第2课时 影响化学反应速率的因素
1. (2020·金陵中学学情调研)对于在一个密闭容器中进行的反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)。下列条件的改变对反应速率几乎没有影响的是( )
A. 增加C的量
B. 减少CO的量
C. 升高反应体系的温度
D. 恒压条件下,充入He
2. 反应C(s)+CO2(g)===2CO(g)在一个密闭容器中进行,下列措施可以使反应速率增大的是( )
①增加少量C(s) ②升高温度 ③体积不变,再通入CO2 ④缩小体积增大压强 ⑤体积不变,再通入He ⑥压强不变,再通入He
A. ①②③⑥ B. ①②③④
C. ②③④⑤ D. ②③④
3. (2021·启东中学期初)下列说法正确的是( )
A. 增大反应物浓度,可增大单位体积内活化分子的百分数,从而使有效碰撞次数增多
B. 有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的容积),可增大活化分子的百分数,从而使反应速率增大
C. 升高温度能使化学反应速率增大的主要原因是减小了反应物分子中活化分子的百分数
D. 催化剂能增大活化分子的百分数,从而可增大化学反应速率
4. 研究表明N2O与CO在Fe+作用下发生反应的能量变化及反应历程如图所示,下列说法错误的是( )
A. 反应总过程ΔH<0
B. Fe+使反应的活化能降低
C. 总反应若在2 L的密闭容器中进行,温度越高反应速率一定越大
D. Fe++N2O―→FeO++N2、FeO++CO―→Fe++CO2两步反应均为放热反应
5. 下列关于化学反应速率的说法正确的是( )
①恒温时,增大压强,化学反应速率一定增大 ②其他条件不变,温度升高,化学反应速率增大 ③使用催化剂可改变反应速率,从而改变该反应过程中吸收或放出的热量 ④3 mol·L-1·s-1的反应速率一定比1 mol·L-1·s-1的反应速率大 ⑤升高温度能使化学反应速率增大,主要原因是增大了反应物分子中活化分子的百分数 ⑥有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的体积),可增加活化分子的百分数,从而使反应速率增大 ⑦增大反应物浓度,可增大活化分子的百分数,从而使单位时间有效碰撞次数增多 ⑧催化剂不参与反应,但能降低活化能增大活化分子的百分数,从而增大反应速率
A. ②⑤
B. ②⑥⑧
C. ②③⑤⑦⑧
D. ①②④⑤⑧
6. 用Na2FeO4溶液氧化废水中的还原性污染物M,为研究降解效果,设计如下对比实验探究温度、浓度、pH、催化剂对降解速率和效果的影响,实验测得M的浓度与时间关系如图所示,下列说法不正确的是( )
实验编号 温度/℃ pH
① 25 1
② 45 1
③ 25 7
④ 25 1
A. 实验①在15 min内M的降解速率为1.33×10-5 mol·L-1·min-1
B. 实验①②说明,若其他条件相同,升高温度,M降解速率增大
C. 若其他条件相同,实验①③证明pH越大,越不利于M的降解
D. 实验④说明M的浓度越小,降解的速率越大
7. 下列说法错误的是( )
A. 对有气体参加的化学反应,增大压强,体系体积减小,可使单位体积内活化分子数增加,因而反应速率增大
B. 升高温度,一般可使活化分子的百分数增大,因而反应速率增大
C. 活化分子之间发生的碰撞一定为有效碰撞
D. 加入适宜的催化剂,可使活化分子的百分数大大增加,从而成千上万倍地增大化学反应的速率
8. (2022·扬州中学期中)下列生产或实验事实引出的结论不正确的是( )
选项 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,化学反应速率增大
B 在容积不变的密闭容器中发生反应:2NH3(g) N2(g)+3H2(g),向其中通入氩气 反应速率减小
C 工业制硫酸过程中,在SO3的吸收阶段,喷洒浓硫酸吸收SO3 增大气液接触面积,使SO3的吸收速率增大
D A、B两支试管中分别加入等体积的5% H2O2溶液,在B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
9. 为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,某化学研究小组的同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。下列叙述不正确的是( )
甲 乙
A. 图甲中(1)(2)两个实验中H2O2分解的ΔH相同
B. 图乙实验可通过测定相同状况下,产生的气体体积与反应时间来比较反应速率
C. 图甲实验可通过观察产生气泡的快慢来比较反应速率
D. 图乙中,测定反应速率的装置可将分液漏斗用长颈漏斗替代,其测定结果相同
10. 实验室利用下列方案探究影响化学反应速率的因素,有关说法错误的是( )
已知反应原理:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O
实验编号 温度/℃ 酸性KMnO4溶液 H2C2O4溶液
① 25 4 mL 0.01mol·L-1 2 mL 0.1mol·L-1
② 25 4 mL 0.01mol·L-1 2 mL 0.2mol·L-1
③ 50 4 mL 0.01mol·L-1 2 mL 0.1 mol·L-1
A. 实验中要记录溶液褪色所需时间
B. 对比实验①②探究的是浓度对化学反应速率的影响
C. 对比实验①③探究的是温度对化学反应速率的影响
D. 起始向①中加入MnSO4固体,不影响其反应速率
11. 实验测得某反应在不同pH下产物A的浓度随时间变化的关系如图所示(其他条件相同)。则下列说法不正确的是( )
A. 若增大压强,该反应的反应速率可能不变
B. pH=7.5时,随着反应的进行反应速率逐渐增大
C. 一定pH范围内,溶液中H+浓度越大,反应速率越大
D. 可采取调节pH的方法使反应停止
12. 把在空气中久置的铝片5.0 g投入盛有500 mL 0.5 mol·L-1 H2SO4溶液的烧杯中,该铝片与H2SO4反应产生氢气的速率与反应时间的关系可用如图所示的曲线来表示,回答下列问题:
(1) 曲线O→a段,不产生氢气的原因是__________________。有关反应的化学方程式为_____________________________________________________。
(2) 曲线a→b段,产生氢气的速率增大的主要原因是________________________________________________。
(3) 曲线上b点之后,产生氢气的速率逐渐减小的主要原因是___________________________________________________________。
13. 某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中,发现加入少量硫酸铜溶液可增大氢气的生成速率。请回答下列问题:
(1) 上述实验中发生反应的化学方程式有____________________________。
(2) 硫酸铜溶液可以增大氢气生成速率的原因是_______________________。
(3) 实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4 4种溶液,可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是___________________________________。
(4) 为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,该同学设计了如下一系列的实验。将表中所给的混合溶液分别加入6个盛有过量Zn粒的反应瓶中,收集产生的气体,记录获得相同体积的气体所需的时间。
实验混合溶液 A B C D E F
4 mol·L-1H2SO4/mL 30 V1 V2 V3 V4 V5
饱和CuSO4溶液/mL 0 0.5 2.5 5 V6 20
H2O/mL V7 V8 V9 V10 10 0
①请完成此实验设计,其中:V1=________,V6=________,V9=________。
②反应一段时间后,实验A中的金属
呈________色,实验E中的金属呈________色。
③该同学最后得出的结论:当加入少量CuSO4溶液时,生成氢气的速率会大大提高,但当加入的CuSO4溶液超过一定量时,生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因:_____________________________________
______________________________________________________________________。
14. 某化学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:
【实验原理】 2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4===2MnSO4+10CO2↑+K2SO4+8H2O。
【实验内容及记录】
实验编号 室温下,试管中所加试剂及其用量/mL 室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min
0.6 mol·L-1 H2C2O4溶液 H2O 0.2 mol·L-1 KMnO4溶液 3 mol·L-1稀硫酸
1 3.0 2.0 1.0 2.0 4.0
2 2.0 3.0 1.0 2.0 5.2
3 1.0 4.0 1.0 2.0 6.4
请回答:
(1) 根据表中的实验数据,可以得到的结论是__________________________。
(2) 利用实验1中数据计算,所在时间内用KMnO4的浓度变化表示的平均反应速率v(KMnO4)=__________________。
(3) 该小组同学根据经验绘制了n(Mn2+)随时间变化趋势的示意图,如图1所示。但有同学查阅已有的实验资料发现,该实验过程中n(Mn2+)随时间变化的趋势应如图2所示。该小组同学根据图2所示信息提出了新的假设,并继续进行实验探究。
图1 图2
①该小组同学提出的假设是____________________________________。
②请你帮助该小组同学完成实验方案,并填写表中空白。
实验编号 室温下,试管中所加试剂及其用量/mL 再向试管中加入少量固体 室温下溶液颜色褪至无色所需时间/min
0.6 mol·L-1 H2C2O4溶液 H2O 0.2 mol·L-1 KMnO4溶液 3 mol·L-1稀硫酸
4 3.0 2.0 1.0 2.0 ________ t
③若该小组同学提出的假设成立,应观察到的现象是____________________
______________________________。
第2课时 影响化学反应速率的因素
1. A 2. D
3. D 解析:增大浓度,单位体积内活化分子数目增多,活化分子百分数不变,则使有效碰撞次数增大,反应速率增大,A错误;有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的容积),单位体积内活化分子数目增多,从而使反应速率增大,但活化分子百分数不变,B错误;升高温度能使活化分子的百分数增大,从而使有效碰撞次数增多,则反应速率增大,C错误;D正确且符合题意,故选D。
4. C 解析:由题图可知反应物的总能量高于生成物的总能量,即该反应是放热反应,所以反应的ΔH<0,A正确;Fe+是催化剂,可降低该反应的活化能,B正确;该反应的总反应为N2O+CO===N2+CO2,反应过程中使用了催化剂,催化剂的活性与温度有关,因此温度越高,反应速率不一定越大,C错误;由题图可知Fe++N2O―→FeO++N2、FeO++CO―→Fe++CO2两步反应都是反应物的总能量高于生成物的总能量, 均为放热反应,D正确。
5. A 解析:恒温时,增大压强,如没有气体参加反应,化学反应速率不会增大,①错误;其他条件不变,温度越高,活化分子百分数越大,化学反应速率越大,②正确;使用催化剂可以改变反应的活化能,不能改变反应热,③错误;温度未知,则3 mol·L-1·s-1的反应速率不一定比1 mol·L-1·s-1的反应速率大,④错误;升高温度能增大反应物分子中活化分子的百分数,使化学反应速率增大,⑤正确;有气体参加的化学反应,若增大压强(即缩小反应容器的体积),活化分子数增多,但活化分子百分数不变,⑥错误;增大反应物浓度,活化分子数增多,但活化分子的百分数不变,⑦错误;催化剂通过参与反应,降低反应活化能,增大了活化分子的百分数,从而增大反应速率,但反应前后催化剂质量和化学性质不改变,⑧错误。
6. D 解析:由图中数据可知15 min内Δc(M)=(0.3-0.1)×10-3 mol·L-1=2×10-4 mol·L-1,则v(M)=≈1.33×10-5 mol/(L·min),A正确;由图中曲线变化可看出实验②相对于实验①,M降解速率增大,由表中数据可知,其他条件相同,实验②的温度高,所以说明升高温度,M降解速率增大,B正确;由图中曲线变化可看出实验①相对于实验③,M降解速率增大,由表中数据可知,其他条件相同,实验③的pH大,所以说明pH越大,越不利于M的降解,C正确;根据图示可知,M的起始浓度越小,降解速率越小,D错误。
7. C 解析:增大压强,体系体积减小,对于有气体参加的反应,可使单位体积内活化分子数增加,反应速率增大,A正确;升高温度,反应体系中物质的能量升高,一般可使活化分子的百分数增大,因而反应速率增大,B正确;活化分子之间的碰撞分为有效碰撞和无效碰撞,C错误;催化剂可使反应需要的能量减小,使活化分子的百分数大大增加,从而成千上万倍地增大化学反应的速率,D正确。
8. B 解析:其他条件相同,升高溶液的温度,析出沉淀所需时间短,则反应速率增大,说明当其他条件不变时,升高反应温度,化学反应速率增大,A正确;在容积不变的密闭容器中再充入氩气,反应混合物的浓度不变,因此化学反应速率不变, B错误;在SO3的吸收阶段,当从上向下喷洒浓硫酸时,浓硫酸与SO3接触面积增大,吸收SO3更快, 说明增大气液接触面积,使SO3的吸收速率增大,C正确;只有催化剂一个变量,则其他条件不变时,催化剂可以改变化学反应速率,D正确。
9. D 解析:催化剂只降低反应的活化能,改变反应路径,不改变反应的反应热,所以(1)(2) 两个实验中H2O2分解的ΔH相同,A正确;为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,可以在相同条件下,通过收集相同气体体积所需的时间或相同时间收集气体的体积来比较反应速率,B正确;图甲实验的反应速率可以通过观察产生气泡的快慢来判断,C正确;产生的气体从长颈漏斗逸出,不能测定气体的体积,应利用分液漏斗或长颈漏斗下端进入液面下,D错误。
10. D 解析:该实验原理是2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O,KMnO4被还原为MnSO4,溶液由紫红色变为无色,故实验中要记录溶液褪色时间,判断反应速率的大小,A正确;实验①②中温度,c(KMnO4)相同,c(H2C2O4)不同,故实验目的是探究浓度对化学反应速率的影响,B正确;实验①③中c(KMnO4)、c(H2C2O4)均相同,温度不同,故实验目的是探究温度对化学反应速率的影响,C正确;该反应中Mn2+起催化作用,①中加入MnSO4固体,会增大反应速率,D错误。
11. B 解析:图像没有给出压强对反应速率的影响,因此增大压强,反应速率可能不变,A正确;pH=7.5时,随着反应的进行,曲线斜率先逐渐增大,后逐渐减小,说明反应速率先增大后减小,B错误;由图像可知,一定pH范围内,溶液中H+浓度越大,反应速率越大,C正确;当pH=8.8时,反应速率接近0,所以可采取调节pH的方法使反应停止,D正确。
12. (1) 久置的铝片表面有氧化铝薄膜,会先与H2SO4反应 Al2O3+3H2SO4===Al2(SO4)3+3H2O
(2) 该反应是放热反应,体系温度升高,化学反应速率增大
(3) 随着反应的进行,H2SO4溶液的浓度减小,化学反应速率逐渐减小
13. (1) Zn+H2SO4===ZnSO4+H2↑,
Zn+CuSO4===CuSO4+Cu
(2) CuSO4与Zn反应生成的Cu与Zn形成CuZn原电池,增大生成氢气的速率
(3) Ag2SO4
(4) ①30 10 17.5 ②灰黑 暗红
③一定量的CuSO4与Zn反应生成Cu,会沉积在Zn表面,减小Zn与溶液的接触面积
14. (1) 其他条件相同时,增大H2C2O4浓度(或反应物浓度),反应速率增大
(2) 6.25×10-3 mol·L-1·min-1
(3) ①生成物中的MnSO4为该反应的催化剂(或Mn2+对该反应有催化作用) ②MnSO4
③与实验1比较,溶液褪色所需时间短或所用时间小于4 min