.60
0.20
0.0010
145
③
0.80
0.40
0.0010
145
④
0.80
0.20
0.0020
580
分析实验数据所得出的结论中,不正确的是( )
A.增大c(CH3COCH3),v(Br2)增大
B.实验②和③的v(Br2)相等
C.增大c(HCl),v(Br2)增大
D.增大c(Br2),v(Br2)增大
3.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+16H++5C2 2Mn2++10CO2↑+8H2O
B.试管c反应至300 s时,溶液中剩余的c(KMnO4)=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H+浓度对反应速率的影响
考点二 基元反应、活化能对化学反应速率的影响
4.催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应R(g) P(g)。反应过程(如图)中,M为中间产物。其他条件相同时,下列说法错误的是( )
A.使用催化剂Ⅰ和Ⅱ,均有4个基元反应
B.使用催化剂Ⅰ时,第三个基元反应是决速反应
C.使用催化剂Ⅱ时,反应体系更快达到平衡
D.使用催化剂Ⅰ时,反应过程中M所能达到的最高浓度更大
5.Ni可活化C2H6制得CH4,其反应历程如图所示:
下列关于反应历程的说法正确的是( )
A.总反应的ΔH>0
B.Ni是该反应的催化剂,参与反应的过程
C.该反应过程中分别有碳氢键、碳碳键的断裂和形成
D.总反应的速率由“中间体2→中间体3”决定
6.一定温度下,大量研究表明Pt12Ni、Sn12Ni、Cu12Ni三种双金属合金团簇均可用于催化DRM反应(CH4+CO2 2CO+2H2),在催化剂表面涉及多个基元反应,其中甲烷逐步脱氢过程的相对能量变化如图所示。下列说法错误的是( )
A.DRM反应中伴随H—H键的断裂和形成
B.Sn12Ni双金属合金团簇具有良好的抗积炭(C*)作用
C.甲烷逐步脱氢过程中活化能最大的反应步骤是CH3* CH2*+H*
D.Pt12Ni、Sn12Ni、Cu12Ni催化甲烷逐步脱氢过程的速率分别为v1、v2、v3,则v1>v3>v2
7.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Ea(单位为kJ·mol-1)如图所示。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.根据如图数据可计算NO+5H NH3+H2O的ΔH
D.由图可知,相同催化剂下反应可能存在多种反应历程
考点三 控制变量法的应用
8.某学习小组利用过氧化氢的分解反应探究影响反应速率的外界因素。实验设计如下:
实验
编号
H2O2溶液
温度/℃
收集50 mL O2
所需时间/s
Ⅰ
5 mL 12%的H2O2溶液
20
t1
Ⅱ
5 mL 12%的H2O2溶液
50
t2
Ⅲ
5 mL 4%的H2O2溶液
20
t3
Ⅳ
5 mL 4%的H2O2溶液(少量MnO2粉末)
20
t4
下列说法错误的是( )
A.设计实验Ⅰ、Ⅱ的目的是探究温度对反应速率的影响
B.设计实验Ⅰ、Ⅲ的目的是探究浓度对反应速率的影响
C.t4<t3
D.无法比较t1、t2、t3的大小
9.某课考点利用催化技术将汽车尾气中的NO和CO转化为对空气无污染的气体,通过控制变量法设计三组实验测得温度或催化剂的比表面积影响汽车尾气的转化速率的数据如表所示,三组实验中CO浓度随时间变化的曲线如图。已知:使用相同的催化剂,当催化剂质量相等时,催化剂的比表面积对催化效率有影响。
编号
t/℃
c(NO)/
(mol·L-1)
c(CO)/
(mol·L-1)
催化剂的比
表面积/(m2/g)
Ⅰ
280
6.50×10-3
4.00×10-3
80.0
Ⅱ
a
6.50×10-3
b
120.0
Ⅲ
c
6.50×10-3
d
80.0
下列说法错误的是( )
A.汽车尾气处理的化学方程式为2NO+2CO 2CO2+N2
B.a=280,c>280
C.b=d=4.00×10-3
D.其他条件相同时,增大催化剂的比表面积,该化学反应的速率将减小
10.某研究性学习小组的同学通过实验探究浓度和温度对化学反应速率的影响。实验原理及方案为在酸性溶液中,碘酸钾(KIO3)和亚硫酸钠可发生反应:2I+5S+2H+ I2+5S+H2O,生成的碘可用淀粉溶液检验,根据出现蓝色所需时间来衡量该反应的速率。
实验
编号
0.01 mol·
L-1 KIO3
酸性溶液
(含淀粉)
的体积/mL
0.01 mol·
L-1 Na2SO3
溶液的
体积/mL
水的
体积/
mL
实验
温度/
℃
出现
蓝色
的时
间/s
①
5
5
V1
5
t1
②
5
5
40
25
t2
③
5
V2
35
25
t3
④
5
15
30
25
t4
已知:I的氧化性随着酸性的增强而增强。
回答下列问题:
(1)实验中V1= ,V2= 。
(2)实验①②③中出现蓝色的时间t1、t2、t3由大到小的顺序是 。
(3)实验①②是探究 对化学反应速率的影响,实验②③是探究 对化学反应速率的影响。
(4)该反应的过程和机理较复杂,一般认为发生以下四个反应:
Ⅰ.I+S I+S(速率慢)
Ⅱ.I+2S I-+2S(速率快)
Ⅲ.5I-+I+6H+ 3I2+3H2O(速率较快)
Ⅳ.I2+S+H2O 2I-+S+2H+(速率快)
根据上述反应推测该反应总的反应速率由反应 (填序号)决定。从上述四个反应可以看出必须在 (填离子符号)消耗完时才会有淀粉变蓝的现象产生。理论上实验④最终 (填“能”或“不能”)看到溶液显蓝色,判断理由是 。
(5)若将碘酸钾(KIO3)和亚硫酸氢钠溶液混合,也可发生反应生成碘,反应原理为2I+5HS I2+5S+3H++H2O。实验发现开始时反应缓慢,随后反应速率“急增”,最后又逐渐减慢,则关于该化学反应速率“急增”的原因的合理解释是 。
答案
基础过关练
1.D
2.B
3.A
4.C
5.B
6.D
7.C
8.A
9.A
能力提升练
1.C
2.D
3.C
4.C
5.D
6.A
7.C
8.D
9.D
10.答案 (1)40 10 (2)t1>t2>t3 (3)温度 浓度 (4)Ⅰ S 不能 过量的S恰好将生成的I2反应完全 (5)氢离子浓度增大,使I氧化性增强,加快了反应速率
2
学科网(北京)股份有限公司
$