内容正文:
第06讲 影响化学反应速率的因素
内容导航
01 预习航标 → 析目标·明方向:预习导航精准定向
02 教材全解 → 析教材·学新知:情境概念深度构
情境启思:从生活或问题出发,激发兴趣
深研精炼:聚焦常考要点,学会解题思路
即练固基:趁热打铁练一练,巩固刚学内容
03过关检测 → 练考点·强落实:过关检测分层提
预习目标
1.通过实验,从宏观上认识温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响。
2.能从定性和定量结合的角度,用一定的理论模型说明外界条件改变对化学反应速率的影响。
3.通过改变反应条件的实际应用的事例,能说出其在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。
预习重点
实验探究影响化学反应速率的因素。
预习难点
总结外界因素对反应速率的影响方式。
情|境|启|思
生活中常常有一些明显的反应现象,如食物的腐烂会受到温度的影响,煤的燃烧会受到接触面积的影响,铁生锈会受到湿度的高低的影响,实验室里制取氧气会受到催化剂的影响,通过生活不断接触体验这些反应的过程,我们逐渐发现了改变反应的某些条件会引起反应速率的改变,那温度、接触面积、浓度、催化剂等这些因素是怎么影响反应的呢?它们怎么改变会加快或者减慢反应速率?
深|研|精|炼
知识点01 影响化学反应速率因素的实验探究
1.影响化学反应速率的内在因素
在相同条件下,不同的化学反应会有不同的反应速率,这表明反应速率首先是由反应物的组成、结构和性质等内在因素决定的。
2.定性研究影响化学反应速率的外部因素
(1)实验目的
探究浓度、温度、催化剂等外部因素对化学反应速率的影响。
(2)实验用品
烧杯、试管、量筒、试管架、胶头滴管、温度计、秒表。
0.1 mol·L-1Na2S2O3溶液、0.1 mol·L-1H2SO4溶液、0.5mol·L-1H2SO4溶液、5%H2O2溶液、1 mol·L-1FeCl3溶液、蒸馏水、热水。
(3)实验原理
①Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O。由于SO2在水中具有一定的溶解性,产生气泡的现象可能不明显,可通过观察沉淀产生的时间比较化学反应速率。
②2H2O2===2H2O+O2↑,可通过观察产生气泡的速度比较化学反应速率。
(4)实验方案
影响因素
实验步骤
实验现象
结论
浓度
两组反应中,试管内均出现黄色浑浊,且滴加0.5 mol·L-1H2SO4溶液的一组开始出现浑浊的用时比滴加0.1 mol ·L-1H2SO4溶液的一组少
反应物的浓度越大,生成沉淀的速度越快,即化学反应速率越快
温度
两组反应中,试管内均出现黄色浑浊,且热水浴的一组开始出现浑浊的用时比蒸馏水浴的一组少
反应体系的温度越高,生成沉淀的速度越快,即化学反应速率越快
催化剂
滴加蒸馏水的一组产生气泡不明显,滴加FeCl3溶液的一组中有大量气泡产生
加入催化剂,产生气泡的速度加快,即化学反应速率加快
所有化学反应的反应速率都与温度有关。一般来说,温度对化学反应速率的影响比浓度、压强要大,也更易于控制,升高温度是实验室最常用的加快化学反应速率的方法。大量实验表明,温度每升高10℃,反应速率通常增大到原来的2~4倍。
【例1】(25-26高一下·甘肃兰州·期中)Ⅰ.控制变量法是科学探究中非常重要的思想方法。控制变量法探究影响化学反应速率因素的一般原则是“定多变一”,即要保持其他变量不变,改变其中一个变量进行实验,测定数据,通过系列实验,找出变量对反应速率的影响。某实验小组以H2O2分解为例,研究浓度、催化剂、温度对反应速率的影响。按照如下方案完成实验。
方案
反应物
催化剂
温度
①
5mL 3% H2O2溶液
无
25℃
②
5mL 6% H2O2溶液
无
25℃
③
5mL 6% H2O2溶液
无
40℃
④
5mL 6% H2O2溶液
1—2滴0.1mol/L FeCl3溶液
40℃
通过实验得到氧气的体积与时间的关系如图1所示。回答下列问题:
(1)请填写出曲线Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ分别代表哪个试验方案:曲线Ⅰ代表方案___________,曲线Ⅲ代表方案___________,曲线Ⅳ代表方案___________。
(2)甲同学为了探究浓度对化学反应速率的影响,应进行方案___________和___________。乙同学进行方案③和④,你认为他想探究的是___________对化学反应速率的影响。
Ⅱ.另一组同学为了探究碳酸钙与100mL稀盐酸反应的反应速率,他们通过实验测定反应中生成的CO2气体体积随反应时间变化的情况,绘制出图2所示的曲线。
已知该反应是放热反应,请分析以下问题:
在0~t1、t1~t2、t2~t3三个相同的时间段里,
(3)反应速率最大的是___________时间段,反应速率最大的主要原因是___________。
(4)若生成V2mL CO2,盐酸的物质的量减少了0.2mol,则用盐酸表示的反应速率为___________(列出计算式即可)。
【答案】(1) ④ ② ①
(2) ① ② 催化剂
(3) t1~t2 该时间段内溶液温度升高
(4)
【分析】控制变量法探究影响化学反应速率因素的一般原则是“定多变一”,即要保持其他变量不变,改变其中一个变量进行实验,测定数据,通过系列实验,找出变量对反应速率的影响,就是要保持单一变量原则;一般影响反应速率的因素有浓度、温度、压强,催化剂等,注意从这几个角度考虑。
【详解】(1)反应速率越大,V(O2)-t 曲线斜率越大,达到最大氧气体积的时间越短;最终生成的体积由的物质的量决定:实验①浓度最低,物质的量最小,最终体积最小,对应曲线Ⅳ;实验④有催化剂且温度最高,反应速率最快,对应斜率最大的曲线Ⅰ;实验②、③均为6%,③温度为40℃、②为25℃,速率③>②,故曲线Ⅲ对应速率较慢的实验②。
(2)探究浓度对反应速率的影响需遵循控制变量法,保持温度、催化剂均相同,仅浓度不同,故选实验①和②;实验③和④的反应物浓度、温度均相同,唯一变量为是否加入催化剂,故探究催化剂对反应速率的影响。
(3)相同时间段内,生成的体积越大,反应速率越大,对应曲线斜率越大,由图可知段斜率最大,速率最大;该反应为放热反应,反应过程中体系温度升高,该阶段温度升高对速率的促进作用大于盐酸浓度降低的减慢作用,故速率最大。
(4)反应速率计算公式为v=, ,盐酸体积为0.1L,生成V2mL CO2的反应时间为t2min,代入即可得到对应的速率表达式。
【解题要点】控制变量法探究影响化学反应速率因素的一般原则是“定多变一”,即要保持其他变量不变,改变其中一个变量进行实验,测定数据,通过系列实验,找出变量对反应速率的影响,就是要保持单一变量原则
【即练1】(25-26高一下·广东深圳·期中)为探究Cu2+对H2O2分解是否有催化作用,分别取10mL 30% H2O2 (约10)于四支试管中,控制其他条件相同,进行实验获得如下表数据(氧气为标准状况下的体积):
实验编号
所加药品
控制温度/℃
生成氧气平均速率()
第1个3min
第2个3min
第3个3min
①
1mL 1.0mol/LCuSO4
20
2.4
2.7
2.8
②
30
9
10
10
③
40
90
63
28
④
1mL H2O
40
1.0
1.2
1.3
下列有关说法不正确的是
A.Cu2+对H2O2分解催化效率可能随温度升高而提高
B.实验③中第3个3min速率下降,仅与H2O2浓度降低有关
C.实验④是空白对照实验,加入1mL H2O的目的是保证H2O2浓度、总体积一致
D.为得到更可靠的结论,实验①②③还需排除
【答案】B
【详解】A.对比实验①②③,温度升高时加组的生成速率增幅远高于温度本身带来的速率增幅,说明对分解的催化效率可能随温度升高而提高,该说法正确,A不符合题意;
B.实验③第3个3min速率下降,除浓度降低外,还可能存在高温下催化活性下降、反应放热导致体系局部温度变化等影响因素,“仅与浓度降低有关”的表述过于绝对,该说法错误,B符合题意;
C.实验①~③均加入溶液,实验④加做空白对照,可保证各组起始浓度、反应体系总体积一致,符合控制变量的实验要求,该说法正确,C不符合题意;
D.实验加入的是溶液,无法排除对分解的催化干扰,需补充实验排除的影响才能确定是的催化作用,该说法正确,D不符合题意;
故答案为:B。
【即练2】(25-26高一下·河南南阳·期中)二氧化硫的催化氧化反应为,该反应是工业制硫酸的关键步骤。回答下列问题:
(1)将一定量的和充入一带有活塞的容器中,不能使该反应的化学反应速率增大的措施是(填字母)___________。
A.固定活塞位置,升高温度 B.选择更高效的催化剂
C.移动活塞,扩大容器体积 D.固定活塞位置,充入更多
(2)一定温度下,在恒容密闭容器中充入一定量的和进行该反应,各物质的浓度随时间变化如下图所示。
①图中对应的曲线为___________(填“曲线1”“曲线2”或“曲线3”)。
②反应进行到b点时,的正反应速率___________的逆反应速率(填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)研究在水溶液中的歧化反应,对硫酸工业尾气的处理有重要的指导意义。已知在的催化下可与水发生反应生成某种强酸和某种单质,某实验小组设计如下实验探究影响该反应速率的因素。
实验序号
反应温度
KI溶液
稀
饱和溶液
V/mL
c/()
V/mL
c/()
V/mL
Ⅰ
25℃
0
0.4
0
0.2
a
18 mL
Ⅱ
25℃
2
0.4
0
0.2
0
18 mL
Ⅲ
25℃
0
0.4
1
0.2
1
18 mL
Ⅳ
50℃
2
0.4
0
0.2
0
18 mL
①写出在的催化下与水发生反应的化学方程式:___________。
②利用实验Ⅰ和实验Ⅱ验证可催化与水发生歧化反应,a值应为___________。
③验证温度对反应速率的影响,应选择实验___________(填实验序号)。
④利用实验Ⅰ和实验Ⅲ可探究___________对速率是否有影响。
【答案】(1)C
(2) 曲线2 大于
(3) 2 Ⅱ、Ⅳ 稀硫酸用量(或浓度,合理即可)
【详解】(1)A.升高温度,反应速率增大,A错误;
B.加高效催化剂,反应速率增大,B错误;
C.扩大容器体积,浓度减小,反应速率减小,C正确;
D.充入更多O2,反应物浓度增大,反应速率增大,D错误;
故答案选C。
(2)反应为,SO2的初始浓度为,O2的初始浓度为,因此对应下降曲线中,曲线2为图中对应的曲线;根据图中曲线的变化趋势,b点时反应未达到平衡,反应仍在正向进行,因此O2的正反应速率大于逆反应速率。
(3)在I-的催化下O2与H2O发生歧化反应,生成强酸(H2SO4)和单质(S),配平后反应方程式:;实验Ⅰ和Ⅱ验证I-的催化作用,需控制变量,总体积应相同。实验 Ⅱ 总体积为2+0+18=20 mL,因此Ⅰ中的总体积:0+0+a+18=20,解得a=2;验证温度的影响,需保证其他条件相同,只有温度不同,应选实验Ⅱ和Ⅳ;实验 Ⅰ和实验 Ⅲ 的变量只有稀硫酸用量,其他条件均保持一致。
知识点02 外部因素对化学反应速率的影响
1.浓度
其他条件不变时,增大反应物浓度,反应速率增大;减小反应物浓度,反应速率减小。
固体或纯液体的浓度可视为常数,因而其物质的量改变时不影响化学反应速率。但反应速率与反应物间的接触面积有关,固体颗粒越小,比表面积越大,反应速率越快,故可以通过研细块状固体来增大比表面积,加快反应速率。
若为可逆反应,增大反应物浓度,正反应速率增大,在此瞬间生成物浓度不变,逆反应速率不变。但随着反应的进行,反应物浓度逐渐减小,生成物浓度逐渐增大,故正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大,直到两者相等。
溶液中发生离子反应时,与反应无关的离子的浓度大小对反应速率无影响,如硫氰化钾溶液与氯化铁溶液的反应,当增大(或减小)K+或Cl-浓度,溶液颜色不变,根据反应的化学方程式:FeCl3+3KSCNFe(SCN)3(红色)+3KCl可知,K+或Cl-与溶液颜色无关。
2.温度
其他条件不变时,升高温度,反应速率增大;降低温度,反应速率减小,如图。
温度对吸热反应和放热反应的影响规律相同。升温时,吸热反应和放热反应的速率均增大;降温时,吸热反应和放热反应的速率均减小。
对于一个可逆反应,升高温度时,吸热方向的化学反应速率增大得多;降低温度,吸热方向的化学反应速率减小得多。
3.催化剂
使用催化剂可以改变(加快或减慢)化学反应速率。如无特殊说明时,催化剂一般是指能使反应速率加快的正催化剂。
①浓度、温度、催化剂对化学反应速率影响大小的一般顺序:催化剂>温度>浓度。
②催化剂具有选择性。对于同一个化学反应,不同的催化剂催化效果不同。对相同的反应物,选用不同的催化剂,可以得到不同的产物。
③有的催化剂对多个化学反应都有催化作用,有的催化剂只对一个化学反应有催化作用。
④能加快化学反应速率的催化剂叫作正催化剂;能减慢化学反应速率的催化剂叫作负催化剂。
⑤如果反应为可逆反应,催化剂可同等程度地改变正、逆反应速率。
⑥催化剂只有在一定温度下才能最大限度地发挥其催化作用,不同的催化剂对温度的要求不一定相同。
4.压强
对于有气体参加的反应,若其他条件不变,增大或减小压强,就是增加或减小单位体积内反应物的物质的量。即增大压强(减小容器容积)相当于增大反应物的浓度,反应速率加快,如图甲所示;减小压强(增大容器容积)相当于减小反应物的浓度,反应速率减慢,如图乙所示。
①压强改变对化学反应速率的影响是通过改变气体浓度实现的。若反应物全部为固体或液体,压强变化对其浓度几乎无影响,故可认为压强不影响非气相反应的反应速率。
②分析压强改变对化学反应速率的影响,关键是看参加反应的气体浓度是否变化。若气体浓度有变化,则化学反应速率改变;若气体浓度无变化,则化学反应速率不改变。具体可分为以下几种情况:
恒温时
恒温恒容时
a.充入气体反应物
b.充入惰性气体
恒温恒压时
综上所述影响化学反应速率的其他因素影响化学反应速率的因素有很多,除浓度、温度、催化剂、压强外,光照、电磁波、超声波、溶剂的性质等也会对化学反应速率产生影响。
【例2】(25-26高一下·甘肃定西·期中)对于水煤气反应,下列措施能使化学反应速率加快的是
①将C变成粉末 ②增大容器容积 ③恒容条件下,及时分离出
④升高温度 ⑤恒容条件下,通入一定量的
A.①②④ B.①③④ C.①④ D.①④⑤
【答案】D
【详解】①将变成粉末,增大固体反应物与气态反应物的接触面积,反应速率加快,①正确;
②增大容器容积,体系内所有气态物质浓度降低,反应速率减慢,②错误;
③恒容条件下及时分离出,生成物浓度降低,反应物浓度后续逐渐减小,反应速率减慢,③错误;
④升高温度,活化分子百分数增大,正逆反应速率均加快,④正确;
⑤恒容条件下通入一定量的,反应物浓度增大,反应速率加快,⑤正确;
故选D。
【解题要点】熟悉掌握温度、浓度、催化剂、压强等外界因素对反应的影响情况。
【即练3】(25-26高一下·河南开封·期中)下列生产、生活中的具体做法,目的不是为了改变化学反应速率的是
A.生活中,将吃剩的食物放在冰箱里冷藏储存
B.工业生产中,在高炉炼铁工艺中增加炉高
C.洗衣时,常用温水和加酶洗衣粉提高洗衣效果
D.实验室,将锌粒先在硫酸铜溶液中浸泡后再制氢气
【答案】B
【详解】A.冰箱内温度较低,降低温度可减慢食物腐败变质的化学反应速率,目的是改变化学反应速率,A不符合题意;
B.高炉炼铁的核心反应为可逆反应,增加炉高没有改变温度、反应物浓度等影响反应速率的条件,目的是提升原料利用率而非改变化学反应速率,B符合题意;
C.升高温度、使用酶催化剂均可加快污渍分解的化学反应速率,目的是改变化学反应速率,C不符合题意;
D.锌置换出硫酸铜中的铜后形成铜锌原电池,可加快锌与酸反应生成氢气的速率,目的是改变化学反应速率,D不符合题意;
故选B。
【即练4】(25-26高一下·福建福州·期中)为了加快足量铁片与稀硫酸反应的速率,而不改变生成的量,可以使用如下方法中的是
①加入固体 ②改用的硫酸 ③将稀硫酸改用98%的浓硫酸 ④将铁片改为铁粉 ⑤适当升高温度
A.①②④ B.②④⑤ C.②③⑤ D.①③⑤
【答案】B
【详解】①加入固体,酸性条件下具有强氧化性,与铁反应生成氮氧化物而非,会减少产量,不符合题意;
②改用的硫酸,总物质的量与原硫酸相等,即总物质的量不变、浓度增大,可加快速率且不改变量,符合题意;
③改为98%浓硫酸,常温下铁遇浓硫酸钝化,几乎不生成,会改变的量,不符合题意;
④将铁片改为铁粉,铁粉会增大反应物接触面积,提高速率且量不变,符合题意;
⑤适当升高温度可以加快反应速率,不改变量,符合题意;
综上分析,符合题意的有②④⑤,故答案选B。
一、单选题
1.下列措施中,不能增大化学反应速率的是
A.用冰箱储存食物
B.用盐酸除铁锈时,适当增大盐酸的浓度
C.黄铁矿()煅烧时粉碎成细小的矿粒
D.过氧化氢分解制取时,加入少量
【答案】A
【详解】A.用冰箱储存食物时温度降低,会减慢食物氧化变质的反应速率,不能增大化学反应速率,A符合题意;
B.用盐酸除铁锈时适当增大盐酸浓度,反应物浓度升高,化学反应速率增大,B不符合题意;
C.黄铁矿()煅烧时粉碎成细小矿粒,增大了反应物接触面积,化学反应速率增大,C不符合题意;
D.过氧化氢分解制取时加入少量,作催化剂降低反应活化能,化学反应速率增大,D不符合题意;
故选A。
2.变量控制是科学探究中常用的方法。向4支盛有溶液的试管中分别滴加2滴溶液,在不同温度下发生反应,开始阶段化学反应速率最大的是
选项
A
B
C
D
的质量分数
5
5
10
10
水浴温度
20
50
20
50
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】温度越高、的浓度越大反应速率越快,则开始阶段化学反应速率最大的是10%溶液、50℃,故选D。
3.下列做法与调控化学反应速率无关的是
A.食盐中添加碘酸钾预防缺碘 B.酸浸时先将矿石粉碎
C.用冰箱冷藏以保鲜食物 D.食品抽真空包装
【答案】A
【详解】A.食盐中添加碘酸钾是为了给人体补充碘元素,预防碘缺乏病,与化学反应速率的调控无关,A符合题意;
B.酸浸时先将矿石粉碎,可增大矿石与酸的接触面积,加快酸浸的反应速率,与调控化学反应速率有关,B不符合题意;
C.用冰箱冷藏食物,可降低环境温度,减慢食物变质的反应速率,延长保鲜时间,与调控化学反应速率有关,C不符合题意;
D.食品抽真空包装可减少食品与氧气的接触,减慢食品氧化变质的反应速率,与调控化学反应速率有关,D不符合题意;
故选A。
4.(25-26高二上·天津河西·期中)某小组设计实验,探究影响该反应速率的因素,结合相关数据,下列说法错误的是
实验
反应温度℃
溶液
稀
出现浑浊的时间
①
25
5
0.1
10
0.1
x
10
②
25
5
0.2
5
0.2
10
6
③
35
5
0.2
5
0.2
10
2
A.
B.依据实验②③可探究反应温度对反应速率的影响
C.实验②中:时恰好消耗完全,则内的平均反应速率为
D.实验①②对比可说明的浓度越大,该反应的化学反应速率越大
【答案】D
【详解】A.根据变量控制法,各实验总体积应相同,实验①总液体体积为5+10+x=5+5+10,解得x=5,A正确;
B.实验②③变量为温度不同,可探究反应温度对反应速率的影响,B正确;
C.实验②中时恰好消耗完全,则内的平均反应速率为,C正确;
D.实验①②变量为浓度不相同,混合后硫酸浓度相同不是变量,可说明的物质的量浓度越大,该反应的化学反应速率越大,而不是的物质的量浓度越大,该反应的化学反应速率越大,D错误;
故答案选D。
5.(24-25高二上·海南三亚·期中)下列措施能减缓化学反应速率的是
A.和反应时,增大反应容器体积 B.双氧水制取时,加入少量
C.与稀硫酸反应时,适当升高温度 D.在中燃烧,用铝粉代替铝片
【答案】A
【详解】A.SO2和O2反应时,增大反应容器体积,反应物的浓度减小,化学反应速率减小,A正确;
B.双氧水分解制取O2时,加入少量MnO2,MnO2作为催化剂可加快双氧水的分解速率,B错误;
C.Zn与稀硫酸反应时,适当升高温度,升温反应速率增大,C错误;
D.Al在O2中燃烧,用铝粉代替铝片,Al与O2的接触面积增大,反应速率增大,D错误;
故答案选A。
6.和在催化剂表面合成氨的微观历程及能量变化的示意图如下,下列说法不正确的是
A.曲线b表示使用催化剂时能量变化
B.在该过程中,、断键形成N原子和H原子
C.在该过程中,N原子和H原子形成了含有极性键的
D.合成氨反应中,反应物断键吸收的能量大于生成物形成新键释放的能量
【答案】D
【详解】A.根据图像可知,b线所代表的过程中活化能较低,因此曲线b表示使用催化剂时能量变化,A正确;
B.在反应过程中,断键形成N原子,断键形成H原子,B正确;
C.NH3含有N-H键,由N和H两种原子构成,为极性键,C正确;
D.由能量变化的示意图可知,合成氨为放热反应,则反应物断键吸收能量小于生成物形成新键释放的能量,D错误;
故选D。
7.多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现T℃时(各物质均为气态),甲醇(与水在铜基催化剂上生成的反应机理和能量图如图:
下列说法正确的是
A.和的总能量大于和的总能量
B.反应Ⅱ中存在极性键的断裂与形成
C.反应I的进行一定需要加热或点燃
D.CO(g)在反应中生成又消耗,CO(g)可认为是催化剂
【答案】B
【详解】A.该总反应是吸热反应,和的总能量小于和的总能量,A错误;
B.反应Ⅱ中CO转化为CO2,涉及极性键的断裂与形成,B正确;
C.反应Ⅰ是吸热反应,但与反应条件是否加热或点燃无关,C错误;
D.属于中间产物,不是催化剂,D错误;
故答案选B。
8.某实验小组用溶液和溶液为反应物,探究外界条件对化学反应速率的影响,实验记录如下表。
已知:
实验序号
温度/℃
溶液体积
溶液体积
蒸馏水体积
出现沉淀所需的时间/s
Ⅰ
20
5
2
a
Ⅱ
20
5
5
5
Ⅲ
60
5
5
5
下列说法不正确的是
A.该反应中作氧化剂
B.研究溶液浓度对该反应速率的影响,实验Ⅰ中
C.研究温度对该反应速率的影响,Ⅱ、Ⅲ实验结果
D.进行上述实验时,应将溶液与蒸馏水混合后再加入溶液
【答案】A
【分析】该实验采用控制变量法探究外界条件对化学反应速率的影响,实验Ⅰ与实验Ⅱ的对比探究H2SO4浓度对该反应化学反应速率的影响,实验Ⅱ与实验Ⅲ的对比目探究温度对该反应化学反应速率的影响,由此作答;
【详解】A.该反应中S元素的化合价变化仅来自的歧化,中各元素化合价均未改变,仅起酸的作用,不作氧化剂,A错误;
B.探究浓度对反应速率的影响需控制溶液总体积相同,实验Ⅱ总体积为,故,解得,B正确;
C.其他条件相同时,温度越高反应速率越快,Ⅲ的温度高于Ⅱ,故Ⅲ出现沉淀的时间更短,即,C正确;
D.若先将与混合会导致反应提前开始,影响计时准确性,因此应先将与蒸馏水混合后再加入溶液,D正确;
故选A。
9.(25-26高二上·浙江温州·期中)在体积不变的密闭容器中进行反应: ,关于该反应的说法正确的是
A.充入Ar增大压强,能加快反应速率
B.升高温度能减慢反应速率
C.使用恰当的催化剂也不能提高平衡产率
D.与充分反应放出的热量为18.48 kJ
【答案】C
【详解】A.充入Ar时,容器体积不变,反应物浓度未变,故反应速率不变,A错误;
B.升高温度会加快正、逆反应速率,而非减慢,B错误;
C.催化剂仅加快达到平衡的速率,不改变平衡状态,因此无法提高平衡产率,C正确;
D.该反应为可逆反应,0.2 mol N2和0.6 mol H2无法完全转化,实际放热小于18.48 kJ,D错误;
故选C。
10.金属硫化物(MxSy)可催化反应CH4(g)+2H2S(g)CS2(g)+4H2(g),该反应既可以除去天然气中的H2S,又可以获得H2。下列措施不能加快反应速率的是
A.升高温度 B.选用更高效的催化剂
C.增大压强 D.恒压条件下充入He
【答案】D
【详解】A.升高温度可提高体系内活化分子百分数,有效碰撞频率升高,反应速率加快,A不符合题意;
B.更高效的催化剂能更大幅度降低反应活化能,有效提高反应速率,B不符合题意;
C.该反应所有反应物均为气体,增大压强会缩小容器体积、提高反应物浓度,反应速率加快,C不符合题意;
D.恒压条件下充入He,容器容积会被迫增大,反应物浓度降低,反应速率减慢,不能加快反应速率,D符合题意;
故答案选D。
11.下列各组物质进行反应(表内物质均为反应物),反应开始时放出的速率最快的是
金属(粉末状)
酸及其浓度
酸的体积
反应起始温度
A
0.1 mol Fe
盐酸
10
50
B
0.1 mol Fe
硫酸
10
50
C
0.1 mol Fe
硫酸
10
50
D
0.1 mol Fe
盐酸
10
30
【答案】B
【详解】A.3 mol/L盐酸中,氢离子浓度低于B选项,反应速率较慢,A不符合题意;
B.3 mol/L硫酸是二元强酸,完全电离后,相同温度、相同金属状态下,其氢离子浓度大于同浓度的盐酸,故放出的速率最快,B符合题意;
C.18.4 mol/L硫酸为浓硫酸,常温下铁遇浓硫酸发生钝化,且若反应生成而非,不会放出,C不符合题意;
D.3 mol/L盐酸,,反应速率慢于B,且温度低于A,反应速率也慢于A,D不符合题意;
故选B。
12.某实验小组利用压强传感器、数据采集器和计算机等数字化实验设备,探究形状大小相同的镁条与不同浓度盐酸的反应速率,实验测得反应体系压强(p)随时间(t)的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.曲线a将镁条用镁粉代替,拐点将提前
B.理论上经历足够长时间,两条曲线最终会重合
C.若将曲线b中盐酸替换为同物质的量浓度的硝酸,仍可获得相同的曲线
D.时,曲线b生成氢气的量相较于曲线a更少,是因为其还未达到反应终点
【答案】C
【分析】先根据反应物的量分析反应情况:0.01 g Mg的物质的量约为,完全反应需要,2 mL 0.5 mol/L盐酸含物质的量为,2 mL 1.0 mol/L盐酸含为,因此酸过量,Mg完全反应,最终生成氢气的量相等。
【详解】A.镁条换为镁粉,固体接触面积增大,反应速率加快,反应更快完成,拐点(反应终点)提前,A正确;
B.Mg完全反应后,最终生成氢气的物质的量相等,足够长时间后体系温度恢复,最终压强相等,曲线会重合,B正确;
C.硝酸是氧化性酸,与镁反应不生成氢气,稀硝酸生成NO,最终生成气体的物质的量与盐酸和镁反应不同,最终压强不同,且反应速率也不同,无法得到相同曲线,C错误;
D.b盐酸浓度更低,反应速率更慢,600 s时a已经反应完全,b还未达到反应终点,此时b生成氢气更少,D正确;
故选C。
13.(25-26高二上·山东·期中)某小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响,进行了如下实验。若忽略混合前后溶液体积的微小变化,下列说法错误的是
实验编号
实验温度/℃
试管中所加试剂及其用量/mL
溶液( )
稀硫酸( )
溶液( )
①
25
3.0
2.0
3.0
②
25
2.0
3.0
2.0
3.0
③
30
2.0
2.0
3.0
A.若实验①用时1.5 min,则用草酸表示的化学反应速率为
B.探究温度对化学反应速率的影响,应选择实验②③,且
C.该实验还需要测量的数据是溶液褪色所需的时间
D.若反应一段时间后速率明显加快,可能是反应生成的有催化作用
【答案】A
【分析】实验中反应的化学方程式为,实验①②温度相同,探究物质的量浓度对反应速率的影响,则;实验②③中反应物的物质的量浓度相同,探究温度对反应速率的影响,。
【详解】A.结合反应方程式和题表数据可知,高锰酸钾完全反应,则实验①中草酸的速率为,A错误;
B.由上述分析可知,实验②③中反应物的物质的量浓度相同,探究温度对反应速率的影响,(控制变量法),B正确;
C.草酸溶液和酸性高锰酸钾溶液反应生成硫酸锰、硫酸钾、二氧化碳和水,高锰酸钾溶液为紫红色,可以通过测量溶液褪色所需的时间来比较反应速率的大小,C正确;
D.若反应一段时间后速率明显增大,可能是因为生成物有催化作用,反应过程中生成了Mn2+,D正确;
故答案选A。
二、解答题
14.在化学反应的研究和实际应用中,我们要关注化学反应进行的快慢,以提高生产效率。为此某化学研究小组的同学设计如下实验,探究浓度对反应速率的影响:
实验混合溶液
A
B
C
D
E
F
5
0
0.5
1
2.5
5
1
0
反应完全所用时间/秒
(1)溶液和稀硫酸的反应离子方程式为:___________。若此反应反应物的总能量高于生成物的总能量,则生成物成键释放的能量___________反应物断键吸收的能量(填“大于”或“小于”)。
(2)=___________mL,=___________mL,=___________mL。
(3)利用出现淡黄色浑浊的快慢来比较反应速率的快慢,最先变浑浊的是实验___________(填字母),此实验用硫代硫酸钠表示的化学反应速率为:=___________。
(4)请你分析不采用排水法测量单位时间内气体体积的大小进行比较反应速率快慢的原因:___________。
(5)实验时,将蒸馏水更换为溶液,测得速率___________。(填偏大、偏小或无影响)
【答案】(1) 大于
(2) 5 4 2.5
(3) F
(4)易溶于水,导致测定结果不准确
(5)无影响
【详解】(1)与反应生成S沉淀、和水,配平后得离子方程式为,反应物总能量高于生成物总能量为放热反应,放热反应中生成物成键释放的总能量大于反应物断键吸收的总能量;
(2)探究浓度对反应速率影响时,需保证所有实验混合液总体积一致,由F组可知,总体积为,且实验中硫酸浓度不变,所有组硫酸体积均为,因此, E组中,得,D组中,得;
(3)F组中浓度最大,反应速率最快,最先变浑浊,F组总体积为10mL,硫代硫酸钠的物质的量,则 ,反应时间为,故;
(4)反应生成的易溶于水,排水法收集时会有大量溶解在水中,导致测得的气体体积误差很大,无法准确比较反应速率;
(5)将等体积蒸馏水更换为溶液,混合液总体积不变,反应物和的浓度不变,且、不参与反应,因此对反应速率无影响。
15.已知:是放热反应。某化学兴趣小组欲用上述反应测定化学反应速率并探究影响反应速率的因素。请回答下列问题:
(1)草酸(H2C2O4)中碳元素的化合价为___________。
(2)向锥形瓶中加入100 mL一定浓度的草酸溶液(如图1所示),通过分液漏斗滴加一定浓度的酸性KMnO4溶液并测定生成CO2的体积,以此测定该反应的化学反应速率。常温下,测得生成CO2的体积随时间的变化如图2所示(常温下,)。
①0~2 min内,生成CO2的平均反应速率为___________mol/min。
②该反应过程中,化学反应速率先增快后减慢的可能原因为___________。
(3)探究外界条件改变对该反应速率的影响。得到如下实验数据:
实验编号
温度/℃
催化剂质量/g
酸性KMnO4溶液
H2C2O4溶液
H2O
KMnO4溶液褪色所用时间/s
体积/mL
浓度/(mol/L)
体积/mL
浓度/(mol/L)
体积/mL
Ⅰ
25
0.2
2
0.05
6
0.1
2
130
Ⅱ
25
0.2
2
0.05
5
0.1
a
b
Ⅲ
40
0.2
2
0.05
6
0.1
2
3
Ⅳ
25
0
2
0.05
6
0.1
2
500
①实验编号Ⅰ、Ⅱ研究___________外界条件对反应速率的影响,b___________130(填“>”、“<”或“=”);实验编号___________研究温度对反应速率的影响,得到的结论为___________。
②实验编号Ⅳ从反应开始至高锰酸钾溶液褪色,草酸的反应速率为___________mol/(L·s)。
【答案】(1)+3
(2) 0.24 反应放热,温度升高,反应速率逐渐增快,随反应进行,浓度下降,反应速率逐渐减慢(或生成的Mn2+对反应有催化作用,反应速率逐渐增快,随反应进行,浓度下降,反应速率逐渐减慢,答案合理即可)
(3) 草酸的浓度 > Ⅰ、Ⅲ 其他条件不变的情况下,升高温度,反应速率加快 5×10-5
【详解】(1)根据正负化合价代数和为0,草酸(H2C2O4)中碳元素的化合价为+3;
(2)①0~2 min内,生成CO2的平均反应速率为;
②该反应过程中,化学反应速率先增快后减慢产生该变化可能的原因为反应放热,温度升高,反应速率逐渐增快,随反应进行,浓度下降,反应速率逐渐减慢(或生成的Mn2+对反应有催化作用,反应速率逐渐增快,随反应进行,浓度下降,反应速率逐渐减慢);
(3)①根据控制单一变量的思想,实验Ⅰ、Ⅱ数据只改变了草酸的体积,故研究草酸的浓度对反应速率的影响,总体积是10 mL,a=3,实验Ⅱ中H2C2O4溶液浓度小于实验Ⅰ,反应速率慢,所需时间长,故b>130;对比实验Ⅰ(25℃,130s)和实验Ⅲ(40℃,3s)可知,升高温度,反应时间显著缩短,反应速率加快实验Ⅰ、Ⅲ只改变温度,其余量完全相同,可知探究的是温度对反应速率的影响;实验Ⅰ、Ⅳ探究催化剂对反应速率的影响;
②实验Ⅳ从反应开始至高锰酸钾溶液褪色,草酸的反应速率为。
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第06讲 影响化学反应速率的因素
内容导航
01 预习航标 → 析目标·明方向:预习导航精准定向
02 教材全解 → 析教材·学新知:情境概念深度构
情境启思:从生活或问题出发,激发兴趣
深研精炼:聚焦常考要点,学会解题思路
即练固基:趁热打铁练一练,巩固刚学内容
03过关检测 → 练考点·强落实:过关检测分层提
预习目标
1.通过实验,从宏观上认识温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响。
2.能从定性和定量结合的角度,用一定的理论模型说明外界条件改变对化学反应速率的影响。
3.通过改变反应条件的实际应用的事例,能说出其在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。
预习重点
实验探究影响化学反应速率的因素。
预习难点
总结外界因素对反应速率的影响方式。
情|境|启|思
生活中常常有一些明显的反应现象,如食物的腐烂会受到温度的影响,煤的燃烧会受到接触面积的影响,铁生锈会受到湿度的高低的影响,实验室里制取氧气会受到催化剂的影响,通过生活不断接触体验这些反应的过程,我们逐渐发现了改变反应的某些条件会引起反应速率的改变,那温度、接触面积、浓度、催化剂等这些因素是怎么影响反应的呢?它们怎么改变会加快或者减慢反应速率?
深|研|精|炼
知识点01 影响化学反应速率因素的实验探究
1.影响化学反应速率的内在因素
在相同条件下,不同的化学反应会有不同的反应速率,这表明反应速率首先是由反应物的组成、结构和性质等内在因素决定的。
2.定性研究影响化学反应速率的外部因素
(1)实验目的
探究浓度、温度、催化剂等外部因素对化学反应速率的影响。
(2)实验用品
烧杯、试管、量筒、试管架、胶头滴管、温度计、秒表。
0.1 mol·L-1Na2S2O3溶液、0.1 mol·L-1H2SO4溶液、0.5mol·L-1H2SO4溶液、5%H2O2溶液、1 mol·L-1FeCl3溶液、蒸馏水、热水。
(3)实验原理
① 。由于SO2在水中具有一定的溶解性,产生气泡的现象可能不明显,可通过观察沉淀产生的时间比较化学反应速率。
②2H2O2===2H2O+O2↑,可通过观察产生气泡的速度比较化学反应速率。
(4)实验方案
影响因素
实验步骤
实验现象
结论
浓度
两组反应中,试管内均出现黄色浑浊,且滴加0.5 mol·L-1H2SO4溶液的一组开始出现浑浊的用时比滴加0.1 mol ·L-1H2SO4溶液的一组少
反应物的浓度越大,生成沉淀的速度越 ,即化学反应速率越
温度
两组反应中,试管内均出现黄色浑浊,且热水浴的一组开始出现浑浊的用时比蒸馏水浴的一组少
反应体系的温度越高,生成沉淀的速度越 ,即化学反应速率越
催化剂
滴加蒸馏水的一组产生气泡不明显,滴加FeCl3溶液的一组中有大量气泡产生
加入催化剂,产生气泡的速度 ,即化学反应速率
化学反应的反应速率都与温度有关。一般来说,温度对化学反应速率的影响比浓度、压强要大,也更易于控制,升高温度是实验室最常用的加快化学反应速率的方法。大量实验表明,温度每升高10℃,反应速率通常增大到原来的2~4倍。
【例1】(25-26高一下·甘肃兰州·期中)Ⅰ.控制变量法是科学探究中非常重要的思想方法。控制变量法探究影响化学反应速率因素的一般原则是“定多变一”,即要保持其他变量不变,改变其中一个变量进行实验,测定数据,通过系列实验,找出变量对反应速率的影响。某实验小组以H2O2分解为例,研究浓度、催化剂、温度对反应速率的影响。按照如下方案完成实验。
方案
反应物
催化剂
温度
①
5mL 3% H2O2溶液
无
25℃
②
5mL 6% H2O2溶液
无
25℃
③
5mL 6% H2O2溶液
无
40℃
④
5mL 6% H2O2溶液
1—2滴0.1mol/L FeCl3溶液
40℃
通过实验得到氧气的体积与时间的关系如图1所示。回答下列问题:
(1)请填写出曲线Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ分别代表哪个试验方案:曲线Ⅰ代表方案___________,曲线Ⅲ代表方案___________,曲线Ⅳ代表方案___________。
(2)甲同学为了探究浓度对化学反应速率的影响,应进行方案___________和___________。乙同学进行方案③和④,你认为他想探究的是___________对化学反应速率的影响。
Ⅱ.另一组同学为了探究碳酸钙与100mL稀盐酸反应的反应速率,他们通过实验测定反应中生成的CO2气体体积随反应时间变化的情况,绘制出图2所示的曲线。
已知该反应是放热反应,请分析以下问题:
在0~t1、t1~t2、t2~t3三个相同的时间段里,
(3)反应速率最大的是___________时间段,反应速率最大的主要原因是___________。
(4)若生成V2mL CO2,盐酸的物质的量减少了0.2mol,则用盐酸表示的反应速率为___________(列出计算式即可)。
【解题要点】控制变量法探究影响化学反应速率因素的一般原则是“定多变一”,即要保持其他变量不变,改变其中一个变量进行实验,测定数据,通过系列实验,找出变量对反应速率的影响,就是要保持单一变量原则
【即练1】(25-26高一下·广东深圳·期中)为探究Cu2+对H2O2分解是否有催化作用,分别取10mL 30% H2O2 (约10)于四支试管中,控制其他条件相同,进行实验获得如下表数据(氧气为标准状况下的体积):
实验编号
所加药品
控制温度/℃
生成氧气平均速率()
第1个3min
第2个3min
第3个3min
①
1mL 1.0mol/LCuSO4
20
2.4
2.7
2.8
②
30
9
10
10
③
40
90
63
28
④
1mL H2O
40
1.0
1.2
1.3
下列有关说法不正确的是
A.Cu2+对H2O2分解催化效率可能随温度升高而提高
B.实验③中第3个3min速率下降,仅与H2O2浓度降低有关
C.实验④是空白对照实验,加入1mL H2O的目的是保证H2O2浓度、总体积一致
D.为得到更可靠的结论,实验①②③还需排除
【即练2】(25-26高一下·河南南阳·期中)二氧化硫的催化氧化反应为,该反应是工业制硫酸的关键步骤。回答下列问题:
(1)将一定量的和充入一带有活塞的容器中,不能使该反应的化学反应速率增大的措施是(填字母)___________。
A.固定活塞位置,升高温度 B.选择更高效的催化剂
C.移动活塞,扩大容器体积 D.固定活塞位置,充入更多
(2)一定温度下,在恒容密闭容器中充入一定量的和进行该反应,各物质的浓度随时间变化如下图所示。
①图中对应的曲线为___________(填“曲线1”“曲线2”或“曲线3”)。
②反应进行到b点时,的正反应速率___________的逆反应速率(填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)研究在水溶液中的歧化反应,对硫酸工业尾气的处理有重要的指导意义。已知在的催化下可与水发生反应生成某种强酸和某种单质,某实验小组设计如下实验探究影响该反应速率的因素。
实验序号
反应温度
KI溶液
稀
饱和溶液
V/mL
c/()
V/mL
c/()
V/mL
Ⅰ
25℃
0
0.4
0
0.2
a
18 mL
Ⅱ
25℃
2
0.4
0
0.2
0
18 mL
Ⅲ
25℃
0
0.4
1
0.2
1
18 mL
Ⅳ
50℃
2
0.4
0
0.2
0
18 mL
①写出在的催化下与水发生反应的化学方程式:___________。
②利用实验Ⅰ和实验Ⅱ验证可催化与水发生歧化反应,a值应为___________。
③验证温度对反应速率的影响,应选择实验___________(填实验序号)。
④利用实验Ⅰ和实验Ⅲ可探究___________对速率是否有影响。
知识点02 外部因素对化学反应速率的影响
1.浓度
其他条件不变时,增大反应物浓度,反应速率增大;减小反应物浓度,反应速率减小。
固体或纯液体的浓度可视为常数,因而其物质的量改变时不影响化学反应速率。但反应速率与反应物间的 有关,固体颗粒越小,比表面积越大,反应速率越快,故可以通过研细块状固体来增大比表面积,加快反应速率。
若为可逆反应,增大反应物浓度,正反应速率 ,在此瞬间生成物浓度不变,逆反应速率 。但随着反应的进行,反应物浓度逐渐减小,生成物浓度逐渐增大,故正反应速率逐渐 ,逆反应速率逐渐 ,直到两者相等。
溶液中发生离子反应时,与反应无关的离子的浓度大小对反应速率 ,如硫氰化钾溶液与氯化铁溶液的反应,当增大(或减小)K+或Cl-浓度,溶液颜色不变,根据反应的化学方程式:FeCl3+3KSCNFe(SCN)3(红色)+3KCl可知,K+或Cl-与溶液颜色无关。
2.温度
其他条件不变时,升高温度,反应速率增大;降低温度,反应速率减小,如图。
温度对吸热反应和放热反应的影响规律相同。升温时,吸热反应和放热反应的速率均 ;降温时,吸热反应和放热反应的速率均 。
对于一个可逆反应,升高温度时,吸热方向的化学反应速率增大得 ;降低温度,吸热方向的化学反应速率减小得 。
3.催化剂
使用催化剂可以改变(加快或减慢)化学反应速率。如无特殊说明时,催化剂一般是指能使反应速率加快的正催化剂。
①浓度、温度、催化剂对化学反应速率影响大小的一般顺序:催化剂 温度 浓度。
②催化剂具有选择性。对于同一个化学反应,不同的催化剂催化效果不同。对相同的反应物,选用不同的催化剂,可以得到不同的 。
③有的催化剂对 化学反应都有催化作用,有的催化剂只对 化学反应有催化作用。
④能加快化学反应速率的催化剂叫作 催化剂;能减慢化学反应速率的催化剂叫作 催化剂。
⑤如果反应为可逆反应,催化剂可 地改变正、逆反应速率。
⑥催化剂只有在 下才能最大限度地发挥其催化作用,不同的催化剂对温度的要求不一定 。
4.压强
对于有气体参加的反应,若其他条件不变,增大或减小压强,就是增加或减小单位体积内反应物的 。即增大压强(减小容器容积)相当于增大反应物的 ,反应速率加快,如图甲所示;减小压强(增大容器容积)相当于减小反应物的 ,反应速率减慢,如图乙所示。
①压强改变对化学反应速率的影响是通过改变 实现的。若反应物全部为固体或液体,压强变化对其浓度几乎 ,故可认为压强不影响非气相反应的反应速率。
②分析压强改变对化学反应速率的影响,关键是看参加反应的气体浓度是否变化。若气体浓度有变化,则化学反应速率改变;若气体浓度无变化,则化学反应速率不改变。具体可分为以下几种情况:
恒温时
恒温恒容时
a.充入气体反应物
b.充入惰性气体
恒温恒压时
综上所述影响化学反应速率的其他因素影响化学反应速率的因素有很多,除浓度、温度、催化剂、压强外,光照、电磁波、超声波、溶剂的性质等也会对化学反应速率产生影响。
【例2】(25-26高一下·甘肃定西·期中)对于水煤气反应,下列措施能使化学反应速率加快的是
①将C变成粉末 ②增大容器容积 ③恒容条件下,及时分离出
④升高温度 ⑤恒容条件下,通入一定量的
A.①②④ B.①③④ C.①④ D.①④⑤
【解题要点】熟悉掌握温度、浓度、催化剂、压强等外界因素对反应的影响情况。
【即练3】(25-26高一下·河南开封·期中)下列生产、生活中的具体做法,目的不是为了改变化学反应速率的是
A.生活中,将吃剩的食物放在冰箱里冷藏储存
B.工业生产中,在高炉炼铁工艺中增加炉高
C.洗衣时,常用温水和加酶洗衣粉提高洗衣效果
D.实验室,将锌粒先在硫酸铜溶液中浸泡后再制氢气
【即练4】(25-26高一下·福建福州·期中)为了加快足量铁片与稀硫酸反应的速率,而不改变生成的量,可以使用如下方法中的是
①加入固体 ②改用的硫酸 ③将稀硫酸改用98%的浓硫酸 ④将铁片改为铁粉 ⑤适当升高温度
A.①②④ B.②④⑤ C.②③⑤ D.①③⑤
一、单选题
1.下列措施中,不能增大化学反应速率的是
A.用冰箱储存食物
B.用盐酸除铁锈时,适当增大盐酸的浓度
C.黄铁矿()煅烧时粉碎成细小的矿粒
D.过氧化氢分解制取时,加入少量
2.变量控制是科学探究中常用的方法。向4支盛有溶液的试管中分别滴加2滴溶液,在不同温度下发生反应,开始阶段化学反应速率最大的是
选项
A
B
C
D
的质量分数
5
5
10
10
水浴温度
20
50
20
50
A.A B.B C.C D.D
3.下列做法与调控化学反应速率无关的是
A.食盐中添加碘酸钾预防缺碘 B.酸浸时先将矿石粉碎
C.用冰箱冷藏以保鲜食物 D.食品抽真空包装
4.(25-26高二上·天津河西·期中)某小组设计实验,探究影响该反应速率的因素,结合相关数据,下列说法错误的是
实验
反应温度℃
溶液
稀
出现浑浊的时间
①
25
5
0.1
10
0.1
x
10
②
25
5
0.2
5
0.2
10
6
③
35
5
0.2
5
0.2
10
2
A.
B.依据实验②③可探究反应温度对反应速率的影响
C.实验②中:时恰好消耗完全,则内的平均反应速率为
D.实验①②对比可说明的浓度越大,该反应的化学反应速率越大
5.(24-25高二上·海南三亚·期中)下列措施能减缓化学反应速率的是
A.和反应时,增大反应容器体积 B.双氧水制取时,加入少量
C.与稀硫酸反应时,适当升高温度 D.在中燃烧,用铝粉代替铝片
6.和在催化剂表面合成氨的微观历程及能量变化的示意图如下,下列说法不正确的是
A.曲线b表示使用催化剂时能量变化
B.在该过程中,、断键形成N原子和H原子
C.在该过程中,N原子和H原子形成了含有极性键的
D.合成氨反应中,反应物断键吸收的能量大于生成物形成新键释放的能量
7.多相催化反应是在催化剂表面通过吸附、解吸过程进行的。我国学者发现T℃时(各物质均为气态),甲醇(与水在铜基催化剂上生成的反应机理和能量图如图:
下列说法正确的是
A.和的总能量大于和的总能量
B.反应Ⅱ中存在极性键的断裂与形成
C.反应I的进行一定需要加热或点燃
D.CO(g)在反应中生成又消耗,CO(g)可认为是催化剂
8.某实验小组用溶液和溶液为反应物,探究外界条件对化学反应速率的影响,实验记录如下表。
已知:
实验序号
温度/℃
溶液体积
溶液体积
蒸馏水体积
出现沉淀所需的时间/s
Ⅰ
20
5
2
a
Ⅱ
20
5
5
5
Ⅲ
60
5
5
5
下列说法不正确的是
A.该反应中作氧化剂
B.研究溶液浓度对该反应速率的影响,实验Ⅰ中
C.研究温度对该反应速率的影响,Ⅱ、Ⅲ实验结果
D.进行上述实验时,应将溶液与蒸馏水混合后再加入溶液
9.(25-26高二上·浙江温州·期中)在体积不变的密闭容器中进行反应: ,关于该反应的说法正确的是
A.充入Ar增大压强,能加快反应速率
B.升高温度能减慢反应速率
C.使用恰当的催化剂也不能提高平衡产率
D.与充分反应放出的热量为18.48 kJ
10.金属硫化物(MxSy)可催化反应CH4(g)+2H2S(g)CS2(g)+4H2(g),该反应既可以除去天然气中的H2S,又可以获得H2。下列措施不能加快反应速率的是
A.升高温度 B.选用更高效的催化剂
C.增大压强 D.恒压条件下充入He
11.下列各组物质进行反应(表内物质均为反应物),反应开始时放出的速率最快的是
金属(粉末状)
酸及其浓度
酸的体积
反应起始温度
A
0.1 mol Fe
盐酸
10
50
B
0.1 mol Fe
硫酸
10
50
C
0.1 mol Fe
硫酸
10
50
D
0.1 mol Fe
盐酸
10
30
12.某实验小组利用压强传感器、数据采集器和计算机等数字化实验设备,探究形状大小相同的镁条与不同浓度盐酸的反应速率,实验测得反应体系压强(p)随时间(t)的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.曲线a将镁条用镁粉代替,拐点将提前
B.理论上经历足够长时间,两条曲线最终会重合
C.若将曲线b中盐酸替换为同物质的量浓度的硝酸,仍可获得相同的曲线
D.时,曲线b生成氢气的量相较于曲线a更少,是因为其还未达到反应终点
13.(25-26高二上·山东·期中)某小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响,进行了如下实验。若忽略混合前后溶液体积的微小变化,下列说法错误的是
实验编号
实验温度/℃
试管中所加试剂及其用量/mL
溶液( )
稀硫酸( )
溶液( )
①
25
3.0
2.0
3.0
②
25
2.0
3.0
2.0
3.0
③
30
2.0
2.0
3.0
A.若实验①用时1.5 min,则用草酸表示的化学反应速率为
B.探究温度对化学反应速率的影响,应选择实验②③,且
C.该实验还需要测量的数据是溶液褪色所需的时间
D.若反应一段时间后速率明显加快,可能是反应生成的有催化作用
二、解答题
14.在化学反应的研究和实际应用中,我们要关注化学反应进行的快慢,以提高生产效率。为此某化学研究小组的同学设计如下实验,探究浓度对反应速率的影响:
实验混合溶液
A
B
C
D
E
F
5
0
0.5
1
2.5
5
1
0
反应完全所用时间/秒
(1)溶液和稀硫酸的反应离子方程式为:___________。若此反应反应物的总能量高于生成物的总能量,则生成物成键释放的能量___________反应物断键吸收的能量(填“大于”或“小于”)。
(2)=___________mL,=___________mL,=___________mL。
(3)利用出现淡黄色浑浊的快慢来比较反应速率的快慢,最先变浑浊的是实验___________(填字母),此实验用硫代硫酸钠表示的化学反应速率为:=___________。
(4)请你分析不采用排水法测量单位时间内气体体积的大小进行比较反应速率快慢的原因:___________。
(5)实验时,将蒸馏水更换为溶液,测得速率___________。(填偏大、偏小或无影响)
15.已知:是放热反应。某化学兴趣小组欲用上述反应测定化学反应速率并探究影响反应速率的因素。请回答下列问题:
(1)草酸(H2C2O4)中碳元素的化合价为___________。
(2)向锥形瓶中加入100 mL一定浓度的草酸溶液(如图1所示),通过分液漏斗滴加一定浓度的酸性KMnO4溶液并测定生成CO2的体积,以此测定该反应的化学反应速率。常温下,测得生成CO2的体积随时间的变化如图2所示(常温下,)。
①0~2 min内,生成CO2的平均反应速率为___________mol/min。
②该反应过程中,化学反应速率先增快后减慢的可能原因为___________。
(3)探究外界条件改变对该反应速率的影响。得到如下实验数据:
实验编号
温度/℃
催化剂质量/g
酸性KMnO4溶液
H2C2O4溶液
H2O
KMnO4溶液褪色所用时间/s
体积/mL
浓度/(mol/L)
体积/mL
浓度/(mol/L)
体积/mL
Ⅰ
25
0.2
2
0.05
6
0.1
2
130
Ⅱ
25
0.2
2
0.05
5
0.1
a
b
Ⅲ
40
0.2
2
0.05
6
0.1
2
3
Ⅳ
25
0
2
0.05
6
0.1
2
500
①实验编号Ⅰ、Ⅱ研究___________外界条件对反应速率的影响,b___________130(填“>”、“<”或“=”);实验编号___________研究温度对反应速率的影响,得到的结论为___________。
②实验编号Ⅳ从反应开始至高锰酸钾溶液褪色,草酸的反应速率为___________mol/(L·s)。
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